KR20040106027A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20040106027A
KR20040106027A KR1020030037207A KR20030037207A KR20040106027A KR 20040106027 A KR20040106027 A KR 20040106027A KR 1020030037207 A KR1020030037207 A KR 1020030037207A KR 20030037207 A KR20030037207 A KR 20030037207A KR 20040106027 A KR20040106027 A KR 20040106027A
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Abstract

PURPOSE: A heat exchanger is provided to improve the heat exchange efficiency by using latent heat of vaporization of water while reducing the volume thereof. CONSTITUTION: An upper header(10) has a refrigerant inlet port and distributes a refrigerant flowed through the refrigerant inlet port. Heat exchange tubes(40) are connected with the upper header at each upper end and extend long upward and downward. A lower header is combined with lower ends of the heat exchange tubes for collecting the refrigerant flowing in the heat exchange tubes, and has a refrigerant discharge port. A water supply device(30) is combined with an outer surface of the heat exchange tube to supply water to the outer surface of the heat exchange tube. The water supply device is formed of a hollow channel for passing the heat exchange tubes. The water supply device has a pressure control pipe(35) formed of a hollow channel and pressure control holes. An inside of the pressure control pipe is defined as a pressure control chamber for receiving water and an outside of the pressure control pipe is defined as a water supply chamber(38) for supplying water to the outer surface of the heat exchange tube. A lower through-hole(32) of the water supply chamber through which the heat exchange tube passes is larger than the heat exchange tube.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}Heat exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 냉각장치에 적용되는 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 응축용으로 사용되는 수냉식 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger applied to a cooling device, and more particularly to a water-cooled heat exchanger used for condensation of a refrigerant.

일반적으로 공기조화장치에 적용되는 냉각장치는 압축기, 냉매응축용 열교환기, 냉매팽창장치, 냉매증발용 열교환기를 포함하며, 이들은 순환유로를 형성하는 냉매관을 통해 상호 연결된다. 그리고 이러한 장치는 압축기가 동작할 때 각 장치를 차례로 순회하는 냉매의 상변화에 의한 열의 수수(授受)를 통해 냉방이 이루어지도록 한다.Generally, a cooling device applied to an air conditioner includes a compressor, a refrigerant condensation heat exchanger, a refrigerant expansion device, and a refrigerant evaporation heat exchanger, which are interconnected through a refrigerant pipe forming a circulation passage. And such a device allows the cooling is achieved through the transfer of heat due to the phase change of the refrigerant circulating each device in turn when the compressor is operating.

이러한 냉각장치에 있어서 냉매의 응축용으로 사용되는 열교환기는 압축기로부터 공급되는 냉매를 다수의 튜브로 분배하여 공급하기 위한 냉매분배헤더와, 다수의 튜브를 통과하면서 열교환된 냉매를 모아서 냉매팽창장치 쪽으로 공급하기 위한 냉매응집헤더를 구비하며, 다수의 튜브 외면에는 공기와의 접촉면적 확대를 위한 것으로 박판형태로 된 다수의 열교환핀이 결합되어 있다. 이러한 열교환기는 인접하는 송풍팬으로부터 송풍되는 공기에 의해 열교환핀과 튜브가 냉각되면서 내부를 통과하는 냉매가 기체상태에서 액체상태로 응축되도록 한다.The heat exchanger used for condensation of the refrigerant in such a cooling device includes a refrigerant distribution header for distributing and supplying the refrigerant supplied from the compressor to a plurality of tubes, and collecting and supplying the heat exchanged refrigerant through the plurality of tubes to the refrigerant expansion device. It is provided with a refrigerant agglomeration header, and a plurality of heat exchange fins in the form of a thin plate is coupled to the outer surface of the plurality of tubes to expand the contact area with air. The heat exchanger cools the heat exchange fins and the tubes by the air blown from the adjacent blower fan, so that the refrigerant passing through the inside is condensed from the gas state into the liquid state.

그러나 이러한 종래의 응축용 열교환기는 송풍팬에 의한 공기에 의해서만 냉각이 이루어지기 때문에 열교환 효율을 높이는데 한계가 있었고, 공기와의 열교환을 위해 다수의 열교환핀을 구비해야 하기 때문에 소기의 열교환 효과를 얻기 위해서는 열교환기의 부피가 커져야 하는 결점이 있었다.However, the conventional heat exchanger for condensation has a limitation in improving the heat exchange efficiency because the cooling is performed only by the air by the blower fan, and a desired heat exchange effect is obtained because a plurality of heat exchange fins are provided for heat exchange with the air. There was a drawback in that the heat exchanger had to be bulky.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 부피를 소형화할 수 있을 뿐 아니라, 열교환효율을 크게 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a problem, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger that can not only reduce the volume, but also greatly improve the heat exchange efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기 제1실시 예의 구성을 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기 제1실시 예의 구성을 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅲ부 상세도이다.FIG. 3 is a detailed view of part III of FIG. 2.

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2.

도 5는 본 발명에 따른 열교환기 제1실시 예의 열교환튜브 구성을 보인 사시도이다.5 is a perspective view showing a heat exchange tube configuration of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 열교환기 제1실시 예의 열교환튜브 구성을 보인 사시도로, 다른 실시 예를 도시한 것이다.Figure 6 is a perspective view showing a heat exchange tube configuration of the heat exchanger first embodiment according to the present invention, showing another embodiment.

도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도이다.7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 2.

도 8은 본 발명에 따른 열교환기 제2실시 예의 구성을 보인 사시도이다.8 is a perspective view showing the configuration of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도이다.9 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 8.

도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이다.10 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 9.

도 11은 본 발명에 따른 열교환기 제2실시 예의 열교환튜브 구성을 보인 사시도이다.11 is a perspective view showing a heat exchange tube configuration of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 열교환기 제2실시 예의 열교환튜브 구성을 보인 사시도로, 다른 실시 예를 도시한 것이다.12 is a perspective view showing a heat exchange tube configuration of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, showing another embodiment.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10,110: 상부헤더, 20,120: 하부헤더,10,110: upper header, 20,120: lower header,

30,130: 물공급장치, 35,135: 압력조절관30,130: water supply device, 35,135: pressure control pipe

36,136: 압력조절공, 37,137: 압력조절실,36,136: pressure regulator, 37,137: pressure regulator,

38,138: 물공급실, 40,140: 열교환튜브,38,138: water supply chamber, 40,140: heat exchange tube,

50: 냉매공급관, 60: 냉매배출관,50: refrigerant supply pipe, 60: refrigerant discharge pipe,

70: 지지부재, 80: 물공급관.70: support member, 80: water supply pipe.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기는, 냉매유입구를 구비하며 상기 냉매유입구로 유입된 냉매를 분배하는 상부헤더와, 상단이 상기 상부헤더에 연결되고 상하로 길게 연장되는 다수의 열교환튜브와, 상기 다수의 열교환튜브를 통과하여 흐르는 냉매를 모아주도록 상기 다수의 열교환튜브의 하단에 결합되며 냉매배출구가 마련된 하부헤더와, 상기 열교환튜브의 외면으로 물을 공급하도록 상기 열교환튜브의 상부 외면에 결합되는 물공급장치를 포함하며, 상기 물공급장치는 상기 다수의 열교환튜브가 상하로 관통하는 중공의 채널로 이루어지고, 그내부에 다수의 압력조절공이 형성된 압력조절관이 설치되어 상기 압력조절관에 의해 상기 압력조절관의 내부가 외부로부터 물이 공급되는 압력조절실과, 상기 압력조절관의 외부가 상기 열교환튜브 외면으로 물을 공급하는 물공급실로 구획되며, 상기 다수의 열교환튜브가 관통하는 상기 물공급실의 하측관통공이 상기 열교환튜브보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger according to the present invention for achieving the object, the upper header having a refrigerant inlet and for distributing the refrigerant introduced into the refrigerant inlet, a plurality of heat exchange tubes and the upper end is connected to the upper header and extending vertically long; A lower header coupled to a lower end of the plurality of heat exchange tubes to collect refrigerant flowing through the plurality of heat exchange tubes and provided with a refrigerant outlet, and coupled to an upper outer surface of the heat exchange tube to supply water to the outer surface of the heat exchange tube; And a water supply device, wherein the water supply device is formed of a hollow channel through which the plurality of heat exchange tubes penetrate up and down, and a pressure control tube having a plurality of pressure control holes formed therein is installed in the pressure control pipe. By the pressure control room to which water is supplied from the outside of the inside of the pressure control pipe and the outside of the pressure control pipe It is divided into a water supply chamber for supplying water to the outer surface of the heat exchange tube, characterized in that the lower through hole of the water supply chamber through which the plurality of heat exchange tubes penetrate larger than the heat exchange tube.

또한, 상기 열교환튜브는 단면의 형상이 원형으로 이루어지고, 그 외면에는 물의 흐름을 안내하는 나선형의 흐름안내부가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange tube has a circular cross-sectional shape, the outer surface is characterized in that the spiral flow guide portion for guiding the flow of water is formed.

또한, 상기 열교환튜브는 단면의 형상이 원형으로 이루어지고, 그 외면에는 물의 흐름을 안내하도록 상하방향으로 형성된 다수의 직선형의 흐름안내부가 마련된 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange tube has a circular cross-sectional shape, characterized in that the outer surface is provided with a plurality of linear flow guide portion formed in the vertical direction to guide the flow of water.

또한, 상기 열교환튜브는 내부에 상호 구획되며 상하방향으로 형성된 다수의 유로를 구비하고 소정의 폭을 갖는 판 형상의 다채널튜브인 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange tube is a multi-channel tube of a plate shape having a predetermined width and having a plurality of passages formed in the vertical direction and mutually partitioned therein.

또한, 상기 압력조절관은 상기 물공급장치의 상기 열교환튜브 일측에 치우치게 형성되되, 상기 압력조절공은 상기 열교환튜브측으로 물을 분사할 수 있도록 상기 열교환튜브측을 향하여 개구되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure control tube is formed to be biased to one side of the heat exchange tube of the water supply device, the pressure control hole is characterized in that the opening toward the heat exchange tube side to inject water to the heat exchange tube side.

또한, 상기 압력조절공은 분사된 물이 이웃한 두 상기 열교환튜브 사이를 통해 상기 열교환튜브의 타측으로 전달될 수 있도록 이웃한 두 상기 열교환튜브 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The pressure regulating hole may be disposed between two neighboring heat exchange tubes such that the sprayed water may be transferred to the other side of the heat exchange tube through two adjacent heat exchange tubes.

또한, 상기 열교환튜브는 두께가 1.5~2.5㎜이고, 폭이 5~20㎜이며, 그 내부에 형성되는 각 유로의 수력직경이 1.27~1.52㎜인 것을 특징으로 한다.The heat exchange tube has a thickness of 1.5 to 2.5 mm, a width of 5 to 20 mm, and a hydraulic diameter of each flow path formed therein is 1.27 to 1.52 mm.

또한, 상기 열교환튜브의 외면에는 물의 흐름을 안내하도록 상하방향으로 형성된 다수의 직선형 흐름안내부가 마련된 것을 특징으로 한다.In addition, the outer surface of the heat exchange tube is characterized in that a plurality of linear flow guide portion formed in the vertical direction to guide the flow of water is provided.

또한, 상기 상부헤더, 하부헤더, 물공급장치는 복수개가 상호 인접하도록 나란히 배열되며, 상호 짝을 이루는 상기 각 상부헤더와 상기 각 하부헤더 사이에 상기 다수의 열교환튜브가 연결되어 하나의 세트를 이루도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, the upper header, the lower header, the water supply device is arranged side by side so that a plurality of adjacent to each other, so that the plurality of heat exchange tubes are connected between each of the upper header and each of the lower header to be paired to form a set. It is characterized by.

또한, 상기 복수의 상부헤더로 냉매를 분배하여 공급하도록 복수의 출구가 상기 각 상부헤더의 냉매유입구에 연결되는 분기형 냉매공급관과, 상기 복수의 하부헤더의 냉매를 모아주도록 복수의 입구가 상기 각 하부헤더의 냉매배출구에 연결되는 분기형 냉매배출관과, 상기 복수의 물공급장치의 압력조절실로 물을 분배하여 공급하도록 복수의 출구가 상기 각 물공급장치의 물공급구에 연결되는 분기형 물공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, a branched refrigerant supply pipe connected to the refrigerant inlets of the respective upper headers to distribute and supply the refrigerant to the plurality of upper headers, and a plurality of inlets may collect the refrigerants of the plurality of lower headers. A branched refrigerant discharge pipe connected to the refrigerant outlet of the lower header, and a branched water supply pipe connected to the water supply ports of the respective water supply devices so that a plurality of outlets are connected to the water supply ports of the respective water supply devices to distribute and supply water to the pressure control chambers of the plurality of water supply devices. It further comprises.

또한, 상기 상부헤더와 상기 하부헤더 사이의 상기 열교환튜브 외면에는 다수의 열교환튜브를 지지하는 지지부재가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the outer surface of the heat exchange tube between the upper header and the lower header is characterized in that the support member for supporting a plurality of heat exchange tubes.

또한, 상기 지지부재는 상기 열교환튜브가 관통하는 다수의 관통공이 형성된 판형상으로 마련되며, 이 지지부재의 관통공이 상기 열교환튜브보다 크게 마련된 것을 특징으로 한다.In addition, the support member is provided in the form of a plate having a plurality of through holes through which the heat exchange tube penetrates, characterized in that the through hole of the support member is provided larger than the heat exchange tube.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 따른 열교환기의 제1실시 예는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 압축기(미도시)로부터 공급되는 냉매를 분배하기 위한 채널형의 상부헤더(10), 상부헤더(10)로부터 분배되어 공급되는 냉매의 열교환을 위한 다수의 열교환튜브(40), 열교환튜브(40)를 거쳐 열교환된 냉매를 다시 모아주는 채널형의 하부헤더(20), 그리고 상부헤더(10)의 하부에 결합되는 것으로 열교환튜브(40) 외면에 물을 공급하는 물공급장치(30)를 포함한다.1 and 2, a channel type upper header 10 and an upper header 10 for distributing a refrigerant supplied from a compressor (not shown) are illustrated in FIGS. 1 and 2. A plurality of heat exchange tubes 40 for heat exchange of the refrigerant supplied from the supply, a channel-type lower header 20 for collecting the heat-exchanged refrigerant through the heat exchange tube 40, and a lower portion of the upper header 10 Is coupled to include a water supply device 30 for supplying water to the outer surface of the heat exchange tube (40).

상부헤더(10)와 하부헤더(20)는 내부에 냉매가 흐르는 유로를 구비하는 사각채널로 구성되며 양단이 폐쇄된 구조로 마련된다. 또 상부헤더(10)의 상부에는 냉매가 그 내부로 유입될 수 있도록 복수의 냉매유입구(11)가 형성되고, 이 냉매유입구(11)에는 압축기의 토출측과 연결되는 냉매공급관(50)이 연결된다.The upper header 10 and the lower header 20 are composed of a rectangular channel having a flow path through which refrigerant flows and are provided in a closed structure at both ends. In addition, a plurality of refrigerant inlets 11 are formed at an upper portion of the upper header 10 to allow refrigerant to flow therein, and a refrigerant supply pipe 50 connected to the discharge side of the compressor is connected to the refrigerant inlets 11. .

다수의 열교환튜브(40)는 그 내부를 흐르는 냉매의 열교환이 가능하도록 상하방향으로 길게 연장되는 원형의 관으로 이루어지며, 상단과 하단이 각각 상부헤더(10)의 하부와 하부헤더(20)의 상부에 연결된다. 이 때 열교환튜브(40)의 상단과 하단은 그 내부의 유로가 상부헤더(10)의 내부와 하부헤더(20)의 내부에 연통된 상태로 연결된다. 이는 상부헤더(10)로부터 분배되어 공급되는 냉매가 다수의 열교환튜브(40)를 통과하여 하부헤더(20)로 흐르면서 열교환할 수 있도록 한 것이다. 그리고 하부헤더(20)의 하부에는 하부헤더(20)에 모아진 냉매를 통상적인 냉각장치의 냉매팽창장치(미도시) 쪽으로 공급하기 위한 복수의 냉매배출구(21)가 형성되고, 이 냉매배출구(21)에는 냉매배출관(60)이 연결된다.The plurality of heat exchange tubes 40 is formed of a circular tube extending in the vertical direction long to enable the heat exchange of the refrigerant flowing therein, the upper and lower ends of the lower and lower header 20 of the upper header 10, respectively Connected to the top. At this time, the upper end and the lower end of the heat exchange tube 40 are connected in a state in which a flow passage therein is in communication with the inside of the upper header 10 and the inside of the lower header 20. This is to allow the refrigerant supplied from the upper header 10 to pass through the plurality of heat exchange tubes 40 to the lower header 20 to exchange heat. A plurality of refrigerant outlets 21 are formed below the lower header 20 to supply the refrigerant collected in the lower header 20 to a refrigerant expansion device (not shown) of a conventional cooling device. ) Is connected to the refrigerant discharge pipe (60).

물공급장치(30)는 상부헤더(10)의 하부에 결합되는 것으로, 일측에 물공급관(80)이 연결되는 물공급구(34)가 형성된 중공의 사각채널로 이루어지며, 그 내부에는 그 내부공간을 일측에서 타측으로 관통하도록 설치된 압력조절관(35)을 통해 압력조절관(35) 내부가 압력조절실(37)로, 압력조절관(35) 외부가 물공급실(38)로 구획된다. 이 때 물공급관(80)이 연결되는 물공급구(34)는 외부에서 공급되는 물이 상부의 압력조절실(37)로 유입되도록 압력조절실(37)의 일측에 형성되고, 압력조절관(35)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 압력조절관(35) 내부, 즉, 압력조설실(37)에 유입되는 물의 압력과 유동패턴이 조절된 상태에서 물공급실(38)로 유입될 수 있도록 다수의 압력조절공(36)이 형성된다. 이는 압력조절관(35)의 내부, 즉 압력조절실(37)로 물이 고압으로 공급되더라도 다수의 물이 압력조절관(35)의 압력조절공(36)을 통과하여 물공급실(38)로 유입되면서 적절하게 감압될 수 있도록 함과 동시에, 물이 물공급실(38)의 전역에 골고루 분배되어 공급될 수 있도록 한 것이다.The water supply device 30 is coupled to the lower portion of the upper header 10, and is formed of a hollow rectangular channel having a water supply hole 34 connected to the water supply pipe 80 on one side thereof, and an inner space therein. Through the pressure control pipe 35 installed to penetrate from one side to the other side, the pressure control pipe 35 inside is divided into the pressure control room 37, the pressure control pipe 35 outside is divided into the water supply chamber 38. At this time, the water supply port 34 to which the water supply pipe 80 is connected is formed at one side of the pressure control room 37 so that water supplied from the outside flows into the pressure control room 37 at the upper portion, and the pressure control pipe 35 As shown in Figure 3, the pressure control pipe 35 inside, that is, the pressure and flow pattern of the water flowing into the pressure control room 37 so that the flow can be introduced into the water supply chamber 38 in a controlled state Pressure control hole 36 is formed. This is the inside of the pressure control pipe 35, that is, even if the water is supplied at a high pressure to the pressure control room 37, a plurality of water passes through the pressure control hole 36 of the pressure control pipe 35 to the water supply chamber 38. While being able to properly depressurize while being introduced, the water is to be evenly distributed and supplied throughout the water supply chamber 38.

또한, 물공급장치(30)에는 다수의 열교환튜브(40)가 상하로 관통할 수 있도록 각각 관통공(31,32)이 형성된다. 이 때 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 열교환튜브(40)가 관통하는 상측관통공(31)은 열교환튜브(40)의 외면과 기밀을 유지하도록 결합되고, 물공급실(38)의 하측 관통공(32)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 물공급실(38) 내부의 물이 열교환튜브(40)의 외면을 따라 흘러내릴 수 있도록 열교환튜브(40)의 크기보다 크게 형성된다.In addition, the water supply device 30 is formed with through holes 31 and 32, respectively, so that a plurality of heat exchange tubes 40 can penetrate up and down. At this time, as shown in Figure 3, the upper through-hole 31 through which the plurality of heat exchange tubes 40 are coupled to maintain the airtight with the outer surface of the heat exchange tube 40, the lower through the water supply chamber 38 3 and 4, the ball 32 is formed larger than the size of the heat exchange tube 40 so that the water in the water supply chamber 38 can flow along the outer surface of the heat exchange tube (40).

이러한 열교환기를 제작할 때는 금속제로 이루어지는 열교환튜브(40)의 강성 및 열교환성능 등을 고려하여, 열교환튜브(40)의 내경은 0.7~2.5㎜정도로 하고, 열교환튜브(40)의 두께는 0.3~1.0㎜정도로 하며, 각 열교환튜브(40) 사이의 간격은 2~6㎜정도를 유지하도록 하는 것이 좋다.When manufacturing such a heat exchanger, the inner diameter of the heat exchange tube 40 is about 0.7 to 2.5 mm, and the thickness of the heat exchange tube 40 is 0.3 to 1.0 mm in consideration of the rigidity and heat exchange performance of the metal heat exchange tube 40. The interval between each heat exchange tube 40 is preferably maintained to about 2 ~ 6mm.

또한 열교환튜브(40)의 외면에는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 열교환튜브(40)의 외면을 흐르는 물이 외면 전체에 고르게 분포된 상태에서 흘러내릴 수 있도록 함과 동시에 열교환면적의 확대를 통해 열교환효율이 높아질 수 있도록 나선형 흐름안내부(41) 또는 직선형 흐름안내부(42)가 마련된다. 도 5의 나선형 흐름안내부(41)는 나선형태의 홈이나 돌출턱으로 이루어지고, 도 6의 직선형 흐름안내부(42)는 열교환튜브(40) 외면의 상하방향으로 길게 형성되는 다수의 홈이나 돌기로 이루어진다.In addition, as illustrated in FIGS. 5 and 6, water flowing through the outer surface of the heat exchange tube 40 is allowed to flow down evenly distributed on the entire outer surface of the heat exchange tube 40, and at the same time, the heat exchange area is enlarged. A spiral flow guide portion 41 or a straight flow guide portion 42 is provided to increase the heat exchange efficiency through. The spiral flow guide part 41 of FIG. 5 is formed of a spiral groove or a protruding jaw, and the linear flow guide part 42 of FIG. 6 has a plurality of grooves formed long in the vertical direction of the outer surface of the heat exchange tube 40. It is made of protrusions.

또한 본 발명은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 열교환튜브(40)가 외력에 의해 변형되지 않도록 하는 것으로, 상부헤더(10)와 하부헤더(20) 사이의 열교환튜브(40) 외면에 지지부재(70)가 설치된다. 이 지지부재(70)는 열교환튜브(40)가 관통하는 다수의 관통공(71)이 형성된 평판형상으로 마련되며, 관통공(71)의 크기가 열교환튜브(40)보다 크게 형성된다. 이 때 지지부재(70)의 관통공(71)은 도 7에 도시한 바와 같이, 열교환튜브(40)의 외면을 지지함과 동시에 열교환튜브(40) 외면을 따라 상부로부터 흘러내리는 물이 계속 하부로 흐를 수 있도록 사각형으로 형성되어 그 모서리부가 열교환튜브(40)의 외면과 이격되고, 상호 대향하는 변이 열교환튜브(40)의 외면에 접하도록 구성된다.In addition, the present invention is to prevent the heat exchange tube 40 is deformed by an external force, as shown in Figure 1 and 2, the outer surface of the heat exchange tube 40 between the upper header 10 and the lower header 20 The support member 70 is installed. The support member 70 is provided in the shape of a plate having a plurality of through holes 71 through which the heat exchange tubes 40 pass, and the size of the through holes 71 is larger than that of the heat exchange tubes 40. At this time, the through-hole 71 of the support member 70 supports the outer surface of the heat exchange tube 40, and at the same time, water flowing down from the top along the outer surface of the heat exchange tube 40 continues to be lowered. It is formed in a rectangular shape so as to flow into the edge portion is spaced apart from the outer surface of the heat exchange tube 40, the opposite sides are configured to contact the outer surface of the heat exchange tube (40).

또한 본 발명에 따른 열교환기는 도 1에 도시한 바와 같이, 동일한 구조로 된 복수의 상부헤더(10,10A,10B), 복수의 하부헤더(20,20A,20B), 복수의 물공급장치(30,30A,30B)가 상호 인접하도록 병렬로 배열되며, 상호 짝을 이루는 각 상부헤더(10,10A,10B)와 하부헤더(20,20A,20B) 사이에 다수의 열교환튜브(40)가 연결되어하나의 세트를 이루도록 구성된다. 그리고 냉매를 공급하는 냉매공급관(50)은 압축기 쪽으로부터 공급되는 냉매를 각 상부헤더(10,10A,10B)로 분배하여 공급할 수 있도록 복수로 분기된 후 상부헤더의 냉매유입구(11)에 연결되는 분기형관으로 이루어지고, 냉매배출관(60)도 각 하부헤더(20,20A,20B)의 냉매배출구(21)에 결합되어 냉매를 모아주는 분기형관으로 이루어진다. 또한 각 물공급장치(30,30A,30B)의 물공급구(34)와 연결되는 물공급관(80)도 분기형관으로 이루어진다.In addition, the heat exchanger according to the present invention, as shown in Figure 1, a plurality of upper headers (10, 10A, 10B), a plurality of lower headers (20, 20A, 20B), a plurality of water supply device 30 having the same structure , 30A, 30B are arranged in parallel so as to be adjacent to each other, and a plurality of heat exchange tubes 40 are connected between each of the upper headers 10, 10A, 10B and the lower headers 20, 20A, 20B which are paired with each other. Configured to form a set. The refrigerant supply pipe 50 for supplying the refrigerant is branched into a plurality of branches so as to distribute and supply the refrigerant supplied from the compressor to each of the upper headers 10, 10A, and 10B, and is connected to the refrigerant inlet 11 of the upper header. It is made of a branched pipe, the refrigerant discharge pipe 60 is also made of a branched pipe coupled to the refrigerant outlet 21 of each of the lower header (20, 20A, 20B) to collect the refrigerant. In addition, the water supply pipe 80 is connected to the water supply port 34 of each water supply device (30, 30A, 30B) is also made of a branch pipe.

도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 제2실시 예를 보인 것으로, 열교환튜브(140)가 판형상의 다채널튜브로 이루어지고, 상부헤더(110)와 하부헤더(120)가 타원형의 채널로 구성된 것이다. 또한 이러한 열교환기의 열교환튜브(140)는 도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 소정의 두께(t)와 폭(w)을 가진 평판형상으로 마련되며, 그 내부에는 냉매가 흐를 수 있도록 상호 구획된 상태에서 상하방향으로 형성된 다수의 유로(141)가 형성된다.Figure 8 shows a second embodiment of the heat exchanger according to the present invention, the heat exchange tube 140 is a plate-shaped multi-channel tube, the upper header 110 and the lower header 120 is composed of an elliptical channel will be. In addition, as shown in Figures 9 to 11, the heat exchange tube 140 of the heat exchanger is provided in a flat shape having a predetermined thickness (t) and width (w), the inside of each other so that the refrigerant can flow A plurality of flow paths 141 are formed in the partitioned state in the vertical direction.

또 상부헤더(110)의 하부에 장착되는 물공급장치(130)는 상술한 제1실시예와 마찬가지로 압력조절공(136)이 형성된 압력조절관(135)을 통해 내부가 상부의 압력조절실(137)과 하부의 물공급실(138)로 구획되며, 도 10에 도시한 바와 같이, 열교환튜브(140)가 관통하는 하측관통공(132)이 열교환튜브(140)의 두께(t)보다 크게 형성되어 물공급장치(130) 내부의 물이 열교환튜브(140)의 외면을 따라 고르게 분산되어 흘러내릴 수 있도록 구성된다. 그리고 열교환튜브(140)의 외면에는 도 12에 도시한 바와 같이, 열교환면적이 커지도록 함과 동시에 물공급장치(130)의 하측관통공(132)을 통해 흘러내리는 물이 열교환튜브(140)의 외면에 고르게 퍼져서 흐를수 있도록 상하방향으로 형성된 다수의 직선형 흐름안내부(143)가 형성된다. 이 때 직선형 흐름안내부(143)는 홈형태로 구성하거나 외면에 돌출하는 돌기형태로 구성할 수 있다.In addition, the water supply device 130 mounted on the lower portion of the upper header 110, the pressure control chamber (135) of the upper portion through the pressure control pipe 135, the pressure control hole 136 is formed as in the first embodiment described above ( 137 and the lower water supply chamber 138, as shown in Figure 10, the lower through hole 132 through which the heat exchange tube 140 penetrates larger than the thickness (t) of the heat exchange tube 140 The water inside the water supply device 130 is configured to flow down evenly distributed along the outer surface of the heat exchange tube (140). In addition, as illustrated in FIG. 12, water flowing down through the lower through hole 132 of the water supply device 130 is formed on the outer surface of the heat exchange tube 140 on the outer surface of the heat exchange tube 140. A plurality of linear flow guides 143 are formed in the vertical direction to spread evenly to the outer surface. At this time, the straight flow guide portion 143 may be configured in the form of a groove or a protrusion form protruding to the outer surface.

이러한 압력조절관(135)은 소정 폭을 갖도록 형성된 열교환튜브(140)들의 일측에 치우치게 배치되되, 다수의 열교환튜브(140)에 고르게 물을 공급할 수 있도록 물공급장치(130)의 양측으로 길게 형성되어 있으며, 압력조절공(136)은 다수의 열교환튜브(140)측으로 물을 분사할 수 있도록 열교환튜브(140)측을 향하여 개구되어 있다.The pressure control tube 135 is disposed to be biased to one side of the heat exchange tubes 140 formed to have a predetermined width, long formed on both sides of the water supply device 130 to supply water evenly to the plurality of heat exchange tubes (140). The pressure regulating hole 136 is opened toward the heat exchange tube 140 to inject water toward the plurality of heat exchange tubes 140.

또한, 압력조절공(136)은 바람직하게는 열교환튜브(140)의 일측에서 분사된 물이 열교환튜브(140)의 타측까지 전달될 수 있도록 이웃한 두 열교환튜브(140) 사이에 형성되어, 압력조절공(136)으로부터 분사된 물이 열교환튜브(140)에 부딪히지 않고 열교환튜브(140)의 타측까지 원활하게 전달될 수 있게 되어 있다.In addition, the pressure control hole 136 is preferably formed between two adjacent heat exchange tubes 140 so that water injected from one side of the heat exchange tube 140 can be delivered to the other side of the heat exchange tube 140, the pressure The water sprayed from the adjusting hole 136 may be smoothly delivered to the other side of the heat exchange tube 140 without hitting the heat exchange tube 140.

한편 이러한 열교환튜브(140)를 적용하여 열교환기를 제작할 때는 열교환튜브(140)의 두께를 1.5~2.5㎜정도로 하고, 폭을 5~20㎜정도로 하며, 그 내부의 각 유로(141)의 수력직경을 1.27~1.52㎜정도로 하는 것이 좋다.Meanwhile, when the heat exchanger is manufactured by applying the heat exchanger tube 140, the heat exchanger tube 140 has a thickness of about 1.5 mm to about 2.5 mm, a width of about 5 mm to about 20 mm, and a hydraulic diameter of each flow path 141 therein. It is good to set it to about 1.27 ~ 1.52mm.

이러한 구성의 본 발명에 따른 열교환기의 열교환동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the heat exchange operation of the heat exchanger according to the present invention of such a configuration as follows.

압축기로부터 냉매공급관(50)을 통해 상부헤더(10,110)로 공급되는 고온 고압의 기체상태 냉매는 상부헤더(10,110)에서 다수의 열교환튜브(40,140)로 분배되어 공급되고, 열교환튜브(40,140)를 통해 하부헤더(20,120) 쪽으로 흐르면서 열교환튜브(40,140)의 외부를 흐르는 공기와 물에 의해서 열교환된다. 그리고 열교환튜브(40,140)를 통과한 냉매는 액체상태로 응축되어 하부헤더(20,120)에 모이고, 하부헤더(20,120)의 냉매는 냉매배출관(60)을 통해 통상적인 냉각장치의 냉매팽창장치 쪽으로 공급된다.The high temperature and high pressure gaseous refrigerant supplied from the compressor to the upper headers 10 and 110 through the refrigerant supply pipe 50 is distributed and supplied to the plurality of heat exchange tubes 40 and 140 in the upper header 10 and 110, and is supplied through the heat exchange tubes 40 and 140. While flowing toward the lower headers 20 and 120, heat is exchanged by air and water flowing outside the heat exchange tubes 40 and 140. The refrigerant passing through the heat exchange tubes 40 and 140 is condensed in a liquid state and collected in the lower headers 20 and 120, and the refrigerant in the lower headers 20 and 120 is supplied to the refrigerant expansion device of the conventional cooling device through the refrigerant discharge pipe 60. .

또한 열교환기는 물공급관(80)을 통해 물공급장치(30,130)의 내부로 공급되는 소정압력의 물이 상부의 압력조절관(35,135) 내부에 마련된 압력조절실(37,137)로 먼저 유입되고, 다수의 압력조절공(36,136)을 통해 하부의 물공급실(38,138)로 유입되면서 유동패턴이 안정화되고 적절하게 감압된다. 또한 이 때는 다수의 압력조절공(36,136)을 통해 물공급실(38,138)로 물이 공급되기 때문에 물이 물공급실(38,138) 전역으로 고르게 분배되어 공급된다.In addition, the heat exchanger is first introduced into the pressure control chamber (37,137) provided in the pressure control pipe (35,135) of the upper pressure water supplied to the interior of the water supply device (30,130) through the water supply pipe (80), The flow pattern is stabilized and appropriately decompressed as it flows into the water supply chambers 38 and 138 through the pressure adjusting holes 36 and 136. In this case, since water is supplied to the water supply chambers 38 and 138 through the pressure regulating holes 36 and 136, the water is evenly distributed and supplied throughout the water supply chambers 38 and 138.

그리고 물공급실(38,138) 내부의 저압상태의 물은 물공급장치(30,130)의 하측관통공(32,132)을 통해 열교환튜브(40,140)의 외면을 따라 서서히 흘러내리면서 열교환튜브(40,140) 내부의 냉매와 열교환을 하고, 열교환기 주위의 공기가 별도의 송풍팬(미도시) 동작에 의해 다수의 열교환튜브(40,140)사이를 통과하면서 열교환튜브(40,140)와 열교환을 한다. 따라서 본 발명은 열교환튜브(40,140) 사이로 송풍되는 공기에 의해 열교환튜브(40,140)의 외면을 흐르는 물의 증발이 이루어지고, 물의 증발잠열에 의해 열교환튜브(40,140)가 신속히 냉각되기 때문에 종래의 열교환기에 비하여 열교환효율이 높아진다.The low pressure water in the water supply chambers 38 and 138 gradually flows along the outer surfaces of the heat exchange tubes 40 and 140 through the lower through holes 32 and 132 of the water supply apparatuses 30 and 130, and the refrigerant in the heat exchange tubes 40 and 140, respectively. Heat exchange is performed, and the air around the heat exchanger exchanges heat with the heat exchange tubes 40 and 140 while passing between the plurality of heat exchange tubes 40 and 140 by a separate blower fan (not shown). Therefore, the present invention is the evaporation of water flowing through the outer surface of the heat exchange tubes (40,140) by the air blown between the heat exchange tubes (40,140), and the heat exchange tubes (40,140) is rapidly cooled by the latent heat of evaporation of water compared to the conventional heat exchanger Heat exchange efficiency becomes high.

이 때, 제2실시예에 따른 열교환튜브(140)의 경우에는 일측에서 분사된 물이 이웃한 두 열교환튜브(140) 사이로 분사되어 열교환튜브(140)의 타측까지 용이하게도달하여 소정의 폭을 갖도록 형성된 열교환튜브(140)의 양측이 고르게 냉각되어 질 수 있다.In this case, in the case of the heat exchange tube 140 according to the second embodiment, water sprayed from one side is injected between two neighboring heat exchange tubes 140 to easily reach the other side of the heat exchange tube 140 to obtain a predetermined width. Both sides of the heat exchange tube 140 formed to have can be cooled evenly.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 다수의 열교환튜브의 외면을 흐르는 물과 각 열교환튜브 사이를 통과하는 공기에 의해 열교환이 되고, 열교환튜브의 외면을 흐르는 물의 증발잠열에 의해 열교환튜브 내의 냉매가 냉각되기 때문에 통상적인 공랭식 열교환기에 비하여 열교환효율이 현저하게 좋아지는 효과가 있다.As described in detail above, the heat exchanger according to the present invention is heat exchanged by water flowing between the outer surfaces of the plurality of heat exchange tubes and air passing between each heat exchange tube, and the heat exchange tube by the latent heat of evaporation of water flowing through the outer surface of the heat exchange tubes Since the refrigerant inside is cooled, the heat exchange efficiency is remarkably improved as compared with a conventional air-cooled heat exchanger.

또한 본 발명에 따른 열교환기는 열교환효율이 높기 때문에, 그 만큼 열교환기의 크기를 소형화할 수 있어 이를 채용하는 냉각장치의 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, since the heat exchanger according to the present invention has a high heat exchange efficiency, it is possible to reduce the size of the heat exchanger by that much, thereby reducing the volume of the cooling device employing the heat exchanger.

Claims (12)

냉매유입구를 구비하며 상기 냉매유입구로 유입된 냉매를 분배하는 상부헤더와, 상단이 상기 상부헤더에 연결되고 상하로 길게 연장되는 다수의 열교환튜브와, 상기 다수의 열교환튜브를 통과하여 흐르는 냉매를 모아주도록 상기 다수의 열교환튜브의 하단에 결합되며 냉매배출구가 마련된 하부헤더와, 상기 열교환튜브의 외면으로 물을 공급하도록 상기 열교환튜브의 상부 외면에 결합되는 물공급장치를 포함하며,An upper header having a refrigerant inlet and distributing the refrigerant introduced into the refrigerant inlet, a plurality of heat exchange tubes having an upper end connected to the upper header and extending vertically, and a refrigerant flowing through the plurality of heat exchange tubes A lower header coupled to the lower ends of the plurality of heat exchange tubes and provided with a refrigerant discharge port, and a water supply device coupled to an upper outer surface of the heat exchange tube to supply water to an outer surface of the heat exchange tube, 상기 물공급장치는 상기 다수의 열교환튜브가 상하로 관통하는 중공의 채널로 이루어지고, 그 내부에 다수의 압력조절공이 형성된 압력조절관이 설치되어 상기 압력조절관에 의해 상기 압력조절관의 내부가 외부로부터 물이 공급되는 압력조절실과, 상기 압력조절관의 외부가 상기 열교환튜브 외면으로 물을 공급하는 물공급실로 구획되며, 상기 다수의 열교환튜브가 관통하는 상기 물공급실의 하측관통공이 상기 열교환튜브보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The water supply device is composed of a hollow channel through which the plurality of heat exchange tubes penetrate up and down, and a pressure control tube having a plurality of pressure control holes formed therein is installed inside the pressure control tube by the pressure control tube. The pressure control chamber is supplied with water from the outside, the outside of the pressure control tube is divided into a water supply chamber for supplying water to the outer surface of the heat exchange tube, the lower through hole of the water supply chamber through which the plurality of heat exchange tubes penetrate the heat exchange tube Heat exchanger characterized in that it is formed larger. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환튜브는 단면의 형상이 원형으로 이루어지고, 그 외면에는 물의 흐름을 안내하는 나선형의 흐름안내부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchange tube has a circular cross-sectional shape, the heat exchanger characterized in that the outer surface is formed with a spiral flow guide for guiding the flow of water. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환튜브는 단면의 형상이 원형으로 이루어지고, 그 외면에는 물의 흐름을 안내하도록 상하방향으로 형성된 다수의 직선형의 흐름안내부가 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchange tube has a circular cross-sectional shape, the heat exchanger characterized in that the outer surface is provided with a plurality of linear flow guide portion formed in the vertical direction to guide the flow of water. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환튜브는 내부에 상호 구획되며 상하방향으로 형성된 다수의 유로를 구비하고 소정의 폭을 갖는 판 형상의 다채널튜브인 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchange tube is a heat exchanger characterized in that the plate-shaped multi-channel tube having a predetermined width and having a plurality of flow paths are partitioned inside and formed in the vertical direction. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 압력조절관은 상기 물공급장치의 상기 열교환튜브 일측에 치우치게 형성되되, 상기 압력조절공은 상기 열교환튜브측으로 물을 분사할 수 있도록 상기 열교환튜브측을 향하여 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.The pressure control tube is formed to be biased to one side of the heat exchange tube of the water supply device, the pressure control hole is characterized in that the opening toward the heat exchange tube side to inject water to the heat exchange tube side. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 압력조절공은 분사된 물이 이웃한 두 상기 열교환튜브 사이를 통해 상기 열교환튜브의 타측으로 전달될 수 있도록 이웃한 두 상기 열교환튜브 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.And the pressure regulating hole is disposed between two neighboring heat exchange tubes such that the injected water can be delivered to the other side of the heat exchange tube through two adjacent heat exchange tubes. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 열교환튜브는 두께가 1.5~2.5㎜이고, 폭이 5~20㎜이며, 그 내부에 형성되는 각 유로의 수력직경이 1.27~1.52㎜인 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchange tube has a thickness of 1.5 ~ 2.5㎜, a width of 5 ~ 20㎜, the heat exchanger, characterized in that the hydraulic diameter of each flow path formed therein is 1.27 ~ 1.52mm. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 열교환튜브의 외면에는 물의 흐름을 안내하도록 상하방향으로 형성된 다수의 직선형 흐름안내부가 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기.Heat exchanger characterized in that the outer surface of the heat exchange tube is provided with a plurality of linear flow guide portion formed in the vertical direction to guide the flow of water. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부헤더, 하부헤더, 물공급장치는 복수개가 상호 인접하도록 나란히 배열되며, 상호 짝을 이루는 상기 각 상부헤더와 상기 각 하부헤더 사이에 상기 다수의 열교환튜브가 연결되어 하나의 세트를 이루도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기.The upper header, the lower header, the water supply device is arranged side by side so that a plurality of adjacent to each other, the plurality of heat exchange tubes are connected between each of the paired upper header and each lower header to form a set Heat exchanger characterized by the above. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 복수의 상부헤더로 냉매를 분배하여 공급하도록 복수의 출구가 상기 각 상부헤더의 냉매유입구에 연결되는 분기형 냉매공급관과, 상기 복수의 하부헤더의 냉매를 모아주도록 복수의 입구가 상기 각 하부헤더의 냉매배출구에 연결되는 분기형 냉매배출관과, 상기 복수의 물공급장치의 압력조절실로 물을 분배하여 공급하도록 복수의 출구가 상기 각 물공급장치의 물공급구에 연결되는 분기형 물공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.A branched refrigerant supply pipe having a plurality of outlets connected to refrigerant inlets of the respective upper headers to distribute and supply the refrigerant to the plurality of upper headers, and a plurality of inlets to the refrigerants of the plurality of lower headers. It further comprises a branched refrigerant discharge pipe connected to the refrigerant outlet of the plurality of branched water supply pipe is connected to the water supply port of each of the water supply apparatus for supplying the water supply to the pressure control chamber of the plurality of water supply device; Heat exchanger characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부헤더와 상기 하부헤더 사이의 상기 열교환튜브 외면에는 다수의 열교환튜브를 지지하는 지지부재가 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기.And a support member supporting a plurality of heat exchange tubes on an outer surface of the heat exchange tube between the upper header and the lower header. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 지지부재는 상기 열교환튜브가 관통하는 다수의 관통공이 형성된 판형상으로 마련되며, 이 지지부재의 관통공이 상기 열교환튜브보다 크게 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기.The support member is provided in the form of a plate having a plurality of through holes through which the heat exchange tube is penetrated, the heat exchanger characterized in that the through hole of the support member is provided larger than the heat exchange tube.
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