KR200454832Y1 - 오일 쿨러용 전열관 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 오일 쿨러용 전열관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내부로 유동되는 오일이 고르게 냉각되고, 열교환 표면적이 넓어져 냉각효율이 향상되는 오일 쿨러용 전열관에 관한 것이다.
본 고안에 따른 오일 쿨러용 전열관은, 내부로 유동되는 오일의 냉각을 위해 오일 쿨러의 내부에 설치되는 전열관에 있어서, 길이 방향을 따라 골과 마루가 반복 형성되는 주름관 형태의 전열관몸체; 상기 골을 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제1 전열핀; 및 상기 마루를 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제2 전열핀을 포함하고, 상기 제1 전열핀의 외경은 상기 제2 전열핀의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성되는 한편, 상기 제1 전열핀은 상기 제2 전열핀과의 사이에 마련되는 틈새로 냉각수의 유입이 용이하게 이루어지도록 냉각수 유입부를 구비하되, 상기 냉각수 유입부는 상기 제1 전열핀에 천공되는 관통홀이거나, 상기 제1 전열핀의 가장자리로부터 내측을 향해 요입되게 절개되는 절개홈으로 형성되고, 상기 전열관몸체의 내주면에는 열전달 특성의 향상을 위한 다수의 마이크로 그루브가 형성된 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 다수의 골과 마루를 갖도록 전열관몸체가 형성되고, 이 전열관몸체의 골과 마루 부분에 모두 전열핀이 형성되어 있으므로, 열교환 작용을 수행하는 표면적의 증가되고, 이에 따라 열교환 효율이 현저히 상승된다. 그리고, 골에 형성되는 제1 전열핀의 외경이 마루에 형성되는 제2 전열핀의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성됨으로써, 전열관의 내부 중심 및 가장자리 부분으로 유동되는 오일을 고르게 효과적으로 냉각할 수 있다.

Description

오일 쿨러용 전열관{HEAT EXCHANGER TUBE OF OIL COOLER}

본 고안은 오일 쿨러용 전열관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 내부로 유동되는 오일이 고르게 냉각되고, 열교환 표면적이 넓어져 냉각효율이 향상되는 오일 쿨러용 전열관에 관한 것이다.

일반적으로, 산업설비, 냉난방 설비, 각종 기계장치 등에는 열교환 작용을 수행하기 위한 열교환 시스템이 구비되어 있다.

열교환 시스템은 도1에 도시된 바와 같이 오일 탱크(21)에 수용된 오일이 오일 펌프(22)에 의해 펌핑되어 사용 개소(23)로 공급되고, 사용 개소(23)에서 가열된 오일은 열교환기(24)로 유입되어 냉각된 후 다시 오일 탱크(21)로 공급되도록 되어 있고, 열교환기(24)에는 오일의 냉각을 위한 냉각수의 공급을 위해 냉각수 펌프(25)로부터 펌프되는 냉각수가 유입되는 냉각수 라인(26)이 접속되어 있다.

그리고, 열교환기(24)의 내부에는 오일의 유입을 위한 다수의 전열관(10)이 설치되어 있다. 전열관(10)은 파이프의 형태를 갖는 평활관(12,bare tube)과, 평활관(12)의 외주면상에 형성되는 다수의 전열핀(14)으로 이루어진다.

전열핀(14)은 사용목적이나 용도 등에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 도2에 도시된 바와 같이 평활관(12)의 외주면상에 스크류 형태의 전열핀(14)이 형성된 구조가 널리 사용되고 있고, 흡열 또는 방열기능의 효과적인 수행을 위해 가능한 넓은 표면적을 갖도록 형성된다.

이러한, 전열관(10)에 의한 냉각과정을 살펴보면, 내부로 유동되는 오일의 열기가 평활관(12)으로 전달되고, 이 평활관(12)으로 전달된 열기는 다시 전열핀(14)으로 전달된 후 냉각수와의 접촉을 통해 열교환과정을 수행하면서 냉각되도록 되어 있다.

하지만, 전술한 종래의 전열관(10)은 냉각작용시에 직선 구조을 갖는 평활관(12)의 외주면과, 전열핀(14)의 표면 부분이 냉각수와 접촉되므로, 평활관(12)의 내부 가장자리 부분으로 유동되는 오일은 쉽게 냉각되지만, 평활관(12)의 내부 중심으로 유동되는 오일은 비교적 쉽게 냉각되지 않은 단점을 갖는다. 또한, 평활관(12)이 직선 구조로 형성되어 있고, 전열핀(14)이 동일 직경을 갖는 원형으로 형성되어 있어 냉각수와 접촉 면적이 한정되므로 냉각효율이 저하되는 단점을 갖는다.

본 고안은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 내부로 유동되는 오일이 고르게 냉각되고, 열교환 표면적이 증가되도록 함으로써, 냉각효율이 향상되도록 한 오일 쿨러용 전열관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 오일 쿨러용 전열관은, 내부로 유동되는 오일의 냉각을 위해 오일 쿨러의 내부에 설치되는 전열관에 있어서, 길이 방향을 따라 골과 마루가 반복 형성되는 주름관 형태의 전열관몸체; 상기 골을 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제1 전열핀; 및 상기 마루를 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제2 전열핀을 포함하고, 상기 제1 전열핀의 외경은 상기 제2 전열핀의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성되는 한편, 상기 제1 전열핀은 상기 제2 전열핀과의 사이에 마련되는 틈새로 냉각수의 유입이 용이하게 이루어지도록 냉각수 유입부를 구비하되, 상기 냉각수 유입부는 상기 제1 전열핀에 천공되는 관통홀이거나, 상기 제1 전열핀의 가장자리로부터 내측을 향해 요입되게 절개되는 절개홈으로 형성되고, 상기 전열관몸체의 내주면에는 열전달 특성의 향상을 위한 다수의 마이크로 그루브가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 전열핀 및 상기 제2 전열핀은 띠 형상의 박판을 상기 전열관몸체에 권취하여 융착, 형성할 수 있다.

본 고안의 오일 쿨러용 전열관은, 다수의 골과 마루를 갖도록 전열관몸체가 형성되고, 이 전열관몸체의 골과 마루 부분에 모두 전열핀이 형성되어 있으므로, 열교환 작용을 수행하는 표면적의 증가되고, 이에 따라 열교환 효율이 현저히 상승된다. 그리고, 골에 형성되는 제1 전열핀의 외경이 마루에 형성되는 제2 전열핀의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성됨으로써, 전열관의 내부 중심 및 가장자리 부분으로 유동되는 오일을 고르게 효과적으로 냉각할 수 있다.

도1은 일반적인 열교환 시스템을 설명하기 위한 도면,
도2는 종래 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 부분절개 사시도,
도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 사시도,
도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 횡단면도
도5a 및 도5b는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 종단면도,
도6a는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관의 제1 변형례를 나타내는 도4의 A-A선 단면도,
도6b는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관의 제2 변형례를 나타내는 도4의 A-A선 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 부분절개 사시도이고, 도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 횡단면도이다.

도3 및 도4를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관(100)은, 오일 쿨러의 내부에 설치되어 가열된 오일이 유동되는 배관으로서, 전열관몸체(110), 제1 전열핀(120), 및 제2 전열핀(130)을 구비한다.

전열관몸체(110)는 내부에 오일이 유동되는 유동공(111)이 형성된 파이프 형상을 갖되, 길이 방향을 따라 골(112)과 마루(113)가 반복되는 형태로 형성되어 있다.

골(112)은 다양한 깊이를 갖도록 형성할 수 있지만, 오일의 흐름에 심각한 방해를 주지 않는다면 가급적 깊게 형성하여 전열관몸체(110)의 중심부측으로 유동되는 유체의 냉각작용을 효과적으로 수행할 수 있도록 구성한다.

그리고, 전열관몸체(110)의 내주면에는 접촉 면적을 증가시켜 열전달 특성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 다수의 마이크로 그루브(Micro groove, 마이크로 단위의 미세홈으로 도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 마이크로 그루브는 전조, 소결, 에칭, 압연, 전해가공, 가압성형 등의 제조방법에 의해 형성할 수 있다.

도5a 및 도5b는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관을 나타내는 종단면도로서, 도5a는 도4의 A-A선 종단면도, 도5b는 도4의 B-B선 종단면도이다.

도4 및 도5a를 참조하면, 제1 전열핀(120)은 전열관몸체(110)에 형성된 골(112)을 따라 외부로 돌출되게 형성되는 것으로, 골(112)측에 해당되는 전열관몸체(110)로부터 전달되는 열기를 냉각함으로써, 비교적 전열관몸체(110)의 유동공(111) 중심부측으로 유동되는 오일에 대한 냉각작용을 수행한다.

이때, 제1 전열핀(120)은 후술되는 제2 전열핀(130) 보다 외측으로 더 크게 형성하여 냉각수와의 열교환 과정이 효과적으로 이루어지도록 한다. 즉, 제1 전열핀(120)의 외경을 제2 전열핀(130)의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성한다.

도4 및 도5b를 참조하면, 제2 전열핀(130)은 전열관몸체(110)의 마루(113)를 따라 외부로 돌출되게 형성되는 것으로, 마루(113)측에 해당되는 전열관몸체(110)로부터 전달되는 열기를 냉각함으로써, 비교적 전열관몸체(110)의 유동공(111) 가장자리측으로 유동되는 오일에 대한 냉각작용을 수행한다.

이때, 제2 전열핀(130)은 전술한 바와 같이 제1 전열핀(120) 보다 작은 외경 갖도록 형성함으로써 제1 전열핀에 의한 냉각작용을 저해하지 않도록 한다.

한편, 전열관몸체(110)는 다수의 골(112)과 마루(113)가 반복되는 주름관 형태로 형성되고, 제1 전열핀(120) 및 제2 전열핀(130)은 띠 형상의 박판을 전열관몸체(110)의 골(112) 및 마루(113)에 권취한 후, 융착하는 방식으로 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 코일 형태로 감김된 띠형 박판을 동 재질의 전열관몸체(110)에 나선상으로 감은 다음, 띠형 강판을 가열하여 전열관몸체(110)에 융착되도록 하여 구성한다. 이때, 제1 및 제2 전열핀(120,130)을 형성하는 띠형 박판은 전체를 동 등의 용융 금속으로 형성할 수 있지만, 비교적 가격이 저렴에 띠형 강판에 동 등의 용융 금속을 코팅하여 구성함으로써, 저렴한 비용으로 전열관을 구성할 수 있다.

도6a는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관의 제1 변형례를 나타내는 도4의 A-A선 단면도, 도6b는 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관의 제2 변형례를 나타내는 도4의 A-A선 단면도이다.

본 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관(100)에는 제1 전열핀(120) 및 제2 전열핀(130)과의 사이에 마련되는 틈새로 냉각수의 유입이 원활하게 이루어지도록 제1 전열핀(120)측에 냉각수 유입부(121)가 형성되어 있다.

냉각수 유입부(121)는 도6a에 도시된 바와 같이 제1 전열핀(120)에 천공되는 관통홀(121a)로 구성될 수 있다. 이러한, 관통홀(121a)은 제1 전열핀(120)의 외경이 제2 전열핀(130)의 외경 보다 크게 형성됨에 따라 제1 전열핀(120)측으로 냉각수의 유입이 원활하지 않게 되는 현상을 보완하기 위한 구성으로, 이에 따르면, 제1 전열핀(120)이 위치하는 외곽의 냉각수들이 관통홀(121a)을 경유하여 제2 전열핀(130)측으로 용이하게 유입된다.

그리고, 냉각수 유입부(121)는 도6b에 도시된 바와 같이 제1 전열핀(120)의 가장자리로부터 내측을 향해 요입되게 절개되는 절개홈(121b)으로 구성될 수 있다.

이하 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러용 전열관의 작용을 설명한다.

도3 및 도4에 나타난 바와 같이 구성된 전열관(100)을 오일 쿨러(24)의 내부에 장착하고, 도2에 도시된 형태로 열교환 시스템을 구성한다.

이와 같이 구성된 상태에서 오일 펌프(22)가 작동되면, 오일이 사용 개소(23)로 공급되고, 작동과정에서 가열된 오일은 오일 공급라인을 통해 오일 쿨러(24)의 내부로 유입된다. 이와 동시에 냉각수 펌프(25)가 작동되면, 냉각수가 냉각수 라인(26)을 경유하여 오일 쿨러(24)의 내부로 공급되면서 전열관(100)과의 접촉을 통해 열교환 작용을 수행한다.

즉, 전열관(100)의 외표면으로 냉각수가 유동되면서 오일이 갖는 열기에 의해 가열된 전열관을 냉각시키게 된다. 이때, 전열관몸체(110)는 다수의 골(112)과 마루(113)를 갖는 구조로서 종래 일자형으로 형성된 전열관에 비하여 표면적이 넓으므로 냉각효율이 현저히 상승된다.

전열관몸체(110)에 형성된 골(112)은 유동공(111)의 중심부측을 향해 요입되어 있으므로 비교적 유동공(111)의 중심부측을 통과하는 오일의 냉각작용을 수행할 수 있다. 이때, 골(112)에는 제1 전열핀(120)이 형성되어 있으므로, 냉각수와의 접촉 표면적 증가됨에 따라 냉각용량이 증가되고, 냉각시간을 단축하는 효과를 발휘하게 된다.

특히, 제1 전열핀(120)은 전열관몸체(110)의 마루(113)에 형성된 제2 전열핀(130) 보다 외경이 크게 형성되어 있으므로 보다 효과적인 냉각작용을 수행할 수 있다. 즉, 제1 전열핀(120)은 전열관의 중심부로부터 상대적으로 이격된 지점을 통과하는 냉각수와 접촉되고, 이러한 지점의 냉각수는 제2 전열핀(130)을 통과하는 냉각수에 비해 상대적으로 온도가 낮으므로 더 많은 열기를 흡수할 수 있고, 이로 인해 비교적 냉각작용이 불량한 유동공의 중심부측 오일의 냉각작용을 효과적으로 수행된다.

그리고, 전열관몸체(110)에 형성된 마루(113)는 외부로 돌출되어 있으므로 유동공(111)의 가장자리 부분으로 유동되는 오일의 냉각작용을 효과적으로 수행할 수 있다. 즉, 일자형으로 형성된 종래 전열관에 비하여 표면적이 상대적으로 넓고, 제2 전열핀(130)에 의해 냉각작용이 병행되므로 유동공(111)의 가장자리 부분으로 유동되는 오일의 냉각효율이 보다 향상된다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 오일 쿨러용 전열관을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

100:전열관 110:전열관몸체
111:유동공 112:골
113:마루 120:제1 전열핀
121:냉각수 유입부 130:제2 전열핀

Claims (2)

1. 내부로 유동되는 오일의 냉각을 위해 오일 쿨러의 내부에 설치되는 전열관에 있어서,
   길이 방향을 따라 골과 마루가 반복 형성되는 주름관 형태의 전열관몸체;
   상기 골을 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제1 전열핀; 및
   상기 마루를 따라 외부로 돌출되게 형성되는 제2 전열핀을 포함하고,
   상기 제1 전열핀의 외경은 상기 제2 전열핀의 외경 보다 큰 외경을 갖도록 형성되는 한편, 상기 제1 전열핀은 상기 제2 전열핀과의 사이에 마련되는 틈새로 냉각수의 유입이 용이하게 이루어지도록 냉각수 유입부를 구비하되,
   상기 냉각수 유입부는 상기 제1 전열핀에 천공되는 관통홀로 형성되고,
   상기 전열관몸체의 내주면에는 열전달 특성의 향상을 위한 다수의 마이크로 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 오일 쿨러용 전열관.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전열핀 및 상기 제2 전열핀은 띠 형상의 박판을 상기 전열관몸체에 권취하여 융착, 형성한 것을 특징으로 하는 오일 쿨러용 전열관.
   

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