KR20090006120U - 열교환기 튜브 - Google Patents

열교환기 튜브 Download PDF

Info

Publication number
KR20090006120U
KR20090006120U KR2020070020232U KR20070020232U KR20090006120U KR 20090006120 U KR20090006120 U KR 20090006120U KR 2020070020232 U KR2020070020232 U KR 2020070020232U KR 20070020232 U KR20070020232 U KR 20070020232U KR 20090006120 U KR20090006120 U KR 20090006120U
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
exchanger tube
micro
per unit
unit length
Prior art date
Application number
KR2020070020232U
Other languages
English (en)
Inventor
임용빈
모진용
가꾸 하야세
김동현
최용화
김영민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR2020070020232U priority Critical patent/KR20090006120U/ko
Publication of KR20090006120U publication Critical patent/KR20090006120U/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 고안은 열교환기 튜브에 관한 것으로, 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량을 감소시키기 위하여 마이크로 핀의 형상을 최적화한 열교환기 튜브에 관한 것이다.
본 고안에 따른 열교환기 튜브는 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량(g/m) 비율이 100％ 라고 할 때 마이크로 핀의 단위 길이당 중량(g/m) 비율은 5.44% 이상이고, 6.97% 이하 인 것을 포함하여 구성되는 것이다.
본 고안에 따른 열교환기 튜브는 마이크로 핀 구조의 최적화를 통한 마이크로 핀의 성형에 소요되는 재료를 삭감할 수 있는 효과가 있다.

Description

열교환기 튜브{Heat Exchanger Tube}
본 고안은 열교환기 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기 튜브의 무게를 감소시키고 변형을 최소화시키기 위하여 단면 형상이 최적화된 열교환기 튜브에 관한 것이다.
열교환기는 전열벽을 통하여 온도가 높은 유체에서 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 장치이다. 열교환기는 응축기 또는 증발기 등에 사용되는데, 응축기는 고온의 냉매가 저온의 공기와 열교환하는 장치이고, 증발기는 저온의 냉매가 고온의 공기와 열교환하는 장치이다. 이러한 열교환기는 공기조화기 및 자동자 등의 냉동시스템에 널리 사용된다.
통상 열교환기는 냉매가 유동하는 채널을 가지는 튜브와, 튜브 사이에 설치되는 주름진 형태의 방열핀과, 튜브의 양단과 연통 가능하게 연결되는 헤더와, 헤더에 냉매를 유입 또는 유출하는 냉매파이프가 마련된다. 특히 열교환기에 사용되는 튜브의 경우 열전달 효율을 높이기 위해서 튜브의 내면에 요철이 형성되는 열교환기 튜브가 사용된다. 종래에 열교환기 튜브의 내면은 매끈하게 형성되어 있었지만 현재에는 열교환기 튜브의 내면에 요철을 형성시켜 열전달률을 높게 하였다. 예 를 들면 외경이 9.52 mm 또는 7 mm 에 해당하는 열교환기 튜브의 내면에 사다리꼴 형상 또는 삼각형 형상의 요철을 반복적으로 형성시켜 원주 방향으로 액막이 얇아져서 열전달이 촉진되는 것이다.
그러나 열교환기 튜브의 내면에 요철을 형성하여 전열 성능은 향상되었지만 단위 길이당 중량(g/m)은 종전과 크게 달라지지 않았다. 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량을 감소시키지 못하는 경우 열교환기 튜브의 제조 원가를 낮출 수 없기 때문에 문제이다.
뿐만 아니라 열교환기 튜브를 확관시켜 알루미늄 등의 재질을 가지는 방열핀에 밀착시켜 열교환기를 조립하는 경우 열교환기 튜브의 내면에 형성되어 있는 요철이 무너져 내려 요철을 형성시키는 의미가 없어지게 되는 문제점이 있었다. 이와 더불어 단위 길이당 중량을 감소시키기 위해서 열교환기 튜브의 요철을 작게 형성하는 경우 열교환기 튜브의 요철은 더욱더 크게 변형되게 된다.
이에 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 열교환기 튜브 내면에서 요철 모양으로 형성된 마이크로 핀의 형상을 최적화하여 마이크로 핀의 변형을 최소화하고 열교환기의 튜브의 단중을 감소시킬 수 있는 열교환기 튜브를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 열교환기 튜브는 내면에서 요철 모양으로 형성되는 다수의 마이크로 핀을 구비하는 열교환기 튜브에 있어서, 상기 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량(g/m) 비율이 100％ 라고 할 때 상기 마이크로 핀의 단위 길이당 중량(g/m) 비율은 5.44% 이상이고, 6.97% 이하 인 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 핀의 꼭지각은 15° 이상이고 21° 이하 인 것을 특징으로 한다.
상기 열교환기 튜브의 내면에서 상기 마이크로 핀의 상단까지의 수직거리는 0.13mm 이상이고 0.15mm 이하 인 것을 특징으로 한다.
상기 열교환기 튜브의 내면에서 상기 마이크로 핀의 상단까지 이르는 수직거리의 상기 마이크로 핀의 피치(pitch)에 대한 비율은 2.53 이상이고 3.08 이하 인 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 핀은 상기 열교환기 튜브의 길이 방향에서 20° ~ 22° 범위 로 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 핀의 빗면과 상기 열교환기 튜브의 내면이 맞닿는 부분의 곡률반경은 0.035mm 이상이고 0.040mm 이하인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 통하여, 본 고안에 따른 열교환기 튜브는 마이크로 핀 구조의 최적화를 통한 마이크로 핀의 성형에 소요되는 재료를 삭감할 수 있는 효과가 있다.
또한 열교환기 튜브의 경량화는 열교환기 튜브의 열용량을 감소시키게 되어 열교환기의 전열 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한 곡률 반경을 최적화하여 마이크로 핀을 변형률을 최소화시키고 열교환기 튜브의 가공 속도를 높일 수 있다.
이하, 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 열교환기 튜브가 장착된 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 열교환기(10)는 냉매가 유동하는 열교환기 튜브(11)와, 열교환기 튜브(11)의 외면에 부착되는 방열핀(12)으로 이루어진다. 열교환기 튜브(11)는 9.52mm 동관이 사용된다. 열교환기 튜브(11) 내에서 유동하는 냉매는 외부 공기와 열교환을 하게 된다. 이때 방열핀(12)은 알루미늄 재 질로 형성되어 열교환을 촉진시키는 역할을 하게 된다. 열교환기 튜브(11) 내에서 유동하는 냉매가 기체 상태에서 액체 상태로 상 변화하면서 외부 공기와 열교환하거나, 열교환기 튜브(11) 내에서 유동하는 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 상 변화하면서 외부 공기와 열교환하게 된다. 냉매가 기체 상태에서 액체 상태로 상 변화될 때 열교환기(10)는 응축기라고 하고, 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 상 변화될 때 열교환기(10)는 증발기라고 한다.
열교환기 튜브(11)의 내부에서 유동하는 냉매와 열교환기 튜브(11) 외부에서 유동하는 외부 공기가 쉽게 열교환하기 위해서 열교환기 튜브(11)는 열전달 성능이 좋아지도록 제작된다. 열교환기 튜브(11)의 열전달 성능이 좋아지도록 열교환기 튜브(11)의 내면에는 요철 모양으로 형성되는 다수의 마이크로 핀(13)이 구비된다. 열교환기(10)를 제조하는 과정에 있어서 열교환기 튜브(11)와 방열핀(12)이 밀착하도록 열교환기 튜브(11)를 확관할 때 열교환기 튜브(11)의 내면에 형성된 마이크로 핀(13)의 변형이 최소화되도록 마이크로 핀(13)의 형상을 최적화한다. 이때 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량을 감소시킴과 동시에 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량을 감소시켜 열교환기 튜브(11)의 열전달 성능을 증가시키고 열교환기 튜브(11)를 경량화시킨다.
일반적으로 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브(11)에서 냉매 압력을 견디도록 열교환기 튜브(11)의 외벽 두께는 0.280mm로 제작된다. 열교환기 튜브(11)를 경량화시키기 위하여 열교환기 튜브(11)의 외벽 두께를 얇게 하는 경우 냉매 압력을 견딜 수 있는 내구성이 떨어지게 된다. 따라서 열교환기 튜브(11)의 외벽 두께를 얇 게 하는 것은 곤란하다.
결국 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량을 감소시키기 위해서 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량을 감소시킨다. 본 고안에서는 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량에 대한 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량 비율이 6.19% 에 해당하도록 제작한다. 예를 들면 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량이 77.5 (g/m) 라고 할 때 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량이 4.8 (g/m) 에 해당하도록 제작하는 것이다.
다만 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량은 ± 1.5 (g/m)의 오차 범위를 포함하고, 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량은 ± 0.5 (g/m)의 오차 범위를 포함한다. 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량의 오차 범위와 마이크로 핀(13)의 단위 길이당 중량의 오차 범위를 고려하는 경우 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량에 대한 마이크로 핀의 단위 길이당 중량 비율은 5.44% ~ 6.97% 범위에 해당하게 된다.
앞서 기재한 바와 같이 열교환기 튜브(11)를 확관할 때 마이크로 핀(13)이 견고하지 못한 경우 마이크로 핀(13)이 크게 변형되어 무너지는 경우가 발생한다. 따라서 마이크로 핀(13)이 열교환기 튜브(11)의 확관 공정을 견딜 수 있도록 마이크로 핀(13)의 형상을 최적화한다.
도 2는 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 일부분을 나타낸 전개도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기 튜브(11)의 일부분을 절단해서 펼쳐 놓은 상태를 도시한 것이다. 열교환기 튜브(11)에서 바닥 측에 형성되는 저면부(14) 는 열교환기 튜브(11)의 외벽에 해당한다. 즉 열교환기 튜브(11)의 저면부(14)의 두께(Tw)는 열교환기 튜브(11)의 외벽 두께에 해당하는 것이다. 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브(11)에서 냉매 압력을 견디기 위하여 저면부(14)의 두께는 0.280mm 로 형성된다. 다만 오차를 고려할 때 열교환기 튜브(11)의 외경은 9.47mm ~ 9.57mm 범위 안에서 형성되고, 저면부(14)의 두께는 0.27mm ~ 0.29mm 범위 안에서 형성된다.
열교환기 튜브(11)의 저면부(14)의 상면에는 다수의 마이크로 핀(13)이 돌출되어 형성된다. 저면부(14)의 상면은 열교환기 튜브(11)의 내면에 해당한다. 마이크로 핀(13)은 사다리꼴 모양으로 형성된다. 저면부(14)의 상면에서 마이크로 핀(13)의 상단까지의 수직거리에 해당하는 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)는 0.13mm 이상이고 0.15mm 이하로 형성된다. 다만 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)의 최적 사양은 0.14mm이다. 마이크로 핀(13)의 꼭지각(α)은 15° ~ 21° 범위에 해당하도록 형성한다. 다만 마이크로 핀(13)의 꼭지각(α)의 최적 사양은 18° 이다.
마이크로 핀(13)의 높이(Hf)와 꼭지각(α)이 작아지게 됨으로써 인접하는 마이크로 핀(13)의 중심거리(P)는 0.39mm 에 해당한다. 즉 마이크로 핀(13)의 피치(pitch)의 최적화된 사양이0.39 mm 이다. 다만 제조 공차를 고려할 때 마이크로 핀(13)의 피치(P)는 0.38mm ~ 0.40mm 범위 안에서 형성될 수 있다.
마이크로 핀(13)의 높이(Hf)와 마이크로 핀(13)의 피치(P)가 마이크로 핀(13)의 중량에 미치는 영향을 살펴본다. 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)를 낮게 형성하면서 마이크로 핀(13)의 중량을 작게 하면 마이크로 핀(13)의 개수가 증가하게 된다. 마이크로 핀(13)의 개수가 증가하게 되면 마이크로 핀(13)의 피치(P)가 작아지게 된다. 이와 반대로 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)를 높게 형성하면 마이크로 핀(13)의 개수를 작게 해야 한다. 마이크로 핀(13)의 개수가 작아지게 되면 마이크로 핀(13)의 피치(P)가 커지게 된다. 이처럼 마이크로 튜브(11)의 단위 길이당 중량의 경량화는 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)와 피치(P)가 서로 관련성이 있다. 본 고안에서 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)에 대한 마이크로 핀(13)의 피치(P)의 비율(P/Hf)은 2.53 ~ 3.08 범위에서 형성된다.
마이크로 핀(13)의 높이(Hf)와 꼭지각(α)을 작게 형성함으로써 마이크로 핀(13)의 개수가 증가할 때 열교환기 튜브(11)의 내면에 어느 정도의 마이크로 핀(13)이 형성될 수 있는지 살펴본다. 이를 위해 기부폭(W2)과 저면폭(W3)을 정의한다. 기부폭(W2)는 마이크로 핀(13)의 밑변의 폭을 지칭하는 것이고, 저면폭(W3)은 마이크로 핀(13) 사이의 그루부의 폭을 지칭하는 것이다. 기부폭(W2)을 0.09mm ~ 0.11mm로 설정하고, 저면폭(W3)을 0.28mm ~ 0.30mm로 설정하는 경우 마이크로 핀(13)의 개수는 71 ~ 73개에 해당한다. 이 중 가장 최적화된 마이크로 핀의 개수는 72개이다.
마이크로 핀(13)은 열교환기 튜브(11)의 길이 방향에서 21° 로 기울어져서 형성된다. 이처럼 마이크로 핀(13)이 열교환기 튜브(11)의 길이 방향에서 기울어져 있는 각을 나선각(β)이라고 한다. 나선각(β)이 증가하면 열전달 계수가 증가함과 동시에 압력 손실이 증가하게 된다. 열전달 계수가 증가하면 열전달 성능이 높아지는 것이므로 결과적으로 열교환기 크기를 작게 할 수 있는 장점이 있다. 반면 압력 손실의 증가는 열교환기 튜브(11) 내측으로 냉매를 이송 시키기 위한 동력의 증가를 초래하게 되어 운전 비용이 증가시키는 단점으로 작용하게 된다. 이러한 나선각(β)의 영향을 고려할 때 나선각(β)의 최적화된 사양은 21° 이지만, 제조 오차를 고려할 때 20° ~ 22° 범위 내에서 형성될 수 있다.
마이크로 핀(13)의 빗면과 저면부(14)의 상면이 서로 맞닿는 부분의 곡률반경(R)에 대해서 살펴본다. 곡률반경(R)이 증가하면 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량은 증가하게 되고 확관 공정 후 마이크로 핀(13)의 형상 변형률은 감소하게 된다. 반대로 곡률반경(R)이 감소하면 열교환기 튜브(11)의 단위 길이당 중량은 감소하게 되고 확관 공정 후 마이크로 핀(13)의 형상 변형률은 증가하게 된다. 본 고안에서 마이크로 핀(13)의 빗면과 저면부(14)의 상면이 서로 맞닿는 부분의 곡률반경(R)의 최적 범위는 0.035mm ~ 0.040mm 이다.
이상에서는 마이크로 핀(13)의 최적화된 형상을 살펴보았고, 이하에서는 마이크로 핀(13)의 최적화된 형상이 열교환기 튜브(11)의 경량화와 열전달 성능이 미치는 영향 등을 실험을 통하여 설명하고자 한다.
도 3은 종래 기술에 의한 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브와 본 고안에 의한 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브의 사양을 비교한 표이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 종래 기술에 의한 열교환기 튜브의 사양과 본 고안의 실시예에 따른 열교환기 튜브의 사양을 비교 시험하여 검토한다.
도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 증발 열전달 특성 시험 결과에 대한 그래프를 나타낸 것이다.
본 고안에 따른 열교환기 튜브(11)에 대한 열전달 성능 및 냉매측 압력 손실을 평가하기 위하여 열교환기를 제작한다. 열교환기는 2열 10단으로 하고, 열교환기의 크기는 W: 400mm * H: 250mm * D: 44mm 로 제작한다. 작동 냉매는 R-22를 사용하고, 냉매유속은 40kg/h로 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 강제대류 증발 열전달 시험 결과를 살펴보면 열전달 계수가 향상되고 압력 손실이 저감되어 열전달 성능을 획기적으로 향상시키고 있음을 알 수 있다. 냉매 건도 0.6 이하의 저건도 영역에서의 냉매측 열전달 계수가 대폭 향상되었으며, 전체 건도 영역에서 냉매 유동에 따른 압력 손실이 감소되었다.
도 4을 참고하면, 증발 열전달 계수의 증가는 마이크로 핀(13)의 개수가 72개로 증가하고 나선각(β)이 21°로 증가함에 따라 액상 냉매의 선회력이 증가하여 액체와 기체의 이상 유동 양식이 환상류(annular flow)로 조기 천이되기 때문이다. 즉 밀도차에 의해 열교환기 튜브(11)의 하측으로 집중되어 유동하는 액상의 냉매가 열교환기 튜브(11)의 원주 방향으로 균일하게 확산됨에 따라 액막 경계층의 두께가 감소했기 때문이다.
도 5를 참고하면, 냉매 측 압력 손실의 저감은 열교환기 튜브(11)의 단면적 중 마이크로 핀(13)의 단면적 비율이 감소하여 냉매가 유동하는 단면적이 증가했기 때문이다. 뿐만 아니라 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)가 감소함에 따라 열교환기 튜브(11)의 최소 내경이 증가하게 되고, 액상 냉매와 기상 냉매의 경계층이 불균일하여 압력 손실을 감소시키는데 영향을 주기 때문이다.
도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 응축 열전달 특성 시험 결과에 대한 그래프를 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 강제대류 응축 열전달 특성 시험결과를 살펴보면 냉매 건도 0.4 이상의 고건도 영역에서 냉매측 열전달 계수가 대폭 향상되고, 건도 0.4 이상의 고건도 영역에서 냉매유동에 따른 압력손실이 감소된다.
도 6을 참고하면, 응축 열전달 계수의 향상은 마이크로 핀(13)의 정각(α)이 감소함에 따라 마이크로 핀(13)의 정상에서 응축되는 응축액의 표면장력이 증가하여 응축액이 저면부(14)로 쉽게 이동하기 때문이다. 즉 표면장력이 증가함에 따라 액막 경계층의 두께가 감소하게 되고, 액막 경계층에서의 열저항 감소에 의해 응축 열전달 계수가 향상된 것이다.
도 7을 참고하면, 냉매 측 압력 손실의 저감은 강제대류 증발 열전달 특성 시험 결과와 동일하다. 즉 열교환기 튜브(11)의 단면적 중 마이크로 핀(13)의 단면적 비율이 감소하여 냉매가 유동하는 단면적이 증가했기 때문이다. 뿐만 아니라 마이크로 핀(13)의 높이(Hf)가 감소함에 따라 열교환기 튜브(11)의 최소 내경이 증가하게 되고, 액상 냉매와 기상 냉매의 경계층이 불균일하여 압력 손실을 감소시키는데 영향을 주기 때문이다.
도 8 및 도 9는 본 고안에 따른 마이크로 핀의 곡률 반경에 따른 변형 정도를 나타낸 것이다.
도 2를 참고하면, 앞서 검토한 바와 같이 마이크로 핀(13)의 빗면과 열교환기 튜브(11)의 저면부(14)가 서로 맞닿는 부분의 곡률 반경(R)은 열교환기 튜 브(11)의 단위 길이당 중량에 영향을 준다. 이와 더불어 곡률 반경(R)은 열교환기 튜브(11)의 확관 공정 시 마이크로 핀(13)이 확관 응력을 잘 전달할 수 있도록 가공되어야 한다. 만약 곡률 반경(R)을 최적화하지 못한 채 열교환기 튜브(11)를 확관할 때 마이크로 핀(13)이 크게 변형되면 열교환기 튜브(11)의 열전달 성능에도 영향을 끼치게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 곡률 반경(R)을 0.030mm ~ 0.034mm 범위에 해당하도록 제작되는 경우 열교환기 제작의 확관 공정 이후 마이크로 핀(13)의 찌그러짐 현상이 발생하게 된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 곡률 반경(R)을 0.035mm ~ 0.040mm 범위에 해당하도록 제작되는 경우 열교환기 제작의 확관 공정 이후에도 마이크로 핀(13)은 거의 변형되지 않고 있다.
곡률 반경(R)이 0.030mm ~ 0.034mm 범위에 해당할 때 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량은 평균적으로 77.41 (g/m) 이고 곡률 반경(R)이 0.035mm ~ 0.040mm 범위에 해당할 때 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량은 평균적으로 77.50 (g/m)이다. 곡률 반경(R)이 0.035mm ~ 0.040mm 인 경우 곡률 반경(R)이 0.030mm ~ 0.034mm 인 경우에 비해 단위 길이 당 중량이 0.09 (g/m) 정도 증가하였으나 마이크로 핀(13)의 변형률이 최소화 되었다.
도 1은 본 고안에 따른 열교환기 튜브가 장착된 열교환기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 일부분을 나타낸 전개도.
도 3은 종래 기술에 의한 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브와 본 고안에 의한 외경이 9.52mm 인 열교환기 튜브의 사양을 비교한 표.
도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 증발 열전달 특성 시험 결과에 대한 그래프를 나타낸 것.
도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 열교환기 튜브의 응축 열전달 특성 시험 결과에 대한 그래프를 나타낸 것.
도 8 및 도 9는 본 고안에 따른 마이크로 핀의 곡률 반경에 따른 변형 정도를 나타낸 것.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10: 열교환기 11: 열교환기 튜브
12: 방열핀 13: 마이크로 핀
α: 꼭지각 Hf: 마이크로 핀 높이
P: 마이크로 핀 피치 β: 나선각
R: 곡률 반경

Claims (6)

  1. 내면에서 요철 모양으로 형성되는 다수의 마이크로 핀을 구비하는 열교환기 튜브에 있어서,
    상기 열교환기 튜브의 단위 길이당 중량(g/m)에 대한 상기 마이크로 핀의 단위 길이당 중량(g/m) 비율이 5.44% 이상이고 6.97% 이하 인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 핀의 꼭지각은 15° 이상이고 21° 이하 인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기 튜브의 내면에서 상기 마이크로 핀의 상단까지의 수직거리는 0.13mm 이상이고 0.15mm 이하 인 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환기 튜브의 내면에서 상기 마이크로 핀의 상단까지 이르는 수직거리의 상기 마이크로 핀의 피치(pitch)에 대한 비율은 2.53 이상이고 3.08 이하 인 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 핀은 상기 열교환기 튜브의 길이 방향에서 20° ~ 22° 범위로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 핀의 빗면과 상기 열교환기 튜브의 내면이 맞닿는 부분의 곡률반경은 0.035mm 이상이고 0.040mm 이하인 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
KR2020070020232U 2007-12-17 2007-12-17 열교환기 튜브 KR20090006120U (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020070020232U KR20090006120U (ko) 2007-12-17 2007-12-17 열교환기 튜브

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2020070020232U KR20090006120U (ko) 2007-12-17 2007-12-17 열교환기 튜브

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090006120U true KR20090006120U (ko) 2009-06-22

Family

ID=41290270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020070020232U KR20090006120U (ko) 2007-12-17 2007-12-17 열교환기 튜브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090006120U (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3355021A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-01 Fujitsu General Limited Heat exchanger and refrigeration cycle device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3355021A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-01 Fujitsu General Limited Heat exchanger and refrigeration cycle device
US10359201B2 (en) 2017-01-30 2019-07-23 Fujitsu General Limited Heat exchanger and refrigeration cycle device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6000467A (en) Multi-bored flat tube for use in a heat exchanger and heat exchanger including said tubes
JP4347961B2 (ja) 多路扁平管
US7182127B2 (en) Heat exchanger
US10072898B2 (en) Fin tube heat exchanger
US20070199686A1 (en) Heat exchanger
US20090084129A1 (en) Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus having the same
EP2354743A2 (en) Double-pipe heat exchanger
EP2908082B1 (en) Heat exchanger
US20040251016A1 (en) Heat exchanger
EP2447656B1 (en) Heat Exchanger with louvered transversal fins
US7299863B2 (en) Louver fin type heat exchanger having improved heat exchange efficiency by controlling water blockage
KR102048356B1 (ko) 냉매 배관과, 이를 포함하는 핀형 열교환기 및 공기조화기
EP3062037B1 (en) Heat exchanger and refrigeration cycle device using said heat exchanger
CN105026869A (zh) 用于热交换器的管道结构
CN102288061A (zh) 带内面槽的传热管及换热器
KR101572674B1 (ko) 배수성이 향상된 방열핀을 이용한 열교환기
KR20090006120U (ko) 열교환기 튜브
WO2013094084A1 (ja) 空気調和機
KR940004982B1 (ko) 물결판형핀의 흡입향상 장치
CN210051023U (zh) 换热器和空调器
JP3747974B2 (ja) 内面溝付伝熱管
CN214701891U (zh) 一种换热管、换热器及使用该换热器的制冷系统
KR20030088169A (ko) 핀 튜브 일체형 열교환기
JP3417825B2 (ja) 内面溝付管
CN216245777U (zh) 一种翅片带过渡表面的传热管

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid