KR20090010308A - 열교환기용 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기용 핀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 튜브면에 면접합되어 열전달률을 증가시키고, 배수홈을 형성하여 핀에 형성되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 열교환기용 핀에 관한 것이다.

본 발명의 열교환기용 핀은 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 복수개의 튜브 사이에 개재되는 열교환기용 핀에 있어서, 상기 핀은 튜브면에 대하여 경사지게 형성되는 빗면부와, 상기 튜브면에 평행하고 소정의 길이를 가지면서 튜브면에 면접하는 접합부가, 상기 인접하는 튜브를 번갈아가며 순차적으로 연속되며 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 열교환기용 핀은 튜브와의 접촉면적을 증가시켜 열전달률을 증가시키고, 튜브와의 결합력을 증가시키는 효과가 있다.

또한, 핀에 생성되는 응축수를 배출시켜 세균 및 곰팡이의 번식을 억제시켜 승객석으로 쾌적한 공기가 유입되도록 하며, 응축수로 인해 핀의 열교환면적이 감소하는 것을 방지하여 열교환 효율을 증가시키는 효과가 있다.

핀, 배수홈, 루버

Description

열교환기용 핀{Fin for Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기용 핀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 튜브면에 면접합되어 열전달률을 증가시키고, 배수홈을 형성하여 핀에 형성되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 열교환기용 핀에 관한 것이다.

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화, 소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

열교환기용 핀은 인접하는 튜브 사이에 구비되어 대기와 접하는 면적을 증가시켜 열전달률을 증가시키는 열교환기의 일부분으로서 방열성능을 최대로 하기 위한 노력이 있어 왔다.

도 1(a)는 종래의 열교환기를 나타낸 사시도로, 일정거리 이격되어 나란하게 형성된 상단탱크(110) 및 하단탱크(120)와 상기 상단탱크(110)와 하단탱크(120)를 연결하고 소정의 거리로 평행하게 배치되는 복수개의 튜브(130)와 인접하는 튜브(130) 사이에 개재되는 핀(140)을 포함하여 이루어진다.

도 1(b)는 상기 도 1(a)에 도시한 핀(140)의 확대도로, 상기 핀(140)은 파형의 박판으로 인접하는 빗면이 서로 반대방향으로 순차적으로 연속되며 형성되고 상기 빗면에는 다수개의 루버(Louver)(150)가 형성된다. 상기 핀(140)과 튜브(130)는 브레이징 접합 시 선접촉으로 결합되어 결합력이 저하되며, 열교환기(100)의 유로를 순환하는 열교환매체(냉매 또는 냉각수; 이하 "냉매"라 통칭함)로부터 핀(140)까지의 열전달률이 저하되어 외부 공기와의 사이에 열교환이 충분이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 낮은 온도로 작동되는 증발기에 있어서 주위 대기와의 온도차로 인하여 상기 핀(140)에 응축수가 생성되며, 생성된 응축수가 열교환기(100)의 하부까지 원활하게 배출되지 않아 외부 공기와의 열교환 면적을 감소시켜 열교환기(100)의 효율을 감소시키고, 높은 습도에서 서식하는 각종 세균이나 곰팡이가 발생되어 차량의 공기조화장치의 작동 시 불쾌한 냄새가 승객석으로 유입되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 튜브와 핀이 접하는 면적을 증가시켜 열전달률을 증가시키고 튜브와 핀의 접합을 견고히 하는 열교환기용 핀을 제공함에 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 튜브와 핀의 접합면에 배수홈을 구비하여 응축수의 배출을 원활히 하는 열교환기용 핀을 제공함에 있다.

본 발명의 열교환기용 핀은, 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 복수개의 튜브 사이에 개재되는 열교환기용 핀에 있어서, 상기 핀은 튜브면에 대하여 경사지게 형성되는 빗면부와, 상기 튜브면에 평행하고 소정의 길이를 가지면서 튜브면에 면접하는 접합부가, 상기 인접하는 튜브를 번갈아가며 순차적으로 연속되며 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 높이 방향의 인접하는 빗면부는 서로 반대방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 빗면부와 접합부는 예각으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

상기 핀의 접합부에는 상기 튜브의 길이방향으로 배수홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 열교환기용 핀은 튜브와의 접촉면적을 증가시켜 열전 달률을 증가시키고, 튜브와의 결합력을 증가시키는 효과가 있다.

또한, 핀에 생성되는 응축수를 배출시켜 세균 및 곰팡이의 번식을 억제시켜 승객석으로 쾌적한 공기가 유입되도록 하며, 응축수로 인해 핀의 열교환면적이 감소하는 것을 방지하여 열교환 효율을 증가시키는 효과가 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 열교환기용 핀을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기용 핀의 사시도이고, 도 3은 열교환기용 핀의 배수홀의 일실시예 사시도이고, 도 4은 도 2의 열교환기용 핀의 종단면도이고, 도 5는 도 4의 A-A` 단면도이다.

열교환기용 핀은 금속 박판을 절곡시켜 형성하는 것으로 도 4에 도시된 바와 같이, 인접하는 튜브면에 소정길이(W2)에 걸쳐 부착되는 접합부(40)와 상기 접합부(40)와 예각을 이루는 빗면부(30)로 이루어진다.

상기 접합부(40)는 상기 핀(10)을 튜브면에 브레이징 접합 시 튜브(20)와 접하는 면적을 증가시켜 견고히 접합되도록 하며, 열교환기(100) 내부를 순환하는 냉매로부터 핀(10)으로의 열전달률을 증가시킨다.

상기 빗면부(30)는 상기 접합부(40)와 예각을 이루도록 절곡되어 상기 튜브면과 경사지게 형성되어 열교환기(100) 내부를 순환하는 냉매와 외부 공기와의 온도차이로 인해 상기 핀(10)에 생성되는 응축수가 빗면부(30)를 따라 흘러내릴 수 있도록 한다.

상기 빗면부(30)에는 외부 공기와의 열교환 면적을 증가시키기 위해 다수개의 루버(35)가 형성되며, 상기 핀(10)에 입사되는 공기가 각 루버(35)의 틈과 빗면부(30)를 교차하며 공기유동의 난류화를 촉진하여 상기 루버(35)와 공기의 접촉율을 증가시키고, 공기 입자 사이의 열교환을 활성화 시킨다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 핀(10)은 튜브(20)의 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 빗면부(30)에는 루버(35)가 형성된다. 상기 접합부(40)는 튜브(20)와의 열전달률을 높이고, 결합력을 증가시키기 위해 소정의 길이(W2)로 형성된다. 인접하는 빗면부(30)의 최단거리(W1)보다 상기 접합부(40)의 길이(W2)가 넓도록 상기 빗면부(30)와 접합부(40)는 예각으로 절곡 형성되어, 상기 빗면부(30)가 튜브면에 대하여 경사를 이루도록 하여 상기 핀(10)에 생성되는 응축수가 중력에 의해 빗면부(30)를 따라 흘러내릴 수 있도록 한다. 상기 접합부(40)에는 상기 핀(10)의 길이 방향으로 배수홈(50)이 형성되며, 상기 배수홈(50)이 형성되는 접합부(40)와 인접하는 빗면부(30)의 일정부분이 같이 천공되어 상기 핀(10)에 생성되는 응축수가 열교환기(100)의 하부까지 흘러내릴 수 있도록 하여 세균이나 곰팡이의 번식을 억제하고, 응축수로 인해 상기 핀(10)이 외부 공기와 접하는 면적이 감소하는 것을 방지하여 외부 공기와의 열교환 효율을 증가시킨다. 상기 배수홈(50)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 접합부가 반원형으로 오목하게 함입되도록 배수홈(50)이 형성되어도 좋으며, 상기 배수홈(50)의 수평방향 단면이 반원형으로 도시되어 있으나 꼭 이 형상에 국한되는 것은 아니다.

도 5는 도 4의 A-A` 단면도로, 인접하는 튜브(20) 사이에 상기 핀(10)이 브 레이징 접합되며, 상기 접합부(40)와 접하는 빗면부(30) 일부분까지 배수홈(50)이 연장 형성된다. 상기 빗면부(30)에는 루버(35)가 형성되며, 상기 루버(35)는 열교환기(100)의 전면 또는 후면방향으로 형성되어 상기 핀(10)을 지나는 공기와 접하는 면적을 늘리고 공기의 난류화를 촉진하여 열교환효율을 증가시킨다. 상기 배수홈(50)은 서로 마주보며 형성되어 있으나 지그재그로 형성되어도 좋으며, 배수홈(50)의 단면은 사격형으로 도시되어 있으나, 다각형 또는 반원형으로 되어도 좋다. 상기 튜브(20) 내부로 냉매가 유동하며, 냉매로부터 상기 튜브로 열전달이 이루어지고 튜브(20)와 접하는 접합부(40)를 통해 상기 핀(10)으로 열이 이동하여 최종적으로 외부공기로 열을 방출하게 되며 증발기의 경우 이와 반대로 열전달이 이루어진다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 열교환기 사시도 및 열교환기용 핀의 확대도.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기용 핀의 사시도.

도 3은 열교환기용 핀의 배수홀의 일실시예 사시도.

도 4은 도 2의 열교환기용 핀의 종단면도.

도 5는 도 4의 A-A` 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 핀 20 : 튜브

30 : 빗면부 35 : 루버

40 : 접합부 50 : 배수홈

Claims (4)

1. 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 복수개의 튜브(20) 사이에 개재되는 열교환기용 핀에 있어서,

   상기 핀(10)은, 튜브면에 대하여 경사지게 형성되는 빗면부(30)와, 상기 튜브면에 평행하고 소정의 길이를 가지면서 튜브면에 면접하는 접합부(40)가, 상기 인접하는 튜브(20)를 번갈아가며 순차적으로 연속되며 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 높이 방향의 인접하는 빗면부(30)는 서로 반대방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 빗면부(30)와 접합부(40)는 예각으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 핀(10)의 접합부(40)에는 상기 튜브(20)의 길이방향으로 배수홈(50)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.

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