KR20090101008A - 적층형 열교환기 - Google Patents

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KR20090101008A
KR20090101008A KR1020080026599A KR20080026599A KR20090101008A KR 20090101008 A KR20090101008 A KR 20090101008A KR 1020080026599 A KR1020080026599 A KR 1020080026599A KR 20080026599 A KR20080026599 A KR 20080026599A KR 20090101008 A KR20090101008 A KR 20090101008A
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박지용
김기홍
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 적층형 열교환기에 관한 것으로, 튜브를 형성하는 각각의 플레이트 내부에 열교환매체와 접하는 비드(bead)를 돌출형성하고 핀과 접하는 핀접합면은 평면으로 형성하여 핀으로의 열전달률을 향상시킨 적층형 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 적층형 열교환기는, 일면에 냉매유로가 각각 형성된 한 쌍의 플레이트가 접합되어 이루어진 튜브가 다수개 일렬로 적층되며, 상기 튜브의 상부에 상기 튜브와 연통된 탱크가 형성되고, 상기 탱크에 유입파이프 및 배출파이프가 각각 형성되며, 상기 튜브 사이에 핀이 개재되어 이루어진 적층형 열교환기에 있어서, 상기 플레이트는 열교환매체와 접하는 냉매유로의 내면에 열교환매체로부터의 열전달률을 향상시키는 비드가 돌출 형성되고, 핀과 접하는 핀접합면은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 적층형 열교환기는 플레이트의 냉매유로 내부에 돌출된 비드로 인하여 열교환매체와의 접촉면적을 증가시키고 열교환매체의 난류화를 촉진하여 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.
아울러 핀과 접하는 플레이트의 핀접합면은 평면상으로 형성하여 브레이징 접합 시 미접합부의 발생을 방지하여 튜브와 핀 사이의 결합력을 향상시키고, 튜브와 핀 사이의 열전달률이 향상되어 열교환기의 성능이 향상되는 효과가 있다.
적층형, 플레이트, 평면, 압연

Description

적층형 열교환기 {Laminated type Heat Exchanger}
본 발명은 적층형 열교환기에 관한 것으로, 튜브를 형성하는 각각의 플레이트 내부에 열교환매체와 접하는 비드(bead)를 돌출형성하고 핀과 접하는 핀접합면은 평면으로 형성하여 핀으로의 열전달률을 향상시킨 적층형 열교환기에 관한 것이다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
종래의 적층형 열교환기를 도 1 내지 도 3에 도시하였다.
상기 적층형 열교환기(100)는 좌ㆍ우 양측에 냉매 유로(146)가 각각 형성된 한 쌍의 플레이트(140)가 접합되어 이루어진 튜브(120)가 다수개 일렬로 적층되며, 상기 튜브(120)의 상부에 상기 튜브(120)와 연통된 탱크(110)가 형성되고, 상기 탱크(110)에 유입파이프(112) 및 배출파이프(114)가 각각 형성되며, 상기 튜브(120) 사이에 핀(130)이 개재되어 이루어진다.
상기에서 튜브(120)를 형성하는 플레이트(140)는 일반적으로 열교환기(100)의 내부에 유동하는 열교환매체와 접촉면적을 향상시키고 열교환매체의 난류화를 촉진하여 열교환효율을 향상시키는 비드(142)가 형성된다. 그러나 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 플레이트(140)의 내측면으로 돌출되도록 형성된 비드(142)로 인하여 핀(130)과 접하는 플레이트(140)의 외측면에는 비드(142)로 인한 함입부(144)가 다수개 형성된다. 상기와 같이 플레이트 외면의 함입부(144)로 인하여 인접하는 튜브(120)사이에 핀(130)이 개재되어 브레이징 접합되는 경우 함입부(144)로 인하여 튜브(120)와 핀(130) 사이에 미접합부위(A)가 발생하여 튜브(120)와 핀(130) 사이의 결합력이 저하되고. 튜브(120)와 핀(130) 사이의 열교환효율이 저하되어 열교환기의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 압연가공으로 플레이트를 형성하여 플레이트의 외측면에 비드로 인한 함입부가 형성되지 않아 핀과의 접합성을 향상시키고 열전달률 또한 향상시켜 열교환기의 성능이 향상되는 적층형 열교환기를 제공함에 있다.
본 발명의 적층형 열교환기는, 일면에 냉매유로가 각각 형성된 한 쌍의 플레이트가 접합되어 이루어진 튜브가 다수개 일렬로 적층되며, 상기 튜브의 상부에 상기 튜브와 연통된 탱크가 형성되고, 상기 탱크에 유입파이프 및 배출파이프가 각각 형성되며, 상기 튜브 사이에 핀이 개재되어 이루어진 적층형 열교환기에 있어서, 상기 플레이트는 열교환매체와 접하는 냉매유로의 내면에 열교환매체로부터의 열전달률을 향상시키는 비드가 돌출 형성되고, 핀과 접하는 핀접합면은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비드는 서로 접합되어 튜브를 형성하는 한 쌍의 플레이트의 냉매유로에 서로 엇갈리게 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비드는 서로 접합되어 튜브를 형성하는 한 쌍의 플레이트의 냉매유로에 서로 면접촉되도록 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 플레이트는 압연(rolling) 또는 프레스(press)가공으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 적층형 열교환기는 플레이트의 냉매유로 내부에 돌출된 비드로 인하여 열교환매체와의 접촉면적을 증가시키고 열교환매체의 난류화를 촉진하여 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.
아울러 핀과 접하는 플레이트의 핀접합면은 평면상으로 형성하여 브레이징 접합 시 미접합부의 발생을 방지하여 튜브와 핀 사이의 결합력을 향상시키고, 튜브와 핀 사이의 열전달률이 향상되어 열교환기의 성능이 향상되는 효과가 있다.
이하 상기와 같은 본 발명의 적층형 열교환기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 플레이트를 구비된 열교환기의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 플레이트의 냉매유로측의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 플레이트의 핀접합면측의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 플레이트와 핀의 결합사시도이며, 도 8은 도 7의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 플레이트에 형성된 비드의 일실시예 단면도이다.
본 발명의 적층형 열교환기는 도 4에 도시된 바와 같이, 일면에 냉매 유로(46)가 각각 형성된 한 쌍의 플레이트(40)가 접합되어 이루어진 튜브(20)가 다수개 일렬로 적층되며, 상기 튜브(20)의 상부에 상기 튜브(20)와 연통된 탱크(10)가 형성되고, 상기 탱크(10)에 유입파이프(12) 및 배출파이프(14)가 각각 형성되며, 상기 튜브(20) 사이에 핀(30)이 개재되어 이루어진 적층형 열교환기(1)에 있어서, 상기 플레이트(40)는 열교환매체와 접하는 냉매유로(46)의 내면에 열교환매체로부터의 열전달률을 향상시키는 비드(42)가 돌출 형성되고, 핀(30)과 접하는 핀접합면(44)은 평면으로 형성된다.
상기 플레이트(40)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대략 긴 길이를 갖는 사각판형상으로, 일면이 "U"형상으로 오목하게 함입되어 열교환매체가 유동하는 냉매유로(46)가 형성되고, 상측에는 연통로(48)가 돌출 형성된다. 상기 한 쌍의 플레이트(40)는 냉매유로(46)가 형성된 일면이 마주보도록 접합되어 튜브(20)를 형성하며, 상기 튜브(20)가 상단의 연통로(48)가 연통되도록 일렬로 적층되어 열교환기를 형성하게 된다.
상기 플레이트(40)는 냉매유로(46)의 내면에 유선형 단면을 갖는 기둥형상의 비드(bead)(42)가 돌출 형성되고, 냉매유로(46)의 외면은 평면상의 핀접합면(44)이 형성된다. 상기와 같은 구조를 갖는 플레이트(40)를 형성하기 위해서는 금속의 소성(塑性)을 이용하여 금속판재를 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜서 여러 가지 형상의 판(板), 봉(棒), 관(管) 또는 형재(形材) 등으로 가공하는 압연(rolling)을 통해 생산하는 것이 바람직하다. 또는 금속판에 압축력을 가하여 소성변형시켜 여러 형상의 제품을 만들어내는 프레스(press)가공을 사용하여도 좋다. 압연 또는 프레스가공을 통해 플레이트(40)를 생산하게 되면 냉내유로(46)의 내면에는 비드(42)가 돌출 형성되고, 판접합면(44)은 평면을 갖는 플레이트(40)를 생산할 수 있으며, 압연 및 프레스가공은 대량생산에 용이하므로 생산성의 향상을 꾀할 수 있게 된다.
도 7은 플레이트와 핀의 결합사시도를 나타낸 것으로 압연 또는 프레스가공을 통해 생산된 플레이트(40)는 평면상의 핀접합면(44)을 가지므로, 한 쌍의 플레이트(40)가 접합되어 형성되는 튜브(20) 사이에 핀(30)이 개재된 후 브레이징 접합이 이루어지면 평면상의 핀접합면(44)으로 인해 도 8과 같이, 튜브(20)와 핀(30) 사이에 미접합부가 발생하는 것을 방지하여 튜브(20)와 핀(30) 사이의 결합력을 향상시키는 효과가 있다.
상기와 같은 플레이트를 갖는 열교환기의 열교환에 대해 설명하면, 열교환기(1)의 입구파이프(12)를 통하여 유입된 열교환매체는 탱크(10)를 따라 유동하며 하측의 한 쌍의 플레이트(40)가 접합되어 형성된 튜브(20)의 냉매유로(46)를 통해 열교환기(1)의 하부로 유동한다. 튜브(20) 내부에 유동하는 열교환매체는 냉매유로(46)의 내면에 돌출된 비드(42)로 인해 플레이트(40)와의 접촉면적이 증가하여 플레이트(40)의 핀 접합면(44)에 접합된 핀(30)으로의 열전달률을 향상시켜 열교환기의 열교환효율을 향상시키는 효과가 있다. 아울러 돌출된 비드(42)로 인하여 튜브(20)내에 유동하는 열교환매체의 난류화를 촉진하여 튜브(20)의 냉매유로(46) 전체면적과 고르게 접촉하며 열교환이 이루어지도록 해준다.
도 9는 플레이트(40)에 형성된 비드(42)의 일실시예로, 도 9(a)는 서로 접합되어 튜브(20)를 형성하는 한 쌍의 플레이트(40)의 냉매유로(46)에 형성된 비드(42)가 서로 엇갈리게 돌출 형성되는 것으로, 냉매유로(46)에 유동하는 열교환매체와 플레이트(40)와의 접촉면적을 극대화시켜 열전달률을 향상시키는 구조이다. 도 9(b)는 서로 접합되어 튜브(20)를 형성하는 한 쌍의 플레이트(40)의 냉매유 로(46)에 형성된 비드(42)가 서로 면접촉되도록 돌출 형성되는 것으로, 냉매유로(46)에 유동하는 열교환매체와 플레이트(40)와의 열전달률은 유지하면서 비드(42)에 의한 열교환매체의 유동저항을 감소시키는 구조이다.
본 발명에서 상기 비드(42)는 유선형 단면의 기둥형상으로 도시되어 있으나, 꼭 이 형상에 국한되는 것은 아니며, 내부에 유동하는 열교환매체의 난류화 정도나 열전달률을 고려하여 다양하게 형성가능한 것은 자명하다.
도 1은 종래의 열교환기의 사시도.
도 2는 종래의 플레이트의 사시도.
도 3은 플레이트와 핀과의 결합단면도.
도 4는 본 발명의 플레이트를 구비된 열교환기의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 플레이트의 냉매유로측의 사시도.
도 6은 본 발명의 플레이트의 핀접합면측의 사시도.
도 7은 본 발명의 플레이트와 핀의 결합사시도.
도 8은 도 7의 단면도.
도 9는 본 발명의 플레이트에 형성된 비드의 일실시예 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 열교환기
10: 탱크 20: 튜브
30: 핀 40: 플레이트
42: 비드 44: 핀접합면
46: 냉매유로 48: 연통로

Claims (4)

  1. 일면에 냉매유로(46)가 각각 형성된 한 쌍의 플레이트(40)가 접합되어 이루어진 튜브(20)가 다수개 일렬로 적층되며, 상기 튜브(20)의 상부에 상기 튜브(20)와 연통된 탱크(10)가 형성되고, 상기 탱크(10)에 유입파이프(12) 및 배출파이프(14)가 각각 형성되며, 상기 튜브(20) 사이에 핀(30)이 개재되어 이루어진 적층형 열교환기(1)에 있어서,
    상기 플레이트(40)는 열교환매체와 접하는 냉매유로(46)의 내면에 열교환매체로부터의 열전달률을 향상시키는 비드(42)가 돌출 형성되고, 핀(30)과 접하는 핀접합면(44)은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드(42)는 서로 접합되어 튜브(20)를 형성하는 한 쌍의 플레이트(40)의 냉매유로(46)에 서로 엇갈리게 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드(42)는 서로 접합되어 튜브(20)를 형성하는 한 쌍의 플레이트(40) 의 냉매유로(46)에 서로 면접촉되도록 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트(40)는 압연(rolling) 또는 프레스(press)가공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
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CN117308180A (zh) * 2023-11-28 2023-12-29 珠海格力电器股份有限公司 一种室内机及空调器

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