KR20100012585U - 턴핀형 열교환기, 이를 이용한 열교환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환 성능이 향상된 턴핀형 열교환기와, 이를 이용한 열교환 시스템에 관한 것이다. 본 고안에 따른 턴핀형 열교환기는 턴핀튜브, 고정 브래킷 그리고 결합 브래킷을 포함하여 이루어진다. 여기서, 턴핀튜브는 내측으로 냉매가 이동하는 소구경의 튜브의 외부에 핀이 소정의 피치로 감겨 이루어지고 다중으로 벤딩 형성된다. 고정 브래킷은 턴핀튜브의 벤딩부가 각각 삽입되도록 삽입부가 관통 형성되고, 삽입부에는 가압편이 연장 형성되어, 턴핀튜브의 벤딩부의 외부를 가압구속함으로써 턴핀튜브를 양측에서 각각 고정한다. 그리고, 결합 브래킷은 양단부가 각각 고정 브래킷에 결합되어 턴핀튜브와 고정 브래킷을 고정한다. 또한, 본 고안에 따른 열교환 시스템은 턴핀형 열교환기, 제1냉매관 그리고 제2냉매관을 포함하여 이루어진다. 여기서, 제1냉매관은 압축기로부터 토출되는 냉매를 턴핀형 열교환기로 안내한다. 그리고, 제2냉매관은 턴핀형 열교환기로부터 배출되는 냉매의 이동 유로를 형성한다.

Description

턴핀형 열교환기, 이를 이용한 열교환 시스템{turn-fin type heat exchanger, heat exchange system using turn-fin type heat exchanger}

본 고안은 턴핀형 열교환기, 이를 이용한 열교환 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환 성능이 향상된 턴핀형 열교환기와, 이를 이용한 열교환 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브 그리고 증발기를 따라서 이동하는 냉매가 열역학적 사이클을 따라서 순환되면서 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출시키는 시스템으로, 이러한 냉동시스템에 적용되는 응축기 및 증발기를 열교환기라고 한다.

이러한 열교환기에서는 관의 내부를 흐르는 냉매와 관의 외측에 존재하는 공기 등과의 사이에서 열 교환이 이루어지게 된다.

한편, 상기 응축기의 경우, 압축기에서 토출되는 고온, 고압의 기체상태인 냉매의 열을 공기 등의 유체에 방출시킴으로써 기체 냉매를 증발하기 쉬운 상온, 고압의 액체 냉매로 상태 변화시키게 된다.

이러한 응축기는 그 형태에 따라서 와이어형 응축기(wire type condenser)와 턴핀형 응축기(turn-fin type condenser)로 나누어질 수 있는데, 여기서, 상기 턴핀형 응축기는 내측으로 냉매가 흐르는 관과, 외측의 공기 등과의 열교환 면적이 증가되도록 상기 관의 외측에 결합되는 핀(fin)으로 구성되는 턴핀튜브로 이루어진다.

그리고, 상기 턴핀튜브는 소정의 형상으로 벤딩 형성된 후에 주로 상기 핀이 브래킷 등에 의해 고정됨으로써 형상을 유지하게 되는데, 이때, 상기 핀이 브래킷에 고정되도록 하기 위하여 프레스기와 같은 별도의 장치가 더 필요하고, 이에 따라 공정도 더 늘어남으로써 시설비가 늘어나고 제조공정이 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 응축기는 냉동기기의 성능향상이나 소음감소 등에 영향을 주는데, 특히, 압축기의 토출 가스의 온도의 과다 상승을 막아 냉동기기의 성능이 저하되는 것을 방지하고 냉매의 유량을 증가시키며 열교환율이 증가되도록 구성됨과 함께 콤팩트(compact)한 구성이 가능하도록 요구된다.

이를 위해, 응축기의 부피를 감소시키기 위해 냉매관을 소구경으로 하기도 하였으나, 이러한 응축기를 대용량의 압축기에 단순히 연결함으로써 압축기에서 토출되는 냉매가 응축기로 유입되면서 흐름이 빨라져 응축 효율이 저하되고, 압축기의 두온(頭溫) 상승으로 효율이 저하되며, 토출 압력이 과다상승하여 압축기에 과부하가 걸리고 소음이 발생하고, 고저압 압축비가 커져 압축기 정지시 내벽을 치는 소음이 발생하며 냉동기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 냉동 사이클 내부의 압력이 상승하게 되어 냉각 효율이 저하됨에 따라, 압축기의 운전률이 상승되어 소요전력이 증가하게 되고, 압축기 내부 윤활유의 점도가 나빠지고 탄화됨으로 인하여 압축력이 약화되어 효율이 감소하며, 냉동 사이클 관로 내에 윤활유의 퇴적으로 열전달율이 감소하여 냉동기기가 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안은 열교환 성능이 향상된 턴핀형 열교환기와, 이를 이용한 열교환 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 내측으로 냉매가 이동하는 소구경의 튜브의 외부에 핀이 소정의 피치로 감겨 이루어지고 다중으로 벤딩 형성되는 턴핀튜브; 상기 턴핀튜브의 벤딩부가 각각 삽입되도록 삽입부가 관통 형성되고, 상기 삽입부에는 가압편이 연장 형성되어, 상기 턴핀튜브의 벤딩부의 외부를 가압구속함으로써 상기 턴핀튜브를 양측에서 각각 고정하는 고정 브래킷; 그리고 양단부가 각각 상기 고정 브래킷에 결합되어 상기 턴핀튜브와 상기 고정 브래킷을 고정하는 결합 브래킷을 포함하여 이루어지는 턴핀형 열교환기를 제공한다.

여기서, 상기 가압편은 상기 고정 브래킷과 일체로 이루어지며 하나의 쌍을 이루도록 상기 벤딩부의 삽입방향을 따라 상기 삽입부의 길이방향 테두리에 연장 형성되어 상기 핀의 외부를 탄성 가압함이 바람직하다.

그리고, 본 고안은 내측으로 냉매가 이동하는 소구경의 튜브의 외부에 핀이 소정의 피치로 감겨 이루어지고 다중으로 벤딩 형성되는 턴핀튜브; 상기 턴핀튜브의 벤딩부가 각각 삽입되도록 삽입부가 관통 형성되고, 상기 삽입부에는 가압편이 연장 형성되어, 상기 턴핀튜브의 벤딩부의 외부를 가압구속함으로써 상기 턴핀튜브를 양측에서 각각 고정하는 고정 브래킷; 그리고 양단부가 각각 상기 고정 브래킷에 결합되어 상기 턴핀튜브와 상기 고정 브래킷을 고정하는 결합 브래킷을 포함하여 이루어지는 턴핀형 열교환; 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 턴핀형 열교환기로 안내하는 제1냉매관; 그리고 상기 턴핀형 열교환기로부터 배출되는 냉매의 이동 유로를 형성하는 제2냉매관을 포함하여 이루어지는 열교환 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 턴핀형 열교환기는 적어도 두 개 이상이 병렬 연결됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1냉매관의 단부에는 적어도 두 개 이상의 상기 튜브가 각각 연결되고, 상기 각 튜브로 유입된 냉매의 이송저항이 증가되지 않도록 상기 제1냉매관의 단면적은 상기 각 턴핀튜브의 단면적 크기의 합 이하로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2냉매관의 단부에는 적어도 두 개 이상의 상기 튜브가 각각 연결되고, 상기 제2냉매관으로 유입된 냉매의 이송저항이 증가되지 않도록 상기 제2냉매관의 단면적은 상기 각 튜브의 단면적 크기의 합 이상으로 형성됨이 바람직하다.

본 고안에 따른 턴핀형 열교환기, 이를 이용한 열교환 시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 적어도 두 개의 턴핀형 열교환기를 병렬로 설치함으로써 열교환 효율이 향상된 열교환 시스템을 구현할 수 있다.

둘째, 고정 브래킷의 삽입부에 가압편을 형성하여 턴핀튜브의 삽입시에 핀이 삽입부에 걸지 않도록 하여 핀의 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 턴핀튜브가 안정적이고 용이하게 삽입되도록 안내함으로써 작업성 및 작업효율이 향상될 수 있다.

셋째, 고정 브래킷의 삽입부에 가압편을 형성하여 턴핀튜브의 삽입시에 자동적으로 턴핀튜브를 탄성 가압하여 고정하도록 함으로써 제조공정이 용이하고, 고정을 위한 별도의 장치가 필요 없어 설비비도 절약될 수 있다.

넷째, 병렬로 구비되는 턴핀형 열교환기 각각의 튜브와 연결되어 냉매가 유입되도록 하는 제1냉매관의 단면적을 상기 각 튜브의 단면적의 합 이하로 함으로써 상기 각 튜브로 유입되는 냉매의 이송저항 증가를 막을 수 있다.

다섯째, 병렬로 구비되는 턴핀형 열교환기 각각의 튜브와 연결되어 냉매가 배출되도록 하는 제2냉매관의 단면적을 상기 각 튜브의 단면적의 합 이상으로 함으로써 상기 제2냉매관으로 유입되는 냉매의 이송저항 증가를 막을 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 열교환 시스템을 나타낸 사시도.
도 3은 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기에서 턴핀튜브가 고정 브래킷에 결합되는 과정을 나타낸 상태도.
도 5는 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 6은 본 고안의 제2실시예에 따른 열교환 시스템을 나타낸 사시도.
도 7은 본 고안의 제2실시예에 따른 턴핀형 열교환기의 고정 브래킷을 나타낸 예시도.

상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 열교환 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기에서 턴핀튜브가 고정 브래킷에 결합되는 과정을 나타낸 상태도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 열교환 시스템은 턴핀형 열교환기(10), 제1냉매관(70) 그리고 제2냉매관(80)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 그리고, 상기 턴핀형 열교환기(10)는 턴핀튜브(20), 고정 브래킷(30) 결합 브래킷(40)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 턴핀튜브(20)는 벤딩 형성되어 상기 고정 브래킷(30)에 의해 고정되고, 상기 결합 브래킷(40)이 상기 고정 브래킷(30)에 결합됨으로써 상기 턴핀튜브(20)와 상기 고정 브래킷(30)을 고정하게 된다. 이때, 상기 고정 브래킷(30)에는 가압편(32)이 형성됨이 바람직하며, 상기 가압편(32)은 상기 턴핀튜브(20)를 탄성 가압하여 고정할 수 있게 된다. 한편, 상기 제1냉매관(70)은 압축기(90)로부터 토출되는 냉매를 상기 턴핀형 열교환기(10)로 안내하게 되고, 상기 제2냉매관(80)은 상기 턴핀형 열교환기(10)로부터 배출되는 냉매의 이동 유로를 형성하게 된다. 여기서, 상기 턴핀형 열교환기(10)는 적어도 두 개 이상이 병렬 연결됨이 바람직하며, 이때, 상기 각 턴핀형 열교환기(10)의 튜브(21)에서 냉매가 유입되는 부분은 상기 제1냉매관(70)에 각각 연결되고, 상기 각 턴핀형 열교환기(10)의 튜브(21)에서 냉매가 배출되는 부분은 상기 제2냉매관(80)에 각각 연결됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제1냉매관(70)의 단면적은 상기 각 튜브(21)의 단면적 크기의 합 이하로 형성됨이 바람직한데, 이를 통해, 상기 제1냉매관(70)으로부터 상기 각 튜브(21)로 냉매가 유입시에 이송저항이 증가되는 것이 방지될 수 있게 된다. 또한, 상기 제2냉매관(80)의 단면적은 상기 각 튜브의 단면적의 합 이상으로 형성됨이 바람직한데, 이를 통해, 상기 각 튜브(21)로부터 상기 제2냉매관(80)으로 냉매가 유입시에 이송저항이 증가하는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라서, 상기 압축기(90)에 높은 압력이 적용되지 않도록 할 수 있어 상기 턴핀형 열교환기(10)의 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있으며, 나아가 상기 열교환 시스템의 성능이 저하 방지도 가능해지게 된다.

상세히, 상기 제1냉매관(70)은 일측이 압축기(90)에 연결되어 상기 압축기(90)에서 토출되는 기체 냉매가 이동하도록 유로를 형성하게 된다.

여기서, 상기 압축기(90)는 냉매가 순환함에 따라 냉난방을 수행하는 시스템에 구비되어 주로 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체 냉매로 상태가 변화하도록 하는 압축기일 수 있다.

그리고, 상기 제1냉매관(70)의 타측에는 상기 턴핀형 열교환기(10)가 연결될 수 있는데, 상기 턴핀형 열교환기(10)는 상기 제1냉매관(70)을 통해 유입되는 고온 고압의 기체 냉매가 열교환되어 낮은 온도(예를 들면, 상온 등)의 고압 액체 냉매로 상태 변화시키게 된다.

상기 턴핀형 열교환기(10)는 턴핀튜브(20), 고정 브래킷(30) 그리고 결합 브래킷(40)을 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 턴핀튜브(20)는 내측으로 냉매가 이동하도록 하는 튜브(21)와, 상기 튜브(21)의 외부에 소정의 피치(P)로 감기는 핀(25)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 튜브(21)는 일측이 상기 제1냉매관(70)에 연결되어 지며, 이에 따라, 상기 제1냉매관(70)을 통해 이동된 냉매는 상기 튜브(21)로 유입되어 이동하게 된다.

그리고, 상기 턴핀튜브(20)는 냉매의 이송 유로가 보다 길어질 수 있도록 소정의 길이로 다중 벤딩되어 형성될 수 있다.

예를 들면, 상기 턴핀튜브(20)는 일방향에 대해 소정의 길이로 반복되어 왕복되도록 벤딩되어 다수개의 열을 형성하고, 이와 같이 형성된 열이 다층을 이루도록 벤딩되어 형성될 수 있다.

이때, 소정의 길이는 상기 턴핀형 열교환기(10)가 설치될 설치 공간의 크기에 따라 적절하게 대응되어 설정될 수 있는 길이로, 특정한 길이에 한정되는 것은 아니다.

이에 따라, 상기 턴핀형 열교환기(10)는 보다 긴 턴핀튜브(20)로 이루어질 수 있게 되며, 그만큼 냉매와 외부 유체와의 열교환 면적이 증가될 수 있어 열교환 효율이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 설치 공간에 더욱 긴 길이의 튜브(21)가 구비될 수 있도록, 상기 튜브(21)는 소구경의 튜브일 수 있다.

여기서, 상기 소구경이란 튜브의 외측 지름이 4.76~6.35mm의 범위일 경우를 의미할 수 있으며, 이때, 상기 튜브의 내측 지름은 3.3~5.2mm의 범위일 수 있다.

이를 통해, 대구경(예를 들면, 튜브의 외측 지름이 8mm 이상) 튜브에 비해 벤딩 반경이 작아 더욱 콤팩트한 구성이 가능할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 튜브가 소구경으로 이루어짐으로써 상기 튜브의 중심으로부터 상기 튜브의 외주면까지의 거리가 상대적으로 짧아지게 되므로, 상기 튜브의 내측에서 이동하는 냉매의 보다 많은 부분이 상기 튜브의 외측에 존재하는 유체와 효과적으로 열교환될 수 있게 된다.

한편, 냉매의 열교환 효율이 더욱 증가할 수 있도록 상기 턴핀형 열교환기는 적어도 두 개 이상이 구비될 수 있는데, 특히, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)는 서로 병렬 연결됨이 바람직하다.

이때, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)는 설치될 공간의 형상에 따라 적절하게 병렬 연결될 수 있는데, 예를 들면, 각각의 턴핀형 열교환기(10,10a)는 서로 나란히 구비될 수 있다.

즉, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)는 상하방향 또는 좌우방향으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1냉매관(70)의 타측에는 적어도 두 개 이상의 튜브(21,21a)가 각각 연결되게 되며, 이를 통해, 상기 제1냉매관(70)을 통해 이동하는 기체 냉매는 상기 각 튜브(21,21a)로 분배되어 각각의 턴핀형 열교환기(10,10a)로 유입될 수 있게 된다.

여기서, 상기 제1냉매관(70)의 단면적은 상기 각 튜브(21,21a)의 단면적 크기의 합 이하로 형성됨이 바람직하다.

따라서, 상기 제1냉매관(70)으로 이송되는 냉매는 유속이 감소하거나 이송 저항이 증가 됨이 없이 상기 각 튜브(21,21a)로 유입되어 자연스러운 흐름을 유지할 수 있게 된다.

그리고 이를 통해, 상기 압축기의 토출 가스의 온도가 과도하게 상승하는 것이 방지되고, 외기의 변화에 따른 열교환 시스템의 성능변화 폭이 작아질 수 있어 열교환 시스템의 신뢰성 및 성능이 안정적으로 유지될 수 있으며, 소음이 감소되는 등의 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 냉매의 유량을 조절해주기 위한 단속 밸브와 같은 장치나, 상기 턴핀형 열교환기로 공기를 송풍하기 위한 송풍기(미도시)의 회전 속도를 조절하기 위한 조절장치가 추가로 요구되지 않을 수 있어 부품의 절감이 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 원가 및 유지관리비가 절감될 수 있다.

그리고, 상기 제1냉매관(70)과 상기 각 튜브(21,21a)는 브레이징(brazing) 결합 또는 용접 결합 등에 의해 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1냉매관(70)에 두 개의 튜브가 결합되는 경우, 상기 제1냉매관(70)으로부터 상기 각 튜브로의 냉매의 흐름이 자연스럽게 이루어질 수 있도록 상기 제1냉매관(70)과 상기 각 튜브(21,21a)는 'Y' 형상 또는 'T' 형상 등으로 결합될 수 있다.

그리고, 상기 턴핀형 열교환기(10)가 3개 이상이 병렬 연결되는 경우, 즉, 상기 제1냉매관(70)에 3개 이상의 튜브가 결합되는 경우에는, 상기 각 튜브가 상기 제1냉매관(70)에 적절하게 결합될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)는 서로 다른 크기로 이루어질 수 있으며, 상기 각 튜브(21,21a)의 관 지름도 서로 다르게 이루어질 수 있다.

즉, 상기 턴핀형 열교환기의 설치 개수나 상기 튜브의 길이를 적절히 적용함으로써 상기 열교환 시스템이 설치될 공간의 크기나, 위치 및 형상 등에 따라 상기 턴핀형 열교환기의 다양한 결합과 크기의 변형이 가능해질 수 있다.

상기 제1냉매관(70)과 상기 튜브(21)는 동 재질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 스틸 재질로 이루어지는 경우보다 1/3 수준으로 생산 원가가 절감될 수 있다.

그리고, 상기 핀(25)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 턴핀튜브(20)의 양측에는 상기 고정 브래킷(30)이 각각 결합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 고정 브래킷(30)에는 다수개의 삽입부(31)가 관통 형성됨이 바람직한데, 이때, 상기 삽입부(31)는 상기 턴핀튜브(20)에 형성된 벤딩부(29)에 대응되는 위치와 형상으로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 각 삽입부(31)에는 가압편(32)이 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 가압편(32)은 상기 고정 브래킷(30)과 일체로 이루어짐이 바람직하며, 상기 삽입부(31)의 길이방향 테두리에 각각 연장 형성되어 하나의 쌍을 이루도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 가압편(32)은 상기 벤딩부(29)의 삽입방향으로 벤딩 형성됨이 바람직한데, 이때, 상기 각 가압편(32)은 대향되는 단부의 간격(D1)이 상기 핀의 외측지름(D2)보다 적도록 벤딩 형성됨이 바람직하다.

이에 따라서, 상기 가압편(32)은 상기 삽입부(31)의 내측으로 상기 턴핀튜브(20)의 벤딩부(29)가 삽입시에, 상기 벤딩부(29)의 핀(25)이 상기 삽입부(31)에 걸리지 않도록 하여 상기 핀(25)이 휘는 등의 변형과 파손을 방지할 뿐만 아니라, 상기 벤딩부(29)가 원활하고 안정적으로 삽입되도록 안내함으로써 작업성 및 작업효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 삽입부(31)의 내측으로 상기 턴핀튜브(20)의 벤딩부(29)가 삽입되면, 삽입되는 벤딩부(29)의 핀(25)이 상기 가압편(32)을 밀어내게 되면서 상기 가압편(32)은 벌어지게 된다.

그리고, 벌어지는 상기 가압편(32)에는 복원력이 발생되어 상기 핀(25)의 외주연을 자동적으로 탄성 가압함으로써 상기 턴핀튜브(20)를 구속하여 고정하게 되며, 이를 통해, 상기 고정 브래킷(30)은 상기 턴핀튜브(20)의 양측에 각각 결합되어 상기 턴핀튜브(20)의 형상을 고정하게 된다.

이때, 상기 가압편(32)은 상기 고정 브래킷(30)의 수직방향에 대해 10~16°의 각도(θ)를 이루도록 벤딩됨이 바람직하며, 가장 바람직하게는 13°정도의 각도(θ)로 벤딩될 수 있다.

이를 통해, 상기 핀(25)에 가해지는 상기 가압편(32)의 탄성 복원력에 의한 가압력이 상기 핀(25)의 휨을 최대한 방지하면서도 상기 가압편(32)으로부터 상기 핀(25)이 이탈되는 것을 방지하기에 충분한 가압력을 제공하는 것이 가능해지게 된다.

그리고, 상기 가압편(32)의 사이에 위치되는 핀(25)이 상기 가압편(32)에 의해 양측에서 커버됨에 따라 핀(25)의 테두리의 날카로움으로 인하여 작업자가 조립작업시에 손을 베이게 되는 등의 위험으로부터 보호되는 것도 가능해 진다.

한편, 상기 고정 브래킷(30)의 테두리에는 각각 플랜지(35,36,37,38)가 형성될 수 있으며, 상기 각 플랜지(35,36,37,38)에는 다수개의 관통공(39)이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 관통공(39)에는 볼트와 같은 체결부재(60)가 삽입될 수 있다.

이에 따라, 상기 턴핀형 열교환기(10)는 상기 턴핀형 열교환기(10)가 설치되어질 장소에 고정될 수 있으며, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)가 병렬로 연결되는 경우에는 인접한 다른 플랜지와 결합될 수 있게 된다.

또한, 상기 턴핀튜브(20)의 양측에 결합된 상기 고정 브래킷(30)의 어느 일측 플랜지(37)에는 각각 결합 브래킷(40)의 양단부가 결합될 수 있다.

이를 위해, 상기 결합 브래킷(40)의 양측에는 상기 관통공(39)에 대응되는 결합공(41)이 형성됨이 바람직하며, 상기 결합공(41)과 관통공(39)에 볼트와 같은 체결부재(61)가 결합될 수 있다.

따라서, 상기 결합 브래킷(40)은 상기 턴핀튜브(20)와 상기 고정 브래킷(30)을 고정할 수 있게 된다.

상기 고정 브래킷(30)은 도 1에서 보는 바와 같이 각각 별도로 구비되어 병렬로 연결되는 턴핀튜브(20)에 개별적으로 결합되거나, 도 2에서 보는 바와 같이 단일의 형태(30a)로 이루어져서 병렬로 연결되는 턴핀튜브(20)에 일체로 결합될 수도 있다.

한편, 상기 각 턴핀형 열교환기(10,10a)로부터 토출되는 상온 고압의 액체 냉매는 상기 제2냉매관(80)으로 유입되어 이동됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 각 튜브(21,21a)의 타측(냉매가 배출되는 부분)은 상기 제2냉매관(80)에 연결됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 각 튜브(21,21a)를 통과한 냉매는 상기 제2냉매관(80)에서 합쳐져 이동하게 되다.

여기서, 상기 제2냉매관(80)의 단면적은 상기 각 튜브(21,21a)의 단면적 크기의 합 이상으로 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 각 튜브(21,21a)를 통해 이송되는 냉매는 상기 제2냉매관(80)으로 유입되더라도 유속이 감소되지 않고, 흐름 저항이 증가되지 않을 수 있어 자연스러운 흐름을 유지하는 것이 가능해진다.

상기 제2냉매관(80)으로 유입된 냉매는 상기 제2냉매관(80)에 연결되는 팽창부(미도시)와 증발기(미도시)를 거쳐 다시 상기 압축기(90)로 이동함으로써 하나의 사이클을 이루게 된다.

여기서, 상기 팽창부는 팽창밸브 또는 팽창파이프(예를 들면, 모세관 파이프 등) 등으로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 고안의 제1실시예에 따른 턴핀형 열교환기의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하여 상기 턴핀형 열교환기의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 내측으로 냉매가 이동하는 소구경의 튜브의 외부에 핀이 소정의 피치로 감아 턴핀튜브를 형성하고, 상기 턴핀튜브를 다중으로 벤딩 형성하는 단계(S100)가 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 턴핀튜브의 벤딩부가 각각 삽입되도록 관통 형성되는 삽입부에 가압편이 연장 형성되도록 하고, 삽입되는 상기 턴핀튜브의 벤딩부가 상기 가압편에 의해 가압구속되도록 함으로써 상기 턴핀튜브의 양측을 고정 브래킷으로 각각 고정하는 단계(S200)가 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 가압편은 상기 고정 브래킷과 일체로 이루어지며 하나의 쌍을 이루도록 상기 벤딩부의 삽입방향을 따라 상기 삽입부의 길이방향 테두리에 연장 형성되어 삽입되는 상기 핀에 접하여 벌어지면서 복원력에 의해 상기 핀의 외부를 탄성 가압함이 바람직하다.

이를 통해, 상기 턴핀튜브와 상기 고정 브래킷의 결합이 용이하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 턴핀튜브를 상기 고정 브래킷에 결합하여 고정하기 위한 별도의 프레스 장치 등이 필요하지 않게 되어 시설비가 절약되고, 제조 공정도 더욱 단순해 질 수 있어 생산성도 향상될 수 있게 된다.

그리고, 결합 브래킷의 양단부에 각각 상기 고정 브래킷을 결합하여 상기 턴핀튜브와 상기 고정 브래킷을 고정하는 단계(S300)가 이루어짐이 바람직하다.

도 6은 본 고안의 제2실시예에 따른 열교환 시스템을 나타낸 사시도이다. 본 고안의 실시예에 따른 열교환 시스템에서는 제1냉매관, 제2냉매관과의 튜브의 결합이 각각 제1연결구와 제2연결구에 이루어질 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 6에서 보는 바와 같이, 제1냉매관(70)과 병렬 연결되는 상기 각 튜브(21,21a)는 제1연결구(180)에 의해 연결될 수 있다.

이를 위하여, 상기 제1연결구(180)는, 일단부는 상기 제1냉매관(70)이 결합될 수 있도록 상기 제1냉매관(70)에 대응되도록 형성됨이 바람직하며, 타단부는 상기 각 튜브(21,21a)가 결합될 수 있도록 상기 각 튜브(21,21a)에 대응되도록 분지(分枝) 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1연결구(180)와 상기 제1냉매관(70) 및 상기 각 튜브(21,21a)는 용접 또는 브레이징에 의한 결합이나, 나사 결합 또는 끼워 맞춤 결합과 같은 다양한 결합 방법에 의해 결합될 수 있으며 어느 특정한 결합 방법으로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제1연결구(180)의 분지 형상은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 상기 튜브(21,21a)가 2개가 결합되는 경우에는 냉매의 이송 저항을 최소화하면서 자연스럽게 흐를 수 있도록 'Y' 형상으로 형성됨이 바람직하며, 'T' 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제2냉매관(80)과 연결되는 상기 각 튜브(21,21a)는 상기 제2연결구(185)에 의해 연결될 수 있다.

이를 위하여, 상기 제2연결구(185)는, 일단부는 상기 각 튜브(21,21a)가 결합될 수 있도록 상기 각 튜브(21,21a)에 대응되도록 분지형성되고, 타단부는 상기 제2냉매관(80)이 결합될 수 있도록 상기 제2냉매관(80)에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제2연결구(185)와 상기 제2냉매관(80) 및 상기 각 튜브(21,21a) 또한 용접 또는 브레이징에 의한 결합이나, 나사 결합 또는 끼워 맞춤 결합과 같은 다양한 결합 방법에 의해 결합될 수 있으며 어느 특정한 결합 방법으로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제2연결구(185)의 형상은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 상기 튜브(21,21a)가 2개가 결합되는 경우에는 냉매의 이송 저항을 최소화하면서 자연스럽게 흐를 수 있도록 'Y' 형상으로 형성됨이 바람직하며, 'T' 형상으로 형성될 수도 있다.

도 7은 본 고안의 제2실시예에 따른 턴핀형 열교환기의 고정 브래킷을 나타낸 예시도이다. 본 고안의 실시예에 따른 고정 브래킷의 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 7에서 보는 바와 같이, 삽입부(31)의 길이방향 테두리에 형성되는 제1가압편(132)은 핀(도 4의 25)과의 밀착면적과 밀착력이 더욱 증가될 수 있도록, 탄성 가압하게 되는 상기 핀의 형상에 대응되게 부분적으로 라운드(R) 형성될 수 있다.

그리고, 상기 삽입부(31)의 폭방향 테두리에도 제2가압편(133)이 더 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 삽입부(31)로 삽입되는 턴핀튜브(도 4의 20)의 벤딩부(도 4의 29)에 대한 구속력이 더욱 증가될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 고안의 범위에 속한다.

10,10a: 턴핀형 열교환기 20: 턴핀튜브
21,21a:튜브 25: 핀
29: 벤딩부 30,30a: 고정 브래킷
31: 삽입부 32: 가압편
35,36,37,38: 플랜지 40: 결합 브래킷
70: 제1냉매관 80: 제2냉매관
132: 제1가압편 133: 제2가압편
180: 제1연결구 185: 제2연결구

Claims (6)

1. 내측으로 냉매가 이동하는 소구경의 튜브의 외부에 핀이 소정의 피치로 감겨 이루어지고 다중으로 벤딩 형성되는 턴핀튜브;
   상기 턴핀튜브의 벤딩부가 각각 삽입되도록 삽입부가 관통 형성되고, 상기 삽입부에는 가압편이 연장 형성되어, 상기 턴핀튜브의 벤딩부의 외부를 가압구속함으로써 상기 턴핀튜브를 양측에서 각각 고정하는 고정 브래킷; 그리고
   양단부가 각각 상기 고정 브래킷에 결합되어 상기 턴핀튜브와 상기 고정 브래킷을 고정하는 결합 브래킷을 포함하여 이루어지는 턴핀형 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가압편은 상기 고정 브래킷과 일체로 이루어지며 하나의 쌍을 이루도록 상기 벤딩부의 삽입방향을 따라 상기 삽입부의 길이방향 테두리에 연장 형성되어 상기 핀의 외부를 탄성 가압함을 특징으로 하는 턴핀형 열교환기.
3. 제1항 또는 제2항에 따른 턴핀형 열교환기;
   압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 턴핀형 열교환기로 안내하는 제1냉매관; 그리고
   상기 턴핀형 열교환기로부터 배출되는 냉매의 이동 유로를 형성하는 제2냉매관을 포함하여 이루어지는 열교환 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 턴핀형 열교환기는 적어도 두 개 이상이 병렬 연결됨을 특징으로 하는 열교환 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1냉매관의 단부에는 적어도 두 개 이상의 상기 튜브가 각각 연결되고, 상기 각 튜브로 유입된 냉매의 이송저항이 증가되지 않도록 상기 제1냉매관의 단면적은 상기 각 턴핀튜브의 단면적 크기의 합 이하로 형성됨을 특징으로 하는 열교환 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제2냉매관의 단부에는 적어도 두 개 이상의 상기 튜브가 각각 연결되고, 상기 제2냉매관으로 유입된 냉매의 이송저항이 증가되지 않도록 상기 제2냉매관의 단면적은 상기 각 튜브의 단면적 크기의 합 이상으로 형성됨을 특징으로 하는 열교환 시스템.

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