KR20110013089A - 열교환기용 방열핀 - Google Patents

Abstract

본 발명의 특징적인 구성은 냉매가 유동되는 다수의 플레이트튜브 및 플레이트튜브 사이의 공간에 설치되어 방열을 하는 방열핀(Corrugated fin)이 구비된 열교환기에 있어서, 방열핀(120)은 상판(122)과 측판(124)이 일정간격 연속으로 절곡된 구형파 형태로 이루어져 상기 측판(124)이 상기 플레이트튜브(110)와 면접촉하도록 형성되게 이루어지고, 상판(122)과 측판(124)은 바람의 이동 방향을 변경시키도록 상/하로 절곡 형성된 것이다.

냉난방기, 에어컨디셔너, 열교환기, 방열핀

Description

열교환기용 방열핀{Radiate pin for heat exchagers}

본 발명은 열교환기용 방열핀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고체벽으로 분리된 두 유체 사이에 열교환을 수행하는 열교환기의 방열핀과 플레이트튜브와의 접촉면이 향상됨과 아울러, 블로워에 의한 바람이 방열핀의 하부와 상부를 통과할 때 방향이 변경되면서 안내되도록 하여 방열효율을 향상시키도록 한 열교환기용 방열핀에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기(Heat Exchanger)라 함은 서로 온도가 다르고, 고체벽으로 분리된 두 유체 사이에 열교환을 수행하는 장치를 말하는 것으로, 좁은 의미의 열교환기는 일반적으로 상변화가 없는 두 공정 흐름 사이에 열을 교환하는 장치를 말하고, 넓은 의미로는 냉각기, 응축기 등을 포함한다. 이러한 열교환기는 난방, 공기조화, 동력발생, 냉각 및 폐열회수 등에 널리 이용된다.

한편, 열교환기의 종류로는 먼저, 기하학적 형태에 따른 분류로써 원통다관식 (Shell&Tube) 열교환기, 이중관식(Double Pipe Type) 열교환기, 평판형(Plate Type) 열교환기, 공냉식 냉각기(Air Cooler), 가열로 (Fired Heater) 및 코일식 (Coil Type) 열교환기가 있고, 기능에 따른 분류로써 열교환기(Heat Exchanger), 냉각기(Cooler), 응축기(Condenser), 재비기(Reboiler), 증발기(Evaporator), 예열기(Preheater) 및 2상 흐름 열교환기(Two Phase Flow Heat Exchanger) 등이 있다.

다음은 일반적인 냉반방용 열교환기의 방열핀 구조를 보인 것이다.

도 1은 일반적인 방열핀이 설치된 열교환기를 보인 사시도이고, 도 2는 일반적인 열교환기용 방열핀을 보인 사시도이며, 도 3은 일반적인 열교환기용 방열핀의 설치를 보인 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 열교환기(10)의 구성을 살펴보면 세로 방향의 일정 간격으로 설치되어 냉매가 유동되는 다수의 플레이트튜브(12), 플레이트튜브(12)의 양측에 설치되는 앤드플레이트(14), 플레이트튜브(12) 사이 및 플레이트튜브(12)와 앤드플레이트(14) 사이의 공간상에 설치되어 방열을 하는 방열핀(16) 및 냉매의 유입과 토출이 이루어지는 냉매유입 파이프(18a)와 냉매토출 파이프(18b)의 구성으로 이루어진다.

한편, 전술한 바와 같은 열교환기(10)의 구성에서 방열핀(16)의 구성을 살펴보면 이 방열핀(16)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 그 형태가 파형(지그재그)으로 이루어져 플레이트듀브(12) 사이에 설치된다.

이처럼 플레이트튜브(12) 사이에 설치된 방열핀(16)은 플레이트튜브(12)로부터 전달되는 열을 방열시키게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 열교환기의 방열핀은 그 형태가 톱니파나 정현파와 같은 파형 구조로 이루어져 있어 이를 양측 플레이트튜브 사이에 설치하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 방열핀의 양측에 형성되는 다수의 끝단이 플레이 트 튜브의 대향면 상에 선접촉되기 때문에 플레이트튜브로부터 방열핀으로의 열전달이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제가 있다.

따라서, 전술한 바와 같이 방열핀의 양측에 형성되는 다수의 끝단이 플레이트튜브의 대향면 상에 선접촉되어 플레이트 튜브로부터 방열핀으로의 열전달이 제대로 이루어지지 않기 때문에 열교환기의 방열이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다.

또한, 전술한 바와 같은 방열핀은 평판형으로 형성되어 있으므로 방열핀의 사이를 통과하는 바람의 흐름 방향이 일정하게 유지되므로 방열핀과 공기의 접촉시간이 단축되기 때문에 열교환기의 방열이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다.

즉, 열교환기의 방열 효과가 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 고체벽으로 분리된 두 유체 사이에 열교환을 수행하는 열교환기의 방열핀과 플레이트튜브와의 접촉면이 향상되도록 한 열교환기용 방열핀을 제공함에 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 블로워에 의한 바람이 방열핀의 사이를 통과할 때 이동방향이 변경되면서 안내되도록 한 열교환기용 방열핀을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같 다.

본 발명에 따른 열교환기용 방열핀은 냉매가 유동되는 다수의 플레이트튜브 및 플레이트튜브 사이의 공간에 설치되어 방열을 하는 방열핀(Corrugated fin)이 구비된 열교환기에 있어서, 방열핀은 상판과 측판이 일정간격 연속으로 절곡된 구형파 형태로 이루어져 상기 측판이 상기 플레이트튜브와 면접촉하도록 형성되게 이루어지고, 상판과 측판은 바람의 이동 방향을 변경시키도록 상/하로 절곡 형성된 것이다.

또한 본 발명의 상판과 측판은 상/하로 돌출되는 호 형상이 연속되게 절곡 형성된 것이다.

또한 본 발명의 상판과 측판은 상/하로 돌출되는 삼각형상이 연속되게 절곡 형성된 것이다.

본 발명은 방열핀의 측판이 플레이트튜브와 면접촉을 통해 접촉면이 향상됨으로써 플레이트튜브로부터 방열핀으로의 열전달이 보다 신속하게 전달될 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 블로워에 의한 바람이 방열핀의 사이를 통과할 때 이동방향이 상부와 하부로 변경되면서 안내됨으로써 방열핀의 방열효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 구조를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 구조를 보인 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 다른 구조를 보인 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 기술은 열교환기(100)를 구성하는 방열핀(120)의 형태에 있어 상/하부면을 이루는 상판(122)과 측면을 이루는 측판(124)이 직사각형 형태인 구형파(矩形波)의 형태로 절곡되어 구성되어진다.

이때, 구형파(矩形波)란 직사각형파(直四角形波, square wave) 또는 방형파(方形波)라고도 하는 것으로, 본 발명에서의 방열핀(120)의 구조는 시간을 x축, 진폭을 y축에 잡고 파형을 표시하면 구형이 되는 전기신호인 구형파(矩形波)와 같이 상판(122) 상과 측판(124) 상이 직사각형 형태로 이루어진다.

전술한 바와 같이 상/하면을 이루는 상판(122)과 측면을 이루는 측판(124)이 직사각형 형태인 구형파(矩形波)의 형태로 구성된 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 플레이트튜브(110) 사이 사이에 설치된다.

이때, 플레이트튜브(110) 사이에 설치되는 방열핀(120)은 양측에 상하의 교번을 형성되는 측판(124)이 양측의 두 플레이트튜브(110) 대향면 상에 면접촉을 통해 설치된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 방열핀(120)은 상/하면을 이루는 상판(122)과 측면을 이루는 측판(124)이 직사각형 형태인 구형파(矩形波)의 형태로 구성되어 있어 도 4에 도시된 바와 같이 플레이트튜브(110) 사이에 본 발명의 방열핀(120)을 설치하는 경우 방열핀(120)의 측판(124) 외측면이 방열핀(120)의 양측에 위치된 플레이트튜브(110)의 대향면과 면을 통해 접촉되어 종래의 기술에 비해 방열핀(120)과 플레이트튜브(110)의 접촉면적이 향상된다.

따라서, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 방열핀(120)을 플레이트튜브(110)의 사이에 설치하여 방열핀(120)의 양측 측판(124)이 플레이트튜브(110)의 대향면에 보다 넓은 면을 통해 면접촉되도록 함으로써 플레이트튜브(110)의 열이 방열핀(120)으로 보다 신속히 전달된다.

한편, 전술한 바와 같이 평면과 측면이 직사각형 형태인 구형파(矩形波)의 형태로 구성된 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀(120)을 이루는 상판(122)과 측판(124)은 바람의 이동 방향을 변경시키도록 상/하로 절곡 형성하되, 도 5에 나타낸 바와 같이 호 형상이 연속되게 형성하거나, 도 6에 나타낸 바와 같이 삼각형상이 연속되게 형성하는 것이다.

이때 상기 상판(122)과 측판(124)은 상/하로 돌출되는 호 형상과 삼각형상이 연속되게 교호로 절곡 형성되어도 무방하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기술은 상/하로 절곡 형성된 방열핀(120)의 상판(122)에 의해서 블로워에 의한 바람을 상판(122)의 절곡면에 의해서 바람의 방향이 상/하로 변경되게 함으로써, 블로워에 의한 바람이 상판(122)의 표면(절곡면)을 스치는 과정에는 방열핀(120)에 의한 방열을 원활하게 한다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 기술은 상/하로 교차되게 절곡 형성된 방열핀(120)의 상판(122) 사이를 통하여 블로워에 의한 바람의 이동 방향이 반복되게 변경되면서, 안내되도록 함으로써 블로워에 의한 바람이 보다 오랫동안 방열 핀(120)의 면을 스쳐 지나갈 수 있도록 하여 방열핀(120)의 방열이 빠르게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 일반적인 방열핀이 설치된 열교환기를 보인 사시도.

도 2는 일반적인 열교환기용 방열핀을 보인 사시도.

도 3은 일반적인 열교환기용 방열핀의 설치를 보인 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 구조를 보인 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 구조를 보인 단면도.

도 6 은 본 발명에 따른 열교환기용 방열핀의 다른 구조를 보인 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 플레이트튜브

120 : 방열핀

122 : 상판

124 : 측판

Claims (4)

1. 냉매가 유동되는 다수의 플레이트튜브 및 플레이트튜브 사이의 공간에 설치되어 방열을 하는 방열핀(Corrugated fin)이 구비된 열교환기에 있어서,

   방열핀(120)은 상판(122)과 측판(124)이 일정간격 연속으로 절곡된 구형파 형태로 이루어져 상기 측판(124)이 상기 플레이트튜브(110)와 면접촉하도록 형성되게 이루어지고, 상판(122)과 측판(124)은 바람의 이동 방향을 변경시키도록 상/하로 절곡 형성됨을 특징으로 하는 열교환기용 방열핀.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 상판(122)과 측판(124)은 상/하로 돌출되는 호 형상이 연속되게 절곡 형성됨을 특징으로 하는 열교환기용 방열핀.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 상판(122)과 측판(124)은 상/하로 돌출되는 삼각형상이 연속되게 절곡 형성됨을 특징으로 하는 열교환기용 방열핀.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 상판(122)과 측판(124)은 상/하로 돌출되는 호 형상과 삼각형상이 연속되게 교호로 절곡 형성됨을 특징으로 하는 열교환기용 방열핀.

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