KR20110021789A

KR20110021789A - 각각의 매체 유도 부재를 이용하는 열 교환 챔버를 갖춘 열 교환기

Info

Publication number: KR20110021789A
Application number: KR1020107025911A
Authority: KR
Inventors: 미노루 닛타; 타케요시 닛타
Original assignee: 미쿠테이 코포레이션
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2011-03-04
Also published as: RU2470245C2; WO2009131646A1; EP2283297B1; KR101222765B1; AU2009238643A1; HK1156391A1; AU2009238643B2; BRPI0911454A2; MY151297A; CN102037307A; EP2283297A1; CN102037307B; CA2725419A1; MX2010011538A; US20090260788A1; RU2010147367A; ZA201008271B; JP5179650B2; US7987900B2; CA2725419C

Abstract

본 발명에 따른 열 교환기를 위한 튜브는 열 교환 매체의 운반을 위한 챔버에 결합되는 제1 세그먼트를 포함한다. 챔버는 그 전체에 걸쳐 분산되고 그 내에서 혼합되는 열 교환 매체를 수용한다. 열 교환 매체는 그 다음에 챔버로부터 운반된다. 챔버는 열 교환 매체가 챔버 전체에 걸쳐 이동되는 방향을 제어하는 재유도 부재를 포함할 수 있다. 튜브는 헤더 또는 매니폴드에 연결될 수 있다. 튜브 및 챔버 결합는 단독으로 열 교환기로서 사용될 수 있다.

Description

열 교환기를 위한 튜브{TUBE FOR A HEAT EXCHANGER}

본 발명은 일반적으로 열 교환기에 관한 것으로, 특히 열 교환 매체를 운반하는 튜브 및 챔버 장치에 관한 것이다.

열 교환기는 통상적으로 열이 제거될 것이 요구되는 시스템에서 이용된다. 통상의 기본적인 열 교환기는 열 교환 매체를 운반할 채널을 형성하는 파이프로 제조된다. 헤더 또는 매니폴드가 파이프의 각각의 단부에 부착된다. 이들 헤더 및 매니폴드는 열 교환 매체를 위한 리셉터클로서 작용한다. 파이프 열 교환기의 효율은 열 전달을 위해 이용 가능한 표면적의 크기에 의해 제한된다.

더 큰 표면적을 추가하기 위해, 응축기 등의 일부의 열 교환기는 "튜브-핀(tube-and-fin)" 설계를 포함한다. 이러한 형태의 열 교환기는 통상적으로 유체가 통과되게 하는 평탄형 튜브 그리고 튜브들 사이에서 연장되는 복수개의 핀을 포함한다. 핀은 튜브의 표면적을 효과적으로 증가시키기 위해 튜브에 부착되고, 그에 의해 튜브의 열 전달 능력을 향상시킨다. 다수개의 튜브 및 핀이 서로의 상부 상에 적층되며, 이것은 그 사이에서의 공기의 통과를 가능케 하는 작은 개구를 남긴다. 또 다른 튜브-핀 설계에서, 튜브는 사행형 설계로 되어 있을 수 있고, 그에 의해 튜브가 유사한 효과를 생성시키기 위해 "S자" 형상으로 전후로 굽혀져 있으므로 헤더 또는 매니폴드에 대한 필요성을 제거시킨다. 응축기 이외의 이러한 형태의 열 교환기의 통상의 적용 분야는 증발기, 오일 냉각기 및 가열기 코어이다. 이러한 튜브-핀 설계는 자동차를 위한 방열기에서 또한 이용된다. 자동차 분야 이외에, 튜브 및 핀 설계는 산업용 오일 냉각기, 압축기 오일 냉각기에 의해 그리고 더 높은 효율의 열 교환기를 요구하는 다른 유사한 적용 분야에서 실시된다.

표면적을 증가시킴으로써 더 큰 열 교환을 생성시키려는 또 다른 시도에서, 복잡한 내부 리브 구조를 갖는 매우 얇은 평탄형 튜브가 이용된다. 이러한 형태의 열 교환기는 핀이 평탄형 튜브와 결합된다는 점에서 튜브-핀 설계와 유사하지만, 이러한 특정 형태의 열 교환기에서, 평탄형 튜브는 내부 리브 구조에 의해 형성되는 복잡한 내부 챔버를 포함한다. 이들 내부 리브 구조는 열 교환기의 열 교환 성능을 상승시키는 것을 돕는다. 열 전달 효율을 추가로 개선시키기 위해, 튜브 두께는 더 얇게 제조된다. 결과적으로, 부품은 중량 면에서 더 가벼우며, 이것은 나중에 전체 열 교환기가 중량 면에서 더 가벼워지게 한다. 그러나, 압력 저항은 감소되고, 더 얇은 튜브는 손상에 더 취약하다. 또한, 조립 공정은 부품의 취약성 때문에 복잡하다. 추가로, 내부 챔버는 제조 공정 중에 특히 브레이징(brazing) 공정이 이용되면 폐쇄(plugging)에 취약하다. 압출 공정의 복잡성은 잠재적으로 더 높은 비용 그리고 더 높은 결함 비율을 초래한다. 또한, 열을 분산시키는 것을 돕기 위해 평탄형 튜브 내의 내부 챔버를 이용함으로써, 더 높은 출력의 압축기가 튜브의 더 작은 개구를 통해 열 교환 매체를 이동시키는 데 필요할 수 있기 때문에, 열 교환 시스템에 대한 전체 비용이 더 높아질 것이다. 역으로, 더 높은 출력의 압축기가 이용되지 않으면, 더 작은 튜브가 상당히 열 교환 매체의 유동을 감소시키기 때문에, 요구된 열 교환 성능을 얻기 위해 추가의 튜브가 필요할 것이다. 추가의 튜브는 열 교환 시스템에 대한 전체 비용을 증가시킬 것이다. 현재, 이러한 형태의 열 교환기는 자동차 공조기 응축기 등의 높은 열 교환 능력을 요구하는 적용 분야에서 사용된다.

튜브-계 열 교환기에 대한 변형예는 평탄형 리브형 판을 적층하는 단계를 포함한다. 서로 상에 적층될 때에, 이들 리브형 판은 열 교환 매체를 전달하는 챔버를 생성시킨다. 기본적으로, 이러한 형태의 열 교환기는 튜브-핀 형태의 열 교환기와 실질적으로 동일한 기능을 수행하지만, 상이하게 제조된다. 이러한 형태의 열 교환기는 통상적으로 현대식 증발기에 의해 실시된다.

본 발명은 유동 튜브 및 챔버를 포함하는 열 교환 적용 분야를 위한 향상된 튜브이다. 유동 튜브는 챔버에 연결된다. 유동 튜브의 일단부가 헤더 또는 매니폴드에 연결될 수 있다. 열 교환 매체가 헤더 또는 매니폴드로부터 유동 튜브 내로 유동된다. 열 교환 매체는 그 다음에 챔버 내로 유동된다. 열 교환 매체는 그 다음에 챔버로부터 또 다른 유동 튜브 내로 유동되며, 이러한 또 다른 유동 튜브는 또 다른 헤더 또는 매니폴드에 연결된다.

본 발명의 하나의 실시예에서, 열 교환기 예컨대 응축기, 증발기, 방열기 등을 위한 유동 튜브 및 챔버가 제공된다. 열 교환기는 또한 가열기 코어, 중간 냉각기, 또는 자동차 적용 분야(즉, 조향, 동력 전달, 엔진 등)를 위한 그리고 또는 비-자동차 적용 분야를 위한 오일 냉각기일 수 있다. 본 발명의 장점에 따르면, 열을 방출시키는 열 교환 매체 접촉 표면적은 종래의 열 교환기보다 짧은 거리에 걸쳐 더 크다. 그러므로, 열 교환기의 효율은 증가된다. 본 발명의 또 다른 장점에 따르면, 열 교환 적용 분야를 위한 향상된 튜브의 전체 길이 및 중량은 종래의 열 교환기에 비해 더 작을 수 있으며, 이것은 나중에 더 적은 원료 및 더 작은 패키징이 필요하므로 더 낮은 전체 비용을 제공한다. 나아가, 본 발명의 더 작은 점유 면적(footprint)은 공간이 제한된 적용 분야에서 사용되는 데 적절하다. 종래의 열 교환기보다 우수한 본 발명의 또 다른 장점에 따르면, 본 발명이 덜 취약한 부품 그리고 더 적은 제조 단계를 요구하기 때문에, 제조 공정이 더 간단할 수 있다. 전체 유닛은 함께 브레이징될 수 있거나, 유닛의 임의의 부분이 먼저 브레이징된 다음에 추가의 부품이 함께 브레이징 또는 납땜(soldering)될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 1개 초과의 챔버가 사용될 수 있으며, 이것은 열 교환기를 위한 향상된 튜브의 표면적을 추가로 증가시킬 것이다. 또한, 제1 챔버가 또 다른 챔버에 직접적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 튜브 크기는 챔버마다 변동될 수 있고, 1개 초과의 챔버가 사용되면, 챔버 크기는 챔버마다 변동될 수 있다.

본 발명의 추가의 실시예에서, 각각의 챔버는 챔버 전체에 걸쳐 열 교환 매체를 분산시킬 수 있으며, 이것은 본 발명의 열 교환 능력을 추가로 향상시킨다. 또한, 각각의 챔버는 또한 열 교환 매체를 혼합시킬 수 있다.

본 발명의 추가의 실시예에서, 각각의 챔버는 챔버를 통해 특정 방향으로 열 교환 매체를 재유도하는 재유도 부재(redirection member)를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 튜브의 내부 표면은 표면적을 증가시키기 위해 톱니부를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 챔버의 내부 표면이 또한 표면적을 증가시키기 위해 톱니부를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 추가의 실시예에서, 재유도 부재가 또한 톱니부를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 튜브 및 챔버 조합이 반복될 수 있고, 특정 적용 분야를 기초로 하여, 다수개의 튜브 및 챔버 조립체 열이 있을 수 있다. 여러 개의 튜브 및 챔버 유닛이 헤더 또는 매니폴드에 부착될 수 있다. 열 교환기의 전체 성능을 향상시키기 위해 헤더 또는 매니폴드에 부착되는 일렬로 배열되는 복수개의 튜브 및 챔버 유닛이 있을 수 있다.

일부의 실시예에서, 챔버는 그 입구 및 출구보다 큰 직경으로 되어 있다. 다른 실시예에서, 챔버는 챔버의 입구보다 큰 직경으로 되어 있지만, 출구와 동일한 직경일 수 있다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 챔버는 그 출구보다 큰 직경으로 되어 있을 수 있지만, 입구와 동일한 직경일 수 있다.

일부의 다른 실시예에서, 챔버는 적어도 하나의, 튜브보다 큰 치수를 갖는다. 예컨대, 챔버는 더 큰 유체 용량, 원주 또는 표면적을 가질 수 있다. 튜브와 챔버 사이의 특정 치수의 비율은 1:1.1, 1:1.5 또는 임의의 다른 적절한 비율일 수 있다.

튜브 및 챔버는 피복(cladding)이 있는 것 또는 피복이 없는 것 중 어느 한쪽의 알루미늄으로 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 스테인리스강, 구리, 또는 다른 철계 또는 비-철계 재료로 또한 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 또한 플라스틱 재료 또는 다른 복합 재료일 수 있다.

튜브 및 챔버는 형단조(stamping), 냉간 단조, 또는 기계 가공에 의해 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 1개의 부재로 제조될 수 있거나, 2개의 별개의 부재로 제조될 수 있다.

본 발명이 첨부 도면과 연계하여 취해지는 후속의 설명을 읽은 후에 더 양호하게 이해되므로, 그 다른 특징 및 장점이 용이하게 이해될 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 열 교환기와 동작 관계로 도시된 튜브 및 챔버의 사시도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 2개의 실시예를 도시하고 있다.
도2c는 매체-유도 삽입체를 갖는 튜브 및 챔버의 사시도이다.
도3은 재유도 부재를 갖는 재유도 챔버의 도면이다.
도4a 내지 도4e는 튜브의 다양한 실시예를 도시하고 있다.
도5a 내지 도5d는 재유도 챔버의 다양한 실시예를 도시하고 있다.
도6a 및 도6b는 적층된 판에 의해 형성되는 본 발명의 열 교환기의 상이한 도면이다.
도7은 구획부에 의해 포위되는 본 발명의 하나의 실시예의 단면도이다.
도8a 및 도8b는 한 형태의 재유도 부재를 도시하는 본 발명의 하나의 실시예를 도시하고 있다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
도10a 및 도10b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
도11a 및 도11b는 본 발명의 추가 실시예를 도시하고 있다.
도12는 재유도 챔버의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
도13a 및 도13b는 재유도 챔버 내의 고정되지 않은 재유도 부재를 사용하는 하나의 실시예를 도시하고 있다.

도면 특히 도1을 참조하면, 열 교환기(100)의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 열 교환기(100)는 챔버(20)를 재유도하도록 함께 브레이징되는 튜브(10)의 자유 단부에 정합 결합되는 매니폴드(200)를 포함한다. 도1에 도시된 것과 같이, 재유도 챔버(20)는 튜브(10)보다 큰 유체 용량을 갖는다. 열 교환 매체(50)가 매니폴드(200)의 출구(210)로부터 튜브(10)의 입구(11) 내로 유동된다. 열 교환 매체(50)는 튜브(10)의 출구(19)를 통해 재유도 챔버(20)의 입구(21) 내로 통과된다. 열 교환 매체(50)는 그 다음에 재유도 챔버(20)의 출구(29) 외부로 유동된다. 튜브(10)로부터 재유도 챔버(20)로 지나가는 과정은 열 교환 매체(50)가 또 다른 매니폴드에 의해 수용될 때까지 수회만큼 반복될 수 있다. 여러 개의 열의 튜브(10) 및 재유도 챔버(20) 조합이 또한 있을 수 있다. 또한, 하나의 실시예는 단지 1개의 튜브(10) 그리고 1개의 재유도 챔버(20)를 허용할 수 있다. 열 교환기(100)를 통한 열 교환 매체(50)의 운반 전체에 걸쳐, 열 교환 매체(50)로부터의 열이 열 교환기(100)의 외부 환경으로 전달된다. 제한적 의미인 것으로 의도되지는 않지만, 당업계에 공지된 통상의 열 교환 매체는 다양한 냉매(즉, R-134A), 이산화탄소, 부탄, 오일, 가스(예컨대, 공기), 물 그리고 물 및 다른 냉각재의 혼합물을 포함한다.

열 교환기(100)의 또 다른 실시예에서, 열 교환기(100)는 역전된 방법으로 사용될 수 있다. 열이 열 교환 매체(50)로부터 열 교환기(100)의 주위 환경으로 전달되는 환경에서 열 교환기(100)가 사용되는 대신에, 열 교환기(100)가 본 발명 내부측에서 유동되는 열 교환 매체(50)의 온도를 상승시키는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 상온의 물이 열 교환기(100)의 튜브(10) 및 챔버(20)를 통해 유동될 수 있으며, 열 교환기(100)를 포위하는 환경은 물보다 높은 온도에 있다. 이러한 예를 계속하여 설명하면, 열 교환기(100)를 포위하는 환경으로부터의 열은 물로 전달되고, 그에 의해 물의 온도를 상승시킨다. 제한적 의미인 것으로 의도되지 않는 이러한 실시예의 예는 온수기(water heater)일 것이다.

도2a를 참조하면, 튜브(10)의 내부측은 중공이며, 이것은 열 교환 매체(50)의 유동을 가능케 한다. 튜브(10)는 재유도 챔버(20)에 결합된다. 재유도 챔버(20)는 매체-유도 삽입체(30)를 수납한다. 매체-유도 삽입체(30)는 튜브(10)와 재유도 챔버(20) 사이의 교차 공간 내에 위치된다. 열 교환 매체(50)는 매체-유도 삽입체(30)와 접촉 상태로 유동될 때까지 튜브(10)를 통해 유동된다. 매체-유도 삽입체(30)는 재유도 챔버(20)의 내부측 내로 열 교환 매체(50)를 유도한다. 본 실시예에 따르면, 열 교환 매체(50)는 재유도 챔버(20) 전체에 걸쳐 분산되고, 열이 열 교환 매체(50)로부터 재유도 챔버(20)로 전달된다.

도3을 참조하면, 재유도 챔버(20)의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 재유도 부재(28)가 재유도 챔버(20)에 부착된다. 이러한 실시예에서, 재유도 부재(28)는 재유도 챔버(20)의 내부 벽에 부착된다. 제한적 의미인 것으로 의도되지 않지만, 도3에서, 재유도 부재(28)는 소정 각도로 고정된다. 추가로, 다른 실시예는 재유도 챔버(20)의 내부측에 직각으로 재유도 부재(28)를 고정할 수 있고, 즉 재유도 부재(28)는 90˚ 각도로 되어 있다.

도2b를 참조하면, 튜브(10)의 내부측은 중공이며, 이것은 열 교환 매체(50)의 유동을 가능케 한다. 튜브(10)는 재유도 챔버(20)에 결합된다. 재유도 챔버(20)는 매체-유도 삽입체(30)를 수납한다. 매체-유도 삽입체(30)는 튜브(10)와 재유도 챔버(20) 사이의 교차 공간 내에 고정된다. 열 교환 매체(50)는 매체-유도 삽입체(30)와 접촉 상태로 유동될 때까지 튜브(10)를 통해 유동된다. 매체-유도 삽입체(30)는 재유도 챔버(20)의 내부측 내로 열 교환 매체(50)를 유도한다. 도2b에서의 실시예에 따르면, 재유도 부재(28)는 재유도 챔버(20) 내에서 특정 방향으로 열 교환 매체(50)를 유도하고, 열이 열 교환 매체(50)로부터 재유도 챔버(20)로 전달된다.

도2c를 참조하면, 튜브(10) 및 챔버(20)의 사시도가 도시되어 있다. 튜브(10)의 내부측은 중공이며, 이것은 열 교환 매체(50)의 유동을 가능케 하며, 유동 방향은 화살표에 의해 도시되어 있다. 튜브(10)는 재유도 챔버(20)에 결합된다. 재유도 챔버(20)는 매체-유도 삽입체(30)를 수납한다. 매체-유도 삽입체(30)는 튜브(10)와 재유도 챔버(20) 사이의 교차 공간 내에 고정된다. 열 교환 매체(50)는 매체-유도 삽입체(30)와 접촉 상태로 유동될 때까지 튜브(10)를 통해 유동된다. 매체-유도 삽입체(30)는 재유도 챔버(20)의 내부측 내로 열 교환 매체(50)를 유도한다. 본 실시예에 따르면, 열 교환 매체(50)는 재유도 챔버(20) 전체에 걸쳐 분산되고, 열이 열 교환 매체(50)로부터 재유도 챔버(20)로 전달된다.

도4a를 참조하면, 도시된 실시예에서의 튜브(10)는 중공 및 원형이다. 또 다른 실시예에서, 도4b에 도시된 것과 같이, 튜브(10)는 중공 및 비-원형 형상이다. 또 다른 실시예에서, 도4c에 도시된 것과 같이, 튜브(10) 내부측의 영역을 열 교환 매체(50)를 전달하는 더 작은 구획부로 분할하는 리브(18)가 열 교환 성능을 증가시키기 위해 튜브(10) 내부측에 위치된다. 도4d는 내향 톱니부(12) 및 외향 톱니부(14)를 갖는 튜브(10)의 하나의 실시예를 도시하고 있다. 도4e는 튜브 핀(16)이 튜브(10)의 외부 표면을 덮은 튜브(10)의 추가의 실시예를 도시하고 있다.

도5a를 참조하면, 도시된 실시예에서의 재유도 챔버(20)는 중공 및 원형이다. 또 다른 실시예에서, 도5b에 도시된 것과 같이, 재유도 챔버(20)는 중공 및 비-원형 형상이다. 도5c는 내향 톱니부(22) 및 외향 톱니부(24)를 갖는 재유도 챔버(20)의 하나의 실시예를 도시하고 있다. 도5d는 챔버 핀(26)이 재유도 챔버(20)의 외부 표면을 덮은 재유도 챔버(20)의 추가의 실시예를 도시하고 있다. 제한적 의미인 것으로 의도되지 않지만, 재유도 챔버(20)의 입구(21)의 직경은 재유도 챔버(20)의 전체 직경보다 작을 것이다. 또한, 재유도 챔버(20)의 출구(29)의 직경은 재유도 챔버(20)의 전체 직경보다 작을 것이다.

도4a-도4e에 도시된 튜브(10) 실시예는 도5a-도5d에 도시된 재유도 챔버(20) 실시예와 다양한 조합으로 결합될 수 있다. 추가의 튜브 핀(16) 및 챔버 핀(26) 또는 다른 재료가 튜브(10) 또는 재유도 챔버(20)의 외부측 표면에 부착될 수 있고, 추가의 재료가 튜브(10)의 전체 길이에 대해 부착될 필요는 없다. 본 발명의 입구측 근처에서의 튜브(10) 및 재유도 챔버(20)는 추가의 재료를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 도시되지 않은 튜브 및 챔버의 다른 실시예가 또한 조합될 수 있고, 본 발명은 설명된 실시예에 제한되지 않는다.

도6a 및 도6b를 참조하면, 열 교환기의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 판(600)은 판(600)의 두께를 관통하는 적어도 1개의 구멍(610)을 포함한다. 판(600)의 일측 상에서 그리고 구멍(610) 상에서 중심이 정렬된 상태에서, 구멍(610)의 직경보다 큰 직경으로 되어 있는 공동(620)이 판(600)을 완전히 관통하지 않는 상태로 판(600) 내에 생성된다. 매체-유도 삽입체(30)의 일단부가 공동(620)의 외부 모서리에 연결되고, 매체-유도 삽입체(30)의 대향 단부는 공동(620)의 내부 모서리에 연결된다. 판(600a)이 또 다른 판(600b) 상에 적층되고 각각의 구멍(610)이 정렬될 때에, 구멍(610)이 튜브형 세그먼트를 생성시키고, 공동(620)이 챔버를 생성시킨다. 열 교환 매체(50)는 구멍(610)을 통해 공동(620) 내로 유동될 수 있으며, 이러한 공동(620)에서 열 교환 매체(50)가 공동(620) 내로 열 교환 매체(50)를 재유도하는 매체-유도 삽입체(30)와 만나며, 유동 방향은 화살표에 의해 도시되어 있다.

도7을 참조하면, 열 교환기의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 구획부(700)가 튜브 및 챔버 조합(710)을 포위한다. 구획부(700)는 입구(701) 및 출구(702)를 갖는다. 열 교환 매체(50)가 튜브 및 챔버 조합(710)을 통해 유동되는 동안에 구획부(700)는 튜브 및 챔버 결합(710) 주위로 공기 유동(750)을 유도한다. 이러한 실시예에 따르면, 열 전달은 튜브 및 챔버 결합(710)을 횡단하는 공기 유동(750)의 이동에 의해 추가로 용이해진다.

도8a 및 도8b를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 챔버(20)가 또 다른 챔버(20)에 직접적으로 연결되며, 각각의 챔버는 재유도 부재(28)를 수납한다. 각각의 챔버(20)에서, 재유도 부재(28)는 챔버(20) 전체에 걸쳐 열 교환 매체(50)를 재유도한다. 화살표는 열 교환 매체(50)가 도시된 것과 같은 실시예에 따라 재유도될 수 있는 방식을 도시하고 있다.

도9a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 챔버(20)가 또 다른 챔버(20)에 연결되는 튜브(10)에 연결된다. 본 실시예에서의 각각의 챔버(20)는 재유도 부재(28)를 수납하며, 이러한 실시예에서의 재유도 부재는 챔버(20)의 내부 표면에 부착된다. 재유도 부재(28)는 재유도 부재(28) 내의 다수개의 구멍(90)을 통한 열 교환 매체의 통과를 가능케 한다. 화살표는 열 교환 매체(50)가 도시된 것과 같은 실시예에 따라 재유도될 수 있는 방식을 도시하고 있다. 도9b를 참조하면, 재유도 부재(28)의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 재유도 부재(28)는 열 교환 매체(50)의 통과를 가능케 하는 개구(90)를 포함한다.

도10a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 챔버(20)가 또 다른 챔버(20)에 연결되는 튜브(10)에 연결된다. 본 실시예에서의 각각의 챔버(20)는 재유도 부재(28)를 수납할 수 있으며, 이러한 실시예에서의 재유도 부재는 챔버(20)의 내부 표면에 소정 지점에서 부착되며, 이것은 챔버(20)의 내부 표면을 따라 개구(91)를 남긴다. 재유도 부재(28)는 재유도 부재(28) 내의 이들 개구(91)를 통한 열 교환 매체(50)의 통과를 가능케 한다. 화살표는 열 교환 매체(50)가 도시된 것과 같은 실시예에 따라 재유도될 수 있는 방식을 도시하고 있다. 도10b를 참조하면, 재유도 부재(28)의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 재유도 부재(28)는 재유도 부재(28)를 통한 열 교환 매체(50)의 통과를 가능케 하는 개구(91)를 포함한다.

도11a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 튜브(10)는 재유도 챔버(20)에 결합된다. 재유도 챔버(20)는 매체-유도 삽입체(30)를 수납한다. 매체-유도 삽입체(30)는 튜브(10)와 재유도 챔버(20) 사이의 교차 공간 내에 고정된다. 챔버(20)는 또 다른 챔버(20)에 연결되는 튜브(10)에 연결된다. 본 실시예에서의 각각의 챔버(20)는 챔버 벽 내의 톱니부(92)를 갖는다. 화살표는 열 교환 매체(50)가 도시된 것과 같은 실시예에 따라 재유도될 수 있는 방식을 도시하고 있다. 도11b를 참조하면, 챔버(20)의 벽의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 챔버(20)의 벽은 열 교환 매체(50)가 챔버(20)를 통해 유동됨에 따라 열 교환 매체(50)의 통과를 재유도하고 열 교환 매체(50)를 혼합시키는 톱니부(92)를 포함한다.

도12를 참조하면, 위의 실시예들의 임의의 실시예와 조합되는 재유도 챔버(20)는 원통-형상일 필요는 없고, 다른 실시예는 (다양한 비율의 높이, 길이 및 폭 치수를 갖는) 정육면체 또는 다른 기하학적 형상과 같이 성형될 수 있다.

도13a 및 도13b는 재유도 부재(28)가 챔버(20)의 내부측 표면에 고정되지 않은 본 발명의 하나의 실시예를 도시하고 있다. 화살표는 열 교환 매체(50)가 도시된 것과 같은 실시예에 따라 유도될 수 있는 방식을 도시하고 있다. 예컨대, 재유도 부재(28)는 열 교환 과정을 돕는 도13에서 화살표에 의해 도시된 것과 같은 챔버(20) 내에서의 혼합 및 교반 공정에 참여하는 볼 베어링 또는 다수개의 볼 베어링의 조합일 수 있다. 열 교환 매체로부터의 접촉에 의해 특정 위치로 이동되는 재유도 부재 등의 다른 고정되지 않은 재유도 부재가 더 큰 열 교환 효율을 성취하기 위해 단독으로 또는 서로와 조합하여 사용될 수 있으므로, 본 발명은 챔버 내에서 볼 베어링을 사용하는 것에 제한되지 않는다.

챔버는 일반적으로 적어도 1개의, 튜브보다 큰 직경을 갖는다. 예컨대, 챔버는 더 큰 유체 용량, 원주 또는 표면적을 가질 수 있다. 튜브와 챔버 사이의 특정 치수의 비율은 1:1.1, 1:1.5 또는 임의의 다른 비율일 수 있다.

튜브 및 챔버는 피복이 있는 것 또는 피복이 없는 것 중 어느 한쪽의 알루미늄으로 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 스테인리스강, 구리, 또는 다른 철계 또는 비-철계 재료로 또한 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 또한 플라스틱 재료 또는 다른 복합 재료일 수 있다. 마찬가지로, 재유도 부재는 피복이 있는 것 또는 피복이 없는 것 중 어느 한쪽의 알루미늄으로 제조될 수 있다. 재유도 부재는 스테인리스강, 구리, 또는 다른 철계 또는 비-철계 재료로 또한 제조될 수 있다. 재유도 부재는 또한 플라스틱 재료 또는 다른 복합 재료일 수 있다. 또한, 본 발명의 하나의 실시예는 튜브가 챔버를 위해 사용된 재료와 상이한 재료로 제조될 수 있게 하며, 재유도 부재는 챔버 및 튜브를 위해 사용되는 재료와는 다른 재료로 제조될 수 있다. 1개 초과의 재유도 부재가 본 발명의 하나의 실시예에서 사용되면, 하나의 재유도 부재는 또 다른 재유도 부재와 상이한 재료로 제조될 수 있다. 재유도 부재는 또한 서로와 상이한 형상으로 되어 있을 수 있다. 또한, 1개 초과의 재유도 부재를 사용하는 실시예에서, 1개 이상의 재유도 부재가 챔버의 내부측 벽에 고정될 수 있고, 다른 재유도 부재는 재유도 챔버 내부측 주위에서 자유롭게 이동될 수 있다

튜브 및 챔버는 형단조, 냉간 단조, 또는 기계 가공에 의해 제조될 수 있다. 튜브 및 챔버는 1개의 부재로 제조될 수 있거나, 2개의 별개의 부재로 제조될 수 있다.

본 발명은 예시적 방식으로 설명되었다. 용어 "재유도"는 각도 또는 속도 면에서 최소 차이라도 열 교환 매체의 방향 또는 경로를 변화시키거나 열 교환 매체의 진행을 방해하는 것을 의미한다. 사용된 용어는 제한의 성격보다는 설명의 성격인 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 다수개의 변형예 및 변화예가 위의 개시 내용에 비추어 가능하다. 그러므로, 첨부된 특허청구범위의 범주 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 것 이외의 방식으로 실시될 수 있다.

Claims

열 교환 매체를 배출하는 출구를 갖는 제1 저장조와;
제1 저장조의 출구로부터 열 교환 매체를 수용하는 입구 그리고 열 교환 매체를 배출하는 출구를 갖는, 열 교환 매체를 운반하는 제1 튜브형 세그먼트와;
챔버 입구 및 챔버 출구를 갖는, 열 교환 매체를 수용하는 챔버로서, 챔버 입구는 제1 튜브형 세그먼트의 출구로부터 열 교환 매체를 수용하도록 제1 튜브형 세그먼트의 출구와 결합되는, 챔버와;
챔버 출구로부터 열 교환 매체를 수용하는 입구를 갖는, 열 교환 매체를 운반하는 제2 튜브형 세그먼트로서, 제2 튜브형 세그먼트의 입구는 챔버 출구로부터 열 교환 매체를 수용하도록 챔버의 챔버 출구와 결합되는, 제2 튜브형 세그먼트와;
제2 튜브형 세그먼트의 출구로부터 열 교환 매체를 수용하는 제2 저장조
를 포함하는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 저장조는 헤더인 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 저장조는 매니폴드인 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 저장조는 헤더인 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 저장조는 매니폴드인 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 튜브형 세그먼트의 입구는 원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 튜브형 세그먼트의 출구는 원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 튜브형 세그먼트의 입구는 비-원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 튜브형 세그먼트의 출구는 비-원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 챔버는 원통형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 챔버는 비-원통형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 적어도 1개의 압출 부재가 제1 튜브형 세그먼트의 외부 표면에 부착되는 열 교환기.
제1항에 있어서, 적어도 1개의 압출 부재가 챔버의 외부 표면에 부착되는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제1 튜브형 세그먼트의 외부 표면이 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 열 교환기.
제1항에 있어서, 챔버의 외부 표면이 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트의 입구는 원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트의 출구는 원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트의 입구는 비-원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트의 출구는 비-원형 형상을 갖는 열 교환기.
제1항에 있어서, 적어도 1개의 압출 부재가 제2 튜브형 세그먼트의 외부 표면에 부착되는 열 교환기.
제1항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트의 외부 표면이 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 방열기인 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 응축기인 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 증발기인 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 오일 냉각기인 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 가열기 코어인 열 교환기.
제1항에 있어서, 열 교환기는 중간 냉각기인 열 교환기.
열 교환기를 위한 장치에 있어서,
열 교환 매체를 수용하는 입구 그리고 열 교환 매체를 배출하는 출구를 갖는, 열 교환 매체를 운반하는 튜브형 세그먼트와;
챔버 입구 및 챔버 출구를 갖는, 열 교환 매체를 수용하는 챔버로서, 챔버는 튜브형 세그먼트의 출구로부터 열 교환 매체를 수용하도록 튜브형 세그먼트의 출구와 결합되는, 챔버
를 포함하는 장치.
제28항에 있어서, 챔버는 튜브형 세그먼트의 대응 치수보다 큰 적어도 1개의 치수를 갖는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 입구는 매니폴드형 장치에 결합되는 장치.
제28항에 있어서, 챔버의 챔버 출구로부터 열 교환 매체를 수용하도록 챔버의 챔버 출구와 결합되는 입구 그리고 열 교환 매체를 배출하는 출구를 갖는 제2 튜브형 세그먼트를 포함하는 장치.
제31항에 있어서, 제2 튜브형 세그먼트는 튜브형 세그먼트의 반경과 상이한 반경으로 이루어져 있는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 입구는 원형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 출구는 원형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 입구는 비-원형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 출구는 비-원형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 챔버는 원통형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 챔버는 비-원통형 형상을 갖는 장치.
제28항에 있어서, 적어도 1개의 압출 부재가 튜브형 세그먼트의 외부 표면에 부착되는 장치.
제28항에 있어서, 적어도 1개의 압출 부재가 챔버의 외부 표면에 부착되는 장치.
제28항에 있어서, 튜브형 세그먼트의 외부 표면이 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 장치.
제28항에 있어서, 챔버의 외부 표면이 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 장치.
제28항에 있어서, 매체-유도 삽입체가 튜브형 세그먼트와 챔버 사이의 교차 공간 내에 위치되는 장치.
열 교환기를 위한 장치에 있어서,
열 교환 매체를 수용하는 제1 챔버 입구 그리고 제1 챔버 출구를 갖는, 열 교환 매체를 수용 및 운반하는 제1 챔버와;
제2 챔버 입구 및 제2 챔버 출구를 갖는, 열 교환 매체를 수용 및 운반하는 제2 챔버로서, 제2 챔버 입구는 제1 챔버의 제1 챔버 출구와 결합되는, 제2 챔버
를 포함하는 장치.
열 교환기를 위한 장치에 있어서,
입구 및 출구를 갖는, 열 교환 매체를 수용 및 운반하는 챔버와;
챔버 내부측에 존재하는 적어도 1개의 재유도 부재를 포함하며,
입구 및 출구는 챔버의 직경보다 작은 직경을 갖는 장치.
제45항에 있어서, 재유도 부재는 챔버 내부측에 경사지게 고정되는 장치.
제45항에 있어서, 복수개의 재유도 부재가 챔버 내부측에 고정되는 장치.
제45항에 있어서, 재유도 부재는 적어도 1개의 개구를 포함하는 장치.
제45항에 있어서, 재유도 부재는 적어도 1개의 톱니부를 포함하는 장치.
제45항에 있어서, 챔버의 입구는 튜브형 세그먼트와 결합되는 장치.