KR20130103915A - 열교환기 - Google Patents

열교환기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130103915A
KR20130103915A KR1020120024930A KR20120024930A KR20130103915A KR 20130103915 A KR20130103915 A KR 20130103915A KR 1020120024930 A KR1020120024930 A KR 1020120024930A KR 20120024930 A KR20120024930 A KR 20120024930A KR 20130103915 A KR20130103915 A KR 20130103915A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
header
flow path
heat exchanger
flow
Prior art date
Application number
KR1020120024930A
Other languages
English (en)
Inventor
김한국
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120024930A priority Critical patent/KR20130103915A/ko
Publication of KR20130103915A publication Critical patent/KR20130103915A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0207—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions the longitudinal or transversal partitions being separate elements attached to header boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit

Abstract

본 실시예에 따른 열교환기에는, 냉매가 유동하는 다수의 냉매 튜브; 상기 다수의 냉매 튜브의 적어도 일측에 결합되며, 냉매 유입부 및 냉매 유출부가 구비되는 헤더; 상기 헤더의 내부공간을 제 1 유로와 제 2 유로로 구획하는 제 1 구획부; 및 상기 제 1 구획부에 결합되며, 상기 헤더로부터 상기 다수의 냉매 튜브로 냉매의 유동을 가이드 하는 배플이 포함되며, 상기 냉매 유입부를 통하여 상기 헤더로 유입된 냉매가 상기 냉매 튜브를 유동하는 과정에서, 통과하는 냉매 튜브의 수가 점점 증가하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기 {A heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기란, 열교환사이클을 구성하는 부품으로, 응축기 또는 증발기로 동작하여 그 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체와 열교환되도록 한다.
이와 같은 열교환기는 그 형상에 따라서 크게 핀 앤 튜브 타입과 마이크로채널 타입으로 구분된다. 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기는, 다수개의 핀 및 상기 핀을 관통하는 원형 또는 이와 유사한 형상의 튜브를 포함하고, 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 냉매가 유동하는 다수의 플랫튜브 및 상기 다수의 플랫튜브 사이에 구비되는 핀을 포함한다.
그리고 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기 및 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 양자 모두, 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체가 열교환되고, 상기 핀은 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체와의 열교환면적을 증가시키는 역할을 한다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 종래의 마이크로채널 타입의 열교환기(1)에는, 다수의 냉매튜브(4)에 결합되는 헤더(2,3)가 포함된다. 상기 헤더(2,3)는 복수 개로 제공되며, 복수의 헤더(2,3) 중 제 1 헤더(2)는 상기 다수의 냉매튜브(4)의 일측에 결합되며, 제 2 헤더(3)는 상기 다수의 냉매튜브(4)의 타측에 결합된다. 그리고, 상기 다수의 냉매튜브(4)의 사이에는, 냉매와 외부 공기간에 열교환이 용이하게 이루어지도록 하는 방열핀(미도시)이 포함된다.
상기 제 1 헤더(2)에는, 냉매가 상기 열교환기(1)로 유입되도록 하는 냉매 유입부와, 상기 열교환기(1) 내에서 열교환된 냉매가 유출되도록 하는 냉매 유출부가 형성된다. 그리고, 상기 제 1 헤더(2)의 일측에는, 상기 제 1 헤더(2)로 유입되는 냉매를 복수의 경로로 분지하는 분지부(5)가 제공된다. 상기 분지부(5)는 분지되는 경로에 대응하여 다수 개가 제공될 수 있다.
상기 분지부(5)에서 분지된 냉매는 상기 냉매 유입부를 통하여 상기 제 1 헤더(2)로 유입되며, 다수의 냉매튜브(4)에 나뉘어져 유동된다. 이 때 분지된 냉매는 각각 동일한 수의 냉매튜브(4)를 따라 유동하면서 열교환이 수행된다.
상기 다수의 냉매튜브(4)를 유동한 냉매는 상기 제 2 헤더(3)에서 리턴되어 상기 제 1 헤더(2)를 향하여 유동되며, 상기 제 1 헤더(2)에서 합지되어 상기 냉매 유출부를 통하여 상기 열교환기(1)의 외부로 유출된다.
이와 같이, 냉매가 분지되어 열교환기(일례로, 증발기)에 유입되는 구조에 의하면, 냉매가 열교환 되는 과정에서 액상에서 기상(또는 높은 건도의 2상 상태)으로 상변화 될 때 냉매의 부피가 커짐에도 불구하고, 분지된 냉매가 각각 동일한 수의 냉매튜브를 경유하도록 구성되어 압력 손실이 발생하고 그에 따른 열교환 편차가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
그리고, 2상 상태로 열교환기(1)에 유입되는 경우, 각 분지부로 유입되는 냉매의 상태가 다르게 형성되어, 일례로 일부 분지부에는 액상 냉매가 과다하게 유입되고 다른 분지부에는 기상 냉매가 과다하게 유입되어, 유동되는 냉매간에 과열도 편차가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 열교환 효율이 증대될 수 있는 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 열교환기에는, 냉매가 유동하는 다수의 냉매 튜브; 상기 다수의 냉매 튜브의 적어도 일측에 결합되며, 냉매 유입부 및 냉매 유출부가 구비되는 헤더; 상기 헤더의 내부공간을 제 1 유로와 제 2 유로로 구획하는 제 1 구획부; 및 상기 제 1 구획부에 결합되며, 상기 헤더로부터 상기 다수의 냉매 튜브로 냉매의 유동을 가이드 하는 배플이 포함되며, 상기 냉매 유입부를 통하여 상기 헤더로 유입된 냉매가 상기 냉매 튜브를 유동하는 과정에서, 통과하는 냉매 튜브의 수가 점점 증가하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시 예에 따르면, 냉매가 열교환기에서 분지되어 유입되지 않고 하나의 경로를 따라 유동하면서 열교환이 수행되므로, 분지 불균형에 따른 냉매의 과열도 편차를 줄일 수 있다는 효과가 있다. 따라서, 냉매의 열교환 작용이 효율적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 헤더의 내부에 구획부가 제공되어 열교환기의 유입냉매 유로와 유출냉매 유로가 구획될 수 있으므로, 냉매의 유동이 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 냉매의 열교환 작용이 진행되는 과정에서 냉매의 상태변화에 따라, 냉매가 유동하는 냉매튜브의 수가 점진적으로 증가 또는 감소될 수 있도록 구성되므로 냉매의 부피 변화에 따른 압력 손실을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 헤더의 하면에 냉매 유입부 및 유출부가 모두 형성되며, 유입배관 및 유출배관이 냉매튜브의 연장방향을 따라 연장되므로 열교환기 전체의 부피를 줄일 수 있고, 이에 따라 열교환기 설치공간을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 측단면도이다.
도 4는 도 2의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 헤더의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더 및 제 2 헤더의 주요 구성을 보여주는 열교환기의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 내에서의 냉매 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 종래의 열교환기의 구성을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)에는, 가로 방향으로 소정길이만큼 연장되는 헤더(120,130)와, 상기 헤더(120,130)에 결합되어 세로 방향으로 연장되는 냉매튜브로서의 다수의 플랫 튜브(110)와, 상기 헤더(120,130)의 사이에 소정 간격으로 배열되며 상기 플랫 튜브(110)에 의하여 관통되는 다수의 방열핀(미도시)이 포함된다.
상기 헤더(120,130)가 수평 방향으로 연장되는 점에서, "수평형 헤더"라 이름할 수 있을 것이다. 다만, 상기 헤더의 연장방향은 이에 제한되지 않고 수직 방향으로 연장될 수 있으며, 이 때 상기 플랫 튜브(110)는 수평 방향으로 연장될 수 있을 것이다.
상세히, 상기 헤더(120,130)에는, 상기 플랫 튜브(110)의 일측 단부가 결합되는 제 1 헤더(120) 및 상기 플랫 튜브(110)의 타측 단부가 결합되는 제 2 헤더(130)가 포함된다. 상기 제 1 헤더(120) 및 제 2 헤더(130)는 냉매의 유동을 가이드 하며, 냉매의 유동방향을 전환시킬 수 있다.
다시 말하면, 상기 제 1 헤더(120) 및 제 2 헤더(130)의 내부에는, 냉매의 유동공간이 규정된다. 상기 제 1 헤더(120) 또는 제 2 헤더(130) 내부의 냉매는 상기 플랫 튜브(110)로 유입될 수 있고, 상기 플랫 튜브(110)를 유동한 냉매는 상기 제 1 헤더(120) 또는 제 2 헤더(130)에서 방향 전환될 수 있다.
일례로, 상기 플랫 튜브(110)를 통하여 하방으로 유동한 냉매는 상기 제 2 헤더(130)에서 방향 전환되어 상방으로 유동되며, 상기 플랫 튜브(20)를 통하여 상방으로 유동한 냉매는 상기 제 1 헤더(100)에서 방향 전환되어 하방으로 유동될 수 있다 (도 8 참조). 따라서, 상기 제 1 헤더(120) 또는 제 2 헤더(130)는 "리턴 헤더"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 헤더(120)에는, 냉매가 상기 열교환기(10)로 유입되도록 하는 냉매 유입부(122)와 상기 열교환기(10) 내에서 열교환된 냉매가 유출되도록 하는 냉매 유출부(125)가 형성된다.
상세히, 상기 냉매 유입부(122) 및 냉매 유출부(125)는 상기 제 1 헤더(120)의 하면에 서로 인접하여 형성된다. 따라서, 냉매는 상기 냉매 유입부(122)를 통하여 상방으로 유동하여 상기 제 1 헤더(120)로 유입되며, 상기 제 1 헤더(120)로부터 상기 냉매 유출부(125)를 통하여 하방으로 유동한다.
상기 플랫 튜브(110)는 상기 제 1 헤더(120) 및 제 2 헤더(130)의 사이에 다수 개가 구비되며, 다수의 플랫 튜브(110)는 가로 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 헤더(120)의 내부에는, 상기 제 1 헤더(120)의 내부 공간을 상하로 구획하는 제 1 구획부(131) 및 상기 제 1 헤더(120)의 내부 공간을 전후방으로 구획하는 제 2 구획부(133)가 제공된다. 상기 제 1 구획부(131)와 제 2 구획부(133)는 서로 교차되도록 결합된다.
즉, 상기 제 1 구획부(131)는 상기 제 1 헤더(120)의 전면으로부터 후면까지 연장되며, 상기 제 2 구획부(133)에는 상기 제 1 구획부(131)로부터 상기 제 1 헤더(120)의 하면까지 연장되는 하측 구획부(133a) 및 상기 제 1 구획부(131)로부터 상기 제 1 헤더(120)의 상면까지 연장되는 상측 구획부(133b)가 포함된다 (도 3 참조).
상기 제 1 구획부(131)의 하측 공간은 상기 냉매 유입부(122)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)로 유입된 냉매가 열교환 과정에서 유동하는 유로를 형성하며, 상기 제 1 구획부(131)의 상측 공간은 상기 열교환기(10)에서 열교환 된 냉매가 상기 냉매 유출부(125)로 유동하는 유로를 형성한다.
상기 하측 공간을 제 1 유로(128, 도 4 참조)라 하며, 상기 상측 공간을 제 2 유로(129, 도 5 참조)라 이름한다.
상기 제 2 구획부(133)에는, 상기 제 1 구획부(131)의 하측 공간을 통하여 유동되는 냉매가 상기 제 1 헤더(120) 내부의 전방 공간 및 후방 공간으로 유동할 수 있도록 하는 제 1 연통홀(132)과, 상기 제 1 구획부(131)의 상측 공간을 통하여 유동되는 냉매가 상기 제 1 헤더(120) 내부의 전방 공간 및 후방 공간으로 유동할 수 있도록 하는 제 2 연통홀(135)이 형성된다. 상기 제 1 연통홀(132)은 상기 하측 구획부(133a)에 형성되며, 상기 제 2 연통홀(135)은 상기 상측 구획부(133b)에 형성된다.
즉, 상기 제 1 유로(128)를 유동하는 냉매는 상기 제 1 연통홀(132)을 통하여 상기 하측 구획부(133a)의 전방 및 후방공간으로 유동하며, 상기 제 2 유로(129)를 유동하는 냉매는 상기 제 2 연통홀(135)을 통하여 상기 상측 구획부(133b)의 전방 및 후방공간으로 유동할 수 있다.
정리하면, 상기 제 1 헤더(120)의 내부 공간은 상기 제 1 구획부(131) 및 제 2 구획부(133)에 의하여, 4개의 유동공간으로 구획될 수 있다. 그리고, 상기 4개의 유동공간 중 하부의 2개 유동공간은 상기 제 1 유로(128)를 형성하며, 상부의 2개 유동공간은 상기 제 2 유로(129)를 형성한다.
상기 제 1 헤더(110)의 내부에는, 냉매가 상기 제 1 헤더(110)로부터 상기 플랫 튜브(110)로 유입될 수 있도록 가이드 하는 다수의 배플(141,143)이 제공된다. 상기 다수의 배플(141,143)은 상기 제 1 구획부의 하측 공간을 구획하도록 배치될 수 있다.
상기 다수의 배플(141,143)에는, 서로 이격된 제 1 배플(141) 및 제 2 배플(143)이 포함된다. 상기 제 1 배플(141)은 상기 냉매 유입부(122)로부터 상기 제 1 헤더(120)의 내부 방향(도 2에서 좌측방향)으로 이격된 위치에 제공되며, 상기 제 2 배플(143)은 상기 제 1 배플(141)로부터 상기 내부 방향으로 이격된 위치에 제공된다.
다시 말하면, 상기 제 1 배플(141) 및 제 2 배플(143)은 상기 냉매 유입부(122)가 형성된 제 1 헤더(120)의 일측 단부로부터 반대측 단부를 향하여, 즉 상기 냉매 유입부(122)로부터 멀어지는 방향으로 차례대로 이격되어 배치된다.
상기 플랫 튜브(110)는 전후방에 2열로 배치된다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 열교환기(10)를 측면에서 바라 보았을 때, 플랫 튜브(110)에는, 전방에 위치되는 전방 튜브(110a)와, 상기 전방 튜브(110a)의 후방에 위치하는 후방 튜브(110b)가 포함된다. 물론, 상기 전방 튜브(110a) 및 후방 튜브(110b)는 다수 개가 구비되어 각각 상기 제 1 헤더(120)와 제 2 헤더(130)에 결합된다.
상기 제 1 헤더(120)에는, 상기 전방 튜브(110a)의 상측에 결합되는 전방부(120a) 및 상기 후방 튜브(110b)의 상측에 결합되는 후방부(120b)가 포함된다.
도 4는 도 2의 I-I'를 따라 절개한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 헤더의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더의 일부 구성을 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더 및 제 2 헤더의 주요 구성을 보여주는 열교환기의 정면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)에는, 상기 열교환기(10)로 냉매의 유입을 가이드 하는 유입배관(123) 및 상기 열교환기(10)에서 열교환 된 냉매의 유출을 가이드 하는 유출배관(126)이 포함된다.
상기 유입배관(123)은 상기 냉매 유입부(122)에 결합되어 하방으로 연장되며, 상기 유출배관(126)은 상기 냉매 유출부(125)에 결합되어 하방으로 연장된다. 이와 같이, 상기 유입배관(123) 및 유출배관(126)이 상기 제 1 헤더(120)로부터 상기 플랫 튜브(110)를 따라 하방으로 연장됨으로써, 열교환기 전체의 부피를 줄일 수 있고, 이에 따라 열교환기 설치공간을 줄일 수 있게 된다.
일례로, 상기 열교환기(10)가 증발기로서 기능할 경우, 상기 열교환기(10)로 유입되는 냉매의 상태는 액상 또는 건도가 낮은 2상 상태이며, 상기 열교환기(10)로부터 유출되는 냉매의 상태는 기상 또는 건도가 높은 2상 상태이므로, 상기 유입배관(123)과 유출배관(126)을 유동하는 냉매의 체적이 달라질 수 있다.
즉, 기상인 냉매가 부피가 크게 형성되는 바, 상기 유출배관(126)의 크기가 상기 유입배관(123)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 물론, 상기 열교환기(10)가 응축기로서 기능할 경우에는, 이와 반대로 상기 유입배관(123)의 크기가 상기 유출배관(126)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
상기 냉매 유입부(122)는 상기 열교환기(10)의 후방부에 위치되며, 상기 냉매 유출부(125)는 상기 열교환기(10)의 전방부에 위치된다. 즉, 상기 냉매 유입부(122)는 상기 후방 튜브(110a)와 대응되는 위치에 형성되며, 상기 냉매 유출부(125)는 상기 전방 튜브(110b)와 대응되는 위치에 형성된다.
상기 제 1 헤더(120)의 내부에는, 상기 냉매 유입부(122)를 통하여 유입되는 냉매를 상기 플랫 튜브(110)로 가이드 하기 위한 가이드부(121)가 포함된다. 상기 가이드부(121)는 상기 하측 구획부(133a)의 전방에 결합되어 상기 제 1 헤더(120)의 전면까지 연장된다.
상기 냉매 유입부(122)를 통하여 유입된 냉매는 상기 하측 구획부(133a)를 따라 상기 제 1 헤더(120)의 내부(후방 튜브(110b)의 상측공간)로 유동하며, 적어도 일부의 냉매는 상기 제 1 연통홀(132)을 통하여 상기 전방 튜브(110a)의 상측으로 유동할 수 있다.
상기 제 1 헤더(120)에는, 다수의 플랫 튜브(110)가 결합되는 헤더 결합부(115)가 형성된다. 상기 제 1 헤더(120) 내부의 냉매는 상기 헤더 결합부(115)를 통하여 상기 플랫 튜브(110)로 유동할 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 헤더(130)의 구성에 대하여 설명한다.
상기 제 2 헤더(130)에는, 상기 제 2 헤더(130)의 내부 공간을 전후방으로 구획하는 제 3 구획부(137)가 구비된다. 상기 제 3 구획부(137)는, 상기 제 1 헤더(120)의 제 2 구획부(133)에 대응되는 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 제 3 구획부(137)에는, 냉매가 상기 제 2 헤더(130) 내부의 전방공간 또는 후방공간으로 유동할 수 있도록 하는 제 3 연통홀(138)이 형성된다.
따라서, 상기 전방튜브(110a)를 유동하여 상기 제 2 헤더(130)로 유입된 냉매는 상기 제 3 연통홀(138)을 통하여 상기 제 2 헤더(130)의 후방공간으로 유동할 수 있고, 상기 후방튜브(110b)를 유동하여 상기 제 2 헤더(130)로 유입된 냉매는 상기 제 3 연통홀(138)을 통하여 상기 제 2 헤더(130)의 전방공간으로 유동할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 헤더(130)의 내부에는, 냉매가 상기 제 2 헤더(130)로부터 상기 플랫 튜브(110)로 유동할 수 있도록 가이드 하는 제 3 배플(145)이 제공된다. 상기 제 3 배플(145)은 상기 제 1,2 배플(141,143)과 함께 냉매가 제 1 헤더(120), 플랫 튜브(110) 및 제 2 헤더(130)를 통하여 지그재그 유동이 가능하도록 가이드 한다.
상기 제 3 배플(145)은 상기 제 1 배플(141)을 상기 제 2 헤더(130)로 연장한 선과, 상기 제 2 배플(143)을 상기 제 2 헤더(130)로 연장한 선의 사이에 위치될 수 있다.
도 6은 상기 제 1 헤더(120) 중 윗 덮개부분을 제거한 상태의 모습을 보여주는다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 헤더(120)에는, 상기 플랫 튜브(110)를 유동한 냉매가 상기 제 1 헤더(120)로 유입된 상태에서, 상기 제 1 구획부(131)의 상측으로 유동될 수 있도록 하는 유로전환부(151)가 형성된다. 상기 유로전환부(151)는 상기 제 1 구획부(131)의 적어도 일부분이 절개되어 형성되는 관통 홀로서 구성될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 구획부(131)의 적어도 일부분에는, 하나 이상의 유로전환부(151)가 형성된다. 상기 제 1 구획부(131) 중 상기 제 2 배플(143)로부터 상기 냉매 유입부(122)까지 연장되는 부분에는 상기 유로전환부(151)가 형성되지 않으며, 상기 제 2 배플(143)로부터 상기 냉매 유입부(122)의 반대측으로 연장되는 부분에는 유로전환부(151)가 형성된다.
따라서, 냉매는 상기 냉매 유입부(122)로부터 상기 제 2 배플(143)까지 지그재그 유동을 하는 과정에서, 상기 제 1 구획부(131)의 하측공간(제 1 유로)으로 유동한다. 반면에, 냉매가 상기 플랫 튜브(110)를 모두 통과한 후 상기 제 1 헤더(120)로 유입되면 상기 유로전환부(151)를 통하여 상기 제 1 구획부(131)의 상측으로 유동될 수 있다 (제 2 유로). 결국, 제 1 유로(128)의 냉매는 상기 유로전환부(151)를 통하여 상기 제 2 유로(129)로 전환될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 유로(129)는 상기 제 2 배플(143)에 의하여 상기 제 1 유로(128)와 차단되므로, 냉매는 상기 제 1 유로로 유입되는 것이 제한된다.
상기 제 2 구획부(133)에는, 상기 유로전환부(151)와 교차하는 방향으로 절개되는 제 5 연통홀(153)이 형성된다. 상기 제 5 연통홀(153)을 통하여, 냉매는 상기 전방튜브(110a) 또는 후방튜브(110b)로 유동할 수 있다.
이와 같이, 상기 냉매 유입부(122)를 통하여 상기 열교환기(10)로 유입된 냉매는 플랫 튜브(110)를 모두 통과하기 전까지는 상기 제 1 헤더(120)의 제 1 유로(128)를 유동하며, 상기 플랫 튜브(110)를 모두 통과한 후 상기 제 1 헤더(120)로 유입되면 상기 제 2 유로(129)로 유입되어 상기 냉매 유출부(125)로 유동하게 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 열교환기(10)로 유입되는 냉매는 다수의 플랫 튜브(110)로 분지되지 않고서도 하나의 연속된 유로를 통하여 열교환이 수행될 수 있게 된다. 따라서, 분지 불균형에 따른 냉매의 과열도 편차를 줄일 수 있으며, 냉매의 열교환 작용이 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 내에서의 냉매 유동모습을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하여, 상기 열교환기(10)가 증발기로서 작용하는 경우를 일례로 들어 냉매의 유동에 대하여 설명한다.
상기 냉매 유입부(122)를 통하여 상기 열교환기(10)로 유입된 냉매는 상기 냉매 유입부(122) 및 냉매 유출부(125)로부터 멀어지는 방향으로 유동하면서 열교환 작용을 수행한다. 그리고, 냉매가 상기 플랫 튜브(110)를 모두 통과한 이후에는, 상기 냉매 유입부(122) 및 냉매 유출부(125)에 가까워지는 방향으로 유동하며, 상기 냉매 유출부(125)를 통하여 상기 열교환기(10)로부터 배출된다.
상세히, 상기 냉매 유입부(122)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)로 유입된 냉매는 상기 제 1 배플(141)에 의하여 가이드 되어 상기 플랫 튜브(110)로 유동된다. 이 때, 다수의 플랫 튜브(110) 중 "A" 영역에 대응하는 플랫 튜브(110)를 통하여 상기 제 2 헤더(130)로 유동한다. 일례로, 도시된 바와 같이, 냉매가 유동하는 플랫 튜브(110)의 수는 5개이다.
그리고, 상기 제 2 헤더(130)로 유입된 냉매는 상기 제 3 배플(145)에 의하여 가이드 되어 유동방향이 전환되며, 다시 상기 플랫 튜브(110)를 통과하게 된다. 이 때, 다수의 플랫 튜브(110) 중 "B" 영역에 대응하는 플랫 튜브(110)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)로 유동한다. 일례로, 도시된 바와 같이, 냉매가 유동하는 플랫 튜브(110)의 수는 8개이다.
상기 제 1 헤더(120)로 유입된 냉매는 상기 제 2 배플(143)에 의하여 가이드 되어 유동방향이 전환되며, 다시 상기 플랫 튜브(110)를 통과하게 된다. 이 때, 다수의 플랫 튜브(110) 중 "C" 영역에 대응하는 플랫 튜브(110)를 통하여 상기 제 2 헤더(130)로 유동한다. 일례로, 도시된 바와 같이, 냉매가 유동하는 플랫 튜브(110)의 수는 15개이다.
상기 제 2 헤더(130)로 유입된 냉매는 유동방향이 전환되어 다시 상기 플랫 튜브(110)를 통과하게 된다. 이 때, 다수의 플랫 튜브(110) 중 "D" 영역에 대응하는 플랫 튜브(110)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)로 유동한다. 일례로, 도시된 바와 같이, 냉매가 유동하는 플랫 튜브(110)이 수는 16개이다.
이와 같이, 열교환기(10)로 유입된 냉매가 열교환 작용을 수행하면서 통과하는 플랫 튜브의 수가 점점 많아지게 된다. 다시 말하면, 냉매가 다수의 단(step)으로 배열된 플랫 튜브를 통과하는 과정에서, 점점 통과하는 플랫 튜브의 단수가 증가하도록 구성된다.
냉매가 상기 열교환기(10)를 통과하면서 증발하게 되면 비체적이 증가하게 된다. 그리고, 증가되는 비체적에 대응하여, 냉매가 열교환 과정의 소정 시점에서 동시에 통과할 수 있는 냉매 튜브의 수(또는 유로의 부피)를 크게 함으로써, 냉매의 유동에 따른 압력 손실을 감소할 수 있다는 효과가 나타난다.
냉매가 상기 "D" 영역에 대응하는 플랫 튜브(110)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)로 유입되면, 상기 유로전환부(151)를 통하여 상기 제 1 헤더(120)의 상부 공간으로 유동될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 구획부(131)의 상측 공간, 즉 제 2 유로(129)를 따라 상기 냉매 유출부(125)를 향하여 유동할 수 있게 된다.
이와 같이, 헤더의 내부에 구획부가 제공되어 열교환기의 유입냉매 유로와 유출냉매 유로가 구획되고, 소정의 연통홀을 통하여 유로의 전환이 이루어질 수 있으므로, 냉매의 유로 구성이 간단하다는 장점이 있다.
한편, 상기 냉매 유입부(122) 및 냉매 유출부(125)는 상기 제 1 헤더(120)의 하면에 형성되며, 상기 유입배관(123) 및 유출배관(126)이 냉매튜브(110)의 연장방향을 따라 연장되므로 열교환기 전체의 부피를 줄일 수 있고, 열교환기 설치공간을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
그리고, 열교환기(10)로 유입되는 냉매가 분지되지 않은 상태에서 하나의 경로를 따라 냉매배관(110)을 유동하면서 열교환이 수행되므로, 분지 불균형에 따른 냉매의 과열도 편차를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
다른 실시예를 제안한다.
본 실시예는 열교환기가 증발기로서 작용하는 경우를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 이와는 달리 상기 열교환기가 응축기로서 작용하는 경우에는 냉매가 열교환 되는 과정에서 비체적이 감소될 수 있으므로, 냉매가 열교환 되는 과정에서 통과하는 냉매 튜브의 수가 점점 감소할 수 있다. 그리고, 냉매가 유입되는 유입배관의 크기가 유출배관의 크기보다 더 크게 형성될 수 있을 것이다.
10 : 열교환기 110 : 플랫 튜브
120 : 제 1 헤더 122 : 냉매 유입부
123 : 유입배관 125 : 냉매 유출부
126 : 유출배관 128 : 제 1 유로
129 : 제 2 유로 131 : 제 1 구획부
132 : 제 1 연통홀 133 : 제 2 구획부
135 : 제 2 연통홀 138 : 제 3 연통홀
141 : 제 1 배플 143 : 제 2 배플
145 : 제 3 배플 151 : 유로전환부
153 : 제 5 연통홀

Claims (11)

  1. 냉매가 유동하며, 다수의 단으로 배열되는 냉매 튜브;
    상기 다수의 냉매 튜브의 적어도 일측에 결합되며, 냉매 유입부 및 냉매 유출부가 구비되는 헤더;
    상기 헤더의 내부공간을 제 1 유로와 제 2 유로로 구획하는 제 1 구획부; 및
    상기 제 1 구획부에 결합되며, 상기 헤더로부터 상기 다수의 냉매 튜브로 냉매의 유동을 가이드 하는 배플이 포함되며,
    상기 냉매 유입부를 통하여 상기 헤더로 유입된 냉매가 상기 냉매 튜브를 유동하는 과정에서, 통과하는 냉매 튜브의 단수가 점점 증가하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로는 상기 제 1 구획부의 하측에 형성되며, 상기 제 2 유로는 제 1 구획부의 상측에 형성되는 열교환기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 냉매 튜브는 전후방으로 배열되는 전방튜브 및 후방튜브를 포함하며,
    상기 헤더에는, 내부 공간을 전후방으로 구획하는 제 2 구획부가 더 포함되는 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 구획부에는,
    냉매가 상기 제 2 구획부의 전방 또는 후방으로 유동될 수 있도록 하는 연통홀이 형성되는 열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로는 냉매가 상기 냉매 튜브를 모두 통과하기 전에 유동하는 유로이며, 상기 제 2 유로는 냉매가 상기 냉매 튜브를 모두 통과한 이후 유동하는 유로인 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부 및 냉매 유출부는 상기 헤더의 일면에 구비되며,
    상기 냉매 유입부를 통하여 상기 헤더에 유입된 냉매는 상기 냉매 유입부 및 냉매 유출부로부터 멀어지는 유동을 하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 구획부에는,
    냉매가 상기 제 1 유로로부터 상기 제 2 유로로 유입되도록 하는 유로전환부가 포함되는 열교환기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유로전환부는 상기 제 1 구획부의 적어도 일부분이 절개되어 형성된 관통 홀인 열교환기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더에는, 상기 다수의 냉매 튜브의 일측에 결합되는 제 1 헤더 및 상기 다수의 냉매 튜브의 타측에 결합되는 제 2 헤더가 포함되며,
    상기 배플에는 상기 제 1 헤더에 구비되는 제 1,2 배플과, 상기 제 2 헤더에 구비되는 제 3 배플이 포함되는 열교환기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 배플은 상기 제 1 배플의 연장선과 제 2 배플의 연장선 사이에 형성되는 열교환기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부 및 냉매 유출부는 상기 헤더의 하면에 형성되며,
    상기 냉매 유입부 및 냉매 유출부로부터 상기 냉매 배관을 따라 각각 연장되는 유입배관 및 유출배관이 더 포함되는 열교환기.
KR1020120024930A 2012-03-12 2012-03-12 열교환기 KR20130103915A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120024930A KR20130103915A (ko) 2012-03-12 2012-03-12 열교환기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120024930A KR20130103915A (ko) 2012-03-12 2012-03-12 열교환기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130103915A true KR20130103915A (ko) 2013-09-25

Family

ID=49452851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120024930A KR20130103915A (ko) 2012-03-12 2012-03-12 열교환기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130103915A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170030650A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Lg Electronics Inc. Heat exchanger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170030650A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Lg Electronics Inc. Heat exchanger
US10544990B2 (en) * 2015-07-31 2020-01-28 Lg Electronics Inc. Heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101372096B1 (ko) 열교환기
KR101462176B1 (ko) 열교환기
EP2784428B1 (en) Heat exchanger
JP5869517B2 (ja) 熱交換器
JP5073849B1 (ja) 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機
KR102170312B1 (ko) 열교환기
JP6145189B1 (ja) 熱交換器及び空気調和機
CN107816824B (zh) 热交换器
US10168083B2 (en) Refrigeration system and heat exchanger thereof
EP3045855B1 (en) Heat exchanger and air conditioner
EP2913618B1 (en) Heat exchanger
KR102202418B1 (ko) 자동차용 열교환기
KR101989096B1 (ko) 공기조화기의 열교환기
KR102491490B1 (ko) 열교환기
KR20130103915A (ko) 열교환기
KR20190096170A (ko) 냉장고의 열교환기
US20180187933A1 (en) Evaporator with redirected process fluid flow
JP6213004B2 (ja) 冷媒蒸発器
KR102491528B1 (ko) 열교환기
KR102568753B1 (ko) 열교환기
CN105466084B (zh) 蒸发器及具有其的空调器
KR20170029317A (ko) 마이크로 채널 타입 열교환기
JP2017083051A (ja) 熱交換器
KR100822632B1 (ko) 4-탱크식 증발기
JP2016003775A (ja) 積層型熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application