KR20150075511A - 증발기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.

Description

증발기{Evaporator}
본 발명은 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.
이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 냉각 시스템에서는, 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후, 다시 증발기로 유입되어 기화하며 주변으로부터 기화열을 흡수함으로써 주변 공기를 냉각하고, 이를 통해, 자동차 실내를 냉방한다.
이러한 냉각 시스템에 사용되는 응축기, 증발기 등이 대표적인 열교환기로서, 열교환기 외부의 공기와 열교환기 내부의 열교환매체, 즉 냉매 사이에 보다 효과적으로 열교환을 일으키기 위한 많은 연구가 꾸준히 이루어져 오고 있다. 실내의 냉방에 있어 가장 직접적인 효과가 드러나는 것은 증발기 효율인 바, 특히 증발기의 열교환효율을 개선하기 위한 다양한 구조적 연구 개발이 이루어지고 있다.
국내공개특허 제2005-0104072호(공개일 2005.11.02, 명칭 : 열교환기)에는 입구파이프를 통해 유입된 냉매의 유동저항으로 인한 압력손실을 최소화하여 열교환성능을 향상시키는 증발기가 개시된 바 있다.
또 다른 예로, 도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 열교환매체 흐름 개략도이다.
상기 도 1, 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 증발기는 격벽(11)에 의해 적어도 하나 이상의 격실이 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되며 입구 파이프(30) 및 출구 파이프(40)가 각각 형성된 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20); 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 배플(12); 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(30)와 연통되는 제1열과 상기 출구 파이프(40)와 연통되는 제2열을 형성하는 복수개의 튜브(50); 상기 제1헤더탱크(10) 내부에 상기 제1열과 제2열의 일정 영역을 연통시키는 연통부(13); 및 상기 튜브(50) 사이에 적층되는 복수개의 핀(60); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 증발기는 상기 배플이 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크의 폭방향으로 상기 제1열 및 제2열에 걸쳐 형성된다.
도 3은 도 1에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도로 6패스를 갖는 예를 도시하였다.
도 3을 참조로 열교환매체의 흐름을 설명하면, 상기 입구파이프를 통해 제1헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제1열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제1패스), 상기 제2헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제2배플이 형성된 영역까지 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제2패스), U-턴되어 상기 제1열의 튜브를 통해 다시 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제3패스), 연통부를 통해 상기 제2열의 제2헤더탱크로 이동되어 상기 제2열의 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제4패스), 제2열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제2열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제5패스), U-턴되어 상기 제2열의 튜브를 통해 다시 상기 제1헤더탱크로 유입되어 상기 출구파이프를 통해 배출된다.
그러나 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 증발기는 출구측에 인접한 영역(S라고 표시된 영역)의 온도가 증가되어 상기 영역을 통과하는 공기의 온도가 다른 영역을 통과하는 공기의 온도와 차이가 유발될 수 있는 문제점이 있다.
즉, 전체 증발기를 통과한 공기의 온도 분포가 불균일해질 수 있어 사용자의 냉방 쾌적성을 저하시킬 수 있다.
이에 따라, 열교환효율을 높이면서도, 전체 온도의 균일성을 향상시킬 수 있는 증발기의 개발이 요구되고 있다.
국내공개특허 제2005-0104072호(공개일 2005.11.02, 명칭 : 열교환기)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.
본 발명의 증발기는 구획부(130)에 의해 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크(110) 및 하부탱크(120); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 핀(300); 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되는 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412); 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되는 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422); 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500); 및 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 후열에 형성되는 출구파이프(600); 를 포함하여 형성되며, 열교환매체의 흐름이 6개의 패스를 이루는 증발기(1)에 있어서, 상기 증발기(1)는 후열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체가 상기 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)와, 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 열교환매체가 후열의 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 다음 상기 제6패스(P6)를 거치게 되는 제5패스(P5)의 후열 튜브(200) 개수가 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기(1)는 상기 제6패스(P6)의 튜브가 후열 전체 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기는 상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고, 상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기(1)는 상기 제2패스(P2)를 지난 열교환매체가 상기 전열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제3패스(P3)가 전열 튜브(200) 개수의 1/3 이상이며, 상기 제3패스(P3)를 지난 열교환매체가 상기 하부탱크(120)의 격벽(210) 상 형성된 연통홀을 통해 상기 후열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제4패스(P4)가 후열 튜브(200) 개수의 1/3이상인 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기(1)는 상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며, 상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 증발기는 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
더욱 자세히 설명하면, 종래의 6패스 증발기는 각 패스의 튜브 개수를 등분하여 구성되었는데, 이 경우 출구측 패스인 제6패스의 영역이 과열되어 냉각 성능이 저하되는 것을 개선하기 위해, 본 발명은 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시키기 위해 제6패스의 튜브 개수를 1/3이하로 제한함으로써 과열부의 냉매온도를 저하시킬 수 있다.
이때, 본 발명은 제1패스와 제2패스, 제5패스와 제6패스의 튜브 개수를 동일하게 구성하여 기존대비 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 튜브가 복수의 격벽으로 구성된 압출튜브로, 튜브의 수력직경(Dh)을 0.5~3.0mm으로 한정함으로써, 증발기 성능의 상승효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 3은 도 1의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 증발기를 나타낸 부분 분해사시도.
도 5는 도 4의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
도 6은 도 5의 정면도.
도 7은 제5패스 및 제6패스의 튜브 수에 따른 냉방 성능을 비교한 표.
도 8은 또 다른 실시예의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
도 9는 또 다른 실시예의 증발기를 나타낸 부분 분해사시도.
도 10은 종래의 증발기와 본 발명의 증발기의 과열부 특징을 나타낸 PH선도.
도 11은 본 발명에 따른 증발기의 튜브를 나타낸 사시도 및 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 증발기에서 전체 튜브 개수 대비 제6패스의 튜브 비율과, 튜브의 수력직경에 따른 성능을 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 증발기에서 전체 튜브 개수 대비 제6패스의 튜브 비율과, 튜브의 수력직경에 따른 표면 온도 분포차를 나타낸 그래프.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 증발기(1)는 상부탱크(110), 하부탱크(120), 튜브(200), 핀(300), 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422) 입구파이프(500) 및 출구파이프(600)를 포함하여 형성된다.
상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 구성으로서, 헤더 및 탱크의 결합에 의해 형성될 수 있다.
이때, 상기 헤더는 중앙 영역에 길이방향으로 길게 2개의 공간으로 구획하는 구획부(130)가 형성되어 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되며, 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획부(130) 중 어느 하나에 중공되어 형성되는 연통홀이 형성되어 전열 및 후열의 냉매가 연통될 수 있도록 형성된다.
상기 튜브(200)는 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 냉매가 유동되는 구성으로서, 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)와 함께 2열로 배치된다.
본 발명에서 전열 튜브(200)는 도면에서 후측에 위치되는 구성이며, 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500)에서 유입된 냉매가 유동되고, 후열 튜브(200)는 도면에서 전측에 위치되는 구성으로, 전열 튜브(200)를 통과한 냉매가 상기 연통홀을 통해 후열 튜브(200)에 유동되어 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 후열에 형성되는 출구파이프(600)로 배출된다.
상기 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412)은 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되어 냉매의 유동을 조절하며, 상기 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)은 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되어 냉매의 유동을 조절한다.
이때, 본 발명의 증발기(1)는 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)에 의해 냉매의 흐름이 6개의 패스를 이루는데, 도 5는 상기 상부탱크(110)의 전열에 입구파이프(500)가 형성되고, 상기 상부탱크(110)의 후열에 출구파이프(600)가 형성되는 경우의 6 패스를 나타내며, 도 8은 상기 하부탱크(120)의 전열에 입구파이프(500)가 형성되고, 상기 하부탱크(120)의 후열에 출구파이프(600)가 형성되는 경우의 6패스를 나타낸다.
도 5 및 도 8에서 나타낸 바와 같이 6개의 패스를 갖는 증발기(1)는 출구파이프(600) 측 냉매의 온도가 다른 영역보다 높게 나타나는 과열 현상이 일어나게 되는데, 본 발명은 출구파이프(600) 측에 가장 인접한 패스인 제6패스(P6)에 위치한 튜브(200)의 개수가 후열 튜브(200) 개수의 1/3 이하가 되도록 하여 출구부에 인접한 튜브(200) 개수를 기존보다 감소시킴으로써, 냉매측 압력강하를 증대시키고, 도 8과 같은 PH선도 특성에 따라 과열부의 온도를 더 낮출 수 있다.
즉, 본 발명의 증발기(1)는 PH 선도에서 출구측에 해당하는 과열구간의 압력 강하를 증대시켜, 도 8의 예에서 보는 바와 같이, 증발기(1)를 통과하는 냉매의 온도를 기존 2~8℃에서 2~4℃ 영역이 되도록 함으로써, 전반적으로 온도 분포가 개선되도록 하였다.
더욱 구체적으로 한정한다면, 본 발명의 증발기(1)는 후열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체가 상기 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)의 튜브(200)가 후열 전체 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 하며, 이 수치에 대한 근거는 아래에서 도 11 및 도 12를 근거로 다시 설명하기로 한다.
또한, 후술되는 설명은 도 5에 도시된 실시예를 기준으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 5를 참고로 각 패스에 대해 설명하면 상기 입구파이프(500)를 통해 상부탱크(110)로 유입된 냉매는 전열의 제1-1배플(411)이 형성된 영역까지 상기 상부탱크(110)의 길이방향으로 이동하면서 전열 튜브(200)를 통해 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제1패스(P1)), 상기 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체는 제2-1배플(421)이 형성된 영역까지 상기 하부탱크(120)의 길이방향으로 이동하면서 전열 튜브(200)를 통해 상기 상부탱크(110)로 유입되며(제2패스(P2)), U-턴되어 전열 튜브(200)를 통해 다시 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제3패스(P3)), 상기 하부탱크(120)의 구획부(130)에 형성된 연통부(140)를 통해 후열의 하부탱크(120) 영역으로 이동되어 후열 튜브(200)를 통해 상기 상부탱크(110)로 유입되며(제4패스(P4)), 후열의 제1-2배플(412)이 형성된 영역까지 상기 상부탱크(110)의 길이방향으로 이동하면서 후열 튜브(200)를 통해 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제5패스(P5)), U-턴되어 후열의 튜브(200)를 통해 다시 상기 상부탱크(110)로 유입되어 상기 출구파이프(600)를 통해 배출된다.
본 발명의 증발기(1)는 도 9와 같이, 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422) 위치를 다르게 하여 상기 제1 내지 제6패스(P1~P6)의 튜브 개수를 각각 조절할 수 있다.
한편, 도 6은 도 5의 정면도로, 후열의 냉매 패스에서 각 패스에 위치된 튜브(200) 개수의 비율을 보면 제4패스(P4) : 제5패스(P5) : 제6패스(P6) = 7 : 4 : 4이다.
본 발명의 증발기(1)는 상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고, 상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 5를 기준으로 설명하면, 본 발명의 증발기(1)는 상기 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412)이 공기 유동방향으로 나란하게 일직선상에 위치함으로써, 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성될 수 있으며, 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)이 공기 유동방향으로 나란하게 일직선상에 위치함으로써, 상기 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5) 튜브(200) 개수가 동일하게 형성될 수 있다.
도 7은 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)를 구성하는 튜브(200) 개수에 따른 냉각 성능을 비교한 표로, 이 표를 통해 도 6과 같이 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)의 개수가 동일할 경우, 기존 대비 냉각 성능이 가장 크게 향상되는 것을 알 수 있다.
도 7의 실험은 증발기(1)의 전열 및 후열 튜브(200) 열수가 각각 30열일 경우, 제1패스(P1) : 제2패스(P2) : 제3패스(P3) : 제4패스(P4) : 제5패스(P5) : 제6패스(P6) = 10 : 10 : 10 : 10 : 10 :10일 경우의 성능을 100%로 가정했을 때의 성능을 나타낸 것으로, 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)와, 제1패스(P1) 및 제2패스(P2)의 튜브(200)가 각각 8개로 동일한 경우 효과가 102%인 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 증발기(1)는 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 13~31%이되, 상기 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)의 후열 튜브(200) 개수가 동일하게 구성되는 경우, 기존 대비 냉각 성능 향상 효과가 가장 좋다.
다만, 본 발명은 온도 분포 차이가 나는 제6패스(P6)의 튜브(200)수를 기존보다 줄여 냉매 배분 개선 효과를 증대시키고, 과열부인 제6패스(P6)의 냉매측 압력 강하를 증대시키기 위해 이때의 상기 제4패스(P4)는 4후열 튜브(200) 개수의 1/3이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 증발기(1)에서 각 패스들의 튜브(200) 개수에 대한 실제 적용 예를 살펴보면, 제1패스(P1)=제6패스(P6), 제2패스(P2)=제5패스(P5), 제3패스(P3)=제4패스(P4)이므로, 전열 및 후열의 튜브(200) 개수가 각각 30열일 때, 제1패스(P1)는 8개, 제2패스(P2)는 8개, 제3패스(P3)는 14개로 구성하여 제1패스(P1)의 개수가 전체 튜브(200) 개수의 13~31% 이하이되, 제2패스(P2)와 그 개수가 동일하고, 제3패스(P3)가 1/3 이상이 되도록 할 수도 있다.
또 다른 예로, 본 발명의 증발기(1)는 제1패스(P1)가 9, 제2패스(P2)가 9, 제3패스(P3)가 12일 수도 있으며, 앞서 말한 조건 하에서 얼마든지 변형 실시가 가능하다.
또, 본 발명의 증발기(1)는 온도 분포가 우수하고 기존 성능 대비 향상된 조건을 찾기 위해 실험한 결과, 6패스에 적당한 패스 및 튜브(200)의 수력직경을 설정하였다.
상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며, 상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것이 바람직하다.
여기서 상기 튜브(200)의 수력직경은, 도 10의 튜브(200)에서 격벽(210)에 의해 나뉜 유로 하나에 대해, 수력직경(Dh) = 4ㅧ유로면적 / 접수길이 인데, 유로면적은 튜브(200)의 유로 단면적을 의미하며, 접수길이는 유로의 둘레 길이를 의미한다.
도 12를 보면, 본 발명의 증발기(1)는 기존 성능 대시 우세한 제6패스(P6)의 범위는 후열 튜브(200) 개수 또는 전면면적 대비 13~31% 범위이고, 수력 직경 범위는 성능 상승효과가 큰 Dh=0.5~3.0mm 수준이 적합하다.
또한, 도 13에서도 알 수 있듯이, 온도분포 타깃인 5℃ 이하를 만족하는 패스 비율 역시, 기존 성능 대비 우수한 제6패스(P6)의 범위는 후열 튜브(200) 개수 또는 전면면적 대비 13~31% 범위이고, 수력 직경은 작을수록 우세한 경향이므로, 튜브(200) 홀 양산성을 고려하여, 상술한 바와 같이 Dh=0.5~3.0mm 수준인 것이 바람직하다.
결과적으로, 본 발명의 증발기(1)는 압력강하를 위해 출구파이프(600)에 인접한 상기 제6패스(P6)에 해당되는 후열 튜브(200) 개수를 기존보다 감소시키되, 도 12 및 도 13의 실험결과를 바탕으로 제1패스(P1)의 튜브(200)가 전열 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루며, 제6패스(P6)의 튜브(200)가 후열 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 한다.
이에　따라, 본 발명의 증발기(1)는 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 증발기
110 : 상부탱크 120 : 하부탱크
130 : 구획부 140 : 연통부
200 : 튜브 210 : 격벽
300 : 핀
411 : 제1-1배플 412 : 제1-2배플
421 : 제2-1배플 422 : 제2-2배플
500 : 입구파이프
600 : 출구파이프
P1~P6 : 제1 내지 제6패스

Claims (5)

  1. 구획부(130)에 의해 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크(110) 및 하부탱크(120); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 핀(300); 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되는 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412); 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되는 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422); 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500); 및 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 후열에 형성되는 출구파이프(600); 를 포함하여 형성되며, 열교환매체의 흐름이 6개의 패스를 이루는 증발기(1)에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    후열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체가 상기 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)와,
    상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 열교환매체가 후열의 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 다음 상기 제6패스(P6)를 거치게 되는 제5패스(P5)의 후열 튜브(200) 개수가 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 제6패스(P6)의 튜브가 후열 전체 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 증발기는
    상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고,
    상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 제2패스(P2)를 지난 열교환매체가 상기 전열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제3패스(P3)가 전열 튜브(200) 개수의 1/3 이상이며,
    상기 제3패스(P3)를 지난 열교환매체가 상기 하부탱크(120)의 격벽(210) 상 형성된 연통홀을 통해 상기 후열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제4패스(P4)가 후열 튜브(200) 개수의 1/3이상인 특징으로 하는 증발기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며,
    상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것을 특징으로 하는 증발기.
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