KR20150126386A - 멀티 포트 압출 성형체 (mpe) 구성 - Google Patents

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Abstract

냉각 또는 히트펌프 시스템, 특히 그러한 시스템에 있는 컨덴서 또는 증발기와 같은 솔루션에서 열교환 또는 열회수용 교환기(1)에 사용되는 개선된 구성의 멀티 포트 압출 성형체(MPE; Multi Port Extrusion)가 제공된다. MPE 멀티 포트 압출 성형체(7)는 "개개의" 튜브 또는 미소 채널(8)이 보다 얇은 플랜지 또는 웹(9)에 의해 상호 연결된 웹형 압출 성형체(Web-MPE)이다.

Description

멀티 포트 압출 성형체 (MPE) 구성{MULTI PORT EXTRUSION (MPE) DESIGN}
본 발명은, 냉각 또는 히트펌프 시스템과 같은 솔루션에서, 특히 그러한 시스템에 있는 컨덴서나 증발기에서 열교환 또는 열회수용 교환기에 사용되는 소위 MPE(Multi Port Extrusion)라고 하는 멀티 포트 압출 성형체의 신규한 구성에 관한 것이다.
알루미늄으로 이루어진 멀티 포트 압출 성형 프로파일에 기초한 미소 채널 타입 열교환기가 알려져 있으며, 이 경우에 역시 알루미늄으로 이루어진 핀이 압축 성형된 튜브들 또는 채널들 사이에 마련된다.
그러한 타입의 열교환기는, 예컨대 일본 특허 출원 공개 공보 제3-13794호로부터 알려져 있다.
이러한 기지의 열교환기에 있어서의 한계는 열교환기의 외면에 응결된 물의 불량한 배수이다. 다른 한계는 열교환기의 냉매측과 공기측 간의 비교적 고정된 표면 밸런스(최적화 가능성의 결여)이다. 보다 높은 압력의 냉매를 사용하는 추세로 인해, 열교환기의 냉매측에 있는 압출 성형 프로파일에서의 보다 적은 개수의 포트에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 이러한 필요성은 기지의 열교환기에 대해서 상기한 "표면 밸런스"를 얻고자 하는 것을 뜻한다.
본 발명에 따르면,
- MPE 제조 기술의 이점을 활용하고,
- 열교환기의 냉매측과 공기측 간의 보다 양호한 표면 밸런스(최적화)를 허용하며,
- MPE 타입 열교환기로부터의 응결된 물의 배수를 향상시키는 개선된 MPE 구성이 제공된다.
본 발명은 첨부된 독립 청구항 1에 규정된 피쳐(feature)를 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 2 내지 5에 더욱 규정되어 있다.
아래에서는 예로써 그리고 첨부도면을 참고로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도 1은 사행식 핀 조립체를 지닌 통상적으로 알려진 MPE 기반 열교환기의 부분 사시도이다.
도 2는 표준 타입의 기지의 MPE 및 본 발명에 따른 MPE 구성의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수정된 웹-MPE의 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 사생식 핀 조립체를 지닌 웹-MPE 기반 열교환기의 일부의 조립에 관한 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웹-MPE 구성의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 사행식 핀에 구멍이 마련된 열교환기에서의 본 발명의 대안의 어플리케이션을 보여주는 도면이다.
도 7은, 튜브를 모으고, 절곡하거나 트위스팅하는 본 발명의 대안의 어플리케이션을 보여주는 도면이다.
앞서 언급한 바와 같이, 도 1은 예로서 그리고 사행식(蛇行式) 핀 조립체(1)를 지닌, 통상적으로 알려진 MPE 기반 열교환기의 부분 사시도로 도시한 것이다. 도면으로부터 확인할 수 있다시피, 열교환기의 사행식 핀(2)은 이 경우에는 멀티 튜브 압출 성형체(3, 4)들 사이에 종방향 기립식으로 마련되고, 브레이징(6)에 의해 핀의 크레스트 또는 절곡부(5)에서 압출 성형체에 부착된다. 이러한 타입의 열교환기는 통상적으로 다수의 상기한 압출 성형체로 구성되며, 핀(2)과 압출 성형체(3, 4)(상하로 배치)의 "층"은 열교환기의 크기 및 열교환 용량에 좌우된다.
도 2는, (비교를 위한) 상부 프로파일이 도 1에 도시한 타입의 표준 타입 MPE(3, 4)인 반면, 하부 프로파일(7)이 본 발명에 따른 신규한 MPE 구성인 2개의 압출 성형 프로파일의 일부를 보여준다. 이러한 신규한 구성도 또한 멀티 포트 타입이기는 하지만, "개개의" 튜브 또는 미소 채널(8)이 보다 얇은 플랜지나 웹(9)에 의해 상호 연결된 웹형 압출 성형체 - 아래에서는 웹-MPE 구성 또는 타입이라고 함 - 이다.
도 3은 본 발명에 따른 웹-MPE 구성(10)의 예와 그러한 구성의 유연성을 보여준다. 도면으로부터 확인할 수 있다시피, 플랜지 또는 웹(11)의 일부가 제거되어 특정 웹 패턴을 형성한다. 재료는, 예컨대 롤러 펀칭에 의해 제거될 수 있다. 이러한 신규한 구성은 여러 장점을 제공한다:
·웹에 있는 개구는 핀과 튜브형 열 교환기에 튜브와 동일한 웹-MPE 배수 성능 특징을 부여한다.
· 웹은 냉매의 표면과 공기측 간의 비의 유연한 구성에 대한 가능성을 부여한다.
·웹-MPE는 또한 프로파일(아래에서 더 설명함)의 성형성(절곡 및 트위스팅)에 관하여 추가의 유연성을 제공한다.
도 4는 사행식 핀(13)을 지니고 매니폴드(15)를 포함하는 웹-MPE(12) 기판 열교한기의 일부의 조립의 확대도를 보여준다. 이러한 타입의 열교환기에는 통상적으로 유입 매니폴드와 유출 매니폴드의 2개의 매니폴드(15)가 마련되며, 이에 따라 이것은 단지 하나의 매니폴드(15)만을 도시하는 예이다. 도 4는 또한 웹-MPE 미소 포트 또는 튜브(14)에서의 냉매 흐름 방향과, 열교환기 외측부에서 웹-MPE(12)의 횡방향으로 사행식 핀(13)을 따라 흐르는 공기 흐름 방향 각각을 화살표로 보여준다.
도 5는 또한, 웹-MPE 압출 성형체의 튜브 또는 포트(16)에 플랜지 또는 웹(17)이 마련되는 본 발명에 따른 웹-MPE의 실시예를 보여준다. 이러한 웹-MPE는 양호한 압출 및 브레이징 특징을 지닌 단면 구성을 갖는다.
도 6은, 사행식 핀(18)이 통상적으로 배치되고, 사행식 핀의 크레스트에 구멍(18)이 마련되어 개선된 배수성을 달성하는, 열교환기에서의 본 발명의 대안의 어플리케이션을 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 웹-MPE의 상이한 구성을 예시한다. MPE 압출 성형체(10)의 튜브(20)들 사이의 웹 재료가 일부 길이(21)에 걸쳐 제거된 다음, 튜브들이 도면에 도시한 바와 같이 모아진다. 이러한 수정은 또한, 튜브(a,b,c)가 상이한 냉각 어플리케이션에 맞춰지도록, 예컨대 180°로 트위스팅되거나 절곡될 수 있는 것을 보여주는 아래의 도면의 예에서 예시된 상이한 어플리케이션을 위해 튜브를 트위스팅하거나 절곡하는 것을 가능하게 한다.
보다 높은 압력의 냉매에 있어서, 냉매와 접촉하는 표면과 공기와 접촉하는 표면의 비가 훨씬 더 불균형으로 된다.
본 발명에 따른 웹-MPE에 있어서, 히트펌프 또는 냉각 시스템의 공기측과 냉매측 사이 등과 같은 열교환기에서의 열교환을 제어하고 균형 맞추는 것이 가능하다. 이것은, 웹-MPE의 포트들 또는 튜브들 사이의 거리 또는 공간을 제어하는 것에 의해 및/또는 더 많거나 더 적은 웹 재료를 제거하는 것에 의해 행해진다.
본 발명에 따른 웹-MPE에 있어서, 웹에 있는 개구로 인해 열교환기의 공기측에 응결된 물의 개선된 배수도 또한 얻어진다.
청구범위에 규정된 본 발명은 전술하고 도면에 도시한 예로 제한되지 않는다. 따라서, 열교환기가 냉각 시스템의 컨덴서 또는 증발기 등뿐만 아니라, 공기 또는 다른 유체의 의해 열이 교환 또는 회수되는 임의의 시스템에서도 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 냉각 또는 히트펌프 시스템, 특히 그러한 시스템에 있는 컨덴서 또는 증발기와 같은 솔루션에서 열교환 또는 열회수용 교환기(1)에 사용되는 개선된 구성의 멀티 포트 압출 성형체(MPE; Multi Port Extrusion)에 있어서,
    MPE 멀티 포트 압출 성형체(7)는 "개개의" 튜브 또는 미소 채널(8)이 보다 얇은 플랜지 또는 웹(9)으로 상호 연결된 웹형 압출 성형체(Web-MPE)인 것을 특징으로 하는 MPE 압출 성형체.
  2. 제1항에 있어서, 배수 및/또는 열교환(최적화)을 향상시키는 특정 또는 소망하는 웹 패턴을 갖도록, 웹-MPE의 플랜지 또는 웹(11)의 재료의 일부가 제거되어 개구 또는 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 MPE 압출 성형체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압출 성형 후에, 롤러 펀칭 등에 의해 재료가 제거되는 것을 특징으로 하는 MPE 압출 성형체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 웹-MPE 압출 성형체의 튜브 또는 포트(16)에, 양호한 압출 성형, 브레이징 및 접합 특징을 지닌 웹-MPE 단면 구성을 제공하는 플랜지 또는 웹(17)이 마련되는 것을 특징으로 하는 MPE 압출 성형체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 어플리케이션에 맞춰지도록, MPE 압출 성형체(10)의 튜브(20)들 사이의 웹 재료가 일부 길이(21)에 걸쳐 제거된 다음, 튜브가 모아진 후에, 튜브를 예컨대 180°로 트위스팅하거나 절곡시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 MPE 압출 성형체.
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