KR20160134131A

KR20160134131A - 턴핀 열교환기

Info

Publication number: KR20160134131A
Application number: KR1020150067624A
Authority: KR
Inventors: 김전겸
Original assignee: 주식회사 하나
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2016-11-23

Abstract

본 발명은 턴핀 열교환기에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 열전달 효율, 생산성 및 내구성을 향상시킨 턴핀 열교환기를 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 턴핀 열교환기는 냉매 튜브와; 상기 냉매 튜브의 외표면에 소정의 접촉폭으로 면접촉하여 나선상으로 권취되는 띠 형상의 접촉베이스부와, 상기 접촉베이스부의 일측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장된 제1방열핀부와, 상기 접촉베이스부의 타측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장되어 상기 제1방열핀부에 대향하는 제2방열핀부를 갖는 턴핀 스트립을 포함한다.

Description

턴핀 열교환기{HEAT EXCHANGER USING TURN-FIN}

본 발명은 턴핀 열교환기에 관한 것이다.

냉장고나 에어컨 등에 널리 사용되는 소위 ‘턴핀 열교환기’는 냉매튜브의 둘레에 전열효율을 높이기 위한 턴핀이 나선상으로 감긴 형태로 만들어진다. 이러한 턴핀 열교환기의 예는 대한민국 등록특허공보 제10-1223430호(엘핀형 열교환기) 및 제10-1173842호(발명의 명칭: 엘형 턴핀 튜브 및 이를 이용한 턴핀형 열교환기) 등에 개시되어 있다.

종래의 턴핀 열교환기에서는 냉매튜브에 감긴 턴핀이 대체로 I형 또는 L형 단면 형상을 갖는다. 이러한 턴핀은 판재의 절단에 의해 스트립 형상으로 제공되므로 그 연부는 매우 날카롭다. 그래서 턴핀의 절단 연부가 냉매튜브에 접촉하면 권취과정에서 혹은 가동 중에 진동 등의 영향으로 냉매튜브를 손상시킬 수 있어, 불량률 상승과 내구성 저하의 원인이 되기도 한다. 게다가 냉매관의 손상 우려 때문에 턴핀을 냉매관에 충분히 강하게 가압밀착할 수 없으므로, 냉매튜브와 턴핀 간의 열전달 효율이 낮다. 또한 턴핀을 1회 감을 때 한 피치의 턴핀만이 형성되므로 생산효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 열전달 효율, 생산성 및 내구성을 향상시킨 턴핀 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 턴핀 열교환기는 냉매 튜브와; 상기 냉매 튜브의 외표면에 소정의 접촉폭으로 면접촉하여 나선상으로 권취되는 띠 형상의 접촉베이스부와, 상기 접촉베이스부의 일측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장된 제1방열핀부와, 상기 접촉베이스부의 타측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장되어 상기 제1방열핀부에 대향하는 제2방열핀부를 갖는 턴핀 스트립을 포함한다.

여기서, 상기 접촉베이스부는 상기 냉매튜브의 길이방향을 따라 상기 접촉폭 이상의 권취간격을 두고 권취되는 것이 대류에 의한 열확산에 유리하고 작업효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 제1방열핀부는 상기 반경방향 외측으로의 길이가 상기 제2방열핀부보다 더 긴 것이 대류에 의한 열확산에 보다 유리하다.

또한, 상기 냉매튜브는 상기 접촉베이스부와 면접촉하는 부분에서 상기 접촉베이스부를 적어도 일부분 수용할 수 있도록 함몰 형성된 수용그루브를 갖는 것이 상기 턴핀스트립을 상기 냉매튜브에 안정적으로 안착시킬 수 있고, 또 상기 턴핀스트립과 상기 냉매 튜브 간의 접촉을 보다 뚜렷이 할 수 있어 상기 냉매튜브로부터 상기 턴핀스트립으로의 전도에 의한 열전달이 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 턴핀 열교환기는 열전달 효율, 생산성 및 내구성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 턴핀 열교환기를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 턴핀 열교환기의 단면도이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴핀 열교환기를 나타낸 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 턴핀 열교환기를 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 턴핀 열교환기는 관상의 냉매튜브(20)와, 냉매튜브(20)의 외표면에 나선상으로 권취되는 턴핀 스트립(10)을 포함한다. 냉매튜브(20)와 턴핀 스트립(10)은 열전도성이 우수한 알루미늄이나 동관 등과 같은 재질의 금속으로 이루어진다.

냉매 튜브(20)에는 턴핀 스트립(10)이 권취되기 전에 미리 접촉베이스부(11)를 적어도 일부분 수용할 수 있는 수용그루브(21)가 형성된다. 이 수용그루브(21)는 권취될 턴핀 스트립(10)의 접촉베이스부(11)의 접촉폭 및 권취간격에 맞추어 형성된다. 여기서, 나선 상의 수용그루브(21)의 피치 간격은 접촉베이스부(11)의 접촉폭 이상인 것이 바람직하다.

한편, 냉매 튜브(20)는 수용그루브(21)를 미리 갖지 않고, 턴핀 스트립(10)을 비교적 강하게 가압하면서 권취할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 턴핀 열교환기의 단면도이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 턴핀 스트립(10)은 냉매 튜브(20)의 외주면에 밀착 권취된다. 여기서, 턴핀 스트립(10)은 U자 형상으로써, 냉매튜브(20)의 외표면에 소정의 접촉폭으로 면접촉하는 띠 형상의 접촉베이스부(11)와 접촉베이스부(11)의 일 측연으로부터 절곡 연장되는 제1방열핀부(13) 및 타 측연으로부터 절곡 연장되는 제2방열핀부(15)를 갖는다.

제1방열핀부(13)와 제2방열핀부(15)는 냉매튜브(20)의 반경방향 외측으로 절곡 연장되며, 상호 대향한다. 이러한 턴핀 스트립(10)은 판상의 평판 스트립을 절곡 가공하여 마련한다. 턴핀 스트립(10)은 양 측연에서 절곡되는 부분이 완만하게 형성된다. 그래서 접촉베이스부(11)는 냉매튜브(20)에 대한 응력 집중을 완화할 수 있다.

접촉베이스부(11)는 냉매튜브(20)의 길이방향을 따라 접촉베이스부(11)의 접촉폭 이상의 권취 간격을 두고 권취되는 것이 대류에 의한 열확산에 유리하다.

이러한 구조에 의해, 본 발명에 따른 U자형 턴핀 스트립(10)은 종래의 I형 턴핀 또는 L형 턴핀에 비해 냉매 튜브(20)에 비교적 강하게 가압하면서 권취할 수 있어 턴핀 스트립(10)과 냉매 튜브(20) 간 고정이 유리하다. 즉, 종래의 I형 또는 L형 턴핀은 냉매 튜브에 접촉되는 접촉베이스부의 단부가 날카롭고, 자유단부로 개방되어 있어 권취롤러로 강하게 가압 권취할 경우 냉매 튜브에 크랙을 발생시키거나 롤러로부터 이탈될 우려가 있었다.

그러나 본 발명에 따른 U형 턴핀(10)은 접촉베이스부(11)의 양 측연으로부터 같은 방향으로 절곡 연장된 제1방열핀부(13)와 제2방열핀부(15)가 형성되어 있으므로 제1방열핀부(13)와 제2방열핀부(15) 사이에 가압부재를 개재하고 접촉베이스부(11)가 냉매튜브(20)에 접촉된 상태에서 턴핀 스트립(10)을 빠르고 강하게 권취하더라도 턴핀 스트립(10)이 이탈되거나 냉매 튜브에 크랙을 발생시킬 염려가 없어 턴핀 스트립(10)을 냉매 튜브(20)에 밀착 권취할 수 있다. 이에 따라, 소구경 냉매 튜브(20)에도 우수한 밀착성을 확보할 수 있다.

또한, 냉매 튜브(20)의 외표면에 대한 크랙의 발생 가능성을 현저히 절감할 수 있다. 즉, 접촉베이스부(11)의 양 측연은 제1방열핀부(13)와 제2방열핀부(15)의 형성을 위해 절곡되므로 날카롭지 않고 완만하다. 그렇기 때문에, 냉매 튜브(20)는 진동에 의한 접촉베이스부(11)의 지속적인 마찰에도 불구하고 비교적 크랙의 발생 가능성을 현저히 감소시킬 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 턴핀 스트립(10)은 종래의 'I'자형 또는 ‘L자형 턴핀에 비해 1회 권취당 두 배의 방열핀부가 형성되는 효과를 발휘한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴핀 열교환기를 나타낸 단면도이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 턴핀 스트립(10a)은 제1방열핀부(13a)의 반경방향 연장길이가 제2방열핀부(15a)의 연장길이보다 길게 마련된다. 제1방열핀부(13a)의 연장길이가 제2방열핀부(15a)의 연장길이보다 길 경우, 냉매튜브(20)의 길이방향을 따라 인접한 제1방열핀부(13a) 간 사이 간격이 멀어지므로 대류에 의한 열확산에 유리하다.

10, 10a: 턴핀 스트립 11, 11a: 접촉베이스부
13, 13a: 주 방열핀부 15, 15a:보조 방열핀부
20: 냉매 튜브 21: 수용그루브

Claims

턴핀 열교환기에 있어서,
냉매 튜브와;
상기 냉매 튜브의 외표면에 소정의 접촉폭으로 면접촉하여 나선상으로 권취되는 띠 형상의 접촉베이스부와, 상기 접촉베이스부의 일측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장된 제1방열핀부와, 상기 접촉베이스부의 타측연으로부터 반경방향 외측으로 절곡연장되어 상기 제1방열핀부에 대향하는 제2방열핀부를 갖는 턴핀 스트립을 포함하는 것을 특징으로 하는 턴핀 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 접촉베이스부는 상기 냉매튜브의 길이방향을 따라 상기 접촉폭 이상의 권취간격을 두고 권취되는 것을 특징으로 하는 턴핀 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 제1방열핀부는 상기 반경방향 외측으로의 길이가 상기 제2방열핀부보다 더 긴 것을 특징으로 하는 턴핀 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 냉매튜브는 상기 접촉베이스부와 면접촉하는 부분에서 상기 접촉베이스부를 적어도 일부분 수용할 수 있도록 함몰 형성된 수용그루브를 갖는 것을 특징으로 하는 턴핀 튜브.