KR20220101401A - Fin tube heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 핀튜브 열교환기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 열교환효율이 증대되고 공기에 대한 압력 손실이 적은 핀 형상을 가진 핀튜브 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a fin tube heat exchanger, and more particularly, to a fin tube heat exchanger having a fin shape with increased heat exchange efficiency and less pressure loss to air.
일반적으로 열교환기는, 압축기, 응축기, 팽창기구 및 증발기로 이루어지는 냉동 사이클 장치에서 응축기나 증발기로 사용될 수 있다. 열교환기는 차량이나 냉장고 또는 공기조화기 등에 설치될 수 있으며, 냉매를 공기와 열교환 시킬 수 있다.In general, a heat exchanger may be used as a condenser or an evaporator in a refrigeration cycle device comprising a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator. The heat exchanger may be installed in a vehicle, a refrigerator, or an air conditioner, and may exchange refrigerant with air.
열교환기는 핀튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등으로 구분될 수 있다. 열교환기는 냉매가 통과하는 튜브와, 튜브에 연결되어 튜브로 냉매를 분배하는 헤더를 포함할 수 있다. The heat exchanger may be classified into a fin tube type heat exchanger, a micro channel type heat exchanger, and the like. The heat exchanger may include a tube through which the refrigerant passes, and a header connected to the tube to distribute the refrigerant to the tube.
핀튜브형 열교환기의 경우, 열교환용 핀과 냉매가 통과하는 튜브가 결합될 있다. 그리고, 상기 핀과 튜브의 사이에 공기가 통과하는 유동공간이 구비될 수 있다. 공기는 핀과 튜브 사이를 통과하면서, 튜브를 유동하는 냉매와 열교환할 수 있다. In the case of a fin tube type heat exchanger, a fin for heat exchange and a tube through which the refrigerant passes may be combined. A flow space through which air passes may be provided between the fin and the tube. As the air passes between the fins and the tubes, it can exchange heat with the refrigerant flowing through the tubes.
한편, 종래기술인 대한민국 등록특허공보 제 10-0543599호는, 공기의 유동방향에 대하여 경사지도록 복수회 벤딩되는 핀에 대하여 개시하고 있다. 상기 핀은, 코러게이트 핀(corrugate fin)이라 지칭할 수 있다.Meanwhile, Korean Patent No. 10-0543599, which is a prior art, discloses a pin that is bent a plurality of times to be inclined with respect to the flow direction of air. The fin may be referred to as a corrugate fin.
그러나, 상기 핀과 유사한 형상을 가진 핀의 경우, 일반적인 수치범위 내에서는 열교환효율이 상대적으로 낮음과 동시에, 공기에 대한 압력손실이 상대적으로 큰 문제가 있었다(도 10 참조). 혹은, 열교환효율이 크지만, 공기에 대한 압력손실이 매우 크거나, 반대로, 공기에 대한 압력손실이 작지만, 열교환효율도 매우 작은 경우가 있다. 실제로, 열교환효율과 공기에 대한 압력 손실은 서로 상반관계에 있기 때문에, 이 둘을 동시에 개선하는 것은 매우 어려운 문제이다. 이에 대하여는, 부가적으로 도 10을 참조하여 후술한다.However, in the case of a fin having a shape similar to the fin, heat exchange efficiency is relatively low within a general numerical range, and there is a problem in that the pressure loss to the air is relatively large (see FIG. 10 ). Alternatively, although the heat exchange efficiency is large, the pressure loss to air is very large, or, conversely, there is a case where the pressure loss to the air is small but the heat exchange efficiency is also very small. In fact, since the heat exchange efficiency and the pressure loss to the air are mutually inversely related, it is very difficult to improve both at the same time. This will be additionally described later with reference to FIG. 10 .
한편, 핀튜브 열교환기는, 공기의 유동방향을 따라 튜브가 복수의 열로 구비될 수 있다. 핀튜브 열교환기를 통과하는 공기는, 전열 측으로 유입되어, 상기 후열 측으로 배출될 수 있다. 이와 관련된 종래기술 중 하나인, 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0047027호는, 전열 열교환부 측으로 공기가 유입되어 후열 열교환부 측을 통과하는 열교환기를 개시한다. On the other hand, in the fin tube heat exchanger, the tube may be provided in a plurality of rows along the flow direction of the air. Air passing through the fin tube heat exchanger may be introduced to the front heat side and discharged to the rear heat side. Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0047027, which is one of related prior art, discloses a heat exchanger in which air flows into a front heat exchange unit and passes through a post heat heat exchange unit.
종래기술의 경우, 공기가 전열 측으로부터 후열 측을 항해 유동하면서 냉매와 열교환될 때, 공기와 냉매 사이의 열교환량은, 전열 측에서 최대이며, 후열 측으로 공기가 가까워질수록, 열교환량이 점차 줄어든다(도 13 및 도 14 참조). 즉, 종래에는, 튜브 열의 증가에 따른 열교환량의 증가량이 현저하게 감소하였다.In the case of the prior art, when air is heat-exchanged with the refrigerant while sailing from the front heat side to the rear heat side, the amount of heat exchange between the air and the refrigerant is maximum at the front heat side, and as the air gets closer to the back heat side, the heat exchange amount gradually decreases ( 13 and 14). That is, in the prior art, the increase in the amount of heat exchange according to the increase in the heat of the tube was significantly reduced.
그럼에도 불구하고, 전열 측과 후열 측의 핀튜브의 형상을 동일하게 설계하여, 후열 측에서의 열교환 효율은 낮고 공기 압력손실은 높은 문제가 있었다.Nevertheless, by designing the same shape of the fin tube on the front side and the back side, there was a problem in that the heat exchange efficiency at the back heat side was low and the air pressure loss was high.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to solve the above problems.
본 발명의 또 다른 과제는, 낮은 공기 압력 손실을 가지면서 최적의 열교환 효율을 가지는 핀 형상을 구비하는 핀튜브 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fin tube heat exchanger having a fin shape having an optimal heat exchange efficiency while having a low air pressure loss.
본 발명의 또 다른 과제는, 일측과 타측에서 열교환량이 다른 핀튜브 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fin tube heat exchanger having a different amount of heat exchange at one side and the other side.
본 발명의 또 다른 과제는, 일측과 타측에서 공기 얍력 손실이 다른 핀튜브 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fin tube heat exchanger having different air pressure loss from one side and the other side.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 핀튜브 열교환기는, 일방향으로 이격배열되는 복수의 핀; 및 길게 연장되어 상기 복수의 핀을 관통하고, 내부에 열 교환 매체가 유동하는 복수의 튜브를 포함하고, 상기 핀은, 상기 튜브가 삽입되는 복수의 핀칼라; 상기 핀칼라의 외주면으로부터 반경 외측방향으로 평평하게 연장된 평탄부; 상기 평탄부로부터 외측으로 경사지게 연장된 내측경사부; 및 상기 내측경사부의 외측에 배치되어 상기 내측경사부와 연결되고, 공기의 유동방향에 대하여 경사지도록 복수회 벤딩되어, 복수의 골과 마루를 형성하는 외측경사부를 포함하고, 상기 골은, 상기 골이 연장된 방향에서, 상기 튜브와 중첩되는 내측골; 및 상기 골이 연장된 방향에서, 상기 튜브의 외측에 배치되는 외측골을 포함하고, 상기 마루는, 상기 마루가 연장된 방향에서, 상기 내측골과 외측골의 사이에 배치되고, 상기 공기의 유동방향에서, 상기 내측골과 상기 마루 사이의 거리는 P1이고, 상기 외측골과 상기 마루 사이의 거리는 P2이고, 상기 평탄부의 외경은 D2이고, 상기 튜브의 길이방향에서, 상기 평탄부와 상기 마루 사이의 거리는 H1이고, 상기 내측골과 상기 마루 사이의 거리는 H2이고, 상기 튜브의 길이방향에서, 상기 복수의 핀 중 어느 한 핀의 평탄부로부터 상기 어느 한 핀에 인접한 다른 핀의 평탄부까지의 거리는 L이고, 상기 핀의 두께는 t라고 정의할 때, 상기 핀은, (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24 의 관계를 만족할 수 있다.In order to achieve the above object, a fin tube heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a plurality of fins spaced apart in one direction; and a plurality of tubes extending long and penetrating the plurality of fins and having a heat exchange medium flowing therein, wherein the fins include: a plurality of fin collars into which the tubes are inserted; a flat portion extending in a radially outward direction from the outer peripheral surface of the pin collar; an inner inclined portion extending obliquely outwardly from the flat portion; and an outer slope disposed on the outside of the inner slope, connected to the inner slope, and bent a plurality of times to be inclined with respect to the flow direction of air to form a plurality of valleys and ridges, wherein the valleys are the valleys In this extended direction, the inner bone overlapping the tube; and a lateral bone disposed on the outside of the tube in the direction in which the bone extends, wherein the crest is disposed between the medial bone and the lateral bone in the direction in which the crest is extended, and the flow of the air In the direction, the distance between the medial bone and the crest is P1, the distance between the lateral bone and the crest is P2, the outer diameter of the flat part is D2, and in the longitudinal direction of the tube, the distance between the flat part and the crest is P2 The distance is H1, the distance between the medial bone and the crest is H2, and in the longitudinal direction of the tube, the distance from the flat part of one of the plurality of fins to the flat part of the other fin adjacent to the one fin is L And, when the thickness of the fin is defined as t, the fin may satisfy the relation of (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24.
이에 따라, 높은 열교환효율과 적은 공기 유동 손실을 가진 핀튜브 열교환기를 구현할 수 있다.Accordingly, it is possible to implement a fin tube heat exchanger having high heat exchange efficiency and low air flow loss.
상기 H1은, 상기 H2보다 클 수 있다.The H1 may be greater than the H2.
상기 핀은, (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24, (H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30 의 관계를 만족할 수 있다.The pin may satisfy the relation of (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24, (H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30 .
상기 핀은, H2 < H1 < 2(H2)를 만족할 수 있다.The pin may satisfy H2 < H1 < 2 (H2).
상기 핀은, (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30 의 관계를 만족할 수 있다.The pin may satisfy the relation of (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30.
상기 핀은, 2(H2) < H1 의 관계를 만족할 수 있다.The pin may satisfy a relationship of 2(H2) < H1.
상기 마루와 외측골을 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 1, 상기 내측경사면이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 2라고 정의하면, 상기 theta 1은, 상기 theta 2 보다 작을 수 있다.If the angle formed by the outer inclined surface portion connecting the crest and the lateral bone with respect to the flow direction of air is defined as
상기 마루와 외측골을 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 1, 상기 내측골과 마루를 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 3라 정의하면, 상기 theta 3는, 상기 theta 1보다 작을 수 있다.The angle formed by the lateral slope connecting the crest and the lateral bone with respect to the flow direction of air is called
상기 복수의 핀의 일측은, (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24, (H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30 의 관계를 만족하고, 상기 복수의 핀의 타측은, (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30 의 관계를 만족할 수 있다.One side of the plurality of pins has a relationship of (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24, (H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30 , and the other side of the plurality of pins may satisfy a relationship of (H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 핀튜브 열교환기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the fin tube heat exchanger of the present invention, there are one or more of the following effects.
첫째, 열교환효율과 공기압손이 동시에 개선되는 핀 형상을 가지는 핀튜브열교환기를 제공할 수 있다.First, it is possible to provide a fin tube heat exchanger having a fin shape in which heat exchange efficiency and air pressure loss are improved at the same time.
둘째, 타측에서보다 열교환 효율이 높은 일측에서, 열교환량이 보다 크도록 설계된 핀튜브 열교환기를 제공할 수 있다. Second, it is possible to provide a fin tube heat exchanger designed to have a higher heat exchange amount on one side having higher heat exchange efficiency than the other side.
셋째, 일측에서보다 열교환 효율이 낮은 타측에서, 열교환량은 보다 낮되, 공기의 유동 손실이 저감되도록 설계된 핀튜브 열교환기를 제공할 수 있다.Third, on the other side, the heat exchange efficiency is lower than on the one side, the amount of heat exchange is lower, it is possible to provide a fin tube heat exchanger designed to reduce the flow loss of air.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀튜브 열교환기의 사시도.
도 2는 핀(10)을 y축 방향에서 바라본 평면도.
도 3은 단위 핀(10U)의 사시도.
도 4는 단위 핀(10U)을 z축 방향에서 바라본 평면도.
도 5는 복수로 배열된 핀(10)의 사시도.
도 6(a)는 도 5의 I-I'를 따라 절개한 복수의 핀(10)과 튜브(20)를 z축 방향에서 바라본 단면도. 도 6(b)는 도 5의 복수의 핀(10)과 튜브(20)를 z축 방향에서 바라본 평면도.
도 7(a)는 도 6(a)의 일 실시예에 따른 핀(10)인 제1 핀(10a)에 대한 단면도. 도 7(b)는 도 6(b)의 일 실시예에 따른 핀(10)인 제2 핀(10b)에 대한 평면도.
도 8(a)는 도 6(a)의 또 다른 실시예에 따른 핀(10)인 제2 핀(10b)에 대한 단면도. 도 8(b)는 도 6(b)의 또 다른 실시예에 따른 핀(10)인 제2 핀(10b)에 대한 평면도.
도 9는 본 발명의 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 일 실시예에 따른 수치에 대하여 나타낸 표.
도 10은 본 발명의 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 일 실시예에 따른 수치와, 비교 대상인 제3 핀(10c)의 일례에 대한 수치를 나타낸 표.
도 11은 도 10의 수치에 따른 제1 핀(10a), 제2 핀(10b) 및 제3 핀(10c)에 대한 공기의 유동 해석을 나타낸 것.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀튜브 열교환기에 대한 사시도.
도 13은 종래의 핀튜브 열교환기의 핀을 y축에서 바라본 평면도.
도 14는 종래의 핀튜브 열교환기의 핀이 열수가 많아짐에 따른 열교환량을 나타낸 그래프.
도 15는 도 12의 제1 실시예에 따른 핀(10)을 y축에서 바라본 평면도. 구체적으로, 상기 핀(10)은, 일측에 제1 핀(10a)이 적용되고, 타측에 제2 핀(10b)이 적용됨.
도 16은 도 15의 핀(10)을 z축에서 바라본 평면도.
도 17은 도 12의 제2 실시예에 따른 핀(10)을 y축에서 바라본 평면도.
도 18은 도 17의 핀(10)을 z축에서 바라본 평면도.1 is a perspective view of a fin tube heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of the
3 is a perspective view of a
4 is a plan view of the
5 is a perspective view of a plurality of
FIG. 6(a) is a cross-sectional view of a plurality of
Figure 7 (a) is a cross-sectional view of the first pin (10a) as the pin (10) according to an embodiment of Figure 6 (a). Figure 7 (b) is a plan view of the second pin (10b) as the pin (10) according to an embodiment of Figure 6 (b).
Figure 8 (a) is a cross-sectional view of the second pin (10b) as the pin (10) according to another embodiment of Figure 6 (a). Figure 8 (b) is a plan view of the second pin (10b), which is a pin (10) according to another embodiment of Figure 6 (b).
9 is a table showing numerical values according to an embodiment of the
10 is a table showing numerical values for an example of a
11 is a diagram showing a flow analysis of air for the first fin (10a), the second fin (10b) and the third fin (10c) according to the numerical value of FIG.
12 is a perspective view of a fin tube heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
13 is a plan view of a fin of a conventional fin-tube heat exchanger viewed from the y-axis.
14 is a graph showing the amount of heat exchange as the number of fins of the conventional fin tube heat exchanger increases.
15 is a plan view of the
16 is a plan view of the
17 is a plan view of the
18 is a plan view of the
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between components and other components. Spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of components in use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a referenced component, step and/or action excludes the presence or addition of one or more other components, steps and/or actions. I never do that.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, the thickness or size of each component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Also, the size and area of each component do not fully reflect the actual size or area.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 본 발명의 실시예에 따른 핀튜브 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a fin tube heat exchanger according to an embodiment of the present invention according to the embodiments of the present invention.
이하, 도면에 도시된 좌표계에 대하여 정의한다. x축 방향은 전후방향으로 정의될 수 있다. x축 방향은 공기의 유동방향과 동일할 수 있다. x축 방향은 복수의 튜브(20)가 형성하는 열(column)이 배열되는 방향과 동일할 수 있다. y축 방향은 좌우방향으로 정의될 수 있다. y축 방향은 핀(10)의 배열방향과 동일할 수 있다. y축 방향은 튜브(20)의 길이방향과 동일할 수 있다. z축 방향은 상하방향으로 정의될 수 있다. z축 방향은 튜브(20)가 형성하는 열(column)의 방향과 동일할 수 있다. z축 방향은 골(142, 143)과 마루(141)가 연장되는 방향과 동일할 수 있다.Hereinafter, the coordinate system shown in the drawings is defined. The x-axis direction may be defined as a front-back direction. The x-axis direction may be the same as the flow direction of air. The x-axis direction may be the same as a direction in which columns formed by the plurality of
이하, 도 1을 참조하면, 핀튜브 열교환기는 복수의 핀(10)과 복수의 튜브(20)를 포함할 수 있다. 복수의 핀(10)은 y축 방향으로 이격 배열될 수 있다. 복수의 핀(10)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. Hereinafter, referring to FIG. 1 , the fin tube heat exchanger may include a plurality of
튜브(20)는, y축 방향으로 길게 연장되어 복수의 핀(10)을 관통할 수 있다. 복수의 튜브(20)는 z축 방향으로 배열되어 열을 형성할 수 있다. The
열 교환 매체는 튜브(20)의 내부를 유동할 수 있다. 튜브(20)의 유입구(20a)로 유입된 열 교환 매체는, 튜브(20) 내부를 통과한 뒤 배출구(20b)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 열 교환 매체는, 튜브(20) 내부를 통과하며 복수의 핀(10)에 열을 전달할 수 있다.A heat exchange medium may flow inside the
공기는 복수의 핀(10)과 복수의 튜브(20)의 사이에 형성된 유동공간을 통과할 수 있다. 공기는, 유동공간을 통과하며, 핀(10) 및 튜브(20)를 통해 열 교환 매체와 열교환할 수 있다.Air may pass through a flow space formed between the plurality of
이하, 도 2 및 도 3을 참조하면, 핀칼라(11)는 핀(10)에 복수로 형성될 수 있다. 핀칼라(11)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 핀칼라(11)는 핀(10)으로부터 튜브(20)의 길이방향으로 돌출되어 연장될 수 있다. Hereinafter, referring to FIGS. 2 and 3 , a plurality of
튜브 삽입구(111)는 핀칼라(11)의 내측에 형성될 수 있다. 튜브(20)는 핀칼라(11)에 형성된 튜브 삽입구(111)에 삽입될 수 있다. 유로(21)는 튜브(20)의 내측에 형성되어 열 교환 매체가 유동할 수 있다.The
핀칼라(11)는 z축 방향을 따라 복수로 배열되어 하나의 튜브 열(C)을 형성할 수 있다. 튜브 열(C)은, 복수의 단위핀(10U)이 z축 방향으로 배열되어 형성될 수 있다. 핀칼라(11)가 형성한 튜브 열(C)은 공기의 유동방향을 따라 배열되어 복수의 튜브 열(C)을 형성할 수 있다. The
전열(C1)은 후열(C2)보다 공기의 유입방향에 인접하게 배치될 수 있다. 후열(C2)은 전열(C1)보다 후류에 배치될 수 있다. 핀튜브 열교환기를 통과하는 공기는 전열(C1) 측으로 유입되어 후열(C2) 측으로 배출될 수 있다.The front row C1 may be disposed closer to the air inflow direction than the rear row C2 . The rear row C2 may be disposed downstream of the front row C1. Air passing through the fin tube heat exchanger may be introduced to the front heat (C1) side and discharged to the rear heat (C2) side.
평탄부(12)는 핀칼라(11)의 외주면으로부터 반경 외측방향으로 평평하게 연장되어 형성될 수 있다. 평탄부(12)는 공기의 유동방향에 대하여 평행하게 형성될 수 있다. 평탄부(12)는 핀칼라(11)에 대하여 수직하게 형성될 수 있다. 평탄부(12)는 링 형상을 가질 수 있다. 평탄부(12)의 내주단은 핀칼라(11)의 외주면에 일체로 형성될 수 있다.The
내측경사부(13)는 평탄부(12)로부터 외측으로 경사지게 연장되어 형성될 수 있다. 내측경사부(13)는 공기의 유동방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다. 내측경사부(13)는 평탄부(12)를 둘러쌀 수 있다. 내측경사부(13)는 핀칼라(11)의 길이방향을 따라 평탄부(12)의 외주단으로부터 반경 외측방향으로 연장될 수 있다. The inner
외측경사부(14)는 내측경사부(13)의 외측에 배치되어 내측경사부(13)를 둘러쌀 수 있다. 외측경사부(14)는 내측경사부(13)의 외측에 연결될 수 있다. The outer
외측경사부(14)는 공기의 유동방향에 대하여 복수회 벤딩될 수 있다. 외측경사부(14)는 복수회 벤딩되어 복수의 마루(141)와 골(142, 143)을 형성할 수 있다. 내측경사부(13)는 마루(141)에 인접한 외측경사부(14) 부분에서 경계선(141a)을 형성할 수 있다. The outer
마루(141) 및 골(142, 143)은 각각 z축 방향을 따라 연장될 수 있다. 복수의 마루(141)와 골(142, 143)은 공기의 유동방향을 따라 배열될 수 있다.The
도 4를 참조하면, z축 방향에서 바라볼 때, 마루(141)는 공기의 유동방향을 따라, 핀칼라(11)를 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4 , when viewed from the z-axis direction, the
골은(142, 143)은, 내측골(142)과 외측골(143)을 포함할 수 있다. The bone (142, 143) may include a
내측골(142)은, 상기 내측골(142)이 연장된 방향인 z축 방향에서, 튜브(20)와 중첩될 수 있다. 내측골(142)은, 상기 내측골(142)을 연장한 가상의 선이 튜브(20)를 관통하도록 배치될 수 있다.The
외측골(143)은, 상기 외측골(143)이 연장된 방향인 z축 방향에서, 튜브(20)의 외측에 배치될 수 있다. 외측골(143)은, 상기 외측골(143)을 연장한 가상의 선이 튜브(20)의 외측에 위치하도록 배치될 수 있다.The
마루(141)는, 상기 마루(141)가 연장된 방향인 z축 방향에서, 내측골(142)과 외측골(143)의 사이에 배치될 수 있다. 마루(141)는, 상기 마루(141)가 연장된 방향에서, 튜브(20)의 외측에 배치될 수 있다. The
마루(141)는, 상기 마루(141)가 연장된 방향에서, 핀칼라(11)를 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다. 외측골(143)은, 상기 외측골(143)이 연장된 방향에서, 핀칼라(11)를 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다. 내측골(142)은, 상기 내측골(142)이 연장된 방향에서, 핀칼라(11)의 중심에 인접하게 배치될 수 있다.The
외측경사면(14)은, 외측골(143)으로부터 외측으로 평탄부(12)와 평행하게 연장된 엣지부(144)를 포함할 수 있다. 외측경사면(14)은, 엣지부(144)를 포함하지 않을 수도 있다.The outer
도 5 및 도 6을 참조하면, 복수의 핀(10)은, 튜브(20)의 길이방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 핀(10)은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 유동공간(A)은 복수의 핀(10) 사이에 형성될 수 있다. 공기는 유동공간(A)을 통과하며, 핀(10)을 통해 열 교환 매체와 열교환할 수 있다. 5 and 6 , the plurality of
복수의 핀(10) 중 어느 하나의 핀(10)에 형성된 핀칼라(11)는, 복수의 핀(10) 중 다른 하나의 핀(10)에 형성된 핀칼라(11)와 접촉/결합될 수 있다. 일례로, 복수의 핀(10) 간의 간격은, 핀칼라(11)가 핀(10)으로부터 돌출된 길이에 따라 조절될 수 있다.The
도 7 내지 도 9를 참조하면, 후술하는 수치들은 z축 방향에서 바라볼 때를 기준으로한다.7 to 9 , the numerical values to be described later are based on a view in the z-axis direction.
D1은, 튜브(20)의 직경으로 정의될 수 있다.D1 may be defined as the diameter of the
D2는, 공기의 유동방향에서, 평탄부(12)의 폭으로 정의될 수 있다. D2는 평탄부(12)의 외경으로 정의될 수 있다.D2 may be defined as the width of the
t는, 핀(10)의 두께로 정의될 수 있다.t may be defined as the thickness of the
S는, 공기의 유동방향에서, 단위 핀(10U)의 폭으로 정의될 수 있다(도 2 및 도 3 참조). S는, 공기의 유동방향에서, 외측골(143) 사이의 거리로 정의될 수 있다.S may be defined as the width of the
R은, 마루(141) 및 골(142, 143)의 연장방향인 z축 방향에서, 단위 핀(10U)의 길이로 정의될 수 있다(도 2 및 도 3 참조). R may be defined as the length of the
L은, 튜브(20)의 길이방향에서, 복수의 핀(10) 중 어느 한 핀(10)의 평탄부(12)로부터, 상기 어느 한 핀(10)에 인접한 다른 핀(10)의 평탄부(12)까지의 거리로 정의될 수 있다. L은, 튜브(20)의 길이방향에서, 복수의 핀(10) 중 어느 한 핀(10)의 마루(141)로부터, 상기 어느 한 핀(10)에 인접한 다른 핀(10)의 마루(141)까지의 거리로 정의될 수 있다. L은, 각각의 핀(10)에 형성된 핀칼라(11)가 상하방향으로 연장된 길이에 따라 결정될 수 있다. L is, in the longitudinal direction of the
H1은, 튜브(20)의 길이방향에서, 어느 한 핀(10)을 기준으로, 평탄부(12)로부터 마루(141)까지의 거리로 정의될 수 있다. H1 may be defined as the distance from the
H2는, 튜브(20)의 길이방향에서, 어느 한 핀(10)을 기준으로, 내측골(142)으로부터 마루(141)까지의 거리로 정의될 수 있다.H2 may be defined as the distance from the
H3는, 튜브(20)의 길이방향에서, 복수의 핀(10) 중 어느 핀(10)의 마루(141)로부터, 상기 어느 핀(10)에 인접한 다른 핀(10)의 평탄부(12)까지의 거리로 정의될 수 있다.H3 is, in the longitudinal direction of the
Ls는, 튜브(20)의 길이방향을 따라, 내측경사부(13)가 경사지게 연장된 길이로 정의될 수 있다. Ls, along the longitudinal direction of the
W는, 공기의 유동방향에서, 내측경사부(13)의 폭으로 정의될 수 있다. 내측경사부(13)의 폭은, 공기의 유동방향에서, 내측경사부(13)의 경계선(141a) 사이의 최대 거리로 정의할 수 있다. W may be defined as the width of the inner
P1은, 공기의 유동방향에서, 내측골(142)과 마루(141) 사이의 거리로 정의될 수 있다.P1 may be defined as the distance between the
P2는, 공기의 유동방향에서, 마루(141)와 외측골(143) 사이의 거리로 정의될 수 있다.P2 may be defined as a distance between the
P3는, 공기의 유동방향에서, 외측골(143)으로부터 엣지부(144)의 끝단까지의 거리로 정의될 수 있다. P3는 0일 수 있다.P3 may be defined as the distance from the
theta 1은, 마루(141)와 외측골(143)을 연결하는 외측경사면(14) 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도로 정의될 수 있다.
theta 2는, 내측경사면(13)이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도로 정의될 수 있다.
theta 3는, 내측골(142)과 마루(141)를 연결하는 외측경사면(14) 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도로 정의될 수 있다.theta 3 may be defined as an angle formed by the portion of the outer
theta 1, theta 2, theta 3는, 90도 미만의 예각일 수 있다. theta 1은, theta 2 보다 작을 수 있다. 그리고, theta 3는, theta 1보다 작을 수 있다.
도 9(a)는, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 어느 한 실시예에 따른 수치이다. 도 7, 8 및 9(a)를 참조하면, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 튜브(20)의 직경(D1)은 서로 동일할 수 있다.9( a ) is a numerical value according to one embodiment of the
제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 평탄부(12)의 외경(D2)은 서로 동일할 수 있다.The outer diameter D2 of the
제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 두께(t)는 서로 동일할 수 있다.The thickness t of the
공기의 유동방향에서, 단위 핀(10U)의 폭(S)은, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b) 서로 동일할 수 있다.In the air flow direction, the width S of the
마루(141) 및 골(142, 143)이 연장된 방향에서, 단위 핀(10U)의 길이(R)는, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b) 서로 동일할 수 있다.In the direction in which the
도 9(b)는, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)의 어느 한 실시예에 따른 수치이다. 도 7, 8 및 9(b)를 참조하면, L은, FPI(fins per inch)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 11FPI의 핀(10)의 경우, L은 2.31mm 일 수 있다. 예를 들어, 16FPI의 핀(10)의 경우, L은 1.59mm 일 수 있다. 예를 들어, 18FPI의 핀(10)의 경우, L은 1.41mm 일 수 있다.9( b ) is a numerical value according to one embodiment of the
튜브(20)의 길이방향에서, 어느 한 핀(10)을 기준으로, 평탄부(12)로부터 마루(141)까지의 거리(H1)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다.In the longitudinal direction of the
튜브(20)의 길이방향에서, 어느 한 핀(10)을 기준으로, 내측골(142)으로부터 마루(141)까지의 거리(H1)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다.In the longitudinal direction of the
튜브(20)의 길이방향에서, 복수의 핀(10) 중 어느 핀(10)의 마루(141)로부터, 상기 어느 핀(10)에 인접한 다른 핀(10)의 평탄부(12)까지의 거리(H3)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다. H3는 H3 = L-H1의 관계를 만족할 수 있다.In the longitudinal direction of the
공기의 유동방향에서, 내측골(142)과 마루(141) 사이의 거리(P1)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다.In the air flow direction, the distance P1 between the
공기의 유동방향에서, 마루(141)와 외측골(143) 사이의 거리(P2)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 클 수 있다. In the flow direction of the air, the distance P2 between the
P1과 P2의 합은, 제1 핀(10a)에서와 제2 핀(10b)에서 서로 동일할 수 있다. S는 S = 2(P1+P2)의 관계를 만족할 수 있다.The sum of P1 and P2 may be the same in the
마루(141)와 외측골(143)을 연결하는 외측경사면(14) 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도(theta 1)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다.The
내측경사면(13)이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도(theta 2)는, 제1 핀(10a)에서와 제2 핀(10b)에서 서로 동일할 수 있다.The
내측골(142)과 마루(141)를 연결하는 외측경사면(14) 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도(theta 3)는, 제1 핀(10a)에서보다, 제2 핀(10b)에서 더 작을 수 있다.The angle (theta 3) formed by the portion of the outer
이에 따라, 튜브(20)의 직경(D1), 핀(10)의 FPI, 핀(10)의 두께(t) 등이 동일한 조건에서, 제1 핀(10a)은 전열면적이 제2 핀(10b)보다 더 넓을 수 있다. 제2 핀(10b)은 제1 핀(10a)보다 전열면적이 좁지만, 유동공간(A)이 더 넓을 수 있다.Accordingly, when the diameter D1 of the
이에 따라, 튜브(20)의 직경(D1), 핀(10)의 FPI, 핀(10)의 두께(t) 등이 동일한 조건에서, 제1 핀(10a)은 제2 핀(10b)보다 열교환 효율이 더 좋을 수 있다.Accordingly, under the same conditions as the diameter D1 of the
이에 따라, 튜브(20)의 직경(D1), 핀(10)의 FPI, 핀(10)의 두께(t) 등이 동일한 조건에서, 제2 핀(10b)은 제1 핀(10a)보다 공기 압력 손실이 더 작을 수 있다.Accordingly, in the condition that the diameter D1 of the
도 10(a) 및 도 10(b)은, 11FPI를 기준으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핀(10a) 및 제2 핀(10b)과, 비교 대상인 제3 핀(10c)을 비교하기 위하여 수치를 도시하였다. 그리고, 도 11은, 제1 핀(10a), 제2 핀(10b) 및 제3 핀(10c)에 대한 유동 해석을 나타낸 도면이다. 10(a) and 10(b) show, based on 11FPI, the
도 10 (a) 및 도 10 (b)를 참조하면, 제1 핀(10a)은 다음의 수식 1을 만족하나, 수식 2를 만족하지 않을 수 있다. 그리고, 제2 핀(10b)은 수식 1과 수식 2를 만족할 수 있다. 또한, 제3 핀(10c)은 수식 1 및 수식 2를 만족하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)는, H2값이 H1보다 작을 수 있다.Referring to FIGS. 10A and 10B , the
(1) 수식 1: (H1/P1+H2/P2) < (L+D2+t)/24(1) Formula 1: (H1/P1+H2/P2) < (L+D2+t)/24
(2) 수식 2: (H1/P1+H2/P2) < (L+D2+t)/30(2) Equation 2: (H1/P1+H2/P2) < (L+D2+t)/30
상기 수식 1 및 수식 2를 모두 만족하지 않는 제3 핀(10c)은, 수식 1 및 수식 2를 만족하는 제1 핀(10a) 및 제2 핀(10b)에 비하여 상대적으로 열교환 효율이 작고, 압력손실이 클 수 있다(도 10 및 도 11 참조).The
한편, 수식 1을 만족하나, 수식 2를 만족하지 않는 제1 핀(10a)은, 제2 핀(10b)에 비하여 상대적으로 열교환효율이 좋을 수 있다. On the other hand, the
반대로, 수식 1 및 수식 2를 만족하는 제2 핀(10b)은, 제1 핀(10a)에 비하여 상대적으로 공기에 대한 압력 손실이 작을 수 있다(도 10 및 도 11 참조). Conversely, the
상기 제1 핀(10a)의 경우, H2 < H1 < 2(H2)의 관계를 만족할 수 있다.In the case of the
상기 제2 핀(10b)의 경우, 2(H2) < H1의 관계를 만족할 수 있다.In the case of the
정리하면, 제1 및 제2 핀(10a, 10b)은, 제3 핀(10c)에 비하여 열교환효율과 공기에 대한 압력 손실이 모두 높을 수 있다. In summary, the first and
그리고, 제1 핀(10a)은, 제2 핀(10b)에 비하여 열교환효율이 좋을 수 있다. In addition, the
그리고, 제2 핀(10b)은, 제1 핀(10a)에 비하여 공기에 대한 압력 손실이 작을 수 있다.In addition, the
도 12 및 도 13을 참조하면, 핀튜브 열교환기는, 복수의 핀튜브 열(C)을 구비할 수 있다. 도 13에 따른 핀튜브 열교환기는, 전열(FC)과 후열(RC)의 단위 핀(10U)이 서로 동일할 수 있다. 도 13에 따른 핀튜브 열교환기의 경우, 공기가 전열(CF)로부터 후열(EF)로 향할수록 핀튜브 열(C)의 증가에 따른 열교환량의 증가량이 현저하게 줄어드는 문제가 있다(도 14 참조). 12 and 13 , the fin tube heat exchanger may include a plurality of fin tube rows (C). In the fin tube heat exchanger according to FIG. 13 , the
도 15 및 16를 참조하면, 위 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 다른 핀튜브 열교환기는, 복수의 핀(10)과 복수의 튜브(20) 사이에 공기가 유동가능한 유동공간(A)이 형성되고, 상기 유동공간(A)은 핀(10)의 일측에서 타측에서 더 넓을 수 있다. 핀(10)의 일측은 전열(FC) 측, 핀(10)의 타측은 후열(RC) 측을 의미할 수 있다. 15 and 16, in order to solve the above problem, a fin tube heat exchanger according to an embodiment of the present invention is a flow space ( A) is formed, and the flow space (A) may be wider from one side of the
핀(10)의 일측에는 제1 핀(10a)이 구비될 수 있고, 핀(10)의 타측에는 제2 핀(10b)이 구비될 수 있다.A
이에 따라, 핀(10)의 일측의 전열면적은 핀(10)의 타측보다 더 넓을 수 있다. 핀(10)의 타측은, 핀(10)의 일측보다 전열면적이 좁지만, 유동공간(A)이 더 넓을 수 있다.Accordingly, the heat transfer area of one side of the
이에 따라, 열교환 효율이 낮은 핀(10)의 타측에서 공기의 압손을 감소시키고, 효율을 증가시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to reduce the pressure loss of air at the other side of the
경우에 따라, 제1 핀(10a)과 제2 핀(10b)이 구비되는 열의 개수는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 핀(10)의 일측에는 제1 핀(10a)이 5열로 구비되고, 핀(10)의 타측에는 제2 핀(b)이 3열로 구비될 수 있다.In some cases, the number of columns in which the
한편, 유동공간(A)은, 핀(10)의 일측으로부터 타측으로 향할수록 점진적으로 넓어질 수도 있다. On the other hand, the flow space (A), from one side of the
예를 들어, 수치가 서로 다른 복수의 단위 핀(10U)이 핀(10)의 일측으로부터 타측으로 배열될 수 있다. 상기 단위 핀(10U)은, 핀(10)의 일측으로부터 타측으로 향할수록, 제1 핀(10a)에 가까운 수치에서 제2 핀(10b)에 가까운 수치를 가지도록 수치가 점진적으로 변형될 수 있다.For example, a plurality of unit pins 10U having different numerical values may be arranged from one side of the
도 17 및 도 18을 참조하면, 핀(10)은, 복수의 튜브삽입구(31)를 포함하며, 복수의 튜브삽입구(32)에는 튜브(20)가 삽입될 수 있다. 핀(10)은, 복수의 튜브(20) 및/또는 튜브삽입구(32) 사이에 돌출되고, 공기가 통과하도록 절개된 복수의 핀슬릿(32)을 포함할 수 있다. 핀슬릿(32)은 튜브(20)의 길이방향 및 공기의 유동방향에 수직한 방향인 z축 방향으로 길게 연장된 형상을 가질 수 있다.17 and 18 , the
단위 면적당 복수의 핀슬릿(32)이 차지하는 면적은, 핀(10)의 일측에서보다, 핀(10)의 타측에서 더 작을 수 있다. 핀(10)의 일측은 전열(FC) 측, 핀(10)의 타측은 후열(RC) 측을 의미할 수 있다. An area occupied by the plurality of pinslits 32 per unit area may be smaller at the other side of the
단위 면적당 핀슬릿(32)의 갯수는, 핀(10)의 일측 부근에서보다, 상기 핀의 타측 부근에서 더 적을 수 있다.The number of
이에 따라, 핀(10)의 일측의 전열면적은 핀(10)의 타측보다 더 넓을 수 있다. 핀(10)의 타측은, 핀(10)의 일측보다 전열면적이 좁지만, 유동공간(A)이 더 넓을 수 있다.Accordingly, the heat transfer area of one side of the
이에 따라, 열교환 효율이 낮은 핀(10)의 타측에서 공기의 압손을 감소시키고, 효율을 증가시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to reduce the pressure loss of air at the other side of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
10: 핀
11: 핀칼라
12: 평탄부
13: 내측경사부
14: 외측경사부
141: 마루
142: 내측골
143: 외측골
20: 튜브10: pin
11: pin collar
12: flat part
13: inner slope
14: outside inclined part
141: floor
142: medial bone
143: lateral bone
20: tube
Claims (9)
길게 연장되어 상기 복수의 핀을 관통하고, 내부에 열 교환 매체가 유동하는 복수의 튜브를 포함하고,
상기 핀은,
상기 튜브가 삽입되는 복수의 핀칼라;
상기 핀칼라의 외주면으로부터 반경 외측방향으로 평평하게 연장된 평탄부;
상기 평탄부로부터 외측으로 경사지게 연장된 내측경사부; 및
상기 내측경사부의 외측에 배치되어 상기 내측경사부와 연결되고, 공기의 유동방향에 대하여 경사지도록 복수회 벤딩되어, 복수의 골과 마루를 형성하는 외측경사부를 포함하고,
상기 골은,
상기 골이 연장된 방향에서, 상기 튜브와 중첩되는 내측골; 및
상기 골이 연장된 방향에서, 상기 튜브의 외측에 배치되는 외측골을 포함하고,
상기 마루는,
상기 마루가 연장된 방향에서, 상기 내측골과 외측골의 사이에 배치되고,
상기 공기의 유동방향에서, 상기 내측골과 상기 마루 사이의 거리는 P1이고, 상기 외측골과 상기 마루 사이의 거리는 P2이고, 상기 평탄부의 외경은 D2이고,
상기 튜브의 길이방향에서, 상기 평탄부와 상기 마루 사이의 거리는 H1이고, 상기 내측골과 상기 마루 사이의 거리는 H2이고,
상기 튜브의 길이방향에서, 상기 복수의 핀 중 어느 한 핀의 평탄부로부터 상기 어느 한 핀에 인접한 다른 핀의 평탄부까지의 거리는 L이고,
상기 핀의 두께는 t라고 정의할 때,
상기 핀은,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
의 관계를 만족하는 핀튜브 열교환기.
a plurality of pins spaced apart in one direction; and
and a plurality of tubes extending elongately through the plurality of fins and having a heat exchange medium flowing therein,
The pin is
a plurality of pin collars into which the tube is inserted;
a flat portion extending in a radially outward direction from the outer peripheral surface of the pin collar;
an inner inclined portion extending obliquely outwardly from the flat portion; and
It is disposed on the outside of the inner inclined portion, is connected to the inner inclined portion, is bent a plurality of times to be inclined with respect to the flow direction of air, and includes an outer inclined portion forming a plurality of valleys and ridges,
The goal is
In the direction in which the bone extends, the inner bone overlaps the tube; and
In the direction in which the bone extends, it includes a lateral bone disposed on the outside of the tube,
The floor is
In the direction in which the crest is extended, it is disposed between the medial bone and the lateral bone,
In the flow direction of the air, the distance between the medial bone and the crest is P1, the distance between the lateral bone and the crest is P2, and the outer diameter of the flat part is D2,
In the longitudinal direction of the tube, the distance between the flat portion and the crest is H1, the distance between the medial bone and the crest is H2,
In the longitudinal direction of the tube, a distance from a flat portion of one of the plurality of fins to a flat portion of another fin adjacent to the one fin is L;
When the thickness of the fin is defined as t,
The pin is
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
A fin tube heat exchanger that satisfies the relationship of
상기 H1은, 상기 H2보다 큰 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
The H1 is a fin tube heat exchanger larger than the H2.
상기 핀은,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
(H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30
의 관계를 만족하는 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
The pin is
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
(H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30
A fin tube heat exchanger that satisfies the relationship of
상기 핀은,
H2 < H1 < 2(H2)
를 만족하는 핀튜브 열교환기.
4. The method of claim 3,
The pin is
H2 < H1 < 2(H2)
A fin tube heat exchanger that satisfies
상기 핀은,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30
의 관계를 만족하는 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
The pin is
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30
A fin tube heat exchanger that satisfies the relationship of
상기 핀은,
2(H2) < H1
의 관계를 만족하는 핀튜브 열교환기.
6. The method of claim 5,
The pin is
2(H2) < H1
A fin tube heat exchanger that satisfies the relationship of
상기 마루와 외측골을 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 1, 상기 내측경사면이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 2라고 정의하면,
상기 theta 1은, 상기 theta 2 보다 작은 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
If the angle formed by the outer slope connecting the crest and the outer bone with respect to the flow direction of air is defined as theta 1, and the angle formed by the inner slope with respect to the flow direction of air is defined as theta 2,
The theta 1 is a fin tube heat exchanger smaller than the theta 2 .
상기 마루와 외측골을 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 1, 상기 내측골과 마루를 연결하는 상기 외측경사면 부분이 공기의 유동방향에 대하여 이루는 각도를 theta 3라 정의하면,
상기 theta 3는, 상기 theta 1보다 작은 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
The angle formed by the lateral slope connecting the crest and the lateral bone with respect to the flow direction of air is called theta 1, and the angle formed by the external sloping part connecting the medial valley and the crest with the flow direction of the air is called theta 3. By definition,
The theta 3 is a fin tube heat exchanger smaller than the theta 1.
상기 복수의 핀의 일측은,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
(H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30
의 관계를 만족하고,
상기 복수의 핀의 타측은,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30
의 관계를 만족하는 핀튜브 열교환기.
The method of claim 1,
One side of the plurality of pins,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/24
(H1/P1 + H2/P2) >= (L+D2+t)/30
satisfy the relationship of
The other side of the plurality of pins,
(H1/P1 + H2/P2) < (L+D2+t)/30
A fin tube heat exchanger that satisfies the relationship of
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210003365A KR20220101401A (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Fin tube heat exchanger |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024046273A1 (en) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | Fin structure and heat exchanger having same |
EP4403866A1 (en) * | 2023-01-19 | 2024-07-24 | LG Electronics Inc. | Heat exchanger |
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---|---|---|---|---|
KR100543599B1 (en) | 2003-09-15 | 2006-01-20 | 엘지전자 주식회사 | Heat exchanger |
KR20150047027A (en) | 2013-10-23 | 2015-05-04 | 엘지전자 주식회사 | Heat pump |
-
2021
- 2021-01-11 KR KR1020210003365A patent/KR20220101401A/en unknown
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