KR20220101810A - 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20220101810A
KR20220101810A KR1020210003735A KR20210003735A KR20220101810A KR 20220101810 A KR20220101810 A KR 20220101810A KR 1020210003735 A KR1020210003735 A KR 1020210003735A KR 20210003735 A KR20210003735 A KR 20210003735A KR 20220101810 A KR20220101810 A KR 20220101810A
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Abstract

개시되는 마이크로 채널 열교환 장치가 채널 본체 부재와, 열교환 핀 부재를 포함하고, 상기 채널 본체 부재와 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성됨으로써, 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 상기 채널 본체 부재 및 상기 열교환 핀 부재의 표면에 발생되는 응축수가 자중에 의해 상기 채널 본체 부재 및 상기 열교환 핀 부재의 표면을 따라 흘러내려 외부로 원활하게 배수될 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법{Micro channel heat exchanging apparatus and manufacturing method of the micro channel heat exchanging apparatus}
본 발명은 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로 채널 열교환 장치는 유체가 유동되는 원형 튜브에 복수 개의 플레이트 핀이 연결된 형태의 종래 열교환기를 대체하여, 그 열교환 효율을 향상시키고 그 크기를 컴팩트하게 형성시킬 수 있도록 하기 위하여 제안된 것으로, 그 내부를 따라 유체가 유동되는 마이크로 채널이 복수 개 형성된 채널 본체와, 상기 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 표면적 증대를 위하여 상기 채널 본체에 연결되는 열교환 핀으로 구성된다.
이러한 마이크로 채널 열교환 장치의 예로 제시될 수 있은 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 종래의 마이크로 채널 열교환 장치에 의하면, 상기 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생된 응축수가 제대로 배출되지 못하고, 상기 열교환 핀 상에 누적되는 등 응축수 처리가 원활하지 못한 문제가 있었다.
또한, 종래의 마이크로 채널 열교환 장치에 의하면, 상기 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 일부와, 상기 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 다른 일부가 서로 이격되도록 배치되고, 상기 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 일부 및 상기 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 다른 일부의 사이에 상기 열교환 핀이 배치되어, 상기 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 일부와 상기 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 다른 일부가 상기 열교환 핀을 통해서만 열교환되는 구조로 이루어져 있었고, 그에 따라 상기 제 1 유체와 상기 제 2 유체 간의 열교환 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
공개특허 제 10-2013-0023487호, 공개일자: 2013.03.08., 발명의 명칭: 마이크로 채널 열교환기를 갖는 히트펌프용 증발기
본 발명은 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생된 응축수가 원활하게 배출될 수 있는 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 일부와 상기 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 다른 일부 간의 열교환 효율이 향상될 수 있도록 하는 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치는 채널 본체측 마이크로 채널이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 채널 본체 부재; 및 상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 표면적이 증대될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재와 나란히 배치되는 열교환 핀 부재;를 포함하고,
상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재와 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법은
Figure pat00001
가 복수 번 연속적으로 반복된 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀을 평면 패널 형태의 원재로부터 절단하여 분리하는 원재 절단 단계; 및 상기 비절곡 열교환 핀의 외형선 중 꺾이는 부분을 각각 지나면서 상기 비절곡 열교환 핀의 측단면과 평행한 방향으로 절곡선이 각각 형성되도록, 상기 비절곡 열교환 핀을 절곡시키는 절곡 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법은 일 방향으로 소정 각도 기울어진 평행사변형 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀을 평면 패널 형태의 원재로부터 절단하여 분리하는 원재 절단 단계; 및 상기 비절곡 열교환 핀의 측면에 대해 평행하게 형성되는 복수 개의 절곡 예정선을 따라 상기 비절곡 열교환 핀을 복수 번 절곡시키는 절곡 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 상기 마이크로 채널 열교환 장치가 채널 본체 부재와, 열교환 핀 부재를 포함하고, 상기 채널 본체 부재와 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성됨으로써, 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 상기 채널 본체 부재 및 상기 열교환 핀 부재의 표면에 발생되는 응축수가 자중에 의해 상기 채널 본체 부재 및 상기 열교환 핀 부재의 표면을 따라 흘러내려 외부로 원활하게 배수될 수 있게 되는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 상기 마이크로 채널 열교환 장치가 채널 본체 부재와, 채널 추가 부재와, 열교환 핀 부재를 포함하고, 상기 열교환 핀 부재의 동일한 측면 상에서 상기 채널 본체 부재와 상기 채널 추가 부재는 서로 나란하게 배치됨으로써, 상기 마이크로 채널 열교환 장치를 구성하는 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 채널 본체측 마이크로 채널과, 상기 마이크로 채널 열교환 장치를 구성하는 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 채널 추가측 마이크로 채널 간의 열교환 효율이 향상될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치를 보이는 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법에 대한 순서도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재가 절단되는 모습을 보이는 평면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재로부터 절단되어 분리된 비절곡 열교환 핀을 보이는 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 절곡 공정에 의해 형성된 열교환 핀 부재를 보이는 사시도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치를 보이는 사시도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도.
도 9는 도 8에 도시된 A부분에 대한 확대도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 일부를 확대한 도면.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재로부터 절단되어 분리된 비절곡 열교환 핀을 보이는 평면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치를 보이는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법에 대한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재가 절단되는 모습을 보이는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재로부터 절단되어 분리된 비절곡 열교환 핀을 보이는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 절곡 공정에 의해 형성된 열교환 핀 부재를 보이는 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(100)는 채널 본체 부재(130)와, 열교환 핀 부재(140)를 포함한다.
상기 채널 본체 부재(130)는 채널 본체측 마이크로 채널(131)이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 것이다.
상기 채널 본체 부재(130)는 소정 길이로 길게 형성되는 플레이트 형태로 형성되고, 상기 채널 본체 부재(130)의 길이 방향으로 상기 채널 본체 부재(130)의 내부를 따라 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)이 복수 개 나란히 형성되는 것이다.
상기 채널 본체 부재(130)는 복수 개로 구성되어, 서로 다른 높이로 평행하게 배열된다.
도면 번호 110은 외부로부터 유체가 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)로 유입되는 본체 유입관체로, 상기 본체 유입관체(110)는 그 내부가 빈 실린더 형태로 형성되고 수직 방향으로 세워진 형태로 형성되어 상기 각 채널 본체 부재(130)가 서로 다른 높이로 각각 연통되도록 연결되는 것이다.
도면 번호 120은 상기 각 채널 본체 부재(130)의 상기 각 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유동된 유체가 모이는 본체 유출관체로, 상기 본체 유출관체(120)는 그 내부가 빈 실린더 형태로 형성되고 수직 방향으로 세워진 형태로 형성되어 상기 각 채널 본체 부재(130)의 말단이 각각 서로 다른 높이로 연통되도록 연결되는 것이다.
상기 본체 유입관체(110)는 상기 각 채널 본체 부재(130)의 일 측에 연결되고, 상기 본체 유출관체(120)는 상기 각 채널 본체 부재(130)의 타 측에 연결되며, 상기 본체 유입관체(110)의 상부에는 외부로부터 유체가 유입되는 본체 유입구(111)가 형성되고, 상기 본체 유입관체(110)의 하부에는 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)를 유동한 유체가 유출되는 본체 유출구(112)가 형성된다.
상기 본체 유입관체(110)의 내부 중 상기 본체 유입구(111)와 상기 본체 유출구(112) 사이의 특정 부분에는 본체 격판(미도시)이 형성되어, 상기 각 채널 본체 부재(130) 중 상기 본체 격판의 상측에 연결된 것을 통해서는 상기 본체 유입관체(110)로부터 상기 본체 유출관체(120) 쪽으로 유체의 유동이 발생되고, 상기 각 채널 본체 부재(130) 중 상기 본체 격판의 하측에 연결된 것을 통해서는 상기 본체 유출관체(120)로부터 상기 본체 유입관체(110) 쪽으로 유체의 유동이 발생된다.
상기 열교환 핀 부재(140)는 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유동되는 유체의 열교환 표면적이 증대될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재(130)와 나란히 배치되는 것이다.
상기 열교환 핀 부재(140)는 평면 형태의 패널이 복수 번 꺾인 주름 형태로 형성됨으로써, 플레이트 형태로 지그재그로 연결된 복수 개의 열교환 플레이트부(141)와, 상기 각 열교환 플레이트부(141)의 꺾인 부분을 이루는 절곡부(142)로 구성된다.
본 실시예에서는, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재(130)와 상기 열교환 핀 부재(140)는 중력 방향에 대해 경사지게 형성된다.
상기 열교환 핀 부재(140)는 그 상단 및 그 하단이 중력 방향에 대해 경사지게 형성되고, 상기 채널 본체 부재(130) 각각이 상기 열교환 핀 부재(140)의 경사진 상단 및 하단에 연결됨으로써, 상기 채널 본체 부재(130)와 상기 열교환 핀 부재(140)는 중력 방향에 대해 경사지게 형성된다.
상기 채널 본체 부재(130) 및 상기 열교환 핀 부재(140)는 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)의 전측과 후측 중 어느 한 쪽이 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)의 전측과 후측 중 다른 한 쪽에 비해 상대적으로 낮게 형성되는 경사진 형태로 형성된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 상기 채널 본체 부재(130) 및 상기 열교환 핀 부재(140)의 표면에 발생되는 응축수가 자중에 의해 상기 채널 본체 부재(130) 및 상기 열교환 핀 부재(140)의 표면을 따라 흘러내려 외부로 배수될 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(100)의 제조 방법은 원재 절단 단계(S100) 및 절곡 단계(S110)를 포함한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 원재 절단 단계(S100)는
Figure pat00002
가 복수 번 연속적으로 반복된 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀(155)을 평면 패널 형태의 원재(150)로부터 절단하여 분리하는 단계이다. 이러한 상기 원재 절단 단계(S100)는 프레스 등에 의해 수행될 수 있다.
도면 번호 151은 상기 원재(150)로부터 상기 비절곡 열교환 핀(155)을 절단하는 절단선이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절곡 단계(S110)는 상기 비절곡 열교환 핀(155)의 외형선 중 꺾이는 부분(첨두 또는 골짜기)을 각각 지나면서 상기 비절곡 열교환 핀(155)의 측단면과 평행한 방향으로 절곡선이 각각 형성되도록, 상기 비절곡 열교환 핀(155)을 절곡시키는 단계이다.
상기와 같이 수행됨으로써, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)를 구성하는 주름 형태의 상기 열교환 핀 부재(140)가 제조될 수 있게 된다.
상기 원재 절단 단계(S100) 및 상기 절곡 단계(S110)를 거쳐 제조된 상기 열교환 핀 부재(140)를 상기 채널 본체 부재(130)와 용접(S120)함으로써, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)가 제조될 수 있게 된다.
상기와 같이, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(100)가 상기 채널 본체 부재(130)와, 상기 열교환 핀 부재(140)를 포함하고, 상기 채널 본체 부재(130)와 상기 열교환 핀 부재(140)는 중력 방향에 대해 경사지게 형성됨으로써, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(131)을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 상기 채널 본체 부재(130) 및 상기 열교환 핀 부재(140)의 표면에 발생되는 응축수가 자중에 의해 상기 채널 본체 부재(130) 및 상기 열교환 핀 부재(140)의 표면을 따라 흘러내려 외부로 원활하게 배수될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치를 보이는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 A부분에 대한 확대도이다.
도 7 내지 도 9를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(200)는 채널 본체 부재(230)와, 채널 추가 부재(235)와, 열교환 핀 부재(240)를 포함한다.
상기 채널 본체 부재(230)는 채널 본체측 마이크로 채널(231)이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)을 통해 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 것으로, 상기된 제 1 실시예에서의 그 것과 동일한 것이다.
상기 채널 추가 부재(235)는 채널 추가측 마이크로 채널(236)이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)을 통해 유동되는 유체와 다른 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 것이다.
상기 채널 추가 부재(235)는 소정 길이로 길게 형성되는 플레이트 형태로 형성되고, 상기 채널 추가 부재(235)의 길이 방향으로 상기 채널 추가 부재(235)의 내부를 따라 상기 채널 추가측 마이크로 채널(236)이 복수 개 나란히 형성되는 것이다.
상기 채널 추가 부재(235)는 복수 개로 구성되어, 서로 다른 높이로 평행하게 배열되되, 상기 각 채널 추가 부재(235)는 상기 각 채널 본체 부재(230)와 동일한 높이로 각각 쌍을 이루면서 배열된다.
도면 번호 215는 외부로부터 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)을 통해 유동되는 유체와 다른 유체가 상기 마이크로 채널 열교환 장치(200)로 유입되는 추가 유입관체로, 상기 추가 유입관체(215)는 그 내부가 빈 실린더 형태로 형성되고 수직 방향으로 세워진 형태로 형성되어 상기 각 채널 추가 부재(235)가 서로 다른 높이로 각각 연통되도록 연결되는 것이다.
도면 번호 225는 상기 각 채널 추가 부재(235)의 상기 각 채널 추가측 마이크로 채널(236)을 통해 유동된 유체(상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)을 통해 유동되는 유체와 다른 유체)가 모이는 추가 유출관체로, 상기 추가 유출관체(225)는 그 내부가 빈 실린더 형태로 형성되고 수직 방향으로 세워진 형태로 형성되어 상기 각 채널 추가 부재(235)의 말단이 각각 서로 다른 높이로 연통되도록 연결되는 것이다.
상기 추가 유입관체(215)는 상기 각 채널 추가 부재(235)의 일 측에 연결되고, 상기 추가 유출관체(225)는 상기 각 채널 추가 부재(235)의 타 측에 연결되며, 상기 추가 유입관체(215)의 상부에는 외부로부터 유체가 유입되는 추가 유입구(216)가 형성되고, 상기 추가 유입관체(215)의 하부에는 상기 마이크로 채널 열교환 장치(200)를 유동한 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)을 통해 유동되는 유체와 다른 유체가 유출되는 추가 유출구(217)가 형성된다.
상기 추가 유입관체(215)의 내부 중 상기 추가 유입구(216)와 상기 추가 유출구(217) 사이의 특정 부분에는 추가 격판(미도시)이 형성되어, 상기 각 채널 추가 부재(235) 중 상기 추가 격판의 상측에 연결된 것을 통해서는 상기 추가 유입관체(215)로부터 상기 추가 유출관체(225) 쪽으로 유체의 유동이 발생되고, 상기 각 채널 추가 부재(235) 중 상기 추가 격판의 하측에 연결된 것을 통해서는 상기 추가 유출관체(225)로부터 상기 추가 유입관체(215) 쪽으로 유체의 유동이 발생된다.
상기 열교환 핀 부재(240)는 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231) 및 상기 채널 추가측 마이크로 채널(236)을 통해 각각 유동되는 각 유체의 열교환 표면적이 증대될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재(230) 및 상기 채널 추가 부재(235)와 나란히 배치되는 것이다.
상기 열교환 핀 부재(240)는 평면 형태의 패널이 복수 번 꺾인 주름 형태로 형성됨으로써, 플레이트 형태로 지그재그로 연결된 복수 개의 열교환 플레이트부(241)와, 상기 각 열교환 플레이트부(241)의 꺾인 부분을 이루는 절곡부(242)로 구성된다.
상기 열교환 핀 부재(240)의 동일한 측면(상단 또는 하단) 상에서 상기 채널 본체 부재(230)와 상기 채널 추가 부재(235)는 서로 나란하게 배치된다.
상기 열교환 핀 부재(240)의 상단 또는 하단에서 각각 상기 채널 본체 부재(230)와 상기 채널 추가 부재(235)는 서로 나란하게 배치된다.
본 실시예에서는, 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 각 쌍은 서로 같은 높이로 나란하게 배치되고, 상기 열교환 핀 부재(240)는 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 서로 다른 높이로 이웃하는 두 쌍 사이에서 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)를 함께 커버할 수 있는(상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)에 모두 대면될 수 있는) 폭으로 형성된다.
즉, 상기 열교환 핀 부재(240)의 하단에 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 한 쌍이 대면되도록 배치되고, 상기 열교환 핀 부재(240)의 상단에 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 한 쌍이 대면되도록 배치된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 각 채널 본체 부재(230), 상기 각 채널 추가 부재(235) 및 상기 열교환 핀 부재(240) 사이에서의 열교환 효율이 향상될 수 있게 된다.
상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 쌍 및 상기 열교환 핀 부재(240)가 복수 층으로 반복 배열됨으로써, 상기 각 열교환 핀 부재(240)의 상하에 상기 각 채널 본체 부재(230)와 상기 각 채널 추가 부재(235)의 각 쌍이 구비되는 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 채널 본체 부재(230), 상기 채널 추가 부재(235) 및 상기 열교환 핀 부재(240)에서의 열전도를 위하여, 상기 채널 본체 부재(230), 상기 채널 추가 부재(235) 및 상기 열교환 핀 부재(240)는 서로 열전도 가능하도록 연결된 형태를 이룬다. 그러면, 상기 각 채널 추가 부재(235) 및 상기 열교환 핀 부재(240) 사이에서의 열교환 효율이 더욱 향상될 수 있게 된다.
상기와 같이, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(200)가 상기 채널 본체 부재(230)와, 상기 채널 추가 부재(235)와, 상기 열교환 핀 부재(240)를 포함하고, 상기 열교환 핀 부재(240)의 동일한 측면 상에서 상기 채널 본체 부재(230)와 상기 채널 추가 부재(235)는 서로 나란하게 배치됨으로써, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(200)를 구성하는 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 상기 채널 본체측 마이크로 채널(231)과, 상기 마이크로 채널 열교환 장치(200)를 구성하는 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 상기 채널 추가측 마이크로 채널(236) 간의 열교환 효율이 향상될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치에 대한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(300)는 상기된 제 2 실시예에서의 마이크로 채널 열교환 장치(200)와 전체적으로 동일하고, 이하의 설명 부분만 차이점이 있다.
본 실시예에서는, 채널 본체측 마이크로 채널(331) 및 채널 추가측 마이크로 채널(336)을 통해 각각 유동되는 각 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있도록, 채널 본체 부재(330), 채널 추가 부재(335) 및 열교환 핀 부재(340)는 상기된 제 1 실시예에서처럼 중력 방향에 대해 경사지게 형성된다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 일부를 확대한 도면이고, 도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법 중 원재 절단 공정에 의해 원재로부터 절단되어 분리된 비절곡 열교환 핀을 보이는 평면도이다.
도 11 및 도 12를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(400)는 상기 마이크로 채널 열교환 장치(400)의 상하 방향으로 세워진 형태로 형성되어 유체가 상하 방향으로 유동되는 채널 본체 부재(430)와, 상기 채널 본체 부재(430)의 상하 방향으로 복수 번 꺽인 주름 형태로 형성되어 상기 채널 본체 부재(430)와 나란히 상하 방향으로 배치되는 열교환 핀 부재(440)를 포함한다.
상기 열교환 핀 부재(440)는 평면 형태의 패널이 복수 번 꺾인 주름 형태로 형성되되, 상기 채널 본체 부재(430)의 길이 방향으로 상기 채널 본체 부재(430)와 나란히 배치됨으로써, 플레이트 형태로 지그재그로 연결된 복수 개의 열교환 플레이트부(441)와, 상기 각 열교환 플레이트부(441)의 꺾인 부분을 이루는 절곡부(442)로 구성된다.
본 실시예에서는, 상기 각 열교환 플레이트부(441)가 상기 채널 본체 부재(430)의 길이 방향에 대해 소정 각도로 경사져서 중력 방향에 대해 경사진 형태로 형성되고, 그에 따라 상기 채널 본체 부재(430)를 따라 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(400)의 제조 방법은 일 방향으로 소정 각도 기울어진 평행사변형 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀(455)을 평면 패널 형태의 원재로부터 절단하여 분리하는 원재 절단 단계와, 상기 비절곡 열교환 핀(455)의 측면에 대해 평행하게 형성되는 복수 개의 절곡 예정선(456)을 따라 상기 비절곡 열교환 핀(455)을 복수 번 절곡시키는 절곡 단계를 포함하는데, 이하의 차이점을 제외하고는, 본 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(400)의 제조 방법은 상기된 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환 장치(100)의 제조 방법과 동일하므로, 그 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
본 실시예에서는, 평면 패널 형태의 상기 원재로부터 상기 비절곡 열교환 핀(455)이 절단되어 분리되는데, 상기 비절곡 열교환 핀(455)은 일 방향으로 소정 각도 기울어진 평행사변형 형태로 형성되고, 상기 비절곡 열교환 핀(455)에는 상기 절곡부(442)가 되도록 꺾이는 부분이 되는 복수 개의 상기 절곡 예정선(456)이 형성되되, 상기 각 절곡 예정선(456)은 상기 비절곡 열교환 핀(455)의 측면에 대해 평행하게 각각 형성되고, 상기 각 절곡 예정선(456)은 서로 동일 간격으로 이격된 형태로 이루어진다.
상기와 같이 구성되면, 상기 각 절곡 예정선(456)을 따라 상기 비절곡 열교환 핀(455)을 교대로 서로 반대 방향으로 각각 절곡시키면, 복수 번 꺾인 주름 형태의 상기 열교환 플레이트부(441)를 가지는 상기 열교환 핀 부재(440)가 제조될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 채널 열교환 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생된 응축수가 원활하게 배출될 수 있고, 상기 마이크로 채널 중 제 1 유체가 유동되는 일부와 상기 마이크로 채널 중 제 2 유체가 유동되는 다른 일부 간의 열교환 효율이 향상될 수 있도록 할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 마이크로 채널 열교환 장치
130 : 채널 본체 부재
131 : 채널 본체측 마이크로 채널
140 : 열교환 핀 부재

Claims (9)

  1. 채널 본체측 마이크로 채널이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 채널 본체 부재; 및
    상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 표면적이 증대될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재와 나란히 배치되는 열교환 핀 부재;를 포함하고,
    상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재와 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 본체 부재는 복수 개로 구성되고,
    상기 열교환 핀 부재는 그 상단 및 그 하단이 중력 방향에 대해 경사지게 형성되고, 상기 채널 본체 부재 각각이 상기 열교환 핀 부재의 경사진 상단 및 하단에 연결됨으로써, 상기 채널 본체 부재와 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  3. 채널 본체측 마이크로 채널이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 채널 본체 부재;
    채널 추가측 마이크로 채널이 그 내부를 따라 형성되어, 상기 채널 본체측 마이크로 채널을 통해 유동되는 유체와 다른 유체가 유동되면서 열교환되도록 하는 채널 추가 부재; 및
    상기 채널 본체측 마이크로 채널 및 상기 채널 추가측 마이크로 채널을 통해 각각 유동되는 각 유체의 열교환 표면적이 증대될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재 및 상기 채널 추가 부재와 나란히 배치되는 열교환 핀 부재;를 포함하고,
    상기 열교환 핀 부재의 동일한 측면 상에서 상기 채널 본체 부재와 상기 채널 추가 부재는 서로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열교환 핀 부재의 상단 또는 하단에서 각각 상기 채널 본체 부재와 상기 채널 추가 부재는 서로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 채널 본체 부재, 상기 채널 추가 부재 및 상기 열교환 핀 부재에서의 열전도를 위하여, 상기 채널 본체 부재, 상기 채널 추가 부재 및 상기 열교환 핀 부재는 서로 열전도 가능하도록 연결된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 본체측 마이크로 채널 및 상기 채널 추가측 마이크로 채널을 통해 각각 유동되는 각 유체의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 자중에 의해 배수될 수 있도록, 상기 채널 본체 부재, 상기 채널 추가 부재 및 상기 열교환 핀 부재는 중력 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
  7. Figure pat00003
    가 복수 번 연속적으로 반복된 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀을 평면 패널 형태의 원재로부터 절단하여 분리하는 원재 절단 단계; 및
    상기 비절곡 열교환 핀의 외형선 중 꺾이는 부분을 각각 지나면서 상기 비절곡 열교환 핀의 측단면과 평행한 방향으로 절곡선이 각각 형성되도록, 상기 비절곡 열교환 핀을 절곡시키는 절곡 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법.
  8. 일 방향으로 소정 각도 기울어진 평행사변형 형태로 형성된 비절곡 열교환 핀을 평면 패널 형태의 원재로부터 절단하여 분리하는 원재 절단 단계; 및
    상기 비절곡 열교환 핀의 측면에 대해 평행하게 형성되는 복수 개의 절곡 예정선을 따라 상기 비절곡 열교환 핀을 복수 번 절곡시키는 절곡 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 본체 부재는 상기 마이크로 채널 열교환 장치의 상하 방향으로 세워진 형태로 형성되어 유체가 상하 방향으로 유동되고,
    상기 열교환 핀 부재는 상기 채널 본체 부재의 상하 방향으로 복수 번 꺽인 주름 형태로 형성되어 상기 채널 본체 부재와 나란히 상하 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환 장치.
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