KR20240041109A

KR20240041109A - 열교환기

Info

Publication number: KR20240041109A
Application number: KR1020220120227A
Authority: KR
Inventors: 정민우; 김세현; 김봉준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-09-22
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2024-03-29

Abstract

본 발명에 따른 열교환기는 냉매가 유동되는 냉매 유로를 포함하는 복수의 냉매 플레이트를 포함하는 열교환부, 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급부 및 상기 냉매 유로에서 유출된 냉매가 유출되는 냉매 유출부를 포함하고, 상기 각 냉매 플레이트는, 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 상면에 결합되고, 상기 하부 플레이트와의 사이에 상기 냉매 유로를 정의하는 상부 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기로 이루어지는 냉동사이클 장치에서 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있다.

또한 열교환기는 실내, 차량, 냉장고 등에 설치되어 냉매를 공기와 열 교환시킨다.

열교환기는 구조에 따라 핀 튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등으로 구분될 수 있다.

열교환기는 내부에 냉매가 유동되어 외부의 공기와 열 교환하는 다수의 냉매 튜브와, 다수의 냉매 튜브를 연결하여 열 교환 능력을 향상시키는 전열핀과, 다수의 냉매 튜브에 냉매를 공급하는 헤더를 포함할 수 있다.

특허 문헌 1의 경우, 헤더에 튜브가 삽입된 열교환기로써, 헤더 내부 격벽을 통한 유로 구성하고, 헤더에 납작관 형태의 튜브가 삽입된 형태이고, 튜브와 튜브 사이에 휜 들이 배치되는 구조이다..

특허 문헌 1의 경우, 휜과 냉매튜브가 별도 구성되어 있어 콤팩트 구성할 경우, 휜들 사이에 먼지 오염에 의한 막힘 등으로 신뢰성 문제 있고, 휜과 튜브의 구성으로 인해 공기측 차압이 커지는 문제가 있으며, 열교환기 구조적 한계로 큰 설치공간을 차지하는 문제도 존재한다.

특허 문헌 2의 경우, 마이크로채널 튜브와 휜과, 마이크로채널튜브에 냉매를 공급하는 헤더와 헤더 내의 분배 최적화로 열교환 효율 최적화하는 기술을 공개하고 있다.

그러나, 특허 문헌 2의 경우, 설치공간이 제한되는 소형냉장고에 적용이 어려운 문제와, 휜들 사이에 먼지 끼임 등에 의한 신뢰성 문제가 존재한다.

특허문헌 1 - 한국 공개 공보 제20140006681호 특허문헌 2 - 한국 공개 공보 제20170012262호

본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 열교환면적을 확보하면서 공기/냉매측 차압(유동저항)을 최소화하여 시스템의 효율을 개선하는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하려고 하는 다른 과제는, 별도의 핀이 없어서, 오염으로부터 비교적 자유로워 신뢰성을 확보하기 용이한 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하려고 하는 또 다른 과제는, 제조가 간단하고, 소형화가 가능하고, 좁은 기계실에 배치가 자유로운 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하려고 하는 또 다른 과제는, 헤더와 열교환부의 연결이 용이한 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 열교환기는 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합하여 그들 사이에 냉매 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉매 플레이트의 일부가 돌출되어 헤더에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉매 플레이트의 일부가 절곡되어 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이의 간격을 유지하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 냉매가 유동되는 냉매 유로를 포함하는 복수의 냉매 플레이트를 포함하는 열교환부, 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급부 및 상기 냉매 유로에서 유출된 냉매가 유출되는 냉매 유출부를 포함하고, 상기 각 냉매 플레이트는, 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 상면에 결합되고, 상기 하부 플레이트와의 사이에 상기 냉매 유로를 정의하는 상부 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매 유로는, 상기 하부 플레이트에서 함몰되어 형성되는 하부 유로와, 상기 상부 플레이트에서 함몰되어 형성되는 상부 유로를 포함할 수 있다.

상기 냉매유로는, 제1 방향으로 연장되는 제1 냉매 유로와, 상기 제1 냉매 유로와 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 냉매 유로와, 상기 제1 냉매 유로의 일단과 상기 제2 냉매 유로의 일단을 연결하는 리턴 유로를 포함할 수 있다.

상기 복수의 냉매 플레이트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차되는 제3 방향으로 적층될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이 간격을 유지하는 서포터를 더 포함할 수 있다.

상기 냉매 공급부는, 냉매 유입관, 상기 냉매 유입관의 냉매를 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로로 분산하여 공급하는 유입 헤더를 포함할 수 있다.

상기 냉매 유출부는, 냉매 유출관, 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로의 냉매를 상기 냉매 유출관으로 전달하는 유출 헤더를 포함할 수 있다.

상기 각 냉매 플레이트는, 일단에 상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 위치되고, 타단에 상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 위치될 수 있다.

상기 각 냉매 플레이트는, 상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 일면에서 돌출되는 제1 돌출부, 상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 타면에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함할 수 있다.

상기 냉매 공급부는, 냉매 유입관, 상기 냉매 유입관의 냉매를 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로로 분산하여 공급하는 유입 헤더를 포함하고, 상기 제1 돌출부의 적어도 일부는 상기 유입 헤더의 내부에 위치될 수 있다.

상기 유입 헤더는, 상기 제1 돌출부가 삽입되는 다수의 제1 삽입홀을 포함하는 유입 베이스와, 상기 유입 베이스를 커버하여 내부에 냉매 유동 공간을 정의하는 유입 커버를 포함할 수 있다.

상기 냉매 유출부는, 냉매 유출관, 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로의 냉매를 상기 냉매 유출관으로 전달하는 유출 헤더를 포함하고, 상기 제2 돌출부의 적어도 일부는 상기 유출 헤더의 내부에 위치될 수 있다.

상기 서포터는 상기 냉매 플레이트의 일단이 절곡되어 형성될 수 있다.

상기 서포터는, 상기 제1 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 일면이 절곡되어 헝성되는 제1 절곡부와, 상기 제2 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 타면이 절곡되어 헝성되는 제2 절곡부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 냉매가 유동되는 냉매 유로를 포함하는 복수의 냉매 플레이트를 포함하는 열교환부를 포함하고, 상기 각 냉매 플레이트는, 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 상면에 결합되고, 상기 하부 플레이트와의 사이에 상기 냉매 유로를 정의하는 상부 플레이트를 포함하며, 상기 복수의 냉매 플레이트는 상부 방향으로 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 열교환기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명은 두개 판을 상하로 결합하면서, 두개의 판 사이에 냉매 유로를 형성한 냉매 플레이트를 복수 개 적층하므로, 냉매 플레이트의 일부가 핀의 역할을 하고, 별도의 핀이 없어서, 먼지가 끼여서 열교환기의 효율이 저하될 문제가 없고, 각 냉매 플레이트 사이의 공간으로 공기가 유동되므로, 유동저항이 줄어드는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 냉매 플레이트의 플레이트를 적층하여 형성하므로, 형상 변형이 매우 용이하고, 제조간 간단하므로, 소형화가 가능하고, 좁은 기계실에 배치가 자유로운 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 냉매 플레이트의 일부를 절곡하여서, 냉매유로의 냉매 유입구와 냉매 토출구가 냉매 플레이트의 측면에서 돌출되게 구성되므로, 냉매 유로의 냉매 유입구와 냉매 토출구가 헤더의 내부로 삽입되어서, 헤더와 냉매 유로가 정확하고 용이하게 연결되는 이점이 있다.

넷째, 본 발명은 복수의 냉매 플레이트들 사이의 간격을 유지하는 서포트를 별도의 부재를 사용하지 않고, 냉매유로의 냉매 유입구와 냉매 토출구가 냉매 플레이트의 측면에서 돌출되게 하면서, 절곡된 냉매 플레이트의 양단이 서포터의 역할을 하므로, 별도의 서포터가 필요 없는 이점이 존재한다.

도 1a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 냉매사이클이 도시된 블럭도이다.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉장고의 기계실을 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 정면도이다.냉
도 5은 도 3에 도시된 냉매 플레이트의 평면도이다.
도 6은 도 5의 6-6' 선을 취한 냉매 플레이트의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 열교환기의 분해 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 냉매 플레이트의 평면도이다.
도 10은 도 7의 10-10' 선을 취한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 냉매 플레이트의 사시도이다.

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.

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.

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.

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.

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.

또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 냉매사이클이 도시된 블럭도, 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 냉장고의 기계실을 도시된 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉장고는 식품이 저장되는 저장부(2)가 형성된 본체(3), 본체(3)를 개폐하는 도어(4) 및 저장부(2)를 냉각하는 냉각시스템을 포함한다.

본 실시예에 따른 냉장고의 냉각시스템은 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매가 실외 공기와 열교환되어 응축되는 응축기(20)와, 냉매가 팽창되는 팽창기구(12)와, 냉매가 고내의 공기와 열교환되어 증발되는 증발기(40)를 포함할 수 있다.

압축기(10)에서 압축된 냉매는 응축기(20)를 통과하면서 실외 공기와 열교환되어 응축될 수 있다. 응축기(20)는 본체(1)의 내부에 마련된 기계실(S)에 위치된다.

응축기(20)에서 응축된 냉매는 팽창기구(12)로 유동되어 팽창될 수 있다. 팽창기구(12)에 의해 팽창된 냉매는 증발기(40)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 증발될 수 있다. 증발기(40)는 저장부(2) 내의 공기와 열 교환하게 배치된다.

증발기(40)에서 증발된 냉매는 압축기(10)로 회수될 수 있다.

냉매는 압축기(10), 응축기(20), 팽창기구(12) 및 증발기(40)를 순환하면서 냉각사이클로 작동된다.

압축기(10)에는 증발기(40)를 통과한 냉매를 압축기(10)로 안내하는 압축기(10) 흡입유로가 연결될 수 있다. 압축기(10) 흡입유로에는 액 냉매가 축적되는 어큐물레이터(14)가 설치될 수 있다.

기계실(S)은 본체(1)의 후방 하측에 위치할 수 있다. 기계실(S)은 본체(1)의 후면을 따라 양측면까지 연장된 형상으로 형성될 수 있다.

기계실(S)은 후면 커버(30)를 포함할 수 있다. 후면 커버(30)는 기계실(S)의 후면을 개폐할 수 있도록 마련될 수 있다. 후면 커버(30)는 기계실(S) 내부로 공기가 유입되는 공기유입부(31)와 기계실(S) 내부의 공기가 외부로 유출되는 공기유출부(32)가 형성될 수 있다. 공기유입부(31)와 공기유출부(32)는 각각 복수개로 마련될 수 있다. 공기유입부(31)와 공기유출부(32)는 후면 커버(30)에서 각각 상이한 위치에 마련되거나, 서로 마주보는 위치에 마련될 수도 있다.

기계실(S)에는 응축기(20)로 실외 공기를 송풍시키는 응축기팬(15)이 설치될 수 있다. 증발기(40)로 실내 공기를 송풍시키는 증발기팬(16)이 설치될 수 있다.

공조기의 일 예로 냉장고에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 실내를 냉방하는 일반적인 공기 조화기도 포함한다.

응축기와 증발기는 열교환기로 구성될 수 있다. 이하, 열교환기에 대해 상술한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 정면도이다.

도 3 및 4를 참조하면, 열교환기(200)는 열교환부(210), 냉매 공급부(211, 213, 214) 및 냉매 유출부(221, 223, 224)를 포함한다.

열교환부(210)는 냉매와 공기를 열 교환한다. 열교환부(210)가 증발기로 작동하면, 공기를 냉각하고, 열교환부(210)가 응축기로 작동하면 공기를 가열한다.

열교환부(210)는 냉매가 유동되는 냉매 유로(215)를 포함하는 복수의 냉매 플레이트(212)를 포함한다.

냉매 플레이트(212)는 판 형상으로, 수직 방향으로 적층되어 배치된다. 따라서, 서로 인접한 냉매 플레이트(212) 사이의 공간으로 공기가 유동된다. 각 냉매 플레이트(212)는 동일한 형상을 가질 수 있다.

냉매 공급부(211, 213, 214)는 냉매 유로(215)에 냉매를 공급한다. 냉매 공급부(211, 213, 214)는 복수의 냉매 플레이트(212)의 각 냉매 유로(215)에 균등하게 냉매를 공급한다.

예를 들면, 냉매 공급부(211, 213, 214)는 냉매 유입관(211)과, 냉매 유입관(211)의 냉매를 복수의 냉매 플레이트(212)의 각 냉매 유로(215)로 분산하여 공급하는 유입 헤더(213)를 포함할 수 있다.

유입 헤더(213)는 일측이 냉매 유입관(211)과 연결되고, 상하 방향으로 연장되며, 적어도 복수의 냉매 플레이트(212)들의 합산 높이 보다 긴 길이를 가질 수 있다. 유입 헤더(213)는 각 냉매 유로(215)와 유입 연결관(214)에 의해 연결된다.

냉매 유출부(221, 223, 224)는 냉매 유로(215)에서 유출된 냉매를 모아 유출되게 한다. 예를 들면, 냉매 유출부(221, 223, 224)는, 냉매 유출관(221)과, 복수의 냉매 플레이트(212)의 각 냉매 유로(215)의 냉매를 냉매 유출관(221)으로 전달하는 유출 헤더(223)를 포함할 수 있다.

유출 헤더(223)는 일측이 냉매 유출관(221)과 연결되고, 상하 방향으로 연장되며, 적어도 복수의 냉매 플레이트(212)들의 합산 높이 보다 긴 길이를 가질 수 있다. 유출 헤더(223)는 각 냉매 유로(215)와 유출 연결관(224)에 의해 연결된다.

본 발명은 서포터를 더 포함할 수 있다. 서포터는 서포트 블록(230)을 포함한다. 서포트 블록(230)은 서로 인접한 냉매 플레이트(212)들 사이 간격을 유지한다. 구체적으로, 서포트 블록(230)의 상단과 하단은 각각 인접한 냉매 플레이트(212)의 하단 및 상단과 연결된다.

바람직하게는, 서포트 블록(230)은 유입 헤더(213) 및 유출 헤더(223)와 이격되고, 냉매 플레이트의 코너 부분에 위치될 수 잇다. 따라서, 서포터에 의해 공기의 유동이 방해받지 않게 된다.

이하, 냉매 플레이트(212)에 대해 상술한다.

도 5은 도 3에 도시된 냉매 플레이트(212)의 평면도, 도 6은 도 5의 6-6' 선을 취한 냉매 플레이트(212)의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 냉매 플레이트(212)는 판 형상으로 냉매 유로(215)를 포함한다. 냉매 플레이는 수직 방향(UD)과 교차되는 방향으로 연장된다. 냉매 플레이트(212)는 수직 방향에서 바라본 면적이 수평방향에서 바라본 면적 보다 크다. 냉매 플레이트(212)는 좌우 방향(LeRi) 및 전후 방향(FR)으로 연장된다.

냉매 유로(215)는 냉매가 유동되는 공간을 제공한다. 냉매 유로(215)의 내부에는 팽창기구(12)에서 팽창된 냉매가 유입되거나, 압축기(10)에서 압축된 냉매가 유입된다.

냉매 유로(215)는 지그 재그 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 냉매 유로(215)는 제1 방향으로 연장되는 제1 냉매 유로(2151)와, 제1 방향으로 연장되고, 제1 냉매 유로(2151)와 이격되는 제2 냉매 유로(2152) 및 제1 냉매 유로(2151)의 일단과 제2 냉매 유로(2152)의 일단을 연결하는 리턴 유로(2153)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 방향은 전후방향(FR)을 의미한다.

제1 냉매 유로(2151)와 제2 냉매 유로(2152)는 제2 방향으로 이격되고, 교대로 배치될 수 있다. 여기서, 제2 방향은 좌우 방향(LeRi)을 의미한다. 제1 냉매 유로(2151)와 제2 냉매 유로(2152)를 복수 개가 배치될 수 있다.

제1 냉매 유로(2151)의 타단은 냉매가 유입되는 냉매 유입구(213)(211)와 연결될 수 있다. 냉매 유입구(213)(411a)는 냉매를 분배하는 유입 헤더(213)와 연결될 수 있다.

제2 냉매 유로(2152)는 제1 방향으로 연장되고, 제1 냉매 유로(2151)와 이격되어 위치된다.

제2 냉매 유로(2152)의 타단은 냉매가 유출되는 냉매 토출구(214)(214)와 연결될 수 있다. 냉매 토출구(214)(412a)는 냉매를 모으는 유출 헤더(223)와 연결될 수 있다.

리턴 유로(2153)는 제1 냉매 유로(2151)의 일단과 제2 냉매 유로(2152)의 일단을 연결한다. 리턴 유로(2153)는 냉매의 방향을 전환한다. 리턴 유로(2153)는 U자 형상일 수 있다. 리턴 유로(2153)는 복수 개가 형성되어서, 냉매 유로(215)의 형상을 지그 재그 형상으로 정의할 수 있다.

팽창기구(12)에서 팽창된 냉매 또는 압축기(10)에서 압축된 냉매는 냉매 유입구(213)를 통해 제1 냉매 유로(2151)로 공급되고, 제1 냉매 유로(2151)로 공급된 냉매는 리턴 유로(2153) 들과, 제2 냉매 유로(2152) 들을 거쳐 냉매 토출구(214)로 배출된다.

냉매 플레이트(212)는, 하부 플레이트(2121)와, 상부 플레이트(2122)가 결합되어 형성되고, 하부 플레이트(2121)와 상부 플레이트(2122) 사이에 냉매 유로(215)가 정의될 수 있다.

상부 플레이트(2122)는 하부 플레이트(2121)의 상면에 결합되고, 하부 플레이트(2121)와의 사이에 냉매 유로(215)를 정의한다.

냉매 유로(215)는, 하부 플레이트(2121)에서 함몰되어 형성되는 하부 유로(215b)와, 상부 플레이트(2122)에서 함몰되어 형성되는 상부 유로(215a)를 포함할 수 있다. 하부 유로(215b)는 하방으로 볼록한 형상이고, 단면 형상이 반원 일 수 있다. 상부 유로(215a)는 상방으로 볼록한 형상이고, 단면 형상이 반원일 수 있다.

물론, 실시예에 따라서는 하부 유로(215b)는 평평하고, 상부 유로(215a)만 볼록할 수도 있고, 하부 유로(215b)가 볼록하고, 상부 유로(215a)는 평평할 수도 있다.

냉매 플레이트(212)는, 일단에 냉매 유로(215)의 냉매 유입구(213)가 위치되고, 타단에 냉매 유로(215)의 냉매 토출구(214)가 위치될 수 있다.

냉매 플레이트(212)는 위에서 바라보면 사각형이고, 냉매 유입구(213)는 냉매 플레이트(212)의 좌측 면(217)에 노출되고, 냉매 토출구(214)는 냉매 플레이트(212)의 우측면(218)에 노출될 수 있다.

바람직하게는, 냉매 유입구(213)는 플레이트의 우측면(218)에서 후방으로 치우친 위치에 위치되고, 냉매 토출구(214)는 냉매 플레이트(212)의 좌측 면(217)에서 후방으로 치우친 위치에 위치될 수 있다. 따라서, 냉매 유입구(213)와 냉매 토출구(214)에 결합되는 헤더에 의해 공기 유동이 방해받지 않게 된다.

냉매 플레이트(212)는 열 전도성이 우수한 재질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 냉매 플레이트(212)는 금속성 재질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 냉매 플레이트(212)는 구리, 알루미늄 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서 냉매 플레이트(212)는 5개가 배치되고, 상부에서 하부 방향으로 제1 냉매 플레이트(212a)에서 제5 냉매 플레이트(212)로 명명될 수 있다.

따라서, 본 발명은 두개 판을 상하로 결합하면서, 두개의 판 사이에 냉매 유로(215)를 형성한 냉매 플레이트(212)를 복수 개 적층하므로, 냉매 플레이트(212)의 일부가 핀의 역할을 하고, 별도의 핀이 없어서, 먼지가 끼여서 열교환기(200)의 효율이 저하될 문제가 없고, 각 냉매 플레이트(212) 사이의 공간으로 공기가 유동되므로, 유동저항이 줄어드는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 냉매 플레이트(212)의 플레이트를 적층하여 형성하므로, 형상 변형이 매우 용이하고, 제조간 간단하므로, 소형화가 가능하고, 좁은 기계실에 배치가 자유로운 이점이 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(200A)의 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 열교환기(200A)의 분해 사시도, 도 9는 도 7에 도시된 냉매 플레이트(212A)의 평면도, 도 10은 도 7의 10-10' 선을 취한 단면도이다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 냉매 플레이트(212A)는 제1 실시예와 비교하면, 냉매 플레이트(212A)의 측면의 구조가 상이하다. 이하, 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

제2 실시예의 냉매 플레이트(212A)는 헤더와 결합력을 강화하기 위해 냉매 유입구(213)와 냉매 토출구(214)가 위치된 측면이 돌출될 수 있다.

구체적으로, 냉매 플레이트(212A)는 제1 돌출부(241)와 제2 돌출부(251)를 포함할 수 있다.

제1 돌출부(241)는 냉매 플레이트(212A)의 일면에서 돌출된다. 구체적으로, 제1 돌출부(241)는 냉매 플레이트(212A)의 우측면(218)보다 우측으로 돌출된다. 제1 돌출부(241)는 냉매 플레이트(212A)의 우측면(218)에서 후방단에 인접하여 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 돌출부(241)에 결합되는 유입 헤더(213)가 공기 유동을 방해하지 않게 된다.

제1 돌출부(241)에는 냉매 유로(215)의 냉매 유입구(213)가 형성된다. 제1 돌출부(241)의 우측면(218)에 냉매 유입구(213)가 노출된다.

제2 돌출부(251)는 냉매 플레이트(212A)의 타면에서 돌출된다. 구체적으로, 제2 돌출부(251)는 냉매 플레이트(212A)의 좌측 면(217)보다 좌측으로 돌출된다. 제2 돌출부(251)는 냉매 플레이트(212A)의 좌측 면(217)에서 후방단에 인접하여 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 돌출부(251)에 결합되는 유출 헤더(223)가 공기 유동을 방해하지 않게 된다.

제2 돌출부(251)에는 냉매 유로(215)의 냉매 토출구(214)가 형성된다. 제2 돌출부(251)의 좌측 면(217)에 냉매 유입구(213)가 노출된다.

유입 헤더(213)는 제1 돌출부(241)의 적어도 일부가 내삽되는 구조를 가져서, 냉매이 누설을 방지하고, 유입 헤더(213)와 냉매 플레이트(212A)를 결합력을 강화할 수 있다.

예를 들면, 제1 돌출부(241)의 적어도 일부는 유입 헤더(213)의 내부에 위치될 수 있다.

구체적으로, 유입 헤더(213)는 제1 돌출부(241)가 삽입되는 다수의 제1 삽입홀을 포함하는 유입 베이스와, 유입 베이스를 커버하여 내부에 냉매 유동 공간을 정의하는 유입 커버를 포함한다.

유입 베이스에 형성된 제1 삽입홀을 상하 방향으로 이격되어 배치된다. 제1 삽입홀에 냉매 플레이트(212A)의 제1 돌출부(241)가 삽입되므로, 제1 삽입홀의 간격으로 냉매 플레이트(212A)의 위치를 조절할 수 있게 된다. 유입 커버는 냉매 유입관(211)이 연결된다.

예를 들면, 제2 돌출부(251)의 적어도 일부는 유출 헤더(223)의 내부에 위치될 수 있다.

구체적으로, 유출 헤더(223)는 제2 돌출부(251)가 삽입되는 다수의 제2 삽입홀을 포함하는 유출 베이스와, 유출 베이스를 커버하여 내부에 냉매 유동 공간을 정의하는 유출 커버를 포함한다.

유출 베이스에 형성된 제2 삽입홀을 상하 방향으로 이격되어 배치된다. 제2 삽입홀에 냉매 플레이트(212A)의 제2 돌출부(251)가 삽입되므로, 제2 삽입홀의 간격으로 냉매 플레이트(212A)의 위치를 조절할 수 있게 된다. 유출 커버는 냉매 유출관(221)이 연결된다.

제1 돌출부(241)와 제2 돌출부(251)는 냉매 플레이트(212A)의 상부 플레이트(2122)와 하부 플레이트(2121)가 결합되어 형성된다. 따라서, 상부 플레이트(2122)와 하부 플레이트(2121)를 T자 형상으로 제조하고, 결합하기만 하면, 간단하게 헤더와 결합을 강화하는 돌출부 구조가 만들어지게 된다.

따라서, 본 발명은 헤더와 냉매 플레이트(212A)의 결합력을 강화하는 구조를 제조하기 용이하게 된다.

또한, 서포터는 서포트 바(230A)를 포함할 수 있다. 서포트 바(230A)는 상하 방향으로 연장되어서, 냉매 플레이트(212A) 들과 결합된다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열교환기(200B)의 사시도, 도 12는 도 11에 도시된 냉매 플레이트(212B)의 사시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 냉매 플레이트(212B)는 제2 실시예와 비교하면, 냉매 플레이트(212B)의 측면의 구조가 상이하다. 이하, 제2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

제3 실시예의 냉매 플레이트(212B)의 서포터의 구조가 제2 실시예에 차이점이 존재한다.

예를 들면, 제3 실시예의 서포터는 냉매 플레이트(212B)의 일단이 절곡되어 형성된다. 서포터 별도의 부재로 형성되면, 냉매 플레이트(212B)와 용접 또는 결합시켜야 하는 부담이 존재한다.

따라서, 서포터가 냉매 플레이트(212B)의 일단이 절곡되어 형성되면, 별도의 부재를 사용하지 않고 냉매 플레이트(212B)의 일 부분을 서포터로 활용하는 장점이 존재한다.

구체적으로, 서포터는, 제1 돌출부(241)를 제외한 냉매 플레이트(212B)의 일면이 절곡되어 헝성되는 제1 절곡부(219a)와, 제2 돌출부(251)를 제외한 냉매 플레이트(212B)의 타면이 절곡되어 헝성되는 제2 절곡부(219b)를 포함할 수 있다.

제1 절곡부(219a)는 제1 돌출부(241)를 제외한 냉매 플레이트(212B)의 우측단이 하방으로 절곡되어 형성된다. 제1 절곡부(219a)는 냉매 플레이트(212B)의 하단 보다 하방으로 돌출된다.

제1 절곡부(219a)는 제1 절곡선(2113)을 따라 절곡되고, 제1 절곡선(2113)은 냉매 플레이트(212B)의 우측면(218) 보다 내측에 위치되고, 냉매 플레이트(212B)의 우측면(218)과 나란하게 연장된다. 제1 절곡부(219a)의 하단은 냉매 플레이트(212B)의 우측면(218)이 된다.

제2 절곡부(219b)는 제2 돌출부(251)를 제외한 냉매 플레이트(212B)의 좌측 면(217)이 하방으로 절곡되어 형성된다. 제2 절곡부(219b)는 냉매 플레이트(212B)의 하단 보다 하방으로 돌출된다.

제2 절곡부(219b)는 제2 절곡선(2115)을 따라 절곡되고, 제2 절곡선(2115)은 냉매 플레이트(212B)의 좌측면(217) 보다 내측에 위치되고, 냉매 플레이트(212B)의 좌측면(217)과 나란하게 연장된다. 제2 절곡부(219b)의 하단은 냉매 플레이트(212B)의 좌측면(217)이 된다.

하부 플레이트(2121)와 상부 플레이트(2122)의 모양을 복잡하게 만들지 않고, 일단 사각형으로 만든 후, 제1 절곡부(219a)와 제2 절곡부(219b)를 절곡하면 제1 돌출부(241)와 제2 돌출부(251)가 돌출되는 구조이므로, 하나의 작업으로 서포터와 헤더와 냉매 플레이트(212B)의 결합구조를 구현할 수 있다.

따라서, 제1 절곡부(219a)를 절곡하기 전에, 제1 돌출부(241)와 제1 절곡부(219a)의 우측단은 동일 선상에 위치되고, 제2 절곡부(219b)를 절곡하기 전에, 제2 돌출부(251)와 제2 절곡부(219b)의 좌측단은 동일 선상에 위치될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 압축기 12 : 팽창기구
15 : 응축기팬 16 : 증발기팬
20 : 응축기 40 : 증발기
200 : 열교환기 210 : 열교환부
211 : 냉매 플레이트 215 : 냉매 유로

Claims

냉매가 유동되는 냉매 유로를 포함하는 복수의 냉매 플레이트를 포함하는 열교환부;
상기 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급부; 및
상기 냉매 유로에서 유출된 냉매가 유출되는 냉매 유출부를 포함하고,
상기 각 냉매 플레이트는,
하부 플레이트와,
상기 하부 플레이트의 상면에 결합되고, 상기 하부 플레이트와의 사이에 상기 냉매 유로를 정의하는 상부 플레이트를 포함하는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매 유로는,
상기 하부 플레이트에서 함몰되어 형성되는 하부 유로와,
상기 상부 플레이트에서 함몰되어 형성되는 상부 유로를 포함하는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매유로는,
제1 방향으로 연장되는 제1 냉매 유로와,
상기 제1 냉매 유로와 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 냉매 유로와,
상기 제1 냉매 유로의 일단과 상기 제2 냉매 유로의 일단을 연결하는 리턴 유로를 포함하는 열교환기.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 냉매 플레이트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차되는 제3 방향으로 적층되는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이 간격을 유지하는 서포터를 더 포함하는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매 공급부는,
냉매 유입관; 및
상기 냉매 유입관의 냉매를 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로로 분산하여 공급하는 유입 헤더를 포함하는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매 유출부는,
냉매 유출관; 및
상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로의 냉매를 상기 냉매 유출관으로 전달하는 유출 헤더를 포함하는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 각 냉매 플레이트는,
일단에 상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 위치되고,
타단에 상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 위치되는 열교환기.
청구항 8에 있어서,
상기 각 냉매 플레이트는,
상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 일면에서 돌출되는 제1 돌출부; 및
상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 타면에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함하는 열교환기.
청구항 9에 있어서,
상기 냉매 공급부는,
냉매 유입관;
상기 냉매 유입관의 냉매를 상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로로 분산하여 공급하는 유입 헤더를 포함하고,
상기 제1 돌출부의 적어도 일부는 상기 유입 헤더의 내부에 위치되는 열교환기.
청구항 10에 있어서,
상기 유입 헤더는,
상기 제1 돌출부가 삽입되는 다수의 제1 삽입홀을 포함하는 유입 베이스와,
상기 유입 베이스를 커버하여 내부에 냉매 유동 공간을 정의하는 유입 커버를 포함하는 열교환기.
청구항 9에 있어서,
상기 냉매 유출부는,
냉매 유출관;
상기 복수의 냉매 플레이트의 각 냉매 유로의 냉매를 상기 냉매 유출관으로 전달하는 유출 헤더를 포함하고,
상기 제2 돌출부의 적어도 일부는 상기 유출 헤더의 내부에 위치되는 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이 간격을 유지하는 서포터를 더 포함하고,
상기 서포터는 상기 냉매 플레이트의 일단이 절곡되어 헝성되는 열교환기.
청구항 9에 있어서,
상기 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이 간격을 유지하는 서포터를 더 포함하고,
상기 서포터는,
상기 제1 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 일면이 절곡되어 헝성되는 제1 절곡부와,
상기 제2 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 타면이 절곡되어 헝성되는 제2 절곡부를 포함하는 열교환기.
냉매가 유동되는 냉매 유로를 포함하는 복수의 냉매 플레이트를 포함하는 열교환부를 포함하고,
상기 각 냉매 플레이트는,
하부 플레이트와,
상기 하부 플레이트의 상면에 결합되고, 상기 하부 플레이트와의 사이에 상기 냉매 유로를 정의하는 상부 플레이트를 포함하며,
상기 복수의 냉매 플레이트는 상부 방향으로 적층되는 열교환기
청구항 15에 있어서,
상기 각 냉매 플레이트는,
일단에 상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 위치되고,
타단에 상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 위치되는 열교환기.
청구항 16에 있어서,
상기 각 냉매 플레이트는,
상기 냉매 유로의 냉매 유입구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 일면에서 돌출되는 제1 돌출부;
상기 냉매 유로의 냉매 토출구가 형성되고, 상기 냉매 플레이트의 타면에서 도출되는 제1 돌출부를 포함하는 열교환기.
청구항 17 있어서,
상기 서로 인접한 냉매 플레이트들 사이 간격을 유지하는 서포터를 더 포함하는 열교환기.
청구항 18에 있어서,
상기 서포터는 상기 냉매 플레이트의 일단이 절곡되어 헝성되는 열교환기.
청구항 18에 있어서,
상기 서포터는,
상기 제1 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 일면이 절곡되어 헝성되는 제1 절곡부와,
상기 제2 돌출부를 제외한 상기 냉매 플레이트의 타면이 절곡되어 헝성되는 제2 절곡부를 포함하는 열교환기.