KR870002962Y1 - 열 교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열 교환기

제1도(a)(b)~제3도(a)(b)는 종래의 침형상 핀을 구비한 열교환기에 관한 것으로,

제1도(a)는 정면도

제1도(b)는 횡단면도

제2도는 부분 사시도

제3도(a)는 일부분의 횡단면도

제3도(b)는 침형상 핀 일부분의 횡단면도

제4도(a)(b)(c)는 본 고안 열교환기의 실시예에 관한 것으로, 제4도 (a)는 일부분의 횡단면도

제4도(b)는 침형상 핀 일부분의 횡단면도

제4도(c)는 침형상 핀의 확대 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압출편평관 1a : 격벽

1b : 편평면 4 : 공기류

4a, 4b : 유속벡터 2, 40 : 침형상핀군

2a, 40a : 폭방향양단부 2c, 40b : 침형상부

40c : 개구부 40a' : 콜게이트성형의 만곡부

본 고안은 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 격벽을 통해서 고온유체로부터 저온유체로 열에너지를 이동시켜, 가열 또는 냉각을 행하게 하는 장치이다. 열교환기를 구조에 따라 분류한 것에 핀부착관형 열교환기가 있다. 전열관의 바깥측에 기체를 흘릴 경우에는 전열관과 기체사이는 열전달율이 작으므로, 전열관의 표면에 핀을 부착해서 열유속을 증가시킨 핀부착관형 열교환기가 사용된다.

이상과 같이, 일반적으로 열교환기의 전열성능을 향상시키기 위해서, 전열관에 여러가지의 핀을 접합하는 일이 행해지고 있으며, 그 형상등도 여러가지 제안되어 본원 고안자들도 종래의 콜게이트핀 대신에 고성능인 침형상 핀을 구비한 열교환기(일본국 실원소 56-111005호, 동 실원소 57-1714호)를 제안하고 있다.

이 침형상 핀을 구비한 열교환기는 카아에어콘이나 주택용 에어콘의 콘덴서 혹은 증발기등에 뛰어난 것으로서, 그 구조는 예를들면 제1도내지 제3도에 표시한 바와같이, 전열관으로서 내부에 격벽(1a)을 가진 압출편평관(1)이 사용되고, 그 편평면(1b)이 서로 간격을 두고 대항함과 동시에 평행으로 배져되어 이 편평면(1b)으로 형성되는 간격안에 띠형상 금속판으로 콜게이트 성형이 된 침형상 핀군(2)이 편평관(1)의 길이방향과 직교해서 접합되어 있다. 그리고, 편평관(1)의 양단부의 유니온(3)을 개재해서 열교환매체가 관내로 보내져, 편평관(1)의 길이방향과 직교하는 방향(침형상 핀군(2)의 콜게이트 성형된 직선부에 연하는 방향)으로부터 공기(4)등의 관의 유체가 유입하여 열교환이 행해진다.

이 침형상핀군(2)은 띠형상 금속판(판폭 h)의 폭방향 양단부(2a)를 약간 남게해서 여러개의 장방형의 타발부(2b)를 형성하여 사다리형으로 하고, 이것을 길이방향에 연해서 사행폭(W)으로 해서 지그재그시켜서 콜게이트 성형하여, 그 폭방향 양단을 사전에 편평면(1b)에 부착되어 있는 땜납재 혹은 접착제로 납땜이나 접착을 해서 편평면(1b)사이에 접합된다. 그리고, 이 침형상핀(2c)을 다수 가진 침형상핀군(2)의 배열은 공기(4)의 흐름방향과 평행인 핀피치가(P_L), 공기(4)의 흐름방향과 직각인 핀피치가(P_T)로 되어 있다.

그러나, 이러한 침형상핀을 구비한 열교환기에서는, 띠형상 금속판에 타발부(2b)를 형성해서 침형상핀(2c)을 남기기 때문에 타발부(2b)의 분만큼 재료가 낭비되어 자원절약적 견지 및 재료생산가적 견지에서 바람직하지 못하며, 특히 띠형상 금속판으로 알루미늄을 사용할 경우에는 낭비가 많다. 또, 이 침형상핀군(2)은 그 구조상, 높이(h)방향의 강성이 낮고 편평면(1b)에 접합할때에 가압해서 밀착할 필요가 있으나, 이에 수반하여 침형상핀(2c)이 만곡해서 핀피져(P_L)(P_T)가 불균일하게 되어 제품의 가공불량이 된다.

또한, 전열성능상, 공기(4)의 흐름방향에 대해서 침형상핀(2c)이 일직선으로 배열되기 때문에 상류측의 침형상핀(2c)으로 형성된 경계층류속에, 이어지는 하류측의 침형상핀(2c)이 들어 가버려 핀효율의 저하를 초래한다는 결점이 있다.

동, 상기와 같은 침형상핀(2c)을 갖춘 열교환기에서는, 침형상핀군(2)에의 공기(4)의 유입은 콜게이트성형의 만곡부, 즉 정상부 및 저부에서 행하여짐과 동시에 공기의 유출도 마찬가지로 만곡부에서 행하여 지므로 공기(4)의 유입, 유출에 커다란 장애가 되며, 공기(4)의 콜게이트성형의 만곡부에서의 유속벡터(4a)는 작고, 직선부에서의 유속벡터(4b)는 커진다. 이 때문에, 열교환기의 입력측과 출구측과의 압력손실이 커짐과 동시에 유속의 불균일에 의한 열전도율의 저하를 초래하여, 전열성능이 저하하는 결점이 있다. 또한 상기 침형상핀의 단면형상이 사각형으로 모서리부분이 뾰족하기 때문에 이 모서리부분 근처를 흐르는 기체가 난류를 일으켜 압력손실이 커져서 소음을 발생할 뿐만 아니라 압력손실에 의해서 기체의 유속이 저하되어 열전달율이 저하함과 동시에 침형상부분(2c)이 공기흐름(4)의 방향에 대해서 직선상태로 배열되어 있다. 이 때문에 하류측 침형상부분(2c)은, 상류측의 침형상부분(2c)에서 공기흐름(4)과의 접촉이 저해되어 하류측의 침형상부분(2b)의 공기측 열전달율이 낮아져, 이 결과 열전달율의 향상이 충분하다고 말할 수 없다.

본 고안은 열전달율이 크고 더우기 소음발생이 적은 열교환기를 제공함을 목적으로 하는 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 내부에 열교환 매체를 통과시키는 편평관의 편평면이 서로 간격을 두어서 대향하고 평행으로 배치됨과 동시에 서로 대향한 편평면 사이에 띠형상 금속판을 그 길이 방향으로 콜게이트 성형한 핀의 폭방향 양단부가 접합되어서 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 핀에 유체통과부분을 형성함과 동시에 동 부분의 외주면을 매끄러운 곡면으로 형성한 것을 특징으로 한다.

이하 제4도및 제5도를 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 고안의 일실시예를 도시하는 것으로서, 이 열교환기는 제4도(a)~(c)에서 도시한 바와같이, 단면이 편형형상인 냉매관(1)을 그 편형면(1a)이 소정간격으로 서로 형행이 되도록 지그재그로 배설하고, 이 편형면(1a)사이에서 형성된 공간내에 콜게이트핀(40)을 지그재그로 배설하고 있다. 콜 게이트핀(40)은 제4도(a)~(c)에 표시한 바와같이 그 양단부(40a)(40a)사이에 침형상부(40b)…를 형성한 것으로서, 각 침형상부(40b)는 단면이 원형상으로 성형되어 있다. 또 각 침형상부(40b)사이에는 개구부(40c)가, 또 양단부(40a)의 만곡부(40')에는 공기흐름(4)의 위입, 유축을 쉽게하기 위하여 잉여핀제거부(40d)가 형성되어 있다. 이 콜게이트핀(40)은, 냉매관(1) 편형면(1a)의 폭방향에 대하여 서로 평행으로 배설되고, 각 침형상부(40b)가 제4도(b)에 도시한 바와같이 편평면(1a)의 폭방향[공기흐름(4)의 유입, 유출방향]과 평행하게 핀피치가(P_T1)인 인하인배열(일직선상에 배열)되고 있다.

또한, 상기 실시예에서는 침의 단면형상을 원형으로 하였으나, 타원형으로 해도된다. 또, 침형상핀의 침뿐만 아니라 가장자리부분도 타원형의 단면으로 하거나, 매끈한 곡면으로 하면 보다 압력손실이 적어진다. 또, 유체란 기체 혹은 액체를 말한다.

상기 열교환기에 의하면, 콜게이트핀중 유체가 통과하는 각 부분의 외주면은 매끈한 곡면으로 형성하였으므로 전열면적 증가부재에 연해서 흐르는 유체의 압력손실이 적으며, 그 결과, 소음의 발생이 적어서 유체와 전열면적 증가부재와의 열전달율이 크다.

Claims (2)

1. 내부에 열교환매체를 통과시키는 편평관의 편평면이 서로 간격을 두어서 대향하여 평행으로 배치됨과 동시에 서다 대향한 편평면 사이에 띠형상 금속판을 그 길이방향으로 콜게이트성형한 핀의 폭방향 양단부가 접합되어서 이루어진 열교환기에 있어서, 콜게이트핀(40)에 유체통과부분을 형성함과 동시에 이 부분의 외주면을 매끄러운 곡면으로 성형한 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 매끄러운 곡면이 원형단면으로 성형되는 것을 특징으로 하는 열교환기.