KR910004780B1 - 핀튜우부형 열교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

핀 튜우부형 열교환기

제 1 도는 종래의 핀튜우브형 열교환기를 도시한 부분 측면도.

제 2 도는 제 1 도의 11-11'선 단면도.

제 3 도는 본 발명의 일실시예에 있어서 핀 튜우브형 열교환기를 도시한 부분 측면도.

제 4 도는 제 3 도의 요부를 상세하게 도시한 도면.

제 5 도는 본 발명의 절기편(切起片)의 단면도.

제 6 도는 제 3 도의 VI-VI'선 판형상핀군의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 판형상핀 13 : 전열관

14 : 원통형상의 핀컬러 15 : 개구부

17 : 핀베이스 18 : 일어선 다리부

본 발명은 공조기기, 냉장공동의 냉각시스템에 사용되어, 냉매와 공기동의 유체사이에서 열의 수수(授受)를 행하는 핀튜우브형 열교환기에 관한 것이다.

최근, 공기기의 소형, 박형화에 따라서, 그 구성부품인 핀튜우브형 열교환기는 점점 성능향상이 요망되고 있다.

이하 제 1 도와 제 2 도를 참조하여 종래의 핀튜우브형 열교환기를 설명한다. (1)은 판형상핀으로서 동일면쪽에 핀칼차 2를 둥간격으로 지그자그형상으로 세워올리고 있다. 이 핀칼라(2)의 상하방향의 사이에는 기류 A를 향해서 개구한 절기편(1a)은 지그자그형상의 상기 핀칼라 2의 옆에 위치하는 것이다. (3)은 절연관으로서 상기 판형상핀(2)을 다수개 병설해서 핀칼라(2)를 삽통한 후 확장되어 핀칼라 2의 내면에 밀착하고 있다. 이 전관(3)은 U자형상으로 형성되고, 그 단부는 벤드로 연결되고 있다. (4a), (6b)는 이와 같은 핀튜우브형 열교환기에 기류 A를 흐르게 했을 때 전열관(3)의 후단에 생기는 기류가 흐르지 않는 부분으로서 사수역(弘水域)이라고 한다.

이와 같이 판형상핀(1)의 동일방향으로 절기편(1a)을 형성하고 있기 때문에, 기류의 흐름은 절기편(1a)쪽에서 절기편(1a)의 다리부에서 약간 흐트러지게 되나, 전열관(3)의 하류쪽에 생기는 사수역(4a), (4)를 적게할 수 없는 것이었다. 또한 절기편(1a)의 반대쪽면은 판형상핀(1)이 평면으로 되므로 기류에는 난류(亂流)가 발생하지 않아 사수역(4a), (4b)을 감소시키는 작용을 하지 않는 것이었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점에 감안하여 절기편의 앞 가장자리를 길게하여 경계층 앞 가장자리 효과를 증대시킴과 동시에 핀효율을 저하시키지 않는다. 또 난류촉진을 도모하여, 기류를 전열관 뒤흐름쪽으로 돌리므로서, 사수역을 감소시켜 유효전열면적을 증대시킨다. 또, 흐름에 대한 저항을 분산하므로서, 전열관 사이 및 인접하는 핀형상 핀사이에서 기류의 속도를 균일화하여 잘라 세움에 의한 난류촉진 및 경계층 앞 가장자리를 효과를 증대시켜, 대폭적으로 열전달률을 향상시킨 고성능 핀튜우브형 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여, 핀형상핀에는, 기류방향으로 개구부를 가진 절기편을 핀베이스를 사이에 두고 교호로, 상반되는 방향으로 복수단 형성하고, 또한 각단에 있어서 절기편의 수를 판형상핀에 형성한 전열관 삽입구멍사이의 중심을 연결하는 선상으로부터 기류방향을 향해서 증가한 것이고, 절기편을 전열관 사이에 있어서 기류에 수직인 방향으로 핀베이스를 남기고 형성하고 있으며, 절기편의 일어선 다리부가 많고 앞 가장자리가 길어짐과 동시에, 핀효율도 향상된다.

이하, 본 발명의 일실시예의 핀튜우브형 결교환기에 대해서 제 3-제 6 도를 참조하여 설명한다. 제 3 도에 도시한 바와 같이, 알루미늄 박판으로 이루어진 장방형상의 판형상핀(11)에는 복수개의 전열관 삽입구멍(12)이 동피치로 장변 방향으로 2열 형성되어 있으며, 앞열의 전열관 삽입구멍 사이의 중간에 뒤열의 정열관 삽입구멍(12)이 위치하도록 형성되어 있다. 상기 전열관 삽입구멍(12)의 주연(周緣)에는 전열관(13)과의 열전도를 양호하게 하기 위한 원통형상의 핀컬러(14)가 일체적으로 형성되어 있다. 상기 판형상핀(11)은, 일정간격으로 다수개 평행하게 배열되고, 각 판형상 핀사이를 기류가 유동하는 판형상핀군을 수성하고 [제 6 도에는 판형상핀(11)을 2매 평형하게 배열한 예를 도시함], 상기 판형상핀군에 직교하는 방향으로 판형상핀(11)의 전열관삽입구멍(12)에 전열관(13)이 삽입된다. 이 전열관(13)은 전열관 삽입구멍(12)에 삽입후, 확관되어서 핀컬러(14)의 내면에 밀착된다.

또, 상기 판형상핀(11)에는, 제 4 도, 제 6 도에 도시한 바와 같이 전열관 삽입구멍 사이에 위치하여 기류(A)의 방향으로 개구부(15)를 가진 절기편(16)이 복수개 형성되어 있다. 상기 절기편(16)은 기류방향에 있어서는 핀베이스(17)에 의한 비절기 부분을 사이에 두고, 교호로 상반되는 방향(제 6 도에 있어서는 상하방향)으로 복수단이 형성되고, 기류방향에 대해서 동일단의 절기편(16)은 동방향으로 잘라세워서 형성되어 있다. 또, 제 3 도에 도시한 바와 같이 복수개의 상기 절기편(16)은 동일열의 정전열관 삽입구멍의 중심사이의 연결하는 선 B1-B1', B2-B2'로부터 기류의 유입족과 유출쪽을 향해서 각단의 절기편(16)의 수를 증가시키고 있으며, 실시예에 있어서는 선 B1-B1', B2-B2'에 가장 가까운 단의 절기편(16a)의 수는 단일하고, 다음단은 2개의 절기편(16b), (16c)을 형성하고, 또 (3)단째는 (3)개의 절개편(16d), (16e), (16f)을 형성하고 있다. 각단에 있어서의 상기 절편(16)의 크기는 다르게 하고 있으며, 제1단째의 절기편(16a)의 크기가 최대이고, 이하 순차적으로 작아지도록 형성되어 있으나, 각단에 있어서의 절기편의 합계의 크기로서는, (3)단면이 최대이고, (1)단째가 최소가 된다. 따라서, 전열관 삽입구멍(12)의 제1열, 제2열에 있어서의 절기편(16)의 전체적인 배치패턴은 3단째의 중앙에 위치하는 절기편(16e)을 제외하면 X형상으로 된다.

또, 제 4 도에 도시한 바와 같이 절기편(16)의 핀베이스(17)와 접합하는 일어선 다리부(18)은, 판형상핀(11)의 앞 가장자리의 장면방향에 소정의 경사각도 α를 가지고 형성되어 있다. 그리고 상기 절기편(16)의 일선 다리부(18)는 전열관 삽입구멍 사이의 시류통로의 중앙선 C-C'에 대해서, 왼쪽에 위치하는 일어선 다리부와 오른쪽에 위치하는 절기편의 기류통로의 중심쪽에 위치해서 상호입접하는 일어선 다리부(18a), (18b)는 전열관 삽입구멍(12)의 중심간을 연결하는 C-C'로부터 기류의 유입쪽에 위치하는 것에 있어서는 기류(A)의 유입쪽에서부터 유출쪽으로 일어서 다리부(18a), (18b)간의 간격이 서서히 넓어지는 방향으로 경사져 있다. 또 3단째에 위치하는 중앙의 절기편(16e)은, C-C'선상에 위치시키고, 그 양단의 일어선 다리부는 상기 일어선 다리부(18a), (18b)의 경사방향과 동일하게 형성하고 있다.

그리고, 제 6 도에 도시한 바와 같이 절기편(16)의 높이(h)는 판형상 핀사이의 피치 Pf의 대략 1/2로 형성되어 있다.

다음에 이 일실시예의 구성에 있어서의 작용을 설명한다.

절기편(16a)∼(16f)이 판형상핀(11)의 핀벨이스(17)를 남기고, 전열관 삽입구멍(12)의 중심간을 연결하는 선 C-C'으로부터 기류의 방향으로 1개, 2개, 3개로 증가해서 형성되고, 기류(A)에 수직인 방향으로 핀베이스(17)를 남기고 형성해 있으며, 또한 단일의 절기편이 복수개로 분할되고, 동일단에 복수의 절기편이 형성되기 때문에 앞 가장자리가 길어짐과 동시에, 핀효율도 향상된다. 또, 절기편(16)의 판형상 핀(11)과 접합하는 일어선 다리부(18)가 핀형상핀(11)의 앞 가장자리와 소정의 각도를 이루고 있기 때문에, 이 일어선 다리부(18)에서 소용돌이가 발생하여 난류 촉진을 도모할 수 있다. 이와 동시에, 절기편(16)은 전체적으로 X형상의 패턴으로 배치됨과 동시에 전역과 삽입구멍간의 기류통로의 중심선 C-C'선에 대하여 그 좌우에 일어선 단부(18)의 경사각도를 반대방향으로 하고, 특히 기류통로의 중앙부에서의 풍로저항을 크게 하고 있기 때문에, 기류통로의 각위치에 있어서의 기류의 속도가 평균화되고, 기류(A)가 전열관(13)의 뒤흐름쪽으로 돌아 들어가므로, 전열관(13)의 뒤흐름쪽에 발생하는 사수역을 감소시킬 수 있어, 유효한 전열면적으로 증가시킬 수 있다. 또, 잘라세운 높이(h)가 판형상핀(11)의 피치 Pf의 대략 1/2이기 때문에, 인접하는 판형상핀(11) 사이에 절기편(16)이 균일하게 배치되어 기류(A)의 속도가 균일하게 되고, 절기편(16)을 통과하는 공기량이 증가하여, 경계층 앞 가장자리 효과 및 난류촉진 효과를 증가시킬 수 있다.

또, 일어선 다리부(18)가 기류(A)방향의 앞뒤로 겹쳐지지 않도록 형성하고 있기 때문에, 상류쪽의 영향을 받지않고, 일어선 다리부(18)에서의 소용돌이의 발생을 촉진함과 동시에, 흐름에 대한 저항이 분산하고, 전열관 사이에 있어서도, 기류(A)의 속도가 균일화된다.

이상으로, 경계층 앞 가장자리 효과, 핀효율을 향상, 난류촉진, 사수역 감소효과, 기류속도의 균일화는 동시에 인출하는 일이 가능하게 되어, 열교환기의 전열성능은 현저하게 향상된다. 또 절기편이 핀베이스를 남기고 형성되어 있기 때문에 판형상핀(11)의 강도도 향상된다.

이상의 효과에 의해, 전열성능은 비약적으로 향상하고, 소현이고 고성능의 핀튜우브형 열교환기를 실현할 수 있다.

Claims (7)

1. 장면방향으로 적어도 일렬의 전열관 삽입구멍을 복수개가진 장방향의 판형상핀과, 상기 판형상핀이 일정간격으로 다수개 평행하게 배열되고, 각 판형상핀 사이를 기류가 유동하는 판형상핀군과, 상기 판형상핀군에 직교하는 방향으로 상기 판형상핀의 전열관 삽입구멍에 삽통된 전열관으로 구성되고, 상기 각 판형상핀에는, 기류방향으로 개구부를 가진 절기편을 핀베이스를 사이에 두고 교호로 상반되는 방향으로 복수개 형성하고, 상기 절기편은 기류방향으로 복수단을 형성함과 동시에, 각단에 있어서의 절기편의 수를, 상기 전열관 삽입구멍의 중심사이를 연결하는 선상에 가까운 단의 절기편의 수에 비교하여 판형상핀 단부에 가까운 단의 절기편의 수를 많게 한 핀튜우브형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 절기편의 수는, 전열관 삽입구멍의 중심사이를 연결하는 선상에 가까운 단에서부터 편형상 핀단부에 가까운 단을 향해서 증가하는 핀튜우브형 열교환기
3. 제 2 항에 있어서, 전열관 삽입구멍의 중심사이를 연결하는 선상에 가까운 단의 절리편의 수는 단일로 하고, 다음단의 절기편의 수를 2개로 하고, 또 3단째의 절기편의 수를 3개로 하여 이루어진 핀튜우브형 열교환기.
4. 제 1 항에 있어서, 절기편의 핀베이스와 접합하는 일어선 다리부는, 판형상의 앞 가장자리의 장면방향과 소정의 경사각도를 이루도록 형성한 핀튜우브형 열교환기.
5. 제 4 항에 있어서, 절기편의 일어선 다리부는, 전열관 삽입구멍 사이의 시류통로의 중심선에 대하여 왼쪽에 위치하는 일어선 다리부와 오른쪽에 위치하는 일어선 다리부로, 그 경사각도를 역방향으로 형성하여 이루어진 핀튜우브형 열교환기
6. 제 1 항에 있어서, 절기편의 높이(h)를 핀형상핀 사이의 피치 Pf의 대략 1/2로 하여 이루어진 핀튜우브형 열교환기.
7. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 각단의 절기편의 핀베이스와 접합하는 일어선 다리부는, 기류방향의 앞뒤로 겹쳐지지 않도록 형성한 핀튜우브형 열교환기.

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