WO2012002698A2 - 열교환기 - Google Patents

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WO2012002698A2
WO2012002698A2 PCT/KR2011/004704 KR2011004704W WO2012002698A2 WO 2012002698 A2 WO2012002698 A2 WO 2012002698A2 KR 2011004704 W KR2011004704 W KR 2011004704W WO 2012002698 A2 WO2012002698 A2 WO 2012002698A2
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WO
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flat tube
heat exchanger
connector
path
flow path
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PCT/KR2011/004704
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English (en)
French (fr)
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WO2012002698A3 (ko
Inventor
김재훈
Original Assignee
갑을오토텍(주)
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Publication date
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Application filed by 갑을오토텍(주) filed Critical 갑을오토텍(주)
Publication of WO2012002698A2 publication Critical patent/WO2012002698A2/ko
Publication of WO2012002698A3 publication Critical patent/WO2012002698A3/ko

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0478—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger made of a flat tube of a flat shape in which a plurality of heat dissipation walls are mounted and multi-channel is partitioned.
  • a heat exchanger is a device for transferring heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid.
  • a heat exchanger of a vehicle includes a heater, a cooler, an evaporator and a condenser, and heats or cools a vehicle's indoor air, or evaporates a refrigerant. Used to condense.
  • a condenser is described as an example of a refrigerant cycle, which operates together with a compressor, an evaporator, and an expansion valve, and when a low temperature low pressure refrigerant gas is compressed into a compressor, a high temperature and high pressure compressed gas is used.
  • the refrigerant gas of high temperature and high pressure flows into the condenser and is cooled by the external air to be a refrigerant liquid of low pressure and high pressure.
  • the refrigerant liquid is sent to the expansion valve. When the refrigerant flows through the small hole of the expansion valve, both the pressure and the temperature are lowered.
  • the refrigerant liquid of low temperature and low pressure moves along the tube of the evaporator, absorbs heat from the surroundings, and evaporates into the refrigerant gas of low temperature and low pressure. At this time, if forced air is blown by the hot air in the room between the tubes of the cold evaporator to the heat exchange is made to cool air is to act as cooling by supplying the air into the room.
  • the heat exchanger of the conventional structure is configured to closely attach a plurality of heat dissipation fins to the outer circumferential surface of the tube through which the refrigerant liquid flows, so that heat transfer between the refrigerant liquid flowing through the tube and the external air forcedly blown by the blowing fan is actively performed.
  • An object of the present invention devised in view of the above point is to provide a heat exchanger which prevents contaminants from adhering to an outer circumferential surface while maintaining a heat transfer area.
  • a heat exchanger for achieving the object of the present invention as described above is a heat exchanger used in a refrigerant cycle in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are mounted.
  • the heat exchanger has a flat cross-sectional shape and a plurality of heat dissipation so that a plurality of channels are partitioned in an inner flow path.
  • a flat tube having a wall mounted section and a stacking section; And a connector mounted at both ends of the flat tube to communicate with the inner flow path such that a refrigerant fluid flows along the inner flow path.
  • two flat tubes are formed in spaces in which the flow paths are separated from each other.
  • the connector mounted at one end of the flat tube is a return connector provided with a communication path for communicating the flow path, respectively.
  • the connector mounted on the other end of the flat tube is formed with an inlet passage connecting one of the flow path and the inlet of the flat tube on one side, and the other flow path and the outlet of the flat tube
  • a lead-out path for connecting is formed at the other side, and a pull-out connector is provided with a partition wall between the lead-in path and the lead-out path.
  • a flow passage connected to the withdrawal passage among the flow passages of the flat tube is provided close to the blowing fan for forcibly blowing air to heat exchange the flat tube.
  • a communication path that separates the existing communication paths and communicates each adjacent flow path is added to the inside of the return connector, and the pull-out connector
  • An interior of the communication path is formed of a space separated between the inlet passage and the outlet passage and communicate with each of the adjacent flow paths.
  • three flat tubes are formed in spaces in which the flow paths are separated from each other.
  • the connector mounted at both ends of the flat tube is formed with a communication path for communicating each of the flow paths adjacent to the flat tube, and a pull-out path for connecting the other flow path and the inlet and outlet of the flat tube And a draw-out return connector having a partition wall mounted between the communication path and the pull-out path, and the pull-out return connectors are alternately mounted.
  • a passage connected to a drawing passage which is circulated out of the flow passage of the flat tube and drawn out to the outside is installed close to the blower fan for forcedly blowing air to the heat exchanger toward the flat tube.
  • the communication path having a separate space is added inside the draw-out return connector.
  • the flat tube is bent in a zigzag form a stacked shape, and both side portions are equipped with a header having an insertion hole for fixing the flat tube is fitted.
  • the header is arranged with a plurality of the flat tubes.
  • the flat tube further includes an external heat dissipation fin mounted on an outer circumferential surface to release heat.
  • the external heat dissipation fins have a zigzag bent shape and are mounted between at least one stacked section among the stacked sections of the flat tube.
  • the outer heat dissipation fins extend in the width direction of the outer heat dissipation fins so that when the plurality of flat tubes are arranged, the outer heat dissipation fins may extend between the stacked sections of the adjacent flat tubes.
  • the heat exchanger according to the present invention has a flat cross section and is composed of a flat tube equipped with a plurality of heat dissipation walls so that a plurality of channels are partitioned in the inner flow path, thereby keeping the heat transfer area wide and contaminating the outer circumferential surface in contact with the outside air. There is an effect that the substance is prevented from being attached.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger as a first preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a flat tube
  • FIG. 3 is a perspective view showing a heat exchanger equipped with a header
  • FIG. 4 is a perspective view showing a heat exchanger as a second preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of the flat tube shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view showing the return connector mounting portion shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a pull-out connector mounting unit shown in FIG. 4;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a return connector mounting part when the flow path of the flat tube which is the third preferred embodiment of the present invention is increased to have an even number;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a pull-out connector mounting portion when the flow path of the flat tube of the third preferred embodiment of the present invention is increased to make an even number;
  • FIG. 10 is a perspective view showing a heat exchanger as a fourth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a pull-out return connector mounting unit mounted at one end of the heat exchanger illustrated in FIG. 10;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a pull-out return connector mounting portion mounted to the other end of the heat exchanger shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a draw-out connector mounting portion of a heat exchanger as a fifth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a heat exchanger as a sixth preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a heat exchanger as a seventh preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a heat exchanger as an eighth preferred embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger is used as a component of the refrigerant cycle and serves as a heater, a cooler, an evaporator and a condenser.
  • a condenser is described as an example of such a heat exchanger.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger as a first preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a flat tube
  • Figure 3 is a perspective view showing a heat exchanger equipped with a header, as shown
  • a heat exchanger which is a first preferred embodiment of the invention, has a flat and flat cross section and has a flat tube 10 having a long rectangular flow passage 11 therein, and forced air toward the flat tube 10. It consists of the blowing fan 1 which blows.
  • the flat tube 10 is equipped with a plurality of heat dissipation walls 12 so that a plurality of channels are partitioned inside the flow path 11.
  • the flat tube 10 is preferably zigzag bent to form a stacked shape, but is not limited to the stacked shape, but may be made of a wound shape or bent at various angles according to the shape of the mounting space. .
  • the heat dissipation wall 12 is preferably a structure in which a plurality of first heat dissipation walls 12a and second heat dissipation walls 12b are sequentially arranged, and the heat dissipation wall 12 is arranged.
  • the arrangement of is not limited to this structure but may be arranged to be inclined at various inclinations according to the internal shape of the flow path (11).
  • the outlet pipe 14 is preferably located at a position higher than the outlet pipe 13.
  • the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention configured as described above is in contact with the outer circumferential surface of the flat tube 10 through which the refrigerant fluid introduced through the inlet pipe 13 passes through the passage 11 formed of a plurality of channels. Heat is exchanged with air to release heat. The outside air is forcedly blown by the blowing fan 1 toward the outer circumferential surface of the flat tube 10. At this time, through the plurality of heat dissipation walls 12 formed in the passage 11, the refrigerant fluid is more actively transferred to the outer circumferential surface of the flat tube 10. The heat dissipation walls 12 of the refrigerant fluid are increased by the plurality of heat dissipation walls 12.
  • the heat exchanger may further include a header 20 in the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
  • the header 20 is formed with insertion holes 21 so as to support both side portions of the flat tube 10 which is bent and stacked in a zigzag form, and can be fixed at a predetermined position inside the vehicle to be mounted although not shown.
  • the fixing portion may be formed so that. Typically the fixing is bolted.
  • the header 20 is applicable to both fixing the flat tube of the second to fifth embodiments of the present invention to be described later, the shape of the insertion hole 21 according to the embodiment is formed in a shape corresponding to the shape of the outer peripheral surface of the flat tube do.
  • the heat exchanger according to the second preferred embodiment of the present invention has a structure in which the flat tube 110 has two flow paths 111 forming a separate space. Each flow path 111 is connected to the connection portion 113 and consists of separate spaces from each other.
  • the connection portion 113 preferably has a thickness thinner than that of the flat tube 110.
  • the connector is connected to both ends of the flat tube 110, the connector is composed of a return connector, a pull-out connector and a pull-out return connector which will be described later depending on the number of flow paths formed in the flat tube.
  • the flat tube 110 is bent in a zigzag form to be stacked.
  • the flat tube 110 is not limited to the stacked shape, but may be formed in a wound shape according to the shape of the mounting space or be bent at various angles. .
  • a plurality of heat dissipation walls 112 are mounted in the flow path 111 to partition a plurality of channels.
  • the heat dissipation wall 112 is preferably a structure in which a plurality of first heat dissipation walls 112a and second heat dissipation walls 112b are sequentially arranged, and the heat dissipation wall 112 is arranged.
  • the array of is not limited to this structure but may be arranged to be inclined at various inclinations according to the internal shape of the flow path 111.
  • One end of the flat tube 110 is mounted with a tubular return connector 120 having a communication path 121 for communicating each flow path 111 with each other. Both ends of the return connector 120 are formed in a closed tubular shape, and the flat tube 110 is inserted into the outer circumferential surface thereof so that each of the flow paths 111 communicates through the communication path 121.
  • the lead-out connector 130 has a tubular shape with both ends open.
  • an inlet passage 131 is formed at one side of the inlet / outlet connector 130 to communicate the inlet opening 131a and any one flow path 111 of the flat tube 110.
  • On the other side of the draw-out connector 130 is formed with a draw-out passage 132 for connecting the open outlet (132a) and the other flow path 111 of the flat tube 110.
  • a partition wall 133 is mounted between the inflow path 131 and the outflow path 132 to prevent the inflow path 131 and the outflow path 132 from communicating.
  • the flow path 111 connected to the drawing path 132 is provided close to the blowing fan 1. That is, the refrigerant fluid drawn into the flat tube 110 and subjected to heat exchange is preferentially applied to the external air forcedly blown while passing through the flow path 111 close to the blowing fan 1 before being drawn out through the drawing path 132. Because of the contact, more heat exchange can be carried out.
  • the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention configured as described above is in contact with the outer circumferential surface of the flat tube 110 in which the refrigerant fluid introduced through the inlet passage 131 passes through the passage 111 formed of a plurality of channels. Heat is exchanged with air to release heat. The outside air is forcedly blown by the blowing fan 1 toward the outer circumferential surface of the flat tube 110. At this time, through the plurality of heat dissipation walls 112 formed in the flow path 111, the refrigerant fluid is more actively carried out to the outer circumferential surface of the flat tube 110. The heat dissipation walls 112 of the refrigerant fluid are increased by the plurality of heat dissipation walls 112.
  • the refrigerant fluid flowing through the inflow path 131 and moved along the flow path 111 on one side flows into the flow path 111 located in a direction close to the blower fan 1 by the return connector 120 and is discharged. Since the circulation is repeated until it is withdrawn to the outside through 132a, heat exchange is actively performed. In addition, since the refrigerant fluid preferentially contacts the external air that is strongly blown while passing through the flow path 111 close to the blowing fan 1, the heat exchange performance is improved before being drawn out through the outlet 132a.
  • the heat exchanger according to the third preferred embodiment of the present invention is a case where the number of flow paths 111 is increased to form an even number inside the flat tube 110 ′, and at one end of the flat tube 110 ′ as shown in FIG. 8.
  • the return connector 120 ′ is mounted, and the lead connector 130 ′ is mounted at the other end of the flat tube 110 ′ as shown in FIG. 9.
  • the return connector 120 ′ is formed in a tubular shape in which both ends are blocked as shown in FIG. 8, and a flat tube 110 is inserted into an outer circumferential surface thereof so that each flow path 111 is separated from each other. ) Is communicated through the structure.
  • a partition wall 123 is mounted between each communication path 121 to form each communication path 121 as a separate space.
  • the lead-out connector 130 ' has a tubular shape with both ends opened as shown in FIG.
  • an inlet passage 131 is formed at one side of the inlet / outlet connector 130 ′ so as to communicate an opening inlet 131a and a flow path 111 on one side of both sides of the flat tube 110 ′.
  • a draw-out path 132 is formed to connect the opening outlet 132a and the flow path 111 on the other side of the flat tube 110'.
  • a communication path 134 for communicating the flow path 111 added to be adjacent to each other in the center portion is added between the inflow path 131 and the outflow path 132.
  • a partition wall 133 is mounted between the communication path 134, the inlet path 131, and the outlet path 132 to form a separated space.
  • the communication path 121 is increased by N / 2 in the return connector 120 'corresponding to the increased number N, and the lead-out connector 130' is increased. ), The communication path 134 is increased by N / 2.
  • the flow path 111 connected to the drawing path 132 is provided close to the blowing fan 1. That is, the refrigerant fluid drawn into the flat tube 110 ′ and undergoing heat exchange is preferential to external air forcedly blown while passing through the flow path 111 close to the blowing fan 1 before being drawn out through the drawing path 132. More heat exchange can be carried out.
  • the refrigerant fluid is to improve the heat exchange performance while circulating a plurality of additional flow paths 111.
  • the heat exchanger according to the fourth preferred embodiment of the present invention has a structure in which the flat tube 210 has three flow paths 211 forming a separate space. Each flow path 211 is connected to the connection portion 213 is made of a separate space from each other.
  • the connection part 213 preferably has a thickness thinner than that of the flat tube 210.
  • the flat tube 210 is bent in a zigzag form to be stacked.
  • the flat tube 210 is not limited to the stacked shape, but may be formed in a wound shape or bent at various angles depending on the shape of the mounting space. .
  • a plurality of heat dissipation walls 212 are mounted in the flow path 211 to partition a plurality of channels.
  • the heat dissipation wall 212 preferably has a structure in which a plurality of first heat dissipation walls 212a and 2nd heat dissipation walls 212b are sequentially arranged, and the heat dissipation wall 212 is limited to such a structure only. Rather than being inclined, it may be arranged to be inclined at various inclinations according to the internal shape of the flow path 211.
  • Both ends of the flat tube 210 are equipped with a pull-out return connector 220 made of a tubular shape.
  • the lead-out return connector 220 is formed in a tubular shape in which one end is blocked and the other end is opened, and a flat tube 210 is inserted into the outer circumferential surface to communicate with each other.
  • the pull-out return connector 220 has a communication path 221 for communicating each of the adjacent flow paths 211 with each other, and a draw-out path 222 connecting the other flow path of the flat tube 210 and the inlet and outlet 222a. Is formed.
  • a partition wall 223 is mounted between the communication path 221 and the lead-out path 222 to partition it into a separate space.
  • the inlet / outlet return connector 220 is alternately mounted to the outlet outlets 222a at both ends of the flat tube 210. That is, the inlet outlet 222a formed in the inlet / outlet return connector 220 mounted at one end of the flat tube, as shown in FIG. 11, serves as an outlet for drawing out the refrigerant fluid that has completed circulation. As illustrated in FIG. 12, an inlet outlet 222a formed in the inlet / outlet return connector 220 mounted at the other end of the flat tube serves as an inlet for introducing the refrigerant fluid into the flat tube 210.
  • a flow path 211 formed in the inlet / outlet return connector 220 mounted at one end of the flat tube 210 to communicate with the inlet and outlet 222a serving as the outlet may be provided in the blower fan 1.
  • the refrigerant fluid drawn into the flat tube 210 and undergoing heat exchange is preferential to the external air forcedly blown while passing through the flow path 211 close to the blowing fan 1 before being drawn out through the drawing-out passage 222. More heat exchange can be carried out.
  • the heat exchanger according to the fifth embodiment of the present invention is a case in which the number of passages 211 is increased to form an odd number inside the flat tube 210 ', and both ends of the flat tube 210' are shown in FIG.
  • An incoming shaft return connector 220 ' is mounted.
  • the lead-out return connector 220 ' is alternately mounted at both ends of the flat tube 210'.
  • the lead-out return connector 220 ′ is formed in a tubular shape having one end open and the other closed, and a lead-out outlet 222a opened at one side of the lead-out return connector 220 ′.
  • the other side of the draw-out return connector 220 ' is formed with a communication path 221 for communicating the adjacent flow path 211.
  • a communication path 224 for communicating the flow path 211 that is added to be adjacent to each other in the center portion is added between the lead-out path 222 and the flow path 211 and the communication path 221.
  • a partition wall 223 is mounted between the communication path 224, the lead-out path 222, and the communication path 221 to form a separate space.
  • the return connector may be formed based on the three flow paths 211 and corresponding to the increased number N of flow paths 211. 220 '), communication paths 224 are increased by N / 2.
  • each tube 10 is in communication with the connecting pipe 14, it is composed of a structure consisting of a series flow path in which the inlet pipe 13 or the outlet pipe 14 is mounted at both ends, or although not shown, Inlet pipe 13 and outlet pipe 14 are respectively connected to both ends of the flat tube 10, each of the inlet pipe 13 is connected to the neighboring inlet pipe 13 and the outlet pipe 14 is adjacent to the outlet It may be configured as a structure forming a parallel flow path connected to the pipe (14).
  • header 20 ' is provided with a flat tube having a plurality of flow passages 111 and 211 described in the second to fifth embodiments, instead of the flat tube 10 having one flow passage 11. 110 and 210 may be mounted.
  • the flat tubes 10, 110, 110 ′, 210, and 210 ′ of the heat exchanger according to the present invention have a flat shape and have at least one flow path formed therein, and a plurality of heat dissipation walls are mounted on the flow path.
  • the flat tube (10, 110, 110 ', 210, 210') of the heat exchanger according to the present invention may be used as a condenser in the refrigerant cycle, may also be used as an evaporator.
  • the heat exchanger according to the seventh preferred embodiment of the present invention is equipped with an external heat dissipation fin 40 between the stacked sections of the flat tube 10 as shown in FIG. 15.
  • the external heat dissipation fins 40 are formed in a zigzag bent shape of the elongated rectangular plate shape, the bending portion is coupled to the outer circumferential surface of the external heat dissipation fins 40 by brazing.
  • External heat dissipation fin 40 is preferably a structure that is all mounted between the intervals of the stacking as shown, but selectively mounted only between the desired according to the designer's choice that the foreign matter is bonded to the outer peripheral surface of the flat tube 10 At the same time reduce the heat transfer area.
  • the external heat dissipation fin 40 is preferably installed on the side closer to the lead-out pipe 14 than the side close to the inlet pipe (13).
  • the flat tube 10 may be made of a flat tube (110, 110 ', 210, 210') which is another embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger of the eighth preferred embodiment of the present invention has a plurality of flat tubes 10 arranged as shown in FIG. 16, each tube 10 communicating with a connecting tube 14, and a connecting tube 14. It is composed of a structure forming a series flow path in which the inlet pipe 13 or the outlet pipe 14 is mounted at both ends that are not connected to.
  • the inlet pipe 13 and the outlet pipe 14 are respectively connected to both ends of each flat tube 10 and each of the inlet pipe 13 is connected to the neighboring inlet pipe 13, respectively
  • the withdrawal pipe 14 may have a structure forming a parallel flow path connected to the neighboring withdrawal pipe 14.
  • the external heat dissipation fins 140 are mounted between the stacked sections of the flat tubes 10.
  • the external heat dissipation fin 140 is formed in a zigzag bent shape of the elongated rectangular plate shape, the bending portion is coupled to the outer circumferential surface of the external heat dissipation fin 40 by brazing.
  • the external heat dissipation fins 140 extend in the width direction of the external heat dissipation fins 140 so that they can be mounted between the stacked sections of the neighboring flat tubes 10. That is, it extends from one side of the flat tube 10 positioned at the outermost side of the plurality of flat tubes 10 arranged to the other side of the flat tube 10 positioned at the opposite outermost side.
  • the external heat dissipation fins 140 extend from one side of the flat tube 10 positioned at the outermost side to the other side of the flat tube 10 positioned at the opposite outermost side. Preferably, but may be configured to extend only to the flat tube 10 of the intermediate position. Or an external heat dissipation fin that extends from the flat tube 10 at the middle position to the other side of the flat tube 10 at the outermost side and extends from the flat tube 10 at one side to the flat tube 10 at the intermediate position ( 140 may be installed at the intersection.
  • the external heat dissipation fin 140 is preferably a structure that is all mounted between the intervals of the stacked as shown, but selectively mounted only between the desired according to the designer's choice is the foreign material is bonded to the outer peripheral surface of the flat tube 10 While reducing the heat transfer area. At this time, the external heat dissipation fin 140 is preferably installed on the side closer to the outlet pipe 14 than the side close to the inlet pipe 13.
  • the external heat dissipation fins 140 serve to firmly fix the plurality of flat tubes 10 in addition to the function of dissipating heat.
  • the flat tube 10 may be made of a flat tube (110, 110 ', 210, 210') which is another embodiment of the present invention.

Abstract

본 발명은 열전달면적은 넓게 하면서도 외주면에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 열교환기를 개시한다. 본 발명은 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기가 장착되는 냉매싸이클에 사용되는 열교환기로서, 납작한 단면형상을 가지며 내부 유로에 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽이 장착된 플랫 튜브 및 상기 플랫 튜브를 향해 공기를 강제 송풍하여 열교환시키는 송풍팬으로 구성됨으로써, 방열벽을 통해 열전달 면적은 넓게 유지하고, 외주면에 이물질이 부착되는 것은 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 다수개의 방열벽이 장착되어 멀티 채널이 구획된 플랫 형상의 플랫 튜브로 이루어진 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치로서, 자동차의 열교환기로는 가열기, 냉각기, 증발기와 응축기가 있으며 자동차의 실내 공기를 데우거나 냉각하거나, 냉매를 증발시키거나 응축시키기 위하여 사용된다.
이러한 열교환기 중에서 응축기를 일예로 들어 설명하면, 응축기는 압축기와 증발기 그리고 팽창밸브와 함께 냉매 싸이클의 일부로서 작동하며, 저온 저압의 냉매가스를 압축기로 압축하면, 고온 고압의 압축가스가 되고, 상기 고온 고압의 냉매가스는 응축기로 유입되어 외부 공기에 의해 냉각되어 저온 고압의 냉매액으로 되고, 상기 냉매액은 팽창밸브로 보내지며, 팽창밸브의 작은 구멍을 통과하면 압력과 온도가 모두 낮아져 저온 저압의 냉매액이 되고, 상기 저온 저압의 냉매액은 증발기의 관을 따라 이동하며, 주위로부터 열을 흡수하여 저온 저압의 냉매 가스로 증발된다. 이때, 차가운 증발기의 관 사이로 실내의 더운 공기를 송풍기로 강제 송풍하면 열교환이 이루어져 차가운 공기로 되며 이 공기를 실내로 공급함으로써 냉방 작용을 하게 되는 것이다.
이러한 종래 구조의 열교환기는 냉매액이 흐르는 관의 외주면에 다수개의 방열핀을 촘촘하게 부착하여 관 내부를 흐르는 냉매액과 송풍팬에 의해 강제 송풍되는 외부 공기 간의 열전달이 활발하게 이루어지도록 구성된다.
그러나 이러한 열교환기는 오랜 시간 사용하게 되면 송풍기에 의해 열교환기 측으로 강제 송풍되는 외부 공기에 함유된 먼지나 오염물질들이 방열핀과 방열핀 사이에 부착되어 열교환 성능이 저하되는 문제점이 있다. 또한 방열핀과 방열핀 사이에 오염물질이 부착되면 제거가 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 열전달 면적은 유지하면서도 외주면에 오염물질이 부착되는 것을 방지하는 열교환기를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기가 장착되는 냉매싸이클에 사용되는 열교환기로서, 납작한 단면형상을 가지며 내부 유로에 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽이 장착되고, 적층되는 구간이 구비된 플랫 튜브; 및 냉매유체가 상기 내부 유로를 따라 흐를 수 있도록 상기 플랫 튜브의 양 끝단에 장착되어 상기 내부 유로와 연통되는 커넥터를 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브는 상기 유로가 서로 분리된 공간으로 2개 형성된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브의 일측 끝단에 장착되는 커넥터는 각각 유로를 연통시키는 연통로가 구비된 리턴 커넥터이다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브의 타측 끝단에 장착되는 커넥터는 상기 플랫 튜브의 어느 하나의 유로와 인입구를 연결하는 인입로가 일측에 형성되고, 상기 플랫 튜브의 다른 하나의 유로와 인출구를 연결하는 인출로가 타측에 형성되며, 상기 인입로와 상기 인출로 사이에는 격벽이 장착된 인입출 커넥터이다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브의 유로 중에서 상기 인출로와 연결되는 유로가 상기 플랫 튜브를 향해 공기를 강제 송풍하여 열교환시키는 송풍팬에 가깝게 설치된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 유로가 짝수개를 이루도록 증가되는 경우, 상기 리턴 커넥터의 내부에는 기존의 상기 연통로와 분리되고 이웃하는 각각의 유로를 연통시키는 연통로가 추가되고, 상기 인입출 커넥터의 내부에는 상기 인입로와 상기 인출로 사이에 분리된 공간으로 이루어지고 이웃하는 각각의 상기 유로를 연통시키는 연통로가 추가된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브는 상기 유로가 서로 분리된 공간으로 3개 형성된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브의 양 끝단에 장착되는 커넥터는 상기 플랫 튜브의 이웃하는 각각의 유로를 연통시키는 연통로와, 상기 플랫 튜브의 나머지 유로와 인입출구를 연결하는 인입출로가 형성되며, 상기 연통로와 상기 인입출로 사이에는 격벽이 장착된 인입출 리턴 커넥터이며, 상기 인입출 리턴 커넥터가 서로 엇갈리게 장착된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브의 유로 중에서 순환을 마치고 외부로 인출되는 인출로와 연결되는 유로가 상기 플랫 튜브를 향해 공기를 강제 송풍하여 열교환시키는 송풍팬에 가깝게 설치된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 유로가 홀수개를 이루도록 증가되는 경우, 상기 인입출 리턴 커넥터의 내부에는 별도의 공간을 갖는 상기 연통로가 추가된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브는 지그재그로 절곡되어 적층된 형상으로 이루어지고, 양 측면부에는 상기 플랫 튜브가 끼워져 고정되는 삽입구가 형성된 헤더가 장착된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 헤더에는 다수개의 상기 플랫 튜브가 배열된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 플랫 튜브에는 외주면에 장착되어 열을 방출하는 외부 방열핀이 더 포함된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 외부 방열핀은 지그재그로 절곡된 형상을 가지며 상기 플랫 튜브의 적층되는 구간 사이 중에서 적어도 하나의 적층되는 구간 사이에 장착된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 외부 방열핀은 상기 플랫 튜브가 다수개 배열되는 경우 이웃하는 상기 플랫 튜브의 적층되는 구간 사이까지 연장될 수 있도록 상기 외부 방열핀의 폭 방향으로 연장된다.
이와 같이 본 발명에 의한 열교환기는 납작한 단면형상을 가지며 내부 유로에 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽이 장착된 플랫 튜브로 구성됨으로써, 열전달 방출 면적은 넓게 유지하면서도 외부 공기와 접촉되는 외주면에 오염물질이 부착되는 것을 방지되는 효과가 있다.
또한, 외주면에 오염물질이 부착되더라도 쉽게 제거가 가능하므로 사용의 편의성이 증가되는 효과가 있다.
또한, 내부에 방열벽이 형성된 플랫 튜브의 외주면에 추가적인 외부 방열핀을 장착하여 열교환 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 열교환기를 도시한 사시도,
도 2는 플랫 튜브의 단면을 도시한 단면도,
도 3은 헤더가 장착된 열교환기를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 열교환기를 도시한 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 플랫 튜브의 단면을 도시한 단면도,
도 6은 도 4에 도시된 리턴 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 7은 도 4에 도시된 인입출 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 플랫 튜브의 유로가 짝수개를 이루도록 증가되는 경우의 리턴 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 플랫 튜브의 유로가 짝수개를 이루도록 증가되는 경우 인입출 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 열교환기를 도시한 사시도,
도 11은 도 10에 도시된 열교환기의 일측 끝단에 장착된 인입출 리턴 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 12는 도 10에 도시된 열교환기의 타측 끝단에 장착된 인입출 리턴 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 13은 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 열교환기의 인입출 커넥터 장착부를 도시한 단면도,
도 14는 본 발명의 바람직한 제6 실시예인 열교환기를 도시한 사시도,
도 15는 본 발명의 바라직한 제7 실시예인 열교환기를 도시한 사시도,
도 16은 본 발명의 바람직한 제8 실시예인 열교환기를 도시한 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예인 열교환기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
열교환기는 냉매싸이클을 이루는 구성부품으로 사용되며, 가열기, 냉각기, 증발기와 응축기의 역할을 수행한다. 본 발명에서는 이러한 열교환기 중에서 응축기를 일예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 열교환기를 도시한 사시도이고, 도 2는 플랫 튜브의 단면을 도시한 단면도이고, 도 3은 헤더가 장착된 열교환기를 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 열교환기는 편평하고 납작한 단면형상을 가지며 내부에 긴 장방형의 유로(11)가 구비된 플랫 튜브(Flat tube)(10)와, 상기 플랫 튜브(10)를 향해 공기를 강제 송풍하는 송풍팬(1)으로 이루어진다.
플랫 튜브(10)는 유로(11) 내부에 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽(12)이 장착된다. 플랫 튜브(10)는 지그재그로 절곡되어 적층되는 형상을 이루는 것이 바람직하나, 적층되는 형상만으로 한정되는 것이 아니라, 장착 공간의 형상에 따라 감긴 형상으로 이루어지거나, 다양한 각도로 절곡되는 형상으로 이루어질 수 있다.
방열벽(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 반대 방향으로 기울어지는 제1방열벽(12a)과 제2방열벽(12b)이 차례로 다수개 배열되는 구조가 바람직하며, 방열벽(12)의 배열은 이러한 구조로만 한정되는 것이 아니라 유로(11)의 내부 형상에 따라 다양한 기울기로 기울어지게 배열될 수 있다.
상기 플랫 튜브(10)의 일측 끝단에는 냉매유체를 유입시키는 인입관(13)이 연결되고, 타측 끝단에는 인출관(14)이 연결된다. 인출관(14)은 인입관(13) 보다 높은 위치에 위치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 열교환기는 인입관(13) 통해 유입된 냉매유체가 다수개의 채널로 형성된 유로(11) 내부를 지나면서 접촉되는 플랫 튜브(10)의 외주면에 접하는 외부 공기와 열교환이 이루어져 열이 방출되는 것이다. 외부 공기는 송풍팬(1)에 의해 플랫 튜브(10) 외주면을 향해 강제 송풍된다. 이때 유로(11)에 형성된 다수개의 방열벽(12)을 통해 냉매 유체는 플랫 튜브(10)의 외주면으로 연전달은 보다 활발하게 실시된다. 다수개의 방열벽(12)에 의해 냉매유체의 열 전달 방출면적이 증가되는 효과를 갖게 되는 것이다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 열교환기에 헤더(20)가 더 포함되는 구조로 구성될 수 있다. 헤더(20)는 지그재그로 절곡되어 적층되는 형상으로 이루어진 플랫 튜브(10)의 양 측면부를 지지할 수 있도록 삽입구(21)가 형성되며, 도시되진 않았지만 장착하고자 하는 자동차의 내부 일정 위치에 고정할 수 있도록 고정부가 형성될 수 있다. 일반적으로 고정부는 볼트로 고정된다. 헤더(20)는 후술할 본 발명의 바람직한 제2내지 제5 실시예의 플랫 튜브를 고정하는데 모두 적용가능하며, 실시예에 따라 삽입구(21)의 형상은 플랫 튜브의 외주면 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 열교환기는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(110)는 별도의 공간을 이루는 유로(111)가 2개 형성되는 구조로 이루어진다. 각 유로(111)는 연결부(113)로 연결되며 서로 별도의 공간으로 이루어진다. 연결부(113)는 플랫 튜브(110)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하다. 플랫 튜브(110)의 양 끝단에는 커넥터가 연결되고, 커넥터는 플랫 튜브에 형성되는 유로의 수에 따라 후술할 리턴커넥터, 인입출 커넥터 및 인입출 리턴 커넥터로 이루어진다.
플랫 튜브(110)의 지그재그로 절곡되어 적층되는 형상을 이루는 것이 바람직하나, 적층되는 형상만으로 한정되는 것이 아니라, 장착 공간의 형상에 따라 감긴 형상으로 이루어지거나, 다양한 각도로 절곡되는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 유로(111) 내부에는 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽(112)이 장착된다.
방열벽(112)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 반대 방향으로 기울어지는 제1방열벽(112a)과 제2방열벽(112b)이 차례로 다수개 배열되는 구조가 바람직하며, 방열벽(112)의 배열은 이러한 구조로만 한정되는 것이 아니라 유로(111)의 내부 형상에 따라 다양한 기울기로 기울어지게 배열될 수 있다.
플랫 튜브(110)의 일측 끝단에는 각각의 유로(111)를 서로 연통시키는 연통로(121)가 구비된 관 형상의 리턴 커넥터(120)가 장착된다. 리턴 커넥터(120)의 양 끝단이 막힌 관형 상으로 이루어지며, 외주면에 플랫 튜브(110)가 삽입되어 각각의 유로(111)가 연통로(121)를 통해 연통되는 구조로 이루어진다.
또한 플랫 튜브(110)의 타측 끝단에는 인입출 커넥터(130)가 장착된다. 인입출 커넥터(130)는 양 끝단이 개구된 관 형상으로 이루어진다. 그리고 인입출 커넥터(130)의 일측에는 개구된 인입구(131a)와 플랫 튜브(110)의 어느 하나의 유로(111)를 연통시키는 인입로(131)가 형성된다. 인입출 커넥터(130)의 타측에는 개구된 인출구(132a)와 플랫 튜브(110)의 다른 하나의 유로(111)를 연결하는 인출로(132)가 형성된다. 인입로(131)와 인출로(132) 사이에는 격벽(133)이 장착되어 인입로(131)와 인출로(132)가 연통되지 않도록 한다.
또한, 바람직하게는 인출로(132)와 연결되는 유로(111)가 송풍팬(1)에 가깝게 설치된다. 즉, 플랫 튜브(110) 내부로 인입되어 열교환이 실시되는 냉매유체는 인출로(132)를 통해 인출되기 전에 송풍팬(1)에 가까운 유로(111)를 지나면서 강제 송풍되는 외부 공기에 우선적으로 접촉되기 때문에 좀 더 많은 열교환이 실시될 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 열교환기는 인입로(131) 통해 유입된 냉매유체가 다수개의 채널로 형성된 유로(111) 내부를 지나면서 접촉되는 플랫 튜브(110)의 외주면에 접하는 외부 공기와 열교환이 이루어져 열이 방출되는 것이다. 외부 공기는 송풍팬(1)에 의해 플랫 튜브(110) 외주면을 향해 강제 송풍된다. 이때 유로(111)에 형성된 다수개의 방열벽(112)을 통해 냉매 유체는 플랫 튜브(110)의 외주면으로 연전달은 보다 활발하게 실시된다. 다수개의 방열벽(112)에 의해 냉매유체의 열 전달 방출면적이 증가되는 효과를 갖게 되는 것이다. 또한, 인입로(131)를 통해 유입되고 일측의 유로(111)를 따라 이동되는 냉매유체는 리턴 커넥터(120)에 의해 송풍팬(1)에 가까운 쪽 방향에 위치한 유로(111)로 유입되고 인출구(132a)를 통해 외부로 인출되기 전까지 순환이 반복되므로 열교환이 활발하게 이루어진다. 또한 인출구(132a)를 통해 인출되기 전에 냉매유체는 송풍팬(1)에 가까운 유로(111)를 통과하면서 강세 송풍되는 외부 공기에 우선적으로 접촉되기 때문에 열교환 성능이 향상된다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 열교환기는 플랫 튜브(110') 내부에 유로(111)가 짝수개를 이루도록 증가되는 경우로서, 도 8에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(110')의 일측 끝단에는 리턴 커넥터(120')가 장착되고, 도 9에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(110')의 타측 끝단에는 인입출 커넥터(130')가 장착된다.
리턴 커넥터(120')는 도 8에 도시된 바와 같이 양 끝단이 막힌 관형 상으로 이루어지며, 외주면에 플랫 튜브(110)가 삽입되어 각각의 유로(111)가 서로 분리된 각각의 연통로(121)를 통해 연통되는 구조로 이루어진다. 각각의 연통로(121) 사이에는 격벽(123)이 장착되어 각각의 연통로(121)를 분리된 공간으로 형성한다.
인입출 커넥터(130')는 도 9에 도시된 바와 같이 양 끝단이 개구된 관 형상으로 이루어진다. 그리고 인입출 커넥터(130')의 일측에는 개구된 인입구(131a)와 플랫 튜브(110')의 양 측면 중 일 측면의 유로(111)를 연통시키는 인입로(131)가 형성된다. 인입출 커넥터(130')의 타측에는 개구된 인출구(132a)와 플랫 튜브(110')의 타 측면의 유로(111)를 연결하는 인출로(132)가 형성된다. 또한 인입로(131)와 인출로(132)의 사이에는 중앙부에 서로 이웃하도록 추가된 유로(111)를 연통시키는 연통로(134)가 추가된다. 연통로(134)와 인입로(131) 및 인출로(132)의 사이에는 격벽(133)이 장착되어 분리된 공간으로 형성한다.
상기와 같이 유로(111)가 짝수를 이루도록 증가되는 경우 증가되는 수(N)에 대응하여 리턴 커넥터(120')에서는 연통로(121)가 N/2 개만큼 증가되고, 인입출 커넥터(130')에서는 연통로(134)가 N/2 개만큼 증가된다.
또한, 바람직하게는 인출로(132)와 연결되는 유로(111)가 송풍팬(1)에 가깝게 설치된다. 즉, 플랫 튜브(110') 내부로 인입되어 열교환이 실시되는 냉매유체는 인출로(132)를 통해 인출되기 전에 송풍팬(1)에 가까운 유로(111)를 지나면서 강제 송풍되는 외부 공기에 우선적으로 접촉되기 때문에 좀 더 많은 열교환이 실시될 수 있는 것이다.
냉매유체는 짝수개로 추가된 유로(111)를 다수번 순환하면서 열교환이 성능이 향상되는 것이다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 열교환기는 도 10 내지 도12에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(210)는 별도의 공간을 이루는 유로(211)가 3개 형성되는 구조로 이루어진다. 각 유로(211)는 연결부(213)로 연결되며 서로 별도의 공간으로 이루어진다. 연결부(213)는 플랫 튜브(210)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하다.
플랫 튜브(210)의 지그재그로 절곡되어 적층되는 형상을 이루는 것이 바람직하나, 적층되는 형상만으로 한정되는 것이 아니라, 장착 공간의 형상에 따라 감긴 형상으로 이루어지거나, 다양한 각도로 절곡되는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 유로(211) 내부에는 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽(212)이 장착된다.
방열벽(212)은 서로 반대 방향으로 기울어지는 제1방열벽(212a)과 제2방열벽(212b)이 차례로 다수개 배열되는 구조가 바람직하며, 방열벽(212)의 배열은 이러한 구조로만 한정되는 것이 아니라 유로(211)의 내부 형상에 따라 다양한 기울기로 기울어지게 배열될 수 있다.
플랫 튜브(210)의 양 끝단에는 관형상으로 이루어진 인입출 리턴 커넥터(220)가 장착된다. 인입출 리턴 커넥터(220)는 일측 끝단은 막히고 타측 끝단은 개구된 관형상으로 이루어지며, 외주면에 플랫 튜브(210)가 삽입되어 연통되는 구조로 이루어진다.
인입출 리턴 커넥터(220)는 이웃하는 각각의 유로(211)를 서로 연통시키는 연통로(221)와, 플랫 튜브(210)의 나머지 유로와 인입출구(222a)를 연결하는 인입출로(222)가 형성된다. 연통로(221)와 인입출로(222) 사이에는 격벽(223)이 장착되어 별도의 분리된 공간으로 구획한다.
인입출 리턴 커넥터(220)는 플랫 튜브(210)의 양 끝단에 인입출구(222a)가 서로 엇갈리게 장착된다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 플랫 튜브의 일측 끝단에 장착되는 인입출 리턴 커넥터(220)에 형성된 인입출구(222a)는 순환을 완료한 냉매유체를 외부로 인출하는 인출구 역할을 수행하고, 도 12에 도시된 바와 같이 플랫 튜브의 타측 끝단에 장착되는 인입출 리턴 커넥터(220)에 형성된 인입출구(222a)는 냉매유체를 플랫 튜브(210) 내부로 인입시키는 인입구 역할을 수행한다.
또한, 바람직하게는 플랫 튜브(210)의 일측 끝단에 장착된 인입출 리턴 커넥터(220)에 형성되어 인출구 역할을 수행하는 인입출구(222a)와 연통되는 유로(211)가 송풍팬(1)에 가깝게 설치된다. 즉, 플랫 튜브(210) 내부로 인입되어 열교환이 실시되는 냉매유체는 인입출로(222)를 통해 인출되기 전에 송풍팬(1)에 가까운 유로(211)를 지나면서 강제 송풍되는 외부 공기에 우선적으로 접촉되기 때문에 좀 더 많은 열교환이 실시될 수 있는 것이다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 열교환기는 플랫 튜브(210') 내부에 유로(211)가 홀수개를 이루도록 증가되는 경우로서, 도 13에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(210')의 양측 끝단에는 인입축 리턴 커넥터(220')가 장착된다. 제4 실시예와 마찬가지로 인입출 리턴 커넥터(220')는 플랫 튜브(210')의 양측 끝단에 서로 엇갈리게 장착된다.
인입출 리턴 커넥터(220')는 도 13에 도시된 바와 같이 일측 끝단은 개구되고 타측은 막힌 관형 상으로 이루어지며, 그리고 인입출 리턴 커넥터(220')의 일측에는 개구된 인입출구(222a)와 플랫 튜브(210')의 양 측면 중 일 측면의 유로(211)를 연통시키는 인입출로(222)가 형성된다. 인입출 리턴 커넥터(220')의 타측부에는 이웃하는 유로(211)를 연통시키는 연통로(221)가 형성된다.
인입출로(222)와 상기 유로(211)와 연통로(221) 사이에는 중앙부에 서로 이웃하도록 추가된 유로(211)를 연통시키는 연통로(224)가 추가된다. 연통로(224)와 인입출로(222) 및 연통로(221)의 사이에는 격벽(223)이 장착되어 각각을 분리된 공간으로 형성한다.
상기와 같이 유로(211)가 홀수를 이루도록 증가되는 경우 본 발명의 바람직한 제4 실시예와 같이 3개의 유로(211)를 기본으로 하고 증가되는 유로(211) 수(N)에 대응하여 리턴 커넥터(220')에서는 연통로(224)가 N/2 개만큼 증가된다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제6 실시예인 열교환기는 도 14에 도시된 바와 같이 헤더(20')에 다수개의 플랫 튜브(10)가 배열된다. 이때, 각각의 튜브(10)가 연결관(14)으로 연통되고, 양 끝단에 인입관(13) 이나 인출관(14)이 장착되는 직렬 유로를 이루는 구조로 구성되거나, 도시 되진 않았지만, 각각의 플랫 튜브(10) 양 끝단에 인입관(13)과 인출관(14)이 각각 연결되고 각각의 인입관(13)은 이웃하는 인입관(13)과 연결되고 인출관(14)은 이웃하는 인출관(14)과 연결되는 병렬 유로를 이루는 구조로 구성될 수 있다.
또한, 헤더(20')에는 하나의 유로(11)가 구비된 플랫 튜브(10)를 대신하여 바람직한 제2실시예 내지 제5 실시예에서 설명된 다수개의 유로(111,211)가 구비된 플랫 튜브(110, 210)가 장착될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 열교환기의 플랫 튜브(10, 110, 110', 210, 210')는 납작한 형상으로 이루어지고 그 내부에 유로가 적어도 하나 형성되며, 유로에는 다수개의 방열벽이 장착된 구조로 이루어져 유로를 흐르는 냉매유체가 접촉되는 열전달 면적은 넓게 하면서도 플랫 튜브(10, 110, 110', 210, 210')의 외주면에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 열교환기의 플랫 튜브(10, 110, 110', 210, 210')는 냉매싸이클 내에서 응축기로 사용될 수도 있고, 증발기로도 사용될 수 있다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제7 실시예인 열교환기는 도 15에 도시된 바와 같이 플랫 튜브(10)의 적층되는 구간 사이에 외부 방열핀(40)이 장착된다. 외부 방열핀(40)은 길게 연장된 직사각형 형태의 판 형상을 지그재그로 절곡한 형상으로 이루어지고, 브레이징(Brazing)에 의해 절곡부위가 외부 방열핀(40)의 외주면에 결합된다. 외부 방열핀(40)은 도시된 바와 같이 적층되는 구간의 사이사이에 모두 장착되는 구조가 바람직하나, 설계자의 선택에 따라 원하는 사이에만 선택적으로 장착하여 플랫 튜브(10)의 외주면에 이물질이 접착되는 것을 저감함과 동시에 열전달 면적을 증가시킨다. 이때 외부 방열핀(40)은 인입관(13)에 가까운 측보다는 인출관(14)에 가까운 측에 설치되는 것이 바람직하다.
그 외의 구조 및 작동은 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 동일하다. 또한 플랫 튜브(10)는 본 발명의 또 다른 실시예인 플랫 튜브(110, 110', 210, 210')로 이루어질 수도 있다.
마찬가지로 본 발명의 바람직한 제8 실시예인 열교환기는 도 16에 도시된 바와 같이 다수개의 플랫 튜브(10)가 배열되고, 각각의 튜브(10)는 연결관(14)으로 연통되고, 연결관(14)으로 연결되지 않는 양 끝단에는 인입관(13)이나 인출관(14)이 장착되는 직렬 유로를 이루는 구조로 구성된다. 또한 도시되진 않았지만, 각각의 플랫 튜브(10) 양 끝단에 인입관(13)과 인출관(14)이 각각 연결되고 각각의 인입관(13)은 이웃하는 인입관(13)과 연결되고, 각각의 인출관(14)은 이웃하는 인출관(14)과 연결되는 병렬 유로를 이루는 구조로 구성될 수 있다.
그리고 각 플랫 튜브(10)의 적층되는 구간 사이에 외부 방열핀(140)이 장착된다.
외부 방열핀(140)은 길게 연장된 직사각형 형태의 판 형상을 지그재그로 절곡한 형상으로 이루어지고, 브레이징(Brazing)에 의해 절곡부위가 외부 방열핀(40)의 외주면에 결합된다. 외부 방열핀(140)은 이웃하는 플랫 튜브(10)의 적층되는 구간 사이에도 장착될 수 있도록 외부 방열핀(140)의 폭 방향으로 연장된다. 즉 배열되는 다수개의 플랫 튜브(10) 중에서 최 외곽에 위치하는 플랫 튜브(10)의 일측면에서부터 반대쪽의 최 외곽에 위치하는 플랫 튜브(10)의 타측면까지 연장된다. 이때, 외부 방열핀(140)은 세 개 이상의 플랫 튜브(10)가 배열되는 경우 최 외곽에 위치하는 플랫 튜브(10)의 일측면에서부터 반대쪽 최외곽에 위치하는 플랫 튜브(10)의 타측면까지 연장되는 것이 바람직하나, 중간 위치의 플랫 튜브(10) 까지만 연장되는 구조로 이루어질 수도 있다. 또는 중간 위치의 플랫 튜브(10)에서 반대쪽 최외곽에 위치하는 플랫 튜브(10)의 타측면까지 연장되는 구조가 일측 플랫 튜브(10)에서 중간 위치의 플랫 튜브(10)까지 연장되는 외부 방열핀(140)과 교차로 설치될 수도 있다.
또한 외부 방열핀(140)은 도시된 바와 같이 적층되는 구간의 사이사이에 모두 장착되는 구조가 바람직하나, 설계자의 선택에 따라 원하는 사이에만 선택적으로 장착하여 플랫 튜브(10)의 외주면에 이물질이 접착되는 것을 저감함과 동시에 열 전달 면적을 증가시킨다. 이때 외부 방열핀(140)은 인입관(13)에 가까운 측보다는 인출관(14)에 가까운 측에 설치되는 것이 바람직하다.
그 외의 구조 및 작동은 본 발명의 바람직한 제1 실시예와 동일하고, 외부 방열핀(140)은 열을 방출하는 기능 이외에 다수개의 플랫 튜브(10)를 견고하게 고정시키는 역할을 수행한다. 또한 플랫 튜브(10)는 본 발명의 또 다른 실시예인 플랫 튜브(110, 110', 210, 210')로 이루어질 수도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기가 장착되는 냉매싸이클에 사용되는 열교환기로서,
    납작한 단면형상을 가지며 내부 유로에 다수개의 채널이 구획되도록 다수개의 방열벽이 장착되고, 적층되는 구간이 구비된 플랫 튜브; 및
    냉매유체가 상기 내부 유로를 따라 흐를 수 있도록 상기 플랫 튜브의 양 끝단에 장착되어 상기 내부 유로와 연통되는 커넥터;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 플랫 튜브는 상기 유로가 서로 분리된 공간으로 2개 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 플랫 튜브의 일측 끝단에 장착되는 커넥터는 각각 유로를 연통시키는 연통로가 구비된 리턴 커넥터인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 플랫 튜브의 타측 끝단에 장착되는 커넥터는
    상기 플랫 튜브의 어느 하나의 유로와 인입구를 연결하는 인입로가 일측에 형성되고, 상기 플랫 튜브의 다른 하나의 유로와 인출구를 연결하는 인출로가 타측에 형성되며, 상기 인입로와 상기 인출로 사이에는 격벽이 장착된 인입출 커넥터인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 플랫 튜브의 유로 중에서 상기 인출로와 연결되는 유로가 상기 플랫 튜브를 향해 공기를 강제 송풍하여 열교환시키는 송풍팬에 가깝게 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 유로가 짝수개를 이루도록 증가되는 경우,
    상기 리턴 커넥터의 내부에는 기존의 상기 연통로와 분리되고 이웃하는 각각의 유로를 연통시키는 연통로가 추가되고, 상기 인입출 커넥터의 내부에는 상기 인입로와 상기 인출로 사이에 분리된 공간으로 이루어지고 이웃하는 각각의 상기 유로를 연통시키는 연통로가 추가되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 플랫 튜브는 상기 유로가 서로 분리된 공간으로 3개 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 플랫 튜브의 양 끝단에 장착되는 커넥터는
    상기 플랫 튜브의 이웃하는 각각의 유로를 연통시키는 연통로와, 상기 플랫 튜브의 나머지 유로와 인입출구를 연결하는 인입출로가 형성되며, 상기 연통로와 상기 인입출로 사이에는 격벽이 장착된 인입출 리턴 커넥터이며, 상기 인입출 리턴 커넥터가 서로 엇갈리게 장착되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 플랫 튜브의 유로 중에서 순환을 마치고 외부로 인출되는 인출로와 연결되는 유로가 상기 플랫 튜브를 향해 공기를 강제 송풍하여 열교환시키는 송풍팬에 가깝게 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 유로가 홀수개를 이루도록 증가되는 경우,
    상기 인입출 리턴 커넥터의 내부에는 별도의 공간을 갖는 상기 연통로가 추가되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫 튜브는
    지그재그로 절곡되어 적층된 형상으로 이루어지고, 양 측면부에는 상기 플랫 튜브가 끼워져 고정되는 삽입구가 형성된 헤더가 장착되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 헤더에는 다수개의 상기 플랫 튜브가 배열되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫 튜브에는
    외주면에 장착되어 열을 방출하는 외부 방열핀이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 외부 방열핀은
    지그재그로 절곡된 형상을 가지며 상기 플랫 튜브의 적층되는 구간 사이 중에서 적어도 하나의 적층되는 구간 사이에 장착되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 외부 방열핀은
    상기 플랫 튜브가 다수개 배열되는 경우, 이웃하는 상기 플랫 튜브의 적층되는 구간 사이에도 장착될 수 있도록 상기 외부 방열핀의 폭 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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