WO2023022568A1 - 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기 - Google Patents

연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기 Download PDF

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WO2023022568A1
WO2023022568A1 PCT/KR2022/012434 KR2022012434W WO2023022568A1 WO 2023022568 A1 WO2023022568 A1 WO 2023022568A1 KR 2022012434 W KR2022012434 W KR 2022012434W WO 2023022568 A1 WO2023022568 A1 WO 2023022568A1
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WO
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header
connection
header pipe
row
pipe
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PCT/KR2022/012434
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유경식
김영현
한재현
이명섭
박문용
정철기
김왕연
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주식회사 경동나비엔
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • 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
    • F28D1/053—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 straight
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates

Definitions

  • the present invention relates to a connection-type block having a flow hole for easy connection between circular pipes and enabling fluid movement between pipes, a header connection body connecting the same to a header pipe, and a condenser including the same.
  • a condenser is a heat exchanger that cools and liquefies high-temperature, high-pressure refrigerant vapor, and serves to release heat in the refrigeration cycle to the outside.
  • the evaporative condenser is a combination of water cooling and air cooling. Water is sprayed on the tube through which the cooling fluid passes, the air supplied from the blower flows to the surface of the tube, and the water vapor evaporated from the surface of the tube is discharged to discharge the cooling fluid. It is configured to cool.
  • Patent Document 1 shows an evaporative condenser disclosed in Patent Document 1.
  • a second header 2 having an inlet of cooling fluid, a first header 1 having an outlet, and a flow path of cooling fluid are formed inside and bent in a zigzag direction.
  • One connecting tube 3 is disclosed.
  • Patent Document 1 KR10-2019-0006781A
  • the present invention provides a connection-type block that is easy to connect circular pipes with excellent breaking resistance and has flow holes to allow fluid movement between pipes, and a header connection body in which the connection-type block is connected to a header pipe, and a heat exchanger It is an object of the present invention to provide a miniaturized condenser by connecting a plurality of connection tubes and the header connection body with a plurality of rows in order to solve the size limitation.
  • the present invention provides an evaporative condenser including a connection-type block, a header connection body, and the same as follows in order to achieve the above object.
  • the present invention provides a first surface, a second surface spaced apart from the first surface, a pair of curved parts connecting an end of the first surface and an end of the second surface, and the curved part. It includes a plurality of flow holes passing through, and the pair of curved surfaces provide a connection type block having the same curvature in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the first surface may have a wider width than the second surface.
  • the plurality of flow holes may be formed side by side at equal intervals.
  • the present invention provides a first header pipe having a flow path formed therein, having a plurality of connection holes on one side, and having a circular cross section, disposed spaced apart from the first header pipe and having a plurality of connection holes on the side of the first header pipe. and a second header pipe having a circular cross section, and a header connection including the connection type block described above in an embodiment disposed between the first header pipe and the second header pipe and connecting the connection hole and the flow hole to abut and connect provide a body
  • the center line of the flow hole may be spaced apart from a connection line connecting a midpoint of a cross section of the first header pipe and a mid point of a cross section of the second header pipe, and the center line may be disposed closer to the first surface than the connection line. there is.
  • the second header pipe further includes a plurality of connection holes on the opposite side of the first header pipe
  • the header connection body is a third header disposed on the opposite side of the first header pipe from the second header pipe.
  • the third header pipe may include a plurality of connection holes toward the second header pipe, and the connection type block may be disposed between the second header pipe and the third header pipe.
  • a first header row in which the above-described header connection body is disposed on one side
  • a second header row in which the header connection body is disposed to be spaced apart from the first header row
  • the first header row and the second header row Provided is a condenser including a plurality of connection tubes connecting flow paths therebetween and extending in the direction of the second header row.
  • a fluid inlet may be connected to a lowermost side of the first header row, and a fluid outlet may be connected to an uppermost side of the second header row.
  • the flow hole may be shielded in at least one connection type block located in the first header row or the second header row.
  • the flow hole of the connection type block located at the Nth position from the lowest side of the first header row is shielded and the flow hole of the connection type block located at the Mth position from the lowest side of the second header row is shielded
  • N and M are natural numbers and N ⁇ M, and N and M are smaller than the number of header pipes of the first header row.
  • connection type block facilitates connection between circular pipes through the structure of the connection type block as described above, and it is possible to provide a connection type block having flow holes to enable fluid movement between pipes, a header connection body, and a condenser including the same. do.
  • 1 is a plan view of a conventional evaporative condenser.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a condenser.
  • FIG 3 is a schematic perspective view of a header connection body and a connection type block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of the header connector shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a header row in which the header connection body of FIG. 3 is composed of a plurality of rows.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a condenser according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a header connection body and a connection type block according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of the header connector shown in FIG. 7;
  • Fig. 9 is a schematic cross-sectional view of a header row in which the header connecting body of Fig. 7 is composed of a plurality of rows;
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a condenser according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a reinforcing header pipe assembly and a reinforcing member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view taken along line II' of FIG. 11 .
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 12 .
  • 15 is a schematic cross-sectional view of a reinforcing header pipe assembly according to a second embodiment of the present invention.
  • 16 is a schematic perspective view and a schematic view of a reinforcement condenser according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic perspective view of a reinforcing header pipe assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a reinforcing header pipe assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 19 is a schematic cross-sectional view taken along the line I-I' of a reinforced header pipe assembly to which a first modified example of a reinforcing member is applied.
  • 20 is a schematic cross-sectional view taken along the line I-I' of a reinforced header pipe assembly to which a second modified example of a reinforcing member is applied.
  • Fig. 21 is a schematic perspective view and plan view of a third modified example of a reinforcing member.
  • a component is 'connected' to another component includes not only the case where these components are 'directly connected', but also the case where they are 'indirectly connected' through other components.
  • 'including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components unless otherwise stated.
  • connection tubes 13, 23, 33, 43, 53, 63 are connected between , 42, 52, and 62. Between each connection tube (13, 23, 33, 43, 53, 63) is disposed a fin member (F) to help heat exchange.
  • the fluid flows into the first header pipe 11 disposed on one side and located at the bottom, and exits through the sixth header pipe 62 disposed on the other side and located at the top.
  • water is evaporated while passing between the connecting tubes (13, 23, 33, 43, 53, 63), and heat exchange occurs between the fluid and water/air due to the latent heat of evaporation and the sensible heat of the water/air, thereby condensing the condenser.
  • the fluid passing through is condensed.
  • the condenser of FIG. 2 consists of a plurality of columns of an existing adiabatic heat exchanger (condenser) such as the condenser disclosed in FIG. Heat exchange is possible, so cooling performance can be improved.
  • the first direction, the second direction, and the third direction may be different directions.
  • the first direction may be the X direction
  • the second direction may be the Y direction perpendicular to the X direction
  • the third direction may be the Z direction perpendicular to the X and Y directions.
  • the first direction may be a radius direction
  • the second direction may be a circumferential direction
  • the third direction may be a height direction.
  • connection holes are formed between the adjacent header pipes 12, 22, 32, 42, 52, and 62, so that the adjacent header pipes 12, 22, 32, 42, 52, and 62 As the fluid moves, the connection hole affects the pressure resistance performance of the header pipe (12, 22, 32, 42, 52, 62), so there is a risk of the header pipe bursting from the connection hole when high pressure fluid is supplied. there is.
  • the header pipes 12, 22, 32, 42, 52, and 62 are connected to the connecting tubes 13, 23, 33, 43, 53, and 63 or to the adjacent header pipes 12, 22, and 32.
  • 42, 52, 62) may have a D-shaped cross section, but in the case of such a D-shaped cross section, there is a limit that the pressure resistance performance is inferior to that of the circular cross section.
  • the present invention is to provide a condenser that allows high-pressure fluid to flow in header pipes (12, 22, 32, 42, 52, 62) in which connection holes are formed, and more specifically, a connection type that can be used for circular header pipes. It is possible to provide a block, a header connector and a condenser, and a reinforced header pipe assembly in which an insert-type reinforcing member is inserted into a header pipe having a circular or D-shaped cross section and a reinforced condenser including the same. Furthermore, according to the present invention, a plurality of connection tubes and a plurality of header pipes are connected in a plurality of rows to solve size limitations of a heat exchanger and to provide a miniaturized condenser.
  • connection type block a header connection body, and a condenser including the same will be described with reference to FIGS. 3 to 10
  • a reinforced header pipe assembly and a reinforced condenser including the same will be described with reference to FIGS. 11 to 21.
  • Connection type block including the same
  • connection type block discloses a connection type block, a header connection body, and a condenser including the same according to an embodiment of the present invention.
  • 7 to 10 disclose a condenser including a connection type block, a header connection body, and the same according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a connection type block 110 and a header connection body 210 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 3
  • FIG. 5 is a header connection of FIG.
  • a cross-sectional view of a header row 311 in which sieves 210 are connected in multiple rows is shown.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a condenser 310 in which header rows 311 and 312 connected to a plurality of rows by the connection type block and header connector of FIG. 3 are disposed on one side and the other side, respectively, and a plurality of connection tubes 313 are connected therebetween. is shown.
  • connection type block 110 according to an embodiment of the present invention, a header connection body 210, and a condenser 310 including the same will be described.
  • connection type block 110 shown in FIG. 3 has a first surface 111, a second surface 112 spaced apart from the first surface 111, and the first surface It includes a pair of curved portions 113 connecting the end of 111 and the end of the second surface 112, and a plurality of flow holes 114 penetrating the curved portion 113,
  • the curved portion 113 has the same curvature in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the connection type block 110 .
  • the first surface 111 may have a wider width than the second surface 112 or may have the same width.
  • 3 to 6 describe a connection-type block in which the first surface 111 has the same width as the second surface 112 as an embodiment of the present invention.
  • connection type block 110 the plurality of flow holes 114 are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the connection type block 110.
  • the direction in which the plurality of flow holes 114 pass through the curved portion 113 is not limited to that shown in the drawings as long as they can pass through the two curved portions 113 .
  • the header connector 210 has a flow path formed therein, a plurality of connection holes on one side, and a first header pipe 211 having a circular cross section, spaced apart from the first header pipe 211. a second header pipe 212 having a circular cross-section and having a plurality of connection holes on the side of the first header pipe 211, and between the first header pipe 211 and the second header pipe 212; It includes a connection type block 110 disposed on.
  • the pair of curved portions 113 provided on the connection-type block 110 have the same curvature in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the connection-type block 110, and the first header pipe 211 and the second header
  • the cross section and curvature of the pipe 212 may be the same.
  • one surface of the curved portion 113 may come into contact with the outer surface of the first header pipe 211 and the other surface of the curved portion 113 may come into contact with the outer surface of the second header pipe 212. there is.
  • the header connection body 210 may join one surface of the curved portion 113 of the connection type block 110 and the outer surface of the first header pipe 211 that is in contact with the surface through brazing welding.
  • the other surface of the curved portion 113 of the connection type block 110 and the outer surface of the second header pipe 212 in contact therewith may be joined through brazing welding.
  • the connection between one surface of the curved portion 113 and the outer surface of the first header pipe 211 in contact therewith is not limited to brazing welding, and may be connected by other bonding methods, such as through coupling means such as rivets.
  • the other surface of the curved portion 113 and the outer surface of the second header pipe 212 in contact therewith are also the same.
  • the first and second header pipes 211 and 212 are formed by disposing the connection type block 110 according to an embodiment of the present invention between the first and second header pipes 211 and 212. It can facilitate the connection between the parts and has excellent assembly.
  • the size and shape of the connection type block 110 can be arbitrarily selected by the user for direct connection and assembly between header pipes.
  • the header connector 210 includes a first header pipe 211 having a flow path formed therein, having a plurality of connection holes 211h on one side, and having a circular cross section, the first header pipe ( 211), a second header pipe 212 having a circular cross section, and having a plurality of connection holes 212h on the side of the first header pipe 211, the first header pipe 211 and the second header pipe 212. It includes a connection type block 110 disposed between the two header pipes 212, and the connection holes 211h and 212h and the flow hole 114 are connected to each other.
  • connection hole 211h of the first header pipe 211 and the connection hole 212h of the second header pipe 212 are formed on the cross section of the header connection body 210 according to an embodiment of the present invention. ) is in contact with the flow hole 114. Therefore, the flow of the fluid in the first header pipe 211 flows through the connection hole 211h of the first header pipe 211, the flow hole 114 of the connection type block 110, and the connection hole of the second header pipe 212. 212h may be passed in order to communicate with the second header pipe 212.
  • the position of the flow hole 114 is such that the center line of the flow hole 114 is the midpoint 211c of the cross section of the first header pipe 211 and the midpoint 212c of the cross section of the second header pipe 212. It can be parallel to the connection line connecting the .
  • the movement of fluid is possible along the longitudinal direction of each of the header pipes 211 and 212 having an internal flow path, and a plurality of connection holes in contact with the plurality of flow holes 114.
  • the movement of the fluid is possible along the connection direction between the header pipes 211 and 212 through (211h and 212h).
  • the structure of the header row 311 according to one embodiment of the present invention composed of a plurality of rows of connection-type blocks and header pipes, the flow of fluid in the header row 311, and including the same
  • the structure of the condenser 310 and the flow of fluid within the condenser 310 will be described.
  • the second header pipe 212 is on the opposite side of the first header pipe 211.
  • a plurality of connection holes 212h are further included, and the header connecting body 210 connects the third header pipe 213 disposed on the opposite side of the first header pipe 211 from the second header pipe 212.
  • the third header pipe 213 includes a plurality of connection holes 213h toward the second header pipe 212, and between the second header pipe 212 and the third header pipe 213, the connection type A block 110 may be placed.
  • the third header pipe 213 further includes a plurality of connection holes 213h on the opposite side of the second header pipe 212, and the header connecting body 210 is connected to the third header pipe 213.
  • the header connecting body 210 is connected to the third header pipe 213.
  • the fourth header pipe 214 includes a plurality of connection holes 214h toward the third header pipe 213, and between the third header pipe 213 and the fourth header pipe 214, the connection type A block 110 may be placed.
  • connection holes 211h, 212h, 213h, and 214h are in contact with the flow hole 114 of the connection type block 110, so that the fluid inside the header pipe moves along the length direction of the pipe or each header pipe 211 , 212, 213, 214) can move along the connection direction.
  • the user can configure a header column (311, 312, see FIG. 6) composed of as many header pipes and connection-type blocks as desired, and the number of header pipes and connection-type blocks is not limited. Users can select the desired quantity at any time within the range.
  • the first header row 311 is composed of header pipes 211, 212, 213, and 214 having a flow path therein, so that the fluid moves inside the header pipes.
  • both sides along the longitudinal direction have a tubular shape blocked by baffles 214a and 214b.
  • both sides along the longitudinal direction are blocked by baffles 212a, 212b, 213a, and 213b.
  • a fluid inlet (I) into which fluid flows may be connected to one side along the longitudinal direction, and a baffle ( 211b) has a tubular shape blocked by.
  • a fluid outlet (O) may be connected to the uppermost side of (see FIG. 6).
  • the fluid introduced through the fluid inlet I moves inside the first header pipe 211, and a plurality of connection holes 211h provided on one side of the first header pipe 211 and moves to the second header pipe 212 through the connection hole 212h of the second header pipe 212 after passing through the plurality of flow holes 114 of the connection type block 110 that are in contact therewith.
  • the fluid moving inside the second header pipe 212 flows through a plurality of connection holes 212h provided on the opposite side of the first header pipe 211 and a plurality of flow holes of the connection type block 110 ( 114 and moves to the third header pipe 213 through the connection hole 213h of the third header pipe 213.
  • the fluid moving inside the third header pipe 213 flows through a plurality of connection holes 213h provided on the opposite side of the second header pipe 212 and a plurality of flow holes of the connection type block 110 ( 114 and moves to the fourth header pipe 214 through the connection hole 214h of the fourth header pipe 214.
  • the fluid introduced through the fluid inlet I connected to the first header pipe 211 is divided into the respective header pipes 211, 212, 213, and 214 and moves.
  • the fluid inside the header pipe moves along the longitudinal direction of the header pipe and the connection direction between the header pipes.
  • the plurality of connection tubes 313 connect passages between the first header row 311 and the second header row 312 and extend in the direction of the second header row 312 . Accordingly, the fluid moving along the longitudinal direction of the header pipe and the connection direction between the header pipes moves along the direction in which the plurality of connection tubes 313 extend.
  • connection type block 110 As can be seen in Figures 5 and 6, one embodiment of the present invention by disposing the connection type block 110 according to an embodiment of the present invention between a plurality of header pipes (211, 212, 213, 214, 215, 216) Since the condenser 310 according to the example is equipped with multiple flow holes (114, see FIGS. 3 and 5) and is easy to configure multiple header pipes, the connection direction of the header pipes in the condenser 310 can be changed. It allows the movement of fluid along the
  • the condenser (310, see FIG. 6) composed of a plurality of rows of circular header pipes and connection-type blocks is structurally superior to the condenser (see FIG. 2) composed of a plurality of rows of D-shaped header pipes. stable
  • fluid passes in a first direction, which is the longitudinal direction of the header pipe, in a second direction, which is the extension direction of the connection tube, and in a third direction, which is the connection direction of the header pipe.
  • first direction may be the X direction
  • second direction may be the Y direction perpendicular to the X direction
  • third direction may be the Z direction perpendicular to the X and Y directions.
  • the condenser 310 includes a first header row 311 in which a header connection body is disposed on one side, a second header row 312 in which the header connection body is disposed to be spaced apart from the first header row 311, and the first header row 312 in which the header connection body is disposed.
  • a plurality of connection tubes 313 connecting the flow path between the header row 311 and the second header row 312 and extending in the direction of the second header row 312 are included.
  • the first header row 311 includes a plurality of header pipes 211, 212, 213, 214, 215, and 216 including a connection type block 110 between each header pipe
  • the second header row 312 includes the first Like the header row 311, the plurality of header pipes 221, 222, 223, 224, 225, and 226 include a connection type block 110 between each header pipe.
  • the first header row 311 and the second header row 312 may be configured such that a plurality of adjacent connection holes and a plurality of flow holes come into contact with each other (see FIG. 5 ).
  • the plurality of connection tubes 313 include a plurality of header pipes 211, 212, 213, 214, 215, and 216 located in each column and a plurality of header pipes 221, 222, 223, 224, 225, 226) is connected.
  • a fluid inlet I may be connected to one side along the longitudinal direction of the first header pipe 211
  • a fluid outlet O may be connected to one side of the sixth header pipe 226 in the longitudinal direction.
  • connection type block 110 located in the first header row 311 or the second header row 312 has the flow hole 114 (see FIGS. 3 and 6) may be shielded.
  • the flow hole 114 When the flow hole 114 is shielded, the movement of the fluid is blocked so that the user can adjust the desired flow path.
  • the inside of the flow hole 114 may be filled with the same material as the connection type block 110 or with another material. However, it is not limited thereto, and any method can be applied as long as the flow hole 114 is shielded to prevent the flow of fluid moving along the connection direction between the header pipes.
  • the flow hole 114 (see FIG. 3) of the connection type block 110N located at the Nth position from the lowest side of the first header row 311 is shielded. and the flow hole 114 (see FIG. 3) of the connection type block 110M located at the Mth position from the bottom of the second header row 312 is shielded, N and M are natural numbers, and N ⁇ M , and N and M may be smaller than the number of header pipes of the first header column 311.
  • the flow hole 114 (see FIG. 3) of the connection type block 110N located third from the bottom of the first header row 311 is shielded
  • the The flow hole 114 (see FIG. 3) of the connection type block 110M located fifth from the bottom of the second header row 312 is shielded.
  • 3 and 5 are natural numbers, and 3 ⁇ 5, and 3 and 5 are smaller than 6, which is the number of header pipes of the first header row 311. If the above condition is satisfied, the user may arbitrarily select and shield some of the connection type blocks 110 included in the first and second header columns 311 and 312 according to a desired technical effect.
  • a fluid may be introduced through a fluid inlet I provided on one side of the first header pipe 211 located at the lowermost side of the first header row 311 .
  • the introduced fluid is divided into each header pipe existing in the first header row 311 and moves through a plurality of connection holes and a plurality of flow holes that are in contact with each other.
  • each header pipe located in the first header row 311 flows along a plurality of connection tubes 313 to the second header row 312 disposed on the other side of the first header row 311, and A fluid (refrigerant) may be discharged through a fluid outlet O provided at one side of the sixth header pipe 226 located on the uppermost side of the second header row 312 .
  • the fluid flowing into the fluid inlet I connected to the first header pipe 211 flows through the flow hole 114 of the third connected block 110N. 3) is shielded, it is divided into the second and third header pipes 212 and 213 positioned above the first header pipe 211 of the first header row 311.
  • the fluid flows from the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 311 to the first, second, and third header pipes 221, 222, and 222 of the second header row 312. 223) and flows through a plurality of connection tubes 313.
  • heat is exchanged by water/air, and a part is converted from gas to liquid, thereby reducing the volume occupied by the same weight of fluid.
  • the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223 located in the second header column are connected to the fourth and fifth header pipes 224 and 225 located at the upper portion. Therefore, the fluid flowing into the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223 of the second header row rises again to the fourth and fifth header pipes 224 and 225 of the second header row located at the upper part. do. After that, since the flow hole (114, see FIG.
  • connection-type block (110M) located at the Mth position is blocked, it cannot rise any more and the fourth and fifth header pipes (214, 215) of the first header row (311) It flows along a plurality of connecting tubes 313, and while passing through the plurality of connecting tubes 313, heat is exchanged by water / air, and a part is converted into a liquid by gas, whereby the volume occupied by the same weight of fluid is reduced again.
  • the fluid introduced into the fourth and fifth header pipes 214 and 215 of the first header row 311 passes between the sixth header pipe 216 and the fourth and fifth header pipes 214 and 215 located at the top. It is connected to the flow hole (114, see FIG. 3) of the connected block 110 and rises again to the sixth header pipe 216 located at the top.
  • the fluid that has risen moves to the sixth header pipe 226 of the second header row 312 by passing through the plurality of connection tubes 313, and while passing through the plurality of connection tubes 313 and moving, it is mixed with water/air. It is condensed into a liquid through heat exchange.
  • the sixth header pipe 226 located on the uppermost side of the second header row 312 is connected to the fluid outlet O, and the first header row 311 and the plurality of connection tubes 313 and the second header The condensed fluid alternately passing through the rows 312 is discharged through the fluid outlet O.
  • the second header row ( 312) flows through the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223.
  • the direction is changed and flows from the fourth and fifth header pipes 224 and 225 of the second header row to the fourth and fifth header pipes 214 and 215 of the first header row.
  • the direction is changed again, flows from the sixth header pipe 216 of the first header row 311 to the sixth header pipe 226 of the second header row 312, and then is discharged through the fluid outlet O. Accordingly, the number of header pipes and connecting tubes passing through when the direction is changed is changed.
  • the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 311 pass through the first, second, and third header pipes 221, 222, and 222 of the second header row 312. 223), there are three header pipes and connection tubes.
  • the fourth and fifth header pipes 224 and 225 of the second header row 312 to the fourth and third header pipes of the first header row 311 The number of header pipes and connecting tubes flowing through the 5 header pipes 214 and 215 is reduced to two, and the direction is changed again, so that the sixth header pipe 216 of the first header row 311 moves to the second header row 312.
  • the number of header pipes and connection tubes flowing through the sixth header pipe 226 is reduced to one. Therefore, the total number of passing header pipes and connection tubes is reduced from 3 ⁇ 2 ⁇ 1.
  • the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 311 form the first, second, and third header pipes of the second header row 312.
  • the fluid flowing through the 2 and 3 header pipes 221, 222 and 223 is cooled while simultaneously passing through the 3 header pipes and the connecting tube.
  • the heat exchange proceeds backward, as the liquid state increases, fewer header rows are passed through, and at the end, only one header pipe and connecting tube pass through.
  • connection type blocks 110N and 110M in which the flow holes 114 (see FIG. 3) are shielded, and the moving direction of the fluid can be switched from any header pipe desired by the user.
  • the number of the condenser 310 passing in accordance with the volume decrease of the fluid It is possible to reduce the cross-sectional area of the passage and thereby reduce the pressure loss caused by the volume reduction.
  • the first header row 311 and the second header row 312 are formed by being connected to each other in the same size. Therefore, a large number of header pipes and connecting tubes through which fluid passes means a large area through which fluid passes, which means a large volume occupied, and a small number of header rows means a small area through which fluid passes, and thus a small volume occupied. .
  • the reduced pressure loss means that a large amount of heat exchange can be performed during the passage of the fluid (refrigerant), and even with a condenser of the same size, a large amount of heat exchange is possible. , if the size is the same, large capacity cooling is possible.
  • connection type block a connection type block, a header connection body, and the same according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a connection type block 120 and a header connection body 220 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a front view of FIG. 7
  • FIG. 9 is a header connection of FIG.
  • a cross-sectional view of a header row 321 connecting a plurality of rows of sieves 220 is shown.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a condenser 320 in which header rows 321 and 322 connected to a plurality of rows by the connection type block and header connector of FIG. 7 are disposed on one side and the other side, respectively, and a plurality of connection tubes 323 are connected therebetween. is shown.
  • connection type block 120 shown in FIG. 7 has a first face 121, a second face 122 spaced apart from the first face 121, and the first face It includes a pair of curved parts 123 connecting the end of the and the end of the second surface, and a plurality of flow holes 124 penetrating the curved part 123, the pair of curved parts 123 It has the same curvature in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the connected block 120.
  • the first surface 121 corresponds to a connection type block 120 having a wider width than the second surface 122 .
  • connection type block 120 according to another embodiment of the present invention, a header connection body 220 and a condenser 320 including the same will be described.
  • connection type block 120 the plurality of flow holes 124 are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the connection type block 120.
  • the direction in which the plurality of flow holes 124 pass through the curved portion 123 is not limited to that shown in the drawings as long as they can pass through the two curved portions 123 .
  • the header connector 220 has a flow path formed therein, a plurality of connection holes on one side, and a first header pipe 211 having a circular cross section, spaced apart from the first header pipe 211. a second header pipe 212 having a circular cross-section and having a plurality of connection holes on the side of the first header pipe 211, and between the first header pipe 211 and the second header pipe 212; It includes a connection type block 120 disposed on.
  • the pair of curved portions 123 provided on the connection-type block 120 have the same curvature in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the connection-type block 120, and the first header pipe 211 and the second header pipe 211 have the same curvature.
  • the cross section and curvature of the pipe 212 may be the same.
  • one surface of the curved portion 123 may come into contact with the outer surface of the first header pipe 211 and the other surface of the curved portion 123 may come into contact with the outer surface of the second header pipe 212. there is.
  • the header connection body 220 may join one surface of the curved portion 123 of the connection type block 120 and the outer surface of the first header pipe 211 that is in contact with the surface through brazing welding.
  • the other surface of the curved portion 123 of the connection type block 120 and the outer surface of the second header pipe 212 in contact therewith may be joined through brazing welding.
  • the connection between one surface of the curved portion 123 and the outer surface of the first header pipe 211 that comes into contact therewith is not limited to brazing welding and may be connected by other bonding methods, such as through a coupling means such as a rivet. It may also be connected, which is the same as the other surface of the curved portion 123 and the outer surface of the second header pipe 212 in contact with it.
  • the first and second header pipes 211 and 212 are formed by disposing the connection type block 120 according to another embodiment of the present invention between the first and second header pipes 211 and 212. It can facilitate the connection between the parts and has excellent assembly.
  • the size and shape of the connection type block 120 can be arbitrarily selected by a user for direct connection and assembly between header pipes.
  • the first surface 121 is wider than the second surface 122
  • the header connector 220 has a first surface (111, see FIG. 3) is a second surface (112) , FIG. 3) and the same width as the header connection body 210 (see FIG. 3), it may be easier to connect header pipes.
  • the first surface 121 may be parallel to the connection direction of the header pipe disposed on one axis of the condenser (320, see FIG. 10) including the same, and the first surfaces 121 of each connection type block 120 may come into contact with each other. can Therefore, since the first surfaces 121 of each of the connection-type blocks 120 can be connected to each other, a plurality of connection-type blocks 120 can be integrally configured.
  • the header connecting body 220 includes a first header pipe 211 having a flow path formed therein, having a plurality of connection holes 211h on one side, and having a circular cross section, the first header pipe ( 211), a second header pipe 212 having a circular cross section, and having a plurality of connection holes 212h on the side of the first header pipe 211, the first header pipe 211 and the second header pipe 212. It includes a connection type block 120 disposed between the two header pipes 212, and the connection holes 211h and 212h and the flow hole 124 are connected to each other.
  • connection hole 211h of the first header pipe 211 and the connection hole 212h of the second header pipe 212 are formed on the cross section of the header connection body 220 according to another embodiment of the present invention. ) is in contact with the flow hole 124. Therefore, the flow of the fluid in the first header pipe 211 flows through the connection hole 211h of the first header pipe 211, the flow hole 124 of the connection type block, and the connection hole 212h of the second header pipe 212. It can communicate with the second header pipe 212 by passing through them in turn.
  • the position of the flow hole 124 is such that the center line of the flow hole 124 is between the midpoint 211c of the cross section of the first header pipe 211 and the second header pipe 212. It is spaced apart from the connection line connecting the middle points 212c of the cross section, and the center line may be disposed closer to the first surface 121 than the connection line.
  • the movement of fluid is possible along the longitudinal direction of each of the header pipes 211 and 212 having an internal flow path, and a plurality of connection holes that are in contact with the plurality of flow holes 124.
  • the movement of the fluid is possible along the connection direction between the header pipes 211 and 212 through (211h and 212h).
  • a header row 321 composed of a plurality of rows of connection-type blocks and header pipes, and the flow of fluid in the header row 321 and including the same
  • the structure of the condenser 320 and the flow of fluid within the condenser 320 will be described.
  • the second header pipe 212 is on the opposite side of the first header pipe 211 in the header connection body 220 shown in FIGS. 7 and 8 .
  • a plurality of connection holes 212h are further included, and the header connecting body 220 connects the third header pipe 213 disposed on the opposite side of the first header pipe 211 from the second header pipe 212.
  • the third header pipe 213 includes a plurality of connection holes 213h toward the second header pipe 212, and between the second header pipe 212 and the third header pipe 213, the connection type A block 120 may be placed.
  • the third header pipe 213 further includes a plurality of connection holes 213h on the opposite side of the second header pipe 212, and the header connecting body 220 is connected to the third header pipe 213.
  • the header connecting body 220 is connected to the third header pipe 213.
  • the fourth header pipe 214 includes a plurality of connection holes 214h toward the third header pipe 213, and between the third header pipe 213 and the fourth header pipe 214, the connection type A block 120 may be placed.
  • connection holes 211h, 212h, 213h, and 214h are in contact with the flow hole 124 of the connection type block 120, so that the fluid inside the header pipe moves along the length direction of the pipe or the connection between each header pipe You can move in any direction.
  • the user can configure a header row (321, 322, see FIG. 10) composed of as many header pipes and connection-type blocks as desired, and the number of header pipes and connection-type blocks is not limited, and the same technical idea Users can select the desired quantity at any time within the range.
  • the first header row 321 is composed of header pipes 211, 212, 213, and 214 having a flow path therein, so that the fluid moves inside the header pipes.
  • the fourth header pipe 214 both sides along the longitudinal direction have a tubular shape blocked by baffles 214a and 214b.
  • baffles 212a, 212b, 213a, and 213b both sides along the longitudinal direction are blocked by baffles 212a, 212b, 213a, and 213b.
  • a fluid inlet (I) into which fluid flows may be connected to one side along the longitudinal direction, and a baffle ( 211b) has a tubular shape blocked by.
  • the fluid outlet (O) may be connected to the uppermost side (see FIG. 10).
  • the fluid introduced through the fluid inlet (I) moves inside the first header pipe 211, and the plurality of connection holes 211h provided on one side of the first header pipe 211 and the connection type block ( 120) and moves to the second header pipe 212 through the connection hole 212h of the second header pipe 212.
  • the fluid moving inside the second header pipe 212 flows through a plurality of connection holes 212h provided on the opposite side of the first header pipe 211 and a plurality of flow holes of the connection type block 120 ( 124 and moves to the third header pipe 213 through the connection hole 213h of the third header pipe 213.
  • the fluid moving inside the third header pipe 213 flows through a plurality of connection holes 213h provided on the opposite side of the second header pipe 212 and a plurality of flow holes of the connection type block 120 ( 124 and moves to the fourth header pipe 214 through the connection hole 214h of the fourth header pipe 214.
  • the fluid introduced through the fluid inlet I connected to the first header pipe 211 is divided into the respective header pipes 211, 212, 213, and 214 and moves.
  • the fluid inside the header pipe moves along the longitudinal direction of the header pipe and the connection direction between the header pipes.
  • the plurality of connection tubes 323 connect passages between the first header row 321 and the second header row 322 and extend in the direction of the second header row 322 . Accordingly, the fluid moving along the longitudinal direction of the header pipe and the connection direction between the header pipes moves along the direction in which the plurality of connection tubes 323 extend.
  • connection type block 120 As can be seen in FIGS. 9 to 10, another implementation of the present invention is performed by disposing the connection type block 120 according to another embodiment of the present invention between a plurality of header pipes 211, 212, 213, 214, 215, and 216.
  • the condenser 320 according to the example is equipped with a plurality of flow holes (124, see FIGS. 7 and 9) and is easy to configure multiple header pipes, so that the connection direction of the header pipes in the condenser 320 can be changed. It allows the movement of fluid along the
  • the condenser (320, see FIG. 10) composed of a plurality of rows of circular header pipes and connection-type blocks is more structurally superior to the condenser (see FIG. 2) composed of a plurality of rows of D-shaped header pipes. stable
  • the fluid passes in the first direction, which is the longitudinal direction of the header pipe, in the second direction, which is the extension direction of the connection tube, and in the third direction, which is the connection direction of the header pipe.
  • the first direction may be the X direction
  • the second direction may be the Y direction perpendicular to the X direction
  • the third direction may be the Z direction perpendicular to the X and Y directions.
  • the condenser 320 includes a first header row 321 in which a header connection body is disposed on one side, a second header row 322 in which the header connection body is disposed to be spaced apart from the first header row 321, and the first header row 322 in which the header connection body is disposed.
  • a plurality of connection tubes 323 connecting the flow path between the header row 321 and the second header row 322 and extending in the direction of the second header row 322 are included.
  • the first header row 321 includes a plurality of header pipes 211, 212, 213, 214, 215, and 216 including a connection type block 120 between each header pipe
  • the second header row 322 includes the first Like the header row 321, the plurality of header pipes 221, 222, 223, 224, 225, and 226 include a connection type block 120 between each header pipe.
  • the first header row 321 and the second header row 322 may be configured such that a plurality of adjacent connection holes and a plurality of flow holes come into contact with each other (see FIG. 9 ).
  • the plurality of connection tubes 323 include a plurality of header pipes 211, 212, 213, 214, 215, and 216 located in each column and a plurality of header pipes 221, 222, 223, 224, 225, 226) is connected.
  • a fluid inlet I may be connected to one side along the longitudinal direction of the first header pipe 211
  • a fluid outlet O may be connected to one side of the sixth header pipe 226 in the longitudinal direction.
  • connection type block 120 located in the first header row 321 or the second header row 322 has the flow hole 124 (see FIGS. 7 and 10) may be shielded.
  • the flow hole 124 When the flow hole 124 is shielded, the movement of the fluid is blocked so that a user can adjust a desired flow path.
  • the inside of the flow hole 124 may be filled with the same material as the connection type block 120 or another material. However, it is not limited thereto, and any method can be applied as long as it is possible to block the flow of fluid moving along the connection direction between header pipes by shielding the flow hole 124 .
  • the flow hole 124 (see FIG. 7) of the connection type block 120N located at the Nth position from the lowest side of the first header row 321 is shielded.
  • the flow hole 124 (see FIG. 7) of the connection type block 120M located at the Mth position from the bottom of the second header row 322 is shielded
  • N and M are natural numbers
  • N ⁇ M , and N and M may be smaller than the number of header pipes of the first header column 321.
  • the flow hole 124 (see FIG. 7) of the connection type block 120N located third from the bottom of the first header row 321 is shielded
  • the The flow hole 124 (see FIG. 7) of the connection type block 120M located fifth from the bottom of the second header row 322 is shielded.
  • 3 and 5 are natural numbers, and 3 ⁇ 5, and 3 and 5 are smaller than 6, which is the number of header pipes of the first header row 321. If the above condition is satisfied, the user may arbitrarily select and shield some of the connection type blocks 120 included in the first and second header columns 321 and 322 according to a desired technical effect.
  • a flow of a fluid according to another embodiment will be described with reference to FIG. 10 .
  • a fluid may be introduced through a fluid inlet I provided on one side of the first header pipe 211 located at the lowermost side of the first header row 321 .
  • the introduced fluid is divided into each header pipe existing in the first header row 321 and moves through a plurality of connection holes and a plurality of flow holes that are in contact with each other (see FIG. 10).
  • each header pipe located in the first header row 321 flows along a plurality of connection tubes 323 to the second header row 322 disposed on the other side of the first header row 321,
  • a fluid may be discharged through a fluid outlet (O) provided on one side of the sixth header pipe 226 located on the uppermost side of the second header row 322 .
  • the fluid flowing into the fluid inlet I connected to the first header pipe 211 flows through the flow hole 124 of the third connected block 120N. 3) is shielded, it is divided into the second and third header pipes 212 and 213 positioned above the first header pipe 211 of the first header row 321.
  • the fluid flows from the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 321 to the first, second, and third header pipes 221, 222, and 222 of the second header row 322. 223) and flows through a plurality of connection tubes 323.
  • heat is exchanged by water/air, and a part is converted from gas to liquid, thereby reducing the volume occupied by the same weight of fluid.
  • the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223 positioned in the second header column 322 are connected to the fourth and fifth header pipes 224 and 225 positioned thereon. Therefore, the fluid introduced into the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223 of the second header row 322 is returned to the fourth and fifth headers of the second header row 322 positioned at the upper portion. It rises to pipes 224 and 225. After that, since the flow hole (124, see FIG.
  • connection type block 120M located at the Mth position is blocked, it cannot rise any more and the fourth and fifth header pipes 214 and 215 of the first header row 321 It flows through a plurality of connecting tubes 323, and while passing through the plurality of connecting tubes 323, heat is exchanged by water/air, and a part is converted into a liquid by gas, whereby the volume occupied by the same weight of fluid is reduced again.
  • the fluid introduced into the fourth and fifth header pipes 214 and 215 of the first header row 321 passes between the sixth header pipe 216 and the fourth and fifth header pipes 214 and 215 located at the top. It is connected to the flow hole (124, see FIG. 3) of the connected block 120 and rises again to the sixth header pipe 216 located at the top.
  • the fluid that has risen moves to the sixth header pipe 226 of the second header row 322 by passing through the plurality of connection tubes 323, and while passing through the plurality of connection tubes 323 and moving, it is mixed with water/air. It is condensed into a liquid through heat exchange.
  • the sixth header pipe 226 located on the uppermost side of the second header row 322 is connected to the fluid outlet O, and the first header row 321 and the plurality of connection tubes 323 and the second header Fluid condensed while alternately passing through the rows 322 is discharged through the fluid outlet O.
  • the second header row ( 322) flows through the first, second, and third header pipes 221, 222, and 223. Thereafter, the direction is changed and flows from the fourth and fifth header pipes 224 and 225 of the second header column to the fourth and fifth header pipes 214 and 215 of the first header column 321 .
  • the direction is changed again, flows from the sixth header pipe 216 of the first header row 321 to the sixth header pipe 226 of the second header row 322, and then is discharged through the fluid outlet O. Accordingly, the number of header pipes and connecting tubes passing through when the direction is changed is changed.
  • the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 321 pass through the first, second, and third header pipes 221, 222, and 3 of the second header row 322.
  • the fourth and fifth header pipes 224 and 225 of the second header row 322 to the fourth and third header pipes of the first header row 321 The number of header pipes and connecting tubes flowing through the 5 header pipes 214 and 215 is reduced to two, and the direction is changed again, so that the sixth header pipe 216 of the first header row 321 moves to the second header row 322.
  • the number of header pipes and connection tubes flowing through the sixth header pipe 226 is reduced to one. Therefore, the total number of passing header pipes and connection tubes is reduced from 3 ⁇ 2 ⁇ 1.
  • the first, second, and third header pipes 211, 212, and 213 of the first header row 321 form the first, second, and third header pipes of the second header row 322.
  • the fluid flowing through the 2 and 3 header pipes 221, 222 and 223 is cooled while simultaneously passing through the 3 header pipes and the connecting tube.
  • the heat exchange proceeds backward, as the liquid state increases, fewer header rows are passed through, and at the end, only one header pipe and connecting tube pass through.
  • connection type blocks 120N and 120M in which the flow holes 124 (see FIG. 3) are shielded, and the moving direction of the fluid can be switched from any header pipe desired by the user.
  • the number of condenser 320 passing through according to the volume decrease of the fluid It is possible to reduce the cross-sectional area of the passage and thereby reduce the pressure loss caused by the volume reduction.
  • the first header row 321 and the second header row 322 are formed by being connected to each other in the same size. Therefore, a large number of header pipes and connecting tubes through which fluid passes means a large area through which fluid passes, which means a large volume occupied, and a small number of header rows means a small area through which fluid passes, and thus a small volume occupied. .
  • the reduced pressure loss means that a large amount of heat exchange can be performed during the passage of the fluid (refrigerant), and even with a condenser of the same size, a large amount of heat exchange is possible. , if the size is the same, large capacity cooling is possible.
  • the present invention provides a reinforced header pipe assembly in which a reinforcing member is inserted in header pipes (12, 22, 32, 42, 52, 62, see FIG. 2) through which high-pressure fluid flows, and a reinforced condenser including the same, in order to increase the breakdown pressure. can do.
  • the header pipe is illustrated as a header pipe having a D-shaped cross section, but may be a circular header pipe, and is not limited thereto as long as the reinforcing member can be inserted therein.
  • 11 to 14 show a reinforcing header pipe assembly 1000 according to an embodiment of the present invention and an experimental example.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a reinforced header pipe assembly 1000 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view taken along line I′ of the reinforced header pipe assembly
  • 13 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II' of the reinforcing header pipe assembly
  • 14 shows an experimental example of a reinforcing header pipe assembly 1000.
  • a reinforced header pipe assembly 1000 includes a header pipe 1010 having a flow path formed therein, and a flow hole 1240 located in the header pipe 1010 and inside the header pipe 1010. ) and a plurality of connection holes 1100 formed along a first direction on one side or both sides of the header pipe 1010.
  • the header pipe 1010 may have a tubular shape in which both ends along the first direction are blocked by baffles 1010a and 1010b.
  • the reinforcing member 1200 included in the reinforcing header pipe assembly 1000 has a passage hole 1240 that allows fluid to move therein. Therefore, unlike the existing baffles 1010a and 1010b used as a member inserted to block the flow of fluid inside the header pipe or to adjust the flow path, the reinforcing member 1200 allows the fluid to pass through the flow hole 1240. may move along the first direction, and the flow of the fluid may be adjusted by adjusting the size of the passage hole 1240 .
  • the plurality of reinforcing members 1200 may include a first portion 1210 protruding inwardly and a second portion 1220 formed outside the first portion and in contact with the groove. Furthermore, the reinforcing member 1200 may further include a third part 1230 protruding outward from the header pipe 1010 and positioned on the opposite side of the second part 1220 . In addition, the reinforcing members 1200 may be formed at regular intervals along the first direction.
  • a plurality of connection holes 1100 may be formed at regular intervals along the first direction on one surface of the header pipe 1010 .
  • the plurality of connection holes 1100 may be formed on the other side of the header pipe 1010 corresponding to the one side. Furthermore, the plurality of connection holes 1100 may be formed on both surfaces of the reinforcing header pipe assembly 1000, which is the one surface and the other surface.
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of the reinforcing header pipe assembly 1000 to which the connection tube M is connected and a plan view of the reinforcing member 1200 taken along the line I-I'.
  • the shape of the first portion 1210 may be similar to that of the cross section of the header pipe 1010 .
  • the inner surface of the first part 1210 surrounds the passage hole 1240 of the reinforcing member 1200 . Accordingly, the shape of the passage hole 1240 is determined by the shape of the inner surface of the first part 1210, and the size of the passage hole 1240 is such that the first part 1210 is the size of the header pipe 1010. It depends on how much it protrudes inward.
  • the second part 1220 is formed outside the first part and contacts the groove 1400 . If the second part 1220 is formed outside the first part 1210 and is in contact with the groove 1400, as shown in FIG. 12, it will partially protrude outside the header pipe 1010. can
  • the reinforcing member 1200 may further include a third part 1230 protruding outward from the header pipe 1010 and positioned opposite to the second part 1220 .
  • 13 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II' of the reinforcing header pipe assembly 1000 to which the connecting tube M is connected.
  • fluid can move in the first direction of the header pipe 1010 .
  • the fluid introduced into the header pipe 1010 moves along the first direction, which is the longitudinal direction of the header pipe 1010, and moves along the second direction, which is the connection direction of the connection tube M.
  • the reinforcing member 1200 may be inserted into and bonded to the groove 1400 to be integrally formed with the header pipe 1010 .
  • the bonding may be performed by brazing welding to a surface where the second part 1220 of the reinforcing member 1200 and the header pipe 1010 come into contact.
  • the reinforcing material 1200 and the header pipe 1010 are formed by placing an alloy (not shown) having a lower melting temperature than that of the reinforcing material 1200 and the header pipe 1010 between the contact surfaces and heating the reinforcing material 1200. And the header pipe 1010 may be joined by a method of melting only the alloy without melting.
  • the alloy melted between the second portion 1220 and the end face of the header pipe 1010 that is in contact with the second portion 1220 is bonded due to permeation and diffusion due to wetting and capillarity. It happens.
  • connection between the reinforcing member 1200 and the header pipe 1010 is not limited to brazing welding and may be connected by other joining methods.
  • FIG 14 shows an experimental example of a reinforcing header pipe assembly 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the experimental example compares the maximum value of von Mises stress at each connection hole 1100 in the reinforced header pipe assembly 1000.
  • the present invention is explained in more detail with reference to the following experimental examples, which are not intended to limit the present invention.
  • the second part 1220 of the reinforcing material 1200 is in contact with the end face of the header pipe 1010, and an alloy (not shown) is formed between the surface where the second part 1220 comes into contact with the header pipe 1010. ) is melted and bonded, the von Mises stress can be reduced as the fracture resistance of the header pipe 1010 increases.
  • the decrease in the von Mises stress at the point where the reinforcing material 1200 is located means that the probability of breakage of the header pipe 1010 in which the connection hole 1100 is formed while the high-pressure fluid passes through the connection hole 1100 is reduced. Even if high-pressure fluid flows through the connection hole 1100, the reinforcing material 1200 can increase the breaking resistance of the header pipe 1010 and prevent the header pipe 1010 from being damaged. can do.
  • the third part 1230 protrudes outward from the header pipe 1010 and is located on the opposite side of the second part 1220, so that it is easy to insert and adjust the position when inserted into the groove 1400.
  • the assemblability of the reinforcing header pipe assembly 1000 may be increased.
  • 15 is a schematic cross-sectional view of a reinforcing header pipe assembly 1000 according to a second embodiment of the present invention.
  • the reinforcing header pipe assembly 1000 includes a plurality of header pipes 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050 arranged side by side along a first direction, and the header pipes 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050 It includes a plurality of reinforcing materials 1200, and a plurality of connection holes 1100 are formed on one or both surfaces of the header pipes 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050, so that the neighboring header pipes 1010, 1020, and 1030 , 1040, 1050 are in contact with a plurality of connection holes 1100.
  • one side of the header pipe 1010 along the first direction allows fluid to flow in and the other side to the baffle 1010b. It can have a tubular shape blocked by In the case of the plurality of header pipes 1020, 1030, 1040, and 1050 except for this, both sides along the first direction are blocked by baffles 1020a, 1020b, 1030a, 1030b, 1040a, 1040b, 1050a, and 1050b. can have a shape.
  • the fluid introduced into the header pipe 1010 moves in a first direction, passes through a plurality of connection holes 1100 in contact between the neighboring header pipes 1010 and 1020, and goes to the upper header pipe 1020. flows Furthermore, the fluid flowing in the header pipe 1020 moves along the first direction, passes through a plurality of connection holes 1100 in contact between the neighboring header pipes 1020 and 1030, and passes through the upper header pipe 1030. flows to
  • the fluid introduced into the reinforcing header pipe assembly 1000 according to the second embodiment moves along the first direction, which is the longitudinal direction of the plurality of header pipes 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050, or
  • the header pipe 1010 , 1020 , 1030 , 1040 , and 1050 may move along the third direction through the connection hole 1100 in contact with each other.
  • 16 shows a schematic perspective view and a schematic diagram of a reinforcement condenser 2000 .
  • the reinforcement condenser 2000 includes first to sixth header rows 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, and 2600, and the first to sixth header rows 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, and 2600 ) is a first header pipe (2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) disposed on one side and having a flow path therein, and a second header pipe (2120, 2220, 2320, 2420) disposed on the other side and having a flow path therein , 2520, 2620) and a plurality of connections connecting the flow paths of the first header pipes (2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) and the second header pipes (2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620).
  • connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630 The connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630.
  • the connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, and 2630 have a structure in which a plurality of microchannels are formed in the second direction, and the connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, and 2630 )
  • the fin member F is connected between them to expand the heat exchange area.
  • a fluid inlet (I) through which fluid is introduced may be connected to the first header pipe 2110 of the first header row 2100, and the second header pipe 2620 of the sixth header row 2600 may contain fluid.
  • An outflow fluid outlet (O) may be connected.
  • first header pipes 2110, 2210, 2310, 2410, 2510, and 2610 and the second header pipes 2120, 2220, 2320, 2420, 2520, and 2620 are reinforced including a plurality of reinforcing members 1200.
  • a header pipe assembly (1000, see FIG. 11) may be included. Therefore, there is a risk of damage due to the internal pressure applied to the plurality of connection holes 1100 while the high-pressure fluid (refrigerant) flows into the fluid inlet I and moves along the third direction.
  • the first header pipe (2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) and the second header pipe (2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620) increase the withstand pressure to withstand the first header pipe
  • the risk of breakage of the (2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) and the second header pipe (2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620) can be prevented.
  • the flow of the fluid between the header pipes adjacent to the first to sixth header rows 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, and 2600 is the second embodiment of the present invention described with reference to FIG. 15 (see FIG. 15). ) is the same as Therefore, the fluid introduced through the fluid inlet I moves along the first direction inside the first header pipe 2110 of the first header row 2100, and flows through the neighboring first header pipes 2110, 2210, and 2310. , 2410, 2510, 2610 may move along the third direction through a plurality of connection holes 1100 in contact with each other.
  • the fluid moving in the third direction extends from the first header pipes 2110, 2210, 2310, 2410, 2510, and 2610 to the second header pipes 2120, 2220, 2320, 2420, 2520, and 2620. It moves along the second direction through the connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, and 2630 to the fluid outlet O connected to the second header pipe 2620 of the sixth header row 2600. will get out
  • the second header pipes 2120, 2220, 2320, 2420, 2520, and 2620 have the same configuration as the first header pipes 2110, 2210, 2310, 2410, 2510, and 2610, and are provided symmetrically,
  • the second header pipes 2120, 2220, 2320, 2420, 2520, and 2620 may move along the third direction through a plurality of connection holes 1100 in contact with each other.
  • the reinforced condenser 2000 allows fluid to pass in the first direction, which is the longitudinal direction of the header pipe, the second direction, which is the extension direction of the connection tube, and the third direction, which is the connection direction of the header pipe. Therefore, it has a three-dimensional structure, and thus, even if it occupies the same volume, more heat exchange is possible, and cooling performance can be improved.
  • the fluid flows through the first header pipes 2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610 through the connection tubes 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, and 2630.
  • the fluid flowing into the fluid inlet (I) flows into the first header pipe 2110 of the first header row 2100, then the first header pipe 2210 of the second header row 2200, the third It is divided into the first header pipe 2310 of the header row 2300.
  • the fluid flowing inside the first header pipes 2110, 2210, and 2310 flows in a 2-1 direction toward the second header pipes 2120, 2220, and 2320, and the fluid flows in the fourth and fifth header rows ( It goes up to the second header pipes 2420 and 2520 of 2400 and 2500.
  • the direction is changed so that the fluid flows in the 2-2 direction from the second header pipes 2420 and 2520 toward the first header pipes 2410 and 2510, and the fluid flows in the sixth header row 2600. 1 goes up to the header pipe (2610).
  • the fluid changes direction again, flows in the 2-1 direction toward the second header pipe 2620 of the sixth header row 2600, and then is discharged through the fluid outlet O.
  • the number of passing header rows is changed. That is, the first to third header rows 2100, 2200, and 2300 are three header rows flowing in the 2-1 direction after the fluid is introduced, and after the direction is switched to the 2-2 direction, the 4 header rows to 5 header rows (2400, 2500), and after the direction is changed to the 2-1 direction, it is reduced to one 6th header row (2600), and the total number of header rows passing through is 3 ⁇ 2 ⁇ 1 decreases to
  • header rows 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, and 2600 are stacked and formed in the same size, a large number of header rows means a large area through which fluid passes, which means that the volume occupied is large.
  • a small number of header rows means that the area through which the fluid passes is small, and thus the volume occupied is small.
  • the fluid passing in the 2-1 direction is connected to three header rows at the same time, that is, the connecting tubes of the first to third header rows (2100, 2200, 2300). Cooling is performed while passing through (2130, 2230, 2330). As the heat exchange is performed backward, as the liquid state increases, fewer header rows are passed through, and finally, only the connection tube 2630 of one header row 2600 is passed. Therefore, it is possible to reduce the cross-sectional area of the passage of the reinforcement condenser 2000 through which the fluid passes in accordance with the volume decrease, thereby reducing the pressure loss caused by the volume decrease.
  • the reduced pressure loss means that a large amount of heat exchange can be performed during the passage of the fluid (refrigerant), and even with a condenser of the same size, a large amount of heat exchange is possible. , if the size is the same, large capacity cooling is possible.
  • FIG 17 shows a reinforcing header pipe assembly 1000 according to a third embodiment of the present invention.
  • connection hole pairs 1100P may be formed at equal intervals along the first direction, and the reinforcing material ( 1200) may be located in the middle of the pair of connection holes 1100P.
  • a connection hole may not be formed between the adjacent right connection hole of the reinforcing material 1200 positioned first along the first direction and the adjacent left connection hole of the reinforcing material 1200 positioned second along the first direction. there is. At this time, the effect of increasing the breaking resistance of the reinforcing material 1200 can be maximized.
  • FIG. 18 shows a reinforcing header pipe assembly 1000 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a reinforcing header pipe assembly 1000 arranges a plurality of header pipes 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050 side by side along a first direction, and the adjacent header pipes 1010 and 1020 , 1030, 1040, 1050, a plurality of connection holes 1100 form a pair of adjacent two, and the connection hole pair 1100P is the header pipe 1010, 1020, 1030, 1040, 1050 along the first direction. ) is formed at equal intervals on one side or both sides of the In addition, the connection hole pair 1100P is in contact with each other, and the reinforcing member 1200 is located in the middle of the connection hole pair 1100P.
  • the reinforcing member 1200 As the reinforcing member 1200 is located in the middle of the pair of connection holes 1100P, it can increase the breaking resistance that can withstand the pressure of the fluid flowing in the third direction through the pair of connection holes 1100P. In the second embodiment, the effect of increasing the breaking resistance is more excellent than that of the above-described reinforced header pipe assembly (1000, see FIG. 15).
  • the reinforcing header pipe assembly 1000 according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the second embodiment described with reference to FIG. 15 except for the configuration of the connection hole pair 1100P. Therefore, the same reference numerals are given to components performing the same functions as those of the second embodiment, and detailed descriptions are omitted.
  • 19 to 21 show first to third modified examples of the reinforcing member 1200 positioned in the reinforcing header pipe assembly 1000.
  • the header pipe 1010 of the reinforcing header pipe assembly 1000 may have a D-shaped shape and the passage hole 1240 may be formed in a circular shape.
  • a portion 1210 may further protrude into the header pipe 1010 . As the first portion 1210 protrudes further, an effect of increasing the breaking resistance may be brought about.
  • the header pipe 1010 of the reinforcing header pipe assembly 1000 may have a circular shape and the passage hole 1240 may be formed in a circular shape.
  • the reinforcing member 1300 may be formed as a single member with a plurality of reinforcing members 1200 provided at the same position in the first direction. .
  • the reinforcing material 1300 may be formed by arranging the plurality of reinforcing materials 1200 side by side in parallel and bonding their contacting surfaces. A second part 1320 formed outside the first part and in contact with the groove may be included. Furthermore, the reinforcing material 1300 may further include a third part 1330 located on the opposite side of the second part 1320 . Further, the reinforcing material 1300 includes a plurality of passage holes 1340 .
  • the reinforcing member 1300 is easier and more efficient to assemble in manufacturing a condenser composed of a plurality of rows, and can increase structural stability as well as increase the breakdown pressure. Furthermore, the first to third parts 1310, 1320, 1330 and the passage hole 1340 are the first to third parts 1210, 1220, 1230 of the reinforcing material 1200 according to the first embodiment of the present invention. Since it corresponds to the passage hole 1240, a detailed description thereof will be omitted.
  • the modified example is not limited thereto, and the user may change the shape of the reinforced header pipe assembly 1000 in consideration of the embodiment of the reinforced header pipe assembly 1000, the shape of the header pipe 1010, and the effect of increasing the breaking resistance pressure. Modifications can be appropriately selected or changed.
  • first head part 2 second head part 3: connection tube
  • connection type block 111 connection type block 111
  • 121 first surface
  • first header pipe 212 first header pipe 212
  • 222 second header pipe
  • 211a, 211b baffle 211h, 212h: connection hole
  • connection hole 1200 reinforcement
  • stiffener 1310 first part

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Abstract

본 발명은 파괴 내압이 우수한 원형의 파이프 간 연결에 용이하며, 파이프 간 유체의 이동이 가능하도록 유동홀을 구비하는 연결형 블록, 상기 연결형 블록을 헤더파이프와 연결한 헤더 연결체 및 이를 복수의 연결튜브와 다수의 열로 구성한 응축기를 제공하는 것으로 제 1 면, 상기 제 1 면과 이격되어 위치하는 제 2 면, 상기 제 1 면의 단부와 상기 제 2 면의 단부를 연결하는 한 쌍의 곡면부, 상기 곡면부를 관통하는 복수의 유동홀을 포함하며 상기 한 쌍의 곡면부는 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가지는 연결형 블록을 제공한다. 이에 의하여, 원형의 헤더파이프 간 연결이 용이해지고 헤더파이프 간 유체의 흐름을 가능하게 하므로 원형의 헤더파이프 및 연결형 블록을 다수의 열로 구성한 응축기를 제공한다.

Description

연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기
본 발명은 원형의 파이프 간 연결에 용이하고 파이프 간 유체의 이동이 가능하도록 유동홀을 구비하는 연결형 블록, 이를 헤더파이프와 연결한 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기에 대한 것이다.
응축기는 고온, 고압의 냉매증기를 냉각 및 액화시키는 열교환기로서, 냉동사이클 내의 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.
증발식 응축기는 수냉식과 공냉식의 작용을 혼합한 방식으로 냉각 유체가 통과하는 튜브에 물을 분무하고 송풍기로부터 공급되는 공기를 튜브의 표면으로 유동시키고, 튜브의 표면에서 기화된 수증기를 배출시켜 냉각 유체를 냉각시키도록 구성된다.
도 1 에는 특허문헌 1 에 개시된 증발식 응축기가 도시되어 있다.
도 1 에 개시된 증발식 응축기의 경우, 냉각유체의 유입구가 구비된 제 2 헤더(2)와 유출구가 구비된 제 1 헤더(1) 및 냉각유체의 유로가 내부에 형성되고 지그재그 방향으로 벤딩되어 형성된 하나의 연결튜브(3)가 개시되어 있다.
도 1 의 경우에 하나의 연결튜브를 활용하므로, 열교환 면적을 확보하기 위한 크기의 제약이 따른다.
(특허문헌 1) KR10-2019-0006781A
본 발명은 파괴 내압이 우수한 원형의 파이프 간 연결에 용이하며, 파이프 간 유체의 이동이 가능하도록 유동홀을 구비하는 연결형 블록, 상기 연결형 블록을 헤더파이프와 연결한 헤더 연결체를 제공하며, 열교환기 크기 제약을 해결하고자 복수의 연결튜브와 상기 헤더 연결체를 다수의 열로 연결하여 소형화된 응축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 증발식 응축기를 제공한다.
본 발명은 일실시예에서, 제 1 면, 상기 제 1 면과 이격되어 위치하는 제 2 면, 상기 제 1 면의 단부와 상기 제 2 면의 단부를 연결하는 한 쌍의 곡면부, 상기 곡면부를 관통하는 복수의 유동홀을 포함하며, 상기 한 쌍의 곡면부는 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가지는 연결형 블록을 제공한다.
일실시예에서, 상기 제 1 면이 상기 제 2 면보다 넓은 너비를 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 복수의 유동홀이 등간격으로 나란하게 형성될 수 있다.
본 발명은 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프, 상기 제 1 헤더파이프와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프 측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프, 상기 제 1 헤더파이프와 상기 제 2 헤더파이프 사이에 배치되는 일실시예에서 상술한 연결형 블록을 포함하며 상기 연결홀과 상기 유동홀이 맞닿아 연결되는 헤더 연결체를 제공한다.
일실시예에서, 상기 유동홀의 중심선은 상기 제 1 헤더파이프 단면의 중점과 상기 제 2 헤더파이프의 단면의 중점을 연결한 연결선으로부터 이격되며 상기 중심선은 상기 연결선보다 상기 제 1 면에 가깝게 배치될 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 2 헤더파이프는 상기 제 1 헤더파이프 반대측에 복수의 연결홀을 더 포함하고, 상기 헤더 연결체는 상기 제 2 헤더파이브에서 상기 제 1 헤더파이브 반대측에 배치되는 제 3 헤더파이프를 포함하고, 상기 제 3 헤더파이프는 상기 제 2 헤더파이프 측으로 복수의 연결홀을 포함하며, 상기 제 2 헤더파이프와 상기 제 3 헤더파이프 사이에도 상기 연결형 블록이 배치될 수 있다.
본 발명은 일실시예에서 상술한 헤더 연결체를 일측에 배치한 제 1 헤더열, 상기 제 1 헤더열과 이격되게 상기 헤더 연결체가 배치되는 제 2 헤더열, 상기 제 1 헤더열과 상기 제 2 헤더열 사이의 유로를 연결하며 제 2 헤더열 방향으로 연장하는 복수의 연결튜브를 포함하는 응축기를 제공한다.
일실시예에서, 상기 제 1 헤더열의 최하측에는 유체 입구가 연결되며, 상기 제 2 헤더열의 최상측에는 유체 출구가 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 헤더열 또는 상기 제 2 헤더열에 위치하는 적어도 한 개 이상의 상기 연결형 블록은 상기 유동홀이 차폐되어 있을 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 헤더열의 최하측으로부터 N 번째에 위치하는 상기 연결형 블록의 유동홀이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열의 최하측으로부터 M 번째에 위치하는 상기 연결형 블록의 유동홀이 차폐되어 있으며, 상기 N 과 M 은 자연수이고 N < M 이고, 상기 N 과 M 은 상기 제 1 헤더열의 헤더파이프의 개수보다 작은 것을 만족할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 연결형 블록의 구조를 통하여, 원형의 파이프 간 연결에 용이하며, 파이프 간 유체의 이동이 가능하도록 유동홀을 구비하는 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기를 제공하는 것이 가능하다.
더하여, 본 발명은 보강재를 삽입한 보강 헤더파이프 조립체를 통하여, 파괴 내압이 증대되는 보강 헤더파이프 조립체 및 이를 포함하는 보강 응축기를 제공하는 것이 가능하다.
도 1 은 종래의 증발식 응축기의 평면도이다.
도 2 는 응축기의 개략 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 헤더 연결체 및 연결형 블록의 개략 사시도이다.
도 4 는 도 3 에 개시된 헤더 연결체의 평면도이다.
도 5 는 도 3 의 헤더 연결체를 다수의 열로 구성한 헤더열의 개략 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 응축기의 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤더 연결체 및 연결형 블록의 개략 사시도이다.
도 8 은 도 7 에 개시된 헤더 연결체의 평면도이다.
도 9 는 도 7 의 헤더 연결체를 다수의 열로 구성한 헤더열의 개략 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기의 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체 및 보강재의 개략 사시도이다.
도 12 는 도 11 의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 개략 단면도이다.
도 13 은 도 12 의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 개략 단면도이다.
도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체의 실험예이다.
도 15 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체의 개략 단면도이다.
도 16 은 본 발명의 일실시예에 따른 보강 응축기의 개략 사시도 및 개략도이다.
도 17 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체의 개략 사시도이다.
도 18 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체의 개략 단면도이다.
도 19 는 보강재의 제 1 변형예가 적용된 보강 헤더파이프 조립체의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 개략 단면도이다.
도 20 은 보강재의 제 2 변형예가 적용된 보강 헤더파이프 조립체의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 개략 단면도이다.
도 21 은 보강재의 제 3 변형예의 개략 사시도 및 평면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 2 에는 열교환기를 다수의 열로 구성한 응축기가 개시되어 있다.
도 2 에서 보이는 응축기의 경우, 일측에 배치된 제 1 내지 제 6 헤더파이프(11, 21, 31, 41, 51, 61)와 타측에 배치된 제 1 내지 제 6 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62) 사이에 복수의 연결튜브(13, 23, 33, 43, 53, 63)이 연결되어 있다. 각 연결튜브(13, 23, 33, 43, 53, 63) 사이에는 열교환을 돕는 핀부재(F)가 배치된다.
도 2 의 응축기의 경우, 유체(냉매)가 일측에 배치되고 하부에 위치한 제 1 헤더파이프(11)로 유입되어, 타측에 배치되고 상부에 위치한 제 6 헤더파이프(62)로 빠져나가게 된다. 이때, 연결튜브(13, 23, 33, 43, 53, 63) 사이를 통과하면서 물을 증발시키며, 증발 잠열과 물/공기의 현열에 의해서 유체와 물/공기 사이에 열교환이 발생하여 상기 응축기를 통과하는 유체는 응축된다.
따라서, 도 2 의 응축기는 도 1 에 개시된 응축기와 같은 기존의 단열 열교환기(응축기)를 다수의 열로 구성하여 유체의 흐름이 제 1, 2, 3 방향으로 이동하기 때문에 동일 부피를 차지하더라도 더 많은 열교환이 가능하여 냉각 성능이 향상될 수 있다. 이때, 상기 제 1 방향, 제 2 방향, 제 3 방향은 서로 다른 방향일 수 있다.
예를 들어, 제 1 방향은 X 방향, 제 2 방향은 X 방향에 수직한 Y 방향, 및 제 3 방향은 상기 X 방향 및 Y 방향에 수직한 Z 방향이 될 수 있으며, 다르게 제 1 방향은 반경 방향, 제 2 방향은 원주 방향, 제 3 방향은 높이 방향이 될 수도 있다.
하지만, 도 2 의 응축기의 경우에 이웃하는 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)사이에 연결홀이 형성되어 이웃하는 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)로 유체가 이동하게 되는데, 연결홀로 인하여 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)의 내압 성능에 영향이 있어, 고압의 유체가 공급되는 경우에 헤더파이프가 연결홀로부터 터질 우려가 있다. 특히, 도 2 에서 보이듯이, 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)는 연결튜브(13, 23, 33, 43, 53, 63)나 이웃하는 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)와의 연결을 위하여 D 형 단면을 가질 수 있는데, 이러한 D 형 단면의 경우에 내압 성능이 원형 단면에 비하여 떨어진다는 한계가 있다.
본 발명은 연결홀이 형성되는 헤더파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62)에서 고압의 유체가 흐를 수 있게 하는 응축기를 제공하기 위함이며, 보다 구체적으로 원형 헤더파이프에 사용될 수 있는 연결형 블록, 헤더 연결체 및 응축기를 제공할 수 있고, 원형 또는 D형 단면의 헤더파이프에 삽입형 보강재를 삽입한 보강 헤더파이프 조립체 및 이를 포함하는 보강 응축기를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명은 복수의 연결튜브와 복수의 헤더 파이프를 다수의 열로 연결하여 열교환기의 크기 제약을 해결할 수 있으며, 소형화된 응축기를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참고하여 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기에 대하여 설명하며, 도 11 내지 도 21을 참고하여 보강 헤더파이프 조립체 및 이를 포함하는 보강 응축기에 대하여 설명한다.
연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기
도 3 내지 도 6 에는 본 발명의 일실시예에 따른 연결형 블록, 헤더 연결체, 및 이를 포함하는 응축기가 개시되어 있다. 도 7 내지 도 10 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기가 개시되어 있다.
구체적으로 도 3 에는 본 발명의 일실시예에 따른 연결형 블록(110) 및 헤더 연결체(210)의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 4 에는 도 3 의 정면도, 도 5 에는 도 3 의 헤더 연결체(210)를 다수의 열로 연결시킨 헤더열(311)의 단면도가 도시되어 있다. 도 6 에는 도 3 의 연결형 블록 및 헤더 연결체가 다수의 열로 연결된 헤더열(311, 312)을 일측과 타측에 각각 배치하고 그 사이를 복수의 연결튜브(313)로 연결한 응축기(310)의 개략도가 도시되어 있다.
도 3 내지 도 6 을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 연결형 블록(110), 헤더 연결체(210) 및 이를 포함하는 응축기(310)에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에서, 도 3 에 도시되어 있는 연결형 블록(110)은 제 1 면(111), 상기 제 1 면(111)과 이격되어 위치하는 제 2 면(112), 상기 제 1 면(111)의 단부와 제 2 면(112)의 단부를 연결하는 한 쌍의 곡면부(113), 상기 곡면부(113)를 관통하는 복수의 유동홀(114)을 포함하며, 상기 한 쌍의 곡면부(113)는 연결형 블록(110)의 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가진다.
상기 제 1 면(111)은 상기 제 2 면(112)보다 넓은 너비를 가질 수 있고 동일한 너비를 가질 수 있다. 도 3 내지 도 6 은 본 발명의 일실시예로서 상기 제 1 면(111)이 상기 제 2 면(112)과 같은 너비를 가지는 연결형 블록에 대하여 설명한다.
도 3 에 도시되어 있듯이, 연결형 블록(110)에서 상기 복수의 유동홀(114)은 연결형 블록(110)의 길이 방향을 따라서 등간격으로 형성된다. 또한, 상기 복수의 유동홀(114)이 상기 곡면부(113)를 관통하는 방향은 두 곡면부(113)를 관통할 수 있다면 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 3 에서 보이듯이, 헤더 연결체(210)는 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프(211), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프(211) 측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프(212) 및 상기 제 1 헤더파이프(211)와 상기 제 2 헤더파이프(212) 사이에 배치되는 연결형 블록(110)을 포함한다.
상기 연결형 블록(110)에 구비되는 상기 한 쌍의 곡면부(113)는 상기 연결형 블록(110)의 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가지며 상기 제 1 헤더파이프(211) 및 상기 제 2 헤더파이프(212)의 단면과 곡률이 동일할 수 있다. 나아가, 상기 곡면부(113)의 일면은 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면과 맞닿을 수 있고 상기 곡면부(113)의 다른 일면은 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면과 맞닿을 수 있다.
헤더 연결체(210)는 상기 연결형 블록(110)의 곡면부(113)의 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면을 브레이징 용접을 통해 접합할 수 있다. 또한, 상기 연결형 블록(110)의 곡면부(113)의 다른 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면을 브레이징 용접을 통해 접합할 수 있다. 다만, 상기 곡면부(113)의 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면의 연결은 브레이징 용접으로 제한되는 것은 아니며 다른 접합 방법으로 연결될 수 있으며, 리벳과 같은 결합수단을 통한 방식으로 연결될 수도 있으며, 이는 상기 곡면부(113)의 다른 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면도 동일하다.
도 3 에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 연결형 블록(110)을 제 1 및 제 2 헤더파이프(211, 212) 사이에 배치함으로써 상기 제 1 및 제 2 헤더파이프(211, 212) 간의 연결을 용이하게 할 수 있고 조립성이 우수하다. 상기 연결형 블록(110)의 크기 및 형상은 헤더파이프 간 직접 연결 및 조립성을 위해 사용자가 임의로 선택할 수 있다.
도 4 에 도시되어 있듯이, 헤더 연결체(210)는 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀(211h)을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프(211), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프(211) 측에 복수의 연결홀(212h)를 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프(212), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 상기 제 2 헤더파이프(212) 사이에 배치되는 연결형 블록(110)을 포함하며, 상기 연결홀(211h, 212h)과 상기 유동홀(114)이 맞닿아 연결되어 있다.
상기 헤더 연결체(210)의 단면에는 제 1 헤더파이프(211)의 연결홀(211h)과 제 2 헤더파이프(212)의 연결홀(212h)이 본 발명의 일 실시예에 따른 연결형 블록(110)의 유동홀(114)과 맞닿아 있다. 따라서, 제 1 헤더파이프(211) 내의 유체의 흐름은 제 1 헤더파이프(211)의 연결홀(211h)과 연결형 블록(110)의 유동홀(114) 및 제 2 헤더파이프(212)의 연결홀(212h)을 차례로 지나 제 2 헤더파이프(212)와 서로 연통할 수 있다.
한편, 상기 유동홀(114)의 위치는 상기 유동홀(114)의 중심선이 상기 제 1 헤더파이프(211) 단면의 중점(211c)과 상기 제 2 헤더파이프(212)의 단면의 중점(212c)을 연결한 연결선과 나란할 수 있다.
따라서, 상기 헤더 연결체(210)에서는 내부 유로를 구비하는 각 헤더파이프(211, 212)의 길이방향을 따라 유체의 이동이 가능하고, 복수의 유동홀(114)과 맞닿아 있는 복수의 연결홀(211h, 212h)을 통해 헤더파이프(211, 212) 간 연결방향을 따라 유체의 이동이 가능하다.
도 5 및 도 6 을 참고하여, 연결형 블록 및 헤더파이프를 다수의 열로 구성한 본 발명의 일실시예에 따른 헤더열(311)의 구조와 상기 헤더열(311) 내에서 유체의 흐름 및 이를 포함하는 응축기(310)의 구조와 상기 응축기(310) 내에서 유체의 흐름에 대해서 설명한다.
도 5 에 도시되어 있는 제 1 헤더열(311)의 경우, 도 3 및 도 4 에 도시되어 있는 헤더 연결체(210)에서 상기 제 2 헤더파이프(212)는 상기 제 1 헤더파이프(211) 반대측에 복수의 연결홀(212h)을 더 포함하며, 상기 헤더 연결체(210)는 상기 제 2 헤더파이프(212)에서 상기 제 1 헤더파이프(211) 반대측에 배치되는 제 3 헤더파이프(213)를 포함한다. 상기 제 3 헤더파이프(213)는 상기 제 2 헤더파이프(212) 측으로 복수의 연결홀(213h)을 포함하며, 상기 제 2 헤더파이프(212)와 상기 제 3 헤더파이프(213) 사이에 상기 연결형 블록(110)이 배치될 수 있다.
이와 같은 방법으로 상기 제 3 헤더파이프(213)는 상기 제 2 헤더파이프(212) 반대측에 복수의 연결홀(213h)을 더 포함하며, 상기 헤더 연결체(210)는 상기 제 3 헤더파이프(213)에서 상기 제 2 헤더파이프(212) 반대측에 배치되는 제 4 헤더파이프(214)를 포함한다. 상기 제 4 헤더파이프(214)는 상기 제 3 헤더파이프(213) 측으로 복수의 연결홀(214h)을 포함하며, 상기 제 3 헤더파이프(213)와 상기 제 4 헤더파이프(214) 사이에 상기 연결형 블록(110)이 배치될 수 있다.
상기 복수의 연결홀(211h, 212h, 213h, 214h)은 상기 연결형 블록(110)의 유동홀(114)과 맞닿아 있어 헤더파이프 내부의 유체는 파이프의 길이방향을 따라 이동하거나 각 헤더파이프(211, 212, 213, 214) 간의 연결방향을 따라 이동할 수 있다.
이와 같은 방법으로 사용자는 원하는 만큼의 헤더파이프 및 연결형 블록을 다수의 열로 구성한 헤더열(311, 312, 도 6 참고)을 구성할 수 있고 헤더파이프 및 연결형 블록의 수는 한정되지 않으며 동일 기술사상의 범위 내에서 언제든지 사용자가 원하는 수량을 선택할 수 있다.
도 5 에 도시되어 있듯이, 제 1 헤더열(311)은 내부에 유로가 형성된 헤더파이프(211, 212, 213, 214)로 구성되어 있어 헤더파이프 내부에서 유체의 이동이 이루어진다. 제 4 헤더파이프(214)의 경우에 길이방향을 따라서 양 쪽이 배플(214a, 214b)에 의해서 막혀 있는 관형상을 가진다. 제 2, 3 헤더파이프(212, 213)의 경우에도 이와 마찬가지로 길이방향을 따라서 양 쪽이 배플(212a, 212b, 213a, 213b)에 의해서 막혀 있는 관형상을 가진다. 제 1 헤더열(311)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 경우에는 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체가 유입되는 유체 입구(I)가 연결되어 있을 수 있고 반대 쪽에는 배플(211b)에 의해서 막혀있는 관형상을 가진다.
상기 도 5 는 제 1 헤더열(311)의 일실시예를 도시하고 있으나, 제 2 헤더열(312)은 상기 제 1 헤더열(311)과 대응되는 구성을 가지며, 상기 제 2 헤더열(312)의 최상측에는 유체 출구(O)가 연결될 수 있다(도 6 참고).
도 5 및 도 6 을 참고하여 유체의 흐름을 설명한다.
도 5 에서 볼 수 있듯이, 유체 입구(I)를 통해 유입된 유체는 제 1 헤더파이프(211) 내부에서 이동하고, 상기 제 1 헤더파이프(211)의 일측에 구비되는 복수의 연결홀(211h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(110)의 복수의 유동홀(114)을 지나 제 2 헤더파이프(212) 의 연결홀(212h)을 통해 상기 제 2 헤더파이프(212)로 이동한다.
상기 제 2 헤더파이프(212) 내부에 이동하는 유체는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 반대측에 구비되는 복수의 연결홀(212h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(110)의 복수의 유동홀(114)을 지나 제 3 헤더파이프(213)의 연결홀(213h)을 통해 상기 제 3 헤더파이프(213)로 이동한다.
상기 제 3 헤더파이프(213) 내부에 이동하는 유체는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 반대측에 구비되는 복수의 연결홀(213h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(110)의 복수의 유동홀(114)을 지나 제 4 헤더파이프(214)의 연결홀(214h)을 통해 상기 제 4 헤더파이프(214)로 이동한다.
따라서, 제 1 헤더파이프(211)에 연결되어 있는 유체 입구(I)를 통해 유입된 유체는 각 헤더파이프(211, 212, 213, 214)로 나뉘어 이동한다. 이와 같은 방법으로 헤더파이프 내부의 유체의 이동은 헤더파이프의 길이방향 및 헤더파이프 간 연결방향을 따라서 이동한다.
도 6 에서 볼 수 있듯이, 복수의 연결튜브(313)는 제 1 헤더열(311)에서 제 2 헤더열(312) 사이의 유로를 연결하며 상기 제 2 헤더열(312) 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 상기 헤더파이프의 길이방향 및 헤더파이프 간 연결방향을 따라 이동한 유체는 상기 복수의 연결튜브(313)가 연장되는 방향을 따라서 이동한다.
도 5 내지 도 6 에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 연결형 블록(110)을 복수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216) 사이에 배치함으로써 본 발명의 일실시예에 따른 응축기(310)에 구비되어 있는 헤더파이프 간의 다중구성에 용이하고 복수의 유동홀(114, 도 3 및 도 5 참고)을 구비하고 있어 상기 응축기(310) 내에서 헤더파이프의 연결 방향을 따라 유체의 이동을 가능하게 한다.
또한, 상기 헤더파이프를 다수의 열로 구성하고자 할 때, 헤더파이프 간 연결 방향으로 유체가 이동함에 따른 내부 압력을 고려할 수 있는데, 구조적 안정성에 따라 파괴 내압이 우수한 원형의 헤더파이프를 사용하는 것이 안정적이다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따라 원형의 헤더파이프 및 연결형 블록을 다수의 열로 구성한 응축기(310, 도 6 참고)가 D 자형의 헤더파이프를 다수의 열로 구성한 응축기(도 2 참고)보다 구조적으로 안정하다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 응축기(310)는 헤더파이프의 길이 방향인 제 1 방향, 연결튜브의 연장 방향인 제 2 방향 및 헤더파이프의 연결 방향인 제 3 방향으로 유체가 통과하기 때문에, 입체적 구조를 가지며, 그로 인하여 동일 부피를 차지하더라도 더 많은 열교환이 가능하여 냉각 성능이 향상될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 X 방향, 제 2 방향은 X 방향에 수직한 Y 방향, 및 제 3 방향은 상기 X 방향 및 Y 방향에 수직한 Z 방향이 될 수 있다.
도 6 을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 응축기(310)의 구조를 설명한다.
상기 응축기(310)는 헤더 연결체를 일측에 배치한 제 1 헤더열(311), 상기 제 1 헤더열(311)과 이격되게 상기 헤더 연결체가 배치되는 제 2 헤더열(312), 상기 제 1 헤더열(311)과 상기 제 2 헤더열(312) 사이의 유로를 연결하며 제 2 헤더열(312) 방향으로 연장하는 복수의 연결튜브(313)를 포함한다.
제 1 헤더열(311)은 다수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216)가 각 헤더파이프 사이에 연결형 블록(110)을 포함하고 제 2 헤더열(312)은 상기 제 1 헤더열(311)과 마찬가지로 다수의 헤더파이프(221, 222, 223, 224, 225, 226)가 각 헤더파이프 사이에 연결형 블록(110)을 포함한다. 상기 제 1 헤더열(311) 및 제 2 헤더열(312)은 각각의 인접하는 복수의 연결홀과 복수의 유동홀이 맞닿도록 구성될 수 있다(도 5 참고).
상기 복수의 연결튜브(313)는 각각의 열에 위치하는 다수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216)와 이에 대응하는 다수의 헤더파이프(221, 222, 223, 224, 225, 226)에 연결된다.
나아가, 제 1 헤더열(311)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 경우 상기 제 1 헤더파이프(211)의 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체 입구(I)가 연결될 수 있고 제 2 헤더열(312)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)의 경우 상기 제 6 헤더파이프(226)의 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체 출구(O)가 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제 1 헤더열(311) 또는 제 2 헤더열(312)에 위치하는 적어도 한 개 이상의 상기 연결형 블록(110)은 상기 유동홀(114, 도 3 및 도 6 참고)이 차폐되어 있을 수 있다. 유동홀(114)이 차폐되어 있는 경우, 유체의 이동을 막아 사용자가 원하는 유로를 조정할 수 있다. 상기 유동홀(114)을 차폐하는 방법은 상기 유동홀(114) 내부를 상기 연결형 블록(110)과 같은 재료로 채워 넣거나 다른 물질로 채워 넣을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 상기 유동홀(114)을 차폐하여 헤더파이프 간 연결방향을 따라 이동하는 유체의 흐름을 막을 수 있다면 어떤 방법도 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 응축기(310)는 상기 제 1 헤더열(311)의 최하측으로부터 N 번째에 위치하는 상기 연결형 블록(110N)의 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열(312)의 최하측으로부터 M 번째에 위치하는 상기 연결형 블록(110M)의 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있으며, 상기 N 과 M 은 자연수이고 N < M 이고, 상기 N 과 M 은 상기 제 1 헤더열(311)의 헤더파이프의 개수보다 작은 것을 만족할 수 있다.
도 6 에 도시되어 있는 응축기(310)의 경우, 상기 제 1 헤더열(311)의 최하측으로부터 3 번째에 위치하는 연결형 블록(110N)의 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열(312)의 최하측으로부터 5 번째에 위치하는 연결형 블록(110M)의 유동홀(114, 도 3 참고)은 차폐되어 있다. 상기 3 과 5는 자연수이고 3 < 5 이고, 상기 3 과 5 는 상기 제 1 헤더열(311)의 헤더파이프의 개수인 6 보다 작은 것을 만족한다. 상기 조건을 만족하는 경우라면 목적하는 기술적 효과에 따라 사용자가 임의로 상기 제 1 및 제 2 헤더열(311, 312)이 포함하는 연결형 블록(110) 중 일부를 선택하여 차폐할 수 있다.
도 6 을 참고하여 일실시예에 따른 유체의 흐름을 설명한다.
본 발명의 일실시예에서, 제 1 헤더열(311)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 한 쪽에 구비되는 유체 입구(I)를 통해 유체(냉매)가 유입될 수 있다. 유입된 유체(냉매)는 서로 맞닿아 있는 복수의 연결홀과 복수의 유동홀을 통해 제 1 헤더열(311)에 존재하는 각 헤더파이프로 나뉘어 이동한다.
상기 제 1 헤더열(311)에 위치하는 각 헤더파이프 내부의 유체는 상기 제 1 헤더열(311)의 타측에 배치되는 제 2 헤더열(312)로 복수의 연결튜브(313)를 타고 흐르며 상기 제 2 헤더열(312)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)의 한 쪽에 구비되는 유체 출구(O)를 통해 유체(냉매)가 배출될 수 있다.
도 6 에 도시되어 있는 응축기(310)의 경우, 제 1 헤더파이프(211)와 연결되어 있는 유체 입구(I)로 유입되는 유체는 3 번째 위치하는 연결형 블록(110N)의 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있으므로 상기 제 1 헤더열(311)의 제 1 헤더파이프(211)의 상부에 위치하는 제 2, 3 헤더파이프(212, 213)로 나눠진다.
따라서, 유체는 상기 제 1 헤더열(311)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)로부터 제 2 헤더열(312)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 복수의 연결튜브(313)를 타고 흐른다. 그 동안에 물/공기에 의해서 열교환되어 일부가 기체에서 액체로 변환되며 그에 의해서 동일한 무게의 유체가 차지하는 부피가 감소된다.
제 2 헤더열에 위치하는 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)는 상부에 위치하는 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)와 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 2 헤더열의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 유입된 유체는 다시 상기 상부에 위치하는 제 2 헤더열의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)로 상승한다. 그 후, M 번째 위치하는 연결형 블록(110M)의 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있으므로 더 이상 상승하지 못하고 제 1 헤더열(311)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 복수의 연결튜브(313)를 타고 흐르며, 상기 복수의 연결튜브(313)를 통과하는 동안에 물/공기에 의해서 열교환되어 일부가 기체에 의해서 액체로 변환되며, 그에 의해서 동일한 무게의 유체가 차지하는 부피가 재차 감소된다.
제 1 헤더열(311)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 유입된 유체는 상부에 위치하는 제 6 헤더파이프(216)와 상기 제 4, 5 헤더파이프(214, 215) 사이에 위치하는 연결형 블록(110)의 유동홀(114, 도 3 참고)로 연결되어 다시 상기 상부에 위치하는 제 6 헤더파이프(216)로 상승한다. 상승한 유체는 제 2 헤더열(312)의 제 6 헤더파이프(226)로 복수의 연결튜브(313)를 통과하여 이동하며, 상기 복수의 연결튜브(313)를 통과하여 이동하는 동안에 물/공기와 열교환하여 액체로 응축된다. 제 2 헤더열(312)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)는 유체 출구(O)와 연결되어 있으며, 제 1 헤더열(311)과 복수의 연결튜브(313) 및 제 2 헤더열(312)을 번갈아 통과하면서 응축된 유체는 유체 출구(O)를 통하여 배출된다.
상기 응축기(310)의 경우에 제 1 헤더열(311)의 제 1 헤더파이프(211)로 유체가 유입된 후 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(312)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐른다. 그 후 방향이 전환되어 제 2 헤더열의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)에서 제 1 헤더열의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 흐른다. 다시 방향이 전환되어 제 1 헤더열(311)의 제 6 헤더파이프(216)에서 제 2 헤더열(312)의 제 6 헤더파이프(226)로 흐른 후 유체 출구(O)로 배출된다. 따라서, 방향이 전환될 때 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 변화된다.
유체가 유입된 후 제 1 헤더열(311)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(312)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 3 개인데, 방향이 전환된 후 제 2 헤더열(312)의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)에서 제 1 헤더열(311)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 2 개로 감소하며, 다시 방향이 전환되어 제 1 헤더열(311)의 제 6 헤더파이프(216)에서 제 2 헤더열(312)의 제 6 헤더파이프(226)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 1 개로 감소한다. 따라서, 전체적으로 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 3 → 2 → 1 로 감소한다.
즉, 초기에 기체 상태가 대부분인 유체 입구(I) 쪽에서는 제 1 헤더열(311)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(312)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐르는 유체는 동시에 3 개의 헤더파이프 및 연결튜브를 통과하면서 냉각이 이루어진다. 뒤로 가면서 열교환이 이루어져 액체 상태가 많아질수록 작은 수의 헤더열을 통과하게 하며, 마지막에는 하나의 헤더파이프 및 연결튜브만을 통과하게 된다.
사용자는 유동홀(114, 도 3 참고)이 차폐되어 있는 연결형 블록(110N, 110M)을 임의로 선택할 수 있고 유체의 이동방향을 사용자가 원하는 임의의 헤더파이프에서 전환할 수 있다. 또한, 상기 응축기(310, 도 6)와 같이 유체가 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수를 유체의 이동방향을 전환함에 따라 감소시키는 경우라면, 유체의 부피감소에 맞춰서 통과하는 응축기(310)의 유로 단면적을 감소시킬 수 있고 이로 인하여 부피 감소로 인하여 발생하는 압력 손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제 1 헤더열(311) 및 제 2 헤더열(312)은 동일 사이즈로 연결되어 형성된다. 따라서 유체가 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 크다는 것은 유체가 통과하는 면적이 크다는 것이며 이는 차지하는 부피가 크다는 것이고, 헤더열의 수가 작다는 것은 유체가 통과하는 면적이 작다는 것으로 차지하는 부피가 작다는 것이다.
압력 손실이 감소된다는 것은 유체(냉매)가 통과하는 시간 동안 열교환이 많이 이루어질 수 있다는 것으로, 동일한 사이즈의 응축기라고 하더라도 많은 양의 열교환이 가능하게 되므로, 동일한 용량이라면 작은 사이즈로 응축기의 사용이 가능하며, 동일한 사이즈라면 큰 용량의 냉각이 가능하다.
도 7 내지 도 10 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록, 헤더 연결체 및 이를 포함하는 응축기가 개시되어 있다.
구체적으로 도 7 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록(120) 및 헤더 연결체(220)의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 8 에는 도 7 의 정면도, 도 9 에는 도 7 의 헤더 연결체(220)를 다수의 열로 연결시킨 헤더열(321)의 단면도가 도시되어 있다. 도 10 에는 도 7 의 연결형 블록 및 헤더 연결체가 다수의 열로 연결된 헤더열(321, 322)을 일측과 타측에 각각 배치하고 그 사이를 복수의 연결튜브(323)로 연결한 응축기(320)의 개략도가 도시되어 있다.
본 발명의 다른 실시에에서, 도 7 에 도시되어 있는 연결형 블록(120)은 제 1 면(121), 상기 제 1 면(121)과 이격되어 위치하는 제 2 면(122), 상기 제 1 면의 단부와 제 2 면의 단부를 연결하는 한 쌍의 곡면부(123), 상기 곡면부(123)를 관통하는 복수의 유동홀(124)을 포함하며, 상기 한 쌍의 곡면부(123)는 연결형 블록(120)의 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가진다.
본 발명의 다른 실시예로서 상기 제 1 면(121)은 상기 제 2 면(122) 보다 넓은 너비를 가지는 연결형 블록(120)에 해당한다.
도 7 내지 도 10 을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록(120), 헤더 연결체(220) 및 이를 포함하는 응축기(320)에 대하여 설명한다.
도 7 에 도시되어 있듯이, 연결형 블록(120)에서 상기 복수의 유동홀(124)은 연결형 블록(120)의 길이 방향을 따라서 등간격으로 형성된다. 또한, 상기 복수의 유동홀(124)이 상기 곡면부(123)를 관통하는 방향은 두 곡면부(123)를 관통할 수 있다면 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 7 에서 보이듯이, 헤더 연결체(220)는 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프(211), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프(211) 측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프(212) 및 상기 제 1 헤더파이프(211)와 상기 제 2 헤더파이프(212) 사이에 배치되는 연결형 블록(120)을 포함한다.
상기 연결형 블록(120)에 구비되는 상기 한 쌍의 곡면부(123)는 상기 연결형 블록(120)의 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가지며 상기 제 1 헤더파이프(211) 및 상기 제 2 헤더파이프(212)의 단면과 곡률이 동일할 수 있다. 나아가, 상기 곡면부(123)의 일면은 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면과 맞닿을 수 있고 상기 곡면부(123)의 다른 일면은 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면과 맞닿을 수 있다.
헤더 연결체(220)는 상기 연결형 블록(120)의 곡면부(123)의 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면을 브레이징 용접을 통해 접합할 수 있다. 또한, 상기 연결형 블록(120)의 곡면부(123)의 다른 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면을 브레이징 용접을 통해 접합할 수 있다. 상기 곡면부(123)의 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 외면의 연결은 브레이징 용접으로 제한되는 것은 아니며 다른 접합 방법으로 연결될 수 있으며, 리벳과 같은 결합수단을 통한 방식으로 연결될 수도 있으며, 이는 상기 곡면부(123)의 다른 일면과 이와 맞닿아 있는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 외면도 동일하다.
도 7 에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록(120)을 제 1 및 제 2 헤더파이프(211, 212) 사이에 배치함으로써 상기 제 1 및 제 2 헤더파이프(211, 212) 간의 연결을 용이하게 할 수 있고 조립성이 우수하다. 상기 연결형 블록(120)의 크기 및 형상은 헤더파이프 간 직접 연결 및 조립성을 위해 사용자가 임의로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 면(121)은 상기 제 2 면(122)보다 넓은 헤더 연결체(220)가 제 1 면(111, 도 3 참고)이 제 2 면(112, 도 3 참고)과 동일한 너비인 헤더 연결체(210, 도 3 참고) 보다 헤더파이프 간 연결에 더 용이할 수 있다. 상기 제 1 면(121)은 이를 포함하는 응축기(320, 도 10 참고)의 일축에 배치된 헤더파이프의 연결방향과 평행할 수 있고 상기 각 연결형 블록(120)의 제 1 면(121)끼리 접할 수 있다. 따라서 상기 각 연결형 블록(120)의 제 1 면(121)끼리 연결될 수 있으므로 복수개의 연결형 블록(120)을 일체로서 구성할 수 있다.
도 8 에 도시되어 있듯이, 헤더 연결체(220)는 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀(211h)을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프(211), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프(211) 측에 복수의 연결홀(212h)를 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프(212), 상기 제 1 헤더파이프(211)와 상기 제 2 헤더파이프(212) 사이에 배치되는 연결형 블록(120)을 포함하며, 상기 연결홀(211h, 212h)과 상기 유동홀(124)이 맞닿아 연결되어 있다.
상기 헤더 연결체(220)의 단면에는 제 1 헤더파이프(211)의 연결홀(211h)과 제 2 헤더파이프(212)의 연결홀(212h)이 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록(120)의 유동홀(124)과 맞닿아 있다. 따라서, 제 1 헤더파이프(211) 내의 유체의 흐름은 제 1 헤더파이프(211)의 연결홀(211h)과 연결형 블록의 유동홀(124) 및 제 2 헤더파이프(212)의 연결홀(212h)을 차례로 지나 제 2 헤더파이프(212)와 서로 연통할 수 있다.
한편, 도 8 에 도시되어 있듯이 상기 유동홀(124)의 위치는 상기 유동홀(124)의 중심선이 상기 제 1 헤더파이프(211) 단면의 중점(211c)과 상기 제 2 헤더파이프(212)의 단면의 중점(212c)을 연결한 연결선으로부터 이격되며 상기 중심선이 상기 연결선보다 상기 제 1 면(121)에 가깝게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 헤더 연결체(220)에서는 내부 유로를 구비하는 각 헤더파이프(211, 212)의 길이방향을 따라 유체의 이동이 가능하고, 복수의 유동홀(124)과 맞닿아 있는 복수의 연결홀(211h, 212h)을 통해 헤더파이프(211, 212) 간 연결방향을 따라 유체의 이동이 가능하다.
도 9 및 도 10 을 참고하여, 연결형 블록 및 헤더파이프를 다수의 열로 구성한 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤더열(321)의 구조와 상기 헤더열(321) 내에서 유체의 흐름 및 이를 포함하는 응축기(320)의 구조와 상기 응축기(320) 내에서 유체의 흐름에 대해서 설명한다.
도 9 에 도시되어 있는 제 1 헤더열(321)의 경우, 도 7 및 도 8 에 도시되어 있는 헤더 연결체(220)에서 상기 제 2 헤더파이프(212)는 상기 제 1 헤더파이프(211) 반대측에 복수의 연결홀(212h)을 더 포함하며, 상기 헤더 연결체(220)는 상기 제 2 헤더파이프(212)에서 상기 제 1 헤더파이프(211) 반대측에 배치되는 제 3 헤더파이프(213)를 포함한다. 상기 제 3 헤더파이프(213)는 상기 제 2 헤더파이프(212) 측으로 복수의 연결홀(213h)을 포함하며, 상기 제 2 헤더파이프(212)와 상기 제 3 헤더파이프(213) 사이에 상기 연결형 블록(120)이 배치될 수 있다.
이와 같은 방법으로 상기 제 3 헤더파이프(213)는 상기 제 2 헤더파이프(212) 반대측에 복수의 연결홀(213h)을 더 포함하며, 상기 헤더 연결체(220)는 상기 제 3 헤더파이프(213)에서 상기 제 2 헤더파이프(212) 반대측에 배치되는 제 4 헤더파이프(214)를 포함한다. 상기 제 4 헤더파이프(214)는 상기 제 3 헤더파이프(213) 측으로 복수의 연결홀(214h)을 포함하며, 상기 제 3 헤더파이프(213)와 상기 제 4 헤더파이프(214) 사이에 상기 연결형 블록(120)이 배치될 수 있다.
상기 복수의 연결홀(211h, 212h, 213h, 214h)은 상기 연결형 블록(120)의 유동홀(124)과 맞닿아 있어 헤더파이프 내부의 유체는 파이프의 길이방향을 따라 이동하거나 각 헤더파이프 간의 연결방향을 따라 이동할 수 있다.
이와 같은 방법으로 사용자는 원하는 만큼의 헤더파이프 및 연결형 블록을 다수의 열로 구성한 헤더열(321, 322, 도 10 참고)을 구성할 수 있고 헤더파이프 및 연결형 블록의 수는 한정되지 않으며 동일 기술사상의 범위 내에서 언제든지 사용자가 원하는 수량을 선택할 수 있다.
도 9 에 도시되어 있듯이, 제 1 헤더열(321)은 내부에 유로가 형성된 헤더파이프(211, 212, 213, 214)로 구성되어 있어 헤더파이프 내부에서 유체의 이동이 이루어진다. 제 4 헤더파이프(214)의 경우에 길이방향을 따라서 양 쪽이 배플(214a, 214b)에 의해서 막혀 있는 관형상을 가진다. 제 2, 3 헤더파이프(212, 213)의 경우에도 이와 마찬가지로 길이방향을 따라서 양 쪽이 배플(212a, 212b, 213a, 213b)에 의해서 막혀 있는 관형상을 가진다. 제 1 헤더열(321)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 경우에는 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체가 유입되는 유체 입구(I)가 연결되어 있을 수 있고 반대 쪽에는 배플(211b)에 의해서 막혀있는 관형상을 가진다.
상기 도 9 는 제 1 헤더열(321)의 일실시예를 도시하고 있으나, 제 2 헤더열(322)은 상기 제 1 헤더열(321)과 대응되는 구성을 가지며, 상기 제 2 헤더열(322)의 최상측에는 유체 출구(O)가 연결될 수 있다(도 10 참고).
도 9 및 도 10 을 참고하여 유체의 흐름을 설명한다.
유체 입구(I)를 통해 유입된 유체는 제 1 헤더파이프(211) 내부에서 이동하고 상기 제 1 헤더파이프(211)의 일측에 구비되는 복수의 연결홀(211h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(120)의 복수의 유동홀(124)을 지나 제 2 헤더파이프(212)의 연결홀(212h)을 통해 상기 제 2 헤더파이프(212)로 이동한다.
상기 제 2 헤더파이프(212) 내부에 이동하는 유체는 상기 제 1 헤더파이프(211)의 반대측에 구비되는 복수의 연결홀(212h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(120)의 복수의 유동홀(124)을 지나 제 3 헤더파이프(213)의 연결홀(213h)을 통해 상기 제 3 헤더파이프(213)로 이동한다.
상기 제 3 헤더파이프(213) 내부에 이동하는 유체는 상기 제 2 헤더파이프(212)의 반대측에 구비되는 복수의 연결홀(213h)과 이와 맞닿아 있는 연결형 블록(120)의 복수의 유동홀(124)을 지나 제 4 헤더파이프(214)의 연결홀(214h)을 통해 상기 제 4 헤더파이프(214)로 이동한다.
따라서, 제 1 헤더파이프(211)에 연결되어 있는 유체 입구(I)를 통해 유입된 유체는 각 헤더파이프(211, 212, 213, 214)로 나뉘어 이동한다. 이와 같은 방법으로 헤더파이프 내부의 유체의 이동은 헤더파이프의 길이방향 및 헤더파이프 간 연결방향을 따라서 이동한다.
도 10 에서 볼 수 있듯이, 복수의 연결튜브(323)는 제 1 헤더열(321)에서 제 2 헤더열(322) 사이의 유로를 연결하며 상기 제 2 헤더열(322) 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 상기 헤더파이프의 길이방향 및 헤더파이프 간 연결방향을 따라 이동한 유체는 상기 복수의 연결튜브(323)가 연장되는 방향을 따라서 이동한다.
도 9 내지 도 10 에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결형 블록(120)을 복수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216) 사이에 배치함으로써 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기(320)에 구비되어 있는 헤더파이프 간의 다중구성에 용이하고 복수의 유동홀(124, 도 7 및 도 9 참고)을 구비하고 있어 상기 응축기(320) 내에서 헤더파이프의 연결 방향을 따라 유체의 이동을 가능하게 한다.
또한, 상기 헤더파이프를 다수의 열로 구성하고자 할 때, 헤더파이프 간 연결 방향으로 유체가 이동함에 따른 내부 압력을 고려할 수 있는데, 구조적 안정성에 따라 파괴 내압이 우수한 원형의 헤더파이프를 사용하는 것이 안정적이다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따라 원형의 헤더파이프 및 연결형 블록을 다수의 열로 구성한 응축기(320, 도 10 참고)가 D 자형의 헤더파이프를 다수의 열로 구성한 응축기(도 2 참고)보다 구조적으로 안정하다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기(320)는 헤더파이프의 길이 방향인 제 1 방향, 연결튜브의 연장 방향인 제 2 방향 및 헤더파이프의 연결 방향인 제 3 방향으로 유체가 통과하기 때문에, 입체적 구조를 가지며, 그로 인하여 동일 부피를 차지하더라도 더 많은 열교환이 가능하여 냉각 성능이 향상될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 X 방향, 제 2 방향은 X 방향에 수직한 Y 방향, 및 제 3 방향은 상기 X 방향 및 Y 방향에 수직한 Z 방향이 될 수 있다.
도 10 을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기(320)의 구조를 설명한다.
상기 응축기(320)는 헤더 연결체를 일측에 배치한 제 1 헤더열(321), 상기 제 1 헤더열(321)과 이격되게 상기 헤더 연결체가 배치되는 제 2 헤더열(322), 상기 제 1 헤더열(321)과 상기 제 2 헤더열(322) 사이의 유로를 연결하며 제 2 헤더열(322) 방향으로 연장하는 복수의 연결튜브(323)를 포함한다.
제 1 헤더열(321)은 다수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216)가 각 헤더파이프 사이에 연결형 블록(120)을 포함하고 제 2 헤더열(322)은 상기 제 1 헤더열(321)과 마찬가지로 다수의 헤더파이프(221, 222, 223, 224, 225, 226)가 각 헤더파이프 사이에 연결형 블록(120)을 포함한다. 상기 제 1 헤더열(321) 및 제 2 헤더열(322)은 각각의 인접하는 복수의 연결홀과 복수의 유동홀이 맞닿도록 구성될 수 있다(도 9 참고).
상기 복수의 연결튜브(323)는 각각의 열에 위치하는 다수의 헤더파이프(211, 212, 213, 214, 215, 216)와 이에 대응하는 다수의 헤더파이프(221, 222, 223, 224, 225, 226)에 연결된다.
나아가, 제 1 헤더열(321)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 경우 상기 제 1 헤더파이프(211)의 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체 입구(I)가 연결될 수 있고 제 2 헤더열(322)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)의 경우 상기 제 6 헤더파이프(226)의 길이방향을 따라서 한 쪽에는 유체 출구(O)가 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 제 1 헤더열(321) 또는 제 2 헤더열(322)에 위치하는 적어도 한 개 이상의 상기 연결형 블록(120)은 상기 유동홀(124, 도 7 및 도 10 참고)이 차폐되어 있을 수 있다. 유동홀(124)이 차폐되어 있는 경우, 유체의 이동을 막아 사용자가 원하는 유로를 조정할 수 있다. 상기 유동홀(124)을 차폐하는 방법은 상기 유동홀(124) 내부를 상기 연결형 블록(120)과 같은 재료로 채워 넣거나 다른 물질로 채워 넣을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 상기 유동홀(124)을 차폐하여 헤더파이프 간 연결방향을 따라 이동하는 유체의 흐름을 막을 수 있다면 어떤 방법도 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기(320)는 상기 제 1 헤더열(321)의 최하측으로부터 N 번째에 위치하는 상기 연결형 블록(120N)의 유동홀(124, 도 7 참고)이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열(322)의 최하측으로부터 M 번째에 위치하는 상기 연결형 블록(120M)의 유동홀(124, 도 7 참고)이 차폐되어 있으며, 상기 N 과 M 은 자연수이고 N < M 이고, 상기 N 과 M 은 상기 제 1 헤더열(321)의 헤더파이프의 개수보다 작은 것을 만족할 수 있다.
도 10 에 도시되어 있는 응축기(320)의 경우, 상기 제 1 헤더열(321)의 최하측으로부터 3 번째에 위치하는 연결형 블록(120N)의 유동홀(124, 도 7 참고)이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열(322)의 최하측으로부터 5 번째에 위치하는 연결형 블록(120M)의 유동홀(124, 도 7 참고)은 차폐되어 있다. 상기 3 과 5는 자연수이고 3 < 5 이고, 상기 3 과 5 는 상기 제 1 헤더열(321)의 헤더파이프의 개수인 6 보다 작은 것을 만족한다. 상기 조건을 만족하는 경우라면 목적하는 기술적 효과에 따라 사용자가 임의로 상기 제 1 및 제 2 헤더열(321, 322)이 포함하는 연결형 블록(120) 중 일부를 선택하여 차폐할 수 있다.
도 10 을 참고하여 다른 실시예에 따른 유체의 흐름을 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제 1 헤더열(321)의 최하측에 위치하는 제 1 헤더파이프(211)의 한 쪽에 구비되는 유체 입구(I)를 통해 유체(냉매)가 유입될 수 있다. 유입된 유체(냉매)는 서로 맞닿아 있는 복수의 연결홀과 복수의 유동홀을 통해 제 1 헤더열(321)에 존재하는 각 헤더파이프로 나뉘어 이동한다(도 10 참고).
상기 제 1 헤더열(321)에 위치하는 각 헤더파이프 내부의 유체는 상기 제 1 헤더열(321)의 타측에 배치되는 제 2 헤더열(322)로 복수의 연결튜브(323)를 타고 흐르며 상기 제 2 헤더열(322)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)의 한 쪽에 구비되는 유체 출구(O)를 통해 유체(냉매)가 배출될 수 있다.
도 10 에 도시되어 있는 응축기(320)의 경우, 제 1 헤더파이프(211)와 연결되어 있는 유체 입구(I)로 유입되는 유체는 3 번째 위치하는 연결형 블록(120N)의 유동홀(124, 도 3 참고)이 차폐되어 있으므로 상기 제 1 헤더열(321)의 제 1 헤더파이프(211)의 상부에 위치하는 제 2, 3 헤더파이프(212, 213)로 나눠진다.
따라서, 유체는 상기 제 1 헤더열(321)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)로부터 제 2 헤더열(322)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 복수의 연결튜브(323)를 타고 흐른다. 그 동안에 물/공기에 의해서 열교환되어 일부가 기체에서 액체로 변환되며 그에 의해서 동일한 무게의 유체가 차지하는 부피가 감소된다.
제 2 헤더열(322)에 위치하는 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)는 상부에 위치하는 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)와 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 2 헤더열(322)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 유입된 유체는 다시 상기 상부에 위치하는 제 2 헤더열(322)의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)로 상승한다. 그 후, M 번째 위치하는 연결형 블록(120M)의 유동홀(124, 도 3 참고)이 차폐되어 있으므로 더 이상 상승하지 못하고 제 1 헤더열(321)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 복수의 연결튜브(323)를 타고 흐르며, 상기 복수의 연결튜브(323)를 통과하는 동안에 물/공기에 의해서 열교환되어 일부가 기체에 의해서 액체로 변환되며, 그에 의해서 동일한 무게의 유체가 차지하는 부피가 재차 감소된다.
제 1 헤더열(321)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 유입된 유체는 상부에 위치하는 제 6 헤더파이프(216)와 상기 제 4, 5 헤더파이프(214, 215) 사이에 위치하는 연결형 블록(120)의 유동홀(124, 도 3 참고)로 연결되어 다시 상기 상부에 위치하는 제 6 헤더파이프(216)로 상승한다. 상승한 유체는 제 2 헤더열(322)의 제 6 헤더파이프(226)로 복수의 연결튜브(323)를 통과하여 이동하며, 상기 복수의 연결튜브(323)를 통과하여 이동하는 동안에 물/공기와 열교환하여 액체로 응축된다. 제 2 헤더열(322)의 최상측에 위치하는 제 6 헤더파이프(226)는 유체 출구(O)와 연결되어 있으며, 제 1 헤더열(321)과 복수의 연결튜브(323) 및 제 2 헤더열(322)을 번갈아 통과하면서 응축된 유체는 유체 출구(O)를 통하여 배출된다.
상기 응축기(320)의 경우에 제 1 헤더열(321)의 제 1 헤더파이프(211)로 유체가 유입된 후 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(322)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐른다. 그 후 방향이 전환되어 제 2 헤더열의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)에서 제 1 헤더열(321)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 흐른다. 다시 방향이 전환되어 제 1 헤더열(321)의 제 6 헤더파이프(216)에서 제 2 헤더열(322)의 제 6 헤더파이프(226)로 흐른 후 유체 출구(O)로 배출된다. 따라서, 방향이 전환될 때 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 변화된다.
유체가 유입된 후 제 1 헤더열(321)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(322)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 3 개인데, 방향이 전환된 후 제 2 헤더열(322)의 제 4, 5 헤더파이프(224, 225)에서 제 1 헤더열(321)의 제 4, 5 헤더파이프(214, 215)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 2 개로 감소하며, 다시 방향이 전환되어 제 1 헤더열(321)의 제 6 헤더파이프(216)에서 제 2 헤더열(322)의 제 6 헤더파이프(226)로 흐르는 헤더파이프 및 연결튜브는 1 개로 감소한다. 따라서, 전체적으로 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 3 → 2 → 1 로 감소한다.
즉, 초기에 기체 상태가 대부분인 유체 입구(I) 쪽에서는 제 1 헤더열(321)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(211, 212, 213)에서 제 2 헤더열(322)의 제 1, 2, 3 헤더파이프(221, 222, 223)로 흐르는 유체는 동시에 3 개의 헤더파이프 및 연결튜브를 통과하면서 냉각이 이루어진다. 뒤로 가면서 열교환이 이루어져 액체 상태가 많아질수록 작은 수의 헤더열을 통과하게 하며, 마지막에는 하나의 헤더파이프 및 연결튜브만을 통과하게 된다.
사용자는 유동홀(124, 도 3 참고)이 차폐되어 있는 연결형 블록(120N, 120M)을 임의로 선택할 수 있고 유체의 이동방향을 사용자가 원하는 임의의 헤더파이프에서 전환할 수 있다. 또한, 상기 응축기(320, 도 10)와 같이 유체가 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수를 유체의 이동방향을 전환함에 따라 감소시키는 경우라면, 유체의 부피감소에 맞춰서 통과하는 응축기(320)의 유로 단면적을 감소시킬 수 있고 이로 인하여 부피 감소로 인하여 발생하는 압력 손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제 1 헤더열(321) 및 제 2 헤더열(322)은 동일 사이즈로 연결되어 형성된다. 따라서 유체가 통과하는 헤더파이프 및 연결튜브의 수가 크다는 것은 유체가 통과하는 면적이 크다는 것이며 이는 차지하는 부피가 크다는 것이고, 헤더열의 수가 작다는 것은 유체가 통과하는 면적이 작다는 것으로 차지하는 부피가 작다는 것이다.
압력 손실이 감소된다는 것은 유체(냉매)가 통과하는 시간 동안 열교환이 많이 이루어질 수 있다는 것으로, 동일한 사이즈의 응축기라고 하더라도 많은 양의 열교환이 가능하게 되므로, 동일한 용량이라면 작은 사이즈로 응축기의 사용이 가능하며, 동일한 사이즈라면 큰 용량의 냉각이 가능하다.
보강 헤더파이프 조립체 및 이를 포함하는 보강 응축기
본 발명은 고압의 유체가 흐르는 헤더 파이프(12, 22, 32, 42, 52, 62, 도 2 참고)에서 파괴 내압의 증대를 위해 보강재를 삽입한 보강 헤더파이프 조립체 및 이를 포함하는 보강 응축기를 제공할 수 있다. 이하에서는 도 11 내지 도 21을 참조하여 설명하여, 상기 헤더 파이프는 D 형 단면의 헤더 파이프로 도시되어 있으나, 원형 헤더파이프일 수 있으며, 상기 보강재가 삽입될 수 있다면 이에 제한되지 않는다.
도 11 내지 도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000) 및 실험예가 도시되어 있다.
구체적으로 도 11 에는 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 개략 사시도가 도시되어 있고, 도 12 에는 보강 헤더파이프 조립체의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 개략 단면도가 도시되어 있으며, 도 13 은 보강 헤더파이프 조립체의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 개략 단면도가 도시되어 있다. 도 14 에는 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 실험예가 도시되어 있다.
도 11 내지 도 13을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 구조에 대하여 설명한다.
도 11에 도시되어 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)는 내부에 유로가 형성되는 헤더파이프(1010), 상기 헤더파이프(1010) 내에 위치하며 내부에 유로홀(1240)이 형성된 복수의 보강재(1200) 및 상기 헤더파이프(1010)의 일면 또는 양면에 제 1 방향을 따라 형성된 복수의 연결홀(1100)을 포함한다.
상기 헤더파이프(1010)는 제 1 방향을 따라 양 끝부분은 배플(1010a, 1010b)에 의해서 막혀 있는 관형상을 가질 수 있다.
도 11에서 볼 수 있듯이, 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)가 포함하는 보강재(1200)는 내부에 유체의 이동을 가능하게 하는 유로홀(1240)이 형성되어 있다. 따라서, 기존의 배플(1010a, 1010b)이 헤더파이프 내부에서의 유체의 흐름을 차단하거나 유로를 조정하기 위해 삽입되는 부재로 사용되는 것과 달리 상기 보강재(1200)는 상기 유로홀(1240)을 통해 유체가 상기 제 1 방향을 따라 이동할 수 있고 상기 유로홀(1240)의 크기를 조정함에 따라 상기 유체의 흐름을 조정할 수 있다.
상기 복수의 보강재(1200)는 내측으로 돌출되어 있는 제 1 부분(1210), 상기 제 1 부분의 외측으로 형성되고 상기 홈과 맞닿아 있는 제 2 부분(1220)을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 보강재(1200)는 상기 헤더파이프(1010)의 외측으로 돌출되고 상기 제 2 부분(1220)의 반대측에 위치하는 제 3 부분(1230)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 보강재(1200)는 제 1 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 헤더파이프(1010)의 일면에는 상기 제 1 방향을 따라 복수의 연결홀(1100)은 등간격으로 형성될 수 있다. 상기 일면과 대응되는 상기 헤더파이프(1010)의 다른 일면에 상기 복수의 연결홀(1100)을 형성할 수 있다. 나아가, 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)는 상기 일면과 상기 다른 일면인 양면에 상기 복수의 연결홀(1100)을 형성할 수 있다.
도 12에는 연결튜브(M)가 연결된 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 따른 개략 단면도 및 보강재(1200)의 평면도가 도시되어 있다.
도 12에서 볼 수 있듯이, 제 1 부분(1210)의 형상은 헤더파이프(1010)의 단면의 형상과 유사할 수 있다. 또한, 상기 제 1 부분(1210)의 내면은 상기 보강재(1200)의 유로홀(1240)을 감싸고 있다. 따라서, 상기 유로홀(1240)의 형상은 상기 제 1 부분(1210)의 내면의 형상에 의해 결정되며 상기 유로홀(1240)의 크기는 상기 제 1 부분(1210)이 상기 헤더파이프(1010)의 내측방향으로 돌출되어 있는 정도에 따라 달라진다.
상기 제 2 부분(1220)은 상기 제 1 부분의 외측으로 형성되고 홈(1400)과 맞닿아 있다. 상기 제 2 부분(1220)은 상기 제 1 부분(1210)의 외측으로 형성되고 상기 홈(1400)과 맞닿아 있다면 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 헤더파이프(1010)의 외측으로 일부 돌출되어 있을 수 있다.
상기 보강재(1200)는 상기 헤더파이프(1010)의 외측으로 돌출되고 상기 제 2 부분(1220)의 반대측에 위치하는 제 3 부분(1230)을 더 포함할 수 있다.
도 13 에는 연결튜브(M)가 연결된 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 개략 단면도가 도시되어 있다.
상기 헤더파이프(1010)는 내부에 유로가 형성되므로 상기 헤더파이프(1010)의 상기 제 1 방향으로 유체가 이동할 수 있다. 또한, 상기 헤더파이프(1010) 내부로 유입되는 유체는 상기 헤더파이프(1010)의 길이방향인 제 1 방향을 따라 이동하고 상기 연결튜브(M)의 연결방향인 제 2 방향을 따라 이동한다.
도 12 및 도 13 에 도시되어 있듯이, 상기 보강재(1200)는 홈(1400)에 삽입 및 접합되어 상기 헤더파이프(1010)와 일체로서 형성될 수 있다. 상기 접합은 상기 보강재(1200)의 제 2 부분(1220)와 상기 헤더파이프(1010)가 맞닿는 면을 브레이징 용접을 통해 접합할 수 있다.
상기 보강재(1200) 및 헤더파이프(1010)는 상기 맞닿는 면 사이에 상기 보강재(1200) 및 헤더파이프(1010)보다 낮은 용융 온도를 갖는 합금(미도시)을 사이에 놓고 가열하여 상기 보강재(1200) 및 헤더파이프(1010)는 용융시키지 않고 상기 합금만 용융시키는 방법으로 접합시킬 수 있다.
이때, 제 2 부분(1220) 및 상기 제 2 부분(1220)과 맞닿아 있는 헤더파이프(1010)의 단면 사이에 용융되는 상기 합금은 젖음 현상과 모세관 현상 등으로 인한 침투, 확산 작용으로 인해 접합이 발생하게 된다.
다만, 상기 보강재(1200)와 상기 헤더파이프(1010)의 연결은 브레이징 용접으로 제한되는 것은 아니며 다른 접합 방법으로 연결될 수 있다.
도 12 내지 도 14 를 참고하여 상기 보강재(1200)가 구비됨에 따른 효과에 대하여 설명한다.
도 14 에는 본 발명의 일실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 실험예가 도시되어 있다. 상기 실험예는 보강 헤더파이프 조립체(1000)에서 연결홀(1100) 지점별 폰미제스 응력의 최대값을 비교한 것이다. 본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
도 14에 도시되어 있듯이, 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)에서 상기 연결홀(1100) 지점별로 폰미제스 응력을 비교할 경우 상기 보강재(1200)가 위치한 각 홀 지점에서 폰미제스 응력이 감소된 것을 확인할 수 있다.
이는 상기 보강재(1200)의 제 1 부분(1210)이 상기 헤더파이프(1010)의 내측으로 돌출되어 있음에 따라 상기 헤더파이프(1010) 내측에서 유동하는 유체의 압력이 줄어들게 되기 때문이다.
또한, 상기 보강재(1200)의 제 2 부분(1220)은 상기 헤더파이프(1010)의 단면과 맞닿아 있으며 상기 제 2 부분(1220)이 상기 헤더파이프(1010)와 맞닿는 면 사이에 합금(미도시)을 용융시켜 접합함으로써 상기 헤더파이프(1010)의 파괴 내압이 증대됨에 따라 폰미제스 응력이 감소될 수 있다.
즉, 상기 보강재(1200)가 위치한 지점에서의 폰미제스 응력이 감소된다는 것은 고압의 유체가 상기 연결홀(1100)을 통과하는 동안 상기 연결홀(1100)이 형성된 헤더파이프(1010)의 파손 확률이 낮아질 수 있다는 것으로, 상기 연결홀(1100)을 통해 고압의 유체가 흐르더라도 상기 보강재(1200)는 상기 헤더파이프(1010)의 파괴 내압을 증대시킬 수 있고 상기 헤더파이프(1010)의 파손 위험을 방지할 수 있다.
나아가, 상기 제 3 부분(1230)은 상기 헤더파이프(1010)의 외측으로 돌출되고 상기 제 2 부분(1220)의 반대측에 위치하여 상기 홈(1400)에 삽입될 때 삽입 및 위치 조절에 용이하여 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 조립성을 증대시킬 수 있다.
도 15 에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 개략 단면도가 도시되어 있다.
상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)는 제 1 방향을 따라서 나란히 배치된 복수의 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)를 포함하고 상기 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)는 복수의 보강재(1200)를 포함하며, 상기 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)의 일면 또는 양면에 복수의 연결홀(1100)이 형성되어 상기 이웃하는 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050) 간 복수의 연결홀(1100)이 맞닿아 있다.
도 15의 보강 헤더파이프 조립체(1000)에서 상기 헤더파이프 중 최하측에 위치하는 헤더파이프(1010)의 경우에 제 1 방향을 따라서 한 쪽은 유체가 유입될 수 있고 다른 쪽은 배플(1010b)에 의해서 막혀있는 관형상을 가질 수 있다. 이를 제외한 복수의 헤더파이프(1020, 1030, 1040, 1050)의 경우에 제 1 방향을 따라서 양 쪽은 모두 배플(1020a, 1020b, 1030a, 1030b, 1040a, 1040b, 1050a, 1050b)에 의해 막혀있는 관형상을 가질 수 있다.
상기 헤더파이프(1010)에 유입된 유체는 제 1 방향을 따라 이동하고, 상기 이웃하는 헤더파이프(1010, 1020) 간 맞닿아 있는 복수의 연결홀(1100)을 지나 상부의 헤더파이프(1020)로 흐른다. 나아가, 상기 헤더파이프(1020)에 흐르는 유체는 제 1 방향을 따라 이동하고, 상기 이웃하는 헤더파이프(1020, 1030) 간 맞닿아 있는 복수의 연결홀(1100)을 지나 상부의 헤더파이프(1030)로 흐른다.
이와 같은 방법으로 제2 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000) 내부로 유입된 유체는 복수의 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)의 길이방향인 제 1 방향을 따라 이동하거나 이웃하는 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050) 간 맞닿아 있는 연결홀(1100)을 통해 제 3 방향을 따라 이동할 수 있다.
도 16 에는 보강 응축기(2000)의 개략 사시도 및 개략도가 도시되어 있다.
상기 보강 응축기(2000)는 제 1 내지 제 6 헤더열(2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600)을 포함하며, 상기 제 1 내지 6 헤더열(2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600)은 일측에 배치되며 내부에 유로가 형성된 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610), 타측에 배치되며 내부에 유로가 형성된 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620) 및 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)와 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)의 유로를 연결하는 복수의 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630)를 포함한다. 상기 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630)는 제 2 방향으로 마이크로 채널, 즉 미세채널이 복수개 형성되는 구조를 가지며, 상기 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630) 사이에 핀부재(F)가 연결되어 열교환 면적을 확장시킨다.
상기 제 1 헤더열(2100)의 제 1 헤더파이프(2110)에는 유체가 유입되는 유체 입구(I)가 연결될 수 있고, 상기 제 6 헤더열(2600)의 제 2 헤더파이프(2620)에는 유체가 유출되는 유체 출구(O)가 연결될 수 있다.
나아가, 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)와 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)는 복수의 보강재(1200)를 포함하는 보강된 헤더파이프 조립체(1000, 도 11 참고)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유체 입구(I)로 고압의 유체(냉매)가 유입되어 제 3 방향을 따라 이동하는 중에 상기 복수의 연결홀(1100)에 미치는 내압으로 인해 파손될 위험이 있는데, 상기 보강재(1200)가 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) 및 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)가 견딜 수 있는 파괴 내압을 증대시켜 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) 및 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)의 파손 위험을 방지할 수 있다.
도 16을 참고하여 상기 보강 응축기(2000) 내에서의 유체의 흐름에 대하여 설명한다.
상기 제 1 내지 제 6 헤더열(2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600) 간 이웃하는 헤더파이프 사이의 유체의 흐름은 도 15를 참조하여 설명된 본 발명의 제2 실시예(도 15 참고)와 동일하다. 따라서, 유체 입구(I)를 통해 유입된 유체는 제 1 헤더열(2100)의 제 1 헤더파이프(2110) 내부에서 제 1 방향을 따라 이동하고, 이웃하는 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610) 간 맞닿아 있는 복수의 연결홀(1100)을 통해 제 3 방향을 따라 이동할 수 있다.
상기 제 3 방향에 따라 이동한 유체는 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)에서 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620) 방향으로 연장되는 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630)를 통해 제 2 방향을 따라 이동하여 상기 제 6 헤더열(2600)의 제 2 헤더파이프(2620)에 연결되어 있는 유체 출구(O)로 빠져나가게 된다.
또한, 상기 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)는 상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)와 동일한 구성으로서 대칭되도록 구비되어 있으므로, 이웃하는 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620) 간 맞닿아 있는 복수의 연결홀(1100)을 통해 제 3 방향을 따라 이동할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 보강 응축기(2000)는 헤더파이프의 길이 방향인 제 1 방향, 연결튜브의 연장 방향인 제 2 방향 및 헤더파이프의 연결 방향인 제 3 방향으로 유체가 통과하기 때문에, 입체적 구조를 가지며, 그로 인하여 동일 부피를 차지하더라도 더 많은 열교환이 가능하여 냉각 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보강 응축기(2000)는 유체가 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630)를 통해 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)에서 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)를 향하는 제 2-1 방향과, 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620)에서 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610)를 향하는 제 2-2 방향을 번갈아 가면서 상기 유체 입구(I)로부터 상기 유체 출구(O)로 유동되며, 상기 연결튜브(2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630)에서 유체의 흐름이 상기 제 2-1 방향 및 제 2-2 방향 중 어느 한 방향에서 다른 방향으로 전환될 때, 상기 한 방향에서 유체가 통과하는 단면적의 합이 상기 다른 방향에서 유체가 통과하는 단면적의 합보다 큰 부분을 포함할 수 있다.
상기 유체 입구(I)로 유입되는 유체는 제 1 헤더열(2100)의 제 1 헤더파이프(2110)로 유체가 유입된 후 제 2 헤더열(2200)의 제 1 헤더파이프(2210), 제 3 헤더열(2300)의 제 1 헤더파이프(2310)로 나눠진다.
상기 제 1 헤더파이프(2110, 2210, 2310) 내부에서 유동하는 유체는 제 2 헤더파이프(2120, 2220, 2320)를 향하는 제 2-1 방향으로 흐르고, 상기 유체는 제 4 및 제 5 헤더열(2400, 2500)의 제 2 헤더파이프(2420, 2520)로 올라간다.
그 후 방향이 전환되어 상기 유체는 제 2 헤더파이프(2420, 2520)에서 제 1 헤더파이프(2410, 2510)를 향하는 제 2-2 방향으로 흐르고, 상기 유체는 제 6 헤더열(2600)의 제 1 헤더파이프(2610)로 올라간다.
상기 유체는 다시 방향이 전환되어 제 6 헤더열(2600)의 제 2 헤더파이프(2620)를 향하는 제 2-1 방향으로 흐른 후 유체 출구(O)로 배출된다.
상기 유체 입구(I)로 유입되는 유체가 제 2-1 방향 → 제 2-2 방향 → 제 2-1 방향으로 전환될 때, 통과하는 헤더열의 수는 변화된다. 즉, 유체가 유입된 후 제 2-1 방향으로 흐르는 헤더열은 제 1 내지 제 3 헤더열(2100, 2200, 2300)로 3개인데, 방향이 제 2-2 방향으로 전환된 후에는 제 4 내지 제 5 헤더열(2400, 2500) 2개로 감소하며, 다시 방향이 제 2-1 방향으로 전환된 후에는 제 6 헤더열(2600) 한 개로 감소하여 전체적으로 통과하는 헤더열의 수가 3 → 2 → 1 로 감소한다.
본 발명의 일실시예에서 헤더열(2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600)은 동일 사이즈로 적층되어 형성되므로, 헤더열의 수가 크다는 것은 유체가 통과하는 면적이 크다는 것이며, 이는 차지하는 부피가 크다는 것이며, 헤더열의 수가 작다는 것은 유체가 통과하는 면적이 작다는 것으로 차지하는 부피가 작다는 것이다.
따라서, 초기에 기체 상태가 대부분인 유체 입구(I) 쪽에서는 제 2-1 방향으로 통과하는 유체가 동시에 3개의 헤더열, 즉, 제 1 내지 제 3 헤더열(2100, 2200, 2300)의 연결튜브(2130, 2230, 2330)를 통과하면서 냉각이 이루어진다. 뒤로 가면서 열교환이 이루어져 액체 상태가 많아질수록 작은 수의 헤더열을 통과하게 하며, 마지막에는 하나의 헤더열(2600)의 연결튜브(2630)만을 통과하게 된다. 따라서, 유체의 부피감소에 맞춰서 통과하는 보강 응축기(2000)의 유로 단면적을 감소시킬 수 있으며, 이로 인하여 부피감소로 인하여 발생하는 압력 손실을 감소시킬 수 있다.
압력 손실이 감소된다는 것은 유체(냉매)가 통과하는 시간 동안 열교환이 많이 이루어질 수 있다는 것으로, 동일한 사이즈의 응축기라고 하더라도 많은 양의 열교환이 가능하게 되므로, 동일한 용량이라면 작은 사이즈로 응축기의 사용이 가능하며, 동일한 사이즈라면 큰 용량의 냉각이 가능하다.
도 17 에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)가 도시되어 있다.
상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)에 형성된 복수의 연결홀(1100)은 인접한 2개씩 한 쌍을 이루며, 연결홀 쌍(1100P)은 상기 제 1 방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있고, 상기 보강재(1200)는 상기 연결홀 쌍(1100P)의 중간에 위치할 수 있다.
즉, 제 1 방향을 따라 처음으로 위치하는 보강재(1200)의 인접하는 우측 연결홀과 제 1 방향을 따라 두번째로 위치하는 보강재(1200)의 인접하는 좌측 연결홀 사이에는 연결홀이 형성되지 않을 수 있다. 이때, 상기 보강재(1200)의 파괴 내압 증대의 효과가 극대화 될 수 있다.
도 18 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)가 도시되어 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)는 복수의 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)를 제 1 방향을 따라 나란히 배치하고 상기 이웃하는 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050) 간 복수의 연결홀(1100)이 인접한 2개씩 한 쌍을 이루며, 연결홀 쌍(1100P)은 상기 제 1 방향을 따라 상기 헤더파이프(1010, 1020, 1030, 1040, 1050)의 일면 또는 양면에 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 상기 연결홀 쌍(1100P)은 맞닿아 있으며 상기 연결홀 쌍(1100P)의 중간에 상기 보강재(1200)가 위치하고 있다.
상기 보강재(1200)는 상기 연결홀 쌍(1100P)의 중간에 위치함에 따라 상기 연결홀 쌍(1100P)을 통해 제 3 방향을 따라 유동하는 유체의 압력에 견딜 수 있는 파괴 내압을 증대시킬 수 있으며 제 2 실시예에서 상술한 보강 헤더파이프 조립체(1000, 도 15 참고)보다 파괴 내압 증대의 효과가 더 우수하다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)는 상기 연결홀 쌍(1100P)의 구성을 제외하고는 도 15를 참조하여 설명된 제 2 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 2 실시예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하며, 상세한 설명은 생략한다.
도 19 내지 도 21 은 보강 헤더파이프 조립체(1000) 내에 위치하는 보강재(1200)의 제 1 내지 제 3 변형예가 도시되어 있다.
도 19에 도시되어 있듯이, 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 헤더파이프(1010)는 D 자형의 형상을 가지고 상기 유로홀(1240)은 원형으로 형성될 수 있으며, 상기 보강재(1200)의 제 1 부분(1210)이 상기 헤더파이프(1010)의 내측으로 더 돌출되어 있을 수 있다. 상기 제 1 부분(1210)이 더 돌출됨에 따라 파괴 내압 증대의 효과를 더 가져올 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 헤더파이프(1010)는 원형의 형상을 가지고 상기 유로홀(1240)은 원형으로 형성될 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보강 헤더파이프 조립체(1000)에서 상기 헤더파이프(1010)가 제 1 방향으로 복수개가 나란히 배치되어 있고 상기 이웃하는 헤더파이프(1010) 간 복수의 연결홀(1100)이 맞닿아 있을 때(도 7 참고), 상기 보강재(1300)는 제 1 방향에서 동일한 위치에 구비되어 있는 복수의 보강재(1200)가 단일 부재로서 형성되어 있을 수 있다.
상기 보강재(1300)는 상기 복수의 보강재(1200)를 병렬로 나란히 배치하여 맞닿는 면을 접합하는 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 보강재(1300)는 내측으로 돌출되어 있는 제 1 부분(1310), 상기 제 1 부분의 외측으로 형성되고 상기 홈과 맞닿아 있는 제 2 부분(1320)을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 보강재(1300)는 상기 제 2 부분(1320)의 반대측에 위치하는 제 3 부분(1330)을 더 포함할 수 있다. 나아사, 상기 보강재(1300)는 복수의 유로홀(1340)을 포함한다.
상기 보강재(1300)는 상기 복수의 보강재(1200)와 비교하여 다수의 열로 구성된 응축기를 제작함에 있어 조립에 용이하고 효율적이며, 파괴 내압의 증대와 함께 구조적 안정성을 증대시킬 수 있다. 나아가, 상기 제 1 내지 제 3 부분(1310, 1320, 1330) 및 유로홀(1340)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보강재(1200)의 제 1 내지 제 3 부분(1210, 1220, 1230) 및 유로홀(1240)과 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 변형예는 이에 한정되지 않으며, 사용자는 보강 헤더파이프 조립쳬(1000)의 실시예, 상기 헤더파이프(1010)의 형상 및 파괴 내압 증대의 효과 등을 고려하여 상기 보강 헤더파이프 조립체(1000)의 변형예를 적절하게 선택하거나 변경할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상의 변화없이 통상의 기술자에 의해서 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다.
(부호의 설명)
1: 제 1 헤드부 2: 제 2 헤드부 3: 연결튜브
11, 21, 31, 41, 51, 61 : 제 1 헤더
12, 22, 32, 42, 52, 62 : 제 2 헤더
13, 23, 33, 43, 53, 63 : 연결튜브
110, 120: 연결형 블록 111, 121: 제 1 면
112, 122: 제 2 면 113, 123: 곡면부 114, 124: 유동홀
210, 220: 헤더 연결체
211, 221: 제 1 헤더파이프 212, 222: 제 2 헤더파이프
213, 223: 제 3 헤더파이프 214, 224: 제 4 헤더파이프
215, 225: 제 5 헤더파이프 216, 226: 제 6 헤더파이프
211a, 211b: 배플 211h, 212h: 연결홀
310, 320: 응축기
311, 321: 제 1 헤더열 312, 322: 제 2 헤더열 313, 323: 복수의 연결튜브
F: 핀부재 I: 유체입구 O: 유체출구
1000: 보강 헤더파이프 조립체
1010, 1020, 1030, 1040, 1050: 헤더파이프
1100: 연결홀 1200: 보강재
1210: 제 1 부분 1220: 제 2 부분
1230: 제 3 부분 1240: 유로홀
1300: 보강재 1310: 제 1 부분
1320: 제 2 부분 1330: 제 3 부분
1340: 유로홀 1400: 홈
2000: 보강 응축기
2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600: 제 1 내지 6 헤더열
2110, 2210, 2310, 2410, 2510, 2610: 제 1 헤더파이프
2120, 2220, 2320, 2420, 2520, 2620: 제 2 헤더파이프
M, 2130, 2230, 2330, 2430, 2530, 2630: 연결튜브

Claims (16)

  1. 제 1 면;
    상기 제 1 면과 이격되어 위치하는 제 2 면;
    상기 제 1 면의 단부와 상기 제 2 면의 단부를 연결하는 한 쌍의 곡면부;
    상기 곡면부를 관통하는 복수의 유동홀;
    을 포함하며,
    상기 한 쌍의 곡면부는 길이 방향에 수직한 단면에서 동일한 곡률을 가지는 연결형 블록.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면이 상기 제 2 면보다 넓은 너비를 가지는 연결형 블록.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유동홀이 등간격으로 나란하게 형성되어 있는 연결형 블록.
  4. 내부에 유로가 형성되고 일측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 1 헤더파이프;
    상기 제 1 헤더파이프와 이격되어 배치되고 상기 제 1 헤더파이프 측에 복수의 연결홀을 구비하며 단면이 원형인 제 2 헤더파이프;
    상기 제 1 헤더파이프와 상기 제 2 헤더파이프 사이에 배치되는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 연결형 블록;
    을 포함하며,
    상기 연결홀과 상기 유동홀이 맞닿아 연결되는 헤더 연결체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유동홀의 중심선은 상기 제 1 헤더파이프 단면의 중점과 상기 제 2 헤더파이프의 단면의 중점을 연결한 연결선으로부터 이격되며 상기 중심선은 상기 연결선보다 상기 제 1 면에 가깝게 배치되는 헤더 연결체.
  6. 제 4 항에 있어서
    상기 제 2 헤더파이프는 상기 제 1 헤더파이프 반대측에 복수의 연결홀을 더 포함하고,
    상기 헤더 연결체는 상기 제 2 헤더파이프에서 상기 제 1 헤더파이프 반대측에 배치되는 제 3 헤더파이프를 포함하고,
    상기 제 3 헤더파이프는 상기 제 2 헤더파이프 측으로 복수의 연결홀을 포함하며,
    상기 제 2 헤더파이프와 상기 제 3 헤더파이프 사이에도 상기 연결형 블록이 배치되는 것을 특징으로 하는 헤더 연결체.
  7. 제 6 항에 기재된 헤더 연결체를 일측에 배치한 제 1 헤더열;
    상기 제 1 헤더열과 이격되게 상기 헤더 연결체가 배치되는 제 2 헤더열;
    상기 제 1 헤더열과 상기 제 2 헤더열 사이의 유로를 연결하며 제 2 헤더열 방향으로 연장하는 복수의 연결튜브;
    를 포함하는 응축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더열의 최하측에는 유체 입구가 연결되며, 상기 제 2 헤더열의 최상측에는 유체 출구가 연결된 응축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더열 또는 상기 제 2 헤더열에 위치하는 적어도 한 개 이상의 상기 연결형 블록은 상기 유동홀이 차폐되어 있는 응축기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더열의 최하측으로부터 N 번째에 위치하는 상기 연결형 블록의 유동홀이 차폐되어 있고 상기 제 2 헤더열의 최하측으로부터 M 번째에 위치하는 상기 연결형 블록의 유동홀이 차폐되어 있으며, 상기 N 과 M 은 자연수이고 N < M이고, 상기 N 과 M 은 상기 제 1 헤더열의 헤더파이프의 개수보다 작은 것을 만족하는 응축기.
  11. 내부에 유로가 형성되는 복수의 헤더파이프;
    상기 헤더파이프 내에 위치하며, 내부에 유로홀이 형성되고 상기 헤더파이프 내측으로 돌출되어 있는 복수의 보강재;
    상기 헤더파이프의 일면 또는 양면에 제 1 방향을 따라 형성된 복수의 연결홀; 및
    상기 복수의 헤더파이프 각각의 사이에 배치되는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 연결형 블록;
    을 포함하며,
    상기 연결홀과 유동홀이 맞닿아 연결되는 보강 헤더파이프 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강재는,
    상기 헤더파이프에 형성된 홈에 상기 보강재가 삽입 및 접합되어 형성되며,
    상기 헤더파이프의 내측으로 돌출되어 있는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분의 외측으로 형성되고 상기 홈과 맞닿아 있는 제 2 부분;
    을 포함하는 보강 헤더파이프 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보강재는,
    상기 헤더파이프의 외측으로 돌출되고 상기 제 2 부분의 반대측에 위치하는 제 3 부분;
    을 더 포함하는 보강 헤더파이프 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보강재는 제 1 방향을 따라 등간격으로 삽입되어 있는 보강 헤더파이프 조립체.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 연결홀은 인접한 2개씩 한 쌍을 이루며, 연결홀 쌍은 상기 헤더파이프의 제 1 방향을 따라 등간격으로 형성되고, 상기 연결홀 쌍의 중간에 상기 보강재가 위치하는 보강 헤더파이프 조립체.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 보강재는 제 1 방향에서 동일한 위치에 구비되어 있는 복수의 보강재가 단일 부재로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보강 헤더파이프 조립체.
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