WO2024128451A1 - Ｘ턴 열교환기 - Google Patents

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WO2024128451A1
WO2024128451A1 PCT/KR2023/010403 KR2023010403W WO2024128451A1 WO 2024128451 A1 WO2024128451 A1 WO 2024128451A1 KR 2023010403 W KR2023010403 W KR 2023010403W WO 2024128451 A1 WO2024128451 A1 WO 2024128451A1
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WO
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row
tank
space
heat exchanger
baffle
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PCT/KR2023/010403
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English (en)
French (fr)
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윤한길
이상옥
이양우
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Hanon Systems Corp
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Hanon Systems Corp
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    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and more specifically, to a heat exchanger in which four passes are formed so that the paths of the heat exchange medium cross each other in one tank.
  • heat exchangers such as radiators, intercoolers, evaporators, and condensers to cool each part of the vehicle such as the engine or to control the air temperature inside the vehicle.
  • Such heat exchangers generally have a heat exchange medium distributed inside them, and cooling or heat dissipation is achieved by heat exchange between the heat exchange medium inside the heat exchanger and the air outside the heat exchanger.
  • This heat exchanger is generally formed in a form that includes a plurality of tubes arranged in parallel with each other through which refrigerant flows, and a pair of header tanks provided at both ends of the tube row composed of the tubes.
  • the path of the heat exchange medium in the heat exchanger varies depending on the purpose or location of the heat exchanger, but usually the tubes are formed in one row or arranged in two rows in the front and back directions.
  • the refrigerant path can be formed in various ways, for example, two passes where the first and second rows each form one pass, or one of the first or second rows is divided to form two passes. There may be 3 passes where the first row and the second row each form 2 passes, etc.
  • FIG. 1 briefly shows the heat exchange medium progress path of a typical 4-pass, 2-row heat exchanger. Based on what is drawn in the drawing, the heat exchange medium flows into the first row and passes through all of the first core, then moves to the second row, passes through all of the second core, and is then discharged. Accordingly, the heat exchange medium proceeds in the order 1 - 2 - 3 - 4 in FIG. 1. In other words, the front core and rear core each have two passes, forming a total of four passes.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 2017-003140 (“Refrigerant Evaporator”, 2017.01.05.)
  • the present invention was made to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to heat the header tank by using a special type of baffle and a communication hole arranged accordingly in a 4-pass 2-row heat exchanger.
  • the aim is to provide a heat exchanger that can realize X-turn, or cross-progress, of the heat exchange medium.
  • the purpose of the present invention is to provide a heat exchanger that maintains the configuration of a conventional two-row heat exchanger almost as is but realizes an
  • the heat exchanger 100 of the present invention for achieving the above-described object includes a first tank 110 in which a fluid flow space is formed; a second tank 120 that has a fluid flow space formed therein and is arranged side by side at a certain distance below the first tank; and a plurality of tubes 150 arranged in two rows, with both ends fixed to the first tank 110 and the second tank 120 to form a flow path for the heat exchange medium. is divided into a first row of first tanks 111 and a second row of first tanks 112 by a first partition wall 115, and the second tank 120 is divided into a second row by a second partition wall 125.
  • first row of tanks (121) and a second row of second tanks (122) It is divided into a first row of tanks (121) and a second row of second tanks (122), the plurality of tubes are arranged into a first row of tubes and a second row of tubes, and the fluid in the first row of second tanks (121)
  • the flow space is separated into a 1-1 space and a 1-2 space
  • the fluid flow space of the second row of the second tank 122 is formed to be separated into a 2-1 space and a 2-2 space
  • the heat exchange medium may cross from the 1-1 space to the 2-2 space and from the 1-2 space to the 2-1 space.
  • a first communication hole 123 and a second communication hole 124 are formed on the second partition 125 and spaced apart in the longitudinal direction;
  • a cross baffle 130 that separates the fluid flow space of the first row of second tanks 121 or the second row of second tanks 122 into two spaces in the longitudinal direction;
  • a half baffle 140 that separates the fluid flow space of the second tank 120 in a row other than the row where the cross baffle 130 is arranged into two spaces in the longitudinal direction; may include.
  • first communication hole 123 and the second communication hole 124 are spaced apart in the longitudinal direction, and may also be spaced apart in the height direction.
  • an inlet through which the heat exchange medium flows is formed in the first row 111 of the first tank,
  • An outlet through which the heat exchange medium is discharged may be formed in the second row 112 of the first tank.
  • the heat exchange medium is connected to the inlet, the first row 111 of the first tank, the first row of tubes 150, the 1-1 space of the first row 121 of the second tank, and the second row of the second tank.
  • a first progress path (1-2) that sequentially passes through the 2-2 space of the row 122, the second row of tubes 150, the second row of first tanks 112, and the outlet, and The inlet, the first row of the first tank (111), the first row of tubes (150), the 1-2 space of the first row of the second tank (121), and the second row of the second tank (122) Any one selected from the second progress path (a-b) that sequentially passes through the 2-1 space, the second row of tubes 150, the second row of the first tank 112, and the outlet. It can be distributed along the progress path of .
  • the half baffle 140 may be disposed at a position between the first communication hole 123 and the second communication hole 124 spaced apart in the longitudinal direction.
  • the cross baffle 130 is disposed at a different height from the first baffle part 131, which separates the flow of the heat exchange medium in the longitudinal direction, and separates the flow of the heat exchange medium in the longitudinal direction.
  • the second baffle part 132 is separated, and the first and second baffle parts 131 and 132 are formed at both ends to connect the first and second baffle parts 131 and 132 to each other, and the first communication It may include a connection portion 133 disposed between the hole 123 and the second communication hole 124 spaced apart in the height direction to separate the flow of the heat exchange medium in the height direction.
  • the first and second communication holes 123 and 134 may be formed between the first and second baffle parts 131 and 132.
  • the cross baffle 130 includes the first baffle portion 131 and the second baffle portion along the direction in which the first communication hole 123 and the second communication hole 124 are spaced apart in the height direction. (132) may extend upward or downward.
  • the cross baffle 130 includes a locking portion 134 that hangs on the second partition 125, and the locking portion 134 hooks the first baffle portion 131 on an end of the second partition. ) or it may be formed in one of the second baffle parts 132.
  • each of the first communication hole 123 and the second communication hole 124 is formed to extend a length corresponding to the area where one to three tubes 150 are formed. You can.
  • the heat exchanger 100 is such that the distance between the first communication hole 123 and the end of the second tank 120 adjacent thereto is the distance between the second communication hole 124 and the end of the second tank 120 adjacent thereto.
  • the distance between the ends may be made equal to each other.
  • the heat exchange medium in the header tank makes an There is a great effect of achieving the advantages of single dispersion and two-pass, such as improving flow resistance and reducing pressure drop, at the same time.
  • Figure 1 shows the heat exchange medium progress path of a typical 4-pass, 2-row heat exchanger.
  • Figure 2 is an example of the heat exchange medium progress path in a conventional heat exchanger.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the heat exchanger of the present invention.
  • Figure 3 is a heat exchange medium progress path (perspective view) of the heat exchanger of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view of the first and second heat exchange medium progress paths of the heat exchanger of the present invention.
  • Figure 5 is a heat exchange medium progress path (front view) of the heat exchanger of the present invention.
  • Figure 6 is an enlarged view of the X-turn structure of the heat exchanger of the present invention.
  • Figure 7 is a perspective view of a cross baffle.
  • Figure 8 is a detailed view of the heat exchange medium progress path in the X-turn structure.
  • FIG. 2 briefly shows the configuration of the heat exchanger of the present invention.
  • the heat exchanger 100 of the present invention basically includes a first tank 110 and a second tank 120 spaced apart in the vertical direction, as well as between the tanks 110 and 120. It includes a plurality of tubes 150 arranged in, and all are formed in two rows, front and back.
  • the first tank 110 forms a fluid flow space inside and is formed in two rows in the front-back direction by the first partition wall 115
  • the second tank 120 has a fluid flow space inside. Forming a space, they are formed in two rows in the front-back direction by the second partition wall 125 and are arranged side by side at a certain distance apart from the lower side of the first tank 110.
  • the first row 111 and the second row of the first tank are denoted as the first row 111 of the first tank and the second row of the first tank 112, respectively, and the first row of the second tank 120
  • the first and second rows were designated as the first row of the second tank (121) and the second row of the second tank (122), respectively.
  • the plurality of tubes 150 are fixed at both ends to the first tank 110 and the second tank 120 to form a flow path for the heat exchange medium and are arranged in two rows in the front-back direction.
  • the heat exchanger 100 of the present invention may be an evaporator, and the heat exchange medium may be a refrigerant.
  • front and “rear” are simply indicated as shown in the drawing for convenient explanation on the drawing. Meanwhile, in the case of a heat exchanger, front/rear are generally indicated based on the direction of movement of external air, but front/rear in the present invention may or may not coincide with this. In the present invention, front/rear are only referred to in consideration of convenience in explaining the flow of heat exchange medium inside the heat exchanger, and are therefore irrelevant to the direction of movement of external air. Of course, direction indicators such as “left”, “right”, “up”, and “down” used in the following explanation should also be understood from this perspective.
  • the heat exchanger 100 first divides the fluid flow space of the first row 121 of the second tank into a 1-1 space and a 1-2 space,
  • the fluid flow space of the second row of second tanks 122 is formed to be separated into a 2-1 space and a 2-2 space.
  • the heat exchanger 100 is formed so that the heat exchange medium crosses from the 1-1 space to the 2-2 space and from the 1-2 space to the 2-1 space.
  • FIG. 3 shows all travel paths of the heat exchange medium of the heat exchanger of the present invention
  • FIG. 4 shows the travel paths in FIG. 3 divided into first and second travel paths
  • FIG. 5 shows the travel paths in FIG. 3 viewed from the front. It is divided into the first and second columns.
  • the heat exchanger 100 of the present invention is divided into regions in a similar form to the 4-pass 2-row heat exchanger shown in FIG. 1, and has an inlet through which the heat exchange medium flows into the first tank 1st row 111, and a first The second row of tanks 112 is formed to have an outlet through which the heat exchange medium is discharged.
  • the heat exchange medium flows downward in the first row. In the second row, the heat exchange medium only moves upward. In order for the heat exchange medium to advance in this way, in the second tank 120, the heat exchange medium crosses, that is, makes an X turn, as indicated by the dotted line in FIG. 3.
  • some of the heat exchange media are in the inlet, the first row of the first tank 111, the first row of tubes 150, and the first row of the second tank.
  • the remaining part of the heat exchange medium is in the inlet, the first row of the first tank 111, the first row of tubes 150, and the first row of the second tank 121. Proceeds to sequentially pass through space 1-2, space 2-1 of the second row of the second tank 122, second row of the tubes 150, second row of the first tank 112, and the outlet. It is distributed along the second progress path (a-b).
  • this progression path has the advantage of dispersing the heat exchange medium evenly throughout, it increases the flow path length and flow resistance, and also increases the saturation temperature difference due to the pressure drop difference at the inlet and outlet, resulting in There was a risk of deteriorating the overall heat exchange performance.
  • the advantages of uniform heat exchanger dispersion in a 4-pass, 2-row heat exchanger are retained, but by allowing the heat exchange medium to cross in the second tank (X-turn), the heat exchange medium is ultimately formed in a form corresponding to 2 passes.
  • a progression path is formed.
  • the upper drawing of Figure 5 shows the heat exchange medium progress path in the first row
  • the lower drawing shows the heat exchange medium progress path in the second row.
  • the heat exchange media as the heat exchange media crosses in the second tank as described above, the heat exchange media all move downward in the first column on the left (1) and the first column on the right (a), and in the first column on the right, In the second row (2) and the second left row (b), the heat exchange medium all moves upward.
  • the heat exchanger 100 of the present invention separates the areas within the two-row heat exchanger like four passes, but includes an intersecting path in the middle, so it is operated like two passes.
  • the position where the heat exchange medium crosses is formed near the center of the heat exchanger 100 in the left and right directions. More specifically, the distance between the first communication hole 123 and the end of the second tank 120 adjacent thereto is the distance between the second communication hole 124 and the end of the second tank 120 adjacent thereto. It is preferable that they are formed identically to each other.
  • the heat exchanger of the present invention realizes cross-flow of heat exchange media very effectively by using a pair of communication holes and simple but specially shaped baffles. This is explained in detail as follows.
  • the heat exchanger 100 of the present invention has a first communication hole (100) formed on the second partition 125 and spaced apart in the longitudinal direction. 123) and a second communication hole 124.
  • a cross baffle 130 that separates the fluid flow space of the first row of the second tank 121 or the second row of the second tank 122 into two spaces in the longitudinal direction, the second tank 120 It also includes a half baffle 140 that separates the fluid flow space in a row other than the row in which the cross baffle 130 is arranged into two spaces in the longitudinal direction.
  • the cross baffle 130 is shown as being provided in the first row and the half baffle 140 is provided in the second row, but they may be arranged interchangeably (that is, the cross baffle 130 is provided in the second row). In the second row, the half baffle 140 may be provided in the first row).
  • the present invention will be described based on what is shown in the drawings.
  • the half baffle 140 is provided at a position between the first communication hole 123 and the second communication hole 124 spaced apart in the longitudinal direction. That is, by the half baffle 140, the space containing the first communication hole 123 and the space containing the second communication hole 124 are separated into left and right sides. At this time, in order to ensure that the The left and right sides of the space included and the space including the second communication hole 124 must be changed. At this time, since the left and right positions of the communication holes cannot be changed, the first communication hole 123 and the second communication hole 124 are arranged to be spaced apart in the height direction to ensure smooth spatial separation. . At this time, as shown in the upper view of FIG.
  • the cross baffle 130 is composed of a part disposed between communication holes spaced apart in the vertical direction and parts extending from the ends of these to separate the space. , the communication holes are included in the left and right spaces of the first row, which are opposite to the left and right spaces of the second row divided by the half baffle 140.
  • Figure 6 is an enlarged view of the X-turn structure of the heat exchanger of the present invention
  • Figure 7 is a perspective view of the cross baffle.
  • Figure 6 shows a view from the bottom of the second tank 120 with the tank portion removed and only the header portion left so that the internal structure is visible. Accordingly, the positions of the communication holes and the arrangement of the baffles shown in FIG. 5 appear reversed.
  • the cross baffle 130 is shown translucently to show the connection relationship with communication holes, etc., and in FIG. 7, only the cross baffle 130 is clearly shown separately. The shape and arrangement position of the cross baffle 130 will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 as follows.
  • the cross baffle 130 includes a pair of baffle parts 131 and 132 and a connection part 133 connecting them.
  • the connecting portion 133 is disposed at a position between the first communication hole 123 and the second communication hole 124 spaced apart in the height direction to horizontally separate the space, As a result, the flow of heat exchange medium is separated in the height direction.
  • the first baffle part 131, one of the pair of baffle parts separates the flow of the heat exchange medium in the longitudinal direction
  • the second baffle part 132 the other one, also separates the flow of the heat exchange medium in the longitudinal direction. It is disposed at a different height from the first baffle part 131.
  • the first baffle part 131 is provided at one end of the connection part 133 and extends to surround the first communication hole 123 together with the connection part 133 to vertically separate the space.
  • the second baffle portion 132 is provided at the other end of the connecting portion 133 and extends to surround the second communication hole 124 together with the connecting portion 133 to vertically separate the space, thereby performing heat exchange. Separate the flow of media longitudinally.
  • the first communication hole 123 is disposed at the upper side and the second communication hole 124 is disposed at the lower side ( Figure 6 is an inverted shape of FIG. 5, so the first communication hole 123 is disposed at the lower side.
  • Figure 6 is an inverted shape of FIG. 5, so the first communication hole 123 is disposed at the lower side.
  • the first communication hole 123 is disposed at the upper side and the second communication hole 124 is disposed at the lower side as shown in FIG. 5.
  • the first baffle portion 131 and the second communication hole 131 are formed along the direction in which the first communication hole 123 and the second communication hole 124 are spaced apart in the height direction. As long as the baffle portion 132 is formed to extend upward or downward, each vertical portion can be formed to surround each communication hole.
  • any one selected from (132) includes a locking portion 134 formed to be caught by the second partition wall 125 at a position where it meets the end of the second partition wall 125.
  • FIG. 8 shows a detailed view of the heat exchange medium progress path in the X-turn structure.
  • FIG. 6 shows the tank portion removed from the second tank 120, leaving only the header portion so that the internal structure is visible, and viewed from the bottom.
  • Figure 6 is a front view
  • Figure 8 is a rear view of the same part as Figure 6.
  • the heat exchange medium that has advanced along the path 1 into the 1-1 space (the rear right space in FIG. 8) of the first row 121 of the second tank is in the cross baffle 130. It passes through the first communication hole 123 and goes to the 2-2 space (front left space in FIG. 8) of the second row 122 and proceeds along the 2 path.
  • the heat exchange medium that has advanced to the 1-2 space (rear left space in FIG. 8) of the first row 121 of the second tank along the path a is connected to the second communication hole (the second communication hole) by the cross baffle 130. 124), it moves to the 2-1 space (the front right space in FIG. 8) of the second row 122 of the second tank, and proceeds along path b.
  • each of the first communication hole 123 and the second communication hole 124 has one to three tubes 150. It is desirable to extend the length corresponding to the area to be formed.
  • the arrangement of the first and second communication holes 123 and 124 in which the top, bottom, left and right are offset, and the top and bottom/left and right spatial separation positions by the cross baffle 130 and the half baffle 140 are appropriately combined.
  • smooth passage of the heat exchange medium in the second tank 120 can be realized.
  • a separate tank with a separate structure for cross-processing was provided, which increases the complexity of the header assembly and is not compatible with existing heat exchangers, reducing productivity and economic efficiency. There were performance problems such as falling, space utilization deteriorated due to the overall increase in volume, and stagnation occurred.
  • the basic form of the heat exchanger 100 of the present invention is almost the same as the existing 4-pass 2-row heat exchanger, but it has a simple structure using the positions of communication holes and the shape and arrangement of baffles, etc., so that the heat exchange medium flows smoothly. Make sure it can be done. Accordingly, according to the present invention, various problems of conventional heat exchangers as described above can be fundamentally eliminated.

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 4패스 2열 열교환기에 있어서 특수한 형태의 배플 및 이에 맞추어 배치된 연통홀을 이용하여 헤더탱크에서의 열교환매체의 X턴 즉 교차진행을 실현할 수 있는, 열교환기를 제공함에 있다. 특히 본 발명의 목적은, 종래의 2열 열교환기 구성을 거의 그대로 가져오되 배플 및 연통홀만을 추가함으로써 X턴을 실현하여, 결과적으로 종래와의 호환성을 극대화할 수 있는, 열교환기를 제공함에 있다.

Description

Ｘ턴 열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4개의 패스가 형성되는 2열 열교환기에서 일측탱크에서 열교환매체 진행경로가 서로 교차하도록 형성되는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진 룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라, 엔진 등과 같은 차량 내 각 부품을 냉각하거나 또는 차량 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 응축기 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비된다. 이와 같은 열교환기들은 일반적으로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환함으로써 냉각 또는 방열이 이루어지게 된다. 이러한 열교환기는 일반적으로, 복수 개가 서로 병렬 배치되어 냉매가 유통되는 튜브 및 상기 튜브들로 이루어진 튜브열의 양단에 구비되는 한 쌍의 헤더탱크를 포함하는 형태로 형성된다.
열교환기에서의 열교환매체 진행경로는 열교환기의 용도나 구비위치 등에 따라 다양하게 달라지는데, 대개 튜브가 1열로 형성되거나 또는 전후방향으로 2열 배치되게 형성된다. 2열 열교환기의 경우 냉매패스가 다양하게 형성가능한데, 예를 들어 제1열 및 제2열이 각각 1개의 패스를 형성하는 2패스, 제1열 또는 제2열 중 하나가 나뉘어 2개의 패스를 형성하고 나머지는 1개의 패스를 형성하는 3패스, 제1열 및 제2열이 각각 2개의 패스를 형성하는 4패스 등이 있을 수 있다.
도 1은 일반적인 4패스 2열 열교환기 열교환매체 진행경로를 간략히 도시하고 있다. 도면에 그려진 바를 기준으로, 열교환매체는 제1열로 유입되어 제1코어를 모두 통과한 후에, 제2열로 넘어가서 제2코어를 모두 통과하고 나서 배출된다. 이에 따라 열교환매체는, 도 1에서 ① - ② - ③ - ④ 순으로 진행하게 된다. 즉 전방코어, 후방코어가 각각 2개씩의 패스를 가지게 되어 전체적으로 4패스를 형성하게 되는 것이다.
이처럼 2열 열교환기가 4패스를 형성하게 되면 코어 전체적으로 열교환매체가 보다 고르게 분산되기 때문에 열교환성능의 향상을 기대할 수 있다. 그러나 다른 관점으로 보자면, 2패스와 비교하였을 때 압력강하량이 증가하고, 유로길이도 약 2배 증가한다. 또한 각 패스에 포함된 튜브 개수가 적기 때문에 열교환매체의 유속도 약 2배 증가하게 된다. 열교환매체의 압력강하량이 크면 유입구측의 포화온도 및 배출구측의 포화온도 차이가 커지며, 이에 따라 평균포화온도가 높아져 외부공기와의 온도차가 줄어들게 되어, 결과적으로 열교환성능이 저하될 우려가 있다.
이처럼 4패스 2열 열교환기에서 열교환매체의 분산이 유리하다는 장점이 약화되는 문제를 해소하기 위하여, 열교환매체의 진행경로를 개선하고자 하는 시도가 있어 왔다. 일본특허공개 제2017-003140호("냉매 증발기", 2017.01.05, 이하 '선행문헌')에서는, 전방코어 및 후방코어 각각에서는 열교환매체 진행경로가 모두 동일하게 형성되게 함으로써 열교환성능의 향상을 도모한다. 선행문헌에서는 열교환매체 진행경로를 맞추기 위해서 헤더탱크에서 열교환매체가 교차진행할 수 있는 유로가 형성되게 하는데, 이러한 헤더탱크에서의 교차진행이 이루어질 수 있도록 별도의 헤더탱크를 더 구비하게 한다.
이처럼 종래에는 X턴(즉 교차진행) 구현을 위해 하측탱크를 3열로 구성하는 등과 같이 추가적인 부품이 필요하다. 이는 헤더어셈블리 구조복잡화에 따른 비용상승을 야기하며, 종래의 생산설비와의 호환이 불가능하여 설비를 교체해야 하는 문제도 있다. 또한 헤더어셈블리 높이증가로 인하여 패키징이 불리해질 뿐만 아니라, 하측탱크의 체적증가로 인하여 저유량조건의 냉매, 오일 등의 열교환매체의 경우 고임현상이 발생할 우려도 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 일본특허공개 제2017-003140호("냉매 증발기", 2017.01.05.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 4패스 2열 열교환기에 있어서 특수한 형태의 배플 및 이에 맞추어 배치된 연통홀을 이용하여 헤더탱크에서의 열교환매체의 X턴 즉 교차진행을 실현할 수 있는, 열교환기를 제공함에 있다. 특히 본 발명의 목적은, 종래의 2열 열교환기 구성을 거의 그대로 가져오되 배플 및 연통홀만을 추가함으로써 X턴을 실현하여, 결과적으로 종래와의 호환성을 극대화할 수 있는 열교환기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기(100)는, 내부에 유체유동공간이 형성되는 제1탱크(110); 내부에 유체유동공간이 형성되며 상기 제1탱크의 하측으로 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 제2탱크(120); 및 상기 제1탱크(110) 및 상기 제2탱크(120)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하며 2열로 배열되는 복수 개의 튜브(150);를 포함하며, 상기 제1탱크(110)는 제1격벽(115)에 의해 제1탱크 제1열(111)과 제1탱크 제2열(112)로 구획되고, 상기 제2탱크(120)는 제2격벽(125)에 의해 제2탱크 제1열(121)과 제2탱크 제2열(122)로 구획되고, 상기 복수 개의 튜브는 튜브 제1열 및 튜브 제2열로 배열되고, 상기 제2탱크 제1열(121)의 유체유동공간이 제1-1공간 및 제1-2공간으로 분리되고, 상기 제2탱크 제2열(122)의 유체유동공간이 제2-1공간 및 제2-2공간으로 분리되도록 형성되어, 열교환매체가 상기 제1-1공간에서 상기 제2-2공간으로 및 상기 제1-2공간에서 상기 제2-1공간으로 교차진행 될 수 있다.
또한 상기 제2격벽(125) 상에 형성되며 길이방향으로 이격배치되는 제1연통홀(123) 및 제2연통홀(124); 상기 제2탱크 제1열(121) 또는 상기 제2탱크 제2열(122)의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 교차배플(130); 상기 제2탱크(120)의 상기 교차배플(130)이 배치된 열이 아닌 다른 열의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 하프배플(140); 을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 길이방향으로 이격배치되되, 높이방향으로도 이격배치 될 수 있다.
또한 열교환매체가 유입되는 유입구가 상기 제1탱크 제1열(111)에 형성되고,
열교환매체가 배출되는 배출구가 상기 제1탱크의 제2열(112)에 형성될 수 있다.
또한 열교환매체가 상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열(111), 상기 튜브(150) 제1열, 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-1공간, 상기 제2탱크 제2열(122)의 제2-2공간, 상기 튜브(150) 제2열, 상기 제1탱크 제2열(112), 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제1진행경로(①-②) 및 상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열(111), 상기 튜브(150) 제1열, 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-2공간, 상기 제2탱크 제2열(122)의 제2-1공간, 상기 튜브(150) 제2열, 상기 제1탱크 제2열(112), 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제2진행경로(ⓐ-ⓑ) 중 선택되는 어느 하나의 진행경로를 따라 유통될 수 있다.
또한 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 길이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 상기 하프배플(140)이 배치될 수 있다.
또한 상기 교차배플(130)은, 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하는 제1배플부(131), 상기 제1배플부(131)과 서로 다른 높이에 배치되며 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하는 제2배플부(132), 양단에 상기 제1, 2배플부(131)(132)가 형성되어 상기 제1, 2배플부(131)(132)를 서로 연결하며, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 높이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 배치되어 열교환매체의 흐름을 높이방향으로 분리하는 연결부(133)를 포함할 수 있다.
또한 상기 열교환기(100)는, 상기 제1, 2배플부(131)(132) 사이에 상기 제1, 2연통홀(123)(134)이 형성될 수 있다.
또한 상기 교차배플(130)은, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 높이방향으로 이격배치된 방향을 따라 상기 제1배플부(131) 및 상기 제2배플부(132)가 상방 또는 하방으로 연장형성될 수 있다.
또한 상기 교차배플(130)은, 상기 제2격벽(125)에 걸리는 걸림부(134)를 포함하고, 상기 걸림부(134)는 상기 제2격벽의 끝단에 걸리도록 상기 제1배플부(131) 또는 상기 제2배플부(132) 중 하나에 형성될 수 있다.
또한 상기 열교환기(100)는, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124) 각각이, 상기 튜브(150) 1개 내지 3개가 형성되는 영역에 해당하는 길이만큼 연장형성될 수 있다.
또한 상기 열교환기(100)는, 상기 제1연통홀(123) 및 이와 인접한 상기 제2탱크(120) 끝단 사이의 거리가 상기 제2연통홀(124) 및 이와 인접한 상기 제2탱크(120) 끝단 사이의 거리가 서로 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 4패스 2열 열교환기에서 헤더탱크에서의 열교환매체의 X턴 즉 교차진행이 이루어지도록 하여 결과적으로 2패스에 상응하는 흐름이 이루어지게 함으로써, 4패스의 장점인 열교환매체의 균일한 분산과 2패스의 장점인 유로저항 개선 및 압력강하량 저감 등의 효과를 동시에 달성할 수 있는 큰 효과가 있다.
한편 종래에도 하측탱크에서 X턴 즉 교차진행이 이루어지게 하는 열교환기 구조가 다양한 설계로서 제시된 바 있으나, 특히 본 발명에 의하면 복잡한 형태의 추가탱크 등을 구비하지 않고도 X턴을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 즉 종래에는 X턴을 위한 별도의 헤더탱크를 필요로 하였으며, 이에 따라 헤더어셈블리 구조복잡화에 따른 비용상승 문제, 종래의 생산설비와의 호환이 불가능함에 따른 설비교체 문제 등의 경제적 문제들이 있었고, 헤더어셈블리 높이증가로 인한 패키징 불리 문제, 하측탱크의 체적증가로 인한 저유량조건 열교환매체의 고임발생 문제 등 성능적 문제들이 있었다. 그러나 본 발명에 의하면 이러한 문제들이 원천적으로 배제되며, 기존의 열교환기 구성에 배플 및 연통홀만 추가하면 되기 때문에 종래의 생산설비를 거의 그대로 활용할 수 있어, 높은 호환성 및 이에 내재된 높은 경제성을 갖는다는 큰 효과가 있다.
도 1은 일반적인 4패스 2열 열교환기 열교환매체 진행경로.
도 2는 종래의 열교환기의 열교환매체 진행경로 예시.
도 2는 본 발명의 열교환기의 구성도.
도 3은 본 발명의 열교환기의 열교환매체 진행경로(사시도).
도 4는 본 발명의 열교환기의 열교환매체 제1, 2진행경로(사시도).
도 5는 본 발명의 열교환기의 열교환매체 진행경로(정면도).
도 6은 본 발명의 열교환기의 X턴구조 확대도.
도 7은 교차배플의 사시도.
도 8은 X턴구조에서의 열교환매체 진행경로 상세도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 열교환기의 구성도를 간략히 도시한 것이다. 일반적인 2열 열교환기와 유사하게, 본 발명의 열교환기(100)도 기본적으로는 상하방향으로 이격배치된 제1탱크(110) 및 제2탱크(120), 더불어 탱크들(110)(120) 사이에 배열 구비되는 복수 개의 튜브(150)를 포함하며, 모두가 전후 2열로 형성된다. 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 제1탱크(110)는 내부에 유체유동공간을 형성하며 제1격벽(115)에 의해 전후방향으로 2열로 형성되며, 상기 제2탱크(120)는 내부에 유체유동공간을 형성하며 제2격벽(125)에 의해 전후방향으로 2열로 형성되고 상기 제1탱크(110)의 하측으로 일정거리 이격되어 나란하게 배치된다. 본 발명에서는 제1탱크 제1열(111) 및 제2열을 각각 제1탱크 제1열(111) 및 제1탱크 제2열(112)로 표시하고, 상기 제2탱크(120)의 제1열 및 제2열을 각각 제2탱크 제1열(121) 및 제2탱크 제2열(122)로 표시하였다. 또한 복수 개의 상기 튜브(150)는 상기 제1탱크(110) 및 상기 제2탱크(120)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하며 전후방향으로 2열로 배열된다. 여기에서, 본 발명의 열교환기(100)는 증발기일 수 있고, 또한 열교환매체는 냉매일 수 있다.
부연하건대, 여기에서 "전방", "후방"은 단순히 도면 상에서의 설명을 편리하게 하기 위해 도면에 보이는 대로 지시한 것이다. 한편 일반적으로 열교환기의 경우 외부공기의 진행방향을 기준으로 전방/후방을 표시하기도 하는데, 본 발명에서의 전방/후방은 이와 일치할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 발명에서는 어디까지나 열교환기 내부에서의 열교환매체 흐름을 설명함에 있어서의 편의성을 고려하여 전방/후방을 지칭한 것일 뿐이므로, 외부공기의 진행방향과는 무관하다. 물론 이후 설명에 사용되는 "좌측", "우측", "상방", "하방"과 같은 방향지시 역시 이러한 관점에서 이해되어야 한다.
상술한 바와 같은 기본적인 구성에 더하여, 본 발명에서는, 상기 열교환기(100)가 먼저 제2탱크 제1열(121)의 유체유동공간이 제1-1공간 및 제1-2공간으로 분리되고, 제2탱크 제2열(122)의 유체유동공간이 제2-1공간 및 제2-2공간으로 분리되도록 형성된다. 또한 상기 열교환기(100)는, 열교환매체가 제1-1공간에서 제2-2공간으로 및 제1-2공간에서 제2-1공간으로 교차진행되도록 형성된다.
도 3은 본 발명의 열교환기의 열교환매체 모든 진행경로를, 도 4는 도 3의 진행경로들을 제1, 2진행경로별로 나누어 도시한 것이며, 도 5는 도 3의 진행경로들을 정면에서 본 것을 제1, 2열별로 나누어 도시한 것이다. 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 열교환기(100)에서의 열교환매체 진행경로를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
기본적으로 본 발명의 열교환기(100)는, 도 1에 도시된 4패스 2열 열교환기와 유사한 형태로 영역이 분리되며, 제1탱크 제1열(111)에 열교환매체가 유입되는 유입구 및 제1탱크 제2열(112)에 열교환매체가 배출되는 배출구가 구비되도록 형성된다. 그러나 4패스 2열 열교환기에서 제1열/제2열 각각에서 열교환매체가 상방/하방 모두의 방향으로 진행하는 것과는 달리, 본 발명의 열교환기(100)에서는 제1열에서는 열교환매체가 하방으로만 진행하고, 제2열에서는 열교환매체가 상방으로만 진행한다. 이와 같이 열교환매체가 진행되도록 하기 위해서 상기 제2탱크(120)에서는, 도 3의 점선으로 표시되어 있는 바와 같이 열교환매체가 교차진행, 즉 X턴되게 된다.
보다 구체적으로 설명하자면, 먼저 도 4 상측도면을 참조하면, 열교환매체 중 일부는 상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열(111), 상기 튜브(150) 제1열, 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-1공간, 상기 제2탱크 제2열(122)의 제2-2공간, 상기 튜브(150) 제2열, 상기 제1탱크 제2열(112), 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제1진행경로(①-②)를 따라 유통된다. 또한 도 4 하측도면을 참조하면, 열교환매체 중 나머지 일부는 상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열(111), 상기 튜브(150) 제1열, 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-2공간, 상기 제2탱크 제2열(122)의 제2-1공간, 상기 튜브(150) 제2열, 상기 제1탱크 제2열(112), 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제2진행경로(ⓐ-ⓑ)를 따라 유통된다.
만일 이와 같이 X턴되지 않는다면, ①패스를 따라 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-1공간으로 진행되어 온 열교환매체는, 상기 제2탱크 제1열(121)의 제1-2공간을 지나 ⓐ패스를 따라 상기 제1탱크(110) 제2-2공간으로 진행하게 될 것이다. 그러면 열교환매체가 좌측제1열(①)에서는 하방진행, 우측제1열(ⓐ)에서는 상방진행하게 된다. 또한 제2열공간으로 넘어간 열교환매체는 ②패스, ⓑ패스를 순차적으로 진행하게 될 것이며, 결국 우측제2열(②)에서는 하방진행, 좌측제2열(ⓑ)에서는 상방진행하게 된다. 즉 도 1에 도시된 4패스 2열 열교환기와 같은 열교환매체 진행경로가 형성되는 것이다. 그런데 앞서도 설명한 바와 같이, 이와 같은 진행경로는 열교환매체를 전체적으로 고르게 분산시키는 장점이 있는 반면 유로길이 및 유로저항을 증가시키고, 유입구 및 배출구에서의 압력강하량 차이로 인한 포화온도 차이도 증가시켜, 결과적으로 전체적인 열교환성능을 저하시킬 우려가 있었다.
본 발명에서는 4패스 2열 열교환기에서의 열교환기 균일분산의 장점을 그대로 가져오되, 제2탱크에서 열교환매체가 교차진행(X턴)하게 함으로써, 전체적으로는 결국 2패스에 상응하는 형태로 열교환매체 진행경로가 형성되게 한다. 도 5 상측도면은 제1열에서의 열교환매체 진행경로를, 하측도면은 제2열에서의 열교환매체 진행경로를 각각 도시한 것이다. 본 발명의 열교환기(100)에서는 상술한 바와 같이 제2탱크에서 열교환매체가 교차진행함에 따라, 좌측제1열(①) 및 우측제1열(ⓐ)에서는 열교환매체가 모두 하방진행, 우측제2열(②) 및 좌측제2열(ⓑ)에서는 열교환매체가 모두 상방진행하게 된다. 즉 제1열/제2열로 나누어 보면 결국 주로 열교환이 일어나는 코어부분(튜브로 이루어진 부분)에서는 2패스 2열 열교환기에서와 마찬가지의 열교환매체 흐름이 형성되게 된다. 이에 따라 4패스 2열 열교환기의 유로길이, 유로저항, 압력강하량 증가 및 이에 따른 유입구/배출구 간 포화온도차이 증가 등과 같은 열교환성능 저하요인이 원천적으로 배제되어, 열교환성능을 훨씬 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이처럼 본 발명의 열교환기(100)는 2열 열교환기 내 영역을 4패스처럼 분리하되 중간에 교차진행되는 경로를 포함함으로써 2패스처럼 운용된다. 이 때 분리되는 영역이 좌우 어느 한쪽으로 편향되는 것은 열교환매체 분산을 불균일하게 할 우려가 있으므로, 열교환매체가 교차진행되는 위치가 상기 열교환기(100)의 좌우방향 중심 부근에 형성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 제1연통홀(123) 및 이와 인접한 상기 제2탱크(120) 끝단 사이의 거리가 상기 제2연통홀(124) 및 이와 인접한 상기 제2탱크(120) 끝단 사이의 거리가 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라 본 발명의 열교환기는, 한 쌍의 연통홀 및 간단하지만 특수한 형태의 배플들을 이용함으로써 열교환매체의 교차진행을 매우 효과적으로 실현한다. 이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3의 사시도 및 도 5의 정면도에 간략화되어 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 열교환기(100)는, 상기 제2격벽(125) 상에 형성되며 길이방향으로 이격배치되는 제1연통홀(123) 및 제2연통홀(124)을 포함한다. 또한 상기 제2탱크 제1열(121) 또는 상기 제2탱크 제2열(122)의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 교차배플(130), 상기 제2탱크(120)의 상기 교차배플(130)이 배치된 열이 아닌 다른 열의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 하프배플(140)도 포함한다. 도면들 상에서는 예시적으로 상기 교차배플(130)이 제1열에, 상기 하프배플(140)이 제2열에 구비되는 것으로 도시되나, 이들이 서로 바뀌어 배치되어도 무방하다(즉 상기 교차배플(130)이 제2열에, 상기 하프배플(140)이 제1열에 구비되어도 된다). 다만 본 발명에서는 간결한 설명을 위하여 도면 상에 도시된 바를 기준으로 설명하기로 한다.
상기 하프배플(140)은, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 길이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 구비된다. 즉 상기 하프배플(140)에 의해서, 상기 제1연통홀(123)이 포함되는 공간 및 상기 제2연통홀(124)이 포함되는 공간이 좌우분리가 되는 것이다. 이 때 X턴 교차진행이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는, 상기 하프배플(140)이 배치된 열이 아닌 다른 열 즉 상기 교차배플(130)이 배치된 열에서, 상기 제1연통홀(123)이 포함되는 공간 및 상기 제2연통홀(124)이 포함되는 공간의 좌우가 바뀌어야 한다. 이 때 연통홀들의 좌우방향 위치를 바꿀 수는 없기 때문에, 공간분리가 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 높이방향으로도 이격배치되도록 한다. 이 때, 도 3 상측도면에 도시된 바와 같이, 상기 교차배플(130)은 상하방향으로 이격된 연통홀들 사이에 배치되는 부분 및 이들 끝단에서 연장되어 공간을 분리하는 부분들로 이루어진 형태로 됨으로써, 연통홀들이 상기 하프배플(140)이 나눈 제2열의 좌우공간과 반대로 된 제1열의 좌우공간에 포함되도록 한다.
도 6은 본 발명의 열교환기의 X턴구조 확대도 및 도 7은 교차배플의 사시도이다. 보다 구체적으로 설명하자면, 도 6은 상기 제2탱크(120)에서 탱크부분을 떼어내고 헤더부분만 남겨서 내부구조가 보이도록 하고 하측방향에서 바라본 것을 도시한 것이다. 이에 따라 도 5에 도시된 연통홀들 위치 및 배플들 배치 등이 뒤집어져 보이고 있다. 도 6에서는 연통홀들 등과의 연결관계를 보여주기 위하여 상기 교차배플(130)을 반투명하게 도시하였으며, 도 7에서는 상기 교차배플(130)만을 따로 명확하게 도시하였다. 도 6 및 도 7을 통해 상기 교차배플(130)의 형태 및 배치위치 등을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 교차배플(130)은, 도시된 바와 같이 한 쌍의 배플부들(131)(132) 및 이들을 서로 연결하는 연결부(133)를 포함한다. 상기 연결부(133)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 높이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 배치되어 수평으로 공간을 분리하여, 결과적으로 열교환매체의 흐름을 높이방향으로 분리한다. 한 쌍의 배플부들 중 하나인 제1배플부(131)는 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하며, 다른 하나인 제2배플부(132) 역시 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하되 상기 제1배플부(131)와 서로 다른 높이에 배치된다. 보다 구체적으로, 상기 제1배플부(131)는 상기 연결부(133)의 일측끝단에 구비되며 상기 연결부(133)과 함께 상기 제1연통홀(123)을 감싸는 형태로 연장되어 수직으로 공간을 분리하여, 결과적으로 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리한다. 또한 상기 제2배플부(132)는 상기 연결부(133)의 타측끝단에 구비되며 상기 연결부(133)와 함께 상기 제2연통홀(124)을 감싸는 형태로 연장되어 수직으로 공간을 분리하여, 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리한다.
도 5에서는 상기 제1연통홀(123)이 상측/상기 제2연통홀(124)이 하측에 배치되게 하고 있다(도 6은 도 5를 뒤집어놓은 모양이므로 상기 제1연통홀(123)이 하측에 있는 것처럼 보이지만 도 5와 같이 상기 열교환기(100)가 똑바로 서 있게 한다면 도 5와 마찬가지로 상기 제1연통홀(123)이 상측/상기 제2연통홀(124)이 하측에 배치되는 형태이다). 물론 이는 하나의 예시일 뿐으로, 상기 제1연통홀(123)이 하측/상기 제2연통홀(124)이 상측에 배치되게 하여도 무방하다. 연통홀들의 상하방향이 어떻게 형성되든 간에, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124)이 높이방향으로 이격배치된 방향을 따라 상기 제1배플부(131) 및 상기 제2배플부(132)가 상방 또는 하방으로 연장형성되게 하기만 하면, 각각의 수직부가 각각의 연통홀들을 감싸는 형태가 형성될 수 있게 된다.
부가적으로, 상기 교차배플(130)은 상기 제2격벽(125)과의 보다 견고한 결합을 형성하기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1배플부(131) 또는 상기 제2배플부(132) 중 선택되는 어느 하나가 상기 제2격벽(125) 끝단과 만나는 위치에 상기 제2격벽(125)에 걸리도록 형성되는 걸림부(134)를 포함하는 것이 바람직하다.
도 8은 X턴구조에서의 열교환매체 진행경로 상세도를 도시한 것이다. 앞서 도 6은 상기 제2탱크(120)에서 탱크부분을 떼어내고 헤더부분만 남겨서 내부구조가 보이도록 하고 하측방향에서 바라본 것을 도시한 것이라고 설명하였다. 도 6은 전방에서 바라본 것인 반면, 도 8은 도 6과 동일한 부분을 후방에서 바라본 것이다. 도 8에서도 확인되는 바와 같이, ①패스를 따라 제2탱크 제1열(121)의 제1-1공간(도 8 상에서는 후방우측공간)으로 진행되어 온 열교환매체는, 상기 교차배플(130)에 의해 상기 제1연통홀(123)을 통과하여 제2열(122)의 제2-2공간(도 8 상에서는 전방좌측공간)으로 넘어가서 ②패스를 따라 진행하게 된다. 또한 ⓐ패스를 따라 제2탱크 제1열(121)의 제1-2공간(도 8 상에서는 후방좌측공간)으로 진행되어 온 열교환매체는, 상기 교차배플(130)에 의해 상기 제2연통홀(124)을 통과하여 제2탱크 제2열(122)의 제2-1공간(도 8 상에서는 전방우측공간)으로 넘어가서 ⓑ패스를 따라 진행하게 된다.
부가적으로, 상기 제1, 2연통홀(123)(124)이 지나치게 짧을 경우 유로저항이 커질 우려가 있고, 지나치게 길 경우 원치않는 진행경로로 누출되는 열교환매체가 생길 수 있으므로, 상기 제1, 2연통홀(123)(124)의 길이가 적절하게 형성될 필요가 있다. 이 때 다수의 실험결과에 따르면, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1연통홀(123) 및 상기 제2연통홀(124) 각각이, 상기 튜브(150) 1개 내지 3개가 형성되는 영역에 해당하는 길이만큼 연장형성되는 것이 바람직하다.
이처럼 본 발명에서는, 상기 제1, 2연통홀(123)(124)의 상하좌우가 어긋난 배치, 상기 교차배플(130) 및 상기 하프배플(140)에 의한 상하/좌우 공간분리위치가 적절하게 조합됨으로써, 상기 제2탱크(120)에서 열교환매체의 원활한 교차진행이 실현될 수 있게 된다. 종래의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 교차진행 실현을 위한 별도의 구조가 형성된 별도의 탱크가 더 구비되도록 하는 바람에, 헤더조립체의 복잡성이 증가하고 기존의 열교환기와 전혀 호환되지 않아 생산성 및 경제성이 떨어지고, 전체적인 부피증가로 인하여 공간활용성 등도 나빠지며 고임현상이 발생하는 등 성능적인 문제도 있었다. 그러나 본 발명의 열교환기(100)는, 기본적인 형태는 기존의 4패스 2열 열교환기와 거의 동일하되, 연통홀들의 위치 및 배플들의 형태와 배치 등을 이용하여 단순한 구조로서 열교환매체의 교차진행이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라 본 발명에 의하면 상술한 바와 같은 종래의 열교환기들의 여러 문제들을 원천적으로 배제할 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
100 : 열교환기
110 : 제1탱크
111 : 제1탱크 제1열
112 : 제1탱크 제2열
115 : 제1격벽
120 : 제2탱크
121 : 제2탱크 제1열
122 : 제2탱크 제2열
123 : 제1연통홀
124 : 제2연통홀
125 : 제2격벽
130 : 교차배플
131 : 제1배플부
132 : 제2배플부
133 : 연결부
134 : 걸림부
140 : 하프배플
150 : 튜브

Claims (12)

  1. 내부에 유체유동공간이 형성되는 제1탱크;
    내부에 유체유동공간이 형성되며 상기 제1탱크의 하측으로 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 제2탱크; 및
    상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하며 2열로 배열되는 복수 개의 튜브;를 포함하며,
    상기 제1탱크는 제1격벽에 의해 제1탱크 제1열과 제1탱크 제2열로 구획되고,
    상기 제2탱크는 제2격벽에 의해 제2탱크 제1열과 제2탱크 제2열로 구획되고,
    상기 복수 개의 튜브는 튜브 제1열 및 튜브 제2열로 배열되고,
    상기 제2탱크 제1열의 유체유동공간이 제1-1공간 및 제1-2공간으로 분리되고, 상기 제2탱크 제2열의 유체유동공간이 제2-1공간 및 제2-2공간으로 분리되도록 형성되어,
    열교환매체가 상기 제1-1공간에서 상기 제2-2공간으로 및 상기 제1-2공간에서 상기 제2-1공간으로 교차진행되는,
    열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2격벽 상에 형성되며 길이방향으로 이격배치되는 제1연통홀 및 제2연통홀;
    상기 제2탱크 제1열 또는 상기 제2탱크 제2열의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 교차배플;
    상기 제2탱크의 상기 교차배플이 배치된 열이 아닌 다른 열의 유체유동공간을 길이방향으로 2개 공간으로 분리하는 하프배플;
    을 포함하는 열교환기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1연통홀 및 상기 제2연통홀이 길이방향으로 이격배치되되, 높이방향으로도 이격배치되는 열교환기.
  4. 제 1항에 있어서,
    열교환매체가 유입되는 유입구가 상기 제1탱크 제1열에 형성되고,
    열교환매체가 배출되는 배출구가 상기 제1탱크의 제2열에 형성되는,
    열교환기.
  5. 제 4항에 있어서,
    열교환매체가,
    상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열, 상기 튜브 제1열, 상기 제2탱크 제1열의 제1-1공간, 상기 제2탱크 제2열의 제2-2공간, 상기 튜브 제2열, 상기 제1탱크 제2열, 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제1진행경로 및
    상기 유입구, 상기 제1탱크 제1열, 상기 튜브 제1열, 상기 제2탱크 제1열의 제1-2공간, 상기 제2탱크 제2열의 제2-1공간, 상기 튜브 제2열, 상기 제1탱크 제2열, 상기 배출구를 순차적으로 통과하도록 진행되는 제2진행경로 중 선택되는 어느 하나의 진행경로를 따라 유통되는,
    열교환기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1연통홀 및 상기 제2연통홀이 길이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 상기 하프배플이 배치되는 열교환기.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 교차배플은,
    열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하는 제1배플부,
    상기 제1배플부과 서로 다른 높이에 배치되며 열교환매체의 흐름을 길이방향으로 분리하는 제2배플부,
    양단에 상기 제1, 2배플부가 형성되어 상기 제1, 2배플부를 서로 연결하며, 상기 제1연통홀 및 상기 제2연통홀이 높이방향으로 이격배치되는 사이의 위치에 배치되어 열교환매체의 흐름을 높이방향으로 분리하는 연결부를 포함하는,
    열교환기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1, 2배플부 사이에 상기 제1, 2연통홀이 형성되는 열교환기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 교차배플은,
    상기 제1연통홀 및 상기 제2연통홀이 높이방향으로 이격배치된 방향을 따라 상기 제1배플부 및 상기 제2배플부가 상방 또는 하방으로 연장형성되는,
    열교환기.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 교차배플은,
    상기 제2격벽에 걸리는 걸림부를 포함하고,
    상기 걸림부는 상기 제2격벽의 끝단에 걸리도록 상기 제1배플부 또는 상기 제2배플부 중 하나에 형성되는,
    열교환기.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 제1연통홀 및 상기 제2연통홀 각각이, 상기 튜브 1개 내지 3개가 형성되는 영역에 해당하는 길이만큼 연장형성되는,
    열교환기.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 제1연통홀 및 이와 인접한 상기 제2탱크 끝단 사이의 거리가 상기 제2연통홀 및 이와 인접한 상기 제2탱크 끝단 사이의 거리가 서로 동일하게 형성되는,
    열교환기.
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