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KR101104284B1 - 열교환기 - Google Patents

열교환기 Download PDF

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KR101104284B1
KR101104284B1 KR1020050025866A KR20050025866A KR101104284B1 KR 101104284 B1 KR101104284 B1 KR 101104284B1 KR 1020050025866 A KR1020050025866 A KR 1020050025866A KR 20050025866 A KR20050025866 A KR 20050025866A KR 101104284 B1 KR101104284 B1 KR 101104284B1
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South Korea
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heat exchanger
tank
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tanks
heat exchange
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KR1020050025866A
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오광헌
이덕호
임홍영
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한라공조주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2탱크 타입과 4탱크 타입이 일체로 이루어진 열교환기에서 2탱크측에 인너파이프를 삽입/설치하여 2탱크측의 냉매를 4탱크측으로 이송하거나 2탱크측으로 유입되는 냉매를 균일하게 배분하여 공급함으로서, 구성이 단순화되고 입,출구파이프의 전방배치가 용이함과 아울러 냉매의 편중 및 불균일 영역을 해소하여 열교환기의 표면 온도분포를 균일하게 하고 열교환성능을 향상한 열교환기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 내부에 단일유로(114)를 갖는 다수의 튜브(111)를 적층하여 상,하부에는 상기 단일유로(114)와 연통하는 단일탱크(111a)(111b)가 각각 형성된 제 1 열교환부(110); 상기 제 1 열교환부(110)의 일측에 일체로 설치됨과 아울러 내부에 독립된 복수유로(124)를 갖는 다수의 튜브(121)를 적층하여 상,하부에는 상기 복수유로(124)와 연통하는 복수탱크(121a)(121b)가 각각 형성된 제 2 열교환부(120); 상기 제 1 열교환부(110)의 단일탱크(111a,111b)측에 연통되게 설치되는 입구파이프(170) 및 상기 제 2 열교환부(120)의 복수탱크(121a,121b)측에 연통되게 설치되는 출구파이프(171); 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)를 연통시키는 냉매연결통로(145)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
열교환기, 증발기, 튜브, 제 1 열교환부, 제 2 열교환부, 인너파이프

Description

열교환기{Heat exchanger}
도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 사시도,
도 2는 종래의 열교환기의 냉매흐름을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 정면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 2탱크 타입의 튜브를 분해한 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 4탱크 타입의 튜브를 분해한 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 블랭크 플레이트를 분해한 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 냉매 흐름을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 냉매 흐름을 다르게 구성한 도면,
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기의 다양한 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 열교환기 110: 제 1 열교환부
111a: 상부 단일탱크 111b: 하부 단일탱크
111,121: 튜브 112,122: 플레이트
113,123: 컵 114: 단일유로
115,125: 제 1 비드 116,126: 목비드부
116a,126a: 제 2 비드 116b,126b: 통로
120: 제 2 열교환부 120a: 전방측 열교환부
120b: 후방측 열교환부 121a: 상부 복수탱크
121b: 하부 복수탱크 124: 복수유로
127: 구획비드 128: 연통로
130,180: 블랭크 플레이트 131: 컵
135: 연통부
140,140a: 인너파이프 141,141a: 연통공
145: 냉매연결통로
150: 방열핀 160: 엔드플레이트
161: 리턴유로
170: 입구파이프 171: 출구파이프
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2탱크 타입과 4탱크 타입이 일체로 이루어진 열교환기에서 2탱크측에 인너파이프를 삽입/설치하여 2탱크측의 냉매를 4탱크측으로 이송하거나 2탱크측으로 유입되는 냉매를 균일하게 배분하여 공급함으로서, 구성이 단순화되고 입,출구파이프의 전방배치가 용이함과 아울러 냉매의 편중 및 불균일 영역을 해소하여 열교환기의 표면 온도분포를 균일하게 하고 열교환성능을 향상한 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 그 내부에 열교환매체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 열교환매체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치로서 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기, 라디에이터, 히터코어 등 여러가지 형식의 것이 사용되고 있다.
상기 열교환기 중에서 증발기는 냉매 통로의 구조형식에 따라 분류되는데, 하나의 압출튜브를 다단절곡한 서펜타인 타입, 딤플형상의 플레이트를 적층시킨 라미네이트 타입 등이 대표적이며, 최근에는 복수개의 압출튜브를 사용하는 복수압출튜브 타입의 증발기가 소개되고 있다.
또한, 탱크의 구조에 따라, 1탱크, 2탱크, 4탱크 타입의 증발기가 있다.
도 1 은 4탱크 타입의 증발기를 일예로 나타낸 사시도로서, 일본 실용신안공개 평7-12778호에 개시되어 있으며, 이를 간략히 설명하면, 상기 증발기(1)는 상,하단에 한 쌍의 컵(12)이 형성된 플레이트(11) 두 개를 접합하여 구성된 튜브(10) 를 다수개 적층하여 이루어진다.
그리고, 상기 튜브(10)들을 다수개 적층함으로서 상,하부에는 탱크(2)(3)가 형성되고, 일측에는 냉매를 유입/배출할 수 있도록 입,출구파이프(4)(5)가 구비된다.
따라서, 상기 입구파이프(4)와 연통하는 측에는 입구측 열교환부(20a)가 구성되고, 출구파이프(5)와 연통하는 측에는 출구측 열교환부(20b)가 구성된다.
또한, 상기 입,출구파이프(4)(5)의 반대측에는 상기 입,출구측 열교환부(20a)(20b)를 상호 연통시킬수 있도록 연통부(25)가 설치된다.
한편, 상기 입,출구측 열교환부(20a)(20b)를 복수의 열교환영역(21∼24)으로 구획하도록 상기 상부 탱크(2)의 내부에는 칸막이벽(26)이 나란하게 형성되며, 상기 튜브(10)들 사이에는 열교환을 촉진시키는 방열핀(15)이 개재된다.
상기한 증발기(1)의 냉매흐름을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 입구파이프(4)를 통해 입구측 열교환부(20a)의 상부탱크(2)로 유입된 냉매는 칸막이벽(26)에 의해 구획된 제1열교환영역(21)에서 하강하여 하부탱크(3)로 이동하고, 하부탱크(3)로 이동한 냉매는 이곳에서 리턴한 후 제2열교환영역(22)에서는 상승하여 상부탱크(2)로 이동한다.
이렇게 입구측 열교환부(20a)를 통과한 냉매는 상기 연통부(25)를 통해 출구측 열교환부(20b)의 상부탱크(2)로 유입된다.
상기 출구측 열교환부(20b)의 상부탱크(2)로 유입된 냉매는 칸막이벽(26)에 의해 구획된 제3열교환영역(23)에서 하강하여 하부탱크(3)로 이동하고, 하부탱크 (3)로 이동한 냉매는 이곳에서 리턴한 후 제4열교환영역(24)에서는 상승하여 상부탱크(2)로 이동하며, 이후 출구파이프(5)를 통해 배출된다.
그러나, 상기 4탱크 타입의 증발기(1)는 1탱크 및 2탱크 타입의 증발기에 비해 온도분포는 균일하나 입,출구파이프(4)(5)의 전방배치가 어렵고, 또한 1탱크 및 2탱크 타입의 증발기에 비해 방열성능이 저하되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 2탱크 타입의 우수한 방열성능과 4탱크 타입의 균일한 온도분포의 장점을 혼합한 증발기가 일본특허공개 제 2003-148833호에 개시되어 있긴 하지만, 상기 증발기는 구성이 복잡하고, 입,출구파이프의 전방배치가 여전히 어려운 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 2탱크 타입과 4탱크 타입이 일체로 이루어진 열교환기에서 2탱크측에 인너파이프를 삽입/설치하여 2탱크측의 냉매를 4탱크측으로 이송하거나 2탱크측으로 유입되는 냉매를 균일하게 배분하여 공급함으로서, 구성이 단순화되고 입,출구파이프의 전방배치가 용이함과 아울러 냉매의 편중 및 불균일 영역을 해소하여 열교환기의 표면 온도분포를 균일하게 하고 열교환성능을 향상한 열교환기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부에 단일유로를 갖는 다수의 튜브를 적층하여 상,하부에는 상기 단일유로와 연통하는 단일탱크가 각각 형성된 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부의 일측에 일체로 설치됨과 아울러 내부에 독립된 복수유로를 갖는 다수의 튜브를 적층하여 상,하부에는 상기 복수유로와 연통하는 복수탱크가 각각 형성된 제 2 열교환부; 상기 제 1 열교환부의 단일탱크측에 연통되게 설치되는 입구파이프 및 상기 제 2 열교환부의 복수탱크측에 연통되게 설치되는 출구파이프; 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 연통시키는 냉매연결통로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 정면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 2탱크 타입의 튜브를 분해한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 4탱크 타입의 튜브를 분해한 상태를 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 블랭크 플레이트를 분해한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 냉매 흐름을 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 냉매 흐름을 다르게 구성한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(100)는, 2탱크타입과 4탱크타입이 일체로 이루어진 구조로서, 각각 2탱크타입의 튜브(111)와 4탱크타입의 튜브(121)가 적층되어 이루어진다.
이하, 본 발명에서는 편의상 2탱크측을 제 1 열교환부(110)라하고, 4탱크측을 제 2 열교환부(120)로 하기로 한다.
먼저, 제 1 열교환부(110)에 적층되는 튜브(111)는 한 쌍의 플레이트(112)를 상호 접합하여 이루어지고, 내부에는 단일유로(114)가 형성되며, 상,하단에는 상기 단일유로(114)와 연통하는 컵(113)이 각 플레이트(112)의 외측방향으로 돌출되어 형성된다.
따라서, 상기 튜브(111)를 다수개 적층하게 되면 각 튜브(111)의 컵(113)들이 상호 접합되면서 상,하부 단일탱크(111a)(111b)를 형성하게 된다.
한편, 상기 튜브(111)의 단일유로(114) 입,출구측에는 적어도 하나 이상의 제 2 비드(116a)들로 구획되는 복수개의 통로(116b)를 갖는 목비드부(116)가 형성되어 냉매가 상기 단일유로(114)로 골고루 분배되어 유입되도록 이루어져 있다.
또한, 상기 튜브(111)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(112)에는 상기 단일유로(114)를 따라 다수의 제 1 비드(115)들이 엠보싱 성형방법에 의해 내측으로 돌출되도록 형성되어 있으며, 냉매의 유동성 향상과 난류를 유도하도록 사선방향으로 규칙적으로 격자 배열되어 있다. 아울러 상기 한 쌍의 플레이트(112)에 각각 형성된 제 1 비드(115)들은 서로 접촉된 상태에서 브레이징에 의해 접합되게 된다.
그리고, 상기 제 1 열교환부(110)의 일측에는 제 2 열교환부(120)가 일체로 설치되는데, 상기 제 2 열교환부(120)에 적층되는 튜브(121)는 한 쌍의 플레이트(122)를 상호 접합하여 이루어지고, 내부에는 대략 중앙에 수직으로 형성된 구획비드(127)를 사이에 두고 그 양측으로 독립된 복수유로(124)가 형성되며, 상,하단에는 상기 복수유로(124)와 각각 연통하는 한 쌍의 컵(123)이 각 플레이트(122)의 외측방향으로 나란하게 돌출되어 형성된다.
따라서, 상기 튜브(121)를 다수개 적층하게 되면 각 튜브(121)의 한 쌍의 컵(123)들이 상호 접합되면서 상,하부 복수탱크(121a)(121b)를 형성하게 된다.
또한, 상기 제 2 열교환부(120)에 적층된 튜브(121) 역시 상기 제 1 열교환부(110)에 적층된 튜브(111)와 같이, 상기 복수유로(124)의 각 유로(124) 입,출구측에 제 2 비드(126a)들로 구획된 복수개의 통로(126b)를 갖는 목비드부(126)가 형성됨과 아울러 한 쌍의 플레이트(122)에는 상기 복수유로(124)를 따라 다수의 제 1 비드(125)들이 엠보싱 성형방법에 의해 내측으로 돌출되도록 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 2 열교환부(120)에는 상기 복수유로(124)에 의해 공기유입방향으로부터 전방측 열교환부(120a)와 후방측 열교환부(120b)로 나뉘어지며, 이때 상기 제 1 열교환부(110)로부터 이송되어온 냉매가 후방측 열교환부(120b)로 유입될 경우, 이 냉매가 후방측 열교환부(120b)에서 리턴하여 전방측 열교환부(120a)로 이동할 수 있도록 상기 튜브(121)에는 전,후방측 열교환부(120a)(120b)를 연통시킬 수 있도록 연통로(128)가 형성된다.
즉, 상기 연통로(128)는 상기 튜브(121)의 플레이트(122)에 형성된 한 쌍의 컵(123)을 상호 연통시켜 형성된다.
또한, 상기 연통로(128)는 냉매의 유로 구성에 따라 제 2 열교환부(120)의 상부 복수탱크(121a)측에 형성될 수 도 있고, 하부 복수탱크(121b)측에 형성될 수 도 있다.
이러한 상기 열교환기(100)는 열교환성능이나 과열영역을 고려하여 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 면적을 다르게 구성할 수 있다.
한편, 상기 적층된 튜브(111)(121)들 사이에는 열교환을 촉진시킬 수 있도록 방열핀(150)이 개재되고, 상기 다수의 튜브(111)(121) 및 방열핀(150)들을 보강할 수 있도록 이들의 최외곽에는 엔드 플레이트(160)가 설치된다.
또한, 상기 제 1 열교환부(110)의 단일탱크(111a)에는 냉매를 유입할 수 있도록 입구파이프(170)가 설치되고, 상기 제 2 열교환부(120)의 복수탱크(121a)에는 냉매를 배출할 수 있도록 출구파이프(171)가 설치된다.
그리고, 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)를 연통시킬 수 있도록 냉매연결통로(145)가 구비된다.
상기 냉매연결통로(145)는 상기 제 1 열교환부(110)의 상부 단일탱크(111a)의 내부에 삽입 설치되어 제 1 열교환부(110)에서 열교환을 마친 냉매를 제 2 열교환부(120)의 상부 복수탱크(121a) 중 하나의 탱크(121a)로 이송하는 인너파이프(140)로 이루어진다.
본 발명에서는 상기 인너파이프(140)가 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)를 연결함으로서 제 1 열교환부(110)의 냉매가 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)로 이송되는 냉매유로를 구성하고 있지만, 상기 인너파이프(140)의 위치를 변경할 경우 더욱더 다양한 냉매유로를 구성할 수 있다.
그리고, 도 3 및 도 8과 같이 상기 입구파이프(170)가 상기 인너파이프(140)가 설치된 상부 단일탱크(111a)측에 설치될 경우, 상기 제 1 열교환부(110)의 외측면에 설치된 엔드플레이트(160)에는 상기 인너파이프(140)의 반대측에 있는 하부 단일탱크(111b)와 인너파이프(140)를 연통되게 연결하는 리턴유로(161)가 형성된다.
여기서, 상기 엔드플레이트(160)는 플레이트 두개를 접합하여 그 사이에 리턴유로(161)를 형성하게 된다.
따라서, 상기 입구파이프(170)를 통해 제 1 열교환부(110)의 상부 단일탱크(111a)로 유입된 냉매는 단일유로(114)를 따라 하강한 후 하부 단일탱크(111b)로 이동하고, 이후 상기 엔드플레이트(160)의 리턴유로(161)를 따라 리턴한 후 상기 인너파이프(140)를 거쳐 제 2 열교환부(120)로 이송하게 되는 것이다.
또한, 도 9와 같이 상기 입구파이프(170)가 상기 인너파이프(140)의 반대측에 있는 하부 단일탱크(111b)측에 설치될 경우, 상기 인너파이프(140)에는 제 1 열교환부(110)의 냉매가 인너파이프(140)의 내부로 유입되도록 다수의 연통공(141)이 형성되고, 이때 인너파이프(140)의 외측단부는 폐쇄된다.
따라서, 상기 입구파이프(170)를 통해 제 1 열교환부(110)의 하부 단일탱크(111b)로 유입된 냉매는 단일유로(114)를 따라 상승한 후 상기 인너파이프(140)의 연통공(141)을 통해 인너파이프(140) 내부로 유입되어 제 2 열교환부(120)로 이송하게 되는 것이다.
아울러, 상기 연통공(141)의 크기와 개수 및 간격 등을 조절하여 공기 유동방향의 전후 방향으로 냉매가 균일한 분포가 될 수 있도록 한다. 이는 제 1 열교환부(110)에서 제 2 열교환부(120)로 냉매의 유입시 냉매 불균일을 해소하여 불균일로 나타나는 과열영역을 해소할 수 있게 된다.
한편, 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 사이에는 두 열교환부(110)(120)간에 냉매의 흐름을 차단하도록 상기 인너파이프(140)가 설치되는 곳을 제외하고 나머지 탱크(111a)(111b)(121a)(121b)를 폐쇄시킨 블랭크 플레이트(130)가 설치된다.
즉, 상기 블랭크 플레이트(130)는 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120) 사이의 경계부위에 위치한 마지막 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트에 상기 인너파이프(140)가 설치된 부분을 제외하고 나머지 컵(131)을 폐쇄하여 형성된다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매흐름을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 입구파이프(170)의 설치 위치에 따라 제 1 열교환부(110)에서의 냉매흐름이 달라지게 된다. 따라서 여기서는 상기 입구파이프(170)가 상부 단일탱크(111a)측에 설치된 경우에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 입구파이프(170)를 통해 제 1 열교환부(110)의 상부 단일탱크(111a)로 유입된 냉매는 단일유로(114)를 따라 하강한 후 하부 단일탱크(111b)로 이동하고, 이후 상기 엔드플레이트(160)의 리턴유로(161)를 따라 리턴한 후 상기 인너파이프(140)를 거쳐 제 2 열교환부(120)의 상부 복수탱크(121a) 중 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121a)로 이송된다.
계속해서, 상기 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121a)로 이송된 냉매는 후방 측 열교환부(120b)의 유로(124)를 따라 하강하여 하부 복수탱크(121b)로 이동하게 되고, 하부 복수탱크(121b)로 이동한 냉매는 연통로(128)를 통해 이곳에서 유턴하여 전방측 열교환부(120a)의 유로(124)를 따라 상승하면서 상부 복수탱크(121a)로 이동하게 되고, 이후 출구파이프(171)를 통해 배출되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 열교환기(100)는 2탱크타입과 4탱크타입을 혼합한 구성으로서 2탱크 구조에 의해 방열성능을 향상시키고, 4탱크 구조에 의해 열교환기(100)의 표면 온도분포를 균일하게 할 수 있다.
또한, 구성이 단순하고 입,출구파이프(170)(171)의 전방배치가 용이하여 열교환기(100)를 공조장치 케이스(미도시)에 장착시 냉매배관 설계를 자유롭게 할 수 있는 이점이 있고, 아울러 상기 인너파이프(140)를 사용함으로서 냉매의 편중 및 불균일 영역을 해소하여 과열영역을 해소할 수 있는 것이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기의 다양한 냉매 흐름을 나타내는 도면으로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 부분에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 제 2 실시예는 상기한 제 1 실시예와 냉매연결통로(145)를 다르게 구성한 것으로서, 상기 냉매연결통로(145)는 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 사이에 연통부(135)를 형성하여 이루어진다.
또한, 상기한 제 1 실시예에서의 인너파이프(140)는 제 1 열교환부(110)의 냉매를 제 2 열교환부(120)로 이송하기 위해 사용되었지만, 제 2 실시예에서의 인너파이프(140a)는 상기 입구파이프(170)를 통해 유입된 냉매를 제 1 열교환부(110)로 균일하게 배분할 수 있도록 사용된다.
이러한, 제 2 실시예에서 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)는 상기한 제 1 실시예와 동일한 구조이므로 여기서 그 상세한 설명은 생략하며, 이하, 상기 인너파이프(140a) 및 연통부(135)를 포함하여 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
먼저, 상기 연통부(135)는 상기 제 1 열교환부(110)의 냉매가 상기 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)로 이송할 수 있도록 상기 인너파이프(140a)의 반대측에 있는 하부 단일탱크(111b)와 하부 복수탱크(121b)의 사이를 연통시켜 형성된다. 이에 따라 상기 제 1 열교환부(110)에서 열교환을 마친 냉매는 상기 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)로 유입된다.
여기서, 상기 연통부(135)는 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 사이에 설치되면서 두 열교환부(110)(120)간에 냉매의 흐름을 차단하는 블랭크 플레이트(130)에 형성되는데, 즉, 상기 블랭크 플레이트(130)의 모든 컵(131)은 폐쇄되지만, 상기 하부 복수탱크(121b) 중 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121b)와 상기 하부 단일탱크(111b)를 연결하는 컵(131) 부분은 개방시켜 상기 연통부(135)를 형성하게 된다.
그리고, 상기 인너파이프(140a)는 상기 제 1 열교환부(110)의 상부 단일탱크(111a)의 내부에 삽입 설치되며, 일측이 상기 입구파이프(170)와 연통되게 연결됨 과 아울러 상기 입구파이프로(170)부터 유입된 냉매가 제 1 열교환부(110)로 공급될 수 있도록 다수의 연통공(141a)이 형성된다.
여기서, 상기 연통공(141a)의 크기와 개수 및 간격 등은 냉매가 균일하게 분포될 수 있도록 적절히 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 열교환부(110)와 상기 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)를 연통시키기 위해 상기 연통부(135)가 후방측으로 치우져지게 형성되는데, 따라서, 상기 인너파이프(140a)에 형성된 연통공(141a)을 통해 제 1 열교환부(110)로 공급되는 냉매가 전방측으로 보다 많이 공급되도록 해야 냉매의 불균일을 방지하고 이로 인한 과열영역을 줄일 수 있게 된다.
따라서, 상기 인너파이프(140a)의 전,후측에 형성된 연통공(141a)의 개수나 크기를 후방측 보다는 전방측에 크게 하는것이 바람직하다.
또한, 상기 인너파이프(140a)에 연통되게 설치되는 입구파이프(170)는, 도 10 내지 도 12와 같이 상기 제 1 열교환부(110)의 외측면에 설치할 수 도 있고, 도 13과 같이 제 1 열교환부(110)의 대략 중심영역에 설치할 수 도 있다.
그리고, 상기 제 2 열교환부(120)에는 유동하는 냉매의 상,하 유동수를 증가시켜 과열영역을 더욱 줄일 수 있도록 상기 상,하 복수탱크(121a)(121b) 중 특정부위를 폐쇄하는 블랭크 플레이트(180)가 설치된다. 즉, 상기 블랭크 플레이트(180)는 상기 상,하부 한 쌍의 컵(미도시) 중 하나의 컵을 폐쇄하여 형성되며, 도면에서는 상기 하부 복수탱크(121b) 중 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121b)를 폐쇄함으로서, 제 1 열교환부(110)에서 제 2 열교환부(120)의 후방측 열교환부(120b)로 유 입된 냉매는 상기 블랭크 플레이트(180)에 의해 1회 이상 유턴한 후 하부 복수탱크(121b)에 형성된 연통로(128)를 통해 전방측 열교환부(120a)로 이송된다.
이때, 상기 연통로(128)는 상기 튜브(121)의 플레이트(122)에 형성된 한 쌍의 컵(123)을 상호 연통시켜 형성되는 것이다.
여기서, 상기 후방측 열교환부(120b)와 전방측 열교환부(120a)를 연통시키는 연통로(128)는 상기 블랭크 플레이트(180)의 설치여부에 따라 상부 복수탱크(121a)측에 형성될 수 도 있고 하부 복수탱크(121b)측에 형성될 수 도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 다양한 냉매유로를 형성할 수 있으며, 이 외에도 상기 인너파이프(140a) 및 입,출구파이프(170)(171) 그리고 블랭크 플레이트(180)의 변경을 통해 더욱더 다양한 냉매유로를 형성할 수 있다.
한편, 제 2 실시예에서는 상기 블랭크 플레이트(130)(180)들의 상세한 도면을 도시하지 않았지만, 이는 제 1 실시예의 블랭크 플레이트(130)와 비슷한 형태이기 때문에 도 7 를 참조하면 될 것이다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매흐름을 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
앞서 설명한 바와 같이, 제 2 실시예는 도 11 내지 도 13와 같이 다양한 냉매유로를 형성할 수 있으며, 여기서는 도 11의 경우에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 입구파이프(170)를 통해 상기 인너파이프(140a)로 유입된 냉매는 인너파이프(140a)의 연통공(141a)을 통해 제 1 열교환부(110)의 상부 단일탱크(111a)로 공급되고 상기 상부 단일탱크(111a)로 공급된 냉매는 단일유로(114)를 따라 하강한 후 하부 단일탱크(111b)로 이동하며, 이후 상기 연통부(135)를 통해 상기 제 2 열교환부(120)의 하부 복수탱크(121b) 중 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121b)로 이송된다.
계속해서, 상기 후방측 열교환부(120b)의 탱크(121b)로 이송된 냉매는 후방측 열교환부(120b)의 유로(124)를 따라 상승하여 상부 복수탱크(121a)로 이동하게 되고, 상부 복수탱크(121a)로 이동한 냉매는 상기 연통로(128)를 통해 유턴하여 이번에는 상기 전방측 열교환부(120a)의 유로(124)를 따라 하강하면서 하부 복수탱크(121b)로 이동하게 되며, 이후 출구파이프(171)를 통해 배출되는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 2탱크 타입과 4탱크 타입이 일체로 이루어진 열교환기에서 2탱크측에 인너파이프를 삽입/설치하여 2탱크측의 냉매를 4탱크측으로 이송하거나 2탱크측으로 유입되는 냉매를 균일하게 배분하여 공급함으로서, 구성이 단순화되고 입,출구파이프의 전방배치가 용이함과 아울러 냉매의 편중 및 불균일 영역이 해소되어 열교환기의 표면 온도분포가 균일하게 되며, 열교환성능도 향상된다.

Claims (8)

  1. 내부에 단일유로(114)를 갖는 다수의 튜브(111)를 적층하여 상,하부에는 상기 단일유로(114)와 연통하는 단일탱크(111a)(111b)가 각각 형성된 제 1 열교환부(110);
    상기 제 1 열교환부(110)의 일측에 일체로 설치됨과 아울러 내부에 독립된 복수유로(124)를 갖는 다수의 튜브(121)를 적층하여 상,하부에는 상기 복수유로(124)와 연통하는 복수탱크(121a)(121b)가 각각 형성된 제 2 열교환부(120);
    상기 제 1 열교환부(110)의 단일탱크(111a,111b)측에 연통되게 설치되는 입구파이프(170) 및 상기 제 2 열교환부(120)의 복수탱크(121a,121b)측에 연통되게 설치되는 출구파이프(171);
    상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)를 연통시키는 냉매연결통로(145)를 포함하여 이루어지되,
    상기 냉매연결통로(145)는 상기 제 1 열교환부(110)의 단일탱크(111a) 내부에 삽입 설치되어 제 1 열교환부(110)의 냉매를 제 2 열교환부(120)의 복수탱크(121a) 중 하나의 탱크(121a)로 이송하는 인너파이프(140)인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환부(110)의 외측면에는 상기 인너파이프(140)의 반대측에 있는 단일탱크(111b)와 인너파이프(140)를 연결하는 리턴유로(161)가 형성된 엔드플레이트(160)가 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너파이프(140)에는 제 1 열교환부(110)의 냉매가 내부로 유입되도록 연통공(141)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환부(120)에는 유동하는 냉매의 상,하 유동수를 증가할 수 있도록 상기 복수탱크(121a)(121b) 중 특정부위를 폐쇄하는 블랭크 플레이트(180)가 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 내부에 단일유로(114)를 갖는 다수의 튜브(111)를 적층하여 상,하부에는 상기 단일유로(114)와 연통하는 단일탱크(111a)(111b)가 각각 형성된 제 1 열교환부(110);
    상기 제 1 열교환부(110)의 일측에 일체로 설치됨과 아울러 내부에 독립된 복수유로(124)를 갖는 다수의 튜브(121)를 적층하여 상,하부에는 상기 복수유로(124)와 연통하는 복수탱크(121a)(121b)가 각각 형성된 제 2 열교환부(120);
    상기 제 1 열교환부(110)의 단일탱크(111a,111b)측에 연통되게 설치되는 입구파이프(170) 및 상기 제 2 열교환부(120)의 복수탱크(121a,121b)측에 연통되게 설치되는 출구파이프(171);
    상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)를 연통시키는 냉매연결통로(145)를 포함하여 이루어지되,
    상기 냉매연결통로(145)는 상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 사이에 상기 하나의 단일탱크(111b)와 하나의 복수탱크(121b)를 연통시킨 연통부(135)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연통부(135)의 반대측에 있는 단일탱크(111a)의 내부에는 상기 입구파이프(170)가 연통되게 연결됨과 아울러 입구파이프(170)로부터 유입된 냉매가 제 1 열교환부(110)로 공급될 수 있도록 연통공(141a)이 형성된 인너파이프(140a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환부(110)와 제 2 열교환부(120)의 사이에는 두 열교환부(110)(120)간에 냉매의 흐름을 차단하도록 모든 탱크(111a)(111b)(121a)(121b)를 폐쇄하되 특정부위의 탱크만 개방시킨 블랭크 플레이트(130)가 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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JPH05248732A (ja) * 1992-03-05 1993-09-24 Nippondenso Co Ltd 熱交換器
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