KR200480763Y1 - 증발기용 냉각핀 - Google Patents

Abstract

본 고안은 증발기용 냉각핀에 관한 것으로서, 증발기에서는 냉매가 지나가면서 열을 빼앗기는 과정에서 결로 현상이 일어나 냉각핀 및 냉매관에 물이 응결되어 하부로 떨어지게 되는데 이러한 물이 머물도록 하여 증발기의 냉각 효율을 높일 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
사각의 판형으로 이루어져 복수 개가 수직으로 입설되어 일정 간격으로 배열되고, 냉매가 이동하는 냉매관이 복수 개의 관통홀을 관통하는 경로를 가지도록 하는 증발기용 냉각핀(cooling fin)에 있어서;
상기 냉각핀은 상하 인접한 관통홀의 사이에 후방 하향으로 절곡된 후 수직 하부로 절곡 하부에 위치한 관통홀 보다 아래로 연장되고, 후방으로 절곡된 후 다시 수직 상부로 절곡되고 이후 전방 상부로 절곡된 후 수직 상부로 절곡되는 절곡부가 복수 개 형성되고;
상기 절곡부의 절곡된 사이에 응결된 물이 고일 수 있는 물고임홈이 형성되며;
상기 관통홀과 연통되어 냉매관이 관통하도록 하는 두 개의 제2 관통홀이 상기 절곡부에 형성됨을 특징으로 하는 증발기용 냉각핀에 관한 것이다.

Description

증발기용 냉각핀{The cooling fin for an evaporator}

본 고안은 증발기용 냉각핀에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 증발기에서는 냉매가 지나가면서 열을 빼앗기는 과정에서 결로 현상이 일어나 냉각핀 및 냉매관에 물이 응결되어 하부로 떨어지게 되는데 이러한 물이 머물도록 하여 증발기의 냉각 효율을 높일 수 있도록 하기 위하여 개발된 증발기용 냉각핀에 관한 것이다.

열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽(傳熱壁)을 통해서 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치로 대표적인 장치로 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등을 예로 들 수 있다.

일반적으로 에어컨, 냉장고 등에 설치되는 냉각장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브와 증발기로 구성되는데, 냉매를 이용하여 주위 공기로부터 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 것이며, 가장 핵심적인 부분은 열을 흡수하는 증발기라고 할 수 있다.

도 8은 일반적인 증발기의 구조를 나타낸 사시도로서, 양측 지지판넬(11)의 사이에 복수 개의 냉각핀(12)이 일정 간격으로 입설되고, 일측으로 냉매가 유입되는 냉매관(13)이 냉각핀(12)의 사이를 왕복하면서 냉매가 흐르도록 하는 증발기(1)를 나타내었다.

증발기는 응축기에서 액체 상태의 냉매를 팽창밸브를 통하여 기체 상태로 공급받는데 기체 상태로 된 냉매는 저온 상태이므로 증발기는 냉매가 순환하는 냉매관 외주에 부설된 냉각핀에 의하여 주위의 공기 중에서 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 것이다.

이와 같이 공기를 냉각시키는 증발기의 성능은 냉각핀의 재질과 접열 면적에 따라 결정되므로, 냉각핀은 열전달 계수가 높은 금속으로 제작하고 접열 면적을 최대로 형성하여 주위 공기로부터 최대한 많은 열을 흡수할 수 있도록 한다.

하지만 증발기의 냉각핀 표면의 온도는 저온 상태이므로 주위 공기에 함유되어 있는 수분이 냉각핀 표면에 얼어붙어 성애가 발생하거나 결로 현상에 의한 수분이 응결되는데 이를 제거하기 위한 제상(除霜)히터를 설치하면 별도의 에너지를 소비하는 것으로 효율이 떨어지는 원인이 되는 것이다.

(특허 문헌 1) 대힌문국특허등록 제10-0088342-0000호 (1995년08월25일) (특허 문헌 2) 대한민국실용신안등록 제20-0129601-0000호 (1998년08월21일) (특허 문헌 3) 대한민국특허등록 제10-0226417-0000호 (1999년07월27일) (특허 문헌 4) 대한민국실용신안등록 제20-0366204-0000호 (2004년10월20일) (특허 문헌 5) 대한민국특허등록 제10-0991458-0000호 (2010년10월27일)

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 증발기에서 발생하는 응결되는 물을 증발기에 머물도록 하여 열교환이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 증발기용 냉각핀을 개발하는 것에 있다.

또한 냉매관과 냉각핀의 접촉 면적을 늘릴 수 있는 증발기용 냉각핀을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 사각의 판형으로 이루어져 복수 개가 수직으로 입설되어 일정 간격으로 배열되고, 냉매가 이동하는 냉매관이 복수 개의 관통홀을 관통하는 경로를 가지도록 하는 증발기용 냉각핀(cooling fin)에 있어서;
상기 냉각핀은 상하 인접한 관통홀의 사이에 후방 하향으로 절곡된 후 수직 하부로 절곡 하부에 위치한 관통홀 보다 아래로 연장되고, 후방으로 절곡된 후 다시 수직 상부로 절곡되고 이후 전방 상부로 절곡된 후 수직 상부로 절곡되는 절곡부가 복수 개 형성되고;
상기 절곡부의 절곡된 사이에 응결된 물이 고일 수 있는 물고임홈이 형성되며;

상기 관통홀과 연통되어 냉매관이 관통하도록 하는 두 개의 제2 관통홀이 상기 절곡부에 형성됨을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

아울러, 상기 냉각핀의 양측에는 수직으로 입설되어 절곡부에 의하여 형성된 물고임홈의 양측을 막는 측면판넬이 장착됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 증발기에서 발생하는 응결되는 물이 냉각핀이 절곡되어 형성되는 물고임홈에 고이도록 하여 차가운 냉기를 머금은 물에 의하여 열교환이 더욱 원활하게 이루어질 수 있어 증발기의 효율이 증가하는 효과가 있다.

또한, 기존에 냉각핀에 형성된 관통홀을 냉매관이 관통하면서 관통홀의 내경면으로만 냉매관의 열이 직접적으로 전달되던 것을 추가적인 절곡밀착부를 형성하여 접촉 면적을 늘여 냉각핀에 보다 많은 냉열이 전달될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 냉각핀을 나타낸 사시도
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 개념도
도 3은 본 고안의 제1 확대 실시 예에 따른 개념도
도 4는 본 고안의 제2 확대 실시 예에 따른 개념도
도 5는 본 고안의 제3 확대 실시 예에 따른 개념도
도 6은 본 고안의 제4 확대 실시 예에 따른 개념도
도 7은 본 고안의 제5 확대 실시 예에 따른 개념도
도 8은 일반적인 증발기의 구조를 나타낸 사시도

이에 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 냉각핀을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 개념도로서, 사각의 판형으로 이루어져 복수 개가 수직으로 입설되어 일정 간격으로 배열되고, 냉매(2)가 이동하는 냉매관(13)이 복수 개의 관통홀(121)을 관통하는 경로를 가지도록 하는 증발기용 냉각핀(12; cooling fin)에 있어서;

상기 냉각핀(12)은 상하 인접한 관통홀(121)의 사이에 후방 하향으로 절곡된 후 전방 상향으로 절곡되는 절곡부(14)가 복수 개 형성되고, 상기 절곡부(14)의 절곡된 사이에 응결된 물이 고일 수 있는 물고임홈(15)이 형성됨을 특징으로 하는 증발기용 냉각핀을 나타내었다.

상기 실시 예는 증발기가 가동하면서 발생하는 응결된 물은 냉기를 가지고 있는 것으로 이러한 물이 그대로 아래로 떨어지는 것 보다 응결된 물이 가진 냉기를 이용하여 냉각을 할 수 있도록 하는 것은 열효율을 높일 수 있기 때문에 형성한 실시 예이다.

또 다른 측면으로는 응결된 물이 하부로 떨어지면 증발기 주변이 오염되고, 냉각핀(12)의 여기저기 응결된 상태를 유지하는 것보다 모일 수 있는 공간을 두어 흘어내리도록 하는 것이 냉각과정에 도움이 되기 때문이다.

또한 절곡부(14)는 냉각핀(12)의 면적을 넓히도록 하여 냉각효율을 높일 수 있게 되며, 냉각핀(12)에서의 핀은 영어로 PIN이 아닌 FIN으로 얇고 넓은 형상을 가진 것을 말하는 것이다.

도 3은 본 고안의 제1 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 냉각핀(12)의 인접한 절곡부(14)의 사이는 지면과 수직에서 소정각도 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

양측 절곡부(14)의 사이가 수직으로 이루어진 것 보다 약간의 기울기를 주면 응결된 물이 모이는 것과 물고임홈(15)으로 더욱 잘 흘러내리도록 하는 효과가 있다.

도 4는 본 고안의 제2 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 절곡부(14)는 후방 하향으로 절곡된 후 연직 상부로 절곡되는 제1 절곡부(141)와, 제1 절곡부(141)의 상단에서 다시 전방 하향으로 절곡된 후 수직 상부로 연장되는 제2 절곡부(142)로 이루어지는 더브테일 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 먼저 냉각핀(12)의 표면적을 더 넓힐 수 있는 구조로서, 냉각 효율을 높일 수 있도록 하고, 물고임홈(15)이 두 군데가 형성된다.

도 5는 본 고안의 제3 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 절곡부(14)는 후방으로 수직 절곡된 후 하부로 수직 절곡되고 하부의 냉매관(13)과 밀착하면서 후방으로 절곡된 후 상부로 절곡되는 제3 절곡부(143)와, 제3 절곡부(143)와 상하 대칭으로 형성되어 상부의 냉매관(13)과 밀착하는 제4 절곡부(144)로 이루어짐을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 냉매관(13)이 관통홀(121)의 내경만으로 접촉하여 열이 전달되는 것보다. 도면에서 도시된 바와 같이 절곡된 일부의 면이 냉매관(13)과 접촉할 수 있도록 하여 접촉에 의한 열전달이 커지면서 냉각핀(12)에 의한 냉각 효율이 높아질 수 있도록 하기 위하여 제시한 실시 예이다.

도 6은 본 고안의 제4 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 절곡부(14)는 후방 하향으로 절곡된 후 수직 하부로 절곡 하부에 위치한 관통홀(121) 보다 아래로 연장되고, 후방으로 절곡된 후 다시 수직 상부로 절곡되고 이후 전방 상부로 절곡된 후 수직 상부로 절곡되어 형성되며;

상기 관통홀(121)과 연통되어 냉매관(13)이 관통하도록 하는 두 개의 제2 관통홀(145)이 상기 절곡부(14)에 형성됨을 특징으로 하는실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 전술한 실시 예와 유사하게 냉매관(13)과 하나의 냉각핀(12)이 접촉하는 면적을 넓히기 위한 방법으로 두 개의 제2 관통홀(145)에 의하여 이루어진다.

또한 물이 고임에 따라 고인 물고임홈(15)을 관통하는 냉매관(13)의 외면과 물이 접촉하여 고인 물에 의한 냉각효과가 커지는 것 또한 기대할 수 있다.

도 7은 본 고안의 제5 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 냉각핀(12)의 양측에는 수직으로 입설되어 절곡부(14)에 의하여 형성된 물고임홈(15)의 양측을 막는 측면판넬(16)이 장착됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 물고임홈(15)에 의하여 고인 응결된 물이 측방향으로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 방법으로 야윽을 측면판넬(16)로 막은 후 용접 고정하도록 하여 물이 빠지는 것을 방지하도록 하는 실시 예이다.

1 : 증발기
11 : 지지판넬
12 : 냉각핀
121 : 관통홀
13 : 냉매관
14 : 절곡부
141 : 제1 절곡부 142 : 제2 절곡부
143 : 제3 절곡부 144 : 제4 절곡부
145 : 제2 관통홀
15 : 물고임홈
16 : 측면판넬
2 : 냉매

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 사각의 판형으로 이루어져 복수 개가 수직으로 입설되어 일정 간격으로 배열되고, 냉매(2)가 이동하는 냉매관(13)이 복수 개의 관통홀(121)을 관통하는 경로를 가지도록 하는 증발기용 냉각핀(12; cooling fin)에 있어서;
   상기 냉각핀(12)은 상하 인접한 관통홀(121)의 사이에 후방 하향으로 절곡된 후 수직 하부로 절곡 하부에 위치한 관통홀(121) 보다 아래로 연장되고, 후방으로 절곡된 후 다시 수직 상부로 절곡되고 이후 전방 상부로 절곡된 후 수직 상부로 절곡되는 절곡부(14)가 복수 개 형성되고;
   상기 절곡부(14)의 절곡된 사이에 응결된 물이 고일 수 있는 물고임홈(15)이 형성되며;
   상기 관통홀(121)과 연통되어 냉매관(13)이 관통하도록 하는 두 개의 제2 관통홀(145)이 상기 절곡부(14)에 형성됨을 특징으로 하는 증발기용 냉각핀.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 냉각핀(12)의 양측에는 수직으로 입설되어 절곡부(14)에 의하여 형성된 물고임홈(15)의 양측을 막는 측면판넬(16)이 장착됨을 특징으로 하는 증발기용 냉각핀.

Images