KR19990074845A - 병렬 플로우식 열 교환기 - Google Patents

Abstract

냉매가 유입되는 유입관과, 냉매가 유출되는 유출관과, 유입관과 유출관 사이에 다수의 수직부를 가지도록 설치되며, 그 내부에는 단면적이 서로 다른 다수의 냉매 통로가 구획된 편평관, 및 편평관의 인접한 한 쌍의 수직부 사이에 설치되는 물결 형상의 다수의 핀 유닛을 포함하는 병렬 플로우식 열 교환기가 개시되어 있다. 개시된 바에 따르면, 편평관의 내부에 구획된 다수의 냉매 통로는 각각의 위치에서의 공기와의 열 교환 효율이 높을수록 큰 단면적을 가진다. 따라서, 공기와의 열 교환 효율이 높은 위치의 냉매 통로일수록 많은 양의 냉매가 흐르게 되고, 열 교환 효율이 낮은 위치의 냉매 통로에는 적은 양의 냉매가 흐르게 되므로, 각각의 냉매 통로에서의 열 교환 성능이 크게 향상된다.

Description

병렬 플로우식 열 교환기

본 발명은 편평관을 가지는 병렬 플로우식 열 교환기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 편평관 내부에 병렬로 배치된 다수의 냉매 통로가 각각 다른 크기의 단면적을 가지는 병렬 플로우식 열 교환기에 관한 것이다.

병렬 플로우식 열 교환기는 납작한 편평관에 핀이 부착된 형태를 가지고 있으며, 알루미늄 재질로 이루어져 있다. 따라서, 이러한 병렬 플로우식 열 교환기는 무게가 가볍고 재활용이 용이하며, 무엇보다도 단위 체적당 열 교환 능력이 통상의 핀-관 형식의 열 교환기에 비하여 탁월한 것으로 알려져 있다.

이러한 병렬 플로우식 열 교환기의 일 예가 1982년 10월 12일에 일본국 니폰덴소사(Nippondenso Co., Ltd)에 허여된 미국 특허 제 4,353,224호에 개시되어 있다. 이 특허를 참조하면, 병렬 플로우식 열 교환기는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매가 유입되는 유입관(3)과, 냉매가 유출되는 유출관(4), 유입관(3)과, 유출관(4) 사이에 설치되며, 다수의 수직부를 가지는 편평관(2), 및 편평관(2)의 인접한 한 쌍의 수직부 사이에 설치되는 디수의 물결 모양의 핀 유닛(fin unit; 1)을 포함한다. 편평관(2)은 도 2에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 그 내부에 길이 방향을 따라 일정한 단면적을 가지도록 구획된 다수의 냉매 통로(2a)를 가진다.

그런데, 열 교환기의 열 교환 효율은 냉매와 공기의 온도 차이에 의해 크게 좌우된다. 따라서, 유입되는 공기와 가장 먼저 접하는 측의 냉매 통로에서는 냉매와 공기의 온도 차이가 크기 때문에 열 교환 효율이 높게 나타난다. 반면, 공기가 유출되는 측으로 갈수록 앞쪽에 위치된 냉매 통로를 거치면서 열 교환된 공기의 온도가 낮아져 있기 때문에, 공기와 냉매의 온도 차이가 작아진다. 따라서, 공기가 유출되는 측의 냉매 통로에서는 열 교환 효율이 낮게 나타나게 된다.

그러나, 종래의 병렬 플로우식 열 교환기는 편평관의 내부에 구획된 다수의 냉매 통로가 동일한 단면적을 가지기 때문에 각 냉매 통로에는 동일한 양의 냉매가 흐르게 된다.

따라서, 각 냉매 통로의 위치에 따라 열 교환 효율이 다름에도 불구하고 냉매 통로가 모두 동일한 단면적을 가짐으로써 열 교환기 전체의 열 교환 성능이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 편평관 내부의 냉매 통로의 각각의 위치에 따른 열 교환 효율에 따라 그 내부를 흐르는 냉매의 유량을 다르게 함으로써, 각각의 냉매 통로에서의 열 교환 성능을 향상시켜 열 교환기 전체의 열 교환 성능을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 병렬 플로우식 열 교환기의 일 예를 보인 사시도.

도 2는 도 1의 요부 횡단면도.

도 3은 본 발명에 따른 병렬 플로우식 열 교환기의 주요부인 편평관을 도시한 요부 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 ; 핀 유닛 12 ; 편평관

12a ~ 12f ; 냉매 통로

상기와 같은 목적은, 냉매가 유입되는 유입관과, 냉매가 유출되는 유출관과, 유입관과 유출관 사이에 다수의 수직부를 가지도록 설치되며, 그 내부에는 단면적이 서로 다른 다수의 냉매 통로가 구획된 편평관, 및 편평관의 인접한 한 쌍의 수직부 사이에 설치되는 물결 형상의 다수의 핀 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 병렬 플로우식 열 교환기에 의해 달성된다.

여기서, 편평관의 내부에 구획된 다수의 냉매 통로는 각각의 위치에서의 공기와의 열 교환 효율이 높을수록 큰 단면적을 가진다.

이에 따르면, 공기와의 열 교환 효율이 높은 위치의 냉매 통로일수록 많은 양의 냉매가 흐르게 되고, 열 교환 효율이 낮은 위치의 냉매 통로에는 적은 양의 냉매가 흐르게 되므로, 각각의 냉매 통로에서의 열 교환 성능이 크게 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 병렬 플로우식 열 교환기를 보다 상세하게 설명한다.

도 3에 본 발명에 따른 병렬 플로우식 열 교환기의 평편관을 잘라서 보인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 병렬 플로우식 열 교환기는 냉매가 유입되는 유입관과, 냉매가 유출되는 유출관, 유입관과 유출관 사이에 다수의 수직부를 가지도록 설치되는 편평관, 및 편평관의 서로 인접한 한 쌍의 수직부 사이에 설치되는 다수의 핀 유닛을 포함하여 이루어진다(도 1 참조)

도 2에서 참조 부호 11은 핀 유닛이며, 12는 편평관이다. 편평관(12)은 그의 내부에 길이 방향을 따라 구획된 다수의 냉매 통로(12a ~ 12f)를 가지며, 이들 다수의 냉매 통로(12a ~ 12f)는 그 위치에 따라서 그 단면적이 다르게 형성된다.

즉, 수직부 사이로 지나가는 공기가 유입되는 측의 냉매 통로(12a)에서 그 단면적이 가장 크게 형성되며, 여기서부터 공기가 유출되는 측으로 갈수록 냉매 통로의 단면적은 작아져 공기가 유출되는 측의 냉매 통로(12f)는 가장 작은 단면적을 가진다. 참고로, 도면에서 화살표는 공기가 지나가는 방향을 나타낸 것이다.

이렇게 편평관 내부에서의 위치에 따라 각 냉매 통로(12a~12f)의 단면적을 다르게 한 이유는 공기가 유입되는 측으로부터 공기가 유출되는 측으로 갈수록 냉매와 공기의 온도 차이가 점점 작아지기 때문이다. 다시 말하면, 공기가 유입되는 측으로부터 공기가 유출되는 측으로 갈수록 냉매와 공기의 열 교환 효율이 낮아지기 때문이다.

따라서, 공기와 냉매의 열 교환 효율이 가장 높은 위치, 즉 공기가 유입되는 측의 냉매 통로(12a)의 단면적을 가장 크게 하여 공기와 열 교환되는 냉매의 유량을 가장 많게 하고, 공기와 냉매의 열 교환 효율이 낮은 위치, 즉 공기가 유출되는 측의 냉매 통로(12f)의 단면적을 작게 형성함으로써 공기와 열 교환되는 냉매의 유량을 적게 한 것이다.

이와 같이 되어, 편평관 내부의 냉매 통로를 흐르는 냉매는 그 위치에 관계없이 동일한 유출 온도를 가지게 되며, 열 교환 성능이 최대로 될 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명은, 편평관 내부에 구획된 다수의 냉매 통로가 공기와의 열 교환 효율이 높은 곳에서 큰 단면적을 가지며, 열 교환 효율이 낮은 곳으로 갈수록 그 단면적이 좁아지도록 되어 있다. 따라서 각각의 냉매 통로에서의 열 교환 성능이 크게 향상되고, 이에 따른 열 교환기 전체의 열 교환 성능이 크게 향상되는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 냉매가 유입되는 유입관;

   냉매가 유출되는 유출관;

   상기 유입관과 유출관 사이에 다수의 수직부를 가지도록 설치되며, 그 내부에는 단면적이 서로 다른 다수의 냉매 통로가 구획된 편평관; 및

   상기 편평관의 인접한 한 쌍의 수직부 사이에 설치되는 물결 형상의 다수의 핀 유닛을 포함하는 병렬 플로우식 열 교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편평관의 내부에 구획된 다수의 냉매 통로는 각각의 위치에서의 공기와의 열 교환 효율이 높을수록 큰 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 병렬 플로우식 열 교환기.