KR100600781B1

KR100600781B1 - 공기조화기의 열교환기

Info

Publication number: KR100600781B1
Application number: KR1020050046665A
Authority: KR
Inventors: 최득관; 장진혁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-07-18

Abstract

본 발명은 내부에서 냉매가 통과되는 튜브에 루버핀을 설치하여 구성된 공기조화기의 열교환기에 관한 것으로서, 특히 열교환기를 통과하는 전체 작동유체 중에 열교환이 이루어는 작동유체의 양을 증가시킬 수 있는 공기조화기의 열교환기에 관한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 열교환기는 튜브의 후방에서 상기 튜브와 튜브 사이에 배치되도록 냉매가 통과되는 극세관을 설치하여 상기 튜브 사이를 관통한 작동유체가 상기 열교환기의 후단부에 이르러 상하로 분할되면서 상기 극세관과 접촉되어 재차 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 열교환기를 통과하는 작동유체가 열교환되는 비율을 높임으로써 열교환기의 열교환 효율을 높이는 효과가 있다.

튜브, 루버핀, 작동유체, 극세관, 덕트 유동률, 냉매. 안착홈.

Description

공기조화기의 열교환기 { Heat exchanger for air-conditioner }

도 1은 일반적인 공기조화기의 실외기의 구성이 도시된 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 공기조화기의 열교환기가 도시된 사시도,

도 3은 도 2의 A방향에서 바라본 정면도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기가 도시된 사시도,

도 5는 도 4의 A-A면이 도시된 단면도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기가 도시된 사시도,

도 7은 도 6의 A-A면이 도시된 단면도,

도 8은 도 4 및 도 6의 B방향에서 바라본 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 루버핀 50a: 관삽입공

50b: 안착홈 60: 튜브

70: 극세관

도 1은 일반적인 공기조화기의 실외기의 구성이 도시된 사시도이다.

일반적인 공기조화기의 실외기는 도 1에 도시된 바와 같이, 실내기(미도시)로부터 유입되는 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 압축된 냉매를 방열시켜 점차적으로 액체상태로 응축시키는 열교환기(4)와, 상기 열교환기(4)를 방열시키기 위하여 실외측 공기를 흡입하여 토출시키는 송풍팬(6)과, 상기 송풍팬(6)을 회전 구동시키는 모터(8)를 포함하여 구성된다.

일반적으로 열교환기는 냉매와 작동유체 사이에 열교환 작용이 일어나도록 하는 장치로써, 상기와 같은 공기조화기의 실,내외기와 냉장고 등의 다양한 곳에 적용된다.

도 2는 종래기술에 따른 공기조화기의 열교환기가 도시된 사시도이고, 도 3은 도 2의 A방향에서 바라본 정면도이다.

종래 기술에 따른 공기조화기의 열교환기는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 루버핀(10)이 소정의 간격을 두고 적층되게 설치되고, 상기 루버핀(10)을 관 통하도록 복수개의 튜브(20)가 서로 평행하게 설치된다.

여기서, 상기 튜브(20)는 그 내부로 냉매가 통과되고, 상기 루버핀(10)은 상기 튜브(20)를 통과하는 냉매가 상기 튜브(20)의 주위를 지나는 공기 등과 같은 작동유체와 열교환되는 면적을 넓히도록 상기 튜브(20)에 수직하게 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 열교환기는 도 3에 도시된 바와 같이, 전면에서부터 흘러오는 공기 등의 작동유체가 상기 튜브(20) 및 상기 루버핀(10)과 접촉하면서 상기 열교환기를 통과하게 되고, 이때 작동유체는 상기 튜브(20) 및 상기 루버핀(10)과의 접촉면을 통해 상기 작동유체의 가장자리부(a영역)는 상기 튜브(20) 내의 냉매와 열교환이 일어난다.

한편, 작동유체가 상기 열교환기를 관통할때 상기 작동유체의 중심부(b영역)는 상기 튜브(20) 및 상기 루버핀(10)의 접촉면에서 상당거리 이격되어 있으므로 그 곳에 있는 작동유체는 냉매와 상호 열전달이 이루어지지 않으므로 열교환되지 않은 채 통과되기도 하는데, 일반적으로 상기 열교환기를 통과하는 전체 작동유체량에 대한 상기 열교환기에서 열교환되지 않고 통과하는 작동유체량의 비율을 덕트 유동률이라고 한다.

이러한 덕트 유동률은 상기 작동유체와의 열교환 면적을 넓히기 위한 상기 루버핀(10)의 간격이나 상기 튜브(20)의 상하 간격이 커지거나, 상기 열교환기를 통과하는 작동유체의 속도가 빠를수록 증가하게 된다.

그러나, 종래의 공기조화기의 열교환기는 작동유체가 관통되는 튜브(20)와 루버핀(10)이 이루는 공간이 넓어 열교환능력이 저하되므로, 이를 보완하기 위하여 상기 루버핀(10)의 설치 간격을 좁게하여 더욱 많은 수량의 루버핀(10)을 설치하거나 열교환기의 크기를 크게하여야 할 필요가 있는데 이렇게 되면 재료비 등의 비용이 증가되고 상기 열교환기가 설치되는 제품의 부피가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열교환기를 통과하는 전체 작동유체 중에서 열교환되지 않고 통과하는 작동유체의 양을 최소화할 수 있는 공기조화기의 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환기는 냉매가 통과되는 튜브와, 상기 튜브 내의 냉매와 작동유체사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브 사이에 소정간격을 두고 설치된 루버핀과, 상기 튜브에서 열교환되지 않고 통과된 작동유체를 열교환시키기 위하여 상기 루버핀의 후단에 접하여 고정되고 상기 튜브에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환기는 냉매가 통과되는 튜브와, 상기 튜브 내의 냉매와 작동유체사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브 사이에 소정간격을 두고 설치되고 후단에 안착홈이 형성된 루버핀과, 상기 튜브에서 열교환되지 않고 통과된 작동유체를 열교환시키기 위하여 상기 안착홈에 삽입되어 고정되고 상기 튜브에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관으로 구성된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에서 냉매가 통과되는 튜브(60)와, 상기 튜브(60) 내의 냉매와 작동유체사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브(60) 사이에 소정간격을 두고 설치된 루버핀(50)과, 상기 튜브(60)에서 열교환되지 않고 통과된 작동유체를 열교환시키기 위하여 상기 루버핀(50)의 후단에 접하여 고정되고 상기 튜브(60)에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관(70)으로 구성된다.

상기 루버핀(50)에는 상기 튜브(60)가 관통하여 삽입될 수 있도록 관삽입공(50a)이 길이방향으로 서로 지그재그를 이루도록 형성되고, 상기 튜브(60)는 서로 평행이 되도록 상기 관삽입공(50a)에 삽입되어 설치된다.

그리고, 상기 극세관(70)은 상기 튜브(60)와 평행하게 설치되되, 상기 튜브(60) 사이를 관통한 작동유체가 상기 열교환기의 후단부에 이르러 상기 극세관(70)에 의하여 양측으로 분할되면서 재차 상기 극세관(70) 내의 냉매와 열교환이 이루어질 수 있도록 상기 튜브(60)의 후방에서 상기 튜브(60)와 튜브(60) 사이에 배치되도록 고정된다.

이때, 상기 열교환기의 열교환 능력은 상기 열교환기를 통과하는 작동유체의 속도에 의하여 달라지게 되므로, 상기 열교환기를 통과하는 작동유체의 속도가 빠른 특정부분에서의 열교환 능력을 높이기 위하여 국부적으로 상기 극세관(70)을 설치할 수 있다.

가령, 상기 열교환기의 상부에서 작동유체의 속도가 빠르게 진행된다면 상기 루버핀(50)의 상측부 후단에만 상기 극세관(70)을 설치하여 비용절감과 함께 열교환기의 열교환 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 극세관(70)은 상기 루버핀(50)의 후단에서 용착되어 결합된다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 내부에서 냉매가 통과되는 튜브(60)와, 상기 튜브(60) 내의 냉매와 작동유체사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브(60) 사이에 소정간격을 두고 설치되고 후단에 안착홈(50b)이 형성된 루버핀(50)과, 상기 튜브(60)에서 열교환되지 않고 통과된 작동유체를 열교환시키기 위하여 상기 안착홈(50b)에 삽입되어 고정되고 상기 튜브(60)에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관(70)으로 구성된다.

여기서, 상기 극세관(70)은 상기 루버핀(50)의 후단에서 상기 안착홈(50b)에 끼움되어 결합되므로 별도의 체결수단이 필요없이 상기 루버핀(50)에 결합되어 고정되게 된다.

한편, 제 2 실시예에 따른 상기 루버핀(50)의 구조 및 상기 극세관(70)의 배치 구조는 상기한 제 1 실시예의 열교환기와 동일하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 8은 도 4 및 도 6의 B방향에서 바라본 정면도이다.

열교환기의 전면에서부터 흘러오는 작동유체가 상기 튜브(60)를 통과하게 되 면 상기 튜브(60) 및 상기 루버핀(50)과 접촉하면서 상기 열교환기를 통과하게 되고, 이때 작동유체는 상기 튜브(60) 및 상기 루버핀(50)과의 접촉면을 통해 상기 튜브(60) 내의 냉매와 열교환이 일어난다.

여기서, 상기 튜브(60)와 상기 루버핀(50)을 통과하면서 열교환되지 않고 덕트 유동화 된 작동유체는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(60)의 후방을 지나면서 상기 극세관(70)에 접촉되어 상기 극세관(70) 내의 냉매와 재차 열교환되어 상기 열교환기의 열교환 효율을 높이게 된다.

이때, 작동유체는 상기 열교환기를 통과하면서 상기 극세관(70)에 의해 상하 양측으로 분할되어, 상기 튜브(60)와 상기 루버핀(50) 및 극세관(70)과 접촉되어 통과되는 전체 작동유체(a,b영역)에 대하여 열교환되지 않고 상기 열교환기를 통과하는 작동유체(b영역)가 차지하는 비율인 덕트 유동율이 감소하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기는 튜브의 후방에서 상기 튜브와 튜브 사이에 배치되도록 냉매가 통과되는 극세관을 설치하여 상기 튜브 사이를 관통한 작동유체가 상기 열교환기의 후단부에 이르러 상하로 분할되면서 상기 극세관과 접촉되어 재차 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 열교환기를 통과하는 작동유체가 열교환되는 비율을 높임으로써 열교환기의 열교환 효율을 높이는 효과가 있다.

Claims

냉매가 통과되는 튜브와, 상기 튜브 내의 냉매와 공기사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브 사이에 소정간격을 두고 설치된 루버핀과, 상기 튜브에서 열교환되지 않고 통과된 공기를 열교환시키기 위하여 상기 루버핀의 후단에 접하여 고정되고 상기 튜브에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
제 1 항에 있어서,

상기 극세관은 상기 튜브와 평행하도록 설치됨과 아울러 상기 튜브 사이를 관통한 작동유체가 상기 극세관에 의해 분할되도록 상기 튜브의 후방에서 상기 튜브의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
제 1 항에 있어서,

상기 극세관은 상기 루버핀에 용착되어 결합된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
냉매가 통과되는 튜브와, 상기 튜브 내의 냉매와 공기사이의 열교환 면적이 증가되도록 상기 튜브 사이에 소정간격을 두고 설치되고 후단에 안착홈이 형성된 루버핀과, 상기 튜브에서 열교환되지 않고 통과된 공기를 열교환시키기 위하여 상 기 안착홈에 삽입되어 고정되고 상기 튜브에서 유입된 냉매가 통과되는 극세관으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.