KR101166806B1 - 이중관 및 이를 구비한 열교환기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중관 및 이를 구비한 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도율 측면에서 성능이 우수한 이중관 구조를 제공하여 열교환기의 열교환 효율을 개선시킬 수 있는 이중관 및 이를 구비한 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 이중관은 상기 외관과 상기 내관 사이에 형성된 복수의 격벽 및 내관의 내주면에 형성된 복수의 돌출부를 포함하며 상기 외관, 내관, 복수의 격벽 및 돌출부는 서로 일체로 형성된다.
본 발명의 다른 이중관은 외관과 내관 사이에 형성된 제1 돌출부와 내관 내주면에 형성된 제2 돌출부를 포함하며 외관과 내관이 분리된다.
본 발명의 열교환기는 상기의 이중관과 이들의 일단부에 결합되는 커넥터를 포함한다.
본 발명의 내관과 외관이 분리되는 이중관은 외관의 양단부에 일체로 형성된 확관부에 의해 일체형 커넥터를 형성한다.
본 발명은 상기의 이중관을 갖는 열교환기에 의해 열교환 효율을 개선시켜 냉각 시스템의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이중관은 상기 외관과 상기 내관 사이에 형성된 복수의 격벽 및 내관의 내주면에 형성된 복수의 돌출부를 포함하며 상기 외관, 내관, 복수의 격벽 및 돌출부는 서로 일체로 형성된다.
본 발명의 다른 이중관은 외관과 내관 사이에 형성된 제1 돌출부와 내관 내주면에 형성된 제2 돌출부를 포함하며 외관과 내관이 분리된다.
본 발명의 열교환기는 상기의 이중관과 이들의 일단부에 결합되는 커넥터를 포함한다.
본 발명의 내관과 외관이 분리되는 이중관은 외관의 양단부에 일체로 형성된 확관부에 의해 일체형 커넥터를 형성한다.
본 발명은 상기의 이중관을 갖는 열교환기에 의해 열교환 효율을 개선시켜 냉각 시스템의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 이중관 및 이를 구비한 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도율 측면에서 성능이 우수한 이중관 구조를 제공하여 열교환기의 열교환 효율을 개선시킬 수 있는 이중관 및 이를 구비한 열교환기에 관한 것이다.
차량용 에어컨 장치는 자동차 실내에 찬바람을 송풍하여 냉방하는 자동차에 설치되는 부속장치이다.
이러한 에어컨 장치의 일반적인 냉방 시스템은 통상 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor), 상기 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser), 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 감압하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve), 그리고, 상기 팽창밸브에 의해 감압된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열 작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.
에어컨 장치의 냉방성능을 향상하기 위해 팽창 밸브에 의해 팽창되는 고온 고압의 액상 냉매를 과냉화하고, 증발기에서 배출되는 냉매의 과열도를 적정화할 수 있는 장치가 필요함에 따라 최근 개발되고 있는 냉각 시스템은 팽창밸브 흡입측 및 압축기 흡입측에 소정의 내부 열교환기를 주로 설치하여 사용하고 있다. 이와 같은 내부 열교환기는 이중관 구조로 증발기에서 압축관 사이에 연결되는 내관(Inner Pipe)과 응축기와 팽창밸브 사이에 연결되는 외관(Outer Pipe)으로 구성된다.
내관은 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐르며 외관은 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐르며 이들은 서로 반대 방향으로 흘러 상호 열교환하게 된다. 즉 팽창밸브에 유입되는 고온 고압의 액상 냉매와 증발기에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써 온도를 적정화할 수 있게 된다.
이러한 내부 열교환기는 열전달율이 커야 열교환 효율이 좋게 되는데 이중관의 구조에 의해 크게 좌우된다.
뿐만 아니라 EU 온실가스의 대기방출을 제한하기 위한 목적으로 현재 사용화되고 있는 지구 온난화 물질인 HFC(Hydro-Fluoro-Carbon) 계열의 134a(R134a) 냉매가 앞으로 저온난화 물질인 HFO(Hydro Fluoro Olefin) 계열의 1234yf 냉매로 대체될 추세이며, 앞으로 대체될 1234yf 냉매가 기존의 열교환기에서는 현냉매 즉 R134a에 비해 15% 정도 성능 저하가 발생한다.
부족한 냉매 성능을 개선하기 위해서 압축기, 증발기 및 콘덴서 등 전반적으로 에어컨 장치를 개선해야 하는데 비용적으로 많은 부담이 발생한다.
따라서 냉매 변경에 따른 차량용 에어컨 시스템의 효율 및 성능을 향상시키기 위해 열교환기의 성능 저하의 개선이 필요하겠다.
따라서 본 발명의 목적은 이중관 구조에 의해 열교환기의 열교환 효율을 개선시켜 냉각 시스템의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이중관은 상기 외관과 상기 내관 사이에서 길이 방향으로 연장 형성되며 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 복수의 격벽 및 상기 복수의 격벽 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 내관의 내주면으로부터 내관 중심 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이중관 열교환기는 상기 이중관 및 상기 이중관의 일단부에 결합되는 커넥터를 포함하며, 상기 커넥터는 한 쪽에는 상기 이중관이 그대로 삽입될 수 있는 외관 개구부가 형성되고, 다른 쪽에는 상기 이중관 중 상기 내관과 직경이 동일한 다른 배관이 삽입될 수 있는 내관 개구부가 형성되며, 내부에는 상기 이중관 중 상기 내관과 상기 외관 사이 유로와 연결될 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은 이중관의 구조에 의해 냉매의 열전도율을 향상시켜 차량용 에어컨 시스템의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이중관의 구조에 의해 외관 및 내관의 두께를 최소화할 수 있다.
본 발명은 이중관을 갖는 열교환기에 의해 열교환 효율을 개선시켜 냉각 시스템의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기의 일체형 이중관의 사시도.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 변형예들을 나타내는 사시도.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기의 커넥터의 사시도.
도 3b는 본 발명의 도 3a의 변형예를 나타내는 사시도.
도 4a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 4b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중관 열교환기의 분리형 이중관의 사시도.
도 6a와 도 6b는 도 5의 변형예들을 나타내는 사시도.
도 7a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 7b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 8은 분리형 이중관의 외관에 일체로 형성된 일체형 커넥터를 나타내는 사시도.
도 9는 도 8의 일체형 커넥터를 가진 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 변형예들을 나타내는 사시도.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기의 커넥터의 사시도.
도 3b는 본 발명의 도 3a의 변형예를 나타내는 사시도.
도 4a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 4b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중관 열교환기의 분리형 이중관의 사시도.
도 6a와 도 6b는 도 5의 변형예들을 나타내는 사시도.
도 7a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 7b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도.
도 8은 분리형 이중관의 외관에 일체로 형성된 일체형 커넥터를 나타내는 사시도.
도 9는 도 8의 일체형 커넥터를 가진 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기의 일체형 이중관의 사시도이고, 도 2a 내지 도 2d는 도 1의 변형예들을 나타내는 사시도이며, 도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기의 커넥터의 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 도 3a의 변형예를 나타내는 사시도이며, 도 4a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이고, 도 4b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 일체형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중관 열교환기의 분리형 이중관의 사시도이고, 도 6a와 도 6b는 도 5의 변형예들을 나타내는 사시도이며, 도 7a는 도 3a의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이고, 도 7b는 도 3b의 커넥터와 결합하는 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이며, 도 8은 분리형 이중관의 외관에 일체로 형성된 일체형 커넥터를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8의 일체형 커넥터를 가진 분리형 이중관을 나타내는 측단면 사시도이다.
제1 실시예
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체형 이중관(10)은 외관(11)과 내관(13)으로 구성된다.
그리고 일체형 이중관(10)은 외관(11)과 내관(13) 사이에서 길이 방향으로 연장 형성되며 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 복수의 격벽(11a) 및 복수의 격벽(11a) 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 내관(13)의 내주면으로부터 내관 중심 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 연장 형성되는 복수의 돌출부(13a)를 포함한다.
그리고 외관(11), 내관(13), 복수의 격벽(11a) 및 복수의 돌출부(13a)는 모두 일체로 형성될 수 있다.
내관(13)은 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐르며 외관(11)은 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐르며 이들은 서로 반대 방향으로 흘러 상호 열교환하게 된다.
외관(11)과 내관(13) 사이에 형성된 외관 유로(2)는 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐른다.
그리고 내관(13)에 형성된 내관 유로(3)는 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐른다.
일체형 이중관(10)의 단면 형상은 외관(11)과 내관(13) 모두 원형이지만 이에 한정하지 않고 사각형, 타원, 삼각형 등 다양한 다각형의 형상을 가질 수 있다.
격벽(11a)과 돌출부(13a)의 단면 형상은 직사각형이지만 이에 한정하지 않고 원, 타원, 삼각형 등 다각형의 형상을 가질 수 있다.
예컨대 수치적으로 외관(11)의 내경은 22㎜이고 두께는 3㎜정도이며, 내관(13)의 내경은 17㎜이고 두께는 2.4㎜정도가 될 수 있다.
격벽(11a)과 돌출부(13a)의 단면 두께와 높이는 1㎜정도가 될 수 있다. 그리고 격벽(11a)과 돌출부(13a)가 다음 격벽(11a)과 돌출부(13a)와 이루는 원주상의 각도는 10~30°정도가 될 수 있다.
하기에서 설명할 도 2a 내지 도 2d에서는 도 1의 일체형 이중관(10)의 변형예를 나타내고 있다.
먼저 도 2a를 참조하면, 외관(11)의 외주면에 둘레방향으로 일정 간격을 두고 길이 방향으로 연장 형성되는 복수의 홈(11b)이 형성될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 내관(13)의 복수의 돌출부(13a) 중 이웃하는 2개의 돌출부(13a) 사이에 추가적인 돌출부(13b)가 더 형성될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 내관(13)의 외주면과 내주면 중 적어도 어느 하나에 있어서, 상기 돌출부(13a)가 형성되지 않은 부분에 요철부(13c)가 형성될 수 있다.
도 2c에서는 내관(13)의 외주면과 내주면에 동시에 요철부(13c)가 형성되었지만 외주면 또는 내주면에만 형성될 수도 있다. 또한 도 2b에서와 같이 추가적인 돌출부(13b)가 형성된 것에도 이를 제외하고 요철부(13c)가 적용됨은 물론이다.
도 2d를 참조하면, 내관(13)의 돌출부(13a)의 표면에 요철부(13d)가 형성될 수 있다.
도 2d에서는 내관(13)의 돌출부(13a)에 요철부(13d)가 형성되었지만 내관(13)의 추가적인 돌출부(13b)에도 요철부(13d)가 형성될 수 있다.
뿐만 아니라 외관(11)과 내관(13) 사이에 형성된 복수의 격벽(11a)에도 요철부(13d)가 형성될 수도 있다.
일체형 이중관(10)에 흐르는 냉매는 HFO(Hydro Fluoro Olefin) 계열의 1234yf일 수 있다.
이와 같은 이중관의 제1 실시예와 변형예들은 현재 사용하는 냉매 예컨대 R134a 냉매보다 앞으로 대체 사용할 비체적이 높은 상기의 1234yf 냉매를 사용할 시 복수의 돌출부(13a) 및 복수의 격벽(11a)에 의해 단면적이 체적화되어 열효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 외관과 내관의 두께를 최소화할 수 있다.
일체형 이중관(10)은 알루미늄, 철, 플라스틱 및 스테인레스 재질 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
도 3a과 도 4a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중관 열교환기는 일체형 이중관(10)과 일체형 이중관(10)의 일단부에 결합되는 커넥터(20)를 포함할 수 있다.
커넥터(20)는 한 쪽에는 일체형 이중관(10)이 그대로 삽입될 수 있는 외관 개구부(23a)가 형성되고, 다른 쪽에는 일체형 이중관(10) 중 내관(13)과 직경이 동일한 다른 배관(미도시)이 삽입될 수 있는 내관 개구부(25a)가 형성되며, 내부에는 일체형 이중관(10) 중 내관(13)과 외관(11) 사이 유로와 연결될 수 있는 공간(22)이 형성될 수 있다.
커넥터(20)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 3a를 참조하면, 커넥터(20)는 내부가 중공되고, 일단은 외관(11)이 삽입되어 결합되는 외관 개구부(23a)가 형성된 외관 결합부(23)와 타단은 내관(13)이 관통되어 지나가며 내관의 외주에 결합되는 내관 개구부(25a)가 형성된 내관 결합부(25)와 외관 결합부(23)와 내관 결합부(25) 사이의 외주면을 관통하여 형성된 외부 관통공(27)을 포함할 수 있다.
도 3b와 도 4b를 참조하면, 커넥터(20)를 변형한 것으로 변형된 커넥터(200)는 내부가 중공되고, 일단은 외관(111)이 삽입 결합되는 외관 개구부(203a)가 형성된 외관 결합부(203)와 타단은 내관(113)이 관통되어 지나가며 내관(113) 외주에 결합되는 내관 개구부(205a)가 형성된 내관 결합부(205)와 외관 결합부(203)와 내관 결합부(205) 사이의 외주면을 관통하여 형성된 외부 관통공(207)을 포함할 수 있다.
도 3a의 커넥터(20)와 도 3b의 커넥터(200)와의 차이점은 도 3a의 커넥터(20)는 내관 결합부(25)로 갈수록 외주의 외경이 축소된 반면, 도 3b의 커넥터(200)는 내관 결합부(205)와 외관 결합부(203)의 외주의 외경이 동일함이 그 차이이다.
도 3a와 도 3b 및 도 4a와 도 4b를 참조하면, 커넥터(20,200)의 외관 결합부(23,203)와 내관 결합부(25,205) 사이에 외관(11)과 외부 관통공(27,207)이 서로 통하도록 외관(11)의 일부를 절단할 수 있다. 즉 외관(11)을 절단한 부위에 공간(22,202)이 형성됨으로써 외부 관통공(27,207)과 외관(11)이 서로 통할 수 있게 된다.
커넥터(20,200)의 내부에 외관(11)이 걸려 고정되도록 걸림턱(29,209)이 형성될 수 있다.
그리고 외관(11)의 절단 길이는 바람직하게는 커넥터(20,200)의 내관 결합부(25)와 걸림턱(29) 사이의 길이 만큼에 해당된다.
따라서 커넥터(20,200)는 외관 결합부(23)의 외관 개구부(23a,203a)를 통해 내관(13)을 지나 외관(11)과 결합하고 내관(13)은 내관 개구부(25a,205a)를 통해 밖으로 노출된다. 그리고 외관(11) 및 내관(13)과 결합된 상태에서 커넥터(20,200)의 양단을 용접하여 고정 및 용매의 누출을 막을 수 있다.
그리고 일체형 이중관(10)의 양측에 결합된 커넥터(20,200)의 외부 관통공(27,207)에 외관 냉매 파이프(30)가 결합될 수 있다. 외관 냉매 파이프(30)도 용접에 의해 결합될 수 있다.
따라서 일측에 결합된 커넥터(20,200)와 타측에 결합된 커넥터(20,200)에 의해 외관(11)의 폐루프가 형성되고 각각의 외부 관통공(27,207)에 결합된 외관 냉매 파이프(30)를 통해 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐를 수 있게 된다.
그리고 내관(13)으로는 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐르며 서로 반대 방향으로 흘러 열교환을 할 수 있게 되는 것이다.
다음은 일체형 이중관 열교환기의 제조 방법에 대해 설명한다.
커넥터(20,200)와 결합하는 일체형 이중관 열교환기 제조 방법은 다음과 같다.
먼저 내관(13)과 외관(11)을 일체로 하는 일체형 이중관을 압출 성형한다.
이때 외관(11)과 내관(13)의 상기의 복수의 격벽 및 돌출부와 요철이 포함되어 압출됨은 물론이다.
그 후 일체형 이중관(10)의 일부를 벤딩하는 과정을 거친다.
그리고 벤딩 과정을 거친 후 일체형 이중관(10)의 양측에 커넥터(20,200)를 결합한다.
그리고 커넥터(20,200)의 양단을 용접하여 일체형 이중관 열교환기를 제조할 수 있다.
일체형 이중관(10)의 양측에 커넥터(20,200)를 결합시 외관(11)의 일부를 절단할 수 있다. 그리고 외관(11)의 절단 길이는 상술한 바와 같이 바람직하게는 커넥터(20)의 내관 결합부(25)와 걸림턱(29) 사이의 길이에 해당된다.
제2
실시예
도 5와 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 이중관(100)은 제1 실시예의 일체형 이중관(10)과 달리 외관(111)과 내관(113)은 서로 분리될 수 있다.
그리고 분리형 이중관(100)은 외관(111)과 내관(113) 사이에서, 외관(111)의 내주면과 내관(113)의 외주면 중 어느 하나에 길이 방향으로 연장 형성되며 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 복수의 제1 돌출부(111a) 및 복수의 제1 돌출부(111a) 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 내관(113)의 내주면으로부터 내관(113) 중심 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 연장 형성되는 복수의 제2 돌출부(113a)를 포함한다.
그리고 제1 실시예의 일체형 이중관(10)에서와 같이 외관(111)과 내관(113) 사이에 형성된 외관 유로(2a)에는 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐른다.
그리고 내관(13)에 형성된 내관 유로(3a)에는 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐른다.
하기에서 설명할 도 6a와 도 6b에서는 도 5의 분리형 이중관(100)의 변형예를 나타내고 있다.
먼저 도 6a를 참조하면, 도 5의 외관(111)의 내주면에 형성된 제1 돌출부(111a)가 내관(113)의 외주면에 형성될 수 있다.
그리고 제1 돌출부(111a)와 제2 돌출부(113a)와의 배치가 서로 엇갈릴 수 있다.
도 6b를 참조하면 도 2c에서와 같이 내관(113)의 외주면과 내주면 중 적어도 어느 하나에 있어서, 상기 제2 돌출부(113a)가 형성되지 않은 부분에 요철부(113b)가 형성될 수 있다.
도 6b에서는 내관(113)의 외주면과 내주면에 동시에 요철부(113b)가 형성되었지만 외주면 또는 내주면에만 형성될 수도 있다.
이외에도 상기의 제2 실시예와 그 변형예들은 제1 실시예에 적용될 수 있으며, 제1 실시예들와 그 변형예들은 제2 실시예에 적용됨은 물론이다.
분리형 이중관(100)은 알루미늄, 철, 플라스틱 및 스테인레스 재질 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
그리고 분리형 이중관(100)에 흐르는 냉매는 HFO(Hydro Fluoro Olefin) 계열의 1234yf일 수 있다.
도 3a와 도 3b 및 도 7a와 도 7b를 참조하면, 제2 실시예의 이중관 열교환기는 분리형 이중관(100)과 분리형 이중관(100)의 일단부에 결합하는 제1 실시예의 커넥터(20,200)를 포함할 수 있다.
커넥터(20,200)에 관해서는 제1 실시예에서 상술하였으므로 이에 대한 구체적인 내용은 생략한다.
커넥터(20,200)를 삽입하기 위해 내관(113)에 외관(111)을 결합시 커넥터(200)와 결합할 위치로 상기 외관(111)을 내관(113) 외주면을 따라 이동시킬 수 있다.
따라서 커넥터(20,200)는 외관 결합부(23,203)의 외관 개구부(23a,203a)를 통해 내관(113)을 지나 외관(111)과 결합하고 내관(113)은 내관 개구부(25a,205a)을 통해 밖으로 노출된다. 그리고 외관(111) 및 내관(113)과 결합된 상태에서 커넥터(20,200)의 양단을 용접하여 고정 및 용매의 누출을 막을 수 있다.
이와 같이 분리형 이중관(100)은 일체형 이중관(10)일 경우 외관(11)을 절단하여야 했지만 절단할 필요 없이 외관(111)을 내관(113)의 외주면을 따라 이동시키면 되므로 별도의 절단을 필요하지 않게 된다. 즉 절단하지 않아도 외부 관통공(207)과 외관(111)이 통하는 공간(22,202)이 형성될 수 있다. 물론 외관(111)은 내관(113)보다 짧아야 함은 당연하다.
그리고 분리형 이중관(100)의 양측에 결합된 커넥터(20,200)의 외부 관통공(27,207)에 외관 냉매 파이프(30)가 결합될 수 있다.
따라서 일체형 이중관(10)에서와 같이, 일측에 결합된 커넥터(20,200)와 타측에 결합된 커넥터(20,200)에 의해 외관(111)의 폐루프가 형성되고 각각의 외부 관통공(27,207)에 결합된 냉매 파이프(30)를 통해 고온 고압의 액체 상태의 냉매가 흐를 수 있게 된다.
그리고 내관(113)으로는 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 흐르며 서로 반대 방향으로 흘러 열교환을 할 수 있게 되는 것이다.
도 8과 도 9를 참조하면, 제2 실시예의 분리형 이중관(100)의 외관(111)의 양단부에는 외관(111)의 내경보다 큰 내경을 갖는 확관부(503)가 일체로 형성될 수 있다.
그리고 확관부(503)에 의해 분리형 이중관(100)에 일체로 형성되는 일체형 커넥터(500)를 형성할 수 있다.
일체형 커넥터(500)는 일단은 외관(111)의 끝단에서 일체로 형성되어 외관(111)의 외경보다 넓게 형성하여 내부 공간(501)이 형성된 확관부(503)와 타단은 내관의 외주에 결합되도록 축소시켜 내관 개구부(505a)가 형성된 축관부(505)와 내부 공간(501)과 외부를 연결하기 위해 외주면을 관통하여 형성된 외부 관통공(507)을 포함할 수 있다.
일체형 커넥터(500)의 축관부(505)의 내관 개구부(505a)를 통해 내관(113)을 삽입할 수 있으며, 축관부(505)의 끝단을 용접하여 고정 및 용매의 누출을 막을 수 있다.
그리고 일체형 커넥터(500)의 외부 관통공(507)에 외관 냉매 파이프(30)가 결합될 수 있다. 냉매의 순환 경로는 상술한 바와 같으므로 생략한다.
물론 도 8의 일체형 커넥터(500)는 도 3a의 커넥터(20)의 형상을 하고 있지만 도 3b의 커넥터(200)의 형상으로도 제조될 수 있다.
다음은 분리형 이중관 열교환기 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저 커넥터(20,200)와 결합하는 분리형 이중관 열교환기 제조 방법은 다음과 같다.
먼저 내관(113)과 외관(111)으로 분리되는 분리형 이중관(100)을 압출 성형한다. 즉 내관(113)과 외관(111)을 각각 압출 성형한다.
이때 외관(111)과 내관(113)의 상기의 복수의 제1 및 제2 돌출부가 포함되어 압출됨은 물론이다.
그 후 내관(113)에 외관(111)을 동일축으로 결합한다. 내관(113)에 외관(111)을 결합한 후 분리형 이중관(100)의 일부를 벤딩하는 과정을 거친다.
벤딩 과정 후 분리형 이중관(100)의 양측에 커넥터(20,200)를 결합한다.
그리고 커넥터(20,200)의 양단을 용접하여 커넥터(20,200)와 결합한 분리형 이중관 열교환기를 제조할 수 있다.
내관(113)에 외관(111)을 결합시 커넥터(20,200)와 결합할 위치로 외관(111)을 내관(113)의 외주면을 따라 이동시킬 수 있다.
다음은 일체형 커넥터(500)가 일체로 형성된 분리형 이중관 열교환기의 제조방법은 다음과 같다.
먼저 내관(113)과 외관(111)으로 분리되는 분리형 이중관(100)을 압출 성형한다.
이때 외관(111)과 내관(113)의 상기의 복수의 제1 및 제2 돌출부와 요철이 포함되어 압출됨은 물론이다.
그 후 외관(111)의 양 말단부의 일단은 확관하고 타단은 내관(113)의 외경에 맞게 축관하여 일체형 커넥터(500)를 형성한다.
외관(111)에 내관(113)을 삽입한다. 내관(113)에 외관(111)을 삽입한 후 분리형 이중관(100)의 일부를 벤딩하는 과정을 거친다.
그리고 일체형 커넥터(500)의 양단을 용접하여 일체형 커넥터(500)와 결합하는 분리형 이중관 열교환기를 제조할 수 있다.
일체형 커넥터(500)는 외관(111) 압출 성형시 외관(111)과 일체로 형성될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관하여 전술한 실시예들을 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능하다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:일체형 이중관 11:외관(일체형)
13:내관(일체형) 20,200:커넥터
100:분리형 이중관 111:외관(분리형)
113:내관(분리형) 500:일체형 커넥터
10:일체형 이중관 11:외관(일체형)
13:내관(일체형) 20,200:커넥터
100:분리형 이중관 111:외관(분리형)
113:내관(분리형) 500:일체형 커넥터
Claims (10)
- 내주면에 길이 방향으로 연장 형성되며 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되도록 형성된 복수의 격벽을 갖는 외부 배관;
상기 외부 배관과 별도로 제조되는 내부 배관으로, 상기 외부 배관의 내부로 삽입되며, 내주면에 길이 방향으로 연장 형성되며 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되도록 형성된 복수의 돌출부를 갖는 내부 배관; 및
상기 외부 배관의 일 단부를 확관하여 형성되는 커넥터부;를 포함하는 이중관 열교환기에 있어서,
상기 커넥터부는 상기 복수의 격벽 중 상기 외부 배관의 일 단부에 대응하는 위치에 있는 부분을 제거한 후 상기 외부 배관의 일 단부를 확관하여 형성되고, 상기 외부 배관과 내부 배관 사이에 형성되는 유로로 공급되는 유체의 공급관이 체결되는 체결홈을 구비하며,
상기 커넥터부의 내경은 중앙부분에서 최대가 되고, 상기 커넥터부와 상기 외부 배관의 경계에서의 상기 커넥터부의 내경은 상기 외부 배관의 내경과 동일하며,
상기 커넥터부의 단부는 상기 내부 배관의 외주면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 이중관 열교환기.
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- 제1항에 있어서, 상기 커넥터부의 단부는 상기 내부 배관의 외주면에 브레이징 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 이중관 열교환기.
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