KR102164804B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 열교환기는, 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브; 상기 복수의 냉매튜브가 관통하고, 상기 냉매튜브를 유동하는 냉매로부터 전달된 열을 공기의 열과 교환하는 복수의 핀; 및 상기 복수의 냉매튜브을 연결하는 연결밴드를 포함하고, 상기 연결밴드는, 상기 복수의 냉매튜브에 각각 연결되는 복수의 직선관부; 상기 복수의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되고, 서로 연결되는 밴딩관부; 및 상기 복수의 직선관부 각각의 외둘레에 배치되고, 직선관부를 따라 이동가능하게 배치되는 복수의 용접링을 포함한다.

Description

열교환기{Heat Exchanger}

본 발명은 공기조화기의 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연결밴드를 포함하는 열교환기에 관한 것이다.

공기조화기의 열교환기는 냉매와 실외공기 또는 실내공기를 열교환하는 장치이다. 냉매의 상변화과정을 통해 방출되거나, 흡수되는 열을 공기와 열교환할 수 있다.

공기조화기에 사용되는 열교환기의 경우, 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브, 냉매튜브가 삽입되는 홀을 형성하고, 판형상으로 공기와의 접촉면적을 넓히는 복수의 핀, 및 복수의 냉매튜브 간을 연결하는 연결밴드를 포함할 수 있다.

다만, 냉매튜브가 최외곽에 배치된 핀으로부터 돌출된 간격은 각각의 냉매튜브마다 상이하게 형성될 수 있다. 이는 연결밴드와 냉매튜브를 연결할 때, 용접되는 위치가 상이하게 형성되어, 용접시 미용접되는 부분이 발생하는 문제 또는 용접에 사용되는 시간이 많이 소요되는 문제를 가진다.
공개특허공보 제10-2006-0098910호는 냉매튜브에 용접되는 연결밴드를 개시하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연결밴드와 냉매튜브 간에 용접성을 개선하는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 제작에 소요되는 시간을 최소화하는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열교환기는, 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브; 상기 복수의 냉매튜브가 관통하고, 상기 냉매튜브를 유동하는 냉매로부터 전달된 열을 공기의 열과 교환하는 복수의 핀; 및 상기 복수의 냉매튜브을 연결하는 연결밴드를 포함하고, 상기 연결밴드는, 상기 복수의 냉매튜브에 각각 연결되는 복수의 직선관부; 상기 복수의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되고, 서로 연결되는 밴딩관부; 및 상기 복수의 직선관부 각각의 외둘레에 배치되고, 직선관부를 따라 이동가능하게 배치되는 복수의 용접링을 포함하여, 냉매튜브의 단부에 용접링을 통해 용이하게 연결밴드를 용접할 수 있는 구조를 가진다.

상기 복수의 직선관부 각각은, 상기 냉매튜브에 삽입되는 삽입관과, 상기 삽입관의 외경보다 작은 외경을 가지고, 상기 용접링의 이동을 가이드하는 용접링가이드관을 포함하여, 용접링이 용접링가이드관을 이동할 수 있다.

상기 용접링가이드관은 상기 삽입관과 상기 밴딩관부 사이에 배치되고, 상기 용접링가이드관의 외경은 상기 삽입관의 외경보다 작게 형성되어, 용접링이 용접링가이드관만을 이동할 수 있다.

고리형상을 가지는 상기 용접링의 내경은 상기 삽입관의 외경보다 작고, 상기 용접링가이드관의 외경보다 크게 형성되어, 용접링이 용접링가이드관만을 이동할 수 있다.

상기 밴딩관부는, 상기 복수의 직선관부 각각에서 연장되는 복수의 곡면관과, 상기 복수의 곡면관이 하나의 지점에서 합쳐지는 공통관부를 포함한다.

상기 복수의 용접링 각각은, 상기 복수의 직선관부 각각이 상기 복수의 냉매튜브 각각으로 삽입될 때, 상기 복수의 냉매튜브 각각의 단부에서 용접되어, 다양한 높이로 형성되는 복수의 냉매튜브를 용이하게 용접할 수 있다.

상기 냉매튜브는, 상기 연결밴드와 연결되는 단부에서, 관경이 확장되는 용접링안착부가 형성되어, 용접링이 용접링안착부에서 용접될 수 있다.

상기 연결밴드는, 3개의 직선관부를 포함하고, 상기 밴딩관부는 상기 3개의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되어 서로 연결되는 구조를 가지거나, 2개의 직선관부를 포함하고, 상기 밴딩관부는 상기 2개의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되어 서로 연결되는 구조를 가질 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 열교환기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 최외각에 배치된 열교환핀의 외측으로 상이한 길이로 돌출된 복수의 냉매튜브를 연결밴드의 용접링으로 용이하게 연결하여, 작업시간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 연결밴드에 배치되는 용접링이 직선관부를 따라 이동가능하게 배치되어, 냉매튜브의 길이에 맞게 용접링을 이동하여 연결할 수 있어, 냉매튜브와 연결밴드의 연결시 발생할 수 있는 용접오류를 최소화할 수 있는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결밴드의 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 ?시예에 따른 용접링의 평면도이다.
도 5는 도 3a의 연결밴드가 복수의 냉매튜브와 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결밴드의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 측면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

<전체구성>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(10), 냉매와 실내공기를 열교환시키는 제1열교환기(12), 냉매와 실외공기를 열교환시키는 제2열교환기(14), 압축기(10)에 의해 압축된 냉매를 제1열교환기(12) 또는 제2열교환기(14)로 선택적으로 보내는 절환밸브(22), 제1열교환기(12)로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(16), 제2열교환기(14)로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브(18)를 포함한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 압축기(10) 유입되는 냉매에서 기상냉매와 액생냉매를 분리하는 어큐물레이터(20) 더 포함할 수 있다. 어큐물레이터(20)는 분리된 기상냉매를 압축기(10)로 공급한다.

<열교환기의 구성>

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 열교환기 및 이들의 구성을 설명한다.

본 실시예에 따른 제1열교환기(12) 또는 제2열교환기(14)는 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브(32), 복수의 냉매튜브(32)가 관통하고, 냉매튜브(32)를 유동하는 냉매로부터 전달된 열을 공기의 열과 교환하는 복수의 핀(30), 복수의 냉매튜브(32)들을 연결하는 연결밴드(40a, 40b)를 포함한다.

복수의 핀(30) 각각은 얇은 판형상을 가지고, 일정간격으로 이격배치된다. 복수의 핀(30) 각각은 복수의 냉매튜브(32)가 관통하는 관통홀(34)이 형성된다. 복수의 핀(30)은 관통홀(34)에 삽입되는 냉매튜브(32)에 의해 냉매의 열을 전달받을 수 있다. 복수의 핀(30)은 복수의 핀(30) 주위를 유동하는 공기와 냉매튜브(32)를 유동하는 냉매를 열교환시킨다.

복수의 냉매튜브(32)는 복수의 핀(30)에 형성된 관통홀(34)로 삽입된다. 복수의 냉매튜브(32)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 복수의 냉매튜브(32)는 단부에서 연결밴드(40a, 40b)와 연결될 수 있다. 복수의 냉매튜브(32)의 단부 각각이, 최외각에 배치되는 핀(30)으로부터 이격되는 간격은 서로 상이할 수 있다.

연결밴드(40a, 40b)와 연결되는 냉매튜브(32)의 단부에는 용접링(60)이 안착되는 용접링안착부(32a)가 형성된다. 용접링안착부(32a)는 용접링(60)이 안착되고, 용접링(60)과 용접될 수 있다. 용접링안착부(32a)는 용접링(60)과 안정적으로 맞닿도록, 단부방향으로 갈수록 관경이 확장되는 구조를 가질 수 있다.

<연결밴드>

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결밴드의 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 ?시예에 따른 용접링의 평면도이다. 도 5는 도 3a의 연결밴드가 복수의 냉매튜브와 연결된 상태를 도시한 도면이다. 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결밴드의 사시도이다. 도 6b는 도 6a의 측면도이다.

이하에서는 도 3a 내지 도 6b를 참조하여, 본 실시예에 따른 연결밴드의 구성과, 냉매튜브와의 연결관계를 설명한다.

본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 적어도 2개의 냉매튜브(32)와 연결된다. 본 실시예에 따른 냉매튜브(32)와 연결밴드(40)는 용접을 통해 서로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 2개의 냉매튜브(32)를 연결하여, 하나의 냉매튜브(32)에서 유입된 냉매를 다른 하나의 냉매튜브(32)로 보내는 리턴밴드(40b)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 3개의 냉매튜브(32)를 연결하여, 하나의 냉매튜브(32)로 유입된 냉매를 나머지 2개의 냉매튜브(32)로 분지하여 보내는 트라이포트관(40a)을 포함한다.

연결밴드(40a, 40b)는 냉매튜브(32)와 연결되고, 직선형태로 관이 형성되는 복수의 직선관부(46)과, 복수의 직선관부(46) 각각의 단부에서 밴딩된 형태로 연장되고, 서로 연결되는 밴딩관부(42)과, 복수의 직선관부(46) 각각의 외둘레에 배치되고, 직선관부(46)을 따라 이동가능하게 배치되는 용접링(60)을 포함한다. 본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 2개 내지 3개의 직선관부(46)을 가질 수 있다.

직선관부(46)은 냉매튜브(32)에 삽입되는 삽입관(50), 삽입관(50)의 외경보다 작은 외경을 가지고, 삽입관(50)과 밴딩관부(42) 사이에 배치되는 용접링가이드관(48)을 포함한다.

본 실시예에 따른 삽입관(50)은 냉매튜브(32)의 내측으로 삽입될 수 있다. 따라서, 삽입관(50)의 외경(D2)은 냉매튜브(32)의 내경보다 작게 형성된다. 본 실시예에 따른 삽입관(50)의 외경(D2)은 용접링가이드관(48)의 외경(D1)보다 크게 형성된다. 삽입관(50)과 용접링가이드관(48)이 연결되는 부분에서 외경의 차이에 따라 턱이 발생할 수 있다. 따라서, 삽입관(50)은 용접링가이드관(48)의 둘레를 따라 이동하는 용접링(60)의 일방향 이동을 제한한다.

본 실시예에 따른 용접링가이드관(48)은 삽입관(50)에서 밴딩관부(42) 방향으로 직선으로 연장된다. 용접링가이드관(48)은 용접링(60)이 이동할 수 있는 크기의 외경을 가진다. 용접링가이드관(48)의 외경(D1)은 용접링(60)의 내경(D3)보다 작은 크기로 형성된다. 용접링가이드관(48)의 외경(D1)은 삽입관(50)의 외경(D2)보다 작게 형성된다.

용접링(60)은 고리형태를 가지고, 용접링가이드관(48)의 외둘레에 배치된다. 본 실시예에 따른 용접링(60)은 단면이 원형상을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 용접링(60)은 용접링가이드관(48)의 외둘레를 따라 이동할 수 있다. 본 실시예에 따른 용접링(60)은, 삽입관(50)이 냉매튜브(32)에 삽입될 때, 냉매튜브(32)의 단부에 용접될 수 있다.

용접링(60)은, 삽입관(50)이 냉매튜브(32)에 삽입될 때, 용접링가이드관(48)을 따라 냉매튜브(32)의 단부로 이동할 수 있다. 용접링(60)은 용접링가이드관(48)을 따라 이동하며, 일측으로는 삽입관(50)에 의해 이동이 제한될 수 있고, 타측으로는 밴딩관부(42)에 의해 이동이 제한될 수 있다.

본 실시예에 따른 밴딩관부(42)은 복수의 직선관부(46)에서 연장되어, 곡면관을 형성하고, 하나의 지점에서 서로 연결된다. 본 실시예에 따른 밴딩관부(42)은 각각의 직선관부(46)의 용접링가이드관(48)의 단부에서 삽입관(50)의 반대방향으로 연장된다.

밴딘관부(42)는 직선관부(46)에서 연장되는 부분에서, 외둘레의 관경이 확관되는 확관부(42a)가 형성될 수 있다. 확관부(42a)는 곡면관(43)의 외경이 용접링가이드관(48)의 외경(D1)보다 크게 형성하여, 용접링(60)이 용접링가이드관(48) 외부로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 밴딩관부(42)은 복수의 직선관부(46)에서 연장되는 복수의 곡면관(43)과, 복수의 곡면관(43)이 하나의 지점에서 합쳐지는 공통관부(44)를 포함한다.

본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 3개의 직선관부(46)이 연결되는 트라이포트관(40a)이거나, 2개의 직선관부(46)이 연결되는 리턴밴드(40b)일 수 있다.

즉, 도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 트라이포트관(40a)에서는, 3개의 직선관부(46) 각각에서 연장되는 3개의 밴딩관부(42)의 곡면관이 공통관부(44)에서 합쳐질 수 있다. 또한, 도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 리턴밴드(40b)에서는, 2개의 직선관부(46) 각각에서 연장되는 2개의 밴딘관부(42)의 곡면관이 공통관부(44)에서 합쳐질 수 있다.

본 실시예에 따른 연결밴드(40a, 40b)는 2개 이상의 냉매튜브(32)와 결합될 수 있다. 다만, 냉매튜브(32)의 단부가 최외곽의 핀으로부터 이격된 간격은 서로 다르게 형성될 수 있다. 연결밴드(40a, 40b)의 복수의 직선관부(46) 각각이 냉매튜브(32)에 삽입되는 정도가 상이할 수 있다. 연결밴드(40a, 40b)가 복수의 냉매튜브(32)에 연결될 때, 용접링(60)이 각각 이동하여, 냉매튜브(32)의 단부에서 용접될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

10 : 압축기 12 : 제1열교환기
14 : 제3열교환기 30 : 열교환핀
32 : 냉매튜브 34 : 관통홀
40a, 40b : 연결밴드 42 : 밴딩관부
43 : 곡면관 44 : 공통관부
46 : 직선관부 48 : 용접링가이드관
50 : 삽입관 60 : 용접링

Claims (9)

1. 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브;
   상기 복수의 냉매튜브가 관통하고, 상기 냉매튜브를 유동하는 냉매로부터 전달된 열을 공기의 열과 교환하는 복수의 핀; 및
   상기 복수의 냉매튜브을 연결하는 연결밴드를 포함하고,
   상기 연결밴드는,
   상기 복수의 냉매튜브에 각각 연결되는 복수의 직선관부;
   상기 복수의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되고, 서로 연결되는 밴딩관부; 및
   상기 복수의 직선관부 각각의 외둘레에 배치되고, 직선관부를 따라 이동가능하게 배치되는 복수의 용접링을 포함하며,
   상기 복수의 직선관부 각각은,
   상기 냉매튜브에 삽입되는 삽입관과,
   상기 삽입관의 외경보다 작은 외경을 가지고, 상기 용접링의 이동을 가이드하는 용접링가이드관을 포함하고,
   상기 용접링가이드관은 상기 삽입관과 상기 밴딩관부 사이에 배치되고, 상기 용접링가이드관의 외경은 상기 삽입관의 외경보다 작게 형성되고,
   고리형상을 가지는 상기 용접링의 내경은 상기 삽입관의 외경보다 작고, 상기 용접링가이드관의 외경보다 크게 형성되며,
   상기 복수의 용접링 각각은,
   상기 복수의 직선관부 각각이 상기 복수의 냉매튜브 각각으로 삽입될 때, 상기 복수의 냉매튜브 각각의 단부에서 용접되는 열교환기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 밴딩관부는,
   상기 복수의 직선관부 각각에서 연장되는 복수의 곡면관과, 상기 복수의 곡면관이 하나의 지점에서 합쳐지는 공통관부를 포함하는 열교환기.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매튜브는, 상기 연결밴드와 연결되는 단부에서, 관경이 확장되는 용접링안착부가 형성되는 열교환기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결밴드는 3개의 직선관부를 포함하고,
   상기 밴딩관부는 상기 3개의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되어 서로 연결되는 열교환기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결밴드는 2개의 직선관부를 포함하고,
   상기 밴딩관부는 상기 2개의 직선관부 각각에서 밴딩된 형태로 연장되어 서로 연결되는 열교환기.

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