KR20040050875A - 열교환기 - Google Patents

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KR20040050875A
KR20040050875A KR1020030089044A KR20030089044A KR20040050875A KR 20040050875 A KR20040050875 A KR 20040050875A KR 1020030089044 A KR1020030089044 A KR 1020030089044A KR 20030089044 A KR20030089044 A KR 20030089044A KR 20040050875 A KR20040050875 A KR 20040050875A
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pipe
heat exchanger
fin
fluid
tube
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KR1020030089044A
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오카자노리호
이노우에유지
가와베요시카즈
나카타니가즈오
이오하라다쓰미
Original Assignee
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

파이프의 바깥둘레에 다른 파이프를 배치하여 구성한 열교환기의 열접촉을 확실하게 하는 것으로, 열교환기의 고성능화와 저비용화의 양립을 도모하는 것을 목적으로 한다.
바깥둘레에 핀을 가진 핀부착관과 파이프로 이루어지며, 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체와 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 사이에서 열교환을 하게 하는 열교환기에 있어서, 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 나선형상으로 감아, 핀을 구부려 파이프를 고정한다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은 냉동 사이클장치에 사용되는 열교환기에 관한 것이며, 특히, 급탕장치에 있어서의 급탕용 열교환기로서 사용되는 열교환기에 관한 것이다.
예를 들면, 냉동 사이클장치에 사용되는 이용측 열교환기(2)로서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 파이프(11) 및 파이프(11)의 바깥둘레에 나선형상으로 감긴 파이프(12)로 이루어지며, 파이프(11)의 내부를 제 1 유체(예를 들면, 물)의 유로로 하는 한편, 파이프(12)의 내부를 제 2 유체(예를 들면, 냉매)의 유로로 한 열교환기가 채용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1]
일본 특허공개 2001-280862호 공보(제6-7페이지, 도 5)
그런데, 도 12에 나타낸 바와 같은 파이프(11)의 바깥둘레에 파이프(12)를 나선형상으로 감아 구성한 열교환기에서는, 파이프(11)와 파이프(12)의 열접촉을 확실하게 하기 위해서, 노(爐) 안에서 납땜에 의해 파이프(11)와 파이프(12)를 접합할 필요가 있다. 이 때문에, 고가의 납땜용 노(爐)가 필요하고, 그 설비투자를 회수하기 위해서, 열교환기가 고비용화한다고 하는 과제가 발생하고 있다.
그래서, 본 발명은, 노 안에서 납땜을 하지 않고 파이프(11)와 파이프(12)의 열접촉을 확실하게 함으로써, 열교환기의 고성능화와 저비용화의 양립을 도모하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 열교환기를 이용한 급탕장치를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 열교환기의 제 1 유체가 흐르는 핀부착관의 주요부 외관사시도,
도 3은 동 실시예에 의한 핀부착관의 바깥둘레에 제 2 유체가 흐르는 파이프의 일부를 배치한 상태를 나타내는 주요부 외관사시도,
도 4는 동 실시예에 의한 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 주요부 단면도,
도 5는 동 실시예에 의한 완성상태를 나타내는 주요부 단면도,
도 6은 다른 실시예에 의한 열교환기의 주요부 단면도,
도 7은 다른 실시예에 의한 열교환기의 주요부 단면도,
도 8은 다른 실시예에 의한 열교환기의 주요부 단면도,
도 9는 다른 실시예에 의한 열교환기의 제 1 유체가 흐르는 핀부착관의 주요부 외관사시도,
도 10은 동 열교환기의 핀부착관의 바깥둘레에 제 2 유체가 흐르는 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 주요부 외관사시도,
도 11은 동 열교환기의 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 단면도,
도 12는 종래의 열교환기를 나타내는 주요부 외관사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압축기 2 : 이용측 열교환기(급탕용 열교환기)
3 : 감압기 4 : 열원측 열교환기(실외열교환기)
5 : 급수펌프 6 : 급탕 탱크
11, 12, 24, 34, 35, 44, 54 : 파이프
20, 31, 41, 50 : 핀부착관22, 32, 42, 52 : 핀
청구항 1에 기재된 본 발명의 열교환기는 관의 바깥둘레에 핀을 가진 핀부착관과, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치되는 파이프로 이루어지며, 상기 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체와 상기 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 사이에서 열교환을 하게 하는 열교환기에 있어서, 상기 핀을 구부려서 상기 파이프를 상기 핀부착관의 바깥둘레에 고정한 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 본 발명의 열교환기는 관의 바깥둘레에 핀을 가진 핀부착관과, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치되는 파이프로 이루어지며, 상기 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체와 상기 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 사이에서 열교환을 하게 하는 열교환기에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀사이의 공간에 배치하고, 상기 파이프를 적어도 양쪽에 위치한 상기 핀면과 상기 관과 접촉시킨 것을특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀부착관에 나선형상으로 감은 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀부착관의 관축과 병행하여 배치한 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 파이프의 안지름을 상기 핀부착관의 안지름보다도 작게 한 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 제 2 유체를 상기 제 1 유체보다도 동작압력이 높은 유체로 한 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 제 2 유체를 탄산가스로 하고, 상기 제 1 유체를 물로 한 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 관과 상기 핀과 상기 파이프의 사이에 형성되는 공간에, 열전달물질을 충전한 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재된 본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 열교환기에 있어서, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치한 파이프를 복수 개로 하고, 상기 제 2유체의 유로를 다(多)패스화한 것을 특징으로 한다.
[발명의 실시형태]
본 발명에 의한 제 1 실시형태는 핀을 구부려서 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 고정한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 납땜이 불필요하고, 핀부착관과 파이프의 열접촉을 확보할 수 있기 때문에, 열교환기의 제조상의 비용을 저감할 수 있고, 핀부착관과 파이프의 접촉면적 증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의한 제 2 실시형태는 파이프를 핀사이의 공간에 배치하고, 파이프를 적어도 양쪽에 위치한 핀면과 관과 접촉시킨 것이다. 본 실시형태에 의하면, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의한 제 3 실시형태는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 파이프를 핀부착관에 나선형상으로 감아 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의한 제 4 실시형태는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 파이프를 핀부착관에 대하여 병행하여 배치하여 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상하는 동시에, 유로를 다(多)패스화하기 쉽다.
또한, 본 발명에 의한 제 5 실시형태는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 파이프의 안지름을, 핀부착관의 안지름보다도 작게 한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 지름이 작은 관쪽을 가공하기 쉽기 때문에, 파이프를 핀부착관의 바깥둘레에 배치하기 쉽다.
또한, 본 발명에 의한 제 6 실시형태는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 동작압력이, 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체의 동작압력보다 높아지도록 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 파이프의 내부에 압력이 높은 제 2 유체를 흐르게 함으로써, 열교환기의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 제 7 실시형태는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체는 탄산가스이고, 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체는 물로서 사용하는 열교환기이다. 본 실시형태에 의하면, 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 파이프의 내부에 전열특성이 양호하고, 압력이 높은 탄산가스를 흐르게 함으로써, 열교환기의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있고, 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의한 제 8 실시형태에 의한 열교환기는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 핀부착관의 바깥둘레면 및 핀과 파이프의 사이가 형성하는 공간에, 열전달물질을 충전한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 보다 확실한 열접촉을 얻을 수 있어, 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의한 제 9 실시형태에 의한 열교환기는 제 1 또는 제 2 실시형태에 있어서, 핀부착관의 바깥둘레에 배치한 파이프를 복수 개로 하고, 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 유로를 다(多)패스화한 열교환기이다. 본 실시형태에 의하면, 제 2 유체의 압력손실을 저감할 수 있고, 열교환성능이 향상한다.
[실시예]
우선, 본 발명의 열교환기를 사용하는 냉동사이클장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 열교환기를 이용한 급탕장치를 나타내는 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 급탕장치는 압축기(1), 급탕용 열교환기로서의 이용측 열교환기(2), 감압기(3), 및 외기를 열원으로 하는 열원측 열교환기(4)로 이루어지는 냉매 사이클 A와, 급수펌프(5), 이용측 열교환기(2), 급탕 탱크(6)로 이루어지는 급탕 사이클 B를 구비하고 있다. 냉매 사이클 A는 냉매로서, 예를 들면 탄산가스(이산화탄소)를 사용하고, 압축기(1)에서는 임계압력을 넘는 압력까지 냉매를 압축하여 운전한다.
압축기(1)로부터 토출된 냉매는 이용측 열교환기(2)에 있어서 급수펌프(5)로부터 공급되는 물을 가열하고, 가열된 끓는 물은 급탕 탱크(6)에 저장된다.
다음에, 이러한 급탕장치에 사용되는 본 발명의 일실시예에 의한 열교환기의 구성에 대하여 도 2 내지 도 5를 사용하여 설명한다.
도 2 내지 도 5는 본 실시예에 의한 열교환기의 제조공정을 나타내며, 도 2는 제 1 유체가 흐르는 핀부착관의 주요부 외관사시도, 도 3은 핀부착관의 바깥둘레에 제 2 유체가 흐르는 파이프의 일부를 배치한 상태를 나타내는 주요부 외관사시도, 도 4는 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 주요부 단면도, 도 5는 완성상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 일반적으로는 낮은 핀튜브나 높은 핀튜브로 불리는 핀부착관(20)은 통형상의 관(21)의 바깥둘레에, 소정높이의 핀(22)이 나선형상으로 형성되어, 거의 같은 간격으로 형성된 핀(22)의 사이에는, 나선형상의 공간(23)이 형성되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 파이프(24)는 핀부착관(20)의 핀(22)사이의 공간 (23)에, 나선형상으로 감겨진다. 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이, 파이프(24)는 핀부착관 (20)에 감겨진 상태로, 파이프(24)의 바깥둘레면이 관(21)의 바깥둘레면과 양쪽에 위치하는 핀(22)면에 접촉하도록 하는 바깥지름으로 구성되어 있다.
파이프(24)를 핀부착관(20)에 감은 후에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 핀부착관 (20)의 핀(22)의 일부를 구부림으로써 열교환기(2a)가 제작된다. 핀(22)의 구부림은 속이 빈 치구(治具)에 삽입하거나, 또는 압출이나 인발가공에 의해 행한다. 파이프 (24)를 감싸도록 핀(22)을 구부려, 핀(22)의 절곡편에 의해서 파이프(24)를 핀부착관 (20)의 바깥둘레에 고정함으로써, 파이프(24)과 핀부착관(20)의 열접촉을 확보한다.
본 실시예에 의한 열교환기(2a)는 핀부착관(20)의 내부를, 예를 들면 물 등의 제 1 유체의 유로로 하고, 파이프(24)의 내부를, 예를 들면 탄산가스와 같은 냉매인 제 2 유체의 유로로 한다. 한편, 제 1 유체와 제 2 유체는 대향류로 하는 편이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 열교환기(2a)에서는, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
먼저, 종래의 열교환기와 같은 노(爐)내 납땜을 하지 않고, 핀부착관(20)과 파이프(24)의 열접촉을 확보할 수 있기 때문에, 열교환기(2a)의 제조상의 비용을 저감할 수 있다. 또한, 종래의 열교환기에서는 파이프(11)의 바깥둘레만으로 파이프(12)와 금속접촉하고 있는 데 비하여, 본 실시예의 열교환기(2a)에서는, 핀(22)에 의해 파이프(24)를 감싸도록 고정하고 있기 때문에, 금속접촉면이 증대하여, 보다 확실하게 핀부착관(20)과 파이프(24)의 열접촉을 얻을 수 있어, 열교환성능이 향상한다.
또한, 파이프(24)의 내부를 제 1 유체보다 동작압력이 높은 제 2 유체의 유로로 하고, 핀부착관(20)의 내부는 제 2 유체보다 동작압력이 낮은 제 1 유체의 유로로 하는 것에 의해, 동작압력이 높은 제 2 유체가 흐르는 파이프(24)는 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 관이기 때문에, 파이프(24)의 내압을 확보하기 위해서 필요한 두께의 증가에 따른 원재료 비용의 상승을 크게 억제할 수 있고, 열교환기 (2a)의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같이 구성된 열교환기(2a)를 급탕장치에 사용한 경우의 동작에 대하여 설명한다.
파이프(24)의 내부는 냉매인 탄산가스의 유로로 하고, 핀부착관(20)의 내부는 물의 유로로 한다. 이 급탕장치에 있어서는, 압축기(1)로 압축된 냉매는 고온고압상태가 되어, 본 실시예의 열교환기인 이용측 열교환기(2a)의 파이프(24)를 통과할 때에, 핀부착관(20)의 내부를 흐르는 물로 방열하여 냉각된다. 즉, 급탕 탱크(6)의 바닥부로부터 급수펌프(5)에 의해 핀부착관(20)의 내부로 보내진 물은, 파이프(24)의 내부를 흐르는 냉매에 의해 가열된다. 냉매는, 그 후 감압기(3)에 의해 감압되어, 저온저압의 기액이상(氣液二相) 상태가 된다. 그리고, 열원측 열교환기(4)에서는, 냉매는 공기에 의해서 냉각되어, 기액이상 또는 가스상태가 되며,기액이상 또는 가스상태가 된 냉매는 다시 압축기(1)에 흡입된다. 이러한 사이클을 반복함으로써, 이용측 열교환기(2a)의 핀부착관(20)의 내부를 흐르는 물은 끓는 물이 되어, 그 끓는 물을 급탕 탱크(6)의 정수리부에서 저장함으로써 급탕기로서 이용할 수 있다. 이와 같이, 탄산가스를 냉매로서 사용한 급탕장치의 이용측 열교환기로서, 본 실시예의 열교환기(2a)를 사용하면, 다른 냉매보다 동작압력이 높은 탄산가스를, 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 파이프(24)의 내부로 흐르게 할 수 있어, 열교환기(2a)의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있고, 또한, 전열특성이 양호한 탄산가스를 흐르게 함으로써 열교환성능이 향상한다.
다음에, 다른 실시예에 의한 열교환기의 구성에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다.
본 실시예에 의한 열교환기(2b)는, 도 5에 나타낸 열교환기의 구성에 더하여, 구부려진 핀(22)과 파이프(24)의 바깥둘레면에 의해 형성되는 빈틈(25)에, 전열성이 높은 물질로 이루어지는 부재, 예를 들면, 알루미늄합금의 분말을 포함하는 페이스트 등을 충전한 것이다. 이러한 열교환기(2b)에서는, 빈틈(25)의 열저항이 열전도성이 높은 물질에 의해 저감되어, 보다 확실한 열접촉을 얻을 수 있기 때문에 열교환성능이 향상한다.
또한, 다른 실시예에 의한 열교환기의 구성에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 본 실시예에 의한 열교환기(2c)는, 핀부착관(31)의 복수의 핀(32)사이에, 2개의 파이프(34,35)를 나선형상으로 감은 것이며, 핀(32)의 일부를 구부림으로써, 파이프(34,35)와 핀부착관(31)을 고정한 것이다. 더욱, 파이프(34)와 파이프(35)는 분기관(도시하지 않음)에 의해 제 2 유체의 유로를 분기하여, 제 2 유체가 파이프(34)와 파이프(35)의 각각의 내부를 병렬로 흐르도록, 즉 제 2 유체의 유로를 2패스하도록 구성되어 있다. 이러한 열교환기(2c)에서는, 제 2 유체의 압력손실을 저감할 수 있으며, 보다 열교환성능이 향상한다. 한편, 본 실시예에서는 감긴 파이프를 2개로 하여, 제 2 유체의 유로를 2패스로 하는 구성으로 하여 설명하였지만, 더욱 복수의 파이프를 감는 구성으로 하여, 제 2 유체의 유로를 더욱 다(多)패스화하더라도 좋다.
또한, 다른 실시예에 의한 열교환기의 구성에 대하여 도 8을 사용하여 설명한다. 본 실시예에 의한 열교환기(2d)는, 핀부착관(41)의 핀(42)이 파이프(44)를 구부려 고정할 정도로 높지 않은 것이다. 이러한 열교환기(2d)에서는, 핀(42)에 의해 파이프(44)를 고정할 수는 없지만, 핀(42)의 높이가 낮기 때문에 핀부착관 (41)의 제조가 비교적 용이하게 되어, 제조 비용을 저감할 수 있다. 더욱이, 핀 (42)을 인접한 파이프(44)의 빈틈을 메우도록 산형 형상으로 하는 것에 의해, 핀부착관(41)과 파이프(44)가 금속접촉하고 있는 면적이 증대하여, 열교환성능이 향상한다.
한편, 이상 설명한 열교환기에서, 핀부착관(20,31,41)의 핀(22,32,42)은 전조(轉造) 등의 가공방법에 의해, 핀부착관과 동일한 소재, 예를 들면, 높은 열전도성을 가진 알루미늄합금이나 구리로 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 핀부착관(20,31,41)의 내부에, 나선 홈이나 콜게이트 등을 형성하여, 전열면적의 확대나 난류의 촉진을 도모하여 더욱 열교환기의 성능을 향상시키더라도 좋다.
또한, 다른 실시예에 의한 열교환기의 구성에 대하여 도 9 내지 도 11을 사용하여 설명한다.
도 9는 본 실시예에 의한 열교환기의 제 1 유체가 흐르는 핀부착관의 주요부 외관사시도, 도 10은, 동일 열교환기의 핀부착관의 바깥둘레에 제 2 유체가 흐르는 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 주요부 외관사시도, 도 11은, 핀부착관의 바깥둘레에 파이프를 배치시킨 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 핀부착관(50)은 통형상의 관(51)의 바깥둘레에, 소정높이의 핀(52)이 관축방향으로 복수 개 병행하여 형성되어 있다. 본 실시예의 열교환기(2e)에서는, 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 복수의 핀(52)의 사이의 공간(53)에, 파이프(54)를 핀부착관(50)의 관축과 병행하여 배치한다. 그 후, 도 11에 나타낸 바와 같이, 압출이나 인발가공을 하는 것 등에 의해, 핀부착관(50)의 핀(52)으로 파이프(54)를 감싸거나, 또는 끼워 넣도록 선단부를 구부림으로써, 파이프(54)를 핀부착관(50)의 바깥둘레에 고정하고, 파이프(54)와 핀부착관(50)의 열접촉을 확보한다. 이러한 열교환기(2e)에서는, 도 4에 나타내는 구성의 열교환기 (2a)와 동일한 효과를 가진 데에 더하여, 핀(52)의 높이가 비교적 낮아도 파이프 (54)를 고정할 수 있는 점이나 핀(52)을 구부리기 위한 압출이나 인발 가공이 비교적 용이한 점 때문에, 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 도 7에 나타내는 구성의 열교환기(2c)에서 설명한 바와 같은 제 2 유체유로의 다패스화를 용이하게 할 수 있다고 하는 장점도 있다.
또, 핀부착관(50)의 핀(52)은 압출 등의 가공방법에 의해 핀부착관과 동일소재, 예를 들면, 높은 열전도성을 가진 알루미늄합금이나 구리로 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 파이프를 핀을 구부린 핀부착관의 바깥둘레에 고정함으로써, 납땜이 불필요하고, 핀부착관과 파이프의 열접촉을 확보할 수 있기 때문에 열교환기의 제조상의 비용을 저감할 수 있고, 또한, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의하면, 파이프를 적어도 양쪽에 위치하는 핀면과 관에 접촉시킴으로써 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의하면, 파이프를 핀부착관에 나선형상으로 감아 구성함으로써, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의하면, 파이프를 핀부착관에 대하여 병행하게 배치하여 구성함으로써, 핀부착관과 파이프의 접촉면적증대에 의해 열교환성능이 향상하는 동시에, 유로를 다(多)패스화하기 쉽다.
또한, 본 발명에 의하면, 파이프의 안지름을 핀부착관의 안지름보다도 작게 함으로써, 지름이 작은 관쪽을 가공하기 쉽기 때문에, 파이프를 핀부착관의 바깥둘레에 배치하기 쉽다.
또한, 본 발명에 의하면, 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 파이프의 내부에 압력이 높은 제 2 유체를 흐르게 함으로써, 열교환기의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 내압을 확보하기 쉬운 작은 지름의 파이프의 내부에 전열특성이 양호하고, 압력이 높은 탄산가스를 흐르게 함으로써, 열교환기의 내압향상에 드는 비용을 저감할 수 있고, 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의하면, 핀부착관의 바깥둘레면 및 핀과 파이프의 사이에 형성되는 공간에 열전달물질을 충전함으로써, 보다 확실한 열접촉을 얻을 수 있어, 열교환성능이 향상한다.
또한, 본 발명에 의하면, 핀부착관의 바깥둘레에 배치한 파이프를 복수 개로 하고, 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체의 유로를 다(多)패스화함으로써, 제 2 유체의 압력손실을 저감할 수 있고, 열교환성능이 향상한다.

Claims (9)

  1. 관의 바깥둘레에 핀을 가진 핀부착관과, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치되는 파이프으로 이루어지며, 상기 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체와 상기 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체와의 사이에서 열교환을 하게 하는 열교환기에 있어서, 상기 핀을 구부려, 상기 파이프를 상기 핀부착관의 바깥둘레에 고정한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 관의 바깥둘레에 핀을 가진 핀부착관과, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치되는 파이프로 이루어지며, 상기 핀부착관의 내부를 흐르는 제 1 유체와 상기 파이프의 내부를 흐르는 제 2 유체와의 사이에서 열교환을 하게 하는 열교환기에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀사이의 공간에 배치하고, 상기 파이프를 적어도 양쪽에 위치한 상기 핀면과 상기 관에 접촉시킨 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀부착관에 나선형상으로 감은 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프를 상기 핀부착관의 관축과 병행하여 배치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프의 안지름을 상기 핀부착관의 안지름보다도 작게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 유체를 상기 제 1 유체보다도 동작압력이 높은 유체로 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 유체를 탄산가스로 하고, 상기 제 1 유체를 물로 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 관과 상기 핀과 상기 파이프의 사이에 형성되는 공간에 열전달물질을 충전한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 핀부착관의 바깥둘레에 배치한 파이프를 복수 개로 하고, 상기 제 2 유체의 유로를 다(多)패스화한 것을 특징으로 하는 열교환기.
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