KR20060009653A - 열교환기 - Google Patents

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KR20060009653A
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상,하부 헤더탱크내의 양분된 냉매통로 사이에 다수의 분배홀을 갖는 분배관을 형성함으로서 냉매 분배 향상 및 냉매흐름을 단순화하여 냉매측 압력강하량을 개선함과 동시에 열교환성능을 향상하고 입,출구파이프의 설치위치가 자유로운 열교환기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 내부에 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130); 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140); 상기 튜브(130)의 일단부에 결합되는 헤더(111) 및 상기 헤더(111)의 일측을 밀폐하는 탱크(112)로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(117)가 형성된 제 1 구획수단(115)(115a)에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통하는 양분된 냉매통로(113)(114)를 갖는 상부 헤더탱크(110); 상기 튜브(130)의 타단부에 결합되는 헤더(121) 및 상기 헤더(121)의 일측을 밀폐하는 탱크(122)로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(127)가 형성된 제 2 구획수단(125)에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통하는 양분된 냉매통로(123)(124)를 갖는 하부 헤더탱크(120)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
열교환기, 증발기, 헤더탱크, 튜브, 방열핀, 구획수단, 분배관, 분배홀

Description

열교환기{Heat exchanger}
도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,
도 4는 도 3에서의 B-B선 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 전,후방 튜브열의 튜브 폭을 비대칭으로 구성한 상태를 나타내는 단면도,
도 6a ∼ 도 6d는 본 발명에 따른 열교환기에서 헤더탱크의 구조를 변형한 다양한 일예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,
도 8은 도 7에서의 C-C선 단면도,
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 열교환기 110: 상부 헤더탱크
111,111a,111b,121,121a: 헤더 112,112a,122,122a: 탱크
113,114,123,124: 냉매통로 115,115a: 제 1 구획수단
116: 제 1 분배관 116a,116b,126a,126b: 분배홀
117,127: 분배로 118,118a,128: 구획판
120: 하부 헤더탱크 125: 제 2 구획수단
126: 제 2 분배관 130: 튜브
131: 전방 튜브열 132: 후방 튜브열
140: 방열핀 150: 엔드플레이트
160: 엔드캡 170: 입구파이프
171: 출구파이프
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상,하부 헤더탱크내의 양분된 냉매통로 사이에 다수의 분배홀을 갖는 분배관을 형성함으로서 냉매 분배 향상 및 냉매흐름을 단순화하여 냉매측 압력강하량을 개선함과 동시에 열교환성능을 향상하고 입,출구파이프의 설치위치가 자유로운 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 그 내부에 열교환매체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 열교환매체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치로서 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기, 라디에이터, 히터코어 등 여러가지 형식의 것이 사용되고 있다.
상기 열교환기 중에서 증발기는 냉매 통로의 구조형식에 따라 분류되는데, 하나의 압출튜브를 다단절곡한 서펜타인 타입, 딤플형상의 플레이트를 적층시킨 라 미네이트 타입 등이 대표적이며, 최근에는 복수개의 압출튜브를 사용하는 복수압출튜브 타입의 증발기가 소개되고 있다.
이러한 복수압출튜브 타입의 증발기를 간략히 설명하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수열로 배열되는 다수의 튜브(30)와, 상기 튜브(30)들 사이에 개재되는 방열핀(40)과, 상기 복수열의 튜브(30) 양단에 연통되게 결합되며 각 튜브(30)열을 연통하는 냉매통로(14)(14a)(23)(23a)가 형성된 복수열의 상,하부 헤더탱크(10)(20)로 구성된다.
그리고, 상기 상부 헤더탱크(10)에는 각 냉매통로(14)(14a)를 양분하는 배플(15)이 구비되어 상기 배플(15)을 기준으로 일측에는 상기 복수열로 배열된 튜브(30)에서 전방 튜브열(31)을 통과하면서 열교환된 냉매가 후방 튜브열(32)로 유동할 수 있도록 각 냉매통로(14)(14a)를 연통시키는 다수의 연통홀(13)이 형성되어 있다.
또한, 상기 상부 헤더탱크(10)에는 냉매가 유입/배출 될 수 있도록 입,출구파이프(2)(3)가 구비된다.
여기서, 상기 상,하부 헤더탱크(10)(20)는 상기 튜브(30)의 단부에 결합되는 헤더(11)(21)와 상기 헤더(11)(21)에 접합되는 탱크(12)(22)로 이루어진다.
한편, 상기 하부 헤더탱크(20)의 냉매통로(23)(23a)에는 일정간격으로 냉매 배분 플레이트(25)가 설치되어 냉매통로(23)(23a)를 유동하는 냉매가 각 튜브(30)들로 고르게 분배되어 유동할 수 있도록 하고 있다.
따라서, 냉매가 상기 입구파이프(2)를 통해 상기 상부 헤더탱크(10)의 전방 측 냉매통로(14)로 유입된 후 상기 배플(15)에 의해 구획된 상기 전방 튜브열(31)의 일측 튜브(31)들을 따라 유동하여 상기 하부 헤더탱크(20)의 전방측 냉매통로(23)로 유입된다.
상기 하부 헤더탱크(20)의 전방측 냉매통로(23)로 유입된 냉매는 유턴하여 이번에는 전방 튜브열(31)의 타측 튜브(31)들을 따라 유동하면서 상부 헤더탱크(10)의 전방측 냉매통로(14)로 유입된다.
계속해서, 상기 상부 헤더탱크(10)의 전방측 냉매통로(14)로 유입된 냉매는 상기 다수의 연통홀(13)을 통해 인접한 후방측 냉매통로(14a)로 흘러간 후, 상기 배플(15)에 의해 구획된 후방 튜브열(32)의 일측 튜브(32)들을 따라 유동하여 하부 헤더탱크(20)의 후방측 냉매통로(23a)로 유입된다.
상기 하부 헤더탱크(20)의 후방측 냉매통로(23a)로 유입된 냉매는 유턴하여 이번에는 후방 튜브열(32)의 타측 튜브(32)들을 따라 유동하면서 상부 헤더탱크(10)의 후방측 냉매통로(14a)로 유입된 후 상기 출구파이프(3)를 통해 배출된다.
그러나, 상기 종래의 증발기(1)는 냉매흐름이 복잡함과 아울러 냉매를 균일하게 흐르게 하기 위해 설치된 냉매 배분 플레이트(25)에 의해 냉매측 압력강하량이 증가하여 열교환성능이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 상기 입,출구파이프(2)(3)의 설치위치가 제한적이어서 입,출구파이프(2)(3)를 증발기(1)의 전면에 설치하기가 매우 어려운 문제도 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 헤더탱크내의 양분 된 냉매통로 사이에 다수의 분배홀을 갖는 분배관을 형성함으로서 냉매 분배 향상 및 냉매흐름을 단순화 하여 냉매측 압력강하량을 개선함과 동시에 열교환성능을 향상하고 입,출구파이프의 설치위치가 자유로운 열교환기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부에 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브; 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀; 상기 튜브의 일단부에 결합되는 헤더 및 상기 헤더의 일측을 밀폐하는 탱크로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로가 형성된 제 1 구획수단에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열과 연통하는 양분된 냉매통로를 갖는 상부 헤더탱크; 상기 튜브의 타단부에 결합되는 헤더 및 상기 헤더의 일측을 밀폐하는 탱크로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로가 형성된 제 2 구획수단에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열과 연통하는 양분된 냉매통로를 갖는 하부 헤더탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브; 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀; 상기 튜브의 일단부에 결합되는 헤더 및 상기 헤더의 일측을 밀폐하는 탱크로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로가 형성된 제 1 구획수단에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열과 연통하는 양분된 냉매통로를 갖는 상부 헤더탱크; 상기 튜브의 타단부에 결합되는 헤더 및 상기 헤더의 일측을 밀폐하는 탱크로 구성되는 하부 헤더탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에서의 B-B선 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기에서 전,후방 튜브열의 튜브 폭을 비대칭으로 구성한 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6a ∼ 도 6d는 본 발명에 따른 열교환기에서 헤더탱크의 구조를 변형한 다양한 일예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 열교환기(100)는 내부에 일정형상의 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되며 전열 면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(140)과, 상기 복수열의 튜브(130) 양단부에 각각 연통되게 결합되는 상,하부 헤더탱크(110)(120)로 구성된다.
그리고, 상기 튜브(130)와 방열핀(140)을 보호하기위해 이들의 최외곽에는 엔드플레이트(150)가 설치되고, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 개구된 양단은 엔드캡(160)으로 밀폐된다.
또한, 상기 튜브(130)는 압출튜브로 이루어질 수도 있고, 두 개의 플레이트를 상호 접합하여 이루어질 수도 있다.
이후, 편의상 상기 복수열의 튜브(130)에서 전방측에 위치한 튜브(130)들을 전방 튜브열(131)이라 하고, 후방측에 위치한 튜브(130)들을 후방 튜브열(132)이라 하기로 한다.
한편, 상기 튜브(130), 방열핀(140), 헤더탱크(110)(120), 엔드플레이트 (150) 등는 가조립된 상태에서 브레이징으로 접합되어 열교환기(100)의 제조가 완료 되는 것이다.
상기한 열교환기(100)에 있어서, 상기 상부 헤더탱크(110)는 상기 복수열의 튜브(130) 일단부에 결합되는 헤더(111)와, 상기 헤더(111)의 개구된 일측을 밀폐하는 탱크(112)로 구성된다.
상부 헤더탱크(110)의 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(117)가 형성된 제 1 구획수단(115)이 구비되며, 상기 제 1 구획수단(115)에 의해 상기 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통할 수 있도록 양분된 냉매통로(113)(114)가 구비된다.
그리고, 상기 제 1 구획수단(115)은 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부에 길이방향으로 제 1 분배관(116)을 형성하고, 상기 제 1 분배관(116)에는 상기 양분된 냉매통로(113)(114) 중 어느 한쪽과 연통하도록 일정간격으로 다수의 분배홀(116a)을 형성하여 이루어진다.
여기서, 상기 분배홀(116a)은 상기 제 1 분배관(116)의 일측면에 원형 또는 슬롯형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 분배관(116)과 상기 헤더(111) 사이에는 구획판(118)이 더 형성된다.
따라서, 상기 상부 헤더탱크(110)의 양분된 냉매통로(113)(114) 중 전방 튜브열(131)과 연통하는 냉매통로(113)와 상기 제 1 분배관(116)의 분배로(117)가 다수의 분배홀(116a)을 통해 상호 연통되는 것이다.
그리고, 상기 하부 헤더탱크(120)는 상기 복수열의 튜브(130) 타단부에 결합되는 헤더(121)와, 상기 헤더(121)의 개구된 일측을 밀폐하는 탱크(122)로 구성된다.
하부 헤더탱크(120)의 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(127)가 형성된 제 2 구획수단(125)이 구비되며, 상기 제 2 구획수단(125)에 의해 상기 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통할 수 있도록 양분된 냉매통로(123)(124)가 구비된다.
그리고, 상기 제 2 구획수단(125)은 상기 하부 헤더탱크(120)의 내부에 길이방향으로 제 2 분배관(126)을 형성하고, 상기 제 2 분배관(126)에는 상기 양분된 냉매통로(123)(124)와 각각 연통하도록 양측에 일정간격으로 다수의 분배홀(126a)(126b)을 형성하여 이루어진다.
여기서, 상기 분배홀(126a)(126b)은 상기 제 2 분배관(126)의 양측면에 원형 또는 슬롯형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 분배관(126)과 상기 헤더(121) 사이에는 구획판(128)이 더 형성된다.
따라서, 상기 하부 헤더탱크(120)의 양분된 냉매통로(123)(124)와 상기 제 2 분배관(126)의 분배로(127)는 다수의 분배홀(126a)(126b)을 통해 상호 연통되는 것이다.
한편, 상기 제 2 분배관(126)의 양측면에 형성된 다수의 분배홀(126a)(126b)은 각각 나란히 형성될 수도 있고, 지그재그 형태로 형성될 수 도 있다.
또한, 상기 구획판(128)에는 하부 헤더탱크(120)내의 양분된 냉매통로(123)(124)를 추가로 연통시킬 수 있도록 연통홀(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에 형성된 제 1,2 분배관(116)(126)은 각각 탱크(112)(122) 또는 헤더(111)(121)와 함께 압출 등에 의해 일체로 형성될 수 있고, 별도로 분리형으로 형성된 후 브레이징 등으로 접합될 수 도 있다.
한편, 상기에서는 전,후방 각 튜브열(131)(132)의 튜브(130) 폭이 동일한 경우를 설명하였지만, 상기와 같이 냉매의 흐름방향이 전방 튜브열(131)과 후방 튜브열(132)을 순차적으로 거치게되는 유턴 플로우 형태에서는 전체적인 온도분포를 개선함과 동시에 열교환기의 출구측 온도를 개선할 수 있도록 상기 전,후방 각 튜브열(131)(132)의 튜브(130) 폭(W1)(W2)을 비대칭으로 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 전,후방 각 튜브열(131)(132)을 유동하는 냉매흐름방향을 기준으로 상류측인 전방튜브열(131)의 튜브(130) 폭(W1)이 하류측인 후방튜브열(132)의 튜브(130) 폭(W2) 보다 더 크게 형성하는 것이다.
따라서, 온도분포를 개선함은 물론 전열성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 상부 헤더탱크(110)에는 외부로부터 냉매를 유입할 수 있도록 상기 분배로(117)와 연통하는 입구파이프(170)가 설치되고, 각 튜브열(131)(132)을 거쳐 열교환된 냉매를 외부로 배출할 수 있도록 상기 양분된 냉매통로(113)(114) 중 어느 하나와 연통하는 출구파이프(171)도 설치된다.
여기서, 상기 출구파이프(171)는 하류측인 후방튜브열(132)과 연통하는 냉매 통로(114)와 연통하도록 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 입,출구파이프(170)(171)는 열교환기(100)의 측면에 해당하는 상부 헤더탱크(110)의 일측 엔드캡(160)에 각각 동일방향으로 형성할 수 도 있고, 양측 엔드캡(160)에 각각 반대방향으로 형성할 수 도 있다.
또한, 상기 입,출구파이프(170)(171)는 열교환기(100)의 측면에 형성하지 않고, 각각 분배로(117) 및 냉매통로(114)와 연통하는 상태에서 열교환기(100)의 전면에 형성 할 수도 있는 등 다양한 위치에 설치할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 하부 헤더탱크(120)내에 설치된 제 2 분배관(126)의 양측면에 형성된 분배홀(126a)(126b)은 나란히 또는 지그재그 형태로 형성될 수 도 있지만, 상기 분배홀(126a)(126b)을 적절히 구성하여 냉매 배분이 균일하지 않은 과열영역에 집중적으로 냉매 배분이 이루어질 수 있도록 함으로서, 전체영역에 균일한 냉매 배분이 이루어지는 것이다.
한편, 도 6a 내지 도 6d 는 상기한 헤더탱크의 구조를 변형한 다양한 일예를 나타낸 도면으로서, 각 도면을 참조하여 특징적인 부분에 대해서만 간략히 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.
아울러, 도면에서는 상부 헤더탱크(110)만 도시하였지만 하부 헤더탱크(120)에도 동일하게 적용된다.
먼저, 도 6a는 헤더탱크(110)내에서 구획판(118)을 삭제한 구조이며, 따라서 헤더탱크(110)내에 형성된 분배관(116)은 구획판(118)의 기능을 동시에 하게 된다. 그리고, 헤더(111)는 각각 분할된 형태로 탱크(112)의 하단에 결합됨으로서 헤더탱 크(110)내에는 상기 분배관(116)에 의해 양분된 냉매통로(113)(114)가 형성되게 된다.
도 6b는, 상기 도 6a와 동일한 구조로 이루어지되, 단, 도 6a에서는 헤더(111)가 분할된 형태였지만, 도 6b에서는 헤더(111a)를 일체형으로 형성한 것이다.
도 6c는, 헤더탱크(110)내에 분배관(116)과 구획판(118a)이 모두 형성된 구조로서, 상기 분배관(116)은 탱크(112)측에 일체로 형성되고, 상기 구획판(118a)은 헤더(111a)측에 일체로 형성한 것이다.
도 6d는, 탱크(112a)와 헤더(111b)가 거의 대칭되는 구조로 이루어지며, 이때, 분배관(116)의 반은 탱크(112a)측에 일체로 형성되고 나머지 반은 헤더(111b)측에 일체로 형성된 것이다. 따라서, 탱크(112a)와 헤더(111b)가 결합시 완전한 하나의 분배관(116)을 이루게 되며, 상기 분배관(116)에 의해 분배관(116)의 양측으로 각각 양분된 냉매통로(113)(114)가 형성되게 된다.
또한, 상기 분배관(116)의 분배로(117)와 양분된 냉매통로(113)(114)를 연통하기 위한 분배홀(116a)은 탱크(112a)와 헤더(111b)의 접촉 부분에 형성된다.
한편, 도면에서는 냉매통로(113)(114)와 분배로(117)의 크기를 동일하게 도시 하였지만, 상기 분배관(116)의 크기를 축소하여 분배로(117)의 크기를 냉매통로(113)(114) 보다 작게 형성할 수 도 있다.
이렇게, 도 6a 내지 도 6d 에 도시된 헤더탱크(110)의 구조는 일예를 나타낸 것이며, 이 외에도 더욱 다양하게 형성될 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 입구파이프(170)로 유입되는 냉매는 상기 상부 헤더탱크(110)의 제 1 분배관(116)의 분배로(117)로 유입된다. 상기 분배로(117)로 유입된 냉매는 제 1 분배관(116)의 일측에 형성된 다수의 분배홀(116a)을 통해 전방측 튜브열(131)과 연통하는 냉매통로(113)로 유동하게 되고, 이렇게 냉매통로(113)로 유동한 냉매는 전방측 튜브열(131)를 따라 유동하는 과정에서 외부 공기와 1차 열교환을 한 후 상기 하부 헤더탱크(120)의 냉매통로(123)로 유입된다.
계속해서, 상기 하부 헤더탱크(120)의 냉매통로(123)로 유입된 냉매는 제 2 분배관(126)의 일측에 형성된 다수의 분배홀(126a)을 통해 제 2 분배관(126)의 분배로(127)로 유입된 후, 제 2 분배관(126)의 타측에 형성된 다수의 분배홀(126b)을 통해 후방 튜브열(132)과 연통하는 냉매통로(124)로 유동하게 된다.
이후, 상기 후방 튜브열(132)을 따라 유동하는 과정에서 외부 공기와 2차 열교환을 한 후 상기 상부 헤더탱크(110)의 냉매통로(114)로 유입되어 최종적으로 상기 출구파이프(171)를 통해 배출된다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7에서의 C-C선 단면도로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 구성 및 작용에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기한 제 1 실시예는 상부 헤더탱크(110)내의 냉매 통로(113)(114)를 양분하는 제 1 구획수단(115)인 제 1 분배관(116)의 일측에만 다수의 분배홀(116a)이 형성됨에 따라 입구파이프(170)로 유입된 냉매가 전방 튜브열(131)과 후방 튜브열(132)을 순차적으로 통과한 후 출구파이프(171)를 통해 배출되는 냉매흐름 구조를 가진 반면,
제 2 실시예에 따른 제 1 구획수단(115a)은 상부 헤더탱크(110)내의 냉매통로(113)(114)를 양분하는 제 1 분배관(116)의 양측 모두에 다수의 분배홀(116a)(116b)을 형성함으로서, 입구파이프(170)로 유입된 냉매가 전,후방 튜브열(131)(132)을 동시에 통과한 후 출구파이프(171)를 통해 배출되는 냉매흐름 구조를 가지도록 한 것이다.
즉, 상기 제 1 구획수단(115a)은 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부에 길이방향으로 제 1 분배관(116)을 형성하고, 상기 제 1 분배관(116)에는 상기 양분된 냉매통로(113)(114)와 각각 연통하도록 양측에 일정간격으로 다수의 분배홀(116a)(116b)을 형성하여 이루어진다.
여기서, 상기 분배홀(116a)(116b)은 상기 제 1 분배관(116)의 양측면에 원형 또는 슬롯형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 분배관(116)과 상기 헤더(111) 사이에는 구획판(118)이 더 형성된다.
따라서, 상기 상부 헤더탱크(110)의 양분된 냉매통로(113)(114)와 상기 제 1 분배관(116)의 분배로(117)는 다수의 분배홀(116a)(116b)을 통해 상호 연통되는 것이다.
그리고, 상기 하부 헤더탱크(120)는 상기 제 1 실시예와 동일한 구성이므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.
또한, 제 2 실시예에서 입구파이프(170)는 상기 상부 헤더탱크(110)의 제 1 분배관(116)의 분배로(117)와 연통하도록 설치되고, 출구파이프(171)는 상기 하부 헤더탱크(120)의 제 2 분배관(126)의 분배로(127)와 연통하도록 설치된다.
여기서, 상기 출구파이프(171)는 상기 입구파이프(170)와 동일방향으로 형성될 수 도 있고, 반대방향으로 형성될 수 도 있다.
또한, 제 2 실시예 역시 상기 입,출구파이프(170)(171)는 열교환기(100)의 측면에 형성하지 않고, 각각의 분배로(117)(127)와 연통하는 상태에서 열교환기(100)의 전면에 형성 할 수도 있는 등 다양한 위치에 설치할 수 있는 것이다.
한편, 상기한 제 1,2 실시예에서 상부 헤더탱크(110)의 제 1 분배관(116)에 형성된 다수의 분배홀(116a)(116b)과, 하부 헤더탱크(120)의 제 2 분배관(126)에 형성된 다수의 분배홀(126a)(126b)은 동일위치에 형성할 수 도 있지만, 효과적인 냉매 배분을 위해 상호 어긋나게 형성할 수 도 있다.
또한, 냉매분배를 위해 각 분배관(116)(126)에 분배홀(116a,116b)(126a,126b)을 등간격 또는 다양하게 배치 형성 가능하다.
예를들어, 입구파이프(170)와 먼 방향측으로 분배홀(116a)(116b)을 조밀하게 배열이 가능한 것이다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 입구파이프(170)로 유입되는 냉매는 상기 상부 헤더탱크(110)의 제 1 분배관(116)의 분배로(117)로 유입된다. 상기 분배로(117)로 유입된 냉매는 제 1 분배관(116)의 양측에 형성된 다수의 분배홀(116a)(116b)을 통해 양분된 냉매통로(113)(114)로 동시에 유동하게 되고, 이렇게 냉매통로(113)(114)로 유동한 냉매는 전,후방측 튜브열(131)(132)을 따라 동시에 유동하는 과정에서 외부 공기와 열교환을 한 후, 상기 하부 헤더탱크(120)의 양분된 냉매통로(123)(124)로 각각 유입된다.
계속해서, 상기 하부 헤더탱크(120)의 냉매통로(123)(124)로 유입된 냉매는 제 2 분배관(126)의 양측에 형성된 다수의 분배홀(126a)(126b)을 통해 제 2 분배관(126)의 분배로(127)로 유입된 후, 최종적으로 상기 출구파이프(171)를 통해 배출된다.
따라서, 제 2 실시예에서는 제 1 실시예 보다 냉매흐름이 더욱 단순화되어 냉매측 압력강하량이 더욱 개선된다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 단면도로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 구성 및 작용에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 제 3 실시예는 상기한 제 1 실시예의 하부 헤더탱크(120)의 구조를 더욱 단순화 시킨 것이다.
즉, 상기 하부 헤더탱크(120)는 상기 튜브(130)의 타단부에 결합되는 헤더(121a)와, 상기 헤더(121a)의 일측을 밀폐하는 탱크(122a)로 이루어진 것이다.
따라서, 전방측 튜브열(131)를 따라 유동하는 냉매가 상기 하부 헤더탱크(120)에서 리턴한 후 상기 후방 튜브열(132)을 따라 유동하게 된다.
한편, 제 3 실시예는 제 1 실시예와 하부 헤더탱크(120)를 제외한 모든 구성 및 작용이 동일함으로 여기서 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 열교환기(100) 중 증발기를 일예로 설명하였지만, 이 외에도 라디에이터, 응축기, 히터코어 등 모든 열교환기에 동일하게 적용이 가능함은 물론이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 상,하부 헤더탱크내의 양분된 냉매통로 사이에 다수의 분배홀이 형성된 분배관을 형성함으로서 냉매 분배가 향상되고 냉매흐름이 단순화되어 냉매측 압력강하량이 개선됨과 동시에 열교환성능이 향상되고 입,출구파이프의 설치위치가 자유롭다.

Claims (13)

  1. 내부에 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130);
    상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140);
    상기 튜브(130)의 일단부에 결합되는 헤더(111) 및 상기 헤더(111)의 일측을 밀폐하는 탱크(112)로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(117)가 형성된 제 1 구획수단(115)(115a)에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통하는 양분된 냉매통로(113)(114)를 갖는 상부 헤더탱크(110);
    상기 튜브(130)의 타단부에 결합되는 헤더(121) 및 상기 헤더(121)의 일측을 밀폐하는 탱크(122)로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(127)가 형성된 제 2 구획수단(125)에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통하는 양분된 냉매통로(123)(124)를 갖는 하부 헤더탱크(120)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구획수단(115)은 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부에 길이방향으로 제 1 분배관(116)을 형성하고, 상기 제 1 분배관(116)에는 상기 양분된 냉매통로(113)(114) 중 어느 한쪽과 연통하도록 분배홀(116a)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구획수단(115a)은 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부에 길이방향으로 제 1 분배관(116)을 형성하고, 상기 제 1 분배관(116)에는 상기 양분된 냉매통로(113)(114)와 각각 연통하도록 양측에 분배홀(116a)(116b)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 분배관(116)과 상기 헤더(111) 사이에 구획판(118)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)의 튜브(130) 폭(W1)(W2)은 비대칭인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 튜브열(131)(132)을 유동하는 냉매흐름방향을 기준으로 상류측 튜브열(131)의 튜브(130) 폭(W1)이 하류측 튜브열(132)의 튜브(130) 폭(W2) 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 분배관(116)과 상기 헤더(111) 사이에 구획판(118)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구획수단(125)은 상기 하부 헤더탱크(120)의 내부에 길이방향으로 제 2 분배관(126)을 형성하고, 상기 제 2 분배관(126)에는 상기 양분된 냉매통로(123)(124)와 각각 연통하도록 양측에 분배홀(126a)(126b)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 분배관(126)과 상기 헤더(121) 사이에 구획판(128)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구획판(128)에는 상기 양분된 냉매통로(123)(124)를 연통시키는 연통홀이 더 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 헤더탱크(110)에는 상기 분배로(117)와 연통하는 입구파이프(170) 및 상기 양분된 냉매통로(113)(114) 중 어느 하나와 연통하는 출구파이프(171)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에는 각각의 분배로(117)(127)와 연통하는 입,출구파이프(170)(170)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 내부에 유로를 가지며 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130);
    상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140);
    상기 튜브(130)의 일단부에 결합되는 헤더(111) 및 상기 헤더(111)의 일측을 밀폐하는 탱크(112)로 구성되고, 내부에는 길이방향으로 일정공간의 분배로(117)가 형성된 제 1 구획수단(115)(115a)에 의해 복수열로 배열된 각 튜브열(131)(132)과 연통하는 양분된 냉매통로(113)(114)를 갖는 상부 헤더탱크(110);
    상기 튜브(130)의 타단부에 결합되는 헤더(121a) 및 상기 헤더(121a)의 일측을 밀폐하는 탱크(122a)로 구성되는 하부 헤더탱크(120)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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