KR20130000896U - 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 운송기기 등에 설치되는 열교환장치에 사용할 수 있도록 하기 위해 소형으로 제작될 필요가 있는 증발기를 제공한다. 이 증발기(10)는 한 쌍의 헤더(20, 40)에 외부로부터 냉매가 유입되는 유입구(60)와 외부로 냉매가 유출되는 유출구(70)가 형성되도록 하되, 유입구(60)는 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)를 구비하고, 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)는 유출구(70)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치되도록 한다. 이와 같은 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 냉매가 양측의 유입구(62, 64)로 분할 유입되어 중심의 유출구(70)로 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 기대할 수 있다.
Description
본 고안은 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 운송기기 등에 설치되는 열교환장치에 사용할 수 있도록 하기 위해 소형으로 제작될 필요가 있는 증발기를 제공함에 있어서 냉매가 증발기로 유입되어 흐를 때 균일한 분류를 갖도록 하는 동시에 저항을 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 공기 조화기의 응축기에 널리 사용되고 있는 마이크로채널튜브(micro channel tube)를 증발기로 적용하기 위한 다양한 기술이 제안되어 있다. 마이크로채널튜브는 수 mm 이내의 직경을 갖는 유로가 다수 개 형성되어 냉매가 흐르도록 한다. 마이크로채널튜브 열교환기는 그 재질에서 기인하여 알루미늄 열교환기, 튜브의 형상에서 기인하여 납작관형 열교환기, 냉매의 흐름에서 기인하여 패러렐 플로우 열교환기(PFC, Parallel Flow Condenser), 멀티 플로우 열교환기(MFC, Multi-Flow Condenser) 등 다양하게 지칭되고 있다.
한편, 마이크로채널튜브 열교환기는 핀-튜브 형 열교환기에 비하여 전열효율이 높아 소형화가 가능한 장점이 있지만, 가정용 공기조화기의 증발기로 사용하기 위해서는 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있다.
먼저, 증발기는 그 성질상 그 자체 온도보다 고온의 공기와 열교환하기 때문에 공기 중의 수분이 응결되어 증발기 표면에 응축수가 맺히게 된다. 종래의 마이크로채널튜브 열교환기는 각 튜브들이 수평방향으로 놓여 있기 때문에 열교환기 표면에 맺힌 응축수가 튜브들 사이사이와 파형핀의 골부분에 고이게 되어 열교환효율을 떨어뜨리는 문제가 있다.
또한, 열교환기 주위를 지나는 공기의 유속에 있어서, 차량용 응축기 주위에는 공기의 유속이 3~4m/s 정도로 상당히 빠른데 비하여 가정용 공조기의 증발기 주위는 일반적으로 공기 유속이 0.5~1.5m/s 정도로 매우 느리기 때문에 단위 시간당 열전달량이 줄어들게 된다. 따라서, 충분한 열전달량을 확보하기 위해서는 전열면적을 넓게 확보하여야 하는 문제가 있다.
또한, 열교환기를 지나는 냉매의 흐름을 보면 일측 헤더의 상부로 유입되어 반대편 헤드의 하부로 빠져나가기까지 S자 형상을 그리며 차츰 아래쪽으로 내려가게 되는데, 응축기의 경우 열교환기를 지나는 냉매는 기체상태에서 점차 응축되어 액체 상태로 변하기 때문에 이러한 흐름이 자연스럽게 일어날 수 있다. 그리고 냉매의 상변화에 따라 출구측 통로군의 튜브수가 입구측 통로군의 튜브 수보다 줄어들어 열교환기 내에서의 압력손실을 최소화하도록 되어 있다. 그러나 증발기의 경우는 액상의 냉매가 기화하기 때문에 이와 같은 응축기의 유로 구조를 동일하게 적용할 수 없다는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 고려하여 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2003-0063980호 "평행유동형 열교환기"는 헤더를 상하로 배치하고 마이크로채널튜브를 수직하게 놓이도록 한 열교환기를 제안하고 있는데, 이 열교환기에는 응축수의 배수를 용이하게 하기 위한 배수홀 및 라인홈이 형성되어 있다. 이외 대한민국 특허공개2004-0017447호, 대한민국 특허공개 2004-0017449호, 대한민국 특허공개2004-0017920호, 대한민국 특허공개 2004-0019628호 등에도 상기 열교환기와 같은 방향으로 헤더와 튜브를 배열한 상태에서 응축수의 배수를 용이하게 하기 위한 다양한 구성이 개시되어 있다.
이들 기술은 증발기의 헤더를 상하로 배치하고 마이크로채널튜브를 수직하게 놓이도록 하여 응축수 배수 문제는 어느 정도 해결되나, 전열면적은 여전히 그대로 인 점과, 냉매 흐름의 불균일이 문제된다. 즉, 증발기 입구에서의 냉매 조건은 이상(two phase) 유동상태(기액 이상 상태)이므로, 증발기 헤더로 유입되는 냉매는 기체상태와 액체상태 간의 운동량의 차이로 인하여 각 튜브로 공급되는 냉매가 불균일하게 분배되는 문제가 있다. 특히 하나의 통로군에서 다음 통로군으로의 이동이 하나의 헤더 내부에서 일어나기 때문에 이러한 문제는 더욱 심각하다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0025082호 "마이크로채널튜브를 이용한 증발기"는 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더와, 상기 한 쌍의 헤더 사이에 설치되는 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제1열교환유닛과; 상기 제1열교환유닛과 인접하게 설치되며 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더와, 상기 한 쌍의 헤더 사이에 설치되는 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제2열교환유닛을 포함하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기를 제안하고 있다.
이와 같은 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 열교환유닛을 복수 개로 구비하고 있어 전열면적을 충분히 확보할 수 있고, 증발기의 설치방향과, 각 열교환유닛 간의 냉매를 전달하는 상부헤더에 의해 냉매의 균일한 분배가 가능한 효과를 기대하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 증발기는 일반적으로 널리 사용된 증발기와 다른 기본 구조를 가지고 있어 다른 다양한 장치에 적용하기 어려운 점이 있다. 예컨대, 이와 같은 종래기술에 따른 증발기는 증발기를 이루는 헤더 및 관련 배관을 일반적으로 사용되는 부품과 별개로 제작하여야 하고, 이 증발기가 설치되는 장치에 대한 설계도 별개로 이루어지는 동시에 일반적인 증발기보다 소요 공간이 커지는 문제점이 있는 것이다.
따라서 본 고안은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 운송기기 등에 설치되는 열교환장치에 사용할 수 있도록 하기 위해 소형으로 제작될 필요가 있는 증발기를 제공함에 있어서 냉매가 증발기로 유입되어 흐를 때 균일한 분류를 갖도록 하는 동시에 저항을 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 새로운 형태의 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 고안은 증발기를 이루는 헤더 및 관련 배관을 일반적으로 사용되는 부품을 동일하게 적용하여 제작할 수 있도록 하고, 증발기가 설치되는 공간에 대한 고려가 별도로 이루어지지 않고 기존 공간을 그대로 활용할 수 있도록 하는 새로운 형태의 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 열교환 장치에 설치되고, 냉매가 흐르는 경로를 형성하며, 기액 이상 상태의 냉매가 유입되어 기체 상태로 유출되도록 하는 증발기에 있어서, 정해진 거리를 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되고, 내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성되는 한 쌍의 헤더(20, 40) 및; 내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성되고, 상기 한 쌍의 헤더(20, 40)와 연통되도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 사이에 설치되는 다수 개의 튜브(1)를 포함하되; 상기 한 쌍의 헤더(20, 40)에 외부로부터 냉매가 유입되는 유입구(60)와 외부로 냉매가 유출되는 유출구(70)가 형성되도록 하되, 상기 유입구(60)와 유출구(70) 중 어느 하나의 개수(n)는 n>1을 만족하고, 다른 나머지 하나의 개수는 n과 n±1 중 어느 하나를 만족하되, 상기 유입구(60)와 유출구(70)는 상기 헤더(20, 40)상에 설치된다.
이와 같은 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에서 상기 유입구(60)는 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)는 상기 유출구(70)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치될 수 있다.
이와 같은 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에서 상기 유출구(70)는 제 1 유출구(72)와 제 2 유출구(74)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 유출구(72, 74)는 상기 유입구(60)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치될 수 있다.
이와 같은 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에서 상기 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74) 및 유입구(60)는 상기 한 쌍의 헤더(20, 40)내에 설치되는 세퍼레이터(separator)에 의해 서로 분할될 수 있다.
본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기에 의하면, 유출구(70)의 양측에 서로 대칭되는 유입구(62, 64)가 설치되므로, 냉매가 양측의 유입구(62, 64)로 분할 유입되어 중심의 유출구(70)로 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 기대할 수 있고, 유입구(60)의 양측에 서로 대칭되는 유출구(72, 74)가 설치되므로, 냉매가 유입구(60)로 유입되어 양측의 유출구(72, 74)로 분할 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 기대하고, 열교환기 내의 압력손실을 최소화할 수 있다. 특히, 본 고안에 따르면, 한 쌍의 헤더(20, 40), 튜브(1) 및 다른 배관(61, 63, 71) 등은 일반적으로 널리 사용되는 증발기의 부품을 사용할 수 있고, 증발기의 전체적인 외형 구조가 기존과 거의 동일하게 되므로, 증발기가 설치되는 공간을 기존 형태 그대로 적용할 수 있어 제조 및 설치가 편리한 장점을 기대할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 고안의 기술 사상에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램들;
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 사시도;
도 4는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 블록 다이어그램;
도 5는 도 4에서 보인 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 제품 형태를 보여주는 사시도;
도 6은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램;
도 7은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 사시도;
도 4는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 블록 다이어그램;
도 5는 도 4에서 보인 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 제품 형태를 보여주는 사시도;
도 6은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램;
도 7은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 1은 본 고안의 기술 사상에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 일반적인 증발기와 동일하게 한 쌍의 헤더(20, 40)와 다 수개의 튜브(1)를 구비하여 자동차 에어컨과 같은 열교환 장치에 설치되어 냉매가 흐르는 경로를 형성하고, 기액 이상 상태의 냉매가 유입되어 기체 상태로 유출되도록 한다.
이와 같은 본 고안에 따른 증발기(10)에서 한 쌍의 헤더(20, 40)는 정해진 거리를 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되고, 내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성된다. 그리고, 다수 개의 튜브(1)는 내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성되고, 한 쌍의 헤더(20, 40)와 연통되도록 한 쌍의 헤더(20, 40) 사이에 설치된다. 이때, 튜브(1)는 다수 개가 좌우로 배열되며, 각 튜브(1) 사이 사이에는 파형(波形)핀(2; corrugated fin)이 설치된다. 이 튜브(1)들의 양단에는 각 튜브(1)들로 냉매가 분배되거나 각 튜브(1)로부터의 냉매가 모이게 되는 헤더(20, 40)가 설치된다. 이 헤더(20, 40)는 원형 단면의 알루미늄 봉재로 만들어지며 튜브(1)들의 양측에 배치된다. 각각의 튜브(1)들은 양측의 헤더(20, 40)와 연통되어 있다.
한편, 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 한 쌍의 헤더(20, 40)에 외부로부터 냉매가 유입되는 유입구(60)와 외부로 냉매가 유출되는 유출구(70)가 형성되도록 하되, 유입구(60)는 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)를 구비하고, 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)는 유출구(70)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치되도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 유출구(70)의 양측에 서로 대칭되는 유입구(62, 64)가 설치되므로, 냉매가 양측의 유입구(62, 64)로 분할 유입되어 중심의 유출구(70)로 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 기대할 수 있는 것이다.
좀 더 구체적으로 보면, 본 고안에 따른 증발기(10)는 일반적인 증발기와 달리 냉매가 2개의 유입구(60)로 유입되도록 한 후, 하나의 유출구(70)를 통해 유출되도록 하므로써, 유입시 발생되는 저항을 줄이도록 함과 동시에 균일하게 나뉘어져 가능한 균등한 분류가 이루어지도록 하는 것이다. 물론, 본 고안에 따른 증발기(10)는 일반적인 증발기와 동일하게 헤더(20, 40)의 통로내에 설치되는 세퍼레이터(22, 24, 72, 74; separator; 도 2 및 도 3 참조)에 의해 각 유입구(62, 64)를 통해 유입된 냉매가 흐르도록 하는 다수 개의 튜브(1)들이 군을 이루게 된다. 본 발명에서도 기본적으로 제 1 유입구(62)를 통해 유입된 냉매가 흐르는 제 1 튜브 유니트(5), 제 2 유입구(64)를 통해 유입된 냉매가 흐르는 제 2 튜브 유니트(6), 제 1 튜브 유니트(5) 및 제 2 튜브 유니트(6)를 통해 흐른 냉매가 유출구(70)로 흐르도록 하는 제 3 튜브 유니트(7)로 분할된다.
이와 같은 구성을 통해 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)에서 (하부) 헤드(20)의 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)를 통해 동시에 유입된 냉매는 유출구(70)를 중심으로 대칭되게 배치되는 제 1 튜브 유니트(50)와 제 2 튜브 유니트(6)의 각 튜브(1)를 통해 (상부) 헤드(40)로 흐르고, 제 3 튜브 유니트(7)를 통해 다시 하부 헤드(20)로 흘러 유출구(70)를 통해 외부로 유출되게 된다.
도 2는 본 고안의 기술 사상에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램으로서, 도 1과 달리 유출구를 복수개로 하는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 고안의 기술 사상은 유입구(60)와 같이 유출구(70)의 구성에도 확대적용할 수 있는 특징을 갖는다. 즉, 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 전술한 기술과 동일하게 유출구(70)를 복수개로 설치하여 구성할 수 있는 것이다. 예컨대, 한 쌍의 헤더(20, 40)에 외부로부터 냉매가 유입되는 유입구(60)와 외부로 냉매가 유출되는 유출구(70)가 형성되도록 하되, 유출구(70)가 제 1 유출구(72)와 제 2 유출구(74)를 구비하고, 제 1 및 제 2 유출구(72, 74)는 유입구(60)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치되도록 하는 것이다. 이와 같은 구성은 전술한 유입구의 적용과 동일하게 냉매가 유입구(60)로 유입되어 양측의 유출구(72, 74)로 분할 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 기대하고, 열교환기 내의 압력손실을 최소화할 수 있는 것이다.
이때, 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74) 및 유입구(60)는 한 쌍의 헤더(20, 40)내에 설치되는 세퍼레이터(separator)에 의해 서로 분할될 수 있을 것이다.
한편, 이와 같은 형태를 기준으로 본 고안에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 일정한 규칙에 따라 그 개수와 위치가 정해지게 된다. 즉, 본 고안의 증발기(10)는 기본적으로 유입구(60)와 유출구(70) 중 어느 하나의 개수(n)는 n>1을 만족하고, 다른 나머지 하나의 개수는 n과 n±1 중 어느 하나를 만족하되, 유입구(60)와 유출구(70)는 헤더(20, 40)상에 설치된다. 예컨대, 도 1의 경우 유입구(60)의 개수가 n>1을 만족하고, 유출구(70)의 개수가 n-1을 만족하고, 홀수개로 이루어지는 유출구(70)를 중심으로 헤더(20, 40)상에서 대칭되도록 설치된다. 그리고, 도 2의 경우, 유출구(70)의 개수가 n>1을 만족하고, 유입구(60)의 개수가 n-1을 만족하고, 홀수개로 이루어지는 유입구(60)를 중심으로 헤더(20, 40)상에서 대칭되도록 설치된다. 물론, 유입구(60)와 유출구(70)의 개수가 동일하게 이루어지는 경우 대칭조건은 제외될 것이다. 예컨대, 도 7의 (c)에서 제 4 유출구(78)가 제외되는 경우에도 본 고안의 기술 사상 아래있다할 것이다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 7에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 일반적인 열교환 장치 또는 시스템에서 증발기와 관련된 구성 및 작용, 그를 이루는 헤드, 마이크로채널튜브 및 세퍼레이터의 제조 및 조립과 관련된 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 적용하는 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면의 도시에 있어서 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 수평하게 놓이는 한 쌍의 헤더(20, 40) 사이에 수직하게 다수의 마이크로채널튜브(1)들이 설치된다. 여기서, 각 마이크로채널튜브(1)의 사이사이에는 물결모양으로 주름진 파형의 핀(2, corrugated fin)이 설치된다. 이 증발기는 통상 알루미늄재질로 브레이징(brazing) 공정으로 제조된다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따른 증발기(10)는 하부 헤더(20)에 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)로 이루어지는 유입구(60)와 유출구(70)가 설치된다. 이때, 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)는 유출구(70)에 대해 서로 대칭되는 위치에 형성된다. 그리고, 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)와 유출구(70)에는 열교환기의 다른 구성과 냉매의 흐름이 이루어지도록 하기 위한 배관(61, 63, 71)이 결합된다. 물론, 본 고안에서 배관(61, 63, 71)의 결합 형태는 이 분야에서 널리 사용되는 다양한 형태가 적용될 수 있는 것이다.
또한, 본 실시예에서 증발기(10)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 3개의 튜브 유니트(5, 6, 7)로 분할되는 구조를 갖는다. 이와 같은 제 1 내지 제 3 튜브 유니트(5, 6, 7)의 분할은 하부 헤더(20)의 내부 통로에 설치되어 하부 헤더(20) 내의 통로가 서로 밀폐되는 구역으로 구획되도록 하는 세퍼레이터(22, 24)에 의해 이루어진다. 하부 헤더(20)의 상부에는 수직하게 세워져 설치되는 다수의 마이크로채널튜브(1)이 결합된다. 물론, 이와 같은 튜브(1)는 일반적인 형태와 같이 하부 헤더(20)와 상부 헤더(40)에 어느 정도 삽입된 상태로 접합된다.
본 실시예에 따른 증발기(10)는 설치 시 공기의 흐름방향을 고려하여 증발기의 면이 전체적으로 공기의 흐름방향에 대하여 수직하게 놓이도록 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 증발기 표면에 맺히는 응축수는 수직으로 세워진 마이크로채널튜브(1)의 표면을 타고 자중에 의해 흘러내리게 된다. 그리고, 파형의 핀(2)에 맺히는 응축수 역시 핀(2)의 기울기에 의해 아랫방향으로 타고 내려가게 되고, 튜브(1)와 만나는 부분에서 튜브(1)를 타고 흘러내리거나 또는 핀(2)을 타고 다시 아래로 흘러내리게 된다.
이와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 증발기(10)는 통상의 냉동사이클 상의 팽창밸브(미도시)를 거친 냉매가 배관(61, 63)을 통해 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)으로 유입된 후, 제 1 내지 제 2 튜브 유니트(5, 6, 7)를 거치면서 기화되고, 기회된 냉매는 유출구(70)를 통해 압축기(미도시)로 접속되는 배관(71)을 통해 배출된다.
이와 같은 본 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 유출구(70)의 양측에 서로 대칭되는 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)가 설치되므로, 냉매가 양측의 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)로 분할 유입되어 중심의 유출구(70)로 유출되는 흐름을 가지게 되어 저항을 감쇠시키면서 균일한 분류를 가지게 된다.
도 4는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 블록 다이어그램이고, 도 5는 도 4에서 보인 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기의 제품 형태를 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 전술한 예와 같이 본 고안의 기술 사상에 따라 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)가 유출구(70)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 설치되어 냉매의 흐름시 저항을 줄이면서 균일하게 나뉘어 이동되도록 한다.
이때, 본 실시예에 따른 증발기(10)는 유출구(70)가 설치되는 제 3 튜브 유니트(6)가 한번 더 분할되도록 하므로써, 냉매가 더욱 균일하게 나뉘어 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제 3 튜브 유니트(6)에 한 쌍의 서브 유니트(6a)가 유출구(70)를 중심으로 형성되도록 함으로써, 분류기능이 향상되도록 하는 것이다.
이를 위해 본 실시예에 따른 증발기(10)는 유출구(70)가 상부 헤드(40)에 설치되도록 하고, 상부 헤드(40)에 2개의 세퍼레이터(42, 44)가 설치되도록 하여, 제 3 튜브 유니트(6)의 양측에 서브 유니트(6a)가 서로 대칭되어 형성되도록 한다. 이때, 서브 유니트(6a)는 제 1 및 제 2 튜브 유니트(5, 6)와 각각 접속되어 냉매가 한번 더 혼합되어 흐르도록 하는 기능을 한다. 물론, 이와 같은 서브 유니트(6a)의 개수는 필요에 따라 설정될 수 있는 것이다.
도 6은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램이고, 도 7은 본 고안의 바람직한 또 다른 실시예들에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 설명하기 위한 블록 다이어그램이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기(10)는 전술한 기본적인 형태를 기준으로 유입구(60)와 유출구(70)의 개수를 열교환기의 용량에 따라 다양하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 고안의 바람직한 증발기(10)는 기본적으로 유입구(60)와 유출구(70) 중 어느 하나의 개수(n)는 n>1을 만족하고, 다른 나머지 하나의 개수는 n과 n±1 중 어느 하나를 만족하되, 유입구(60)와 유출구(70)는 홀수개로 이루어지는 것을 중심으로 헤더(20, 40)상에서 대칭되도록 설치된다.
도 6에서 보인 증발기들은 유입구(60)가 2개 설치(n)되고, 3개의 유출구(70)가 설치(n+1)된 경우 제 1 유입구(62), 제 2 유입구(64), 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74) 및 제 3 유출구(76)를 배치시킬 수 있는 형태를 보여주고 있다. 즉, 도 6의 (a)의 경우 이들 모두를 하부 헤드(20)에 배치시킨 형태를 보이고 있고, 도 6의 (b)의 경우 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)는 하부 헤더(20)에 배치하고, 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74) 및 제 3 유출구(76)는 상부 헤더(40)에 배치시킨 형태를 보이고 있으며, 도 6의 (c)의 경우 도 6의 (b)과 동일하면서 도 5에서와 보인 서브 유니트를 추가적으로 부가시킨 형태를 보이고 있다.
도 7에서 보인 증발기들은 유입구(60)가 3개 설치(n)되고, 4개의 유출구(70)가 설치(n+1)된 경우 제 1 유입구(62), 제 2 유입구(64), 제 2 유입구(66), 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74), 제 3 유출구(76) 및 제 4 유출구(76)를 배치시킬 수 있는 형태를 보여주고 있다. 물론, 이와 같은 경우도 도 6에서 보인 바와 같이 다양한 배치형태를 갖는다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : (냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한) 증발기
1 : (마이크로채널)튜브 20 : (하부) 헤더
40 : (상부) 헤더 60 : 유입구
62 : 제 1 유입구 64 : 제 2 유입구
70 : 유출구 72 : 제 1 유출구
74 : 제 2 유출구
1 : (마이크로채널)튜브 20 : (하부) 헤더
40 : (상부) 헤더 60 : 유입구
62 : 제 1 유입구 64 : 제 2 유입구
70 : 유출구 72 : 제 1 유출구
74 : 제 2 유출구
Claims (4)
- 열교환 장치에 설치되고, 냉매가 흐르는 경로를 형성하며, 기액 이상 상태의 냉매가 유입되어 기체 상태로 유출되도록 하는 증발기에 있어서,
정해진 거리를 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되고, 내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성되는 한 쌍의 헤더(20, 40) 및;
내부에 냉매가 흐르는 통로가 형성되고, 상기 한 쌍의 헤더(20, 40)와 연통되도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 사이에 설치되는 다수 개의 튜브(1)를 포함하되;
상기 한 쌍의 헤더(20, 40)에 외부로부터 냉매가 유입되는 유입구(60)와 외부로 냉매가 유출되는 유출구(70)가 형성되도록 하되,
상기 유입구(60)와 유출구(70) 중 어느 하나의 개수(n)는 n>1을 만족하고, 다른 나머지 하나의 개수는 n과 n±1 중 어느 하나를 만족하되, 상기 유입구(60)와 유출구(70)는 상기 헤더(20, 40)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유입구(60)는 제 1 유입구(62)와 제 2 유입구(64)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 유입구(62, 64)는 상기 유출구(70)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유출구(70)는 제 1 유출구(72)와 제 2 유출구(74)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 유출구(72, 74)는 상기 유입구(60)를 사이에 두고 서로 대칭을 이루도록 상기 한 쌍의 헤더(20, 40) 중 어느 하나의 헤더에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 유출구(72), 제 2 유출구(74) 및 유입구(60)는 상기 한 쌍의 헤더(20, 40)내에 설치되는 세퍼레이터(separator)에 의해 서로 분할되는 것을 특징으로 하는 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020110006903U KR20130000896U (ko) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020110006903U KR20130000896U (ko) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기 |
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|---|---|
| KR20130000896U true KR20130000896U (ko) | 2013-02-06 |
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|---|---|---|---|
| KR2020110006903U Ceased KR20130000896U (ko) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 냉매의 유동 패턴을 균일하게 하기 위한 증발기 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130000896U (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190080528A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 주식회사 경동나비엔 | 냉수매트 |
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2011
- 2011-07-29 KR KR2020110006903U patent/KR20130000896U/ko not_active Ceased
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|---|---|---|---|---|
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