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KR20120097143A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20120097143A
KR20120097143A KR1020110016531A KR20110016531A KR20120097143A KR 20120097143 A KR20120097143 A KR 20120097143A KR 1020110016531 A KR1020110016531 A KR 1020110016531A KR 20110016531 A KR20110016531 A KR 20110016531A KR 20120097143 A KR20120097143 A KR 20120097143A
Authority
KR
South Korea
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fluid
shell portion
header
inlet
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020110016531A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이홍열
박정상
Original Assignee
주식회사 두원공조
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 두원공조 filed Critical 주식회사 두원공조
Priority to KR1020110016531A priority Critical patent/KR20120097143A/en
Publication of KR20120097143A publication Critical patent/KR20120097143A/en
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    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0025Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
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Abstract

본 발명은, 내부에 제1수용공간이 형성되어 제1유체를 수용하고, 제1유체가 유입되는 제1유입구와 유입구로부터 유입된 제1유체가 유출되는 제1유출구가 형성되어 있으며, 제1유체의 흐름을 바꾸기 위해 제1수용공간을 복수 개의 패스(pass partition)로 형성되도록 내부에 서로 이격되게 배치되며 일단부가 쉘부의 내측면에 결합하고 타단부는 튜브들의 길이방향의 투영영역 내에 위치하는 복수 개의 배플(Baffle)들이 구비된 쉘부, 쉘부의 양측부에 각각 위치하고, 외부로부터 제2유체를 공급받기 위한 제2유입구와, 제2유체를 외부로 유출하기 위한 제2유출구가 형성되어 있는 한 쌍의 헤더부들 및 튜브형상으로, 내부에 제2수용공간이 형성되고 양단부가 한 쌍의 헤더부 각각에 연통되게 결합하여 제2수용공간으로 제2유체가 흐르며, 종방향에 대하여 서로 이격되게 배열되고, 쉘부의 내측벽에 이격되게 배치되며 쉘부의 길이방향으로 관통 삽입되는 복수 개의 튜브들을 포함하는 열교환기를 제공한다.
따라서, 전체적으로 컴팩트한 구조를 갖고 있으며, 열교환성능이 우수하고, 냉각수의 압력강하를 낮출 수 있다.
In the present invention, a first accommodation space is formed therein to accommodate the first fluid, a first inlet through which the first fluid is introduced, and a first outlet through which the first fluid introduced from the inlet is discharged. The first receiving space is spaced apart from each other so as to form a plurality of pass partitions to change the flow of the fluid, one end is coupled to the inner surface of the shell portion and the other end is located in the longitudinal projection area of the tubes. As long as there are formed a shell part provided with a plurality of baffles, a second inlet for receiving a second fluid from the outside, and a second outlet for outflow of the second fluid, respectively, located on both sides of the shell part. In the form of a pair of headers and tubes, a second accommodation space is formed therein, and both ends are coupled in communication with each of the pair of header portions, so that a second fluid flows into the second accommodation space, and the two fluids flow in the longitudinal direction. It is arranged, spaced from the inner walls of the shell portion and provides a heat exchanger comprising a plurality of tubes are inserted through the shell portion in the longitudinal direction.
Therefore, it has an overall compact structure, is excellent in heat exchange performance, and can lower the pressure drop of cooling water.

Description

열교환기 {Heat exchanger}Heat exchanger {Heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴팩트한 구조를 가지고 있고 열교환성능을 향상시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger having a compact structure and improving heat exchange performance.

일반적으로 열교환기는 온도가 서로 다른 유체를 직접 또는 간접으로 접촉시켜 열교환을 시키는 장치로써, 냉각 또는 가열을 목적으로 자동차, 냉장고, 건축물, 공기조화기, 석유화학공업, 일반화학공업 및 파워 플랜트(Power Plant) 등에 널리 이용되고 있다. In general, heat exchangers are devices that exchange heat by directly or indirectly contacting fluids with different temperatures, and are used for cooling or heating, such as automobiles, refrigerators, buildings, air conditioners, petrochemical industries, general chemical industries, and power plants. Plant is widely used.

상기와 같이 다양한 산업분야에 사용되는 쉘 및 튜브형 열교환기에 대하여 살펴보면, 이러한 쉘 및 튜브형 열교환기는, 제1유체가 유입 및 유출되는 헤더와, 상기 헤더와 연통되게 설치된 복수 개의 튜브들과, 상기 튜브와 열교환되게 결합하여 상기 제1유체와 열교환되는 제2유체가 유입되도록 쉘로 이루어져 있다.Looking at the shell and tube heat exchanger used in a variety of industries as described above, the shell and tube heat exchanger, a header through which the first fluid flows in and out, a plurality of tubes installed in communication with the header, and It is composed of a shell to be coupled to the heat exchanger so that the second fluid is heat exchanged with the first fluid.

그런데, 상기한 종래의 쉘 및 튜브형 열교환기는 컴팩트(compact)한 구조가 아니기 때문에, 전체적으로 부피가 클 뿐만 아니라 작동유체간의 열전달이 원활하게 이루어지지 않고 또한 각 튜브와 쉘간의 고른 열교환이 이루어지지 않아 열교환성이 낮은 문제점이 있었다.However, since the conventional shell and tube heat exchanger is not a compact structure, it is not only bulky as a whole but also does not perform heat transfer smoothly between working fluids and even heat exchange between each tube and shell does not occur. There was a problem of low sex.

본 발명은, 컴팩트한 구조를 가지고 있으며, 열교환성능이 우수한 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a heat exchanger having a compact structure and excellent heat exchange performance.

본 발명은, 내부에 제1수용공간이 형성되어 제1유체를 수용하고, 상기 제1유체가 유입되는 제1유입구와 상기 유입구로부터 유입된 상기 제1유체가 유출되는 제1유출구가 형성되어 있으며, 상기 제1유체의 흐름을 바꾸기 위해 상기 제1수용공간을 복수 개의 패스(pass partition)로 형성되도록 내부에 서로 이격되게 배치되며 일단부가 상기 쉘부의 내측면에 결합하고 타단부는 상기 튜브들의 길이방향의 투영영역 내에 위치하는 복수 개의 배플(Baffle)들이 구비된 쉘부, 상기 쉘부의 양측부에 각각 위치하고, 외부로부터 제2유체를 공급받기 위한 제2유입구와, 상기 제2유체를 외부로 유출하기 위한 제2유출구가 형성되어 있는 한 쌍의 헤더부들 및 튜브형상으로, 내부에 제2수용공간이 형성되고 양단부가 상기 한 쌍의 헤더부 각각에 연통되게 결합하여 상기 제2수용공간으로 상기 제2유체가 흐르며, 종방향에 대하여 서로 이격되게 배열되고, 상기 쉘부의 내측벽에 이격되게 배치되며 상기 쉘부의 길이방향으로 관통 삽입되는 복수 개의 튜브들을 포함하는 열교환기를 제공한다.According to the present invention, a first accommodation space is formed therein to accommodate a first fluid, and a first inlet through which the first fluid is introduced and a first outlet through which the first fluid introduced from the inlet is formed are formed. In order to change the flow of the first fluid, the first receiving space is spaced apart from each other to form a plurality of pass partitions (pass partition), one end is coupled to the inner surface of the shell portion and the other end is the length of the tubes A shell portion having a plurality of baffles positioned in a projection area in a direction, respectively located at both sides of the shell portion, a second inlet for receiving a second fluid from the outside, and outflowing the second fluid to the outside The second outlet is formed with a pair of headers and the tubular shape, a second accommodation space is formed therein and both ends are coupled to communicate with each of the pair of header parts to the second It flows through the second fluid for the space, and arranged to be spaced from each other with respect to the longitudinal direction, spaced from the inner wall wherein the shell portion and provides a heat exchanger comprising a plurality of tubes being inserted into the shell part longitudinal direction.

따라서, 본 발명은 전체적으로 컴팩트한 구조를 갖고 있으며, 열교환성능이 우수하고, 냉각수의 압력강하를 낮출 수 있다.Therefore, the present invention has a compact structure as a whole, excellent heat exchange performance, and can lower the pressure drop of the cooling water.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 열교환기의 냉매 및 냉각수의 흐름을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 열교환기의 평면도이다.
도 4는 도 1의 베플의 형성위치를 나타내기 위한 우측단면도이다.
도 5는 도 1의 열교환기의 유동해석결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 비교예에 따른 열교환기를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 열교환기의 베플의 형성위치를 나타내기 위한 우측단면도이다.
도 8은 도 6의 열교환기의 유동해석결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 튜브를 나타내는 사시도이다.
1 is a perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a flow of a refrigerant and cooling water of the heat exchanger of FIG. 1.
3 is a plan view of the heat exchanger of FIG. 1.
4 is a right cross-sectional view for illustrating a formation position of the baffle of FIG. 1.
5 is a view showing a flow analysis result of the heat exchanger of FIG.
6 is a plan view illustrating a heat exchanger according to a comparative example.
FIG. 7 is a right cross-sectional view for illustrating a formation position of a baffle of the heat exchanger of FIG. 6.
FIG. 8 is a diagram illustrating a flow analysis result of the heat exchanger of FIG. 6.
9 is a perspective view illustrating the tube of FIG. 1.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(500)는, 쉘부(100)와, 헤더부(200)들과, 튜브(300)들을 포함한다. First, referring to FIGS. 1 and 2, a heat exchanger 500 according to an embodiment of the present invention includes a shell part 100, header parts 200, and tubes 300.

상기 쉘부(100)는, 종단면 및 횡단면이 직사각형의 박스형상으로, 종단면 형상은 수직한 방향에 대하여 긴 직사각형의 형상이고, 횡단면 형상은 수평한 방향에 대하여 긴 직사각형의 형상이다. The shell portion 100 has a rectangular box shape in the longitudinal section and the cross section, the longitudinal cross section is a long rectangular shape with respect to the vertical direction, and the cross section is a long rectangular shape with respect to the horizontal direction.

또한, 상기 쉘부(100)는, 내부에 제1수용공간(101)이 형성되어 제1유체(1)를 수용하고, 상기 제1유체(1)가 유입되는 제1유입구(131)와 상기 유입구로부터 유입된 상기 제1유체(1)가 유출되는 제1유출구(132)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1유입구(131)와 상기 제2유입구(231)는 상기 쉘부(100)의 전방 또는 후방에 다양하게 위치할 수 있지만, 본 실시예에서 상기 제1유입구(131)는 상기 쉘부(100)의 전방 일측 상측에 위치하고 있으며, 상기 제1유출구(132)는 상기 제1유입구(131)에 대하여 상하방향으로 이격되게 상기 쉘부(100)의 전방 일측 하측에 위치하고 있다. In addition, the shell portion 100, the first receiving space 101 is formed therein to accommodate the first fluid 1, the first inlet 131 and the inlet through which the first fluid (1) flows A first outlet 132 through which the first fluid 1 introduced from the outlet is formed is formed. Here, the first inlet 131 and the second inlet 231 may be located in the front or rear of the shell portion 100 in various ways, in the present embodiment the first inlet 131 is the shell portion ( Located in the upper side of the front one side of the 100, the first outlet 132 is located below the front one side of the shell portion 100 to be spaced apart in the vertical direction with respect to the first inlet 131.

상기 쉘부(100)는, 내부에 구획판(140)을 구비한다. 상기 구획판(140)은, 상기 쉘부(100)를 상측의 제1쉘부(110)와 하측의 제2쉘부(120)로 각각 구획되게 하여 상기 제1유체(1)가 상기 제1쉘부(110)를 거쳐 상기 제2쉘부(120)로 각각 구획되면서 유동하게 하는 역할을 한다. 이때, 상기 구획판(140)은 상기 쉘부(100)의 타측으로 상기 제1유체(1)가 상기 제1쉘부(110)에서 상기 제2쉘부(120)로 흐를 수 있도록 일부 개방되어 있다. The shell portion 100 includes a partition plate 140 therein. The partition plate 140 divides the shell part 100 into an upper first shell part 110 and a lower second shell part 120 so that the first fluid 1 is divided into the first shell part 110. It is partitioned into the second shell portion 120 through the () and serves to flow. In this case, the partition plate 140 is partially open to allow the first fluid 1 to flow from the first shell part 110 to the second shell part 120 to the other side of the shell part 100.

상기한 구조에 의하여, 상기 쉘부(100)의 내부로 유동하는 상기 제1유체(1)는, 상기 제1유입구(131)를 통하여 상기 제1쉘부(110)의 전방 일측 상부로부터 유입되어, 상기 제1쉘부(110)의 일측에서 상기 제1쉘부(110)의 타측으로 유동하고, 그런 다음 하강하여 상기 제2쉘부(120)의 타측에서 상기 제2쉘부(120)의 일측으로 유동하여 상기 제1유출구(132)를 통하여 상기 쉘부(100)의 전방 일측 하측으로 토출한다. By the above structure, the first fluid 1 flowing into the shell part 100 flows from the upper one side of the front side of the first shell part 110 through the first inlet 131, and One side of the first shell portion 110 flows to the other side of the first shell portion 110, and then descends to flow to one side of the second shell portion 120 from the other side of the second shell portion 120 1 is discharged to the lower side of the front side of the shell portion 100 through the outlet 132.

한편, 상기 쉘부(100)는, 상기 제1수용공간(101)에 설치되어, 상기 제1수용공간(101)을 복수 개의 패스(pass partition)로 형성되도록 하여 상기 제1유체(1)의 흐름을 바꾸는 복수개의 배플(Baffle; 400a,400b)들을 구비한다. Meanwhile, the shell part 100 is installed in the first accommodation space 101 to allow the first accommodation space 101 to be formed in a plurality of pass partitions so that the flow of the first fluid 1 may be achieved. It is provided with a plurality of baffles (400a, 400b) for changing the.

도 3을 참조하면, 상기 배플(400a,400b)들은, 상기 제1유체(1)의 흐름을 상기 쉘부(100)의 길이방향에 대하여 사행(meandering)되도록 안내하기 위하여, 상기 쉘부(100)의 횡방향에 대하여 서로 일정간격을 갖고 이격되게 배치되며, 상기 쉘부(100)의 폭방향 양측 내측면에 지그재그형식으로 교대로 배치되어 있다. 여기서, 상기 배플(400a,400b)들은, 상기 쉘부(100)의 용량, 형상 및 데드존(dead zone)이 발생하지 않도록 각 설계에 따라 그 개수와 이격거리를 다양하게 할 수 있다. 또한 상기 배플(400a,400b)들은, 본 실시예에서는 상기 쉘부(100)의 내측면에 대하여 직각방향에 대하여 설치되었지만, 상기 제1유체(1)의 흐름의 사행정도를 더욱 크게 하기 위하여 상기 쉘부(100)의 내측면에 대하여 경사지게 설치할 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다. Referring to FIG. 3, the baffles 400a and 400b may be configured to guide the flow of the first fluid 1 to meander with respect to the longitudinal direction of the shell part 100. It is arranged to be spaced apart from each other with a predetermined interval with respect to the transverse direction, alternately arranged in a zigzag form on both inner side surfaces of the shell portion 100 in the width direction. Here, the baffles 400a and 400b may vary in number and separation distance according to each design so that the capacity, shape, and dead zone of the shell part 100 do not occur. In addition, although the baffles 400a and 400b are installed in a right angle with respect to the inner surface of the shell part 100 in the present embodiment, the shell part is further increased in order to increase the meandering degree of the flow of the first fluid 1. Various embodiments are possible, such as being inclined with respect to the inner surface of the 100.

도 4를 참조하면, 상기 배플(400a,400b)들은, 일단부가 상기 쉘부(100)의 내측면에 결합하고 타단부는 상기 튜브(300)들의 길이방향의 투영영역(A) 내에 위치한다. 이는, 상기 제1수용공간(101) 내에 흐르는 상기 제1유체(1)가 실제 열교환을 하는 튜브(300)들에 많이 흐르게 하여 열교환 성능을 향상시키기고, 상기 제1유체(1)의 흐름을 원활하게 하여 상기 제1유체(1)의 압력강하를 낮추기 위함이며, 이는 본 실시예에 따른 열교환기(500)의 유동해석 결과를 나타낸 도 5에서 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the baffles 400a and 400b have one end coupled to an inner side surface of the shell portion 100 and the other end positioned in a projection area A in the longitudinal direction of the tubes 300. This improves heat exchange performance by allowing the first fluid 1 flowing in the first accommodation space 101 to flow through the tubes 300 which are actually heat exchanged, and improves the flow of the first fluid 1. It is to smoothly lower the pressure drop of the first fluid (1), which can be seen in Figure 5 showing the flow analysis results of the heat exchanger 500 according to the present embodiment.

한편, 도 6 내지 도 8은 상기 도 4와는 달리 상기 배플의 폭방향 길이를 달리한 경우를 나타낸 비교예를 나타낸 도면으로서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 비교예는, 상기 배플(410a,410b)의 타단부가 상기 튜브(300)들의 길이방향의 투영영역(A)이 아닌 상기 튜브(300)들의 단부와 일치하게 폭을 길게 형성되어 있다. 그런데, 이러한 구조는 상기 제1수용공간(101) 내에 유동하는 상기 제1유체(1)의 흐름에 있어서, 상기 배플(410a,410b)과 상기 쉘부(100)의 내측벽과의 통로가 좁기 때문에, 그 통로를 통과하는 상기 제1유체(1)의 유속이 증가되어 상기 제1유체(1)의 쏠림현상이 발생하고, 이로 인하여 열교환기의 성능저하가 발생함은 물론, 상기 제1유체(1)의 압력강하가 높아지는 문제점이 있었고, 이를 도 9에서 확인할 수 있다. On the other hand, Figures 6 to 8 is a view showing a comparative example showing a case in which the widthwise length of the baffle is different from that of FIG. 4, referring to FIGS. 6 and 7, the comparative example, the baffle 410a The other end of 410b is formed to have a long width so as to coincide with the ends of the tubes 300 instead of the projection area A in the longitudinal direction of the tubes 300. However, this structure has a narrow passage between the baffles 410a and 410b and the inner wall of the shell part 100 in the flow of the first fluid 1 flowing in the first accommodation space 101. In addition, the flow rate of the first fluid 1 passing through the passage is increased to cause the first fluid 1 to be pulled out, which causes a decrease in the performance of the heat exchanger, as well as the first fluid ( There was a problem that the pressure drop of 1) is increased, which can be seen in FIG.

상기 헤더부(200)들은, 원통 관형상으로 상부 및 하부는 밀폐되고 내부로는 제2유체(2)가 수용되며, 한 쌍으로, 한 쌍 중 어느 하나는 상기 쉘부(100)의 횡방향 일측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 일단부에 연통되게 결합하며, 나머지는 상기 쉘부(100)의 횡방향 타측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 타단부에 연통되게 결합한다. 여기서, 상기 헤더부(200)들은 외부로부터 제2유체(2)를 공급받기 위한 제2유입구(231)와, 상기 제2유체(2)를 외부로 유출하기 위한 제2유출구(232)가 형성되어 있다. The header portion 200 is a cylindrical tubular shape, the upper and lower portions are sealed and the second fluid 2 is accommodated therein. Located in and coupled to communicate with one end of the tubes 300, the rest is located in the other transverse side of the shell portion 100 is coupled to communicate with the other end of the tubes (300). Here, the header parts 200 are formed with a second inlet 231 for receiving the second fluid 2 from the outside, and a second outlet 232 for outflowing the second fluid 2 to the outside. It is.

이에 상기 헤더부(200)들에 대하여 살펴보면, 상기 헤더부(200)들은, 상기 쉘부(100)의 일측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 일단부에 연통되게 결합하는 제1헤더부(210)와, 상기 쉘부(100)의 타측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 타단부에 연통되게 결합하는 제2헤더부(220)를 포함한다. 여기서, 상기 제1헤더부(210)는, 상기 제2유입구(231)와 상기 제2유출구(232)가 상하방향으로 서로 이격되게 형성되어 있고, 상기 제2유입구(231)와 상기 제2유출구(232) 사이에 격판(211)을 구비하고 있다. 여기서, 상기 격판(211)은 상기 제1헤더부(210) 내에서의 상기 제2유체(2)의 유동 및 유출이 구획되어 이루어지게 한다. 이에 따라, 상기 튜브(300)들의 내부로 유동하는 상기 제2유체(2)는 상기 제1헤더부(210)에서 상기 제2헤더부(220)로 유동하고, 그런 다음 상기 제2헤더부(220)에서 상기 제1헤더부(210)로 왕복 유동한다. 여기서, 두께가 두꺼운 화살표는 상기 제2유체(2)의 흐름을 나타내며, 두께가 얇은 화살표는 상기 제1유체(1)의 흐름을 나타낸다.Thus, the header parts 200 will be described. The header parts 200 are located on one side of the shell part 100 and the first header part 210 coupled to communicate with one end of the tubes 300. And a second header portion 220 positioned at the other side of the shell portion 100 and communicatively coupled to the other ends of the tubes 300. Here, the first header portion 210, the second inlet 231 and the second outlet 232 is formed to be spaced apart from each other in the vertical direction, the second inlet 231 and the second outlet. A diaphragm 211 is provided between the 232. Here, the diaphragm 211 allows the flow and outflow of the second fluid 2 in the first header portion 210 to be partitioned. Accordingly, the second fluid 2 flowing into the tubes 300 flows from the first header portion 210 to the second header portion 220, and then the second header portion ( Reciprocating flow from the 220 to the first header portion 210. Here, the thick arrow indicates the flow of the second fluid 2, the thin arrow indicates the flow of the first fluid (1).

한편, 도시하지 않았지만, 상기 헤더부(200)의 다른 실시예로, 헤더부들은, 상기 쉘부(100)의 일측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 일단부에 연통되게 결합하는 제3헤더부와, 상기 쉘부(100)의 타측에 위치하고 상기 튜브(300)들의 타단부에 연통되게 결합하는 제4헤더부를 포함한다. 상기 제3헤더부는, 상기 제2유입구(231)가 형성되어 외부로부터 상기 제2유체(2)를 공급받으며, 상기 제4헤더부는 상기 제2유출구(232)가 형성되어 상기 제2유체(2)를 유출하여, 상기 튜브(300)들의 내부로 유동하는 상기 제2유체(2)는 상기 제3헤더부에서 상기 제4헤더부로 일방향 유동한다.On the other hand, although not shown, in another embodiment of the header portion 200, the header portion is located on one side of the shell portion 100 and the third header portion coupled to communicate with one end of the tubes 300, It is located on the other side of the shell portion 100 includes a fourth header portion coupled to communicate with the other end of the tube (300). The third header part has the second inlet 231 formed therein to receive the second fluid 2 from the outside, and the fourth header part has the second outlet 232 formed therein to form the second fluid 2. ), The second fluid 2 flowing into the tubes 300 flows in one direction from the third header portion to the fourth header portion.

상기한 바와 같이, 본 실시예는 상기 헤더부(200)의 상기 제2유입구(231) 및 상기 제2유출구(232)의 위치를 달리하여, 상기 제2유체(2)의 다양한 흐름을 유도할 수 있어, 열전달효과의 조절은 물론 다양한 설계가 가능하며, 상기 제1유체(1)의 유동방향과 상기 제2유체(2)의 유동방향을 반대로 하여 열교환효율을 더욱 향상시킬 수 있다.As described above, the present embodiment may induce various flows of the second fluid 2 by changing positions of the second inlet 231 and the second outlet 232 of the header part 200. It is possible to adjust the heat transfer effect, as well as various designs are possible, it is possible to further improve the heat exchange efficiency by reverse the flow direction of the first fluid (1) and the flow direction of the second fluid (2).

상기 튜브(300)들은, 각각 납작한 튜브(300)형상으로, 종단면 및 횡단면 형상이 납작한 장방형 형상이며, 내부에 제2수용공간(301)이 형성되어 있다. The tubes 300 each have a flat tube 300 shape, a rectangular shape having a flat longitudinal section and a cross-sectional shape, and a second accommodation space 301 is formed therein.

상기 튜브(300)들은, 종방향에 대하여 서로 이격되게 배열되고, 상기 쉘부(100)의 내측벽에 이격되게 배치되며 상기 쉘부(100)의 길이방향(횡방향)으로 관통 삽입되어 있다.The tubes 300 are arranged to be spaced apart from each other with respect to the longitudinal direction, are disposed to be spaced apart from the inner wall of the shell portion 100 and inserted through in the longitudinal direction (lateral direction) of the shell portion 100.

상기 튜브(300)들은 양단부가 상기 한 쌍의 헤더부(200) 각각에 연통되게 결합하고 있으며, 이에 따라 상기 튜브(300)들은 상기 제2수용공간(301)으로 상기 제2유체(2)가 유동한다. Both ends of the tubes 300 are coupled to each other in communication with each of the pair of header parts 200. Accordingly, the tubes 300 are connected to the second accommodation space 301 so that the second fluid 2 is connected. Flow.

도 9를 참조하면, 상기 튜브(300)의 상기 제2수용공간(301)은, 분할판(310)에 의하여 복수 개의 분할공간들로 구획되어 형성되어 있다. 또한, 상기 튜브(300)들 사이에는 상기 튜브(300)의 전열면적을 증가시키기 위한 방열핀(302)이 구비되어 있다. 상기 방열핀(302)은 지그재그형상으로 형성되어, 상측 및 하측이 상기 튜브(300)들의 하면 및 상면과 접촉된다. 본 실시에에서는 상기 방열핀(302)을 지그재그형상으로 형성된 것을 실시예로 하였으나, 이외 복수 개의 핀들을 상기 튜브(300)에 접촉되게 할 수 있는 등 상기 튜브(300)의 전열면적을 증가시킬 수 있는 구조라면 다양한 실시예가 가능하다. Referring to FIG. 9, the second accommodation space 301 of the tube 300 is divided into a plurality of divided spaces by a divider 310. In addition, a heat dissipation fin 302 is provided between the tubes 300 to increase the heat transfer area of the tube 300. The heat dissipation fin 302 is formed in a zigzag shape, and the upper and lower sides are in contact with the lower and upper surfaces of the tubes 300. In the present embodiment, the heat dissipation fin 302 is formed in a zigzag shape, but the heat transfer area of the tube 300 may be increased, such as allowing a plurality of fins to contact the tube 300. Various embodiments are possible as long as the structure.

한편, 본 실시예의 열교환기(500)는 차량용 열교환기로 적용되는 것이 바람직하며, 이러한 경우 상기 제1유체(1)는 차량의 엔진을 순환하는 냉각수이고, 상기 제2유체(2)는, 차량용 공기조화장치에서 압축기로부터 유출되는 냉매이다. 하지만, 본 실시예에 따른 열교환기(500)는 상기한 차량용 열교환기뿐만 아니라, 서로 다른 두 유체의 열교환을 위한 것이라면 모두 적용가능하며, 상기 제1유체(1)와 상기 제2유체(2)도 상기한 냉각수와 냉매가 아닌, 물과 기상의 공기 등 다양하게 적용가능하다. On the other hand, the heat exchanger 500 of the present embodiment is preferably applied to a vehicle heat exchanger, in this case, the first fluid 1 is a coolant circulating in the engine of the vehicle, the second fluid 2 is a vehicle air Refrigerant flowing out of the compressor in the conditioner. However, the heat exchanger 500 according to the present embodiment is applicable to heat exchange of not only the vehicle heat exchanger but also two different fluids, and the first fluid 1 and the second fluid 2 are applicable. In addition to the above-mentioned cooling water and refrigerant, it can be variously applied, such as water and air of the gas phase.

또한, 본 실시예는, 상기 쉘부(100), 튜브(300)들, 헤더부(200) 및 격판(211) 등 주요구성을 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 재질로 형성하고 브레이징(brazing) 등을 통하여 간편하게 제작할 수 있으며, 마찬가지로 상기 배플(400a,400b)들을 상기 쉘부(100)의 내측면과 일체로 브레이징하여 상기 열교환기(500)의 전체적인 내압성을 보강할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the main components such as the shell part 100, the tubes 300, the header part 200, and the diaphragm 211 are formed of a material such as aluminum or an aluminum alloy, and brazing. It can be easily manufactured, and likewise, the baffles 400a and 400b may be integrally brazed with the inner surface of the shell part 100 to reinforce the overall pressure resistance of the heat exchanger 500.

상기한 바와 같이, 본 실시예는, 장방형의 박스형상인 쉘부(100)와, 상기 쉘부(100)의 횡방향 양측에 각각 구비된 헤더부(200)와, 상기 쉘부(100)에 관통삽입되는 복수 개의 튜브(300)들로 이루어진 구조이기 때문에 전체적으로 컴팩트한 구조를 가지며, 상기 복수 개의 튜브(300)들이 상기 쉘부(100)에 종방향으로 규칙적으로 배열되고 횡방향으로 관통삽입되는 구조이기 때문에, 작은 부피로도 우수한 열전달효과를 얻을 수 있는 구조이다. 또한, 본 실시예는, 상기 쉘부(100)의 제1수용공간(101)을 복수 개의 패스로 나누기 위한 복수 개의 배플(400a,400b)들을 구비하여 열교환기(500)의 성능을 향상시킬 수 있고, 상기 배플(400a,400b)들은 일단부가 상기 쉘부(100)의 내측면에 결합하고 타단부는 상기 튜브(300)들의 길이방향의 투영영역(A) 내에 위치하게 하여 냉각수의 흐름을 실제 열교환을 할 수 있는 튜브(300)들에 많이 흐르게 하여 성능을 향상시키고, 냉각수의 압력강하를 낮출 수 있다. As described above, in the present embodiment, the rectangular shell-shaped shell portion 100, the header portions 200 provided on both sides of the shell portion 100 in the transverse direction, and the shell portion 100 are inserted through the shell portion 100. Since it is a structure composed of a plurality of tubes 300 has a compact structure as a whole, because the plurality of tubes 300 are regularly arranged in the longitudinal direction and penetrated in the transverse direction to the shell portion 100, It is a structure that can obtain excellent heat transfer effect even with small volume. In addition, the present embodiment may include a plurality of baffles 400a and 400b for dividing the first accommodation space 101 of the shell part into a plurality of passes to improve the performance of the heat exchanger 500. The baffles 400a and 400b have one end coupled to the inner surface of the shell portion 100 and the other end positioned in the projection area A of the longitudinal direction of the tubes 300 to exchange the flow of cooling water. It can be made to flow a lot of tubes 300 to improve the performance, it is possible to lower the pressure drop of the cooling water.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1... 제1유체 2... 제2유체
100... 쉘부 101... 제1수용공간
110... 제1쉘부 120... 제2쉘부
131... 제1유입구 132... 제1유출구
140... 구획판 200... 헤더부
210... 제1헤더부 220... 제2헤더부
231... 제2유입구 232... 제2유출구
300... 튜브 301... 제2수용공간
400a,400b... 배플 500... 열교환기
1 ... 1st fluid 2 ... 2nd fluid
100 ... Shell 101 ... First storage space
110 ... 1st shell part 120 ... 2nd shell part
131 ... Outlet 1 132 ... Outlet 1
140 ... Partition 200 ... Header
210 ... First header part 220 ... Second header part
231 ... Inlet 2 232 ... Outlet 2
300 ... tube 301 ... second receiving space
400a, 400b ... Baffle 500 ... Heat Exchanger

Claims (9)

내부에 제1수용공간이 형성되어 제1유체를 수용하고, 상기 제1유체가 유입되는 제1유입구와 상기 유입구로부터 유입된 상기 제1유체가 유출되는 제1유출구가 형성되어 있는 쉘부;
상기 쉘부의 양측부에 각각 위치하고, 외부로부터 제2유체를 공급받기 위한 제2유입구와, 상기 제2유체를 외부로 유출하기 위한 제2유출구가 형성되어 있는 한 쌍의 헤더부들; 및
튜브형상으로, 내부에 제2수용공간이 형성되고 양단부가 상기 한 쌍의 헤더부 각각에 연통되게 결합하여 상기 제2수용공간으로 상기 제2유체가 흐르며, 종방향에 대하여 서로 이격되게 배열되고, 상기 쉘부의 내측벽에 이격되게 배치되며 상기 쉘부의 길이방향으로 관통 삽입되는 복수 개의 튜브들을 포함하고,
상기 제1유체의 흐름을 바꾸기 위해 상기 제1수용공간을 복수 개의 패스(pass partition)로 형성되도록 내부에 서로 이격되게 배치되며 일단부가 상기 쉘부의 내측면에 결합하고 타단부는 상기 튜브들의 길이방향의 투영영역 내에 위치하는 복수 개의 배플(Baffle)들을 포함하는 열교환기.
A shell portion having a first accommodation space formed therein to accommodate a first fluid, and having a first inlet through which the first fluid flows and a first outflow port through which the first fluid flows from the inlet;
A pair of header parts respectively positioned at both sides of the shell part and having a second inlet for receiving a second fluid from the outside and a second outlet for outflow of the second fluid; And
In a tubular shape, a second accommodation space is formed therein, and both ends are coupled in communication with each of the pair of header portions, and the second fluid flows into the second accommodation space, and is spaced apart from each other in the longitudinal direction. A plurality of tubes disposed spaced apart from an inner wall of the shell portion and inserted through the shell portion in a longitudinal direction;
The first accommodation space is spaced apart from each other to form a plurality of pass partitions so as to change the flow of the first fluid, one end of which is coupled to the inner surface of the shell portion, and the other end thereof in the longitudinal direction of the tubes. A heat exchanger comprising a plurality of baffles positioned within the projection area of the.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 헤더부는,
상기 쉘부의 일측에 위치하고 상기 튜브들의 일단부에 연통되게 결합하며, 상기 제2유입구와 상기 제2유출구가 각각 형성되어 있으며, 상기 제2유입구와 상기 제2유출구 사이에 위치하는 격판을 구비하는 제1헤더부와,
상기 쉘부의 타측에 위치하고 상기 튜브들의 타단부에 연통되게 결합하는 제2헤더부를 포함하여,
상기 튜브들의 내부로 유동하는 상기 제2유체는 상기 제1헤더부에서 상기 제2헤더부로 유동하고, 그런 다음 상기 제2헤더부에서 상기 제1헤더부로 유동하는 열교환기.
The method according to claim 1,
The pair of header parts,
Located on one side of the shell portion and coupled in communication with one end of the tube, the second inlet and the second outlet is formed, each having a plate located between the second inlet and the second outlet 1 header part,
Including a second header portion located on the other side of the shell portion in communication with the other end of the tube,
And the second fluid flowing into the tubes flows from the first header portion to the second header portion and then from the second header portion to the first header portion.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 헤더부는,
상기 쉘부의 일측에 위치하고 상기 튜브들의 일단부에 연통되게 결합하며, 상기 제2유입구가 형성되어 외부로부터 상기 제2유체를 공급받는 제3헤더부와,
상기 쉘부의 타측에 위치하고 상기 튜브들의 타단부에 연통되게 결합하며, 상기 제2유출구가 형성되어 상기 제2유체를 유출하는 제4헤더부를 포함하여,
상기 튜브들의 내부로 유동하는 상기 제2유체는 상기 제3헤더부에서 상기 제4헤더부로 유동하는 열교환기.
The method according to claim 1,
The pair of header parts,
A third header part disposed on one side of the shell part and coupled to one end of the tubes, the second inlet hole being formed to receive the second fluid from the outside;
Located on the other side of the shell portion and coupled in communication with the other end of the tube, and the second outlet is formed and comprises a fourth header portion for outflowing the second fluid,
And the second fluid flowing into the tubes flows from the third header portion to the fourth header portion.
청구항 1에 있어서,
상기 쉘부는, 박스형상으로, 종단면 형상은 수직한 방향에 대하여 긴 직사각형의 형상이고, 횡단면 형상은 수평한 방향에 대하여 긴 직사각형의 형상이며, 상기 제1유입구와 상기 제1유출구는 전방 또는 후방에 위치하고,
상기 헤더부는, 원통형상으로, 상기 쉘부의 횡방향의 양측부에 각각 위치하며,
상기 튜브들은, 종단면 및 횡단면 형상이 납작한 장방형의 튜브형상으로, 상기 쉘부의 종방향으로 이격되게 정렬되고 상기 쉘부의 횡방향으로 관통 삽입되는 열교환기.
The method according to claim 1,
The shell portion is box-shaped, the longitudinal cross-sectional shape is a rectangular shape with respect to the vertical direction, the cross-sectional shape is a long rectangular shape with respect to the horizontal direction, the first inlet and the first outlet is in front or rear Located,
The header portion is cylindrical, and is located at both side portions in the transverse direction of the shell portion,
And the tubes are rectangular tube shapes having a flat longitudinal section and a cross-sectional shape, the longitudinally aligned spaced portions of the shell portion, and being inserted into the transverse direction of the shell portion.
청구항 4에 있어서,
상기 쉘부는, 상측의 제1쉘부와 하측의 제2쉘부로 각각 구획되게 내부에 구획판을 구비하고,
상기 제1유입구는 상기 제1쉘부의 일측에 형성되고, 상기 제1유출구는 상기 제1유입구에 대하여 상하방향으로 이격되게 상기 제2쉘부의 일측에 형성되며,
상기 쉘부의 내부로 유동하는 상기 제1유체는, 상기 제1유입구로부터 유입되어 상기 제1쉘부의 일측에서 상기 제1쉘부의 타측으로 유동하고, 그런 다음 하강하여 상기 제2쉘부의 타측에서 상기 제2쉘부의 일측으로 유동하여 상기 제1유출구로 토출하는 열교환기.
The method of claim 4,
The shell portion has a partition plate therein so as to be partitioned into an upper first shell portion and a lower second shell portion, respectively.
The first inlet is formed on one side of the first shell portion, the first outlet is formed on one side of the second shell portion spaced apart in the vertical direction with respect to the first inlet,
The first fluid flowing into the shell portion flows from the first inlet, flows from one side of the first shell portion to the other side of the first shell portion, and then descends to form the first fluid on the other side of the second shell portion. 2. A heat exchanger that flows to one side of the shell part and discharges to the first outlet.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브들 사이에는 상기 튜브의 전열면적을 증가시키기 위한 방열핀을 더 구비하는 열교환기.
The method according to claim 1,
And a heat dissipation fin between the tubes to increase the heat transfer area of the tube.
청구항 1에 있어서,
상기 튜브의 상기 제2수용공간은, 복수 개의 분할공간들로 구획되어 형성된 열교환기.
The method according to claim 1,
And the second receiving space of the tube is partitioned into a plurality of divided spaces.
청구항 1에 있어서,
상기 제1유체는, 차량의 엔진을 순환하는 냉각수이고,
상기 제2유체는, 차량용 공기조화장치에서 압축기로부터 유출되는 냉매인 열교환기.
The method according to claim 1,
The first fluid is cooling water circulating in the engine of the vehicle,
The second fluid is a heat exchanger which is a refrigerant flowing out of a compressor in a vehicle air conditioner.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수 개의 배플들은,
상기 제1유체의 흐름을 상기 쉘부의 길이방향에 대하여 사행(meandering)되도록 안내하기 위하여, 상기 길이방향으로 서로 일정간격을 갖고 상기 쉘부의 폭방향 양측 내측면에 지그재그형식으로 교대로 배치되는 열교환기.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The plurality of baffles,
In order to guide the flow of the first fluid to meander with respect to the longitudinal direction of the shell portion, a heat exchanger alternately arranged in a zigzag form on both inner surfaces of the shell portion in a width direction at regular intervals in the longitudinal direction. .
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