KR100222015B1 - 공기조화기용 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원은 다수의 전열관은 예정간격으로 서로 평행하게 배열되고 다수의 전열관 주위를 다수의 미세 와이어를 나선식으로 감아서 형성되는 전열핀으로 구성되는 공기조화기용 열교환기로서, 바람직하기로는 전열관은 두 인접 전열관(1a,1b),(1b,1c),(1c,1d)의 그룹으로 나누어지고, 적어도 하나의 미세 와이어핀은 각 그룹의 두 인접 전열관에 나선식으로 감겨서 미세 와이어핀이 다수의 전열관의 축을 가진 평면에 수직방향을 따른 견지에서 보아 미세 와이어핀의 다른 부분을 횡단하지 않는다. 열교환기는 적어도 전열관의 외주 또는 미세 와이어의 외주를 도금으로 형성된 금속막으로 코팅하는 전열관과 미세 와이어를 서로짜서 열교환 구조를 형성한다. 다음 열교환구조를 금속막의 융점까지 가열하여 용융 금속막에 의하여 전열관과 미세 와이어가 함께 접착되도록 하여 제조한다.

Description

공기조화기용 열교환기 및 그 제조방법

제1도는 종래의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 사시도.

제2도는 종래의 열교환기의 공기 흐름을 나타내는 확대 단면도.

제3도는 종래의 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제4도는 본 발명의 제1실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제6도는 본 발명의 제3실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제7도는 제3실시예의 공기조화기용 열교환기의 미세 와이어핀의 나사의 각도와 면적비와의 관계를 나타내는 그래프.

제8도는 본 발명의 제4실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제9도는 본 발명의 제5실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제10도는 본 발명의 제6실시예의 공기조화기용 열교환기의 전열면의 일부 평면도.

제11도는 본 발명의 제7실시예의 공기조화기용 열교환기에 채택된 미세 와이어핀의 사시도.

제12도는 본 발명의 제7실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 사시도.

제13도는 본 발명의 제8실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제14도는 본 발명의 제9실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제15도는 본 발명의 제10실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제16도는 본 발명의 제11실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제17도는 본 발명의 제12실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제18도는 본 발명의 제13실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제19도는 본 발명의 제14실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제20도는 본 발명의 제15실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제21도는 본 발명의 제16실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제22도는 본 발명의 제17실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 사시도.

제23도는 본 발명의 제18실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 사시도.

제24도는 본 발명의 제19실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 사시도.

제25도는 본 발명의 제20실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 단면도.

제26도는 제25도의 열교환기를 수정한 열교환기의 일부 단면도.

제27도는 제20실시예의 열교환기에 비공비 혼합 냉매를 사용하였을 때 전열면의 뱅크수의 열교환량에 따른 의존도를 나타내는 그래프.

제28(a)도 내지 제28(d)도는 본 발명의 제21실시예의 공기조화기용 열교환기 제조 방법을 설명하는 보조 단면도.

제29(a)도 내지 제29(d)도는 본 발명의 제22실시예의 공기조화기용 열교환기 제조 방법을 설명하는 보조 단면도.

제30(a)도 내지 제30(d)도는 본 발명의 제23실시예의 공기조화기용 열교환기 제조 방법을 설명하는 보조 단면도.

제31(a)도 내지 제31(c)도는 본 발명의 제24실시예의 공기조화기용 열교환기 제조 방법을 설명하는 보조의 평면도 및 단면도.

제32(a)도 내지 제32(d)도는 본 발명의 제25실시예의 공기조화기용 열교환기 제작 방법을 설명하는 보조 단면도.

제33도는 본 발명의 제26실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제34도는 본 발명의 제27실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제35도는 본 발명의 제28실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제36도는 본 발명의 제29실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제37도는 제29실시예의 열교환기의 한 보기의 일부 사시도.

제38도는 제30실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 단면도 사시도.

제39도는 제30실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 상부 평면도.

제40도는 제31실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요의 일부 평면도.

제41도는 본 발명의 제32실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부의 일부 사시도.

제42도는 본 발명의 제33실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제43도는 본 발명의 제36실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제44도는 본 발명의 제37실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제45도는 본 발명의 제38실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 측면도.

제46도는 본 발명의 제39실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제47도는 본 발명의 제40실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제48도는 본 발명의 제41실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제49도는 본 발명의 제42실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 일부 단면도.

제50도는 본 발명의 제43실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 종단면도.

제51도는 본 발명의 제44실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 종단면도.

제52도는 본 발명의 제45실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 단면도.

제53도는 본 발명의 제46실시예의 공기조화기용 열교환기의 일부 단면도.

제54도는 본 발명의 제47실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 사시도.

제55도는 본 발명의 제48실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 사시도.

제56도는 본 발명의 제49실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

제57도는 본 발명의 제50실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전열관 2 : 와이어핀

3 : 헤더 4 : 링핀

5 : 코일링핀 6 : 침상핀

본 발명은 히트(heat) 펌프 시스템, 냉동기 또는 동결기의 공기조화기에 일체화되는 열교환기 및 이러한 열교환기의 제조 방법에 관한 것이다.

제1도는 일본 특허 공보 61-153388호에 제시된 종래기술의 공기조화기용 열교환기의 사시도이며, 제2도는 제1도의 열교환기의 단면도이다.

제1도와 제2도에서 열교환기는 핀의 역할을 하는 미세 와이어(2a,2b)를 냉매와 같은 열교환 유체가 화살표 B방향으로 통하는 전열관(heat-transfer tubes)(1) 상하류로 교대로 통과시켜서 미세 와이어핀(fine wire fin)(2a,2b)들이 전열관(1)과 밀착 접촉하게 된다. 이 열교환기에서, 미세 와이어핀(2a,2b) 및 전열관(1) 사이의 열접촉은 유지되고 전열관(1)과 미세 와이어핀(2a,2b) 서로에 대한 위치는 전열관(1) 상하에 미세 와이어핀(2a,2b)을 교대로 통과시켜 고정된다. 전열관(1)은, 예를 들면, 외경이 1 내지 2mm이며 내경이 0.7 내지 1.7mm 범위로 된 매우 가는 관이다.

작동 관계에서, 제2도에서와 같이, 예를 들면, 다수의 평행 전열관(1)을 향하여 화살표 A(제1도)의 방향으로 흐르는 공기와 같은 외부 유체의 흐름의 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 공간을 통하여 전열관(1)과 미세 와이어핀(2a,2b)으로 열을 교환하며 나사식으로 흐른다.

외부 유체의 유동은 미세 와이어핀(2)에 의하여 교란되며, 미세 와이어핀 상에 떨어지는 외부 유체의 흐름은 제3도의 화살표로 나타낸 것과 같이 좌우로 편향하고 외부 유체의 일부는 미세 와이어핀을 따라 흐르고 전열관의 표면을 따라 올라가서, 외부 유체는 비교적 긴 접촉 시간동안 전열관(1)과 접촉할 수 있게 된다. 냉수가 열교환기의 전열관(1)을 통과할 때 또는 저온 냉매가 전열관(1)에서 증발할 때, 전열관(1)을 지나는 공기 흐름은 공기 냉각으로 냉각된다. 만일 전열관(1)의 표면 및 미세 와이어핀(2a,2b)을 통과하는 공기가 이슬점 이하의 온도로 냉각되면, 전열관(1)의 표면 및 미세와이어핀(2a,2b)의 표면에 물방울이 형성된다. 전열관(1)의 표면 및 미세 와이어핀(2a,2b)의 표면을 따라 흐르는 물방울은 열교환기로부터 배출된다.

이러한 구조의 열교환기에서, 미세 와이어핀(2a,2b)과 전열관(1)의 접촉 면적은 매우 적다. 그러므로 미세 와이어핀(2a,2b)은 외부 유체가 전열관(1)과 접촉하는 접촉 면적을 감소시키지 않으며 나아가서 열이 효과적으로 외부 유체와 전열관(1) 사이로 전달될 수 있다.

비록, 이러한 선행기술 열교환기의 열전달 비율은 통상적인 공기조화기용 열교환기보다 크나 선행기술 열교환기의 전열 면적은 선행기술의 열교환기가 1 내지 3mm 범위의 매우 작은 두께를 가지기 때문에 동일한 전면을 가지는 통상적인 열교환기의 1/5 이하이다. 선행기술의 열교환기와 유사한 방식의 열교환 유닛을 다수 겹치므로서 형성되는 열교환기는 필요한 열교환량을 유지하기 위하여 사용한다.

그러나, 다수의 열교환 유닛을 가지는 열교환기는 공기의 압력 손실이 증가되고 공기 흐름이 저하되며 또 송풍력을 증가시키지 않고는 필요한 열교환량을 유지할 수가 없다. 열교환기의 열교환능력 Q는 Q=K×A×△T, (여기에서 K는 총 열교환계수, A는 열교환 면적이며, △T는 전열관을 통하여 흐르는 공기와 냉매간의 온도차이 임)으로 나타낼 수 있다.

선행기술의 열교환기는 미세 와이어핀(2a,2b)을 전열관(1) 상하로 교대로 통과시켜서 구성되었기 때문에, 전방 면적당 열교환면적의 증가가 어려우며 공기의 흐름을 교란시킴으로써 총 열전달 계수를 증가시키기가 어렵다. 결국, 열교환량을 증대시키는 요소의 개선을 통한 열교환량을 증가시키는 것은 불가능하게 되고 열교환 효율의 증대가 한계에 이른다.

이러한 문제는 특히 열교환기를 증발기로서 사용할 때 공기에 함유된 증기가 응축하여 전열면상에 물방울로 될 때가 문제이다. 만일 전열관(1) 및 미세 와이어핀(2a,2b)의 표면상에 물방울이 형성되면 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 공간이 응축으로 막혀 열교환기의 공기 흐름을 막는다. 따라서, 압력손실로 인해 공기의 흐름이 감소하고 열교환 효율이 저하된다.

일반적으로, 비공비 혼합 냉매(nonazeotropic cooling medium)를 전열관을 통과하는 냉매로 사용할 때, 층들내에 다수의 열교환 유닛을 정렬함으로써 형성된 열교환기의 성능은 비공비 혼합 냉매를 후방 열교환 유닛으로부터 중간 열교환 유닛을 거쳐 전방 열교환 유닛을 향하여 횡류 모드(crossflow mode)로 통과시킬 때, 상당히 개선되므로 열교환기는 실제로 횡류 방식 열교환기로 작용한다. 보통 공기조화기용 열교환기의 열교환 유닛의 수가 대개 둘인 것은 열교환 유닛의 수가 너무 크면 열교환기의 두께가 증대하고 따라서 공기조화기의 크기가 증대되기 때문이다. 그러므로 원천적으로 역류 방식 열교환기로서 기능할 수 있는 횡류 방식 열교환기를 구성하기가 매우 어려웠다.

선행기술 열교환기에 있어서는, 전열관(1)과 미세 와이어핀(2a,2b)이 핀으로서 서로 단순 접촉하는 역할을 하기 때문에, 접촉부분들은 높은 열저항을 가지며 열교환기의 열교환 효율이 비교적 낮아진다. 이러한 저항은 미세 와이어 핀들을 Ni 단단한 납땜 분말 또는 보통 납땜 분말로 전열관에 납땜하여 감소될 수 있다. 그러나 미세 와이어핀 사이의 공간이 매우 좁기 때문에, 이러한 공간이 단단한 납땜 또는 보통 납땜으로 막히기 쉬워 열교환기에 불리하다. 그러므로 열교환 효율의 개선이 제한되게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전열관 외부의 열전달 계수를 증대할 수 있으며 열전도를 증진하고 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 막을 수 있는 공기조화기용 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열교환량 증가로 열교환이 가능하고 압력 손실이 감소된 상태에서 공기통과를 가능하여 하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있는 전열 면적이 증가된 전열핀을 가지는 공기조화기용 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열교환량이 증가되도록 열교환이 가능하고 전열 면적이 증가되고 설치 면적 공간이 감소되는 공기조화기용 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전열관 외부 열전달 계수를 증가시키고 열전달을 증진하며 전열 면적을 증대하여 열교환량을 증가시키고 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소와 공기 압력 손실을 억제할 수 있는 공기조화기용 열교환기를 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단순한 구조와 증가된 열전달 면적을 가지며 증가된 열교환량으로 열교환이 가능하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있는 공기조화기용 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열교환 효율이 증가되어 작동할 수 있는 공기조화기용 열교환기의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기용 열교환기는 소정의 간격으로 배열되고, 수직방향으로 각각 연장되는 다수의 평행 전열관(1, 1a 내지 1e), 그리고 다수의 전열관(1)을 전체에서 소정의 나선 각도만큼 미세 와이어로 나선형으로 감아서 형성되는 다수의 미세 와이어핀(2, 2a 내지 2c)으로 구성된다. 작동에 있어서 전열관(1) 주위를 흐르는 외부 유체는 3차원으로 교란되어 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측에 미세 와이어핀의 전열 성능을 증진한다. 열교환기의 미세 와이어핀 사이의 공기의 유동 경로에 형성되는 공간은 미세 와이어핀이 전열관(1)에 수직면으로 서로 끼워들지 않기 때문에 공간이 크다. 그러므로 응축된 물방울은 열교환기에 머물기가 어렵고 열교환기는 작동중에 열교환기의 표면이 적어 있더라도 응축 물방울이 열교환기를 막지 않게 되며 압력 손실이 적기 때문에 외부 유체 흐름의 감소에 의한 열교환량의 감소가 억제된다.

바람직하기로는, 다수의 전열관(1)을 인접한 미세 와이어핀(1a,1b)의 쌍으로 나누고 미세 와이어핀(2a,2b)을 각 인접 잔열관(1a,1b)의 쌍의 둘레에 감는 것이 좋다. 이렇게 형성하면 열교환기는 외부 유체를 3차원으로 교란시켜 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측에 미세 와이어핀(2a,2b)의 전열 성능을 증진시키고 전열관(1)에 수직면으로 면적 공간이 증대된다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기에 머물기가 어려워져 열교환기가 응축 물방울로 막히기가 어려우며 열교환기 표면이 작동중에 젖어 있더라도 압력 손실이 적어진다. 따라서 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서 공기조화기용 열교환기는 다수의 평행 전열관(1)쌍과, 인접하는 전열관(2a,2b)쌍들은 횡으로 연결되고 하나 이상의 미세 와이어핀(2a 내지 2d)의 횡으로 인접하는 전열관(1)의 각 쌍을 둘러 나선형으로 감겨서 미세 와이어핀(2a 내지 2d)이 전열관(1)의 축들을 포함하는 평면에 수직 방향으로 볼 때 다른 미세 와이어핀(2a 내지 2d)을 교차하여 연장되지 않는다. 이렇게 형성되면 열교환기는 3차원으로 외부 유체의 흐름을 교란시켜 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측 미세 와이어핀(2a 내지 2d)의 전열 성능을 증진하고, 미세 와이어핀(2a 내지 2d)은 전열관(1)에 수직면에 서로 간섭하지 않으며 열교환기는 공기의 흐름 방향에 대하여 미세 와이어핀(2a 내지 2d) 사이에 큰 공간을 구비한다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기에 체류하기가 어려우며 열교환기는 작동중에 표면이 젖어 있더라도 응축 물방울로 막하지 않으며 압력 손실이 적어진다. 또한 공긴 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소가 억제된다. 미세 와이어핀(2a 내지 2d)을 큰 나사각으로 전열관(1) 둘레에 나선식으로 감으면, 열교환기의 전열 면적이 같은 피치로 전열관(1)을 배열하고 전열관 상하 교대로 미세 와이어핀(2a 내지 2d)을 통과시킴으로써 형성된 열교환기의 전열 면적보다 커진다.

바람직하게는, 전열핀을 형성하는 미세 와이어핀(2)은 다각 단면(polygonal cross section)을 가지는 것이 좋다. 다각 단면을 가지는 미세 와이어핀(2)은 둥근 미세 와이어의 그것보다 큰 표면적을 가지며 열교환량이 증가한다. 응축 물방울은 다각형 단면을 가지는 미세 와이어핀의 홈을 따라 쉽게 흐를 수 있기 때문에 열교환기의 표면이 운전중에 젖어 있더라도 열교환기가 응축 물방울로 막히지 않게 되며 압력 손실이 감소된다. 따라서 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 다수의 전열관(1)과, 각 전열관(1)을 나선형으로 감는 다수의 미세 와이어로 구성된다. 전열관(1)의 축과 미세 와이어를 포함하는 전열면은 전열관 사이에 V자형으로 연장되는 제1과 제2전열 요소(7a, 7b)를 가진다. 제1과 제2전열 요소(7a,7b)는 외부 유체의 흐름 방향에 따라 배열되어 V형 제1전열 요소(7a)의 주름에 대응하는 V형 제2전열 요소(7b)의 둔덕(ridge)이 배열된다. 따라서, 열교환기는 열교환량이 증가되는 큰 전열 면적을 가지며 비교적 설치 면적이 작아진다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 전열관(1)의 직경보다 큰 직경을 가지는 거의 둥근 미세 와이어핀이며, 전열관(1) 직경보다 큰 직경을 가지는 핀 부위 및 전열관(1)의 외면과 접촉하는 내부 주연과 전열관(1)에 고정되며, 그 중심이 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측을 향하여 전열관의 축으로부터 떨어진 다수의 링핀(4)을 포함하는 핀 부위를 가진다. 열교환기는 증가된 전열 면적을 가지며 전열관(1)의 상부측에 외부 유체의 흐름을 교란시키는 링이 있어 외부 유체는 전열관(1)과 난류로 접촉하며 열교환량을 증가시킨다. 전열관(1)과 링핀(4) 사이에 공간이 형성되기 때문에, 응축된 물방울은 열교환기에 머물기가 어려우며 열교환기는 작동중에 표면이 젖어 있더라도 응축 물방울에 의해 막히지 않으며 외부 유체의 흐름의 감소에 따른 열교환량의 흐름의 감소를 억제할 수 있다. 두 인접 링핀(4)은 적어도 한 위치에서 고정 결합된다. 인접 링핀(4)이 함께 결합되면 전열 면적은 좋은 구조를 가지며 전열관(1)은 감소된 간격으로 배열될 수 있으며 전열 면적을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 전열관(1)의 외경보다 큰 내경을 가지는 원형 미세 와이어핀이고, 내부 원주부가 전열관(1)의 외면과 접촉하고 중심이 외부 유체의 유동 방향에 대하여 전열관(1)의 축에서부터 상부 측부를 향하여 이탈된 상태에서 전열관(1)에 고정된 다수의 제1링핀(4a)과, 전열관(1)의 외경보다 큰 내경을 가지는 원형 미세 와이어핀이고, 내부 원주부가 전열관의 외면과 접촉하고 중심이 외부 유체의 유동 방향에 대해 전열관(1)의 축으로부터 하부 측부를 향하여 이탈된 상태에서 전열관(1)에 고정된 다수의 제2링핀(4b)을 포함하는 핀부(fin section)를 구비한다. 제1 및 제2핀 세트의 링핀은 전열관(1)의 축에 따라 교대로 배열된다.

외부 유체의 흐름은 전열관(1)의 상부측에 교란되어 외부 유체는 열교환량을 증가시키는 난류로 전열관(1)과 접촉한다. 전열관(1)과 링핀(4) 사이에 공간이 형성되기 때문에 응축 물방울은 열교환기에 지체되기 어려우며 열교환기는 그 표면이 운전중에 젖어 있어도 응축 물방울로 막히지 않으며 외부 유체의 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르는 공기조화기용 열교환기는 전열관(1)에 그 내부 원주부가 부착되는 다수의 전열관(1)에 각각 미세 와이어로 된 링핀(4)을 구비한다. 이렇게 구성되는 열교환기는 외부 유체 흐름 방향으로 견고한 전열면, 단순한 구조 및 큰 전열 면적을 가진다. 따라서 열교환량이 증가할 수 있다. 링핀(4)의 내부 원주부에 부착되는 전열관(1)과 각 링핀(4) 사이에 공간이 형성되기 때문에 응축된 물방울이 열교환기상에 머물기가 어려우며 동작중에 열교환기의 표면이 젖어 있더라도 물방울로 막히지 않고 외부 유체 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소가 억제될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서 공기조화기용 열교환기는 각각 두개의 루프를 가지는 8-형상의 핀(4)을 구비하며 미세한 와이어를 벤딩하여 "8"자형으로 형성하였다. 각 8-형상의 핀(4)의 한 루프는 각 전열관(1)상에 놓여지므로써 열교환기가 전열 면적이 증가된다. 또한 8-형상의 핀(4)은 외부 유체의 난류를 3차원으로 교란시켜 하부측에 전열 효율을 증진한다. 각 8-형상의 핀(4)의 루프의 하나는 다수의 전열관(1)에 놓여 고정되어 외부 유체의 흐름 방향에 증대된 전열 면적을 가지는 단순한 구조의 넓은 전열면을 형성하여 열교환량을 증가시킨다.

공간이 8-형상의 핀(4)들과 전열관 사이에 형성되기 때문에 응축된 물방울이 열교환기에 기체되기가 어려우며, 열교환기는 작동중에 적어 있더라도 응축된 물방울로 막히지 아니하며 외부 유체의 흐름이 감소되어 열교환량이 감소되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 미세 와이어 직경 두배 이상의 피치로 링형핀을 나선식으로 결합하여 형성되는 코일형핀(5)으로 된 핀 부위로 구성된다. 이 핀은 전열관(1) 둘레에 용이하게 장착되며 열교환기는 단순한 구조로서 넓은 전열 면적을 가진다. 링형핀의 중심은 전열관(1)축으로부터 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측을 향하여 떨어져 위치하여 전열관(1)의 상부 측에 외부 유체의 흐름을 교란시킴으로써 외부 유체의 난류가 전열관(1)과 접촉하게 되어 열교환량이 증가된다. 링형핀과 전열관(1) 사이에 공간이 형성되기 때문에 응축된 물방울이 열교환기에 체류하지 못하며 열교환 유닛이 작동중에 젖어 있더라도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하게 되어 외부 유체 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제할 수 있다.

한 전열관상에 각각의 코일-형상의 핀이 인접 전열관상의 핀에 대하여 적어도 한 지점에 고정 결합된다. 열교환기는 안정된 전열 면적을 가진다. 전열관을 작은 간격으로 배열할 수 있기 때문에 열교환기가 단순한 구조와 큰 전열 면적을 가진다. 또한 열교환기는 다수의 링형핀을 가지는 제2코일형핀을 구비한다. 외부 유체의 유동은 열교환기의 상부측에서 교란되어 외부 유체의 난류가 전열관과 접촉되며 열교환량이 증가된다.

본 발명의 양호한 실시예에서 열교환기는 다수의 전열관(1)이 각 코일형핀의 내부 표면에 부착된다.

본 발명의 열교환기는 링핀(4)이 전열관에 고정되게 부착되므로써 비스듬히 하향으로 확장된다. 비스듬히 하향 연장되는 링핀(4)은 열교환기가 습한 대기중에서 사용될 때 대기중의 습기가 응축할 때 응축된 물방울이 중력에 의하여 떨어지도록 하는 역할을 하며 열교환기가 작동중에 표면이 젖게 되더라도 물방울에 의하여 막히지 않게 되며 외부 유체의 흐름 감소에 의한 열교환량의 감소를 막는다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 소정의 간격으로 배열되는 다수의 평행 전열관(1)과, 전열핀으로 역할을 하는 미세 와이어핀(2)가 전열관(1) 상하로 교대로 통과되어 전열관과 함께 평면직물(plain weave)의 전열면을 형성하고 전열관(1)과 미세 와이어(2)에 의해 규정되는 전열면에 삽입되는 미세 와이어 기둥으로 구성된다. 전열관(1) 상하를 교대 통과하는 미세 와이어(2a,2b)사이의 간격은 적어도 미세 와이어(2a,2b) 직경의 두배이다. 미세 와이어 기둥들은 최소한 미세 와이어(2a,2b) 또는 전열관(1)에 결합 고정된다. 이렇게 구성되는 열교환기는 공기 유동 방향에 전열 면적이 증가한다. 미세 와이어(2a,2b)들은 비교적 큰 간격으로 배열되므로써 열교환기가 동작중에 젖어 있더라도 막히지 않게 되며 공기 흐름의 감소에 의하는 열교환량의 감소가 억제된다. 제2미세 와이어들은 역 V자형으로 굽혀져서 각각의 제2미세 와이어가 비스듬히 하향으로 뻗은 반대측으로 굽는 것이 좋다. 이 구조는 열교환기를 습한 대기중에서 사용시에 대기응축 습기의 응축 물방울이 중력에 의하여 낙하하게 도와준다. 따라서, 열교환기가 작동중에 젖어 있더라도 물방울로 막히지 않고 외부 유체 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제한다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 비공비 혼합 냉매가 흐르는 다수의 전열관(1), 다수의 미세 와이어, 및 다수의 둑(bank)에서 서로 평행하며 서로 연결되고 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 수직으로 배열되는 다수의 전열 부재로 구성된다. 냉매는 외부 유체의 유동에 대한 최하부 위치에 배치된 전열 부재로부터 전열관(1)을 통해서 최상부 위치에 배치된 전열 부재를 향해 흐르도록 공급된다.

본 열교환기의 열교환 성능은 단순 횡류 방식의 열교환기(단열 횡류 열교환 유닛을 가진 열교환기)보다 높다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 냉매가 통하도록 다수의 평행 전열관(11)들이 소정의 간격으로 배열되고 전열관의 축에 따라 전열관 상에 소정의 간격으로 다수의 U- 또는 H-형 핀(24)이 배열되어서 각각 전열관(11)을 고정하도록 되어 있다. 대체 핀(24)들은 다른 방향으로 배열된다. 핀(24)의 크기는 임의적으로 정할 수 있기 때문에 필요한 전열 면적을 쉽게 고정할 수 있다. U 또는 H형 핀(24)의 끝은 사각 하향으로 연장되어 응축 물방울이 효율적으로 떨어지게 하여 공기 통로가 응축된 물방울로 막히지 않게 하며 열전달을 증진한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 냉매가 통과하고 평행하게 소정의 간격으로 배열되고 다수의 봉상핀(22a,22b)이 그 축에 따라 각 전열관(11)상에 배열되고, 다수의 전열관(11)의 축을 포함하는 평면에 경사되어 전열관(11)의 외부 유체의 유동 방향에 대하여 상부측 표면과 접촉하여 위치하며 인접 전열관(11)의 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측 표면과 접촉하도록 구성되어 있다. 각 전열관(11)상의 두개의 축 방향으로 인접하는 봉상핀(bar fins; 22a,22b)은 다른 방향으로 뻗고 각각 인접 전열관과 접한다. 열교환기를 통하여 공기가 흐르면 봉상핀(22a,22b)은 와류를 발생하고 공기 흐름을 교란시켜 열전달을 증대시킨다. 봉상핀(22a,22b)의 길이는 핀 면적을 증가시키기 위하여 선택적으로 결정될 수 있기 때문에, 용이하게 필요한 전열 면적을 고정시킬 수 있다.

또, 열교환기는 봉상핀과 접촉하도록 인접하는 전열관(11) 사이의 다른 방향으로 연장되는 봉상핀(22a,22b) 사이의 공간에 위치하는 다수의 다른 전열관(11)을 구비할 수 있다. 이 추가되는 전열관(11)은 핀의 효율과 전열 성능을 향상시킨다.

다수의 평행하는 제1봉상핀(22a)들은 비스듬히 배열되고 다수의 평행하는 제2봉상핀(22b)들은 제1봉상핀들과 거울상(mirror image)으로 제1봉상핀(22a)들과 비스듬히 접촉하도록 배열되고, 다수의 전열관(11)이 제1과 제2봉상핀(22a,22b)에 의하여 정해지는 다수의 사방형 공간에 삽입되어서 사방형공간을 이루는 봉상핀(22a,22b)과 접하는 것이 바람직하다. 이 구조는 열전달들을 효과적으로 되게 하며 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 냉매가 흐르는 다수의 평행하는 전열관(11)이 소정의 간격으로 배열되는 다수의 전열관(11)과, 전열관의 외면과 접하도록 각각 그 안에 전열관(11)을 수용하는 중앙 관통구멍을 가지는 링형핀(25)으로 구성된다. 링형핀(25)의 크기는 장착할 원하는 전열 면적에 따라 선택 결정한다. 양호하게는, 전열관(11)은 각각 인접하는 전열관에 부착되는 링형핀(25)이 서로 포개지도록 배열되고 다수의 봉 또는 관(26)은 링형핀(25)을 중접시켜서 규정되는 공간에 삽입되고 중첩되는 링형핀(25)은 봉 또는 관(26) 및 전열관(11)이 링형핀과 밀착되도록 서로로부터 당겨진다. 이 구성으로 열전달 증진 효과를 감소하지 않고 큰 전열 면적을 확보할 수 있다. 인접하는 전열관(11)을 서로 당겨 링형핀(25)을 조여주기 때문에 전열관(11)과 링형핀(25)은 만족할만한 열접촉이 유지되며 전열관(11)을 고정 핏치로 배열할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 냉매가 통과하도록 평행하게 소정의 간격으로 배열되는 다수의 전열관(11)과, 각 전열관(11)의 반대측에 배치되는 한쌍의 와이어핀(32a,32b)으로 구성된다. 와이어핀(32a,32b)의 끝 부위는 와이어핀에 장력을 주도록 꼬여지므로서 와이어핀(32a,32b)은 전열관(11)과 접촉한다. 와이어핀(32a,32b)은 열전달을 증진하고 와이어핀(32a,32b)의 길이는 필요한 전열 면적을 고정하도록 선택적으로 결정한다.

양호하게, 핀(22a,22b)과 전열관(11)은 각각 다른 접촉각을 가지는 재료로 형성하는 것이 좋다. 응축된 물방울은 작은 접촉각을 가지는 핀 또는 전열관에 이끌려서 열교환기로부터 용이하게 배출된다. 또한 응축된 물방울은 핀 사이에 체류하기 어려우므로 나아가서 열교환기의 열전달은 습기가 열교환기상에 응축되어도 감소하지 않는다. 핀(32a,32b)과 전열관(11)의 각각 외표면은 동일한 목적과 효과를 위하여 각각 다른 접촉각을 가지는 재료로 코팅할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서 공기조화기용 열교환기는 냉매가 흐르도록 소저의 간격으로 배열된 다수의 평행 전열관(11)과, 전열면으로부터 소정의 거리에 있는 전열관(11)의 축을 포함하는 평면의 반대 측부에서 평면과 평행하게 연장되는 평면의 전열관(11)과 엇갈린 관계에 있는 전열관(11)과 동일한 소정의 간격으로 전열관(11)에 평행하게 연장된 다수의 지지봉(33)을 포함한다. 한쪽, 전열면상의 다수의 전열관(11)과 다수의 지지봉(33)은 제1미세 와이어핀(32a)에 의하여 서로 연결되고, 다른쪽 전열면상의 다수의 지지봉(33)은 제2미세 와이어핀(32b)에 의해 접속되므로 제1 및 제2미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관(11)의 축에 따라 엇갈리게 배열된다.

지지봉(33)과 미세 와이어핀(32a,32b)들이 서로 얽혀있기 때문에 미세 와이어핀(32a,32b)은 서로 큰 각으로 교차하여 전열관(11)에 수직면으로 보인다. 따라서, 응축 물방울은 열교환기 상에 체류하기가 어려우며 열교환기는 운전중에 표면이 젖어있어도 응축 물방울로 장애를 받지 않으므로, 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

지지봉(33)은 전열관과 동일하거나 다른 직경으로 전열관으로 대체될 수 있다. 이러한 구조로 될 때 핀(32a,32b)의 열교환 효율은 개선되어 열전달이 증진된다. 열교환기는 다수의 전열관의 전열면에 배치되는 헤더(header; 34)를 구비하고 각각 전열관(11)의 반대 끝에 결합되어 지지봉은 헤더(34)에 고정된다. 냉매는 헤더에 의하여 전열관으로 분배된다. 지지봉(33)은 헤더에 고정되기 때문에 지지봉은 미세 와이어핀(32a,32b)의 장력에 의하여 이탈되지 않는다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 냉매가 흐르도록 다수의 평행하는 제1전열관(11)이 소정의 간격으로 배열되고, 다수의 평행하는 제2전열관과 다수의 제3전열관이 전열면으로부터 소정의 거리로 제1전열관(11)의 축을 포함하는 평면의 반대쪽에 평행으로 연장되는 평면에 제1전열관(11)에 대하여 엇갈린 관계에 있는 제1전열관(11)과 동일한 간격으로 제1전열관(11)에 평행으로 연장되며, 다수의 지지봉이 제1과 제2전열관(11,31) 사이의 공간에 연장되며 전열면에 평행으로 제1과 제3전열관(11,31) 사이의 공간이 있으며 전열관에 수직으로 구성되어 있다.

제1과 제2전열관(11,31)은 다수의 미세 와이어핀(32a)으로 서로 연결되고, 제1과 제3전열관은 다수의 제2미세 와이어핀(32b)에 의하여 접속되며 제1과 제2미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관의 축에 따라 전열관(11)에 교대로 배열된다. 열교환기는 제2와 제3전열관(31) 및 지지봉(35)을 구비하기 때문에, 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관에 대하여 수직 평면에서 볼 때 큰 각으로 서로 교차한다. 그러므로, 응축 물방울이 열교환기에 머물지 못하며 비록, 열교환기의 표면이 작동중에 적어 있어도, 열교환기가 응축된 물방울로 막히지 않으므로, 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 방지된다.

지지봉은 전열관(11,31)을 제자리에 완전히 지지하며 열교환기를 강화한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 열교환기는 냉매가 흐르도록 다수의 평행하는 제1전열관(11)이 소정 간격으로 배열되고 미세 와이어핀(42)이 최소한 두 인접 전열관(11)에 감겨 있어서 전열관(11) 축을 포함하는 평면에 수직으로 흐르는 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측이나 하부측에 전열관(11)의 표면과 접하게 된다. 미세 와이어핀(42)은 임의의 전열관 수의 그룹에 감기기 때문에, 미세 와이어핀(42)은 서로 전열관(11)에 대한 수직면에서 볼 때 감소된 수로 서로 접속된다.

따라서, 응축 물방울은 열교환기상에 거의 체류하지 못하며, 비록, 열교환기의 표면이 작동중에 젖어 있어도, 열교환기는 응축 물방울로 인하여 방해를 받지 않으며, 공기 유동의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있다.

전열관은 편평관(51)으로 될 수 있다. 편평 전열관(11)을 사용하면 미세 와이어핀(42)들이 전열관(11)에 큰 각도로 연장된다. 따라서, 응축 물방울은 열교환기 상에 거의 체류하지 못하며, 비록, 열교환기의 표면이 작동중에 젖어 있어도, 열교환기는 응축 물방울로 인하여 방해를 받지 않으며, 공기 유동의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있다. 바람직하기로는 미세 와이어핀(32a,32b)은 조여져서 접촉점에서 열저항을 감소하기 위해 전열관과 밀착된다. 전열관(11)은 연질 재료로 형성할 수 있다.

전열관(11)은 연질 재료로 형성하면 미세 와이어핀이 전열관(11)의 표면에 파고들어 밀착되어 지지 되어서 전열관(11)과 미세 와이어핀 사이의 열저항이 감소되고 열전도가 증진된다. 바람직하기로는 전열관(11)이 그 표면에 미세 와이어핀(32a,32b)을 받아들이는 홈을 구비하는 것이 좋다. 이 홈은 전열관(11)에 대한 미세 와이어핀(32a,32b)의 고정을 돕고 열저항을 감소시킨다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 파형 단면을 가지는 열전도 표면을 가진다. 전열면의 단면은 반원형으로 굽어 있을 수 있다. 이렇게 전열면이 굽으면 전면의 면적당 열전도 면적의 비율이 증가된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 소정의 간격으로 서로 평행하는 다수의 판형핀(82a)을 배열하여 형성하는 판형 핀-튜브 열교환 유닛(82)과 연장되는 다수의 전열관(11)에 냉매가 흐르고 판형 핀(82a)의 표면에 수직으로 다수의 판형핀이 통하여 소정의 간격으로 서로 평행하고 다수의 평행 전열관(11)을 배열하여 형성되는 미세 와이어핀 직조 열교환 유닛(81)에 냉매가 흐르며 판형 핀-튜브 열교환 유닛(82)의 하부측에 소정의 간격으로 배열하고 다수의 전열관을 둘러싸는 다수의 미세 와이어핀(82a)을 직조하여 전열관(11)과 밀착되게 하여 구성된다. 이 열교환기의 전면 면적에 대한 전열면적의 비율은 두개의 열에 두 세트의 미세 와이어핀 열교환 유닛을 구비하는 열교환기의 비율보다 크다. 대기에 함유된 수분이 있는 습한 대기에서 열교환기를 사용할 때는 수분이 응축하여 물방울로 되기 쉬우며 습기는 주로 상부 평판 핀에 응축되므로, 응축 물방울이 하부측에 열교환기를 방해하는 것을 예방한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기조화기용 열교환기는 편평 전열관(83a)과, 이 전열관에 부착되는 주름진 핀(83b)을 구비하는 주름진 핀-관 열교환 유닛(83)과 이 주름진 핀-관 열교환 유닛(83)의 하부측에 배치되는 미세 와이어핀 직조 열교환 유닛(81)으로 구성되며, 냉매가 유동하도록 다수의 소정 간격으로 배열되는 평행의 전열관(11)과 이 전열관(11)을 둘러싸는 다수의 미세 와이어핀(12a,12b)이 직조되어 전열관(11)과 밀착되어 있다. 이 열교환기의 전면 면적에 대한 전열 면적의 비율은 두개의 둑에서 두개의 미세 와이어핀 열교환 유닛(81)을 배열하여 형성한 열교환기보다 크다. 이 열교환기를 대기중에 함유된 수분이 응축하여 물방울로 되는 높은 습도의 대기중에 사용할 때, 수분은 주로 상부측에 배치되는 주름진 핀-관 열교환 유닛(81)에 주로 응축되어 열교환 유닛(81)이 응축된 물방울로 하부측이 막히는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 공기조화기용 열교환기의 제조 방법은 최소한 다수의 전열관(11) 또는 미세 와이어 전열핀(12)의 표면을 도금에 의하여 금속막(13)을 코팅하고, 다수의 전열관(11)과 미세 와이어핀(12a,12b)을 결합하고, 전열관(11)과 미세 와이어핀의 조합을 금속막(13)의 융점까지 가열하여 금속막(13)이 부분적으로 용융하여 다수의 전열관(11)과 미세 와이어핀(12a,12b)이 함께 결합하는 단계로 구성된다.

금속막(13)을 용융하고 경화시킴으로써 전열관(11)과 미세 와이어핀(12a,12b)을 함께 접착하기 때문에, 전열관(11)과 미세 와이어핀의 접합에서 열저항이 적어지고 전열 효율이 높아진다. 금속막(13)의 두께는 도금시간을 조절하여 측정할 수 있기 때문에 미세 와이어핀(12a,12b) 사이의 공간은 용융 금속막(13)으로 충전되지 않으므로 전열관과 미세 와이어핀(12a,12b)은 정밀하게 서로 접착할 수 있다. 전열관(11)과 미세 와이어핀(12a,12b)은 Ni 또는 납땜으로 도금한다.

열교환기는 미세 와이어핀(12a,12b) 대신에 다수의 전열관(11)의 줄의 상부측과 하부측에 배치되는 금속망(metal nets)을 구비할 수 있다. 금속망은 미세 와이어핀(12a,12b)을 사용하는 대신으로 다수의 전열관의 상하로 교대로 통과시킬 수 있다.

전열관(11)과 미세 와이어핀(12a,12b)의 접합점에서 열저항이 감소되어 열전달 효율이 개선되고 열교환기를 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 형태와 장점들은 첨부된 도면과 연계된 하기 기술에서 더욱 명확해진다.

본 발명의 양호한 실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한 제4도에서 전열관(1, 1a 내지 1e)을 냉매와 같은 내부 유체가 통과하도록 소정의 간격으로 배열한다. 미세 와이어핀의 부위(2a 내지 2c)는 전열핀을 실현한다.

미세 와이어핀의 부위(2a)는 전열관(1a,1c)을 나선식으로 감고 있고 미세 와이어핀 부위(2b)는 전열관(1b,1c) 주위를 나선식으로 감고 있으며 미세 와이어핀의 부위(2c)는 전열관(1b,1d)를 나선식으로 감고 있다. 미세 와이어핀의 부위(2a,2c)는 공기와 같은 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측으로 연장되며 미세 와이어핀의 부위(2b)는 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측에 연장되어 있다.

작동에 있어서, 공기 유속은 미세 와이어핀(2)사이의 공간에서 증가하며 미세 와이어핀(2)은 공기 흐름을 3차원으로 교란시킨다. 또한, 열교환기를 통하여 흐르는 공기의 난류는 열전달을 증진시켜 높은 열전도 속도로 열을 전도하게 된다. 다수의 미세 와이어핀(2)은 평행하는 다수의 전열관(1)을 나선식으로 감고 있기 때문에 미세 와이어핀(2) 사이에 넓은 공간이 형성되고 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)을 따라 축 방향 하향으로 응축 물방울의 흐름을 거의 방해하지 않는다. 따라서 응축된 물방울은 열교환기상에 머물기가 어렵다. 그러므로 열교환기는 응축되기 쉬운 습기가 대기에 함유된 습한 대기에서 사용하여도 응축 물방울이 열교환기를 막지 못하여 외부 유체의 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제될 수 있다.

제5도는 본 발명의 제2실시예로서 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 도시한 평면도이며, 다수쌍의 전열관(1a,1b)은 냉매와 같은 내부 유체(internal fluid)가 지나가도록 소정의 간격으로 배치된 전열관(1)중에서 한쌍의 인접관이다. 전열핀인 미세 와이어핀의 부분(2a 내지 2d)는 각각의 쌍의 전열관(1a,1b)을 나선식으로 감고 있다.

부분(2a,2b)은 미세 와이어핀이며, 부분(2c,2d)은 다른 미세 와이어핀이다. 부분(2a,2c)은 외부 유체의 유동 방향에 대한 상부측에 있으며, 부분(2b,2d)은 외부 유체의 유동 방향에 대한 하부측에 있다.

동작시에는 공기 유동 속도가 미세 와이어핀(2) 사이에 공간에서 증가하고 미세 와이어핀(2)은 3차원으로 공기 흐름을 교란시킨다. 결과적으로, 교란된 공기가 열전달을 증진하는 열교환기를 통해 흘러가므로 열전달기는 높은 열전달율로 열을 전달한다. 미세 와이어핀(2)이 인접한 전열관(1)쌍 둘레를 감아서 전열핀을 형성하므로, 큰 면적을 가진 공간부가 전열관(1)에 수직인 평면에 형성된다. 따라서, 응축된 물방울이 열교환기에서 체류하기가 어렵게 된다. 결과적으로, 열교환기가 대기에 함유된 습기가 응축되는 습한 조건에서 사용되더라도, 열교환기는 응축된 물방울에 의한 방해를 거의 받지 않으므로, 공기 유동의 저하로 인한 열교환기의 감소가 억제된다.

제6도는 본 발명에 따르는 제3실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하는 부분 평면도이며, 전열관(1, 1a 내지 1c)을 소정의 간격으로 배열하여 냉매와 같은 내부 유체가 통과하게 한다. 부위(2a,2b)는 미세 와이어핀이다. 부위(2c,2d)는 다른 미세 와이어핀이다. 미세 와이어핀의 부위(2a,2b)는 전열관(1a,1b)을 나선식으로 감고 다른 미세 와이어핀 부위(2c,2d)는 (1b,1c)를 감고 있다. 부위(2a,2b) 및 부위(2c,2d)는 전열관(1a,1b)을 나선식 감기하고 반대 방향의 전열관(1b,1c) 주위에 각각 감고 있다. 부위(2a,2d)는 공기와 같은 외부 유체 흐름 방향 상부측에 있으며 부위(2b,2c)를 외부 유체 흐름 방향에 대하여 하부측에 있다.

작동에 있어서, 공기 유속은 미세 와이어핀(2) 사이의 공간에서 증가되며 미세 와이어핀(2)은 공기의 흐름을 3차원으로 교란시킨다. 또한 열교환기를 통하는 공기의 난류는 열전달을 증진하므로서 열교환기가 높은 열전달 비율로 열을 전달하게 한다.

제6도에서와 같이 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)에 수직 평면에 서로 교차하지 않기 때문에 즉, 미세 와이어가 전열관(1) 주위를 나선식으로 감고 있으므로 미세 와이어핀(2)은 같은 미세 와이어의 미세 와이어핀을 교차하지 못하게 되며 다른 미세 와이어의 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)의 축을 따라 볼 때 큰 면적을 가지는 공간이 미세 와이어핀(2) 사이에 형성되며 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)을 따라 응축 물방울이 축 방향 하향으로 흐르는 것을 방해하지 않아서 응축 물방울이 열교환기에서 체류하지 못한다. 그러므로 열교환기는 대기중 수분이 응축되어 물방울되는 습윤 대기중에서 열교환기를 사용하여도 응축 물방울으로 막히지 않게 되며, 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제할 수 있다. 면적 비율과 나사각 ψ(제6도 참조) 사이의 관계를 나타내는 제7도에서 분명해지는 것과 같이 나사각 ψ의 증가에 의하여 미세 와이어핀이 배열된 와이어 피치가 동일한 조건하에서 전열관에 선형으로 배열되는 종래의 전열핀에 비하여 열전도 면적이 증가된다.

제8도는 본 발명에 따르는 제4실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하는 부분 평면도이며, 전열관(1a 내지 1c)은 냉매와 같은 내부 유체가 통과하도록 소정의 간격으로 배열된다. 미세 와이어핀(2)의 부위(2a 내지 2f)는 전열핀을 실현한다.

부위(2a,2b)는 미세 와이어핀인 것이다. 부위(2c,2d)는 다른 미세 와이어핀의 것이다.

또한 부위(2e,2f)는 또다른 미세 와이어핀의 것이다. 부위(2a,2b)는 전열관(1a,1b)을 나선식으로 감고 있다. 부위(2c,2d)와 (2e,2f)는 전열관(1b,1c)을 나선식으로 감고 있다. 부위(2c,2d)와 (2e,2f)는 전열관(1b,1c) 주위를 나선식으로 감고 있다. 부위(2c,2d)는 부위(2e,2f)의 피치 사이에 위치한다. 부위(2c,2d)를 형성하는 미세 와이어의 감는 방향은 부위(2a,2b)를 형성하는 미세 와이어의 방향과 반대 방향이다. 부위(2a,2b,2e)는 공기와 같은 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측에 있으며 부위(2b,2d,2f)는 외부 유체 흐름방향에 대하여 하부측에 있다.

작동에 있어서는, 공기 유속은 미세 와이어핀(2) 사이의 공간에서 증가하며 미세 와이어핀(2)이 공기의 흐름을 3차원으로 교란시킨다. 또한 열교환기를 통하는 공기 흐름의 난류는 열전달을 증진하여 열교환기가 열을 높은 열전달 속도로 전달하게 한다. 미세 와이어는 전열관(1)을 나선식으로 감아서 나선식 미세 와이어핀(2)을 형성하며 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)에 수직 평면으로 서로 교차하여, 큰 면적의 공간이 미세 와이어핀(2) 사이에 형성되고 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)에 따라 축 방향 하향으로 응축 물방울이 흐르도록 한다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기를 습기가 많은 대기중에서 가동하여도 대기에 함유된 습기가 응축되어 생긴 물방울이 열교환기를 막지 아니하며 공기흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다. 피치가 고정된 상태에서 미세 와이어핀(2)의 나사각이 0으로부터 증가되면 열교환기의 면적비는 1에서 증가한다.

제9도는 본 발명에 따르는 제5실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 전열관(1a 내지 1c)은 냉매와 같은 내부 유체가 흐르도록 소정의 간격으로 배열된다.

미세 와이어핀(2)의 부위(2a 내지 2f)는 전열핀을 실현한다. 부위(2a,2b)는 미세 와이어핀이다. 부위(2c,2d)는 다른 미세 와이어핀이다. 부위(2a,2b)는 전열관(1a,1b)을 나선식으로 감고 있다. 부위(2c,2d)는 전열관(1b,1c)을 나사 감기한다. 부위(2a,2b)를 형성하는 미세 와이어의 감기는 방향은 부위(2c,2d)를 형성하는 미세 와이어의 것과 같다. 이 부위는 감겨서 부위(2a,2b) 사이를 굽어지며 부위(2c,2d) 사이의 것은 전열관(1b) 상에서 인접하여 나선식 미세 와이어핀(2)에 둘러싸인 큰 공간을 형성하고 전열관(1)은 공기가 같은 외부 유체가 통과한다. 부위(2b,2c)는 외부 유체의 유동 방향에 대하여 상부측에 있으며 부위(2b,2d)는 외부 유체 유동 방향의 하부측에 있다.

작동에 있어서 공기 유동 속도는 미세 와이어핀(2) 사이의 공간에서 증가하며 미세 와이어핀(2)이 공기 흐름을 3차원으로 교란시킨다. 이어서 외부 유체의 난류는 열전달을 증진하고 열교환기는 높은 열전달 비율로 열을 전달한다. 미세 와이어는 전열관(1)의 주위에 나선식으로 감기되어서 미세 와이어핀(2)는 전열관(1)의 축에 대한 수직면에 서로 교차하지 아니하며 미세 와이어핀 사이의 공간이 커서, 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)에 따라 축 방향 하향으로 흐르는 응축 물방울의 흐름을 방해하지 않게 된다. 그러므로 응축 물방울은 열교환기상에서 지체할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다. 열교환기의 면적비는 피치가 고정된 상태에서 나사각이 증가할 때 증가한다.

제10도는 본 발명에 따르는 제6실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 전열관(1a 내지 1c)은 냉매와 같은 내부 유체를 통과하도록 소정의 간격으로 배열되어 있다. 미세 와이어핀(2)의 부위(2a 내지 2f)는 전열핀이다. 부위(2a,2b)는 미세 와이어핀의 것이다. 부위(2c,2d)는 다른 미세 와이어핀의 것이다. 부위(2e,2f)는 또다른 미세 와이어핀의 것이다. 부위(2a,2b)와 (2c,2d)는 전열관(1a,1b)을 나선식으로 감고 있다. 부위(2e,2f)는 전열관(1b,1c)을 나선식으로 감고 있다. 부위(2a,2b)는 부위(2c,2d)의 피치 사이에 위치한다. 부위(2a,2b)를 형성하는 미세 와이어의 감는 방향은 부위(2e,2f)를 형성하는 미세 와이어의 것과 반대이다.

부위(2a,2e)는 전열관(1b)상에 접한다. 따라서 큰 공간이 미세 와이어핀(2) 사이에 형성되며 공기와 같은 외부 유체는 전열관(1)을 통과한다. 부위(2a,2c,2e)는 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 상부측에 있고 부위(2b,2d,2f)는 외부 유체 흐름 방향의 하부측에 있다.

공기 유속은 미세 와이어핀(2) 사이의 공간에서 증가하고 미세 와이어핀(2)은 공기 흐름을 3차원으로 방해한다. 또한 공기 난류는 열전달을 증진하고 열교환기는 높은 열전달 비율로 열을 전달한다. 미세 와이어는 나선식으로 감기기 때문에 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)의 축에 수직면에 서로 교차하지 못하며 공기가 통과하는 미세 와이어핀(2) 사이의 공간은 크고 미세 와이어핀(2)은 전열관(1)을 따라 축 방향 하향으로 흐르는 응축물 반응을 방해하지 못한다. 그러므로 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다. 열교환기의 면적비는 피치가 고정된 상태에서 나사각이 증가하면 함께 증가한다.

제11도는 본 발명의 제7실시예에서 공기조화기용 열교환기에 포함된 미세 와이어핀의 단면을 부분 단면도로 도시한 투시도이다.

제11도에 도시된 바와 같이, 미세 와이어핀(2)은 직조되어 원형이 아닌 다른 단면형을 가진다. 미세 와이어핀을 형성하는 미세 와이어의 단면은 적당한 볼록다각형, 예를 들면 볼록 5각형, 볼록 6각형, 볼록 7각형, 볼록 8각형, 볼록 9각형 또는 볼록 10각형이 될 수 있으며, 모서리는 뾰족한 필요가 없으며 둥글어도 좋다.

열교환기의 열교환량은 이 실시예의 열교환기의 미세 와이어핀(2)의 표면적이 전열관을 둘러싼 둥글게 나선 감기하는 미세 와이어에 의하여 형성되는 미세 와이어핀의 것보다 크기 때문에 동일피치에서 전열관 주위 이 실시예의 볼록다각형에 유사한 교차면을 가지는 미세 와이어의 것과 같은 단면적을 가지는 나선식으로 감은 둥근 미세 와이어에 의하여 형성된 열교환기의 열교환량보다 크다. 열전달을 증진함에 유효한 이 실시예의 다른 기구는 제1실시예의 것과 같으므로 그 설명을 생략한다.

미세 와이어핀(2)은 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제한다.

열교환기에 대기에 포함된 습기가 응축되어 물방울(11)이 있을 때 응축 물방울(11)은 제12도에서와 같이 미세 와이어핀(2)의 표면에 형성된 홈을 따라 용이하게 흐를 수 있다. 그러므로 열교환기는 운전중에 표면이 젖어도 응축된 물방울로 막히는 것이 어렵고 외부 유체의 압력 손실이 거의 없다.

제13도는 본 발명에 따르는 제8실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 열교환기는 짜여지는 미세 와이어핀으로 형성되는 절열면(7)을 가지며 다수의 전열관(1)이 소정의 간격으로 배열되어 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다. 열교환기는 전열면(7a,7b)을 구성하는 다수의 선이 전열관(1)에서 지그제그형으로 굽어 있다. 전열관(1)은 단면이 지그제그로 된 전열면(7a,7b)의 둔덕(ridge)과 안장에 배열된다. 전열면(7b)의 둔덕은 후향측으로 돌출되어 전면측 전열면(7a)의 고랑(furrow) 안으로 들어간다.

전열면(7a,7b)이 화살표 A방향으로 기울어져 구성되는 전열면(7) 때문에 전면(frontal area)에 대한 전열 면적의 비율은 크며, 나아가서 열교환기는 높은 열교환량으로 열을 교환한다. 열교환기 설치에 필요한 면적은 같은 전열 면적의 편평한 전열면을 가지는 열교환기에 필요한 것에 비하여 작다. 전열면의 단위 면적당 통하는 공기의 흐름은 비교적 작기 때문에 전열면에 대한 공기의 유속은 비교적 낮으며 각 전열면에서 일어나는 압력 손실이 적다. 이 실시예의 구성은 열전달 증진에 효과적이며 제1실시예의 것과 같으므로 그 설명을 생략한다.

제14도는 본 발명에 따르는 제9실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 제14도에는 전열관(1)과 전열핀을 실현하는 링핀(4)이 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다. 링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크며 링핀(4)의 중심은 대응하는 전열관(1)의 중심축으로부터 흐름의 상부 또는 감김 방향에 대하여 상부측으로 향하여 떨어져 있어서, 하부측의 링핀(4)의 내부면의 부분들은 대응 전열관(1)의 외주 원주부와 접촉한다. 다수의 링핀(4)은 링핀(4)을 형성하는 미세 와이어의 직경보다 작지 않은 피치로 각 전열관(1)의 축으로 배열된다. 링핀(4)는 전열관(1)에 접촉점에서 고정되어 있다.

작동에서, 공기 유속은 전열관(1)의 상부측에 있는 링핀(4)의 부분 사이의 공간을 통하여 공기가 흐름에 따라 증가되고 링핀(4)는 전열관(1)을 향하는 캐르맨 와류 길(Karman vortex streets)의 공기 흐름을 방해한다. 공기는 전열관(1)을 향하여 똑바로 흐르지 않고 링핀(4)과 전열관(1) 사이의 공간을 통하는 길로 나사식으로 되어 조그만 와류를 발생시킨다. 와류는 하부측과 전열관(1)에 링핀의 후부위에서 공기의 흐름을 방해한다. 링핀(4)은 전열관(1)에 대하여 상부측을 향하여 떨어져 링핀(4)의 후부가 전열관(1)과 접하기 때문에 공기의 흐름은 링핀에 의하여 편향되고 공기는 전열관(1)의 낮은 전열 효율을 가지는 후부측에 도달한다. 그러므로 열전달이 증진되고 열교환기는 높은 열전달 비율로 열을 전달한다. 링핀(4)은 전열 면적을 증가시킨다.

링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크기 때문에 비교적 큰 공간이 전열관(1)과 링핀(4) 사이에 형성되어서 응축 물방울은 열교환기상에서 정체할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

열교환기는 그 주축이 공기 유동 방향에 평행하여 링핀의 대신에 타원형 링핀으로 구비되고 전열관(1)은 더 작은 간격으로 배열되어 전체 전열 면적을 증가시킨다.

제15도는 본 발명에 따른 제10실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시하며, 이 제15도에는 전열관(1)과 전열핀을 실현하는 링핀(4)이 있다.

공기와 같은 외부 유체는 화살표(A) 방향으로 흐른다. 링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크고 링핀(4)의 중심은 대응하는 전열관(1)의 중심축으로부터 외부 작동 유체의 상부측을 향하여 이탈되어서 하부측의 링핀(4)의 내면의 일부는 대응하는 전열관(1)의 외부 원주부와 접한다. 가로지르는 인접 링핀(4)은 서로 교차하고 교차점(8a,8b)에서 함께 결합된다.

작동에 있어서, 공기 유속은 링핀(4)의 전면 부위 사이에 공간을 통하여 공기 흐름이 증가하고 링핀(4)은 공기 흐름을 방해하고 캐르맨 와류 길의 공기는 전열관(1)을 향해 흐른다. 공기는 전열관(1)을 향하여 직선으로 흐를 수 없고 링핀(4)과 전열관(1) 사이의 공간을 통하여 그 길을 나선식으로 나아가서 작은 와류를 발생시킨다.

이 작은 소용돌이는 난류로 링핀(4)과 전열관(1)의 뒷부위 주위를 굽이친다. 링핀(4)의 하부측 뒷부위는 전열관(1)에 부착되고 링핀(4)은 공기 흐름을 산란하여 공기가 전열관(1)의 하부측에 낮은 열전달 계수를 가지는 뒷부위에 도달할 수 있다. 이어서, 열전달이 증진되고 열교환기는 높은 열전달 속도로 가로지르는 인접 링핀(4)은 서로 교차하고 교차점(8a,8b)에서 함께 결합하기 때문에 전열면은 단단한 구조를 가지고 전열관(1)은 비교적 작은 간격으로 배열될 수 있으며 열교환기는 비교적 큰 전열면을 가진다.

링핀(4)의 내경이 절연관(1)의 외경보다 크기 때문에 링핀(4)과 전열관(1) 사이에 비교적 큰 공간이 형성된다. 그러므로 응축 물방울은 열교환기상에서 정체할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

제16도는 본 발명에 따른 제11실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시하며, 이 제16도에는 전열관(1)과 전열핀을 실현하는 링핀(4)이 구비된다.

공기와 같은 외부 유체는 화살표(A) 방향으로 흐른다. 링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크며 링핀의 부위는 대응하는 전열관(1)의 외면에 부착되어 전열핀으로 작용한다. 링핀(4a)은 화살표 A의 방향에 대하여 뒷측을 향해 전열관(1)으로부터 이탈하고 다른 링핀(4b)은 화살표 A의 방향에 대하여 앞측을 향해 전열관(1)로부터 이탈한다. 한쌍의 링핀(4a,4b)은 전열관(1)에 교대로 축 방향으로 배열된다. 가로지르는 인접하는 뒷 링핀(4a)과 가로지르는 인접 앞 링핀(4b)은 서로 교차할 수 있고 제9 및 제10실시예의 링핀(4)과 유사하게 적어도 하나의 교차점에서 함께 결합한다.

동작에 있어서, 공기가 전열관(1)의 앞방향으로 연장되는 링핀(4b) 사이의 공간을 통하여 흐를 때, 공기 유속은 증가되고 링핀(4a)은 공기 흐름을 방지하고 공기는 전열관(1)을 향하여 캐르맨 와류 길로 흐른다. 공기는 전열관을 향하여 똑바로 흐르지 못하여 링핀(4)과 전열관(1)의 사이의 공간을 통하여 나선식으로 나가 작은 와류를 이루며 공기의 난류가 링핀(4a)과 전열관(1)에 도달한다. 링핀(4b)은 전열관의 후부측과 접촉하기 때문에, 링핀(4b)은 전열관(1)의 낮은 열전달 계수를 가지는 후부측을 향하여 공기 흐름을 편향시킨다. 후부 링핀(4a)은 전열 면적을 증가시킨다. 따라서, 열전달이 증진되고 링핀(4는 높은 열전달 비율로 열을 전달한다. 전 링핀(4b)과 후 링핀(4a)은 대응하는 전열관(1)의 축 방향으로 교대로 배열되어 서로 접하며 후 링핀(4a)의 피치와 전 링핀(4b)의 피치는 자동적으로 결정된다.

링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크기 때문에, 비교적 큰 공간이 링핀(4)과 전열관(1) 사이에 형성된다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기상에서 정체할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

제17도는 본 발명에 따른 제12실시예의 공기조화기용 열교환기의 부분 단면도이다. 이 열교환기는 제9실시예에 링핀(4) 대신 8자형 링핀(4)과 전열관(1)이 구비된다. 8자형 링핀(4)의 부분은 일정간격으로 전열관(1) 외면에 부착된다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A방향으로 흐른다.

작동에 있어서, 8자형 링핀(4)의 전면 부위는 공기의 흐름을 방해하여 와류로 만들며 8자형 링핀(4)의 꼬인 부위가 공기의 난류를 방해하여 공기의 와류가 열교환기의 전체 표면을 걸쳐 전파되어 전열관(1)의 전열기능을 증진시키므로 또 열교환기(1)의 열교환량을 증가시킨다. 전열 기능을 향상시키는데 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예와 동일하므로 부가 설명을 생략한다.

제18도는 본 발명에 따른 제13실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 이 제18도에는 전열관(1)과 전열핀을 실현하는 코일과 같이 형성된 코일형 링핀(5)이 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다. 코일형 링핀(5)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크며, 각 전열관(1)상의 코일형 링핀(5)의 피치는 미세 와이어 직경의 두배이상이고 코일형 링핀(5)의 내면 부위는 대응하는 전열관(1)의 외면에 부착되어 있다. 코일형 링핀(5)은 링핀을 나선식으로 결합시켜 형성되므로, 비교적 용이하게 형성되고 단단하고 강하다. 전열 기능을 향상시키기 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예와 동일하므로 부가 설명은 생략한다.

제19도는 본 발명에 따른 제14실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시하며, 이 제19도에는 전열관(1)과 전열핀을 실현하는 코일같이 형성된 코일형 링핀(5)이 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표(A) 방향으로 흐른다. 코일형 링핀(5)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크고, 각 전열관(1)상의 코일형 링핀(5)의 피치는 미세 와이어 직경의 두배 이상이고, 코일형 링핀(5)의 내면 부위는 대응하는 전열관(1)의 외면에 부착된다. 횡으로 인접한 코일형 링핀(5)은 서로 교차하고 교차점(8a,8b)에서 결합되기 때문에, 코일형 링핀(5)은 견고하고 강하며, 전열관(1)은 전열 면적을 증대시키기 위해 비교적 작은 간격으로 배열될 수 있다. 코일형 링핀(5)은 비교적 용이하게 형성될 수 있다. 전열 기능을 향상시키기에 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예의 것과 동일하므로 부가 설명은 생략한다.

제20도는 본 발명에 따른 제15실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 이 제20도에는 전열관(1)과 각각 전열핀을 실현하는 코일형 링핀(5a,5b)(도면부호 "5"로 합쳐 표시함)이 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A방향으로 흐른다. 코일형 링핀(5)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크며, 코일형 링핀(5)의 피치는 미세 와이어 직경의 2배 이상이다. 코일형 링핀(5)의 내면 부위는 대응하는 전열관(1)의 외면에 부착되어 있다. 코일형 링핀(5a)은 흐름 A의 방향에서 보아 전열관(1)의 앞측에 부착되고 코일형 링핀(5b)은 뒷측에 부착된다. 전열 기능을 향상시키기에 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예와 동일하므로 부가 설명을 생략한다.

제21도는 본 발명에 따른 제16실시예의 공기조화기용 열교환기를 도시하며, 이 제21도에는 전열관(1)과 코일형 링핀(4)이 있으며, 상기 코일형 링핀(4)은 제7 내지 제13실시예의 것과 유사하다. 링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크다.

링핀(4)의 내경은 전열관(1)의 외경보다 크다. 각 링핀(4)의 내면 부위는 전열관(1)의 외면에 부착되어 있다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다. 각 링핀(4)은 다수의 전열관(1)과 접촉하기 때문에, 열교환기의 열전달 비율은 전열관(1)의 흐름 방해 작용에 의하여 향상되어 제7 내지 제13실시예의 각 링핀이 단일 전열관과 접하는 것에 비하여 높다. 링핀(4)은 용이하게 전열관에 부착되며 열교환기는 단단한 구조를 가진다. 전열 기능을 향상시키기에 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예와 동일하므로 부가 설명은 생략한다.

제22도는 본 발명에 따른 제17실시예로서 전열관(1)이 소정의 간격으로 배열되고 링핀(4), 즉 전열핀은 전열관(1)의 외경보다 큰 내경을 가지며 비스듬히 하향 연장되도록 전열관(1)에 부착된다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다.

열교환기를 습기가 많은 대기중에서 사용하고 열교환기상에 대기중의 습기가 응축되어 물방울이 될 때, 응축된 물방울은 링핀(4)에 따라 중력에 의하여 배출되어서 열교환기가 응축 물방울에 막히지 않는다. 전열 기능을 향상시키기에 효과적인 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예와 동일하므로 부가 설명은 생략한다.

제23도는 본 발명에 따른 제18실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 투시도로 도시하며, 제23도에서 냉매와 같은 내부 유체가 통과하도록 전열관(1)이 소정의 간격으로 배열되고, 미세 와이어는 전열관(1)의 상하로 교대로 통과하여 전열핀이 되는 미세 와이어핀(2a,2b) 즉, 전열핀을 형성한다. 직물(weft)과 같이 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 간격은 미세 와이어 직경의 두배 이상이다. 침상핀(6)이 미세 와이어핀과 전열관(1)에 의하여 규정되는 공간내 미세 와이어와 전열관(1)을 얽히게 하여 형성된 전열면에 수직으로 삽입되고, 침상핀(6)은 미세 와이어핀(2a,2b)에 또는 전열관(1)에 부착된다.

작동에 있어서, 공기와 같은 외부 유체는 작은 와류를 발생시키며 미세 와이어핀(2a,2b)과, 침상핀(6) 및 전열관(1)사이에 공간을 나선식으로 통과한다. 작은 와류는 미세 와이어핀(2a,2b)과, 침상핀(6)과 전열관(1)의 공기 흐름 방향에 대하여 하부측 주위에 난류로 와류친다. 따라서 열전달이 증진되고 열전달 비율이 높아진다. 침상핀(6)은 공기 흐름 방향에 따라 전열 면적을 증가시키기 때문에, 열교환량이 증가된다.

침상핀(6)에 의하여 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 간격이 증가하고 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 공간이 확장되기 때문에, 대기에 함유된 습기가 열교환기상에 응축되는 습한 대기에서 열교환기를 사용할 때에도 응축된 물방울은 거의 열교환기상에 체류할 수 없으며, 열교환기는 응축된 물방울에 거의 방해되지 않으므로, 공기 유동량의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있다.

제24도는 본 발명에 따른 제19실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 투시도로 도시하며, 제24도에서 냉매와 같은 내부 유체가 통과하도록 전열관(1)이 소정의 간격으로 배열되며 미세 와이어는 전열관(1)의 상하 교대로 통과하여 미세 와이어핀(2a,2b), 즉 전열핀을 형성한다. 직물과 같은 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 간격은 미세 와이어 직경의 2배 이상이다. 침상핀(6)은 전열관(1)과 미세 와이어핀 사이에 형성되는 공간에 삽입되어 비스듬하게 아래쪽으로 연장되고, 침상핀(6)은 미세 와이어핀(2a,2b) 또는 전열관(1)에 부착된다. 비록, 침상핀(6)은 이 실시예에서 전열관(1)의 축에 수직하는 평면에 굽어지나 침상핀(6)은 전열관(1)의 축에 평행한 면에 굽어져서 침상핀(6)의 상부가 비스듬하게 하향으로 보일 수 있다. 열전달을 향상시키는 이 실시예의 메카니즘은 제9실시예의 것과 비슷하므로 부가 설명을 생략한다.

비록 이러한 실시예의 효과가 제18실시예의 것과 유사하나 이 실시예의 미세 와이어핀(2a,2b) 사이의 공간은 제18실시예의 공간보다 크다. 침상핀(6)은 비스듬하게 아래쪽으로 굽어지기 때문에, 열교환기에 응축되는 물방울은 침상핀(6)을 따라 중력에 의하여 배출된다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기상에 지체할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

제25도는 본 발명에 따른 제20실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시하며, 제25도에는 전열관(1)이 있고 미세 와이어가 각줄의 전열관(1) 상하 교대로 통과하여 미세 와이어핀(2) 및 헤더(3)를 형성한다. 공기와 같은 외부 유체는 화살표 A의 방향으로 흐른다. 이 실시예의 열교환기는 다수의 전열면을 구비한다.

비공비 혼합 냉매를 전열관(1)내의 내부 운전 유체로서 사용한다.

비공비 혼합 냉매는 전열관(1)의 내부 작동 유체로 사용되며, 후부 헤더(3)에서 화살표 B의 방향의 후부줄(rear row)의 전열관(1) 안으로 흐르며, 계속해서 헤더(3) 및 중간줄의 전열관(1)을 통하여 전방줄(front row)의 전열관(1)을 향하여 전방 헤더(3) 안으로 흐른다. 그리하여 비공비 혼합 냉매는 화살표 A방향의 공기 흐름을 교차하여 역류 방식으로 흐른다.

비공비 혼합 냉매가 전열관(1)을 통하여 흐르는 내부 작동 유체로서 사용된다고 가정하면, 열교환기내에서 상변화(phase change)를 일으키는 비공비 혼합 냉매의 온도는 변화된다. 열교환기의 입구에서 비공비 혼합 냉매의 온도를 고정한 경우, 비공비 혼합 냉매가 실질적인 역류 방식으로 공기 흐름을 횡단하는 다수의 줄에 배열된 전열관으로 전해지는 열교환기의 열교환량은 비공비 혼합 냉매가 공기 흐름을 단순히 횡단하는 단일줄에 배열된 전열관으로 전해지는 열교환기의 열교환량 보다 높으며, 이것은 제27도에서 명백하다. 그러므로 제25도에서와 같이 열교환기의 구조에 의하여 열교환기의 열교환량이 높아진다. 또한 제26도에서와 같이 중간 헤더(3)없이 전열면을 굽힐 수 있다.

제28(a)도 내지 제28(d)도는 본 발명에 따른 제21실시예의 열교환기를 다른 제작 단계에서 생산하기 위한 방법을 설명할 목적으로, 공기조화기용 열교환기의 주요부를 표시하는 도면이다.

제28(a)도에서와 같이 동으로 된 매우 얇은 전열관(11)은 제28(b)도에서와 같이 1 내지 10μm 범위 두께의 Ni막(13)으로 전열관(11) 표면을 피복하기 위해 90℃에서 87 내지 93% Ni, 1 내지 12% P 및 1% 잔량의 도금 경로(plating path)를 사용하여 비전기도금에 의하여 도금된다. 다음 도금된 전열관(11)을 한줄로 배열하고, 예를 들면, 동의 미세 와이어를 도금된 전열관(11) 상하 교대로 통과시켜 제1도에서와 같은 직조구조(woven structure)를 형성하기 위해 통상의 방법에 의하여 미세 와이어핀(12)을 형성한다. 다음 직조 구조는 약 10^-3Torr 범위의 진공으로 한 브레이징 노(brazing furnace)에 30분간 950℃에서 가열한다. 따라서, Ni막(13)은 용융되고 Ni은 제28(d)도와 같이 필렛내 미세 와이어핀(12)과 전열관(11) 사이에 접하여 표면 장력과 적셔짐에 의하여 접합되게 한다. 이리하여 전열관(11)과 미세 와이어핀(12)은 용융 Ni는 경화되어 열교환기를 완성한 후 함께 강하게 접착된다.

비록, 본 실시예에서는 열교환기외 작동을 종래의 열교환기의 것과 같이 설명하고 있으나, 전열관(11)과 미세 와이어핀(12)은 도금 재료의 필렛에 의하여 서로 완전한 열 접촉이 유지된다. Ni막(13)의 두께는 도금 시간을 선택적으로 결정하므로서 결정될 수 있으며, 전열관(11)과 미세 와이어핀(12)은 정밀하게 함께 결합되며 전열관(11)가 미세 와이어핀(12) 사이의 공간은 과잉의 도금재료에 의하여 막히지 않는다.

그러므로 전열관(11)과 미세 와이어핀(12) 사이에서 열이 효과적으로 전달되어 열교환기의 열교환 효율을 향상시킨다.

제29(a)도 내지 제29(d)도에서는 본 발명을 나타내는 같은 열교환기 제조의 다른 방법의 단계를 나타낸다. 비록 제21실시예에서 전열관(11)을 Ni로 도금하였으나, 이 실시예에서 미세 와이어핀(12)을 제29(b)도에서와 같이 1 내지 10μm 범위의 두께의 Ni막으로 미세 와이어핀의 표면을 코팅하기 위하여 제29(a)도의 단계에서 비전기 Ni 도금에 의하여 Ni 도금한다. 이 Ni 도금 미세 와이어핀을 전열관(11)의 상하 교대로 통과시켜 제29(c)도와 같은 직조 구조를 형성하고 다음 직조 구조를 같은 방식으로 가열하여 제29(d)도에서와 같이 Ni 필렛으로 전열관(11)과 Ni 도금 미세 와이어핀(12)을 함께 접착한다. 전열관(11)을 도금할 때, 전열관(11)의 내부 표면을 Ni 도금할 수 있다. 미세 와이어핀(12)을 형성하는 미세 와이어를 Ni 도금할 때, 전열관(11)의 내부면은 Ni 도금하지 않는다.

비록, 제22실시예에서 금속막(13)을 만드는데 Ni을 사용하였지만, 납땜도 가능하다. 제30(a)도 내지 제30(d)도에서 본 발명에 의거하여 열교환기를 제조하는 방법은 납땜으로 미세 와이어를 도금한다. 이 방법은 납땜으로 미세 와이어를 도금한다.

Ni이 접착(가열 공정 온도)을 위한 높은 온도점이 필요하기 때문에 Ni로 미세 와이어핀을 도금하는 과정에 적용할 수 없다. 그러나, 납땜은 접착에 필요한 온도가 낮으므로 납땜으로 미세 와이어핀을 도금할 수 있다. 제30(a)도에서와 같이, 동(copper) 전열관(11) 또는 동 미세 와이어핀(12)은 탱크(100)에 저장된 용융 40% Pb와 60% Sn을 함유하는 용융 납땜에 담가진다. 도면에서, 공급 롤(101)에 의하여 와이어 코일(102)로부터 감지않은 미세 와이어핀(12)은 탱크(100)에 저장된 용융납땜을 통해서 연속적으로 통과된다.

따라서, 제30(b)도에서와 같이 약 10μm 두께의 납땜 막(13)으로 코팅된 미세 와이어핀(12)을 얻는다. 다음, 제30(c)도에서와 같이, 납땜 코팅된 미세 와이어핀(12)을 종래 방법으로 전열관(11) 상하 교대로 통과시켜 직조 구조물을 형성한다. 플럭스(flux)를 미세 와이어핀(12)이 전열관(11)과 접촉하는 직조 구조물의 부위에 적용하고, 그때, 직조 구조물을 대기압하에서 노(furnace)[또는 열판(hot plate)]내에서 약 10분간 185℃에서 가열한다. 다음, 납땜막(13)이 용융하고 용융된 납땜은 표면 장력과 습윤성에 의하여 미세 와이어핀(12)이 전열관(11)과 접하는 부위 주위 필렛(fillets)에 함께 모여진다. 납땜의 필렛이 굳은 후, 미세 와이어핀(12)은 전열관(11)에 굳게 접착되어 제30(d)도와 같이 열교환기가 완성된다. 열교환기의 접착부는 열교환기 작동중에 가장 높은 100℃의 온도로 가열되기 때문에, 미세 와이어핀(12)과 전열관(11)은 함께 작업 온도를 지탱한다. 납땜의 접착 온도는 Ni보다 낮기 때문에, 납땜으로 도금된 미세 와이어핀은 Ni 도금 미세 와이어핀에 비하여 낮은 온도에서 더 짧은 시간에 전열관(11)에 접착된다.

제21 내지 23실시예에서 열교환기를 제조할 때, 미세 와이어를 전열관(11) 상하 교대로 통과시키는 자동 기계는 미세 와이어핀(12)과 전열관(11)으로 구성되는 직조 구조를 형성하는데 필요하며, 이러한 공정은 비교적 긴 시간을 요구한다.

본 발명에 따르는 제24실시예의 열교환기는 제31(a)도 내지 제31(c)도에 설명된 방법으로 만들 수 있다. 첫째로, 도금된 전열관(11)을 한줄에 소정의 간격으로 배열하고, 전열관(11)의 줄을 상부 와이어 거즈(15a)와 하부 와이어 거즈(15b) 사이에 끼워 넣고서 상부 와이어 거즈(15a)와 하부 와이어 거즈(15b)의 망이 제31(a)도와 같이 서로 엇갈려진다. 와이어 거즈(gauze)(15a,15b)는 미세 와이어핀을 형성하기 위하여 미세 와이어를 직조하여 형성한다. 다음, 전열관(11)과 와이어 거즈(15a,15b)의 조립체를 950℃에서 30분간 진공 브레이징 노(brazing furnace) 내에서 가열하여 Ni막(13)이 용융하고 용융 Ni는 전열관(11)과 와이어 거즈(15a,15b)이 표면장력 및 습기에 의해 서로 접촉하는 부위 주위에서 필렛에 모아지도록 실행된다. Ni의 필렛이 경화된 후, 와이어 거즈(15a,15b)는 제31(c)도와 같이 전열관(11)에 굳게 접착하여 열교환기를 완성된다.

작동에 있어서, 도면에 나타내지 않은 송풍기에 의하여 송풍된 공기는 전열관(11)과 상부 와이어 거즈(15a)의 상측부에 부딪쳐서 상부 와이어 거즈(15a)의 망을 거쳐 유동하고, 다음 하부 와이어 거즈(15b)는 공기 흐름을 방해하여 와류를 일으킨다. 이 와류는 효과적인 열전달을 위해 전열관(11)을 둘러싸는 경계층 온도(속도)를 파괴한다. 전열관(11)을 통하여 유동하는 냉매와 같은 열교환 유체는 난류 공기와 열을 교환한다. 열교환기는 전열관(11)에 대하여 와이어 거즈를 접착하고 미세 와이어를 직조할 필요없이 간단하게 형성할 수 있기 때문에, 열교환기를 비교적 단시간에 제조할 수 있다.

비록, 제24실시예에서 와이어 거즈가 전열관(11)의 상·하부측에 위치하나, 제25실시예에서 단일 와이어 거즈(16)는 전열관(11) 상하 교대로 통과하고 와이어 거즈(16)는 제32(a)도 내지 제32(d)도에서와 같이 전열관(11)에 접착된다. 제32(a)도 및 제32(b)도와 같이, 전열관(11)은 무전기 Ni 도금에 의하여 1 내지 10μm 범위의 두께로 Ni막(13)으로 도금한다. 다음 제32(c)도에서와 같이, Ni 도금 전열관(11)을 소정의 간격으로 배열하고 고정 공구(도면에 도시않음)로 고정하여 선구성 파이프(line comprising pipes)를 제조한다. 다음, 동 와이어 거즈(16)는 전열관(11)의 상하 교대를 통과하여 전열관(11)과 접촉된다. 전열관(11)과 동 와이어 거즈(16)의 조립체를 진공 송풍로내에서 950℃에서 30분간 가열한 다음 냉각하여 제32(d)도와 같이 열교환기를 완성한다.

비록 이 열교환기는 와류 발생에서 덜 효과적이나, 와이어 거즈(16)는 전열관(11)을 둘러싸 감겨 있어서 전열관(11)과 완전히 열접촉하고 효율적인 핀으로 작용하기 때문에 이 열교환기는 높은 열전달 효율로 작동한다. 비록, 단일 열교환기는 효과적 와류를 발생시킬 수 없으나, 열교환기의 다수의 밀접한 층을 구성하는 열교환기에서 와류가 발생할 수 있으며, 이러한 열교환기의 열교환 능력을 종래의 열교환기의 것에 비하여 뛰어나다.

비록, 전열관(11)은 제24와 25실시예에서 Ni 도금되었으나, 와이어 거즈(15a,15b,16) 또는 양쪽 전열관(11)과 와이어 거즈(15a,15b,16)은 같은 효과를 위하여 Ni 도금될 수 있다. 전열관(11) 및/또는 와이어 거즈(16)는 같은 효과를 위하여 제30(a)도 내지 제30(d)도에서와 같은 공정으로 Ni 대신 납땜으로 코팅될 수 있다.

만약, 전열관과 와이어 거즈가 납땜 또는 Ni와 같이 저렴한 재료로 도금될 수 있다면, 구리가 아닌 스테인레스와 같은 재료의 전열관과 와이어 거즈를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 제26실시에의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시하는 제33도에는 전열관(11)과 봉상핀(22a,22b)이 구비된다. 공기와 같은 외부 유체가 화살표 A의 방향으로 흐른다. 전열관(11)은 소정의 간격으로 배열되고 봉상핀(22a,22b)은 전열관(11)에 부착된다. 각 봉상핀(22a)은 두 인접 전열관(11)의 좌측 하나의 전부분과 두 인접 전열관(11)의 우측 하나의 후부분과 접하도록 연장되고, 다음 각 봉상핀(22b)은 좌측 전열관(11)의 후부분과 및 우측 전열관(11)의 전부분과 접하도록 연장된다. 이리하여, 봉상핀(22a,22b)은 열교환기를 구성하도록 전열관(11) 사이에 연장된다.

작동에 있어서, 공기는 화살표 A의 방향으로 열교환기를 향해 흐른다.

봉상핀(22a)을 통과하는 공기의 부분은 봉상핀(22a)에 의하여 방해받아 난류 공기로 되어 봉상핀(22b)과 전열관(11)을 때려서 봉상핀(22b)과 전열관(11)에 의하여 둘러싸인 경계층을 파괴하여 효과적인 열전달을 한다. 이리하여, 봉상핀(22a,22b) 및 전열관(11)은 이들을 교차하여 흐르는 공기 흐름을 방해하고 난류 공기 흐름은 봉상핀(22a,22b)과 전열관(11)을 포위하는 경계층을 파괴하여 열전달을 증진한다.

본 발명에 따른 제27실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도를 도시하는 제34도에서, 봉상핀(22a,22b)은 제26실시에의 봉상핀(22a,22b)과 유사하게 전열관(11)에 대해 연장되고, 제2전열관(21)은 봉상핀(22a,22b)이 접촉되는 봉상핀(22a,22b)에 의해 규정된 공간(개구)에 삽입된다.

동작에 있어서, 열교환기 기능은 제26실시예의 열교환기와 같은 원리로 열전달을 하도록 작용한다. 제2전열관(21)은 봉상핀(22a,22b)에 의해 규정되는 공간에 삽입되기 때문에, 봉상핀(22a,22b)의 온도는 거의 전열관(11,21)과 같다. 그러므로 봉상핀(22a,22b)과 공기 사이의 온도차는 증가하고 봉상핀(22a,22b)의 열전달 계수는 향상되어, 열교환기는 높은 열교환량으로 열교환이 가능하다.

제2전열관(21)은 봉상핀(22a,22b)에 의하여 규정되는 모든 공간에 삽입될 필요는 없으며, 제2전열관(21)의 수는 열교환기의 필요한 열교환 용량에 따른다.

제2전열관(21)의 직경은 전열관(11)의 직경과 같거나 작으며 필요한 열교환 용량 및 열교환기의 크기에 좌우된다.

제35도는 본 발명에 따르는 제28실시예의 공기조화기용 열교환기를 나타낸다. 비록, 이 열교환기는 외관이 제26실시예의 제33도에 도시된 열교환기와 유사하나 이 실시예의 열교환기는 봉상핀(22a)을 한 방향의 공기 흐름 방향으로 비스듬하게 연장시키고, 봉상핀(22b)을 사방형 공간을 가지는 격자(lattices:22)의 다른 방향의 공기 흐름 방향으로 비스듬하게 연장시켜서 제조되고, 다수의 격자(22)를 층으로 쌓아올리고 냉매가 통하는 전열관(11)을 사방형 공간에 삽입하여 봉상핀(22a,22b)과 밀착접촉하게 한다.

본 발명에 따른 제29실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 투시도로 도시하는 제36도에서는 U형 핀(24)이 축 방향으로 배열되고 전열관(11)에 부착되어 있다. 다른 U형 핀(24)은 각각 다른 방향으로 정렬되어 있다. U형 핀(24)은 H형 핀으로 대체할 수 있다.

작동에 있어서, 이 열교환기의 기능은 제26실시에의 열교환기와 동일한 원리로 충분히 효과적인 열교환을 한다. U형 또는 H형 핀을 구비한 전열관(11)은 제26실시예의 열교환기의 형태와 유사한 형태로 열교환기를 형성하기 위해, 제37도와 같이 굽혀지거나 바람직한 형태의 열교환기를 형성하도록 굽혀질 수 있다. 열교환기의 열교환 용량은 U형 핀(24)의 길이를 선택적으로 결정함으로써 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 제30실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 투시도로 도시한 제38도에서는 다수의 원형핀(25)이 축 방향으로 배열되고 전열관(11)에 부착되어 있다. 원형핀(25)은 제39도와 같은 스테인(stain)법에 의하여 전열관(11)에 밀착접촉하거나 원형핀(25)을 전열관(11)에 납땜시킴으로써 전열관(11)에 세팅될 수 있다. 도면에서 공기 유동 방향은 부호 "3"으로 표시하였다.

작동에 있어서, 공기 흐름을 향하는 원형핀(25)의 부분은 공기 흐름을 방해하고 난류 공기는 원형핀(25)과 전열관의 다른부분을 때려서 원형핀(25)과 전열관(11)의 다른 부분을 둘러싸는 경계층을 파괴하여 열전달 효율을 증가시킨다. 따라서 공기 흐름은 교란되고 공기 난류는 전열면을 때려서 열전달을 촉진한다.

본 발명에 따른 제31실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시한 제40도에서는 전열관(11), 원형핀(25)과 전열관(11)의 간격을 규정하는 이격된 관 또는 봉(26)이 구비되어 있다. 관 또는 봉(26)은 전열관(11)으로 교환될 수 있으며 관 또는 봉(26)의 직경은 도면에서와 같이 전열관(11)의 직경과 다를 수 있다. 전열관(11)은 인접 전열관(11)상에 놓여진 원형핀(25)이 서로 위로 겹치도록 배열되며 이격된 관 또는 봉(26)은 원형핀(25)의 위로 겹치는 부위에 의해 규정된 공간에 삽입되고, 다음 반대끝에서 전열관(11)을 서로 당겨져 원형핀(25)이 팽팽하게 되고 관 또는 봉(26)과 전열관(11)은 원형핀(25)에 부착된다. 반대끝에서 전열관(11)은 서로 당겨지기 때문에, 원형핀(25)은 전열관(11)과 이격된 관 또는 봉(26)을 확고히 지지한다.

따라서, 전열이 수행될 때 열접촉 저항이 감소되고 이 열교환기는 용이하게 제조된다.

이 열교환기의 동작은 제30실시예의 열교환기와 같다.

본 발명에 따른 제32실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시한 제41도에서 두 미세 와이어는 전열관(11)의 반대 측부상에 각각 연장되고 두 미세 와이어의 대응하는 단부는 서로 꼬여져 한쌍의 미세 와이어핀(27)을 형성한다.

이 열교환기는 제30실시예의 구조와 같다. 두 미세 와이어는 적당하게 서로 꼬여져 미세 와이어핀(27)은 전열관(11)을 단단하게 지지하므로, 미세 와이어핀(27)과 전열관(11) 사이의 전열 저항이 적다. 이 열교환기의 작동은 제30실시예의 열교환기와 같다.

미세 와이어핀(27)의 길이는 필요한 전열 면적을 유지하도록 적당하게 결정된다.

제42도는 본 발명에 따른 제33실시예의 공기조화기용 열교환기를 부분 단면도로 도시한다. 열교환기는 에지가 제29실시예의 열교환기의 윤곽을 수정하여 전열관(11)의 축을 포함하는 수평면(28) 아래에 위치하는 U형 핀(24)을 포함한다.

만일 U형 핀(24)의 온도가 열교환기를 통하는 공기 유동의 이슬점보다 아래에 있으면, 공기중의 수분은 U형 핀(24)의 표면에서 물방울로 응축된다. U형 핀(24)은 수평면(28) 아래로 연장되기 때문에, 응축된 물방울은 U형 핀(24)의 말단에서 모여서 중력에 의하여 떨어진다. U형 핀(24)의 끝부위는 열교환기를 설치하는 대신 아래쪽으로 굽혀서 U형 핀(24)는 수평면(28)의 아래로 연장된다. 열교환기는 U형 핀(24)의 대신에 H형 핀을 구비할 수 있다.

제34실시예에서, 예를 들면 제33도의 제26실시예의 전열관(11)과 핀(22a,22b)은 각각 다른 접촉각을 가지는 다른 재료로 형성된다. 만일, 전열관(11)의 접촉각이 핀(22a,22b)의 접촉각보다 작으면, 전열관(11)은 핀(22a,22b)보다 더 친수성이므로, 응축 물방울은 전열관(11)상에 모여지고 모여진 물방울은 커져서 전열관(11)을 따라 배출된다. 만일, 핀(22a,22b)의 접촉각은 전열관(11)보다 적으므로 핀(22a,22b)은 전열관(11)보다 더 친수성이므로 응축된 물방울은 핀(22a,22b)상에 모여서 물방울이 더 커지고 커진 물방울은 중력에 의하여 떨어지며 만일, 공기 유동 속도가 높으면 공기 흐름에 의하여 큰 물방울이 핀(22a,22b)으로부터 쉽게 송풍 제거(blown off)된다.

결과적으로, 열교환기에 부착되는 응축 물방울의 탓으로 압력 손실이 증가되는 것을 억제할 수 있으며, 열교환기를 적시는 물방울 탓으로 열전달 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 열교환기의 원래의 열전달 성능을 유지할 수 있다. 이 기술적 아이디어는 제27 내지 제33실시예에 대하여도 적용할 수 있다.

제35실시예에서, 전열관과 핀의 표면은 표면처리에 의하여 마무리되어 전열관과 핀의 각 표면을 서로 다른 접촉각으로 만든다. 예를 들면 핀들의 표면을 친수 공정(hydrophobic process)에 의해 마무리하고 전열관의 표면을 마찬가지로 친수 공정에 의하여 마무리 할 수 있다. 전열관과 핀의 표면을 표면 처리하면, 응축된 물방울이 잘 배출되고 열교환기의 열교환 특성상에 응축된 물방울의 역효과가 없어질 수 있다.

결과적으로 열교환기의 원래의 열교환 성능이 유지된다. 표면 처리된 전열관과 핀의 조합의 효과는 제34실시예의 각각 다른 접촉각의 다른 재료로 형성된 전열관(11)과 핀(22a,22b)의 조합에 의한 효과와 동일하다.

본 발명에 따른 제36실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한 제43도에서는 전열관(11)이 냉매와 같은 내부 유체가 통과하도록 소정의 간격으로 배열된다. 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관을 통과한다. 지지봉(33)은 공기 흐름 A에 수직 방향으로 전열관(11) 사이에 소정의 간격과 동일한 간격으로 배열된다. 각 지지봉(33)은 전열관(11)으로부터 반의 간격으로 변환되어 공기 흐름 A의 상하측부로부터 전열관(11)을 끼우도록 배열된다. 미세 와이어핀(32a)은 공기 흐름의 상부측에 위치하는 전열관(11)과 지지봉(33)을 교대로 통하며, 미세 와이어핀(32b)은 공기 흐름의 상부측에 위치하는 전열관(11)과 지지봉(33)을 교대로 통과한다.

미세 와이어핀(32a,32b)은 서로 교대로 배열된다.

작동에 있어서, 공기는 전열관(11)을 향하여 바로 흐르지 못하고 미세 와이어핀(32a,32b) 사이의 공간을 통하여 나선식으로 나간다. 이러한 공간을 통하여 공기가 흐르면서 작은 와류가 발생한다. 이 와류는 미세 와이어핀(32b), 지지봉(33) 및 전열관(11) 둘레로 회오리쳐 난류가 되어 열전달을 촉진함으로, 높은 열전달 속도로 열을 전달한다. 미세 와이어는 지지봉(33) 주위를 감기 때문에, 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관(11)의 축에 수직 평면에 큰 교차 각도로 서로 교차한다. 그러므로, 열교환기상에 응축되는 물방울은 미세 와이어핀(32a,32b)상에 체류할 수 없으며, 열교환기는 응축 물방울로 막히지 않으므로, 열교환기를 대기중에 수분이 많아서 응축되어 물방울이 생기는 조건하에서 사용할 때에도 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제하게 된다.

제44도는 본 발명에 따른 제37실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한다. 이 열교환기는 지지봉(33) 대신에 전열관(31)을 구비하는 것을 제외하고는 제36실시에의 열교환기의 구성과 유사하다. 이 열교환기에는 전열관(11)의 줄과, 전열관(31)의 줄과, 다른 전열관(11)의 줄로 구성되는 3줄을 구비한다.

전열관(31)을 전열관(11)으로부터 1/2피치 변환하여서 전열관(11,31)을 엇갈려 배열한다. 이 열교환기는 제36실시예의 열교환기와 유사하게 열을 효과적으로 교환한다. 열교환기는 제36실시예의 열교환기와 유사하게 열을 효율적으로 교환한다.

이 열교환기는 제36실시예의 지지봉(33) 대신에 전열관(31)을 구비하기 때문에, 미세 와이어핀(32a,32b)의 열전달 효율이 증진되어 더 효과적으로 열전달이 된다. 전열관(31)의 직경은 전열관(11)의 직경과 같거나 다를 수 있다.

제45도는 본 발명에 따른 제38실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 도시하며, 제45도에는 전열관(11), 미세 와이어핀(32a,32b), 지지봉(33) 및 헤더(34)가 구비되어 있다. 이 열교환기는 제36실시예의 열교환기에 헤더(34)를 연결하여 구성된다. 헤더(34)는 내부 유체를 전열관(11)으로 분배하며 내부 유체는 전열관(11)을 통하여 다른 헤더(34)로 간다. 지지봉(33)은 브레이징(brazing) 또는 그 유사 방법에 의하여 헤더(34)의 외부 표면에 고정되며 헤더(34)에 단단하게 지지되어서 미세 와이어핀(32a,32b)의 장력에 의하여 유발되는 응력을 견딘다. 헤더(34)는 제45도에서와 같이 둥근관이 필요한 것은 아니다. 이 열교환기는 제43도의 제36실시예의 열교환기와 유사하게 열을 효과적으로 교환한다.

제46도는 본 발명에 따른 제39실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한다. 이 열교환기는 전열관(31)의 앞쪽줄과 전열관(11)의 줄 사이와 제37실시예의 열교환기의 전열관(11)의 줄과 전열관(31)의 뒷줄 사이의 전열관(11,31)에 수직으로 연장되는 지지봉(35)에 의하여 구성된다. 지지봉(35)은 적당한 피치로 전열관(11)의 축 방향으로 배열된다.상기 열교환기를 포함하는 열교환기는 제43도의 제36실시예의 열교환기와 유사하게 효과적으로 열교환한다. 전열관(11,31)은 지지봉(35)에 의하여 고정되어 유지되기 때문에, 용이하게 제작되며 전열관(11,31)은 정확한 피치로 배열될 수 있으며 열교환기가 단단한 구조를 가진다.

본 발명에 따른 제40실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 도시하는 제47도에서는 전열관(11)이 서로 소정의 간격으로 평행하게 배열되고 미세 와이어핀(42)은 전열관(11)의 상하 교대로 통과하고 있다. 약간의 미세 와이어핀(42)은 전열관(11)의 한줄 또는 몇줄을 뛰어넘어 미세 와이어핀(42)이 전열관(11) 상하에 배열될 때 응축 물방울이 배출되기 쉽도록 한다. 그러므로, 열교환기를 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다. 이 열교환기는 실질적으로 제43도에서의 제36실시예의 열교환기와 같은 원리로 효과적으로 열교환한다.

제48도는 본 발명에 따른 제41실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한다. 이 열교환기는 전열관(11) 대신에 편평 전열관(51)을 구비하는 것을 제외하고는 제36실시예의 열교환기와 유사하다. 편평한 전열관(51)은 화살표 A로 나타낸 공기 유동 방향으로 그 폭이 정렬되어 배치된다. 이 열교환기는 제16실시예의 열교환기와 비슷하게 습기가 많은 대기중에서 사용하여도 응축되는 물방울이 열교환기를 막지 못한다. 전열관(51)은 편평하기 때문에, 미세 와이어핀은 큰 교차각도로 서로 교차한다. 그러므로, 응축된 물방운 열교환기상에 체류할 수 없으므로 응축된 물방울이 열교환기에 장애를 일으키지 못한다. 결과적으로, 공기의 압력 손실이 감소되고 공기 흐름의 감소에 의하는 열교환량 감소가 억제된다. 편평한 전열관(51)의 대신에 타원형 단면을 가지는 전열관을 사용할 수 있다. 제37 내지 40실시예의 열교환기는 둥근 전열관 대신 편평한 전열관(51)을 구비할 수 있다.

제49도는 본 발명에 따른 제42실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분을 부분 단면도로 도시한다. 이 열교환기는 제43도의 제36실시예의 열교환기와 유사하다. 이 열교환기에서는 미세 와이어핀(32a,32b)은 미세 와이어핀(32a,32b)의 전열관(11) 및 지지봉(33)과 밀착 접촉하도록 팽팽하다. 이 기술적 사상은 제37 내지 제40실시예의 열교환기에 적용할 수 있다.

제50도는 본 발명에 따른 제43실시예의 전열관 주위에 있는 공기조화기용 열교환기의 부분을 부분 종단면도로 도시한다. 이 열교환기는 연질 전열관(61)을 구비하는 것을 제외하고는 제43도의 제36실시예의 열교환기와 유사한 구조이다. 미세 와이어핀(32a,32b)은 장력을 가지고 전열관(61)의 상하 교대로 통과하여 전열관(61)의 벽은 홈으로 눌려져 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관(61)과 밀착접촉하도록 홈에서 함몰된다. 따라서, 전열관(61)과 미세 와이어핀(32a,32b) 사이의 접촉 위치에서의 열저항이 감소되고 전열관(61)의 파동 내면(undulating inner surfaces)이 열전달을 증진한다. 전열관(61)의 내부 유체는 화살표(c)의 방향으로 흐른다. 이 기술적 사상은 제37 내지 제42실시예에도 적용될 수 있다.

제51도는 본 발명에 따른 제44실시예의 전열관 주위의 공기조화기용 열교환기의 일부를 도시한 부분 종단면도이며, 전열관은 그 외주에 오목부(71a)를 구비한다. 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관의 상하 교대로 통과하여 전열관의 외부 원주부분에 형성된 오목부(71a)에 고정된다. 이 구조는 전열관과 미세 와이어핀(32a,32b) 사이의 접촉 위치의 열저항을 감소한다. 오목부(71a)는 미세 와이어핀(32a,32b)의 고정작업과 열교환기의 생산을 용이하게 한다. 오목부(71a)의 피치는 미세 와이어핀의 피치를 결정하도록 선택적으로 결정된다. 이 기술사상은 제37 내지 42실시예의 열교환기에 적용될 수 있다.

제52도는 본 발명에 따른 제45실시예의 공기조화기용 열교환기의 개략적인 부분 단면도이다. 이 열교환기는 주름 형상으로 제43도에 도시된 제36실시예의 열교환기를 굽혀서 형성한다. 제52도와 같이, 다수의 전열관(11), 미세 와이어핀(32a,32b)과 다수의 지지봉(33)을 조립하여 주름잡힌 전열면을 형성한다. 이 열교환기의 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율은 크므로 열교환기는 고효율의 열교환 효율로 작동한다.

제37 내지 44실시예의 열교환기는 같은 목적으로 주름진 형상으로 할 수 있다.

제53도는 본 발명의 제46실시예의 공기조화기용 열교환기의 부분 개략도이며, 이 열교환기는 반원형으로 제43도의 제36실시예의 열교환기를 굽혀서 형성한다.

이 열교환기의 전방면적에 대한 전열면의 비율은 크며 열교환기는 높은 열교환 효율로 운전된다. 열교환기는 화살표 A1 내지 A3의 공기 유동 방향과 송풍기의 특성에 따라 반원형이 아닌 적당한 형상으로 형성할 수 있다. 제37 내지 제44실시예의 열교환기는 동일한 목적으로 반원형으로 형성될 수 있다.

제54도는 본 발명에 따른 제47실시예의 공기조화기용 열교환기의 부분 투시도이며, 이 열교환기는 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)과 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)을 구비한다. 이 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)과 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)은 서로 밀착하여 배치된다. 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)은 다수의 전열관(11)을 소정의 간격으로 한줄로 배열하고 미세 와이어핀(22a,22b)을 전열관(11) 상하 교대로 통과시켜서, 미세 와이어핀(22a,22b)을 서로 가깝게 배열하여 제작한다. 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)은 소정의 간격으로 배열된 전열관(11)과 소정의 간격으로 배열된 다수의 플레이트핀(82a)을 조립하여 제작한다. 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)은 화살표(A)로 지시하는 공기 유동 방향에 대하여 상부측에 배치되고 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)은 공기 유동 방향의 하부측에 배치하는 것이 중요하다.

작동에 있어서, 제1플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)은 그 선단부 효과에 따른 높은 열전달 비율로 공기와 열을 교환하며, 다음 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)은 전열관(11)과 미세 와이어핀(22a,22b) 사이의 공간에서 발생되는 와류의 영향에 의하여 높은 열전달 효율로 열교환한다. 따라서, 열교환기는 높은 평균 열전달 비율을 가진다. 대기중의 습기가 열교환기상에 응축되는 조건에서 열교환기를 사용하여도, 대부분의 습기는 하부측에 배치되는 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)이 응축된 물방울로 막히는 것을 방지하도록 플레이트핀(82a)상에 응축된다. 단위 전면적당 큰 전열 면적을 가지는 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)을 조합하여 포함하는 열교환기의 전방면적에 대한 전열 면적의 비율은 두 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)을 포함하는 열교환기의 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율보다 크다.

제55도는 본 발명에 따른 제48실시예의 공기조화기용 열교환기의 부분 투시도이다. 이 열교환기는 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)과 주름진 핀-튜브 열교환 유닛(83)을 조합하여 구성한다. 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)과 주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)은 서로 밀착 배치된다. 주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)은 편평 전열관(83a)에 주름진 핀(83b)을 부착하여 형성한다. 주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)은 화살표 A로 나타내는 공기 유동 방향에 대하여 상부측에 배치하고 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(81)은 공기 유동 방향의 하부측에 배치한다는 사실은 중요하다.

이 열교환기의 동작과 효과는 제47실시예의 열교환기와 동일하다.

제56도는 본 발명의 제49실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분의 부분 단면도이며, 이 열교환기는 제43도의 제36실시예의 열교환기와 유사한 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)을 포함한다.

플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)은 시로 밀착 배치된다. 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛(82)은 화살표 A로 나타낸 공기 유동 방향의 상부측에 배치하고 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)은 하부측에 배치한다.

이 열교환기는 제36실시예의 열교환기를 채택하기 때문에, 제54도의 제47실시예의 열교환기보다 더 높은 열교환 효율을 가진다.

제57도는 본 발명에 따르는 제50실시예의 공기조화기용 열교환기의 주요부분의 부분 단면도이다. 이 열교환기는 주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)과 제16실시예의 열교환기와 비슷한 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)을 구비한다. 주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)은 서로 밀착 배치된다.

주름진-핀-튜브 열교환 유닛(83)은 화살표 A로 나타낸 공기 유동 방향의 상부측에 배치되고 와이어-핀-튜브 열교환 유닛(85)은 하부측에 배치된다. 이 열교환기는 제43도에서의 제36실시예의 열교환기를 채택하고 있기 때문에 제55도의 제48실시예의 열교환기보다 더 높은 열교환 효율을 나타낸다.

이상의 설명에서 알 수 있는 것과 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

본 발명의 양호한 실시예에 의하는 열교환기는 다수의 전열관을 소정의 간격으로 배열하고 수직방향으로 각각 연장시키며 이 전열관에 전체에서 소정의 나선각도로써 나선식으로 미세 와이어를 감아서 미세 와이어핀을 형성하여 열교환기를 통하는 공기 흐름으로서 공기의 유동속도를 증가시키고 공기의 흐름을 3차원으로 교란시켜서 구성된다. 따라서, 공기와 열교환기 사이의 열전달 속도를 증가시키고 열전달이 증진된다. 미세 와이어핀은 나선식으로 전열관 주위를 미세 와이어로 감아서 형성되기 때문에, 비교적 큰 공간이 공기 흐름 방향에 대한 수직 평면에 형성되어 미세 와이어핀은 전열관을 따라 열교환기상에 응축된 물방울의 배출을 방해하지 못하며 응축 물방울은 열교환기상에 체류하기가 아주 어렵게 된다. 따라서 열교환기는 물방울로 막히지 않으며 대기중의 수분이 응축되는 조건하에서 열교환기를 사용하더라도 공기 흐름의 감소에 의한 열교환량을 감소를 억제할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 열교환기는 다수의 소정의 간격으로 배열되는 전열관과 인접하는 전열관의 각쌍의 둘레를 미세 와이어로 감아서 형성하는 미세 와이어핀으로 구성되기 때문에, 공기의 유속은 증가하고 열교환기를 통하여 유동하는 공기의 흐름은 3차원으로 교란된다. 따라서, 공기와 열교환기 사이의 열전달 속도가 빠르고 열전달이 증진된다.

전열관의 축들에 수직인 평면에 비교적 큰 공간이 형성되기 때문에, 열교환기상에 응축되는 물방울이 열교환기에 머물기가 어렵다. 그래서, 열교환기는 응축되는 물방울로 막히지 않으며 그러므로 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 공기조화기용 열교환기는 소정의 간격으로 정렬되는 다수의 전열관, 모든 전열관을 서로 연결하도록 두 인접 전열관을 적어도 하나의 미세 와이어로 나선식으로 감어서 형성된 미세 와이어핀으로 구성하여 열교환기를 통하여 공기가 흐를 때 공기의 우속을 증가시키고 공기의 흐름을 3차원적으로 교란시킨다. 그리고 이에 따라, 열교환기와 공기 사이의 열전달 속도를 증가시키고 열전달을 증진한다. 미세 와이어핀은 전열관 주위를 미세 와이어로 나선식으로 감아 형성되므로, 미세 와이어핀은 전열관의 축들에 수직인 평면에 서로 교차하지 않으며, 비교적 큰 공간이 공기 유동 방향에 수직 평면에 형성되고 전열관에 따라 흐르는 물방울의 축 방향 흐름을 방해하기 어렵게 된다. 그러므로, 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다. 미세 와이어를 전열관 둘레에 큰 나사각으로 감으면, 열교환기의 전열 면적은 미세 와이어를 전열관의 상하 교대로 통과시키는 것보다 더 크며 미세 와이어는 미세 와이어를 나선식으로 감은 것과 같은 피치로 배열한다.

본 발명의 실시예에서 공기조화기용 열교환기는 소정 간격으로 배열된 다수의 전열관과, 미세 와이어를 전열관 상하 교대로 원형 교차면이 아닌 단면을 가지도록 통과하여 형성되는 미세 와이어핀을 포함한다. 원형 교차면이 아닌 단면을 가지는 미세 와이어핀의 표면적은 원형 교차면과 동일한 단면적을 가지는 미세 와이어핀의 면적보다 크기 때문에, 미세 와이어핀은 열교환량이 증가된 열전달 면적을 가진다. 미세 와이어핀의 홈은 응축된 물방울의 배출작용을 촉진하기 때문에, 열교환기는 물방울로 메워지지 않으며 습한 곳에서 운전하여도 압력 손실이 감소된다. 또한 공기 흐름의 감소에 의한 열교환량의 감소가 억제될 수 있다.

본 발명에 따라 각각 전열관과 미세 와이어핀을 합쳐 꼬아서 파도상의 전열면을 형성한 공기조화기용 열교환기를 조합하여 사용하면, 전열면은 다수의 둑내에 배열되어 하부측상의 전열면의 둔덕이 상부측 전열면의 고랑 안으로 돌출하도록 다수의 둑내에 배열된다. 따라서, 다수의 둑안에 배열된 열교환기는 증가된 열전달 면적을 가지며 열교환량이 증가하고 설치시에 비교적 작은 공간을 필요로 한다.

본 발명의 바람직한 형태의 공기조화기용 열교환기는 전열관의 외경보다 큰 직경의 링핀을 가지므로, 링핀은 각 링핀의 내부 원주부분이 전열관의 외부 원주부분과 접촉하도록 전열관상에 놓이며, 공기의 흐름은 공기 유동 방향에 대해 상부측과 하부측으로 향하여 돌출하는 링핀의 부위에 의하여 차단되고, 공기는 열교환기의 코어(심)를 통하여 똑바로 흐르지 못하며 링핀 사이와 링핀과 전열관 사이의 공간을 통하여 나선식으로 나아가고, 공기의 흐름 속도는 이러한 공간을 통하여 공기가 흐름으로서 증가되며 공기 유동에 와류가 형성된다. 그래서, 열교환기와 공기 사이의 열전달 비율이 증가하고 열전달이 증진된다. 또, 열교환기는 공기 흐름 방향에 대하여 큰 전열 면적을 가지므로 열교환량이 증가한다. 전열관과 링핀 사이의 공간이 크기 때문에, 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하므로 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제되며, 공기의 압력 손실이 감소된다.

본 발명에 따라서, 각 링핀은 적어도 한 위치에서 인접링 핀에 고정 결합되므로 전열면은 단단한 구조를 가지며, 전열관을 적은 간격으로 배열할 수 있으므로 전열 면적은 단순한 구조에 의하여 증가된다. 링핀의 중심은 전열관의 축으로부터 공기 유동 방향의 상부측으로 향하여 이탈되기 때문에, 공기의 흐름은 전열관의 상부측에서 흐트러지고 공기의 난류가 전열관에 작용하여 열교환량이 증가한다. 링핀과 전열관 사이에 형성되는 공간은 전열관과 링핀이 서로 접촉하지 않는 위치에서 형성되므로, 열교환기에 물방울이 응축되어도 열교환기에 체류할 수가 없으며 열교환기는 운전중에 젖어 있더라도 응축되는 물방울이 열교환기를 막지 못하여 공기 흐름의 감소 때문에 생기는 열교환량의 감소를 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 공기 유동 방향에 대하여 상부측의 링핀의 부위는 전열관의 외면에 고정되고 다른 링핀의 부위는 공기 유동 방향에 대하여 하부쪽에 전열관의 외면에 고정되어, 전열관에 고정된 상부측상의 부위를 가지는 링핀과 전열관에 고정된 하부측상의 부위를 가지는 링핀은 전열관의 축에 따라 교대로 정열된다. 그러므로, 전열 면적은 단순한 구조에 의하여 증가된다. 공기 유동은 전열관의 상부측에서 흐트러지고 난류가 전열관에 작용하여 열교환량이 증가한다. 링핀과 전열관은 서로 접촉하는 위치가 아닌 위치에 링핀과 전열관 사이에 공간이 형성되기 때문에, 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름이 줄지 않아 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명에 따르면, 전열관은 링핀을 꼬아서 형성되는 8자형 링핀의 두 루프의 하나에 삽입되므로, 8자형 링핀의 꼬여진 부위는 공기 유동을 교란시키고 공기의 흐름은 전열관의 상부측과 하부측에 위치하는 링핀에 의하여 방해되며, 공기는 전열관을 향하여 똑바로 흐르지 못하며 공기는 링핀 사이 및 링핀과 전열관 사이의 공간을 통하여 나선식으로 나가며 공기 유속이 빨라지고 와류가 생긴다. 따라서, 열은 공기와 열교환기 사이에서 높은 전열 효율로 전달되고 열전달이 증진되며 열교환량이 증가한다.

더우이, 전열관과 링핀 사이의 공간이 크기 때문에, 물방울로 응축되는 대기중의 수분이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제되며 공기의 압력 손실이 감소된다.

본 발명에 따르면 전열관의 외경보다 큰 직경을 가지는 코일 링핀을 구비하며 코일 링핀은 전열관의 둘레를 나선식으로 미세한 와이어를 감아서 형성하며 코일 링핀의 피치는 미세 와이어핀 직경의 2배 이상이며 코일 링핀의 내부 원주부분의 부위는 각각 전열관의 외면에 고정되어 있다. 그러므로, 핀은 용이하게 전열관에 형성되며 단순한 구조로 전열 면적이 증가한다. 또한 링핀의 중심은 전열관 외축에서 공기 흐름 방향의 상부측으로 향하여 이탈되어 있기 때문에, 공기의 흐름이 전열관의 상부측에서 교란되어 난류가 되어 전열관에 작용하여 열교환량을 증가시킨다. 링핀과 전열관이 서로 접촉하는 위치가 아닌 곳에 링핀과 전열관 사이에 공간이 형성되기 때문에, 열교환기상의 응축된 물방울이 열교환기상에 체류하지 못하므로 응축 물방울은 열교환기상에서 지체할 수가 없으며 응축 물방울은 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하므로 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명에 따르면, 인접 코일 링핀은 적어도 한 위치에서 고정되게 결합되므로, 전열면은 단단한 구조를 가지며, 전열관은 감소된 간격으로 배열될 수 있으며 간단한 구성으로 전열 면적이 증가된다. 또한, 링핀의 중심은 전열관의 중심측으로부터 공기 유동 방향에 대한 상부측을 향해 이탈되므로 공기의 흐름은 전열관의 상부측에서 교란되어 난류가 전열관에 작용하므로, 열교환량이 증가된다. 또한, 링핀과 전열관이 서로 접촉하지 않는 위치에서 링핀과 전열관 사이에 공간이 형성되기 때문에, 응축 물방울은 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명에 따르면, 공기 유동 방향의 상부에 한 코일 링핀의 부위가 전열관의 외면에 고정되고 공기 유동 방향의 하부측 위의 다른 코일 링핀의 부위는 전열관의 외면에 고정되므로, 간단한 구조에 의하여 전열 면적이 증가된다. 공기의 흐름은 전열관의 상부측에서 교란되어 난류가 전열관에 작용하므로, 열교환량이 증가된다. 또한 링핀과 전열관의 서로 접촉하지 않는 위치에서 링핀과 전열관 사이에 공간이 형성되기 때문에, 응축 물방울은 응축 물방울은 열교환상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명에 따르면, 링핀은 전열핀의 역할을 하고 다수의 전열관은 각 링핀의 내부 원주부분에 고정되기 때문에, 핀은 용이하게 전열관에 고정된다. 따라서 단순한 구조에 의하여 전열 면적이 증가될 수 있는 전열핀은 열교환량이 증가하고 공기 흐름의 감소에 의한 열교환량의 감소가 용이하게 억제된다.

본 발명에 따르면, 다수의 전열관이 각각의 8자형 링핀의 루프의 한 내부 원주부분에 고정되고 핀은 용이하게 전열관에 고정되므로, 공기와 열교환기 사이에 열이 효율적으로 전달될 수 있으며, 열전달이 증진된다. 따라서 전열핀은 열교환기가 응축된 물방울에 의하여 막히는 것을 방지할 수 있으며 공기 흐름의 감소에 의 한 열교환량의 감소가 억제되고 공기의 압력 손실이 용이하게 감소된다.

본 발명에 따르면, 링핀의 내부 원주부분의 일부는 링핀이 아래로 비스듬히 연장되도록 전열관에 고정되므로, 대기중에 함유된 습기가 응축되는 조건에서 열교환기를 사용할 때에도 열교환기상에 응축된 물방울의 중력 배수작용이 촉진되므로, 열교환기의 표면이 작동중에 젖어 있어도 열교환기는 응축된 물방울로 방해받지 않으므로, 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제된다.

본 발명의 양호한 실시예에 의하는 열교환기는 다수의 전열관의 소정의 간격으로 배열되고 미세 와이어핀 즉, 전열핀은 전열관 사이에 위치하여 전열관의 표면을 가로질러 연장되고, 전열관과 미세 와이어핀 사이에 형성된 공간에 침상핀을 삽입하고, 전열면은 전열관을 날실로 하고 미세 와이어핀을 씨실로 하여 서로 꼬아서 평직조하여 미세 와이어핀 사이의 간격을 미세 와이어의 직경의 최소한 두배 이상으로 하고 침상핀을 전열면에 수직으로 평직조의 전열면에 삽입하고 침상핀을 미세 와이어핀 및 전열관에 고정하여 구성된다. 그러므로, 열전달 면적이 증가하고 열교환량이 증가한다. 미세 와이어핀과 교차된 전열관 사이의 공간이 크기 때문에 열교환기상에 응축되는 물방울이 열교환기상에서 체류할 수가 없으며 열교환기는 대기중에 수분이 응축되어 물방울이 되는 습한 대기중에 사용하여도 응축된 물방울이 열교환기를 막지 못하며 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소가 억제되고 공기의 압력 손실이 감소된다.

본 발명에 따르면, 침상핀이 각 침상핀의 반대 단부가 아래를 향하도록 역 V자를 닯은 형태로 굽혀지기 때문에, 열교환기를 대기중에 수분이 함유되어 응축되는 조건에서 사용하여도 열교환기상의 물방울의 중력 배출 작용이 촉진되며, 열교환기는 운전중에 젖어 있어 표면에 물방울이 응축되어도 막히지 않는다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 전열관과 미세 와이어핀을 각각 포함하는 다수의 전열면을 가지며 다수의 둑안에 배열되며, 전열관을 통과하는 내부 유체로서 비공비 혼합 냉매를 사용하며, 비공비 혼합 냉매는 하부측상의 전열면으로부터 상부측상의 전열면을 향해 공기 유동 방향의 수직방향으로 흐르도록 공급되어서, 비공비 혼합 냉매는 역류형태로 흐른다. 그러므로 비공비 혼합 냉매를 내부 유체로 사용할 때, 비공비 냉매는 역류 방식으로 흘러 후방측부상의 전열면으로부터 전열면을 연속으로 통과하여 상부 측부상의 전열면을 향해 공기 유동 방향에 수직 방향으로 흘러서 열교환기의 성능을 향상시킨다.

본 발명에 따르면, 전열관과 미세 와이어핀은 도금으로 형성된 금속막이 용융하고 용융 금속막이 굳어서 함께 접착되기 때문에, 전열관과 미세 와이어핀의 접합의 열저항이 감소되고 열전달 효율과 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 전열관과 미세 와이어핀을 짜맞추어 형성된, 열교환기는 전열관과 미세 와이어핀을 도금으로 형성된 금속막을 용융하고 용융 금속막을 경화시켜 함께 접착하기 때문에, 접합부의 열저항이 적고 전열 효율과 열교환 효율이 우수하다.

본 발명에 따르면, 전열관의 전후면에 미세 와이어핀으로 형성되는 금속 거즈(철망)를 배열하여 형성한 열교환기에서, 전열관과 미세 와이어핀을 도금으로 형성된 금속막을 용융하여 용융된 금속막을 경화시켜 서로 접착하였기 때문에, 그 접합부의 열저항이 적고 전열 효율과 열교환 효율이 높으며 값싸게 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 금속 거즈를 전열관의 상하 교대로 통과시키기 때문에 열교환 효율이 단일 금속 거즈로 해도 증가된다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀의 외부면 또는 전열관의 외부면을 도금으로 금속막으로 코팅하고 전열관과 미세 와이어핀을 짜맞쳐서 직조 구조를 형성하고 직조 구조를 금속막의 융점까지 가열하여 부분적으로 금속막을 용융하였으므로, 전열관과 미세 와이어핀은 용융된 금속막이 경화되어 접착된다. 그러므로 금속막의 두께는 도금 시간을 조절하여 결정되므로, 미세 와이어핀 사이의 공간은 과잉의 접착 재료로 막히지 않게 되며 전열관과 미세 와이어핀을 정밀하게 서로 접착할 수 있다. 따라서, 접합부의 열저항이 감소되고 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 부품들은 Ni 도금되고 Ni막은 대응하는 재료를 함께 접착시키기에 적당하다.

본 발명에 따르면, 부품들은 납땜 도금되며 납때막은 대응하는 재료를 함께 접착시키기에 적당하다.

본 발명에 따르면, 봉상핀을 전열관 사이의 공간에 교대로 삽입하므로서 열교환기에 송풍되는 공기는 전열관과 미세 와이어핀 사이의 공간을 통하여 나선식으로 통하여 공기 유동 속도가 증가하고 공간 사이를 통하여 공기가 흐를 때 와류가 발생되며, 공기 유동이 교란되어 열전달을 증진하고 열교환율을 향상시킨다. 핀의 길이는 임의적으로 결정될 수 있기 때문에, 핀의 표면 지역이 증가하고 필요한 전열 면적을 용이하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 추가의 전열관을 설치할 수 있으며 핀 효율등의 향상에 의하여 열전달 효율이 더 향상되며 열교환 효율이 증진된다.

본 발명에 따르면, 봉상핀을 배열하여 형성되는 사방형 공간을 가지는 다수의 격자가 형성되고 이 다수의 격자는 쌓여져서 격자 구조를 형성하고, 냉매 통로를 형성하는 전열관은 격자 구조의 공간에 삽입되어, 격자와 밀착접촉하고, 열교환 효율이 높아지며, 용이하게 열교환기를 제작할 수 있다.

본 발명에 따르면, U형 또는 H형 핀을 전열관에 부착하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있다. 핀의 크기는 선택적으로 결정되기 때문에, 필요한 전열 면적을 용이하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 링핀은 열교환 효율을 향상시키며 원하는 전열 면적을 링핀의 크기를 변경하여 임의적으로 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전열관을 링핀의 겹치는 부위에 의하여 규정되는 공간에 삽입하기 때문에, 열전달 증진 효과를 저하시키고 않고 전열 면적을 증가시킬 수 있으며 열교환 효율을 향상할 수 있다. 더우이, 미세 와이어핀은 전열관 사이의 간격을 증가시켜 늘려지므로, 전열관과 핀을 서로 만족할만한 열접촉으로 유지할 수 있으며 전열관의 피치를 고정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀을 전열관에 부착하기 때문에, 미세 와이어핀의 열교환율을 향상시키며 필요한 전열 면적을 미세 와이어핀의 길이를 적당하게 조정하여 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 핀의 자유단이 수평면으로부터 아래쪽으로 연장하기 때문에, 응축된 물방울이 용이하게 배출되며 공기 통로가 응축된 물방울로 메워지는 것을 방지하고 열전달 증진 효과를 유지하고 열교환율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀과 전열관을 각각 접촉각이 서로 다른 재료로 형성하고 있기 때문에 응축된 물방울이 용이하게 배출되며 공기 통로가 응축된 물방울로 메워지는 것을 방지하고 열전달 증진 효과를 유지하고 열교환율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀을 전열관에서 떨어져 간격이 있는 지지봉에 감아서 미세 와이어핀은 서로 큰 교차각으로 교차하게 한다. 그러므로, 물방울은 핀 사이의 공간에 체류할 수 없으므로 응축된 물방울이 용이하게 배출되며 공기 통로가 응축된 물방울로 메워지는 것을 방지하고 열전달 증진 효과를 유지하고 열교환율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 추가의 전열관을 지지봉으로 사용하기 때문에, 미세 와이어핀의 양호한 효율이 향상되며 전열·열교환 효율이 증진된다.

본 발명에 따르면, 지지봉을 헤더에 고정하기 때문에, 미세 와이어핀은 충분한 힘으로 장력에 견딘다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 추가의 전열관과 지지봉의 구비하기 때문에, 미세 와이어핀은 서로 큰 교차각으로 교차하고 열교환기의 표면이 작동중에 젖어 있어도 물방울이 용이하게 배출되며 공기 통로가 응축된 물방울로 메워지는 것을 방지하고 공기흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있고, 열교환율을 향상시킬 수 있다. 더우이 지지봉은 전열관의 피치를 고정하고 구조를 강하게 한다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀은 교대로 한 전열관의 상부와 적당한 수의 전열관 하부를 통과하기 때문에, 미세 와이어핀은 감소된 교차 지점의 수만큼 서로 교차하며 물방울의 양이 감소하며 열교환기의 표면이 작동중에 젖어 있어도 열교환기는 응축된 물방울이 용이하게 배출되며 공기 통로가 응축된 물방울로 메워지는 것을 방지하고 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있고, 열교환율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 전열관이 편평관이기 때문에 미세 와이어핀은 큰 접촉각으로 전열관을 갑게 되며 물방울은 열교환기상에 머물기 어려우며 열교환기의 표면이 동작중에 젖어 있어도 공기 통로가 응축된 물방울로 거의 막히지 않으며, 공기 흐름의 감소로 인한 열교환량의 감소를 억제할 수 있고, 열교환율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 미세 와이어핀이 연장되어 전열관과 밀착되기 때문에 접촉점의 열저항이 감소되고 감소되고 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 전열관을 연질 재료로 형성하고 또 미세 와이어핀이 연장되어 전열관에 오목부를 형성하므로, 미세 와이어핀은 전열관과 밀착접촉하고 미세 와이어핀과 전열관 사이의 접촉점의 열저항이 감소되며 열전달 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 전열관은 그 외부 원주부분에 홈을 구비하기 때문에, 미세 와이어핀은 용이하게 전열관에 고정되며 전열관과 미세 와이어핀 사이의 접촉점에서의 열저항이 감소하고 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 전열관이 파형으로 형성되어 전방 면적에 대한 열전달 면적의 비가 증가하고 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 전열관의 형태를 반원형으로 하여 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율이 증가되고 나아가서 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 앞뒤로 배치한 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛을 포함하므로, 열교환기의 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율은 두개의 둑(bank)에 배열된 두개의 와이어-핀-튜브 열교환 유닛을 포함한 열교환기보다 크다. 더우이, 열교환기를 대기중의 수분이 응축되는 조건하에서 사용할 때 수분의 대부분이 상부쪽에 배치되는 열교환 유닛의 플레이트핀에 응축되어 하부쪽에 배치되는 열교환 유닛이 물방울로 막히는 것을 억제하며 공기 흐름의 감소에 의한 열교환량의 감소가 억제되고 열교환 효율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 서로 앞뒤로 배치도는 주름진-핀-튜브 열교환 유닛과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛을 포함하므로, 열교환기의 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율은 두 와이어-핀-튜브 열교환 유닛으로 구성되는 열교환기보다 크다.

또한, 열교환기를 대기중 수분이 응축되는 조건하에서 사용할 때, 수분이 상부측에 배치되는 열교환 유닛의 주름진 핀상에 주로 응축하여 하부측에 배치되는 열교환 유닛이 응축 물방울로 막히는 것을 억제하고 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제할 수 있고 열교환 효율을 향상한다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 서로 앞·뒤로 배치되는 플레이트-핀-튜브 열교환 유닛과 와이어-핀-튜브 열교환 유닛을 포함하므로, 열교환기의 전방 면적에 대한 전열 면적의 비율은 두 와이어-핀-튜브 열교환 유닛으로 구성되는 열교환기 보다 크다. 또한 이 열교환기를 대기중 수분이 응축되는 조건하에서 사용할 때, 수분이 상부쪽에 배치도는 열교환 유닛의 주름진 핀상에 주로 응축되어 하부측에 배치된 열교환 유닛이 응축 물방울로 막히는 것을 억제하며 공기 흐름의 감소에 따른 열교환량의 감소를 억제하고 열교환 효율을 향상시킨다.

비록, 본 발명은 양호한 실시예로 기술되었지만, 본 발명의 정신 및 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 본 발명은 청구범위에 규정된 바와 같이 상세한 실시예에 국한되지 않는다.

Claims (59)

1. 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되고, 수직 방향으로 각각 연장되는 다수의 전열관(1, 1a 내지 1e)과, 다수의 전열관(1) 주위를 전체에서 소정의 나선 각도로써 나선식으로 감은 전열핀으로 작용하는 다수의 미세 와이어핀(2, 2a 내지 2c)을 포함하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 다수의 전열관(1)은 두개의 인접하는 전열관(1)의 다수의 각 그룹으로 나누어지고, 하나 이상의 미세 와이어핀(2a 내지 2c)을 각 그룹의 전열관(1) 주위에 감은 열교환기.
3. 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 다수의 전열관(1, 1a 내지 1c)과, 전열핀으로 작용하는 다수의 미세 와이어핀(2, 2a 내지 2f)을 포함하며, 상기 전열관(1)은 두개의 인접한 전열관의 그룹(1a,1b; 1b,1c; 1c,1d…)으로 나누어지고, 각 그룹은 각 인접 그룹과 공통관을 가지며, 하나 이상의 미세 와이어핀은 한 그룹의 전열관 주위를 감은 미세 와이어핀이 다른 그룹의 전열관 주위를 감은 다른 미세 와이어핀의 일부와 교차하지 않고 또한 동일 그룹의 전열관 주위를 감은 동일 미세 와이어핀의 다른 부분과도 교차하지 않도록, 각 그룹의 두 인접 전열관 주위를 나선식으로 감은 열교환기.
4. 제3항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 전열핀(12)의 단면은 하나의 다각형을 구비하는 열교환기.
5. 제3항에 있어서, 다수의 전열관(1)은 제1 및 제2세트의 전열관을 포함하고, 각 세트는 전열관(1)의 축을 포함하는 전열면을 구비하며, 각 세트의 전열면은 둔덕(ridge) 또는 고랑(furrow)을 갖는 지그재그형을 형성하기 위해, 전열관의 위치에서 굽혀지고 제1세트의 전열관은 제1세트의 둔덕이 제2세트의 고랑 안으로 돌출하도록, 제2세트의 전열관 뒤에 배치되며, 전열면은 전열관 외부에서 전열면을 통해서 흐르는 외부 유체의 유동 방향에 실질적으로 수직하는 열교환기.
6. 제3항에 있어서, 다수의 전열관(1)은 제1 및 제2세트의 전열관을 포함하고 각 세트의 전열관(1)은 전열관의 축을 포함하는 전열면을 구비하며, 전열관을 흐르는 냉매가 외부 유체의 유동 방향에 대해서 하류에 배치된 제1세트의 전열관으로부터 중간 세트의 전열관을 연속으로 통과하여, 외부 유체의 유동 방향에 대해서 상류에 배치된 최종 세트의 전열관으로 흐르도록, 세트들이 서로 연결되며 그 표면이 서로 평행하게 배열되고, 상기 표면은 전열관 외부의 표면을 통해서 흐르는 외부 유체의 유동 방향에 실질적으로 수직하도록 구성된 열교환기.
7. 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되는 다수의 전열관(1)과, 미세 와이어의 다수의 링핀(4)을 구비하는 핀 수단을 포함하며, 상기 핀 수단은 전열관(1)의 외경보다 큰 직경의 원형을 가지며, 링핀(4)의 각각의 중심이 전열관의 중심축으로부터 외부 유체의 유동 방향에 대하여 상부측으로 향하게 위치되도록, 전열관의 외면에 고정되는 내부 원주부분을 각각 구비하며, 상기 인접된 링핀(4)은 최소한 한 위치에서 서로 접촉하여 결합되는 열교환기.
8. 제7항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
9. 제7항에 있어서, 상기 핀수단은 전열관(1)의 외면에 고정된 내부 원주부분을 각각 가지며, 전열관(1)의 외경보다 큰 직경의 거의 원형으로 구성된 미세 와이어의 다수의 제2링핀(4)을 포함하며, 이 제2링핀은 그 중심이 전열관(1)의 중심축으로부터 전열관 외측을 흐르는 외부 유체의 흐름 방향에 대해서 하부측을 향하여 이탈해서 배치되고, 제1 및 제2링핀(4)은 각 전열관의 축을 따라 교대로 배열된 열교환기.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 전열관(1)은 링핀(4)에 삽입되고, 링핀(4)의 내부 원주부에 고정되는 열교환기.
11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 링핀(4)의 내부 원주부분은 링핀(4)이 비스듬히 하향 연장되도록 전열관(1)에 고정되는 열교환기.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 각각의 링핀(4)은 두개 루프(4a,4b)를 가지는 8자형 링핀(4)이며, 전열관(1)은 두개 루프(4a,4b)의 하나에 삽입된 열교환기.
13. 제12항에 있어서, 다수의 전열관(1)이 각각의 8자형 링핀(4)의 두개 루프(4a,4b)의 하나에 삽입되고 동일 루프(4a,4b)의 내부 주변부에 고정된 열교환기.
14. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 열교환기에는 다수의 전열부재(7a,7b)가 제공되고, 이 각각의 전열부재(7a,7b)는 비공비 혼합 냉매가 흐르는 다수의 전열관(1)과 서로 평행하게 배열되고 전열관(1)의 외부를 흐르는 외부 유체의 흐름방향에 따라 수직으로 배열되고 서로 연결된, 다수의 미세 와이어를 포함하며, 상기 냉매는 외부 유체의 흐름 방향에 대해 최하부 위치에 배치되는 전열부재(7a,7b)로부터 전열부재(7a,7b)를 통해서 연속적으로 외부 유체 흐름 방향에 대하여 최상부 위치에 배치되는 전열부재(7a,7b)를 향하여 흐르도록 구성된 열교환기.
15. 제7항에 있어서, 핀수단은 미세 와이어를 나선식으로 감아서 형성되는 다수의 코일링(5)(coil ring)을 포함하고, 코일링(5)의 피치는 미세 와이어 직경의 두배 이상인 열교환기.
16. 제15항에 있어서, 인접하는 코일링(5)은 초소한 한 위치(8a,8b)에서 서로 접촉하여 고정되는 열교환기.
17. 제15항에 있어서, 핀수단은 거의 원형으로 서로 나선식으로 연결된 제2링핀(5b)에 의하여 형성되는 제2코일링을 포함하며, 이 제2코일링은 전열관의 외경 보다 큰 직경을 가지며 각각 전열관(1)의 외면에 고정되는 내부 원주부분의 일부를 구비하여서 링핀(4)의 중심을 전열관의 중심축으로부터 전열관의 외측을 흐르는 외부 유체의 흐름 방향에 대하여 하부측으로 향하여 이탈되게 배치된 열교환기.
18. 제15항에 있어서, 다수 전열관(1)은 코일링(5)에 삽입되고, 이 코일링(5)의 내부 원주부분에 고정되는 열교환기.
19. 제15항에 있어서, 링핀(4)의 내부 원주부분의 일부는 링핀(4)이 비스듬히 하향 연장되도록 전열관(1)에 고정된 열교환기.
20. 제15항에 있어서, 열교환기에는 다수의 전열부재(7a,7b)가 제공되고, 이 각각의 전열부재는 비공비 혼합 냉매가 흐르는 다수의 전열관(1)과 전열관(1) 외부를 흐르는 외부 유체의 유동 방향에 대하여 수직으로 따라서 서로 평행하게 배열되고 연결된, 다수의 미세 와이어를 포함하며, 냉매는 외부 유체의 유동방향에 대해 최하부 위치에 있는 전열부재(7a,7b)로부터 전열부재(7a,7b)를 통하여 연속적으로 흘러서 외부 유체의 유동 방향에 대해 최상부 위치에 있는 전열부재(7a,7b)를 향하여 흐르는 열교환기.
21. 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 다수의 전열관(1)과; 전열핀 역할을 하며 전열관(1)의 표면을 횡단하여 연장되도록 전열관(1) 사이에 배열된 다수의 미세 와이어핀(2a,2b)과; 전열관(1)과 미세 와이어핀(2a,2b)을 조합하여 형성되는 전열면에 삽입되는 침상핀(6)을 포함하며, 상기 전열면은 다수의 전열관(1)을 날줄로, 2배 이상의 직경간격으로 배열된 다수의 미세 와이어핀(2a,2b)을 씨줄로 짜서 평직으로 형성되며, 상기 침상핀(6)은 평직의 전열면에 수직으로 연장되며, 침상핀(6)은 적어도 미세 와이어핀(2a,2b) 또는 전열관(1)에 고정되며, 상기 열교환기는 다수의 전열부재(7a,7b)를 구비하고 각 전열부재(7a,7b)는 비공비 혼합 냉매가 흐르는 다수의 전열관(1)과 서로 연결되어 전열관(1) 외부를 흐르는 외부 유체의 유동 방향에 따라 수직으로 서로 평행하게 배열되는 다수의 미세 와이어핀(2a,2b)을 구비하며, 냉매는 외부 유체의 유동 방향에 대한 최하부 위치에 설치되는 전열부재로부터 연속적으로 전열부재를 통하여 외부 유체의 유동 방향에 대한 최상부 위치에 설치된 전열부재를 향하여 흐르는 열교환기.
22. 제21항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 상기 침상핀(6)은 역 V자형으로 굽혀서 각 침상핀의 반대 단부가 하향으로 대면하는 열교환기.
23. 냉매가 통과하도록 서로 소정의 간격으로 평행하게 배열되는 다수의 전열관(11)과; 전열관(11)의 외부 주위와 접하는 선상(linear) 전열핀(12)을 포함하며, 전열관(11)과 선상 전열핀(12)은 전열관(11)의 표면이나 선상 전열핀(12)의 표면을 도금하여 형성된 금속막(13)을 용융하고 용융 금속막(13)을 경화시켜 함께 결합되고, 한줄로 배열된 다수의 전열관의 전측과 후측(front side and rear side)에 각각 배치된 금속 거즈(15a,15b)는 선상 전열핀(12)으로 작용하는 열교환기.
24. 제23항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
25. 제23항에 있어서, 한줄(row)로 배열되는 다수의 전열관(11)의 상하 교대로 연장된 금속 거즈(15a,15b)는 선상 전열핀(12)으로 작용하는 열교환기.
26. 냉매가 통과하도록 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되고 각각 수직 방향으로 연장되는 다수의 전열관(11)과; 다수의 전열관(11)의 축을 가진 평면에 경사되어 전열관의 축을 따라 배열된 다수의 제1봉상핀(bar fins)(22a)을 포함하며; 각각의 제1봉상핀은 전열관(11)의 외측을 흐르는 외부 유체의 유동 방향에 대한 상부측에 전열관(11) 표면 부위와 접촉하고 외부 유체 유동 방향에 대하여 하부쪽에 인접하는 전열관(11)의 표면 부위와 접촉하도록 연장되고, 전열관(11)의 축 방향을 따라 서로 인접한 두개의 봉상핀(22a,22b)은 다른 인접한 전열관(11)과 접촉하도록 각각 다른 방향으로 연장하는 열교환기.
27. 제26항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 열교환기는 인접하는 전열관(11) 사이의 다른 방향에 각각 연장되는 봉상핀(22a,22b)에 의하여 한정되는 공간에 삽입되는 다수의 전열관(11)을 부가로 포함하는 열교환기.
28. 제26항에 있어서, 다수의 제1봉상핀(22a)이 비스듬히 서로 평행하게 연장되고, 다수의 제2봉상핀(22b)은 비스듬히 서로 평행으로 연장되어 거울상(mirror image)으로 봉상핀(22a,22b)과 접촉되고, 전열관은 다수의 격자(22)로 된 제1 및 제2봉상핀(22a,22b)으로 한정되는 사방형 공간(rhombic spaces)에 삽입되고, 격자(22)의 사방형 공간을 한정하는 다수의 봉상핀(22a,22b)은 다수의 전열관(11)과 밀착 접촉하는 열교환기.
29. 냉매가 통과하여 흐르며 소정의 간격으로 서로 평행 배열된 다수의 전열관(11)과; 전열관(11)의 축을 따라 소정의 간격으로 각 전열관에 설치되어 단단하게 전열관(11)을 지지하는 다수의 U형 또는 H형 핀(24)을 포함하며; 상기 핀(24)은 각각 다른 방향으로 향해 있는 열교환기.
30. 제29항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, U형 또는 H형 핀(24)의 단부는 수평면으로부터 하향으로 향해 있는 열교환기.
31. 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되고 냉매가 흐르는 다수의 전열관(11)과; 각 전열관(11)에 놓이고, 전열관(11)의 축을 따라 전열관(11)의 외표면과 접촉하도록 소정의 간격으로 배열된, 다수의 링핀(25)을 포함하며, 다수의 전열관(11)은 인접한 한 전열관(11)에 부착된 링핀(25)과 다른 전열관(11)에 부착된 링핀이 서로 겹치도록 배열되며, 봉 또는 관(26)이 링핀(25)의 겹친 부위에 의하여 한정되는 다수의 공간에 삽입되고, 다수의 링핀(25)은 당겨져서, 링핀(25)들이 전열관(11)과 봉 또는 관(26)과 밀착접촉하는 열교환기.
32. 제31항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
33. 냉매가 관통하여 흐르고 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 다수의 전열관(11)과; 그 사이에서 전열관(11)을 지지하도록 각 전열관에 놓인 한쌍의 와이어핀(27)을 포함하고, 한쌍의 와이어핀(27)의 대응하는 단부는 와이어핀(27)에 장력을 주어 꼬이어서 전열관(11)을 단단하게 지지하며, 핀(27)과 전열관(11)은 각각 접촉각이 서로 다르게 다른 재료로 형성되는 열교환기.
34. 제33항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
35. 제33항에 있어서, 핀(27)과 전열관(11)의 각 표면으로 서로 각각 다른 접촉각의 다른 재료로 코팅된 열교환기.
36. 냉매가 흐르고 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열하여 전열면을 형성하는 다수의 전열관(11)과; 전열관(11)에 평행으로 연장되고 전열면으로부터 소정의 간격으로 다수의 전열관의 축을 가지하는 평면에 평행인 전열면의 각각의 반대 측부상에 연장되는 평면상의 전열관에 대하여 1/2의 피치만큼 변환된 위치에서 전열관(11)과 같은 피치로 배열된 다수의 지지봉(33)을 포함하며; 전열면의 한 측부상의 다수의 전열관(11)과 다수의 지지봉(33)은 전열관(11)과 지지봉(33) 주위에 교대로 통과하는 다수의 제1미세 와이어핀(32a)에 의해 연결되고, 다수의 전열관(11)과 다수의 지지봉(33)은 전열면의 다른 측부상에서 전열관(11)과 지지봉(33) 주위에 교대로 통과하는 다수의 제2미세 와이어핀(32b)에 의해 서로 연결되며 제1미세 와이어핀(32a)과 제2미세 와이어핀(32b)은 다수의 전열관(11)의 축을 따라 교대로 배열된 열교환기.
37. 제36항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 지지봉(33)은 다수의 전열관(11)의 직경과 같거나 또는 다른 직경의 다른 전열관(31)에 의하여 대체되는 열교환기.
38. 제36항에 있어서, 헤더(34)는 다수의 전열관(11)으로 한정되고 전열관(11)에 연결된 전열면상에 배치되며, 지지봉(33)은 헤더에 고정되는 열교환기.
39. 냉매가 흐르며 서로 소정의 간격으로 평행하게 배열되어서 전열면을 형성하는 다수의 제1전열관(11)과; 제1전열관(11)에 평행하게 연장되고, 전열면으로부터 소정의 거리로 다수의 제1전열관(11)의 축을 포함한 평면에 평행하게 전열면의 각각 반대 측부상에 연장되는 평면상에서 제1전열관(11)에 대하여 1/2 피치만큼 변환된 위치에서 제1전열관(11)의 피치와 동일한 피치로 배열된 다수의 제2 및 다수의 제3전열관(31)과; 전열면에 평행으로 연장되고 제1전열관(11)과 제2전열관(31) 및 제1전열관(11)과 제3전열관(31) 사이의 공간의 전열관(11)에 수직으로 연장되는 다수의 지지봉(35)을 포함하며; 제1전열관(11)과 제2전열관(31)은 제1전열관(11)과 제2전열관(31) 주위로 교대로 통과하는 다수의 제1미세 와이어핀(32a)에 의하여 서로 연결되고, 제1전열관(11)과 제3전열관(31)은 제1전열관과 제3전열관을 교대로 통과하는 다수의 제2미세 와이어핀(32b)에 의하여 연결되며, 제1과 제2미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관(11)의 축을 따라 교대로 배열된 열교환기.
40. 제39항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
41. 냉매가 흐르고 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 다수의 제1전열관(11)과; 다수의 전열관(11)에 꼬여져서 전열관(11)의 축을 포함하는 평면에 수직으로 흐르는 유체의 유동 방향에 대하여 하측 또는 상부측상의 최소한 두 인접 전열관(11)의 표면과 접하는 미세 와이어핀(42)을 포함하며, 상기 미세 와이어핀의 일부는 다수의 전열관에 한개 혹은 몇 개의 열을 빼놓고 편입된 열교환기.
42. 제41항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 편평관(flat tubes)(51)인 열교환기.
43. 제41항에 있어서, 미세 와이어핀(42)은 전열관(11)을 밀착접촉하여 지지하도록 당겨지는 열교환기.
44. 제41항에 있어서, 전열관(11)은 연질재료로 형성되고 전열관(11)의 표면에 홈이 형성되고 미세 와이어핀(32a,32b)은 당겨질 때 홈의 표면과 밀착 접촉하는 열교환기.
45. 제41항에 있어서, 전열관(11)은 그 표면에 홈(71a)을 구비하고, 미세 와이어핀(32a,32b)은 상기 홈(71a)에 맞쳐지는 열교환기.
46. 제42항에 있어서, 전열면은 파형(wavy) 단면을 가지는 열교환기.
47. 제41항에 있어서, 전열면은 반원형 단면을 가지는 열교환기.
48. 제42항에 있어서, 미세 와이어핀(32a,32b)은 전열관(11)을 밀착접촉하여 지지하도록 당겨지는 열교환기.
49. 제42항에 있어서, 전열관(11)은 연질 재료로 형성되고, 홈은 전열관(11)의 표면에 형성되고, 미세 와이어핀(32a,32b)은 당겨질 때 홈부의 표면과 밀착접촉하는 열교환기.
50. 제42항에 있어서, 홈은 전열관(71)의 표면에 형성되고, 미세 와이어핀은 홈에 맞쳐들어가는 열교환기.
51. 제42항에 있어서, 전열면은 파형 단면을 가지는 열교환기.
52. 제42항에 있어서, 전열면은 반원형 단면을 가지는 열교환기.
53. 소정의 간격으로 서로 평행한 표면으로 배열된 다수의 플레이트핀(82a)과, 냉매가 통해서 흐르고 소정의 간격으로 서로 평행으로 배열된 전열관(11)을 포함하며, 상기 플레이트핀(82a)의 표면에 대하여 수직인 다수의 플레이트핀(82a)을 통하여 연장된 플레이트-핀-튜브-열교환 유닛(82)과, 외부 유체의 유동 방향에 대한 플레이트-핀-튜브-열교환 유닛(82)의 하부 측부상에 설치되고, 냉매가 흐르고 소정의 간격으로 평행하게 배열된 다수의 전열관(11)과, 다수의 전열관(11)에 꼬여들고 전열관(11)과 밀착접촉하는 다수의 미세 와이어핀(12a,12b)을 구비한 와이어-핀-튜브-열교환 유닛(81)을 열교환기.
54. 제53항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
55. 편평 전열관(83a)과 편평 전열관(83a)에 부착된 주름진 핀(83b)을 포함하는 주름진-핀-튜브-열교환 유닛(83)과, 외부 유체 흐름 방향에 대하여 주름진-핀-튜브-열교환 유닛(83)의 하부 측부상에 배치되고, 냉매가 흐르며 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 다수의 전열관(11)과, 다수의 전열관(11)에 꼬여들어 전열관과 밀착접촉하는 다수의 미세 와이어핀(12a,12b)을 구비한 와이어-핀-튜브-열교환 유닛(81)을 포함하는 열교환기.
56. 제55항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm인 열교환기.
57. 냉매가 통하는 다수의 전열관(11)과 전열관(11)의 외부 원주부와 접촉하는 선상 전열핀(12)을 포함하는 열교환기의 제조 방법에 있어서, 다수의 전열관(11) 또는 선상 전열핀(12)의 외부 원주부의 적어도 하나에 도금에 의해 금속막을 형성하는 단계와, 열교환 구조 다수의 전열관(11)을 선상 전열핀(12)과 짜맞추고 상기 열교환 구조를 금속막의 융점까지 금속막의 용융 부분을 가열하여 다수의 전열관과 선상 전열핀(12)을 함께 결합시키는 단계를 포함하는 열교환기 제조 방법.
58. 제57항에 있어서, 상기 전열관은 외경이 1 내지 2mm이고 내경이 0.7 내지 1.7mm이며, 금속막은 Ni 도금으로 형성되는 Ni막(13)인 열교환기 제조 방법.
59. 제57항에 있어서, 금속막은 납땜도금에 의하여 형성되는 납때막인 열교환기 제조 방법.