KR100324845B1

KR100324845B1 - 열교환기와그것을사용하는공기조화기

Info

Publication number: KR100324845B1
Application number: KR1019980002306A
Authority: KR
Inventors: 나오키 시카조노; 도시오 하타다; 마사아키 이토; 히데유키 기무라; 스미요시 다케다; 겐사쿠 오구니; 히로무 야스다; 미네토시 이즈시; 미노루 사토; 다츠야 스기야마
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2002-08-22
Also published as: JPH10213386A; KR19980070856A; CN1116584C; CN1189605A; JP3292077B2; US6050328A

Abstract

냉장고 및 공기조화기에 사용되는 열교환기에 관한 것으로서, 전열관마다 핀을 배치한 독립핀열교환기의 제공과 다양한 형태의 용기인 경우라도 원하는 성능을 갖는 공기조화기를 제공하기 위해서, 각각이 1개 또는 복수의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 형성된 열교환기유닛을 복수 적층하는 것에 의해 구성된 열교환기에 있어서, 핀의 각각은 전열관을 관통하는 칼라와 복수의 슬릿을 갖고, 1쌍의 적층된 열교환기유닛의 한쪽의 각 핀과 1쌍의 적층된 열교환기유닛의 다른쪽의 인접하는 핀이 복수의 점에서 서로 접촉하도록 가공이 실시된 것이고, 핀은 칼라와 슬릿 부근의 영역에 있어서 편평하게 되도록 하였다.

이렇게 하는 것에 의해, 전열관마다 독립해서 핀을 마련하고 원하는 물빠짐성능을 유지하면서 강도를 향상시킨 독립핀튜브 열교환기를 얻을 수 있고, 또 각종 형태의 용기라도 원하는 성능을 갖는 공기조화기를 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

열교환기와 그것을 사용하는 공기조화기{HEAT EXCHANGER AND CONDITIONER USING THE SAME}

본 발명은 예를 들면 냉장고 및 공기조화기에 사용되는 열교환기에 관한 것으로서, 특히 전열 촉진을 위해 외부표면상에 핀이 마련된 전열관, 열교환기 및 냉장고와 공기조화기에 관한 것이다.

일본국 특허공고공보 소화52-42255(문헌1) 및 일본국 특허공개공보 소화63-197886(문헌2)는 각각이 관통구멍을 구비한 복수의 핀이 전열관에 삽입되는 소위 독립핀튜브 열교환기가 종래기술로서 알려져 있다. 문헌1에는 띠형상의 스트립재에 관통구멍을 형성하고, 그 관통구멍 주위에 칼라를 형성하고, 그 스트립재를 관통구멍 사이(중간)에서 절단하여 동일형상을 갖는 핀을 형성하고, 이 핀을 복수개씩 중첩하여 블럭을 구성하고, 이 블럭을 1열로 배치한 후에 그 관통구멍에 전열관을 관통시키고, 이 전열관을 블럭 사이에서 순차 구부리는 것에 의해 전열관이 지그재그로 되도록 형성하는 열교환기를 제작하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 문헌2에는 작은 핀과 이 작은 핀을 관통하는 전열관을 구비하고, 전열관을 작은 핀의 기류하강방향의 핀폭의 적어도 2배의 피치로 지그재그로 되도록 구부리는 것에 의해 형성된 2개의 열교환기를 열간 피치 사이에 개재(삽입설치)하고, 소정의 열간 피치를 구성하는 다수의 작은 핀을 구비한 열교환기가 개시되어 있다.

또한, 일본국 실용신안공개공보 소화61-26977(문헌3) 및 일본국 실용신안공개공보 평성3-31230(문헌4) 및 일본국 실용신안공개공보 소화63-74983(문헌5)에는 분단된 열교환기의 물빠짐성능(water dripping properties)을 향상시키는 기술에 대해 기재되어 있다. 문헌3에는 상단과 하단으로 분단된 핀을 갖는 열교환기의 맞춤면을 경사지게 한 열교환기가 개시되어 있고, 문헌4에는 상하 독립적으로 분단해서 형성된 핀의 하단부를 경사지게 한 열교환기가 개시되어 있으며, 문헌5에는 핀의 하단부를 각 열마다 교대로 배열된 전열관의 열을 따라서 지그재그로 배치한 열교환기가 개시되어 있다.

상술한 문헌1과 2에 개시된 열교환기는 핀끼리가 서로 분단되어 있으므로, 열교환기로서 중력방향으로 중첩되면 그들의 강도가 저하되고, 증발기로서 사용되는 경우에는 그들의 물빠짐성능이 저하한다는 문제가 있다.

한편, 상술한 문헌3∼5에 개시된 열교환기는 물빠짐성능을 향상시키는 것을 목적으로 한 구조로 되어 있지만, 핀의 하단부를 단지 경사지게 하거나 또는 지그재그형상으로 하단을 구성하는 것만으로는 물빠짐성능을 충분히 향상시킬 수 없다는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 전열관마다 핀을 배치한 독립핀 열교환기에 있어서 원하는 물빠짐성능을 유지하면서 열교환기의 강도를 향상시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그의 용기(casing)가 다양한 형태를 갖는 경우에도 원하는 성능이 얻어지는 공기조화기를 제공하는 것이다.

도 1은 핀이 서로 교차하는 접촉부를 갖는 본 발명의 1실시예에 따른 독립핀튜브열교환기의 사시도,

도 2의 (a)는 도 1에 도시한 독립핀의 확대도, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 IIB-IIB선을 따른 단면도,

도 3의 (a)∼도 3의 (d)는 도 1에 도시한 독립핀의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 (a)와 도 3의 (b)는 제조과정의 독립핀을 도시한 평면도이고, 도 3의 (c)는 독립핀의 사시도이며, 도 3의 (d)는 도 3의 (b)의 IIID-IIID선을 따른 단면도,

도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 도 1에 도시한 독립핀튜브 열교환기의 제조방법을 설명하기 위한 사시도,

도 5의 (a)는 핀의 상단 및 하단을 구부리지 않고 경사지게 한 본 발명의 제2 실시예에 따른 독립핀튜브 열교환기의 확대도, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 VB-VB선을 따른 단면도,

도 6의 (a)는 핀의 상단과 하단을 서로 교차하도록 오목볼록으로 형성한 본 발명의 제3 실시예에 따른 독립핀튜브 열교환기의 확대도, 도 6의 (b)는 도 6의(a)의 VIB-VIB선을 따른 단면도,

도 7의 (a)∼도 7의 (c)는 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 독립핀튜브 열교환기의 제조방법을 설명하기 위한 도면,

도 8의 (a)는 상부핀의 하단부를 하부핀과 맞물리게 한 본 발명의 제4 실시예에 따른 독립핀튜브 열교환기의 확대도, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 상부핀과 하부핀의 맞물림부의 확대도,

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 열교환기를 사용하는 패키지 공기조화기의 실내기를 설명하기 위한 도면,

도 10의 (a)는 본 발명의 제6 실시예에 따른 열교환기를 사용하는 패키지 공기조화기의 실외기의 상면도, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에 도시한 패키지 공기조화기의 실외기의 측면도, 도 10의 (c)는 도 10의 (a)에 도시한 패키지 공기조화기의 실외기의 배면도,

도 11은 본 발명에 따른 열교환기를 증발기로서 사용한 경우의 통풍저항의 비를 도시한 도면.

상기 목적은 각각이 1개 또는 복수의 전열관에 삽입한 복수의 핀을 갖는 복수의 열교환기유닛을 중첩하여 구성된 열교환기에 있어서, 상기 중첩된 열교환기유닛의 1쌍의 핀이 1개 이상의 점에서 서로 접촉하도록 상기 핀을 가공하는 것에 의해 실현(달성)할 수 있다.

상기 다른 목적은 각각이 1개 이상의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 마련된 복수의 열교환기유닛을 중력방향으로 중첩하여 열교환기를 구성하고, 상단의 열교환기유닛과 하단의 열교환기유닛이 어긋나도록 배치하는 것에 의해 실현할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본원의 명세서 및 첨부도면에서 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 1∼도 4는 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 독립핀튜브열교환기(100)의 구조를 도시한 도면으로서, 도 1은 열교환기의 사시도이며, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는 열교환기의 확대도이다.

도 1에 있어서, 슬릿(105)가 형성되어 있는 독립핀(101)에 형성된 칼라(103)내를 전열관(2)가 관통하고 있다. 핀(101)의 하단부(101L)과 상단부(101U)는 핀의 두께방향으로 서로에 대해 반대방향으로 구부러져 있다. 즉, 핀의 짧은쪽의 중앙을 연결하는 직선을 따라 꼭대기(由)와 계곡(谷)을 형성하도록 상단부(101U)와 하단부(101L)만이 구부러져 있다. 칼라(103)과 슬릿(105) 주위의 부분은 편평한 상태이다. 상단에 배치된 핀의 하단부(101L)과 하단에 배치된 핀의 상단부(101U)를 서로 반대방향으로 구부리는 것에 의해, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 중력방향에서 보아 핀이 교차하는 구조가 제공된다.

상술한 문헌1 및 2에 개시된 열교환기에 있어서, 열교환기를 구성하는 상단과 하단에 배치된 핀은 반드시 서로 접촉하고 있는 것은 아니다. 이 때문에, 열교환기를 증발기로서 사용한 경우에는 응축액(응축된 물)이 핀을 따라 흐르지 않고 핀에 의해 유지되는 것에 의해 통풍저항이 증가하고 교환 열량이 감소해 버린다.

한편, 물빠짐성능을 향상시키도록 구성된 문헌3∼5에 개시된 열교환기에 있어서는 핀의 하단부를 경사지게 하거나 또는 지그재그형상을 갖도록 구성하고 있다. 그러나, 핀의 하단부를 경사지게 하거나 또는 지그재그형상을 갖도록 구성하는 경우라도 상단의 핀이 하단의 핀과 완전하게 접촉하고 있지 않으면, 응축액은 상단에 배치된 핀의 하단부의 볼록부에 의해 유지되게 되어 충분한 물빠짐성능이 회복되지 않는다.

문헌1 및 2에 개시된 열교환기에 있어서 물빠짐성능을 향상시키기 위해 상단핀과 하단핀이 서로 근접하여 접촉하도록 하면 하단의 전열관상에 있어서 인접하는 핀 사이에서 상단의 핀이 맞물리게 되고, 이것에 의해 앞면영역이 좁아지고 전열관이 비틀리게 되며 맞물림부에서의 통풍저항이 증가한다는 등의 문제가 발생한다. 또한, 이 열교환기의 강도는 구조적으로 핀에 의해 보강되는 것이 아니라 전열관의 강도에만 의존하여, 복수의 전열관이 핀을 관통하는 교차핀 튜브형 열교환기에 비해 저하해 버린다. 그와 같은 경우에 있어서, 문헌1 및 2에 개시된 열교환기는 반송중에 파손되거나 또는 진동 및 소음을 일으키는 문제를 야기한다.

이에 비해, 본 발명의 제1 실시예에서는 그들의 접촉부에 있어서 각 핀을 중력방향에서 보아 교차하도록 배치하는 것 즉 상단에 배치된 핀의 하단부(하부선단)와 하단에 배치된 핀의 상단부(상부선단)가 적어도 1점에서 교차하도록 핀을 구성하는 것에 의해, 핀이 서로 맞물리는 것을 방지하면서 핀이 서로 근접하여 접촉(밀착)하도록 할 수 있고, 이것에 의해 물빠짐성능이 향상되고 중력방향으로 강해진 열교환기를 얻을 수 있다.

전열관(2)를 따라 배치된 2개의 인접핀 사이의 거리인 핀의 피치의 적어도 1/2(1/2이상)에 대응하는 길이만큼 핀을 구부리는 것이 바람직하다. 핀피치의 1/2보다 짧은 길이만큼 핀을 구부리면, 핀이 서로 맞물리는 것을 완전히 방지할 수 없기 때문이다. 상술한 바와 같이 핀을 배치하거나 구성하면, 핀끼리가 반드시 복수의 점에서 접촉하게 되어 접점을 경유하여 물이 아래로 흐르므로 물빠짐성능이 향상된다. 또한, 상단핀의 하단부와 하단핀의 상단부 사이에는 구부러진 것에 의해 간극이 형성된다. 상단핀을 따라 흐르는 물은 상단핀의 하부에서 물방울로 성장한다. 이 물방울의 입자 직경(크기)이 간극보다 크게 되면, 하단핀의 상단부와 접촉하고 하단핀으로 이동해서 아래로 흐른다. 또한, 이러한 작용에 의해서도 물빠짐성능이 향상된다. 이러한 작용에 대해서는 후술하는 실시예에 의해서도 얻을 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 사용된 것과는 달리 구부러져 있지 않은 곧은(직선형상의) 핀을 단순히 중첩시키는 것만으로는 이 효과를 기대할 수 없다.

또한, 상부핀 및 하부핀을 규정된 압력하에서 누르는 것에 의해, 핀의 좌우(수평)이동을 제한할 수 있고 열교환기의 강도도 향상시킬 수 있다.

제1 실시예에 있어서, 핀은 중력방향으로 가늘고 긴 장방형 형상이었다. 핀효율의 점에서 핀의 깊이를 얇게(작게) 되도록 구성하여 전열관이 담당하는 면적을 규정된 피치에서 작게 한 것이 효율적이다. 독립핀의 높이h와 깊이w는 h≥1. 5w의 관계를 만족시키도록 선택하는 것이 바람직하다. 상기의 관계를 만족시키지 않는 경우에도 물빠짐성능과 열교환기의 강도에 대해서는 마찬가지 효과가 얻어지는 것은 물론이다.

핀의 끝부를 V자 형상으로 구부렸지만, 이것은 W자 형상으로 구부려도 좋고 오목볼록의 수를 증가시켜도 좋다. 또한, 핀을 V자 형상이 아닌 원호형상(곡면형상)으로 구부려도 좋다. 이러한 경우에 있어서도 동일한 효과가 얻어진다.

제1 실시예로서 적합한 열교환기(100)의 제조방법을 도 3의 (a) 및 도 3의 (b), 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 따라 설명한다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 칼라(103)과 슬릿(105)가 형성된 핀(101)의 끝부에 상당하는 연속적인 부분(도 3의 (b)의 빗금친부분)을 절단한 후, 오목볼록(오목볼록형상)을 프레스가공에 의해 형성한다. 이것에 의해, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 상단 및 하단이 구부러진 독립핀이 얻어진다. 프레스가공인 경우에 있어서, 핀을 그의 중심에서 예각으로 구부릴 필요는 없고, 일정한 각도 무딘(둔한) 각도로 핀을 구부리더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 핀을 상단 및 하단 뿐만 아니라 전체를 구부려도 좋다. 중요한 것은 상기 핀의 상단 및 하단에 있어서 핀두께방향으로 깊이를 갖게 하는 것이다.

핀의 구부러짐부에 대응하는 골짜기형상부(velley)를 갖는 지그를 마련하고, 이 지그의 선단 부근에 핀의 절단부를 위치시키고, 골짜기와 동일한 각도의 에지를 갖는 절단기(커터)에 의해 지그를 눌러 핀을 절단하는 것에 의해서, 핀의 절단 및 구부림가공을 실시할 수 있다.

공기조화기 등으로의 실장단계에서 핀의 상단부 및 하단부로서 형성될 부분을 가공하는 것에 대해 설명했지만, 상단부 및 하단부만을 가공하는 것에 의해서도동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 전열관을 따라서 배치된 인접하는 핀 사이의 거리인 핀피치 이상의 길이만큼 핀을 구부리지 않으면, 하부핀 사이에서 상부핀이 맞물려 버린다.

다음에, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 전열관(2)를 핀(101)의 칼라(103)에 삽입하는 것에 의해 수개의 핀블럭(104)(열교환기유닛)를 구성한다. 전열관을 확관시킨 후, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 핀이 서로 접촉하도록 관(파이프)을 구부리는 것에 의해 열교환기(100)을 구성한다. 이 공정을 반복하는 것에 의해 더욱 대형의 열교환기를 제조할 수 있다. 전열관(2)에 모든 핀을 동일한 구부림방향에서 삽입하여 정렬시키고 핀의 방향을 변경하지 않고 전열관을 구부리는 것에 의해, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상부핀과 하부핀이 2점에서 접촉하는 구조를 갖는 열교환기를 얻을 수 있다.

상술한 제1 실시예에 있어서는 모든 핀을 구부리는 것에 대해서 설명했지만, 다소 강도와 물빠짐성능이 저하하지만 모든 핀을 구부리지 않아도 좋다. 이것은 이하의 실시예에서도 마찬가지이다.

본 발명의 제2 실시예를 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 따라 설명한다. 상술한 제1 실시예에 있어서는 핀이 상단부 및 하단부에서 두께방향으로 구부러져 있었다. 이 제2 실시예에 있어서는 전열관에 대해 직각으로 되지 않도록 핀의 상단부(201U)와 하단부(201L)을 핀의 두께방향에서 서로 반대방향으로 경사지게 하는 것(제1 실시예에서 구부러진 부분은 비틀린다)에 의해, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 핀의 끝부가 접촉하게 되어 서로 맞물리는 것을 방지하는 것이다. 그 이외에, 제2 실시예는 상기 제1 실시예와 동일한 구조이다. 또한, 제2 실시예에 있어서도 상단부 및 하단부 뿐만 아니라 핀 전체를 경사지게 하는 것에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 전열관을 삽입할 관통구멍은 미리 소정각도 비틀어 둘 필요가 있다.

본 발명의 제3 실시예를 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 따라 설명한다. 상술한 제1 및 제2 실시예에 있어서는 직선형상의 핀 하단부 및 상단부를 구부리거나 비틀고 있었다. 이 제3 실시예에 있어서는 직선형상의 끝부(301U)와 (301L)을 V자 형상으로 절단하고 그 후 구부리거나 비트는 것이다. 그 이외에, 제3 실시예는 상기 제1 또는 제2 실시예와 동일한 구조이다. 핀이 더욱 많은 수의 오목볼록형상을 갖도록, 핀의 끝부를 V자 형상이 아닌 W자 형상 또는 지그재그형상으로 형성하는 것도 가능하다. 오목볼록형상을 더욱 많은 수 형성하면, 상부핀 및 하부핀을 핀 깊이방향으로 어긋난 위치에 배치할 수 있고 또 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다.

오목볼록형상에 의해서 핀의 좌우이동을 제한할 수 있고, 이것에 의해 물빠짐성능과 열교환기의 강도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 각 쌍의 핀이 서로 2곳에서 접촉하고, 상부핀이 하부핀과 접합하거나 또는 상부핀이 하부핀과 맞물리는 것에 의해서 열교환기의 강도가 더욱 향상된다.

오목볼록형상을 갖는 열교환기의 제조방법을 도 7의 (a)∼도 7의 (c)에 따라 설명한다. 독립핀은 도 3의 (a)∼도 3의 (c)에 도시한 직선형상의 끝부를 갖는핀과 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 전열관의 삽입부터 수개의 핀블럭(304)의 형성까지의 공정은 상술한 제조방법과 동일하지만, 이 실시예에서는 상하로 1개걸러(교대로) 상하로 핀블럭을 회전시키고나서 전열관(2)를 확관시키고, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 전열관(2)(파이프)를 구부필 필요가 있다. 핀블럭을 1개걸러 상하로 회전시키는 것에 의해, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 핀블럭이 중첩된 경우에는 상부핀과 하부핀이 서로 교차하도록 배치할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예를 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 따라 설명한다. 제4 실시예는 열교환기의 저항을 더욱 향상시킨 예이다. 제4 실시예에서 사용된 독립핀의 하단부(401L)은 돌출된 V자 형상부 및 V자 형상 절단부나 지그재그형상을 포함한 오목볼록부(irregulavites)를 갖도록 형성되고, 핀의 상단부(401U)는 핀의 하단부의 오목볼록의 2배의 피치로 핀의 두께방향에서 구부러져 있다. 상술한 끝부를 갖는 핀을 상단과 하단에서 서로 접촉하도록 배치한 경우, V자 형상의 오목볼록을 갖는 하단부(401L)은 하부핀의 구부러진 상단부(401U)의 표면과 이면에 교대로 맞물리는 상태로 고정된다. 이러한 경우에 있어서 핀은 좌우방향 뿐만 아니라 핀의 두께방향으로도 제한되어 열교환기의 강도가 현저히 향상된다. 상부핀에서 아래로 흐르는 응축된 물은 하부핀의 구부러진 뒷부(배면부)로 인입되므로, 물빠짐성능도 매우 양호하게 된다.

상술한 제1∼제4 실시예에 사용된 핀은 슬릿핀과 같은 표면형상을 갖도록 구성되었지만, 예를 들면 셀룰러줄무늬핀 또는 난류촉진제를 갖는 핀 등의 다른 표면형상을 갖는 핀에 적용해도 본 발명과 완전히 동일한 효과를 나타낸다는 것은 말할필요도 없다.

이하, 제1 실시예로서 적합한 독립핀튜브열교환기(100)을 패키지 공기조화기의 실내기에 적용한 실시예를 도 9에 따라 설명한다. 물론, 제1 실시예로서 적합한 열교환기 뿐만 아니라 제2, 제3, 제4 실시예로서 적합한 열교환기를 패키지 공기조화기의 실내기로 사용할 수 있는 것은 물론이다.

열교환기(100)은 팬(501)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 공기는 실내기의 하부에서 흡입되고, 팬과 열교환기를 통해서 취출구로 불어내보내진다(취출된다). 이 때, 공기는 좁은유닛을 통해서 꼬불꼬불 구부러져 흐르므로, 통풍저항이 증대한다는 문제가 발생한다. 특히, 취출구상에 위치한 풍로의 단면적이 문제로 된다. 또한, 열교환기와 팬의 거리가 짧게 배치되면, 열교환기와 팬 사이의 간섭으로 인해 소음이 증대한다는 문제가 발생한다. 따라서, 고성능이고 저소음인 공기조화기를 개발하기 위해서는 가능한 한 큰 단면적을 갖도록 풍로를 구성하고, 팬과 열교환기는 가능한 한 떨어지게 배치하는 것이 바람직하다.

독립핀튜브 열교환기를 사용하면, 풍로의 단면적을 크게 마련하면서 팬으로부터의 거리를 길게 확보하도록, 상술한 바와 같이 구부려서 열교환기를 배치할 수 있다. 또한, 독립핀튜브 열교환기는 지그재그배열 또는 바둑판무늬배열을 자유롭게 선택할 수 있으므로, 풍속 분포에 맞게 풍손(windage loss)이 저감하는 고성능의 공기조화기를 얻을 수 있다. 또한, 독립핀튜브 열교환기는 1개의 독립핀튜브를 구부리는 것에 의해 각종 형태로 구성할 수 있으므로, 실내기의 용량에 맞게 다른 열교환기를 제조할 필요성이 없다는 효과가 있다.

도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 제1 실시예로서 적합한 독립핀튜브 열교환기(100)을 패키지 공기조화기의 실외기에 적용한 것을 도시한 도면이다. 물론, 제1 실시예로서 적합한 열교환기 뿐만 아니라 제2, 제3 및 제4 실시예로서 적합한 열교환기를 패키지 공기조화기의 실외기에 사용할 수 있는 것은 물론이다.

열교환기(100)은 유닛(600)에 대해 기울어진 위치에 배치되는 경우에도 간단하게 형성할 수 있다. 열교환기(100)을 기울어지게 하면, 전열면적이 확대되고 성능이 향상되는 것에 의해, 다른 용량을 갖는 실외기에 맞게 제조되고 있던 종래 열교환기를 일체화할 수 있고 그의 제작비용을 저감할 수 있다. 또한, 열교환기(100)은 확장된 앞면 영역을 가지므로, 열교환기를 통과하는 풍속이 작아져 저소음화에도 기여한다.

마지막으로, 본 발명에 따른 독립핀튜브 열교환기를 증발기로서 사용한 경우의 성능을 도 11에 따라 설명한다. 증발기에서는 핀의 표면에 공기중에 함유된 수증기가 웅측되고, 물빠짐성능이 낮으면(나쁘면) 이 응축된 물이 열교환기내에 유지되므로 통풍저항이 증대해 버린다. 도 11은 종래의 독립핀튜브 열교환기와 본 발명에 따른 독립핀튜브 열교환기의 건조(DRY)시와 습윤(WET)시의 통풍저항의 비를 도시한 도면이다. 통풍저항비가 작은 것은 열교환기의 물빠짐성능이 좋고 또한 성능이 높은 것을 나타낸다. 본 발명에 따른 독립핀튜브 열교환기는 통풍저항비가 1.4정도로서, 이 값은 연속된 핀을 사용하는 교차핀튜브 열교환기와 거의 동일한 것이다.

상술한 각각의 실시예에 있어서 1개의 전열관에 복수의 핀을 삽입하고 전열관을 구부리는 것에 의해 열교환기를 형성하는 것에 대해 설명했지만, 본 발명은 개개의 핀에 복수의 전열관 삽입용 관통구멍을 복수개 형성하고, 복수의 전열관에 다수의 핀을 삽입하고 이들 전열관을 상술한 바와 같이 상부핀의 하단부와 하부핀의 상단부가 접촉하도록 구부리는 것에 의해 열교환기를 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.

또, 상술한 바와 같이 각 실시예에 있어서는 1개의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 복수의 핀블럭을 형성하고, 상기 전열관을 핀블럭 사이에서 U자 형태로 구부리는 것에 의해 형성된 열교환기에 대해서 설명했지만, 본 발명은 1개 또는 복수의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 1개의 핀 블럭을 형성하고, 이 열블럭(히트블럭)을 중력방향으로 중첩하고, 핀블럭의 전열관을 접속관에 의해 접속하여 냉매유로를 형성하는 것에 의해 형성된 열교환기에도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전열관마다 독립해서 핀을 마련하고 원하는 물빠짐성능을 유지하면서 강도를 향상시킨 독립핀튜브 열교환기를 얻을 수 있다. 또, 각종 형태의 용기로 마련된 경우라도 바람직한 성능이 얻어지는 공기조화기를 제공할 수 있다.

Claims

각각이 1개 또는 복수의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 형성된 복수의 열교환기유닛을 적층하는 것에 의해 구성된 열교환기에 있어서,

상기 핀의 각각은 상기 전열관을 관통하는 칼라와 복수의 슬릿을 갖고, 1쌍의 적층된 열교환기유닛의 한쪽의 각 핀과 상기 1쌍의 적층된 열교환기유닛의 다른쪽의 인접하는 핀이 복수의 점에서 서로 접촉하도록 가공이 실시된 것이고,

상기 핀은 상기 칼라와 상기 슬릿 부근의 영역에 있어서 편평하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 각 핀은 그의 적어도 1개의 끝부의 단면형상이 비직선형상인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 각 핀은 그의 끝부가 상기 전열관에 대해 직각으로 되지 않도록 비틀려 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 열교환기유닛은 이들 열교환기유닛이 중첩되도록 이 열교환기유닛 사이의 전열관 또는 관을 구부리는 것에 의해 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,

중첩된 열교환기유닛의 1쌍의 대향하는 핀이 서로 반대방향으로 구부러져 2개의 점에서 서로 접촉하는 상태로 위치하도록, 상기 핀은 상기 열교환기유닛의 중첩된 측의 상기 핀 두께방향으로 그의 중심 부근에서 구부러진 끝부를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 열교환기유닛은 이들 열교환기유닛이 중첩되도록 이 열교환기유닛 사이의 전열관 또는 관을 구부리는 것에 의해 적층되어 있고,

상기 각 핀의 적어도 1개의 끝부의 단면형상은 비직선형상인 것을 특징으로 하는 열교환기.
각각이 1개 또는 복수의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 형성된 복수의 열교환기유닛을 중첩하는 것에 의해 구성된 열교환기에 있어서,

상기 핀은 중첩할 한쪽끝부의 돌출된 V자 형상부와 다른쪽 끝부의 V자 형상 절단부를 갖고, 상기 중첩된 열교환기유닛의 1쌍의 핀의 V자 형상 끝부가 2개의 점에서 서로 접촉하도록 그의 두께방향으로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,

상기 돌출된 V자 형상부와 상기 V자 형상 절단부가 중첩된 상태에서 서로 맞물리도록, 상기 돌출된 V자 형상부와 상기 V자 형상 절단부는 상기 핀의 끝부에 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
증발기, 압축기, 팽창밸브 및 용기내에 배치된 열교환기와 팬을 구비하는 공기조화기로서,

상기 열교환기는 각각이 1개 또는 복수의 전열관에 복수의 핀을 삽입해서 형성된 복수의 열교환기유닛을 중첩하는 것에 의해 구성된 열교환기이고,

상기 핀은 중첩할 한쪽끝부의 돌출된 V자 형상부와 다른쪽 끝부의 V자 형상 절단부를 갖고,

상기 중첩된 열교환기유닛의 1쌍의 핀의 V자 형상 끝부가 2개의 점에서 서로 접촉하도록 그의 두께방향으로 구부러져 있고,

상기 돌출된 V자 형상부와 상기 V자 형상 절단부가 중첩된 상태에서 서로 맞물리도록, 상기 돌출된 V자 형상부와 상기 V자 형상 절단부는 상기 핀의 끝부에 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제9항에 있어서,

상단에 중첩되는 열교환기유닛과 하단에 중첩되는 열교환기유닛을 어긋나게해서 배치한 것을 특징으로 하는 공기조화기.