KR100621525B1 - 열교환기의 전열핀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전열핀에서 외부 공기의 유입 방향에 대해 평행한 제 1,2,3,4열 슬릿을 배열하고, 전열핀의 중심선에 대해 제 2,3열 슬릿 각각의 간격을 제 1,2열 슬릿 및 제 3,4열 슬릿의 간격보다 넓게 함과 아울러 제 2,3열 슬릿의 간격을 각 슬릿 폭의 3배 이상이 되도록 배열함에 따라 전열관에서 맺힌 응축수의 배출을 용이하게 하고 공기의 유동시 저항을 줄이기 위한 열교환기의 전열핀에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열교환기의 전열핀은 제 1,2열 슬릿 및 제 3,4열 슬릿은 규격화된 전열핀 상에서 전열관의 중심을 잇는 가상선에 대해 대칭적으로 형성되는 평행사변형 형상이고, 상기 전열관의 중심을 잇는 가상선에서 제 2열 슬릿 또는 제 3열 슬릿의 간격은 제 1열 슬릿과 제 2열 슬릿의 간격 및 제 3열 슬릿과 제 4열 슬릿의 간격보다 더 넓게 형성됨과 아울러 동일한 각 슬릿의 폭의 3배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
열교환기, 전열핀, 슬릿

Description

열교환기의 전열핀{heat transfer pin of heat exchanger}
도 1은 종래 스탠드형 에어컨의 실내기를 보인 내부도.
도 2는 종래 스탠드형 에어컨의 실내기의 증발기에 포함된 전열핀의 설치 상태를 보인 개략도.
도 3은 도 2의 전열핀의 슬릿을 보인 요부 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 슬릿의 배열 상태를 보인 전열핀의 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
50,150: 전열핀 52,152: 전열관
162,164,166,168: 제 1,2,3,4슬릿
본 발명은 열교환기의 전열핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열핀에서 외부 공기의 유입 방향에 대해 평행한 제 1,2,3,4열 슬릿을 배열하고, 전열핀의 중심선에 대해 제 2,3열 슬릿 각각의 간격을 제 1,2열 슬릿 및 제 3,4열 슬릿의 간격보다 넓게 함과 아울러 제 2,3열 슬릿의 간격을 각 슬릿 폭의 3배 이상이 되도록 배열함에 따라 전열관에서 맺힌 응축수의 배출을 용이하게 하고 공기의 유동시 저항을 줄이기 위한 열교환기의 전열핀에 관한 것이다.
일반적으로, 에어컨은 실내기와 실외기가 일체로 형성된 스탠드형 에어컨과, 별도로 분리되는 벽걸이형 에어컨으로 크게 구분된다.
이중 상기 스탠드형 에어컨은 실내기로는 열을 흡수하여 냉풍을 공급하는 증발기가 실외기와 연결되도록 설치된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 스탠드형 에어컨의 실내기(1)는 하측에 흡입구(10)를 형성하고, 상측에는 토출구(20)를 형성하며, 내부에 증발기(30)와 팬(40)을 구비한다.
상기 팬(40)이 구동되면, 외부의 공기가 흡입구(10)를 통해 흡입되고, 이 흡입된 공기는 증발기(30)를 거쳐 열교환이 이루어짐으로 온도가 내려가게 된다.
이 증발기(30)에 의해서 열교환된 차가운 공기는 팬(40)을 거쳐 실내기(1) 상측에 형성된 토출구(20)를 통해 외부로 토출되는 것이다.
이때, 상기 증발기(30)에는 다수 개의 전열핀(50)이 구비되고, 상기 전열핀(50) 상에는 전열관(52)이 평행하게 배열되어 있다.
그리고, 인접한 전열관(52) 사이에는 열교환을 위한 슬릿(60)들이 형성된다.
상기 슬릿(60)은 전열핀(50)의 베이스면에서 소정 거리 떨어진 돌출편(62)과, 상기 돌출편(62)의 양측으로 연장되어 돌출편(62)을 베이스면에 지지하도록 하기 위한 레그부(64)로 이루어진다.
이때, 상기 슬릿(60)은 인접한 전열관(52) 사이에서 다수 개를 병렬로 정렬 되어 있고, 직사각 형상이다.
그리고, 상기 슬릿(60)은 유동되는 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위해 6 열로 이루어진다.
그러나, 종래 증발기는 실내기의 내부에서 일정 경사를 이루며 고정되기 때문에 유입되는 외부의 공기가 다수 열의 슬릿의 레그부 내측에 부딪히며 소음을 많이 발생하게 되고, 통기저항의 증가에 따른 열교환 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
그리고, 종래 슬릿은 사이의 간격을 비교적 좁게 배열되기 때문에 공기와의 접촉으로 발생되는 응축수의 배출 경로를 간섭하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 전열핀에 형성되는 슬릿을 단일 형상의 네 개로 형성하여 평행하게 배열하며, 슬릿을 전열핀 테두리에 대해 소정 경사지게 형성함과 아울러 전열핀 내측 2열의 슬릿 간격을 각 슬릿 폭의 3배 이상으로 배열하고 외부 공기의 유입 방향에 대해 첫째 열 슬릿보다 둘째 열 슬릿의 길이를 더 길게 함으로써 외부 공기의 통기저항을 줄이고 전열관에 맺힌 응축수의 배출을 용이하게 할 수 있도록 한 열교환기의 전열핀을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기의 전열핀은 제 1,2열 슬릿 및 제 3,4열 슬릿을 규격화된 전열핀 상에서 전열관의 중심을 잇는 가상선에 대해 대칭적으로 형성되는 평행사변형으로 형성하고, 상기 전열관의 중심을 잇는 가상선에서 제 2열 슬릿 또는 제 3열 슬릿 간의 간격을 제 1열 슬릿과 제 2열 슬릿 간의 간격 및 제 3열 슬릿과 제 4열 슬릿 간의 간격보다 더 넓게 형성됨과 아울러 동일한 각 슬릿의 폭의 3배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 제 1열 슬릿 내지 제 4열 슬릿은 외부 공기의 유입측에 해당되는 전열핀의 길이방향 테두리에 대해 5 내지 10도 경사지게 배열되어 전열관에 맺힌 응축수를 유입되는 외부 공기의 유동으로 쉽게 배출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 제 1열 슬릿은 제 2열 슬릿의 0.5 내지 0.8배 이내의 범위의 길이로 형성되고, 제 1,2열 슬릿은 유입되는 외부 공기와 직접적으로 접함으로써 끝단 테두리를 외부 공기의 유입 방향에 대해 70 내지 80°경사지게 형성함으로써 유입되는 외부 공기와의 접촉을 줄이는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 슬릿의 배열 상태를 보인 전열핀의 평면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기의 전열핀(150)은 스탠드형 에어컨의 실내기(도시하지 않음)에 설치되는 것으로, 실내기의 내부에서 일정 각도 경사지게 구비된다.
그리고, 상기 전열핀(150)은 인접한 전열관(152) 사이에서 외부 공기의 유입측(W)로부터 순서대로 제 1,2,3,4열 슬릿(162,164,166,168)을 배열한다.
상기 제 1,2,3,4열 슬릿(162,164,166,168) 각각은 평행사변형으로 형성된다.
이때, 상기 제 1,2열 슬릿(162,164)과 제 3,4열 슬릿(166,168)은 전열관(152)의 중심을 잇는 가상선(α)에 대해 상호 대칭적으로 형성된다.
이는, 외부 공기의 유입방향(W)이 인접한 전열관(152)의 대각선 방향으로 유동하기 때문에 공기의 유동시 유입되는 공기와 접하는 제 1,2열 슬릿(162,164)의 전단(前段,162a,164a) 및 제 3,4열 슬릿(166,168)의 후단(後段,166b,168b)에서의 와류 현상을 방지하거나 줄이기 위함이다.
그리고, 상기 전열관(152)의 중심을 잇는 가상선(α)에 대해 제 1,2열 슬릿(162,164)이 제 3,4열 슬릿(166,168)과 대칭적으로 배열되기 때문에 상기 가상선(α)과 제 2열 슬릿(164) 간의 간격(β) 및 상기 가상선(α)과 제 3열 슬릿(166) 간의 간격(β)은 동일한다.
이때, 상기 가상선(α)과 제 2열 슬릿(164) 간의 간격(β) 또는 상기 가상선(α)과 제 3열 슬릿(166) 간의 간격(β)은 제 1열 슬릿(162)과 제 2열 슬릿(164) 간의 간격(γ) 또는 제 3열 슬릿(166)과 제 4열 슬릿(168) 간의 간격(γ)보다 넓게 형성된다.
이는, 일측에서 유입되는 공기가 전열관(152)의 가상선(α) 방향으로 집중되게 유동되면서 전열 효과를 증가시킴과 아울러 타측으로 유동하는 공기와 제 2열 및 제 3열 슬릿(164,166)의 간섭을 줄이기 위함이다.
그리고, 상기 가상선(α)에서 제 2열 슬릿(164) 또는 제 3열 슬릿(166) 간의 간격(β)은 동일한 폭으로 형성된 각 슬릿의 폭(δ)의 3배 이상의 간격으로 형성된다.
이는, 상기 전열관(152) 사이의 공간을 충분히 확보함에 따라 전열관(152)에 맺힌 응축수가 비교적 넓은 공간에서 유동되는 바람에 의해 전열핀(150)의 외부로 배출되는 양을 증가시키고, 집중적으로 배출시키기 위함이다.
또한, 상기 제 1열 슬릿 내지 제 4열 슬릿(162,164,166,168)은 전열핀(150)의 길이방향 테두리와 평행한 임의의 선에 대해 5 내지 10도의 경사각(θ)을 유지하며 배열된다.
상기 제 1열 슬릿 내지 제 4열 슬릿(162,164,166,168)이 전열핀(150)의 길이방향의 테두리와 평행한 임의의 선에 대해 5 내지 10도의 경사각(θ)만큼 기울어진 이유는 각 슬릿(162,164,166,168)이 외부 공기의 유입 방향과 둔각 또는 평행하게 배열되도록 함으로써 공기의 유동을 원활하게 함에 따라 소음을 줄이기 위함이다.
이때, 상기 각 슬릿(162,164,166,168)이 전열핀(150)의 테두리에 대해 5 내지 10도의 경사각(θ)만큼 기울어져 있기 때문에 전열관(152)의 중심선을 잇는 가상선(α)이 각 슬릿(162,164,166,168)과도 경사짐에 따라 제 1열 슬릿(162) 및 제 2열 슬릿(164)을 제 4열 슬릿(168) 및 제 3열 슬릿(166)으로 대칭 이동시키는 가상선(α)의 중심점을 기준으로 제 2,3열 슬릿(164,166)이 상호 동일 거리(β)만큼의 간격을 형성하는 것으로 한다.
그리고, 상기 제 1열 슬릿(162)과 제 2열 슬릿(164)은 외부 공기가 유입되는 반대측 단부를 인접한 전열관(152)의 접선과 평행한 임의의 접선과 접한 상태에서 서로 다른 길이를 갖도록 형성한다.
즉, 유입되는 외부 공기가 최초로 접하는 제 1,2열 슬릿(162,164)의 전단(前段,162a,164a)의 반대측인 제 1,2열 슬릿(162,164)의 후단(後段,162b,164b))은 인접한 전열관(152)의 접선과 평행한 일직선 상에 일부 접하도록 편중 배치된다.
이때, 상기 제 1열 슬릿(162)과 제 2열 슬릿(164)은 서로 다른 길이로 형성되어 외부 공기의 유입 방향(W)에 수직한 임의의 선에서의 거리를 달리한다.
더욱 상세히, 상기 제 1열 슬릿(162)의 길이는 제 2열 슬릿(164)의 길이에 비해 0.5 내지 0.8배의 길이로 형성된다.
이는, 제 1열 슬릿(162)이 제 2열 슬릿(164)의 절반 길이 이하로 형성되면 제 1열 슬릿(162)과 공기의 열교환 면적은 줄어들게 됨으로써 열교환 효율을 저하되기 때문이다.
그리고, 상기 제 1열 슬릿(162)이 제 2열 슬릿(164)의 길이에 0.8배를 초과하는 길이로 형성되면, 유입되는 공기가 제 1열 슬릿(162)의 전단(162a) 및 외측에 접하면서 제 1열 슬릿(162)과 제 2열 슬릿(164) 사이로 충분히 유입되지 않음에 따라 열교환 효과가 저하되고, 상기 제 1열 슬릿(162) 및 제 2열 슬릿(164)이 전열핀(150)의 길이방향 테두리에 대해 5 내지 10도의 경사각(θ)으로 기울어진 상태에서 전열핀(150)이 규격화되어 있기 때문에 제 1열 슬릿(162)의 전단(162a)이 전열핀(150)의 테두리를 벗어나는 길이로 형성될 수도 있다.
물론, 상기 제 3열 슬릿(166)과 제 4열 슬릿(168)은 제 1열 슬릿(162)과 제 2열 슬릿(164)과 동일 형상이므로 상술한 것으로 대체하며, 이하 제 1열 슬릿(162) 과 제 2열 슬릿(164)에 대한 형상만 언급함으로써 제 3,4열 슬릿(166,168)의 형상도 설명한 것으로 한다.
한편, 상기 제 1,2열 슬릿(162,164)은 유입되는 외부 공기와 직접적으로 접하는 전단(162a,164a)을 외부 공기의 유입 방향(W)에 대해 70 내지 80°경사진 각(σ)으로 경사지게 형성한다.
더욱 상세히, 상기 제 1열 슬릿(162)의 전단(162a) 모서리가 80도 경사진 각도(σ)로 형성된다.
상기 제 1열 슬릿(162)의 전단(162a)의 모서리 각도(σ)가 70도를 미만으로 기울어지면, 유동하는 외부 공기가 제 1열 슬릿(162)의 전단(162a)과 접촉하는 시간이 줄어들어 전열효과가 낮아지게 되고, 80도를 초과할 경우 외부 공기의 유입 방향(W)과 수직에 가까워 공기의 유동에 큰 간섭을 발생함으로써 소음을 많이 발생하게 된다.
그리고, 상기 제 2열 슬릿(164)의 전단(164a)의 모서리 각도(σ)가 70도 경사지게 된다.
이는, 상기 제 2열 슬릿(164)의 전단(164a)의 모서리 각도(σ)가 70도 미만으로 형성될 경우 유동하는 외부 공기가 제 2열 슬릿(164)의 전단(164a)과 접촉하는 시간이 줄어들어 전열효과가 낮아지게 되고, 80도를 초과할 경우 공기의 유동 방향이 제 3열 슬릿(166)의 내측으로 집중되지 않게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기의 전열핀에 의하면, 전열핀의 테두리에 대해 슬릿을 소정 각도 경사지게 배열함으로써 외부 공기와의 접촉에 따른 소음을 줄이고, 양쪽 외측 슬릿의 길이를 내측 슬릿의 길이보다 짧게 형성함으로써 통기 저항을 줄여 열교환 효율을 극대화하는 효과가 있다.
그리고, 상기 전열핀은 내측 두 열의 슬릿간의 간격을 최대한 넓힘에 따라 외부 공기를 그 사이로 많이 유동시켜 전열관 둘레에 집중시킴으로써 전열관측에서 발생하는 응축수를 많이 외부로 배출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 에어컨 실내기의 내부에 전열핀을 일정 경사로 기울어지게 구비하며, 상기 전열핀의 인접한 전열관 사이에서 외부 공기의 유입측으로부터 순서대로 제 1,2,3,4열 슬릿을 평행하게 배열하는 열교환기의 전열핀에 있어서,
    상기 제 1,2열 슬릿 및 제 3,4열 슬릿은 규격화된 전열핀 상에서 상기 전열관의 중심을 잇는 가상선에 대해 대칭적으로 형성되는 평행사변형 형상이고;
    상기 전열관의 중심을 잇는 가상선에서 상기 제 2열 슬릿 또는 제 3열 슬릿 간의 간격은 상기 제 1열 슬릿과 제 2열 슬릿 간의 간격 및 제 3열 슬릿과 제 4열 슬릿 간의 간격보다 더 넓게 형성됨과 아울러 동일한 각 슬릿의 폭의 3배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열핀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1열 슬릿 내지 제 4열 슬릿은 상기 전열핀의 길이방향 테두리와 평행한 임의의 선에 대해 5 내지 10도 경사지게 배열되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열핀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1열 슬릿과 제 2열 슬릿은 외부 공기가 유입되는 반대측 단부를 인접한 상기 전열관의 접선과 평행한 임의의 접선과 접한 상태에서 서로 다른 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열핀.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1열 슬릿은 상기 제 2열 슬릿의 0.5 내지 0.8배 이내의 범위의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열핀.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1,2열 슬릿은 유입되는 외부 공기와 직접적으로 접하는 전단을 외부 공기의 유입 방향에 대해 70 내지 80°경사지게 형성함을 특징으로 하는 열교환기의 전열핀.
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