KR100809839B1 - 열교환기 및 공기 조화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 드레인팬에 저류되는 물의 모세관 현상에 의해 실내 열교환기의 냉매관 취출측과 반대측의 관판 외측의 냉매관의 U자부에서의 녹의 발생을 억제할 수 있는 공기 조화 장치를 제공하는 것이다.
판금제의 외부 상자(11) 내에 실내 열교환기(19)와, 송풍기(17)와, 상기 열교환기(19)의 하단부가 수몰되는 드레인 저류부를 가진 드레인팬(18)을 구비하고 있다. 상기 열교환기(19)는 상기 열교환기(19)가 한 쌍의 판금제의 관판(19a, 19b)과, 상기 한 쌍의 관판(19a, 19b) 사이에 위치하는 복수의 방열핀(19c)과, 상기 한 쌍의 관판(19a, 19b) 및 상기 복수의 방열핀(19c)에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관(19d)을 구비하여 이루어지는 냉매관으로 구성되어 있고, 특히 이 냉매관은 관판(19a, 19b)에 대해 그 외측에서 U자형으로 꺾여 있다. 그리고, 실내 열교환기(19)의 관판(19a, 19b)의 방열핀측의 면에 이 방열핀(19c)을 이 관판으로부터 소요 치수 이격시키는 간극 확보용 돌기(196)를 설치하였다.
외부 상자, 관판, 드레인팬, 방열핀, 실내 열교환기

Description

열교환기 및 공기 조화 장치{HEAT EXCHANGER AND AIR CONDITIONING DEVICE}
도1은 본 발명의 공기 조화 장치의 종단 측면도.
도2는 도1의 공기 조화 장치를 화장 패널과 드레인팬을 제거하고 본 도면.
도3은 공기 조화 장치의 실내 열교환기의 개략 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 공기 조화 장치
11 : 외부 상자
17 : 송풍기
18 : 드레인팬
18a : 드레인 저류부
19 : 실내 열교환기
19a, 19b : 관판
19c : 방열핀
19d : 냉매관
196 : 간극 확보용 돌기
[문헌 1] 일본 특허 공개 평9-243291호 공보
본 발명은 열교환기 및 공기 조화 장치에 관한 것으로, 특히 열교환기의 냉매관의 U자부의 방청 수단에 관한 것이다.
종래, 열교환기와, 송풍기와, 상기 열교환기의 하단부가 수몰되는 드레인 저류부를 가진 드레인팬을 구비한 공기 조화 장치가 있다. 그리고, 열교환기는 한 쌍의 판금제의 관판과, 한 쌍의 관판 사이에 위치하는 복수의 방열핀과, 상기 한 쌍의 관판 및 상기 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관을 구비하여 이루어진다(특허 문헌 1 참조).
열교환기는 관판과 이 관판에 인접하는 방열핀과의 간극이 좁기 때문에 이 간극을 드레인팬에 저류된 드레인이 모세관 현상에 의해 올라와, 냉매관을 통과하고 있는 관판의 구멍의 간극에 침입한다. 관판 구멍의 간극에 침입하는 모세관수는, 실내 열교환기를 1차 공기측으로부터 2차 공기측으로 방열핀 사이를 통류하는 공기에 의해 증발된다. 따라서, 냉매관을 통과시키고 있는 관판 구멍의 간극은 습윤하거나 건조하거나를 반복하는 것이 고려된다. 이와 같은 열교환기는 일반적으로 관판이 철제, 냉매관이 구리제로 되어 있고, 그 양자가 다른 종류의 금속이므로, 양자 사이(간극)에 상술한 모관수가 칩입하고, 특히 이 모관수에 염분이 용해되어 있으면, 소위「볼타 전지」와 동일 현상이 나타나고, 구리제의 냉매관에 철제의 관판으로부터 모관수를 거쳐서 이온이 흐르고 이 구리의 냉매관에 녹이 발생하기 쉬운 환경에 노출되어 있다.
열교환기에는 조립 부착 전에 구리관을 U자로 절곡한 U자관을 냉매관 취출측과 반대측으로부터 한 쌍의 관판 및 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 통과시키고, 냉 매관 취출측에서 직관끼리를 벤드관(구리관)으로 납땜하는 타입이 있고, 관판의 외측에서 U턴되어 있는 냉매관의 U턴부는 냉간 가공에 의해 절곡되어 왜곡이 멈추어 있는 경우에는 한층 녹슬기 쉬운 환경 조건이 되어 있다.
본 발명의 목적은 상술한 점에 비추어 이루어진 것으로, 드레인팬에 저류되는 드레인수의 모세관 현상에 의해 관판 외측의 냉매관의 U자부에서의 녹의 발생을 억제할 수 있는 열교환기 및 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 열교환기는 한 쌍의 판금제의 관판과, 한 쌍의 관판 사이에 위치하는 복수의 방열핀과, 상기 한 쌍의 관판 및 상기 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관을 구비한 열교환기에 있어서, 상기 관판의 방열핀측의 면에 이 방열핀을 이 관판으로부터 소요 치수 이격시키는 간극 확보용 돌기를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공기 조화 장치는 열교환기와, 송풍기와, 상기 열교환기의 하단부가 수몰되는 드레인 저류부를 가진 드레인팬을 구비하고, 상기 열교환기가 한 쌍의 판금제의 관판과, 한 쌍의 관판 사이에 위치하는 복수의 방열핀과, 상기 한 쌍의 관판 및 상기 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관을 구비하여 이루어지는 공기 조화 장치에 있어서, 상기 관판의 방열핀측의 면에 이 방열핀을 이 관판으로부터 소요 치수 이격시키는 간극 확보용 돌기를 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 특징의 열교환기 및 공기 조화 장치에 따르면, 간극 조정용 돌기를 설 치함으로써 열교환기의 관판과 이 관판에 인접하는 방열핀과의 간극이 통상의 간극보다도 크게 확보되기 때문에, 드레인팬에 저류되는 드레인수가 관판과 방열핀과의 간극을 모세관 현상에 의해 올라오지 않게 되므로, 드레인팬 내의 드레인에 잠겨 있지 않은 냉매관을 통과시키고 있는 관판의 구멍의 간극이 습윤하거나 건조하거나를 반복하지 않으므로 비교적 녹이 발생하기 어려운 환경이 되어 녹의 발생을 억제할 수 있다.
상기 특징의 공기 조화 장치는, 상기 간극 확보용 돌기는 냉매관을 둘러싸고 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 관판의 구멍에 버어링 가공을 가함으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이하에, 본 발명의 일실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 공기 조화 장치의 종단 측면도이다.
도2는 천정 공간에 현수 고정된 공기 조화 장치를 화장 패널과 드레인팬을 제거하여 하부로부터 올려다 본 도면이다.
본 실시 형태의 공기 조화 장치(10)는 판금제의 외부 상자(11) 내에, 실내 열교환기(19)와, 송풍기(17)와, 상기 열교환기(19)의 하단부가 수몰되는 드레인 저류부(18a)를 가진 드레인팬(18)을 구비하고 있다. 상기 열교환기(19)는 한 쌍의 판금제의 관판(19a, 19b)과, 상기 한 쌍의 관판(19a, 19b) 사이에 위치하는 복수의 방열핀(19c)과, 상기 한 쌍의 관판(19a, 19b) 및 상기 복수의 방열핀(19c)에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관(19d)을 구비하여 이루어지는 냉매관으로 구성되어 있고, 특히 이 냉매관은 관판(19a, 19b)에 대해 그 외측에서 U자형으로 꺾여 있다.
이 공기 조화 장치(10)는 실내 열교환기(19)의 관판(19a, 19b)의 방열핀측의 면에 이 방열핀(19c)을 각 관판(19a, 19b)으로부터 소요 치수 이격시키는 간극 확보용 돌기(196)를 설치한 것을 특징으로 하고 있다(도3 참조).
이하에, 상세하게 설명한다. 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 이 공기 조화 장치(10)는 하단부가 개방되어 있는 상자형의 판금제이며 천정 슬라브(50)에 현수되는 외부 상자(11)를 구비하고, 이 외부 상자(11) 내를 구획판(42)에 의해 송풍팬(17)을 수용하는 기계실(16)과 실내 열교환기(19)를 수용하는 열교환기실(15)로 구획하고, 열교환기실(15)에 발포 수지제(발포스티롤제)의 내부 단열재(21)를 배치하고, 이 내부 단열재(21)의 하단부에 접촉하는 발포 수지제(발포스티롤제)로 방수 코트한 드레인팬(18)을 설치하고, 이 드레인팬(18)에 적재되어 상면을 내부 단열재(21)에 밀착하도록 상기 실내 열교환기(19)를 배치하고, 흡입구(12)와 취출구(13)를 갖고 상기 외부 상자(11)의 하단부 개구에 씌워 고정되는 화장 패널(14)을 구비하고 있다. 도1 중, 부호 27은 전동 팽창 밸브이다.
이 공기 조화 장치(10)는 송풍팬(17)을 구동함으로써, 화장 패널(14)의 흡입구(12)로부터 실내 공기를 흡입하고, 이 실내 공기를 열교환기실(15)의 1차 공기측(15a)으로 급송하여 실내 열교환기(19)의 방열핀 사이의 간극을 통류시켜 열교환시키고, 열교환한 공기를 취출구(13)로부터 취출하는 이른바 1방향 취출형 공기 조화 장치이다.
외부 상자(11)는 취출구(13)측의 전방면벽과, 흡입구(12)측의 후방면벽과, 좌우의 측면벽과, 상면벽으로 이루어지고, 하단부가 개방되어 있는 상자형이며, 좌우의 측면벽에 현수 부재(30)가 설치되어 있어 이 현수 부재(30)에 천정 슬라브(50)로부터 수직 하강한 현수 볼트(31)의 하단부를 통해 너트를 체결 부착함으로써 천정 내 공간에 수용된 상태로 현수된다. 상기 상자형 발포 수지제 내부 단열재(21)는 판금제의 외부 상자(11)의 열교환기실(15)의 내면에 밀착하여 설치되어 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 화장 패널(14)은 외부 상자(11)의 하단부 개구에 씌워 나사로 고정되어 있다. 이 화장 패널(14)을 제거하면, 도3에 도시한 바와 같이 외부 상자(11)의 기계실(16) 내가 노출되는 동시에 드레인팬(18)이 노출되는 상태가 된다. 화장 패널(14)은 격자형의 복수의 개구를 갖는 그릴(51)을 흡입구(12)에 제거 가능하게 구비하고, 그릴(51) 상에 필터재(33)를 교환 가능하게 구비하고 있다. 또한 화장 패널(14)의 취출구(13)에는 이 취출구(13)의 폭 방향의 수직 단면 내를 요동 가능하도록 합성 수지제 풍향 변경판(34)을 구비하고, 이 풍향 변경판(34)을 마이크로 모터(35)에 의해 경사 조정할 수 있어 풍향 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 마이크로 모터(35)의 구동 및 회전 방향은 리모트 콘트롤러에 의해 전장 상자(28)에 전파를 보내 제어할 수 있는 동시에, 실내 벽면에 설치되는 제어 장치(도시하지 않음)의 버튼을 조작함으로써도 제어되도록 구성되는 것이다.
도1에 도시한 바와 같이 외부 상자(11) 내를 실내 열교환기(19)와 송풍팬(17) 사이를 구획하고 있는 구획판(42)에는 개구를 갖고 이 개구에 송풍팬(17)의 송풍구(17a)가 삽입 접속되어 있다. 송풍팬(17)은 시로코팬을 이용하는 것이 바람직하고 모터(36)에 의해 회전된다. 외부 상자(11)에 있어서의 모터(36)의 부착 상태는 다음과 같다. 도2의 (a)에 있어서, 모터(36)는 그 좌우 양측에 축(60)이 연장되어 있고 베어링(52)이 피복되어 있다. 그리고 도2의 (b)[또한, 도2의 (b)는 도2의 (a)의 화살표 A 방향으로부터의 측면 개략도)에서 도시한 바와 같이 구획판(42)과 상면부(61)는 직교하고 있고, 이 양자에 걸치도록 모터 브래킷(37)이 나사 고정되어 있고, 이 모터 브래킷(37)의 수용부(63)에 베어링(52)이 적재되어 베어링 홀더(62)로 고정되어 있다.
모터(36)의 구동은, 리모트 콘트롤러에 의해 전장 상자(28)에 전파를 보내 제어할 수 있는 동시에, 실내 벽면에 설치되는 제어 장치(도시하지 않음)의 버튼을 조작함으로써도 제어되도록 구성되는 것이다.
실내 열교환기(19)는 상면을 내부 단열재(21) 상면벽과 거의 밀착하고, 하면이 발포 수지제 드레인팬(18) 상에 적재되어 1차 공기측(15a)과 2차 공기측(15b)을 구획하도록 구성되어 있다. 실내 열교환기(19)는 냉방 운전시에 방열핀, 그 밖의 온도차를 발생시키는 부분에 결로한다. 이 결로는 방수 코트된 발포 수지제의 드레인팬(18)으로 받을 수 있다. 도2에 도시한 바와 같이 드레인의 배수 수단으로서, 구획판(42)에 설치된 브래킷(38)에 액체 표면 센서(39)와 드레인 펌프(40)가 설치되어 있다. 액체 표면 센서(39)와 드레인 펌프(40)는 드레인팬(18)의 드레인 저류부의 가장 낮은 위치에 대응하고 있다. 드레인 펌프(40)는 드레인이 저류하면 작동하여, 드레인수를 퍼올려 배수구(41)로부터 배출하도록 되어 있다. 액체 표면 센서(39)는 드레인 펌프(40)를 온/오프시키는 것이 아닌, 드레인 펌프(40)가 고장 등이 되어, 드레인수가 드레인팬(18)의 허용 레벨 가득 저류되었을 때를 검지하여 신호를 출력하고, 전장 상자(28)에 신호를 보내 공기 조화 장치(10)의 운전을 멈추고 경고를 발하는 등을 위한 비상 수단이다.
특히, 본 실시 형태의 실내 열교환기(19)는 도3에 도시한 바와 같이 냉매관 취출측의 판금제(철제)의 관판(19a)과, 냉매관 취출측과 반대측의 판금제(철제)의 관판(19b)과, 관판(19a, 19b) 사이에 끼워지는 복수의 알루미늄제 방열핀(19c)과, 지그재그형의 냉매관(19d)으로 이루어진다. 냉매관(19d)은 조립 부착 전에 구리관을 U자로 절곡한 U자관(191)을 관판(19b)과 관판(19a)과 복수의 방열핀(19c)에 뚫린 구멍에 냉매관 취출측과 반대측으로부터 통과시키고, U자관(191)의 냉매관 취출측의 단부에 소켓(192)을 씌워 납땜하고, 또한 소켓(192)에 벤드관(구리관)(193)을 삽입하고 납땜하여 이루어지는 구성이다. 냉매관(19d)은 냉매관 취출부(194, 195)를 구비하고 있다(도2 및 도3 참조).
도3에 도시한 바와 같이 양측의 관판(19a) 및 관판(19b)은 방열핀측의 면에 방열핀(19c)을 이 관판(19a, 19b)으로부터 소요 치수 이격시키는 간극 확보용 돌기(196)를 구비하고 있다. 이 간극 확보용 돌기(196)는 냉매관(19d)을 통과하고 있는 구멍을 둘러싸고 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이 간극 확보용 돌기(196)는 관판(19b)에 대해 외면측으로부터 냉매관(19d)을 통과하는 구멍을 버어링 가공에 의해 뚫고, 이 관판(19b)의 방열핀측의 면으로 돌출하는 버어링(원주형의 돌기)이다.
본 실시 형태에 따르면, 상기 관판(19b)의 방열핀측의 면에 간극 조정용 돌기(196)를 설치함으로써 실내 열교환기(19)의 관판(19b)과 이 관판(19b)에 인접하는 방열핀(19c)과의 간극 및 관판(19b)과 이 관판(19b)에 인접하는 방열핀(19c)과의 간극이 통상의 간극보다도 크게 확보되므로, 드레인팬(18)에 저류되는 드레인수가 관판(19a)과 방열핀(19c)과의 간극 및 관판(19b)과 방열핀(19c)과의 간극을 모 세관 현상에 의해 올라오지 않게 되므로, 드레인팬(18) 내의 드레인에 잠겨 있지 않은 냉매관(19d)을 통과시키고 있는 관판(19b)의 구멍의 간극이 습윤하거나 건조하거나를 반복하지 않으므로 비교적 녹이 발생하기 어려운 환경이 되어, 녹의 발생을 억제할 수 있다. 방열핀을 이 관판으로부터 소요 치수 이격시키는 간극은, 예를 들어 통상의 간극보다도 1 mm 내지 2 mm 크게 취하면 충분하다.
본 실시 형태에 따르면, 간극 확보용 돌기(196)를 관판(19b)의 방열핀측의 면에 돌출하는 버어링(원주형의 돌기)으로서 구성하였으므로 관판(19b)과 방열핀(19c)과의 사이에 균일한 간극을 확보하는 것이 용이하고, 게다가 가공 공정수가 증가하지 않아 비용 상승이 되지 않는다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 공기 조화 장치의 실시 형태를 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 설계 변경할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 관판(19a, 19)에 냉매관(19d)을 통과시키는 구멍을 버어링 가공하여 간극 확보용 돌기(196)로 하였지만, 관판(19b)에 냉매관(19d)을 통과시키는 구멍으로부터 떨어진 위치에 간극 조정용 돌기를 설치해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 조립 부착 전에 구리관을 U자로 절곡한 U자관을 냉매관 취출측과 반대측으로부터 한 쌍의 관판 및 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 통과시키고, 냉매관 취출측에서 직관끼리를 벤드관(구리관)으로 납땜하는 타입의 열교환기 및 공기 조화 장치에 대해 설명하였지만, 열교환기에는 직관(구리관)을 한 쌍의 관판 및 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 통과시키고, 양측의 관판의 외측에서 직관끼 리를 벤드관(구리관)으로 납땜하는 타입의 실내 열교환기 및 공기 조화 장치에 대해서도 적용된다.
또한 상기 실시 형태에서는 1방향 취출형의 공기 조화 장치에 적용하였지만, 본 발명은 2방향 취출형과 4방향 취출형의 공기 조화 장치에도 적용되고, 또한 벽 설치 타입의 공기 조화 장치나 빌트인 타입의 공기 조화 장치나 천정 현수 타입의 공기 조화 장치에도 적용된다. 그 밖의 열교환기에도 적용된다.
본 발명에 따르면, 열교환기의 관판과 이 관판에 인접하는 방열핀과의 간극이 간극 확보용 돌기에 의해 확보되기 때문에 드레인팬에 저류되는 드레인수가 관판과 방열핀과의 간극을 모세관 현상에 의해 올라오지 않게 되므로, 이 관판의 냉매관을 통과시키고 있는 부분에서의 냉매관의 녹의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 열교환기와, 송풍기와, 상기 열교환기의 하단부가 수몰되는 드레인 저류부를 가진 드레인팬을 구비하고, 상기 열교환기가 한 쌍의 판금제의 관판과, 한 쌍의 관판 사이에 위치하는 복수의 방열핀과, 상기 한 쌍의 관판 및 상기 복수의 방열핀에 뚫린 구멍에 지그재그형으로 통과시킨 냉매관을 구비하여 이루어지는 공기 조화 장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 관판의 각각의 방열핀측의 면에, 이 방열핀을 이 관판으로부터 소정 치수 이격시켜서 상기 드레인 팬에 저장되는 드레인수가 관판과 방열핀과의 간극을 모세관 현상에 의해 올라가기 어렵게 하기 위한 간극 확보용 돌기를 설치한 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간극 확보용 돌기는 냉매관을 둘러싸고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 간극 확보용 돌기는 관판의 구멍에 버어링 가공을 가 함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
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