KR101451054B1 - 열교환기 및 공기 조화기 - Google Patents

열교환기 및 공기 조화기 Download PDF

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마사노리 진도우
요시오 오리타니
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

열교환기(30)에서는, 편평관(33)이 상하로 배열되고, 판형상의 핀(36)이 편평관(33)의 신장방향에 배열된다. 핀(36)의 노치(notch)부(45)에는, 편평관(33)이 끼워 넣어진다. 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(46) 사이의 부분이 풍상 판부(70)가 되고, 노치부(45)의 풍하측 부분이 풍하(風下) 판부(75)가 된다. 풍상(風上) 판부(70)에는, 팽출부(81∼83)와 루버(50a, 50b)로 이루어지는 풍상측 전열 촉진부(71)가 형성된다. 풍하 판부(75)에는, 풍하측 팽출부(84)로 이루어지는 풍하측 전열 촉진부(76)가 형성된다. 풍하측 전열 촉진부(76)는, 노치부(45)의 풍하측에 배치되고, 핀(36)의 전연(前緣)(38)측에서 보아 풍상측 전열 촉진부(71)와 오버 랩 된다.

Description

열교환기 및 공기 조화기{HEAT EXCHANGER AND AIR CONDITIONER}
본 발명은, 편평관(扁平管)과 핀(fin)을 구비하고, 편평관 내를 흐르는 유체를 공기와 열교환시키는 열교환기에 관한 것이다.
종래, 편평관과 핀을 구비한 열교환기가 알려져 있다. 특허문헌 1 및 2에는, 이 종류의 열교환기가 기재되어 있다. 이들 특허문헌에 기재된 열교환기에서는, 좌우방향으로 연장되는 복수의 편평관이 서로 소정의 간격을 두고 상하로 연장되며, 판형상의 핀이 서로 소정의 간격을 두고 편평관의 신장방향으로 나열되어 있다. 예를 들어 특허문헌 2의 도 2에 기재되는 바와 같이, 이 열교환기에서는, 핀에 가늘고 긴 노치(notch)부가 형성되고, 각 노치부에 편평관이 끼워 넣어진다. 그리고, 이 열교환기에서는, 핀 사이를 흐르는 공기가 편평관 내를 흐르는 유체와 열교환한다.
통상, 이 종류의 열교환기에서는, 핀과 공기 사이의 열전달을 촉진시키기 위해, 잘라 세움부 등의 전열 촉진부가 핀에 형성된다. 특허문헌 1의 도 3 및 도 13과 특허문헌 2의 도 2에 기재된 핀에서는, 복수의 잘라 세움부가 공기의 통과방향에 나열되어 형성된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 일본 특허공개 2003-262485호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 2010-054060호 공보
잘라 세움부 등의 전열 촉진부는, 프레스 가공에 의해 형성되는 것이 통상적이다. 그리고, 가공상의 제약으로, 편평관이 끼워 넣어지는 노치부와 전열 촉진부 사이에는, 평탄한 부분이 형성된다. 즉, 전열 촉진부가 형성된 핀에서는, 편평관을 따른 부분이 평탄하게 된다.
상술과 같이, 열교환기에서는, 편평관의 신장방향으로 나열된 핀 사이를 공기가 흐른다. 핀에 잘라 세움부 등의 전열 촉진부가 형성되면, 이 공기의 흐름이 전열 촉진부에 의해 흩뜨려지고, 핀과 공기 사이의 열전달이 촉진된다. 그러나, 전열 촉진부가 형성된 핀에서는, 편평관을 따른 부분이 평탄하게 된다.
핀 사이를 흐르는 공기가 받는 저항은, 잘라 세움부 등의 전열 촉진부가 형성된 부분 쪽이 평탄한 부분보다 크다. 따라서, 핀끼리의 사이에서는, 편평관 근방의 평탄한 부분을 따라 흐르는 공기의 유량이 상대적으로 많아지고, 전열 촉진부가 형성된 부분을 따라 흐르는 공기의 유량이 상대적으로 적어진다. 그리고, 편평관 근방의 평탄한 부분을 따라 흐르는 공기는, 핀과의 열교환을 거의 행하지 않고 열교환기를 그냥 지나 버린다. 이 때문에, 핀에 전열 촉진부를 형성함에도 불구하고, 핀의 열전달율이 그다지 향상되지 않는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 편평관과 전열 촉진부가 형성된 핀을 구비하는 열교환기에 있어서, 핀의 열전달율을 향상시켜 열교환기의 성능을 높이는 데 있다.
제 1 발명은, 측면이 대향하도록 상하로 배열되고, 내부에 유체의 통로(34)가 형성되는 복수의 편평관(33)과, 판형상으로 형성되어 이 편평관(33)의 신장방향에 일정 간격으로 배치되고, 인접하는 상기 편평관(33) 사이를 공기가 흐르는 복수의 통풍로(40)로 구획하는 복수의 핀(36)을 구비하는 열교환기를 대상으로 한다. 상기 핀(36)에서는, 각각에 상기 편평관(33)이, 이 핀(36)의 전연(前緣)(38)측에서부터 끼워 넣어지는 복수의 노치부(45)가, 이 핀(36)의 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성되며, 상하로 인접하는 상기 노치부(45) 사이의 부분이 풍상(風上) 판부(70)를, 상기 각 노치부(45)보다 풍하(風下)측 부분이 풍하 판부(75)를 각각 구성하고, 공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 잘라 세움부와, 공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 팽출부와의 한쪽 또는 양쪽에 의해 구성되는 전열 촉진부(71, 76)가, 상기 각 풍상 판부(70)와 상기 풍하 판부(75)에 형성되며, 상기 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 상기 전열 촉진부(71)의 상측과 하측에 위치하는 상기 노치부(45)를 따른 부분이 평탄한 평탄부(72, 73)가 되고, 상기 핀(36)의 풍하 판부(75)에서는, 상기 각 노치부(45)의 풍하측에 한 개씩 형성된 상기 전열 촉진부(76)의 각각이, 이 전열 촉진부(76)에 대응하는 노치부(45)를 따른 상기 평탄부(72, 73)와, 상기 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐지는 것이다.
제 1 발명에서는, 열교환기(30)에 편평관(33)과 핀(36)이 복수개씩 설치된다. 열교환기(30)에서는, 복수의 핀(36)이 편평관(33)의 신장방향에 일정 간격으로 배치되고, 핀(36)에 형성된 노치부(45)에 편평관(33)이 끼워 넣어진다. 또, 열교환기(30)에 설치된 각 핀(36)에서는, 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에 전열 촉진부(71, 76)가 형성된다.
제 1 발명의 열교환기(30)에 있어서, 상하로 배열된 편평관(33) 사이의 공간은, 핀(36)의 풍상 판부(70)에 의해 복수의 통풍로(40)로 구획된다. 각 핀(36)에서는, 노치부(45) 풍하측의 부분이, 각 풍상 판부(70)에 연속되는 풍하 판부(75)가 된다. 그리고, 열교환기(30)에서는, 각 통풍로(40)를 흐르는 공기가, 편평관(33) 내의 통로(34)를 흐르는 유체와 열교환한다.
제 1 발명의 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 전열 촉진부(71)의 상측과 하측의 각각에, 노치부(45)를 따른 평탄부(72, 73)가 형성된다. 이로써, 통풍로(40)에서는, 풍상 판부(70)의 전열 촉진부(71)가 형성된 부분보다, 평탄부(72, 73)를 따른 부분 쪽으로 공기가 흐르기 쉬워진다.
한편, 제 1 발명의 핀(36)의 풍하 판부(75)에서는, 각 노치부(45)의 풍하측에 전열 촉진부(76)가 하나씩 형성된다. 풍하 판부(75)의 각 전열 촉진부(76)는, 그 전열 촉진부(76)의 풍상측에 위치하는 노치부(45)를 따른 평탄부(72, 73)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 이 때문에, 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기는, 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 부딪히고, 이 공기의 흐름이 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 의해 흩뜨려진다.
제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 각 전열 촉진부(76)는, 이 전열 촉진부(76)에 대응하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 상기 풍상 판부(70)의 전열 촉진부(71)와, 상기 핀(36)의 전연(36)측에서 보아 겹쳐지는 것이다.
제 2 발명에 있어서, 풍하 판부(75)의 각 전열 촉진부(76)는, 이에 대응하는 노치부(45)를 사이에 두고 서로 인접하는 2개의 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73) 및 전열 촉진부(71)와, 상기 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 이 때문에, 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기가 확실하게 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 부딪히고, 이 공기의 흐름이 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 의해 흩뜨려진다.
제 3 발명은, 상기 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에는, 상기 잘라 세움부(50a, 50b)와, 이 잘라 세움부(50a, 50b)의 풍상측에 배치된 상기 팽출부(81∼83)가, 전열 촉진부(71)로서 형성되는 것이다.
일반적으로, 공기의 흐름을 흩뜨리는 효과는, 핀(36)을 잘라 세움으로써 형성된 잘라 세움부(50a, 50b) 쪽이, 핀(36)을 팽출시킴으로써 형성된 팽출부(81∼83)보다 크다. 따라서, 통상은 열전달의 촉진효과도, 잘라 세움부(50a, 50b) 쪽이 팽출부(81∼83)보다 크다. 한편, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 핀(36)의 온도 차는, 통풍로(40)의 입구가 가장 크고, 풍하를 향함에 따라 점차 작아진다.
제 3 발명의 풍상 판부(70)에 형성된 전열 촉진부(71)에서는, 잘라 세움부(50a, 50b)의 풍상측에 팽출부(81∼83)가 배치된다. 즉, 이 발명의 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 공기와 핀(36)의 온도 차가 비교적 큰 풍상측에, 전열 촉진 효과가 비교적 낮은 팽출부(81∼83)가 배치되고, 공기와 핀(36)의 온도 차가 비교적 작은 풍하측에, 전열 촉진 효과가 비교적 높은 잘라 세움부(50a, 50b)가 배치된다. 이로써, 풍상 판부(70)의 풍상 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량과, 풍상 판부(70)의 풍하 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량의 차가 작아진다.
제 4 발명은, 공기 조화기(10)를 대상으로 하고, 상기 제 1∼제 3 발명 중 어느 한 발명의 열교환기(30)가 설치된 냉매회로(20)를 구비하고, 상기 냉매회로(20)에서 냉매를 순환시켜 냉동 사이클을 행하는 것이다.
제 4 발명에서는, 제 1∼제 3 발명 중 어느 한 발명의 열교환기(30)가 냉매회로(20)에 접속된다. 열교환기(30)에 있어서, 냉매회로(20)를 순환하는 냉매는, 편평관(33)의 통로(34)를 흘러, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 열교환한다.
본 발명에서는, 각 핀(36)의 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에 전열 촉진부(71, 76)가 형성된다. 핀(36)의 풍하 판부(75)에서는, 전열 촉진부(76)가, 대응하는 노치부(45)를 따른 평탄부(72, 73)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기는, 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 부딪히므로, 이 공기의 흐름이 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 의해 흩뜨려진다. 이로써, 핀(36)의 풍상 판부(70) 중 전열 촉진부(71)가 형성된 부분을 따라 흐르는 공기와 핀(36) 사이의 열전달만이 아니라, 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기와 핀(36) 사이의 열전달도 촉진된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 핀(36)의 열전달율을 향상시킬 수 있고, 열교환기(30)의 성능을 높일 수 있다.
상기 제 2 발명에서는, 풍하 판부(75)의 각 전열 촉진부(76)가, 이에 대응하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)와 전열 촉진부(71)의 양쪽과, 상기 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 이로써, 풍상 판부(70)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기 중 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)와 부딪히는 것이 늘어나고, 풍하 판부(75)의 전열 촉진부(76)에 의해 흐름이 흩뜨려지는 공기가 증가한다. 따라서, 이 발명에 의하면, 핀(36)의 열전달율을 한층 향상시킬 수 있다.
상기 제 3 발명에서는, 핀(36)의 풍상 판부(70)의 전열 촉진부(71)에 있어서, 잘라 세움부(50a, 50b)의 풍상측에 팽출부(81∼83)가 배치된다. 이로써, 풍상 판부(70)의 풍상 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량과, 풍상 판부(70)의 풍하 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량의 차가 작아진다. 따라서, 이 발명에 의하면, 핀(36)의 풍상 판부(70)의 표면에서 생성되는 드레인 수와 서리의 양을, 풍상 판부(70) 전체에 걸쳐 평균화할 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태의 열교환기를 구비하는 공기 조화기의 개략 구성을 나타내는 냉매 회로도이다.
도 2는, 제 1 실시형태의 열교환기의 개략 사시도이다.
도 3은, 제 1 실시형태의 열교환기의 정면을 나타내는 일부 단면도이다.
도 4는, 도 3의 A-A 단면의 일부를 나타내는 열교환기의 단면도이다.
도 5는, 제 1 실시형태의 열교환기 핀의 주요부를 나타내는 도이고, (A)는 핀의 정면도이며, (B)는 (A)의 B-B 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 열교환기에 설치된 핀의 단면도이고, (A)는 도 5의 C-C 단면을 나타내며, (B)는 도 5의 D-D 단면을 나타낸다.
도 7은, 제 2 실시형태의 열교환기의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 8은, 제 2 실시형태의 열교환기 핀의 주요부를 나타내는 도이고, (A)는 핀의 정면도이며, (B)는 (A)의 E-E 단면을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 제 3 실시형태의 열교환기의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 10은, 제 3 실시형태의 열교환기 핀의 주요부를 나타내는 도이고, (A)는 핀의 정면도이며, (B)는 (A)의 F-F단면을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
≪제 1 실시형태≫
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 제 1 실시형태의 열교환기(30)는, 후술하는 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성한다.
-공기 조화기-
본 실시형태의 열교환기(30)를 구비한 공기 조화기(10)에 대해, 도 1을 참조하면서 설명한다.
<공기 조화기의 구성>
공기 조화기(10)는, 실외유닛(11) 및 실내유닛(12)을 구비한다. 실외유닛(11)과 실내유닛(12)은, 액측 연결배관(13) 및 가스측 연결배관(14)을 통해 서로 접속된다. 공기 조화기(10)에서는, 실외유닛(11), 실내유닛(12), 액측 연결배관(13), 및 가스측 연결배관(14)에 의해, 냉매회로(20)가 형성된다.
냉매회로(20)에는, 압축기(21)와, 사방전환밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 팽창밸브(24)와, 실내 열교환기(25)가 배치된다. 압축기(21), 사방전환밸브(22), 실외 열교환기(23), 및 팽창밸브(24)는, 실외유닛(11)에 수용된다. 실외유닛(11)에는, 실외 열교환기(23)로 실외공기를 공급하기 위한 실외팬(15)이 설치된다. 한편, 실내 열교환기(25)는, 실내유닛(12)에 수용된다. 실내유닛(12)에는, 실내 열교환기(25)로 실내공기를 공급하기 위한 실내팬(16)이 설치된다.
냉매회로(20)는, 냉매가 충전(充塡)된 폐회로이다. 냉매회로(20)에 있어서, 압축기(21)는, 그 토출측이 사방전환밸브(22)의 제 1 포트로, 그 흡입측이 사방전환밸브(22)의 제 2 포트로, 각각 접속된다. 또, 냉매회로(20)에서는, 사방전환밸브(22)의 제 3 포트에서 제 4 포트를 향해 차례로, 실외 열교환기(23)와, 팽창밸브(24)와, 실내 열교환기(25)가 배치된다.
압축기(21)는, 스크롤형 또는 로터리형의 전(全)밀폐형압축기이다. 사방전환밸브(22)는, 제 1 포트가 제 3 포트와 연통하며 또한, 제 2 포트가 제 4 포트와 연통하는 제 1 상태(도 1에 파선으로 나타내는 상태)와, 제 1 포트가 제 4 포트와 연통하며 또한, 제 2 포트가 제 3 포트와 연통하는 제 2 상태(도 1에 실선으로 나타내는 상태)로 전환한다. 팽창밸브(24)는, 이른바 전자 팽창밸브이다.
실외 열교환기(23)는, 실외공기를 냉매와 열교환시킨다. 실외 열교환기(23)는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 의해 구성된다. 한편, 실내 열교환기(25)는, 실내공기를 냉매와 열교환시킨다. 실내 열교환기(25)는, 원관(圓管)인 전열관(傳熱管)을 구비한 이른바, 크로스 핀형 핀 앤 튜브 열교환기에 의해 구성된다.
<냉방운전>
공기 조화기(10)는, 냉방운전을 행한다. 냉방운전 중에는, 사방전환밸브(22)가 제 1 상태로 설정된다. 또, 냉방운전 중에는, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 운전된다.
냉매회로(20)에서는, 냉동 사이클이 행해진다. 구체적으로, 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통해 실외 열교환기(23)로 유입하여, 실외공기로 방열하고 응축된다. 실외 열교환기(23)로부터 유출된 냉매는, 팽창밸브(24)를 통과할 시에 팽창하고 나서 실내 열교환기(25)로 유입하여, 실내공기로부터 흡열하고 증발된다. 실내 열교환기(25)로부터 유출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통과 후에 압축기(21)로 흡입되고 압축된다. 실내유닛(12)은, 실내 열교환기(25)에서 냉각된 공기를 실내로 공급한다.
<난방운전>
공기 조화기(10)는, 난방운전을 행한다. 난방운전 중에는, 사방전환밸브(22)가 제 2 상태로 설정된다. 또, 난방운전 중에는, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 운전된다.
냉매회로(20)에서는, 냉동 사이클이 행해진다. 구체적으로, 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통해 실내 열교환기(25)로 유입하여, 실내공기로 방열하고 응축된다. 실내 열교환기(25)로부터 유출된 냉매는, 팽창밸브(24)를 통과할 시에 팽창하고 나서 실외 열교환기(23)로 유입하여, 실외공기로부터 흡열하고 증발된다. 실외 열교환기(23)로부터 유출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통과 후에 압축기(21)로 흡입되고 압축된다. 실내유닛(12)은, 실내 열교환기(25)에서 가열된 공기를 실내로 공급한다.
<서리 제거 동작>
상술한 바와 같이, 난방운전 중에는, 실외 열교환기(23)가 증발기로서 기능한다. 외기기온이 낮은 운전조건에서는, 실외 열교환기(23)의 냉매 증발온도가 0℃ 하회하는 경우가 있고, 이 경우에는, 실외공기 중의 수분이 서리가 되어 실외 열교환기(23)에 부착된다. 이에 따라, 공기 조화기(10)는, 예를 들어 난방운전의 지속시간이 소정값(예를 들어, 수십 분)에 도달할 때마다, 서리 제거 동작을 행한다.
서리 제거 동작을 개시할 시에는, 사방전환밸브(22)가 제 2 상태에서 제 1 상태로 전환하고, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 정지한다. 서리 제거 동작 중의 냉매회로(20)에서는, 압축기(15)로부터 토출된 고온의 냉매가 실외 열교환기(23)로 공급된다. 실외 열교환기(23)에서는, 그 표면에 부착된 서리가 냉매에 의해 데워져 융해(融解)된다. 실외 열교환기(23)에서 방열한 냉매는, 팽창밸브(24)와 실내 열교환기(25)를 차례로 통과하고, 그 후에 압축기(21)로 흡입되어 압축된다. 서리 제거 동작이 종료하면, 난방운전이 재개된다. 즉, 사방전환밸브(22)가 제 1 상태에서 제 2 상태로 전환하고, 실외팬(15) 및 실내팬(16)의 운전이 재개된다.
-제 1 실시형태의 열교환기-
공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성하는 본 실시형태의 열교환기(30)에 대해, 도 2∼도 6을 적절히참조하면서 설명한다.
<열교환기의 전체 구성>
도 2 및 도 3에 나타내듯이, 본 실시형태의 열교환기(30)는, 하나의 제 1 헤더 집합관(31)과, 하나의 제 2 헤더 집합관(32)과, 다수의 편평관(33)과, 다수의 핀(36)을 구비한다. 제 1 헤더 집합관(31), 제 2 헤더 집합관(32), 편평관(33), 및 핀(36)은, 모두 알루미늄 합금제의 부재이고, 서로 납땜(brazing)에 의해 접합된다.
제 1 헤더 집합관(31)과 제 2 헤더 집합관(32)은, 모두 양단(兩端)이 폐색(閉塞)된 가늘고 긴 중공(中空) 원통형으로 형성된다. 도 3에서, 열교환기(30)의 좌측단에는 제 1 헤더 집합관(31)이, 열교환기(30)의 우측단에는 제 2 헤더 집합관(32)이, 각각 기립한 상태로 배치된다. 즉, 제 1 헤더 집합관(31)과 제 2 헤더 집합관(32)은, 각각의 축방향이 상하방향으로 되는 자세로 설치된다.
도 4에도 나타내듯이, 편평관(33)은, 그 단면(斷面)형상이 편평한 장원형(長圓形) 또는 모서리가 둥근 직사각형으로 된 전열관이다. 열교환기(30)에 있어서, 복수의 편평관(33)은, 그 신장방향이 좌우방향으로 되고, 또한 각각의 평탄한 측면이 서로 마주 보는 자세로 배치된다. 또, 복수의 편평관(33)은, 서로 일정의 간격을 두고 상하로 나열 배치된다. 각 편평관(33)은, 그 일단(一端)부가 제 1 헤더 집합관(31)에 삽입되고, 그 타단(他端)부가 제 2 헤더 집합관(32)에 삽입된다.
핀(36)은, 판형상의 핀이고, 편평관(33)의 신장방향에 서로 일정의 간격을 두고 배치된다. 즉, 핀(36)은, 편평관(33)의 신장방향과 실질적으로 직교하도록 배치된다. 상세한 것은 후술하나, 각 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이에 위치하는 부분이, 풍상 판부(70)를 구성한다.
도 3에 나타내듯이, 열교환기(30)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이의 공간이, 핀(36)의 풍상 판부(70)에 의해 복수의 통풍로(40)로 구획된다. 열교환기(30)는, 편평관(33)의 유체통로(34)를 흐르는 냉매를, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 열교환시킨다.
<핀의 구성>
도 4 및 도 5에 나타내듯이, 핀(36)은, 금속판을 프레스 가공함으로써 형성된 세로로 긴 판형상의 핀(36)이다. 핀(36)의 두께는 대략 0.1㎜ 정도이다.
핀(36)에는, 핀(36)의 전연(前緣)(38)에서 핀(36)의 폭방향(즉, 공기의 통과방향)으로 연장되는 가늘고 긴 노치부(45)가, 다수 형성된다. 핀(36)에서는, 다수의 노치부(45)가, 핀(36)의 길이방향(상하방향)에 일정 간격으로 형성된다. 노치부(45)는, 편평관(33)을 끼워 넣기 위한 노치(notch)이다. 노치부(45)의 풍하 쪽 부분은, 관삽입부(46)를 구성한다. 관삽입부(46)는, 상하방향의 폭이 편평관(33)의 두께와 실질적으로 동등하고, 길이가 편평관(33)의 폭과 실질적으로 동등하다.
편평관(33)은, 핀(36)의 관삽입부(46)로, 핀(36)의 전연(38)측에서부터 끼워 넣어진다. 편평관(33)은, 관삽입부(46)의 주연(周緣)부와 납땜에 의해 접합된다. 즉, 편평관(33)은, 노치부(45)의 일부분인 관삽입부(46)의 주연부 사이에 끼워진다.
핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(45) 사이의 부분이 풍상 판부(70)가 되고, 노치부(45)보다 풍하측(즉, 핀(36)의 후연(39) 쪽) 부분이 풍하 판부(75)가 된다. 즉, 핀(36)은, 상하로 나열된 복수의 풍상 판부(70)와, 모든 풍상 판부(70)에 연속되는 하나의 풍하 판부(75)를 구비한다. 각 풍상 판부(70)는 상하로 나열된 편평관(33) 사이에 배치되고, 풍하 판부(75)는 편평관(33)의 풍하측에 배치된다.
핀(36)의 각 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에는, 전열 촉진부(71, 76)와 태브(48a, 48b)가 형성된다. 또, 풍하 판부(75)에는, 도수용 리브(49)가 형성된다. 또한, 핀(36)에서는, 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에 걸치는 부분에 보조 팽출부(85)가 형성된다. 전열 촉진부(71, 76)와 보조 팽출부(85)에 대해서는 후술한다.
태브(48a, 48b)는, 핀(36)을 잘라 세움으로써 형성된 직사각형의 작은 편(片)이다. 태브(48a, 48b)는, 그 돌출단이 옆의 핀(36)에 접촉함으로써, 핀(36)끼리의 간격을 유지한다. 핀(36)에서의 태브(48a, 48b)의 배치에 대해서는 후술한다.
도수용 리브(49)는, 핀(36)의 후연(39)을 따라 상하로 연장되는 가늘고 긴 오목홈이다. 도수용 리브(49)는, 핀(36)의 풍하 판부(75)의 상단에서부터 하단에 걸쳐 형성된다.
<핀의 풍상 판부>
핀(36)의 풍상 판부(70)에 형성된 풍상측 전열 촉진부(71)는, 잘라 세움부인 루버(50a, 50b)와, 팽출부(81∼83)에 의해 구성된다. 각 풍상 판부(70)에서는, 루버(50a, 50b)의 풍상측에 팽출부(81∼83)가 배치된다. 여기서, 이하에 나타내는 팽출부(81∼83)와 루버(50a, 50b)의 수는, 모두 단지 일례이다.
구체적으로, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 풍상 쪽 부분에 3개의 팽출부(81∼83)가 형성된다. 3개의 팽출부(81∼83)는, 공기의 통과방향(즉, 핀(36)의 전연(38)에서 후연(39)을 향하는 방향)에 나열된다. 즉, 풍상 판부(70)에는, 풍상에서 풍하를 향해 차례로, 제 1 팽출부(81)와, 제 2 팽출부(82)와, 제 3 팽출부(83)가 형성된다.
각 팽출부(81∼83)는, 풍상 판부(70)를 통풍로(40)를 향해 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 각 팽출부(81∼83)는, 통풍로(40)에서의 공기 통과방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 3개의 팽출부(81∼83)는, 서로 동일 방향으로 팽출된다. 본 실시형태의 핀(36)에서는, 각 팽출부(81∼83)가 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 또, 팽출부(81∼83)의 능선(81a, 82a, 83a)은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행이 된다. 즉, 각 팽출부(81∼83)의 능선(81a, 82a, 83a)은, 통풍로(40)에서의 공기 흐름방향과 교차한다.
도 5의 (B)에 나타내듯이, 제 1 팽출부(81)의 팽출방향 높이 H1은, 제 2 팽출부(82)의 팽출방향 높이 H2보다 낮고, 제 2 팽출부(82)의 팽출방향 높이 H2는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향 높이 H3과 동등하다(H1＜H2=H3). 또, 도 5의 (A)에 나타내듯이, 제 1 팽출부(81)의 공기 통과방향 폭 W1은, 제 2 팽출부(82)의 공기 통과방향 폭 W2보다 좁고, 제 2 팽출부(82)의 공기 통과방향 폭 W2는, 제 3 팽출부(83)의 공기 통과방향 폭 W3과 동등하다(W1＜W2=W3).
또, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 팽출부(81∼83)의 풍하측에 일군(一群)의 루버(50a, 50b)가 형성된다. 각 루버(50a, 50b)는, 풍상 판부(70)에 복수의 슬릿이 형성되고, 인접하는 슬릿 사이의 부분을 비틀도록 소성(塑性) 변형시킴으로써 형성된다. 각 루버(50a, 50b)의 길이방향은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행(즉, 상하방향)이 된다. 즉, 각 루버(50a, 50b)의 길이방향은, 공기의 통과방향과 교차하는 방향이 된다. 각 루버(50a, 50b)의 길이는, 서로 동등하게 된다.
도 5의 (B)에 나타내듯이, 각 루버(50a, 50b)는, 그 주위의 평탄한 부분에 대해 경사진다. 구체적으로, 각 루버(50a, 50b) 풍상측의 잘라 세운 단(端)(53a, 53b)은, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 좌측으로 팽출된다. 한편, 각 루버(50a, 50b) 풍하측의 잘라 세운 단(53a, 53b)은, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다.
도 6의 (A) 및 (B)에 나타내듯이, 루버(50a, 50b)의 잘라 세운 단(53a, 53b)은, 주연부(54a, 54b)와, 상측 연부(55a, 55b)와, 하측 연부(56a, 56b)에 의해 구성된다. 주연부(54a, 54b)의 신장방향은, 핀(36) 전연(38)의 신장방향과 실질적으로 평행하다. 상측 연부(55a, 55b)는, 주연부(54a, 54b)의 상단에서부터 루버(50a, 50b)의 상단에 걸치는 부분이고, 주연부(54a, 54b)에 대해 경사진다. 하측 연부(56a, 56b)는, 주연부(54a, 54b)의 하단에서부터 루버(50a, 50b)의 하단에 걸치는 부분이며, 주연부(54a, 54b)에 대해 경사진다.
도 5의 (A) 및 도 6의 (A)에 나타내듯이, 풍상 쪽에 위치하는 복수의 루버(50a)에서는, 하측 연부(56a)의 주연부(54a)에 대한 경사각 θ2가, 상측 연부(55a)의 주연부(54a)에 대한 경사각 θ1보다 작게 된다(θ2＜θ1). 따라서, 이 루버(50a)에서는, 하측 연부(56a)가 상측 연부(55a)보다 길게 된다. 이 풍상측 루버(50a)는, 잘라 세운 단(53a)의 형상이 상하 비대칭으로 된 비대칭 루버이다.
한편, 도 5의 (A) 및 도 6의 (B)에 나타내듯이, 풍하 쪽에 위치하는 복수의 루버(50b)에서는, 하측 연부(56b)의 주연부(54b)에 대한 경사각 θ4가, 상측 연부(55b)의 주연부(54b)에 대한 경사각 θ3과 동등하게 된다(θ4=θ3). 이 루버(50b)는, 잘라 세운 단(53b)의 형상이 상하 대칭으로 된 대칭루버이다. 그리고, 풍하 쪽 루버(50b)의 상측 연부(55b)의 경사각 θ3은, 풍상 쪽 루버(50a)의 상측 연부(55a)의 경사각 θ1과 동등하다(θ3=θ1).
도 5의 (A)에 나타내듯이, 제 2 팽출부(82) 및 제 3 팽출부(83)의 상단에서 풍상 판부(70)의 상단까지의 거리 L1과, 제 2 팽출부(82) 및 제 3 팽출부(83)의 하단에서 풍상 판부(70) 하단까지의 거리 L2와, 루버(50a, 50b)의 상단에서 풍상 판부(70)의 상단까지의 거리 L3과, 루버(50a, 50b)의 하단에서 풍상 판부(70)의 하단까지의 거리 L4는, 서로 동등하게 된다. 이들 거리 L1∼L4는, 가능한 한 짧은 것이 바람직하고, 구체적으로 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다.
도 5의 (A) 및 도 6에 나타내듯이, 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 팽출부(82, 83) 및 루버(50a, 50b) 상측의 부분이 평탄한 상측 평탄부(72)가 되고, 팽출부(82, 83) 및 루버(50a, 50b)의 하측 부분이 평탄한 하측 평탄부(73)가 된다. 상측 평탄부(72) 및 하측 평탄부(73)는, 노치부(45)의 관 삽입부(46)를 따른 가늘고 긴 영역이다. 즉, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 풍상측 전열 촉진부(71)의 상측과 하측의 각각에, 노치부(45)를 따른 평탄부(72, 73)가 형성된다.
여기서, 프레스 가공상의 제약으로, 팽출부(81∼83)의 상단을 풍상 판부(70)의 상단에 일치시킬 수 없고, 팽출부(81∼83)의 하단을 풍상 판부(70)의 하단에 일치시킬 수 없다. 또, 루버(50a, 50b)의 상단이 풍상 판부(70)의 상단에 이르면, 풍상 판부(70)가 절단되어 버린다. 마찬가지로, 루버(50a, 50b)의 하단이 풍상 판부(70)의 하단에 이르면, 풍상 판부(70)가 절단되어 버린다. 때문에, 루버(50a, 50b)의 상단을 풍상 판부(70)의 상단에 일치시킬 수 없고, 루버(50a, 50b)의 하단을 풍상 판부(70)의 하단에 일치시킬 수 없다. 이와 같은 이유로, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 풍상측 전열 촉진부(71)의 상측과 하측의 각각에 평탄부(72, 73)가 필연적으로 형성된다.
도 5의 (A)에 나타내듯이, 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 제 1 팽출부(81)보다도 풍상측에 태브(48a)가 형성된다. 이 태브(48a)는, 풍상 판부(70)의 상하방향 중앙부근에 배치된다. 또 이 태브(48a)는, 핀(36)의 전연(38)에 대해 경사진다.
<핀의 풍하 판부>
핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 풍하측 전열 촉진부(76)는, 풍하측 팽출부(84)에 의해 구성된다. 이 풍하 판부(75)에서는, 풍하측 팽출부(84)와 태브(48b)가 상하방향에 교대로 배치된다. 구체적으로, 풍하 판부(75)에서는, 각 노치부(45)의 풍하측에 풍하측 팽출부(84)가 하나씩 형성되고, 상하로 인접하는 풍하측 팽출부(84) 사이에 태브(48b)가 하나씩 형성된다.
풍하측 팽출부(84)는, 풍하 판부(75)를 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 풍하측 팽출부(84)는, 통풍로(40)의 공기 통과방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 본 실시형태의 핀(36)에 있어서, 각 풍하측 팽출부(84)는, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 또, 풍하측 팽출부(84)의 능선(84a)은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행이 된다. 즉, 풍하측 팽출부(84)의 능선(84a)은, 통풍로(40)의 공기 흐름방향과 교차된다.
도 5의 (B)에 나타내듯이, 풍하측 팽출부(84)의 팽출방향 높이 H4는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향의 높이 H3과 동등하다(H4=H3). 또, 도 5의 (A)에 나타내듯이, 풍하측 팽출부(84)의 공기 흐름방향의 폭 W4는, 제 3 팽출부(83)의 공기 통과방향의 폭 W3과 동등하다(W4=W3).
풍하 판부(75)의 각 풍하측 팽출부(84)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 하측 평탄부(73)와 상측 평탄부(72)의 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 또한, 각 풍하측 팽출부(84)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 풍상 판부(70)의 풍상측 전열 촉진부(71)를 구성하는 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
구체적으로, 각 풍하측 팽출부(84)의 상단(84b)은, 그 풍하측 팽출부(84)에 인접하는 노치부(45) 상측의 풍상 판부(70)에 형성된 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 하단보다, 상방에 위치한다. 이로써, 각 풍하측 팽출부(84)의 상단(84b) 쪽 부분은, 이 풍하측 팽출부(84)에 인접하는 노치부(45) 상측의 풍상 판부(70)에 형성된 하측 평탄부(73)와 풍상측 전열 촉진부(71) 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
한편, 각 풍하측 팽출부(84)의 하단(84c)은, 이 풍하측 팽출부(84)에 인접하는 노치부(45) 하측의 풍상 판부(70)에 형성된 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 상단보다, 하방에 위치한다. 때문에, 각 풍하측 팽출부(84)의 하단(84c) 쪽 부분은, 그 풍하측 팽출부(84)에 인접하는 노치부(45) 하측의 풍상 판부(70)에 형성된 상측 평탄부(72)와 풍상측 전열 촉진부(71) 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
<핀의 보조 팽출부>
핀(36)에서는, 각 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에 걸치는 부분에, 보조 팽출부(85)가 1개씩 형성된다.
보조 팽출부(85)는, 핀(36)을 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 보조 팽출부(85)는, 통풍로(40)에서의 공기 통과방향과 교차되는 방향으로 연장된다. 본 실시형태의 핀(36)에 있어서, 각 보조 팽출부(85)는, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 또, 보조 팽출부(85)의 능선(85a)은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행이 된다. 즉, 보조 팽출부(85)의 능선(85a)은, 통풍로(40)의 공기 흐름방향과 교차한다. 또, 보조 팽출부(85)의 하단은, 풍하측만큼 하방이 되도록 경사진다.
도 5의 (B)에 나타내듯이, 보조 팽출부(85)의 팽출방향 높이 H5는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향의 높이 H3보다 낮다(H5＜H3). 또, 도 5의 (A)에 나타내듯이, 보조 팽출부(85)의 공기 통과방향 폭 W5는, 제 3 팽출부(83)의 공기 통과방향 폭 W3보다 좁다(W5＜W3).
-열교환기에서의 공기 흐름-
열교환기(30)를 통과하는 공기 흐름에 대해, 도 4를 참조하면서 설명한다.
열교환기(30)에서는, 편평관(33)의 신장방향에 인접하는 풍상 판부(70)의 사이에 통풍로(40)가 형성되고, 이 통풍로(40)를 공기가 흐른다. 한편, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에는, 팽출부(81∼83)와 루버(50a, 50b)에 의해 구성된 풍상측 전열 촉진부(71)가 형성된다. 그리고, 열교환기(30)에서는, 통풍로(40)에서의 공기 흐름이 팽출부(81∼83)와 루버(50a, 50b)에 의해 흩뜨려지고, 핀(36)과 공기 사이의 열전달이 촉진된다.
그런데, 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에서는, 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 상측과 하측에 평탄부(72, 73)가 형성된다. 때문에, 각 통풍로(40)에서는, 팽출부(81∼83)와 루버(50a, 50b)가 형성된 영역(즉, 풍상 판부(70) 상하방향의 중앙부)의 공기 유량이 비교적 적어지고, 상측 평탄부(72) 및 하측 평탄부(73)를 따른 부분(즉, 편평관(33)의 측면 부근)의 공기 유량이 비교적 많아진다.
한편, 핀(36)의 풍하 판부(75)에는, 풍하측 전열 촉진부(76)를 구성하는 풍하측 팽출부(84)가 형성된다. 이 풍하측 팽출부(84)는, 각 노치부(45)의 풍하측에 위치하고, 인접하는 2개 풍상 판부(70)의 풍상측 전열 촉진부(71)의 양쪽과 겹쳐진다. 이 때문에, 통풍로(40) 중 상측 평탄부(72) 및 하측 평탄부(73)를 따른 영역을 통과한 공기의 흐름은, 풍하측 팽출부(84)를 넘을 시에 흩뜨려진다.
이와 같이, 각 통풍로(40) 상하방향의 중앙부를 지나는 공기 흐름은, 풍상측 전열 촉진부(71)를 구성하는 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)에 의해 흩뜨려지고, 각 통풍로(40)의 상단 부근과 하단 부근을 지나는 공기 흐름은, 풍하측 전열 촉진부(76)를 구성하는 풍하측 팽출부(84)에 의해 흩뜨려진다. 이로써, 각 통풍로(40)를 통과하는 모든 공기와 핀(36) 사이의 열전달이 촉진된다.
그런데, 일반적으로, 공기 흐름을 흩뜨리는 효과는, 핀(36)을 잘라 세움으로써 형성된 루버(50a, 50b) 쪽이, 핀(36)을 팽출시킴에 의해 형성된 팽출부(81∼83)보다 크다. 따라서, 통상은, 열전달의 촉진 효과도, 루버(50a, 50b) 쪽이 팽출부(81∼83)보다 크다. 한편, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 핀(36)의 온도 차는, 통풍로(40)의 입구가 가장 크고, 풍하를 향함에 따라 점차 작아진다.
본 실시형태의 핀(36)의 풍상 판부(70)에 형성된 풍상측 전열 촉진부(71)에서는, 루버(50a, 50b)의 풍상측에 팽출부(81∼83)가 배치된다. 즉, 본 실시형태의 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 공기와 핀(36)의 온도 차가 비교적 큰 풍상측에, 전열 촉진 효과가 비교적 낮은 팽출부(81∼83)가 배치되고, 공기와 핀(36)의 온도 차가 비교적 작은 풍하측에, 전열 촉진 효과가 비교적 높은 루버(50a, 50b)가 배치된다. 이로써, 풍상 판부(70)의 풍상 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량과, 풍상 판부(70)의 풍하 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량의 차가 작아진다.
-제 1 실시형태의 효과-
본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 각 핀(36)의 풍상 판부(70)와 풍하 판부(75)에 전열 촉진부(71, 76)가 형성된다. 그리고, 핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 풍하측 팽출부(84)는, 이것이 대응하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 풍상 판부(70)의 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)와, 핀(36)의 전연측에서 보아 겹쳐진다. 그리고, 풍상 판부(70) 중 노치부(45)에 인접하는 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기는, 풍하 판부(70)의 풍하측 팽출부(84)에 부딪히므로, 이 공기 흐름이 풍하측 팽출부(84)에 의해 흩뜨려진다.
이로써, 핀(36)의 풍상 판부(70)의 풍상측 전열 촉진부(71)를 따라 흐르는 공기와 핀(36) 사이의 열전달만이 아니라, 풍상 판부(72)의 평탄부(72, 73)를 따라 흐른 공기와 핀(36) 사이의 열전달도 촉진된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 핀(36)의 열전달율을 향상시킬 수 있고, 열교환기(30)의 성능을 높일 수 있다.
또, 본 실시형태의 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 루버(50a, 50b)의 풍상측에 팽출부(81∼83)가 배치된다. 때문에, 풍상 판부(70)의 풍상 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량과, 풍상 판부(70)의 풍하 쪽 부분과 공기 사이에서 교환되는 열량의 차가 작아진다. 즉, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(36)의 풍상 판부(70) 각 부의 공기와 핀(36)의 열교환량이 평균화된다.
이로써, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)로서 이용된 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 공기 조화기(10)의 난방운전 중에 핀(36)의 풍상 판부(70)의 각 부에 부착되는 서리의 양이 평균화된다. 따라서, 본 실시형태의 열교환기(30)를 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)로서 이용하면, 서리 제거 동작의 빈도를 억제하여 난방운전의 지속시간을 길게 할 수 있고, 공기 조화기(10)의 실질적인 난방능력을 향상시킬 수 있다.
≪제2 실시형태≫
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 열교환기(30)는, 제 1 실시형태의 열교환기(30)에 있어서, 풍하측 전열 촉진부(76)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 대해, 제 1 실시형태의 열교환기(30)와 다른 점을 설명한다.
도 7 및 도 8에 나타내듯이, 본 실시형태의 열교환기(30)에 설치된 각 핀(36)의 풍하 판부(75)에는, 잘라 세움부인 풍하측 루버(60)에 의해 구성된 풍하측 전열 촉진부(76)가 형성된다. 즉, 본 실시형태의 핀(36)의 풍하 판부(75)에는, 제 1 실시형태의 풍하측 팽출부(84) 대신에, 일군(一群)의 풍하측 루버(60)가 형성된다.
구체적으로, 본 실시형태의 풍하 판부(75)에 형성된 풍하측 전열 촉진부(76)는, 전후 일렬로 나열된 복수의 풍하측 루버(60)에 의해 구성된다.
도 8의 (B)에 나타내듯이, 풍하측 루버(60)는, 그 주위의 평탄한 부분에 대해 경사진다. 각 풍하측 루버(60)의 풍상측 잘라 세운 단(63)은, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 한편, 각 풍하측 루버(60)의 풍하측 잘라 세운 단(63)은, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 좌측으로 팽출된다.
도 8의 (A)에 나타내듯이, 각 풍하측 루버(60)의 상하방향의 길이는, 서로 동등하다. 또, 각 풍하측 루버(60)는, 풍상 판부(70)의 풍하 쪽 루버(50b)와 마찬가지로, 잘라 세운 단(63)의 형상이 상하 대칭으로 된 대칭 루버이다.
풍하 판부(75)의 각 풍하측 루버(60)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 하측 평탄부(73)와 상측 평탄부(72)의 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 또한, 각 풍하측 루버(60)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 풍상 판부(70)의 풍상측 전열 촉진부(71)를 구성하는 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
구체적으로, 각 풍하측 루버(60)의 상단(60a)은, 이 풍하측 루버(60)에 인접하는 노치부(45) 상측의 풍상 판부(70)에 형성된 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 하단보다, 상방에 위치한다. 이로써, 각 풍하측 루버(60)의 상단(60a) 쪽 부분은, 이 풍하측 루버(60)에 인접하는 노치부(45) 상측의 풍상 판부(70)에 형성된 하측 평탄부(73)와 풍상측 전열 촉진부(71) 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
한편, 각 풍하측 루버(60)의 하단(60b)은, 이 풍하측 루버(60)에 인접하는 노치부(45) 하측의 풍상 판부(70)에 형성된 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 상단보다, 하방에 위치한다. 이로써, 각 풍하측 루버(60)의 하단(60b) 쪽 부분은, 이 풍하측 루버(60)에 인접하는 노치부(45) 하측의 풍상 판부(70)에 형성된 상측 평탄부(72)와 풍상측 전열 촉진부(71) 양쪽과, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
본 실시형태의 열교환기(30)에 있어서, 통풍로(40) 중 상측 평탄부(72) 및 하측 평탄부(73)를 따른 부분을 통과한 공기의 흐름은, 풍하측 루버(60)에 부딪히고 흩뜨려진다. 따라서, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 각 통풍로(40) 상하방향의 중앙부를 지나는 공기의 흐름이, 풍상측 전열 촉진부(71)를 구성하는 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)에 의해 흩뜨려지고, 각 통풍로(40)의 상단부근과 하단부근을 지나는 공기의 흐름이, 풍하측 전열 촉진부(76)를 구성하는 풍하측 루버(60)에 의해 흩뜨려진다. 그 결과, 각 통풍로(40)를 통과하는 모든 공기와 핀(36) 사이의 열전달이 촉진된다.
≪제 3 실시형태≫
본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 제 2 실시형태의 열교환기(30)는, 제 1 실시형태의 열교환기(30)에 있어서, 핀(36)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 대해, 제 1 실시형태의 열교환기(30)와 다른 점을 설명한다.
도 9 및 도 10에 나타내듯이, 본 실시형태의 열교환기(30)에 설치된 각 핀(36)의 풍상 판부(70)에는, 상측 수평리브(91)와 하측 수평리브(92)가 추가된다. 상측 수평리브(91)는, 제 1 팽출부(81) 상측에 형성되고, 하측 수평리브(92)는, 제 1 팽출부(81) 하측에 형성된다. 각 수평리브(91, 92)의 형상은, 핀(36)의 전연(38)으로부터 제 2 팽출부(82)에 걸치는 직선의 가늘고 긴 이랑형상이다. 각 수평리브(91, 92)는, 각 팽출부(81, 82, 83, 84)와 마찬가지로, 통풍로(40)를 향해 풍상 판부(70)를 팽출시킴으로써 형성된다. 각 수평리브(91, 92)의 팽출방향은, 각 팽출부(81, 82, 83, 84)의 팽출방향과 동일하다.
본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 팽출부(81)의 길이가, 제 1 실시형태의 제 1 팽출부(81)에 비해 짧다. 또, 도 10의 (B)에 나타내듯이, 본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82), 제 3 팽출부(83), 및 풍하측 팽출부(84)의 팽출방향의 높이가 서로 동등하고(H1=H2=H3=H4), 보조 팽출부(85)는 풍하측 팽출부(84)에 비해 팽출방향의 높이가 낮다(H5＜H4). 또, 도 10의 (A)에 나타내듯이, 본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 2 팽출부(82)와 풍하측 팽출부(84)의 폭이 동등하고(W2=W4), 제 2 팽출부(82), 제 1 팽출부(81), 제 3 팽출부(83), 보조 팽출부(85)의 차례로 폭이 좁아진다(W2＞W1＞W3＞W5).
상술과 같이, 상측 수평리브(91) 및 하측 수평리브(92)는, 핀(36)의 전연(38)에서부터 제 2 팽출부(82)에 걸쳐 형성된다. 때문에, 본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 실시형태의 핀(36)에 비해, 풍상 판부(70) 중 편평관(33)보다 풍상측에 돌출된 부분의 강성(剛性)이 향상되고, 이 부분의 변형이 억제된다.
≪그 밖의 실시형태≫
-제 1 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(36)의 풍상 판부(70)에 형성된 풍상측 전열 촉진부(71)가, 팽출부와 루버 중 어느 한쪽으로만 구성되어도 된다. 또, 각 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 풍하측 전열 촉진부(76)가, 팽출부와 루버의 양쪽에 의해 구성되어도 된다.
-제 2 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에서, 핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 각 풍하측 전열 촉진부(76)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 평탄부(72, 73)와만 겹쳐져도 된다.
예를 들어, 상기 각 실시형태의 열교환기(30)에서, 풍하 판부(75)의 각 풍하측 전열 촉진부(76)는, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 하측 평탄부(73)와 상측 평탄부(72)와만 겹쳐지고, 이에 인접하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 풍상 판부(70)에 형성된 풍상측 전열 촉진부(71)와는 겹쳐지지 않는 형상으로 되어도 된다. 이 경우, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 상단(60a, 84b)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)와, 이 노치부(45) 상측에 위치하는 풍상 판부(70)의 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 하단과의 사이에 위치한다. 한편, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 하단(60b, 84c)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)와, 이 노치부(45)의 하측에 위치하는 풍상 판부(70)의 팽출부(81∼83) 및 루버(50a, 50b)의 상단과의 사이에 위치한다.
또, 상기 각 실시형태의 열교환기(30)에서, 풍하 판부(75)의 각 풍하측 전열 촉진부(76)는, 이에 인접하는 노치부(45)의 상측에 위치하는 하측 평탄부(73)와만 겹쳐지는 형상으로 되어도 된다. 이 경우, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 상단(60a, 84b)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)보다 상방에 위치한다. 한편, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 하단(60b, 84c)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다.
또한, 상기 각 실시형태의 열교환기(30)에 있어서, 풍하 판부(75)의 각 풍하측 전열 촉진부(76)는, 이에 인접하는 노치부(45) 하측에 위치하는 상측 평탄부(72)와만 겹쳐지는 형상으로 되어도 된다. 이 경우, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 상단(60a, 84b)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)와, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 겹쳐진다. 한편, 각 풍하측 전열 촉진부(76)의 하단(60b, 84c)은, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 인접하는 노치부(45)보다 하방에 위치한다.
그리고, 이상의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이고, 본 발명, 그 적용물, 또는, 그 용도 범위를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
[산업상 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 편평관과 핀을 구비하고, 편평관 내를 흐르는 유체를 공기와 열교환시키는 열교환기에 대해 유용하다.
10: 공기 조화기 20: 냉매회로
30: 열교환기 33: 편평관
34: 유체통로(통로) 36: 핀
38: 전연 40: 통풍로
45: 노치부
50a, 50b: 루버(잘라 세움부)
60: 풍하측 루버(잘라 세움부)
70: 중간 판부 71: 풍상측 전열 촉진부
75: 풍하 판부 76: 풍하측 전열 촉진부
81: 제 1 팽출부 82: 제 2 팽출부
83: 제 3 팽출부 84: 풍하측 팽출부

Claims (4)

  1. 상하로 배열되고, 내부에 유체의 통로(34)가 형성되는 복수의 편평관(33)과,
    판형상으로 형성되어 이 편평관(33)의 신장방향에 일정 간격으로 배치되고, 인접하는 상기 편평관(33) 사이를 공기가 흐르는 복수의 통풍로(40)로 구획하는 복수의 핀(36)을 구비하고,
    냉동 사이클을 행하는 냉매 회로(20)에 접속되어 증발기로서 기능할 수 있는 열교환기에 있어서,
    상기 핀(36)에서는,
    각각에 상기 편평관(33)이, 이 핀(36)의 전연(前緣)(38)측에서부터 끼워 넣어지는 복수의 노치(notch)부(45)가, 이 핀(36)의 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성되며,
    상하로 인접하는 상기 노치부(45) 사이의 부분이 풍상(風上) 판부(70)를, 상기 각 노치부(45)보다 풍하(風下)측 부분이 풍하 판부(75)를 각각 구성하고,
    공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 잘라 세움부와, 공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 팽출부와의 한쪽 또는 양쪽에 의해 구성되는 풍상측 전열 촉진부(71)가, 상기 각 풍상 판부(70)에 형성되고,
    공기의 통과 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 팽출부만에 의해 구성되는 풍하측 전열 촉진부(76)가, 상기 풍하 판부(75)에 형성되고,
    상기 핀(36)의 풍상 판부(70)에서는, 상기 풍상측 전열 촉진부(71)의 상측과 하측에 위치하는 상기 노치부(45)를 따른 부분이 평탄한 평탄부(72, 73)가 되고,
    상기 풍하 판부(75)의 풍하측의 연부는, 상기 핀(36)의 상단으로부터 하단에 걸친 직선 형상으로 형성되어 이 핀(36)의 후연(39)을 구성하고,
    상기 풍하 판부(75)에 형성된 풍하측 전열 촉진부(76)는, 상기 핀(36)의 후연(39)과 상기 노치부(45)의 사이에 배치되고,
    상기 핀(36)의 풍하 판부(75)에서는, 상기 각 노치부(45)의 풍하측에 한 개씩 형성된 상기 풍하측 전열 촉진부(76)의 각각이, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 대응하는 노치부(45)를 따른 상기 평탄부(72, 73)와, 상기 핀(36)의 전연(38)측에서 볼 때 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀(36)의 풍하 판부(75)에 형성된 각 풍하측 전열 촉진부(76)는, 이 풍하측 전열 촉진부(76)에 대응하는 노치부(45)를 사이에 두고 인접하는 2개의 상기 풍상 판부(70)의 풍상측 전열 촉진부(71)와, 상기 핀(36)의 전연(36)측에서 볼 때 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 핀(36)의 각 풍상 판부(70)에는, 상기 잘라 세움부(50a, 50b)와, 이 잘라 세움부(50a, 50b)의 풍상측에 배치된 상기 팽출부(81∼83)가, 풍상측 전열 촉진부(71)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 청구항 1에 기재된 열교환기(30)가 설치된 냉매회로(20)를 구비하고,
    상기 냉매회로(20)에서 냉매를 순환시켜 냉동 사이클을 행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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