KR101869155B1 - 열교환기 어셈블리 - Google Patents

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KR101869155B1
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Abstract

본 실시예는 열교환기 어셈블리에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 열교환기 어셈블리에는, 다수의 냉매관 및 핀이 구비되는 열교환기의 하부에 결합되는 배출가이드 장치가 포함되며, 상기 배출가이드 장치는 상기 다수의 냉매관과 상기 핀이 이루는 공간에 삽입된다.

Description

열교환기 어셈블리{Heat exchanger assembly}
본 발명은 열교환기 어셈블리에 관한 것이다.
열교환기는 냉동 사이클을 구성하는 구성요소로서 냉매가 유동할 수 있도록 구성된다. 그리고, 열교환기는 공기와의 열교환을 통하여 공기를 냉각 또는 가열시키는 기능을 수행한다. 상기 열교환기는 가정용 또는 차량용 공기조화기나 냉장고등의 냉동장치에 사용될 수 있으며, 열교환에 의한 냉매의 응축 또는 증발여부에 따라 응축기 또는 증발기로서 기능할 수 있다.
이와 같은 열교환기는 그 형상에 따라서 크게 핀 앤 튜브 타입과 마이크로채널 타입으로 구분된다. 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기는, 다수개의 핀 및 상기 핀을 관통하는 원형 또는 이와 유사한 형상의 튜브를 포함하고, 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 냉매가 유동하는 다수의 튜브(플랫 튜브) 및 상기 다수의 플랫튜브 사이에 구비되는 핀을 포함한다. 그리고 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기 및 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 양자 모두, 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매가 외부의 유체, 예를 들어 공기와 열교환되고, 상기 핀은 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체와의 열교환면적을 증가시키는 역할을 한다.
이러한 종래의 열교환기에 의하면, 상기 열교환기가 낮은 온도의 외부에서 증발기로 사용될 때 튜브와 핀의 표면에는 응축수가 발생하게 되고, 상기 응축수는 열교환기의 하부로 배수될 수 있다. 이 때, 상기 발생되는 응축수의 양이 많거나 열교환기의 구조에 의하여 배수가 원활하지 않는 경우, 열교환기를 통과하는 공기유동에 방해를 받게 되고 이에 따라 열교환 성능이 저하될 수 있다.
그리고, 열교환기의 하부, 특히 헤더에 수분이 오랜기간 잔재하게 되면 세균이 번식하고 불쾌한 냄새가 발생되는 문제점이 나타날 수 있다.
한편, 외부온도가 영하를 형성하는 경우, 열교환기에 잔재하는 응축수가 얼어서 착상이 발생하게 될 수 있다. 일례로, 상기 열교환기가 공기 조화기의 실외 열교환기로서 사용되고 증발기로 기능할 때, 상기 착상이 발생될 수 있다. 이와 같이, 착상이 많이 발생되는 경우, 공기가 유동할 수 있는 유로가 막히게 됨으로써 열교환 효율이 저하되고, 열교환기의 제상을 위한 시간이 증가하게 되는 문제점이 나타났다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 아래와 같은 종래기술이 개시된 바 있다.
1. 공개번호(공개일자) : 10-2010-0099805(2010년 9월 15일)
2. 발명의 명칭 : 배수성이 향상된 열교환기
상기 종래기술은, 응축수 배출클립이 구비되는 마이크로채널 타입의 열교환기를 개시한다. 상세히, 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는 상하 방향으로 연장되는 다수의 튜브 사이에, 절곡하여 연장되는 핀이 개재되도록 구성된다.
상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 그 구조적인 특성상, 냉매를 다수의 튜브로 분배하기 위한 상기 하부 헤더탱크가 구비된다. 상기 종래기술은 상기 튜브의 하단과 하부 헤더탱크 사이의 응축수 고임공간에 잔류하는 응축수를 용이하게 배수하기 위한 구성을 제안한다.
상기 종래기술은 아래와 같은 문제점이 존재한다.
종래기술에 개시되는 하부 헤더탱크는 다수의 튜브의 하단부에 연결되어 가로 방향으로 길게 연장되는 구성을 가지는 반면, 상기 배출클립은 하부 헤더탱크의 하면부 및 측면부를 둘러싸도록 배치된다. 이러한 구성에 의하면, 상기 배출클립이 상기 응축수 고임공간에 직접적으로 작용하기 어렵고, 이에 따라 상기 배출클립이 응축수의 응집력 또는 표면장력을 약화시키는 어려울 것으로 예상된다.
그리고, 종래기술의 제 3 실시예(도 12)에서 설명되는 배출클립의 경우 그 구조가 복잡하며, 상기 배출클립의 연장부 길이가 길어질수록 하부 헤더탱크에 용이하게 연결되록 하기 위한, 가공 정밀도가 높아져야 한다는 어려움이 있다.
본 실시예는, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 응축수를 용이하게 배출하기 위하여, 배출가이드 장치가 구비되는 열교환기 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 배출가이드 장치의 구성을 최적화 하여, 즉 상기 배출가이드 장치의 적어도 일부분은 냉매관을 지지하고 다른 일부분은 핀을 지지하도록 구성하여, 상기 응축수의 배출성능을 증가시킬 수 있는 열교환기 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 열교환기 어셈블리에는, 다수의 냉매관 및 핀이 구비되는 열교환기의 하부에 결합되는 배출가이드 장치가 포함되며, 상기 배출가이드 장치는 상기 다수의 냉매관과 상기 핀이 이루는 공간에 삽입된다.
상기 배출가이드 장치에는,상하 방향으로 연장되며, 상기 냉매관의 전면부에 지지되는 가이드 본체가 포함된다.
상기 배출가이드 장치에는, 상기 가이드 본체로부터 후방으로 연장되는 핀지지부가 포함된다.
상기 핀은 벤딩된 형상을 가지고 상하 방향으로 연장되도록 구성된다.
상기 핀지지부는 상기 핀의 벤딩된 부분의 일측에 삽입될 수 있다.
상기 핀에는, 좌우 방향으로 연장되는 제 1,2 핀부; 및 상기 제 1,2 핀부의 단부를 연결하는 핀 연결부가 포함된다.
상기 핀지지부는 상기 핀 연결부에 결합될 수 있다.
상기 핀 연결부는, 상기 냉매관과 상기 핀지지부의 사이에 배치될 수 있다.
상기 가이드 본체의 전면부에는, 함몰된 형상을 가지는 배수유로가 포함될 수 있다.
상기 가이드 본체의 후면부에는, 상기 냉매관의 전면부에 접촉하는 튜브지지부가 포함된다.
상기 배수유로의 단면은 V 형상을 가질 수 있다.
상기 열교환기에는, 상기 다수의 냉매관의 상부에 구비되는 상부헤더 및 상기 다수의 냉매관의 하부에 구비되는 하부헤더가 더 포함된다.
상기 배출가이드 장치의 하단부는 상기 하부헤더의 상면에 지지될 수 있다.
상기 핀지지부에는, 상기 가이드 본체의 일측에 구비되는 제 1 지지부 및 상기 가이드 본체의 타측에 구비되는 제 2 지지부가 포함된다.
상기 제 1,2 지지부의 사이에는 상기 냉매관이 위치된다.
상기 제 1 지지부 또는 상기 제 2 지지부는 다수 개가 구비된다.
상기 다수 개의 제 1 지지부 또는 제 2 지지부는 상하 방향으로 이격하여 배치된다.
상기 다수의 냉매관과, 상기 핀 및 상기 배출가이드 장치는 용접제(Clad)에 의하여 브레이징 용접된다.
본 실시예에 따르면, 열교환기의 하부에 구비되는 배출가이드 장치가 포함되므로, 핀의 하부에 잔류하는 응축수가 상기 배출가이드 장치를 따라 하방으로 용이하게 배출될 수 있다. 따라서, 열교환기에서의 응축수 잔류를 방지할 수 있고 이에 따라 열교환기의 열교환 효율이 개선될 수 있으며, 잔류한 응축수에서 세균이 번식하여 불쾌한 냄새가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배출가이드 장치가 냉매관 및 핀에 직접 결합됨으로써, 냉매관과 핀 사이에 잔류하는 응축수의 응집력 또는 표면장력을 약화시킬 수 있으므로, 응축수의 배출이 용이하게 이루어질 수 있다는 효과가 나타난다.
특히, 상기 배출가이드 장치에는, 냉매관을 따라 상하방향으로 연자되는 가이드 본체 및 상기 가이드 본체로부터 전후 방향으로 연장되어 핀에 결합되는 핀 지지부가 포함됨으로써, 냉매관과 핀 사이의 공간에 잔류하는 응축수의 응집력을 효과적으로 약화시킬 수 있다.
또한, 상기 배출가이드 장치의 가이드 본체에는, 후방을 향하여 함몰되는 배수유로가 형성됨으로써, 상기 배출가이드 장치에 의하여 응집력이 약화된 응축수의 배출이 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 배출가이드 장치는 냉매관과 핀에 조립된 상태에서, 브레이징 용접에 의하여 한번에 열교환기에 결합될 수 있으므로, 배출가이드 장치의 결합공정이 간단하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 배출가이드 장치는 냉매관 및 핀과 용접될 수 있는 다양한 소재, 일례로 알루미늄, 철재 또는 플라스틱 소재로 구성될 수 있으므로, 열교환기 어셈블리를 제조하기 위한 공정 자유도가 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리의 구성을 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 2의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치가 열교환기에 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치와 열교환기의 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4의 VIII-VIII'를 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 도 8을 상방에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도 10A 및 도 10B는 종래기술에 비하여, 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치가 열교환기가 결합되었을 때, 열교환기에 잔류하는 응축수의 배출효과가 개선되는 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리의 구성을 보여주는 정면도이고, 도 3은 도 2의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리(10)에는, 열교환기 및 상기 열교환기에 결합되는 배출가이드 장치(100)가 포함된다. 상기 열교환기에는, 냉매가 유동하는 냉매관(60) 및 상기 냉매관(60)에 결합되는 다수의 핀(70)이 포함된다.
일례로, 상기 냉매관(60)에는, 플랫한 외면을 가지며 그 내부에 냉매가 유동하는 다수의 냉매유로(63, 도 8 참조)가 형성될 수 있다. 상기 냉매관(60)을 "플랫튜브"라 이름할 수 있다. 상기 냉매관(60)은 상하 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 냉매관(60)은 좌우 방향으로 이격되어 다수 개가 구비될 수 있다.
방향을 정의한다.
상하 또는 세로 방향이라 함은, 냉매관(60)이 연장되는 방향, 즉 도 1 및 도 2를 기준으로 세로방향을 의미한다. 그리고, 좌우 방향이라 함은 상기 다수의 ㄴ냉매관(60)이 정렬되는 방향, 즉 도 1 및 도 2를 기준으로 좌우 방향을 의미할 수 있다.
상기 다수의 냉매관(60)은 전후 방향으로 2열 배열될 수 있다. 상기 2열 배열된 다수의 냉매관(60) 중, 전방에 위치한 냉매관(60)을 "전방 냉매관", 후방에 위치한 냉매관(60)을 "후방 냉매관"이라 이름할 수 있다.
상기 핀(70)은 2개의 가장 인접한 냉매관(60)의 사이에 구비되며, 상기 열교환기의 상부로부터 하부를 향하여 벤딩되어 연장될 수 있다.
상기 핀(70)은 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 다수 개의 핀(70)은 좌우 방향으로 이격될 수 있다. 일례로, 상기 다수의 냉매관(60) 중 제 1,2 냉매관(60)의 사이에는 제 1 핀이 구비될 수 있고, 제 2,3 냉매관(60)의 사이에는 제 2 핀이 구비될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 1,2에는 핀(70)의 도시를 생략하였다. 도 3에는, 상기 열교환기의 하부에서, 2개의 냉매관(60) 사이에 핀(70)이 각각 개재된 모습이 도시된다. 이러한 배열을 가지는 핀(70)은 상기 열교환기의 상부로부터 하부까지 구비될 수 있다.
상기 핀(70)은 벤딩된 형상을 가지며, 상하 방향으로 연장될 수 있다. 상세히, 상기 핀(70)에는 가로 방향으로 연장되는 다수의 핀부(71,73) 및 상기 다수의 핀부(71,73)를 연결하며 상하 방향으로 연장되는 핀 연결부(75)가 포함된다. 상기 다수의 핀부(71,73)에는, 상하 방향으로 이격되는 제 1 핀부(71) 및 제 2 핀부(73)가 포함된다. 그리고, 상기 핀 연결부(75)는 상기 제 1,2 핀부(71,73)의 각 단부를 연결하도록 구성될 수 있다.
이러한 제 1,2 핀부(71,73) 및 핀 연결부(75)는 상하 방향으로 다수 개씩 구비될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 핀부(71), 상기 핀 연결부(75) 및 제 2 핀부(73)는 상하 방향으로 교번하여 배치될 수 있다. 이 때, 상기 핀 연결부(75)는 상기 제 1,2 핀부(71,73)의 양측에 구비되며, 2개의 냉매관(60)에 결합되도록 구성될 수 있다.
일례로, 상기 핀 연결부(75)는 상기 2개의 냉매관(60)의 외면에 용접되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 핀 연결부(75)와 상기 냉매관(60)의 사이에는, 용접제(Clad)가 구비될 수 있고, 브레이징 용접과정에서 상기 용접제가 녹으면서 상기 핀 연결부(75)와 상기 냉매관(60)을 결합시킨다.
상기 열교환기에는, 상기 다수의 냉매관(60)의 양측에 결합되며 냉매의 유동공간을 형성하는 다수의 헤더(20,30)가 더 포함된다. 상세히, 상기 다수의 헤더(20,30)에는, 상기 다수의 냉매관(60)의 상측에 결합되는 상부헤더(20) 및 상기 다수의 냉매관(60)의 하측에 결합되는 하부헤더(30)가 포함된다.
상기 열교환기에는, 상기 하부헤더(30)에 구비되며 냉매를 상기 열교환기의 내부로 유입시키는 유입배관(40) 및 상기 열교환기를 순환한 냉매를 상기 열교환기의 외부로 배출시키기 위한 유출배관(50)이 더 포함된다.
상기 유입배관(40)을 통하여 상기 하부헤더(30)로 유입된 냉매는, 상기 냉매관(60)을 거쳐 상기 상부헤더(20)로 상방 유동한다. 이 과정에서, 상기 다수의 냉매관(60)의 사이에 구비되는 핀(70)은, 상기 냉매관(60)을 유동하는 냉매와 상기 열교환기 외부의 공기와의 열교환을 촉진시킬 수 있다.
상기 상부헤더(20)로 유동한 냉매는 상기 냉매관(60)을 통하여 하방 유동하여 상기 하부헤더(30)로 유입된다. 이러한 하부헤더(30), 냉매관(60) 및 상부헤더(20)에서의 냉매 유동은 반복하여 이루어질 수 있다. 열교환이 수행된 냉매는 상기 하부헤더(30)에서, 상기 유출배관(50)을 통하여 상기 열교환기의 외부로 배출될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 유입배관(40) 및 유출배관(50)이 상기 하부헤더(30)에 구비되는 것으로 설명되었으나, 이와는 달리 상기 유입배관(40) 및 유출배관(50)은, 냉매 유로의 구성에 기초하여, 상기 상부헤더(20)에 구비될 수도 있고, 상기 유입배관(40) 및 사이 유출배관(50) 중 어느 하나의 배관은 상기 상부헤더(20)에, 다른 하나의 배관은 상기 하부헤더(30)에 구비될 수도 있을 것이다.
상기 열교환기에는, 상기 다수의 냉매관(60)의 양측에 구비되며, 상기 상부헤더(20)로부터 상기 하부헤더(30)를 향하여 연장되는 결합 플레이트(25)가 더 포함된다. 상기 결합 플레이트(25)가, 상기 상부헤더(20)와 상기 하부헤더(30)의 양측에 구비되어 상기 헤더(20,30)를 지지함으로써, 상기 헤더(20,30)와 상기 냉매관(60)의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 열교환기에서의 열교환 과정에서, 상기 열교환기의 표면에는 응축수가 발생될 수 있다. 특히, 상기 열교환기가 증발기로 기능할 때, 냉매와 공기와의 온도차에 기인하여 상기 냉매관(60) 또는 상기 핀(70)의 표면에는 응축수가 발생될 수 있다. 그리고, 발생된 응축수는 중력에 의하여 하방으로, 즉 상기 하부헤더(30)를 향하여 유동될 수 있다.
상기 하부헤더(30)로 모여지는 응축수는, 상기 응축수의 응집력 또는 표면장력에 의하여 상기 하부헤더(30)의 하측으로 완전히 배수되지 않고 상기 하부헤더(30)의 주변 부분, 특히 상기 냉매관(60) 및 핀(70)의 하부에 쌓이는 현상이 발생될 수 있다. 본 실시예는 이러한 응축수의 배수를 위하여 도움을 주는 배출가이드 장치(100)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 배출가이드 장치(100)는 상기 다수의 냉매관(60)과 상기 핀(70)이 이루는 공간에 삽입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 배출가이드 장치(100)는 상기 하부헤더(30)의 상측에 구비되며, 상기 냉매관(60)의 하부 및 상기 핀(70)의 하부에 배치되도록 구비될 수 있다. 상기 배출 가이드장치(100)에는, 상기 하부헤더(30)의 상면에 지지되는 하단부(112)가 포함된다. 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 하부헤더(30)의 상면으로부터 상방으로 연장되며, 상기 냉매관(60) 및 상기 핀(70)에 결합되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 냉매관(60)의 하부 및 상기 핀(70)의 하부에 고여 있는 응축수에 작용하여, 상기 응축수가 하방으로 배출될 수 있도록 가이드 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치가 열교환기에 결합된 모습을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치와 열교환기의 분해 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배출 가이드장치(100)는 상기 냉매관(60) 및 상기 핀(70)을 지지하도록 배치될 수 있다. 일례로, 상기 배출 가이드장치(100)의 적어도 일부분은 상기 냉매관(60)의 전면을 지지하며, 다른 일부분은 상기 핀(70)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 배출 가이드장치(100)는 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 배출 가이드장치(100)의 수는 상기 다수의 냉매관(60)의 수에 대응될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 4 및 도 5에는, 2개의 배출 가이드장치(100)만을 도시하였으나, 열교환기의 좌측부로부터 우측부까지 더 많은 수의 배출 가이드장치(100)가 구비될 수 있다.
일례로, 3개의 냉매관(60)을 기준으로 설명한다. 상기 3개의 냉매관에는, 제 1 냉매관(60a), 제 2 냉매관(60b) 및 제 3 냉매관(60c)이 포함된다. 그리고, 상기 제 1,2 냉매관(60a,60b)의 사이에는 제 1열 핀(70a)이 배치되며, 상기 제 2,3 냉매관(60b,60c)의 사이에는 제 2열 핀(70b)이 배치될 수 있다.
상기 배출 가이드장치(100)는 상기 제 1~3 냉매관(60a,60b,60c)의 전면에 각각 결합될 수 있다. 도면에는, 2개의 배출 가이드장치(100)가 상기 제 1,2 냉매관(60a,60b)에 결합된 모습만 도시되나, 상기 제 3 냉매관(60c)의 전면에도 상기 배출 가이드장치(100)가 결합될 수 있다.
상기 배출 가이드장치(100)의 양측부는 상기 제 1열 핀(70a) 또는 상기 제 2열 핀(70b)에 의하여 지지될 수 있다. 일례로, 상기 배출 가이드장치(100)의 양측부는 상기 핀 연결부(75)에 결합되도록 구성될 수 있다.
상세히, 상기 배출 가이드장치(100)에는, 상기 냉매관(60)의 전방에 위치되는 가이드 본체(110) 및 상기 가이드 본체(110)의 양측에 구비되어 벤딩된 핀(70)에 결합되는 핀 지지부(150)가 포함된다.
상기 가이드 본체(110)에는, 상하 방향으로 연장되는 바디부(115)가 포함된다. 상기 바디부(115)는 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 상기 바디부(115)의 하단부는 상기 배출 가이드장치(110)의 하단부를 형성할 수 있다.
상기 바디부(115)의 후면부에는, 상기 냉매관(60)의 외면을 지지하는 튜브지지부(120)가 구비된다. 일례로, 상기 튜브지지부(120)는 상기 냉매관(60)에 접촉되도록 배치될 수 있다.
상기 바디부(115)에는, 응축수의 배출을 가이드 하는 배수유로(135)가 형성된다. 상기 배수유로(135)는, 상기 바디부(115)의 전면부가 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상세히, 상기 바디부(115)에는, 상기 바디부(115)의 일 지점으로부터 후방으로 경사지게 연장되는 제 1 함몰부(131) 및 상기 바디부(115)의 타 지점으로부터 후방으로 경사지게 연장되는 제 2 함몰부(133)가 포함된다.
상기 제 1,2 함몰부(131,133)는 상기 바디부(115)로부터 상기 튜브지지부(120)를 향하여 연장되는 것으로 이해될 수 있다. 상기 제 1,2 함몰부(131,133)의 함몰된 공간은 상기 배수유로(135)를 형성할 수 있다.
상기 제 1,2 함몰부(131,133)의 구성에 의하여, 상기 배수유로(135)의 단면은 대략 V 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 튜브지지부(120)는 상기 배수유로(135)의 후측부를 형성할 수 있다. 즉, 상기 배수유로(135)는 상기 가이드 본체(110)의 전면부에 형성되며, 상기 튜브지지부(120)는 상기 가이드 본체(110)의 후면부에 형성될 수 있다.
이러한 튜브지지부(120) 및 배수유로(135)의 구성에 의하여, 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 냉매관(60)에 안정적으로 지지되며, 상기 배출 가이드장치(100)의 주변에 존재하는 응축수는 상기 배수유로(135)를 따라 하방으로 용이하게 배출될 수 있다.
상기 핀 지지부(150)에는, 상기 가이드 본체(110)의 일측부로부터 후방으로 연장되는 제 1 지지부(151) 및 상기 가이드 본체(110)의 타측부로부터 후방으로 연장되는 제 2 지지부(153)가 포함된다. 상기 제 1,2 지지부(151,153)의 사이에는 상기 냉매관(60)이 위치될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 지지부(151) 및 제 2 지지부(153)는 각각 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 제 1,2 지지부(151,153)는 상하 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
그리고, 상기 다수 개의 제 1 지지부(151) 간의 거리 또는 상기 다수 개의 제 2 지지부(153) 간의 거리는, 핀(70)의 피치(Pitch)에 대응되는 거리값(S1)으로 형성될 수 있다. 상기 핀(70)의 피치(Pitch)는 상기 제 1 핀부(71)와 상기 제 2 핀부(73) 사이의 거리에 대응될 수 있다.
일례로, 도 7을 참조하면, 상기 다수 개의 제 1 지지부(151)에는, 3개의 제 1 지지부(151a,151b,151c)가 포함되며, 상기 3개의 제 1 지지부(151a,151b,151b)의 상하 이격된 거리는 S1을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 다수 개의 제 2 지지부(153)에는, 3개의 제 2 지지부(153a,153b,153c)가 포함되며, 상기 3개의 제 2 지지부(153a,153b,153c)의 상하 이격된 거리는 S1을 형성할 수 있다.
상기 제 1 지지부(151) 또는 상기 제 2 지지부(153)는, 상기 핀(70)의 피치를 이루는 공간에 삽입될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 지지부(151) 또는 상기 제 2 지지부(153)는, 상기 제 1 핀부(71)와 제 2 핀부(73)의 사이 공간에 삽입되며, 상기 핀 연결부(75)의 외측에 지지되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 지지부(151) 또는 상기 제 2 지지부(153)는, 상기 핀 연결부(75)에 결합될 수 있다.
즉, 상기 핀 연결부(75)는 냉매관(60)의 외면과 상기 제 1 지지부(151)의 사이, 또는 상기 냉매관(60)의 외면과 상기 제 2 지지부(153)의 사이에 위치될 수 있다.
상기 핀 연결부(75)는 상하 방향으로 다수 개 구비되므로, 상기 다수 개의 제 1,2 지지부(151,153)는 상기 다수의 핀 연결부(75)에 각각 결합되도록 구성될 수 있다.
일례로, 도 4를 기준으로, 상기 제 1 지지부(151)는 상기 제 2열 핀(70b)에 결합될 수 있으며, 상기 제 2 지지부(153)는 상기 제 1열 핀(70a)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 제 2 냉매관(60b)에 지지된 상태에서, 상기 핀 지지부(150)를 통하여 양측의 핀(70a,70b)의 사이 공간으로 삽입되도록 구성될 수 있으므로, 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 열교환기에 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 핀 지지부(150)는 벤딩된 핀(70)의 내측공간, 즉 제 1,2 핀부(71,73) 및 핀 연결부(75)가 이루는 공간에 존재하는 응축수의 응집력을 약화시킬 수 있다. 그리고, 상기 가이드 본체(110)에 구비되는 튜브 지지부(120)는 상기 냉매관(60)의 외면에 존재하는 응축수의 응집력을 약화시킬 수 있다.
결국, 상기 냉매관(60)과 핀(70)이 결합되는 공간의 주변에 존재하는 응축수의 응집력은 상기 배출 가이드장치(100)에 의하여 깨지게 되므로, 상기 응축수는 상기 배출 가이드장치(100)를 따라, 일례로 상기 배수유로(135) 또는 상기 핀 지지부(150)를 따라 하방으로 용이하게 배출될 수 있다.
상기 배출 가이드장치(100)와 열교환기의 조립과정에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 다수의 냉매관(60)의 사이에 핀(70)을 조립하면, 벤딩된 형상을 가지는 핀(70)은 2개의 가장 인접한 냉매관(60)의 사이 공간에서 상하 방향으로 연장되며, 핀 연결부(75)는 상기 2개의 가장 인접한 냉매관(60)의 외면에 접촉될 수 있다.
위와 같이 조립된 열교환기에 배출 가이드장치(100)가 조립된다. 상세히, 상기 배출 가이드장치(100)는 상기 냉매관(60)과 핀(70)이 이루는 공간에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 가이드 본체(110)는 상기 냉매관(60)의 전면에 지지되고, 상기 핀 지지부(150)는 상기 핀(70)의 피치를 이루는 공간에 삽입되어 상기 핀 연결부(75)의 외면에 조립될 수 있다.
한편, 상기 냉매관(60), 핀(70) 또는 배출 가이드장치(100)의 외면에는 용접제(Clad)가 구비될 수 있다. 상기한 방법으로 상기 열교환기와 상기 배출 가이드장치(100)가 조립되면, 조립체는 용접로에 투입되어 브레이징 용접과정이 수행될 수 있다. 상기 용접과정에서 용접제가 녹으면서, 상기 열교환기와 배출 가이드장치(100)가 결합될 수 있다.
도 8은 도 4의 VIII-VIII'를 따라 절개한 단면도이고, 도 9는 도 8을 상방에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 어셈블리(10)에는, 열교환기 및 배출가이드 장치(100)가 포함된다.
냉매관(60)에는, 격벽(61) 및 상기 격벽(61)에 의하여 구획되는 다수의 냉매유로(63)가 포함된다. 상기 격벽(61)은 다수 개가 구비될 수 있다. 이러한 냉매관(60)의 구성에 의하여, 냉매는 상기 냉매관(60)의 내부공간을 고르게 유동할 수 있고 열교환 효율이 개선될 수 있다.
핀(70)에는, 다수의 루버(78) 및 상기 다수의 루버(78) 사이에 형성되는 관통부(79)가 포함된다. 상기 관통부(79)는 전후 방향으로 다수 개가 형성될 수 있다. 상기 다수의 루버(78)는 상하 방향을 기준으로 경사지게 연장될 수 있다. 상기 다수의 루버(78) 및 관통부(79)가 구비됨으로써, 핀(70)의 열교환 면적이 증가될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 관통부(79)는 상기 배출 가이드장치(100)의 작용에 의하여 하방으로 배출되는 응축수의 배수유로를 형성할 수 있다.
정리하면, 상기 배출 가이드장치(100)에 의하여 응집력이 깨진 응축수는 상기 배출 가이드장치(100)의 배수유로(135) 및 상기 핀 지지부(150) 및 관퉁부(79)를 통하여 하방으로 용이하게 배수될 수 있다.
도 10A 및 도 10B는 종래기술에 비하여, 본 발명의 실시예에 따른 배출가이드 장치가 열교환기가 결합되었을 때, 열교환기에 잔류하는 응축수의 배출효과가 개선되는 모습을 보여주는 도면이다.
아래 [표 1]은 종래기술(배출가이드 장치가 미적용되는 열교환기)와, 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리에 대하여, 배수효과를 비교하는 실험에 관한 결과값을 나타낸다.
구분 분무전(W1,kg) 분무후(w2) 방치(w3) 포화 수분량(w2-w1) 배수량(w2-w3) 수분 착상량(w3-w1) 무게 증가율(w3/w1)
종래기술 3..734 4.55 4.288 0.816 0.262 0.554 1.15
본 발명 3.763 4.59 3.986 0.822 0.599 0.223 1.06
[표 1]을 참조하면, "분무전(w1)"은 건조 상태에서의 최초 열교환기(또는 열교환기 어셈블리)의 무게를 나타낸다. 상기 배출 가이드장치(100)의 무게에 의하여, 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리의 무게는 종래기술에 따른 열교환기의 무게보다 다소 큼을 알 수 있다.
"분무후(w2)"는 열교환기(또는 열교환기 어셈블리)에 대하여, 설정시간 동안 물을 분사한 이후의 무게를 나타낸다. 일례로, 상기 설정시간은 3분일 수 있다. 그리고, 동일한 양의 물을 상기 열교환기(또는 열교환기 어셈블리)에 분사한다.
"방치(w3)"는 상기 분무후 설정시간 동안 방치한 이후의 무게값을 나타낸다. 일례로, 상기 설정시간은 6분일 수 있다. 상기 "분무후"와 상기 "방치"는 설정된 횟수만큼 반복될 수 있다. 일례로, 상기 설정된 횟수는 3회일 수 있다. [표 1]에서, 포화 수분량(w2-w1)은 공급된 수분량을 나타낸다.
[표 1]에 기재된, 방치후의 무게값은, 분무 및 방치를 각각 3회 반복한 이후의 값을 나타낸다. 상세히, 종래기술에 따른 열교환기의 방치후 무게는 4.288kg, 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리의 방치후 무게는 3.986kg을 나타낸다.
배수량(w2-w3)은 열교환기(또는 열교환기 어셈블리)의 분무후 무게에서 방치 이후의 무게를 뺀 값을 나타내며, 수분 착상량(w3-w1)은 방치후 무게에서 건조상태의 최초 무게를 뺀 값을 나타낸다. 그리고, 무게 증가율(w3/w1)은 건조 상태의 최초 무게에 대한 방치 이후의 무게의 비율을 나타낸다.
즉, 건조 상태에서, 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리의 무게는 종래기술에 따른 열교환기의 무게보다 무거운 반면, 방치후의 무게는 오히려 가벼워짐을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리에서의 배수효과는, 종래기술에 따른 열교환기의 배수효과보다 개선됨을 알 수 있다.
도 10A 및 도 10B는, [표 1]과 같은 실험조건에 의하여 실험을 수행하였을 때, 응축수의 배수가 진행된 이후, 종래기술에 따른 열교환기 및 본 발명에 따른 열교환기 어셈블리에서의 배수효과를 비교 가능하게 보여주는 도면이다.
즉, 도 10A의 경우에는, 종래기술에 따른 열교환기의 구조에 있어서, 냉매관과 핀 사이 공간에서, 응축수의 응집력에 의하여 잔재하는 응축수(C1)의 양이 많음을 알 수 있다. 반면에, 도 10B의 경우에는, 본 발명에 따른 배출가이드 장치가 구비된 열교환기 어셈블리의 구조에 있어서, 응축수의 응집력이 상기 배출가이드 장치에 의하여 약화되어, 냉매관과 핀 사이 공간에 잔재하는 응축수(C2)의 양이 상대적으로 적음을 알 수 있다.
결국, 본 실시예에 의하면, 배출 가이드장치에 의하여 열교환기에서 발생되는 응축수의 배수성능이 개선되어 열교환기의 열교환 성능이 향상되고, 열교환기로부터 발생될 수 있는 냄새 또는 세균을 억제할 수 있다는 효과가 나타날 수 있다.
10 : 열교환기 어셈블리 20 : 상부헤더
30 : 하부헤더 40 : 유입배관
50 : 유출배관 60 : 냉매관
70 : 핀 100 : 배출 가이드장치
110 : 가이드 본체 112 : 하단부
115 : 바디부 120 : 튜브지지부
131 : 제 1 함몰부 133 : 제 2 함몰부
135 : 배수유로 150 : 핀지지부

Claims (17)

  1. 상하 방향으로 연장되며 좌우 방향으로 이격되어 배열되는 다수의 냉매관 및 상기 다수의 냉매관 사이에 구비되는 핀이 구비되는 열교환기; 및
    상기 열교환기의 하부에 결합되는 배출가이드 장치가 포함되며,
    상기 배출가이드 장치는 상기 다수의 냉매관과 상기 핀이 이루는 공간에 삽입되고,
    상기 배출가이드 장치에는,
    상하 방향으로 연장되며, 상기 냉매관의 전면부에 지지되는 가이드 본체;
    상기 가이드 본체로부터 후방으로 연장되는 핀지지부; 및
    상기 가이드 본체의 후면부에 형성되어, 상기 냉매관의 전면부에 접촉하는 튜브지지부가 포함되는 열교환기 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀은 벤딩된 형상을 가지고 상하 방향으로 연장되도록 구성되며,
    상기 핀지지부는 상기 핀의 벤딩된 부분의 일측에 삽입되는 것을 특징으로 하는 열교환기 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 핀에는,
    좌우 방향으로 연장되는 제 1,2 핀부; 및
    상기 제 1,2 핀부의 단부를 연결하며, 상하 방향으로 연장되는 핀 연결부가 포함되는 열교환기 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핀지지부는 상기 핀 연결부에 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환기 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 핀 연결부는,
    상기 냉매관과 상기 핀지지부의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 본체에는,
    상하 방향으로 연장되는 바디부; 및
    상기 바디부의 일 지점으로부터 상기 튜브지지부를 향하여 함몰되는 제 1 함몰부; 및
    상기 바디부의 타 지점으로부터 상기 튜브지지부를 향하여 함몰되는 제 2 함몰부가 포함되는 열교환기 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1,2 함몰부가 이루는 함몰된 부분에는, 응축수가 배출되는 배수유로가 포함되는 열교환기 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배수유로의 단면은 V 형상을 가지는 열교환기 어셈블리.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 배수유로는 상기 가이드 본체의 전면부에 형성되며, 상기 튜브지지부는 상기 가이드 본체의 후면부에 형성되는 열교환기 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기에는,
    상기 다수의 냉매관의 상부에 구비되는 상부헤더; 및
    상기 다수의 냉매관의 하부에 구비되는 하부헤더가 더 포함되는 열교환기 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 배출가이드 장치에는,
    상기 하부헤더의 상면에 지지되는 하단부가 포함되는 열교환기 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀지지부에는,
    상기 가이드 본체의 일측에 구비되는 제 1 지지부; 및
    상기 가이드 본체의 타측에 구비되는 제 2 지지부가 포함되며,
    상기 제 1,2 지지부의 사이에는 상기 냉매관이 위치되는 열교환기 어셈블리.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부 또는 상기 제 2 지지부는 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 제 1 지지부 또는 제 2 지지부는 상하 방향으로 이격하여 배치되는 열교환기 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 냉매관과, 상기 핀 및 상기 배출가이드 장치는,
    용접제(Clad)에 의하여 브레이징 용접되는 열교환기 어셈블리.
  17. 상하 방향으로 연장되며 좌우 방향으로 이격되어 배열되는 다수의 냉매관, 상기 다수의 냉매관 사이에 구비되며 벤딩된 형상을 가지는 핀, 상기 다수의 냉매관의 상측에 결합되는 상부헤더 및 상기 다수의 냉매관의 하측에 결합되는 하부헤더가 구비되는 열교환기; 및
    상기 열교환기의 하부에 결합되는 배출가이드 장치가 포함되며,
    상기 배출가이드 장치에는,
    상기 다수의 냉매관의 전면부에 지지되는 가이드 본체; 및
    상기 가이드 본체의 양측에서 후방으로 연장되며, 상기 핀에 삽입되는 핀지지부가 포함되고,
    상기 가이드 본체에는,
    상하 방향으로 연장되는 바디부;
    상기 바디부의 일 지점으로부터 후방으로 경사지게 함몰되는 제 1 함몰부; 및
    상기 바디부의 타 지점으로부터 후방으로 경사지게 함몰되는 제 2 함몰부가 포함되고,
    상기 제 1,2 함몰부가 이루는 함몰된 부분에는, 응축수가 배출되는 배수유로가 형성되는 열교환기 어셈블리.
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