KR101906206B1 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열교환기는, 열교환 유체의 유로를 형성하는 배관; 및 상기 배관의 둘레에 결합되는 핀(fin)을 포함하고, 상기 핀은, 상기 배관의 둘레를 감싸는 부분에 해당하며, 표면에 윤활층을 갖는 제1 부분; 및 상기 배관의 둘레로부터 이격된 부분에 해당하며, 표면에 초발수층을 갖는 제2 부분을 포함한다.The heat exchanger of the present invention comprises: a pipe forming a flow path of a heat exchange fluid; And a fin coupled to the periphery of the pipe, wherein the fin corresponds to a portion of the pipe surrounding the pipe, the first portion having a lubricant layer on the surface thereof; And a second portion corresponding to a portion spaced from the periphery of the pipe and having a super water repellent layer on its surface.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}Heat Exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 응축수 맺힘과 착상을 방지할 수 있는 구조를 통해 보다 향상된 열교환 성능을 갖는 열교환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger having improved heat exchange performance through a structure capable of preventing condensation and congestion.

열교환기는 사용 목적에 따라 저온 유체의 증발을 목적으로 하는 증발기, 증기의 응축을 목적으로 하는 응축기로 구분될 수 있다. 증발기와 응축기는 압축기 및 팽창기와 함께 냉동사이클을 구성한다. 상기 냉동사이클은 냉장고 또는 공기조화기 등의 전자 제품에 널리 사용되고 있다.The heat exchanger may be classified into an evaporator for evaporating a low temperature fluid and a condenser for condensing vapor according to the purpose of use. The evaporator and the condenser together with the compressor and the expander constitute a refrigeration cycle. The refrigeration cycle is widely used in electronic appliances such as a refrigerator or an air conditioner.

전제 제품에 설치되는 열교환기는 대기 또는 전자 제품 내부의 공기와 열교환을 하게 된다. 열교환 과정에서 열교환기 주변의 온도를 이슬점보다 낮은 온도로 낮추는 경우가 빈번하게 발생한다. 이에 따라 열교환기 주변의 온도가 응축되어 열교환기의 표면에 맺히게 되고, 더 나아가서는 열교환기의 표면에 서리(또는 성에)가 맺히게 된다. 이러한 현상을 각각 응축수(또는 이슬) 맺힘 또는 착상이라고 한다.The heat exchanger installed in the premise product exchanges heat with air in the atmosphere or the electronic product. The temperature around the heat exchanger is lowered to a temperature lower than the dew point during the heat exchange process. As a result, the temperature around the heat exchanger is condensed on the surface of the heat exchanger, and moreover, the surface of the heat exchanger is frosted (or hot). This phenomenon is referred to as condensation (or dew) formation or conception.

응축수 맺힘과 착상 현상은 열교환기의 성능에 영향을 미친다. 열전도율은 열전달 면적에 비례하는데, 응축수와 서리가 열교환기의 열교환 면적 감소 효과를 일으키기 때문이다. 또한 대기나 전자 제품 내부의 공기를 냉각해야 할 열교환기가 응축수나 서리를 추가 냉각하기 때문이다. 따라서 열교환기의 성능을 향상시키기 위해서는, 열교환기 표면에 응축수 맺힘이나 착상을 방지하고, 이미 생성된 응축수나 서리를 신속하게 제거해 주어야 한다.Condensation and congestion affect the performance of the heat exchanger. The thermal conductivity is proportional to the heat transfer area, because the condensate and frost cause the heat exchange area reduction effect of the heat exchanger. This is because the heat exchanger that needs to cool the air inside the air or the electronic product further cools the condensate or frost. Therefore, in order to improve the performance of the heat exchanger, it is necessary to prevent the formation of condensed water on the surface of the heat exchanger, and to quickly remove the condensed water or frost that has already been generated.

응축수를 제거하기 위해 열교환기의 핀(fin)에 발수 처리와 친수 처리를 한 사례가 있다. 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0033085호(2014.03.17.)에는 핀의 한 면에 발수성 피막과 친수성 피막을 형성한 구조가 개시되어 있다.In order to remove condensate, the fin of the heat exchanger is subjected to water-repellent treatment and hydrophilic treatment. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0033085 (Apr. 17, 2014) discloses a structure in which a water repellent coating and a hydrophilic coating are formed on one side of a fin.

그러나, 발수 처리된 핀의 표면에 형성된 응축수는 즉시 흘러내리는 것이 아니라 시간이 경과하여 응축수의 방울 크기가 커져야 비로소 흘러내리게 된다. 이에 따라 착상이 심화될 우려가 존재한다. 또한 친수 처리된 핀의 표면에 형성된 응축수는 친수성 표면을 따라 퍼지면서 착상 현상을 더욱 심화시킬 우려가 존재한다.However, the condensed water formed on the surface of the water-repellent fin does not immediately flow down, but flows only after the time has elapsed and the size of the droplet of the condensed water becomes large. As a result, there is a fear that the implantation will be intensified. Further, there is a concern that the condensation water formed on the surface of the hydrophilic treated fin spreads along the hydrophilic surface, thereby further deepening the implantation phenomenon.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0033085호(2014.03.17.)Korean Patent Publication No. 10-2014-0033085 (April 17, 2014).

본 발명의 목적은 열교환기의 표면에 맺힌 응축수를 빠르게 배출하여 착상으로 확대되는 문제, 열교환기의 성능 저하를 일으키는 문제를 해결할 수 있는 구성을 제안하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a structure capable of solving the problem of rapidly expanding condensed water formed on the surface of a heat exchanger and consequently expanding the conception and causing a deterioration in performance of the heat exchanger.

본 발명의 목적은 핀의 표면에 응축수를 제거할 수 있는 특성을 부여하여, 브리징 현상(물방울의 크기가 커져 인접한 두 핀에 모두 접촉되는 현상)을 방지할 수 있는 구조의 열교환기를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat exchanger having a structure capable of eliminating condensed water on the surface of a fin and preventing bridging phenomenon (a phenomenon in which the size of a water droplet becomes large to contact both adjacent fins) .

본 발명의 열교환기는 제1 부분과 제2 부분을 갖는 핀을 포함한다. 제1 부분은 배관의 둘레를 감싸는 부분에 해당하며, 표면에 윤활층을 갖는다. 제2 부분은 배관의 둘레로부터 이격된 부분에 해당하며, 표면에 초발수층을 갖는다.The heat exchanger of the present invention includes a fin having a first portion and a second portion. The first portion corresponds to a portion of the pipe surrounding the pipe, and has a lubricating layer on the surface. The second portion corresponds to the portion spaced from the periphery of the pipe, and has a super water repellent layer on the surface.

상기 열교환기는, 열교환 유체의 유로를 형성하는 상기 배관; 및 상기 배관의 둘레에 결합되며, 상기 제1 부분과 제2 부분을 갖는 핀(fin)을 포함한다.The heat exchanger may include: a pipe that forms a flow path of the heat exchange fluid; And a fin coupled to the periphery of the pipe, the fin having the first portion and the second portion.

상기 초발수층은 물방울과 150° 이상의 접촉각을 형성하도록 이루어진다.The super-water-repellent layer is formed so as to form a contact angle of 150 DEG or more with water droplets.

상기 윤활층은 수평 방향에 대해 5°의 경사를 형성하면 표면의 물방울을 흐르게 할 수 있도록 상기 수평 방향을 기준으로 5°이하의 미끄럼각을 갖는다.The lubricating layer has a sliding angle of 5 DEG or less with respect to the horizontal direction so that water droplets on the surface can flow when the lubricating layer is inclined at 5 DEG with respect to the horizontal direction.

상기 핀은 서로 반대 방향을 향하는 제1면과 제2면을 구비하고, 상기 윤활층과 상기 초발수층은 상기 제1면과 상기 제2면에 모두 형성된다.The fin includes a first surface and a second surface facing each other in opposite directions, and the lubricating layer and the super water repellent layer are both formed on the first surface and the second surface.

상기 제2 부분은 두 제1 부분의 사이에 형성된다.The second portion is formed between the two first portions.

상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 각각 복수로 구비되고, 상하 방향을 따라 교번적으로 배치된다.The first portion and the second portion are each provided in a plurality and are arranged alternately along the vertical direction.

상기 핀의 하단부에 윤활층이 형성된다.A lubricating layer is formed at the lower end of the pin.

상기 핀은 복수로 구비되며, 상기 복수의 핀 상호 간의 간격은 1 내지 1.4 mm다.The plurality of fins are provided, and the distance between the fins is 1 to 1.4 mm.

상기 윤활층을 형성하는 윤활유의 동점성 계수는 80 내지 90 cts다.The kinematic viscosity of the lubricating oil forming the lubricating layer is 80 to 90 cts.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 초발수층으로부터 제공되는 낮은 응착력으로 인해 열교환기의 표면에서 물방울의 크기 성장을 억제할 수 있으며, 물방울이 성장하기 전에 물방울을 제거할 수 있다.According to the present invention having the above-described structure, the growth of water droplets on the surface of the heat exchanger can be suppressed due to the low adhesion force provided from the super water-repellent layer, and water droplets can be removed before the water droplets grow.

또한 본 발명은 윤활층으로부터 제공되는 미끄럼 특성으로 인해 열교환기의 표면에 맺힌 물방울을 신속하게 흘러내리게 할 수 있다.Further, according to the present invention, water droplets formed on the surface of the heat exchanger can be rapidly flowed down due to the sliding property provided from the lubricant layer.

본 발명은 응축수의 브리징 현상을 방지하여 열교환기의 표면에 서리가 맺히는 착상 현상을 억제할 수 있다. 나아가 본 발명은 착상을 제거하기 위한 제상 운전의 빈도수 및 제상 시간을 감소시킬 수 있으며, 열교환기를 포함하는 시스템의 소비전력을 절약할 수 있다.The present invention can prevent the bridging phenomenon of the condensed water and suppress frost formation on the surface of the heat exchanger. Further, the present invention can reduce the defrosting frequency and the defrosting time for removing the frosting, and can save the power consumption of the system including the heat exchanger.

본 발명에 의하면 핀의 제1 부분에 형성되는 윤활층과 핀의 제2 부분에에 형성되는 초발수층의 협동 효과를 통해 물방울의 크기가 성장하기 전에 신속하게 열교환기로부터 제거되는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the cooperative effect of the lubricating layer formed on the first portion of the fin and the super-water-repellent layer formed on the second portion of the fin provides an effect of being quickly removed from the heat exchanger before the size of the water droplet grows have.

나아가 제1 부분의 윤활층과 제2 부분의 초발수층은 협동 효과를 통해 브리징 현상을 방지할 수 있다.Furthermore, the lubricating layer of the first part and the super water-repellent layer of the second part can prevent the bridging phenomenon through the cooperative effect.

도 1은 본 발명과 관련된 열교환기의 일 예를 보인 사시도다.
도 2a는 도 1에 도시된 핀의 U 부분을 확대 도시한 개념도다.
도 2b는 도 1에 도시된 핀의 L 부분을 확대 도시한 개념도다.1 is a perspective view showing an example of a heat exchanger related to the present invention.
2A is a conceptual view showing an enlarged view of the U portion of the pin shown in Fig.
Fig. 2B is a conceptual view showing an enlarged view of the L portion of the pin shown in Fig.

이하, 본 발명에 관련된 열교환기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the same reference numerals are given to the same components in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first explanation. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명과 관련된 열교환기(100)의 일 예를 보인 사시도다.1 is a perspective view showing an example of a heat exchanger 100 related to the present invention.

열교환기(100)는 배관(110)과 핀(120)을 포함한다.The heat exchanger (100) includes a pipe (110) and a fin (120).

배관(110)은 열교환 유체의 유로를 형성한다. 열교환 유체란 예를 들어 냉매가 될 수 있다. 배관(110)은 후술하는 핀(120)을 직선 방향으로 통과하면서, 핀(120)의 외측에서 방향을 바꾸어 다시 핀(120)의 내측으로 되돌아오는 구조를 형성한다.The pipe 110 forms a flow path of the heat exchange fluid. The heat exchange fluid can be, for example, a refrigerant. The pipe 110 forms a structure in which the pipe 120 passes through the pin 120 to be described later in a linear direction and is turned outside from the pin 120 to return to the inside of the pin 120 again.

핀(120)은 열교환 면적을 확장하여 열교환기(100)의 열교환 효율을 향상시키기 위한 것이다. 핀(120)은 배관(110)의 둘레에 결합된다. 핀(120)은 평평한 판의 형태로 형성된다. 핀(120)은 복수로 구비되며, 각각의 핀(120)은 서로 이격되게 배치된다.The fins 120 are intended to enhance the heat exchange efficiency of the heat exchanger 100 by expanding the heat exchange area. The pin 120 is coupled to the periphery of the pipe 110. The pin 120 is formed in the form of a flat plate. The plurality of fins 120 are provided, and the fins 120 are spaced apart from each other.

도 1에는 열교환기(100)의 내부와 외부를 흐르는 유체가 표시되어 있다. R은 배관(110)의 내부를 흐르는 냉매를 가리킨다. A는 배관(110)과 핀(120)을 통해 냉매와 열교환하게 되는 공기를 가리킨다. 그리고 C는 열교환기(100)의 표면에 맺히는 응축수를 가리킨다.In FIG. 1, the fluid flowing inside and outside the heat exchanger 100 is indicated. And R denotes a refrigerant flowing in the piping 110. A refers to air that is heat-exchanged with the refrigerant through the pipe 110 and the fin 120. [ And C denotes condensed water that forms on the surface of the heat exchanger 100. [

U와 L은 각각 열교환기(100)의 상단부와 하단부를 가리킨다.U and L denote the upper and lower ends of the heat exchanger 100, respectively.

이하에서는 본 발명의 핀(120)과 배관(110)의 구조에 대하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the fin 120 and the pipe 110 of the present invention will be described.

도 2a는 도 1에 도시된 핀(120)의 U 부분을 확대 도시한 개념도다. 도 2b는 도 1에 도시된 핀(120)의 L 부분을 확대 도시한 개념도다.FIG. 2A is a conceptual view showing an enlarged view of the U portion of the pin 120 shown in FIG. FIG. 2B is a conceptual view showing an enlarged view of the L portion of the pin 120 shown in FIG.

핀(120)은 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b)을 포함한다.The pin 120 includes a first portion 120a and a second portion 120b.

제1 부분(120a)은 배관의 둘레를 감싸는 부분에 해당한다. 배관은 핀을 관통하며, 핀은 배관의 둘레에 결합된다. 배관이 핀을 관통하는 부분의 둘레가 바로 제1 부분(120a)에 해당한다.The first portion 120a corresponds to the portion of the pipe surrounding the pipe. The pipe passes through the pin, and the pin is coupled around the pipe. The periphery of the portion through which the pipe passes through the pipe corresponds to the first portion 120a.

제1 부분(120a)은 표면에 윤활층을 갖는다.The first portion 120a has a lubricant layer on its surface.

윤활이란 미끄러운 성질을 가리킨다. 윤활층의 미끄러운 정도는 미끄럼각에 의해 설명될 수 있다.Lubrication refers to the slippery nature. The slippery degree of the lubricant layer can be explained by the sliding angle.

미끄럼각(angle of slide)이란 수평 방향을 기준으로 평면을 기울어지게 할 때 상기 평면 위에 존재하는 액체가 흘러내리기 시작하는 경사를 의미한다. 예를 들어 수평 방향을 기준으로 평면을 10° 기울어지게 했을 때 상기 평면 위의 액체가 비로소 흘러내리기 시작한다면, 이 평면의 미끄럼각은 10°라고 할 수 있다.The angle of slide means a slope at which the liquid existing on the plane begins to flow when the plane is inclined with respect to the horizontal direction. For example, if the liquid on the plane begins to flow down when the plane is tilted by 10 ° with respect to the horizontal direction, the sliding angle of this plane may be 10 °.

핀의 표면에 형성되는 윤활층은 수평 방향을 기준으로 10° 이하의 미끄럼각을 가지며, 바람직하게는 수평 방향을 기준으로 5° 이하의 미끄럼각을 갖는다. 윤활층이 5° 이하의 미끄럼각을 갖는다면, 핀이 수평 방향에 대해 5°의 경사를 형성하는 것 만으로 윤활층의 표면에 맺힌 물방울이 흘러내리게 된다.The lubricating layer formed on the surface of the pin has a sliding angle of 10 DEG or less with respect to the horizontal direction, preferably a sliding angle of 5 DEG or less with respect to the horizontal direction. If the lubricating layer has a sliding angle of 5 DEG or less, the water droplets formed on the surface of the lubricating layer flow down only by forming the inclination of 5 DEG with respect to the horizontal direction of the pin.

본 발명에서 윤활층을 형성하는 윤활유의 동점성 계수(coefficient of kinematic viscosity 또는 dynamic viscosity)는 80 내지 90cts(centistokes)로 설정된다. 윤활유의 동점성 계수는 윤활층을 형성하는 제작 환경과 관련이 있다. 동점성 계수의 값이 80cts보다 작으면 윤활층을 형성하는 과정에서 윤활유가 쉽게 휘발되는 문제가 있다. 반대로 동점성 계수의 값이 90cts보다 크면 윤활층의 제작성이 크게 떨어지게 된다.In the present invention, the coefficient of kinematic viscosity or dynamic viscosity of the lubricating oil forming the lubricating layer is set to 80 to 90 cts (centistokes). The kinematic viscosity of the lubricant is related to the manufacturing environment that forms the lubricant layer. If the value of the kinetic viscosity is less than 80 ct, there is a problem that the lubricating oil easily volatilizes during the formation of the lubricating layer. On the other hand, if the value of the kinematic viscosity is larger than 90 cts, the composition of the lubricating layer is greatly reduced.

윤활층이 물방울과 형성하는 접촉각은 약 120°이다. 따라서 윤활층의 표면에는 후술하는 초발수층의 표면보다 큰 물방울이 맺히게 된다. 그러나 윤활층은 매우 작은 미끄럼각을 갖기 때문에 윤활층에 맺힌 물방울은 빠르게 윤활층을 타고 흘러 내려간다. 이에 따라 윤활층으로부터 신속하게 물방울이 제거되는 효과를 얻을 수 있다.The contact angle formed by the lubricant layer with water droplets is about 120 [deg.]. Therefore, water droplets are formed on the surface of the lubricating layer larger than the surface of the super water repellent layer described later. However, since the lubricating layer has a very small sliding angle, the water droplets formed on the lubricating layer rapidly flow down the lubricating layer. As a result, the effect of rapidly removing water droplets from the lubricant layer can be obtained.

응축수로 인해 착상이 진행된 경우에도, 윤활층의 미끄럼 특성으로 인해 제상 과정에서 생성된 물방울이 윤활층을 타고 신속하게 흘러내리므로, 얼음의 2차 성장을 억제할 수 있다.Even when the conception is advanced due to the condensed water, the water droplets generated in the defrosting process quickly flow down on the lubricating layer due to the sliding property of the lubricating layer, so that secondary growth of ice can be suppressed.

제2 부분(120b)은 배관의 둘레로부터 이격된 부분에 해당한다. 핀의 제1 부분(120a)을 제외한 영역이 제2 부분(120b)에 해당하며, 제2 부분(120b)은 두 제1 부분(120a) 사이에 배치될 수 있다. 마찬가지로 제1 부분(120a)도 두 제2 부분(120b) 사이에 배치될 수 있다. 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b)은 각각 복수로 구비되고, 상하 방향을 따라 교번적으로 배치된다.And the second portion 120b corresponds to a portion spaced from the circumference of the pipe. The region excluding the first portion 120a of the pin corresponds to the second portion 120b and the second portion 120b may be disposed between the two first portions 120a. Similarly, the first portion 120a may be disposed between the two second portions 120b. The first part 120a and the second part 120b are respectively provided in a plurality and arranged alternately along the vertical direction.

제2 부분(120b)은 표면에 초발수층을 갖는다.The second portion 120b has a super water repellent layer on its surface.

발수란 물이 닿았을 때 물이 스며들지 않고 흘러내리게 하는 성질을 의미한다. 초발수란 발수 성질이 극대화된 것을 의미한다. 발수와 초발수는 표면에 맺힌 물방울과의 접촉각에 의해 구분될 수 있다.Water repellence refers to the property that water does not penetrate and flow down when water touches it. Super water repellent means that the water repellency property is maximized. Water repellency and super water repellency can be distinguished by the contact angle with water droplets formed on the surface.

초발수층은 물방울과 140° 이상의 접촉각을 형성하고, 바람직하게는 물방울과 150° 이상의 접촉각을 형성한다. 이에 반해 발수층은 초발수층보다 작은 접촉각을 형성한다. 초발수층이 발수층에 비해 큰 접촉각을 형성한다는 것은 초발수층에 맺히는 물방울의 크기가 발수층에 맺히는 물방울의 크기보다 작다는 것을 의미한다.The super water repellent layer forms a contact angle of 140 DEG or more with the water droplet, and preferably forms a contact angle of 150 DEG or more with the water droplet. On the other hand, the water repellent layer forms a contact angle smaller than that of the super water repellent layer. The reason why the super-water-repellent layer forms a larger contact angle than the water-repellent layer means that the size of the water droplets formed on the super-water-repellent layer is smaller than that of the water-repellent layer.

또한, 핀의 표면에 형성된 초발수층은 물에 대한 낮은 응착력을 갖는다. 응착력이란 서로 달라붙는 두 물질의 분자 사이에 작용하는 힘을 가리킨다. 초발수층이 물에 대한 낮은 응착력을 갖기 때문에, 핀의 표면에 맺힌 응축수는 핀의 표면에 퍼지는 것이 아니라 물방울을 형성하여 즉각적으로 흘러내리게 된다. 따라서 초발수층은 브리징 현상을 방지할 수 있다.In addition, the super water-repellent layer formed on the surface of the fin has a low adhesion to water. Cohesive force refers to the force acting between molecules of two substances sticking together. Since the super water-repellent layer has low adhesion to water, the condensed water formed on the surface of the fin does not spread on the surface of the fin but forms water droplets and flows down immediately. Therefore, the super water repellent layer can prevent the bridging phenomenon.

작은 물방울이 초발수층을 타고 즉각적으로 흘러내리게 되면 열교환기의 표면에 착상을 방지할 수 있다. 착상은 열교환기의 표면에 맺힌 물방울이 냉각되어 형성되므로, 초발수층에 의해 상대적으로 작은 물방울이 즉각적으로 흘러내리게 되면, 냉각에 의해 서리를 형성하게 될 소스가 없어지기 때문이다.If droplets of water drop down immediately on the super water repellent layer, the surface of the heat exchanger can be prevented from being frosted. Since the impregnation is formed by cooling water droplets formed on the surface of the heat exchanger, when the relatively small droplets of water drop down immediately by the super water repellent layer, the source to form frost by cooling disappears.

제1 부분(120a)의 온도는 제2 부분(120b)의 온도보다 낮다. 배관을 흐르는 냉매에 의해 냉각되기 때문이다. 따라서 제2 부분(120b)보다 제1 부분(120a)에 물방울이 쉽게 맺히며, 제1 부분(120a)은 제2 부분(120b)에 비해 서리가 착상되기 쉬운 영역이다. 제1 부분(120a)에 맺힌 물방울을 빠르게 흘러내리게 하기 위해서는 제1 부분(120a)이 낮은 응착력보다는 미끄럼 특성을 갖는 것이 바람직하다. 초발수층은 이미 맺힌 물방울의 크기 성장을 억제함에 비해 윤활층은 물방울의 맺힘과 동시에 흘러내리게 하기 때문이다.The temperature of the first part 120a is lower than the temperature of the second part 120b. This is because the refrigerant is cooled by the refrigerant flowing through the pipe. Therefore, water droplets easily form on the first part 120a than on the second part 120b, and the first part 120a is an area where the frost is easier to be conceived than the second part 120b. In order to allow the water droplets formed in the first part 120a to flow down quickly, it is preferable that the first part 120a has a sliding property rather than a low adhesion force. This is because the super-water-repellent layer suppresses the growth of the size of the already formed water droplets, while the lubricating layer flows down simultaneously with the formation of the water droplets.

제1 부분(120a)과 제2 부분(120b)이 상하 방향을 따라 교번적으로 배치됨에 따라, 윤활층과 초발수층도 교번적으로 배치된다. 따라서 핀의 표면을 따라 흘러내리는 물방울은 윤활층과 초발수층을 반복적으로 지나게 된다. 이와 같이 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b)이 상하 방향을 따라 교번적으로 배치되면, 윤활층과 초발수층의 협동 효과를 기대할 수 있다. 이를테면 제1 부분(120a)을 따라 흘러 내리는 물방울은 윤활층으로부터 제공되는 미끄럼 특성에 의해 빠르게 흘러내리고, 이 물방울이 제2 부분(120b)의 초발수층을 만나게 되면 낮은 응착력에 의해 물방울의 성장 없이 곧바로 흘러내리게 된다.As the first portion 120a and the second portion 120b are alternately arranged along the vertical direction, the lubricating layer and the super water repellent layer are also alternately arranged. Therefore, the water droplets flowing along the surface of the fin repeatedly pass through the lubricating layer and the super-water-repellent layer. When the first portion 120a and the second portion 120b are alternately arranged along the vertical direction, a cooperative effect of the lubricating layer and the super-water-repellent layer can be expected. For example, the water droplets flowing along the first portion 120a rapidly flow due to the sliding property provided from the lubricant layer. When the water droplet meets the super water repellent layer of the second portion 120b, the water droplet It will flow immediately without.

도 2b를 참조하면 핀의 하단부에는 윤활층이 형성된다. 열교환기의 정상 운전 시뿐만 아니라 제상 과정 시 핀의 하단부로 흘러내린 물이 핀에 남지 않아야 하기 때문이다. 핀의 하단부에 윤활층이 형성되면 잔수를 남기지 않을 수 있다. 따라서 물방울이 비산되기 전에 물방울이 핀으로부터 제거될 수 있다.Referring to FIG. 2B, a lubricant layer is formed on the lower end of the fin. This is because not only the normal operation of the heat exchanger but also the water flowing down to the lower end of the pin during the defrosting process should not remain on the pin. If the lubricant layer is formed at the lower end of the pin, residual water may not be left. Therefore, the water droplet can be removed from the pin before the water droplet is scattered.

핀은 서로 반대 방향을 향하는 제1면과 제2면을 구비한다. 윤활층과 초발수층은 제1면과 제2면에 모두 형성될 수 있다. 그래야 핀의 양면에서 윤활층과 초발수층의 협동 효과를 기대할 수 있기 때문이다.The fins have a first surface and a second surface facing in opposite directions. The lubrication layer and the super water repellent layer can be formed on both the first and second surfaces. This is because cooperative effects of the lubricating layer and super-water-repellent layer can be expected on both sides of the pin.

제1 부분(120a)의 윤활층과 제2 부분(120b)의 초발수층은 다음과 같은 과정에 의해 제조될 수 있다. 먼저 핀을 전체적으로 초발수 처리한 다음, 배관의 둘레를 감싸는 제1 부분(120a)과 핀의 하단부에 윤활유를 주입한다.The lubricating layer of the first part 120a and the super water repellent layer of the second part 120b may be prepared by the following procedure. First, the pin is super-water-repellent as a whole, and then lubricating oil is injected into the first portion 120a surrounding the circumference of the pipe and the lower end of the fin.

열교환기가 서리 생성 환경에 지속적으로 노출되면, 초발수층이나 윤활층 중 어느 하나만으로는 착상을 완전히 방지하기 어려울 수 있다. 특히 열교환기가 서리 생성 환경에 지속적으로 노출되면, 초발수층의 표면에 맺힌 응축수의 크기가 커져 큰 물방울을 형성할 수 있다.If the heat exchanger is continuously exposed to the frost generation environment, it may be difficult to completely prevent the implantation by only one of the super-water-repellent layer and the lubricant layer. Particularly, when the heat exchanger is continuously exposed to the frost generation environment, the size of the condensed water formed on the surface of the super water repellent layer becomes large, and a large water droplet can be formed.

그러나 본 발명의 구조에 의하면 초발수층과 윤활층의 협동 효과에 의해 보다 신속한 응축수 제거 효과를 얻을 수 있다.However, according to the structure of the present invention, the coagulation effect of the super-water-repellent layer and the lubricant layer enables a quicker removal of condensed water.

초발수층의 표면에 맺힌 물방울의 크기가 커지게 되면, 이 물방울이 바로 아래의 윤활층에 쉽게 접하게 된다. 초발수층의 응착력이 윤활층의 응착력보다 작기 때문이다. 이 경우 물방울은 윤활층으로부터 제공되는 윤활 특성과 물방울에 가중되는 무게에 의해 빠르게 흘러내리게 된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 응축수는 열교환기의 표면으로부터 제거될 수 있다. 나아가 작은 물방울로 인해 야기되는 물방울의 비산 문제가 방지될 수 있으며, 초발수층과 윤활층의 표면에 잔수가 남지 않으므로 잔수에 의한 2차 착상의 문제도 예방할 수 있다.When the size of the water droplet formed on the surface of the super water repellent layer becomes large, the water droplet easily touches the lubricant layer immediately below. Water-repellent layer is smaller than the adhesion force of the lubricant layer. In this case, the droplet rapidly flows due to the lubricating property provided from the lubricating layer and the weight added to the water droplet. By repeating this process, the condensed water can be removed from the surface of the heat exchanger. Furthermore, it is possible to prevent scattering of droplets caused by droplets, and it is also possible to prevent the problem of secondary implantation due to residual water because no residue remains on the surface of the super water-repellent layer and the lubricating layer.

두 핀 사이에서 초발수층과 윤활층의 협동 효과를 기대하기 위해서는 두 핀 상호 간의 적절하게 설정되어야 한다. 본 발명에서는 두 핀 상호 간의 간격을 1 내지 1.4mm로 설정한다. 만일 두 핀 상호 간의 간격이 1mm보다 작으면, 두 핀 사이에 맺힌 응축수가 원활하게 제거되지 않는다. 반대로 두 핀 상호 간의 간격이 1.4mm보다 크면 초발수층과 윤활층의 협동 효과를 기대하기 어렵다.In order to expect the cooperative effect of the super-water-repellent layer and the lubricant layer between the two pins, the two pins should be set appropriately. In the present invention, the distance between two pins is set to 1 to 1.4 mm. If the distance between the two pins is less than 1 mm, the condensate formed between the two pins is not removed smoothly. On the contrary, if the distance between the two pins is larger than 1.4 mm, it is difficult to expect a cooperative effect of the super water-repellent layer and the lubricant layer.

이상에서 설명된 열교환기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The heat exchanger described above is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or a part of each embodiment so that various modifications can be made.

Claims (9)

열교환 유체의 유로를 형성하는 배관; 및
상기 배관의 둘레에 결합되는 핀(fin)을 포함하고,
상기 핀은,
상기 배관의 둘레를 감싸는 부분에 해당하며, 표면에 윤활층을 갖는 제1 부분; 및
상기 배관의 둘레로부터 이격된 부분에 해당하며, 표면에 초발수층을 갖는 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.A pipe forming a flow path of the heat exchange fluid; And
And a fin coupled to the periphery of the pipe,
The pin
A first portion corresponding to a portion of the pipe surrounding the pipe and having a lubricant layer on the surface thereof; And
And a second portion corresponding to a portion spaced from the periphery of the pipe and having a super water repellent layer on a surface thereof. 제1항에 있어서,
상기 초발수층은 물방울과 150° 이상의 접촉각을 형성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the super-water-repellent layer is formed so as to form a contact angle of 150 DEG or more with water droplets. 제1항에 있어서,
상기 윤활층은 수평 방향에 대해 5°의 경사를 형성하면 표면의 물방울을 흐르게 할 수 있도록 상기 수평 방향을 기준으로 5°이하의 미끄럼각을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the lubricant layer has a sliding angle of 5 DEG or less with respect to the horizontal direction so that water droplets on the surface can flow when the lubricant layer is inclined at 5 DEG with respect to the horizontal direction. 제1항에 있어서,
상기 핀은 서로 반대 방향을 향하는 제1면과 제2면을 구비하고,
상기 윤활층과 상기 초발수층은 상기 제1면과 상기 제2면에 모두 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
The fins having a first surface and a second surface facing each other in opposite directions,
Wherein the lubricating layer and the super water repellent layer are formed on both the first surface and the second surface. 제1항에 있어서,
상기 제2 부분은 두 제1 부분의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
And the second portion is formed between the two first portions. 제1항에 있어서,
상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 각각 복수로 구비되고, 상하 방향을 따라 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the first portion and the second portion are respectively provided in a plurality and are arranged alternately along the vertical direction. 제1항에 있어서,
상기 핀의 하단부에 윤활층이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein a lubricant layer is formed at a lower end of the fin. 제1항에 있어서,
상기 핀은 복수로 구비되며,
상기 복수의 핀 상호 간의 간격은 1 내지 1.4 mm 인 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
The plurality of pins are provided,
Wherein the spacing between the plurality of fins is between 1 and 1.4 mm. 제1항에 있어서,
상기 윤활층을 형성하는 윤활유의 동점성 계수는 80 내지 90 cts인 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the lubricating oil forming the lubricating layer has a kinematic viscosity of from 80 to 90 cts.
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