KR102095448B1 - 열교환기 및 이를 사용한 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 열교환기는, 냉매를 분배하는 분배 헤더; 상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관; 상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및 상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함한다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 실외 공간에 배치되고 실외 열교환기를 가지는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되고 실내 열교환기를 가지는 실내기를 포함하고, 상기 실외 열교환기 및 상기 실내 열교환기 중 적어도 어느 하나는, 냉매를 분배하는 분배 헤더; 상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관; 상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및 상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함한다.

Description

열교환기 및 이를 사용한 공기조화기{A heat exchanger and an air conditioner using thereof}
본 발명은 열교환기 및 이를 사용한 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하는 장치이다. 또한 공기조화기는 실내 공기를 정화하는 공기 청정 기능이 구비될 수도 있다.
일반적으로 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기, 압축기 및 열교환기 등 다수의 부품이 장착되어 상기 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 상기 실외기에는 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있다. 또한 상기 공기조화기는, 상기 실내기로 냉매를 공급하여 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다. 상기 공기조화기의 작동 방식인 냉방 모드 또는 난방 모드는 사용자가 요청하는 운전 상태에 따라 달라질 수 있다.
즉, 공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방 운전이 수행될 수도 있고 난방 운전이 수행될 수도 있다.
먼저, 상기 공기조화기에서 냉방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름을 설명한다. 실외기의 압축기에서 압축된 냉매는 상기 실외기의 열교환기를 거쳐서 고온 고압의 액체 냉매가 된다. 상기 액체 냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되면서 기화 현상이 발생할 수 있다. 상기 기화 현상에 의해 주변 공기의 온도가 하강하게 된다. 그리고, 실내기 팬이 회전하면서 실내로 냉기가 토출될 수 있다.
상기 공기조화기에서 난방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름은 다음과 같다. 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되면, 상기 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체 냉매가 액화될 수 있다. 상기 액화 현상에 의해 방출된 에너지는 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 그리고, 실내기 팬이 회전하면서 실내로 온기가 토출될 수 있다.
상기 열교환기에는, 열을 전달하는 핀과 냉매가 이동될 수 있도록 공간을 제공하는 냉매관이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 핀에는, 상기 냉매관이 삽입될 수 있는 냉매관 삽입 홀이 형성될 수 있다. 또한, 상기 핀 내부에는 다수의 냉매관이 각각의 열에 따라 배열될 수 있다.
온도가 하강하는 동절기에는, 상기 열교환기가 배치되는 실외기와 실외 온도 사이에 온도 차이가 커지므로 상기 열교환기 표면에 서리가 발생될 수 있다. 그리고, 상기 공기조화기가 작동되면, 상기 열교환기 표면에 발생되는 서리의 크기가 더 커질 수 있다.
구체적으로, 상기 다수의 핀 사이에는 공기가 이동될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 상기 다수의 핀 사이를 통과하는 공기는, 냉매 배관을 따라 이동하는 냉매와 열교환 될 수 있다. 따라서 상기 다수의 핀 사이의 공간에 서리가 많이 발생될 수 있다.
상기 서리가 지속적으로 쌓이다 보면, 상기 열교환기의 성능이 저하되고 상기 핀 사이의 공간이 상기 서리에 의해 차단될 수도 있다. 즉, 공기의 이동 유로가 막히게 되어 열 전달 성능이 현격히 떨어질 수 있고 난방 운전 시간이 짧아지게 되는 악순환을 초래할 수도 있다.
따라서 공기조화기의 작동시, 적절한 실내 공간의 난방 조건을 유지하지 못하게 되어 사용자의 불편을 초래하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 다수의 핀 사이에 형성되는 공간에 서리가 성장되는 것을 최소화 하여 착상을 지연할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열교환기는, 냉매를 분배하는 분배 헤더; 상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관; 상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및 상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함한다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 실외 공간에 배치되고 실외 열교환기를 가지는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되고 실내 열교환기를 가지는 실내기를 포함하고, 상기 실외 열교환기 및 상기 실내 열교환기 중 적어도 어느 하나는, 냉매를 분배하는 분배 헤더; 상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관; 상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및 상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함한다.
제안되는 본 발명에 따르면, 열교환기를 구성하는 핀의 외면을 코팅층으로 감싸서 상기 핀의 표면에 형성되는 서리의 성장을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 핀의 에지 부분을 전체적으로 상기 코팅층으로 코팅하여 동절기에 난방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 핀에는, 상기 핀의 일면으로부터 돌출되는 돌출부가 형성되어 재분배 배관이 상기 핀에 결합될 때 브레이킹 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 시스템을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기의 사시도.
도 4는 도 3의 I-I' 부분을 절개한 단면도.
도 5는 도 3의 II-II' 부분을 절개한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 재분배 배관과 핀의 분해도.
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 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기는 도면에 도시된 스탠드형 또는 천장형을 예로 들어 설명한다. 다만, 공기조화기의 종류는 이에 한정되지 아니하고 벽걸이형에도 사용될 수 있고, 실외기와 실내기의 구분이 없는 일체형에도 사용될 수 있으며 그 형태는 도면에 한정되지 않음을 명시한다.
도 1을 참조하면, 공기조화기는, 조화된 공기를 실내로 토출하는 실내기(200) 및 상기 실내기(200)와 연결되고 실외에 배치되는 실외기(100)를 포함한다.
상기 실외기(100)와 실내기(200)는 냉매 배관으로 연결되어 냉매의 순환에 따라 상기 실내기(200)로부터 냉온의 공기가 실내로 토출될 수 있다. 상기 실내기(200)는 복수 개가 구비되어 상기 실외기(100)에 복수로 연결될 수 있다.
또한 공기조화기는, 복수의 실내기(200)와, 상기 복수의 실내기(200)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(100)를 포함한다. 상기 복수의 실내기(200)와 실외기(100)는 냉매 배관으로 연결될 수도 있고, 통신이 가능한 케이블로 연결되어 소정의 통신 방식에 따라 제어 명령을 송신 또는 수신할 수도 있다.
상기 실내기(200)는, 열교환된 공기를 토출하는 토출구를 포함한다. 그리고, 상기 토출구에는, 상기 토출구를 개폐할 수 있고 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단이 구비될 수 있다. 또한 상기 실내기(200)는 상기 토출구로부터 토출되는 풍량을 조절할 수도 있다. 이 때, 다수의 공기 흡입구와 다수의 공기 토출구에는, 다수의 베인이 설치될 수 있다. 상기 베인은, 상기 다수의 공기 흡입구와 다수의 공기 토출구 중 적어도 어느 하나를 개폐할 수 있고, 공기의 유동 방향을 안내할 수도 있다.
또한 실내기(200)는, 상기 실내기(200)의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 표시부 및 설정 데이터를 입력하기 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 사용자가 상기 입력부를 통해서 공기조화기의 운전 작동 명령을 입력하면, 상기 실외기(100)는, 입력된 명령에 대응하여 냉방 모드 또는 난방 모드로 동작될 수 있다. 또한 상기 실외기(100)는, 복수의 실내기(100)로 냉매를 공급하고, 상기 실내기(100)의 토출구를 따라 공기 유동 방향이 안내되어 실내의 환경이 조절될 수 있다.
이하에서는, 공기조화기의 실내기(200) 및 실외기(100)의 내부 시스템에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실외기(100)는, 실외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(300), 실외 공기를 상기 실외 열교환기(300)로 송풍시키는 실외 송풍기(120), 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(140), 상기 어큐뮬레이터(140)에서 추출된 기체 냉매를 압축하는 압축기(150), 냉매 흐름을 전환시키는 사방밸브(130) 및 난방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어될 수 있는 실외용 전자팽창밸브(160)를 포함한다.
공기 조화기의 냉방 운전시 상기 실외 열교환기(300)는, 상기 실외 열교환기(300)로 전송되는 기상 냉매가, 실외 공기에 의해 응축될 수 있는 응축기로 작용할 수 있다. 또한 공기 조화기의 난방 운전시 상기 실외 열교환기(300)는, 상기 실외 열교환기(300)로 전송되는 액상 냉매가, 실외 공기에 의해 증발될 수 있는 증발기로 작동할 수도 있다.
상기 실외 송풍기(120)는, 동력을 발생시키는 실외 전동기(122)와, 상기 실외 전동기(122)와 연결되어 상기 실외 전동기(122)의 동력에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실외 팬(121)을 포함한다.
또한 상기 실외기(100)에는, 내부에 2대의 압축기를 포함할 수 있다. 상기 2대의 압축기 중 하나는 인버터 압축기이고, 다른 하나는 정속 압축기일 수 있다. 다만 상기 압축기의 개수 또는 압축기의 종류에는 그 제한이 없다.
상기 실외기(100)는 다수 개로 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 실외기(100)는 메인 실외기와 보조 실외기를 포함할 수 있다. 상기 메인 실외기 및 보조 실외기는 다수의 실내기(200)와 연결될 수 있다. 상기 메인 실외기 및 보조 실외기는 상기 다수의 실내기(200) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동될 수 있다.
실내기(200)는, 실내 공기와 냉매가 열교환되는 실내 열교환기(210), 실내 공기를 상기 실내 열교환기(210)로 송풍시키는 실내 송풍기(220)를 포함할 수 있다. 또한 상기 실내기(200)는, 과냉도 또는 과열도에 따라 제어되는 실내 유량 조절부인 실내용 전자팽창밸브(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
공기 조화기의 냉방 운전시 상기 실내 열교환기(210)는, 상기 실내 열교환기(210)로 전송되는 액상 냉매가, 실내 공기에 의해 증발될 수 있는 증발기로 작용할 수 있다. 또한 공기 조화기의 난방 운전시 상기 실내 열교환기(210)는, 상기 실내 열교환기(210)로 전송되는 기상 냉매가, 실내 공기에 의해 응축될 수 있는 응축기로 작용할 수도 있다.
실내 송풍기(220)는, 동력을 발생시키는 실내 전동기(222) 및 상기 실내 전동기(222)와 연결되어 상기 실내 전동기(222)에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실내 팬(221)을 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
이처럼 공기조화기는, 냉방 또는 난방 운전이 수행되기 위하여 내부에 냉매 를 이동시킬 수 있는 공간이 구비된다. 구체적으로, 공기조화기의 실외기(100) 및 실내기(200)에는 다수의 구성요소가 설치된다. 상기 다수의 구성요소 중에는, 냉매가 이동되는 통로인 냉매 배관을 포함한다. 상기 냉매 배관에는 외부 공기와 열교환이 수행될 수 있는 냉매가 이동한다.
상기 공기조화기가 냉방 또는 난방 운전을 수행시, 냉매는 하나의 냉매 사이클을 순환하면서 상기 냉매 배관을 통과한다. 상기 냉매 사이클을 통과하는 냉매는, 주변 공기와 열교환 되어 냉방 또는 난방 운전이 수행될 수 있다. 따라서 냉매와 외부 공기가 열교환이 수행되도록 하기 위해 실외기(100) 및 실내기(200)의 내부에는 열교환기가 구비된다.
이하에서는 상기 실외기(100)의 열교환기(300)를 예로 들어 열교환이 수행되는 과정을 설명한다.
상기 실외기(100)의 일측에는 외부 공기가 흡입되기 위한 흡입구가 설치된다. 상기 흡입구를 통해 흡입되는 공기는, 실외 열교환기(300)를 순환하는 냉매와 열교환이 수행될 수 있다. 구체적으로, 공기조화기의 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기(300)는 응축기의 역할을 수행하고, 공기조화기의 난방 운전시, 상기 실외 열교환기(300)는 증발기의 역할을 수행할 수 있다.
본 명세서에서는, 실외기의 열교환기를 예로 들어 설명하나, 실내기의 열교환기에서도 이하에서 설명하는 열교환기의 구조가 적용될 수 있음을 명시한다. 이하에서는 열교환기의 내부 구조에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 4는 도 3의 I-I' 부분을 절개한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기(300)는, 상기 열교환기(300)로 유입되는 냉매를 분배하는 분배 헤더(310)와, 상기 분배 헤더(310)와 연통되는 적어도 하나 이상의 냉매배관(320)과, 상기 냉매배관(320)의 일측에 형성되는 적어도 하나 이상의 핀(330)과, 상기 열교환기(300)로부터 토출되는 냉매를 안내하는 토출 헤더(350)를 포함할 수 있다.
상기 분배 헤더(310)는, 외형을 형성하는 분배 배관(312)과, 상기 분배 배관(312)의 끝 부분에 형성되는 유입부(314)를 포함할 수 있다.
상기 분배 배관(312)은, 내부에 중공을 가지는 원통형의 관일 수 있다. 다만, 상기 분배 배관(312)의 형상이 원통형으로 제한되는 것은 아니다. 상기 분배 배관(312)은 지면에 대하여 수평한 방향으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 분배 배관(312)은 중력에 대하여 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
상기 유입부(314)는 상기 분배 배관(312)이 연결되는 부분으로 규정될 수 있다. 상기 유입부(314)는 상기 열교환기(300)로 냉매를 안내하는 부분이다.
상기 냉매배관(320)은, 상기 분배 배관(312)으로부터 유입되는 냉매를 상기 토출 헤더(350)로 안내한다. 상기 냉매배관(320)을 통과하는 냉매는 상기 냉매배관(320)을 가로지르는 방향으로 유동되는 공기와 열교환될 수 있다. 상기 냉매배관(320)은 지면에 대하여 수평한 방향으로 길게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 냉매배관(320)은 중력 방향에 대하여 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 냉매배관(320)은 상기 분배 배관(312)의 길이 방향에 대하여 수직하게 연결될 수 있다.
또한 상기 냉매배관(320)은 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 냉매배관(320)은 하나의 평면 상에서 나란히 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 복수 개의 냉매배관(320)은 하나의 층을 이루어 배치될 수 있다.
상기 냉매배관(320)은 제 1 냉매배관 및 상기 제 1 냉매배관의 하측에 구비되는 제 2 냉매배관을 포함할 수 있다. 상기 제 1 냉매배관은 상기 분배 헤더(310)로부터 냉매를 유입하여 상기 제 2 냉매배관으로 냉매를 토출할 수 있다. 상기 제 2 냉매배관으로 유입된 냉매는 상기 제 2 냉매배관을 통과하여 상기 토출 헤더(350)로 안내될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관 사이에, 상기 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관을 연통하는 재분배 헤더(340)가 구비될 수 있다.
상기 재분배 헤더(340)는, 재분배 배관(342)과, 상기 재분배 배관(342)의 측면에 형성되며, 상기 제 1 냉매배관과 연결되는 제 1 연결 홀(344)과, 상기 재분배 배관(342)의 측면에 형성되며, 상기 제 2 냉매배관과 연결되는 제 2 연결 홀(346)을 포함할 수 있다.
상기 재분배 배관(342)은, 상기 제 1 냉매배관으로부터 유입되는 냉매를 유입하고, 유입된 냉매를 상기 제 2 냉매배관으로 토출한다. 상기 재분배 배관(342)은 내부에 중공을 가지며, 단면이 반원형상인 관일 수 있다. 다만, 상기 재분배 배관(342)의 형상이 반원형상의 관으로 제한되는 것은 아니다. 상기 재분배 배관(342)은 지면에 대하여 수평한 방향으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 재분배 배관(342)은 중력에 대하여 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 재분배 배관(342)은 상기 분배 배관(314)과 평행하게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 분배 배관(314) 및 재분배 배관(342)은 서로 평행하게 배치되고, 상기 분배 배관(314) 및 재분배 배관(342) 사이에는 상기 냉매배관(320)이 배치될 수 있다. 상기 재분배 배관(342)은 상기 냉매배관(320)과 직교하게 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 사상이 상기 냉매배관(320)이 2개의 층을 이루어 배치되는 것으로 제한되는 것은 아니다. 상기 냉매배관(320)은 3개 이상의 층을 이루어 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 냉매배관(320)의 층수에 대응하여 상기 재분배 헤더(340)도 복수 개가 구비될 수 있을 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 토출 헤더(350)는, 외형을 형성하는 토출 배관(352)과, 상기 토출 배관(352)의 끝 부분에 형성되는 토출부(354)를 포함할 수 있다.
상기 핀(330)은, 판형의 열 전도체로 형성될 수 있다. 상기 핀(330)은 상기 냉매배관(320)과 수직하게 배치될 수 있다. 상기 핀(330)은, 상기 냉매배관(320)과 접촉되어, 상기 냉매배관(320)의 열 전달 효율을 높여줄 수 있다. 상기 핀(330)에는 상기 냉매배관(320)이 삽입될 수 있는 배관 삽입 홀이 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 핀(330)을 관통하도록 상기 냉매배관(320)이 배치될 수 있다.
상기 열교환기(300)를 통과하는 공기의 유동 유로를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 실내 팬(221)을 통과한 공기는, 상기 열교환기(300)로 이동될 수 있다. 구체적으로, 상기 실내 팬(221)을 통과한 공기는, 다수의 핀(330) 사이에 형성되는 공간으로 이동될 수 있다. 상기 공간으로 이동된 공기는, 냉매배관(320)을 따라 이동하는 냉매와 열교환 될 수 있다.
동절기에는, 상기 다수의 핀(330)의 외면에 서리가 발생될 수 있다. 즉, 상기 냉매배관(320)을 따라 이동되는 냉매와 상기 실내 팬(221)에 의해 이동되는 공기는 서로 다른 온도를 가질 수 있다. 그리고, 상기 냉매와 공기 사이의 온도 차이는 동절기에 더욱 그 차이가 커질 수 있다.
따라서 본 실시 예에 따른 핀(330)에는, 다수의 성분이 혼합된 코팅층(400)이 형성될 수 있다. 상기 코팅층(400)은, 상기 핀(330)의 외면을 전체적으로 감쌀 수 있다. 즉, 상기 코팅층(400)은, 상기 핀(330)의 에지 부분에도 형성될 수 있다.
상기 핀(330)의 에지 부분에 형성되는 코팅층(400)과 상기 핀(330)의 일면에 형성되는 코팅층(400)이 각각 제조된 후 결합될 수도 있고, 상기 코팅층(400)이 상기 핀(330)의 외면을 감싸도록 일체로 제조될 수도 있다.
상기 코팅층(400)은, 상기 핀(330)의 외면을 감싸므로 상기 핀(330)이 외부 공기와 직접적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 핀(330)의 외면에서 발생되는 서리에 의한 착상 현상을 최소화 할 수 있다. 즉, 상기 핀(330)의 외면에서 발생되는 착상 현상을 지연시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 코팅층(400)의 세부 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 도 3의 II-II' 부분을 절개한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 코팅층(400)은, 핀(330)의 외면을 감싸도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 코팅층(400)은, 액상으로 구성되는 용매(410), 유기질을 함유하는 유기 바인더(420), 무기질을 함유하는 무기 바인더(430) 및 상기 유기 바인더(420)와 무기 바인더(430)를 결합시키는 첨가제(440)를 포함할 수 있다.
상기 유기 바인더(420)는, 폴리우레탄이 사용될 수 있다. 상기 폴리우레탄은, 분자 사슬에 우레탄 결합을 가지는 중합체로 규정될 수 있다. 즉, 상기 폴리우레탄은, 알코올기와 아이소사이안산기의 결합으로 만들어진 우레탄 결합으로 결합된 고분자 화합물의 총칭일 수 있다. 상기 우레탄 결합은, 분자 구조 'NHCOO'를 가지는 화학 구조를 의미할 수 있다.
상기 폴리우레탄은, 인장 강도가 우수하고 내마모성이 우수한 장점이 있다. 따라서 상기 코팅층(400)에 상기 폴리우레탄이 결합되면, 상기 핀(330)이 외부의 충격으로부터 보호될 수 있는 효과가 있다.
상기 무기 바인더(430)는, 폴리실리케이트가 사용될 수 있다. 상기 폴리실리케이트는, 1종 혹은 1종 이상의 금속 산화물과 실리카 결합체의 결합에 의해서 생긴 화합물일 수 있다. 상기 폴리실리케이트는, 상기 유기 바인더(420)와 접촉 및 결합되어 상기 코팅층(400)의 강도를 더욱 증진시킬 수 있다. 또한 상기 폴리실리케이트는, 상기 유기 바인더(420)와 결합하여 상기 코팅층(400)이 소정의 탄성을 가지도록 가이드할 수 있다.
상기 첨가제(440)는, 에폭시 기능을 가지는 실리케이트의 표면에 알루미늄, 구리, 아연 등의 금속이 도금된 물질을 포함할 수 있다. 상기 알루미늄, 구리, 아연 등의 금속은, 상기 실리케이트의 표면에 도금되는 물질이므로 도포제라 이름할 수 있다. 상기 실리케이트는, 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물과 결합되어 상기 에폭시 기능을 가지는 실리케이트가 제조될 수 있다. 상기 에폭시기를 포함하는 실리케이트는, 상기 유기 바인더(420)와 무기 바인더(430)를 결합시키도록 경화제 역할을 수행할 수 있다. 또한 상기 실리케이트의 표면에 도금되는 금속은, 상기 실리케이트의 표면에 밀착성을 증진시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 용매(410)는, 상기 유기 바인더(420), 무기 바인더(430) 및 첨가제(440)가 결합된 물질의 비율을 적절하게 조화시키도록 가이드할 수 있다. 즉, 상기 유기 바인더(420), 무기 바인더(430) 및 첨가제(440)가 적절한 비율로 조합되도록 경화제 역할을 수행하고, 혼합 후 남은 물질을 걸러내는 역할을 수행할 수 있다.
상기 용매(410)는, 상기 코팅층(400)의 20~30%를 차지하는 조성 비율을 가지고, 상기 유기 바인더(420)는, 상기 코팅층(400)의 30~40%를 차지하는 조성 비율을 가지고, 상기 무기 바인더(430)는, 상기 코팅층(400)의 25~35%를 차지하는 조성 비율을 가질 수 있다. 상기 코팅층(400)은, 상기 비율에 따라 결합될 때 상기 물질 사이의 결합력이 증진되고 상기 열교환기(300)의 내구성이 향상될 수 있다.
상기 용매(410), 유기 바인더(420), 무기 바인더(430) 및 첨가제(440)는, 상기 핀(330)의 표면에 스프레이 방식으로 결합될 수 있다. 즉, 상기 핀(330)의 외면에 상기 용매(410), 유기 바인더(420), 무기 바인더(430) 및 첨가제(440)가 순차적으로 도포될 수도 있고, 상기 용매(410), 유기 바인더(420), 무기 바인더(430) 및 첨가제(440)가 결합된 혼합재가 상기 핀(330)의 외면에 스프레이 방식으로 도포될 수도 있다.
또한, 상기 핀(330)은, 외면에 상기 코팅층(400)이 도포된 후 자연 건조 단계를 거쳐서 제조될 수 있다. 상기 자연 건조 단계는, 상기 코팅층(400)이 도포된 상기 핀(330)이 자연 바람에 의해 건조되는 단계로 규정될 수 있다.
상기 자연 건조 단계가 종료되면, 상기 코팅층(400)이 도포된 상기 핀(330)은 열풍 건조 단계를 거쳐서 완성될 수 있다. 상기 열풍 건조 단계는, 상기 자연 건조 단계를 거친 상기 코팅층(400)이 도포된 상기 핀(330)을 100도 이상의 열풍으로 건조시키는 단계로 규정될 수 있다.
상기 2단계의 건조 과정을 거치면 상기 핀(330)이 상기 코팅층(400)과 더욱 견고하게 결합될 수 있으므로 상기 핀(330)의 내구성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는, 상기 코팅층(400)에 의해 감싸진 상기 핀(330)과 재분배 배관(342)의 결합 방식에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 재분배 배관과 핀의 분해도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 재분배 배관(342)은, 소정 각도 굴곡지도록 구성되는 굴곡부(342a) 및 상기 굴곡부(342a)의 양측과 연통되는 삽입부(342b)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 핀(330)은, 상기 핀(330)의 일면을 구성하는 평판부(331) 및 상기 평판부(331)로부터 상기 삽입부(342b) 방향으로 돌출되는 돌출부(332)를 포함할 수 있다.
상기 재분배 배관(342)과 상기 핀(330)은, 연결부(390)에 의해 연결될 수 있다. 상기 연결부(390)는, 상기 삽입부(342b)가 삽입되는 삽입홀(391), 상기 삽입홀(391)의 직경 보다 상대적으로 작게 형성되고 상기 삽입부(342b)가 수용되는 수용부(392) 및 상기 수용부(392)의 직경 보다 상대적으로 작게 형성되고 상기 돌출부(332)에 삽입되는 고정부(393)를 포함할 수 있다.
상기 삽입홀(391)의 직경은, 상기 삽입부(342b)의 직경 보다 크게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용부(392)의 직경은, 내부에 상기 삽입부(342b)가 삽입될 수 있도록 상기 삽입부(342b)의 직경과 대응되게 형성될 수 있다.
상기 돌출부(332) 및 상기 평판부(331)의 외면에는, 코팅층(400)이 도포될 수 있다. 상기 돌출부(332)는, 내부에 상기 고정부(393)가 삽입되므로 상기 연결부(390)가 상기 핀(330)에 고정될 수 있다.
종래 기술에 따른 상기 삽입부(342b) 및 상기 수용부(392)의 길이는, 5mm일 수 있다. 다만, 본 실시 예에 따른 상기 삽입부(342b) 및 상기 수용부(392)의 길이는, 7mm일 수 있다. 즉, 상기 삽입부(342b) 및 상기 수용부(392)의 길이가 더 길어질 수 있다.
따라서 상기 재분배 배관(342)과 상기 연결부(390)가 결합되는 부분의 강도가 더욱 증진될 수 있는 효과가 있다.
또한 열교환기를 구성하는 핀의 외면을 코팅층으로 감싸서 상기 핀의 표면에 형성되는 서리의 성장을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 실외기 200: 실내기
300: 열교환기 320: 냉매배관
330: 핀 400: 코팅층

Claims (11)

  1. 냉매를 분배하는 분배 헤더;
    상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관;
    상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및
    상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은,
    유기질인 폴리우레탄으로 구성되는 유기 바인더;
    상기 유기 바인더와 결합되고, 무기질인 폴리실리케이트로 구성되는 무기 바인더; 및
    상기 유기 바인더와 상기 무기 바인더를 결합시키고, 에폭시기를 가지는 화합물인 실리케이트 및 상기 실리케이트의 표면에 도금되는 금속 재질의 도포제로 구성되는 첨가제를 포함하는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    상기 유기 바인더, 무기 바인더 및 첨가제 사이의 비율을 조절하는 용매를 더 포함하는 열교환기.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀은,
    외면에 상기 코팅층이 도포된 후 외기에 의해 건조되는 자연 건조 단계와 열풍에 의해 건조되는 열풍 건조 단계를 거쳐서 제조되는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀은,
    일면을 구성하는 평판부; 및
    상기 평판부로부터 일방향으로 돌출되는 돌출부를 포함하고,
    상기 평판부 및 상기 돌출부는,
    외면이 상기 코팅층에 의해 도포되는 열교환기.
  9. 실외 공간에 배치되고 실외 열교환기를 가지는 실외기; 및
    상기 실외기와 연결되고 실내 열교환기를 가지는 실내기를 포함하고,
    상기 실외 열교환기 및 상기 실내 열교환기 중 적어도 어느 하나는,
    냉매를 분배하는 분배 헤더;
    상기 분배 헤더의 측면에 연결되는 복수 개의 냉매배관;
    상기 냉매배관이 관통되는 홀이 형성되고, 상기 냉매배관을 따라 이동하는 냉매와 외부 공기가 열교환 되도록 공간을 제공하는 핀; 및
    상기 핀의 외면 전체를 감싸도록 구성되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은,
    유기질인 폴리우레탄으로 구성되는 유기 바인더;
    상기 유기 바인더와 결합되고, 무기질인 폴리실리케이트로 구성되는 무기 바인더; 및
    상기 유기 바인더와 상기 무기 바인더를 결합시키고, 에폭시기를 가지는 화합물인 실리케이트 및 상기 실리케이트의 표면에 도금되는 금속 재질의 도포제로 구성되는 첨가제를 포함하는 공기조화기.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 핀은,
    일면을 구성하는 평판부; 및
    상기 평판부로부터 일방향으로 돌출되는 돌출부를 포함하고,
    상기 평판부 및 상기 돌출부는,
    외면이 상기 코팅층에 의해 도포되는 공기조화기.
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