KR102572098B1 - 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

전열 성능이 향상된 열교환기를 제공한다.
열교환기는, 제 1 방향으로 정렬되는 복수의 단(段)을 가지는 적어도 하나의 냉매관과, 복수의 단에 각각 배치되는 복수의 열교환 핀을 포함한다. 복수의 열교환 핀 각각은, 적어도 하나의 냉매관이 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 삽입될 수 있도록 마련되는 적어도 하나의 관통홀과, 관통홀의 주위에서 열교환 핀의 일면으로부터 돌출되어 냉매관의 외주면을 감싸는 적어도 하나의 접촉부재를 포함한다.

Description

열교환기 및 그 제조방법{Heat exchanger and manufacturing method thereof}
본 발명은 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
핀에 마련된 구멍이 동일 직선 상에 위치하도록 박판을 물결 형상으로 절곡하여 복수개의 물결 형상을 가지는 열교환 핀을 형성하고, 사행(蛇行) 파이프의 직선부에 상기 물결 형상을 가지는 핀의 평면부와 절곡부가 만드는 공간의 방향을 맞추도록 구성한 열교환기는 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평 9-105566호 공보 여기서, 열교환 핀에 삽입 관통 구멍만이 형성되어 있는 상태에서 그 삽입 관통 구멍에 냉매관을 삽입 관통했을 경우에는, 냉매관과 콜게이트 핀 사이가 선접촉 되어 전열 면적을 증가시킬 수 없으므로, 전열 성능이 향상되지 않는다.
본 발명의 목적은, 전열 성능이 향상된 열교환기를 제공한다.
또한, 방열 성능이 향상된 열교환 핀을 가지는 열교환기를 제공한다.
또한, 제상(除霜) 효율이 증대된 열교환기를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는, 제 1 방향으로 정렬되는 복수의 단(段)을 가지는 적어도 하나의 냉매관;과, 상기 복수의 단에 각각 배치되는 복수의 열교환 핀;을 포함하고, 상기 복수의 열교환 핀 각각은, 상기 냉매관에 간격을 두고 삽입 관통되는 한 쌍의 열교환 판과, 상기 한 쌍의 열교환판 사이를 연결하고 상기 냉매관의 일측에 배치되는 제 1 확장판을 포함하는 제 1 핀과, 상기 냉매관에 간격을 두고 삽입 관통되는 한 쌍의 열교환 판과, 상기 한 쌍의 열교환판 사이를 연결하고 상기 냉매관의 일측에 배치되는 제 2 확장판을 포함하는 제 2 핀과, 상기 적어도 하나의 냉매관이 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 삽입될 수 있도록 마련되는 적어도 하나의 관통홀과, 상기 관통홀의 주위에서 상기 열교환 핀의 일면으로부터만 돌출되어 상기 냉매관의 외주면을 감싸는 적어도 하나의 접촉부재를 포함하고, 상기 제 1 핀과 상기 제 2 핀은 상기 제 2 방향을 따라 교대로 배치된다.
상기 접촉부재는 상기 관통홀과 일체로 형성될 수 있다.
상기 복수의 열교환 핀은 제 1 핀간 거리를 갖고 상기 복수의 단 중 제 1 단에 배치되는 열교환 핀과, 상기 제 1 핀간 거리보다 큰 제 2 핀간 거리를 갖고 상기 복수의 단 중 제 2 단에 배치되는 열교환 핀을 포함할 수 있다.
상기 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하고, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름에 대해, 상기 제 1 단에 배치되는 열교환핀은 상기 제 2 단에 배치되는 열교환 핀보다 하류측에 배치될 수 있다.
상기 각각의 열교환 핀은, 상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 1 평면과, 상기 제 1 평면의 일측과 인접한 위치에서 상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 2 평면과, 상기 제 1 평면의 일측과 반대되는 타측과 인접한 위치에서 상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 3 평면을 포함할 수 있다.
상기 각각의 열교환 핀은, 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면을 연결하는 제 1 연결부와, 상기 제 2 평면과 상기 제 3 평면을 연결하는 제 2 연결부를 더 포함하고, 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부는 상기 냉매관을 사이에 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부는 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 중 적어도 하나는 상기 냉매관을 향하여 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 중 적어도 하나는 상기 냉매관을 향하여 형성된 루버를 포함할 수 있다.
상기 복수의 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기가 흐를 수 있도록 마련되는 덕트를 포함하고, 상기 복수의 열교환 핀 중 적어도 하나 이상은 상기 덕트의 벽면과 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 수직한 방향으로, 상기 열교환 핀의 깊이는 상기 덕트의 깊이와 같거나 상기 덕트의 깊이보다 작을 수 있다.
상기 복수의 열교환 핀은, 상기 복수의 단 중 제 1 단에 배치되고, 상기 덕트의 일측 벽면에 접하는 열교환 핀과, 상기 복수의 단 중 제 2 단에 배치되고, 상기 덕트의 일측과 마주하는 상기 덕트의 타측 벽면에 접하는 열교환 핀을 포함하고, 상기 제 1 단에 배치되는 열교환 핀과 상기 제 2 단에 배치되는 열교환 핀은 상기 제 1 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.
상기 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하고, 상기 냉매관은, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 나란한 방향으로 연장되는 제 1 폭과, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 수직한 방향으로 연장되는 제 2 폭이 서로 다르도록, 편평 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭보다 더 클 수 있다.
상기 복수의 열교환 핀 각각은 상기 제 2 방향으로 배열되는 복수의 평판들을 포함하고, 상기 복수의 평판들 중 서로 인접한 두 평판 사이에서, 상기 접촉부재와 상기 냉매관이 접촉하는 부분의 접촉면적과 상기 접촉부재와 상기 냉매관이 접촉하지 않는 부분의 접촉면적의 비(比)는 0 보다 크고 40 보다 작을 수 있다.
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상기 제 1 확장판의 적어도 일 부분과 상기 제 2 확장판의 적어도 일 부분은 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
냉장고는 상기 열교환기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 열교환기에 있어서, 냉매관과 열교환 핀 사이의 전열 면적을 증가시킴으로써, 전열 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 핀을 조합하여 형성되는 열교환 핀에 있어서, 공기와 접촉하는 면을 확장시킴으로써, 방열 성능이 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면, 열교환기에 있어서, 열교환 핀의 전열 면적을 증가시킨 경우에, 인접하는 핀의 인접하는 면에 있어서의 핀의 겹침을 저감시킴으로써, 제상(除霜) 시에 인접하는 핀의 표면에 발생하는 물방울이 효율적으로 흘러내리게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 1 단에 배치된 콜게이트 핀의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 6 단에 배치된 콜게이트 핀의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 6 단에 배치된 콜게이트 핀의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명 실시 형태에 있어서의 열교환기의 콜게이트 핀의 직교면의 면적과 냉매관의 단면적의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 열교환기의 콜게이트 핀의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 형태에 있어서의 열교환기의 콜게이트 핀의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 열교환기와의 비교를 위한, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀과의 비교를 위한, 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 열교환기의 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 1 및 제 4 실시 형태에 있어서의 열교환기의 열교환 성능을 검증한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14a는 본 발명의 제 5 실시 형태에 있어서의 열교환기의 구조를 도시한 도면이며, 도 14b는 본 발명의 제 5 실시 형태에 있어서의 열교환기의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시 형태에 있어서의 편평관인 냉매관의 편평 방향의 정의를 나타낸 도면이다.
도 16은 냉매관이 둥근관일 경우 및 편평관일 경우의 열교환기의 열교환 성능을 검증한 결과를 도시한 도면이다.
도 17은 냉매관이 둥근관일 경우 및 편평관일 경우의 열교환기의 열교환 성능의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 제 6 실시 형태에 있어서의 열교환기의 구조를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 7 실시 형태에 있어서의 열교환기의 콜게이트 핀의 핀과 냉매관이 접하는 면적과 핀간의 냉매관의 면적과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 8 실시 형태에 있어서의 열교환 핀을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제9 실시 형태에 있어서의 열교환 핀을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제10 실시 형태에 있어서의 열교환 핀을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 제11 실시 형태에 있어서의 열교환 핀을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 24는 본 발명의 제12 실시 형태에 있어서의 열교환 핀을 모식적으로 도시한 도면이다.
[제 1 내지 제 7 실시 형태의 개요]
본 발명의 제 1 내지 제 7 실시 형태는, 압축기로 압축되어 순환하는 냉매와 송풍 팬에 의해 송풍되는 공기 사이에서 열교환을 행하는 열교환기에 있어서, 독립적인 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀을 사용함으로써, 열교환기의 조립성 및 신뢰성을 향상시키고, 또한, 전열 면적을 증가시킴으로써 열교환 성능을 향상시키기 위한 것이다.
또한, 서로 다른 핀간 거리를 갖는 독립적인 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀을 조합함으로써, 적용하는 기기나 부위에 따른 최적의 열교환기의 구성을 임의로 설정할 수 있는 것이기도 하다.
또한, 편평한 냉매관을 사용함으로써, 풍손(windage loss)을 저하시켜서 열교환 성능을 향상시키는 것이기도 하다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 전체 구성도이다. 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)는, 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)과, 냉매관(20)과, 단부판(30, 40)을 구비한다. 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)은 열교환을 수행하는 열교환 핀의 일례이다.
콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)은, 서로 독립적인 콜게이트 핀이며, 열교환기(1)의 제 1 단, 제 2 단, 제 3 단, 제 4 단, 제 5 단, 제 6 단에 각각 배치된 1개의 콜게이트 핀이다. 이 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)의 상세에 대해서는, 후술한다.
냉매관(20)은, 내부에 냉매가 흐르는 한 쌍의 배관이다. 이 한 쌍의 배관은, 사행(蛇行) 형상으로 절곡되고, 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)에 삽입 관통된다. 즉, 한 쌍의 배관은, 콜게이트 핀(10a)에 삽입 관통된 후, U자 형상으로 절곡되어서 콜게이트 핀(10b)에 삽입 관통되고, 그 후, 마찬가지로, 콜게이트 핀(10c, 10d, 10e)에 삽입 관통된다. 마지막으로, 한 쌍의 배관은, 콜게이트 핀(10f)에 삽입 관통된 후, U자 형상의 배관에 의해 서로 결합된다. 이에 의해, 냉매는, 한 쌍의 배관 중 어느 한쪽으로 유입되고, 열교환기(1) 내를 흐른 후, 한 쌍의 배관 중 다른 한쪽을 통해 유출된다. 또한, 냉매관(20)은, 관 확장에 의해 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)에 밀착 고정되어 있다.
단부판(30)은, 콜게이트 핀(10a, 10b) 간의 냉매관(20)의 U자 형상 부분, 콜게이트 핀(10c, 10d) 간의 냉매관(20)의 U자 형상 부분 및 콜게이트 핀(10e, 10f) 간의 냉매관(20)의 U자 형상 부분이, 응력에 의해 벌어지는 것을 억제하기 위해서 설치된 판재이다.
단부판(40)은, 콜게이트 핀(10b, 10c) 간의 냉매관(20)의 U자 형상 부분 및 콜게이트 핀(10d, 10e) 간의 냉매관(20)의 U자 형상 부분이, 응력에 의해 벌어지는 것을 억제하기 위해서 설치된 판재이다.
또한, 열교환기(1)는, 송풍팬(미도시)으로부터 화살표(50)로 나타내는 방향인 제 1 방향으로 공기 흐름을 받는 것으로 한다.
이어서, 도 1에 도시한 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)에 대해서, 상세하게 설명한다.
도 2는, 콜게이트 핀(10a)의 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 콜게이트 핀(10a)은, 알루미늄 재질의 평판을, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(11a), 평탄한 산면(山面)(12a), 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(13a), 평탄한 골면(谷面)(14a)이 반복되도록 절곡하여 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제 1 콜게이트 핀의 일례로서, 콜게이트 핀(10a)을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면의 일례로서, 직교면(11a)를 설치하고 있고, 제 2 평면의 일례로서, 직교면(13a)를 설치하고 있고, 제 3 평면의 일례로서, 직교면(11a)의 반대측에서 직교면(13a)에 인접하고, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면과 제 2 평면 사이를 연결하는 제 1 연결부의 일례로서, 산면(12a)을 설치하고 있고, 제 2 평면과 제 3 평면 사이를 연결하는 제 2 연결부의 일례로서, 골면(14a)을 설치하고 있다. 여기서, 직교면(11a)과 산면(12a), 산면(12a)과 직교면(13a), 직교면(13a)과 골면(14a)은, 각각 대략 직각을 이루고 있기 때문에, 콜게이트 핀(10a)은, 평판이 대략 직사각형 형상으로 절곡된 것이다. 도 2에 있어서, 직교면(11a)과 직교면(13a) 사이의 거리(핀간 거리)는 5mm로 설정된다. 직교면(11a)과 직교면(13a) 사이의 거리는, 제 1 핀간 거리의 일례이다.
또한, 직교면(11a)은, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 어느 하나가 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(111a)과, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 다른 하나가 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(112a)을 갖는다. 또한, 직교면(13a)은, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 어느 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(미도시)과, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 다른 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(미도시)을 갖는다.
콜게이트 핀(10b, 10c, 10d, 10e)의 구성은 콜게이트 핀(10a)과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
도 3은, 콜게이트 핀(10f)의 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 콜게이트 핀(10f)은, 알루미늄 재질의 평판을, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(11f), 평탄한 산면(12f), 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(13f), 평탄한 골면(14f)이 반복되도록 절곡하여 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제2 콜게이트 핀의 일례로서, 콜게이트 핀(10f)을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면의 일례로서, 직교면(11f)을 설치하고 있고, 제 2 평면의 일례로서, 직교면(13f)을 설치하고 있고, 제 3 평면의 일례로서, 직교면(11f)의 반대측에서 직교면(13f)에 인접하고, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면과 제 2 평면 사이를 연결하는 제 1 연결부의 일례로서, 산면(12f)을 설치하고 있고, 제 2 평면과 제 3 평면 사이를 연결하는 제 2 연결부의 일례로서, 골면(14f)을 설치하고 있다. 여기서, 직교면(11f)과 산면(12f), 산면(12f)과 직교면(13f), 직교면(13f)과 골면(14f)은, 각각 대략 직각을 이루고 있기 때문에, 콜게이트 핀(10f)은, 평판이 대략 직사각형 형상으로 절곡된 것이다. 도 3에 있어서, 직교면(11f)과 직교면(13f) 사이의 거리(핀간 거리)는 10mm로 설정된다. 직교면(11f)과 직교면(13f) 사이의 거리는, 제 2 핀간 거리의 일례이다.
또한, 직교면(11f)은, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 어느 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(111f)과, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 다른 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(112f)을 갖는다. 또한, 직교면(13f)은, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 어느 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(131f)과, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관 중 다른 하나가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(132f)을 갖는다.
또한, 도 2 및 도 3에서는, 핀간 거리가 5mm 및 10mm인 경우를 나타냈지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 열교환기(1)를 증발기로서 사용하는 경우, 핀간 거리는 3mm 이상 20mm 이하로 설정될 수 있다. 핀간 거리가 3mm 미만의 경우에는, 핀 사이의 서리 막힘을 고려할 때 증발기로 사용하기 어렵고, 핀간 거리가 20mm를 초과하는 경우에는, 열교환 성능을 확보하기 위한 열교환기의 크기가 대형화되어, 실용적이지 않게 되기 때문이다.
도 2 및 도 3에 도시한 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)의 구조에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는, 콜게이트 핀(10f)의 일부의 확대도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 콜게이트 핀(10f)의 직교면(11f)의 삽입 관통 홀(131f, 132f)에는, 각각, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관을 콜게이트 핀(10f)에 면 접촉시키기 위한 접촉부재의 일례로서의 칼라(133f, 134f)가 마련된다. 또한, 콜게이트 핀(10f)의 직교면(13f)의 삽입 관통 홀(131f, 132f)에는, 각각, 냉매관(20)의 한 쌍의 배관을 콜게이트 핀(10f)에 면 접촉시키기 위한 접촉 부재의 일례로서의 칼라(133f, 134f)가 마련된다. 칼라(133f, 134f)는 삽입 관통 홀(131f, 132f)의 주위에서 콜게이트 핀(10f)의 일면으로부터 돌출되어 냉매관(20)의 외주면을 감싸도록 구성된다.
단, 여기에서는, 평판이 편면에 칼라(133f, 134f)가 성형된 상태에서 대략 직사각형 형상으로 절곡되는 것을 전제하고 있으므로, 칼라(133f, 134f)만이 도면에 도시되어 있다.
또한, 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)에도 접촉 부재의 일례로서의 칼라가 마련되어 있지만, 콜게이트 핀(10f)과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
이어서, 콜게이트 핀(10)의 직교면(11)의 면적과 냉매관(20)의 단면적의 관계에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는, 이와 같이, 콜게이트 핀(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)을 구별하지 않고, 콜게이트 핀(10)으로 칭하기로 한다.
도 5는, 콜게이트 핀(10)의 직교면(11)의 면적과 냉매관(20)의 단면적의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 관 확장후의 냉매관(20)의 외경은 8.5mm로 한다. 예를 들어, 외경 8.0mm의 냉매관(20)이 관 확장되어 8.5mm로 될 수 있다. 또한, 직교면(11)의 두 변의 길이는 각각 28mm 및 60mm로 한다. 그러면, 관 확장후의 냉매관(20)의 단면적 A는 56.7mm2 (= π× (8.5mm/2)2)가 된다. 직교면(11) 중 냉매관(20) 1개에 의한 열교환 작용을 받는 부분의 면적 B는 840mm2 (= (28mm×60mm)/2개)가 된다. 따라서, A의 B에 대한 비율 A/B는 0.0675(=56.7mm2/840mm2)이며, 비율 A/B의 범위는 0.02 ≤ A/B < 0.1가 되도록 설정될 수 있다.
만일 A/B가 0.02 미만이 되는 경우, 직교면(11)의 면적에 대하여, 냉매관(20)의 외경(및 내경)이 극단적으로 작아진다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 직교면(11)의 두 변의 길이를 각각 28mm 및 60mm로 하면, A/B가 0.02 미만이면 관 확장후의 냉매관(20)의 외경은 4.6mm 미만이 되고, 관 확장전의 냉매관(20)의 외경은 약 4.5 mm 미만이 된다. 따라서, 냉매관(20)의 관 확장이 매우 어렵게 된다.
A/B가 0.1 이상이 되는 경우, 냉매관(20)에 대하여, 직교면(11)의 면적이 지나치게 작아진다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 냉매관(20)의 관 확장후의 외경을 8.5mm로 하고, 직교면(11)의 세로변의 길이를 28mm로 하면, A/B가 0.1 이상이면, 직교면(11)의 가로변의 길이는 40mm 이하가 된다. 따라서, 충분한 열교환 성능이 얻을 수 없으므로, 실용적이지 않게 된다.
이하에서는, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 6은, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 제조 방법을 도시한 도면이다. 단, 이 제조 방법은 어디까지나 일례이며, 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명한 열교환기(1)가 결과로서 얻어지는 것이라면, 어떠한 제조 방법을 채용해도 좋다. 또한, 이 제조 방법의 일부 또는 전부는 기계를 사용해서 행해지는 것이라도 좋다.
첫째로, 핀 제작 공정에서는, 먼저, 금형(611, 612)에 의해, 평판(60)에 삽입 관통 홀(601)이 형성된다(스텝 101). 이어서, 금형(621, 622)에 의해, 평판(60)의 삽입 관통 홀(601)의 주변부를 일으켜 세움으로써, 칼라(602)가 성형된다(스텝 102). 계속해서, 금형(631, 632)에 의해, 평판(60)은, 대략 직사각형 형상(펄스 형상이라 할 수도 있다)으로 절곡된다(스텝 103). 그리고, 도 2 또는 도 3에 도시한 콜게이트 핀(10)이 완성된다(스텝 104). 또한, 여기서는, 도 1에 도시한 열교환기(1)를 제조하는 것을 전제하고 있으므로, 6개의 콜게이트 핀(10)이 제작되는 것으로 한다.
둘째, 냉매관 삽입 및 관 확장공정에서는, 먼저, 제조자가, 콜게이트 핀(10)을 핀 지지 지그(64)에 1개씩 수작업으로 삽입한다(스텝 201). 또한, 도면에는, 1개의 콜게이트 핀(10)이 1개의 핀 지지 지그(64)에 삽입되는 모습만 도시하고 있으나, 핀 제작 공정에서 6개의 콜게이트 핀(10)이 제작된 경우에는, 6개의 콜게이트 핀(10) 각각이 6개의 핀 지지 지그(64)의 각각에 삽입된다. 이어서, 냉매관(20)이 핀 지지 지그(64)에 삽입된다(스텝 202). 또한, 도면에는, 1개의 핀 지지 지그(64)에 냉매관(20)이 삽입되는 모습만 도시하고 있으나, 핀 제작 공정에서 6개의 콜게이트 핀(10)이 제작된 경우에는, 일렬로 배열된 6개의 핀 지지 지그(64)에 냉매관(20)이 삽입된다. 이 시점에서는, 콜게이트 핀(10)과 냉매관(20)은 밀착되어 있지 않지만, 계속해서, 관 확장 지그(65)에 의해 냉매관(20)이 관 확장됨으로써, 콜게이트 핀(10)과 냉매관(20)이 밀착되게 된다(스텝 203). 또한, 도면에는, 1개의 콜게이트 핀(10)을 1개의 냉매관(20)에 밀착시킬 때의 모습만 도시하고 있으나, 핀 제작 공정에서 6개의 콜게이트 핀(10)이 제작된 경우에는, 6개의 콜게이트 핀(10)이 1개의 냉매관(20)에 동시에 밀착되게 된다.
셋째, 냉매관 굽힘 가공 공정에서는, 냉매관(20)이 콜게이트 핀(10)에 삽입되어 밀착된 상태에서, 냉매관(20)을, 도면 상의 하방에 굽힘부가 형성되도록 절곡함(스텝 301)과 동시에, 도면 상의 상방에 굽힘 부분이 형성되도록 절곡한다(스텝 302). 또한, 스텝 301에서의 절곡과 스텝 302에서의 절곡은 동시에 수행될 수 있다.
상기의 공정들에 의해, 열교환기(1)가 완성된다.
이와 같이, 제1 실시 형태에서는, 열교환기(1)의 각 단에 독립적인 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀(10)이 배치된다. 이에 의해, 동일한 점유 체적 내에서 전열 면적을 확대할 수 있고, 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 1개의 콜게이트 핀(10)에 다수의 핀을 집약하는 것도 가능해진다.
또한, 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀(10)이, 각 단에 독립적으로 배치되어 있기 때문에, 핀을 1매씩 지그에 삽입하는 것과 동일한 제조 방법을 채용하는 것이 가능하다. 또 핀을 1매씩 지그에 삽입하는 수고를 줄일 수 있으며, 제조 시간의 단축으로 이어진다.
또한, 열교환기(1)를 구성하는 부품수도 대폭으로 감소되므로, 부품 관리 측면에서도 개선을 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 콜게이트 핀(10)의 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)에 칼라(113, 114, 133, 134)가 일체로 성형된다. 콜게이트 핀(10)에 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)만이 형성되어 있는 상태에서 그 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)에 냉매관(20)을 삽입 관통할 경우에는, 냉매관(20)과 콜게이트 핀(10) 사이는 선접촉을 통한 열전달이 되는 것에 비해, 제1 실시 형태에서는, 냉매관(20)과 콜게이트 핀(10) 사이가 면접촉을 통한 열전달이 되어, 냉매관(20)과 콜게이트 핀(10) 사이의 전열 면적이 증가되므로, 전열 성능이 향상된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 냉매관(20)이, 콜게이트 핀(10)의 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)의 직경보다도 작은 직경을 갖는 상태에서 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)에 삽입 관통된 후에 관 확장된다. 이에 의해, 삽입 관통 홀(111, 112, 131, 132)의 직경보다 큰 직경의 냉매관(20)을 압입하는 것과 비교하여, 밀착성이 우수해지게 되므로, 전열 성능이 향상되고, 열교환 성능의 향상으로 이어진다.
또한, 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀(10)이 각 단에 독립적으로 배치되어 있기 때문에, 사용 용도나 적용 기종에 따라, 부분적으로 핀간 거리를 저비용으로 용이하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 냉장고 등의 경우에는, 풍상측 쪽에서 결로나 동결이 일어나기 쉽고, 그 결과, 바람의 흐름이 저해되어, 열교환 성능이 저하될 우려가 있다. 따라서, 풍상측의 핀간 거리를 풍하측의 핀간 거리보다도 길게 함으로써, 성능 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)는, 콜게이트 핀(70)에 삽입 관통되는 냉매관(20)의 배관이 1개인 점을 제외하고는, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)와 마찬가지이므로, 중복되는 부분들에 대한 설명을 생략하고, 여기에서는, 제2 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(70)에 대해서만 설명한다.
도 7은, 제2 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(70)의 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(70)은, 알루미늄 재질의 평판을, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(71), 산면(72), 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(73), 골면(74)이 반복되도록 절곡하여 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제 1 평면의 일례로서, 직교면(71)을 설치하고 있고, 제 2 평면의 일례로서, 직교면(73)을 설치하고 있고, 제 3 평면의 일례로서, 직교면(71)의 반대측에서 직교면(73)에 인접하고, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(75)을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면과 제 2 평면 사이를 연결하는 제 1 연결부의 일례로서, 산면(72)을 설치하고 있고, 제 2 평면과 제 3 평면 사이를 연결하는 제 2 연결부의 일례로서, 골면(74)을 설치하고 있다. 여기서, 직교면(71)과 산면(72), 산면(72)과 직교면(73), 직교면(73)과 골면(74)은, 각각 대략 직각을 이루고 있기 때문에, 콜게이트 핀(70)은, 평판이 대략 직사각형 형상으로 절곡된 것이다.
또한, 직교면(71)은, 냉매관(20)이 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(711)을 갖고, 직교면(73)은, 냉매관(20)이 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(731)을 갖는다. 또한, 제2 실시 형태에서도, 삽입 관통 홀(711, 731)에는 각각 접촉 부재의 일례로서의 칼라가 마련될 수 있다.
제2 실시 형태에서는, 산면(72)에 대략 M자 형상 부분(721)이 마련되고, 골면(74)에 대략 M자 형상 부분(741)이 마련된다. 또는, 산면(72) 및 골면(74) 중 어느 한쪽에 대략 M자 형상 부분이 마련될 수도 있다.
이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 산면(72) 및 골면(74) 중 적어도 어느 하나에, 냉매관(20)의 방향으로 오목한 형상이 마련된다. 이에 의해, 제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)보다도 전열 면적을 증가시키는 것이 가능해져, 열교환 성능의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 핀간 거리를 어느 정도 확보한 상태에서 열교환기(1)의 성능을 향상시키므로, 증발기로서 사용할 경우에 착상(着霜)에 의한 핀 사이의 서리 막힘에 의한 성능 저하가 작다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)도, 콜게이트 핀(80)에 삽입 관통되는 냉매관(20)의 배관이 1개인 점을 제외하고는, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)와 마찬가지이므로, 중복되는 부분들에 대한 설명을 생략하고, 여기에서는, 제3 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(80)에 대해서만 설명한다.
도 8은, 제3 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(80)의 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(80)은, 알루미늄 재질의 평판을, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(81), 평탄한 산면(82), 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면(83), 평탄한 골면(84)이 반복되도록 절곡하여 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제 1 평면의 일례로서, 직교면(81)을 설치하고 있고, 제 2 평면의 일례로서, 직교면(83)을 설치하고 있고, 제 3 평면의 일례로서, 직교면(81)의 반대측에서 직교면(83)에 인접하고, 냉매관(20)과 대략 직교하는 직교면을 설치하고 있다. 또한, 제 1 평면과 제 2 평면 사이를 연결하는 제 1 연결교부의 일례로서, 산면(82)을 설치하고 있고, 제 2 평면과 제 3 평면 사이를 연결하는 제 2 연결부의 일례로서, 골면(84)을 설치하고 있다. 여기서, 직교면(81)과 산면(82), 산면(82)과 직교면(83), 직교면(83)과 골면(84)은, 각각 대략 직각을 이루고 있기 때문에, 콜게이트 핀(80)은, 평판이 대략 직사각형 형상으로 절곡된 것이다.
또한, 직교면(81)은, 냉매관(20)이 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(811)을 갖고, 직교면(83)은, 냉매관(20)이 삽입 관통되는 삽입 관통 홀(831)을 갖는다. 또한, 제3 실시 형태에서도, 삽입 관통 구멍(811, 831)에는 각각 접촉 부재의 일례로서의 칼라가 마련될 수 있다.
제3 실시 형태에서는, 산면(82)에 루버(잘라세움부재)(821)가 마련되고, 골면(84)에 루버(841)가 마련된다. 또는, 산면(82) 및 골면(84) 중 어느 하나에만 루버가 마련될 수도 있다.
이와 같이, 제3 실시 형태에서는, 산면(82) 및 골면(84) 중 적어도 어느 하나에 루버가 마련된다. 이에 의해, 열교환기(1)를 통과하는 공기를 난류화시키는 것이 가능해져, 열교환 성능의 향상을 기대할 수 있다.
[제4 실시 형태]
도 9는, 제4 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)와의 비교를 위한, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 구조를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)는, 콜게이트 핀(10a 내지 10m)과, 냉매관(20)을 구비한다.
콜게이트 핀(10a 내지 10m)은, 냉매관(20)과 열적으로 접촉하고, 공기와의 사이에서 열교환을 행하는 복수 단의 콜게이트 핀이다. 도 1에서는, 콜게이트 핀(10)의 단수를 6으로 했지만, 도 9에서는, 콜게이트 핀(10)의 단수를 13으로 하여, 콜게이트 핀(10a 내지 10m)을 도시하고 있다.
냉매관(20)은, 내부에 냉매가 흐르는 배관이다. 도 1에서는, 냉매관(20)이 한 쌍의 배관으로 마련되는 구조이지만, 도 9에서는, 냉매관(20)이 1개의 배관으로 마련되는 구조가 도시된다.
또한, 열교환기(1)에 있어서는, 도시하지 않은 송풍팬으로부터 화살표(50)로 나타내는 방향인 제 1 방향으로 공기 흐름이 있는 것으로 한다.
핀과 공기 사이의 열전달은, 강제 대류 열전달에 의해 행해진다. 강제 대류 열전달률(이하, 단순히 “열전달률”이라고도 한다)은 일반적으로 레이놀즈수의 0.8승에 비례하므로, 공기의 속도가 높을수록 열전달률도 높아진다. 공기의 속도는, 정지벽인 덕트 벽면에서는 제로(0)이며, 덕트 벽면으로부터 덕트의 중앙부를 향해서 높아지고, 덕트의 중심에서 최대가 된다. 따라서, 열교환기(1)의 핀에 있어서의 열전달률도, 덕트의 중심과 덕트 벽면 근방에서 다르며, 덕트 벽면 근방에서는 열전달률이 낮게 된다.
또한, 강제 대류 열전달률은, 공기와 핀의 표면 사이에 발생하는 온도 경계층에도 크게 영향을 받는다. 온도 경계층은, 공기와 핀이 접촉해서 공기의 온도가 저하됨으로써 발생한다. 온도 경계층은, 공기와 핀이 최초로 접촉한 부분에서는 이론상 두께가 제로(0)이며, 하류로 흐름에 따라서 두께가 증가한다. 상류측에서는, 공기와 핀이 얇은 온도 경계층을 사이에 두고 열교환되므로, 열전달률이 높아진다. 한편, 하류측에서는, 두꺼운 경계층을 사이에 두고 열교환이 행해지므로, 열전달률은 낮아진다. 이와 같이 공기와 핀이 최초로 충돌하는 부분에서 발생하는 열전달 성능 향상을 “전연(前緣)효과”라고 한다. 열교환기(1)에 있어서의 열교환 성능을 향상시키기 위해서는, 이 전연 효과를 유효하게 활용하는 것이 필요하다.
도 10은, 제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)의 일부 확대도이다. 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)은, 서로 인접한 독립적인 핀들을 서로 연결한 구조를 가진다. 즉, 콜게이트 핀(10)은, 도 2 및 도 3에 도시한 직교면(11), 산면(12), 직교면(13) 및 골면(14) 외에, 이들의 반복인 직교면(15), 산면(16), 직교면(17) 및 골면(18)을 구비한다. 본 실시 형태에서는, 독립적인 핀에 대응하는 직교면(11, 13, 15, 17)을 각각 확대 전열면(11, 13, 15, 17)으로 칭하기로 하고, 확대 전열면(11, 13, 15, 17)등을 연결하는 산면(12), 골면(14), 산면(16), 골면(18)을 연결면(12, 14, 16, 18)으로 칭하기로 한다. 본 실시 형태에서는, 핀 사이를 연결하는 연결부의 일례로서, 연결면(12, 14, 16, 18)을 설치하고 있다.
또한, 도 10에 있어서, D는 덕트의 깊이(콜게이트 핀(10)의 깊이)이며, H는 콜게이트 핀(10)의 높이이며, W는 연결 길이(연결면(12, 14, 16, 18)의 공기 흐름 방향에 수직한 변의 길이)이다.
또한, 도 10에는 도시하지 않고 있지만, 확대 전열면(11, 13, 15, 17)에는 삽입 관통 홀이 가공되고, 이 삽입 관통 홀에 냉매관(20)이 삽입 관통된다. 구체적으로는, 냉매관(20)의 내부에 냉매관(20)의 내경보다도 큰 직경을 갖는 맨드렐을 삽입하고, 냉매관(20)의 직경을 확대시키는 “관 확장”을 수행함으로써, 냉매관(20)과 확대 전열면(11, 13, 15, 17)을 열적으로 접촉시킬 수 있다. 확대 전열면(11, 13, 15, 17)은 연결면(12, 14, 16, 18)에 의해 연결되므로, 인접하는 확대 전열면(11, 13, 15, 17) 사이의 간격이 유지될 수 있고, 핀의 피치를 조정하기 위한 지그가 불필요하다.
또한, 냉장고용 증발기로서 사용되는 열교환기(1)에서는, 냉장고의 고내 용적을 크게 하기 위해서, 냉장고의 깊이 방향에 있어서의 열교환기(1)의 두께를 예를 들어 40mm에서 70mm정도로 제한한다. 또한, 콜게이트 핀(10)의 높이를 예를 들어 28mm로 하고, 덕트를 흐르는 공기 흐름 방향으로 콜게이트 핀(10)을 적층함으로써, 전열 면적을 확보한다. 또한, 인접하는 단의 콜게이트 핀(10)들 사이에는 예를 들어 2mm 정도의 간극이 마련될 수 있다.
도 11은, 제4 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 구조를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)은, 제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)과 마찬가지로, 물결 형상으로 절곡하여 형성된 것이다. 또한, 도 9와 마찬가지로, 도시하지 않은 송풍팬으로부터 화살표(50)로 나타내는 제 1 방향으로 공기 흐름이 형성된다. 그리고 도시하지는 않았지만 덕트는 송풍팬에 의해 형성된 공기가 흐르는 통로이며, 콜게이트 핀(10)들을 수용하도록 구성된다. 또한, 덕트의 내벽 중 적어도 일부는 콜게이트 핀(10)과 접촉할 수 있다.
제4 실시 형태에 있어서, 콜게이트 핀(10)의 깊이는, 덕트의 깊이보다도 짧다. 도 11에서, 가장 상류측 단의 콜게이트 핀(10)은 전방 측의 덕트 벽면에 접하도록 배치되고, 다음 단의 콜게이트 핀(10)은 후방 측의 덕트 벽면에 접하도록 배치된다. 그리고, 3단째는 전방 측, 4단째는 후방 측의 덕트 벽면에 접하도록 콜게이트 핀(10)이 배치된다. 즉, 복수 단에 각각 배치된 콜게이트 핀(10)들은 전방 측의 덕트 벽면과 후방 측의 덕트 벽면에 교대로 접하도록 배치된다.
도 12는, 제4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)의 일부 확대도이다. 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)은, 제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)과 마찬가지로, 확대 전열면(11, 13, 15, 17)과, 연결면(12, 14, 16, 18)을 구비한다.
또한, 도 12에 있어서, D는 덕트의 깊이이며, H는 콜게이트 핀(10)의 높이이며, W는 연결 길이(연결면(12, 14, 16, 18)의 공기 흐름 방향에 수직한 변의 길이)이며, t는 덕트의 깊이와 콜게이트 핀(10)의 깊이와의 차이이다.
열교환 성능은, 전열 면적과 강제 대류 열전달률의 곱으로 표현된다. 이하에서는, 간단한 모델을 사용하여, 제4 실시 형태에서 열교환 성능이 향상되는 범위를 구해보도록 한다. 여기에서는, 덕트 벽면에 있어서의 강제 대류 열전달률을 h1로 하고, 덕트보다 t [mm] 떨어진 위치에서의 강제 대류 열전달률을 h2로 한다.
제1 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)의 덕트로부터 t [mm] 떨어진 위치에서 덕트 벽면까지의 강제 대류 열전달률과 전열 면적의 곱(K1)은, 이하의 식으로 표현된다.
K1 = h1×W×H+ {(h1+h2)/2}×4t×H
이와 같이, 제1 실시 형태에서는, 콜게이트 핀(10)을 덕트 벽면에 접하도록 설치하고 있으므로, 콜게이트 핀(10)과 덕트 벽면이 접하는 면은, 공기에 접촉하지 않아, 전열 면적으로부터 제외된다.
한편, 제4 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(10)의 덕트 벽으로부터 t [mm] 떨어진 위치에서 덕트 벽면까지의 강제 대류 열전달률과 전열 면적의 곱(K2)은, 이하의 식으로 표현된다.
K2 = h2×2W×H
K2가 K1보다도 큰 경우에 열교환 성능이 향상된다는 점에서, 열교환 성능이 향상되기 위한 조건은 이하의 식으로 표현된다.
K2-K1 = h2×2W×H-h1×W×H-{(h1+h2)/2}×4t×H> 0
(2×h2-h1)×W×H > (h1+h2)×2t×H
t/W < (2×h2-h1)/ {2× (h1+h2)}
예를 들어 덕트 벽면에서의 공기의 속도가 0이고, 덕트 벽면에 있어서의 강제 대류 열전달률(h1)이 0이라고 하면, 이하의 조건이 성립한다.
t/W < 1
즉, t < W이면, 열교환 성능이 향상됨을 알 수 있다.
예를 들어, 깊이(D)가 60mm인 덕트에, 높이(H)가 28mm, 연결 길이(W)가 5mm인 콜게이트 핀(10)을 높이를 달리하여 배치하는 경우, 열교환 성능이 향상되기 위한 콜게이트 핀(10)의 깊이는, 다음과 같이 산출된다.
D-t = D-W = 60.0-5.0 = 55.0 [mm]
따라서, 콜게이트 핀(10)의 깊이가 55mm보다 길고 60mm보다 짧은 범위에서 열교환 성능이 향상된다.
도 13은, 제1 및 제 4 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 열교환 성능을 시뮬레이션으로 검증한 결과를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 열교환량은 61.7W였다. 한편, 제4 실시 형태에 있어서의, 덕트의 깊이보다도 짧은 깊이를 갖는 콜게이트 핀(10)을 적용한 열교환기(1)의 열교환량은 64.4W로, 열교환량이 약 4.4% 증가하는 것을 알 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에서는, 도 11 및 도 12에 나타낸 구조를 전제로 하여 설명했지만, 이것은 어디까지나 일례이다. 예를 들어, 각 단의 콜게이트 핀(10)은, 덕트 벽면에 접하도록 설치되지 않고, 덕트 벽면 사이에 간극이 형성되도록 설치될 수도 있다. 또한, 각 단의 콜게이트 핀(10)은, 그 어긋나는 방향이 전방 측, 후방 측과 같이 교대로 되도록 설치하지 않고, 어떤 콜게이트 핀(10)을 후방 측의 어떤 위치에서 어긋나게 하고, 다른 콜게이트 핀(10)을 전방 측의 어떤 위치에서 어긋나도록 설치할 수도 있다. 이 경우, 어떤 콜게이트 핀(10)이란, 제1 콜게이트 핀의 일례이며, 후방 측의 어떤 위치란, 제 1 위치의 일례이다. 또한, 다른 콜게이트 핀(10)이란, 제2 콜게이트 핀의 일례이며, 전방 측의 어떤 위치란, 제 2 위치의 일례이다.
[제5 실시 형태]
도 14a는, 제5 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 구조를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 제5 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)는, 콜게이트 핀(90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f)과, 냉매관(20)을 구비한다.
도 14b는, 도 14a에 나타낸 열교환기(1)의 냉매관(20)과 수직한 평면에 의한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 제5 실시 형태에서는, 콜게이트 핀(90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f)에 절결부가 마려되고, 절결부에 편평관인 냉매관(20)을 압입된다.
또한, 도 14a, 14b에 있어서, 열교환기(1)는, 도시하지 않은 송풍팬으로부터 화살표(50)로 나타내는 제 1 방향으로 공기 흐름을 받는 것으로 한다.
도 15는, 편평관인 냉매관(20)의 편평 방향의 정의를 나타낸 도면이다. 여기에서도, 냉매관(20)은, 도시하지 않은 팬으로부터 화살표(50)로 나타내는 제 1 방향으로 공기 흐름을 받는 것으로 한다. 도시한 바와 같이, 냉매관(20)의 단면의 공기 흐름 방향에 대해 평행한 방향에 있어서의 폭을 A로 하고, 냉매관(20)의 단면의 공기 흐름 방향에 대해 수직한 방향에 있어서의 폭을 B로 한다.
여기서, 이하의 조건이 만족될 경우, 즉, 냉매관(20)의 편평 형상이 공기 흐름 방향에 대해 평행한 방향으로 더 길게 연장된 형상인 경우에는, 풍손(windage loss)이 저하되고, 무풍 상태가 되는 배면측의 면적이 작아짐으로써 열교환 면적이 증대되므로, 열교환 성능의 향상으로 이어진다.
A/B > 1
도 16은, 냉매관(20)이 둥근관일 경우 및 편평관일 경우의 열교환기(1)의 열교환 성능을 검증한 결과를 도시하는 도면이다. 또한, 여기서는, 둥근관을 외경 8.5mm의 원 형상으로 하고, 편평관을 둥근관을 어느 한 쪽으로 2mm 편평하게 한 형상으로 한다. 즉, 둥근관의 경우, A 및 B를 8.5mm로 하고, 둘레 길이를 26.7mm로 하고, 편평관의 경우, A를 9.6mm로 하고, B를 6.5mm로 하고, 둘레 길이를 둥근관의 경우와 같은 26.7mm로 한다. 이렇게 하면, 도시한 바와 같이, 냉매관(20)으로의 접촉 유속이 0.1m/s이상인 영역의 길이가, 둥근관에서는, 최하단에서 18.8mm, 밑에서부터 2단째 이후에서 14.3mm가 된다. 한편, 편평관에서는, 최하단에서 21.9mm, 밑에서부터 2단째 이후에서 18.0mm가 된다.
도 17은, 냉매관(20)이 둥근관일 경우 및 편평관일 경우의 열교환기(1)의 열교환 성능의 차이를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이, 냉매관(20)이 편평관인 경우에는, 냉매관(20)이 둥근관일 경우에 비교하여 최하단에서 16%, 밑에서부터 2단째 이후에서 26% 열교환 영역이 증가하는 것을 알 수 있다.
상기에서 설명한 평평 형상을 가진 냉매관(20)은 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)에도 채용될 수 있다.
[제6 실시 형태]
도 18은, 제6 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)의 구조를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 제6 실시 형태에 있어서의 열교환기(1)는, 콜게이트 핀의 깊이 방향으로 병렬로 배열된 콜게이트 핀 군(110, 120)과, 단부판(30, 40)을 구비한다.
콜게이트 핀 군(110, 120)은, 제1 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 콜게이트 핀(10)을 적층한 콜게이트 핀 군, 제2 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(70)을 적층한 콜게이트 핀 군, 제3 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(80)을 적층한 콜게이트 핀 군, 제4 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 콜게이트 핀(10)을 적층한 콜게이트 핀 군, 제5 실시 형태에 있어서의 콜게이트 핀(90)을 적층한 콜게이트 핀 군 중 어느 하나이다. 또한, 여기서는, 2개의 콜게이트 핀 군을 병렬로 배열하는 구조를 설명하였으나, 3개 이상의 콜게이트 핀 군을 병렬로 배열하는 구조도 가능하다.
단부판(30, 40)은, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 여기에서의 설명은 생략한다.
제6 실시 형태에 있어서의 열교환기에 의하면, 사용 용도나 적용 기종에 따라, 열교환 성능이 최적이 되도록 조정하는 것이 가능하다.
[제7 실시 형태]
이어서, 콜게이트 핀(10)의 직교면(11)(핀)과 냉매관(20)이 접하는 면적과 직교면(11)과 직교면(11) 사이(핀간)의 냉매관(20)의 면적과의 관계에 대해서 설명한다.
도 19는, 콜게이트 핀(10)의 직교면(11)(핀)과 냉매관(20)이 접하는 면적과 직교면(11)과 직교면(11) 사이(핀간)의 냉매관(20)의 면적과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도시한 바와 같이, 전자의 면적을 S1로 하고, 후자의 면적을 S2로 했을 경우에, 제7 실시 형태에서는, S2/S1이 0 초과 40 미만이 되도록 설계될 수 있다.
제7 실시 형태에 있어서의 열교환기에 의하면, 먼지나 서리의 성장에 의해 성능이 저하되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
[제1 내지 7 실시 형태 효과]
본 발명에 있어서의 제1 내지 7 실시 형태에서는, 콜게이트 핀(10)을 독립적인 대략 직사각형 형상의 핀으로 구성함으로써, 열교환기(1)의 조립성 및 신뢰성을 향상시키고, 또한, 전열 면적을 증가시킴으로써 열교환 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 서로 다른 핀간 거리를 갖는 독립적인 대략 직사각형 형상의 콜게이트 핀(10)을 조합함으로써, 적용하는 기기나 부위에 따른 최적의 열교환기(1)의 구성을 임의로 설정하는 것이 가능하다.
또한, 편평한 냉매관(20)을 사용함으로써, 풍손(windage loss)을 저감시켜서 열교환 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
[제8 내지 10 실시 형태 개요]
본 발명에 있어서의 제8 내지 10 실시 형태는, 냉매관에 삽입 관통되는 복수의 핀을 조합하여 형성되는 열교환 핀에 있어서, 핀에 대하여 확장판을 설치함으로써, 전열 면적을 증가시켜 방열 성능을 향상시키기 위한 것이다
또한, 열교환 핀을 형성하는 복수의 핀으로서 동일한 형상을 채용하여 생산성을 향상시키기 위한 것이다.
[제8 실시 형태]
본 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)은, 도 20에 도시한 바와 같이, 냉매관(20)으로부터 발생하는 열을 방열하는 것으로, 냉매관(20)에 복수 배열되어 배치되는 핀(210)을 구비하고 있다.
핀(210)은, 냉매관(20)에 간격을 두고 삽입 관통되는 한 쌍의 방열판(211)과, 한 쌍의 방열판(211)의 사이에 걸쳐 놓여지는 확장판(212)을 구비한다. 또한, 한 쌍의 방열판(211)은, 냉매관(20)과 대략 직교하게 배치되며, 확장판(212)은, 냉매관(20)을 따라 연장된다. 본 실시 형태에 있어서의 핀(210)은, 직사각 형상의 평판을 대략 직사각 형상(대략 U자 형상)으로 절곡하여 형성된다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 확장판(212)이 냉매관(20)에 대하여 일측에 배치되는 핀(210)을, 제 1 핀(210a)으로 하고, 확장판(212)이 냉매관(20)에 대하여 일측과 반대되는 타측에 배치되는 핀(210)을, 제 2 핀(210b)으로 정의한다.
제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)은, 냉매관(20)의 길이 방향을 따라 교대로 배치된다. 또한, 서로 인접하는 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)에서, 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)의 확장판(212a, 212b)은, 냉매관(20)을 사이에 두고 평행하게 배치되고, 또한, 그 일부가 서로 대향하도록 배치된다.
이와 같은 구조를 통해, 제 1 핀(210a)의 일측(도 20중, 우측)의 방열판(211a)이, 그 일측에서 인접하는 제 2 핀(210b)의 양쪽 방열판(21lb) 사이에 배치되고, 제 1 핀(210a)의 타측(도 20중, 좌측)의 방열판(211a)이, 그 타측에서 인접하는 제 2 핀(210b)의 양쪽 방열판(21lb) 사이에 배치된다. 또한, 제 2 핀(210b)의 일측의 방열판(212b)이, 그 일측에서 인접하는 제 1 핀(210a)의 양쪽 방열판(211a) 사이에 배치되고, 제 2 핀(210b)의 타측의 방열판(212b)이, 그 타측에서 인접하는 제 1 핀(210a)의 양쪽 방열판(211a) 사이에 배치된다.
또한, 인접하는 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)은, 서로의 타측 핀(210) 측에 배치되는 방열판(211a, 21lb)의 간격(x1)(즉, 제 1 핀(210a)의 제 2 핀(210b)측에 배치되는 방열판(211a)과, 상기 제 2 핀(210b)의 상기 제 1 핀(210a) 측에 배치되는 방열판(21lb) 사이의 간격)이 소정 간격을 가지도록 배치된다. 또한, 인접하는 제 1 핀(210a)끼리의 간격(x2) 및 인접하는 제 2 핀(210b)끼리의 간격(x3)이 소정 간격이 되도록 배치된다. 각 간격(x1, x2, x3)은, 모두 동일한 크기를 가지며, 냉매관(20)에 삽입 관통되는 모든 방열판(211a, 21lb)이 등간격으로 배열되도록 배치된다. 또한, 상기 간격(x1, x2, x3)은, 모두 3mm 이상 30mm 이하인 것이 바람직하다.
[제9 실시 형태]
본 실시 형태에 관한 열교환 핀(200´)은, 상기 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)에 있어서의 냉매관(20)에 대한 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)의 배치를 변경한 것이다.
상세하게 설명하면, 열교환 핀(200´)에 있어서, 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)은, 냉매관(20)의 길이 방향을 따라 교대로 배치된다. 또한, 인접하는 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)의 각각의 확장판(212a, 212b)은, 냉매관(20)을 사이에 두고 평행하게 배치되고, 또한, 대향하지 않도록 배치된다.
또한, 인접하는 제 1 핀(210a) 및 제 2 핀(210b)은, 서로의 타측 핀(210)측에 배치되는 방열판(211a, 21lb) 사이의 간격(y)이 소정 간격을 가지도록 배치된다. 또한, 상기 간격(y)은, 3mm 이상 30mm 이하인 것이 바람직하다.
[제10 실시 형태]
본 실시 형태에 관한 열교환 핀(300)은, 도 22에 도시한 바와 같이, 상기 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)과, 다른 형상의 핀(310)을 냉매관(20)에 복수 배열한 것이다.
핀(310)은, 냉매관(20)에 삽입 관통되는 방열판(311)과, 방열판(311)으로부터 냉매관(20)을 따라 연장되는 확장판(312)을 구비한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 핀(310)은, 직사각 형상의 판재를 L자 형상으로 절곡하여 형성된다.
이하의 설명에 있어서, 확장판(312)이 냉매관(20)에 대하여 일측에 배치되는 핀(310)을, 제 1 핀(310a)으로 하고, 확장판(312)이 냉매관(20)에 대하여 일측과 반대되는 타측에 배치되는 핀(310)을, 제 2 핀(310b)으로 정의한다.
그리고, 제 1 핀(310a) 및 제 2 핀(310b)은, 냉매관(20)의 길이 방향을 따라 교대로 배치된다. 또한, 인접하는 제 1 핀(310a) 및 제 2 핀(310b)의 각각의 확장판(312a, 312b)은, 냉매관(20)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되며, 또한, 대향하지 않도록 배치된다. 이에 의해, 열교환 핀(300)은, 전체적으로 콜게이트 핀 형상을 가지게 된다.
또한, 인접하는 제 1 핀(310a) 및 제 2 핀(310b)은, 인접하는 방열판(311a, 31lb)의 간격(z)이 소정 간격을 가지도록 배치된다. 상기 간격(z)은, 확장판(312a, 312b)의 폭과 동일하거나 확장판(312a, 312b)의 폭보다 약간 길게 형성될 수 있다. 또한, 상기 간격(z)은, 3mm 이상 30mm 이하인 것이 바람직하다.
[제8 내지 제10 실시 형태 효과]
이와 같은 구성으로 하면, 각 핀을 통과하는 공기가, 냉매관에 삽입 관통되는 방열판 뿐만아니라, 확장판과도 접촉하게 되어, 이에 의해, 각 핀의 전열 면적이 증가하여, 방열 효율이 향상된다.
또한, 동일 형상을 가지는 핀을 적용할 수 있으므로, 생산 비용을 저감할 수 있다.
특히, 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀에 의하면, 인접하는 핀의 확장판이 일부 대향하고 있기 때문에, 콜게이트 핀보다도 전열 면적이 증가되어, 방열 효율이 현저히 향상된다.
[제11 실시 형태 개요]
열교환기에 있어서, 송풍 팬에 의해 생성되는 공기 흐름의 상류측에 위치하는 부분의 서리 발생을 억제한다.
또한, 각 열교환 핀이 동일한 형상을 가지도록 함으로써, 생산 비용을 저감한다.
[제11 실시 형태]
본 실시 형태에 관한 열교환기(1)는, 상기 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200) 및 상기 제9 실시 형태에 관한 열교환 핀(200´)을 포함한다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 열교환기(1)는, 도 23에 도시한 바와 같이, 사행 형상으로 절곡되어 복수의 단이 형성된 냉매관(20)과, 냉매관(20)에 형성된 각 단에 각각 배치되고, 송풍 팬에 의해 생성되는 공기가 통과하는 열교환 핀(200, 200´)을 구비한다. 또한, 도 23에 있어서, 송풍 팬에 의해 생성되는 공기는, 하측으로부터 상측을 향해서 흐른다.
그리고, 공기 흐름에 대하여 상류측에 배치되는 냉매관의 1단 및 2단에는, 제9 실시 형태에 관한 열교환 핀(200´)이 배치되고, 공기 흐름에 대하여 하류측에 배치되는 냉매관의 3단 및 4단에는, 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)이 배치된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 각 열교환 핀(200, 200´)의 핀(210)은, 모두 동일한 형상을 가진다. 또한, 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)에 있어서의 간격(x1, 도 20 참조) 및 제9 실시 형태에 관한 열교환 핀(200´)에 있어서의 간격(y, 도 21 참조)는, 서로 동일한 길이를 가지도록 마련된다.
이와 같이 구성하면, 열교환기(1)에 사용되는 핀(210)을 모두 동일 형상으로 통일하면서도, 방열판(211)의 간격으로서 좁은 부분(도 23 참조)만을 구비하는 열교환 핀(200)과, 방열판(211)의 간격으로서 넓은 부분(도 23 참조)과 좁은 부분(도 23 참조)을 구비하는 열교환 핀(200´)을 배치할 수 있다.
그리고, 공기 흐름에 대하여 상류측에 제9 실시 형태에 관한 열교환 핀(200´)을 배치하고, 공기 흐름에 대하여 하류측에 제8 실시 형태에 관한 열교환 핀(200)을 배치함으로써, 공기 흐름에 대하여 상류측에서 발생하기 쉬운 서리를 억제할 수 있다.
[제12 실시 형태 개요]
열교환기에 있어서, 두개의 열교환 핀을 서로 인접시켜서 배치한 경우에, 양쪽 열교환 핀이 구비하는 확장판이 겹치지 않도록 배치함으로써, 제상 시에 발생하는 물방울이 효율적으로 흘러내리도록 한다.
[제12 실시 형태]
본 실시 형태에 관한 열교환기(1)는, 도 24에 도시한 바와 같이, 사행 형상으로 절곡되어 복수의 단이 형성된 냉매관(20)과, 냉매관(20)에 형성된 각 단에 각각 배치되고, 송풍 팬에 의해 생성되는 공기가 통과하는 열교환 핀 (300)을 구비한다. 또한, 각 열교환 핀(300)은, 모두 동일한 구성으로 마련된다. 또한, 도 24에 있어서, 송풍 팬에 의해 생성되는 공기는, 전방 측으로부터 내측을 향해서 흐른다.
냉매관(20)의 각 단에 배치되는 열교환 핀(300)은, 모두 각 확장판(312a, 312b)이 평행하게 배치된다. 이에 의해, 인접하는 단에 배치되는 열교환 핀 (300)의 사이의 인접하는 면(S)(일점쇄선으로 표시)에 대하여, 그 일측의 단(인접하는 면(S)의 하측에 위치하는 단)에 배치되는 열교환 핀(300)의 각 핀(310a)의 확장판(312a)과, 그 타측의 단(면(S)의 상측에 위치하는 단)에 배치되는 열교환 핀(300)의 각 핀(310b)의 확장판(312b)이 면(S)에 대향한다. 그리고, 인접하는 면(S)에 대향하는 각 확장판(312a)과 각 확장판(312b)은, 서로 겹치지 않도록 배치된다.
이와 같은 구성에 의하면, 열교환기를 콤팩트하게 구성하기 위해서 복수의 열교환 핀을 밀착시키더라도, 인접하는 단에 배치되는 열교환 핀의 확장판들이 서로 겹치지 않으므로, 제상 시에 확장판에 발생하는 물방울이 흘러내리기 쉬워진다. 또한, 확장판에 의해 열교환 핀의 전열 면적이 증가하여, 방열 성능도 향상된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 인접하는 단에 배치되는 열교환 핀의 확장판들이 서로 완전히 겹치지 않도록 배치되었으나, 허용되는 범위에서 일부가 겹치도록 배치될 수도 있다.
또한, 상기 제8 내지 12 실시 형태에 있어서의 각 열교환 핀에 대하여, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 칼라가 적용될 수 도 있다. 구체적으로는, 각 열교환 핀이 구비하는 방열판에 있어서의 냉매관이 삽입 관통하는 삽입 관통 홀에 칼라를 형성할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 열교환기
10, 70, 80, 90: 콜게이트 핀
11, 71, 81: 직교면 (확대 전열면)
111, 112, 711, 811: 삽입 관통 홀
113, 114: 칼라
12, 72, 82: 산면(연결면)
13, 73, 83: 직교면 (확대 전열면)
131, 132, 731, 831: 삽입 관통 홀
133, 134: 칼라
14, 74, 84: 골면 (연결면)
20: 냉매관
30, 40: 단부판
721, 741: M자 형상 부분
821, 841: 루버
200, 200´, 300: 열교환 핀
210, 310: 핀
211, 311: 방열판
212, 312: 확장판

Claims (20)

  1. 제 1 방향으로 정렬되는 복수의 단(段)을 가지는 적어도 하나의 냉매관;과,
    상기 복수의 단에 각각 배치되는 복수의 열교환 핀;을 포함하고,
    상기 복수의 열교환 핀 각각은,
    상기 냉매관에 간격을 두고 삽입 관통되는 한 쌍의 방열판과, 상기 한 쌍의 방열판 사이를 연결하고 상기 냉매관의 일측에 배치되는 확장판을 포함하는 제 1 핀 및 제 2 핀과,
    상기 적어도 하나의 냉매관이 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 삽입될 수 있도록 마련되는 적어도 하나의 관통홀과,
    상기 관통홀의 주위에서 상기 열교환 핀의 일면으로부터만 돌출되어 상기 냉매관의 외주면을 감싸는 적어도 하나의 접촉부재를 포함하고,
    상기 제 1 핀과 상기 제 2 핀은 상기 제 2 방향을 따라 교대로 배치되어 상기 제 1 핀의 한 쌍의 방열판 중 하나의 방열판은 상기 제 2 핀의 한 쌍의 방열판 사이에 배치되고, 상기 제 2 핀의 한 쌍의 방열판 중 하나의 방열판은 상기 제1 핀의 한 쌍의 방열판 사이에 배치되는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 관통홀과 일체로 형성되는 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 열교환 핀은 제 1 핀간 거리를 갖고 상기 복수의 단 중 제 1 단에 배치되는 열교환 핀과, 상기 제 1 핀간 거리보다 큰 제 2 핀간 거리를 갖고 상기 복수의 단 중 제 6 단에 배치되는 열교환 핀을 포함하는 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하고,
    상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름에 대해, 상기 제 1 단에 배치되는 열교환핀은 상기 제 6 단에 배치되는 열교환 핀보다 하류측에 배치되는 열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 제 1 핀 및 제 2 핀은,
    상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 1 평면과,
    상기 제 1 평면의 일측과 인접한 위치에서 상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 2 평면과,
    상기 제 1 평면의 일측과 반대되는 타측과 인접한 위치에서 상기 냉매관과 수직하게 배치되는 제 3 평면을 포함하는 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각각의 제 1 핀 및 제 2 핀은,
    상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면을 연결하는 제 1 연결부와,
    상기 제 2 평면과 상기 제 3 평면을 연결하는 제 2 연결부를 더 포함하고,
    상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부는 상기 냉매관을 사이에 두고 서로 이격 배치되는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하고,
    상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부는 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 나란하게 배치되는 열교환기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 중 적어도 하나는 상기 냉매관을 향하여 오목하게 형성되는 열교환기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 중 적어도 하나는 상기 냉매관을 향하여 형성된 루버를 포함하는 열교환기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬과,
    상기 복수의 열교환 핀이 수용되고, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기가 흐를 수 있도록 마련되는 덕트를 포함하고,
    상기 복수의 열교환 핀 중 적어도 하나 이상은 상기 덕트의 벽면과 이격되도록 배치되는 열교환기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 수직한 방향으로, 상기 열교환 핀의 깊이는 상기 덕트의 깊이와 같거나 상기 덕트의 깊이보다 작은 열교환기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 열교환 핀은,
    상기 복수의 단 중 제 1 단에 배치되고, 상기 덕트의 일측 벽면에 접하는 열교환 핀과, 상기 복수의 단 중 제 2 단에 배치되고, 상기 덕트의 일측과 마주하는 상기 덕트의 타측 벽면에 접하는 열교환 핀을 포함하고,
    상기 제 1 단에 배치되는 열교환 핀과 상기 제 2 단에 배치되는 열교환 핀은 상기 제 1 방향을 따라 교대로 배치되는 열교환기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환 핀을 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하고,
    상기 냉매관은, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 나란한 방향으로 연장되는 폭과, 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 수직한 방향으로 연장되는 폭이 서로 다르도록, 편평 형상으로 마련되는 열교환기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉매관은 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 나란한 방향으로 연장되는 폭이 상기 송풍팬에 의해 형성된 공기의 흐름과 수직한 방향으로 연장되는 폭보다 더 큰 열교환기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 열교환 핀 각각은 상기 제 2 방향으로 배열되는 복수의 평판들을 포함하고,
    상기 복수의 평판들 중 서로 인접한 두 평판 사이에서, 상기 평판과 상기 냉매관이 접하는 면적과 상기 서로 인접한 두 평판 사이의 상기 냉매관의 면적의 비(比)는 0 보다 크고 40 보다 작은 열교환기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 핀의 확장판의 적어도 일 부분과 상기 제 2 핀의 확장판의 적어도 일 부분은 서로 대향하도록 배치되는 열교환기.
  17. 제 1 항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기를 포함하는 냉장고.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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