KR102595179B1 - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

상하 방향으로 적층되어 있는 복수의 냉매관 각각에 대해 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있는 헤더를 포함하는 공기조화기에 관한 것으로서, 헤더는, 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관(1)과, 상기 메인 헤더관(1)으로부터 수평 방향으로 분기시켜 상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 서브 헤더관(2)를 구비하고, 상기 메인 헤더관(1)으로 유입되는 냉매를 상기 복수의 서브 헤더관(2)에 각각 연결된 냉매관(4)에 대해 유입시키기 위한 헤더(100)에 있어서, 상기 메인 헤더관(1)은 상기 메인 헤더관(1)의 내부로 기액 혼합 상태의 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구(11)와 상기 냉매 유입구(11)로부터 유출되는 냉매가 충돌하도록 마련되고, 냉매의 흐름 방향을 수평 방향에서 상하 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구(3)를 구비한다.

Description

공기조화기{Air conditioner}
본 발명은 복수의 냉매관을 갖는 열교환기에 이용되며, 복수의 냉매관 각각에 대해 냉매를 분배하는 헤더를 구비하는 공기조화기에 관련된다.
종래 기술에 의한 헤더를 이용한 마이크로 채널 열교환기로는, 편평관으로 형성된 각 냉매관의 헤더 내로의 돌출 길이를 운전시의 냉매 유량에 따라 최적화한 것이나(특허문헌 1 참조), 헤더관 내에 헤더관의 축에 대해 평행 또는 수직인 분리판을 설치하여 혼합실, 분배실, 분배 유로를 형성한 것이 있다(특허문헌 2 참조).
그런데, 특허문헌 1에 기재된 헤더에서는, 헤더 내로 돌출된 편평관 돌출부에 의한 유동 저항은 냉매의 유량에 따라 변동된다. 이 때문에 변동하는 유량에 대해 각 편평관으로 유입되는 냉매량을 균일하게 하는 것이 곤란하다. 또한, 편평관을 헤더 내로 돌출시키면, 그 돌출 부분에서 냉매의 흐름에 소용돌이가 발생하여, 각 편평관에 대해 원활하게 냉매가 유입되지 않는다는 문제도 있다.
또, 특허문헌 2의 헤더에 있어서도 유동 저항은 변동하기 때문에 변동하는 유량에 대해 각 편평관으로 유입되는 냉매량을 균일하게 하는 것은 곤란하다. 또, 분리판을 다수 설치한 경우나 분리판의 형상을 복잡하게 한 경우에는 가격이 비싸진다.
또한 특허문헌 3에 개시된 바와 같이 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관으로부터 복수의 서브 헤더관을 수평 방향으로 분기시키고, 각각의 서브 헤더관에 대해 직접 편평관을 연결한 것도 있다. 이것은 메인 헤더관으로 유입된 냉매를 각 서브 헤더관에서 분배하여, 각각의 편평관에 대해 균일하게 냉매를 분배하는 것을 의도한 것이다.
그러나 이와 같은 구조라도 아래쪽에 있는 편평관에는 비중이 큰 액체 냉매가 들어가기 쉽고, 위쪽에 있는 편평관에는 기체 냉매가 한쪽으로 쏠려 도입되어 버려, 균일한 냉매의 분배를 실현할 수 없었다.
특허문헌 1: 일본 특허 제5626254호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2014-66502호 공보 특허문헌 3: 미국 특허문헌 2012/291998호 공보
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 상하 방향으로 나란히 마련되어 있는 복수의 냉매관 각각에 대해 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있는 헤더를 포함하는 공기조화기에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤더는, 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더실을 구비하고, 상기 메인 헤더실로 유입되는 냉매를 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 냉매관에 각각 유입시키기 위한 헤더에 있어서, 상기 메인 헤더실이, 해당 메인 헤더실의 내부로 기액 혼합 상태의 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구과, 상기 냉매 유입구으로부터 유출되는 냉매가 충돌하도록 마련되고, 냉매의 흐름 방향을 상하 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 냉매관이란, 예를 들면, 냉매가 유통되고, 공기와의 사이에서 열교환을 수행하는 편평관이나 원통관 등을 포함하는 개념이다.
이와 같이 헤더를 구성하면, 상기 흐름 방향 변경기구에 의해 상기 메인 헤더실로 유입되는 기액 혼합 상태의 냉매가 상기 메인 헤더실의 상단부 쪽으로 흐르게 되어, 메인 헤더실의 아래쪽에 마련된 냉매관으로 다량의 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있고, 위쪽에 마련된 냉매관에도 액체의 냉매를 충분히 분배할 수 있다. 또한, 메인 헤더실의 내부 용적을 작게 함으로써, 기체와 액체가 분리된 편류가 발생하기 쉬운 저류량의 냉매인 경우라도 기액 혼합을 촉진할 수 있다. 따라서, 각 냉매관에는 기액의 혼합 비율이 비슷한 상태로 냉매를 분배할 수 있어, 각 냉매관에서의 열교환 효율을 이상적인 상태로 할 수 있다.
상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 냉매관 각각에 대해, 위쪽에 마련된 냉매관에도 액체 냉매가 충분히 포함된 상태의 냉매를 분배할 수 있고, 하부의 냉매관에 냉매가 너무 고이지 않도록 하기 위한 헤더의 구체적인 구조로는, 상기 메인 헤더실로부터 수평 방향으로 분기되어 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더실을 더 구비하고, 상기 복수의 서브 헤더실의 각각에 상기 복수의 냉매관이 연결되어 있으며, 상기 메인 헤더실로 유입되는 냉매가 상기 복수의 서브 헤더실을 통해 상기 복수의 냉매관 각각에 분류(分流)되도록 구성되어 있는 것을 들 수 있다.
간단한 구성으로 상기 메인 헤더실로부터 상기 복수의 서브 헤더실에 대해 냉매를 분류할 수 있는 구조를 갖는 헤더를 제조하기 위해서는, 상기 메인 헤더실이 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관으로 형성되어 있고, 상기 복수의 서브 헤더실이 상기 메인 헤더관의 외측면에 대해 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더관으로 형성될 수 있다.
상기 메인 헤더관에 대해 복수의 서브 헤더관을 결합하는 브레이징(brazing) 공정을 생략하여 상기 메인 헤더실과 상기 복수의 서브 헤더실을 형성할 수 있도록 함으로써, 냉매 누설에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하기 위해서는, 상기 메인 헤더실과 상기 복수의 서브 헤더실이 한 개의 헤더 관 내에 형성되어 있고, 상기 메인 헤더실은 상기 헤더 관의 내면과 상기 헤더 관의 내부를 상하 방향으로 구획하도록 마련된 제1판부재로 형성되고, 상기 복수의 서브 헤더실은 상기 헤더 관의 내면, 상기 제1판부재, 및 상기 헤더 관의 내부를 수평 방향으로 구획하도록 마련된 복수의 제2판부재로 형성될 수 있다.
상기 메인 헤더실의 형상을 복잡하게 하지 않고, 상기 냉매 유입구로부터 유입되는 냉매의 흐름 방향을 상기 메인 헤더실의 상측으로 효율적으로 변경할 수 있도록 하려면, 상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더실의 측면의 하부에 개구로 형성되며, 상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더실의 내부에서 바닥으로부터 상하 방향으로 연장되는 저항체로 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 흐름 방향 변경기구가 2개 이상의 메인 헤더실을 상하 방향으로 적층하기 위한 구조를 겸할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더실의 측면의 하부에 개구로 형성하고, 상기 흐름 방향 변경기구는 상기 냉매 유입구와 마주보는 상기 메인 헤더실의 내부 측면의 일부분으로 형성된 냉매 충돌부로 형성할 수 있다.
상기 메인 헤더실 내에 유입된 냉매가 상기 서브 헤더실의 근방에서 소용돌이를 발생시키는 것을 방지하고, 냉매의 유통 저항을 가능한 한 작게 하여 각 서브 헤더실 및 각 냉매관에 균일하게 냉매가 유입되도록 하기 위해서는, 상기 메인 헤더실이, 상하 방향으로 연장되는 수력 직경이 냉매관의 개구보다도 작은 냉매 유로와, 상기 서브 헤더실에 각각 연결되는 것이며, 상하 방향으로 나란히 형성된 복수의 냉매 유출구를 더 구비하고, 상기 서브 헤더실이, 상기 냉매 유출구로부터 상기 메인 헤더실 내로 돌출되지 않도록 연결되어 있으면 된다.
예를 들면, 상기 냉매 유입구 근방에 마련된 상기 서브 헤더실로의 냉매의 유입량을 제한할 수 있거나, 혹은, 각 서브 헤더실로의 냉매의 유입 용이성을 조절할 수 있도록 하여, 각 서브 헤더실로부터 각 냉매관에 균일하게 냉매가 흐르도록 하기 위해, 상기 복수의 서브 헤더실의 적어도 일부를 유로가 좁혀진 조임부를 통해 상기 메인 헤더실에 연결할 수 있다.
상기 메인 헤더실 내에서 상하 방향의 냉매량을 더욱 균일하게 분배되도록 하기 위해서는, 상기 메인 헤더실 내부를 상기 조임부가 형성된 적어도 한 개의 조임판에 의해 상하 방향으로 구획되도록 할 수 있다.
상기 냉매 유입구로부터 근방의 서브 헤더실로 냉매가 직선적으로 유입되는 것을 방지하여 각 냉매관으로의 냉매의 유입량의 균일화를 촉진시키기 위해서는, 상기 저항체가 상기 냉매 유입구와 상기 복수의 냉매 유출구의 일부와의 사이를 구획하도록 마련될 수 있다.
상기 메인 헤더실에 대해 복수의 서브 헤더실을 예를 들면 브레이징 등으로 연결할 필요가 없고 간단한 조립 작업만으로 복잡한 유로 형상을 형성할 수 있도록 하여 제조성을 개선하려면, 오목부를 갖는 적어도 2장의 마주보는 프레스판을 조합하여, 각 프레스판 사이에 형성되는 공동(空洞)에 의해 상기 메인 헤더실 및 복수의 서브 헤더실이 형성되도록 구성되어 있으며, 한쪽의 프레스판에 있어서 상기 서브 헤더관이 형성되는 위치에 형성된 판면(板面) 방향으로 관통하는 구멍에 각 냉매관이 삽입되도록 구성할 수 있다. 또, 이와 같이 구성하면 상기 서브 헤더실에 냉매관을 삽입할 뿐이기 때문에, 조립성이 좋고, 게다가 냉매관이 삽입되어도 상기 메인 헤더실 내에는 아무것도 돌출되지 않기 때문에 냉매의 흐름이 방해되지 않는다.
상기 메인 헤더실 및 상기 서브 헤더실에 대한 다른 제조방법으로는, 상기 메인 헤더실과 상기 서브 헤더실을 압출 성형 부재의 조합으로 형성하는 방법을 들 수 있다.
상기 냉매 유입구로부터 유입되는 냉매의 유량에 따라 자동으로 상기 서브 헤더실로의 유입구의 크기가 변경되어, 냉매의 유량에 상관없이 더 균일하게 각 서브 헤더실로 냉매를 분배할 수 있도록 하기 위해, 상기 메인 헤더 내에, 일단이 개방되고, 타단이 구멍을 갖는 덮개로 덮여져 있으며, 측면에 상기 냉매 유출구와 연통 가능한 연통 구멍이 형성된 통형상 구조체가 한 개 이상 삽입되고, 상기 메인 헤더관의 내벽에는, 상기 통형상 구조체가 소정 범위에서 상하 방향으로 이동하도록 상기 통형상 구조체의 상부 및 하부에 각각 상부 스토퍼와 하부 스토퍼를 설치할 수 있다.
예를 들면, 냉매의 유량이 적고 힘이 약한 경우에는 소정의 서브 헤더실로 더 많은 냉매가 유입되기 쉽게 하기 위해, 상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치가 되도록 설계하고, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실에 대해 어긋나도록 형성할 수 있다.
반대로, 냉매의 유량이 많고 힘이 강한 경우에 소정의 서브 헤더실로 냉매가 유입되기 어렵게 하기 위해, 상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치가 되도록 설계하고, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실에 대해 일치하도록 형성할 수 있다.
상기 냉매 유입구로부터 유입된 냉매가 상기 충돌부에 충돌하지 않고, 상기 서브 헤더실에 직선적으로 유입되는 것을 방지하고, 상기 서브 헤더실로 냉매가 균일하게 유입되도록 하기 위해, 상기 냉매 유입구는 상기 냉매 유출구를 마주보지 않도록 배치할 수 있다.
예를 들면, 상기 메인 헤더실과 서브 헤더관의 연결 부분에 미리 조임부를 형성해두지 않고 후에 설치하여 적절하게 냉매의 유입량을 조절할 수 있도록 하기 위해서는, 서브 헤더실 내에 삽입되는 서브 헤더 삽입관을 더 구비하고, 상기 서브 헤더 삽입관의 일단이 메인 헤더 내부로 돌출되도록 설치할 수 있다.
브레이징 접합 공정을 없애는 것과 함께, 간단한 형상만으로 메인 헤더실로부터 복수의 서브 헤더실로 냉매가 균일하게 이동하는 구조를 제조 비용을 줄이면서 실현하기 위해서는, 상기 헤더 관을 전봉관으로 형성하고, 상기 제1판부재 및 제2판부재는 프레스 가공으로 형성되는 판재이며, 상기 제1판부재 및 제2판부재의 사이에 삽입되는 구조로 형성할 수 있다.
상하 방향으로 연장되는 상기 메인 헤더실을 저가격으로 형성하기 위한 구체적인 구조는, 상기 헤더 관은 대략 직사각형 형상 또는 대략 원 형상의 횡단면을 구비하며, 제1판부재는 평판 또는 대략 'ㄷ'자 형상 또는 대략 L자 형상의 횡단면을 갖는 형상으로 할 수 있다.
상기 메인 헤더실 내에서 상하 방향의 냉매의 분배를 간단한 구조로 균일하게 할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 조임판은 1개 또는 복수의 구멍이 형성된 판재로 형성할 수 있다.
상기 냉매 충돌부에 인접하는 서브 헤더실에 복수의 냉매관이 접속되어 있다.
본 발명에 따른 헤더를 구비하고, 복수의 냉매관을 구비한 열교환기는, 각 냉매관에 대해 냉매를 균일하게 분배하여 열교환기 전체에서 효율적으로 열교환을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 헤더에 의하면, 상기 흐름 방향 변경기구로 인해 유입되는 냉매를 상기 메인 헤더실의 상측으로 흐르게 하여, 하측의 냉매관뿐 아니라 상측의 냉매관에도 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있다. 그리고, 열교환기 전체에서 균일한 열교환이 가능하기 때문에 종래 기술보다 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤더 및 마이크로 채널형 열교환기의 구성을 나타내는 모식적 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 3은 종래 기술에 의한 헤더와 제1실시예에 의한 헤더 내에서의 냉매의 분포상태를 나타내는 모식도이다.
도 4는 제1실시예의 제1변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 5는 제1실시예의 제1변형예에 의한 헤더를 상하 방향으로 적층한 상태를 나타내는 모식도이다.
도 6은 제1실시예의 제2변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 7은 제1실시예의 제3변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 8은 제1실시예의 제4변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 9는 제2실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 10은 제2실시예의 제1변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 11은 제3실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 12는 제3실시예에 의한 헤더의 통형상 구조체의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 13은 종래 기술에 의한 열교환기와 제3실시예에 의한 열교환기에 따른 과열 영역의 비교도이다.
도 14는 제4실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 15는 제4실시예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 16은 제4실시예의 제1변형예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 17은 제4실시예의 제2변형예에 의한 헤더를 나타낸 모식적 종단면도이다.
도 18은 제4실시예의 제2변형예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 19는 제4실시예의 제3변형예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 20은 제4실시예의 제4변형예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 21은 제4실시예의 제5변형예에 의한 헤더의 아랫부분을 확대한 모식적 종단면 확대도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예의 제1변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예의 제2변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예의 제3변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예의 제4변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예의 제5변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예의 제6변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예의 제2변형예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤더를 구비한 공기조화기에 대해 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 헤더(100), 및 이 헤더(100)를 이용한 마이크로 채널형 열교환기(HE)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 마이크로 채널형 열교환기(HE)는, 예를 들면, 공기조화기에 이용되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환부와 헤더를 포함할 수 있다. 열교환부는 교대로 상하 방향으로 적층된 편평관(4)과 핀(fin)(5)으로 구성된다. 편평관(4)은 냉매가 흐르는 냉매관으로서 복수의 편평관(4)이 열교환부를 형성하며, 다수의 핀(5)이 복수의 편평관(4)의 둘레에 형성된다. 헤더(100)는 열교환부를 구성하는 복수의 냉매관인 각 편평관(4)에 대해 냉매를 분배할 수 있도록 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헤더(100)는 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더실(1)과 상기 메인 헤더실(1)로부터 수평 방향으로 분기되며, 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더실(2)을 포함한다. 복수의 서브 헤더실(2) 각각의 측면에는 상기 편평관(4)의 일단을 삽입하기 위한 관통 구멍(2a)이 형성되어 있다.
상기 메인 헤더실(1)은 냉매 유로를 형성하는 것으로서, 하단부를 제외하고 대략 원통 형상인 메인 헤더관 내에 형성된다. 메인 헤더실(1)의 하부의 내측면에는 개구(Opening)로서 냉매 유입관이 연결되는 냉매 유입구(11)가 마련되며, 상기 냉매 유입구(11)와 반대쪽의 내측면에는 복수의 서브 헤더실(2)과 각각 연통되는 복수의 냉매 유출구(12)가 상하 방향으로 나란히 마련되어 있다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 상기 냉매 유입구(11)는 상기 복수의 냉매 유출구(12)의 어느 것보다 아래에 마련되어 있고, 상기 냉매 유입구(11)로부터 냉매가 분출하는 방향에는 냉매의 흐름을 수평 방향에서 상측 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구(3)가 형성되어 있다. 이 흐름 방향 변경기구(3)는, 본 실시예에서는 메인 헤더실(1)에서 냉매 유입구(11)와 마주보는 내측면에 형성된 냉매 충돌부(31)로 마련된다.
이 냉매 충돌부(31)는 서브 헤더실(2)과 연결되는 상기 냉매 유출구(12)보다 상기 메인 헤더실(1)의 중심축 쪽으로 가까이 냉매 유입구(11)에 대해 근접하게 마련된다. 따라서, 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출하는 냉매가 이 냉매 충돌부(31)에 소정의 속도로 충돌하며, 그 힘으로 상기 메인 헤더실(1) 내부를 기액 혼합 상태의 냉매가 상승하게 된다. 즉, 냉매 유입구(11)를 통해 수평 방향으로 메인 헤더실(1)로 유입되는 냉매는 냉매 충돌부(31)에 의해 수직 방향으로 흘러 메인 헤더실(1)의 상측으로 흐르게 된다.
상기 메인 헤더실(1)의 내부에 형성되는 상하 방향의 냉매 유로의 수력 직경은 상기 편평관(4)의 폭, 즉 편평관(4) 일단의 개구의 폭보다 작게 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 메인 헤더실(1)의 수력 직경을 편평관(4)의 폭의 거의 절반 정도로 설정하고 있다. 또한, 이 메인 헤더실(1)의 수력 직경을 가능한 한 작게 하면, 상기 냉매 유입구(11)로부터 유입된 냉매를 상기 메인 헤더실(1)의 최상부까지 더 균일하게 분배할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 서브 헤더실(2)은 상기 메인 헤더관의 외측면에 상하 방향으로 나란하게 접합된 서브 헤더관 내에 형성된다. 상기 서브 헤더실(2)은 상기 메인 헤더실(1)의 내부로 돌출하는 부분이 없도록 구성된다. 이 때문에, 서브 헤더실(2)이 연결된 경우에도 메인 헤더실(1)의 내부를 흐르는 냉매에 소용돌이가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 냉매를 균일하게 분배하는 것이 용이하다.
이하, 종래 기술에 의한 헤더(100A)와 본 실시예에 의한 헤더(100)에 있어서, 복수의 서브 헤더실(2) 및 복수의 편평관(4) 각각으로의 기액 혼합 상태의 냉매의 분배 상태에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
종래 기술에 의한 헤더(100A)와 같이 상기 냉매 유입구(11)에 대해 거의 수평 방향으로 동일한 높이에서 서브 헤더실(2)이 연결되는 냉매 유출구(12)가 형성되어 있으면, 중력의 영향이 크게 나타나기 때문에, 도 3(a)에 도시되는 바와 같이, 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출되는 냉매의 대부분이 하방에 설치되어 있는 서브 헤더실(2)로 직선적으로 유입된다. 그 결과, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에 있어서는 메인 헤더실(1)의 위쪽에 연결되어 있는 서브 헤더실(2)로는 액체의 냉매가 거의 유입되지 않고, 주로 기체의 냉매가 유입되게 된다. 따라서, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서는 복수의 편평관(4)으로 상하 방향에 대해 기액 혼합 상태가 불균일하게 냉매가 분배된다.
이에 반해 본 실시예에 의한 헤더(100)에 의하면, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출되는 냉매는 우선 상기 냉매 충돌부(31)에 충돌하여 냉매의 흐름이 상기 메인 헤더관(1)의 상측 방향으로 변경된다. 이 때문에, 액체 냉매 성분이 상기 메인 헤더관(1)의 상부까지 도달할 수 있으며, 복수의 편평관(4) 각각에 대해 균일하게 냉매를 분배할 수 있다.
상기와 같은 제1실시예에 의한 헤더(100)에 따르면, 상기 흐름 방향 변경기구(3)인 상기 냉매 충돌부(31)가 냉매 유입구(11)와 마주보도록 마련되어 있기 때문에, 냉매의 흐름 방향을 상향으로 변경하여 상기 메인 헤더실(1) 내의 상하 방향에 대해 기액 혼합 상태의 냉매가 균일하게 흐르도록 할 수 있다.
따라서, 상기 메인 헤더실(1)로부터 복수의 서브 헤더실(2)을 경유하여 복수의 편평관(4) 각각으로 상하 방향에 관계없이 거의 동일한 기액 혼합 상태의 냉매를 분배할 수 있다. 또, 헤더(100)로 유입되는 냉매의 유량 변화에 따른 분배 비율의 영향도 줄일 수 있다.
다음으로 제1 실시예에 의한 헤더(100)의 변형예에 대해 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 메인 헤더실(1)의 하단부에 마련된 냉매 충돌부(31)와 대칭인 형상을 메인 헤더실(1)의 상단부에 형성할 수 있다. 즉, 메인 헤더실(1)의 상단부에 냉매 충돌부(31)와 점대칭인 상부 냉매 충돌부(31')를 형성할 수 있다. 이때, 상부 냉매 충돌부(31')는 메인 헤더실(1)의 중심점이 점대칭의 중심이 된다. 즉, 메인 헤더실(1)의 상단부에는 흐름 방향 변경기구(3)와 점대칭을 이루는 상부 흐름 방향 변경기구가 설치될 수 있다.
이와 같이 메인 헤더관(1)을 형성하면, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 헤더(100)를 상하 방향으로 적층하여 배치할 수 있으므로, 더욱 대형이며 고효율인 열교환기(HE)를 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 상기 냉매 충돌부(31)는 상기 메인 헤더실(1)의 축 방향으로 똑바로 연장되도록 형성되는 것으로 제한되지 않는다. 즉, 냉매 충돌부(31)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)에 대해 대체로 직각으로 형성되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉매 충돌부(31)는, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 메인 헤더실(1)의 중앙부로부터 외연(外緣)부로 경사진 경사면으로 형성할 수 있다. 즉, 냉매 충돌부(31)는 메인 헤더실(11)의 하단의 중앙에서 최하단의 서브 헤더실(2)을 향해 경사지도록 형성될 수 있다. 따라서, 냉매 충돌부(31)는 냉매 유입구(11)로 인입되는 냉매의 유입 방향과 둔각을 이루도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 메인 헤더실(1)의 형상은 대략 원통 형상으로 제한되지 않으며, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 메인 헤더실(1)은 그 종단면이 사다리꼴 형상, 삼각뿔 형상, 원뿔 형상 등의 형상으로 형성할 수 있다. 이때, 메인 헤더실(1)의 상단의 폭이 하단의 폭보다 작도록 형성될 수 있다.
다른 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 유입구(11)의 근처에 있는 상기 메인 헤더실(1)의 하부에 마련된 복수의 서브 헤더실(2)의 냉매 입구에 서브 헤더 삽입관(21)을 설치할 수 있다. 서브 헤더 삽입관(21)은 서브 헤더관(2)의 수력 직경을 작게 하기 위해 마련된다. 따라서, 서브 헤더 삽입관(21)의 지름은 서브 헤더실(2)의 지름보다 작다. 서브 헤더 삽입관(21)은 메인 헤더실(1)의 내부로 일부가 돌출되도록 설치된다. 이와 같이 구성하면, 메인 헤더실(1)의 하부에 마련된 서브 헤더실(2)로는 냉매가 유입되기 어렵게 되고 상부의 서브 헤더실(2)로는 기액 혼합 상태의 냉매가 유입되기 쉽게 되므로, 냉매의 균일한 분배를 용이하게 실현할 수 있다. 한편, 도 7에서는 메인 헤더실(1)의 하부의 3개의 서브 헤더실(2)에만 서브 헤드 삽입관(21)이 설치된 경우를 도시하고 있으나, 서브 헤더 삽입관(21)이 설치되는 서브 헤더실(2)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 최하단의 서브 헤더실(2)에만 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또는, 모든 서브 헤더실(2)에 서브 헤더 삽입관(21)을 설치하여 복수의 서브 헤더관(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 정밀하게 설정할 수도 있다. 예를 들면, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름이 메인 헤더실(1)의 하부에서 상부로 갈수록 순차로 커지게 하여 복수의 서브 헤더실(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수 있다. 즉, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름을 모두 다르게 형성하여 복수의 서브 헤더실(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 결정할 수 있다. 또는, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)을 적어도 2개의 그룹으로 나누고 각 그룹의 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름을 그룹별로 다르게 하여 복수의 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수도 있다. 이때는, 메인 헤더실(1)의 상부에 위치한 그룹의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름이 하부에 위치한 그룹의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름보다 크게 형성하고, 동일 그룹 내의 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름은 동일하게 형성할 수 있다. 또한, 다른 실시예로서는 서브 헤더 삽입관(21)을 사용하지 않고, 복수의 서브 헤더실(2)의 지름을 메인 헤더실(1)의 하부에서 상부로 갈수록 순차적으로 커지도록 형성할 수도 있다. 또는, 복수의 서브 헤더실(2)을 적어도 2개의 그룹으로 나누고 각 그룹의 복수의 서브 헤더실(2)의 지름은 그룹별로 다르게 하고, 동일 그룹의 복수의 서브 헤더실(2)의 지름은 동일하게 하여 복수의 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수도 있다.
또 다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 헤더실(1)과 복수의 서브 헤더실(2) 각각의 연결 부분에 조임부(22)를 형성하여 수력 직경을 작게 형성할 수 있다. 즉, 메인 헤더실(1)과 서브 헤더실(2) 사이에 서브 헤더실(2)의 지름보다 작은 지름을 갖는 조임부(22)를 설치할 수 있다. 또한, 복수의 조임부(22)의 지름을 각각 다르게 설정함으로써 복수의 서브 헤더실(2) 각각의 유체 저항을 조절하여, 복수의 서브 헤더실(2)에 대한 냉매의 분배 상태를 조절할 수 있다. 일 예로서, 복수의 조임부(22)의 지름을 메인 헤더실(1)의 하부에서 상부로 갈수록 순차적으로 커지도록 형성하여 복수의 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 조절할 수 있다. 또는, 복수의 조임부(22)를 적어도 2개의 그룹으로 나누고, 각 그룹의 조임부(22)의 지름은 하부에서 상부로 갈수록 커지게 하고, 동일 그룹의 조임부(22)의 지름은 동일하게 하여 복수의 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 조절할 수도 있다.
상술한 변형예에 의한 헤더(100)는 제1실시예에 의한 헤더(100)와 동일하거나 더욱 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 제2실시예에 의한 헤더(100)에 대해 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 의한 헤더(100)는 상술한 흐름 방향 변경기구(3)로서 상기 메인 헤더실(1)의 내부에서 바닥면으로부터 상하 방향으로 연장되는 저항체(32)가 냉매 유입구(11)를 마주보도록 냉매 유입구(11)에 근접하여 설치된다.
이 저항체(32)는 평판 형상으로 형성될 수 있으며, 수평 방향으로 냉매의 일부가 통과할 수 있도록 다수의 작은 구멍이 마련될 수 있다. 이때, 작은 구멍은 슬릿(slit) 등과 같은 형상으로 형성할 수도 있다. 상기 메인 헤더실(1)의 냉매 유입구(11)로부터 수평 방향으로 분출되는 냉매는 저항체(32)에 충돌하여, 그 흐름 방향이 메인 헤더실(1)의 상측 방향으로 변경된다.
도 9에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)가 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)과 마주하도록 형성된 헤더(100)의 경우에는 저항체(32)는 냉매 유입구(11)와 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)의 사이에 설치된다. 따라서, 냉매 유입구(11)에서 분출되는 냉매는 직접 메인 헤더실(1)의 하부에 저항체(32)의 뒤에 마련된 서브 헤더실(2)로 인입되지 않고, 저항체(32)에 마련된 다수의 작은 구멍을 통해 서브 헤더실(2)로 인입된다.
상술한 바와 같이 메인 헤더실(1)의 하부에 저항체(32)를 설치하면, 냉매 유입구(11)로 인입된 기액 혼합 상태의 냉매가 메인 헤더실(1)의 내부에서 상하 방향으로 분포되어 복수의 편평관(4) 각각으로 균일하게 분배될 수 있다.
다른 예로서, 메인 헤더실(1)의 상단에는 저항체(32)와 점대칭으로 상부 저항체(미도시)를 설치할 수 있다. 또한, 도 9에서는 저항체(32)가 냉매 유입구(11)와 복수의 서브 헤더실(2) 중 하부에 설치된 일부의 서브 헤더실(2) 사이에 설치되어 있으나, 저항체(32)는 복수의 서브 헤더실(2)의 가장 하단의 서브 헤더실보다 낮게 설치될 수 있다. 이때, 냉매 유입구(11)는 서브 헤더실(2)과 마주하지 않도록 마련된다. 이와 같이 저항체(32)를 설치하는 경우에는 저항체(32)에 다수의 작은 구멍 또는 슬롯을 형성할 필요가 없다.
다음으로 제2실시예에 의한 헤더(100)의 변형예에 대해 설명한다. 상술한 저항체(32)를 사용하는 대신에 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)에 삽입된 L자형 관(33)을 사용할 수 있다. 즉, L자형 관(33)의 만곡 부분이 상술한 흐름 방향 변경기구(3)로서 작용하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 냉매는 L자형 관(33)의 만곡 부분의 내측면에 충돌하여, 메인 헤더실(1)의 내부에서 상측 방향으로 상승하게 된다.
도 10(a)는 L자형 관(33)이 메인 헤더실(1)의 일 측면에 설치되어 L자형 관(33)의 만곡 부분이 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)과 마주한 경우를 나타낸다. 도 10(a)의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 마주하는 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)로 냉매가 균일하게 분배될 수 있도록 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 다수의 작은 구멍이 형성될 수 있다. 따라서, L자형 관(33)을 통해 배출되는 냉매의 일부는 만곡 부분의 다수의 작은 구멍을 통해 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)로 유입될 수 있다.
도 10(b)는 L자형 관(33)이 메인 헤더실(1)의 바닥에 설치되어 L자형 관(33)의 만곡 부분이 서브 헤더실(2)과 마주하지 않는 경우를 나타낸다. 도 10(b)의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 서브 헤더실(2)이 마주하지 않으므로 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 작은 구멍이 형성되지 않는다.
도 10(a) 및 도 10(b)와 같이 구성된 헤더(10)도 제2실시예에 의한 헤더(100)와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 제3 실시예에 의한 헤더(100)에 대해 설명한다.
제3 실시예에 의한 헤더(100)의 메인 헤더실(1)은 도 11 및 도 12(a)에 도시된 바와 같이 그 횡단면 형상이 반원통 형상으로 형성된다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 메인 헤더실(1)의 내부에는 통형상 구조체(6)가 삽입된다. 통형상 구조체(6)는 일단이 개방되고, 타단은 구멍(62)이 형성된 덮개(61)로 막혀 있으며, 측면에는 냉매 유출구(12)와 연통될 수 있는 연통 구멍(63)이 형성된다. 통형상 구조체(6)도 대략 반원통 형상으로 형성되며, 메인 헤더실(1)의 내부에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 삽입되어 있다. 즉, 통형상 구조체(6)는 메인 헤더실(1)에 대해 원주 방향으로 회전하지 않으며, 항상 연통 구멍(63)과 서브 헤더실(2)의 유입구가 동일한 방향을 향하도록 마련된다.
상기 메인 헤더실(1)의 내부에는, 상기 통형상 구조체(6)의 이동 범위를 제한하는 상부 스토퍼(13)와 하부 스토퍼(14)가 마련되어 있다. 상부 스토퍼(13)와 하부 스토퍼(14)는 메인 헤더실(1)의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 통형상 구조체(6)의 수직 이동 거리를 제한할 수 있도록 메인 헤더실(1)의 내부에 설치된다.
상기 통형상 구조체(6)가 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는, 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)의 유입구와 일치하지 않고 어긋나게 된다. 따라서, 상기 냉매 유입구(11)로부터 유입되는 냉매의 양이 적고 힘(냉매의 압력)이 작은 경우에는 메인 헤더실(1)의 중앙부에 마련된 서브 헤더실(2)로 냉매가 유입되는 것이 어렵게 된다.
한편, 통형상 구조체(6)가 상부 스토퍼(13)에 접촉하는 위치에서는, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)의 유입구와 일치하게 된다. 이 경우는 메인 헤더실(1)의 중앙부에 마련된 서브 헤더실(2)로 냉매가 다량으로 유입하게 된다.
또한, 메인 헤더실(1)의 바닥에는 냉매 유입구(11)로 인입되는 냉매의 흐름 방향을 전환하는 흐름 방향 변경기구(3)가 설치될 수 있다. 도 11(a)와 도 11(b)의 경우에는 흐름 방향 변경기구(3)로 저항체(32)가 설치되어 있다. 저항체(32)는 상술한 도 9의 저항체(32)와 동일한 것을 사용할 수 있다. 따라서, 냉매 유입구(11)를 통해 수평하게 인입된 냉매는 저항체(32)에 충돌하여 메인 헤더실(1)의 내부에서 상측 방향으로 이동한다.
다음으로, 제3 실시예에 의한 헤더(100)에 따른 효과에 대해 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에 있어서는 냉매 유량이 비교적 적은 경우에는, 예를 들면, 과열 영역이 도 13(a)의 α와 β와 같이 형성되어, 냉매 흐름에 치우침이 생긴다. 그러나, 도 13(b)와 같이 제3 실시예에 의한 헤더(100)를 적용하면, 통형상 구조체(6)가 자중에 의해 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)의 유로 위치와 어긋나게 되어, 통형상 구조체(6)로부터 서브 헤더실(2)로의 냉매의 흐름이 제한된다. 따라서, 도 13(a)의 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서 냉매 흐름이 부족했던 α부에 냉매가 흐르게 되어, 과열 영역이 도 13(b)에 도시되는 α'와 같이 작아지게 된다. 이것은, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서 냉매가 과도하게 흐르던 도 13(a)에 도시된 α와 β의 사이의 영역에, 상기 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63) 사이의 측면 부분이 서브 헤더실(2)의 유로를 제한하여 냉매가 흐르는 것을 어렵게 하기 때문이다. 또한, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 하부에 냉매가 충돌하여 냉매가 하방으로 튐으로써, 종래 과열 영역이었던 도 13(a)의 α부에 냉매가 흐르게 되고, 더욱이 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 구멍(62)을 통해 냉매가 통형상 구조체(6)의 상측으로 분사됨으로써, 종래 과열 영역이었던 도 13(a)의 β부에 냉매가 흐르게 되어 도 13(b)에 도시되는 β'와 같이 과열 영역이 작아지게 된다.
한편, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서, 도 13(c)과 같이 냉매 유량이 비교적 많은 경우에는, 예를 들면, 과열 영역이 도 13(c)의 γ와 δ와 같이 되어 냉매 흐름의 치우침이 상술한 냉매 유량이 비교적 작은 경우와 다르며, 일반적으로 냉매는 더 상측으로 많이 흐르려고 한다. 이 경우에는, 상기 통형상 구조체(6)는 도 13(b)와 반대의 동작을 하여, 도 13(d)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)의 유로와 일치될 수 있다. 따라서, 종래 과열 영역이었던 부위에 냉매가 저항 없이 흐르고, 또한, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 하부에 냉매가 충돌하여 냉매가 하방으로 튐으로써, 서브 헤더실(2)로의 냉매 흐름이 촉진되어 종래의 과열 영역인 도 13(c)의 γ가 도 13(d)의 γ'와 같이 좁아지게 된다. 또한, 종래 최상부에 있었던 과열 영역으로는, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 구멍(62)을 통해 냉매가 통형상 구조체(6)의 상방으로 분사되므로, 과열 영역인 도 13(c)의 δ부가 도 13(d)의 δ'와 같이 작아진다.
상술한 제3 실시예에 의한 헤더(100)라면, 과열 영역을 작게 하여 열교환기(HE) 전체에서 균일한 열교환을 실현하여 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제3실시예에 의한 헤더(100)의 변형예로서는, 통형상 구조체(6)가 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)과 일치하고, 상기 통형상 구조체(6)가 상부 스토퍼(13)와 접촉하는 위치에서는 상기 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더실(2)에 대해 어긋나도록 구성할 수 있다. 또 다른 변형예로는, 상기 통형상 구조체(6)의 외측면에 의해 상기 서브 헤더실(2)의 입구가 완전히 막히지 않고, 연통 구멍(63)이 상기 서브 헤더실(2)의 입구와 연통되는 면적이 상기 통형상 구조체(6)의 상하 방향의 이동에 의해 변화하도록 구성할 수도 있다.
또 다른 예로는, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 덮개(61)가 통형상 구조체(6)의 하단을 덮도록 형성할 수도 있다. 또한, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)의 형상은 냉매 유출구(12)의 형상과 일치시킬 수 있다. 또는, 도 12(c)에 도시된 바와 같이, 연통 구멍(63)을 타원 형상으로 하여 연통하는 면적을 적절하게 변경할 수 있다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 의한 헤더(100)에 대해 설명한다.
제4 실시예에 의한 헤더(100)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 한 개의 헤더 관(HT) 내부를 상하 방향과 수평 방향으로 복수의 공간이 형성되도록 판재로 구획함으로써 메인 헤더실(1)과 복수의 서브 헤더실(2)을 형성한다. 구체적으로, 헤더 관 내부에서 상하 방향으로 연장되는 평판 형상의 제1판부재(70)로 구획되고 냉매 유입구(11)가 마련되어 있는 수직한 공간(제1공간)이 메인 헤더실(1)이 된다. 한편, 상기 헤더 관(HT) 내에서 제1판부재(70)에 의해 구획된 공간 중 편평관(4)이 삽입되는 구멍이 마련된 쪽의 공간을 수평 방향으로 구획하며, 상하 방향으로 나란하게 설치된 복수의 제2판부재(71)에 의해 구획된 복수의 공간(제2공간)이 복수의 서브 헤더실(2)이 된다.
상기 냉매 유입구(11)는 메인 헤더실(1)의 하부 측면에 마련되어 있고, 흐름 방향 변경기구(3)는 상기 메인 헤더실(1)의 내부에 바닥면에서 상하 방향으로 연장되는 제1판부재(70)의 일부에 의해 구성된다. 또한, 상기 냉매 유입구(11)는 서브 헤더실(2)과 연통되는 복수의 냉매 유출구(12) 중의 어느 것보다도 아래쪽에 마련되며, 냉매 유입구(11)로부터 냉매가 분출하는 방향에는 냉매의 흐름을 수평 방향에서 위쪽 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구(3)가 형성된다. 이 흐름 방향 변경기구(3)는 제4 실시예에 의한 헤더(100)에서는 상기 헤더 관(HT)에서 냉매 유입구(11)와 마주하는 제1판부재(70)의 일부분으로 형성한 냉매 충돌부(31)이다.
제4 실시예에 의한 헤더(100)에서는, 상기 메인 헤더실(1)의 수력 직경은 편평관(4)의 폭 치수의 거의 절반 정도로 설정된다. 또한, 이 메인 헤더실(1)의 수력 직경을 가능한 한 작게 하는 것이 냉매 유입구(11)로부터 유입되는 냉매를 상기 제1공간(72)의 최상부까지 더욱 균일하게 분배하는 것을 쉽게 한다.
상기 서브 헤더실(2)은 메인 헤더실(1)의 내부로 돌출하는 부분이 없도록 마련되어 있어, 상기 제1공간(72)과 제2공간(73)의 연통부에서 소용돌이가 발생하는 것을 방지하여 냉매를 균일하게 분배하는 것을 용이하게 한다.
상기 메인 헤더실(1)의 적어도 일부에는 상하 방향을 구획하며 동시에 유로를 좁게 하는 조임판(74)이 여러 개 설치되어 있다. 다른 예로서, 조임판(74)은 한 개만 설치할 수도 있다. 상기 조임판(74)은 제1판부재(70)로부터 메인 헤더실(1)의 내부로 수평 방향으로 돌출하도록 마련되며, 아래에 있는 냉매 유입구(11)와 복수의 냉매 유출구(12)의 일부의 사이를 구획한다.
상기 서브 헤더실(2)은 가장 아래에 위치하는 서브 헤더실(2)은 3개의 편평관(4)과 연통하도록 공간이 구획되어 있으며, 최하단의 서브 헤더실(2) 이외의 서브 헤더실(2)은 1개의 편평관(4)과 연통하도록 형성되어 있다. 도 14에 도시된 헤더(100)에서는 최하단의 서브 헤더실(2)에 3개의 편평관(4)이 연결되어 있으나, 최하단의 서브 헤더실(2)에 연결되는 편평관(4)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 최하단의 서브 헤더실(2)에는 한 개 이상의 편평관(4)이 연결될 수 있다.
상술한 구조를 갖는 제4 실시예에 의한 헤더(100)에 의하면, 상기 흐름 방향 변경기구(3)인 냉매 충돌부(31)가 냉매 유입구(11)와 마주하도록 설치되어 있으므로, 냉매의 흐름 방향을 위쪽으로 하여 상기 메인 헤더실(1) 내부의 상하 방향에 대해 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있다. 또한, 상기 조임판(74)을 메인 헤더실(1)의 내부에 설치하면, 위쪽으로 흐르는 냉매를 냉매 유출구(12)로 더욱 균등하게 분배할 수 있다.
또한, 도 14의 헤더(100)의 아래 부분을 확대한 도 15에 도시된 바와 같이, 냉매 충돌부(31)에 인접하는 가장 아래에 있는 서브 헤더실(2) 내에는 복수의 편평관(4)이 헤더 관(HT)에 연결되도록 되어 있다. 따라서, 다른 서브 헤더실(2)과 비교하여 한 개의 편평관(4)에 분배되는 냉매의 양을 줄이는 것이 가능하므로, 냉매 유입구(11)로부터 냉매의 유입이 가장 쉬운 부분에 배치된 편평관(4)에도 다른 편평관(4)과 거의 동일한 양의 냉매를 분배할 수 있다.
이하, 제4 실시예의 변형예에 대해 설명한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 서브 헤더 삽입관(21)을 상기 냉매 유출구(12)에 추가할 수 있다. 이 서브 헤더 삽입관(21)을 이용하여 서브 헤더실(2)로의 냉매의 분배를 조절할 수 있다. 또는, 서브 헤더 삽입관(21)을 제1공간(72) 내로 돌출시켜 일부러 냉매의 흐름에 소용돌이를 생성함으로써 서브 헤더실(2)로의 냉매의 분배를 조절할 수 있다. 이때, 복수의 서브 헤더실(2)에 삽입되는 복수의 서브 헤더 삽입관(21)이 제1공간(72)으로 돌출되는 돌출길이와 서브 헤더 삽입관(21)의 안지름, 즉 냉매 유출구(12)의 지름을 적절하게 변경하여 서브 헤더실(2)로 인입되는 냉매의 량을 조절할 수 있다.
제1판부재(70)는 헤더 관(HT)의 축 방향으로 똑바로 연장된 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제1판부재(70)는 헤더 관(HT)의 상측에서 하측으로 갈수록 반경 방향의 중앙부에서 외연부로 경사진 경사면으로 형성할 수 있다. 즉, 제1판부재(70)는 메인 헤더실(1)의 상단의 폭이 하단의 폭보다 작도록 하향 경사진 경사면으로 마련될 수 있다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 냉매 유입구(11)의 근처에 있는 헤더 관(HT)의 아래에 마련된 복수의 냉매 유출구(12)에 냉매 유출구(12)로부터 메인 헤더실(1) 쪽으로 돌출되는 미소 돌기(P)를 형성할 수 있다. 이때, 미소 돌기(P)는 제1판부재(70)를 버링 가공하여 형성할 수 있다. 이때, 버링 가공의 구멍 지름과 버링의 높이, 즉 미소 돌기(P)의 지름과 높이를 각각 다르게 함으로써, 서브 헤더실(2)의 유체 저항을 조절하여 냉매의 분배 상태를 조절할 수 있다.
또한, 모든 서브 헤더실(2)에 상술한 미소 돌기(P)를 설치하여 각 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 세밀하게 설정할 수 있다. 예를 들면, 복수의 미소 돌기(P)의 지름이 메인 헤더실(1)의 하부에서 상부로 갈수록 순차로 커지게 하여 복수의 서브 헤더실(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수 있다. 즉, 복수의 미소 돌기(P)의 지름을 모두 다르게 형성하여 복수의 서브 헤더실(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 결정할 수 있다. 또는, 복수의 미소 돌기(P)를 적어도 2개의 그룹으로 나누고 각 그룹의 복수의 미소 돌기(P)의 지름을 그룹별로 다르게 하여 복수의 서브 헤더실(2)로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수도 있다. 이때는, 메인 헤더실(1)의 상부에 위치한 그룹의 미소 돌기(P)의 지름이 하부에 위치한 그룹의 미소 돌기(P)의 지름보다 크게 형성하고, 동일 그룹 내의 복수의 미소 돌기(P)의 지름은 동일하게 형성할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 의한 헤더(100)에 상기 흐름 방향 변경기구(3)로서 헤더 관(HT)의 내부에 바닥으로부터 상하 방향으로 연장되는 저항체(32)를 냉매 유입구(11)와 마주하도록 근접하여 설치할 수 있다.
이 저항체(32)는 수평 방향으로 냉매의 일부를 통과시킬 수 있도록 작은 구멍(32a)이 다수 개 형성되어 있다. 다른 예로서, 작은 구멍은 슬릿 등으로 형성할 수도 있다. 이 저항체(32)에 냉매 유입구(11)로부터 수평 방향으로 분출되는 냉매가 충돌하여 그 흐름 방향이 헤더 관(HT)의 상측 방향으로 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이 헤더(100)를 구성하면, 기액 혼합 상태의 냉매를 메인 헤더실(1)의 내부에서 상하 방향으로 분포시켜 복수의 편평관(4) 각각에 대해 냉매를 균일하게 분배할 수 있다.
상술한 저항체(32)를 사용하는 대신에 도 20과 도 21에 도시된 냉매 유입구(11)에 삽입된 L자 관(33)을 사용할 수 있다. 즉, L자 관(33)의 만곡 부분이 상기 흐름 방향 변경기구(3)로서 작용하도록 함으로써, L자 관(33)의 내측면에 충돌한 냉매가 헤더 관(HT)의 상측 방향으로 상승하도록 한다. 이와 같이 구성하여도 제4 실시예의 헤더(100)와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 20은 L자형 관(33)이 메인 헤더실(1)의 일 측면의 하부에 설치되어 L자형 관(33)의 만곡 부분이 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)과 마주한 경우를 나타낸다. 즉, L자형 관(33)의 상단(33-1)이 최하단의 서브 헤더실(2)보다 높게 위치한다. 도 20의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 마주하는 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)로 냉매가 균일하게 분배될 수 있도록 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 다수의 작은 구멍이 형성될 수 있다. 따라서, L자형 관(33)을 통해 배출되는 냉매의 일부는 만곡 부분의 다수의 작은 구멍을 통해 적어도 한 개의 서브 헤더실(2)로 유입될 수 있다.
도 21은 L자형 관(33)이 메인 헤더실(1)의 바닥에 설치되어 L자형 관(33)의 만곡 부분이 냉매 유출구(12)와 마주하지 않는 경우를 나타낸다. 즉, L자형 관(33)의 상단(33-1)이 최하단의 냉매 유출부(12)보다 낮게 위치한다. 도 21의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 서브 헤더실(2)이 마주하지 않으므로 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 작은 구멍이 형성되지 않는다.
상술한 바와 같이 구성된 헤더(100)는 제4 실시예에 의한 헤더와 동일하거나 더 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 헤더의 제조방법의 실시예에 대해 설명한다.
상술한 본 발명의 실시예에 의한 헤더(100)는 프레스로 성형된 부품을 이용하여 제조하거나, 압출 성형된 부품을 이용하여 제조하거나, 프레스 성형 부품과 압출 성형 부품을 조합하여 제조할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 헤더(100)는, 오목부를 갖는 적어도 2장의 마주보는 프레스판(201,202)을 조합하여, 각 프레스판(201,202) 사이에 형성되는 공동(cavity)으로 상술한 메인 헤더실(1)과 서브 헤더실(2)이 형성되도록 구성할 수 있다. 도 22를 참조하면, 2장의 프레스판(201,202) 각각에는 수직 방향으로 형성된 수직 오목부(203)와 수직 오목부(203)에 대해 연통되며 나란하게 형성된 복수의 수평 오목부(204)가 마련된다. 또한, 수직 오목부(203)의 하단에는 수평 오목부(204)와 반대쪽으로 수평 방향으로 형성된 하단 오목부(205)가 마련된다. 2개의 프레스판(201,202)을 결합하면, 수직 오목부(203)는 메인 헤더실(1)을 형성하고, 복수의 수평 오목부(204)는 복수의 서브 헤더실(2)을 형성하며, 하단 오목부(205)는 냉매 유입관(11)을 형성한다. 또한, 수직 오목부(203)의 하단에는 흐름 방향 변경기구(3)인 저항체(32)를 형성하는 브라켓이 설치될 수 있다. 수직 오목부(203)의 상단에도 저항체(32)와 대칭이되는 상단 저항체(32')가 설치될 수 있다. 또한, 수평 오목부(204)에는 상술한 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또, 도 22에 도시하는 바와 같이 한쪽의 프레스판에 서브 헤더실(2)이 형성되는 위치에 판면(板面) 방향으로 관통하는 구멍을 형성할 수 있다. 이 관통 구멍에는 상술한 편평관(4)이 삽입될 수 있다. 또한, 한쪽 프레스판에는 2장의 프레스판을 결합할 수 있도록 프레스판의 둘레에 고정부를 형성할 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이 고정부는 프레스판의 외주에서 돌출되는 복수의 돌기(2b)로 형성할 수 있다.
또한, 도 23에 도시된 바와 같이 상기 메인 헤더실(1)과 상기 서브 헤더실(2)을 압출 성형 부재를 조합하여 형성할 수 있다.
예를 들면, 도 23에 도시된 바와 같이, 복수의 서브 헤더실(2)은 2개의 압출 성형 부재(302,303)로 구성할 수 있다. 즉, 서브 헤더실(2)을 구성할 수평 방향으로 복수의 서브 헤더 홈(304)이 형성된 서브 헤더 블록(302)과 상기 서브 헤더 블록(302)에 결합되어 서브 헤더 홈(304)을 덮는 서브 헤더 커버(303)를 포함한다. 서브 헤더 커버(303)에는 서브 헤더 홈(304)에 대응하는 부분에 편평관(4)이 결합될 수 있는 복수의 관통 구멍(305)이 형성된다. 서브 헤더 커버(303)의 양측은 서브 헤더 블록(302)의 양측단을 덮을 수 있도록 연장되며, 서브 헤더 홈(304)과 연통되는 복수의 관통공(306)이 마련된다. 메인 헤더실(1)은 결합된 서브 헤더 블록(302)과 서브 헤더 커버(303)의 일측단에 결합될 수 있는 메인 헤더 커버(301)로 형성된다. 메인 헤더 커버(301)의 하단에는 냉매 유입관(11)이 형성된 냉매 유입 블록(307)이 설치된다. 메인 헤더 커버(301)와 냉매 유입 블록(307)은 압출 성형하여 형성된다. 메인 헤더실(1)에는 저항체(32)와 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또한, 도 24에 도시된 바와 같이 헤더(100)는, 메인 헤더실(1)에 대해 복수의 편평관(4) 등의 냉매관이 서브 헤더실을 통하지 않고 직접 연결되도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의효과를 얻으려면, 적어도 상기 헤더(100)가 상기의 실시예에서 설명한 흐름 방향 변경기구(3) 중 어느 하나를 구비하고 있으면 된다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 헤더(100)와, 상하 방향으로 소정 간격으로 설치되며, 상기 헤더(100)에 대해 냉매 입력측이 연결된 복수의 편평관(4)과, 복수의 편평관(4) 사이에 마련된 핀(5)과, 상기 복수의 편평관(4)의 냉매 출력측이 연결된 헤더(6)를 구비한 열교환기(HE)로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성한 헤더(100)도, 상술한 흐름 방향 변경기구(3)에 의해 방향이 변경된 냉매가 헤더(100) 내의 상부까지 충분히 인도되고, 상부에 배치되어 있는 편평관(4)에 대해 액체 냉매가 충분히 포함된 상태의 냉매를 도입하는 것이 가능해진다. 그 결과, 복수의 편평관 각각에 흐르는 냉매의 상태를 거의 균일하게 할 수 있어, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 헤더(100)는 상기 헤더 관(HT)을 전봉관(電縫管)으로 하고, 제1판부재(70)와 제2판부재(71)는 프레스 가공한 판재로 형성하고, 제1판부재(70)에 대해 복수의 제2판부재(71)를 삽입하는 삽입 구조로 형성할 수 있다. 구체적으로, 전봉관은 모서리가 둥근 직사각형 형상의 횡단면을 가지며, 상하 방향으로 연장된 양단이 개방된 통 형상이며, 아래쪽의 좁은 폭의 측면에 냉매 유입구(11)를 형성하는 냉매 유입관(403)이 삽입되는 삽입 구멍(408)이 한 개 형성되어 있다. 또, 전봉관의 넓은 폭의 측면에는 상하 방향으로 일정 간격으로 편평관(4)이 삽입되는 편평 형상의 구멍(409)이 나란하게 형성된다. 제1판부재(70)와 제2판부재(71)는 각각 조립하여 일체로 한 후에 전봉관 내부로 한쪽 단부에서 삽입된다. 전봉관의 상단의 좁은 폭의 측면에 상부 판(401)이 삽입되는 상부 슬롯(406)이 마련되고, 전봉관의 하단의 좁은 폭의 측면에 하부 판(402)이 삽입되는 하부 슬롯(407)이 마련된다. 전봉관의 반대쪽 좁은 폭의 측면에는 상부 슬롯(406)과 하부 슬롯(407)에 대응하며, 상부 판(401)의 일단과 하부 판(402)의 일단을 각각 지지하는 상부 홈과 하부 홈이 마련된다. 또한, 전봉관의 모서리에는 조임판(74)이 삽입되는 조임 슬롯(404)이 마련된다. 조임판(74)에는 복수의 조임 구멍(405)이 마련될 수 있다.
제1판부재(70)는 프레스 가공에 의해 복수의 냉매 유출구(12)와, 삽입 구조의 일부이며 제2판부재(71)에 형성된 결합돌기(412)와 결합되는 복수의 결합홈(411)이 상하 방향으로 일정 간격으로 마련된다. 이들 구멍(12)과 결합홈(411)은 프레스 가공에 의해 판재에 형성된 후에 냉매 유출구(12)가 헤더 관(HT)의 좁은 폭 측면에 나란하도록 대략 ㄷ자 형상의 횡단면을 갖도록 굽힘 가공된다.
한편, 제2판부재(71)는 대략 직사각형 형상의 판재이며, 짧은 단면의 일단부에 제1판부재(70)의 결합홈(411)과 결합되는 결합돌기(412)가 외측으로 돌출하도록 프레스 가공으로 형성된다.
상술한 바와 같이 구성하면, 메인 헤더관에 대해 복수의 서브 헤더관을 브레이징으로 부착하는 공정을 없애고, 냉매의 유출에 관한 신뢰성을 높이는 것이 가능하다. 또한, 브레이징 공정이 없는 간단한 조립만으로 복잡한 냉매 분류구조를 실현할 수 있으므로 제조 비용을 대폭적으로 줄일 수 있다.
또한, 도 25에 도시된 실시예는, 상술한 서브 헤더실을 복수 개 형성하기 위해, 도 26에 도시한 바와 같이, 프레스 가공으로 형성된 파형부재(76)에 ㄷ자 단면의 판부재(77)을 접합시킨 부재로 구성할 수 있다. ㄷ자 형상의 판부재(77)의 하단에는 판부재(77)가 파형부재(76)에서 빠지지 않도록 고정하는 고정돌기(421)가 마련된다. 따라서, 복수의 판부재(77)를 파형부재(76)에 적층하여 접합시키면 복수의 서브 헤더실을 구성할 수 있다. 또한, 상기 판부재(77)는 파형부재)76)와 일체로 프레스 성형할 수도 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 헤더(100)의 형상은 상기 헤더 관(HT)의 유로 단면 형상이 대략 직사각형이며, 제1판부재(70)는 대략 ㄷ자 단면으로 형성되나, 헤더(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 27에 도시된 바와 같이, 헤더 관(HT)의 유로 단면 형상은 대략 원형 단면으로 할 수 있다. 이때, 메인 헤더실(1)을 형성하는 제1판부재(70)는 평판 형상으로 형성되며, 서브 헤더실(2)을 형성하는 제2판부재(71)는 원호 단면에 대응하는 형상을 갖는 평판 형상으로 형성될 수 있다.
또는 도 28에 도시된 바와 같이, 헤더 관(HT)의 유로 단면 형상은 대략 직사각형으로 하고, 메인 헤더실(1)을 형성하는 제1판부재(70)의 형상은 대략 L자 단면을 갖는 형상으로 할 수 있다. 또는 제1판부재(70)의 형상은 평판으로 형성할 수 있다. 서브 헤더실(2)을 형성하는 제2판부재(71)는 도 25에 도시된 헤더와 같이 평판으로 형성할 수 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 메인 헤더실(1)에 설치되는 조임판(74)은 판에 대략 원형 구멍 또는 대략 다각형의 구멍(405)을 형성할 수 있다. 또는, 도 30에 도시된 바와 같이, 조임판(74)의 구멍 형상을 슬릿(405')으로 형성할 수 있다. 또는, 도 31과 도 32에 도시된 바와 같이, 전봉관(HT)의 내측면과 조임판(74) 자신의 단부 사이에 간극(g)을 마련할 수도 있다. 도 31의 경우에는 조임판(74)의 길이를 헤더 관(HT)의 폭보다 짧게 형성한다. 그러면, 조임판(74)을 헤더 관(HT)에 삽입하면, 조임판(74)의 일단과 헤더 관(HT)의 내면 사이에 냉매가 통과할 수 있는 간극(g)이 마련된다. 도 32의 경우에는 조임판(74)의 측면에 홈을 형성하였다. 이 경우, 조임판(74)을 헤더 관(HT)에 삽입하면, 헤더 관(HT)의 내면과 조임판(74)의 측면 사이에 냉매가 통과할 수 있는 간극(g)이 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 열교환기(HE)는 공기조화기에 한정되지 않고, 냉장고 등의 그 외의 냉동 사이클 장치에 이용될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서 냉매관으로서 편평관을 이용한 것으로 도시하고 있으나, 냉매관의 종류는 이에 한정되지 않는다. 일 예로서, 핀 앤 튜브(pin and tube) 방식의 열교환기에 사용되는 원통관을 각 서브 헤더실에 설치하도록 구성할 수도 있다.
이상에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명은 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
HE···열교환기
100···헤더
1···메인 헤더관
2···서브 헤더관
3···흐름 방향 변경기구
31···냉매 충돌부
32···저항체
33···L자형 관

Claims (20)

  1. 유입되는 냉매를 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 냉매관에 각각 유입시키기 위한 헤더를 포함하는 공기조화기에 있어서,
    상기 헤더는,
    제1면을 따라 일렬로 형성된 복수의 냉매 유출구를 통해 상기 복수의 냉매관으로 냉매를 유입시키는 메인 헤더실;
    상기 메인 헤더실의 제1면과 마주보는 상기 메인 헤더실의 제2면에 마련되며, 상기 메인 헤더실의 내부로 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구;
    상기 메인 헤더실의 바닥면에 마련되며, 상기 메인 헤더실의 제1면으로부터 상기 제2면을 향하는 방향으로 이격되어 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 제3면을 형성하며, 상기 냉매 유입구로부터 분출되는 냉매가 상기 제3면에 충돌하여 냉매의 흐름 방향이 수평 방향에서 상하 방향으로 변경되도록 하는 흐름 방향 변경기구; 및
    상기 메인 헤더실에서 수평 방향으로 분기되며, 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더실;을 포함하며,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더실의 바닥면에 상기 복수의 냉매관 중 가장 아래에 위치한 냉매관보다 아래에 마련되며,
    상기 흐름 방향 변경기구에 의해 상기 냉매가 상기 메인 헤더실의 상측으로 흐르는 동안, 상기 냉매는 상기 복수의 냉매관으로 유입되고 상기 냉매의 적어도 일부는 상기 메인 헤더실의 상단에 도달하며,
    상기 복수의 서브 헤더실은 상기 복수의 냉매관에 일대일로 연결되고, 상기 메인 헤더실로 유입되는 냉매는 상기 복수의 서브 헤더실을 통해 상기 복수의 냉매관 각각으로 분류(分流)되며,
    상기 메인 헤더실과 상기 복수의 서브 헤더실은 한 개의 헤더관 내에 마련되며,
    상기 메인 헤더실이 상기 헤더관의 내면과 상기 헤더관 내를 상하 방향으로 구획하도록 마련된 제1판부재로 형성되며,
    상기 복수의 서브 헤더실은 상기 헤더관의 내면, 상기 제1판부재, 및 상기 헤더관 내를 수평 방향으로 구획하도록 마련된 복수의 제2판부재로 형성되는, 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 개의 헤더관은 메인 헤더관과 복수의 서브 헤더관을 포함하며,
    상기 메인 헤더실은 상하 방향으로 연장되는 상기 메인 헤더관으로 형성되며,
    상기 복수의 서브 헤더실은 상기 메인 헤더관의 외측면에 상하 방향으로 나란하게 설치되는 상기 복수의 서브 헤더관으로 형성되는, 공기조화기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더실의 측면의 하부에 마련된 개구로 형성되며,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더실의 내부에서 상기 메인 헤더실의 바닥으로부터 상하 방향으로 연장된 저항체로 형성되는, 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더실의 측면의 하부에 마련된 개구로 형성되며,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 냉매 유입구와 마주보는 상기 메인 헤더실의 내부 측면의 일부분으로 형성된 냉매 충돌부로 마련되는, 공기조화기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 메인 헤더실은,
    상하 방향으로 연장되며, 수력 직경이 상기 냉매관의 개구보다 작은 냉매 유로;를 더 포함하며,
    상기 복수의 냉매 유출구는 상기 복수의 서브 헤더실 각각에 연결되며,
    상기 복수의 서브 헤더실은 상기 복수의 냉매 유출구로부터 상기 메인 헤더실 내부로 돌출되지 않도록 마련되는, 공기조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더실 중 적어도 한 개의 서브 헤더실은 유로가 좁은 조임부를 통해 상기 메인 헤더실에 연결되는, 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인 헤더실 내부는 상기 조임부가 형성된 적어도 한 개의 조임판에 의해 상하 방향으로 구획되는, 공기조화기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더실 모두에 상기 조임부가 마련되며,
    상기 복수의 조임부의 지름은 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 조임부는 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 조임부의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 저항체는 상기 냉매 유입구와 상기 복수의 냉매 유출구 중 일부의 사이를 구획하도록 마련되는, 공기조화기.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더실의 지름은 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 서브 헤더실은 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 서브 헤더실의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 헤더실 내에는, 일단이 개방되고, 타단이 구멍을 갖는 덮개로 덮여져 있으며, 측면에 상기 냉매 유출구와 연통 가능한 연통 구멍이 형성된 통형상 구조체가 적어도 한 개 삽입되고,
    상기 메인 헤더실의 내벽에 상기 통형상 구조체가 소정 범위에서 상하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 통형상 구조체의 상측과 하측에 각각 마련된 상부 스토퍼 및 하부 스토퍼를 포함하는, 공기조화기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실에 대해 어긋나며,
    상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실과 일치하는, 공기조화기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실과 일치하고,
    상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더실에 대해 어긋나는, 공기조화기.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 헤더실의 상기 냉매 유입구는 상기 냉매 유출구와 마주보지 않도록 배치된, 공기조화기.
  17. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더실 내에 삽입되는 적어도 한 개의 서브 헤더 삽입관을 더 포함하며,
    상기 서브 헤더 삽입관의 일단이 상기 메인 헤더실의 내부로 돌출되도록 설치되는, 공기조화기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더실 모두에는 상기 서브 헤더 삽입관이 설치되며,
    상기 복수의 서브 헤더 삽입관의 지름은 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 서브 헤더 삽입관은 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 서브 헤더 삽입관의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더실의 하부에서 상부로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  19. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉매 충돌부에 인접하는 서브 헤더실에 복수의 냉매관이 연결되는, 공기조화기.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 헤더실은 그 종단면이 사다리꼴 형상, 삼각뿔 형상, 원뿔 형상 중의 어느 하나의 형상으로 형성되며, 상기 메인 헤더실의 상단의 폭이 하단의 폭보다 작은, 공기조화기.
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