KR20000034784A - 공기조화기등에 사용되는 열교환기 - Google Patents

Abstract

공기 조화기 등에 사용되는 열교환기에서, 다수의 핀들(10)이 평행하게 제공되고, 다수의 바람상류측 전열관(13)과 다수의 바람하류측 전열관(14)이 핀(10)을 관통한다. 바람상류측 및 바람하류측 전열관(13,14)은 대략 동일한 방향으로 전체적으로 스태거 형태로 각 열들에 배열된다. 상기 바람상류측 및 바람하류측 전열관들(13,14) 사이에 절단선들(15)이 제공된다. 절단선(15)은 상기 전열관들(13,14)이 배열된 방향과 동일한 방향으로 배열되어, 전열관의 배열 방향(X)과 교차하는 방향으로 연장된다. 이 구성에 의해, 핀들을 통한 불필요한 열전도를 방지하면서 핀들의 충분한 강도가 보장된다.

Description

공기조화기등에 사용되는 열교환기

냉매회로를 이용하는 히트펌프식 공기조화기에 의해서 실내를 난방하는 경우, 그 실내열교환기를 응축기로서 작용시키고 실외열교환기를 증발기로서 작용시킨다. 이 경우, 응축기로서 작용시킬 수 있는 대표적인 열교환기가 크로스-핀 앤드 튜브형 열교환기이고, 그의 종래 예를 도 10에 나타낸다. 이 열교환기에서는, 예컨대 알루미늄등과 같이 열전도가 양호한 금속으로 제조된 다수의 핀(40)을 소정 간격으로 서로 평행하게 배열하고, 다수의 헤어핀형 전열관(11)을 핀들에 삽입하는 동시에 그 단부를 U자형 연락관(12)으로 서로 접속하고 있다. 이 구성에 의해, 상기 다수의 핀(40) 각각의 바람상류측 절반부(40a) 및 바람하류측 절반부(40b)에 각각 다수의 전열관(13,14)이 전체적으로 스태거(stagger) 형태로 배열된다.

상기 열교환기에서는, 압축기로부터의 냉매는 입구관(9)을 통해 유동하여 바람하류측 전열관(14)으로 상하 2방향으로 분기하여 유동하면서, 핀(40)을 통과하는 공기(A)와 열교환을 한다. 그후, 상기 냉매는 바람상류측 전열관(13)으로 유동한다. 바람상류측 전열관(13)으로 유동된 냉매는 핀(40)을 통과하는 공기(A)와 열교환을 한다. 그후, 상하 2방향으로부터 합류하여, 상기 냉매는 출구관(8)으로부터 유출되고 감압기 및 증발기를 경유하여 다시 압축기로 되돌아간다.

상기 열교환기를 통해 유동하는 냉매의 온도는 공기(A)와의 열교환 및 전열관(13,14)을 통과함에 따라 점차로 감소된다. 도 11은 상기 종래의 열교환기에서의 헤어핀형 전열관(11) 및 U자형 연락관(12)의 여러 부분에서의 온도를 나타낸 다이어그램이다. 상기 도면의 좌측에 헤어핀형 전열관(11) 및 U자형 연락관(12)의 접속구조를 나타내며, 오른쪽의 그래프에 그들의 온도를 나타낸다. 그 온도는 입구관(9) 근방에서 가장 온도가 높고, 약 90℃로 된다. 한편, 출구관(8) 근방에서 가장 온도가 낮고, 약 30℃로 된다. 상기 온도는 상기 입구관(9) 근방으로부터 출구관(8) 근방으로 냉매의 유동 경로를 따라 공기(A)와 냉매 사이의 열교환에 의해 점차로 감소된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 각각 파선으로 둘러싸인 B부분 및 C부분에서의 온도변화에 무질서함이 발생된다. 이는, 가장 온도가 높은 입구관(9) 근방의 전열관(입구근방 전열관)(14a)과, 가장 온도가 낮은 출구관(8) 근방의 전열관(출구근방 전열관)(13a)이 서로 근접하게 배치되어, 이들이 동일한 핀(40)을 공유하고 있기 때문이다. 즉, B부분에서는, 아래쪽의 출구 근방 전열관(13a)에 근접하게 그의 상하에 입구근방 전열관(14a)이 배치되기 때문이다. 따라서, 입구근방 전열관(14a)을 통해 유동하는 과열 가스의 고온열이 핀(40)을 통해 전도되어 출구근방 전열관(13a)을 통해 유동하는 과냉각액에 가해짐으로써, 큰 온도상승이 발생된다. 또한, C부분에서는, 위쪽의 입구근방 전열관(14a)에 근접하게 그의 상하에 출구근방 전열관(13a)이 배치되어 있기 때문에, 출구근방 전열관(13a)을 통해 유동하는 과냉각액의 저온열이 핀(40)을 통해 전도되어, 입구근방 전열관(14a)을 통해 유동하는 과열 가스에 가해짐으로써, 큰 온도강하가 발생된다. 이와 같이 핀(40)을 통한 열전도가 입구관(9)측과 출구관(8)측 사이에서 발생되면, 불필요한 열유동에 의해 응축기의 열효율이 현저하게 저하된다.

상기한 관점에서, 종래에는 도 12에 나타낸 바와같이, 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14) 사이에 다수의 슬릿(41)을 배열하여 이 슬릿(41)에 의해 핀(40)의 바람상류측 절반부(40a)를 바람하류측 절반부(40b)로부터 열적으로 분리시킨 개선된 열교환기가 제안되어 있다(예컨대, 일본국 공개 특허 공보 제 91-194370호 참조).

그러나, 도 12에 나타낸 바와 같은 슬릿(41)을 핀(40)에 마련하면, 상기 도면에 나타낸 바와 같이 핀(40)이 배열된 방향(즉, 전열관(13,14)이 삽입되는 방향)으로의 굽힘 강도가 저하된다. 이 때문에 프레스 형성 핀(40)의 취급시, 적층된 핀(40)으로 헤어핀형 전열관(11)의 삽입시 및 다른 작업시에 작업성이 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 이러한 작업중에 핀(40)에 변형이 발생되어, 열교환기의 열교환능력, 또는 성능이 저하하고 통풍저항이 증가하는 문제가 야기된다.

본 발명은 공기조화기등에 사용되는 열교환기에 관한 것으로, 구체적으로는, 나란하게 배열된 복수의 핀들에 교차하여 전열관이 관통된 소위 크로스-핀 앤드 튜브형 열교환기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 열교환기를 사용하는 히트펌프식 공기조화기의 냉매회로도이다.

도 2는 본 발명의 열교환기의 일 실시예의 사시도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 실시예의 핀의 부분 정면도이다.

도 4는 본 발명의 열교환기의 다른 실시예에 핀의 부분 정면도이다.

도 5a는 도 3 및 도 4에 나타낸 핀에 형성되는 절단선의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 5b, 5c 및 5d는 상기 절단선의 변형예를 나타낸 사시도이다.

도 6은 절단선의 형상 및 열교환기 성능 사이의 관계를 나타내며, W2/W1=0인 때의 열교환기 성능의 값을 1.0으로 할때, W2/W1의 각 값에 대한 열교환기 성능의 값을 나타낸 그래프이다.

도 7은 절단선의 형상 및 열교환기 성능 사이의 관계를 나타내며, L 2/L1=0.5인 때의 열교환기 성능을 1.0으로 할때, L2/L1의 각 값에 대한 열교환기 성능의 값을 나타낸 그래프이다.

도 8은 절단선의 형상 및 열교환기 성능 사이의 관계를 나타내며, W4/W3=0인 때의 열교환기 성능을 1.0으로 할때, 각 W4/W3의 값에 대한 열교환기 성능의 값을 나타낸 그래프이다.

도 9는 절단선의 형상 및 열교환기 성능 사이의 관계를 나타내며, L 4/L3=0.5인 때의 열교환기 성능을 1.0으로 할때, L4/L3의 각 값에 대한 열교환기 성능의 값을 나타낸 그래프이다.

도 10은 종래의 열교환기의 사시도이다.

도 11은 종래의 열교환기의 전열관 각부의 온도를 나타낸 그래프이다,

도 12는 종래의 개선된 열교환기의 사시도이다.

본 발명은,상기 종래의 결점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 그 목적은 핀을 통한 불필요한 열전도의 발생을 방지하면서 핀이 충분한 강성을 확보할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 다수의 핀들이 나란하게 배치되고, 다수의 바람상류측 전열관들이 각 핀의 바람상류측 절반부를 관통하여 상기 바람상류측 절반부에 소정방향으로 배향되며, 다수의 바람하류측 전열관들이 각 핀의 바람하류측 절반부를 관통하여 상기 바람상류측 전열관이 배향된 방향과 거의 동일한 방향으로 상기 바람하류측 절반부에 배향되며, 상기 바람상류측 절반부는 서로 떨어져서 소정 방향으로 배향된 다수의 절단선들에 의해 상기 바람하류측 절반부로부터 열적으로 분리되어 있는 크로스 핀 앤드 튜브형 열교환기에 있어서, 상기 절단선들중 적어도 하나가 절단선의 배열 방향과 교차하는 방향으로 연장됨을 특징으로 하는 크로스 핀 앤드 튜브형 열교환기를 제공한다.

절단선이 배열된 방향과 적어도 하나의 상기 절단선이 연장되는 방향 사이에 이루어지는 각도가 θ일때, 바람직하게도 5°≤θ≤ 175°의 관계가 만족된다.

상기 열교환기에서는, 다수의 절단선들중 적어도 하나, 모두가 바람직함,는 절단선이 배열된 방향과 교차하는 방향으로 연장되므로, 굽힘의 중심으로 작용하는 절단선의 배열 방향으로 핀들을 굽힐 때 야기되는 핀들의 굽힘 강도의 저하를 감소시킬 수 있다. 따라서, 핀들을 통한 불필요한 열전도를 발생시키지 않고 핀의 강도를 보장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 바람상류측 전열관 및 상기 바람하류측 전열관은 전체적으로 스태거 형태로 배열되며, 각 절단선은 서로 인접한 바람상류측 전열관과 바람하류측 전열관 사이에 배치되어, 서로 인접한 바람상류측 및 바람하류측 전열관의 중심을 연결하는 가상선과 교차하여 연장된다.

이 경우에, 상기 절단선이 가상선을 가로질러 바람상류측 및 바람하류측 전열관들 사이의 공간들 각각에 제공되므로, 핀들을 통한 불필요한 열전도가 확실하게 방지된다.

일 실시예에서, 바람상류측 전열관과 바람하류측 전열관은 대략 동일한 직경(W1)을 가지도록 제조되며, 각 절단선은 상기 가상선을 중심으로 (W2)의 폭을 가진 영역내로 연장되고, 0.4≤ W2/W1≤ 1.3의 관계가 성립된다.

이 구성에 따르면, 핀들을 통한 불필요한 열전도를 더 확실하게 방지하면서 정상작동 조건하에서 핀들의 강도의 열화가 방지된다.

가상선상의 바람상류측 전열관과 바람하류측 전열관의 서로 대향하는 외주 부분들 사이의 거리가 L1이고, 상기 절단선이 가상선과 교차하는 점에서 가상선상의 바람하류측 전열관의 상기 외주 부분까지의 거리가 L2일때, 0.2≤ L2/L1≤ 0.8의 관계가 성립된다. 이 구성에 의해, 핀들을 통한 불필요한 열전도의 발생이 더욱 확실하게 방지된다.

다른 실시예에서, 각 핀의 바람상류측 절반부 및 바람하류측 절반부는 공기 유동 경로로 돌출하여 공기 유동 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 절단 에지를 가진 융기부와 함께 형성되며, 상기 절단선은 바람상류측 융기부 및 바람하류측 융기부 사이에 형성된 중간 부분에 배열된다.

이 경우에, 열교환 능력 또는 성능이 융기부에 의해 향상된다. 또한, 핀들을 통한 불필요한 열전도의 발생을 방지하면서 핀들의 강도의 저하를 감소시킬 수 있다.

상기 중간부분은 바람상류측 전열관이 바람하류측 전열관에서 측면으로 떨어져 있는 방향으로 폭(W3)을 가지며, 상기 절단선이 연장되는 영역은 상기 바람상류측 전열관이 바람하류측 전열관으로부터 측면으로 떨어져 있는 방향으로 폭(W4)을 가질때, 0.4≤ W4/W3≤ 0.9의 관계가 성립된다.

이 경우에, 핀들을 통한 불필요한 열전도를 더 확실하게 방지하면서 핀의 강도의 저하를 피할 수 있다.

또한, 바람상류측 전열관 또는 바람하류측 전열관이 배열된 방향으로 서로 인접한 바람상류측 및 바람하류측 전열관 사이의 거리가 L3이고, 상기 바람상류측 전열관 또는 바람하류측 전열관의 배열 방향으로 상기 바람상류측 전열관 및 절단선의 중심들 사이의 거리가 L4일때, 0.3≤ L4/L3≤ 0.7의 관계가 성립된다. 이 경우에, 핀들을 통한 불필요한 열전도의 발생이 더욱 확실하게 방지된다.

일 실시예에서, 고온 냉매는 상기 바람하류측 전열관을 통해 유동하고 저온 냉매는 바람상류측 전열관을 통해 유동하며, 각 핀의 바람상류측 절반부는 2개의 바람상류측 융기부들 사이에 삽입되어 바람하류측 전열관의 바람상류측에 배치된 핀접속부와 함께 형성된다.

이 구성에 의해, 바람하류측 전열관의 고온열 부분은 핀접속부를 통해 핀의 바람상류측 절반부로 전도된다. 이로써 바람상류측 전열관들 사이에 배치된 바람상류측 절반부의 부분들에서의 비정상적인 온도 강하를 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 바람상류측 전열관 또는 바람하류측 전열관의 배열 방향 및 상기 적어도 하나의 절단선의 연장 방향 사이에 이루어지는 각도가 θ일때, 5°≤θ≤ 175°가 된다. 바람직하게도, 서로 인접한 절단선은 상기 바람상류측 전열관 또는 바람하류측 전열관의 배열 방향과, 서로 역방향으로 교차하도록 연장된다. 이 경우에, 핀들을 통한 불필요한 열전도가 더욱 확실하게 방지되고 핀들의 충분한 강도가 보장된다.

본 발명의 열교환기의 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 냉매회로를 구비한 히트펌프식 공기조화기의 냉매회로도이다. 상기 도면에서, 참조부호(1)는 압축기이고, 참조부호(2)는 사방절환밸브, 참조부호(3)은 실내 팬(7)이 제공된 실내열교환기, 참조부호(4)는 캐필러리 튜브등의 감압기, 및 참조부호(5)는 실외 팬(6)이 제공된 실외열교환기이다. 또한, 참조부호(8)는 어큐무레이터이다. 이 공기조화기로 난방운전을 하는 경우에는, 사방절환밸브(2)가 실선측으로 절환되어 압축기(1)를 구동한다. 다음, 냉매는 압축기(1)로부터 실내열교환기(3), 감압기(4), 실외열교환기(5)를 통과한 후에 압축기(1)로 복귀된다. 상기 실내열교환기(3)는 응축기로서 작용하고 실외열교환기(5)는 증발기로서 작용한다. 도 2는 이러한 난방 운전시에 응축기로서 작용하는 실내열교환기(3)의 구조를 개략적으로 나타내며, 도 10에 나타낸 종래의 열교환기와 같은 부품에는 동일 참조부호로 나타낸다. 이 실내열교환기(3)의 구조는 핀(10)의 형상을 제외하면 도 10에 나타낸 종래의 것과 유사하다. 즉, 알루미늄등과 같이 열전도가 양호한 금속으로 이루어지는 다수의 핀(10)을 소정 간격을 두고 서로 평행하게 나란히 배열하고, 그 핀(10)에 다수의 헤어핀형 전열관(11)을 삽입하는 동시에 그의 단부들을 U자형 연락관(12)으로 서로 접속한다. 이 구성에 의해, 핀(10)의 바람상류측 절반부(1Oa) 및 바람하류측 절반부(1Ob)에, 각각 다수의 전열관(13,14)이 전체적으로 스태거 형태로 수직 방향으로 배치된다. 압축기(1)로부터의 냉매는 입구관(9)을 통해 바람하류측 전열관(14)으로 상하 2방향으로 분리되어 유입되며, 핀(10)을 통과하는 공기(A)와 열교환을 한다. 그후, 바람상류측 전열관(13)으로 유동된 냉매는 핀(10)을 통과하는 공기(A)와 더 열교환한 후, 상하 2방향에서 합류되어, 출구관(8)을 통해 유출하여, 감압기(4) 및 증발기(5)를 경유하여 다시 압축기(1)로 되돌아간다.

다음, 상기 실내열교환기(3)의 핀(10)에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 상기 도면에서, 참조부호(13)는 바람상류측 전열관이고, (14)는 바람하류측 전열관이다. 상기 도면은 전열관의 단면을 나타낸다. 이들 전열관(13,14)은 각각 동일 직경을 가지며, 그 직경의 크기는 도면에서 W1으로 나타낸다. 또한, 상기 도면에서, 참조부호(15)는 절단선이다. 이 절단선(15)은 서로 인접한 상기 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)의 중심을 연결하는 가상선(20)과 교차하여 연장된다. 상기 가상선(20)상의 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)의 서로 대향하는 외주 부분들 사이의 거리를 L1으로 하고, 바람하류측 전열관(14)의 상기 외주부분 및 상기 절단선이 가상선과 교차하는 위치 사이의 거리를 L2로 하면, 상기 교차위치는 다음 관계를 만족하는 위치에 배치된다 :

0.2≤ L2/L1≤ 0.8

또한, 상기 절단선(15)은 상기 가상선(20)을 중심으로 하여, 그의 폭 W2이 다음 관계를 만족하는 영역에 제공된다 :

0.4≤ W2/W1≤ 1.3

또한, 상기 절단선(15)과 바람하류측 전열관(14)이 배열된 수직 방향 사이의 각도를 θ로 하였을 때, 상기 절단선(15)은 5°≤θ≤ 175°의 범위내에 제공되어 인접한 절단선들(15)이 도 3에 도시된 바와같이 서로 역방향으로, 상기 바람하류측 전열관의 배열방향과 교차하게 된다. 또한, 그의 구체적인 형상은 도 5a에 나타낸 바와 같이 기다란 구멍 형태로 제공된다. 바람하류측 전열관(14) 및 바람상류측 전열관(13)은 서로 평행하게 배열되어 있으며, 이는 상기 절단선(15)은 바람하류측 전열관이 배열된 방향에 대해서와 마찬가지로, 바람상류측 전열관(13)이 배열된 수직 방향에 대해서도 같은 각도로 제공됨을 의미한다.

상기한 바와 같이 구성된 열교환기에서는, 상기 핀(10)에 다수의 절단선(15)이 연장되어 있다. 이 절단선(15)은 바람하류측 전열관(14) 및/또는 바람상류측 전열관(13)이 배열된 수직 방향을 따라 배열되고, 상기 절단선의 연장 방향은 바람하류측 및/또는 바람상류측 전열관들이 배향된 방향에 대해 5°∼175°의 소정 각도를 이루게 된다. 따라서, 절단선(15)의 연장 방향은 절단선이 배열된 방향(X)과 일치하지 않는다. 이로써, 굽힘의 중심으로 작용하는 절단선 배열 방향(X)으로 핀을 굽힐 때 핀의 강도 저하가 발생되지 않는다. 따라서, 핀(10)의 취급시의 작업성을 향상시킬 수 있고, 열교환 능력의 저하 및 핀(10)의 변형에 의해 발생되는 통풍 저항의 증가를 방지할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에서는, 바람상류측 전열관(13) 및 바람하류측 전열관(14) 사이의 핀(10)에 절단선(15)을 제공함에 의해, 핀(10)의 바람하류측 절반부(1Ob)에서 바람상류측 절반부(1Oa)로의 불필요한 열전도의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 전열관(13,14)의 직경을 W1, 절단선(15)이 제공된 영역의 폭을 W2로 하였을 때, 0.4≤ W2/W1의 관계가 만족된다. 이러한 구성에 의해, 상기 불필요한 열전도가 확실히 억제되어, 도 6의 그래프에 나타낸 바와 같이 충분한 성능 또는 열교환 능력을 발휘할 수 있다. 또한, W2/W1≤ 1.3이 되므로, 통상의 작동조건에서는 핀(10)의 강도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 0.2≤ L2/L1≤ 0.8의 관계가 만족되므로 상기 절단선(15)이 가상선(20)의 중앙부에 제공된다. 이 구성에 의해, 도 7의 그래프에 나타낸 바와 같이 충분한 열교환기 성능을 발휘시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 열교환기의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 4에서, 도 3에 도시된 실시예의 구성 부재와 동일한 구성부재에는 동일한 참조부호로 나타낸다. 이 열교환기에서는, 각 핀(1OO)의 바람상류측 절반부(1OOa)에 바람상류측 융기부(16,17)가 형성되고, 핀(100)의 바람하류측 절반부(100b)에 바람하류측 융기부(18)가 형성된다. 상기 융기부(16,17,18)는 핀(100)의 표면의 일부를 융기시켜 형성한 소위 슬릿형(도 5b 참조)이고, 그들의 절단 에지(16a,17a,18a)가 공기(A)의 유동 경로로 돌출하여 그 공기(A) 유동 방향과 교차하게 된다. 또한, 핀(100)의 바람상류측 절반부(100a)에는, 바람의 가장 하류측에 배치된 2개의 바람상류측 융기부들(16,17) 사이에 핀접속부(19)가, 바람하류측 전열관(14)의 바람의 가장 상류측(도 4에서 좌측)에 형성되어 있다. 바람의 가장 상류측에 배치된 바람하류측 융기부(18) 및 바람의 가장 하류측에 배치된 바람상류측 융기부(16,17) 사이에 형성된 핀(100)의 중간 부분에는, 서로 인접한 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)의 중심들을 연결하는 가상선(20)과 교차하는 다수의 절단선(15)이 배열된다. 상기 중간부분의 측면 폭을 W3으로 하였을 때, 그 중간부분의 중앙부중에서, 다음 관계를 만족하는 측면 폭 W4내에 상기 절단선(15)이 제공된다.

0.4≤ W4/W3≤ 0.9

또한, 상기 절단선(15)의 배열 방향(X)은 바람하류측 전열관(14)의 배열방향과 대략 평행하고 따라서 바람상류측 전열관(13)의 배열방향과도 대략 평행하다. 또한, 상기 전열관의 배열방향으로의 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)의 중심 사이의 거리를 L3로 하고, 동일 방향으로의 바람상류측 전열관(13)과 상기 절단선(15)의 중심 사이의 거리를 L4로 하였을 때, 상기 절단선(15)은 다음 관계가 성립하는 위치에 제공된다 :

0.3≤ L4/L3≤ 0.7

또한, 상기 절단선(15)은 그의 배열 방향(X)과 연장 방향 사이의 각도 θ가 5°∼175°사이이고 서로 인접한 절단선(15)이 서로 역방향으로 연장되도록 제공된다.

상기한 바와 같이 구성된 열교환기에서는, 핀(100)의 표면에 융기부(16,17,18)를 제공하여 그들의 에지(16a,17a,18a)를 공기(A)의 유동 경로로 돌출되게 한다. 따라서, 핀(100)의 방열효율이 높고, 열교환 능력을 향상시킨다. 다음, 이와 같이 열교환 능력을 향상시킨 실내열교환기에 절단선(15)을 제공함에 의해, 핀(100)을 통한 불필요한 열전도를 방지할 수 있다. 또한, 도 3을 참조하여 설명한 실시예의 경우와 유사하게, 이 절단선(15)을 바람하류측 전열관(14) 또는 바람상류측 전열관(13)의 배열방향을 따라 배열하고, 절단선의 연장방향을 상기 절단선의 배열방향에 대해 5°∼175°의 소정 각도를 이루게 하고 있다. 따라서, 절단선(15)의 연장방향이 배열 방향(X)과 일치하지 않고, 절단선의 배열방향(X)을 따라 핀을 굽힐 때 발생되는 핀(100)의 강도의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 핀(100)취급시의 작업성이 향상된다.

상기 열교환기에서는, 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14) 사이의 핀(100)에 절단선(15)을 제공함에 의해, 핀(100)의 바람하류측 절반부(1OOb)에서 바람상류측 절반부(1OOa)로의 불필요한 열전도를 방지하고 있다. 또한, 바람상류측 융기부(16,17) 및 바람하류측 융기부(18) 사이에 형성되는 중간부분의 폭을 W3이라 하고, 절단선(15)을 제공하는 영역의 폭을 W4로 하였을 때, 0.4≤ W4/W3의 관계가 성립된다. 이 구성에 의해, 상기 불필요한 열전도가 확실하게 억제되며, 도 8의 그래프에 나타낸 바대로, 도 3에 나타낸 상기 실시예의 경우와 같이 양호한 성능 또는 충분한 열교환 능력을 발휘시킬 수 있다. 또한, W4/W3≤ 0.9의 관계에서, 핀(100)의 강도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 0.3≤ L4/L3≤ 0.7의 관계에서, 상기 절단선(15)이 가상선(20)의 중앙부분에 배치된다. 따라서, 이 경우에도, 도 3에 나타낸 상기 실시예의 경우와 같이 도 9의 그래프에 도시된 바의 양호한 열교환기 성능 또는 열교환 능력을 발휘시킬 수 있다.

융기부(16,17,18)가 제공된 핀(100)은 통과하는 공기(A)와의 열교환 능력이 양호하기 때문에, 특히 상기 바람상류측 절반부(1OOa)에서의 바람상류측 전열관들(13) 사이에 배치된 중간부에서 온도가 강하되기 쉽고, 그 때문에 종종 열교환능력이 충분하게 발휘될 수 없는 경우가 있다. 그러나, 이 실시예에서는 바람하류측 전열관(14)의 바람상류측에 핀접속부(19)를 제공하기 때문에, 고온 냉매가 통과하는 바람하류측 전열관(14)의 고온열의 일부가 상기 핀접속부(19)를 통해 바람상류측 절반부(1OOa)로 전도된다. 따라서, 바람상류측 절반부의 상기 부분에서 이상 저온화가 방지되어, 열교환능력을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위내에서 여러가지로 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 상기 절단선(15)은 도 5a에 나타낸 기다란 구멍으로 구성하는 것 이외에도, 도 5b에 나타낸 바와 같이 핀의 일부를 융기시킨 슬릿형으로 구성할 수 있고, 또한 도 5c에 나타낸 바와 같이 한 측면을 함몰(또는 융기)시킨 루버(louver)형으로 구성할 수 있고, 또한 도 5d에 나타낸 바와 같이 기다란 구멍 주위에 플랜지가 제공된 버링(burring)형으로 구성할 수 있다. 어느 경우에도, 핀(10,100)에는 절단선(15)이 형성되어, 이 절단선(15)에 의해서 핀(10,100)의 바람하류측 절반부(1Ob,10Ob)에서 바람상류측 절반부(1Oa,1OOa)로의 불필요한 열전도가 방지된다. 또한 상기한 경우에는 난방 운전시에 응축기로서 작용하는 실내열교환기(3)에 절단선(15)이 제공되는 경우를 설명하였지만, 상기 절단선은 냉방 운전시에 응축기로서 작용하는 실외열교환기(5)에 제공될 수도 있다.

본 발명의 열교환기는 냉매회로를 구비한 히트펌프식 공기조화기 장치등에 이용된다.

Claims (10)

1. 다수의 핀들(1O,1OO)이 나란하게 배치되고, 다수의 바람상류측 전열관들(13)이 각 핀의 바람상류측 절반부(1Oa,100a)를 관통하여 상기 바람상류측 절반부에 소정방향으로 배향되며, 다수의 바람하류측 전열관들(14)이 각 핀의 바람하류측 절반부(1Ob,100b)를 관통하여 상기 바람상류측 전열관(13)이 배향된 방향과 거의 동일한 방향으로 상기 바람하류측 절반부에 배향되며, 상기 바람상류측 절반부(10a,100a)는 서로 떨어져서 소정 방향으로 배향된 다수의 절단선들(15)에 의해 상기 바람하류측 절반부(10b,100b)로부터 열적으로 분리되어 있는 크로스 핀 앤드 튜브형 열교환기에 있어서,

   상기 절단선들(15)중 적어도 하나가 절단선(15)의 배열 방향(X)과 교차하는 방향으로 연장됨을 특징으로 하는 크로스 핀 앤드 튜브형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 바람상류측 전열관(13) 및 상기 바람하류측 전열관(14)은 전체적으로 스태거 형태로 배열되며, 각 절단선(15)은 서로 인접한 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14) 사이에 배치되어, 서로 인접한 바람상류측 및 바람하류측 전열관(13,14)의 중심을 연결하는 가상선(20)과 교차하여 연장됨을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)은 대략 동일한 직경(W1)을 가지도록 제조되며, 각 절단선(15)은 상기 가상선(20)을 중심으로 (W2)의 폭을 가진 영역내로 연장되고, 0.4≤ W2/W1≤ 1.3의 관계가 성립됨을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 가상선(20)상의 바람상류측 전열관(13)과 바람하류측 전열관(14)의 서로 대향하는 외주 부분들 사이의 거리가 L1이고, 상기 절단선(15)이 가상선(20)과 교차하는 점에서 가상선(20)상의 바람하류측 전열관(14)의 상기 외주 부분까지의 거리가 L2일때, 0.2≤ L2/L1≤ 0.8의 관계가 성립됨을 특징으로 하는 열교환기.
5. 제 1 항에 있어서, 각 핀(100)의 바람상류측 절반부(100a) 및 바람하류측 절반부(100b)는 공기 유동 경로로 돌출하여 공기 유동 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 절단 에지(16a,17a,18a)를 가진 융기부(16,17,18)와 함께 형성되며, 상기 절단선(15)은 바람상류측 융기부(16,17) 및 바람하류측 융기부(18) 사이에 형성된 중간 부분에 배열됨을 특징으로 하는 열교환기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 중간부분은 바람상류측 전열관(13)이 바람하류측 전열관(14)에서 측면으로 떨어져 있는 방향으로 폭(W3)을 가지며, 상기 절단선(15)이 연장되는 영역은 상기 바람상류측 전열관이 바람하류측 전열관으로부터 측면으로 떨어져 있는 방향으로 폭(W4)을 가질때, 0.4≤ W4/W3≤ 0.9의 관계가 성립됨을 특징으로 하는 열교환기.
7. 제 5 항에 있어서, 바람상류측 전열관(13) 또는 바람하류측 전열관(14)이 배열된 방향으로 서로 인접한 바람상류측 및 바람하류측 전열관(13,14) 사이의 거리가 L3이고, 상기 바람상류측 전열관 또는 바람하류측 전열관의 배열 방향으로 상기 바람상류측 전열관(13) 및 절단선(15)의 중심들 사이의 거리가 L4일때, 0.3≤ L4/L3≤ 0.7의 관계가 성립함을 특징으로 하는 열교환기.
8. 제 5 항에 있어서, 고온 냉매는 상기 바람하류측 전열관(14)을 통해 유동하고 저온 냉매는 바람상류측 전열관(13)을 통해 유동하며, 각 핀(100)의 바람상류측 절반부(100a)는 2개의 바람상류측 융기부들(16,17) 사이에 삽입되어 바람하류측 전열관(14)의 바람상류측에 배치된 핀접속부(19)와 함께 형성됨을 특징으로 하는 열교환기.
9. 제 2 항에 있어서, 상기 바람상류측 전열관(13) 또는 바람하류측 전열관(14)의 배열 방향 및 상기 적어도 하나의 절단선(15)의 연장 방향 사이에 이루어지는 각도가 θ일때, 5°≤θ≤ 175°가 됨을 특징으로 하는 열교환기.
10. 제 9 항에 있어서, 서로 인접한 절단선(15)은 상기 바람상류측 전열관(13) 또는 바람하류측 전열관(14)의 배열 방향과, 서로 역방향으로 교차하도록 연장됨을 특징으로 하는 열교환기.