KR20040003673A - 세라믹함유 도료 및 이를 사용한 열교환기용 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 함유도료와 그 제조방법 및 이를 사용한 열교환기용 핀에 관한 것이다. 본 발명의 세라믹함유 도료는 Al₂O₃와 SiO₂가 85 - 99%를 차지하도록 혼합되고, Fe₂O₃: 0 - 5%, CaO: 0 - 2%, MgO: 0 - 2%, TiO₂: 0 - 6%, MnO: 0 - 20%, ZrO₂: 0 - 10% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 세라믹 파우더를 10 - 50 %wt 함유하여 구성되고, 상기 Al₂O₃와 SiO₂의 조성비는 2 - 4 : 1로 되고, 상기 세라믹 파우더는 500℃에서 2시간 이상 소성가공하여 형성한다. 그리고, 상기 세라믹함유 도료는 친수성과 내식성중 어느 하나의 성질을 가지는 수지원료를 합성하여 조정하는 주도료성분 혼합공정과, 세라믹파우더를 분산용 수지에 섞어 분산시키는 세라믹파우더 분산공정과, 상기 주도료성분 혼합공정에서 만들어진 주도료성분과 세라믹파우더 분산공정에서 만들어진 세라믹파우더가 분산된 수지를 혼합하는 혼합공정을 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에 의한 열교환기용 핀은 모재와, 상기 모재의 표면에 제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 세라믹함유 도료를 사용하여 형성된 적어도 하나의 코팅층을 포함하여 구성된다.

Description

세라믹함유 도료 및 이를 사용한 열교환기용 핀{Ceramic paint, ceramic paint making method and fin of heat transfer using the same}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기에서 열교환이 진행되는 핀과 이에 사용되는 세라믹 함유도료 및 세라믹 함유도료의 제조방법에 관한 것이다.

열교환기에서는 열교환사이클의 작동유체와 공기 사이의 열교환이 원활하게 이루어지도록 소정 형상을 가지는 핀이 사용된다. 상기 핀은 열교환기 내에서 작동유체가 유동되는 파이프의 외주면에 끼워져 방열면적을 높이는 역할을 한다. 도 1에는 종래 기술에 의한 열교환기용 핀의 단면 구성이 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 핀(f)은 알루미늄 모재(m)의 표면에 내식층(c)이 형성되고, 상기 내식층(c)상에 친수층(w)이 형성되어 구성된다. 상기 내식층(c)과 친수층(w)은 상기 핀(f)의 양면에 형성되는 것이 일반적이다.

상기 내식층(c)은 6가 Cr이나 우레탄, 아크릴 등의 수지로 이루어지며, 핀(f)이 부식되는 방지하는 역할을 한다. 상기 친수층(w)은 열교환기에서 발생하는 수분이 보다 원활하게 제거될 수 있도록 하는 것으로 일반적으로 실리카(silica)계열의 유,무기 복합층이 사용된다. 상기 친수층(w)은 발생된 수분이 그 표면에 펼쳐지면서 증발되거나 흘러내릴 수 있도록 하여 수분을 제거한다.

그러나 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

히트펌프식 공기조화기의 실외기에 사용되는 열교환기에는 난방운전시 핀(f)의 표면에 수분이 착상된다. 이와 같이 착상되는 수분은 운전시간이 경과함에 따라점점 커져서 결국 상기 핀(f) 사이의 유로를 폐쇄하여 공기가 유동되지 못하도록 한다. 따라서 열교환기에서의 열교환면적이 줄어들고 공기의 유동이 원활하지 못하게 되어 열교환기가 제 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 종래의 핀(f) 표면에는 수분이 군데군데 생기는데, 이들이 얼어 서리로 되면 이를 핵으로 해서 서리가 급속히 늘어나게 된다. 즉, 서리가 핀(f)의 표면에 상대적으로 균일하게 생기지 않고 군데군데 생기므로 상대적으로 적은 양의 서리로도 핀(f)사이의 공간이 막히게 된다. 그리고 상기 군데군데 생긴 서리들이 커지는 과정에서 서리 사이에는 소정의 공간이 생기고, 상기 공간에 공기가 존재하여 하나의 단열층을 형성하여 핀(f)의 열교환 효율이 떨어지게 되는 것이다.

그리고, 이와 같은 열교환기의 핀(f)에 착상되는 수분을 제거하기 위해서는 제상운전을 수행하여야 한다. 일반적으로 제상운전은 다음과 같은 방식으로 진행된다. 즉, 일정 시간 난방운전을 수행한 후에, 열교환사이클을 역으로 가동하여 열교환기에 발생된 서리를 제거한다. 그리고 일정 시간 난방운전을 수행한 후, 사이클 가동을 정지하고 송풍모드로 전환하여 자연풍으로 제상하는 방법이 있다. 마지막으로 일정 시간 난방운전을 수행한 후 사이클을 정지하고 송풍모드 및 별도의 히팅시스템을 가동하는 방법도 있다. 하지만, 상기와 같이 제상운전을 하게 되면 난방운전의 효율이 떨어지므로, 핀(f)에 착상되는 서리를 최소화하여 제상운전의 횟수를 줄이고 그 주기를 늘이도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 열교환기의 핀(f)에는 응축수나 제상수가 존재하는 등 항상 습도가 높은 상태이므로 세균이 번식하기에 좋은 환경이 되고, 이에 따라 냄새가 나는 등의 문제점도 있다.

또한, 종래의 열교환기의 핀(f)은 그 모재(m)의 강도가 상대적으로 약하여 쉽게 변형되고, 그 표면에 형성되는 내식층(c)과 친수층(w)이 내열성이 약한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서리가 열교환기의 핀에 발생하는 것으로 억제하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열교환기의 핀에서 서리제거가 보다 신속하게 되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열교환기의 항균성 및 탈취성을 높여주는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열교환기용 핀의 강도와 내열성을 높여주는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열교환기용 핀의 특성을 높여주는 세라믹함유 도료를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 열교환기용 핀의 단면 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 세라믹함유 도료를 제조하는 일실시예를 보인 순서도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 세라믹함유 도료제조공정을 보인 순서도.

도 4는 본 발명의 열교환기용 핀을 제조하기 위한 과정을 보인 공정도.

도 5는 본 발명의 열교환기용 핀을 제조하기 위한 세척기의 구성을 보인 구성도.

도 6은 본 발명의 열교환기용 핀을 제조하기 위한 코팅기의 구성을 보인 구성도.

도 7은 본 발명에 의한 열교환기용 핀의 여러 실시예를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 모재200: 내식층

300: 친수층

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 Al₂O₃와 SiO₂가 85 - 99%를 차지하도록 혼합되고, Fe₂O₃: 0 - 5%, CaO: 0 - 2%, MgO: 0 - 2%, TiO₂: 0 - 6%, MnO: 0 - 20%, ZrO₂: 0 - 10% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 세라믹 파우더를 10 - 50 %wt 함유하여 구성된다.

상기 Al₂O₃와 SiO₂의 조성비는 2 - 4 : 1로 된다.

상기 Al₂O₃는 60 - 85 %이고 SiO₂는 10-35%이다.

상기 세라믹 파우더는 500℃에서 2시간 이상 소성가공하여 형성한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 친수성과 내식성중 어느 하나의 성질을 가지는 수지원료를 합성하여 조정하는 주도료성분 혼합공정과, 세라믹파우더를 분산용 수지에 섞어 분산시키는 세라믹파우더 분산공정과, 상기 주도료성분 혼합공정에서 만들어진 주도료성분과 세라믹파우더 분산공정에서 만들어진 세라믹파우더가 분산된 수지를 혼합하는 혼합공정을 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 세라믹파우더를 분산용 수지에 섞어 분산시키는 세라믹파우더 분산공정과, 친수성과 내식성중 어느 하나의 성질을 가지는 수지원료에 상기 분산공정에서 만들어진 세라믹파우더가 분산된 수지를 섞는 혼합공정과, 상기 혼합공정을 통과한 수지를 합성하는 합성공정과, 상기 합성된 수지에 유화제와 입자 안정제 등을 첨가하여 수지를 조정하는 조정단계와, 상기 조정단계를 거친 재료를 여과하는 여과단계를 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 모재와, 상기 모재의 표면에 제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 세라믹함유 도료를 사용하여 형성된 적어도 하나의 코팅층으로 구성된다.

상기 코팅층은 내식성을 가지는 층과 친수성을 가지는 층을 포함한다.

상기 코팅층은 0.5 - 2㎛의 범위의 두께를 가진다.

이하, 본 발명에 의한 열교환기용 핀 및 이에 사용되는 세라믹 도료와 그 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명에서는 일반적인 도료 성분인 유,무기복합체와 첨가제 등에 무기물인 세라믹 혼합파우더를 10 - 50 %wt(고형분 기준) 섞은 도료를 사용하여 내식층이나 친수층을 형성하고 있다.

상기 세라믹 혼합파우더는 상기 내식층이나 친수층을 형성하는 성분이 되는데, 세라믹의 흡습성은 착상된 서리의 밀도를 크게 하고 원적외선 방사효과를 이용하여 서리의 착상을 저감시키는 역할을 한다.

이와 같은 세라믹 혼합파우더의 조성비는 다음과 같이 된다. Al₂O₃: 60 - 85 %, SiO₂: 10-35%, Fe₂O₃: 0-5%, CaO: 0-2%, MgO: 0-2%, TiO₂:0-6%, MnO: 0-20%, ZrO₂: 0-10% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 여기서, 상기 세라믹 파우더의 크기는 0.5 - 3㎛의 범위에 있다.

여기서 상기 Al₂O₃와 SiO₂가 세라믹 혼합파우더의 주성분을 형성하는데, 상기 Al₂O₃: SiO₂의 조성비는 2 - 4 : 1 정도로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 조성비를 형성하는 것은 원적외선의 방사량을 검토한 결과 Al₂O₃≥ SiO₂인 세라믹이 Al₂O₃≤ SiO₂인 세라믹보다 원적외선의 방사량이 상대적으로 많기 때문이다. 원적외선의 방사량이라 함은 파장의 강약을 말하는 것이다.

이와 같은 조성을 가지는 세라믹을 사용하면 특정 파장의 원적외선을 방사하는 방사체를 만들어 낼 수 있다. 이때, 세라믹에서 방사되는 원적외선의 파장은 실제로 핀이 사용되는 환경(주변온도나 열교환기의 크기 등)에서 가장 잘 방사되도록 조정되어야 한다. 일반적으로 열교환기에서 사용되는 핀 근처의 온도는 -50℃에서 300℃사이의 값을 가진다.

이를 위해, 상기와 같은 Al₂O₃와 SiO₂의 조성에, 다시 특정 파장대의 변동에 따라 CaO, MgO, TiO₂, ZrO₂나 천이금속중의 1 내지 2를 중량비 20%이하로 하여 세라믹 혼합파우더를 형성한다. 이때, 상기 세라믹 혼합파우더의 제조과정은 배합-가수-혼련-성형-건조-소성의 순서로 진행된다.

여기서 소성은 500℃이상의 온도에서 2시간 이상 이루어지는 것으로, 환원분위기 하에서 Al-Si 스피넬 결정화 반응이 일어나면 중지한다. 이와 같이 소성된 재료를 냉각시켜 분쇄하면 파우더가 완성된다.

이와 같은 세라믹 파우더는 일반적인 Al₂O₃계, TiO₂계 등의 세라믹에 비하여 열효율이 높고 상온하에서도 높은 방사량을 가지는 것으로 알려진다. 참고로, 위에서 설명된 조성을 가지는 세라믹 파우더가 본 발명이 목적으로 하는 착, 제상성능을 발휘하기에 적합한 것이나, 정도의 차이가 있을 뿐 일반적인 세라믹도 어느 정도의 착, 제상 성능을 가진다. 다시 말해 상기 조성의 세라믹 파우더가 다른 세라믹에 비해 더 높은 효능을 가지고 있다.

그리고, 본 발명의 세라믹을 구성하는 성분중 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃와 불순물 성분으로 Na₂O와 같은 황백색 천연 합성광물은 바이러스, 박테리아, 곰팡이와 같은 것의 서식을 억제하는 역할을 한다. 그리고 상기 성분은 발생하는 수분중에 존재하는 중금속이온과 열교환기 주변 환경에 따른 악취 등을 흡착하는 기능도 가진다.

이는 상기 황백색 천연 합성광물의 성분이 3 - 25㎛의 파장을 갖는 원적외선을 85에서 95% 정도 방사하므로, 이 원적외선이 핀 표면의 국소부분에서 온도상승의 효과를 가져오고 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등과 같은 세균성 독소를 분해 제거하는 역할을 하기 때문이다. 그리고 원적외선의 파장이 서리를 형성하는 수분의 파장과 공명 가능한 것이면 파장의 공명에 의해 수분의 운동에너지가 활성화되면서 보다 용이하게 서리를 제거할 수 있게 된다.

그리고, 통상적으로 세라믹의 융점은 800에서 1200℃ 근처이므로 상기와 같은 조성의 세라믹 파우더가 섞여 있는 도료를 사용하여 핀의 표면에 코팅층을 형성하면 내열성, 즉, 고온에서 견디는 성질이 강화될 수 있다.

또한, 세라믹은 화학적으로 매우 안정된 물질이므로, 부식환경에서 부식정도가 크게 감소된다.

한편, 상기와 같은 조성을 가지는 세라믹을 구비하는 도료를 제조하는 과정을 설명하기로 한다.

본 발명의 도료를 제조하는 공정은 크게 세라믹 파우더를 분산시키는 과정과 핀의 표면에의 점착을 위한 바인더수지와 기타 친수성 등의 물성을 가지는 도료성분을 형성하는 과정으로 구성되고, 세라믹 파우더가 분산된 것과 도료성분을 특정 단계에서 혼합하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 도 2를 참고하여 본 발명의 도료제조공정의 일 실시예를 설명한다. 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 도료제조방법은 크게 도료를 형성하는 주성분을 혼합하는 주도료 성분 혼합공정과 세라믹파우더를 분산하는 공정 그리고 상기 각각의 공정에서 만들어진 것을 혼합하는 공정 등으로 이루어진다.

먼저, 주도료 성분을 혼합하는 공정에서는 수용성 수지, 콜로이달 실리카(Colloidal Silica) 등의 원료를 준비하고(단계 10), 상기 수용성 수지에 콜로이달 실리카 등의 원료를 섞어 수지를 합성한다.(단계12) 여기서 상기 원료는 최종적으로 만들어지는 도료가 사용되는 용도에 따라 달라진다. 즉 상기 도료가 친수층을 형성하는 것이냐 내식층을 형성하는 것이냐에 따라 원료가 달라진다. 예를 들면 친수층을 형성하는 것이면 친수성재료를 사용하여야 하고, 내식층을 형성하는 것이면 내식성재료를 사용하여야 한다.

그리고 상기 합성된 수지에 유화제, 입자안정제 등을 첨가하여 수지를 조정하는 작업을 진행한다.(단계14) 이와 같은 과정을 마친 후에는 기초물성검사를 수행한다. 이때 수행되는 물성치의 예로는 점도, 불휘발분 및 휘발분 등이 있다.

한편, 세라믹 파우더를 분산시키는 공정을 설명하면, 분산용 수지를 제조한다.(단계 20) 상기 분산용 수지에 세라믹 파우더를 혼합하여 분산시킨다. 이때 상기 세라믹 파우더는 프라이머릴리 파티클 사이즈(Primarily Particle Size)까지 분산시킨다.(단계 22) 이와 같이 세라믹 파우더의 분산이 이루어진 후에는 역시 불 휘발분 등의 물성검사를 수행한다.

다음으로 세라믹파우더가 분산된 수지와 주도료성분을 혼합하여 교반하는 과정을 거치게 된다.(단계30) 이와 같이 교반되어 제조된 도료는 물성검사과정을 거치게 된다. 상기 단계 30에서 혼합하여 교반된 도료는 여과과정을 거치게 된다. 상기 여과과정에서는 상대적으로 크기가 큰 입자를 걸러내고 일정 이하의 입자들로만 도료가 구성되게 한다.(단계 32) 이와 같이 여과단계를 거치면 도료는 완성된다.(단계 34) 상기 완성된 도료는 운반과 보관을 위해 포장된다.

다음으로 도 3에 도시된 다른 실시예를 살펴본다. 본 실시예에서는 세라믹파우더가 분산된 수지를 주도료성분 혼합과정에 미리 섞은 후 수지의 합성과 조정과정을 수행하게 된다.

즉, 세라믹 파우더 분산공정에서 먼저, 분산용수지를 제조한다.(단계20) 단계 20에서 제조된 분산용 수지에 세라믹 파우더를 혼합하여 분산시킨다.(단계 22). 이때 상기 세라믹 파우더는 프라이머릴리 파티클 사이즈(Primarily Particle Size)까지 분산된다. 이와 같이 세라믹 파우더의 분산이 이루어진 후에는 역시 불 휘발분 등의 물성검사를 수행한다.

그리고, 주도료 성분 혼합공정은 먼저, 수용성 수지와 콜로이달 실리카(Colloidal Silica) 등의 원료를 준비한다.(단계 10) 이와 같이 준비된 수용성 수지와 콜로이달 실리카 등에 상기 세라믹 파우더가 분산된 수지를 섞는다.

이와 같이 주도료 성분과 세라믹 파우더가 분산된 수지를 섞은 후에는 수지를 합성하는 단계가 수행된다.(단계 12) 여기서는 반응에 의한 수지합성이 이루어 진다. 그리고 상기 합성된 수지에 유화제, 입자안정제 등을 첨가하여 수지를 조정하는 작업을 진행한다.(단계14) 수지조정작업이 마쳐진 후에는 기초물성검사를 수행한다.

다음으로 만들어진 도료를 여과하는 과정을 거친다.(단계 16) 상기 여과과정에서는 상대적으로 크기가 큰 입자를 걸러내고 일정 이하의 입자들로만 도료가 구성되게 한다. 이와 같이 여과단계를 거치면 도료는 완성된다.(단계 18) 상기 완성된 도료는 운반과 보관을 위해 포장된다.

한편, 위에서 설명한 바와 같은 조성을 가지는 세라믹 파우더를 구비하고 위에서 설명된 방법으로 제조된 도료를 사용하여 열교환기용 핀을 만들기 위한 핀재를 제조하는 것을 설명한다.

먼저, 도 4의 공정도에 도시된 바와 같이, 압연과정을 통해 핀을 제조하기 위한 모재를 소정의 두께로 만든다. 압연된 모재는 열처리과정을 거치는데, 바람직하기로는 소둔과정을 거친다. 소둔과정을 거친 모재는 롤형상으로 감겨지는데, 감겨진 롤의 양단에 돌출된 부분을 잘라내는 단재과정을 거친다. 다음으로 도 5에 도시된 바와 같은 세척기를 거치면서 세척이 이루어지고, 세척된 모재의 표면에 도 6에 도시된 바와 같은 코팅기를 거치면서 도료를 코팅하게 된다. 여기서 상기 세척기와 코팅기에서 이루어지는 작업은 연속작업으로 수행되는 것이 바람직하다.

코팅작업이 완성된 후에는 모재가 다시 롤형상으로 감겨지는데, 상기 롤의 양단에 돌출된 부분을 제거하는 단재과정을 다시 한번 거친다. 그리고 제품검사와 포장과정을 거친다.

다음으로 상기 도료를 사용하여 만들어진 핀(F)의 구성을 도 7을 참고하여 설명하기로 한다. 도 7에는 본 발명의 도료를 사용하여 만들어 질 수 있는 다양한실시예의 핀(F)을 도시하고 있다.

도 7a에는 알루미늄재질인 모재(100)의 표면에 내식층(200)과 친수층(300)이 차례로 형성된 것이 도시되어 있다. 상기 내식층(200)의 재질은 6가 Cr이다. 상기 내식층(200)은 모재(100)가 부식되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 내식층(200)은 0.15에서 0.3㎛정도의 두께를 가진다.

상기 친수층(300)은 친수성을 가지는 도료로 형성되는 것으로, 위에서 설명된 바와 같은 성분인 세라믹을 구비하는 도료로 만들어진다. 여기서는 실리카계열의 유,무기재료에 본 발명의 세라믹파우더를 10에서 50wt% 섞어서 만들어진 도료로 형성된다. 상기 친수층(300)은 1에서 1.3㎛의 두께를 가진다.

도 7b에는 알루미늄재질인 모재(100)에 유기화합물층인 내식층(210)이 형성되고, 상기 내식층(210) 상에 친수층(310)이 형성된다. 상기 친수층(310)은 유기화합물에 본 발명의 세라믹파우더를 섞어서 만들어진 도료로 형성된다. 상기 친수층(310)은 0.5-1.3㎛의 두께를 가진다.

도 7c에는 금속재질의 모재(110)에 친수성과 내식성을 동시에 가지는 친수성 내식층(250)이 형성되어 구성된 핀(F)이 도시되어 있다. 상기 친수성 내식층(250)은 두께가 0.15 - 2.0㎛ 범위이고, 유기화합물에 본 발명의 세라믹 파우더를 섞어서 만든 도료로 형성된다.

도 7d에는 비금속재질의 모재(120)에 친수성과 내식성을 동시에 가지는 친수성 내식층(250)이 형성되어 구성된 핀(F)이 도시되어 있다. 상기 친수성 내식층(250)의 두께와 재질은 도 7c의 것과 동일하다.

도 7e에는 금속 재질의 모재(110)에 내식층(240)이 형성된 핀(F)이 도시되어 있다. 상기 내식층(240)은 0.15 - 2.0㎛의 범위이고, 내식성을 가지는 유기화합물에 본 발명의 세라믹 파우더를 섞어서 만든 도료로 형성된다.

한편, 도면에 도시된 핀(F)들은 예시적인 것에 불과하며, 도면으로 도시되지는 않았지만, 도 7에 도시된 다양한 모재와 각각의 층들을 조합하여 여러가지의 핀(F)을 제작할 수 있다.

참고로, 본 발명에 의한 도료의 방사율을 측정한 결과가 표 1에 나타나 있다.

방사율(5 - 20 ㎛)	방사에너지 (W/m2, 40 ℃
0.905	3.65 * 102

그리고, 종래의 도료와 본 발명의 도료 간의 착상량 및 열교환능력이 표 2에 나타나 있다.

항목	결과
착상량(g)	종래의 핀 : 28.5본 발명의 핀: 23
열교환샘플 입출구온도차(℃)	종래의 핀 : 2.1본 발명의 핀: 2.2

여기서 시험조건은 다음과 같다. 공기온도는 건구온도가 7.10±0.3℃, 습구온도 5.95±0.3℃, 상대습도 85%, 절대습도 5.307 g/kg, 풍량 2.92 m³/min, 풍속 1.43 m/s, 냉매는 에틸렌글리콜과 증류수의 비율이 1:1(중량비), 냉매온도 및 유량이 -20℃, 0.92ℓ/min이다.

표 2에서 상기 열교환샘플 입출구 온도차는 열교환기로 작동유체가 들어가는 입구가 나오는 출구에서의 온도차이를 말한다. 본 발명의 핀을 사용하면 종래의 핀에 비해 0.1℃정도 높은 온도차가 측정되는데, 이는 상대적으로 많은 열교환이 이루어졌다는 것을 말한다. 그리고 착상량은 종래의 핀에 비해 상대적으로 적은 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 핀(F)을 사용하면 열교환량은 종래와 같거나 조금 많고 착상량은 상대적으로 많이 줄어드는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명에서 친수층이나 내식층 등을 형성하는 재료인 도료에는 세라믹이 적어도 10에서 50 wt% 함유되어 있다. 따라서 친수층이나 내식층에는 세라믹의 특성상 많은 통공이 형성된다. 상기 통공에는 핀(F)의 표면에 형성된 수분이 흡수되고 상기 흡수된 수분이 얼어 서리로 되면서 하나의 핵역할을 한다. 따라서 본 발명의 핀(F)에서는 서리의 성장을 위한 핵이 상대적으로 핀 전체에 골고루 퍼지게 되어 형성되는 서리가 균일하게 형성될 수 있게 된다.

따라서, 핀(F)의 표면에 골고루 서리가 형성되면서 핀(F)과 핀(F)사이의 공간을 상대적으로 적게 막게 되어 공기의 유동이 상대적으로 원활하게 이루어진다. 그리고 서리와 서리 사이에 틈이 적어져 공기층이 형성되지 않으므로 종래에 비해 열교환효율이 좋아지게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 핀의 표면에 형성되는 내식층이나 친수층에 세라믹 성분이 섞여 있어 핀의 표면에 서리가 상대적으로 균일하게 형성되어 서리 착상에 의한 공기유동성 저하가 상대적으로 지연되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 세라믹에서 발생하는 원적외선의 파장과 서리를 형성하는 수분의 파장이 공명하게 되어 수분의 운동에너지가 활성화되면서 제상이 촉진되고, 원적외선 방사에 의한 국부적인 방사열이 서리의 착상을 저감시키고 제상을 촉진하게 된다.

또한, 원적외선에 의해 열교환기의 핀에 서식할 수 있는 세균 등을 제거되어 항균성이 높아지고, 원적외선에 의한 탈취효과가 높아지는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 세라믹이 열에 강한 특성과 강도가 상대적으로 높은 특성에 의해 열교환기 핀의 내열성이 좋아지고 강도가 상대적으로 커지게 되는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. Al₂O₃와 SiO₂가 85 - 99%를 차지하도록 혼합되고, Fe₂O₃: 0 - 5%, CaO: 0 - 2%, MgO: 0 - 2%, TiO₂: 0 - 6%, MnO: 0 - 20%, ZrO₂: 0 - 10% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 세라믹 파우더를 10 - 50 %wt 함유하여 구성되는 세라믹함유 도료.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 Al₂O₃와 SiO₂의 조성비는 2 - 4 : 1로 됨을 특징으로 하는 세라믹함유 도료.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Al₂O₃는 60 - 85 %이고 SiO₂는 10-35%임을 특징으로 하는 세라믹함유 도료.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 파우더는 500℃에서 2시간 이상 소성가공하여 형성함을 특징으로 하는 세라믹 함유 도료.
5. 친수성과 내식성중 어느 하나의 성질을 가지는 수지원료를 합성하여 조정하는 주도료성분 혼합공정과,

   세라믹파우더를 분산용 수지에 섞어 분산시키는 세라믹파우더 분산공정과,

   상기 주도료성분 혼합공정에서 만들어진 주도료성분과 세라믹파우더 분산공정에서 만들어진 세라믹파우더가 분산된 수지를 혼합하는 혼합공정을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세라믹함유 도료 제조방법.
6. 세라믹파우더를 분산용 수지에 섞어 분산시키는 세라믹파우더 분산공정과,

   친수성과 내식성중 어느 하나의 성질을 가지는 수지원료에 상기 분산공정에서 만들어진 세라믹파우더가 분산된 수지를 섞는 혼합공정과,

   상기 혼합공정을 통과한 수지를 합성하는 합성공정과,

   상기 합성된 수지에 유화제와 입자 안정제 등을 첨가하여 수지를 조정하는 조정단계와,

   상기 조정단계를 거친 재료를 여과하는 여과단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세라믹함유 도료 제조방법.
7. 모재와,

   상기 모재의 표면에 제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 세라믹함유 도료를 사용하여 형성된 적어도 하나의 코팅층을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 코팅층은 내식성을 가지는 층과 친수성을 가지는 층을 포함함을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 코팅층은 0.5 - 2㎛의 범위의 두께를 가짐을 특징으로 하는 열교환기용 핀.