KR20050008484A

KR20050008484A - 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050008484A
Application number: KR1020040053504A
Authority: KR
Inventors: 사카이히로카즈; 고토요시아키
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2005-01-21
Also published as: CN100532958C; JP2005036991A; CN1576728A; JP3938109B2

Abstract

본 발명은, 대략 L자 형상의 전면측 열교환기에 있어서, 핀의 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리 간의 폭치수가 다른 핀이 부착된 열교환기를 제조하여, 폭치수가 작은 쪽을 크로스 플로우 팬의 직전에 배치 하여 에어컨 본체의 두께를 작게 하거나, 풍속이 빠른 영역에 두께를 크게 한다. 또 풍상 전방가장자리의 곡선부와 풍하 후방가장자리의 곡선부는 같은 형상으로 하는 것에 의해, 연속 프레스 가공할 때, 상기 핀의 쓸모 없는 폐재를 대략 만들지 않고 효율적으로 생산할 수 있음과 아울러 특히 원호 형상으로 하는 것에 의해 프레스 금형의 가공 및 유지보수가 용이해 진다.

Description

핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법{HEAT EXCHANGER WITH FINS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 공기조화기의 실내 유니트에 탑재되는 핀이 부착된 열교환기에 관한 것이다.

이하에 종래기술의 핀이 부착된 열교환기에 대해서 설명한다.

도 4는 종래기술의 핀이 부착된 열교환기의 핀을 프레스 가공한 직후의 1장의 핀 평면도이다. 도 5는, 도 4의 핀을 연속 프레스 가공하여 생긴 2장의 핀을 프레스 이송방향으로 연속하여 배열한 평면도이다.

도 4에 있어서의 핀(1)은 전면측 열교환기(2)가 되는 전면측 핀(2A)의 일단과 배면측 열교환기(3)가 되는 배면측 핀(3A)의 타단이 이어진 1장의 핀(1)으로서 연속 프레스 가공된다. 전면측 열교환기(2)의 전면측 핀(2A)의 풍상(風上) 전방가장자리 (2B) 및 풍하(風下) 후방가장자리(2C)는 각각이, 같은 둔각을 이루는 두개의 직선부 (2-O-1과 2-O-2, 2-I-1 과 2-I-2) 및 2개의 직선(2-O-1과 2-O-2, 2-I-1과 2-I-2)을 잇는 곡선부(4-O, 4-I)로 이루어지는 둔각의 대략 L자 형상으로 형성되어 있다. 곡선부(4-O, 4-I)는 타원곡선, 쌍곡선, 스플라인(spline) 등이 있는데, 도 4, 도 5에 나타냈듯이 원호부(4-O, 4-I)로 하고 있다. 풍상 전방가장자리(2B)의 원호부(4-O) 와 풍하 후방가장자리(2C)의 원호부(4-I)의 곡률반경은 같다. 배면측 열교환기(3)의 배면측 핀(3A)의 풍상 전방가장자리(3B) 및 풍하 후방가장자리 3C는 평행한 직선(3-O, 3-I)으로 구성되어 있다. 따라서 도 5에 나타냈듯이, 핀(1)이 연속프레스 가공될 경우, 공기조화기의 실내 유니트에 핀이 부착된 열교환기 수납의 형편 상, 절단할 필요가 있는 폐재(5, 6, 7)가 소량 발생하지만, 그 외는 낭비없이 연속하여 핀이 만들어진다.(예를 들면 JP08 - 61685A를 참조).

하지만 종래 기술에 의한 열교환기를 에어컨 본체에 수납한 경우, 에어컨 본체의 두께가 두꺼워진다. 특히 둔각의 대략「L」자의 휘어짐 각도의 2등분선을 연속 프레스 가공의 이송방향으로 하여, 폭치수가 다른 열교환기의 핀을 제작하면,다량의 폐재가 발생하게 된다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 에어컨 본체의 두께를 얇게 할 수 있고, 폐재의 발생이 적으며, 풍량성능이 향상되어, 저소음화에 기여하는 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 핀이 부착된 열교환기의 핀 평면도이다.

도 2는 도 1의 핀을 2장, 프레스 이송방향으로 연속하여 배열한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유니트의 종단면도이다.

도 4는 종래예의 핀이 부착된 열교환기의 핀 평면도이다.

도 5는 종래예의 도 4의 핀을 2장, 프레스 이송방향으로 연속하여 배열한 평면도이다.

제1의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는 흡입구와 분출구가 설치된 케이스와 이 케이스에 수납되는 크로스 플로어 팬으로 풍회로를 구성하는 공기조화기의 실내 유니트에 이용하는 핀이 부착된 열교환기에 있어서, 상기 핀이 부착된 열교환기는 흡입구로부터 크로스 플로어 팬까지의 풍회로 도중, 또는 크로스 플로우 팬에서 분출구 까지의 풍회로 도중에 배치되는 전면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되고, 상기 전면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기는, 소정의 간격으로 각각 나란히 놓여져 그 사이를 기체가 유동하는 다수의 핀과, 상기 핀에 대략 직각으로 삽입되어, 내부를 유체가 유동하는 다수의 전열관으로 구성되며, 상기 전면측 열교환기의 상기 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 각각, 같은 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 상기 2개의 직선 간을 연결하는 1개의 곡선부로 이루어진 둔각의 대략 L자 형태로 형성되어 있고, 이 1개의 곡선부를 사이에 두는 상기 2개의 직선부의 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리 사이의 폭치수가 상부와 하부에서 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 구성에 의해, 같은 둔각을 이루는 2개의 직선부, 즉 평행한 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리의 핀을 구비한 열교환기에서는 풍속분포가 안정되어 편류 및 난류(亂流)성분이 작아진다. 이것은 풍량성능이 향상되어, 저소음화에 기여한다. 나아가 더 서술하자면, 열교환기의 폭치수가 직접, 통풍저항의 대소에 영향을 주는 것이다. 즉 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리를 평행으로 하고, 평행이라면 폭치수가 같아지기 때문에, 통풍저항이 같아지게 되어, 각 영역에서의 풍속에 큰 차가 없어진다. 따라서 편류가 적어지고 흐트러짐이 작아진다.

또 전면측 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 2개의 직선 사이를 곡선부로 연결함으로써, 전면측 열교환기의 상부에서 흘러 떨어지는 이슬은, 열교환기를 따라 하부로 흘러 내리기 쉽고, 전면측 열교환기의 핀 상부에서 하부로 원활하게 전해져 흐른다. 전면측 열교환기의 상부와 하부가 직선으로 교차되는 구조라면, 상부에서 흘러 떨어지는 이슬이 하부로 원활하게 흘러 떨어지지 않고, 전방으로 튀어버릴 위험성을 갖는다.

또 제2의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는, 상기 제1의 본 발명에 있어서 상기 전면측 열교환기의 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리 각각의 상기 곡선부를 같은 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

상기 전면측 열교환기의 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리 각각의 상기 곡선부를 같은 형상으로 하는 것에 의해, 상기 핀을 연속 프레스 가공할 시, 상기 핀의 쓸모 없는 폐재가 발생하지 않고, 효율적으로 생산할 수 있다.

또 곡선부를 같은 형상으로 하는 것에 의해, 열교환기의 두께가 이 곡선부에서 서서히 변화되기 때문에, 열교환기 내에서의 통풍저항도 변화하기 때문에 유속도 서서히 변화되게 된다. 따라서 열교환기내부에서의 흐트러짐이 감소하여, 송풍성능이 향상한다.

또 제3의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는, 상기 제1 또는 제2의 본 발명에 있어서, 상기 전면측 열교환기의 상기 핀의 상기 풍상 전방가장자리 및 상기 풍하 후방가장자리 각각의 상기 곡선부를 원호상으로 한 것을 특징으로 한다.

상기 전면측 열교환기의 상기 핀의 상기 풍상 전방가장자리 및 상기 풍하 후방가장자리 각각의 상기 곡선부를 원호상으로 하는 것에 의해, 핀의 프레스 금형 가공 및 유지보수가 용이해진다.

또 곡선부를 원호상으로 하는 것에 의해, 전면 열교환기로부터 흐르는 이슬은 열교환기를 따라서 흐르기 쉽고, 열교환기 하부로 따라 흐르기 쉬워진다.

또 제4의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는, 상기 제1 또는 제2의 본 발명에 있어서, 상기 배면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 평행한 직선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

배면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 평행한 직선으로 구성되고, 전면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리의 직선부가 평행한 직선으로 구성되어 있기 때문에, 전면측 열교환기와 배면측 열교환기의 핀을 연속하여 프레스 가공할 수 있다.(전면측 열교환기의 상부와 배면측 열교환기의 하부를 연속하여 일체적으로 성형할 수 있다.) 이것에 의해, 핀의 쓸데 없는 폐재가 없어지고, 합리적으로 생산할 수 있다. 또 전면측 핀의 일단과 배면측 핀의 타단의 경계 부분을 일부 절단하는 것에 의해, 용이하게 본 발명의 실시 형태의 배면측 열교환기를 생산할 수 있다.

제5의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는 상기 제1의 본 발명에 있어서, 상기 전면측 열교환기의 하부를 얇게 한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 전면측 열교환기의 하부를 얇게 하는 것에 의해, 에어컨 본체의 두께를 작게 할 수 있다. 또, 크로스 플로어 팬의 직전부에 전면측 열교환기를 배치 하는 것이 성능향상에 효과가 있고, 그때에 열교환기의 폭치수를 작게 한 것을 크로스 플로어 팬의 전면측에 배치하는 것에 의해 에어컨 본체의 두께를 작게하는 것도 가능하다.

제6의 본 발명의 핀이 부착된 열교환기의 제조 방법은, 상기 핀이 부착된 열교환기의 상기 핀을 연속 프레스 가공할 시, 이송방향에 대하여 상기 열교환기의 핀을 경사지게 하여, 상기 전면측 열교환기가 이송 방향폭이 동일하게 되도록 열교환기의 핀을 제조한다.

상기 핀이 부착된 열교환기의 상기 핀을 연속 프레스 가공할 시, 이송 방향에 대하여 상기 열교환기를 경사지게 하여, 상기 전면측 열교환기가 이송 방향 폭이 동일하게 되도록 열교환기를 제조하는 것에 의해, 폐재의 발생이 감소될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하며 설명하겠다.

도1은, 핀이 부착된 열교환기의 핀을 프레스 가공한 직후 1장의 핀 평면도이다. 도2는 도1의 핀을 연속 프레스 가공하여 생긴 여러 장의 핀을 프레스 이송방향으로 연속하여 배열한 평면도이다. 도3은 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유니트의 종단면도이다.

도1에서 핀(1)은, 도3에 있어서 전면측 열교환기(2)가 되는 전면측 핀(2A)의일단과, 배면측 열교환기(3)가 되는 배면측 핀(3A)의 타단이 이어진 1장의 핀(1)으로서 연속 프레스 가공된다.

전면측 열교환기(2)의 전면측 핀(2A)은, 둔각의 대략 L자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 전면측 핀(2A)은, 연장선상에서 둔각으로 교차하는 2개의 직선부(2-O-1)와 직선부(2-O-2) 및 이들 직선부를 잇는 곡선부(4-O)로 이루어진 풍상 전방가장자리(2B)와, 마찬가지로 연장선상에서 둔각으로 교차하는 2개의 직선부(2-I-1) 와 직선부(2-I-2) 및 이들 직선부를 잇는 곡선부(4-I)로 이루어진 풍하 후방가장자리(2C)로 이루어지며, 둔각의 L자 형태로 형성되어 있다. 곡선부(4-O, 4-I)는 타원곡선, 쌍곡선, 스플라인 등이 있다. 여기서 직선부(2-O-1)와 직선부(2-I-1) 사이의 평균 폭치수를 A, 직선부(2-O-2) 와 직선부(2-I-2) 사이의 평균 폭치수를 B로 한 경우, B〈 A의 관계가 된다. 이것은 이 곡선부(4-O, 4-I)를 사이에 둔 상기 전면측 열교환기(2)의 전면측 핀(2A)의 폭치수(상기 핀(1)의 풍상 전방가장자리(2B) 와 풍하 후방가장자리(2C)의 거리), 즉 A와 B가 다른 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기이다. 열교환기의 폭치수가 작은 B를, 전면측 열교환기(2)의 하부에 배치하는 것에 의해, 실내 유니트의 본체 두께를 작게할 수 있다. 또 열교환기 능력을 향상시키는 관점에서, 풍속이 빠른 영역에 열교환기의 핀(1)의 폭치수가 큰 것을 배치하는 것이 유효하다.

여기서 이 곡선부(4-O, 4-I)를 동일 형상으로 하면, 연속 프레스 가공 시, 상기 핀의 쓸모없는 폐재를 별로 만들지 않고, 효율적으로 생산할 수 있다.

또 이 곡선부(4-O, 4-I)를 원호부로 하는 것에 의해, 핀의 프레스 금형의 가공 및 유지보수가 용이해 진다.

또 배면측 열교환기(3)의 풍상 전방가장자리(3B) 및 풍하 후방가장자리(3C)가 평행한 직선으로 구성되고, 전면측 열교환기(2)의 풍상 전방가장자리(2B) 및 풍하 후방가장자리(2C)의 직선부(2-O-1 과 2-I-1)가 평행한 직선으로 구성되어 있기 때문에, 도1, 도2와 같이 전면측 열교환기(2)와 배면측 열교환기(3)의 핀(1)을 연속하여 프레스 가공할 수 있다.(도2에서 전면측 열교환기(2)의 상부와 배면측 열교환기 하부를 연속해서 일체적으로 성형할 수 있다.) 이에 의해, 핀(1)의 쓸모없는 폐재가 나오는 것을 억제하여 경제적으로 생산할 수있다. 또 전면측 핀(2A)의 일단과 배면측 핀(3A)의 타단의 경계부분을 일부 절단하는 것에 의해, 용이하게 본 발명의 실시 형태의 배면측 열교환기(3)를 생산할 수 있다.

도2에 나타냈듯이, 도1의 핀을 연속 프레스 가공하여 생긴 2장의 핀을 프레스 이송방향으로 평행하게 연속하여 배열한 평면도로 폐재가 나오는 것을 억제하는 것이 설명 가능하다. 여기서, 2-O-1 과 2-I-1 사이의 평균 폭치수를 A, 2-O-2 과 2-I-2 사이의 평균 폭치수를 B로 하고, 직선부(2-I-1)와 직선부(2-I-2)가 교차하는 전면측 핀(2A)의 휘어진 각도를 T로 하고, 프레스 가공 시의 이송방향(도2의 좌우방향)으로 연장된 직선과, 배면측 열교환기(3)의 풍상 전방가장자리(3B)에 직각인 직선이 교차하는 각을 α로 하고, 프레스가공 시의 이송방향으로 연장되는 직선과, 직선부(2-Ⅰ-2) 에 대하여 직각인 직선이 교차하는 각도를 β로 하고, 프레스 가공시의 이송 폭을 Χ로 하면 이하의 관계식이 성립된다.

COS α = A /Χ COS β= B /Χ

β = α ＋ T

여기서, A, B, T의 값은 기존에 알고 있는 것이며, 미지수는 α,β,Χ 이기 때문에, 3종류의 관계식으로부터 미지수 α,β,Χ는 이끌어 낼 수 있다. 이것에 따라, 이송 방향 폭을 동일하게 되도록 열교환기를 제조하는 것에 의해, 폐재의 발생을 극히 감소시킬수 있게 된다.

도3은, 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유니트(8)를 나타낸다. 거실공간으로부터 흡입구(15)를 통해 들어온 공기는 필터(9)를 통과하여, 전면측 열교환기(2) 및 배면측 열교환기(3)에 들어가, 열교환을 행하여 회전하는 팬(10)에 흡입되어진다. 그리고 열교환된 공기는 팬(10)에서 분출된 후, 스태빌라이저(stabilizer)(11), 리어 케이싱(12)으로 구성된 풍로(13)를 통과하여 분출구 (16)에서 외부로 방출된다. 또 부호(14)는 상기 핀에 대략 직각으로 삽입되어, 내부를 유체가 유동하는 다수의 전열관이다.

열교환기의 핀(1)의 형상을 상기와 같이, 직선부(2-O-2) 와 직선부(2-I-2) 사이의 평균 폭치수(B)를 작게하는 것에 의해, 실내기 본체의 두께에 크게 영향을 미치는 팬(10)의 중심을 통과하는 전후방향(도3의 좌우방향)의 실내기 치수를 작게하는 것이 가능하기 때문에, 실내 유니트(8)의 본체 두께를 작게 하는 것이 가능하다. 또, 풍속이 큰 개소에 열교환기의 두께를 증가시켜, 열교환기 능력을 향상시킬 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는, 상기 실시 형태에서 분명히 밝혔듯이, 공기조화기의 실내 유니트에 이용하는 전면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되는 핀이 부착된 열교환기의 형태 및 제조 방법에 의해, 전면측 열교환기의 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리를 각각, 같은 둔각을 이루는 2개의 긴 직선부 및 2개의 직선 사이에서 2개의 직선을 잇는 1개의 짧은 곡선부로 이루어지는 둔각의 대략 L자 형상으로 형성하고, 풍상 전방가장자리의 곡선부와 풍하 후방가장자리의 곡선부는 같은 형상으로 하고, 배면측 열교환기의 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리는 평행한 직선으로 형성하고, 이 1개의 곡선부를 사이에 두는 2개의 직선부의 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리 사이의 폭 치수를 다르도록 형성했다. 그리고 팬의 직전(상류측)에 상기 열교환기의 두께가 작은 쪽을 배치함으로써, 공기조화기의 실내 유니트의 본체 두께를 작게 할 수 있다.

또, 유입영역의 풍속 분포를 해석하여 풍속이 빠른 영역에, 열교환기의 폭이 넓은 것을 배치하는 것에 의해, 열교환기 능력을 향상시킬 수 있다.

또 풍상 전방가장자리의 곡선부와 풍하 후방가장자리의 곡선부는 같은 형상으로 하는 것에 의해, 연속 프레스 가공 시, 상기 핀의 쓸모없는 폐재가 나오는 것을 없애고, 효율적으로 생산할 수 있다.

또 풍상 전방가장자리의 곡선부와 풍하 후방가장자리의 곡선부는 같은 원호형상으로 하는 것에 의해, 핀의 프레스 금형의 가공 및 유지보수가 용이해 진다.

또 배면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 평행한 직선으로 구성됨에 따라, 전면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리의 상부가 평행한 직선으로 구성되어 있기 때문에, 전면측 열교환기와 배면측 열교환기의 핀을 연속하여 프레스 가공할 수 있다.(전면측 핀 상부와 배면측 핀 하부를 일체적으로 성형 할 수 있다.) 이것에 따라, 핀의 쓸모없는 폐재가 없어지며, 합리적으로 생산할 수 있다. 또, 일부를 절단하는 것에 의해, 용이하게 본 발명의 실시 형태의 배면열교환기를 생산할 수 있다.

또, 핀이 부착된 열교환기의 상기 핀을 연속 프레스 가공할 시, 이송 방향에 대하여, 상기 열교환기를 경사지게 하여, 상기 곡선부를 사이에 두는 전면측 핀의 상부와 하부의 폭치수(상기 핀의 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리 간의 거리)가 다른 상기 전면측 열교환기가, 이송 방향 폭이 동일하게 되도록 열교환기를 제조하는 것에 의해, 1장의 핀으로서 연속 프레스 가공하기 때문에, 거의 핀 재료의 폐재가 발생하지 않고, 효율적이고, 싼값에 제조할 수 있다.

Claims

흡입구와 분출구가 형성된 케이스와 이 케이스에 수납되는 크로스 플로우 팬 으로 풍회로를 구성하는 공기조화기의 실내 유니트에 이용하는 핀이 부착된 열교환기에 있어서,

상기 핀이 부착된 열교환기는 흡입구에서 크로스 플로우 팬까지의 풍회로 도중, 또는 크로스 플로우 팬에서 분출구까지의 풍회로의 도중에 배치되는 전면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되고,

상기 전면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기는, 소정의 간격으로 각각 나란히 놓여져서 그 사이를 기체가 유동하는 다수의 핀과, 상기 핀에 대략 직각으로 삽입되어, 내부를 유체가 유동하는 다수의 전열관으로 구성되고,

상기 전면측 열교환기의 상기 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리는 각각이 같은 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 상기 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부로 이루어지는 둔각의 대략 L자 형상으로 형성되어 있고, 이 1개의 곡선부를 사이에 둔 상기 2개의 직선부의 풍상 전방가장자리와 풍하 후방가장자리 사이의 폭치수가 상부와 하부에서 다른 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 전면측 열교환기의 핀의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리 각각의 곡선부를 같은 형상으로 한 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전면측 열교환기의 상기 핀의 상기 풍상 전방가장자리 및 상기 풍하 후방가장자리 각각의 상기 곡선부를 원호상으로 한 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배면측 열교환기의 풍상 전방가장자리 및 풍하 후방가장자리가 평행한 직선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 전면측 열교환기의 하부를 얇게 한 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기
상기 핀이 부착된 열교환기의 상기 핀을 연속 프레스 가공할 시, 이송방향에 대하여 상기 열교환기의 핀을 경사지게 하여, 상기 전면측 열교환기가, 이송 방향 폭이 동일하게 되도록 열교환기의 핀을 제조하는 것을 특징으로 하는 핀이 부착된 열교환기의 제조 방법.