KR20060056945A

KR20060056945A - 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060056945A
Application number: KR1020067000976A
Authority: KR
Inventors: 쇼우이찌 요코야마; 히로카주 사카이; 나리토 야마구치; 타카시 수기오
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-05-25
Also published as: JP2005083606A; CN1833142A; KR100740180B1; WO2005024309A1; JP4511143B2; CN100398917C

Abstract

핀이 부착된 열교환기는, 앞면측 열교환기(20) 및 배면측 열교환기(40)는 각각 소정의 간격으로 평행하게 배열된 다수의 핀(21,41)과, 이들 각 핀에 대략 직각으로 삽입되어 내부를 냉매가 유동하는 다수의 전열관(11)으로 구성되어 있다. 상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀은, 그 상류측 리딩 에지(22,23) 및 하류측 트레일링 에지(32,33)가 각각이 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이들 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부(24,34)에 의해 절곡 형상으로 형성됨과 아울러, 이 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리(B)가, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리(A)보다 짧게 되어 있다.

Description

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

본 발명은 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기의 실내 유닛은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 케이스체(61)에, 앞면의 흡입구(62a) 및 상면의 흡입구(62b) 등 1군데 이상의 흡입구와, 하면의 분출구(63) 등 1군데 이상의 분출구가 형성되고, 이 케이스체(61) 내에 관류 송풍기(65)와 핀이 부착된 열교환기(64)가 수납되어 있다.

이 종래의 핀이 부착된 열교환기(64)는, 케이스체(61) 내의 앞면측에 배치되고, 상하방향 중앙부 부근에서 절곡 가공된 주된 앞면측 열(熱)교환기(64A)와, 케이스체(61) 내의 배면측에 배치된 배면측 열(熱)교환기(64B)와, 앞면측 열교환기(64A)의 앞면에 각각 보조적으로 부착된 보조 열교환기(64C,64D)로 구성되어 있다. 그리고, 앞면측 열교환기(64A) 및 배면측 열교환기(64B)에 의해 관류 송풍기(65)를 상류측으로부터 둘러싸는 형태로 배치하여, 한정된 공간에 가능한 한 큰 핀이 부착된 열교환기를 수납하고 있다. 또한, 보조 열(熱)교환기(64C,64D)는 열교환능력을 향상시키기 위해 설치되어 있는 것이지만, 주된 앞면측 열교환기(64A)나 배면측 열교환기(64B)와는 다른 공정에서 제조한 후, 주된 앞면측 열교환기(64A)나 배면측 열교환기(64B)에 추가 접속되어 부착되는 것이므로, 도 5에서는, 주된 앞면측 열교환기(64A)에 추가 접속되어 있는 경우를 나타내고 있다. 또한, 앞면측 열교환기(64A)의 절곡부 부근에는, 단지 앞면측 열교환기(64A)를 절곡해서 핀이 없는 공간이 생겨 버리면, 거의 열교환하지 않고 기류가 핀이 부착된 열교환기를 통과해 버릴 우려가 있기 때문에, 이와 같은 일이 없도록, 스페이서(66)가 배치되어 있다.

이것에 대해서, 앞면측 열교환기(64A)의 절곡가공이 불필요하며, 이 스페이서(66)를 없애면서, 열교환하지 않고 기류가 핀이 부착된 열교환기를 통과해 버리는 것을 방지하는 구조로서, 일본 특허 제3091830호에 관한 명세서에, 앞면측 열교환기를 원호형상으로 형성한 구성이 개시되어 있다.

이 특허명세서에는, 도 6A, 도 6B 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 앞면측 열교환기(71A)의 핀(72)의 형상을 관류 송풍기(73)의 둘레면의 일부를 둘러싸도록 원호형상으로 형성한 공기조화기의 실내 유닛이 개시되어 있다. 이 앞면측 열교환기(71A)에 대략 직각으로 삽입통과된 전열관(傳熱管)(74)은, 복수열 설치되어 있고, 이들 전열관(74)의 상류측 열(列)과 하류측 열(列)에 의해 서로 이등변 삼각형을 그리도록 배치되어 있다. 따라서 결과적으로, 원호형상부분의 내측에 배치되어 있는 하류측의 전열관(74)의 단(段) 피치(A)는, 원호형상부분의 외측에 배치되어 있는 상류측 열의 전열관(74)의 단 피치(B)보다 작게 되어 형성되어 있다.

이 구성에 의하면, 스페이서(66)가 불필요하게 됨과 아울러, 제조시의 핀(72)의 재료에 있어서 스페이서(66)에 대응하는 개소에서 폐재가 생기지 않으므로, 핀(72)의 재료의 폐재를 적게 할 수 있고, 또한 각 전열관(74)끼리를 연통시키는 헤어 핀이나 리턴 밴드의 굽힘 피치의 종류가 A, B, C의 3종류만으로 되는 이점이 있다. 또한, 스페이서(66)를 설치하지 않기 때문에, 스페이서(66)에 대응하는 개소분만큼 핀(72)의 면적이 증가하게 되어, 열교환능력이 향상한다.

그러나, 상기 특허명세서에 기재된 핀이 부착된 열교환기에서는, 앞면측 열교환기(71A)가 원호형상이고, 핀(72)의 상부의 경사가 완만하게 되기 때문에, 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 이용한 경우에, 핀(72)의 상부에 응축되는 물이 체류하거나, 최악의 경우에는, 응축수가 핀(72)을 따라 흐르지 않고, 관류 송풍기(73)에 물방울이 낙하하여, 분출구(75)로부터 물방울이 비산될 우려가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 과제를 해결하는 것이고, 핀이 부착된 열교환기의 형태 및 그 제조방법을 개선하고, 공기조화기의 실내 유닛의 한정된 공간, 특히 깊이가 좁은 공간에 가능한 한 큰 핀이 부착된 열교환기를 수납하고, 열교환능력의 대폭적인 향상을 도모함과 아울러, 증발기로서 사용하였을 때 핀 표면에 응축되는 물을 핀을 따라 원활하게 흘러내리게 할 수 있는 핀이 부착된 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 핀이 부착된 열교환기를 저렴하게 제조할 수 있는 핀이 부착된 열교환기의 제조방법을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 핀이 부착된 열교환기는, 앞면측에 흡입구가 및 하면측에 분출구가 각각 형성된 케이스체와 이 케이스체에 수납되는 관류 송풍기로 풍회로(風回路)가 구성된 공기조화기의 실내 유닛에 탑재되는 것으로서,

상기 흡입구로부터 관류 송풍기까지의 풍회로의 도중 또는 관류 송풍기로부터 분출구까지의 풍회로의 도중에 배치되는 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되고,

상기 앞면측 열교환기 및 상기 배면측 열교환기는 각각 소정의 간격으로 평행하게 배열되어 그 사이를 기체가 유동하는 다수의 핀과, 이 핀에 대략 직각으로 삽입되어 내부를 냉매가 유동하는 다수의 전열관으로 구성되고,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀은, 그 상류측 리딩 에지(upstream side leading edge) 및 하류측 트레일링 에지(downstream side trailing edge)가 각각이 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이들 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부에 의해, 절곡 형상으로 형성됨과 아울러,

절곡 형상으로 형성된 상기 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리보다 짧게 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지는 각각이, 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이들 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부로 이루어지는 절곡 형상으로 형성되고, 또한 절곡 형상의 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리보다 짧게 되어 있음으로써, 한정된 공간, 특히 깊이가 좁은 공간에 보다 큰 핀이 부착된 열교환기를 수납하여, 보다 큰 열교환능력이 발휘된다. 또한, 앞면측 열교환기는, 나중에 절곡 가공할 필요가 없고, 절곡하였을 때 필요하게 되는 스페이서도 당연히 필요하지 않게 된다. 또한, 이 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 사용한 경우, 앞면측 열교환기 및 배면측 열교환기 각각에 있어서의 핀에 응축되는 물방울은 연속된 양 핀을 타고 이동하여, 원활하게 흘러내린다. 또한, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상측은, 상류측 리딩 에지의 직선과 하류측 트레일링 에지의 직선에 둘러싸여진 연직에 가까운 일정한 각도로 경사져 있으므로, 증발시에 핀의 표면에 응축되는 물방울이 체류할 일이 없다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가 20~23㎜로 됨과 아울러, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가 24~27㎜로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 절곡 형상의 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가 24~27㎜로 박형임과 동시에, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가 그보다 더욱 얇게 20~23㎜로 되어 있으므로, 열교환기를 포함하는 풍회로에 필요한 깊이 폭을 상당히 작게 할 수 있어, 따라서 실내 유닛을 박형화할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지측 및 하류측 트레일링 에지측의 양 곡선부가 동일한 형상으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지 각각의 곡선부를 동일한 형상으로 한 것에 의해, 핀을 연속 프레스 가공할 때에, 핀의 폐재가 그다지 나올 일이 없기 때문에, 효율적으로 생산할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서의 앞면측 열교환기의 핀의 곡선부가 원호형상으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지 각각의 곡선부를 원호형상으로 한 것에 의해, 핀의 프레스 금형의 가공 및 보수관리가 용이해진다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지가 서로 평행한 직선으로 구성됨과 아울러, 상기 핀의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리가, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리와 같게 되어 있다.

이 구성에 의하면, 배면측 열교환기의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지를 평행한 직선으로 구성함으로써, 한정된 공간에, 보다 큰 핀이 부착된 열교환기를 수납하여, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다. 또한, 핀에 대해서는, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 연결된 상태의 1장의 핀으로 할 수 있고, 이 경우에는, 높은 생산성으로 연속 프레스 가공할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관 및 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지의 직선부와 하류측 트레일링 에지의 직선부로 끼워진 부분에 삽입되는 전열관의 외경이 4~6.4㎜로 됨과 아울러, 기체의 주류방향을 따르는 열방향으로 전열관이 3열로 배치되고, 상기 기체의 주류방향에 직각방향인 단(段)방향의 전열관의 배치 피치가 14.5~16㎜로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역 및 배면측 열교환기의 상류측 리딩 에지의 직선부와 하류측 트레일링 에지의 직선부로 끼워진 영역에 대해서, 외경 4~6.4㎜의 전열관이 3열로 배치됨과 아울러 단방향 피치가 14.5~16㎜로 됨으로써, 통풍저항을 그다지 높이지 않고, 높은 공기측 열전달률을 얻을 수 있고, 따라서 동일 소음시의 풍량을 향상시켜 높은 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관 및 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지의 직선부와 하류측 트레일링 에지의 직선부로 끼워진 부분에 삽입되는 전열관이 2종류의 외경의 전열관으로 구성되고,

또한 큰 쪽의 외경의 전열관이, 기체의 흐름의 가장 상류의 열에 배치됨과 아울러, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관으로서, 1패스에 의해 형성되고,

작은 쪽의 외경의 전열관에 대해서는, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용한 경우에는, 큰 쪽의 외경의 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 4패스에 의해 형성되어, 각각 냉매가 흐른다.

이 구성에 의하면, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 외경이 4~6.4㎜인 전열관을, 3열 구성의 기체의 흐름의 가장 상류의 열에 배치해서 1패스로 형성함으로써, 관내의 열전달률을 향상시킬 수 있음과 아울러 공기와 냉매의 온도차에 관해 대향류적인 배치가 되므로, 열교환능력을 증대시킬 수 있다. 또한, 이 영역의 냉매는 밀도가 크므로 냉매 유통 저항을 그다지 증대시키는 일이 없고, 따라서 열교환능력의 증대를 방해할 일은 없다. 또한, 외경이 4~6.4㎜인 범위에서, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관보다, 작은 쪽의 외경의 전열관을, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에 냉매 출구 부근의 1패스로 형성한 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 또는 상기 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 사용한 경우에 냉매 입구 부근의 1패스로 형성한 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서 4패스로 형성함으로써, 높은 관내 열전달률과 낮은 냉매 유통 저항을 양립시켜서, 열교환능력을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관, 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관의 외경이 각각 6.5~8.5㎜의 범위로 되고, 기체의 주류방향을 따르는 방향이 되는 열방향으로 상기 전열관이 2열 배치되고, 상기 기체의 주류방향에 직각방향이 되는 단방향의 상기 전열관의 배치 피치가 16~22㎜인 범위로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역 및 앞면측 열교환기의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역에 대해서는, 외경이 6.5~8.5㎜인 전열관을 2열 배치함과 아울러 단방향 피치를 16~22㎜로 한 것에 의해, 2열 구성에서의 통풍저항으로서는 약간 높지만, 높은 공기측 열전달률을 얻을 수 있고, 또한 열교환기 전체로서의 통풍저항의 차이를 적게 하여 풍속 분포를 개선할 수 있으므로, 동일 소음시의 풍량을 향상시켜 뛰어난 능력을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관의 단방향의 배치 피치에 대해서는, 기체의 흐름의 상류측의 열쪽이 하류측의 열에 비해서 동등 이하가 되도록 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관의 단방향의 개수를 가능한 한 많게 하여, 이 영역의 통풍저항을 높게 하도록 하였으므로, 상기 핀이 부착된 열교환기의 풍속 분포를 보다 균일화할 수 있고, 따라서 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역의 핀부 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 각각 삽입되는 전열관이 2종류의 외경의 것으로 구성되고,

또한 큰 쪽의 외경의 상기 전열관이, 기체의 흐름의 가장 하류의 열에 배치됨과 아울러, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관, 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관으로서 이용되고,

작은 쪽의 외경의 상기 전열관에 대해서는, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용한 경우에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 각각 2패스로 형성되어 냉매가 흐른다.

이 구성에 의하면, 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관의 외경을 6.5~8.5㎜의 범위에서 또한 다른 어느 전열관보다 굵게 함과 아울러 2열 구성의 기체의 흐름의 하류측의 열에 배치해서 2패스로 형성했으므로, 공기와 냉매의 온도차에 관해 대향류적인 배치에 의한 성능향상이 얻어짐과 아울러, 관내의 열전달률은 약간 저하하지만, 냉매 유통 저항을 대폭적으로 저하시킬 수 있고, 따라서 열교환능력을 대폭적으로 증대시킬 수 있다. 또한, 외경이 6.5~8.5㎜인 범위에서, 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관보다, 작은 쪽의 외경의 전열관을, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에, 냉매 출구 부근의 가장 큰 외경의 2패스로 형성한 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 또는 상기 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 사용한 경우에, 냉매 출구 부근의 가장 큰 외경의 2패스로 형성한 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 2패스로 형성함으로써, 관내 열전달률을 향상시켜 열교환능력을 증대시킬 수 있다.

아직, 상기 열교환기에 있어서, 전열관과 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 최단 거리가 1.8㎜ 이상으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 전열관과 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 거리를, 최단으로도 1.8㎜로 하였으므로, 상기 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 사용한 경우, 핀의 표면에 부착되어 흘러내리는 응축수가 전열관에 닿아서, 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지로부터 튀어 버리는 현상을 억제할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 단방향에 있어서 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습운전을 행할 경우, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역 및 배면측 열교환기가, 재열기로서 이용되고,

앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역이, 증발기로서 이용된다.

이 구성에 의하면, 재열기와 증발기의 열부하를 적절히 균형을 이루게 하여 양호한 제습운전을 할 수 있다. 또한, 재열기는 증발기의 연직방향 상측에 배치되어 있으므로, 증발기의 영역의 핀에 결로되는 응축수가, 재열기의 핀의 표면에 닿아 재증발하여, 방을 가습해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 단방향으로 인접하는 전열관의 사이의 핀 표면에 기체의 주류방향으로 개구하는 복수의 잘라올림부가 형성되고,

이들 각 잘라올림부의 전열관 부근의 상승부가 전열관의 원주를 개략 따르는 방향으로 형성됨과 아울러, 상기 각 잘라올림부의 열방향의 폭에 대한 상기 열방향으로 인접하는 잘라올림부 간의 폭의 비가 대략 2~2.5로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 단방향으로 인접하는 전열관의 사이의 핀 표면에 기체의 주류방향으로 개구하여 복수 형성한 잘라올림부의 온도경계층 리딩 에지 효과에 의해, 높은 공기측 열전달률이 얻어짐과 아울러, 이들 잘라올림부의 전열관 부근의 상승부를 전열관의 원주를 개략 따르는 방향으로 형성했으므로, 기류를 전열관의 후류부로 유도할 수 있고, 따라서 유효전열면적이 증가하므로, 열교환성능을 향상시킬 수 있다. 잘라올림부의 열방향의 폭에 대한 열방향으로 인접하는 잘라올림부끼리 간(핀 기판)의 폭의 비를 대략 2~2.5로 한 것에 의해, 종래의 비가 대략 3인 경우보다 열교환능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 잘라올림부의 높이가, 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/4~3/4으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 잘라올림부의 높이를 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/4~3/4으로 한 것에 의해, 동일 소음시의 풍량을 증가시킬 수 있고, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

상기 열교환기에 있어서, 잘라올림부의 높이가, 상기 핀이 부착된 열교환기가 관류 송풍기에 접근하는 풍속이 큰 영역에 대해서는, 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/2로 됨과 아울러, 다른쪽의 영역에 대해서는, 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 3/4으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 잘라올림부의 높이를, 상기 핀이 부착된 열교환기가 관류 송풍기에 접근하는 풍속이 큰 영역에 대해서는, 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/2로 하여 통풍저항을 비교적 크게 함과 아울러, 다른 영역에 대해서는 인접하는 핀끼리의 피치의 약 3/4으로 하여 통풍저항을 그보다 작게 한 것에 의해, 상기 핀이 부착된 열교환기의 풍속 분포를 보다 균일화할 수 있고, 따라서 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

상기 열교환기에 있어서, 잘라올림부와, 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 최단 거리가, 1.8㎜ 이상으로 되어 있다.

이 구성에 의하면, 잘라올림부와 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 거리를, 최단으로도 1.8㎜로 했으므로, 상기 핀이 부착된 열교환기를 증발기로서 이용한 경우, 핀의 표면에 부착된 응축수가 잘라올림부를 따라 흘러내리면서, 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지으로부터 튀어 버리는 현상을 억제할 수 있다.

상기 열교환기에 있어서, 열방향으로 인접하는 2개의 전열관의 사이에서 내부를 흐르는 냉매끼리 온도차가 있을 경우, 상기 2개의 전열관의 열 사이 중앙부의 핀에, 단방향을 개략 따르는 방향으로 노치부가 형성되어 있다.

이 구성에 의하면, 열방향으로 인접하는 2개의 전열관의 사이에 있어서, 내부를 흐르는 유체에 온도차가 있는 경우, 2개의 전열관의 열 사이 중앙부의 핀에, 단방향을 개략 따르는 방향으로 노치부를 형성한 것에 의해, 핀을 통과한 열전도에 의한 열교환 손실을 방지할 수 있으므로, 열교환능력을 저하시킬 일이 없다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습운전을 행할 경우, 재열기의 영역과 증발기의 영역 사이의 핀부에, 절단하지 않은 부분을 아주 조금 남겨서 절단하는 노치부가 형성된다.

이 구성에 의하면, 상기 핀이 부착된 열교환기를 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습운전을 행할 경우, 재열기의 영역과 증발기의 영역 사이의 상기 핀에, 절단하지 않은 부분을 아주 조금 남겨 거의 완전하게 절단하는 노치부를 형성한 것에 의해, 핀의 열전도에 의한 대폭적인 열교환능력의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 핀이 부착된 열교환기 전체를 증발기로서 사용하는 경우, 핀의 표면에 응축되는 물을 노치부에 체류시키는 일없이, 핀의 아주 조금 연결되어 있는 부분을 통해 원활하게 흘러내리게 할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 전열관의 내부를 유동하는 냉매로서, HFC냉매, HC냉매 및 이산화탄소 중 어느 하나가 이용되고 있다.

이 구성에 의하면, 전열관의 내부를 유동하는 냉매 유체로서, 오존 파괴 계수가 작은 HFC냉매, HC냉매 및 이산화탄소 중 어느 하나를 이용함으로써, 지구환경의 보호에 공헌할 수 있다. 특히, HC냉매나 이산화탄소는 지구 온난화 계수가 작은 냉매이므로, 보다 지구환경의 보호에 공헌할 수 있다.

또한, 상기 열교환기에 있어서, 앞면측 열교환기의 핀의 상단부와 배면측 열교환기의 핀의 상단부가 연결된 상태로 제조되는 것이므로,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 연결된 상태의 핀에 형성된 전열관을 삽입하기 위한 핀 컬러의, 기체의 주류방향에 대해서 직각방향이 되는 단방향에 대한 피치에 대해서는,

상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 배치 피치가, 다른 단방향에서의 배치 피치보다 짧게 되도록 되어 있다.

이 구성에 의하면, 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 단방향의 피치를, 다른 근방의 단방향의 피치와 동등하게 한 경우에 비교하여, 핀 재의 폐재를 적게 할 수 있다.

본 발명의 열교환기의 제조방법은, 앞면측 열교환기 및 배면측 열교환기를 구비한 상기 열교환기의 제조방법으로서,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 상기 핀의 상단부가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀으로 하여 연속적으로 프레스 가공하여 얻어진 핀을 다수 적층한 후, 전열관을 삽입통과시키고,

다음에 상기 각 핀을 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기의 경계부에서 절단하여, 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기로 분리하는 방법이다.

이 제조방법에 의하면, 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기를 개별적으로 제조할 경우에 비교하여, 효율적으로 핀이 부착된 열교환기를 제조할 수 있다. 또한, 1장의 핀에 삽입하는 전열관의 직경이 다른 것이나 열 수가 다른 것이나 열 피치나 단 피치가 다른 것을 혼재시키거나, 1장의 핀에 잘라올림부의 형상이나 높이가 다른 것을 혼재시킬 수 있다.

상기 열교환기의 제조방법에 있어서, 상기 앞면측 열교환기의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀으로 하여 연속적으로 프레스 가공할 때에,

전열관을 삽입하기 위한 핀 컬러의 피치가, 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기에 각각 형성된 핀 컬러의 단방향으로 인접하는 부분에 대해서, 다른 단방향의 피치보다 짧게 형성된 핀을, 다수 적층한 후, 각 핀 컬러에 전열관을 삽입통과시키고,

다음에 상기 핀을 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기로 분리하는 방법이다.

이 제조방법에 의하면, 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 단방향의 피치를, 다른 근방의 단방향의 피치와 동등하게 한 경우에 비교하여, 핀 재의 폐재를 적게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유닛의 단면도이다.

도 2는 동 핀이 부착된 열교환기의 핀의 측면도이다.

도 3은 동 핀이 부착된 열교환기의 핀의 요부 확대 측면도이다.

도 4는 동 핀이 부착된 열교환기의 핀을 2장 프레스의 이송방향으로 연속해서 배열한 이미지를 나타내는 측면도이다.

도 5는 종래의 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유닛의 단면도이다.

도 6A는 다른 종래의 핀이 부착된 열교환기의 핀의 개략적인 측면도이고, 도 6B는 도 6A에 나타내는 핀을 이용한 핀이 부착된 열교환기를 수납한 공기조화기의 실내 유닛의 개략 단면도이다.

도 7은 다른 종래의 핀이 부착된 열교환기의 핀에 있어서의 전열관의 배치 피치의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

우선, 본 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기가 탑재되는 공기조화기의 실내 유닛에 대해서 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1은 이 실내 유닛의 종단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 공기조화기의 실내 유닛(1)의 케이스체(2)에는, 앞면과 상면에 흡입구(3a,3b)가 형성되고, 또한 하면에 분출구(4)가 형성되고, 케이스체(2) 내에는, 관류 송풍기(5)와 핀이 부착된 열교환기(10)가 수납되어 있다.

이 핀이 부착된 열교환기(10)는, 케이스체(2) 내의 앞면측에 배치된 앞면측 열교환기(20)와, 케이스체(2) 내의 배면측에 배치된 배면측 열교환기(40)로 구성되어 있고, 또한 이들 앞면측 열교환기(20) 및 배면측 열교환기(40)는, 관류 송풍기 (5)를 상류측으로부터 둘러싸도록 배치되어 있다.

상기 각 열교환기(20,40)는, 소정의 간격으로 평행하게 배열되어 그 사이를 공기가 유동하는 다수의 핀(21,41)과, 이들의 핀(21,41)에 대략 직각으로 삽입되어 내부를 냉매(냉매 유체)가 유동하는 다수의 전열관(11)을 갖고, 또한 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)는, 그 핀(21,41)끼리가 분리되어 있지만, 전열관(11)이 연통됨으로써 1개의 열교환기로서 작용한다.

다음에, 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기 및 그 제조방법에 대해서, 도 1 및 도 2~4를 이용하여 설명한다.

도 2는 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)과 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 측면도, 도 3은 그 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 요부 확대 측면도이다. 도 4는, 도 2의 핀이 부착된 열교환기의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21) 및 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 상단부끼리가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로 하여 연속적으로 프레스 가공하여 할 수 있는 핀을 2장, 프레스의 이송방향으로 연속해서 배열한 이미지를 나타내는 측면도이다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상류측 리딩 에지부 및 하류측 트레일링 에지부 각각은, 서로 그 연장선의 교차 부분의 각도(θ1 및 θ2)가 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부(22,23 및 32,33)와, 이들 2개의 직선부(22,23과 32,33)와의 사이를 각각 연결하는 각 1개의 곡선부(24,34)로 이루어지는 대략 「く」의 형상으로, 즉 절곡 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 직선부(22와 32 및 23과 33)는 각각 평행하게 되어 있다. 또한, 곡선부(24,34)로서의 형상은, 타원곡선, 쌍곡선, 스플라인 등이 있지만, 상류측 리딩 에지부의 곡선부(24)와, 하류측 트레일링 에지부의 곡선부(34)는, 동일한 치수 형상으로 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 1~도 4에 나타내는 바와 같이, 상류측 리딩 에지부의 곡선부(24)와, 하류측 트레일링 에지부의 곡선부(34)가 원호형상으로 됨과 아울러, 이들은 동일한 곡률반경으로 형성되어 있다. 또한, 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 상류측 리딩 에지부 및 하류측 트레일링 에지부는 평행한 직선부(42,43)로 구성되어 있다.

절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 한쪽의 영역의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리, 즉 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)의 거리(B)는, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 다른쪽의 영역의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리, 즉 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)의 거리(A)보다 짧게 형성되어 있다. 또한, 한쪽의 영역은, 절곡 형상으로 형성된 열교환기(20)의 굴곡부보다 상방부분을 나타내고 있고, 또한 다른쪽의 영역은, 절곡 형상으로 형성된 열교환기(20)의 굴곡부보다 하방부분을 나타내고 있다.

본 실시형태에 다른 핀이 부착된 열교환기에 있어서, 전열성능 및 통풍저항의 관점에서 추천되는 평행한 직선상의 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)의 거리(A)(한쪽의 영역)는 24~27㎜, 평행한 직선상의 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)의 거리(B)(다른쪽의 영역)는 20~23㎜이다.

또한, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 상류측 리딩 에지(42)와 하류측 트레일링 에지(43)의 거리는, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 한쪽의 영역의 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)의 거리(A)와 같게 되어 있다.

이들 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)과 배면측 열교환기(40)의 핀(41)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상단부끼리가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로서 연속적으로 프레스 가공하여 제조된다. 또한, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 직선상의 상류측 리딩 에지(22) 또는 하류측 트레일링 에지(32)가 핀의 이송방향과 이루는 각도를 α, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 직선상의 상류측 리딩 에지(23) 또는 하류측 트레일링 에지(33)가 핀 프레스의 이송방향과 이루는 각도를 β, 핀 1장의 핀 프레스 시의 이송 폭을 C로 하면, α+β=θ1=θ2, A/sinα=B/sinβ=C, 의 관계식이 성립되므로, 이미 알고 있는 θ1=θ2, A, B로부터, α, β, C가 일의적으로 결정된다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 핀[13(21,41)]이 금속판으로부터 연속 프레스 가공되어 제조될 때에, 핀이 부착된 열교환기(10)의 수납의 형편상 등 때문에, 그 양단부나 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40) 사이가 되는 개소에는 절단해서 버리는 부분이 생기지만, 그 때 생기는 폐재(51,52,53)는 약간이므로, 그 외는 낭비 없이 이용되어 연속해서 핀(13)이 제조된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 각 핀(13)에는 핀 컬러(12)가 둥근 구멍형상으 로 버링 가공되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)과 배면측 열교환기(40)의 핀(41)이 연결된 상태의 1장의 핀으로서 연속적으로 프레스 가공하여 제조된 핀(13)이 다수 적층되고, 핀 컬러(12)를 통해서 전열관(11)이 삽입(삽입통과)되고, 그 후, 핀 컬러(12)와 전열관(11)을 밀착시키기 위해서, 전열관(11)을 확관하고, 그리고 핀(13)을 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 절단하여, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)로 분리한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 전열관(11)의 직경, 전열관(11)에 있어서의 기체(공기)의 주류방향(흐름 방향)에 대하여 직각방향이 된다, 소위 단방향의 피치, 및 기체의 주류방향을 따르는, 소위 열방향의 수, 즉 열 수에 대해서는, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역과, 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 직선상의 상류측 리딩 에지(42) 및 직선상의 하류측 트레일링 에지(43)로 끼워진 영역에서는, 다르게 형성되어 있다.

즉, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(22)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(32)로 끼워진 영역 및 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 직선상의 상류측 리딩 에지(42)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(43)로 끼워진 영역의 핀(21,41)에 각각 삽입되는 전열관(11)으로서는, 4~6.4㎜의 범위의 외경의 큰 쪽의 전열관(11a)과 작 은 쪽의 전열관(11b)의 2종류의 외경의 전열관이 이용되어(구성되어), 열방향으로는 3열 배치되고, 또한 단방향의 피치(D)에 대해서는 14.5~16㎜로서 형성되어 있다. 또한, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(23)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(33)로 끼워진 영역 및 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)로 끼워진 영역의 핀(21)에 각각 삽입되는 전열관(11)으로서는, 6.5~8.5㎜의 범위의 외경의 작은 쪽의 전열관(11c)과 큰 쪽의 전열관(11d)의 2종류의 외경의 전열관이 이용되어(구성되어), 열방향으로는 2열 배치되고, 또한 단방향의 피치(E)에 대해서는 16~22㎜로서 형성되어 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 핀(21)에 삽입되는 전열관(11c,11d)의 단방향 피치(E)에 대해서는, 기체의 흐름의 상류측의 열 피치(Eu)쪽이, 기체의 흐름의 하류측의 열 피치(Ed)에 비해서 동등 이하(동일 또는 그보다 작은)가 되도록 형성되어 있다.

또한, 도 1에 본 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 사용한 경우의 냉매의 흐름을 나타내고 있지만, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(22)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(32)로 끼워진 영역, 및 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 직선상의 상류측 리딩 에지(42)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(43)로 끼워진 영역의 핀(21,41)에 삽입되는 4~6.4㎜의 범위의 2종류의 외경의 전열관(11) 중, 큰 쪽의 외경의 6개의 전열관(11a)을 기체의 흐름의 가장 상류의 열에 배치하고, 증발기로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관으로서 1패스로 이용됨(형성됨)과 함께, 작은 쪽의 외경의 상기 전열관(11b)을, 큰 쪽의 외경의 전열관(11a)보다 냉매 하류측의 전열관으로서 4패스로 이용하여(형성하여), 냉매가 흘려진다.

이 후, 냉매는 제습 운전시 이외에는, 전체개방상태에 있는 제습운전용 스로틀 수단(80)을 통과하고, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(23)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(33)로 끼워진 영역, 및 앞면측 열교환기(20)의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)로 끼워진 영역의 핀(핀부)(21)에, 삽입되는 6.5~8.5㎜의 범위의 2종류의 외경의 전열관(11) 중, 외경이 작은 쪽의 전열관(11c)을 2패스(2경로)로 흐르고, 그리고 최후에, 냉매는 증발기로서 사용할 때의 냉매 출구 부근의 외경이 큰 쪽의 4개의 전열관(11d)을 2패스로 흘러서, 핀이 부착된 열교환기로부터 유출된다. 또한, 증발기로서 사용할 때의 냉매 출구 부근의 외경의 큰 쪽의 4개의 전열관(11d)은, 기체의 흐름의 가장 하류의 열에 배치되어 있다.

또한, 전열관(11)은 외경이 4종류인 것을 이용하고 있지만, 확관 전의 외경으로 말하면, 전열관(11a)은 대략 6㎜, 전열관(11b)은 대략 5㎜, 전열관(11c)은 대략 7㎜, 전열관(11d)은 대략 8㎜를 이용하는 추천된다.

그런데, 도 1에 기초하여, 본 실시형태의 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 사용한 경우에 대해서 설명을 했지만, 본 실시형태의 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에는, 냉매의 흐름 방향이 반대로 되지만, 다른 구성은 증발기로서 사용한 경우와 동일하다.

또한, 본 실시형태의 핀이 부착된 열교환기(10)를 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습운전을 행할 경우에는, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(22)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(32)로 끼워진 영역 및 배면측 열교환기(40)를 재열기로서 이용하고, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역, 즉 직선상의 상류측 리딩 에지(23)와 직선상의 하류측 트레일링 에지(33)로 끼워진 영역 및 앞면측 열교환기(20)의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)로 끼워진 영역을 증발기로서 이용한다. 이 제습운전시에, 냉매는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 재열기로부터, 적절한 스로틀량이 설정된 스로틀 수단(80)을 경유하여, 증발기에 유입된다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)과 배면측 열교환기(40)의 핀(41)을, 이들의 상단부끼리가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로서 연속적으로 프레스 가공하여 제조할 때, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40) 각각의 핀 컬러(12)가 단방향으로 인접하는 부분의 배치 피치에 대해서는, 그 인근의 다른 단방향의 피치(D)보다 짧은 피치(F)로 되도록 되어 있다.

또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 핀[13(21,41)]에 있어서의 단방향으로 인접하는 전열관(11)끼리 간의 개소에는, 기체의 주류방향으로 개구하는 복수의 잘라올림부(141,151,161,142,152)가 형성됨과 아울러, 이들 각 잘라올림부(141,151,161,142,152)의 핀 컬러(12) 부근의 개소, 즉 전열관(11) 부근의 개소에 형성된 잘라올림부(141,151,161,142,152)의 상승부(141a,151a,161a,142a,152a)는, 전열관(11)의 원주를 개략 따르는 방향으로 형성되어 있다.

여기서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 잘라올림부(141,151,161)의 열방향의 폭(Ws1)에 대한, 열방향으로 인접하는 잘라올림부(141,151,161) 간의 핀부분에 있어서의 폭[열방향으로 인접하는 핀(21)의 평판부분의 폭](Wb1)의 비(Wb1/Ws1) 및 잘라올림부(142,152)의 열방향의 폭(Ws2)에 대한, 열방향으로 인접하는 잘라올림부(142,152) 간의 핀부분의 폭[열방향으로 인접하는 핀(21,41)의 평판부분의 폭](Wb2)의 비(Wb2/Ws2)가, 대략 2~2.5로 되도록 되어 있다.

또한, 핀(21,41)의 두께방향을 따르는 잘라올림부(141,151,161,142,152)의 높이는, 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 약 1/4~3/4으로 되도록 되어 있다.

또한, 높은 열교환성능을 얻기 위해, 잘라올림부(141,151,161)의 높이를, 풍속이 큰 영역, 예컨대 도 1에 있어서 관류 송풍기(5)에 접근해 있어서 고풍속으로 되는 영역(G)에 대해서는, 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 약 1/2로 하고, 다른 영역에 대해서는 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 약 3/4으로 되어 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전열관(11a,11b,11c,11d)과 핀(21,41)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)의 최단거리(Lt), 및 잘라올림부(141,151,161,142,152)와 핀(21,41)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)의 최단 거리(Ls)는, 1.8㎜ 이상이 되도록 되어 있다.

또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 열방향으로 인접하는 2개의 전열관(11)끼리 간에 있어서는, 내부를 흐르는 냉매끼리 온도차가 있을 경우에, 이들 2개의 전열관(11)[핀 컬러(12)]의 열 사이 중앙부의 핀 부분에, 개략 단방향을 따르는 방향으로 노치부(17)가 형성되어 있다.

또한, 공기조화기를 제습 운전하고, 실내 유닛(1)의 핀이 부착된 열교환기(10)를 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용한 경우에는, 도 1에 나타내는 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 곡선부(24,34)로부터 하측부분을 증발기로서 이용함과 아울러 다른 부분을 재열기로서 이용하지만, 이 경우에 있어서의 핀(21)에 있어서의 재열기의 영역과 증발기의 영역 사이의 개소에, 절단하지 않은 부분(18)을 아주 조금 남겨서 거의 완전히 절단하는 노치부(19)가 형성되어 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)의 전열관(11)의 내부를 흐르는(유동하는) 냉매로서는, HFC냉매, HC냉매 및 이산화탄소 중 어느 하나가 이용된다.

이들 앞면측 열교환기(20) 및 배면측 열교환기(40)의 핀(21,41)은, 상술한 바와 같이, 각각 상단부끼리가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로서 연속적으로 프레스 가공하여 제조되고, 그리고 이 핀(13)을 다수 적층시킨 후, 핀 컬러(12)에 전열관(11)을 삽입(삽입통과)하여 확관하고, 앞면측 열교환기(20)와 상기 배면측 열교환기(40)가 핀[13(21,41)]으로 연결된 상태로 제조하고, 다음에 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)를 그 핀(21,41)끼리의 경계부분에서 절단하여, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)로 분리해서 제조가 행해진다.

상술한 바와 같이, 이 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지는, 각각이 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이들 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부로 이루어지는 절곡 형상으로 형성되고, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 한쪽의 영역의 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)의 거리를, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 다른쪽의 영역의 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)의 거리보다 짧게 함으로써, 한정된 공간, 특히 깊이가 좁은 공간에 보다 큰 핀이 부착된 열교환기(10)를 수납하여, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다. 또한, 앞면측 열교환기(20)는 나중에 절곡 가공할 필요가 없고, 절곡했을 때 필요하게 되는 스페이서도 당연히 필요하지 않다. 또한, 이 핀이 부착된 열교환기(10) 를 증발기로서 사용할 경우, 앞면측 열교환기(20) 및 배면측 열교환기(40)의 핀(21,41)에 응축되는 물방울은 연속한 각각의 핀(21,41)을 굴러 매끄럽게 흘러내린다. 또한, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상측은 상류측 리딩 에지(22)의 직선과 하류측 트레일링 에지(32)의 직선에 둘러싸여진 연직에 가까운 일정한 각도로 경사져 있으므로, 증발시에 상기 핀의 표면에 응축되는 물방울이 체류할 일이 없다.

또한, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역의 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)의 거리가 24~27㎜로 박형임과 동시에, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역의 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)의 거리를 그보다 더욱 얇은 20~23㎜로 하였으므로, 열교환기를 포함하는 풍회로에 필요한 깊이 폭이 상당히 작게 되고, 따라서 실내 유닛(1)을 박형화할 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지 각각의 곡선부(24,34)를 동일한 형상으로 한 것에 의해, 핀(13)을 연속 프레스 가공할 때, 핀(13)의 쓸데없는 폐재(51,52,53)를 그다지 생기는 일없이, 효율적으로 생산할 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지 각각의 곡선부(24,25)를 원호형상으로 한 것에 의해, 핀(13)의 프레스 금형의 가공 및 보수관리가 용이해진다.

또한, 배면측 열교환기(40)의 상류측 리딩 에지(42) 및 하류측 트레일링 에 지(43)를 평행한 직선으로 함으로써, 한정된 공간에 보다 큰 핀이 부착된 열교환기(10)를 수납하여, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)의 핀(13)은, 배면측 열교환기(40)의 핀(41)의 상류측 리딩 에지(42)와 하류측 트레일링 에지(43)의 거리를, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역의 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)의 거리와 같게 했으므로, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 상단부와 배면측 열교환기(41)의 핀(41)의 상단부가 연결된 상태의 1장의 핀으로 할 수 있고, 따라서 높은 생산성으로 연속 프레스 가공을 행할 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역, 즉 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)로 끼워진 영역, 및 배면측 열교환기(40)의 상류측 리딩 에지(42)의 직선부와 하류측 트레일링 에지(43)의 직선부로 끼워진 영역에 대해서는, 외경이 4~6.4㎜의 범위의 전열관(11a,11b)을 3열 배치함과 아울러 단 피치를 14.5~16㎜로 한 것에 의해, 통풍저항을 그다지 크게 하는 일없이 높은 공기측 열전달률을 얻을 수 있음과 아울러, 동일 소음시의 풍량을 많게 하여, 높은 열교환능력을 발휘시킬 수 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관(11) 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관(11)으로서, 4~6.4㎜의 범위의 외경으로 된 전열관(11a,11b) 중, 큰 쪽의 외경의 전열관(11a)을 3열 구성의 기체의 흐름의 가장 상류의 열에 배치함과 아울러 1패스로 이용함(형성함)으로써, 관내의 열전달률을 향상시킬 수 있음과 아울러 공기와 냉매의 온도차에 관해 대향류적인 배치로 할 수 있으므로, 열교환능력을 증대시킬 수 있다. 또한, 이 영역의 냉매는 밀도가 크므로 냉매 유통 저항이 그다지 증대될 일이 없고, 열교환능력의 증대를 방해할 일은 없다. 또한, 외경이 4~6.4㎜의 범위에서, 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관(11a) 또는 증발기로서 사용할 때의 냉매 입구 부근의 전열관(11a)보다, 작은 쪽의 외경의 전열관(11b)을, 상기 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에 냉매 출구 부근의 1패스로 사용하는 전열관(11a)보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 또는 상기 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 사용한 경우에 냉매 입구 부근의 1패스로 이용하는 전열관(11a)보다 냉매 하류측의 전열관으로서 4패스로 이용함(형성함)으로써, 높은 관내 열전달률과 낮은 냉매 유통 저항을 양립시켜서, 열교환능력을 증대시킬 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역 즉 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)로 끼워진 영역 및 앞면측 열교환기(20)의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)로 끼워진 영역에 대해서는, 외경이 6.5~85㎜의 범위의 전열관(11c,11d)을 2열 배치함과 아울러 단방향 피치를 16~22㎜로 한 것에 의해, 2열 구성에서의 통풍저항으로서는 약간 높지만, 높은 공기측 열전달률을 얻을 수 있고, 또한 열교환기 전체의 통풍저항의 차이를 적게 해서 풍속 분포를 개선할 수 있으므로, 동일 소음시의 풍량을 향상시켜 우수한 열교환능력을 발휘시킬 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관(11)의 단방향 피치에 대해서는, 기체의 흐름의 상류측의 열쪽이, 기체의 흐름의 하류측의 열에 비해서 동등 이하가 되도록 했으므로, 전열관(11)의 단방향에서의 개수를 가능한 한 많게 하여 이 영역에서의 통풍저항을 높게 할 수 있고, 따라서 핀이 부착된 열교환기(10)의 풍속 분포를 보다 균일화할 수 있으므로, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관(11d) 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관(11d)의 외경을 6.5~8.5㎜의 범위에서 또한 다른 어느 전열관(11a,11b,11c)보다 굵게 함과 아울러 2열 구성의 기체의 흐름의 하류측의 열에 배치해서 2패스로 이용하는(형성하는) 것이므로, 공기와 냉매의 온도차에 관해 대향류적인 배치에 의한 성능향상이 얻어짐과 아울러, 관내의 열전달률은 약간 저하하지만, 냉매 유통 저항을 대폭적으로 저하시킬 수 있고, 따라서 열교환능력을 대폭적으로 증대시킬 수 있다. 또한, 외경이 6.5~8.5㎜의 범위에서, 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우의 냉매 입구 부근의 전열관(11d) 또는 증발기로서 사용한 경우의 냉매 출구 부근의 전열관(11d)보다, 작은 쪽 의 외경의 전열관(11c)을, 상기 핀이 부착된 열교환기(10)를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용한 경우에, 냉매 출구 부근의 가장 큰 외경의 2패스로 이용하는(형성하는) 전열관(11d)보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 또는 상기 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 사용한 경우에, 냉매 출구 부근의 가장 큰 외경의 2패스로 이용하는(형성하는) 전열관(11d)보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 2패스로 이용함으로써, 관내 열전달률을 향상시켜 열교환능력을 증대시킬 수 있다.

또한, 전열관(11a,11b,11c,11d)과 핀(21,41)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)의 거리를, 최단으로도 1.8㎜로 했으므로, 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 이용한 경우, 핀(21,41)의 표면에 부착되어 흘러내리는 응축수가 전열관(11a,11b,11c,11d)에 닿아서, 핀(21,41)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)로부터 튀어 버리는 현상을 억제할 수 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)를 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습 운전을 행할 경우, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기(5)로부터 먼 측의 영역 즉 상류측 리딩 에지(22)와 하류측 트레일링 에지(32)로 끼워진 영역 및 배면측 열교환기(40)를 재열기로서 이용하고, 절곡 형상의 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기(5)에 가까운 측의 영역 즉 상류측 리딩 에지(23)와 하류측 트레일링 에지(33)로 끼워진 영역 및 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 곡선형상의 상류측 리딩 에지(24)와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지(34)에 끼워진 영역을 증발기로서 이용함으로써, 재열기와 증발기의 열부하를 적절히 균형되게 하여 양호한 제습 운전을 행할 수 있다. 또한, 재열기는 증발기의 연직방향 상측에 배치되어 있으므로, 증발기의 영역의 핀에 결로되는 응축수가, 재열기의 핀의 표면에 닿아 재증발하여, 방을 가습해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 단방향으로 인접하는 전열관(11)의 사이의 핀(21,41)의 표면에 기체의 주류방향으로 개구하여 복수 형성된 잘라올림부(141, 151, 161, 142, 152)의 온도경계층 리딩 에지 효과에 의해, 높은 공기측 열전달률이 얻어짐과 아울러, 이들 잘라올림부(141, 151, 161, 142, 152)의 전열관(11) 부근의 상승부(141a, 151a, 161a, 142a, 152a)를 전열관(11)의 원주를 개략 따르는 방향으로 형성하였으므로, 기류를 전열관(11)의 후류부에 유도할 수 있고, 따라서 유효 전열면적이 증가하므로, 열교환성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 잘라올림부(141, 151, 161, 142, 152)의 열방향의 폭(Ws1,Ws2)에 대한 열방향으로 인접하는 잘라올림부끼리 간의 폭(Wb1,Wb2)의 비(Wb1/Ws1, Wb2/Ws2)를, 대략 2~2.5로 한 것에 의해, 종래의 비가 대략 3인 경우보다 열교환능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 각 잘라올림부(141, 151, 161, 142, 152)의 높이를, 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 대략 1/4~3/4으로 한 것에 의해, 동일 소음시의 풍량을 증가시킬 수 있고, 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 각 잘라올림부(141,151,161,142,152)의 높이를, 핀이 부착된 열교환기 (10)가 관류 송풍기(5)에 접근하는 풍속이 큰 영역(G)에 대해서는, 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 대략 1/2로 하여 통풍저항을 비교적 크게 함과 아울러, 다른 영역에 대해서는 인접하는 핀[13(21,41)]끼리의 피치의 약 3/4으로 하여 통풍저항을 그보다 작게 한 것에 의해, 핀이 부착된 열교환기(10)의 풍속 분포를 보다 균일화할 수 있고, 따라서 보다 큰 열교환능력을 발휘할 수 있다.

또한, 각 잘라올림부(141,151,161,142,152)와 핀(21,41)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)의 거리를, 최단으로도 1.8㎜로 했으므로, 핀이 부착된 열교환기(10)를 증발기로서 이용한 경우, 핀(21,41)의 표면에 부착된 응축수가 잘라올림부(141,151,161,142,152)를 따라 흘러내리면서, 핀(21)의 상류측 리딩 에지(22,23,24,42) 또는 하류측 트레일링 에지(32,33,34,43)로부터 튀어 버리는 현상을 억제할 수 있다.

또한, 열방향으로 인접하는 2개의 전열관(11)의 사이에 있어서, 내부를 흐르는 유체에 온도차가 있을 경우, 2개의 전열관(11)의 열 사이 중앙부의 핀(21,41)에 단방향을 개략 따르는 방향으로 노치부(17)를 형성한 것에 의해, 핀(21,41)을 통과시킨 열전도에 의한 열교환 손실을 방지할 수 있으므로, 열교환능력을 저하시키는 일이 없다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)를 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습 운전을 행할 경우, 재열기의 영역과 증발기의 영역 사이의 핀(21,41)에, 절단하지 않은 부분(18)을 아주 조금 남겨 거의 완전히 절단하는 노치부(19)를 형성한 것에 의해, 핀(21,41)의 열전도에 의한 대폭적인 능력의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 핀이 부착된 열교환기(10) 전체를 증발기로서 사용할 경우, 핀(21,41)의 표면에 응축되는 물을 노치부(19)에 체류시키는 일없이, 핀(21,41)의 아주 조금이 연결되어 있는 부분(18)을 통해서 원활하게 흘러내리게 할 수 있다.

또한, 전열관(11)의 내부를 유동하는 냉매 유체로서, 오존 파괴 계수가 작은 HFC냉매, HC냉매 및 이산화탄소 중 어느 하나를 이용함으로써, 지구환경의 보호에 공헌할 수 있다. 특히, HC냉매나 이산화탄소는 지구 온난화 계수가 작은 냉매이기 때문에, 보다 지구환경의 보호에 공헌할 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 상단부와 배면측 열교환기(40)에 있어서의 핀(41)의 상단부가 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로서 연속 프레스 가공할 때, 나중에 전열관(11)을 삽입하기 위한 핀 컬러(12)의, 기체의 주류방향에 대해서 직각방향이 되는 단방향에 대한 피치에 대해서는, 양 핀(21,41)끼리의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 단방향의 피치(F)를, 다른 단방향의 피치(D)보다 짧게 되도록 했으므로, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 피치(F)를, 다른 근방의 단방향의 피치(D)와 동등하게 한 경우와 비교하여, 핀 재의 폐재(52)를 적게 할 수 있다.

또한, 핀이 부착된 열교환기(10)의 제조방법은, 케이스체(2) 내의 앞면측에 배치되어 있는 앞면측 열교환기(20)와, 케이스체(2) 내의 배면측에 배치되어 있는 배면측 열교환기(40)로 구성된 핀이 부착된 열교환기(10)를 제조하는 제조방법으로서, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 상단부와 배면측 열교환기(40)에 있어서의 핀(41)의 상단부가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀(13)으로서 연속적으 로 프레스 가공하고, 그리고 이들 핀(13)을 다수 적층해서 전열관(11)을 삽입, 확관한 후, 핀(13)을 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 절단하여, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)로 분리하는 것이므로, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)를 개별적으로 제조할 경우에 비해서, 효율적으로 핀이 부착된 열교환기(10)를 제조할 수 있다. 또한, 1장의 핀(13)에 삽입하는 전열관(11a,11b,11c,11d)의 직경이 다른 것이나 열 수가 다른 것이나 열방향 피치나 단방향 피치가 다른 것을 혼재시키거나, 1장의 핀(13)에 형성되는 잘라올림부(141,151,161,142,152)에 대해서는, 그 형상이나 높이가 다른 것을 혼재시킬 수 있다.

또한, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러(12)의 피치(F)를, 다른 인근의 단방향의 피치(D)보다 짧게 되도록 구성되어 있는 핀이 부착된 열교환기(10)의 제조방법에 대해서는, 앞면측 열교환기(20)에 있어서의 핀(21)의 상단부와 배면측 열교환기(40)에 있어서의 핀(41)의 상단부가 연결된 상태의 핀(13)에 있어서의, 나중에 전열관(11)을 삽입하기 위한 핀 컬러(12)의 기체의 주류방향에 대해서 직각방향이 되는 단방향에 대한 피치에 대해서는, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러(12)의 피치(F)를, 다른 인근의 단방향의 피치(D)보다 짧게 형성하고, 그리고 이들 핀(13)을 다수 적층하여 전열관(11)을 삽입, 확관한 후, 핀(13)을 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)의 경계부에서 절단하여, 앞면측 열교환기(20)와 배면측 열교환기(40)로 분리하도록 하고 있으므로, 앞면측 열교환기(20)와 배면 측 열교환기(40)의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러(12)의 단방향의 피치(F)를, 다른 근방의 단방향의 피치(D)와 동등하게 한 경우와 비교하여, 핀 재의 폐재(52)를 적게 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 흡입구(3a,3b)가 앞면이나 상면 등에 형성되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 분출구(4)로서는 하면측에 형성되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 앞면 등에 형성되어 있는 것에도 상기 구성을 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 앞면측 열교환기(20) 및 배면측 열교환기(40)가 흡입구(3a,3b)로부터 관류 송풍기(5)까지의 풍회로의 도중에 배치된 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 관류 송풍기(5)로부터 분출구(4)까지의 풍회로의 도중에 배치된 열교환기에도 상기 구성을 적용할 수 있다. 또한, 열교환기가 실내 유닛 내에 3개 이상 설치되는 것이나, 1개밖에 설치되지 않는 것에도 적용가능하다.

상기 본 실시형태에 따른 핀이 부착된 열교환기에 의하면, 공기조화기의 실내 유닛에 탑재되는 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되는 핀이 부착된 열교환기의 형태 및 그 제조방법을 개선하고, 앞면측 열교환기의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지는, 각각이 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부로 이루어지는 절곡 형상으로 형성되고, 이 절곡 형상의 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리보다 짧게 하고, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지 각각의 곡선부를 동일한 형상으로 하고, 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지가 평행한 직선으로 구성되고, 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를, 절곡 형상의 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리와 같게 함으로써, 공기조화기의 실내 유닛이 한정된 공간, 특히 깊이가 좁은 공간에 가능한 한 큰 핀이 부착된 열교환기를 수납하여, 열교환능력의 대폭적인 향상을 도모함과 아울러, 증발기로서 사용했을 때에, 핀 표면에 응축되는 물을 상기 핀을 따라 원활하게 흘러내리게 할 수 있다. 또한, 핀이 부착된 열교환기의 제조방법에 의하면, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀과 배면측 열교환기에 있어서의 핀이 연결된 1장의 핀으로서 연속 프레스 가공하므로, 그다지 핀 재의 폐재가 나오지 않고, 효율적으로 저렴하게 제조할 수 있다.

이와 같이, 열교환기에 있어서의 핀의 형상, 치수의 개선, 전열관의 배치의 개선에 관한 것으로서, 특히 공기조화기의 실내 유닛에 적용할 수 있는 것 외에, 전열관 내를 흐르는 냉매와 외부를 흐르는 공기 사이에서 열교환을 행하는 기기에 도 적용할 수 있다.

Claims

앞면측에 흡입구가 및 하면측에 분출구가 각각 형성된 케이스체와 이 케이스체에 수납되는 관류 송풍기로 풍회로가 구성된 공기조화기의 실내 유닛에 탑재되는 핀이 부착된 열교환기로서,

상기 흡입구로부터 관류 송풍기까지의 풍회로의 도중 또는 관류 송풍기로부터 분출구까지의 풍회로의 도중에 배치되는 앞면측 열교환기와 배면측 열교환기로 구성되고,

상기 앞면측 열교환기 및 상기 배면측 열교환기는 각각 소정의 간격으로 평행하게 배열되어 그 사이를 기체가 유동하는 다수의 핀과, 이 핀에 대략 직각으로 삽입되어 내부를 냉매가 유동하는 다수의 전열관으로 구성되고,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀을, 그 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지가 각각이 동일한 둔각을 이루는 2개의 직선부 및 이들 2개의 직선 사이를 연결하는 1개의 곡선부에 의해, 절곡 형상으로 형성함과 아울러,

절곡 형상으로 형성된 상기 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리보다 짧게 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 관류 송풍기에 가까운 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를 20~23㎜로 함과 아울러, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를 24~27㎜로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지측 및 하류측 트레일링 에지측의 양 곡선부를 동일한 형상으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 곡선부를 원호형상으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지 및 하류측 트레일링 에지를 서로 평행한 직선으로 구성함과 아울러, 상기 핀의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리를, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역에 있어서의 상류측 리딩 에지와 하류측 트레일링 에지의 거리와 같게 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에 지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관 및 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지의 직선부와 하류측 트레일링 에지의 직선부로 끼워진 부분에 삽입되는 전열관의 외경을 4~6.4㎜로 함과 아울러, 기체의 주류방향을 따르는 열방향으로 전열관을 3열로 배치하고, 상기 기체의 주류방향에 직각방향인 단방향의 전열관의 배치 피치를 14.5~16㎜로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제6항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중, 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관 및 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상류측 리딩 에지의 직선부와 하류측 트레일링 에지의 직선부로 끼워진 부분에 삽입되는 전열관을 2종류의 외경의 전열관으로 구성하고,

또한 큰 쪽의 외경의 전열관을, 기체의 흐름의 가장 상류의 열에 배치함과 아울러, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용할 때의 냉매 출구 부근의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용할 때의 냉매 입구 부근의 전열관으로서, 1패스를 이용하고,

작은 쪽의 외경의 전열관에 대해서는, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용할 때에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용할 때에는, 큰 쪽의 외경의 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 4패스를 이용하여, 각각 냉매를 흘리도록 한 것을 특징 으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역의 핀부에 삽입되는 전열관, 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관의 외경을 각각 6.5~8.5㎜로 하고, 기체의 주류방향을 따르는 방향이 되는 열방향으로 상기 전열관을 2열 배치하고, 상기 기체의 주류방향에 직각방향이 되는 단방향의 상기 전열관의 배치 피치를 16~22㎜로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기
제8항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 삽입되는 전열관의 단방향의 배치 피치에 대해서는, 기체의 흐름의 상류측의 열쪽이 하류측의 열에 비해서 동등 이하가 되도록 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제8항 또는 제9항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역의 핀부 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역의 부분에 각각 삽입되는 전열관을 2 종류의 외경의 전열관으로 구성하고,

또한 큰 쪽의 외경의 상기 전열관을, 기체의 흐름의 가장 하류의 열에 배치함과 아울러, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용할 때의 냉매 입구 부근의 전열관, 또는 증발기로서 사용할 때의 냉매 출구 부근의 전열관으로서 이용하고,

작은 쪽의 외경의 상기 전열관에 대해서는, 상기 핀이 부착된 열교환기를 응축기 또는 가스 쿨러로서 사용할 때에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 하류측의 전열관으로서, 또는 증발기로서 사용할 때에는, 큰 쪽의 외경의 상기 전열관보다 냉매 상류측의 전열관으로서, 각각 2패스를 이용하여 냉매를 흘리도록 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 전열관과 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 최단 거리를 1.8㎜ 이상으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 단방향에 있어서 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습 운전을 행할 경우, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기로부터 먼 측의 영역 및 배면측 열교환기를, 재열기로서 이용하고,

앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 직선상의 상류측 리딩 에지와 직선상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 2개의 영역 중 관류 송풍기에 가까운 측의 영역 및 상기 핀의 곡선형상의 상류측 리딩 에지와 곡선형상의 하류측 트레일링 에지로 끼워진 영역을, 증발기로서 이용하는 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 단방향으로 인접하는 전열관의 사이의 핀 표면에 기체의 주류방향으로 개구하는 복수의 잘라올림부를 형성하고,

이들 각 잘라올림부의 전열관 부근의 상승부를 전열관의 원주를 개략 따르는 방향으로 형성함과 아울러, 상기 각 잘라올림부의 열방향의 폭에 대한 상기 열방향으로 인접하는 잘라올림부 간의 폭의 비를 대략 2~2.5로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제13항에 있어서, 잘라올림부의 높이를 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/4~3/4으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제13항 또는 제14항에 있어서, 잘라올림부의 높이를, 상기 핀이 부착된 열교환기가 관류 송풍기에 접근하는 풍속이 큰 영역에 대해서는, 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 1/2로 함과 아울러, 다른쪽의 영역에 대해서는 인접하는 핀끼리의 피치의 대략 3/4으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제13항에 있어서, 잘라올림부와, 핀의 상류측 리딩 에지 또는 하류측 트레일링 에지의 최단 거리를 1.8㎜ 이상으로 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교 환기.
제1항에 있어서, 열방향으로 인접하는 2개의 전열관의 사이에 있어서, 내부를 흐르는 냉매끼리 온도차가 있을 경우, 상기 2개의 전열관의 열 사이 중앙부의 핀에, 단방향을 개략 따르는 방향으로 노치부를 형성한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 단방향으로 재열기와 증발기로 나누어 사용하여 제습 운전을 행할 경우, 재열기의 영역과 증발기의 영역 사이의 핀부에, 절단하지 않은 부분을 아주 조금 남겨서 절단하는 노치부를 형성한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 전열관의 내부를 유동하는 냉매로서, HFC냉매, HC냉매 및 이산화탄소 중 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
제1항에 있어서, 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 연결된 상태에서 제조되는 핀이 부착된 열교환기로서,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 연결된 상태의 핀에 형성된 전열관을 삽입하기 위한 핀 컬러 의, 기체의 주류방향에 대하여 직각방향이 되는 단방향에 대한 피치에 대해서는,

상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기의 경계부에서 인접하는 개소의 핀 컬러의 배치 피치가, 다른 단방향에서의 배치 피치보다 짧게 되도록 한 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기.
앞면측 열교환기 및 배면측 열교환기를 구비한 제1항에 기재된 핀이 부착된 열교환기의 제조방법으로서,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 상기 핀의 상단부가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀으로 하여 연속적으로 프레스 가공하여 얻어진 핀을 다수 적층한 후, 전열관을 삽입통과시키고,

다음에 상기 각 핀을 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기의 경계부에서 절단하여, 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기로 분리하는 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기의 제조방법.
앞면측 열교환기 및 배면측 열교환기를 구비한 제20항에 기재된 핀이 부착된 열교환기의 제조방법으로서,

상기 앞면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부와 상기 배면측 열교환기에 있어서의 핀의 상단부가 경계부에서 연결된 상태의 1장의 핀으로 하여 연속적으로 프레스 가공할 때에,

전열관을 삽입하기 위한 핀 컬러의 피치가, 상기 앞면측 열교환기와 상기 배 면측 열교환기에 각각 형성된 핀 컬러의 단방향으로 인접하는 부분에 대해서, 다른 단방향의 피치보다 짧게 형성된 핀을, 다수 적층한 후, 각 핀 컬러에 전열관을 삽입통과시키고,

다음에 상기 핀을 상기 앞면측 열교환기와 상기 배면측 열교환기로 분리하는 것을 특징으로 하는, 핀이 부착된 열교환기의 제조방법.