KR20060098910A - 공기 조화기의 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 공기 조화기의 열교환기에 있어서 직경이 서로 다른 냉매관을 연결하는 리턴 밴드의 연결 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 열교환기는 직경이 큰 대경관과, 상기 대경관의 직경보다 작게 형성되는 소경관이 적어도 1 열 이상을 이루고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매관; 상기 냉매관의 외부에 일정 간격으로 부착되어 열교환하는 냉각핀; 상기 대경관의 단부와 상기 소경관의 단부를 연결하며, 일측 단부의 직경이 타측 단부의 직경보다 작게 형성되는 리턴 밴드;가 포함된다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 열교환기에 의하여, 직경이 다른 냉매관이 사용되는 열교환기가 2 열 이상 결합하여 사용되는 경우 각각의 냉매관을 연결하는 연결부재에 별도의 공정을 가하지 않고 조립이 가능하게 되는 효과가 있다.

대경관, 소경관, 냉각핀

Description

공기 조화기의 열교환기{Heat exchanger of air conditioner}

도 1은 종래의 열 교환기의 구조를 보여주는 부분 단면도.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 열교환기가 구비된 냉동 공기 조화기의 시스템도.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 실내 열교환기를 보여주는 외관 사시도.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 실내 열교환기의 구성을 보여주는 부분 단면도.

도 5는 상기 열교환기의 배관을 연결하는 연결 부재를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 실내 열교환기 110 : 냉매관

120 : 냉각핀 130 : 리턴 밴드

140 : 용접링 200 : 압축기

300 : 실외 열교환기 400 : 팽창변

500 : 실내기 600 : 실외기

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 공기 조화기의 열교환기에 있어서 직경이 서로 다른 냉매관을 연결하는 리턴 밴드의 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 실내의 온도를 낮추어주는 에어컨 또는 실내 온도를 높여주는 열 펌프 또는 실내 공기를 정화하는 공기 정화기가 포함된다.

상세히, 에어컨이나 열 펌프의 경우에 있어서 실내기 또는 실외기 내에 장착된 열교환기와 실내 또는 실외 공기가 열교환을 통하여 냉동 또는 난방이 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다. 그리고, 상기 열교환기는 내부에 냉매가 흐르는 냉매관과, 상기 냉매관의 표면에 부착되어 열을 방출하는 냉각핀으로 이루어진다. 그리고, 상기 실내기 또는 실외기로 유입되는 공기는 상기 냉각핀에 의하여 열교환을 수행하게 된다. 여기서, 상기 열교환기의 구조나 형상에 따라 에어컨 또는 열펌프의 열 효율이 상승하거나 감소하게 된다.

이러한, 냉방 또는 난방 공조 장치는 공장 또는 사무실 등과 같은 대형 장치에서부터 카 에어컨, 룸 에어컨 등과 같은 소형 장치에 이르기까지 다양한 범위를 가지고 있다.

이와 같은 공조 시스템에 있어서는 소형화, 경량화 및 가격 저하 등곽 ㅏㅌ은 요구가 대두되고 있음은 물론이지만, 특히 고효율을 달성할 수 있는것이 여러가지 측면에서 가장 필요하다고 할 수 있으며, 이러한 공조 장치의 고효율화의 측면에서 가장 중요한 것은 열교환기의 성능이라고 할 수 있다. 또한, 열교환기는 고효율의 측면에서뿐 아니라 제조 공정의 단순화를 위한 변형 가능성도 매우 중요하다 고 할 수 있다.

도 1은 종래의 열 교환기의 구조를 보여주는 부분 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 열 교환기(10)는 내부에 냉매가 흐르는 냉매관으로서 직경(D1)이 큰 대경관(11)과, 직경(D2)이 작은 소경관(12)과, 상기 대경관(11)과 소경관(12)을 연결하는 U자형의 리턴 밴드(14) 및 상기 대경관(11) 및 소경관(12)의 외부여 부착되어 열전달을 수행하는 냉각핀(13)이 포함된다.

상세히, 상기 리턴 밴드(14)는 일측 단부가 상기 대경관(11)에 연결되고 타측 단부는 상기 소경관(12)에 연결된다. 그리고, 상기 리턴 밴드(14)는 상기 대경관(11)과 연결되는 단부의 직경(D3)과 상기 소경관(12)과 연결되는 단부의 직경(D4)이 동일하게 이루어진다.

여기서, 상기 대경관(11) 및 소경관(12)의 단부는 상기 리턴 밴드(14)의 단부와 연결되도록 하기 위하여 상기 리턴 밴드(14) 단부의 외주면을 감쌀 수 있는 직경으로 확장되는 확관부(15)가 형성된다. 그리고, 상기 확관부(15)는 용접에 의하여 서로 연결된다.

한편, 종래의 열교환기(10)의 경우 직경이 큰 냉매관이 사용되는 열교환기와 직경이 작은 냉매관이 사용되는 열교환기가 2열 이상 사용되는 경우, 도시된 바와 같이 리턴 밴드(14)를 이용하여 각각의 열교환기의 냉매관을 연결하고 있다.

그러나, 상기 리턴 밴드(14)의 양 단부의 직경은 동일하게 이루어지므로 직경이 서로 다른 열교환기를 2 열 이상 사용할 경우에는 기존의 동일 직경을 가진 리턴 밴드는 사용할 수가 없게 될 뿐 아니라 작업상의 어려움이 존재하는 문제가 있다.

또한, 직경이 서로 다른 냉매관을 사용하는 열교환기가 2 열 이상 사용되는 경우에 있어서, 직경이 작은 소경관(12)의 단부가 상기 리턴 밴드(14)에 결합되기 위해서는 직경이 큰 대경관(11)의 단부에 비해 확관 정도가 커져야 한다. 따라서, 상기 소경관(12)의 단부에 형성되는 확관부에 있어서 냉매관의 두께는 상기 대경관(11)의 단부에 형성되는 확관부에 있어서 냉매관의 두께에 비해 얇아지게 된다.

상세히, 상기 확관부가 상기 리턴 밴드(14)와 결합되도록 하기 위하여 용접하는 과정에서, 냉매관의 두께가 얇아짐으로 인하여 대경관(11)의 용접 부위와 비교하여 용접열이 동일하게 가해지지 않게 된다. 따라서, 대경관(11)과 소경관(12)의 용접시 별도의 공정이 필요하게 되어 작업공정이 복잡해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 직경이 서로 다른 냉매관을 사용하는 열교환기가 2 열 이상 사용되는 경우 직경이 다른 냉매관의 연결을 용이하게 하여 작업 공정을 단순화하고 재료비의 절감을 가져오는 공기 조화기의 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 열교환기는 직경이 큰 대경관과, 상기 대경관의 직경보다 작게 형성되는 소경관이 적어도 1 열 이상을 이루고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매관; 상기 냉매관의 외부에 일정 간격으로 부착되어 열교환하는 냉각핀; 상기 대경관의 단부와 상기 소경관의 단부 를 연결하며, 일측 단부의 직경이 타측 단부의 직경보다 작게 형성되는 리턴 밴드;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 직경이 다른 냉매관이 사용되는 열교환기가 2 열 이상 결합하여 사용되는 경우 각각의 냉매관을 연결하는 연결부재에 별도의 공정을 가하지 않고 조립이 가능하게 되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 열교환기가 구비된 냉동 공기 조화기의 시스템도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 냉동 공기 조화기는 저온의 공기가 토출되도록 하여 실내 온도를 낮추어주는 실내기(500)와, 고온의 공기가 토출되도록 하며 실외에 장착되는 실외기(600)로 이루어진다.

상세히, 상기 실내기(500) 내부에 장착되어 실내 공기의 온도를 저감시키는 실내 열교환기(100)와, 상기 실내 열교환기(100)와 연결되며, 상기 실내 열교환기(100)를 통과한 냉매를 고온 고압의 기체로 압축하는 압축기(200)와, 상기 압축기(200)에 의하여 고온 고압으로 압축된 기체 상태의 냉매와 실외 공기가 열교환하도록 하는 실외 열교환기(300)와, 상기 실외 열교환기(300)를 통과하면서 고온 고압의 액체 상태로된 냉매를 저온 저압 상태로 변화시키는 팽창편(400)이 포함된다.

여기서, 상기 실외 열교환기(300)는 상기 실외기(600) 내에 장착되고 상기 압축기(200) 및/또는 상기 팽창변(400)은 제품에 따라 실내기(500) 또는 실외기(600) 내에 장착될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의한 냉동 공기 조화기의 작동에 대하여 설명하면, 먼저 상기 압축기(200)에서 냉매가 고온 고압의 기체 상태로 압축된다. 그리고, 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 상기 실외 열교환기(300)로 유입되어 실외 공기와 열교환된다. 그리고, 실외 공기와 열교환을 하여 고온 고압의 액체 상태로 변화된 냉매는 상기 팽창변(400)으로 유입된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 팽창변(400)을 통과하면서 저온 저압의 기체 액체 혼합 상태로 변화된다. 그리고, 상기 2 상 상태의 냉매는 실내 열교환기(100)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 저온 저압의 기쳬 상태로 변화된다. 그리고, 상기 저온 저압의 기체 상태로 변화된 냉매는 다시 압축기(200)로 유입된다.

여기서, 상기 실외 열교환기(300)에서는 냉매로부터 실외 공기로 열이 방출되고, 실내 열교환기(100)에서는 실내기(500)로 유입되는 실내 공기로부터 냉매로 열이 흡수된다.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 실내 열교환기를 보여주는 외관 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실내 열교환기(100)는 내부에 2 상 상태의 냉매가 흐르는 냉매관(110)과, 상기 냉매관의 표면에 다수개가 적층되어 열을 발산하는 냉각핀(120)으로 이루어진다.

상기와 같은 구성에 의하여, 상기 냉매관(110)을 따라 흐르는 냉매는 상기 냉각핀(120)과 접촉하는 실내 공기로부터 열을 흡수하여 기체 상태로 변화된다.

여기서, 상기 냉각핀(120)의 두께와 갯수 및 냉각핀(120)의 재질에 따라 열전달 정도가 결정된다. 그리고, 상기 냉매관(110)은 동일 직경의 배관이 다수회 굴곡되어 형성되거나, 직경이 다른 배관이 서로 연결되어 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 직경이 다른 배관은 연결 부재에 의하여 연결되어 이루어진다.

이하에서는 상기 배관의 연결 구조에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 실내 열교환기의 구성을 보여주는 부분 단면도이고, 도 5는 상기 열교환기의 배관을 연결하는 연결 부재를 보여주는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실내 열교환기(100)는 직경이 다른 배관이 연결 부재에 의하여 상호 연결되는 구조를 이룬다.

상세히, 상기 실내 열교환기(100)는 내부에 냉매가 흐르는 냉매관(110)과, 상기 냉매관(110)의 외주면에 부착되어 실내 공기와 열전달에 의한 열교환을 수행하는 냉각핀(120)과, 상기 냉매관(110)을 연결하는 리턴 밴드(130)가 포함된다.

더욱 상세히, 상기 냉매관(110)은 대략 U 자형으로 이루어지고 양 단부가 개구되는 형상을 이루며 직경(D1)이 큰 대경관(111)과 직경(D2)이 작은 소경관(112)으로 이루어진다. 그리고, 상기 대경관(111)과 소경관(112)의 일단부는 상기 리턴 밴드(130)에 의하여 상호 연결된다. 여기서, 상기 리턴 밴드(130)는 U 자형을 이루는 배관이고, 일단부의 직경(D3)이 타단부의 직경(D4)보다 크게 형성된다. 그리고, 상기 리턴 밴드(130)의 단부와 상기 대경관(111) 및 소경관(112)의 단부는 용접링 (140)에 의하여 용접 결합된다.

또한, 상기 리턴 밴드(130)의 단부와 연결되는 상기 대경관(111) 및 소경관(111)의 단부는 상기 리턴 밴드(130)의 단부가 내부로 삽입되도록 하기 위하여, 상기 리턴 밴드(130)의 외경보다 같거나 큰 직경으로 확장되는 확관부(113)가 형성된다. 그리고, 상기 확관부(113)에 상기 리턴 밴드(130)의 단부가 삽입된 상태에서 상기 용접링(140)에 의하여 상기 리턴 밴드(130)와 냉매관(110)이 결합된다.

여기서, 상기 리턴 밴드(130)는 상기 소경관(112)의 확관부(113)에 삽입되는 단부의 직경(D4)이 좁아지도록 축소 형성된다. 상세히, 상기 소경관(112)의 직경이 상기 대경관(111)의 직경보다 좁기 때문에 상기 리턴밴드(130)도 상기 소경관(112)에 결합되는 단부가 좁아지게 된다. 그리고, 상기 소경관(112)에 결합되는 리턴 밴드(130)의 단부는 그 두께(T2)가 상기 대경관(111)에 결합되는 리턴 밴드(130)의 단부 두께(T1)보다 두꺼워진다. 따라서, 상기 리턴 밴드(130)와 냉매관(110)을 용접할 때, 상기 대경관(111)과 소경관(112)의 단부를 동시에 용접하더라도 용접열이 동일하게 가해지기 때문에 별도의 공정 없이 작업이 가능하게 된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 양단부가 동일한 직경을 가지는 리턴 밴드를 사용하는 종래의 경우에 발생되는 단점이 해결되는 효과가 있다.

다시 말하면, 종래의 경우 소경관의 확관부 직경을 리턴 밴드의 외경과 동일하게 확관함으로 인하여, 소경관의 단부 두께가 대경관의 단부 두께보다 얇아지게 되어 대경관의 단부와 소경관의 단부를 동시에 용접할 수 없는 문제점이 제거되는 효과가 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 공기 조화기의 열교환기에 의하여, 직경이 다른 냉매관이 사용되는 열교환기가 2 열 이상 결합하여 사용되는 경우 각각의 냉매관을 연결하는 연결부재에 별도의 공정을 가하지 않고 조립이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 서로 다른 지름을 가진 냉매관을 가지는 열교환기를 조합하여 사용하는 경우에 재료비 절감의 효과와 용접 공정이 단순해지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 직경이 큰 대경관과, 상기 대경관의 직경보다 작게 형성되는 소경관이 적어도 1 열 이상을 이루고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매관;

   상기 냉매관의 외부에 일정 간격으로 부착되어 열교환하는 냉각핀;

   상기 대경관의 단부와 상기 소경관의 단부를 연결하며, 일측 단부의 직경이 타측 단부의 직경보다 작게 형성되는 리턴 밴드;가 포함되는 공기 조화기의 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 대경관 및/또는 소경관의 외주면에 용접링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 리턴 밴드는 직경이 작은 단부의 배관 두께가 직경이 큰 단부의 배관 두께보다 적어도 같거나 큰 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 열교환기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 리턴 밴드는 직경이 작은 단부는 상기 소경관의 단부와 결합되고,

   직경이 큰 단부는 상기 대경관의 단부와 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 열교환기.

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