KR20080095628A

KR20080095628A - 공기조화기

Info

Publication number: KR20080095628A
Application number: KR1020070040382A
Authority: KR
Inventors: 류성헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-10-29

Abstract

본 발명의 공기조화기는 냉매가 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 순환하도록 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 냉매관으로 연결되고, 상기 응축기와 증발기와 냉매관 중 적어도 하나는 일부가 알루미늄관으로 이루어지고 나머지가 구리관으로 이루어짐과 아울러 알루미늄관과 구리관이 연통되게 연결되어, 냉매가 통과하는 유로 전체가 구리 재질로 성형될 때 보다 비용이 저렴한 이점이 있다.

공기조화기, 응축기, 냉매관, 알루미늄관, 구리관

Description

공기조화기{Air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 실시예의 개략 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 응축기의 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 응축기의 분해 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 응축기의 일부 절결 단면도,

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 커넥터가 냉매관 및 헤더와 결합된 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기의 제 2 실시예 주요부 확대 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 공기조화기의 제 3 실시예의 주요부 사시도,

도 8은 도 7에 도시된 응축기의 분해 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 4 실시예의 구성도,

도 10은 도 9에 도시된 응축기의 사시도이고,

도 11은 도 10에 도시된 응축기의 분해 사시도,

도 12는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 5 실시예의 구성도,

도 13은 도 12에 도시된 설치배관의 분해도,

도 14는 도 12에 도시된 알루미늄관과 구리관의 연결부가 도시된 단면도,

도 15는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 6 실시예의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 압축기 4,4′,4″: 응축기

6: 팽창기구 7C: 설치배관

8: 증발기 9C: 설치배관

52: 냉매관 53: 요철부

54: 홈부 55: 돌출부

58: 리턴밴드 70,80: 헤더

100: 커넥터 102: 알루미늄관

104: 구리관 440: 보강부재

442: 고정부재 450: 보강부재

452: 고정부재

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기로 이루어진 냉동 사이클 장치를 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치로서, 냉매가 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 순환하도록 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 냉매관으로 연결된다.

상기 응축기와 증발기는 냉매가 통과하는 유로가 형성되어 냉매가 유로를 통 과하면서 응축 또는 증발되어 주변과 열교환되는 열교환기로 작용하고, 이러한 열교환기는 핀앤튜브형 열교환기와 플랫튜브형 열교환기 등이 사용된다.

상기 핀앤튜브형 열교환기는 냉매가 통과하는 유로가 형성된 냉매관과, 냉매관과 결합되어 전열 능력을 높이는 전열핀을 포함하여 구성된다.

상기 냉매관은 전열 성능이 높도록 구리 재질로 이루어진다.

그리고, 상기 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 연결하는 냉매관도 상기 응축기 및 증발기의 냉매관과 같이 구리 재질로 이루어진다.

그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는 응축기와 증발기의 냉매관과 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 연결하는 냉매관이 모두 구리 재질로 이루어져 비용이 고가인 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매가 통과하는 유로 중 일부가 보다 구리관 보다 저가인 알루미늄관으로 이루어져 유로의 전체가 구리관으로 이루어질 경우 보다 비용이 저렴한 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매가 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 순환하도록 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 냉매관으로 연결되고, 상기 응축기와 증발기와 냉매관 중 적어도 하나는 일부가 알루미늄관으로 이루어지고 나머지가 구리관으로 이루어짐과 아울러 알루미늄관과 구리관이 연통되게 연결된다.

상기 알루미늄관과 구리관은 공정 접합된다.

상기 알루미늄관과 구리관의 연결부를 둘러싸는 보강부재를 더 포함한다.

상기 보강부재를 둘러싸서 고정시키는 고정부재를 더 포함한다.

상기 구리관은 상기 알루미늄관의 내부로 삽입되는 축관부를 갖는다.

상기 알루미늄관은 내주면에 돌출부와 홈부가 원주 방향으로 교대 형성된 요철부가 형성되고, 상기 돌출부와 홈부는 단면 형상이 사다리꼴 형상으로 이루어진다.

상기 알루미늄관과 구리관은 커넥터에 의해 연결된다.

상기 커넥터는 상기 알루미늄관에 접합되는 부분이 알루미늄 재질로 이루어진 알루미늄관이고, 상기 구리관에 접합되는 부분이 구리 재질로 이루어진 구리관이며, 상기 커넥터의 알루미늄관과 상기 커넥터의 구리관은 일체로 접합된다.

상기 커넥터의 알루미늄관와 상기 커넥터의 구리관은 공정 접합된다.

상기 커넥터의 구리관은 상기 커넥터의 알루미늄관 내부로 삽입되는 축관부를 갖는다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 실시예의 개략 구성도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매가 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)를 순환하도록 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)가 냉매관(3)(5)(7)(9)으로 연결되고, 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)와 냉매관(3)(5)(7)(9) 중에서 적어도 하나의 전체 혹은 일부는 알루미늄 재질로 형성된다.

통상적으로 알루미늄은 구리보다 저가이나 전열 성능이 떨어지므로, 공기조화기를 구성하는 여러 구성들 중에서 열 전달 성능이 중요하거나 구조적인 이유 등으로 알루미늄 재질이 적합하지 않은 부분은 주로 구리 재질로 성형하고, 열 전달 성능이 상대적으로 덜 중요하거나 형상 등의 변형을 통해 열 전달 성능 저하를 방지할 수 있는 부분은 알루미늄 재질로 성형하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 공기조화기는 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)와 냉매관(3)(5)(7)(9) 각각의 통상적인 구조나 형상 등을 고려할 때, 응축기(4)와 증발기(8)와 냉매관(3)(5)(7)(9)이 알루미늄관을 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 응축기(4)와 증발기(8) 중에서 증발기(8)의 열전달 성능이 냉동 사이클의 열효율에 미치는 영향이 응축기(4)의 열전달 성능의 경우 보다 크고, 증발기(8)의 냉매 유로를 알루미늄 재질로 할 경우 열효율이 과도하게 낮아질 수 있으므로, 증발기(8)의 냉매 유로에 비해 상대적으로 열효율 저하에 크게 영향을 미치 지 않는 응축기(4)의 냉매 유로의 전체 혹은 일부를 알루미늄 재질로 성형하고, 증발기(8)의 냉매 유로는 알루미늄 보다 열전달 성능이 우수한 구리로 성형하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)를 연결하는 냉매관(3)(5)(7)(9)은 일부 관만이 알루미늄 재질을 포함하고 나머지 관은 구리 재질로 성형된 타 구성들과의 연결 등을 고려하여 구리 재질로 성형되는 것이 바람직하다.

이하, 본 실시예에 따른 공기조화기는 압축기(2)와 응축기(4)가 실외기(O)에 설치되고, 증발기(8)가 실내기(I)에 설치되고 팽창기구(6)가 실외기(O)와 실내기(I) 중 일측에 설치된 분리형 공기조화기를 예로 들어 설명하고, 팽창기구(6)와 증발기(8) 사이의 냉매관(7)은 실외기(O)의 내부에 위치되는 실외기 냉매관(7A)와, 실내기(I)의 내부에 위치되는 실내기 냉매관(7B)과, 실외기 냉매관(7A)와 실내기 냉매관(7B)를 연결하는 설치배관(7C)로 이루어지며, 증발기(8)와 압축기(2) 사이의 냉매관(9)는 실외기(O)의 내부에 위치되는 실외기 냉매관(9A)와, 실내기(I)의 내부에 위치되는 실내기 냉매관(9B)과, 실외기 냉매관(9A)와 실내기 냉매관(9B)를 연결하는 설치배관(9C)으로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는 응축기(4)의 냉매 유로가 알루미늄 재질의 알루미늄관을 포함하고, 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)를 연결하는 여러 냉매관(3)(5)(7)(9) 중에서 실외기(O)와 실내기(I)의 사이에 위치되는 설치배관(9C)(7C)이 알루미늄 재질을 포함하는 것으로 한정하여 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 응축기의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 응축기의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 응축기의 일부 절결 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 응축기(4)는 핀앤튜브형 열교환기로서, 냉매 유로를 형성하는 복수개의 냉매관(52)과, 복수개의 냉매관(52)에 연결된 전열핀(60)과, 냉매관(52)으로 냉매가 유입되도록 통과하거나 냉매관(52)에서 유출된 냉매가 통과하는 헤더(70)(80)를 포함한다.

응축기(4)는 복수개의 냉매관(52) 모두가 리턴 밴드(58)를 통해 직렬 연결되어 하나의 냉매 유로를 형성하는 것도 가능하고, 리턴 밴드(58)를 통해 직렬로 연결된 냉매관(52)의 복수 군이 병렬로 연결되어 복수개의 냉매 유로를 형성하는 것도 가능하며, 이하 복수개의 냉매 유로가 하나의 열교환기에 구비되도록 연결되는 것으로 한정하여 설명한다.

응축기(4)는 복수개의 냉매관(52)과 리턴 밴드(58)와 전열 핀(60)과 헤더(70)(80)의 전부가 알루미늄 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 복수개의 냉매관(52)만 알루미늄 재질로 이루어지는 것도 가능하며, 복수개의 냉매관(52) 중 일부 냉매관만이 알루미늄 재질로 이루어지고 나머지 냉매관이 구리 재질로 이루어지는 것도 가능하며, 이하 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 복수개의 냉매관(52) 전체가 알루미늄 재질로 성형된 것으로 한정하여 설명한다.

그리고, 리턴 밴드(58)는 복수개의 냉매관(52)과 같이 알루미늄 재질로 성형되어 복수개의 냉매관(52)과 브레이징 접합되는 것도 가능하고, 알루미늄 재질이 아닌 구리 재질로 성형되어 복수개의 냉매관(52)과 공정 접합되는 것도 가능함은 물론이다.

여기서, 공정 접합은 이종금속의 용해 융합변태 특성을 이용하여 접합하는 방식으로서, 냉매관(52)인 알루미늄관과 리턴 밴드(58)인 구리관에 전류를 가하는 통전 가열도 가능하고, 고주파를 가하는 유도 가열도 가능하다.

응축기(4)의 냉매관(52)과 리턴 밴드(58)는 어느 하나를 다른 하나에 일부 삽입한 후 공정 접합하는데, 알루미늄관인 냉매관(52)의 단부를 확관하고 구리관인 리턴밴드(58)의 단부를 확관부에 삽입한 후 알루미늄관인 냉매관(52)과 구리관인 리턴밴드(58)에 전류나 고주파를 가열하여 접합한다.

한편, 복수개의 냉매관(52) 즉, 복수개의 알루미늄관은 전열 면적의 증대를 위해 내주에 홈부(54: groove)가 형성되는 바, 전열 면적이 최대화되도록 복수개의 홈부(54)가 형성된다.

알루미늄관은 홈부(54)의 개수가 많을수록 전열 면적이 증대되는데, 알루미늄관(52)의 강도나 홈부(54)의 정밀도를 고려하면서 홈부(54)를 최대한 많이 형성하는 것이 바람직하고, 알루미늄관 중에서 홈부(54)와 홈부(54)의 사이 부분이 홈부(54)에 비해 알루미늄관의 중심을 향해 돌출되는 돌출부(55)되는 구조로 이루어진다.

알루미늄관은 홈부(54)와 돌출부(55)가 알루미늄관의 원주 방향으로 교호 형성되어 요철부(53)가 되고, 홈부(54)와 돌출부(55) 각각은 알루미늄관의 길이 방향으로 길게 형성되며, 단면 크기가 같거나 대략 유사하게 형성된다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는 알루미늄관이 압출이나 인발에 의해 중공 원통 형상으로 길게 형성되는데, 홈부(54)와 돌출부(55)가 알루미늄관의 내주 에 나선방향으로 형성될 수도 있고 그 경우 길이 방향으로 형성되는 경우 보다 전열 면적이 증대되는 장점이 있으나, 알루미늄관을 압출이나 인발하면서 내주에 홈부 및 돌출부를 나선형으로 형성하는 공정은 홈부(54) 및 돌출부(55)를 알루미늄관의 길이 방향으로 길게 직선형으로 형성하는 공정 보다 복잡할 뿐만 아니라 알루미늄관 성형 장치의 구조가 복잡하게 되는 단점이 있으며, 이하 홈부(54)와 돌출부(55) 각각은 알루미늄관의 길이 방향으로 길게 형성된 것으로 한정하여 설명한다.

한편, 알루미늄관은 홈부(54)와 돌출부(55) 각각의 단면 형상이 정사각형과 직사각형과 사다리꼴 형상과 같이 각진 형상으로 형성되거나 종래와 같이 곡면 형상으로 형성될 수 있는데, 홈부(54)와 돌출부(55)는 도 4에 도시된 바와 같이, 종래와 같이 곡면 형상으로 형성될 경우(A) 보다 정사각형과 직사각형과 사다리꼴 형상 중 어느 한 형상으로 형성될 경우가 전열 면적이 더 넓게 되어 열교환기의 전열 성능이 높게 되므로, 정사각형과 직사각형과 사다리꼴 형상과 같이 각진 형상으로 형성되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 알루미늄관은 홈부(54)와 돌출부(55)가 알루미늄관의 원주 방향으로 교호 형성되는데, 홈부(54)와 돌출부(55) 모두가 사다리꼴로 형성될 경우가 돌출부(55)가 정사각형과 직사각형으로 형성될 경우(B) 보다 홈부(54) 내측에서의 냉매 유동이 원활하여 유동 손실이 최소화되고 복수개의 홈부(54)와 돌출부(55) 각각이 모두 고른 형상으로 형성된다.

알루미늄관은 홈부(54)가 알루미늄관의 반경방향으로 내측단에서 외측 방향 으로 갈수록 좌,우 폭이 협소해지는 사다리꼴 단면 형상으로 형성되고, 돌출부(54)가 알루미늄관의 반경방향으로 내측단에서 외측 방향으로 갈수록 좌,우 폭이 확대되는 역사다리꼴 단면 형상으로 형성된다.

또한, 알루미늄관은 홈부(54)와 돌출부(55) 각각의 각진 부분 즉 꼭지점 부분(3a)(3b)이 라운드지게 형성될 경우 꼭지점 부분(53a)(53b) 주변에서의 난류 형성이 최소화되는 바, 꼭지점 부분(53a)(53b)이 라운드지게 형성된다.

알루미늄관은 홈부(54)의 높이(H) 즉, 돌출부(55)의 높이에 따라 열교환기의 전열 효율 및 불량율이 상위하게 되는데, 돌출부(5)의 높이가 너무 높으면 돌출부(55)의 양측부(55a)(55b)를 통한 열전달량이 돌출부(55)의 내측단(55c)을 통한 열전달량 보다 크게 되어 일정한 높이 이상에서는 전열 효율의 변화가 미미하고, 경질인 알루미늄 재질상 돌출부(55)가 부스러지는 불량률이 증대되는 바, 충분한 전열 효율을 발휘할 수 있고 불량률을 최소화할 수 있도록 홈부(54) 즉, 돌출부(55)는 그 높이(H)가 알루미늄관 두께(T)의 1/3 ~ 1배에 이르도록 형성되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 알루미늄관은 홈부(54) 및 돌출부(55)의 개수가 많을수록 전열 효율이 높게 되는데, 알루미늄관을 외경이 5mm~10mm 정도로 압출 성형하고, 알루미늄관의 두께(T)를 0.4~0.7 mm 정도로 성형할 경우, 홈부(54) 및 돌출부(55)의 개수가 너무 많게 되면, 즉, 홈부(54) 사이의 피치(P)가 알루미늄관의 중심(O)을 기준으로 5°미만이 되면, 알루미늄 재질의 특성상 부스러지기 쉽고 10° 이상이 되면 전열 면 적의 저하에 따라 전열 효율이 낮게 되는 바, 홈부(54) 사이의 피치(P)는 5°~ 10°이 되게 형성하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 알루미늄관은 복수개의 돌출부(55)의 두께 즉, 홈부(54)의 높이(H)가 모두 동일하게 형성되는 것도 가능하고, 복수개의 돌출부(55) 중 일부의 높이가 다른 돌출부의 높이보다 낮게 형성되는 되는 것도 가능하며, 복수개의 돌출부(55) 중 일부의 높이가 다른 돌출부의 높이와 상위 할 경우 높이가 낮은 돌출부의 높이가 높은 돌출부 높이의 1/2 이하로 형성된다.

전열핀(60)은 알루미늄관과 결합되어 알루미늄관과 전열핀(60) 주변의 공기 간의 열교환이 이루어지도록 하는 것으로서, 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 평판형으로 형성됨과 아울러 알루미늄관이 삽입되어 고정되는 체결공이 다수개 형성된다.

전열핀(60)의 양옆에는 엔드 플레이트(62)(64)가 배치된다.

엔드 플레이트(62)(64)에는 전열핀(60)의 체결공과 대응되는 체결공이 다수개 형성된다.

헤더(70)(80)는 팽창기구에서 공급된 냉매를 여러 유로의 알루미늄관으로 분배하는 일종의 디스팬서로 기능하는 제 1 헤더(70)와, 여러 유로의 알루미늄관에서 유출된 냉매를 압축기로 공급하기 위해 모으는 일종의 콜렉터로 기능하는 제 2 헤더(80)로 이루어진다.

헤더(70)(80)는 원통 형상으로 형성되거나 반구 형상으로 형성된다.

헤더(70)(80)는 알루미늄으로 성형하는 것도 가능하고, 구리로 성형하는 것 도 가능하며, 헤더(70)(80)가 알루미늄 재질로 성형될 경우 알루미늄관과 용접 등에 의해 직접 접합되고, 알루미늄 재질 이외의 재질로 성형될 경우, 별도의 커넥터(100)를 통해 알루미늄관과 연통되게 설치된다.

커넥터(100)는 이종재질인 알루미늄관과 헤더(70)(80)가 직접 접합되지 않도록 알루미늄관과 헤더(70)(80)를 연결하는 것으로서, 헤더(70)(80)가 구리 재질로 성형될 경우 알루미늄관과 접합되는 부분인 알루미늄관 연결부는 알루미늄관과 동일 재질인 알루미늄관(102)로 이루어지고 헤더(70)(80)와 접합되는 부분인 구리관 연결부는 헤더(70)(80)와 구리 재질인 구리관(104)으로 이루어지며, 알루미늄관 연결부(102)와 구리관 연결부(104)는 공정 접합으로 접합된다.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 커넥터가 냉매관 및 헤더와 결합된 단면도이다.

커넥터(100)는 알루미늄관(102)과 구리관(104)이 길이방향으로 연속하게 연결되는데, 용접재나 별도의 체결구 등에 의해 연결되지 않고, 이종금속의 용해 융합변태 특성을 이용하는 공정 접합에 의해 접합된다.

여기서, 공정접합은 알루미늄관(102)과 구리관(104)에 전류를 가하는 통전 가열도 가능하고, 알루미늄관(102)과 구리관(104)에 고주파를 가하는 유도 가열도 가능하다.

커넥터(100)는 알루미늄관(102)과 구리관(104) 중에서 어느 하나를 다른 하나에 일부 삽입한 후 공정 접합하는데, 통상적으로 알루미늄관(102) 보다 구리관(104)의 변형이 용이하므로 구리관(104)의 단부를 축소하고, 이러한 축소부(106) 를 알루미늄관(102)의 일측 단부 내측으로 삽입한다.

한편, 구리관(104)은 축소부(106)가 알루미늄관(102)의 단부에 접합되는 경사부(108)와, 알루미늄관(102)의 내부에 배치되고 알루미늄관(102)의 내주 보다 직경이 작은 직선부(110)를 포함한다.

커넥터(100)는 알루미늄관(102) 중에서 접합부(102A)의 반대편(102B)이 냉매관(52)의 단부가 삽입되어 접합되는 바, 냉매관(52)은 단부에 커넥터(100)의 알루미늄관(102)이 삽입되는 확관부(52A)가 형성되고, 냉매관(52)의 확관부(2A)와 알루미늄관(102)은 용접제(102C)에 의해 용접 접합된다.

커넥터(100)는 구리관(104) 중에서 접합부(104A)의 반대편에 헤더(70)(80)의 냉매 유입관(81) 또는 냉매 유출관(71)이 삽입되어 접합되는 바, 헤더(20)(30)의 냉매 유입관(81) 또는 냉매 유출관(71)이 삽입되는 부분에 확관부(104B)가 형성되고, 헤더(70)(80)의 냉매 유입관(81) 또는 냉매 유출관(71)과 구리관(104)의 확관부(104B)는 용접제(104C)에 의해 용접 접합된다.

한편, 응축기(4)는, 알루미늄관(102)과 구리관(104)의 접합부(102A)(104A)의 부식 방지를 위해 접합부에 씌워지는 튜브(120)를 더 포함한다.

튜브(120)는 열을 가하면 수축되면서 접합부에 밀착되도록 열 수축 튜브로 이루어진다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기 제조 방법은, 크게 알루미늄관 압출 성형 단계와; 알루미늄관 커팅/밴딩 단계와; 알루미늄관 끼움 단계와; 평 탄화 확관 단계와; 리턴 밴드 연결 단계와; 커넥터 연결 단계를 포함한다.

알루미늄관 압출 성형 단계는, 알루미늄관을 중공 원통 형상으로 압출 성형하면서 알루미늄관의 내주에 요철부(53)를 구비하는 단계로서, 이때, 요철부(53)는 홈부(54)와 돌출부(55)가 알루미늄관의 원주 방향으로 교호 형성되고, 홈부(54)와 돌출부(55) 각각은 알루미늄관의 길이 방향으로 길게 형성된다.

알루미늄관 커팅/밴딩 단계는, 상기 알루미늄관 압출 성형 단계 이후에 상기 요철부(53)가 형성된 알루미늄관을 커팅하면서 밴딩하는 단계한다.

알루미늄관 끼움 단계는, 알루미늄관 커팅/밴딩 단계에서 커팅/벤딩된 복수개의 알루미늄관을 복수개의 전열핀(60)에 끼운다.

확관 단계는, 상기 알루미늄관을 확관기구(미도시)로 확관시켜 알루미늄관을 전열 핀(60)과 일체화하는 단계이다.

리턴 밴드 연결 단계는, 일체화된 알루미늄관과 전열 핀(60)의 조립체에 리턴 밴드(58)를 연결하는 단계로서, 알루미늄관의 양측 단부 중에서 커넥터(100)와 연결되지 않는 단부를 확관한 후 리턴 밴드(58)의 단부를 알루미늄관의 확관부에 삽입하고 공정 접합한다.

커넥터 연결 단계는 알루미늄관과 전열 핀(60)와 리턴 밴드(58)의 조립체와 헤더(70)(80)를 커넥터(100)로 연결하는 단계로서, 커넥터(100)의 알루미늄관(102)을 냉매관(52)인 알루미늄관과 용접재로 용접 접합함과 아울러 커넥터(100)의 구리관(104)을 헤더(70)(80)의 냉매 유출관(71) 또는 냉매 유입관(81)에 용접재로 용접 접합한다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기의 제 2 실시예 주요부 확대 단면도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 커넥터(100)의 알루미늄관(102)과 구리관(102)의 접합부 부식 방지를 위해 방청 페인트(130)가 알루미늄관(102)과 구리관(104)의 접합부에 도장되고, 방청 페인트 이외의 기타 구성은 본 발명 제 1 실시예의 공기조화기 열교환기와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

방청 페인트(130)는 본 발명 일실시예의 튜브(120) 대신에 도장되는 것도 가능함은 물론이고, 알루미늄관(102)과 구리관(102)의 접합부에 방청 페이트(130)가 도장되고, 그 외측에 본 발명 일실시예의 튜브(120)가 배치되는 것도 가능함은 물론이다.

도 7은 본 발명에 따른 공기조화기의 제 3 실시예의 주요부 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 응축기의 분해 사시도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매가 통과하고 알루미늄 재질로 이루어진 응축기(4′)와; 냉매가 통과하고 구리 재질로 이루어진 공조부품(190)(200)과; 응축기(4′)와 공조부품(190)(200)을 연통시키는 커넥터(150)를 포함한다.

응축기(4′)는 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예와 같이, 냉매관(52)과 전열핀(60)과 엔드 플레이트(62)(64)와 헤더(70′)(80′)를 포함하고, 냉매가 통과하는 유로 즉, 냉매관(52)과 헤더(70′)(80′) 모두가 알루미늄 재질로 이루어 지거나 냉매관(52)이 구리 재질이고 헤더(70′)(80′)가 알루미늄 재질로 이루어진다.

공조부품(190)(200)은 응축기(4′)로 유입되거나 응축기(4′)에서 유출되는 냉매를 단속하는 서비스 밸브나 솔레노이드 밸브 등의 밸브로 이루어지는 것도 가능하고, 응축기(4′)로 냉매가 유입되게 하거나 응축기(4′)에서 유출된 냉매가 통과하는 냉매관으로 이루어지는 것도 가능하며, 이하 밸브인 것으로 한정하여 설명한다.

커넥터(150)는 알루미늄관(152)과 구리관(154)이 일체로 접합되고 알루미늄관(152)이 응축기(4′) 특히 헤더(70′)(80′)와 접합되며 구리관(154)이 밸브에 접합된다.

커넥터(150)의 상세한 구조는 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예의 커넥터와 동일한 바, 커넥터(150)는 알루미늄관(152)과 구리관(154)이 공정 접합되고, 알루미늄관(152)이 헤더(70′)(80′)의 냉매 유입관(72) 혹은 냉매 유출관(82)과 브레이징 접합되며, 구리관(154)이 밸브의 관부(191)(201)와 브레이징 접합된다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는, 커넥터(150)의 알루미늄관(152)과 구리관(154)의 접합부 부식 방지를 위해 접합부에 씌워지는 튜브(170)를 더 포함한다.

튜브(170)는 열을 가하면 수축되면서 접합부에 밀착되도록 열 수축 튜브로 이루어진다.

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 4 실시예의 구성도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 압축기(2)와 응축기(4)와 팽창기구(6)와 증발기(8)가 하나의 케이싱 내에 함께 설치되는 창문형 공기조화기로서, 벽 또는 창문에 고정되는 캐비닛(300)과, 캐비닛(300)의 하단이 결합되고 창문형 공기조화기의 바닥면을 형성하는 베이스 팬(310)과, 캐비닛(300)과 베이스 팬(310)의 사이를 실내측 공간과 실외측 공간으로 구획하는 에어 가이드(320)와, 캐비닛의 실내측 전면에 배치되어 공기조화기의 전면부를 형성하고 실내 공기가 흡입되는 흡입그릴(324)과 공기가 실내로 토출되는 토출그릴(326)이 배치된 전면패널(330)을 포함한다.

상기와 같은 창문형 공기조화기는 증발기(8)에서 생성되어 낙하된 응축수가 베이스(310)의 실내측 부분에서 실외측 부분으로 흐르고, 응축기(4″)의 하부와 접촉된 후 베이스 팬(310)이나 캐비닛(300)에 형성된 배수홀(312)을 통해 외부로 배수된다.

도 10은 도 9에 도시된 응축기의 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 응축기의 분해 사시도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 응축기는 하나의 냉매 유로가 형성된 것으로 한정하여 설명하고, 복수개의 냉매관(52)의 각각은 ′U′자 형상으로 벤딩되고, 전열핀(60)과 엔드 플레이트(62)(64)의 옆에서 전열핀(60) 및 엔드 플레이트(62)(64)에 형성된 체결공에 삽입된다.

복수개의 냉매관(52)은 전열핀(60)의 하부에 결합된 구리관(52A)과; 구리관(3)의 상측에 위치되도록 상기 전열핀(60)에 결합된 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)을 포함한다.

복수개의 냉매관(52)은 전열핀(60)에 상하 방향으로 이격되게 복수열 배치되는 바, 복수열의 냉매관 중에서 최하측열만이 응축수 등에 의한 부식 방지를 위해 구리관(52A)으로 구성되며, 최하측열 이외는 재료비 등을 고려하여 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)으로 구성된다.

또한, 복수개의 냉매관(52)은 상측에 위치하는 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)과 하측에 위치하는 구리관(52A)가 리턴 밴드(58)에 의해 연통되게 연결되는 바, 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G) 중에서 구리관(52A)과 가장 근접한 알루미늄관(52B: 이하 ′최하측 알루미늄관′이라 칭함)과 구리관(52A)을 연결하는 리턴 밴드(58A: 이하 ′최하측 리턴 밴드′라 칭함)는 알루미늄 재질로 이루어지거나 구리 재질로 이루어진다.

최하측 리턴 밴드(58A)는 알루미늄 재질로 이루어질 경우, 최하측 알루미늄관(52B)과 브레이징 접합되고 구리관(52A)과 공정접합되고, 구리 재질로 이루어질 경우, 최하측 알루미늄관(52B)과 공정접합되고 구리관(52A)과 브레이징 접합되는 것이 바람직하다.

또한, 최하측 리턴 밴드(58A)는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 1 실시예의 커넥터와 같이, 최하측 알루미늄관(52A)과 연결되는 부분이 알루미늄관으로 이루어 지고 구리관(52A)와 연결되는 부분이 구리관으로 이루어지며, 최하측 리턴 밴드(58A)의 알루미늄관과 최하측 리턴 밴드(58A)의 구리관이 공정 접합된 것도 가능함은 물론이다.

반면에, 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)을 상호 연결하는 리턴 밴드(58B)(58C)(58D)(58E)(58F)는 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)과의 연결이 용이하도록 알루미늄 재질로 이루어져 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)에 브레이징 접합되는 것도 가능하고, 구리관으로 이루어져 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)에 공정 접합되는 것도 가능함은 물론이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 1 실시예와 같이, 알루미늄 재질 혹은 구리 재질의 헤더(70)(80)를 포함한다.

헤더(70)(80)는 알루미늄 재질로 이루어질 경우, 구리관(52A)과는 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예와 같은 커넥터(100)에 의해 연결되고, 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G)과는 직접 브레이징 접합된다.

반면에, 헤더(70)(80)는 구리 재질로 이루어질 경우, 구리관(52A)과 직접 브레이징 접합되고, 알루미늄관(52B)(52C)(52D)(52E)(52F)(52G) 중 하나와 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예와 같은 커넥터(100)에 의해 연결된다.

도 12는 본 발명에 따른 공기조화기의 제 5 실시예의 구성도이고, 도 13은 도 12에 도시된 설치배관의 분해도이며, 도 14는 도 12에 도시된 알루미늄관과 구리관의 연결부가 도시된 단면도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 설치배관(7C)(9C)이 실내기(I)에 연결되고 구리 재질을 포함하는 실내기 연결관(410)과; 실외기(O)에 연결되고 구리 재질을 포함하는 실외기 연결관(420)과; 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)에 연결되어 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)을 연통시키는 연결관을 포함한다.

여기서, 설치배관(7C)(9C)은 실외기(O)를 통과한 냉매를 실내기(I)로 안내하는 제 1 설치배관(7C)과, 실내기(I)를 통과한 냉매를 실외기(O)로 안내하는 제 2 설치배관(9C)으로 이루어지고, 제 1 설치배관(7C)과 제 2 설치배관(9C)은 관 직경 차가 있다.

실내기 연결관(410)은 실내기(I)에 구비된 실내기 냉매관(7B)(9B)에 일단(411)이 용접 결합이나 체결구 등에 의해 연결된다.

실외기 연결관(420)은 실외기(O)에 구비된 실외기 냉매관(7A)(9A)에 일단(421)이 용접 결합이나 체결구 등에 의해 연결된다.

실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)을 연결하는 연결관은 실내기 연결관(410) 및 실외기 연결관(420)의 재질인 구리 재질 보다 저가의 재질로 이루어진다.

연결관은 알루미늄관(430) 혹은 알루미늄에 망간이나 규소나 구리 중 적어도 하나가 일부 함유된 알루미늄합금관을 포함하고 이하 설명의 편의를 위해 알루미늄 관(430)으로 한정하여 설명한다.

알루미늄관(430)은 길이 방향으로 연속되는 다수개의 관 조합체로 이루어져 그 일부관이 알루미늄관(430)으로 이루어지고 나머지관이 알루미늄관(430)과 다른 재질의 부재로 이루어지는 것도 가능하고, 그 전체가 하나의 알루미늄관(430)으로 이루어지는 것도 가능하며, 이하 하나의 알루미늄관(430)으로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다.

알루미늄관(430)은 전체적으로 직선형으로 배치되고, 일단(432)이 실내기 연결관(410)의 타단(412)에 연결되며, 타단(434)이 실외기 연결관(420)의 타단(422)에 연결된다.

알루미늄관(430)은 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)에 공정 접합이나 브레이징 용접되는 바, 공정 접합의 경우에는 알루미늄관(430)과 실내기 연결관(410)이나 실외기 연결관(420)에 전류를 가하는 통전 가열이나 고주파를 가하는 유도 가열로 접합하는데, 알루미늄관(430)이 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)과 이종재질이므로 공정 접합이 가장 바람직하다.

또한, 설치배관(7C)(9C)은 알루미늄관(430)이 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)에 비해 변형이 어려우므로, 실내기 연결관(410)의 타단(412)과 실외기 연결관(420)의 타단(422)을 확장 혹은 축소하여 알루미늄관(430)과 연결하는 것이 바람직한 바, 이하 실내기 연결관(410)의 타단(412)과 실외기 연결관(420)의 타단(422)을 확관하고, 알루미늄관(430)의 일단(432)을 실내기 연결관(410)의 타단(412)에 삽입하여 접합하며, 알루미늄관(430)의 타단(434)을 실외기 연결관(420) 의 타단(422)에 삽입하여 접합한다.

설치배관(7C)(9C)은 실내기(I)와 실외기(O)의 위치에 따라 적어도 1회 절곡될 수 있는데, 알루미늄관(430)은 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)에 비해 경도가 높으므로 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420) 보다 절곡이 용이하지 않고, 절곡시 내부 유로 단면에 변형이 변형될 수 있으므로, 절곡이 필요할 경우 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420)을 절곡하는 것이 바람직하다.

또한, 설치배관(7C)(9C)은 실내기 연결관(410)과 알루미늄관(430)의 연결부를 둘러싸는 보강부재(440: 이하, 제 1 보강부재라 칭함)와, 상기 실외기 연결관(420)과 알루미늄관(430)의 연결부를 둘러싸는 보강부재(450: 이하, 제 2 보강부재라 칭함)를 더 포함한다.

여기서, 제 1 보강부재(440)와 제 2 보강부재(450)는 설치배관을 절곡시킬 때 연결부 특히, 알루미늄관(430)이 꺽이거나 파단되지 않고 연결부 이외가 절곡되게 연결부를 지지함과 아울러 연결부를 보호하는 일종의 서포터로서, 강성체로 이루어지는 것이 바람직하고, PVC 튜브 등으로 이루어진 것도 가능하다.

또한, 공기조화기의 설치배관은 제 1 보강부재(440)를 둘러싸면서 실내기 연결관(410)과 알루미늄관(430)에 고정되어 제 1 보강부재(440)를 실내기 연결관(410)과 알루미늄관(30)에 밀착 고정시키는 제 1 고정부재(442)와, 제 2 보강부재(50)를 둘러싸면서 실외기 연결관(420)과 알루미늄관(430)에 고정되어 제 2 보강부재(450)를 실외기 연결관(420)과 알루미늄관(430)에 밀착 고정시키는 제 2 고정부재(452)를 더 포함한다.

제 1 고정부재(442)와 제 2 고정부재(452)는 열을 가하면 축소되는 열수축 튜브나 테이프 등으로 이루어지는 것도 가능하고 테프론 재질로 이루어지는 것도 가능하다.

제 1 고정부재(442)와 제 2 고정부재(452)는 제 1 보강부재(440)와 제 2 보강부재(450) 보다 더 길게 형성되어 제 1 보강부재(440)와 제 2 보강부재(450)의 양단을 감싸도록 고정된다.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 공기조화기는 운전 특히 냉방 운전시 실외기(O)를 통과한 냉매는 제 1 설치배관(7C)의 실외기 연결관(420)과 알루미늄관(430)과 실내기 연결관(410)을 차례로 통과한 후 실내기(I)로 유입된다.

실내기(I)로 유입된 냉매는 실내기(I)에 설치된 증발기에서 실내 공기와 열교환되어 증발된다.

실내기(I)의 증발기에서 증발된 냉매는 제 2 설치배관(9C)의 실내기 연결배관(410)과 알루미늄관(430)과 실외기 연결관(420)을 차례로 통과한 후 실외기(O)로 유입된다.

실외기로 유입된 냉매는 실외기(O)에 설치된 압축기에서 압축된 후 응축기에서 실외 공기와 열교환되어 응축되고, 이후 팽창기구에서 팽창된 후 제 1 설치배관(7C)으로 유입된다.

한편 상기와 같은 냉매의 순환시, 냉매는 알루미늄관(430)을 통과할 때 실외기 연결관(420)이나 실내기 연결관(410)을 통과할 때 보다 주변으로의 전열량이 적 고, 냉매는 설치배관 전체가 구리 재질일 경우 보다 열손실이 적게 된다.

본 실시예에 따른 공기조화기의 설치배관은 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명 제 5 실시예의 설치배관(7C)(9C) 외둘레에 스프링(470)이 밀착권으로 감겨지고, 기타의 구성은 본 발명 제 5 실시예 중 하나와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

스프링(470)은 설치배관을 구부릴 때 응력을 분산시켜 일부가 급격하게 꺽이지 않도록 하는 것으로서, 알루미늄관(430)의 외둘레에만 배치되는 것도 가능하고, 알루미늄관(430)과 실내기 연결관(410)과 실외기 연결관(420) 뿐만 아니라 그 접합부에도 배치되는 것도 가능하다.

본 실시예에 따른 공기조화기의 설치배관은 구부렸을 때 급격하게 꺽이기 쉬운 알루미늄관(430)의 외둘레에만 스프링(470)을 배치되고 상대적으로 급격하게 꺽이지 않는 구리 재질의 실내기 연결관(410) 및 실외기 연결관(420) 외둘레에는 재료비 등을 고려하여 스프링(470)을 배치시키지 않는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 냉매관으로 연결되고, 응축기와 증발기와 냉매관 중 적어도 하나가 알루미늄관과 구리관의 조합으로 이루어져, 냉매가 통과하는 유로 전체가 구리관에 의해 이루어질 경우 보다 비용이 저렴한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기는 알루미늄관과 구리관이 공정 접합되어 직접 연결되므로, 알루미늄관과 구리관을 브레이징 접합하는 경우 보다 작업이 손쉽고 불량률이 최소화되는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기는 알루미늄관과 구리관이 별도의 커넥터에 의해 연결되되, 커넥터가 알루미늄관과 구리관의 조합체로 이루어져, 커넥터를 이용하여 알루미늄관과 구리관을 손쉽고 간편하게 연결시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

냉매가 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 순환하도록 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 냉매관으로 연결되고,

상기 응축기와 증발기와 냉매관 중 적어도 하나는 일부가 알루미늄관으로 이루어지고 나머지가 구리관으로 이루어짐과 아울러 알루미늄관과 구리관이 연통되게 연결된 공기조화기.
청구항 1에 있어서,

상기 알루미늄관과 구리관은 공정 접합된 공기조화기.
제 2 항에 있어서,

상기 알루미늄관과 구리관의 연결부를 둘러싸는 보강부재를 더 포함하는 공기조화기의 설치배관.
제 3 항에 있어서,

상기 보강부재를 둘러싸서 고정시키는 고정부재를 더 포함하는 공기조화기.
청구항 2에 있어서,

상기 구리관은 상기 알루미늄관의 내부로 삽입되는 축관부를 갖는 공기조화 기.
청구항 1에 있어서,

상기 알루미늄관은 내주면에 돌출부와 홈부가 원주 방향으로 교대 형성된 요철부가 형성되고, 상기 돌출부와 홈부는 단면 형상이 사다리꼴 형상인 공기조화기.
청구항 1에 있어서,

상기 알루미늄관과 구리관은 커넥터에 의해 연결된 공기조화기.
청구항 7에 있어서,

상기 커넥터는 상기 알루미늄관에 접합되는 부분이 알루미늄 재질로 이루어진 알루미늄관이고, 상기 구리관에 접합되는 부분이 구리 재질로 이루어진 구리관이며, 상기 커넥터의 알루미늄관과 상기 커넥터의 구리관은 일체로 접합된 공기조화기.
청구항 8에 있어서,

상기 커넥터의 알루미늄관와 상기 커넥터의 구리관은 공정 접합된 공기조화기.
청구항 9에 있어서,

상기 커넥터의 구리관은 상기 커넥터의 알루미늄관 내부로 삽입되는 축관부를 갖는 공기조화기.