KR20090052058A - 공조기의 실외유닛, 핀 및 핀의 제작방법 - Google Patents

Abstract

공조유닛의 크기가 크고 핀의 길이가 길더라도, 핀의 이송이나 설치 시에 발생할 수 있는 핀의 파손이나, 외부 충격에 의한 변형이나, 핀의 설치 후에 외부 풍압등에 의해서 발생할 수 있는 변형등의 문제가 없도록 하여, 열교환기의 신뢰성이 향상되는 이점을 얻을 수 있는, 케이스; 상기 케이스의 상방으로 공기를 토출하는 팬; 및 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 팬으로 흡입되기 전의 공기에 의해서 열교환이 수행되는 열교환기가 포함되고, 상기 열교환기는 좌우로 배치되는 복수개의 냉매관; 및 상기 냉매관에 접촉되는 핀이 포함되고, 상기 핀의 양측 모서리의 적어도 일측에는 요철부가 제공되는 공조기의 실외유닛이 제공된다.

핀, 요철부

Description

공조기의 실외유닛, 핀 및 핀의 제작방법{OUTDOOR UNIT FOR AIR CONDITIONING SYSTEM, FIN, AND FABRICATION METHOD FOR THE FIN}

도 1은 본 발명 실시예에 따른 공조장치의 실외유닛의 사시도.

도 2는 본 발명 실시예에서 열교환기의 일 부분을 확대해서 도시하는 도면.

도 3은 실시예에 따른 핀의 사시도.

도 4는 본 발명 실시예에 따른 핀의 측면도.

도 5는 핀의 제작방법을 설명하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀의 사시도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀의 측면도.

본 발명은 공조장치의 실외유닛, 그 실외유닛에 적용되는 열교환기의 핀 및 핀의 제작방법에 관한 것이다.

공조장치는 실내의 공기조화 환경이 강제로 제어되도록 하여, 사용자가 보다 쾌적한 생활을 영위할 수 있도록 하는 장치이다. 상기 공조장치는 공조 환경이 제공되는 실내에 놓이는 실내유닛과, 상기 실내기와의 상호 작용을 수행하도록 실외 에 놓이는 실외유닛이 제공된다.

상기 실외유닛으로는, 좁은 방이 개별적으로 냉각되도록 하기 위하여 사용되는 소형 실외유닛과, 대형 건물이 중앙공조되도록 할 때 제공되는 냉각탑 형식의 실외유닛이 있다. 그런데, 상기 냉각탑 형식의 실외유닛은 물을 이용하여 냉매가 열교환되기 때문에, 냉각수에 세균이 번식하여 실내 생활자의 건강을 해치는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 감안하여 근래들어서는 밀폐형의 실외유닛, 다시 말하면, 수냉식이 아닌 공냉식의 대형 실외유닛이 복수개 사용되는 형태로 실외유닛이 마련되고 있다.

상기 대형 실외유닛은 열교환량이 크도록 하기 위하여 그에 대응하는 구조로제공되어야 한다. 특히, 열교환이 직접 수행되는 열교환기는 대형으로 제공되어 보다 많은 양의 냉매가 유동하여야 하고, 보다 많은 양의 공기가 열교환기를 통과하여야 하고, 공기의 접촉면적이 보다 넓어지도록 하는 것이 중요하다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해서는 열교환기에 제공되는 핀은 더 얇아져야 하고, 보다 촘촘하게 냉매관에 고정되어야 하고, 핀의 개수도 많아져야 한다.

그러나, 다량의 핀이 냉매관에 삽입되는 공정에서, 핀이 파손되는 일이 잦은 문제점이 있고, 이는 핀이 얇아짐에 따라서 더욱 현저하게 드러나게 된다. 그리고, 핀을 이동시킬 때에도 그와 같은 파손 문제가 발생한다. 이 뿐만 아니라 핀이 설치되고 난 다음에도, 고 풍속의 바람이 핀에 가하여지면 핀이 휘거나 핀에 변형이 발생되어, 결국 열교환 효율의 저하로 이어지게 된다.

본 발명은 상기되는 배경 하에서 제안되는 발명으로서, 대형 실외유닛에 사용되는 열교환기의 핀의 파손, 변형등을 방지할 수 있는 공조기의 실외유닛, 핀 및 핀의 제작방법을 제안하고자 한다.

또한, 대형 실외유닛의 경우에는 열교환기에 적층되는 냉매관의 수가 대략 25개 이상으로 많아져서 핀의 길이도 길게 되는데, 이와 같이 핀의 길이가 길게 되더라도 핀의 이송이나 설치 시에 발생할 수 있는 핀의 파손이나, 외부 충격에 의한 변형이나, 핀의 설치 후에 외부 풍압등에 의해서 발생할 수 있는 변형등의 문제를 개선할 수 있는 공조기의 실외유닛, 핀 및 핀의 제작방법을 제안한다.

본 발명에 따른 공조기의 실외유닛은, 케이스; 상기 케이스의 상방으로 공기를 토출하는 팬; 및 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 팬으로 흡입되기 전의 공기에 의해서 열교환기 수행되는 열교환기가 포함되고, 상기 열교환기는 좌우로 배치되는 복수개의 냉매관; 및 상기 냉매관에 접촉되는 핀이 포함되고, 상기 핀의 양측 모서리의 적어도 일측에는 요철부가 제공된다.

본 발명에 따른 핀은, 긴 판상 부재에 냉매관을 지지하는 칼라와 루버가 형성되는 핀에 있어서, 상기 핀의 양측 모서리의 적어도 일측에는 상기 핀의 강도를 증진시키는 요철부가 제공된다.

본 발명에 따른 핀의 제작방법은, 큰 크기의 철판에 반복되는 형태로, 냉매관을 지지하는 칼라와 루버를 형성하는 단계; 상기 철판을 핀의 크기로 절단하는 단계; 및 절단된 철판 각 부재의 절단된 모서리의 적어도 일측에 요철을 형성하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예로 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 그 실시예에 제공되는 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 및 부분조합에 의해서도 다른 실시예를 더 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 공조장치의 실외유닛의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 대형의 공조장치의 실외유닛(1)에는, 내부에 수용공간을 형성하고 측면에 개구부가 형성되는 직육면체 형상의 케이스(2)와, 상기 수용공간의 내부에 놓이는 압축기(9)등의 부품과, 상기 케이스(2)의 네 측면 중에서 전면을 제외한 삼면을 따라서 놓이는 실외측 열교환기(13)와, 상기 케이스(2)의 상면에 놓여서 상기 케이스(2)의 내부공간의 공기를 케이스(2)의 상면을 통하여 토출하는 송풍팬(7)이 포함된다.

이러한 구성을 가지는 실외유닛(1)의 작용을 간단하게 설명한다. 상기 송풍팬(7)이 회전하면 상기 케이스(2)의 내부공간은 음압 분위기로 조성되고, 상기 음압 분위기에 의해서 케이스(2)의 외부로부터 공기가 흡입된다. 상기 케이스(2)의 내부로 공기가 유입되는 위치는 상기 케이스(2)의 측면 중에서도 실외측 열교환기(13)가 놓이는 세 측면이 되고, 그 이외의 부분은 밀폐되도록 함으로써, 공기의 유입 시에 대부분의 공기가 실외측 열교환기(13)를 통하여 유입되도록 한다. 이때, 열교환기(13)에 제공되는 냉매관 내부를 유동하는 냉매가 열교환이 수행되는 것은 당연하다. 그리고, 열교환의 효율이 높아지도록 하기 위하여, 상기 열교환기는 대형으로서 상하로 복수개의 냉매관을 가지고 있는데, 대형 실외유닛의 경우에는 그 단의 수가 25개를 초과한다. 이와 같은 다수의 냉매관과 접촉하는 핀을 제공하기 위해서, 핀은 그 길이가 상당히 길어지게 될 것이고, 충분한 열 교환량을 얻기 위하여 두께는 줄어들고, 중첩되는 핀의 개수는 늘어나게 된다.

상기 실외측 열교환기(13)를 경유한 공기는 열교환기(13) 상면의 송풍팬(7)을 통하여 외부로 토출된다.

이상에서는 공기의 유동을 중심으로 한 실외유닛(1)의 구성 및 작용을 설명하였으며, 이하에서는 냉매의 유동을 중심으로 한 실외유닛(1)의 구성 및 작용을 설명한다.

상기 실외유닛(1)에는 실내유닛과 연결되어 실내유닛을 경유한 냉매가 실외유닛측으로 유입되는 제 1 실내측 관로(8)와, 냉매를 압축하는 압축기(9)와, 압축된 냉매를 분지하여 나뉘어서 유동하도록 하는 냉매유로장치(10)와, 냉매유로장치(10)를 통하여 일단 분지된 냉매를 열교환기(13)의 개별적인 냉매관으로 분배시키는 분배기(11)(17)와, 상기 분배기(11)(17)에 의해서 분배되고 각각의 연결관로(12)를 통하여 공급된 냉매를 열교환 시키는 열교환기(13)와, 상기 열교환기(13)에 의해서 열교환 된 냉매가 실내측으로 회기하는 관로인 제 2 실내측 관로(14)가 포함된다. 상기 분배기(11)(17)는 단일의 유입관로와 복수개의 토출관로를 가지고 있어서, 유입되는 냉매를 복수개의 토출관로로 균일하게 토출하게 된다.

상기 제 1 실내측 관로(8)를 통하여 유입된 냉매는 압축기(9)에서 압축되어, 고압의 기상냉매-약간 정도의 액상냉매가 포함되는 것이 일반적이다-로 된다. 압축된 냉매는 상기 열교환기(13)로 유입되는데, 상기 열교환기(13)에는 다량의 열이 교환될 수 있도록 냉매관의 단수가 많은 것을 감안하여, 각각의 냉매관으로 최적인 양의 냉매가 각각 분배될 수 있도록 한다. 이와 같은 냉매의 분배구조를 제공하기 위하여, 냉매유로장치(10)가 마련되어 냉매가 다량으로 분지되도록 하고, 냉매유로장치(10)의 하류측에는 분배기(11)(17)가 더 마련되어 분배기(11)(17)에서 분배된 냉매가 각각 열교환기의 냉매관으로 유입되도록 한다.

그리고, 상기 열교환기(13)를 경유하며 공기와 열교환 된 냉매는, 제 2 실내측 관로(14)를 통하여 실내기로 되돌아 간다.

한편, 각 냉매관을 통과하는 냉매와 상기 열교환기(13)로 유입되는 공기 간의 열교환이 충분히 일어나도록 하기 위하여, 상기 열교환기(13)에 제공되는 핀은 그 수는 늘어나고, 두께는 감소되고, 그 길이도 늘어나게 된다.

상기 실외유닛의 기구적인 구조를 중심으로 설명한다.

상기 케이스(2)는 직육면체 형상으로서 송풍팬(7)이 장착되는 상면판(3)과, 양측면에 놓이는 측면판(5)과 후면판(4)과 하면판(7)이 제공된다. 그리고, 상기 케이스(2)의 전면에는 전면판(6)이 제공되어 있다. 여기서, 상기 전면판(6)에는 전장부품이 수용되는 전장박스(15)가 더 마련되어 있고, 상기 전장박스(15)의 후방으로는 히트싱크(16)가 전장박스(15)-전면판(6)-의 배면으로 노출되는 형식으로 제공되어 있다. 상기 히트싱크(16)가 상기 전면판(6)의 배면으로 노출됨으로써, 상기 케이스(2)의 내부공간을 유동하는 공기-열교환기를 통과한 공기-에 의해서 히트싱 크(16)가 냉각될 수 있게 된다.

또한, 상기 전면판(6)은, 힌지(18)에 의해서 상기 케이스(2)의 어느 일측 모서리에 대하여 회동가능하게 장착된다. 그러므로, 사용자는 전면판(6)을 개폐하는 동작에 의해서 사용자가 실외유닛(1)의 내부를 수리하거나 여타의 보수 작업을 할 때, 편리하게 사용할 수 있도록 하고 있다. 상기 전장박스(15)는 상기 전면판(6)의 전방을 통하여 내부를 들여다 볼 수 있도록 하는 것이 좋다. 그러므로, 상기 전면판(6)에서 상기 전장박스(15)와 정렬되는 위치에는 도어가 제공되어 개방이 가능한 구조로 되는 것이 바람직할 것이다. 물론, 전장박스(15)의 다른 부분이 개방되는 것도 용이하게 생각할 수 있으나, 사용자가 전면판(6)을 열 필요가 없도록 하기 위해서는, 전면판(6)의 전면부가 개방되도록 하는 것이 더욱 바람직할 것이다.

이하에서는 대형 실외유닛에 적합하도록 마련되는 열교환기를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 실시예에서 열교환기의 일 부분을 확대해서 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 열교환기(13)는 상하로 다수개로 제공되는 냉매관(31)과, 상기 냉매관(31)에 끼워지는 복수개의 핀(32)으로 제공된다.

상기 핀(32)의 길이방향의 모서리에는 상기 핀(32)의 강도를 보강하기 위하여 요철부(323)가 더 제공된다. 상기 요철부(323)는 핀(32)의 모서리에 마련되어 핀의 관성 모멘트를 증가시키는 작용을 하게 된다. 상기 핀(32)의 관성 모멘트가 커지게 되면, 핀의 이송, 설치 시에 가하여 질 수 있는 외부 충격에 대하여 더 견고하게 저항할 수 있게 되고, 열교환기(13)가 설치되고 난 다음에도 강한 풍압에 견딜 수 있어서 열교환기의 동작 신뢰성이 향상되는 이점을 기대할 수 있게 된다.

세하게 설명하면, 상기 요철부(323)는 핀의 모서리에 제공됨으로써 관성 모멘트를 증가시킬 수 있고, 핀의 길이방향으로 가하여지는 벤딩력에 대하여 더 강하게 저항할 수 있게 되는 것이다.

상기 핀의 구조를 도 3에 제시되는 핀의 사시도를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 상기 핀(32)은 대체로 평판 형상으로서, 딥 드로잉등과 같은 방법으로 제공되고 상기 냉매관(31)이 삽입되는 칼라(COLLAR)(321)와, 외부 풍속에 대하여 열교환 효율을 향상시키기 위하여 핀 본체가 절개/벤딩되어 제공되는 루버(322)와, 상기 핀(32)의 양측 모서리 부분에 제공되어 핀의 강성을 향상시키는 요철부(323)와, 상기 칼라(321)의 주변부에서 루버(322)등이 제공되지 않는 영역인 평면부(326)가 포함된다.

상기 요철부(323)는 루버(322)가 제공되지 않는 핀(32)의 양측 단부 모서리 부분에 형성되는 것으로서, 요철부(323)에 의해서 핀(32)의 관성 모멘트가 높아지는 이점을 기대할 수 있고, 관성 모멘트가 높아지면 판상체의 핀이 휘어지도록 가하여지는 힘에 대하여 핀이 휘어지지 않도록 하는 힘을 제공할 수 있다. 이러한 강도 향상은 핀에 가하여지는 외부충격에 대하여도 더 강하게 견딜 수 있도록 하는 것은 용이하게 짐작할 수 있을 것이다.

상기 요철부(323)의 구조를 더 상세하게 설명한다.

상기 요철부(323)는 평판에 일정 주기로 마련되는 다수개의 첨점에 의해서 제공되는 것으로서, 첨점은 핀(PIN)이 평판을 누르는 공정에 의해서 제공될 수 있을 것이다. 상기 첨점은 일정간격으로 제공되어 있어서, 그 제작이 편리하게 될 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 핀의 측면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 요철부(323)에 제공되는 첨점은 핀(32)의 모서리 단부까지 연장되는 형태로서, 그 모서리 단부는 물결치는 형태로 제작된다. 이와 같이 모서리에까지 요철부(323)가 연장되는 경우에는 핀의 강성은 한층 더 증가하게 된다. 이와 같이 상기 요철부(323)는 핀의 모서리에까지 요철형상이 생기도록 하는 형태로 제공되는데, 이와 같은 형상이 원활히 제공되도록 하기 위하여, 상기 핀(32)은 특정의 형상으로 제작된다.

다시 말하면, 일반적으로 핀(32)은 넓은 판상 부재가 절단되어 제공되는데, 상기 요철부(323)는 상기 판상 부재가 절단되기 전에 제공되도록 하는 것은 어려워서, 요철부(323)는 판상 부재가 절단되고 난 다음에 형성되도록 하는 것이 바람직한 것이다. 이는 상기 요철부(323)는 핀(32)의 모서리 단부까지 그 요철의 형상이 연장되는 형상이기 때문에, 요철부(323)가 형성되고 난 다음에 판이 절단된다면 요철부(323)의 형상이 제대로 형성될 수 없기 때문이다.

이하에서는 상기 핀의 제작방법에 대하여 더 상세하게 설명한다.

도 5는 핀의 제작방법을 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 핀(32)은 판상의 큰 부재에 다수개로 제공되는 칼라(321)와 루버(322)를 일정간격으로 다수 개 형성한다(S1). 이 상태에서의 핀(32)은 길이 가 긴 판 부재에 동일한 형상의 칼라와 루버가 다수개 일정 간격으로 제공되어 있는 것을 용이하게 예상할 수 있을 것이다.

이후에는 각각의 핀(32)이 제공되도록 판재를 핀의 원래 크기로 절단한다(S2).

이때 절단된 핀의 형상으로는 양측 모서리 부부는 평판의 형상을 그대로 유지하고 있을 것이다. 상기 핀의 양측 모서리가 절단되기 전에는, 그 모서리 부위가 평판의 형상을 그대로 가지고 있는데, 이는 핀(32)을 이송하기 위하여 핀의 모서리 부분을 공기압을 이용하여 이를 잡고 있도록 하기 위한 목적도 함께 가지고 있다. 더 상세하게 설명하면, 핀으로 가공될 판상 부재는 공압장치에 의해서 빨판이 핀을 잡고서 이를 이송시키게 되는데, 핀의 양측 모서리 부분이 가공되어 버리면 공기압이 외부로 누설되어 버리기 때문에, 핀을 잡을 수 없게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 통하여 상기 핀이 옮겨지고 난 다음에는, 상기 핀(32)의 모서리 부분에 이미 본 바와 같은 요철부(323)를 형성한다(S3). 상기 요철부(323)의 형상은 이미 본 바와 같이 핀의 모서리 부분에 제공되는 평판에 핀(PIN)을 눌러서 눌려지는 형상 그대로 요철부(323)가 제공되는 것을 의미한다. 그러므로, 상기 요철부(323)는 롤러의 외주면에 일정 간격으로 핀(PIN)이 형성되고, 그 롤러가 회전하는 동작 중에 핀(PIN)이 판상부재를 누르는 공정에 의해서 제작될 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예는 다른 부분은 원 실시예와 동일하고, 다만 요 철부(323)가 제공되는 위치만이 차이가 있다. 상세하게는, 상기 요철부(323)는 핀의 어느 일측 모서리 부분에만 제공되고, 다른 일측 모서리에는 제공되지 않는 것이다. 이와 같이 요철부(323)가 핀의 어느 일측 모서리에만 제공되도록 하는 것은, 핀(32)의 크기 또는 형상 또는 사용 위치에 따라서 어느 일측 모서리에만 요철부가 제공되더라도 핀의 강성 확보가 충분한 경우에는 굳이 다른 한 쪽에도 요철부를 형성하여 제작비가 높아지도록 할 이유는 없기 때문이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀의 측면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 실시예는 핀의 모서리 부분에 첨점을 제공하고, 그 첨점을 가지는 요철부(323)에 의해서 핀의 강도가 증가되는 것으로 설명이 된 바가 있다. 그러나, 이와 같은 첨점을 가지는 형태로 제한되지 아니하고, 상기 요철부(323)는 소정의 형상으로 가공되어 있는 틀을 눌러서 핀을 가공하는 포밍공정에 의해서도 제공될 수 있는 것이다. 예를 들어, 판상부재가 절단되어 각각의 핀이 제작되고 난 다음에, 별도의 프레스 공정에 의해서 포밍부를 더 제공할 수 있게 되는 것이다.

도면에서는 사다리꼴의 형상으로 요철부가 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 사다리꼴로 그 형상이 제한된다고 볼 수는 없으며, 삼각, 사각, 원형, 타원형등과 같은 다양한 단면 형상이라도 본 발명 사상을 구현하는데 있어서는 지장이 없을 것이다.

본 발명에 따르면, 열교환기에 제공되는 핀의 파손, 변형등을 방지할 수 있 어서, 외부 충격등에 의한 문제가 없이 안정적으로 열교환이 일어날 수 있다.

또한, 핀의 길이가 길더라도 핀의 이송이나 설치 시에 발생할 수 있는 핀의 파손이나, 외부 충격에 의한 변형이나, 핀의 설치 후에 외부 풍압등에 의해서 발생할 수 있는 변형등의 문제가 없으므로, 열교환기의 신뢰성이 향상되는 이점을 더 기대할 수 있다.

Claims (11)

1. 케이스;

   상기 케이스의 상방으로 공기를 토출하는 팬; 및

   상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 팬으로 흡입되기 전의 공기에 의해서 열교환기 수행되는 열교환기가 포함되고,

   상기 열교환기는 좌우로 배치되는 복수개의 냉매관; 및

   상기 냉매관에 접촉되는 핀이 포함되고,

   상기 핀의 양측 모서리의 적어도 일측에는 요철부가 제공되는 공조기의 실외유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철부가 형성된 상기 핀의 단부는 물결치는 형태로 제공되는 공조기의 실외유닛.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철의 단면은, 삼각, 사각, 사다리꼴, 원형, 타원형 중에서 선택되는 형상인 공조기의 실외유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철은, 첨점을 중심으로 낮아지는 형상인 공조기의 실외유닛.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀에는 판상부재에,

   상기 냉매관이 지지되는 칼라;

   상기 칼라의 주위에 형성되는 평면부; 및

   열교환을 증진시키기 위한 복수개의 루버가 포함되는 공조기의 실외유닛.
6. 긴 판상 부재에 냉매관을 지지하는 칼라와 루버가 형성되는 핀에 있어서,

   상기 핀의 양측 모서리의 적어도 일측에는 상기 핀의 강도를 증진시키는 요철부가 제공되는 핀.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 요철부는 상기 핀의 단부까지도 연장되어, 상기 단부가 상하로 굽어있는 핀.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 요철부는 첨점을 기준으로 높이가 낮아지는 형태로 제공되는 핀.
9. 큰 크기의 철판에 반복되는 형태로, 냉매관을 지지하는 칼라와 루버를 형성 하는 단계;

   상기 철판을 핀의 크기로 절단하는 단계; 및

   절단된 철판 각 부재의 절단된 모서리의 적어도 일측에 요철을 형성하는 단계로 수행되는 핀의 제작방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 요철은 핀(pin)으로 눌러져서 제공되는 핀의 제작방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 요철은 모서리의 길이방향 전체 또는 일부에 제공되는 핀의 제작방법.

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