KR20120010239A

KR20120010239A - 열교환기 및 그것을 탑재한 공기 조화기

Info

Publication number: KR20120010239A
Application number: KR1020117024613A
Authority: KR
Inventors: 마도까 우에노
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2012-02-02
Also published as: EP2423632A1; US20120024509A1; JP4503682B1; TW201038904A; CN102395854B; AU2009344987A1; CN102395854A; JP2010255885A; EP2423632B1; KR101326973B1; US8887520B2; TWI416058B; EP2423632A4; EG27103A; WO2010122684A1; AU2009344987B2

Abstract

열교환기(1)는, 간격을 두고 평행하게 배치된 2개의 헤더 파이프(2, 3)와, 헤더 파이프(2, 3) 사이에 복수 배치되고, 내부에 형성한 냉매 통로(5)를 헤더 파이프(2, 3)의 내부에 연통시킨 편평 튜브(4)와, 편평 튜브(4)끼리의 사이에 배치된 코러게이트 핀(6)을 구비한다. 열교환기(1)의 응축수가 결집하는 측의 면에 있어서의 코러게이트 핀(6)의 단부를 편평 튜브(4)의 단부로부터 밀려 나오게 하고, 그 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극(G)에 선 형상의 도수 부재(10)를 삽입한다. 도수 부재(10)는, 코러게이트 핀(6)의 단부로부터 상기 편평 튜브측에 표면 장력이 작용할 수 있는 범위 내까지 삽입한다.

Description

열교환기 및 그것을 탑재한 공기 조화기{HEAT EXCHANGER AND AIR CONDITIONER HAVING THE HEAT EXCHANGER MOUNTED THEREIN}

본 발명은 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기 및 그것을 탑재한 공기 조화기에 관한 것이다.

복수의 헤더 파이프 사이에 복수의 편평 튜브를 배치하고 편평 튜브 내부의 복수의 냉매 통로를 헤더 파이프의 내부에 연통시킴과 함께, 편평 튜브간에 코러게이트 핀(corrugated fin) 등의 핀을 배치한 패러렐 플로우형의 열교환기는, 카 에어컨이나 건물용 공기 조화기의 실외측 유닛 등에 널리 이용되고 있다.

종래의 사이드 플로우 방식 패러렐 플로우형 열교환기의 일례를 도 11에 도시한다. 도 11에서는 지면 상측이 수직 방향의 상측, 지면 하측이 수직 방향의 하측으로 된다. 열교환기(1)는, 2개의 수직한 헤더 파이프(2, 3)를 수평 방향으로 간격을 두고 평행하게 배치하고, 헤더 파이프(2, 3) 사이에 복수의 수평한 편평 튜브(4)를 수직 방향으로 소정 피치로 배치한다. 편평 튜브(4)는 금속을 압출 성형한 가늘고 긴 성형품이며, 내부에는 냉매를 유통시키는 냉매 통로(5)가 형성되어 있다. 편평 튜브(4)는 길이 방향인 압출 성형 방향을 수평하게 하는 형태로 배치되므로, 냉매 통로(5)의 냉매 유통 방향도 수평해진다. 냉매 통로(5)는 단면 형상 및 단면 면적이 동등한 것이 도 11의 깊이 방향으로 복수개 배열되고, 그 때문에 편평 튜브(4)의 수직 단면은 하모니카 형상을 나타내고 있다. 각 냉매 통로(5)는 헤더 파이프(2, 3)의 내부에 연통된다. 인접하는 편평 튜브(4)끼리의 사이에는 코러게이트 핀(6)이 배치된다.

헤더 파이프(2, 3)와, 편평 튜브(4) 및 코러게이트 핀(6)은 모두 알루미늄 등 열전도가 좋은 금속으로 이루어지고, 편평 튜브(4)는 헤더 파이프(2, 3)에 대하여, 코러게이트 핀(6)은 편평 튜브(4)에 대하여, 각각 경납땜 또는 용착으로 고정된다.

열교환기(1)에서는, 냉매 출입구(7, 8)는 헤더 파이프(3)의 측에만 설치되어 있다. 헤더 파이프(3)의 내부에는 상하 방향으로 간격을 두고 2매의 구획판(9a, 9c)이 설치되어 있고, 헤더 파이프(2)의 내부에는 구획판(9a, 9c)의 중간의 높이 지점에 구획판(9b)이 설치되어 있다.

열교환기(1)를 증발기로서 사용하는 경우, 냉매는 도 11에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 하측의 냉매 출입구(7)로부터 유입된다. 냉매 출입구(7)로부터 들어간 냉매는, 구획판(9a)에 의해 막혀 편평 튜브(4) 경유로 헤더 파이프(2)를 향한다. 이 냉매의 흐름이 좌향의 블록 화살표로 표현되어 있다. 헤더 파이프(2)에 들어간 냉매는 구획판(9b)에 의해 막혀 다른 편평 튜브(4) 경유로 헤더 파이프(3)를 향한다. 이 냉매의 흐름이 우향의 블록 화살표로 표현되어 있다. 헤더 파이프(3)에 들어간 냉매는 구획판(9c)에 의해 막혀 또 다른 편평 튜브(4) 경유로 다시 헤더 파이프(2)를 향한다. 이 냉매의 흐름이 좌향의 블록 화살표로 표현되어 있다. 헤더 파이프(2)에 들어간 냉매는 반환되어 또 다른 편평 튜브(4) 경유로 다시 헤더 파이프(3)를 향한다. 이 냉매의 흐름이 우향의 블록 화살표로 표현되어 있다. 헤더 파이프(3)에 들어간 냉매는 냉매 출입구(8)로부터 유출된다. 이와 같이, 냉매는 지그재그 경로를 더듬어 가 밑에서부터 위로 흐른다. 여기에서는 구획판의 수가 3개인 경우를 기재했지만, 이것은 일례이며, 구획판의 수와, 그 결과로서 초래되는 냉매 흐름의 반환 횟수는, 필요에 따라 임의의 수를 설정할 수 있다.

열교환기(1)를 응축기로서 사용하는 경우는, 냉매의 흐름이 반대로 된다. 즉 냉매는 도 11에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 냉매 출입구(8)로부터 헤더 파이프(3)에 들어가고, 구획판(9c)에 의해 막혀 편평 튜브(4) 경유로 헤더 파이프(2)를 향하고, 헤더 파이프(2)에서는 구획판(9b)에 의해 막혀 다른 편평 튜브(4) 경유로 헤더 파이프(3)를 향하고, 헤더 파이프(3)에서는 구획판(9a)에 의해 막혀 또 다른 편평 튜브(4) 경유로 다시 헤더 파이프(2)를 향하고, 헤더 파이프(2)로 반환되어 또 다른 편평 튜브(4) 경유로 다시 헤더 파이프(3)를 향하고, 냉매 출입구(7)로부터 점선 화살표와 같이 유출된다고 하는, 지그재그 경로를 더듬어 가 위에서부터 아래로 흐른다.

열교환기를 증발기로서 사용한 경우, 저온으로 된 열교환기 표면에 대기 중의 수분이 응결되어 응축수가 발생한다. 패러렐 플로우형 열교환기에서는, 편평 튜브나 코러게이트 핀의 표면에 응축수가 체류되면 공기류 통로의 단면적이 물에 의해 좁혀져 버려, 열교환 성능이 저하된다.

응축수는, 기온이 낮으면 열교환기의 표면에서 서리화된다. 서리가 얼음으로까지 진행되는 경우도 있다. 본 명세서에서는, 그러한 서리나 얼음이 녹은 물, 소위 제상수도 포함한 의미로 「응축수」의 단어를 사용하는 것으로 한다.

응축수의 체류는, 특히 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기에 있어서 문제가 된다. 특허문헌 1에, 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기로부터의 배수를 촉진하는 방책이 제안되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 열교환기에서는, 응축수의 결집측에 코러게이트 핀과 접촉하는 배수 가이드를 배치하고 있다. 배수 가이드는 선형 부재로 이루어지고, 편평관에 대하여 경사 배치되고, 양단부 중 적어도 1개가 열교환기의 하단부측 혹은 측단부측으로 유도되고 있다.

일본 특허 공개 제2007-285673호 공보

특허문헌 1에 기재된 배수 가이드는, 그 자체가 코러게이트 핀의 사이를 통하는 공기의 흐름을 차단하고 있어, 열교환 성능의 저하 요인이 되고 있다. 본 발명은 이 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기의 응축수의 배수성을, 통풍성을 저해하지 않고 향상시키는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기를 탑재한, 능력이 높은 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 간격을 두고 평행하게 배치된 복수의 헤더 파이프와, 상기 복수의 헤더 파이프 사이에 복수 배치되고, 내부에 형성한 냉매 통로를 상기 헤더 파이프의 내부에 연통시킨 편평 튜브와, 상기 편평 튜브끼리의 사이에 배치된 코러게이트 핀을 구비한 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기에 있어서, 응축수가 결집하는 측의 면에 있어서의 상기 코러게이트 핀의 단부를 상기 편평 튜브의 단부로부터 밀려 나오게 하고, 그 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극에 선 형상의 도수(導水) 부재를 삽입하고, 당해 도수 부재를 상기 코러게이트 핀의 단부로부터 상기 편평 튜브측에 표면 장력이 작용할 수 있는 범위 내까지 삽입한 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 코러게이트 핀의 단부에 체류된 응축수의 표면 장력이 편평 튜브측에 있는 도수 부재에 대하여 작용하는 것으로 되어, 코러게이트 핀의 단부에 형성되어 있는 응축수의 브리지가 파괴된다. 브리지의 파괴는 연쇄적으로 발생하여, 응축수는 빠르게 배수된다. 이로 인해, 응축수에 의해 코러게이트 핀의 통풍성이 손상되지 않아, 양호한 열교환 성능을 향수할 수 있다. 또한, 도수 부재는 코러게이트 핀의 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극에 인입하고 있기 때문에, 도수 부재 자신이 통풍을 차단하지도 않는다.

상기 구성의 열교환기에 있어서, 상기 도수 부재가 흡수성 부재로 이루어지고, 상기 코러게이트 핀의 단부에 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 도수 부재를 용이하게 조달할 수 있고, 또한 응축수의 표면 장력을 용이하게 작용시킬 수 있다.

상기 구성의 열교환기에 있어서, 상기 도수 부재가 비흡수성 부재로 이루어지고, 상기 표면 장력이 작용하는 부분이, 상기 코러게이트 핀의 단부로부터 밀려 나오지 않는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 응축수의 배수성이 향상되는 것 외에, 수송 시의 진동이나 냉동기의 진동이 전해져도 도수 부재가 간극으로부터 탈락하기 어려워진다.

상기 구성의 열교환기에 있어서, 상기 도수 부재는, 상기 간극의 입구로부터 안 쪽까지 이르는 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 도수 부재를 간극의 안 쪽까지 압입하기만 해도, 코러게이트 핀의 단부에 접촉하도록 도수 부재를 설치할 수 있기 때문에, 조립이 용이하다. 또한 도수 부재의 체적이 커져, 응축수 유인 성능이 강화된다. 또한, 수송 시의 진동이나 냉동기의 진동이 전해져도 도수 부재가 간극으로부터 탈락하기 어려워진다.

또한 본 발명은, 상기 구성의 열교환기를 실외기에 탑재한 공기 조화기인 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 실외기의 열교환기의 통풍성이 응축수에 의해 손상되기 어려운, 능력이 높은 공기 조화기를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 구성의 열교환기를 실내기에 탑재한 공기 조화기인 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 실내기의 열교환기의 통풍성이 응축수에 의해 손상되기 어려운, 능력이 높은 공기 조화기를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 코러게이트 핀의 단부에 체류된 응축수의 표면 장력이 편평 튜브측에 있는 도수 부재에 대하여 작용하는 것으로 되어, 코러게이트 핀의 단부에 형성되어 있는 응축수의 브리지가 파괴된다. 브리지의 파괴는 연쇄적으로 발생하여, 응축수는 빠르게 배수된다. 또한, 도수 부재 자체는 코러게이트 핀의 통풍을 차단하지 않는 장소에 위치하기 때문에, 응축수가 발생해도 코러게이트 핀의 통풍성이 저하되기 어려워, 항상 양호한 열교환 성능을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 열교환기의 부분 정면도이다.
도 2는 도 1의 열교환기의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 열교환기의 부분 확대 사시도이다.
도 4는 도 1의 열교환기의 변형 형태를 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도수 부재의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도수 부재의 또 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도수 부재의 또 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 도수 부재의 또 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 관한 열교환기를 탑재한 공기 조화기의 실외기의 개략 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 열교환기를 탑재한 공기 조화기의 실내기의 개략 단면도이다.
도 11은 종래의 사이드 플로우 방식 패러렐 플로우형 열교환기의 개략 구조를 나타내는 수직 단면도이다.

이하 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 11의 종래 구조와 기능적으로 공통되는 구성 요소에는 도 11에서 사용한 것과 동일한 부호를 부여하고, 설명은 생략하는 것으로 한다.

도 1 내지 도 3에는, 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기(1)의 일부의 구조가 도시되어 있다. 열교환기(1)의, 응축수의 결집측의 면에는, 선 형상의 도수 부재(10)가 복수개, 소정 간격으로 배치된다. 도수 부재(10)는 섬유(바람직하게는 합성 섬유)의 집합체, 소위 끈으로 이루어진다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 코러게이트 핀(6)의 단부는 편평 튜브(4)의 단부로부터 밀려 나와 있다. 그 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극(G)에, 도수 부재(10)가 삽입된다. 삽입의 깊이는, 코러게이트 핀(6)의 단부에 체류된 물과 도수 부재(10) 사이에 표면 장력이 유지될 정도로 한다. 또한, 이 실시 형태에서는, 코러게이트 핀(6)의 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극(G) 모두에 도수 부재(10)가 삽입된다.

도수 부재(10)를 이렇게 배치한 것에 의해, 코러게이트 핀(6)에 결집된 응축수는 도수 부재(10)로 유인되어 코러게이트 핀(6)으로부터 빠르게 배수된다. 그 메커니즘은 다음과 같다.

코러게이트 핀(6)의 단부에 응축수가 체류되면, 물의 표면 장력에 의해, 코러게이트 핀(6)의 단부면에 브리지 현상(물의 막이 덮이는 것)이 발생한다. 코러게이트 핀(6)의 단부면뿐만 아니라, 코러게이트 핀(6) 밑에 삽입된 도수 부재(10)와 코러게이트 핀(6)의 단부 사이에도 브리지 현상이 발생한다. 또한, 도수 부재(10)와, 그 아래에 위치하는 코러게이트 핀(6)의 단부에 체류된 응축수 사이에서도 브리지 현상이 발생한다. 이러한 브리지 현상의 연쇄에 의해, 상부부터 하부까지 이어지는 도수로가 형성되어, 코러게이트 핀(6) 사이에 브리지한 응축수를 흘러내리게 하는 것이 가능하게 된다.

코러게이트 핀(6) 사이에, 또한 코러게이트 핀(6)의 단부와 도수 부재(10) 사이에 작용하는 응축수의 표면 장력은, 코러게이트 핀(6)의 피치, 편평 튜브(4)의 배열 피치, 코러게이트 핀(6)의 초과량 등을 파라미터로 하여, 여러 값을 취한다. 코러게이트 핀(6)의 단부와 도수 부재(10)의 사이에서 확실하게 응축수의 표면 장력이 작용하도록, 실험에 기초하여 도수 부재(10)의 삽입량을 정하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 배수 메커니즘에 의해, 응축수에 의해 코러게이트 핀(6)의 통풍성이 손상되지 않아, 항상 양호한 열교환 성능을 향수할 수 있다. 또한, 도수 부재(10)는 코러게이트 핀(6)의 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극에 인입하고 있기 때문에, 도수 부재(10) 자신이 통풍을 차단하지도 않는다.

도수 부재(10)가 섬유의 집합체인 경우, 개개의 섬유가 흡수성이면, 건조 상태의 섬유가 물에 접촉하면, 섬유 내부에 물이 흡수된다. 그 결과, 섬유의 외관 상의 선 직경이 굵어진다는 현상이 발생한다. 섬유 자신은 흡수성을 갖지 않아도, 그것이 털실과 같은 다발이면, 섬유끼리의 간극의 모세관 현상으로 흡수성을 구비하게 된다. 이와 같이, 섬유 자신의 성질, 혹은 섬유 다발로서의 성질로 흡수성을 구비하는 도수 부재(10)에서는, 흡수하면 섬유 표면에 물의 막이 생긴다.

도수 부재(10)의 섬유 표면에 수막이 형성되어 있는 상태에서, 코러게이트 핀(6)의 단부에 응축수가 체류되어, 브리지 현상이 발생하면, 브리지 현상을 일으킨 응축수는 도수 부재(10)의 섬유 표면의 수막과 표면 장력에 의해 합체된다. 즉, 코러게이트 핀(6)으로 브리지 현상을 일으킨 응축수의 표면 장력을 파괴하는 것이 가능하게 된다.

도수 부재(10) 밑에 위치하는 코러게이트 핀(6)에 있어도, 그 단부에서 응축수의 브리지 현상이 발생하면, 브리지 현상을 일으킨 응축수는, 도수 부재(10)의 섬유 표면의 수막과 표면 장력에 의해 합체된다. 이로 인해, 도수 부재(10)의 섬유 표면의 수막을 중매로 하여, 브리지를 형성하고 있는 수막이 차례차례로 연락하여, 수로가 형성되게 된다. 그 결과 응축수는, 브리지 현상을 발생하기는 하지만, 그 수막은 빠르게 파괴되어, 원활하게 배수된다.

섬유 다발에 한하지 않고, 흡수성 부재(예를 들어 연속 기포의 발포 수지)로 이루어지는 도수 부재(10)는, 흡수하면 표면에 수막을 발생한다. 이로 인해, 섬유 다발로 이루어지는 도수 부재(10)와 마찬가지로, 브리지 현상을 발생한 응축수에 대하여 수막 파괴 작용을 미쳐, 응축수를 원활하게 배수할 수 있다.

상기한 바와 같이 흡수성 부재로 이루어지는 도수 부재(10)에 의한 배수 메커니즘에서는, 도수 부재(10)가 물을 흡수하여, 그 표면에 물의 막이 덮여 있는 것이 중요하다. 그로 인해, 흡수성의 도수 부재(10)에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 그것이 코러게이트 핀(6)의 단부에 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 도수 부재(10)를 코러게이트 핀(6)의 단부로부터 다소 밀려 나오게 하는 것이 좋다. 그렇게 하면, 도수 부재(10)와 코러게이트 핀(6)의 접촉 면적이 증가하여, 물을 용이하게 흡수할 수 있다. 또한, 코러게이트 핀(6)의 단부에 브리지한 물과도 접촉하기 쉬워진다.

도수 부재(10)는 흡수성 부재에 한정되지 않는다. 비흡수성 부재이어도, 코러게이트 핀(6)의 단부에서 브리지 현상을 발생한 응축수가 표면 장력을 작용시킬 수 있다는 조건을 만족하는 것이면, 도수 부재(10)로서 사용할 수 있다. 도 5 내지 도 8에 그러한 도수 부재(10)의 예를 나타낸다.

도 5에 도시하는 도수 부재(10)는, 금속이나 합성 수지의 선재를 이중 나선의 형태로 감은 것이다.

금속과 같은 비흡수성 부재로 이루어지는 도수 부재(10)에서는, 흡수성 부재로 이루어지는 도수 부재(10)와 다소 배수의 메커니즘이 상이하다. 도 5의 도수 부재(10)를 대표예로 하여, 그 점을 설명한다.

응축수가 도수 부재(10)에 작용시키는 표면 장력으로 브리지의 수막을 파괴하는 것은, 도 5의 도수 부재(10)도 동일하다. 그러나 도 5의 도수 부재(10)는 비흡수성이며, 내부에 물을 흡수하는 일이 없다. 이로 인해, 도수 부재(10)의 위치는, 물을 용이하게 흡수할 수 있는 위치일 필요는 없고, 코러게이트 핀(6)의 단부의 브리지 수막으로부터 응축수가 표면 장력을 작용시킬 수 있는 개소이기만 하면 된다. 도 5의 도수 부재(10)의 경우, 이중 나선의 나선 홈에 대하여 표면 장력이 작용하여, 도수로가 형성되게 된다.

상기한 점에서 보아, 도 5의 도수 부재(10)는, 코러게이트 핀(6)의 단부에 접촉하고 있을 필요는 없다. 그로 인해, 코러게이트 핀(6)의 단부의 브리지 수막으로부터 응축수가 표면 장력을 작용시킬 수 있는 개소라는 조건을 만족하는 범위에서, 도수 부재(10)를 간극(G)의 안 쪽에 삽입할 수 있다. 도수 부재(10)를 간극(G)의 안 쪽에 삽입한 것에 의해, 표면 장력이 작용하는 부분이 코러게이트 핀(6)의 단부로부터 밀려 나오지 않는 것이 되면, 응축수의 배수성이 향상되는 것 외에, 수송 시의 진동이나 냉동기의 진동이 전해져도 도수 부재(10)가 간극(G)으로부터 탈락하기 어려워진다.

도수 부재(10)에 대하여 작용하는 응축수의 표면 장력은, 나선 홈의 폭이나, 도수 부재(10)의 직경 등을 파라미터로 하여, 여러 값을 취한다. 코러게이트 핀(6)의 단부와 도수 부재(10) 사이에서 확실하게 응축수의 표면 장력이 작용하도록, 실험에 기초하여 도수 부재(10)의 삽입량을 정하는 것이 바람직하다.

도 6에 도시하는 도수 부재(10)는, 금속이나 합성 수지의 선재를 코일 스프링의 형태로 감은 것이다. 이 형상의 도수 부재(10)에서는, 응축수의 표면 장력은 코일 스프링의 간극에 대하여 작용하게 된다.

도 7에 도시하는 도수 부재(10)는, 금속이나 합성 수지의 판재를 주름 피치가 가는 콜게이트판으로 한 것이다. 이 형상의 도수 부재(10)에서는, 응축수의 표면 장력은 콜게이트판의 피치 간극 사이에 대하여 작용하게 된다.

도 8에 도시하는 도수 부재(10)는, 금속이나 합성 수지의 로드의 외주에 나선 홈을 새겨 드릴 비트의 형상으로 한 것이다. 이 형상의 도수 부재(10)에서는, 응축수의 표면 장력은 나선 홈에 대하여 작용하게 된다.

지금까지 설명한 흡수성 부재와 비흡수성 부재 외에, 스펀지 등의 다공성 물질(흡수성 부재), 끈을 세갈래로 땋은 것, 체인 등, 여러 흡수성 부재나 비흡수성 부재이며, 응축수의 표면 장력을 작용시킬 수 있는 것을 도수 부재로서 사용할 수 있다.

도 4에 도시하는 변형 형태에서는, 도수 부재(10)는 간극(G)의 입구로부터 안 쪽까지 이르는 깊이로 되어 있다. 이렇게 해 두면, 도수 부재(10)를 간극(G)의 안 쪽까지 압입하기만 해도, 코러게이트 핀(6)의 단부에서 브리지 현상을 발생한 응축수가 표면 장력을 작용시킬 수 있는 위치에 도수 부재(10)를 설치할 수 있기 때문에, 도수 부재(10)의 삽입 깊이를 신경 쓸 필요가 없어, 조립 작업이 편하다. 또한 도수 부재(10)의 외관 상의 체적이 커져, 응축수가 표면 장력을 작용시키기 쉬워진다. 또한, 수송 시의 진동이나 냉동기의 진동이 전해져도 도수 부재(10)가 간극으로부터 탈락하기 어려워진다.

상기 열교환기(1)는, 세퍼레이트형 공기 조화기의 실외기 또는 실내기에 탑재할 수 있다. 도 9에는 실외기에의 탑재예를, 도 10에는 실내기에의 탑재예를 나타낸다.

도 9의 실외기(20)는 평면 형상이 대략 직사각형의 판금제 하우징(20a)을 구비하고, 하우징(20a)의 긴 변측을 정면(20F) 및 배면(20B)으로 하고, 짧은 변측을 좌측면(20L) 및 우측면(20R)으로 하고 있다. 정면(20F)에는 배기구(21)가 형성되고, 배면(20B)에는 배면 흡기구(22)가 형성되고, 좌측면(20L)에는 측면 흡기구(23)가 형성된다. 배기구(21)는 복수의 수평한 슬릿 형상 개구의 집합으로 이루어지고, 배면 흡기구(22)와 측면 흡기구(23)는 격자 형상의 개구로 이루어진다. 정면(20F), 배면(20B), 좌측면(20L), 우측면(20R)의 4면의 판금 부재에 도시하지 않은 천장판과 저판이 추가되어 육면체 형상의 하우징(20a)이 형성된다.

하우징(20a)의 내부에는, 배면 흡기구(22) 및 측면 흡기구(23)의 바로 내측에 열 평면 형상이 L자형인 열교환기(1)가 배치된다. 열교환기(1)와 실외 공기 사이에서 강제적으로 열교환을 행하게 하기 때문에, 열교환기(1)와 배기구(21) 사이에 송풍기(24)가 배치된다. 송풍기(24)는 전동기(24a)에 프로펠러 팬(24b)을 조합한 것이다. 송풍 효율 향상을 위하여, 하우징(20a)의 정면(20F)의 내면에는 프로펠러 팬(24b)을 둘러싼 벨 마우스(25)가 설치된다. 하우징(20a)의 우측면(20R)의 내측의 공간은 배면 흡기구(22)로부터 배기구(21)에 흐르는 공기류로부터 격벽(26)으로 격리되어 있고, 여기에 압축기(27)가 수용되어 있다.

실외기(20)의 열교환기(1)에 응축수가 발생하면, 공기류 통로의 면적이 응축수로 좁혀짐으로써 열교환 성능이 저하될 뿐만 아니라, 외기온이 영하이거나 한 경우에는 응축수가 동결되어 열교환기(1)의 파손을 초래하는 경우조차 있다. 그 때문에 실외기(20)에서는, 열교환기(1)로부터의 응축수의 배수가 중요한 과제로 된다.

실외기(20)에서는, 열교환기(1)의 상류측이 응축수의 결집측이 된다. 이것은 다음과 같은 이유에 의한다. 실외기(20)에 있어서는, 열교환기(1)를 기울이지 않고, 거의 수직으로 세워 설치하고 있다. 열교환기(1)를 증발기로서 사용한 경우(예를 들어 난방 운전 시가 여기에 해당한다), 하류측보다 상류측에서 열교환이 활발히 행해져, 거기에 응축수가 저류된다. 그로 인해, 상류측이 응축수의 결집측으로 되는 것이다.

상류측에서 결로된 응축수는, 하류측에 흘러드는 일은 그다지 없다. 외기온이 낮은 경우는 응축수는 서리로서 열교환기(1)에 부착된다. 서리의 양이 증가하면 제상 운전을 부득이하게 하지만, 제상 운전 중 송풍기(24)는 정지하고 있으므로, 서리가 녹은 물은 바람의 영향을 받지 않고 오로지 중력으로 아래로 흘러 내린다. 이러한 점에서, 상류측의 면에 도수 부재(10)를 배치함으로써, 응축수를 빠르게 배수하여, 열교환 성능의 저하를 방지할 수 있다.

도 10의 실내기(30)는, 상하 방향에 편평한 직육면체 형상의 하우징(30a)을 구비한다. 하우징(30a)은, 그 배면에 고정된 베이스(31)에 의해 도시하지 않은 실내 벽면에 설치되는 것이다. 하우징(30a)은 정면에 분출구(32)를 갖고, 상면에는 복수의 슬릿의 집합 또는 격자 형상으로 구획된 개구로 이루어지는 흡입구(33)를 갖는다. 분출구(32)에는 커버(34)와 풍향판(35)이 설치된다. 커버(34)도 풍향판(35)도 수직면 내에서 회동하여, 운전 시에는 도 10에 도시하는 수평 자세(개방 상태)로 되고, 운전 정지 시에는 수직 자세(폐쇄 상태)로 되는 것이다. 흡입구(33)의 내측에는 흡입하는 공기에 포함되는 진애를 포집하는 필터(36)가 배치된다.

분출구(32)의 내측에는 분출 기류 형성용의 크로스 플로우 팬(40)이 축선을 수평하게 하여 배치된다. 크로스 플로우 팬(40)은 팬 케이싱(41)에 수용되고, 도시하지 않은 전동기에 의해 도 10의 화살표 방향으로 회전하여, 흡입구(33)로부터 유입하여 분출구(32)로부터 분출되는 기류를 형성한다.

크로스 플로우 팬(40)의 배후에 열교환기(1)가 배치된다. 열교환기(1)는, 크로스 플로우 팬(40)의 측이 높아지는 경사 상태에서, 팬 케이싱(41)의 상하폭 범위 내에 배치된다.

실내기(30)에서는, 열교환기(1)의 하류측이며, 하측이기도 한 면이 응축수의 결집측이 된다. 도수 부재(10)는 이 하류측의 면에 배치된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 범위는 이것에 한정되는 것이 아니라, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기에 널리 이용 가능하다.

1: 열교환기
2, 3: 헤더 파이프
4: 편평 튜브
5: 냉매 통로
6: 코러게이트 핀
G: 간극
7, 8: 냉매 출입구
10: 도수 부재
20: 실외기
30: 실내기

Claims

간격을 두고 평행하게 배치된 복수의 헤더 파이프와, 상기 복수의 헤더 파이프의 사이에 복수 배치되고, 내부에 형성한 냉매 통로를 상기 헤더 파이프의 내부에 연통시킨 편평 튜브와, 상기 편평 튜브끼리의 사이에 배치된 코러게이트 핀(corrugated fin)을 구비한 사이드 플로우 방식의 패러렐 플로우형 열교환기로서,
응축수가 결집하는 측의 면에 있어서의 상기 코러게이트 핀의 단부를 상기 편평 튜브의 단부로부터 밀려 나오게 하고, 그 밀려 나온 부분끼리 이루는 간극에 선 형상의 도수(導水) 부재를 삽입하고, 당해 도수 부재를 상기 코러게이트 핀의 단부로부터 상기 편평 튜브측에 표면 장력이 작용할 수 있는 범위 내까지 삽입한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 도수 부재가 흡수성 부재로 이루어지고, 상기 코러게이트 핀의 단부에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 도수 부재가 비흡수성 부재로 이루어지고, 상기 표면 장력이 작용하는 부분이, 상기 코러게이트 핀의 단부로부터 밀려 나오지 않는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 도수 부재는 상기 간극의 입구로부터 안 쪽까지 이르는 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
공기 조화기로서,
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기를 실외기에 탑재한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
공기 조화기로서,
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기를 실내기에 탑재한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.