KR20130084179A

KR20130084179A - 열교환기

Info

Publication number: KR20130084179A
Application number: KR1020120004994A
Authority: KR
Inventors: 서강태; 조홍기; 가꾸 하야세
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-24

Abstract

본 발명은 냉매의 흐름 방향과 핀의 구조를 개선한 열교환기에 관한 것으로, 냉매의 흐름 구조를 개선하여 열교환 효율을 높일 수 있으며, 핀의 구조를 변형하여 핀의 착상 지연 효과를 확보할 수 있다.
본 발명의 열교환기는 마이크로채널을 포함하는 복수개의 편평형 마이크로채널튜브, 마이크로채널튜브의 상측에 위치하는 제1헤더 유닛, 마이크로채널튜브의 하측에 위치하는 제2헤더 유닛, 마이크로채널튜브 내측의 고온 고압의 증기 냉매가 제1헤더 유닛에서 제2헤더 유닛으로 향하는 중력 방향인 제1방향으로만 이동할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 냉매의 유입구와 적어도 하나의 냉매의 유출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매의 흐름 방향과 핀의 구조를 개선한 열교환기에 관한 것이다.

공기 조화기는 주변 공기의 열과 습도를 제어할 수 있도록 구성되는 시스템이다. 주변 공기와의 열교환은 간단한 냉동 사이클에 의해 이루어진다.

냉동 사이클은 압축기와 응축기, 팽창밸브, 증발기로 구성될 수 있다. 압축기에서 빠져나온 고온, 고압의 냉매는 응축기에서 실외 공기와 열교환하여 저온의 냉매로 상변환되고, 이후 팽창밸브를 통과하면서 저온, 저압의 냉매로 상변환된다. 이후 저온, 저압의 냉매는 증발기에서 실내 공기와 열교환함으로써 실내 공기가 차가워지도록 한다.

열교환기는 사용되는 장소에 따라서 차량용 열교환기와 가정용 열교환기 등으로 구별된다. 차량용 열교환기와 가정용 열교환기는 냉매의 종류가 다르고, 설치되는 장소에 따라 풍량, 유속 등 동작 환경에서 차이가 난다. 따라서,각각의 열교환기는 최적의 열교환 효율을 가지도록 그 재질 또는 크기 등이 다르게 설계된다.

열교환기는 서로 이격되게 배치되어 있는 다수의 핀(Fin)과, 냉매를 안내하며 다수의 핀과 접촉하게 설치되는 튜브(Tube)를 포함하며, 외부에서 유입된 공기가 핀을 통과하여 열교환하며 냉방운전 또는 난방운전이 이루어지도록 되어있다.

열교환기는 핀과 튜브의 형상 및 결합관계에 따라 크게 핀앤튜브형(Fin & Tube Type) 열교환기와, 평행유동형(Parallel Flow Type) 열교환기로 구분된다.

통상 핀앤튜브형 열교환기는 프레스 가공한 핀을 적층시키고, 적층된 핀에 다수의 원형 튜브를 압입하는 방식을 사용하고, 평행유동형 열교환기는 납작한 타원형상의 튜브 사이에 물결(Corrugate) 형상의 핀을 브레이징(Brazing) 접합하는 방식을 사용한다. 일반적으로 평행유동형 열교환기는 핀앤튜브형 열교환기에 비해 열교환 효율이 우수하다는 장점이 있다.

종래의 냉방전용 실내 열교환기의 경우, 냉매가 위 아래로 유동하면서 열교환이 이루어졌으나 냉방/난방 실외 열교환기에 적용하는 경우 고온 고압의 증기 냉매가 상류 방향으로 이동하는 경우 부분적인 냉매 응축에 의해 열교환 효율이 낮다. 또한, 핀의 경우 공기가 유입되는 부분의 온도가 낮아 열교환기 표면에 착상이 가속화되는 현상이 있었다.

본 발명의 일 측면은 냉방/난방용 실외 열교환기에 적용하는 냉매의 수직 흐름구조와 핀의 구조를 개선한 열교환기를 제공한다.

본 발명의 일 측면은 마이크로채널을 포함하는 복수개의 편평형 마이크로채널튜브, 상기 마이크로채널튜브의 상측에 위치하는 제1헤더 유닛, 상기 마이크로채널튜브의 하측에 위치하는 제2헤더 유닛, 상기 마이크로채널튜브 내측의 고온 고압의 증기 냉매가 제1헤더 유닛에서 제2헤더 유닛으로 향하는 중력 방향인 제1방향으로만 이동할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 냉매의 유입구와 적어도 하나의 냉매의 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

상기 냉매가 상기 제2헤더 유닛에서 상기 제1헤더 유닛으로 향하는 제2방향으로 이동하기 위하여 마련되며, 상기 제1헤더 유닛과 상기 제2헤더 유닛을 연결하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 냉매의 유입구는 상기 제1헤더 유닛에 마련되며, 상기 적어도 하나의 냉매의 유출구는 상기 제2헤더 유닛에 마련될 수 있다.

상기 제1헤더 유닛과 제2헤더 유닛은 각각 전방 탱크와 후방 탱크를 포함할 수 있다.

상기 연결부재의 일측은 상기 제2헤더 유닛의 전방 탱크와 연결되며, 다른 일측은 상기 제1헤더 유닛의 후방 탱크와 연결될 수 있다.

상기 연결부재의 일측은 상기 제2헤더 유닛의 후방 탱크와 연결되며, 다른 일측은 상기 제1헤더 유닛의 전방 탱크와 연결될 수 있다.

상기 마이크로채널튜브가 삽입 또는 접합될 수 있도록 마련되는 복수개의 판형의 핀을 더 포함할 수 있다.

상기 핀에서 공기가 유입되는 입구부의 면적이 넓게 마련될 수 있다.

상기 핀은 상기 마이크로채널튜브보다 외측으로 돌출될 수 있다.

상기 핀은 상기 마이크로채널튜브 방향으로 연장될 수 있다.

상기 핀에는 공기와의 열전달을 크게 하기 위한 루버를 포함할 수 있다.

상기 루버는 상기 핀의 중간부분부터 마련될 수 있다.

상기 루버의 단면적은 상기 핀의 전면부에는 적게 마련되며, 상기 핀의 중간부에는 넓게 마련될 수 있다.

상기 마이크로채널튜브가 상기 핀에 삽입되는 경우에 있어서, 상기 마이크로채널튜브는 전열과 후열로 배치되며, 상기 핀은 상기 전열과 후열의 마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면은 마이크로 채널을 포함하는 복수 개의 편평형 마이크로채널튜브, 상기 마이크채널튜브가 삽입 또는 접합될 수 있도록 마련되는 복수 개의 핀, 상기 핀 내측에 마련되며, 상기 핀과 공기와의 열교환을 크게 하기 위하여 일정 간격을 두고 배열된 루버, 상기 마이크로채널튜브의 상측에 위치하는 제1헤더 유닛, 상기 마이크로채널튜브의 하측에 위치하는 제2헤더 유닛을 포함하며, 상기 핀의 전열 면적을 늘리기 위하여 상기 핀의 공기와의 접촉이 시작되는 부분의면적이 넓게 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

상기 핀은 전면부에 상기 마이크로채널튜브보다 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.

상기 핀은 상기 마이크로채널튜브의 방향으로 연장된 연장부를 포함할 수 있다.

상기 루버는 상기 핀의 중앙부부터 위치할 수 있다.

상기 루버는 상기 핀의 양 측 말단에는 단면적이 적게 마련되며, 상기 핀의 중앙부에는 단면적이 넓게 마련될 수 있다.

상기 마이크로채널튜브 내측의 고온 고압의 증기 냉매가 제1헤더 유닛에서 제2헤더 유닛으로 향하는 중력 방향인 제1방향으로 이동할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 냉매의 유입구와 냉매의 유출구를 포함하며, 상기 고온 고압의 증기 냉매가 제2헤더 유닛에서 상기 제1헤더 유닛으로 향하는 반중력 방향인 제2방향으로 이동하기 위하여 마련되며, 상기 제1헤더 유닛과 상기 제2헤더 유닛을 연결하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는 냉매의 흐름 구조를 개선하여 열교환 효율을 높일 수 있다.

또한, 핀의 구조를 변형하여 핀의 착상 지연 효과를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 단면을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 냉매의 흐름을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 단면을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기(1)는 실내/실외 공기와 열교환하는데 사용될 수 있다. 특히 건축물에 설치되는 응축기는 자동차에 설치되는 것과 구별된다. 자동차에 설치되는 열교환기의 경우 R-12, R-134a(냉방전용 최대 작동압력 x3: 60-70 kg/cm²) 등과 같은 차량용 냉매가 사용된다. 그러나, 도 1에 도시된 열교환기(1)의 경우 R-22, R-410A(냉/난방 최대 작동압력 x3: 130-140 kg/cm²) 등과 같은 가정용 에어컨의 냉매가 사용된다. 이처럼 냉매 종류 및 냉/난방 기능이 추가됨에 따라 사용가스 압력에서 차이가 발생하기 때문에 열교환기는 형상 및 구조가 다르다. 이하, R-22, R-410A 등의 가정용 에어컨용 냉매가 사용될 수 있는 열교환기(1)에 대해서 설명한다.

열교환기(1)는 한 쌍의 헤더 유닛(3, 4)과, 한 쌍의 헤더 유닛(3, 4)사이에 위치하는 마이크로채널튜브(Micro-channel Tube, 2, 2') 및 핀(10)을 포함하여 구성된다.

한 쌍의 헤더 유닛(3, 4) 중 상측에 위치하는 헤더 유닛을 제1헤더 유닛(3)이라 하고, 하측에 위치하는 헤더 유닛을 제2헤더 유닛(4)이라고 한다.

제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4)은 상호 소정 간격을 두고 수직으로 배치된다. 상호 마주보는 면에는 마이크로채널튜브(2, 2')의 단면에 대응되는 크기로 절취되어 마이크로채널튜브(2, 2')가 결합하는 튜브 결합부(미도시)가 형성되어 있다.

제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4)은 각각 중간 격벽(36, 46)에 의해 분할된 전방 탱크(31, 41)와 후방 탱크(32, 42)를 포함하고, 제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4) 사이에는 제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4)을 연통시켜 냉매를 안내하는 마이크로채널튜브(2, 2')가 설치된다.

마이크로채널튜브(2, 2')는 냉매가 지나는 통로이다. 냉매는 공기조화기 내부에서 압축 또는 팽창되면서 순환하며 냉, 난방을 가능하게 한다.

마이크로채널튜브(2, 2')는 상하로 소정 간격 이격되고, 전열과 후열의 2열로 배열될 수 있다. 또한, 전열의 마이크로채널튜브(2)와 후열의 마이크로채널튜브(2')는 상호 지그재그형으로 배열될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 전열의 마이크로채널튜브(2)와 후열의 마이크로채널튜브(2')가 서로 나란하게 배열되는 것도 가능하다.

핀(10)은 공기의 유동방향과 나란하게 일정한 간격으로 평행하게 배치된다. 이에 의해, 공기는 핀(10)으로부터 저항을 크게 받지 않고 자연스럽게 핀(10) 표면을 스쳐서 유동하며 열교환할 수 있다.

마이크로채널튜브(2, 2')의 전열과 후열이 지그재그형으로 마련된 경우 열교환기용 핀(10)의 전열의 슬롯(미도시)과 후열의 슬롯(미도시)도 상호 지그재그형으로 마련될 수 있다. 다만, 마이크로채널튜브(2, 2')의 전열(미도시)과 후열(미도시)이 나란하게 마련되는 경우, 핀(10)의 전열의 슬롯(미도시)과 후열의 슬롯(미도시) 역시 나란하게 마련된다.

한편, 하측에 위치하는 제2헤더 유닛(4)에는 복수 개의 냉매 유출구(7)이 연통된다. 제2헤더 유닛(4)은 제1냉매 유출구와 연통되는 제1탱크(미도시)와, 제2냉매 유출구와 연통되는 제2탱크(미도시)를 구비한다. 이 때, 제1탱크(미도시)와 제2탱크(미도시)는 칸막이판(미도시)에 의해서 서로 구획될 수 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 냉매 유출구(7)는 제1헤더 유닛(4)의 커버(43)의 지지부(45)에 삽입될 수 있다. 냉매 유출구(7)와 커버(43)의 지지부(45) 사이에는 제2연결관(71)이 끼워질 수 있다. 냉매 유출구(7)는 구리 재질로 형성되고 커버(43)는 알루미늄 재질로 형성되기 때문에 이종 재질간의 부식을 방지하기 위해서 커버(43)와 냉매 유출구(7) 사이에 스테인리스 재질의 제2연결관(71)을 마련한 것이다.

냉매 유출구(7)가 커버(43)의 지지부(45)에 견고하게 지지될 수 있도록 냉매 유출구(7)를 지지하는 제2보강부재(72)가 설치될 수 있다. 제2보강부재(72)는 알루미늄 재질로 형성된다. 이에 제2연결관(71)은 알루미늄 재질의 제2보강부재(72)와 구리 재질의 냉매 유출구(7)사이에도 마련된다.

냉매 유입구(6)는 상측에 위치하는 제1헤더 유닛(3)에 위치할 수 있다. 냉매 유입구(6)가 커버(33)의 지지부(35)에 견고하게 지지될 수 있도록 냉매 유입구(6)를 지지하는 제1보강부재(62)가 설치될 수 있다. 제1보강부재(62)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 이에 제1연결관(61)은 알루미늄 재질의 제1보강부재(62)와 구리 재질의 냉매 유입구(6) 사이에도 마련된다.

이러한, 냉매 유출구(7)와 냉매 유입구(6)의 구성은 냉매가 냉매 유입구(6)로 유입되어 중력 방향으로 이동한 후, 냉매 유출구(7)로 토출되게 하기 위함이며, 이러한 위치에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 냉매 유출구(7)와 냉매 유입구(6)는 열교환기(1)의 우측 단부에 함께 설치될 수도 있다.

각각의 헤더 유닛(3, 4)은 바디(34, 44)와 커버(33, 43)로 구성된다. 바디(34, 44)는 바닥면을 형성하는 기저부(37, 47)와, 기저부에서 돌출되어 형성된 중간 격벽(36, 46)으로 구성된다. 도면에 도시된 바에 따르면, 바디(34, 44)의 기저부(37, 47)는 "ω" 모양으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바디(34, 44)의 중간 격벽(36, 46)에 의해 전방 탱크(31, 41)와 후방 탱크(32, 42)가 분할될 수 있다.

커버(33, 43)는 지지부(35, 45)와 외측벽부(34, 44), 내측벽부(38, 48)를 포함하여 구성될 수 있다. 커버(33, 43)는 대략 "C"가 옆으로 누운 모양으로 형성될 수 있다.

바디(34, 44)의 중간 격벽(36, 46)은 바디(34, 44)의 기저부(37, 47)의 중앙에서 상측 방향으로 돌출되어 커버(33, 43)의 지지부(35, 45)에 결합될 수 있다. 중간 격벽(36, 46)의 상단은 지지부(35, 45) 밖으로 돌출되어 지지부(35, 45)와 코킹 방식으로 결합될 수 있다. 이로써 중간 격벽(36, 46)은 제1헤더 유닛(3)을 제1헤더(31)와 제2헤더(32)로 분리하고 이들이 서로 실링될 수 있도록 한다. 또한, 코킹 결합 구조에 의해서 중간 격벽(36)과 지지부(35)의 냉매 내압에 대한 강성을 확보할 수 있다. 이는 제2헤더 유닛(4)에 대해서도 적용될 수 있다.

바디(34, 44)의 양 측 가장자리에 안착홈(38, 39, 48, 49)이 마련될 수 있다. 커버(33, 43)의 지지부(35, 45)는 바디(34, 44)의 안착홈(38, 39, 39, 49)에 삽입되게 된다. 즉, 바디(34, 44)의 안착홈(38, 39, 48, 49)은 소정 깊이의 홈을 형성하도록 외측벽부(39, 49)와 내측벽부(38, 48)로 구성되는데, 그 사이에 커버(33, 43)의 지지부(35, 45)가 삽입된다. 외측벽부(39, 49)는 내측벽부(38, 48)보다 기저부(37, 47)에서 상측 방향으로 더 많이 돌출되어 있다. 이와 같이, 바디(34, 44)가 커버(33, 43)의 외면과 내면을 함께 지지하는 구조는 냉매 내압에 대한 강성을 확보할 수 있다.

또한, 제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4)을 연결하는 연결부재(5)를 포함할 수 있다. 연결부재(5)를 통해 냉매는 하측에서 상측으로 이동하고 다시 마이크로채널튜브(2, 2')를 통해 하측으로 이동하면서 열교환이 이루어지게 된다. 도면에는 연결부재(5)가 제1헤더 유닛(3)의 전방 탱크과 제2헤더 유닛(4)의 후방 탱크를 연결하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 제1헤더 유닛(3)의 후방 탱크와 제2헤더 유닛(4)의 전방 탱크를 연결하도록 마련되는 것 또한 가능하다. 또한, 연결부재(5)는 냉매를 하측에서 상측으로 유동시키기 위해 마련되는 것이기 때문에, 반드시 엇갈리게 배치될 필요는 없다. 연결부재(5)는 제1헤더 유닛(3), 제2헤더 유닛(4)과 브레이징 방식을 통하여 접합된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 냉매의 흐름을 도시한 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉매는 상측에 위치하는 제1헤더 유닛(3)의 냉매 유입구(6)를 통해 유입된다. 냉매는 고온 고압의 증기일 수 있다. 이후, 마이크로채널튜브(2, 2')를 통해 하측에 위치하는 제2헤더 유닛(4)으로 이동한다. 냉매가 제1헤더 유닛(3)에서 제2헤더 유닛(4)으로 이동하는 방향인 중력 방향을 제1방향으로 정의한다. 냉매가 제1방향으로 이동할 때, 마이크로채널튜브(2, 2')와 인접한 핀(10)에 의해 열교환이 이루어진다. 제2헤더 유닛(4)으로 이동한 냉매는 제1헤더 유닛(3)과 제2헤더 유닛(4)을 연결하는 연결부재(5)를 통해 제1헤더 유닛(3)을 향하는 상측 방향으로 이동한다. 제1헤더 유닛(3)을 향하는 방향은 중력 방향과 반대 방향으로, 이를 제2방향으로 정의한다. 연결부재(5)를 통해 냉매는 제1헤더 유닛(3)으로 이동한 후, 다시 제1방향으로 이동하여 열교환이 이루어진다. 이에 따라, 제2방향으로 이동하는 냉매의 경우, 열교환이 이루어지지 않고 제1방향으로 이동하는 냉매에 대해서만 열교환이 이루어지게 된다. 제1방향으로 이동하는 냉매에 대해서만 열교환이 이루어지기 때문에, 냉매는 일정한 방향으로 이동하게 된다. 공기는 냉매의 전체적인 흐름 방향과는 반대 방향으로 이동하게 되어 공기와 냉매의 전체적인 흐름은 대향류를 형성한다. 이에 따라, 열교환 효율이 증가한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 핀(10)은 마이크로채널튜브(2, 2')와 접촉되도록 설치되며, 열을 방출 또는 흡수할 수 있는 부분이 넓어지도록 넓게 마련될 수 있다. 핀(10)은 소정의 폭과 높이를 가지는 판상으로 마련된다. 핀(10)은 박막의 사각 판상으로 마련될 수 있다.

마이크로채널튜브(2, 2') 내부를 흐르는 냉매의 열은 마이크로채널튜브(2, 2')와 핀(10)을 통해 핀(10) 주변을 흐르는 공기로 전달되어 외부로 용이하게 발산된다. 반대로, 핀(10) 주변을 흐르는 공기의 열이 핀(10)과 마이크로채널튜브(2, 2')를 통하여 냉매로 전달되는 경우에도 동일하다.

핀(10)의 표면에는 공기와의 접촉 면적을 크게하여 열전달 효율이 증가하도록 루버(Louver, 12) 또는 슬릿(Slit, 미도시)이 형성될 수 있다. 루버(12)와 슬릿(미도시)은 동시에 형성될 수도 있다.

다수의 핀(10)은 각각 인접하는 마이크로채널튜브(2, 2') 사이에 배치된다. 핀(10)은 주름 모양으로 형성된다. 여기서, 주름 모양은 핀(10)이 소정 간격을 가지고 대략 90도 정도로 교호적으로 굽어지면서 형성된다. 즉, 핀(10)은 마이크로채널튜브(2, 2')에서 수직 방향으로 돌출되는 모양으로 형성되는데, 이러한 구조는 브레이징 공정 후 핀(10)과 마이크로채널튜브(2, 2') 접촉 지점에 필렛(fillet, 11)이 형성되도록 한다.

핀(10)의 경우, 냉매가 유입되는 핀(10)의 전면부의 경우, 열교환기로 유입되는 공기와의 급격한 온도 차이로 인하여 열교환기 표면에서의 착상이 가속화되어 열교환기의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있었다. 핀(10)의 면적을 넓히는 경우 외부와의 온도 차이를 줄여서 착상의 속도를 늦출 수 있다. 착상 지연을 위해서는 핀(10)이 위치하는 공간을 넓히거나, 핀(10)의 내측에 위치하는 루버(12)의 면적을 줄이는 방법이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 핀(10)의 전면부는 마이크로채널튜브(2, 2')의 외측으로 돌출되는 돌출부(13)를 포함할 수 있다. 돌출부(13)로 인해 핀(10)의 단면적이 커지기 때문에 공기 유입 시 핀(10) 표면에서의 착상이 지연되는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 5에 도시된 실시예는 핀(100)의 구조를 변경한 것이며, 도 6과 도 7에 도시된 실시예는 핀(200, 300)의 루버(202, 302)의 구조를 변경한 것이다.

도 5에 도시된 실시예의 경우, 핀(200, 300)은 마이크로채널튜브(2, 2')의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함할 뿐만 아니라, 마이크로채널튜브(2, 2')의 방향으로 연장된 연장부(103)도 포함한다. 연장부(103)로 인해, 마이크로채널튜브(2, 2') 표면이 공기와 직접적으로 접촉하는 접촉 면적을 줄일 수 있기 때문에 착상 지연 효과가 있다.

도 6에 도시된 실시예의 경우 핀(200)의 내측에 위치한 루버(202)가 핀(200)의 중간부터 위치한다. 따라서, 일반적인 경우에 비해서 루버(202)의 단면적이 줄고 핀(200)의 단면적이 늘어나기 때문에 이슬의 착상 지연 효과가 생긴다. 루버(202)는 공기가 접촉하기 시작하는 부분으로부터 핀(200)의 전체 길이의 30% 까지를 차지하도록 위치할 수 있다.

도 7에 도시된 본 발명의 실시예의 경우, 핀(300)의 내측에 위치한 루버(302)의 단면적이 줄어들었다는 점에서는 도 6에 도시된 실시예와 동일하다. 다만, 도 7에 도시된 본 발명의 실시예의 경우, 핀(300)의 양 측 말단부에 위치한 말단부 루버(303)의 단면적은 좁고, 핀(300)의 중앙부에 위치한 중앙부 루버(304)의 단면적은 넓게 마련된다. 일 예로 도 7에 도시된 바와 같이 루버(302)는 마름모 형상으로 마련될 수 있으나. 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 경우에도 핀(300)의 말단부 루버(303)의 단면적이 좁게 마련됨으로 착상을 지연할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기를 도시한 사시도이다.

도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예와 달리 연결부재를 필요로 하지 않는다. 제1헤더유닛(430)과 제2헤더유닛(440)에 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 중간 격벽이 마련될 필요가 없다. 따라서, 제1헤더 유닛(430)의 냉매 유입구(406)로 유입된 냉매는 제2헤더 유닛(440)의 냉매 유출구(470)로 이동하기 위하여, 전열의 마이크로채널튜브(402)와 후열의 마이크로채널튜브(402') 내측에서 냉매는 중력 방향인 제1방향으로 이동한다. 전열의 마이크로채널튜브(402)와 후열의 마이크로채널튜브(402') 모두 냉매가 중력 방향으로 이동하면서 열교환이 이루어지기 때문에 열교환 효율이 증가한다는 효과가 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 9 내지 도 10에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 핀(500, 600)에는 마이크로채널튜브(미도시)가 삽입될 수 있도록 전열과 후열의 슬롯(504, 505, 604, 605)가 형성된다. 슬롯(504, 505, 604, 605)의 주위에는 슬롯(504, 505, 604, 605)에 마이크로채널튜브(미도시)가 용이하게 삽입되고, 접합력이 확보되도록 핀본체(500, 600)과 수직하게 칼라(미도시)가 형성될 수 있다.

전열의 마이크로채널튜브(미도시)와 후열의 마이크로채널튜브(미도시)는 상호 지그재그형으로 배열될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 전열의 마이크로채널튜브(미도시)와 후열의 마이크로채널튜브(미도시)가 서로 나란하게 배열되는 것도 가능하다. 전열(미도시)과 후열(미도시)이 지그재그형으로 마련된 경우, 핀(500, 600)의 전열의 슬롯(504, 604)와 후열의 슬롯(505, 605)도 상호 지그재그형으로 마련될 수 있다. 다만, 전열(미도시)과 후열(미도시)이 나란하게 마련되는 경우 핀(500, 600)의 전열의 슬롯(504, 604)과 후열의 슬롯(505, 605)도 나란하게 마련될 수 있다. 도 9 내지 도 10에 도시된 본 발명의 실시예는 전열의 슬롯(504, 604)과 후열의 슬롯(505, 605)이 나란하게 마련된 경우로 이에 따르면 마이크로채널튜브(미도시)의 전열과 후열도 나란하게 배열된다.

도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예의 경우, 핀(500)의 전면부에 마이크로채널튜브(미도시) 외측으로 돌출되는 돌출부(503)가 형성되며, 돌출부(503)로 인해 핀(500)의 단면적이 커지기 때문에 공기 유입시 핀(500) 표면에서의 착상 지연 효과를 볼 수 있다. 착상지연 효과를 증가시키기 위해 도 6에 도시된 것과 같은 연장부를 포함할 수 있다.

도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예의 경우, 핀(600)의 말단부 루버(602)의 단면적이 좁게 마련되어 착상을 지연할 수 있는 효과가 있다. 도면에는 루버(602)의 형상이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 도면 7에 도시된 바와 같이 마름모 형상으로 마련될 수 있다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1, 400: 열교환기 2, 2', 402, 402': 마이크로채널튜브
3, 430: 제1헤더 유닛 4, 440: 제2헤더 유닛
5: 연결부재 6, 406: 냉매 유입구
7, 470: 냉매 유출구
10, 10', 100, 200, 300, 410, 500, 600: 핀
11, 101, 201, 301: 필렛
12, 102, 202, 302, 502, 602: 루버
13, 503: 돌출부 31: 전방 탱크
32: 후방 탱크 33, 43, 403, 443: 커버
34, 44, 404, 444: 바디 35, 45: 지지부
36, 46: 중간 격벽 37, 47: 기저부
38, 48: 내측벽부 39, 49: 외측벽부
61, 461: 제1연결관 62, 462: 제1보강부재
71, 471: 제2연결관 72, 472: 제2보강부재
103: 연장부 303: 말단부 루버
304: 중앙부 루버 504, 505, 604, 605: 슬롯

Claims

마이크로채널을 포함하는 복수개의 편평형 마이크로채널튜브;
상기 마이크로채널튜브의 상측에 위치하는 제1헤더 유닛;
상기 마이크로채널튜브의 하측에 위치하는 제2헤더 유닛;
상기 마이크로채널튜브 내측의 고온 고압의 증기 냉매가 상기 제1헤더 유닛에서 상기 제2헤더 유닛으로 향하는 중력 방향인 제1방향으로만 이동할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 냉매의 유입구와 적어도 하나의 냉매의 유출구;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 냉매가 상기 제2헤더 유닛에서 상기 제1헤더 유닛으로 향하는 제2방향으로 이동하기 위하여 마련되며, 상기 제1헤더 유닛과 상기 제2헤더 유닛을 연결하는 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 냉매의 유입구는 상기 제1헤더 유닛에 마련되며, 상기 적어도 하나의 냉매의 유출구는 상기 제2헤더 유닛에 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제2항에 있어서,
상기 제1헤더 유닛과 제2헤더 유닛은 각각 전방 탱크와 후방 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제4항에 있어서,
상기 연결부재의 일측은 상기 제2헤더 유닛의 전방 탱크와 연결되며, 다른 일측은 상기 제1헤더 유닛의 후방 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제4항에 있어서,
상기 연결부재의 일측은 상기 제2헤더 유닛의 후방 탱크와 연결되며, 다른 일측은 상기 제1헤더 유닛의 전방 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 마이크로채널튜브가 삽입 또는 접합될 수 있도록 마련되는 복수개의 판형의 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,
상기 핀에서 공기가 유입되는 입구부의 면적이 넓게 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제8항에 있어서,
상기 핀은 상기 마이크로채널튜브보다 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제9항에 있어서,
상기 핀은 상기 마이크로채널튜브 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 8항에 있어서,
상기 핀에는 공기와의 열젼달을 크게 하기 위한 루버를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제11항에 있어서,
상기 루버는 상기 핀의 중간부분부터 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제11항에 있어서,
상기 루버의 단면적은 상기 핀의 전면부에는 적게 마련되며, 상기 핀의 중간부에는 넓게 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,
상기 마이크로채널튜브가 상기 핀에 삽입되는 경우에 있어서, 상기 마이크로채널튜브는 전열과 후열로 배치되며 상기 핀은 상기 전열과 후열의 마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
마이크로 채널을 포함하는 복수 개의 편평형 마이크로채널튜브;
상기 마이크채널튜브가 삽입 또는 접합될 수 있도록 마련되는복수 개의 핀;
상기 핀 내측에 마련되며, 상기 핀과 공기와의 열교환을 크게 하기 위하여 일정 간격을 두고 배열된 루버;
상기 마이크로채널튜브의 상측에 위치하는 제1헤더 유닛;
상기 마이크로채널튜브의 하측에 위치하는 제2헤더 유닛;을 포함하며,
상기 핀의 전열 면적을 늘리기 위하여 상기 핀의 공기와의 접촉이 시작되는 부분의면적이 넓게 마련된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제15항에 있어서,
상기 핀은 전면부에 상기 마이크로채널튜브보다 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제16항에 있어서,
상기 핀은 상기 마이크로채널튜브의 방향으로 연장된 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제15항에 있어서,
상기 루버는 상기 핀의 중앙부부터 위치하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제15항에 있어서,
상기 루버는 상기 핀의 양 측 말단에는 단면적이 적게 마련되며, 상기 핀의 중앙부에는 단면적이 넓게 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제15항에 있어서,
상기 마이크로채널튜브 내측의 고온 고압의 증기 냉매가 제1헤더 유닛에서 제2헤더 유닛으로 향하는 중력 방향인 제1방향으로 이동할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 냉매의 유입구와 냉매의 유출구를 포함하며,
상기 고온 고압의 증기 냉매가 제2헤더 유닛에서 상기 제1헤더 유닛으로 향하는 반중력 방향인 제2방향으로 이동하기 위하여 마련되며, 상기 제1헤더 유닛과 상기 제2헤더 유닛을 연결하는 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.