KR20170036015A

KR20170036015A - 열교환기 및 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170036015A
Application number: KR1020177004999A
Authority: KR
Inventors: 신 나카무라; 아키라 이시바시; 신야 히가시이우에; 다이스케 이토; 시게요시 마츠이; 유키 우가진; 타카시 오카자키; 아츠시 모치즈키
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2017-03-31
Also published as: KR20190124820A; EP3193121B1; AU2014405791B2; KR20190000926A; CN106716042A; JPWO2016038652A1; US20170248370A1; US10041739B2; AU2014405791A1; EP3193121A4; JP6294497B2; EP3193121A1; WO2016038652A1; US20180320978A1; AU2018278876A1; KR102089099B1; CN106716042B; US10563924B2; AU2018278876B2

Abstract

열교환기(4)의 판형상 핀(3)은, 편평형상의 전열관(1)이 삽입되는 노치부(2)의 주연에, 그 주연부터 세워서 형성된 핀 칼라(5)를 가지며, 핀 칼라(5)는, 전열관(1)의 장축측의 측면과 대향하는 위치에, 그 측면과는 반대측으로 절곡된 적어도 하나의 리플레어부(6)를 가지며, 인접된 판형상 핀(3)끼리의 핀 피치 간격을 규정하는 리플레어부(6)의 적어도 하나는, 그 선단부인 리플레어 선단부(6b)가 그 리플레어부(6)의 접하는 판형상 핀(3)의 접촉측 면으로부터 떨어지도록 형성되어 있다.

Description

열교환기 및 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법{HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR MANUFACTURING PLATE-LIKE FIN FOR HEAT EXCHANGER}

본 발명은, 예를 들면 공기 조화기 또는 냉동기 등에 사용되는 열교환기 및 이 열교환기에 사용되는 판형상 핀의 제조 방법에 관한 것이다.

종래로부터, 소정의 핀 피치 간격을 통하여 복수장 적층된 판형상 핀과, 개략 타원형상 또는 개략 장원(長圓)형상의 단면을 갖는 편평(扁平)형상의 전열관(傳熱管)을 조합시켜서 이루어지는 핀 앤드 튜브형의 열교환기가 알려져 있다. 이와 같은 열교환기는, 예를 들면, 소정의 핀 피치 간격을 통하여 적층되고, 장변(長手)방향측의 단부(端部)에 복수의 노치부가 형성된 복수의 판형상 핀과, 판형상 핀의 적층 방향에 따라 배치되고, 노치부에 삽입된 복수의 편평형상의 전열관을 구비한 구성으로 되어 있다. 또한, 각 전열관의 단부는, 이들 전열관과 함께 냉매 유로를 형성하는 분배관 또는 헤더와 접속되어 있다. 그리고, 이와 같은 열교환기는, 판형상 핀의 사이를 유동하는 공기 등의 열교환 유체와, 편평형상의 전열관 내를 유동하는 물 또는 냉매 등의 피열교환(被熱交換) 유체와의 사이에서 열을 교환하도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 열교환기에서는, 판형상 핀에는, 그 판형상 핀과 전열관과의 밀착을 향상시키기 위해, 판형상 핀의 노치부의 주연(周緣)부터 수직으로 세워진 핀 칼라가 성형되고, 상기 핀 칼라와 전열관을 노중(爐中) 솔더링, 또는 접착제에 의해 밀착시킨다. 또한, 상기한 바와 같은 열교환기에는, 판형상 핀의 열교환 성능을 향상시키기 위해, 노치부 사이의 영역에, 공기의 주류(主流) 방향으로 개구한 슬릿이라고 불리는 잘라세움, 또는, 공기의 주류 방향에 대해 스크래치라고 불리는 요철형상이 성형되어 있는 것이 알려져 있다. 또한, 상기한 바와 같은 열교환기에는, 열교환 성능을 향상시키기 위해, 내부에 복수의 유로가 형성된 전열관을 사용하는 것이나, 내면에 홈이 형성된 전열관을 이용하는 것도 알려져 있다.

또한, 상기한 바와 같은 편평형상의 전열관을 이용한 종래의 열교환기로서는, 판형상 핀의 일부를 잘라세움으로써 스페이서를 형성하고, 핀을 적층할 때에 스페이서를 이웃하는 핀의 베이스면에 당접하도록 하여 복수 적층된 판형상 핀의 간격을 일정하게 유지함과 함께, 위치 결정을 용이하게 하도록 한 것이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

또한, 상기한 바와 같은 편평형상의 전열관을 사용한 종래의 열교환기로서는, 판형상 핀의 노치부 주연부터 수직으로 세워진 핀 칼라의 일부의 선단부를 외측으로 절곡하여 사각형상의 리플레어라고 불리는 돌기부를 마련하고, 이 리플레어부를 판형상 핀의 핀 피치를 결정하는 절곡 높이로 함에 의해, 판형상 핀을 적층할 때에 리플레어부가 이웃하는 판형상 핀의 베이스면에 접합하도록 하여 복수 적층된 판형상 핀의 간격을 일정하게 유지함과 함께, 위치 결정을 용이하게 하도록 한 것도 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특개2012-163318호 공보(도 5∼도 8) 특허 문헌 2 : 일본 특개2011-64403호 공보(도 4)

상기한 바와 같은 종래의 열교환기는, 판형상 핀의 노치부 사이의 영역에는 슬릿이나 스크래치를 형성할 수는 있지만, 노치부의 주위(환언하면 전열관의 주위)에 슬릿이나 스크래치를 형성할 수가 없어서 전열관 주연의 열교환 성능이 양호하다 라고는 말할 수 없다는 과제가 있다.

또한, 특허 문헌 1에 나타내는 열교환기의 판형상 핀의 구성에서는, 스페이서는 판형상 핀 본체에 칼집을 넣음으로써 형성된다. 그렇지만, 판형상 핀 본체에 칼집을 넣으면, 판형상 핀의 전열 면적의 감소나, 풍로(風路)에 스페이서가 위치함으로써, 통풍 저항이 증대하여 버린다는 과제가 있다.

또한, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 열교환기의 판형상 핀은, 리플레어 형상이나 핀형상 자체의 문제상, 사용하지 않는 부위가 발생하여 버린다. 즉, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 열교환기의 판형상 핀은, 판형상 핀으로서 사용되는 판형상 부재(예를 들면 알루미늄판재)를 프레스할 때에 폐재(廢材)가 많이 발생되어 버린다는 과제가 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제의 적어도 하나를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 종래보다도 전열관 주연의 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 열교환기를 얻는 것을 제1의 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 당해 열교환기의 판형상 핀의 제조 능력(단위 시간당의 제조 매수)을 향상시킬 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.

본 발명에 관한 열교환기는, 소정의 핀 피치 간격을 통하여 적층되고, 장변방향으로 배열된 복수의 노치부가 형성된 복수의 판형상 핀과, 상기 판형상 핀의 적층 방향에 따라 배치되고, 상기 노치부에 삽입된 복수의 편평형상의 전열관을 구비하고, 상기 판형상 핀은, 상기 노치부의 주연에, 상기 전열관의 외주부와 밀착하는 핀 칼라를 가지며, 상기 핀 칼라는, 적어도 하나의 리플레어부를 가지며, 이웃하는 상기 판형상 핀끼리는, 일방의 상기 판형상 핀의 상기 리플레어부가 타방의 상기 판형상 핀과 접하여 상기 핀 피치 간격으로 배치되어 있고, 상기 리플레어부의 적어도 하나는, 인접하는 상기 판형상 핀으로부터 떨어져 있는 리플레어 선단부를 갖는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 본 발명에 관한 열교환기의 상기 판형상 핀의 제조 방법으로서 판형상 부재에 대해, 적어도 2개의 제1 아래 구멍(下穴)으로 구성된 아래 구멍 그룹을 소정의 간격을 통하여 복수 형성하는 아래 구멍 형성 공정과, 그 아래 구멍 형성 공정의 후, 각 아래 구멍 그룹에서 상기 제1 아래 구멍을 잇도록 잘린 자국을 형성하는 잘린 자국 형성 공정과, 그 잘린 자국 형성 공정의 후, 상기 잘린 자국을 버링 가공하고, 상기 핀 칼라가 되는 세움부(입상부 및 상기 노치부가 되는 개구부를 형성하는 세움부 형성 공정과, 그 세움부 형성 공정의 후, 상기 세움부를 리플레어 가공하여 상기 리플레어부를 형성하는 리플레어부 형성 공정과, 상기 리플레어부 형성 공정의 후, 상기 아래 구멍 그룹의 배열 방향에 따라 상기 판형상 부재를 절단하고, 상기 핀 칼라 및 상기 노치부를 형성하는 절단 공정을 구비한 것이다.

본 발명에 관한 열교환기는, 스페이서 등에 의한 통풍 저항의 증대나 판형상 핀의 전열 면적의 감소를 초래하는 일 없이 리플레어부에 의해 적층되는 핀 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 열교환기는, 리플레어부가 접하는 판형상 핀으로부터 떨어지도록 형성되어 있는 리플레어 선단부에서 전연 효과(leading edge effect)를 얻을 수 있기 때문에, 전열관 주연의 열교환 성능을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 아래 구멍 형성 공정에서 형성된 제1 아래 구멍을 제외하면, 판형상 핀의 재료가 되는 판형상 부재로부터 폐재가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 판형상 핀의 재료가 되는 판형상 부재를 효율 좋게 사용할 수 있고, 열교환기의 비용을 삭감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 절단 공정에서 아래 구멍 그룹의 배열 방향에 따라 판형상 부재를 절단함에 의해, 2장의 판형상 핀의 핀 칼라 및 노치부를 한번에 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 한번에 2장분의 판형상 핀을 제조할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 관한 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법은, 판형상 핀의 제조 능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기에서의 판형상 핀의 적층 상태를 도시하는 사시도(주요부 확대도).
도 3은 도 2에 도시하는 판형상 핀의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전열관의 한 예를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전열관의 다른 한 예를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 한 예를 도시하는 평면도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 한 예를 도시하는 평면도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 한 예를 도시하는 평면도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 한 예를 도시하는 평면도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 다른 한 예를 도시하는 평면도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 또 다른 한 예를 도시하는 측면도.
도 12는 비교례가 되는 열교환기를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기 중, 복수의 냉매 유로를 갖는 전열관을 사용한 것의 한 예를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기 중, 복수의 냉매 유로를 갖는 전열관을 사용한 것의 한 예를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 아래 구멍 형성 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 잘린 자국 형성 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 17은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 잘린 자국 형성 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 18은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 잘린 자국 형성 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 19는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 잘린 자국 형성 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 20은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 프레스 공정을 설명하기 위한 평면도.
도 21은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 세움부 형성 공정을 설명하기 위한 설명도(측면도).
도 22는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 세움부 형성 공정을 설명하기 위한 설명도(사시도).
도 23은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 절단 공정을 설명하기 위한 평면도.

실시의 형태 1.

이하, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4) 및, 그 열교환기(4)에 사용되는 판형상 핀(3)에 관해, 도 1∼도 14에 의거하여 설명한다.

또한, 본 실시의 형태 1에서는, 본 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀(3)의 구성의 이해를 용이하게 하기 위해, 주요부 확대도(판형상 핀(3)의 매수를 2장, 전열관(1)의 갯수를 1개로 좁힌 열교환기(4)의 일부를 도시한 것)를 기초로, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4) 및 판형상 핀(3)을 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기를 도시하는 사시도(주요부 확대도)이다. 도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기에서의 판형상 핀의 적층 상태를 도시하는 사시도(주요부 확대도)이다. 또한, 도 3은, 도 2에 도시하는 판형상 핀의 측면도이다. 또한, 도 3은, 판형상 핀(3)을 노치부(2)의 장변방향(환언하면, 전열관(1)의 장축 방향)으로 관찰한 것이다.

본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)는, 핀 앤드 튜브형의 열교환기이고, 소정의 핀 피치 간격(FP)를 통하여 적층되고, 장변방향측의 단부(端部)에 복수의 노치부(2)가 형성된 복수의 판형상 핀(3)과, 이들 판형상 핀(3)의 적층 방향에 따라 배치되고, 노치부(2)에 삽입되는 복수의 편평형상의 전열관(1)을 구비하고 있다. 본 실시의 형태에서는, 판형상 핀(3) 및 전열관(1)은, 예를 들면 알루미늄제(알루미늄제 또는 알루미늄 합금제)로 되어 있다.

전열관(1)은, 내부에 적어도 하나 이상의 냉매 유로를 구비하고 있으면 되고, 예를 들면 도 4 및 도 5와 같이 구성된다.

도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전열관의 한 예를 도시하는 단면도이다.

예를 들면, 전열관(1)은, 개략 장원형상의 단면(斷面)을 갖는 편평형상으로 형성되고, 그 내부에 1개의 냉매 유로가 형성된다.

도 5는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전열관의 다른 한 예를 도시하는 단면도이다.

예를 들면, 전열관(1)은, 개략 장원형상의 단면을 갖는 편평형상으로 형성되고, 그 내부에, 전열관(1)의 장축 방향에 따라 복수의 냉매 유로가 형성되어도 좋다. 내부에 복수의 냉매 유로를 형성함에 의해, 전열관 내면과 냉매와의 접촉면적이 증가하고, 열교환 효율이 좋아진다.

또한, 전열관(1)은, 도 4 및 도 5의 구성으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 전열관(1)의 단면형상을 개략 타원형상으로 형성하여도 좋다. 또한 예를 들면, 전열관(1)의 냉매 유로의 벽면(전열관(1)의 내벽면)에 홈(溝)을 형성하여도 좋다. 전열관 내면과 냉매와의 접촉면적이 증가하고, 열교환 효율이 좋아진다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이 전열관(1)의 장축경(長軸徑)을 DA, 단축경을 DB로 각각 정의한다.

여기서 본 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀(3)에 관해, 더욱 상세히 설명한다.

상술한 바와 같이 각 판형상 핀(3)은, 장변방향측의 단부에, 전열관(1)이 삽입되는 복수의 노치부(2)가 형성된다. 이 때문에, 각 노치부(2)의 형상은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 전열관(1)의 단면형상에 대응하는 형태(形)로 형성되어 있다. 또한, 본 실시의 형태 1에서는, 전열관(1)의 노치부(2)에의 삽입을 용이하게 하기 위해, 노치부(2)의 개구측 단부에, 노치부(2)의 폭보다도 넓은 폭이 유입부(2a)가 형성되어 있다.

또한, 각 노치부(2)의 주연(周緣)에는, 그 주연부터 세워서 형성되고 전열관(1)의 외주부와 밀착하는 핀 칼라(5)가 형성되어 있다. 그리고, 각 핀 칼라(5)는, 그 핀 칼라(5)와 접하는 전열관(1)의 장축측의 측면과 대향하는 위치에, 그 측면과는 반대측으로 절곡된 적어도 하나의 리플레어부(6)를 갖고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 인접된 판형상 핀(3)끼리는, 일방의 판형상 핀(3)의 리플레어부(6)(보다 상세하게는, 리플레어 기단부(6a))가 타방의 판형상 핀(3)의 저면부(3a)(접촉측 면)와 접함에 의해, 상기 핀 피치 간격(FP)를 통하여 배치된다. 또한, 본 실시의 형태 1에서는, 인접된 판형상 핀(3)끼리의 상기 핀 피치 간격(FP)를 유지할 때의 안정성을 고려하여 리플레어부(6)는, 전열관(1)의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에 마련되어 있다.

상술한 리플레어부(6)를 더욱 상세하게 설명하면, 각 리플레어부(6)는, 리플레어 기단부(6a) 및 리플레어 선단부(6b)로 형성되어 있다. 리플레어 기단부(6a)는, 상술한 바와 같이 핀 피치 간격(FP)를 유지하기 위해, 인접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)와 접촉하는 부위이다. 또한, 리플레어 선단부(6b)는, 리플레어 기단부(6a)가 접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)로부터 떨어지도록 형성되어 있다.

또한, 리플레어 선단부(6b)에서 리플레어 기단부(6a)가 접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)로부터 판형상 핀(3)의 적층 방향으로 가장 떨어진 부위를, 특히 리플레어 선단부의 종단부(終端部)(6c)라고 정의한다.

즉, 도 3에 도시하는 바와 같이 리플레어 기단부(6a)가 접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)와 리플레어 선단부(6b)가 이루는 각도를 θ로 하면, θ>0으로 되어 있다. θ>0으로 함에 의해,리플레어 선단부(6b)는, 리플레어 기단부(6a)가 접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)로부터 떨어진다. 즉, 공기가 흐르는 풍로(風路) 중(인접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a) 사이)에 전열면(傳熱面)을 확보하는 것이 가능해진다. 특히, 리플레어 선단부(6b)의 풍상측(風上側) 단부인 리플레어 풍상부(6d)(후술하는 도 6∼도 9도 참조)는, 온도 경계층이 발달하기 전의 영역이고, 전연 효과를 얻음에 의해 국소적으로 열전달이 양호하게 되어, 판형상 핀(3)의 열교환 성능이 향상된다.

즉, 본 실시의 형태 1과 같이 리플레어부(6)를 구성함에 의해, 전열(傳熱) 촉진이 곤란한 전열관(1) 주연의 영역에서 전열 면적을 확보하고, 또한 전연 효과에 의해, 효율 좋게 열교환하는 것이 가능해진다.

특히, 리플레어 기단부(6a)가 접하는 판형상 핀(3)의 저면부(3a)와 리플레어 선단부(6b)가 이루는 각도(θ)를, 0°<θ<90°로 하는 것이 바람직하다. 0°<θ<90°로 함에 의해, 리플레어 선단부(6b)를 통과하는 공기의 풍속이 빨라지기 때문에, 보다 효율 좋게 전연 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 또한, θ>90°가 되는 경우에는, 핀 칼라(5)와 리플레어 선단부(6b)와의 간격이 좁아지고, 본 열교환기(4)를 증발기로서 사용할 때에 생기는 공기 중 수분의 응축수가 브리지하기 쉽게 되기 때문이다.

또한, 본 실시의 형태 1에 관한 각 판형상 핀(3)은, 핀면상에 스크래치(7)가 형성되어 있다. 스크래치(7)를 형성함으로써, 평면형상에 비하여 그 부분에서 전열을 촉진시킬 수 있고, 판형상 핀(3)의 좌굴(座屈) 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 스크래치(7)과 함께, 또는, 스크래치(7)에 대신하여 각 판형상 핀(3)에 슬릿이라고 불리는 잘라세움을 형성하여도 좋다. 판형상 핀(3)에 슬릿을 형성함에 의해서도 전열을 촉진시킬 수 있다.

또한, 본 실시의 형태 1에 관한 리플레어부(6)의 형상은, 상기한 구성으로 한정되는 것이 아니다. 이하, 리플레어부(6)의 형상의 한 예를 나타낸다.

도 6∼도 9는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 한 예를 도시하는 평면도이다.

예를 들면, 도 6 및 도 8에 도시하는 바와 같이 리플레어부(6)를 사각형상으로 형성하여도 좋다. 예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같이 리플레어부(6)를 삼각형상으로 형성하여도 좋다. 또한 예를 들면, 도 9에 도시하는 바와 같이 리플레어부(6)를 정현파(正弦波)형상으로 형성하여도 좋다. 또한 예를 들면, 리플레어부(6)를, 이들 도 6∼도 9에 도시한 이외의 형상으로 형성하여도 물론 좋다. 또한, 도 6∼도 9에서는, 전열관(1)의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에 리플레어부(6)를 마련하였지만, 어느 일방의 측면과 대향하는 위치에만 리플레어부(6)를 마련하여도 좋다. 또한, 상기한 설명에서는, 리플레어부(6)의 전부에 리플레어 선단부(6b)를 형성하였지만, 적어도 하나의 리플레어부(6)에 리플레어 선단부(6b)를 형성함에 의해, 전열관(1) 주연의 영역에서 전열 면적을 확보할 수 있고, 전연 효과에 의해 효율 좋게 열교환하는 것이 가능해진다.

또한 도 10은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 다른 한 예를 도시하는 평면도이다.

상술한 도 1∼도 9에서는, 동일한 노치부(2)의 주연에 마련된 핀 칼라(5)에 주목하면, 전열관(1)의 장축측의 한 측면과 대향하는 위치에는, 전열관(1)의 장축 방향에 따라 최대 2개의 리플레어부(6)(리플레어 선단부(6b))가 형성되어 있다. 이 수(數)는, 전열관(1)의 장축측의 한 측면과 대향하는 위치에 마련되는 리플레어부(6)의 최대수를 규정하는 것은 아니다. 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이 전열관(1)의 장축측의 한 측면과 대향하는 위치에, 전열관(1)의 장축 방향에 따라 3개 이상(도 10에서는 4개)의 리플레어부(6)(리플레어 선단부(6b))을 형성하여도 좋다. 이와 같이 리플레어부(6)(리플레어 선단부(6b))의 개수를 보다 많게 함으로써, 전연 효과를 얻을 수 있는 리플레어 풍상부(6d)를 보다 많이 확보할 수 있기 때문에, 특히 열교환 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 11은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 판형상 핀의 또 다른 한 예를 도시하는 측면도이다.

판형상 핀(3)의 저면부(3a)와 리플레어 선단부의 종단부(6c) 사이의 거리(판형상 핀(3)의 적층 방향의 거리)를 리플레어 피치(RP)라고 하면, 도 3에 도시한 판형상 핀(3)은, 리플레어 피치(RP)가 핀 피치 간격(FP)의 반분의 길이보다도 짧게 되어 있다. 이것으로 한하지 않고, 도 11에 도시하는 바와 같이 리플레어 피치(RP)가 핀 피치 간격(FP)의 반분의 길이보다도 길게 되도록 판형상 핀(3)을 형성하여도 좋다. 판형상 핀(3) 사이의 유로를 통과한 공기의 풍속은, 판형상 핀(3)의 저면부(3a)로부터 떨어진 핀 피치 간격(FP)의 중앙부에서 최대가 된다. 이 때문에, 리플레어 피치(RP)가 핀 피치 간격(FP)의 반분의 길이보다도 길게 되도록 판형상 핀(3)을 형성함에 의해, 전연 효과를 얻을 수 있는 리플레어 풍상부(6d)를 보다 많이 확보할 수 있기 때문에, 특히 열교환 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

그런데, 본 실시의 형태 1에 관한 전열관(1)은, 내부에 복수의 냉매 유로가 형성된 전열관이라도 좋은 것을 상술하였다. 이와 같은 복수의 냉매 유로를 갖는 전열관(1)과 상기한 판형상 핀(3)으로 열교환기(4)를 구성함에 의해, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

여기서 이하에서는, 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)의 효과의 이해를 용이하게 하기 위해, 우선, 리플레어부(6)(즉, 리플레어 선단부(6b))을 갖지 않는 열교환기(104)에 관해 설명한다. 그 후, 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)에 관해 설명한다. 또한, 리플레어부(6)(즉, 리플레어 선단부(6b))을 갖지 않는 열교환기(104)와 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)에서 공통되는 구성에 관해서는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.

도 12는, 비교례가 되는 열교환기를 도시하는 도면이다. 여기서 도 12(a)는, 비교례가 되는 열교환기(104)를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 12(b)는, 이 열교환기(104)의 열유속(熱流束) 분포를 도시하는 도면이다. 또한, 이 열교환기(104)에는, 안이 백색인 화살표로 나타내는 방향에서 공기가 유입된다.

도 12(a)에 도시하는 바와 같이 비교례가 되는 열교환기(104)는, 냉매(또는 물)가 흐르는 복수의 유로를 구비한 전열관(1)을 구비하고 있다. 그렇지만, 이 열교환기(104)는, 리플레어부(6)(즉, 리플레어 선단부(6b))을 갖고 있지 않는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성의 열교환기(104)에서는, 지면(紙面) 오른쪽부터 공기가 열교환기(104) 내로 유입하고, 전열관(1) 내의 냉매나 판형상 핀(3)과 열교환하여 지면 왼쪽에서 유출된다. 그 때에, 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)에서 전연 효과를 얻을 수 있기 때문에, 동(同) 단부에 가까운 전열관(1) 내의 냉매 유로의 전열이 촉진된다. 이 때, 열교환기(104)는, 전열관(1)의 풍하측(風下側) 단부(1b)에서 전연 효과를 얻을 수 없기 때문에, 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)와 풍하측 단부(1b)에서 열전달 성능에 차이가 생긴다. 또한, 전열관(1)에서의 풍상측의 냉매 유로를 흐르는 냉매와 공기와의 온도차가 전열관(1)에서의 풍하측의 냉매 유로를 흐르는 냉매와 공기와의 온도차에 비하여 커진다. 이 때문에, 열교환기(104)는, 전열관(1)의 각 냉매 유로에 있어서 열유속의 치우침이 생겨 버리고, 냉매 유로에 의해 냉매의 온도 분포의 쳔차가 생기기 때문에, 하나의 전열관(1)으로서의 열교환 성능이 저하되어 버린다.

또한, 예를 들면 외기온이 약 2℃ 이하이고 냉매의 증발 온도가 0℃ 이하가 되어 열교환기(104)에 착상(着霜)이 생기는 환경하에서 본 열교환기(104)를 실외 열교환기(증발기)로서 사용하는 경우를 상정한다. 이 경우, 판형상 핀(3)의 풍상측 단부(3b) 및 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)가 전연 효과를 얻어 열교환 성능이 향상하고, 또한 공기의 절대 습도량이 많은 위치에 배치되어 있기 때문에, 판형상 핀(3)의 풍상측 단부(3b) 및 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)에서 집중하여 열교환함으로써, 당해 부분에 착상이 생기기 쉽게 된다. 그 결과, 열교환기(104)에서는, 당해 부분 부근의 풍로가 서리에 의해 폐색되어 버려, 통풍 저항이 증대함으로써 풍량이 저하되어 버리기 때문에, 열교환 성능이 저하된다.

한편, 복수의 냉매 유로를 갖는 전열관(1)과 상기한 판형상 핀(3)으로 열교환기(4)를 구성함에 의해, 당해 과제를 해결할 수도 있다.

도 13 및 도 14는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 열교환기 중, 복수의 냉매 유로를 갖는 전열관을 사용한 것의 한 예를 도시하는 도면이다. 여기서 도 13 및 도 14에서 (a)는, 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 13 및 도 14에서 (b)는, 각 도면에 도시하는 열교환기(4)의 열유속 분포를 도시하는 도면이다. 도 13 및 도 14에 도시하는 열교환기(4)에는, 속이 흰 화살표로 나타내는 방향에서 공기가 유입된다. 여기서 6e는 리플레어 선단부(6b) 중, 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)(제1 단부)에 가장 가까운 리플레어 선단부, 6f는 리플레어 선단부(6b) 중, 전열관(1)의 풍하측 단부(1b)(제2 단부)에 가장 가까운 리플레어 선단부를 나타낸다.

또한, 도 13에 도시하는 열교환기(4)와 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 「전열관(1)의 풍상측 단부(1c)(제1 단부)와 그 풍상측 단부(1c)에 가장 가까운 리플레어 선단부(6e)와의 거리(B)」가 다르다.

도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)는, 냉매(또는 물)가 흐르는 복수의 유로를 구비한 전열관(1)을 구비하고 있다. 또한, 이들의 열교환기(4)는, 도 10에서 도시한 판형상 핀(3)(전열관(1)의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에, 4개씩 리플레어부(6)(리플레어 선단부(6b)가 형성된 것)을 복수 구비하고 있다. 상술한 바와 같이 리플레어 선단부(6b)의 개수를 많게 함으로써, 전연 효과를 얻을 수 있는 리플레어 풍상부(6d)를 보다 많이 확보할 수 있다. 이 때문에, 전열관(1)의 각 냉매 유로에서의 열유속의 차이의 발생이 억제된다. 따라서 본 실시의 형태 1에 관한 열교환기(4)는, 냉매 유로에 의해 냉매의 온도 분포의 편차를 억제할 수 있기 때문에, 하나의 전열관(1)으로서의 열교환 성능(환언하면, 전열관(1) 주연에서의 열교환 성능)을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 13 및 도 14에 도시하는 판형상 핀(3)은, 전열관(1)의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에, 복수의 리플레어 선단부(6b)를 마련하고 있기 때문에, 전열관(1)의 장축측의 한 측면과 대향하는 위치에만 복수의 리플레어 선단부(6b)를 마련한 경우에 비하여 리플레어 선단부(6b)의 수를 보다 늘릴 수가 있어서 상기한 효과가 보다 얻어진다.

여기서 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 「전열관(1)의 풍상측 단부(1c)(제1 단부)와 그 풍상측 단부(1c)에 가장 가까운 리플레어 선단부(6e)와의 거리(B)」가 「전열관(1)의 풍하측 단부(1b)(제2 단부)와 그 풍하측 단부(1b)에 가장 가까운 리플레어 선단부(6f)와의 거리(A)」보다도 긴 구성으로 되어 있다. 즉, 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 풍상측 단부(1c)에 가장 가까운 리플레어 선단부(6e)를 풍상측 단부(1c)로부터 떨어진 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 전열관(1)의 풍상측 단부(1c)에서의 전연 효과를 얻을 수 있는 위치와, 리플레어 선단부(6e)에어서의 전연 효과를 얻을 수 있는 위치가 맞겹치는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 전열관(1)의 각 냉매 유로에서의 열유속의 치우침을 균일화할 수 있다. 따라서 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 냉매 유로에 의해 냉매의 온도 분포의 편차를 더욱 억제할 수 있기 때문에, 하나의 전열관(1)으로서의 열교환 성능(환언하면, 전열관(1) 주연에서의 열교환 성능)을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 도 13 및 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 전열관(1) 주연에서의 열유속의 치우침을 억제하면서 전열관(1) 주연의 열교환 성능을 향상시키고 있기 때문에, 판형상 핀(3)의 풍상측 단부(3b)의 열교환 성능과 전열관(1) 주연의 열교환 성능과의 차이가 작다. 따라서 도 13 및 도 14에 도시하는 열교환기(4)는, 착상이 생기는 환경하에서 착상 분포를 분산시킬 수 있기 때문에, 풍로가 폐색되기 어렵고, 착상 내력(耐力)이 향상한 열교환기를 제공하는 것이 가능해진다.

실시의 형태 2.

본 실시의 형태 2에서는, 실시의 형태 1에서 나타낸 열교환기(4)의 제조 방법, 특히 판형상 핀(3)의 제조 방법에 관해 설명한다. 본 실시의 형태 2와 같이 판형상 핀(3)을 제조함에 의해, 열교환기(4)의 비용을 삭감할 수 있고, 판형상 핀(3)의 제조 능력(단위시간당의 제조 매수)을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시의 형태 2에서 특히 언급하지 않는 구성에 관해서는 실시의 형태 1과 마찬가지로 하고, 실시의 형태 1과 같은 구성에 관해서는 같은 부호를 붙이는 것으로 한다. 또한, 본 실시의 형태 2에서는, 판형상 핀(3)의 원재료의 한 예로서 알루미늄판재(11)(알루미늄판재 또는 알루미늄 합금판재)을 사용하고 있다.

도 15는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 아래 구멍(下穴) 형성 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

판형상 핀(3)을 제조할 때, 우선, 판형상 핀(3)의 원재료가 되는 알루미늄판재(11)에 대해, 적어도 2개의 제1 아래 구멍(12a)으로 구성된 아래 구멍 그룹을 소정의 간격을 통하여 복수 형성한다. 각 제1 아래 구멍(12a)은, 노치부(2)의 저부를 형성하는 것이다. 또한, 본 실시의 형태 2에서는, 판형상 핀(3)의 노치부(2)의 개구단에, 유입부(2a)를 형성한다. 이 때문에, 각 아래 구멍 그룹에서 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 사이의 위치에, 그 제1 아래 구멍(12a)보다도 직경이 큰 제2 아래 구멍(12b)을 형성하고 있다.

여기서 본 실시의 형태 2에 나타내는 판형상 핀(3)의 제조 방법에서는, 폐재가 되는 것은 제1 아래 구멍(12a) 및 제2 아래 구멍(12b)으로서 도려낸 해당 부분뿐이기 때문에, 효율 좋게 재료를 사용할 수 있고, 판형상 핀(3)(환언하면 열교환기(4))의 비용을 삭감시킬 수 있다.

도 16∼도 19는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 잘린 자국 형성 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

아래 구멍 형성 공정의 후, 각 아래 구멍 그룹에서 제1 아래 구멍(12a)을 잇도록 잘린 자국을 형성한다. 잘린 자국의 형상은 다양하고, 리플레어부(6)의 형상에 의해 달라진다. 예를 들면, 도 16에 도시하는 바와 같이 동일한 아래 구멍 그룹에서 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선상에 잘린 자국(13a)을 형성한다. 이 경우, 도 6에서 도시한 바와 같이 전열관(1)의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에 하나씩 사각형상의 리플레어부(6)가 형성되게 된다.

또한 예를 들면, 도 17부터 도 19에 도시하는 바와 같이 동일한 아래 구멍 그룹에서 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선을 적어도 1개소 이상 교차하도록 잘린 자국을 형성한다. 이 경우, 도 7∼도 9에서 도시한 바와 같이 전열관(1)의 장축측의 적어도 한 측면과 대향하는 위치에, 복수의 리플레어부(6)가 형성되게 된다. 이 때, 도 17과 같이 지그재그 형상의 잘린 자국(13b)을 형성함에 의해, 리플레어부(6)의 형상은, 도 7에서 도시한 바와 같은 삼각형상이 된다. 또한, 도 18과 같이 정현파형상의 잘린 자국(13c)을 형성함에 의해, 리플레어부(6)의 형상은, 도 9에서 도시한 바와 같은 정현파형상이 된다. 또한, 도 19와 같이 구형형형상의 잘린 자국(13d)을 형성함에 의해, 리플레어부(6)의 형상은, 도 8에서 도시한 바와 같은 사각형상이 된다.

이 잘린 자국의 형상은, 실시의 형태 1에서 나타낸 리플레어부(6)의 형상에 영향을 주는 것이다. 그 영향에 관한 상세는, 후처리 공정인 핀 칼라(5)의 형성 공정(세움부 형성 공정)에서 설명한다.

도 20은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 프레스 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

잘린 자국 형성 공정의 후, 알루미늄판재(11)을 프레스 가공하여 스크래치(7)를 형성한다. 전술한 바와 같이 이 스크래치(7)는 그부분에서의 전열 촉진과, 판형상 핀(3)의 좌굴 강도의 향상을 목적으로 하고 있다. 또한, 스크래치(7)를 형성하지 않는 경우에는, 이 공정은 불필요하게 된다.

도 21 및 도 22는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 세움부 형성 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 21은 측면도로 되어 있고, 도 22는 사시도로 되어 있다. 또한, 도 22는, 도 17에서 도시한 지그재그 형상의 잘린 자국(13b)을 버링 가공한 후의 상태를 나타내고 있다.

프레스 공정의 후, 잘린 자국 형성 공정에서 형성하는 잘린 자국을 버링 가공하고, 핀 칼라(5)가 되는 세움부(25) 및, 노치부(2)가 되는 개구부(22)를 형성한다. 이 때, 개구부(22)(즉 노치부(2))폭이 전열관 단축경(DB)와 같은 길이가 되도록 버링 가공을 실시한다.

또한, 도 21에 도시하는 바와 같이 버링 가공 후에 형성된 세움부(25)의 최대 높이를 FCmax로 한 경우, 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)는, 잘린 자국 형성 공정에서 형성한 잘린 자국의 형상에 의해 달라져 온다.

도 22에 도시하는 바와 같이 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선을 적어도 1개소 이상 교차하도록 지그재그 형상의 잘린 자국(13b)을 형성한 경우, 세움부(25)의 능선도 마찬가지로 지그재그 형상을 이루고 있다. 즉, 지그재그의 각도와 지그재그 꼭데기부의 피치에 의해, 세움부(25)의 높이(FC)는, 상기 가상 직선상(노치부(2)의 장변방향이 되고, 전열관(1)의 장축 방향이 되는 방향)에 따라 변동하고 있다. 이 때문에, 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)의 범위는, DB/2<FCmax<DB가 된다.

또한, 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)가 이와 같은 범위가 되는 것은, 도 22에 도시한 지그재그 형상의 잘린 자국(13b)의 경우로 한정되지 않는다. 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선을 적어도 1개소 이상 교차하는 잘린 자국의 경우(도 18 및 도 19 참조), 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)가 이와 같은 범위가 된다. 단, 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선상에 잘린 자국을 형성한 경우(도 16 참조), 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)는, FCmax=DB/2로 일정하게 된다.

세움부 형성 공정의 후, 리플레어부(6)를 형성하는 리플레어부 형성 공정을 행한다. 즉, 세움부(25)의 선단부를 전열관(1)의 장축측의 측면과는 반대측으로 절곡하여 리플레어부(6)를 형성한다.

실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이 본 발명에서의 리플레어부(6)의 역할은,

·핀 피치 간격(FP)의 확보,

·리플레어 선단부(6b)에 의한 전열을 촉진의 2점을 들 수 있다.

그 때문에, 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)는, 가능한 한 긴 쪽이 바람직하다. 충분한 핀 피치 간격(FP)를 확보하면서 리플레어 피치(RP)를 길게 할 수 있기 때문에, 전열을 촉진이 가능해지기 때문이다. 또한, 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선을 적어도 1개소 이상 교차하도록 잘린 자국을 형성함으로써, 전열관(1)의 한 측면에 리플레어부(6)를 복수개 형성하는 것이 가능해진다. 그리고, 리플레어부(6)의 개수는 교차하는 회수가 많을수록 증가한다.

즉, 본 발명에서의 리플레어부(6)의 역할을 충분히 발휘하기 위해서는, 양단에 위치하는 제1 아래 구멍(12a)의 중심을 잇는 가상 직선을 복수 차례 교차하도록 잘린 자국을 형성하는 쪽이 보다 효과적이다.

여기서 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)는, 리플레어부(6)를 형성하기 위해, 최저라도 핀 피치 간격(FP)보다 길 필요가 있다. 즉, FCmax>FP의 길이를 필요로 한다. 또한, 아이어닝이라고 불리는 세움부(25)를 짜내는 가공을 실시한다, 또는 드로잉이라고 불리는 알루미늄판재(11)의 두께부를 모아서 세움부(25)를 늘리는 가공을 실시한 것으로, 세움부(25)의 최대 높이를 연장하는 것이 가능해진다. 핀 피치 간격(FP)를 확보하기 위해 필요한 리플레어 기단부(6a)까지의 핀 칼라(5)의 높이와 리플레어 선단부(6b)의 길이를 고려한 경우, FCmax=2FP 정도가 되는 경우에, 리플레어 피치(RP)가 핀 피치 간격(FP)의 반분의 길이보다도 길어지는, 즉 RP>FP/2가 되어, 특히 열교환 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

이 때문에, 세움부(25)의 최대 높이(FCmax)가 1.0<(FCmax/FP)≤2.0이 되도록 세움부(25)를 형성하는 것이 바람직하다.

도 23은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 판형상 핀의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 절단 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

리플레어부 형성 공정의 후, 핀 절단면(14)으로 알루미늄판재(11)을 절단한다. 즉, 아래 구멍 그룹의 배열 방향에 따라, 개구부(22)를 횡단하도록 알루미늄판재(11)을 절단한다. 이에 의해, 세움부(25)가 핀 칼라(5)로 되고, 개구부(22)가 노치부(2)가 된다. 도 23으로 부터 알 수 있는 바와 같이 핀 절단면(14)에서 알루미늄판재(11)을 절단함에 의해(보다 상세하게는, 핀 절단면(14)에서의 절단과 함께, 또는 그 후에 판형상 핀(3)의 단부가 되는 위치도 절단함에 의해), 핀 절단면(14)를 경계로 하여 한번에 2장분의 판형상 핀(3)을 제조할 수 있다. 이 때문에, 본 실시의 형태 2와 같이 판형상 핀(3)을 제조함에 의해, 판형상 핀(3)의 제조 능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시의 형태 2로서는 이상(以上)이지만, 열교환기(4)의 제조 공정으로서는, 절단한 판형상 핀(3)을 리플레어부(6)로 일정한 핀 피치 간격(FP)를 유지하도록 소정의 적폭(積幅)이 될 때까지 스택이라고 불리는 쌓아올림 공정을 실시한다. 또한, 스택 후, 전열관(1)을 상기 노치부(2)에 삽입하고, 노중(爐中) 솔더링을 행함으로써 전열관(1)과 판형상 핀(3)을 밀착시켜서 열교환기(4)를 제조한다.

1 : 전열관 1b : 풍하측 단부
1c : 풍상측 단부 2 : 노치부
2a : 유입부 3 : 판형상 핀
3a : 저면부 3b : 풍상측 단부
4 : 열교환기 5 : 핀 칼라
6 : 리플레어부 6a : 리플레어 기단부
6b : 리플레어 선단부 6c : 리플레어 선단부의 종단부
6d : 리플레어 풍상부 6e : 리플레어 선단부
6f : 리플레어 선단부 7 : 스크래치
11 : 알루미늄판재 12a : 제1 아래 구멍
12b : 제2 아래 구멍 13a∼13d : 잘린 자국
14 : 핀 절단면 22 : 개구부
25 : 세움부 104 : 열교환기

Claims

핀 피치 간격을 통하여 적층되고, 장변방향으로 배열된 복수의 노치부가 형성된 복수의 판형상 핀(fin)과,
상기 판형상 핀의 적층 방향에 따라 배치되고, 상기 노치부에 삽입된 복수의 편평형상의 전열관을 구비하고,
상기 판형상 핀은, 상기 노치부의 주연에 상기 전열관의 외주부와 밀착하는 핀 칼라를 가지며,
상기 핀 칼라는, 적어도 하나의 리플레어부(reflare section)를 가지며,
이웃하는 상기 판형상 핀끼리는, 일방의 상기 판형상 핀의 상기 리플레어부가 타방의 상기 판형상 핀과 접하여 상기 핀 피치 간격으로 배치되어 있고,
상기 리플레어부의 적어도 하나는, 인접하는 상기 판형상 핀으로부터 떨어져 있는 리플레어 선단부를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 전열관의 장축 방향으로 상기 리플레어 선단부를 갖는 상기 리플레어부를 관찰한 상태에서는,
상기 리플레어 선단부와, 해당 리플레어 선단부를 갖는 상기 리플레어부와 접하는 상기 판형상 핀의 접촉측 면이 이루는 각도(θ)가 0°<θ<90°로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 리플레어 선단부의 종단부와, 해당 리플레어 선단부를 갖는 상기 리플레어부와 접하는 상기 판형상 핀의 접촉측 면과 사이의 거리가 상기 핀 피치 간격의 반분의 길이보다도 긴 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열관은, 그 내부에 해당 전열관의 장축 방향에 따라 복수의 유로가 형성된 것이고,
상기 리플레어 선단부를 갖는 상기 리플레어부가 동일한 상기 노치부의 주연에 마련된 상기 핀 칼라에서 상기 전열관의 장축 방향에 따라 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제4항에 있어서,
상기 리플레어 선단부를 갖는 상기 리플레어부는, 동일한 상기 노치부의 주연에 마련된 상기 핀 칼라에서 해당 핀 칼라와 접하는 상기 전열관의 장축측의 양측면과 대향하는 위치에 형성되고,
복수의 상기 리플레어 선단부가 해당 핀 칼라와 접하는 상기 전열관의 장축측의 양측면에 교대로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 전열관의 풍상측의 단부인 제1 단부와 해당 제1 단부에 가장 가까운 상기 리플레어 선단부와의 거리가 상기 전열관의 풍하측의 단부인 제2 단부와 해당 제2 단부에 가장 가까운 상기 리플레어 선단부와의 거리보다도 긴 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치부의 개구측 단부에, 상기 노치부의 폭보다도 넓은 폭의 유입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 판형상 핀에, 스크래치 및 슬릿 중의 적어도 일방이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기의 상기 판형상 핀의 제조 방법으로서,
판형상 부재에 대해, 적어도 2개의 제1 아래 구멍으로 구성된 아래 구멍 그룹을 간격을 통하여 복수 형성하는 아래 구멍 형성 공정과,
해당 아래 구멍 형성 공정의 후, 각 아래 구멍 그룹에서 상기 제1 아래 구멍을 잇도록 잘린 자국을 형성하는 잘린 자국 형성 공정과,
해당 잘린 자국 형성 공정의 후, 상기 잘린 자국을 버링 가공하고, 상기 핀 칼라가 되는 세움부 및 상기 노치부가 되는 개구부를 형성하는 세움부 형성 공정과,
해당 세움부 형성 공정의 후, 상기 세움부를 리플레어 가공하여 상기 리플레어부를 형성하는 리플레어부 형성 공정과,
상기 리플레어부 형성 공정의 후, 상기 아래 구멍 그룹의 배열 방향에 따라 상기 판형상 부재를 절단하고, 상기 핀 칼라 및 상기 노치부를 형성하는 절단 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 잘린 자국 형성 공정에서 형성되는 잘린 자국은, 동일한 아래 구멍 그룹에서 양단에 위치하는 제1 아래 구멍의 중심을 잇는 가상 직선을 적어도 1개소 이상 교차하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 세움부 형성 공정과 상기 리플레어부 형성 공정과의 사이에,
상기 핀 피치 간격을 FP로 정의한 경우, 상기 세움부의 최대 높이(FCmax)가 1.0<(FCmax/FP)≤2.0이 되도록 상기 세움부에 아이어링 가공 또는 드로잉 가공을 시행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
제7항에 기재된 열교환기의 상기 판형상 핀의 제조 방법이며,
상기 아래 구멍 형성 공정에서 복수의 상기 아래 구멍 그룹을 형성할 때, 동일한 아래 구멍 그룹에서 양단에 위치하는 제1 아래 구멍 사이의 위치에, 해당 제1 아래 구멍보다도 직경이 크고, 상기 유입부가 되는 제2 아래 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
제8항에 기재된 열교환기의 상기 판형상 핀의 제조 방법이며,
상기 판형상 부재를 프레스 가공하여 상기 스크래치 및 상기 슬릿 중의 적어도 일방을 형성하는 프레스 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 판형상 핀의 제조 방법.