KR20170087807A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20170087807A
KR20170087807A KR1020160055219A KR20160055219A KR20170087807A KR 20170087807 A KR20170087807 A KR 20170087807A KR 1020160055219 A KR1020160055219 A KR 1020160055219A KR 20160055219 A KR20160055219 A KR 20160055219A KR 20170087807 A KR20170087807 A KR 20170087807A
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refrigerant
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tube
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KR1020160055219A
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히데유키 모리무라
케니치로 사토
김현영
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삼성전자주식회사
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Abstract

상하 방향으로 적층되어 있는 복수의 냉매관 각각에 대해 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있는 헤더에 관한 것으로서, 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관(1)과, 상기 메인 헤더관(1)으로부터 수평 방향으로 분기시켜 상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 서브 헤더관(2)를 구비하고, 상기 메인 헤더관(1)으로 유입되는 냉매를 상기 복수의 서브 헤더관(2)에 각각 연결된 냉매관(4)에 대해 유입시키기 위한 헤더(100)에 있어서, 상기 메인 헤더관(1)은 상기 메인 헤더관(1)의 내부로 기액 혼합 상태의 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구(11)와 상기 냉매 유입구(11)로부터 유출되는 냉매가 충돌하도록 마련되고, 냉매의 흐름 방향을 수평 방향에서 상하 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구(3)를 구비한다.

Description

공기조화기{Air conditioner}
본 발명은 복수의 냉매관을 갖는 열교환기에 이용되며, 복수의 냉매관 각각에 대해 냉매를 분배하는 헤더와 이 헤더를 구비하는 공기조화기에 관련된다.
종래 기술에 의한 헤더를 이용한 마이크로 채널 열교환기로는, 편평관으로 형성된 각 냉매관의 헤더 내로의 돌출 길이를 운전시의 냉매 유량에 따라 최적화한 것이나(특허문헌 1 참조), 헤더관 내에 헤더관의 축에 대해 평행 또는 수직인 분리판을 설치하여 혼합실, 분배실, 분배 유로를 형성한 것이 있다(특허문헌 2 참조).
그런데, 특허문헌 1에 기재된 헤더에서는, 헤더 내로 돌출된 편평관 돌출부에 의한 유동 저항은 냉매의 유량에 따라 변동된다. 이 때문에 변동하는 유량에 대해 각 편평관으로 유입되는 냉매량을 균일하게 하는 것이 곤란하다. 또한, 편평관을 헤더 내로 돌출시키면, 그 돌출 부분에서 냉매의 흐름에 소용돌이가 발생하여, 각 편평관에 대해 원활하게 냉매가 유입되지 않는다는 문제도 있다.
또, 특허문헌 2의 헤더에 있어서도 유동 저항은 변동하기 때문에 변동하는 유량에 대해 각 편평관으로 유입되는 냉매량을 균일하게 하는 것은 곤란하다. 또, 분리판을 다수 설치한 경우나 분리판의 형상을 복잡하게 한 경우에는 가격이 비싸진다.
또한 특허문헌 3에 개시된 바와 같이 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관으로부터 복수의 서브 헤더관을 수평 방향으로 분기시키고, 각각의 서브 헤더관에 대해 직접 편평관을 연결한 것도 있다. 이것은 메인 헤더관으로 유입된 냉매를 각 서브 헤더관에서 분배하여, 각각의 편평관에 대해 균일하게 냉매를 분배하는 것을 의도한 것이다.
그러나, 이와 같은 것이라도 하방에 있는 편평관에는 비중이 큰 액체 냉매가 들어가기 쉽고, 상방에 있는 편평관에는 기체 냉매가 한쪽으로 쏠려 도입되어 버려, 균일한 냉매의 분배를 실현할 수 없었다.
특허문헌 1: 일본 특허 제5626254호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2014-66502호 공보 특허문헌 3: 미국 특허문헌 2012/291998호 공보
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 상하 방향으로 나란히 마련되어 있는 복수의 냉매관 각각에 대해 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있는 헤더를 포함하는 공기조화기에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기는 유입되는 냉매를 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 냉매관에 각각 유입시키기 위한 헤더를 포함한다. 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관을 구비하고, 상기 메인 헤더관으로 유입되는 냉매를 상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 냉매관에 각각 유입시키기 위한 헤더에 있어서, 상기 메인 헤더관이, 해당 메인 헤더관의 내부로 기액 혼합 상태의 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구과, 상기 냉매 유입구으로부터 유출되는 냉매가 충돌하도록 마련되고, 냉매의 흐름 방향을 상하 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 냉매관이란, 예를 들면, 냉매가 유통되고, 공기와의 사이에서 열교환이 수행되는 편평관이나 원통관 등을 포함하는 개념이다.
이와 같 헤더를 구성하면, 상기 흐름 방향 변경기구에 의해 상기 메인 헤더관으로 유입되는 기액 혼합 상태의 냉매가 상기 메인 헤더관의 상단부 쪽으로 흐르게 되어, 메인 헤더관의 아래쪽에 마련된 냉매관으로 다량의 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있고, 위쪽에 마련된 냉매관에도 액체의 냉매를 충분히 분배할 수 있다. 또한, 메인 헤더관의 내부 용적을 작게 함으로써, 기체와 액체가 분리된 편류가 발생하기 쉬운 저류량의 냉매인 경우라도 기액 혼합을 촉진할 수 있다. 따라서, 각 냉매관에는 기액의 혼합 비율이 유사한 상태로 냉매를 분배할 수 있어, 각 냉매관에서의 열교환 효율을 이상적인 상태로 할 수 있다.
상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 냉매관 각각에 대해, 상측부에 마련된 냉매관에도 액체 냉매가 충분히 포함된 상태의 냉매를 분배할 수 있고, 하부의 냉매관에 냉매가 너무 고이지 않도록 하기 위한 헤더의 구체적인 구조로서는, 상기 메인 헤더관으로부터 수평 방향으로 분기되어 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더관을 더 구비하고, 상기 복수의 서브 헤더관의 각각에 상기 복수의 냉매관이 연결되어 있으며, 상기 메인 헤더관으로 유입되는 냉매가 상기 복수의 서브 헤더관을 통해 상기 복수의 냉매관 각각에 분류(分流)되도록 구성되어 있는 것을 들 수 있다.
상기 메인 헤더관의 형상을 복잡하게 하지 않고, 상기 냉매 유입구으로부터 유입되는 냉매의 흐름 방향을 상기 메인 헤더관의 상측으로 효율적으로 변경할 수 있도록 하려면, 상기 냉매 유입구가 상기 메인 헤더관의 측면의 하부에 개구로 형성되며, 상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더관의 내부에서 상기 메인 헤더관의 바닥으로부터 상하 방향으로 연장되는 저항체로 형성하면 된다.
예를 들면, 상기 흐름 방향 변경기구가 2개 이상의 메인 헤더관을 상하 방향으로 적층하기 위한 구조를 겸할 수 있도록 하기 위해, 상기 냉매 유입구가 상기 메인 헤더관의 측면의 하부에 개구로 형성되며, 상기 흐름 방향 변경기구는 상기 냉매 유입구와 마주보는 상기 메인 헤더관의 내부 측면의 일부분으로 형성된 냉매 충돌부로 형성할 수 있다.
상기 메인 헤더관 내에 유입된 냉매가 상기 서브 헤더관의 근방에서 소용돌이를 발생시키는 것을 방지하고, 냉매의 유통 저항을 가능한 한 작게 하여 각 서브 헤더관 및 각 냉매관에 균일하게 냉매가 유입되도록 하려면, 상기 메인 헤더관이, 상하 방향으로 연장되는 수력 직경이 냉매관의 개구보다도 작은 냉매 유로와, 상기 서브 헤더관에 각각 연결되는 것이며, 상하 방향으로 나란히 형성된 복수의 냉매 유출구를 더 구비하고, 상기 서브 헤더관이, 상기 냉매 유출구으로부터 상기 메인 헤더관 내로 돌출되지 않도록 연결되어 있으면 된다.
예를 들면, 상기 냉매 유입구 근방에 마련된 상기 서브 헤더관으로의 냉매의 유입량을 제한할 수 있거나, 혹은, 각 서브 헤더관으로의 냉매의 유입 용이성을 조절할 수 있도록 하여, 각 서브 헤더관으로부터 각 냉매관에 균일하게 냉매가 흐르도록 하기 위해, 상기 복수의 서브 헤더관의 적어도 일부를 유로가 좁혀진 조임부를 통해 상기 메인 헤더관에 연결할 수 있다.
상기 냉매 유입구으로부터 근방의 서브 헤더관으로 냉매가 직선적으로 유입되는 것을 방지하여 각 냉매관으로의 냉매의 유입량의 균일화를 촉진시키기 위해서는, 상기 저항체가 상기 냉매 유입구와 상기 복수의 냉매 유출구의 일부와의 사이를 분리하도록 마련될 수 있다.
상기 메인 헤더관에 대해 복수의 서브 헤더관을 예를 들면 용접 등으로 연결할 필요가 없고 간단한 조립 작업만으로 복잡한 유로 형상을 형성할 수 있도록 하여 제조성을 개선하려면, 오목부를 갖는 적어도 2장의 마주보는 프레스판을 조합하여, 각 프레스판 사이에 형성되는 공동으로 인해 상기 메인 헤더관 및 복수의 서브 헤더관이 형성되도록 구성되어 있으며, 일방의 프레스판에 있어서 상기 서브 헤더관이 형성되는 위치에 형성된 판면 방향으로 관통하는 구멍에 냉매관이 삽입되도록 구성할 수 있다. 또, 이와 같이 구성하면 상기 서브 헤더관에 냉매관을 삽입할 뿐이기 때문에, 조립성이 좋고, 게다가 냉매관이 삽입되어도 상기 메인 헤더관 내에는 아무것도 돌출되지 않기 때문에 냉매의 흐름이 방해되지 않는다.
상기 메인 헤더관 및 상기 서브 헤더관에 대한 다른 제조방법으로는, 상기 메인 헤더관 및 상기 서브 헤더관을 압출 성형 부재의 조합으로 형성할 수 있다.
상기 냉매 유입구로부터 유입되는 냉매의 유량에 따라 자동으로 상기 서브 헤더관으로의 유입구의 크기가 변경되어, 냉매의 유량에 상관없이 더 균일하게 각 서브 헤더관으로 냉매를 분배할 수 있도록 하기 위해, 상기 메인 헤더 내에, 일단이 개방되고, 타단이 구멍을 갖는 덮개로 덮여져 있으며, 측면에 상기 냉매 유출구과 연통 가능한 연통 구멍이 형성된 통형상 구조체가 적어도 한 개가 삽입되고, 상기 메인 헤더관의 내벽에는, 상기 통형상 구조체가 소정 범위에서 상하 방향으로 이동하도록 상기 통형상 구조체의 상부 및 하부에 상부 스토퍼 및 하부 스토퍼를 설치할 수 있다.
예를 들면, 냉매의 유량이 적고 힘이 약한 경우에는 소정의 서브 헤더관으로더 많은 냉매가 유입되기 쉽게 하기 위해, 상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치가 되도록 설계하고, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관에 대해 어긋나도록 형성할 수 있다.
반대로, 냉매의 유량이 많고 힘이 강한 경우에 소정의 서브 헤더관으로 냉매가 유입되기 어렵게 하기 위해, 상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치가 되도록 설계하고, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관에 대해 일치하도록 형성할 수 있다.
상기 냉매 유입구로부터 유입된 냉매가 상기 충돌부에 충돌하지 않고, 상기 서브 헤더관에 직선적으로 유입되는 것을 방지하고, 상기 서브 헤더관으로 냉매가 균일하게 유입되도록 하기 위해, 상기 냉매 유입구는 상기 냉매 유출구를 마주보지 않도록 배치할 수 있다.
예를 들면, 상기 메인 헤더관과 서브 헤더관의 연결 부분에 미리 조임부를 형성해두지 않고 후에 설치하여 적절하게 냉매의 유입량을 조절할 수 있도록 하기 위해서는, 서브 헤더관 내에 삽입되는 서브 헤더 삽입관을 더 구비하고, 상기 서브 헤더 삽입관의 일단이 메인 헤더 내부로 돌출되도록 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 헤더를 구비하고, 복수의 냉매관을 구비한 열교환기라면, 각 냉매관에 대해 냉매를 균일하게 분배하여 열교환기 전체에서 효율적으로 열교환을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 헤더에 의하면, 상기 흐름 방향 변경기구로 인해 유입되는 냉매를 상기 메인 헤더관의 상측으로 흐르게 하여, 하측의 냉매관뿐 아니라 상측의 냉매관에도 기액 혼합 상태의 냉매를 균일하게 분배할 수 있다. 그리고, 열교환기 전체에서 균일한 열교환이 가능하기 때문에 종래 기술보다 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤더 및 마이크로 채널형 열교환기의 구성을 나타내는 모식적 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 3은 종래 기술에 의한 헤더와 제1실시예에 의한 헤더 내에서의 냉매의 분포상태를 나타내는 모식도이다.
도 4는 제1실시예의 제1변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 5는 제1실시예의 제1변형예에 의한 헤더를 상하 방향으로 적층한 상태를 나타내는 모식도이다.
도 6은 제1실시예의 제2변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 7은 제1실시예의 제3변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 8은 제1실시예의 제4변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 9는 제2실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 10은 제2실시예의 제1변형예를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 11은 제3실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 종단면도이다.
도 12는 제3실시예에 의한 헤더의 통형상 구조체의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 13은 종래 기술에 의한 열교환기와 제3실시예에 의한 열교환기에 따른 과열 영역의 비교도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤더의 구조를 나타내는 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤더를 구비한 공기 조화기에 대해 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 헤더(100), 및 이 헤더(100)를 이용한 마이크로 채널형 열교환기(HE)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 마이크로 채널형 열교환기(HE)는, 예를 들면, 공기 조화기에 이용되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환부와 헤더를 포함할 수 있다.열교환부는 교대로 상하 방향으로 적층된 편평관(4)과 핀(fin)(5)으로 구성된다. 편평관은 냉매가 흐르는 냉매관으로서 복수의 편평관이 열교환부를 형성하며, 다수의 핀이 복수의 편평관의 둘레에 형성된다. 헤더(100)는 상기 열교환부를 구성하는 복수의 편평관(4)에 대해 냉매를 분배하는 헤더(100)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헤더(100)는 상하 방향으로 연장되는 메인 헤더관(1)과 상기 메인 헤더관(1)으로부터 수평 방향으로 분기되며, 상하 방향으로 나란히 마련된 복수의 서브 헤더관(2)을 포함한다. 복수의 서브 헤더관(2) 각각의 측면에는 상기 편평관(4)의 일단을 삽입하기 위한 관통 구멍(2a)이 형성되어 있다.
상기 메인 헤더관(1)은 냉매 유로를 형성하는 것으로서, 하단부를 제외하고 대략 원통 형상으로 형성된다. 메인 헤더관(1)의 하부의 일측면에는 메인 헤더관(1)의 내측면으로 관통되는 개구(Opening)로 형성되며 냉매 유입관이 연결되는 냉매 유입구(11)가 마련되며, 상기 냉매 유입구(11)와 반대쪽의 메인 헤더관(1)의 내측면에는 복수의 서브 헤더관(2)과 각각 연통되는 복수의 냉매 유출구(12)가 상하 방향으로 나란히 마련되어 있다. 도 1에 도시되는 바와 같이 상기 냉매 유입구(11)는 상기 복수의 냉매 유출구(12)보다 아래에 마련되어 있고, 상기 냉매 유입구(11)로부터 냉매가 분출하는 방향에는 냉매의 흐름을 수평 방향에서 상측 방향으로 변경하는 흐름 방향 변경기구(3)가 형성되어 있다. 이 흐름 방향 변경기구(3)는, 본 실시예에서는 메인 헤더관(1)에서 냉매 유입구(11)와 마주보는 내측면에 형성된 냉매 충돌부(31)로 마련된다.
이 냉매 충돌부(31)는 서브 헤더관(2)과 연결되는 상기 냉매 유출구(12)보다 상기 메인 헤더관(1)의 중심축 쪽으로 가까이 냉매 유입구(11)에 대해 근접하게 마련된다. 따라서, 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출하는 냉매가 냉매 충돌부(31)에 소정의 속도로 충돌하며, 그 힘으로 상기 메인 헤더관(1) 내를 기액 혼합 상태의 냉매가 상승하게 된다. 즉, 냉매 유입구(11)를 통해 수평 방향으로 메인 헤더관(1)으로 유입되는 냉매는 냉매 충돌부(31)에 의해 수직 방향으로 흘러 메인 헤더관(1)의 상측으로 흐르게 된다.
상기 메인 헤더관(1)의 내부에 형성되는 상하 방향의 냉매 유로의 수력 직경은 상기 편평관(4)의 폭, 즉 편평관(4) 일단의 개구의 폭보다 작게 형성한다. 본 실시예에서는 메인 헤더관(1)의 수력 직경을 편평관(4)의 폭의 거의 절반 정도로 설정하고 있다. 또한, 이 메인 헤더관(1)의 수력 직경을 가능한 한 작게 하면, 상기 냉매 유입구(11)로부터 유입된 냉매를 상기 메인 헤더관(1)의 최상부까지 더 균일하게 분배할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 서브 헤더관(2)은 상기 메인 헤더관(1)의 내부로 돌출하는 부분이 없도록 구성된다. 이 때문에, 메인 헤더관(1)에 서브 헤더관(2)이 연결된 경우에도 메인 헤더관(1) 내를 흐르는 냉매의 소용돌이가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 냉매를 균일하게 분배하는 것이 용이하다.
이하, 종래 기술에 의한 헤더(100A)와 본 실시예에 의한 헤더(100)에 있어서, 복수의 서브 헤더관(2) 및 복수의 편평관(4) 각각으로의 기액 혼합 상태의 냉매의 분배 상태에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
종래 기술에 의한 헤더(100A)와 같이 상기 냉매 유입구(11)에 대해 거의 수평 방향으로 같은 높이에서 서브 헤더관(2)이 연결되는 냉매 유출구(12)가 형성되어 있으면, 중력의 영향이 크게 나타나기 때문에, 도 3(a)에 도시되는 바와 같이 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출되는 냉매의 대부분이 하방에 설치되어 있는 서브 헤더관(2)으로 직선적으로 유입된다. 그 결과, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에 있어서는 메인 헤더관(1)의 위쪽에 연결되어 있는 서브 헤더관(2)으로는 액체의 냉매가 거의 유입되지 않고, 주로 기체의 냉매가 유입되게 된다. 따라서, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서는 복수의 편평관(4)으로 상하 방향에 대해 기액 혼합 상태가 불균일하게 냉매가 분배된다.
이에 반해 본 실시예에 의한 헤더(100)에서는, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이 상기 냉매 유입구(11)로부터 분출되는 냉매는 우선 상기 냉매 충돌부(31)에 충돌하여 냉매의 흐름이 상기 메인 헤더관(1)의 상측 방향으로 변경된다. 이 때문에, 액체 냉매 성분이 상기 메인 헤더관(1)의 상부까지 도달할 수 있으며, 복수의 편평관(4) 각각에 대해 균일하게 냉매를 분배할 수 있다.
상기와 같은 제1실시예에 의한 헤더(100)에 따르면, 상기 흐름 방향 변경기구(3)인 상기 냉매 충돌부(31)가 냉매 유입구(11)와 마주보도록 마련되어 있기 때문에, 냉매의 흐름 방향을 상향으로 변경하여 상기 메인 헤더관(1) 내의 상하 방향에 대해 기액 혼합 상태의 냉매가 균일하게 흐르도록 할 수 있다.
따라서, 상기 메인 헤더관(1)으로부터 복수의 서브 헤더관(2)을 경유하여 복수의 편평관(4) 각각으로 상하 방향에 관계없이 거의 동일한 기액 혼합 상태의 냉매를 분배할 수 있다. 또, 헤더(100)로 유입되는 냉매의 유량 변화에 따른 분배 비율의 영향도 줄일 수 있다.
다음으로 제1 실시예에 의한 헤더(100)의 변형예에 대해 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 메인 헤더관(1)의 하단부에 마련된 냉매 충돌부(31)와 대칭인 형상을 메인 헤더관(1)의 상단부에 형성할 수 있다. 즉, 메인 헤더관(1)의 상단부에 냉매 충돌부(31)와 점대칭인 상부 냉매 충돌부(31')를 형성할 수 있다. 이때, 상부 냉매 충돌부(31')는 메인 헤더관(1)의 중심점이 점대칭의 중심이 된다. 즉, 메인 헤더관의 상단부에는 흐름 방향 변경기구와 점대칭을 이루는 상부 흐름 방향 변경기구가 설치될 수 있다.
또한, 냉매 충돌부(31)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)에 대해 직각으로 형성할 수 있다. 또는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 냉매 충돌부(31)는 메인 헤더관(1)의 상측으로 냉매 유입구(11)에 대해 상향 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 냉매 충돌부(31)는 냉매 유입구(11)로 인입되는 냉매의 유입 방향과 둔각을 이루도록 설치된다.
이와 같이 메인 헤더관(1)을 형성하면, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 헤더(100)를 상하 방향으로 적층하여 배치할 수 있으므로, 더욱 대형이며 고효율인 열교환기(HE)를 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 상기 냉매 충돌부(31)는 상기 메인 헤더관(1)의 축 방향으로 똑바로 연장되도록 형성되는 것으로 제한되지 않으며, 예를 들면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 메인 헤더관(1)의 중앙부로부터 외연(外緣)부로 경사진 경사면으로 형성할 수 있다. 즉, 냉매 충돌부(31)는 메인 헤더관(11)의 하단의 중앙에서 최하단의 서브 헤더관(2)을 향해 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 헤더관(1)의 형상은 대략 원통 형상으로 제한되지 않으며, 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 메인 헤더관(1)은 그 종단면이 사다리꼴 형상, 삼각뿔 형상, 원뿔 형상 등인 형상으로 형성할 수 있다. 이때, 메인 헤더관(1)의 상단의 폭이 하단의 폭보다 작도록 형성될 수 있다.
다른 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 유입구(11)의 근처에 있는 상기 메인 헤더관(1)의 하부에 마련된 복수의 서브 헤더관(2)의 냉매 입구에 서브 헤더 삽입관(21)을 설치할 수 있다. 서브 헤더 삽입관(21)은 서브 헤더관(2)의 수력 직경을 작게 하기 위해 마련된다. 따라서, 서브 헤더 삽입관(21)의 지름은 서브 헤더관(2)의 지름보다 작다. 서브 헤더 삽입관(21)은 메인 헤더관(1)의 내부로 일부가 돌출되도록 설치된다. 이와 같이 구성하면, 메인 헤더관(1)의 하부에 마련된 서브 헤더관(2)으로는 냉매가 유입되기 어렵게 되고 상부의 서브 헤더관(2)으로는 기액 혼합 상태의 냉매가 유입되기 쉽게 되므로, 냉매의 균일한 분배를 용이하게 실현할 수 있다. 한편, 도 7에서는 메인 헤더관(1)의 하부의 3개의 서브 헤더관(2)에만 서브 헤드 삽입관(21)이 설치된 경우를 도시하고 있으나, 서브 헤더 삽입관(21)이 설치되는 서브 헤더관(2)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 최하단의 서브 헤더관(2)에만 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또는, 모든 서브 헤더관(2)에 서브 헤더 삽입관(21)을 설치하여 복수의 서브 헤더관(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 정밀하게 설정할 수도 있다. 구체적으로, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름이 메인 헤더관(1)의 하단에서 상단으로 갈수록 순차로 커지게 하여 복수의 서브 헤더관(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수 있다. 즉, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름이 모두 다르게 형성하여 복수의 서브 헤더관(2) 각각으로 유입되는 냉매의 유입량을 결정할 수 있다. 또는, 복수의 서브 헤더 삽입관(21)을 적어도 2개의 그룹으로 나누고 각 그룹의 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름을 그룹별로 다르게 하여 복수의 서브 헤더관(2)으로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수도 있다. 이때는, 메인 헤더관(1)의 상단에 위치한 그룹의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름이 하단에 위치한 그룹의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름보다 크게 형성하고, 동일 그룹 내의 복수의 서브 헤더 삽입관(21)의 지름은 동일하게 형성할 수 있다. 또한, 다른 실시예로서는 서브 헤더 삽입관(21)을 사용하지 않고, 복수의 서브 헤더관(2)의 지름을 메인 헤더관(1)의 하단에서 상단으로 갈수록 순차적으로 커지도록 형성할 수도 있다. 또는, 복수의 서브 헤더관(2)을 적어도 2개의 그룹으로 나누고 각 그룹의 복수의 서브 헤더관(2)의 지름은 그룹별로 다르게 하고, 동일 그룹의 복수의 서브 헤더관(2)의 지름은 동일하게 하여 복수의 서브 헤더관(2)으로 유입되는 냉매의 유입량을 설정할 수도 있다.
또 다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 헤더관(1)과 복수의 서브 헤더관(2) 각각의 연결 부분에 조임부(22)를 형성하여 수력 직경을 작게 형성할 수 있다. 즉, 메인 헤더관(1)과 서브 헤더관(2) 사이에 서브 헤더관(2)의 지름보다 작은 지름을 갖는 조임부(22)를 설치할 수 있다. 또한, 복수의 조임부(22)의 지름을 각각 다르게 설정함으로써 복수의 서브 헤더관(2) 각각의 유체 저항을 조절하여, 복수의 서브 헤더관(2)에 대한 냉매의 분배 상태를 조절할 수 있다. 일 예로서, 복수의 조임부(22)의 지름을 메인 헤더관(1)의 하단에서 상단으로 갈수록 순차적으로 커지도록 형성하여 복수의 서브 헤더관(2)으로 유입되는 냉매의 유입량을 조절할 수 있다. 또는, 복수의 조임부(22)를 적어도 2개의 그룹으로 나누고, 각 그룹의 조임부(22)의 지름은 하단에서 상단으로 갈수록 커지게 하고, 동일 그룹의 조임부(22)의 지름은 동일하게 하여 복수의 서브 헤더관(2)으로 유입되는 냉매의 유입량을 조절할 수도 있다.
상술한 변형예에 의한 헤더(100)는 제1실시예에 의한 헤더(100)와 동일하거나 더욱 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 제2실시예에 의한 헤더(100)에 대해 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 의한 헤더(100)는 상술한 흐름 방향 변경기구(3)로서 상기 메인 헤더관(1)의 내부에서 바닥면으로부터 상하 방향으로 연장되는 저항체(32)가 냉매 유입구(11)를 마주보도록 냉매 유입구(11)에 근접하여 설치된다.
저항체(32)에는 수평 방향으로 냉매의 일부가 통과할 수 있도록 다수의 작은 구멍이 형성될 수 있다. 이때, 작은 구멍은 슬릿과 같은 형상으로 형성할 수도 있다. 상기 메인 헤더관(1)의 냉매 유입구(11)로부터 수평 방향으로 분출되는 냉매는 저항체(32)에 충돌하고, 그 흐름 방향이 메인 헤더관(1)의 상측 방향으로 변경된다.
도 9에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)가 적어도 한 개의 서브 헤더관(2)과 마주하도록 형성된 헤더(100)의 경우에는 저항체(32)는 냉매 유입구(11)와 적어도 한 개의 서브 헤더관(2)의 사이에 설치된다. 따라서, 냉매 유입구(11)에서 분출되는 냉매는 직접 서브 헤더관(2)으로 인입되지 않고, 저항체(32)에 마련된 다수의 작은 구멍을 통해 서브 헤더관(2)으로 인입된다.
상술한 바와 같이 메인 헤더관(1)의 하부에 저항체(32)를 설치하면, 냉매 유입구(11)로 인입된 기액 혼합 상태의 냉매가 메인 헤더관(1)의 내부에서 상하 방향으로 분포되어 복수의 편평관(4) 각각으로 균일하게 분배될 수 있다.
다른 예로서, 메인 헤더관(1)의 상단에는 저항체(32)와 점대칭으로 상부 저항체(32')를 설치할 수 있다. 또한, 도 9에서는 저항판(32)이 냉매 유입구(11)와 복수의 서브 헤더관(2) 중 하부에 설치된 일부의 서브 헤더관(2) 사이에 설치되었으나, 저항판(32)은 복수의 서브 헤더관(2)의 가장 하단의 서브 헤더관보다 낮게 설치될 수 있다. 이와 같이 저항판(32)을 설치하는 경우에는 저항판에 다수의 적은 구멍 또는 슬롯을 형성할 필요가 없다.
다음으로 제2실시예에 의한 헤더(100)의 변형예에 대해 설명한다. 상술한 저항체(32)를 사용하는 대신에 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이 냉매 유입구(11)에 삽입된 L자형 관(33)을 사용할 수 있다. 즉, L자형 관(33)의 만곡 부분이 상술한 흐름 방향 변경기구(3)로서 작용하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 냉매는 L자형 관(33)의 만곡 부분의 내측면에 충돌하여, 메인 헤더관(1)의 내부에서 상측 방향으로 상승하게 된다.
도 10(a)는 L자형 관(33)이 메인 헤더관(1)의 일 측면에 설치되어 L자형 관의 만곡 부분이 적어도 한 개의 서브 헤더관(2)과 마주한 경우를 나타낸다. 도 10(a)의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 마주하는 적어도 한 개의 서브 헤더관(2)으로 냉매가 균일하게 분배될 수 있도록 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 다수의 작은 구멍이 형성될 수 있다. 따라서, L자형 관(33)을 통해 배출되는 냉매의 일부는 만곡 부분의 다수의 작은 구멍을 통해 적어도 한 개의 서브 헤더관(2)으로 유입된다.
도 10(b)는 L자형 관(33)이 메인 헤더관(1)의 바닥에 설치되어 L자형 관(33)의 만곡 부분이 서브 헤더관(2)과 마주하지 않는 경우를 나타낸다. 도 10(b)의 경우에는 L자형 관(33)의 만곡 부분과 서브 헤더관(2)이 마주하지 않으므로 L자형 관(33)의 만곡 부분에는 작은 구멍이 형성되지 않는다.
도 10(a) 및 도 10(b)와 같이 구성된 헤더(10)도 제2실시예에 의한 헤더(100)와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 제3 실시예에 의한 헤더(100)에 대해 설명한다.
제3 실시예에 의한 헤더(100)의 메인 헤더관(1)은 도 11 및 도 12(a)에 도시된 바와 같이 그 횡단면 형상이 반원통 형상으로 형성된다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 메인 헤더(100) 내부에는 통형상 구조체가 삽입된다. 통형상 구조체(6)는 일단이 개방되고, 타단은 구멍(62)이 형성된 덮개(61)로 막혀 있으며, 측면에는 냉매 유출구(12)와 연통될 수 있는 연통 구멍(63)이 형성된다. 통형상 구조체(6)도 대략 반원통 형상으로 형성되며, 메인 헤더관(1)의 내부에 대해 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 삽입되어 있다. 따라서, 통형상 구조체(6)는 메인 헤더관(1)에 대해 원주 방향으로 회전하지 않으며, 항상 연통 구멍(63)과 서브 헤더관(2)의 유입구가 동일한 방향을 향하게 된다.
상기 메인 헤더관(1)의 내부에는, 상기 통형상 구조체(6)의 이동 범위를 제한하는 상부 스토퍼(13)와 하부 스토퍼(14)가 마련되어 있다. 상부 스토퍼(13)와 하부 스토퍼(14)는 메인 헤더관(1)의 중앙부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 통형상 구조체(6)의 수직 이동 거리를 제한할 수 있도록 메인 헤더관(1)의 내부에 설치된다.
상기 통형상 구조체(6)가 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는, 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)의 유입구와 일치하지 않고 어긋나게 된다. 따라서, 상기 냉매 유입구(11)로부터 유입되는 냉매의 양이 적고 힘(냉매의 압력)이 약한 경우에는 메인 헤더관(1)의 중앙부에 마련된 서브 헤더관(2)으로 냉매가 유입되는 것이 어렵게 된다.
한편, 통형상 구조체(6)가 상부 스토퍼(13)에 접촉하는 위치에서는, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)의 유입구와 일치하게 된다. 이 경우는 메인 헤더관(1)의 중앙부에 마련된 서브 헤더관(2)으로 냉매가 다량으로 유입하게 된다.
또한, 메인 헤더관(1)의 바닥에는 냉매 유입구(11)로 인입되는 냉매의 흐름 방향을 전환하는 흐름 방향 변경기구(3)가 설치된다. 도 11의 경우에는 흐름 방향 변경기구(3)로 저항체(32)가 설치되어 있다. 저항체(32)는 상술한 도 9의 저항체(32)와 동일한 것을 사용할 수 있다. 따라서, 냉매 유입구(11)을 통해 수평하게 인입된 냉매는 저항체(32)에 충돌하여 메인 헤더관(1)의 내부로 상측 방향으로 분출된다.
다음으로, 제3 실시예에 의한 헤더(100)에 따른 효과에 대해 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에 있어서는 냉매 유량이 비교적 작은 경우에는, 예를 들면, 과열 영역이 도 13(a)의 α와 β와 같이 형성되고, 냉매 흐름에 치우침이 생긴다. 그러나, 도 13(b)와 같이 제3 실시예에 의한 헤더(100)를 적용하면, 통형상 구조체(6)가 자중에 의해 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)의 유로 위치와 어긋나서, 통형상 구조체(6)로부터 서브 헤더관(2)으로의 냉매의 흐름이 제한된다. 따라서, 도 13(a)의 종래 기술에 의한 헤더에서 냉매 흐름이 부족했던 α부에 냉매가 흐르게 되고, 과열 영역이 도 13(b)에 도시되는 α'와 같이 줄어들게 된다. 이것은, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서 냉매가 과도하게 흐르고 있었던 도 13(a)에 도시된 α와 β의 사이의 영역에, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63) 사이의 측면 부분이 서브 헤더관(2)의 유로를 제한하여 냉매가 흐르는 것을 어렵게 하기 때문이다. 또한, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 하부에 냉매가 충돌하여, 냉매가 하방으로 튐으로써, 종래 과열 영역이었던 도 13(a)의 α부에 냉매가 흐르게 되고, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 구멍(62)을 통해 냉매가 통형상 구조체(6)의 상측으로 분사됨으로써, 종래 과열 영역이었던 도 13(a)의 β부에 냉매가 흐르게 되어 도 13(b)에 도시되는 β'와 같이 과열 영역이 작아진다.
한편, 종래 기술에 의한 헤더(100A)에서, 도 13(c)과 같이 냉매 유량이 비교적 큰 경우에는, 예를 들면, 과열 영역이 도 13(c)의 γ와 δ와 같이 되어 냉매 흐름의 치우침이 상술한 냉매 유량이 비교적 작은 경우와 다르며, 일반적으로 냉매는 더 상측으로 많이 흐르려고 한다. 이에 대해, 상기 통형상 구조체(6)는 도 13(b)와 반대의 동작을 하여, 도 13(d)에 도시된 바와 같이, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)의 유로와 일치될 수 있다. 따라서, 종래 과열 영역이었던 부위에 냉매가 저항 없이 흐르고, 또한, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 하부에 냉매가 충돌하여 냉매가 하방으로 튐으로써, 서브 헤더관(2)으로의 냉매 흐름이 촉진되어 종래의 과열 영역인 도 13(c)의 γ가 도 13(d)의 γ'와 같이 좁아지게 된다. 또한, 종래 최상부에 있었던 과열 영역으로는, 통형상 구조체(6)의 덮개(61)의 구멍(62)을 통해 냉매가 통형상 구조체(6)의 상방으로 분사되므로, 과열 영역인 도 13(c)의 δ부가 도 13(d)의 δ'와 같이 작아진다.
상술한 제3 실시예에 의한 헤더(100)라면, 과열 영역을 작게 하여 열교환기(HE) 전체에서 균일한 열교환을 실현하여 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제3실시예에 의한 헤더(100)의 변형예로서는, 통형상 구조체(6)가 하부 스토퍼(14)에 접촉하는 위치에서는 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)과 일치하고, 상기 통형상 구조체(6)가 상부 스토퍼(13)와 접촉하는 위치에서는 상기 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)이 서브 헤더관(2)에 대해 어긋나도록 구성할 수 있다. 또 다른 변형예로는, 상기 통형상 구조체(6)의 외측면에 의해 상기 서브 헤더관(2)의 입구가 완전히 덮여지지 않고, 연통 구멍(63)이 상기 서브 헤더관(2)의 입구와 연통되는 면적이 상기 통형상 구조체(6)의 상하 방향의 이동에 의해 변화하도록 구성할 수도 있다.
또 다른 예로는, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 덮개(61)가 통형상 구조체(6)의 하단을 덮도록 형성할 수도 있다. 또한, 통형상 구조체(6)의 연통 구멍(63)의 형상은 냉매 유출구(12)의 형상과 일치시킬 수 있다. 또는, 도 12(c)에 도시된 바와 같이, 연통 구멍(63)을 타원 형상으로 하여 연통하는 면적을 적절하게 변경할 수 있다.
이하, 본 발명의 헤더(100)를 제조하는 방법의 실시예에 대해 설명한다.
상술한 본 발명의 헤더는 프레스로 성형된 부품을 이용하여 제조하거나, 압출 성형된 부품을 이용하여 제조하거나, 프레스 성형 부품과 압출 성형 부품을 조합하여 제조할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이 상기 헤더(100)는, 오목부를 갖는 적어도 2장의 마주보는 프레스판(201,202)을 조합하여, 각 프레스판(201,202) 사이에 형성되는 공동(cavity)으로 상술한 메인 헤더관(1) 및 서브 헤더관(2)이 형성되도록 구성할 수 있다. 도 14를 참조하면, 2장의 프레스판(201,202) 각각에는 수직 방향으로 형성된 수직 오목부(203)와 수직 오목부(203)에 대해 연통되며 나란하게 형성된 복수의 수평 오목부(204)가 마련된다. 또한, 수직 오목부(203)의 하단에는 수평 오목부(204)와 반대쪽으로 수평 방향으로 형성된 하단 오목부(205)가 마련된다. 2개의 프레스판(201,202)을 결합하면, 수직 오목부(203)는 메인 헤더관(1)을 형성하고, 복수의 수평 오목부(204)는 복수의 서브 헤더관(2)을 형성하며, 하단 오목부(205)는 냉매 유입관(11)을 형성한다. 또한, 수직 오목부(203)의 하단에는 흐름 방향 변경기구(3)인 저항체(32)를 형성하는 브라켓이 설치될 수 있다. 수직 오목부(203)의 상단에도 저항체(32)와 대칭이되는 상단 저항체(32')가 설치될 수 있다. 또한, 수평 오목부(204)에는 상술한 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또, 도 14에 도시하는 바와 같이 한쪽의 프레스판에 서브 헤더관(2)을 형성하는 오목부에 판면 방향으로 관통하는 구멍을 형성할 수 있다. 이 관통 구멍에는 상술한 편평관(4)이 삽입될 수 있다. 또한, 한쪽 프레스판에는 2장의 프레스판을 결합할 수 있도록 프레스판의 둘레에 고정부를 형성할 수 있다. 도 14에 도시된 바아 같이 고정부는 프레스판의 외주에서 돌출되는 복수의 돌기(2b)로 형성할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 메인 헤더관(1)과 상기 서브 헤더관(2)을 압출 성형 부재를 조합하여 형성할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 서브 헤더관(2)은 2개의 압출 성형 부재(302,303)로 구성할 수 있다. 즉, 서브 헤더관(2)을 구성할 수평 방향으로 복수의 서브 헤더 홈(304)이 형성된 서브 헤더 블록(302)과 상기 서브 헤더 블록(302)에 결합되어 서브 헤더 홈(304)을 덮는 서브 헤더 커버(303)를 포함한다. 서브 헤더 커버(303)에는 서브 헤더 홈(304)에 대응하는 부분에 편평관(4)이 결합될 수 있는 복수의 관통 구멍(305)이 형성된다. 서브 헤더 커버(303)의 양측은 서브 헤더 블록(302)의 양측단을 덮을 수 있도록 연장되며, 서브 헤더 홈(304)과 연통되는 복수의 관통공(306)이 마련된다. 메인 헤더관(1)은 결합된 서브 헤더 블록(302)과 서브 헤더 커버(303)의 일측단에 결합될 수 있는 메인 헤더 커버(301)로 형성된다. 메인 헤더 커버(301)의 하단에는 냉매 유입관(11)이 형성된 냉매 유입 블록(307)이 설치된다. 메인 헤더 커버(301)와 냉매 유입 블록(307)은 압출 성형하여 형성된다. 메인 헤더관(1)에는 저항체(32)와 서브 헤더 삽입관(21)이 설치될 수 있다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이 헤더(100)는, 메인 헤더관(1)에 대해 복수의 편평관(4) 등의 냉매관이 서브 헤더관을 통하지 않고 직접 연결되도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의 효과를 얻으려면, 적어도 상기 헤더(100)가 상기의 실시예에서 설명한 흐름 방향 변경기구(3) 중 어느 하나를 구비하고 있으면 된다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 헤더(100)와, 상하 방향으로 소정 간격으로 설치되며, 상기 헤더(100)에 대해 냉매 입력측이 연결된 복수의 편평관(4)과, 복수의 편평관(4) 사이에 마련된 핀(5)과, 상기 복수의 편평관(4)의 냉매 출력측이 연결된 헤더(7)를 구비한 열교환기(HE)로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성한 헤더(100)도, 상술한 흐름 방향 변경기구(3)에 의해 방향이 변경된 냉매가 헤더(100) 내의 상방까지 충분히 인도되고, 상방에 배치되어 있는 편평관(4)에 대해 액체 냉매가 충분히 포함된 상태의 냉매를 도입하는 것이 가능해진다. 그 결과, 복수의 편평관에 흐르는 냉매의 상태를 거의 균일하게 할 수 있고, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 열교환기(HE)는 공기 조화 장치에 한정되지 않고, 냉장고 등의 그 외의 냉동 사이클 장치에 이용될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서 냉매관으로서 편평관을 이용한 것으로 도시하고 있으나, 냉매관의 종류는 이에 한정되지 않는다. 일 예로서, 핀 앤 튜브(pin and tube) 방식의 열교환기에 사용되는 원통관을 각 서브 헤더관에 설치하도록 구성할 수도 있다.
이상에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명은 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
HE···열교환기
100···헤더
1···메인 헤더관
2···서브 헤더관
3···흐름 방향 변경기구
31···냉매 충돌부
32···저항체
33···L자형 관

Claims (20)

  1. 유입되는 냉매를 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 냉매관에 각각 유입시키기 위한 헤더를 포함하는 공기조화기에 있어서,
    상하 방향으로 연장되며, 상기 복수의 냉매관으로 냉매를 유입시키는 메인 헤더관;
    상기 메인 헤더관의 일측에 마련되며, 상기 메인 헤더관의 내부로 냉매를 수평 방향으로 유입시키는 냉매 유입구; 및
    상기 메인 헤더관의 내부에 설치되며, 상기 냉매 유입구로부터 분출되는 냉매가 충돌하여 냉매의 흐름 방향이 수평 방향에서 상하 방향으로 변경되도록 하는 흐름 방향 변경기구;를 포함하는, 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 헤더관에서 수평 방향으로 분기되며, 상하 방향으로 나란하게 마련된 복수의 서브 헤더관;을 더 포함하며,
    상기 복수의 서브 헤더관 각각은 상기 복수의 냉매관에 연결되고,
    상기 메인 헤더관으로 유입되는 냉매는 상기 복수의 서브 헤더관을 통해 상기 복수의 냉매관 각각으로 분류(分流)되는, 공기조화기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더관의 측면의 하부에 마련된 개구로 형성되며,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더관의 내부에서 상기 메인 헤더관의 바닥으로부터 상하 방향으로 연장된 저항체로 형성되는, 공기조화기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 상기 메인 헤더관의 측면의 하부에 마련된 개구로 형성되며,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 냉매 유입구와 마주보는 상기 메인 헤더관의 내부 측면의 일부분으로 형성된 냉매 충돌부인, 공기조화기.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 메인 헤더관은,
    상하 방향으로 연장되며, 수력 직경이 상기 냉매관의 개구보다 작은 냉매 유로; 및
    상기 복수의 서브 헤더관 각각에 연결되며, 상하 방향으로 나란하게 형성된 복수의 냉매 유출구;를 더 포함하며,
    상기 복수의 서브 헤더관은 상기 복수의 냉매 유출구로부터 상기 메인 헤더관 내부로 돌출되지 않도록 설치되는, 공기조화기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 저항체는 상기 냉매 유입구와 상기 복수의 냉매 유출구 중 일부의 사이를 분리하도록 설치되는, 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저항체에는 다수의 구멍이 형성되는, 공기조화기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더관의 지름은 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 서브 헤더관은 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 서브 헤더관의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더관 중 적어도 한 개의 서브 헤더관은 유로가 좁은 조임부를 통해 상기 메인 헤더관에 대해 연결되는, 공기조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더관 모두에 상기 조임부가 마련되며,
    상기 복수의 조임부의 지름은 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 조임부는 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 조임부의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 메인 헤더관 내에는, 일단이 개방되고, 타단이 구멍을 갖는 덮개로 덮여져 있으며, 측면에 상기 냉매 유출구와 연통 가능한 연통 구멍이 형성된 통형상 구조체가 적어도 한 개 삽입되고,
    상기 메인 헤더관의 내벽에 상기 통형상 구조체가 소정 범위에서 상하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 통형상 구조체의 상측과 하측에 각각 마련된 상부 스토퍼 및 하부 스토퍼를 포함하는, 공기조화기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관에 대해 어긋나며,
    상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관과 일치하는, 공기조화기.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 통형상 구조체가 상기 하부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관과 일치하고,
    상기 통형상 구조체가 상기 상부 스토퍼에 접촉하는 위치에서는, 상기 통형상 구조체의 상기 연통 구멍이 상기 서브 헤더관에 대해 어긋나는, 공기조화기.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 메인 헤더관의 상기 냉매 유입구는 상기 냉매 유출구와 마주보지 않도록 배치된, 공기조화기.
  15. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더관 내에 삽입되는 적어도 한 개의 서브 헤더 삽입관을 더 포함하며,
    상기 서브 헤더 삽입관의 일단이 상기 메인 헤더의 내부로 돌출되도록 설치되는, 공기조화기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 헤더관 모두에는 상기 서브 헤더 삽입관이 설치되며,
    상기 복수의 서브 헤더 삽입관의 지름은 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 순차로 커지도록 형성되거나,
    상기 복수의 서브 헤더 삽입관은 적어도 2개의 그룹으로 나누어지며, 상기 적어도 2개의 그룹에 포함되는 복수의 서브 헤더 삽입관의 지름은 그룹별로 상기 메인 헤더관의 하단에서 상단으로 갈수록 커지도록 형성되는 공기조화기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 흐름 방향 변경기구는 상기 메인 헤더관의 상측을 향하여 상향 경사지게 형성되는, 공기조화기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 흐름 방향 변경기구는 L자형 관으로 형성된, 공기조화기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 헤더관의 상단에는 상기 흐름 방향 변경기구와 점대칭을 이루는 상부 흐름 방향 변경기구가 설치되는, 공기조화기.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 헤더관은 그 종단면이 사다리꼴 형상, 삼각뿔 형상, 원뿔 형상 중의 어느 하나의 형상으로 형성되며, 상기 메인 헤더관의 상단의 폭이 하단의 폭보다 작은, 공기조화기.
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