KR20220113117A - 열교환기 - Google Patents

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KR20220113117A
KR20220113117A KR1020210016910A KR20210016910A KR20220113117A KR 20220113117 A KR20220113117 A KR 20220113117A KR 1020210016910 A KR1020210016910 A KR 1020210016910A KR 20210016910 A KR20210016910 A KR 20210016910A KR 20220113117 A KR20220113117 A KR 20220113117A
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KR
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panel
grooves
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heat exchanger
groove
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KR1020210016910A
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정승모
김재영
김홍성
이한춘
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 본 발명의 열교환기는, 길게 연장되며, 내부에 냉매가 유동하는 유로가 형성되고, 일방향으로 이격 배열되는 복수의 핀; 및 상기 복수의 핀의 양단에 배치되며, 상기 유로와 연통되는 한쌍의 헤더를 포함하고, 상기 복수의 핀 각각은, 길게 연장된 제1 패널 및 제2 패널이 결합되어 형성되고, 상기 제1 패널은, 상기 제1 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 패널의 길이방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되며, 상기 제1 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제1 그루브를 포함하고, 상기 제2 패널은, 상기 제2 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제2 패널의 길이방향에 대하여 경사지되, 상기 제1 그루브와 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 복수의 제1 그루브와 마주하여 상기 유로를 구성하도록 상기 제2 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제2 그루브를 포함할 수 있다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 열교환량과 열교환효율을 증대시키고, 공기의 압력손실을 줄이는 핀 형상을 가진 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는, 압축기, 응축기, 팽창기구 및 증발기로 이루어지는 냉동 사이클 장치에서 응축기나 증발기로 사용될 수 있다. 열교환기는 차량이나 냉장고 또는 공기조화기 등에 설치될 수 있으며, 냉매를 공기와 열교환 시킬 수 있다.
핀튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등 다양한 종류가 있다. 열교환기는 냉매가 통과하는 튜브와, 튜브에 연결되어 튜브로 냉매를 분배하는 헤더를 포함할 수 있다.
핀튜브형 열교환기의 경우, 열교환용 핀과 냉매가 통과하는 튜브가 결합될 있다. 핀튜브형 열교환기는, 관 형상을 가진 복수의 튜브 각각이, 플레이트 형상을 가진 복수의 핀을 관통하여 구성되거나, 핀과 튜브가 일체로 형성되어 구성될 수 있다.
공기는 상기 핀튜브형 열교환기의 핀과 튜브의 사이에 통과할 수 있다. 그리고, 공기는 핀과 튜브 사이를 통과하면서, 튜브를 유동하는 냉매와 열교환할 수 있다.
한편, 상기 핀튜브형 열교환기를 통과하는 공기의 유속이나 저항에 대한 문제를 개선하고, 열교환량과 열교환효율을 증대시키기 위하여 핀튜브 열교환기에 대한 연구가 이루어지고 있다.
대한민국 공개특허공보 특1998-066230 (공개일자 1998년10월15일) 대한민국 공개특허공보 10-2019-0097632 (공개일자 2019년08월21일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 열교환기의 전열면적을 증대시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 열교환기에서, 냉매와 공기 간의 열교환량과 열교환효율을 증대시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 열교환기를 통과하는 공기의 압력 손실을 줄이는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 길게 연장되며, 내부에 냉매가 유동하는 유로가 형성되고, 일방향으로 이격 배열되는 복수의 핀; 및 상기 복수의 핀의 양단에 배치되며, 상기 유로와 연통되는 한쌍의 헤더를 포함하고, 상기 복수의 핀 각각은, 길게 연장된 제1 패널 및 제2 패널이 결합되어 형성되고, 상기 제1 패널은, 상기 제1 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 패널의 길이방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되며, 상기 제1 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제1 그루브를 포함하고, 상기 제2 패널은, 상기 제2 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제2 패널의 길이방향에 대하여 경사지되, 상기 제1 그루브와 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 제2 패널의 길이방향을 따라 배열되고, 상기 복수의 제1 그루브와 마주하여 상기 유로를 구성하는 복수의 제2 그루브를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 열교환패널 및 열교환기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 동일 면적 대비하여, 전열면적이 증대된 열교환기를 제공할 수 있다.
둘째, 열교환기의 열교환량과 열교환효율이 증대될 수 있다.
셋째, 열교환기를 통과하는 공기의 압력 손실이 줄어들 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도.
도 2는 도 1의 열교환기를 측면에서 바라본 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예예 따른 핀에 대한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예예 따른 핀에 대하여 냉매와 공기의 유동을 보이기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀에 대한 도면.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀에 대한 도면.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀에 대한 도면.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀에 대한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀에 대한 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 열교환기의 사시도.
도 11은 종래의 핀을 포함하는 열교환기와, 본 발명의 일 실시예에 따른 핀을 포함하는 열교환기의 효율을 비교한 표.
도 12는 종래의 핀을 포함하는 열교환기에서 공기의 온도와, 본 발명의 일 실시예에 따른 핀을 포함하는 열교환기에서 공기의 온도에 대한 해석을 나타낸 도면.
도 13은 종래의 핀을 포함하는 열교환기에서 공기의 유속과 흐름, 본 발명의 일 실시예에 따른 핀을 포함하는 열교환기에서 공기의 유속과 흐름에 대한 해석을 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 본 발명의 실시예에 따른 열교환패널 및 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는, 상하방향으로 길게 연장되는 핀(10)을 포함할 수 있다. 핀(10)은 복수로 구비되어, 일방향으로 이격배열될 수 있다. 냉매가 유동하는 유로는, 핀(10)의 내부에 형성될 수 있다.
헤더(20)는 한쌍으로 구비되어, 복수의 핀(10)의 양단에 배치될 수 있다. 상기 양단은, 상하방향으로 연장된 핀(10)의 상단 및 하단을 의미할 수 있다. 헤더(20)는 복수의 핀(10) 내부에 형성된 유로들과 연통될 수 있다.
이에 따라, 냉매는, 한쌍의 헤더(20) 중 어느 한 헤더(20)로 유입되어, 복수의 핀(10) 각각의 내부에 형성된 유로들을 통과한 다음, 한쌍의 헤더(20) 중 다른 한 헤더(20)를 통해 배출될 수 있다. 그리고, 공기는 복수의 핀(10) 사이와, 한쌍의 헤더(20) 사이를 통과하여, 유동하는 냉매와 열교환할 수 있다.
도 3을 참조하면, 개구부(11)는, 한쌍으로 구비되어 핀(10)의 양단 각각에 인접하게 형성될 수 있다. 개구부(11)는, 핀(10) 내부에 형성된 유로와 연통될 수 있다. 개구부(11)는 원형의 형상을 가질 수 있다.
핀칼라(12)는, 한쌍으로 구비되어, 상기 한쌍의 개구부(11)를 각각 둘러쌀 수 있다. 핀칼라(12)는 복수의 핀(10)이 배열되는 방향으로 연장될 수 있다. 핀칼라(12)는 개구부(11)를 둘러싸는 원통 형상을 가질 수 있다. 핀칼라(12)는 개구부(11)와 연통될 수 있다. 복수의 핀(10)이 배열되면, 핀칼라(12)는 복수의 핀(10) 사이마다 연결되어 헤더(20)를 구성할 수 있다(도 2 참조).
냉매는 핀칼라(12) 내부의 개구부(11)에서 유동할 수 있다. 냉매는 핀칼라(12)를 통해 핀(10)으로 유입되거나, 핀(10)으로부터 배출될 수 있다.
그루브(14)는 핀(10)에서, 한쌍의 핀칼라(12) 사이에 형성될 수 있다. 그루브(14)는 핀(10)의 외측으로 함몰되어, 핀(10)의 내측에 냉매가 유동하는 유로를 구성할 수 있다. 그루브(14)가 형성한 상기 유로는, 개구부(11)와 연통될 수 있다.
그루브(14)는 핀(10)의 길이방향에 대하여 경사긴 방향으로 연장될 수 있다. 그루브(14)는 공기의 유동방향에 대하여 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 그루브(14)는 핀(10)의 길이방향을 따라 복수로 배열될 수 있다.
복수의 핀(10) 각각은, 제1 패널(110)과 제2 패널(120)이 결합되어 형성될 수 있다. 제1 패널(110)과 제2 패널(120)은, 핀(10)의 가장자리 주변에 형성된 외곽부(15) 부분에서 접합될 수 있다.
제1 패널(110)과 제2 패널(120)은 상하방향으로 길게 연장된 판 형상을 가질 수 있다. 제1 패널(110)과 제2 패널(120)은, 평평한 부분이 서로 마주하도록 결합될 수 있다. 제1 패널(110)과 제2 패널(120)의 사이에는 냉매가 유동하는 유로가 형성될 수 있다.
제1 패널(110)은 복수의 제1 그루브(114)를 포함할 수 있다. 제1 그루브(114)는, 제1 패널(110)로부터 외측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 제1 그루브(114)는 제1 패널(110)의 길이방향에 대하여 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 제1 그루브(114)는 제1 패널(110)의 길이방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 패널(120)은 복수의 제2 그루브(124)를 포함할 수 있다. 제2 그루브(124)는, 제2 패널(120)로부터 외측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 제2 그루브(124)는 제2 패널(120)의 길이방향에 대하여 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 제2 그루브(124)는 제2 패널(120)의 길이방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 그루브(124)는 제1 그루브(114)의 반대방향으로 함몰될 수 있다. 제2 그루브(124)는 제1 그루브(114)와 교차되는 방향으로 경사지게 연장될 수 있다. 제1 패널(10)과 제2 패널(20)이 결합되면, 제1 그루브(114)와 제2 그루브(124)는, 서로 마주하여 핀(10)의 내부에 냉매에 유동하는 유로를 구성할 수 있다.
한편, 한쌍의 핀칼라(12)는, 제1 패널(110)에 형성된 한쌍의 제1 핀칼라(112) 및 제2 패널(120)에 형성된 한쌍의 제2 핀칼라(122)를 포함할 수 있다.
상기 한쌍의 헤더(20, 도 1 및 도 2 참조)는, 복수의 핀(10) 중 어느 하나의 핀(10)에 형성된 한쌍의 제1 핀칼라(112)와, 상기 어느 하나의 핀(10)에 인접한 다른 하나의 핀(10)에 형성된 한쌍의 제2 핀칼라(122)가 연속적으로 결합되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 패널(110)에 형성된 제1 핀칼라(112)는, 제1 패널(110)으로부터 이격되어 제1 패널(110)을 마주하는 제2 패널(120)에 형성된 제2 핀칼라(124)와 결합되어 헤더(20)를 구성할 수 있다.
제1 평면부(113)는 제1 그루브(114) 사이에 형성될 수 있다. 제1 평면부(113)는 제1 외곽부(115)와 동일 평면상에 형성될 수 있다. 제1 그루브(114)는 제1 평면부(113)보다 외측으로 함몰된 형상을 가질 수 있다. 제1 그루브(114)와 제1 평면부(113)는 제1 패널(110)의 길이방향을 따라 교대로 배열될 수 있다.
제2 평면부(123)는 제2 그루브(124) 사이에 형성될 수 있다. 제2 평면부(123)는 제2 외곽부(125)와 동일 평면상에 형성될 수 있다. 제2 그루브(124)는 제2 평면부(123)보다 외측으로 함몰된 형상을 가질 수 있다. 제2 그루브(124)와 제2 평면부(123)는 제2 패널(120)의 길이방향을 따라 교대로 배열될 수 있다.
제1 패널(110)와 제2 패널(120)는 제1 외곽부(115) 부분과 제2 외곽부(125) 부분에서 서로 결합될 수 있다. 제1 외곽부(115)와 제2 외곽부(125)는 서로 접합되어 외곽부(15) 부분을 구성할 수 있다.
도 4(a)를 참조하면, 냉매는, 핀(10)의 길이방향에 대하여 경사지게 형성된 그루브(14)를 타고 유로를 통과할 수 있다. 냉매는 제1 그루브(114) 및 제2 그루브(124)를 타고 교차하며 유동할 수 있다.
도 4(b) 및 도 4(c)를 참조하면, 복수의 핀(10) 사이를 통과하는 공기는, 제1 패널(110) 및 제2 패널(120) 사이를 통과할 수 있다.
공기는, 복수의 제1 그루브(114) 사이에서, 제1 그루브(114)를 따라 유동할 수 있다. 공기는, 제1 평면부(113) 및 제1 그루브(114)와 접촉하며 유동할 수 있다. 공기는, 제2 패널(120)의 제2 그루브(123) 사이에서, 제2 그루브(124)를 따라 유동할 수 있다. 공기는, 제2 패널(120)의 제2 평면부(123)에서 유동할 수 있다.
복수의 제1 그루브(114) 사이를 통과하는 공기는, 복수의 제1 그루브(114) 및 제1 평면부(113)에 둘러싸여 냉매와 열교환할 수 있다. 복수의 제2 그루브(124) 사이를 통과하는 공기는, 복수의 제2 그루브(124) 및 제2 평면부(123)에 둘러싸여 냉매와 열교환할 수 있다.
이에 따라, 일반적인 핀튜브 형상보다, 공기 유동의 저항은 줄이면서, 열교환면적은 증가시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀(10a, 10b)은, 제1 패널(110a, 110b)과 제2 패널(120a, 120b)이 결합되어 형성될 수 있다. 그루브(14a, 14b)는 벤딩구간(B)에서 벤딩될 수 있다.
제1 패널(110a, 110b)은 제1 그루브(114a, 114b)가 공기의 유동방향에 대하여 벤딩되는 제1 벤딩구간(B1)을 포함할 수 있다. 제2 패널(120a, 120b)은 제2 그루브(124a, 124b)가 공기의 유동방향에 대하여 벤딩되는 제2 벤딩구간(B2)을 포함할 수 있다. 제1 벤딩구간(B1)과 제2 벤딩구간(B2)은 서로 대응되는 위치에 위치할 수 있다.
제1 그루브(114a, 114b)는 제1 벤딩구간(B1)에서 벤딩될 수 있다. 제1 그루브(114a, 114b)는 제1 패널(110a, 110b)의 길이방향에 대하여 경사를 형성하되, 제1 벤딩구간(B1)에서 반대로 경사를 형성할 수 있다.
예를들어, 제1 그루브(114a, 114b)는, 공기의 유동방향을 따라 제1 벤딩구간(B1)까지 상측으로 경사지게 연장되다가, 제1 벤딩구간(B1)으로부터 하측으로 경사지게 연장될 수 있다.
제2 그루브(124a, 124b)는 제2 벤딩구간(B2)에서 벤딩될 수 있다. 제2 그루브(124a, 124b)는 제2 패널(120a, 120b)의 길이방향에 대하여 경사를 형성하되, 제2 벤딩구간(B2)에서 반대로 경사를 형성할 수 있다.
예를들어, 제2 그루브(124a, 124b)는, 공기의 유동방향을 따라 제2 벤딩구간(B2)까지 하측으로 경사지게 연장되다가, 제2 벤딩구간(B2)으로부터 상측으로 경사지게 연장될 수 있다.
제1 그루브(114a, 114b)는 제1 패널(110a, 110b)의 길이방향을 따라 제1 평면부(113a, 113b)와 교대로 배열될 수 있다. 제2 그루브(124a, 124b)는 제2 패널(120a, 120b)의 길이방향을 따라 제2 평면부(123a, 123b)와 교대로 배열될 수 있다.
제1 그루브(114a, 114b)와 제2 그루브(124a, 124b)는 서로 마주하여 유로를 구성할 수 있다. 제1 그루브(114a, 114b)와 제2 그루브(124a, 124b)는 서로 교차되는 방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
제1 벤딩구간(B1)과 제2 벤딩구간(B2)은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 벤딩구간(B1)과 제2 벤딩구간(B2)은 핀(10a)의 길이방향에 나란하게 배치될 수 있다.
제1 벤딩구간(B1)과 제2 벤딩구간(B2)은 복수로 구비될 수 있다. 복수의 제1 벤딩구간(B1)과 제2 벤딩구간(B2)은 공기의 유동방향을 따라 배열될 수 있다.
제1 그루브(114b)는 복수의 제1 벤딩구간(B1)마다 벤딩될 수 있다. 제2 그루브(124b)는 복수의 제2 벤딩구간(B2)마다 벤딩될 수 있다.
이에 따라, 복수의 그루브(14a, 14b) 사이를 따라 유동하는 공기와 냉매가 열교환하는 면적이 증대될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핀(10c, 10d, 10e)은, 제1 패널(110c, 110d, 110e) 및 제2 패널(120c, 120d, 120e)가 결합되어 형성될 수 있다.
제1 패널(110c, 110d, 110e)의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제1 그루브들(114c, 114d, 114e)을 제1 그루브열(C11, C12, C13, C14, ..., 이하, C10)이라 정의할 수 있다.
제1 그루브열(C10)은, 복수로 구비되어 공기의 유동방향을 따라 서로 이격될 수 있다.
제2 패널(120c, 120d, 120e)의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제2 그루브들(124c, 124d, 124e)을 제2 그루브열(C21, C22, C23, C23, ..., 이하, C20)이라 정의할 수 있다.
제2 그루브열(C20)은 복수로 구비되어, 공기의 유동방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 제2 그루브열(C20)은 제1 그루브열(C10)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
제1 패널(110c, 110d, 110e)은 제1 접합구간(J11, J12, J13, ..., 이하 J10)을 포함할 수 있다. 제1 접합구간(J10)은 제1 패널(110c, 110d, 110e)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.
제2 패널(120c, 120d, 120e)은, 제2 접합구간(J21, J22, J23, ..., 이하 J20)을 포함할 수 있다. 제2 접합구간(J20)은 제2 패널(120c, 120d, 120e)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.
제2 접합구간(J20)은 제1 접합구간(J10)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 제1 접합구간(J10)과 제2 접합구간(J20)은 서로 접합될 수 있다.
복수의 제1 그루브열(C10)은, 제1 접합구간(J10)의 양측에 형성될 수 있다. 복수의 제2 그루브열(C20)은, 제2 접합구간(J20)의 양측에 형성될 수 있다.
제1 접합구간(J10)의 양측에 형성된 복수의 제1 그루브(114c, 114d, 114e)는 제1 접합구간(J10)으로부터 외측으로 경사지게 형성될 수 있다.
제2 접합구간(J20)의 양측에 형성된 복수의 제2 그루브(124c, 124d, 124e)는 제2 접합구간(J20)으로부터 외측으로 경사지되, 제1 그루브(114c, 114d, 114e)와 교차되도록 형성될 수 있다.
제1 접합구간(J10)과 제2 접합구간(J20)은 각각 공기의 유동방향을 따라 복수로 구비될 수 있다. 제1 접합구간(J10)과 제2 접합구간(J20)은 핀(10c, 10d, 10e)의 길이방향에 나란하게 형성될 수 있다.
이에 따라, 일반적인 핀튜브 형상보다, 공기 유동의 저항은 줄이면서, 열교환면적은 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 냉매는, 복수의 그루브열(C1, C2, C3, C4, ...)에 형성된 복수의 유로로 분배되어 유동할 수 있다. 이에 따라, 냉매의 유동성이 개선될 수 있으며, 냉매의 유속과 냉매의 순환량이 증대될 수 있다,
이에 따라, 열교환량이 증대될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 전술한 헤더(20)와 달리, 핀칼라(12)가 존재하지 않고, 별도의 헤더(30)가 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 핀(10)은 핀칼라(12)와 개구부(11)가 구성되지 않고, 냉매가 유동하는 유로가 핀(10)의 상단으로부터 하단까지 연장될 수 있다. 헤더(30)는 복수의 핀(10)의 양단에 배치되어, 상기 유로와 연통될 수 있다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 종래의 일체형 핀튜브 열교환기와 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 비교하여 실험한 결과를 나타내었다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 열교환효율은, 종래의 핀튜브 열교환기에 비하여 113%의 효율을 나타내었다.
도 12를 참조하면, 배출되는 공기의 온도는, 종래의 핀튜브 열교환기에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 더 높은 것으로 나타났다.
도 13을 참조하면, 종래의 핀튜브 열교환기의 경우, 튜브가 공기의 유동방향에 대하여 수직으로 배치되고, 공기가 튜브를 넘어흘러 저항이 강하고 후류가 커지는 것으로 나타났다.
이에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는, 경사진 방향으로 형성된 그루브를 따라 공기가 유동하며 흐르는 바, 유동성이 개선되고 보다 균일하게 열교환 되는 것이 나타났다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 핀
110: 제1 패널
120: 제2 패널

Claims (10)

  1. 길게 연장되며, 내부에 냉매가 유동하는 유로가 형성되고, 일방향으로 이격 배열되는 복수의 핀; 및
    상기 복수의 핀의 양단에 배치되며, 상기 유로와 연통되는 한쌍의 헤더를 포함하고,
    상기 복수의 핀 각각은,
    길게 연장된 제1 패널 및 제2 패널이 결합되어 형성되고,
    상기 제1 패널은,
    상기 제1 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 패널의 길이방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되며, 상기 제1 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제1 그루브를 포함하고,
    상기 제2 패널은,
    상기 제2 패널로부터 외측으로 함몰되어 형성되고, 상기 제2 패널의 길이방향에 대하여 경사지되, 상기 제1 그루브와 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 복수의 제1 그루브와 마주하여 상기 유로를 구성하도록 상기 제2 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제2 그루브를 포함하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패널은,
    상기 제1 그루브가 공기의 유동방향에 대하여 벤딩되는 제1 벤딩구간을 포함하고,
    상기 제2 패널은,
    상기 제1 벤딩구간에 대응되는 위치에서, 상기 제2 그루브가 상기 제1 그루브와 반대방향으로 벤딩되는 제2 벤딩구간을 포함하는 열교환기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 벤딩구간과 제2 벤딩구간은,
    공기의 유동방향을 따라 복수로 구비되는 열교환기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 벤딩구간과 제2 벤딩구간은,
    상기 핀의 길이방향에 나란하게 배치되는 열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제1 그루브들을 제1 그루브열이라 정의하고,
    상기 제2 패널의 길이방향을 따라 배열되는 복수의 제2 그루브들을 제2 그루브열이라 정의하면,
    상기 제1 그루브열은,
    복수로 구비되어 공기의 유동방향을 따라 서로 이격되고,
    상기 제2 그루브열은,
    복수로 구비되어 공기의 유동방향을 따라 서로 이격되어 상기 제1 그루브열과 마주하는 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 패널에서, 상기 제1 패널의 길이방향을 따라 연장된 제1 접합구간; 및
    상기 제2 패널에서, 상기 제2 패널의 길이방향을 따라 연장되며, 상기 제1 접합구간과 접합되는 제2 접합구간을 정의하면,
    상기 복수의 제1 그루브열은,
    상기 제1 접합구간의 양측에 형성되고,
    상기 복수의 제2 그루브열은,
    상기 제2 접합구간의 양측에 형성되는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 접합구간의 양측에 형성된 복수의 제1 그루브는,
    상기 제1 접합구간으로부터 외측으로 경사지게 형성되고,
    상기 제2 접합구간의 양측에 형성된 복수의 제2 그루브는,
    상기 제2 접합구간으로부터 외측으로 경사지되, 상기 제1 그루브와 교차되는 열교환기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 접합구간과 제2 접합구간은,
    상기 공기의 유동방향을 따라 복수로 구비되는 열교환기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 접합구간과 제2 접합구간은,
    상기 핀의 길이방향에 나란하게 형성되는 열교환기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 핀 각각은,
    양단에 인접한 한쌍의 개구부가 형성되고,
    상기 한쌍의 개구부를 둘러싸며, 상기 복수의 핀이 배열되는 상기 일방향으로 연장되는 한쌍의 핀칼라를 포함하고,
    상기 한쌍의 핀칼라는,
    상기 제1 패널에 형성된 한쌍의 제1 핀칼라; 및
    상기 제2 패널에 형성된 한쌍의 제2 핀칼라를 포함하고,
    상기 한쌍의 헤더는,
    상기 복수의 핀 중 어느 하나의 핀에 형성된 한쌍의 제1 핀칼라와, 상기 어느 하나의 핀에 인접한 다른 하나의 핀에 형성된 한쌍의 제2 핀칼라가 연속적으로 결합되어 형성되는 열교환기.
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