KR20220133091A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 형태는 열교환기에 관한 것이다.
응측수 및 융해수 등의 배수성을 높여서 체류를 억제함으로써 핀 핏치의 설계 자유도를 높일 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
실시 형태의 열교환기는 제1 방향으로 배열되어 있으면서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 편평관과 상기 제2 방향으로 소정의 간격을 두고 배열되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 핀을 구비한다. 상기 핀은 복수의 슬릿과 복수의 개구부와 복수의 절편을 가진다. 복수의 상기 슬릿은 상기 제1 방향에 따른 변부의 입구에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 향해 연장되어 상기 편평관이 삽입된다. 복수의 상기 개구부는 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 상기 슬릿 사이에 존재하는 면 영역에 위치하며 상기 핀을 상기 제2 방향으로 관통한다. 복수의 상기 절편은 상기 개구부의 변연으로부터 상기 제2 방향의 동일 측으로 상기 제2 방향과 평행하게 연장된다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명의 실시 형태는 열교환기에 관한 것이다.

본 출원은 미국 특허 출원 2021-050347 (출원일: 2021년 3월 24일)을 기초로 하며 이 출원으로부터 우선권을 얻는다. 본 출원은 이 출원을 참조함으로써 동 출원의 내용을 모두 포함한다.

예를 들면 공기 조화기에 사용되는 평행흐름(parallel flow)형의 열교환기는 서로 간격을 두고 기립된 한 쌍의 헤더와, 헤더 사이에 수평하게 걸쳐진 복수의 편평관과, 복수의 편평관이 걸쳐진 방향으로 소정의 간격(핏치)을 두고 나란히 배치된 방열용 핀을 주요 요소로서 구비하고 있다. 편평관은 헤더의 높이 방향으로 서로 간격을 두고 배열되어 있다. 핀은, 헤더의 높이 방향으로 배열된 편평관에 대응하여 형성된 복수의 슬릿에 편평관이 각각 삽입되어 서로 이웃하는 편평관의 사이를 열적으로 접속하고 있다. 이러한 편평관과 핀은 예를 들면 경랍 땜을 통하여 서로 접합되어 있다.

이러한 종류의 열교환기는 증발기 혹은 응축기로서 기능하고, 편평관을 흐르는 냉매와 외기 사이에서 열 교환을 수행한다. 열 교환 시에 예를 들면 상하로 이웃한 편평관과 좌우로 이웃한 핀으로 둘러싸인 공간에 응축수와 융해수 등이 체류하는 경우가 있다. 이러한 경우 이들 체류수로 인하여 상기 공간에서의 기류의 통과가 저해되어 열교환기를 통과하는 기류의 저항(통풍저항)이 증대되기 쉬워진다. 또한 경랍 땜 시에 편평관 및 핀이 열팽창한 경우, 그 정도에 따라서는, 서로 이웃하는 핀의 간격(핀 핏치)에 편차가 발생할 우려가 있다. 이와 같은 핀 핏치의 편차를 억제하면서, 예를 들면 편평관의 높이(두께) 등에 핀 핏치를 의존시키지 않고, 핀 핏치의 설계 자유도를 높이고자 하는 수요도 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 응축수 및 융해수 등의 배수성을 높일 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

실시 형태의 열교환기는 제1 방향으로 배열되어 있으면서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 편평관과 상기 제2 방향으로 소정의 간격을 두고 배열되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 핀을 구비한다. 상기 핀은 복수의 슬릿과 복수의 개구부와 복수의 절편을 가진다. 복수의 상기 슬릿은 상기 제1 방향에 따른 변부의 입구에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 향해 연장되어 상기 편평관이 삽입된다. 복수의 상기 개구부는 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 상기 슬릿 사이에 존재하는 면 영역에 위치하며 상기 핀을 상기 제2 방향으로 관통한다. 복수의 상기 절편은 상기 개구부의 변연으로부터 상기 제2 방향의 동일 측으로 상기 제2 방향과 평행하게 연장된다.

상기 구성의 열교환기에 따르면 해당 열교환기에서의 열 교환 시에 발생한 응축수 및 융해수를 순조롭게 배수할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치의 개략적인 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 열교환기의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 열교환기에서 복수의 편평관과 복수의 핀을 조립 부착한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 열교환기에서 도 2의 A4-A4 선을 따라서 도 3의 편평관과 핀을 조립 부착한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 열교환기에서 핀을 제2 방향의 일방 측 (제1 면부 측)으로부터 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 열교환기에서 핀을 제2 방향의 타방 측(제2 면부 측)으로부터 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 열교환기에서 핀을 제2 방향의 일방 측(제1 면부 측)으로부터 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 실시 형태에 따른 열교환기에서 핀을 제1 방향의 일방 측으로부터 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 실시 형태에 따른 열교환기에 있어, 핀 핏치에 착안한 절편과 칼라(이음 고리)의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 형태에 따른 열교환기에서의 배수 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도 1 내지 도 10를 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 냉동 사이클 장치(1)의 개략적인 구성을 도시한 회로도이다. 냉동 사이클 장치(1)는, 예를 들면 냉방 운전 및 난방 운전 중 어느 하나 혹은 쌍방의 운전이 가능한 공기 조화기이며, 주된 요소로서, 압축기(2)와 사방 전환 밸브(3)와 실외 열교환기(4)와 팽창 밸브(5)와 실내 열교환기(6)와 이들 요소를 접속시키는 냉매 유로(7)를 구비하고 있다.

압축기(2)는 예를 들면, 압축기 본체(2a)와 축압기(accumulator)(2b)를 구비하고 있다. 압축기 본체(2a)는 축압기(2b)로부터 공급되는 가스 냉매를 압축하여 고온 고압의 가스 냉매를 냉매 유로(7)로 토출한다. 축압기(2b)는 냉매 유로(7)를 통하여 공급되는 냉매를 기액 분리하여 가스 냉매를 압축기 본체(2a)로 공급한다.

사방 전환 밸브(3)는 냉매 유로(7)에서의 냉매의 흐름을 변경함으로써 냉방 운전 및 난방 운전 등의 운전 모드를 전환한다. 도 1에 도시한 예시에서는, 실선 화살표가 냉방 운전에서의 냉매의 흐름을 나타내고 파선 화살표가 난방 운전 시의 냉매의 흐름을 나타내고 있다.

예를 들면, 냉방 운전 시에는 압축기(2), 사방 전환 밸브(3), 실외 열교환기(4), 팽창 밸브(5) 및 실내 열교환기(6)의 순서로 냉매가 흐른다. 이 때, 실외 열교환기(4)가 응축기로서 기능을 하고, 실내 열교환기(6)가 증발기로서 기능을 함으로써 공조 대상 공간이 냉방된다.

한편, 난방 운전 시에는 압축기(2), 사방 전환 밸브(3), 실외 열교환기(6), 팽창 밸브(5) 및 실외 열교환기(4)의 순서로 냉매가 흐른다. 이 때, 실내 열교환기(6)가 응축기로서 기능을 하며 실외 열교환기(4)가 증발기로서 기능함으로써 공조 대상 공간이 난방된다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 열교환기(100)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 열교환기(100)는 도 1에 도시된 냉동 사이클 장치(1)의 실외 열교환기(4) 및 실내 열교환기(6)로서 적용 가능하다. 또한 열교환기(100)는 냉동 사이클 장치(1)와는 다른 종류의 냉동 사이클 장치, 혹은 냉동 사이클 장치 이외의 각종 장치에도 적용 가능하다.

이하의 설명에서는 도 2에서 도 10에 도시한 바와 같이 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)을 각각 정의한다. 이들 방향(D1, D1~D3)은 예를 들면 서로 직교하는 방향이다. 본 실시 형태에서는 일례로서 제1 방향(D1)을 상하 방향, 제2 방향(D2)을 좌우 방향, 제3 방향(D3)을 전후 방향으로 한다. 이 경우, 제1 방향(D1)은 연직 방향(중력 방향)이며, 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)에서 규정되는 평면이 수평면이다. 또한 제3 방향(D3)은 후술하는 열교환기(100)에서의 공기의 통과 방향(송풍 방향)이다.

열교환기(100)는, 주된 요소로서, 제1 헤더(10)와 제2 헤더(20), 복수의 편평관(30), 복수의 핀(40)을 구비하고 있다.

제1 헤더(10) 및 제2 헤더(20)는 모두 곧은 관의 형태를 가진 요소이며, 제2 방향(D2)으로 소정의 간격을 두고 배치되어, 제1 방향(연직 방향)(D1)과 평행하게 기립되어 있다. 제1 방향(D1)에 따른 제1 헤더(10)의 양단부는 제1 엔드 캡(11, 12)에 의해 닫혀 있다. 제1 헤더(10)는 냉매 유로(7)와 접속하기 위한 제1 이음부(13)를, 제1 방향(D1)의 제1 엔드 캡(11)에 가까운 곳에 가지고 있다. 마찬가지로 제1 방향(D1)에 따른 제2 헤더(20)의 양단부는 제2 엔드 캡(21, 22)에 의해 닫혀 있다.

제2 헤더(20)는 냉매 유로(7)와 접속하기 위한 제2 이음부(23)를, 제1 방향(D1)의 제2 엔드 캡(22)에 가까운 곳에 가지고 있다.

도 3은 복수의 편평관(30)과 복수의 핀(40)을 조립 부착한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 편평관(30)은 제1 방향(D1)에 따라 소정의 간격을 두고 배열되며, 제2 방향(D2)에 따라 연장되는 관의 형태를 가진 요소이다. 도 2에 도시한 예시에 따라 이들 편평관(30)은 제1 헤더(10)와 제2 헤더(20)의 사이를 연결하기 위하여, 제1 방향(D1)을 따라 일정한 간격을 두고 제2 방향(D2)에 평행하게 걸쳐져 있다. 즉, 이들 편평관(30)은, 제1 헤더(10) 및 제2 헤더(20)를 제1 방향(D1)에 따라 흐르는 냉매를, 이들 헤더(10, 20)의 사이에서 제2 방향(D2)으로 분기시켜서 각각 흘려 보내는 분류(分流)관이다.

편평관(30)은 제1 방향(D1)으로 눌려서 납작한 형태이며, 제1 방향(D1)의 길이(치수)에 비하여 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)의 길이(치수)가 각각 큰, 편평한 형태를 이루고 있다. 이와 같은 편평 형태에 있어서 편평관(30)은 수평면에 평행한 제1 편평면(31) 및 제2 편평면(32)을 가지고 있다. 제1 편평면(31)은 제1 방향(D1)의 일방 측(상하 방향의 상측)을 향한 면이다. 제2 편평면(32)은 제1 방향(D1)의 타방 측(상하 방향의 하측)을 향한 면이다.

또한, 제3 방향(D3)에 따른 편평관(30)의 단부(33, 34)는 제2 방향(D2)에서 보았을 때 돌출된 형상에 둥근 형태를 지니고 있다. 편평관(30)에 있어 제1 방향(D1)의 길이(치수)는 높이(두께)이며 제2 방향(D2) 방향의 길이(치수)는 너비이며, 제3 방향(D3)의 길이(치수)는 세로이다. 편평관(30)의 내부는 복수의 유로(내부 유로)(35)가 제3 방향(세로 방향)(D3)으로 나란히 구획되어 있다. 이들 복수의 내부 유로(35)는 제2 방향(D2)에 따라 각각 연장되어 있다.

제2 방향(D2)에서 각 편평관(30)의 일단은 제1 헤더(10)에 연결되어 있으며 제1 헤더(10)의 배관 내에서 각 내부 유로(35)가 개구되어 있다. 이들 개구는 제1 방향(D1)에 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으며 서로 동일한 방향을 향하고 있다. 또한 각 편평관(30)의 타단은 제2 헤더(20)에 연결되어 있으며 제2 헤더(20)의 배관 내에서 각 내부 유로(35)가 개구되어 있다. 이들 개구는 제1 방향(D1)에 따라 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으며 서로 동일한 방향(각 편평관(30)의 개구와는 역 방향)을 향하고 있다.

예를 들면, 제1 이음부(13)를 통하여 열교환기(100)에 냉매가 유도되었을 때, 해당 냉매는 제1 헤더(10)에서 각 편평관(30)으로 분류(分流)되고, 제2 헤더(20)에서 합류하여 제2 이음부(23)를 통하여 열교환기(100)로부터 배출된다.

한편, 예를 들면, 제2 이음부(23)를 통하여 열교환기(100)에 냉매가 유도되었을 때, 해당 냉매는 제2 헤더(20)에서 각 편평관(30)으로 분류(分流)되고, 제1 헤더(20)에서 합류하여 제1 이음부(13)을 통하여 열교환기(100)로부터 배출된다.

도 4는 도 2의 A4-A4 선을 따라 도 3에 도시된 편평관(30)과 핀(40)을 조립 부착한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 핀(40)은 제2 방향(D2)에 따라 소정의 간격(이하, 핀 핏치라고 한다)을 두고 배열되며, 제1 방향(D1)에 따라 연장되는 판의 형태를 가진 요소이다. 핀(40)은 제1 변부(41), 제2 변부(42), 제3 변부(43), 및 제4 변부(44)에 의하여 규정되는 판상체이다.

제1 변부(41) 및 제2 변부(42)는, 제1 방향(D1)과 평행하게 연장되는 변부이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 예시에 있어서, 열교환기(100)에서의 공기의 통과 방향(송풍 방향)의 상류측에 제1 변부(41)가 배치되고 하류측에 제2 변부(42)가 배치된다. 송풍 방향의 상류 측은 제3 방향(D3)의 전측(앞쪽)이며 하류 측은 제3 방향(D3)의 후측(안쪽)이다.

제3 변부(43) 및 제4 변부(44)는, 제3 방향(D3)과 평행하게 연장되는 변부이며, 제1 변부(41) 및 제2 변부(42)에 대한 단변부이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 예시에 있어서, 열교환기(100)에서의 제1 방향(D1)의 일방 측에 제3 변부(43)가 배치되고 타방 측에 제3 변부(43)가 배치된다. 제1 방향(D1)의 일방 측은 상하 방향의 상측이며 타방 측은 상하 방향의 하측이다.

이들 사변부(41~44)에 의하여 제1 방향(D1) 쪽으로 길며 제2 방향(D2)으로 등을 맞대는 한 쌍의 면부(45, 46)가 형성되어 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 예시에 있어서, 열교환기(100)에서의 제2 방향(D2)의 일방 측에 제1 면부(45)가 배치되고, 타방 측에 제2 면부(46)가 배치된다. 본 실시 형태에서는 일례로서 제2 방향(D2)의 일방 측은 좌우 방향의 우측이며, 제1 면부(45)는 핀(40)의 우면부에 해당된다. 이에 대하여, 제2 방향(D2)의 타방 측은 좌우 방향의 좌측이며, 제2 면부(46)는 핀(40)의 좌면부에 해당된다.

도 5 내지 도 8에서는 핀(40)의 구성을 개략적으로 도시한다. 도 5는 핀(40)을 제1 면부(45) 측으로부터 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 6는 핀(40)을 제2 면부(46) 측으로부터 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 7은 핀(40)을 제1 면부(45) 측으로부터 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 8은 핀(40)을 제1 방향(D1)의 일방 측(상하 방향의 상측)으로부터 개략적으로 도시한 평면도이다.

도5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 핀(40)은 복수의 슬릿(50)을 가지고 있다. 이들 슬릿(50)은 편평관(30)이 삽입되어서 편평관(30)과 핀(40)을 일체적으로 조립 부착하기 위한 공간 영역이며 제1 방향(D1)을 따라 복수의 편평관(30)의 배열 간격과 동일한 간격으로 나란히 배치되어 있다.　또한, 슬릿(50)에 편평관(30)이 삽입되어 핀(40)과 일체적으로 조립 부착된 상태는 도 3 및 도 4에 도시한 상태이다. 슬릿(50)은 제1 방향(D1)에 따른 변부 중 제1 변부(41)(환언 하면 열교환기(100)에서의 송풍 방향의 상류 측)의 입구에서 제2 변부(42)의 앞쪽까지 제3 방향(D3)으로 연장되면서, 제1 면부(45)와 제2 면부(46)의 사이를 제2 방향(D2)으로 관통하고 있다. 슬릿(50)의 입구는 제1 변부(41)로 개구되어 편평관(30)이 삽입되는 삽입구이다.

슬릿(50)은 제1 가장자리부(51), 제2 가장자리부(52), 바닥부(53)를 가지고 있다.

제1 가장자리부(51) 및 제2 가장자리부(52)는 슬릿(50)에 편평관(30)이 삽입될 때에 편평관(30)을 바닥부(53)까지 유도하는 가이드부이며 삽입 후에 편평관(30)을 지지하는 지지부이다.　이들 가장자리부(51,52)는 편평관(30)의 제1 방향(D1)의 치수인 높이(두께)와는 동등한 간격을 두고 대향하여 제3 방향(D3)과 평행하게 직선 형태로 연장되어 있다. 도 5 내지 도 8에 도시된 예시에서는 제1 가장자리부(51)가 슬릿(50)의 상측 가장자리부이며 제2 가장자리부(52)가 슬릿(50)의 하측 가장자리부이다.

바닥부(53)는 제1 가장자리부(51) 및 제2 가장자리부(52)로부터 연속되며, 슬릿(50)에 삽입된 편평관(30)이 들어가서 접촉하는 접촉부, 즉 폐색단이다. 바닥부(53)는 제2 방향(D2)에서 보았을 때, 편평관(30)의 단부(34)를 따라 오목한 형상에 둥근 형태를 지니고 있다. 이로 인하여 슬릿(50)에 삽입된 편평관(30)의 단부(34)와 바닥부(53)를 밀착 시킬 수 있게 된다. 편평관(30)은 단부(34)가 바닥부(53)와 밀착된 상태에서 슬릿(50)에 대하여 위치가 정해진다.

본 실시 형태에서는 일례로서 도 4에 도시한 바와 같이 슬릿(50)의 세로 길이(제3 방향(D3)의 길이)는 편평관(30)의 세로 길이 보다 적다. 따라서 편평관(30)의 단부(33)는 슬릿(50)에서 제3 방향(D3)의 앞쪽으로 튀어 나온 형태를 이루고 있다. 단, 슬릿(50)의 세로 치수는 편평관(30)의 세로 치수와 동일한 정도여도 무방하며, 커도 무방하다.

편평관(30)과 핀(40)은 편평관(30)이 슬릿(50)에 삽입된 상태에서 예를 들면 경랍 땜 등에 의하여 접합되어 열적으로 접속되어 있다. 이로 인하여 편평관(30)과 핀(40)이 일체적으로 조립 부착되어 양자의 사이에서 전열 작용이 발생한다.

또한，　도5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 핀(40)은 제1 방향(D1)과 평행하게 연속되는 단차부(47)를 제2 변부(42)의 근방에 가지고 있다. 제1 면부(45)는 단차부(47)를 경계로 하여 제1 변부(41) 측의 면 영역이 융기하고, 제2 변부(42) 측의 면 영역이 오목하게 들어간 올록볼록한 면의 형태를 이루고 있다.　제2 면부(46)는 단차부(47)를 경계로 하여 제1 변부(41) 측의 면 영역이 오목하게 들어가고, 제2 변부(42) 측의 면 영역이 융기한 올록볼록한 면의 형태를 이루고 있다. 단차부(47)를 가지고 있음으로써 핀(40)은 휘어지기 어려워져 변형이 억제된다.

핀(40)은 복수의 슬릿(50)에 삽입된 각 편평관(30)의 자세를 각각 지지하여 안정시키는 복수의 칼라(48)를 가지고 있다. 칼라(48)는 슬릿(50)의 제1 가장자리부(51), 제2 가장자리부(52), 및 바닥부(53)와 각각 연속되며, 제1 면부(45)로부터 제2 방향(D2)에 따라 평행하게 기립되어 있다. 칼라(48)의 제1 면부(45)에 대한 기립 각도(도 9에 도시된 각도α)는 예를 들면 90도이다. 즉, 칼라(48)는 슬릿(50)을 규정하는 가장자리부에 따라 플랜지 형태로 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는 도5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 각 핀(40)에 있어서 복수의 칼라(48)는 모두 슬릿(50)을 규정하는 가장자리부(단적으로는 제1 가장자리부(50), 제2 가장자리부(52), 및 바닥부(53))로부터 제2 방향(D2)의 동일 측(제1 면부(45) 측)으로 기립되어 있다.

이를 통하여 각 칼라(48)는 슬릿(50)으로 삽입된 편평관(30)의 제1 편평면(31), 제2 편평면(32) 및 단부(34)와 면접촉 한다. 따라서 칼라(48)는 제2 방향(D2)에 따른 길이(기립 치수)를 통하여 핀 핏치를 관리한다. 칼라(48)의 제2 방향(D2)에 따른 길이는 제1 면부(45)와 접속하는 기단에서 기립단까지의 치수(도 9에 도시한 치수(L48))이다. 또한 칼라(48)는 예를 들면, 편평관(30)과 핀(40)을 경랍 땜 하는 경우의 경랍 땜용 시접으로서 기능한다.

추가적으로 핀(40)은 복수의 개구부(60) 및 복수의 절편(70)을 각각 가지고 있다. 개구부(60)는 핀(40)을 제2 방향(D2)으로 관통한다. 이로 인하여 핀(40)은 제1 면부(45)와 제2 면부(46)가 개구부(60)를 통하여 연결된 형태로 되어 있다. 환언 하면 핀(40)을 사이에 두고 제1 면부(45) 측의 공간과 제2 면부(46) 측의 공간이 개구부(60)를 통하여 연통된 상태가 된다.

개구부(60)는 제1 방향(D1)으로 서로 이웃하는 슬릿(50) 사이에 존재하는 면 영역에 위치한다.

본 실시 형태에서는 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이 개구부(60)는 제1 방향(D1), 즉 연직 방향을 따라 슬릿(50)을 사이에 두고 상하 양측으로 각각 하나씩 배치되어 있다. 또한 개구부(60)는 슬릿(50), 구체적으로는 슬릿(50)을 규정하는 변연과 인접하여 배치되어 있다. 단, 개구부(60)의 숫자는 슬릿(50)을 사이에 두고 제1 방향(D1)을 따라 상하 양측에 각각 두 개 이상씩 배치되어 있어도 무방하다. 또한 슬릿(50)을 사이에 둔 제1 방향(D1)을 따라 상하에 있는 개구부(60)의 숫자가 상이 하여도 무방하다. 이와 같이 개구부(60)의 숫자는 한정되지 않으며 핀(40)이 최소한 가져야 할 방열 성능 및 강도와 후술하는 배수성을 최대한 양립 가능한 숫자까지 늘릴 수 있다.

도 5 내지 도 8에 도시한 예시에서는 슬릿(50)을 사이에 두고 제1 방향(D1)에 따른 상측에 배치된 개구부(60)(이하, 제1 개구부(61)라고 한다.)는 제3 방향(D3)에 따른 슬릿(50)의 길이(세로 길이)의 중간 근방에 배치되어 있다. 한편, 슬릿(50)을 사이에 두고 제1 방향(D1)에 따른 상측에 배치된 개구부(60)(이하, 제2 개구부(62)라고 한다.)는 제3 방향(D3)에 따른 슬릿(50)의 폐색단인 바닥부(53)의 근방에 배치되어 있다.

제3 방향(D3)에 있어 개구부(60)의 길이(세로 길이)는 편평관(30)의 길이(세로 길이)의 3분의 1 이하이다. 단, 개구부(60)의 길이는 핀(40)이 최소한 가져야 할 방열 성능 및 강도와 후술하는 배수성을 최대한 양립 가능한 길이라면, 편평관(30)의 길이(세로 길이)의 3분의 1을 넘어도 무방하다.

절편(70)은 개구부(60)에 대응하여 설치되어 있다. 예를 들면 개구부(60)는 제1 방향(D1)과 평행한 한 쌍의 절개 부분, 및 해당 절개 부분을 잇는 제3 방향(D3)과 평행한 절개 부분을 각각 핀(40)에 형성하고, 이들 절개 부분으로 둘러싸인 부위를 칼라(48)가 기립되어 있는 역방향(반대측, 즉, 제1 면부(45) 측)으로 굴곡시킴(쓰러뜨림)으로써 형성된다. 환언하면, 칼라(48)는 슬릿(50)을 규정하는 가장자리부(단적으로는 제1 가장자리부(50), 제2 가장자리부(52), 및 바닥부(53))로부터 제2 방향(D2)의 절편(70)과는 반대측으로 기립되어 있다. 이를 통하여 이들 절개 부분으로 둘러싸여서 굴곡된(쓰러진) 부위가 절편(70)이 된다. 복수의 절편(70)은 모두, 개구부(60)를 규정하는 변연으로부터 제2 방향(D2)의 동일 측(제2 면부(46) 측)이자, 칼라(48)가 기립되어 있는 방향과 반대측으로 제2 방향(D2)과 평행하게 연장되어 있다. 본 실시 형태에서는 절편(70)은 핀(40)의 개구부(60)에 대응하여 복수의 직선의 절개 부분으로 둘러싸인 사각형 부위(장방형 부위)를 굴곡 시켜 쓰러뜨린 사각형 부위로 형성되어 있다.

도 5 내지 도 8에 도시한 예에서는 슬릿(50)의 제1 가장자리부(51)와 연속되는 제1 방향(D1)과 평행한 한 쌍의 절개 부분 및 해당 절개 부분의 상단을 잇는 제3 방향(D3)과 평행한 절개 부분을 각각 핀(40)에 형성하고 이들 절개 부분으로 둘러싸인 부위를 제2 면부(46) 측으로 쓰러뜨림으로서 제1 개구부(61)가 형성되어 있다. 이를 통하여 이들 절개 부분으로 둘러싸여 제2 면부(46) 측으로 제2 방향(D2)과 평행하게 쓰러진 부위가 상측의 절편(70)(이하, 제1 절편(71)이라고 한다)으로 되어 있다. 따라서 제1 절편(71)은 제1 개구부(61)에 대응하여, 제3 방향(D3)에 따른 슬릿(50)의 길이(세로 길이)의 중간 근방에 배치되어 있다.

이에 대하여 슬릿(50)의 제2 가장자리부(52)와 연속되는 제1 방향(D1)과 평행한 한 쌍의 절개 부분 및 해당 절개 부분의 하단을 잇는 제3 방향(D3)과 평행한 절개 부분을 각각 핀(40)에 형성하고 이들 절개 부분으로 둘러싸인 부위를 제2 면부(46) 측으로 쓰러뜨림으로서 제2 개구부(62)가 형성되어 있다. 이를 통하여 이들 절개 부분으로 둘러싸여 제2 면부(46) 측으로 제2 방향(D2)과 평행하게 쓰러진 부위가 하측의 절편(70)(이하, 제2 절편(72)이라고 한다)으로 되어 있다. 따라서 제2 절편(72)은 제2 개구부(62)에 대응하여, 제3 방향(D3)에 따른 슬릿(50)의 폐색단인 바닥부(53)의 근방에 배치되어 있다.

각 핀(40)에 있어서, 복수의 절편(70)은 모두 개구부(60)에 대하여 제2 방향(D2)의 동일측(제2 면부(46) 측)으로 제2 방향(D2)과 평행하게 굴곡되어(쓰러져) 있다. 이를 통하여 각 절편(70)은 슬릿(50)으로 삽입된 편평관(30)의 제1 편평면(31) 또는 제2 편평면(32)과 면접촉 한다. 도 5 내지 도 8에 도시한 예이서는 제1 절편(71)이 제1 편평면(31)과 면접촉하여 제2 절편(72)이 제2 편평면(32)과 면접촉한다. 제1 절편(71) 및 제2 절편(72)의 제2 면부(46)에 대한 굴곡 각도(도 9에 도시된 각도β)는 예를 들면 90도이다. 단, 제1 절편(71)이 제1 편평면(31)과 제2 절편(72)이 제2 편평면(32)과 각각 면접촉이 가능하다면 이 굴곡 각도는 90도로 한정되지 않는다.

도 9에는 핀 핏치에 착안한 절편(70)과 칼라(48)와의 관계를 모식적으로 도시한다. 도 9에 도시한 바와 같이 절편(70)(제1 절편(71) 및 제2 절편(72))은 개구부(60)에 대하여 제2 면부(46) 측, 즉 제1 면부(45) 측으로 기립되는 칼라(48)와는 반대측으로 제2 방향(D2)과 평행하게 연장되어 있다. 이 때문에 제1 절편(71) 및 제2 절편(72)은 칼라(48)와 한면으로서 연속된 형태를 이루고 있다. 따라서 제2 방향(D2)을 따라 서로 이웃하는 핀(40)은 일방의 칼라(48)와 타방의 절편(70)이 제2 방향(D2)에 따라 서로 접촉 가능하게 된다. 즉 제1 절편(71) 및 제2 절편(72)은 제2 방향(D2)에 따른 길이(도 9에 도시한 치수(L70))에 의하여 핀 핏치를 관리한다. 제1 절편(71) 및 제2 절편(72)의 제2 방향(D2)에 따른 길이(L70)는 제2 면부(46)와 접속하는 기단에서 연출단까지의 치수이다. 그 결과 제2 방향(D2)에 따른 칼라(48)의 길이(도 9에 도시한 치수(L48))와 제2 방향(D2)에 따른 절편(70)의 길이의 합계 치수(L48+L70)에 의하여 핀 핏치(도 9에 도시한 치수(FP))를 관리할 수 있다. 또한 제1 절편(71) 및 제2 절편(72)은 예를 들면, 편평관(30)과 핀(40)을 경랍 땜 하는 경우, 칼라(48)와 함께 경랍 땜용 시접으로서 기능한다.

본 실시 형태에 있어서 제2 방향(D2)에서의 절편(70)(제2 절편(71) 및 제2 절편(72))의 길이(L70)는 핀 핏치(FP) 이하이다(L70

FP). 또한 제2 방향(D2)에 따른 제1 절편(71)에 따른 제2 절편(72)의 길이(L70)는 제2 방향(D2)에서의 칼라(48)의 길이(L48)보다 큰 치수이다(L70＞L48).

이와 같이 본 실시 형태에 따르면 핀(40)이 개구부(60)를 가짐으로써 열교환기(100)에서의 열교환 시에 발생한 응축수 및 융해수를 개구부(60)의 가장자리의 표면 장력으로 해당 가장자리를 따라 낙하시킬 수 있다. 이를 통하여 응축수 등을 순조롭게 배수시킬 수 있다. 도 10에는 본 실시 형태에 따른 핀(40)과 같이 제1 개구부(61) 및 제2 개구부(62)를 가지는 경우의 배수 양태를 모식적으로 도시한다.

도 10에 도시한 바와 같이 열교환기(100)에서의 열교환 시에 발생한 응축수 등이 화살표(A1)에서 도시한 바와 같이 제2 개구부(61)로 낙하하면 낙하한 응축수 등은 화살표(A2)로 도시한 바와 같이 제1 개구부(61)의 가장자리(63, 64)를 따라 편평관(30)의 제2 편평면(31)의 위에 유도된다. 제 편평면(31)의 위에 우도된 응축수 등은 화살표(A3)으로 도시한 바와 같이 열교환기(100)를 통과하는 공기의 흐름(송풍류)에 의하여 제2 편평면(31)을 단부(34) 측으로 흘러서 단부(34)를 따라서, 추가적으로 제2 개구부(62)의 가장자리(65)를 따라서 흐른다. 그리고 가장자리(65)의 표면 장력을 넘는 중력의 응축수 등이 체류하면 중력에 의하여 낙하한다. 이를 통하여 응축수 등을 순조롭게 배수시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는 도 10에 도시된 예외 같이 슬릿(50)에 편평관(30)이 삽입된 상태에서 단부(34)와 제2 개구부(62)의 가장자리(65)가 제1 방향(D1)을 따라 나란히 배열된 상태가 되어 있다. 구체적으로는 제2 방향(D2)에서 보았을 때 돌출된 형상에 둥근 형태를 지닌 단부(34)의 완곡선이 제2 개구부(62)의 가장자리(65)를 제1 방향(D1)으로 연장된 가상선(도 10에 도시한 이점쇄선(L))과 교차하는 위치에 단부(34)와 가장자리(65)가 배치되어 있다. 이와 같이 배치함으로써 도 10에 화살표(A3)으로 도시한 바와 같이 응축수 등을 유도하기 쉬워지며 낙하시키기 쉬워진다.

따라서 응측수 등이 발생한 경우라 하더라도 열교환기(100)에서, 예를 들면, 제1 방향(D1)에 따라 서로 이웃하는 편평관(30)과 제2 방향(D2)에 따라 서로 이웃하는 핀(40)으로 둘러싸인 공간, 또는 해당 공간을 구획하는 제1 편평면(31) 및 제2 편평면(32)에 응측수 등을 체류시키지 않고 그 배수를 촉진시킬 수 있다. 이를 통하여 응축수 등의 체류에 의하여 송풍류가 저해되는 것을 억지하고 송룽퓨의 저항(통퐁 저항)을 저감할 수 있다. 따라서 상기 공간은 제1 개구부(62) 및 제2 개구부(62)를 통하여 제2 방향(D2)에 따른 양옆 공간과 연통되어 있다. 따라서 상기 공간은 제1 개구부(62) 및 제2 개구부(62)를 통하여 상기 공간으로부터 제2 방향(D2)에 따른 양옆 공간으로 응측수 등을 유출시킬 수 있다. 이를 통하여 이러한 공간이 응측수 등으로 폐색되는 것을 억지할 수 있어, 송룽퓨의 저항(통퐁 저항)을 추가적으로 저감할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 따르면 핀(40)이 절편(70)을 가짐으로써 절편(70)을 통하여 핀 핏치를 관리할 수 있다. 즉, 칼라(48)에 더하여 절편(70)을 통해서도 핀 핏치를 관리 가능해진다. 이를 위하여 핀 핏치의 설계 자유도를 높일 수 있다. 예를 들면, 편평관(30)과 핀(40)을 조립 부착할 때의 충격 및 경랍 땜 시의 이들의 열팽창 등에 따라 핀 핏치가 어긋나는 현상을 억제하기 쉬워진다. 또한, 절편(70) 및 칼라(48)를 구비한다고 하는 간이적인 구조라 하여라도 핀 핏치를 균일하게 관리할 수 있다.

핀 핏치의 관리와 함께, 절편(70)은 편평관(30)에 대하여 편평관(30)과 핀(40)을 경랍 땜 하는 경우의 경랍 땜용 시접으로서 기능한다. 즉, 칼라(48)와 함께 절편(70)도 경랍 땜 시접으로서 이용할 수 있다. 따라서 경랍 땜 시접을 절편(70) 만큼 확대할 수 있다. 이 때문에 편평관(30)과 핀(40)의 접합 면적을 칼라(48) 및 절편(70) 만큼 확대하여 확보할 수 있으며 접합 강도를 높일 수 있다. 이러한 관점에서 제2 방향(D2)에 따른 절편(70)의 길이를 칼라(48)의 길이 보다 큰 치수로 하면 경랍 땜 시접을 확대시키기 쉬워진다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였으나 이들 실시 형태는 일례로서 제시한 것에 불과하며 발명의 범위를 한정하는 의도는 없다. 이들 신규한 실시 형태는 기타 다양한 형태로 실시될 수 있으며 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 생략, 치환, 변형을 가할 수 있다. 이들 실시 형태 및 그 변형은 발명의 범위 및 요지에 포함되며 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (6)

1. 열교환기로서,
   제1 방향으로 배열되어 있으면서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 편평관; 및
   상기 제2 방향으로 소정의 간격을 두고 배열되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 핀;
   을 구비하고, 그리고
   상기 핀은,
   상기 제1 방향에 따른 변부의 입구에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 향해 연장되어 상기 편평관이 삽입되는 복수의 슬릿;
   상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 상기 슬릿 사이에 존재하는 면 영역에 위치하며, 상기 핀을 상기 제2 방향으로 관통하는 복수의 개구부;및
   상기 개구부의 변연으로부터 상기 제2 방향의 동일 측으로 상기 제2 방향과 평행하게 연장되는 복수의 절편;
   을 가지는,
   열교환기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 슬릿을 규정하는 변연과 인접하게 배치되는,
   열교환기.
   
3. 제 1 항에 있어서.
   상기 제2 방향에 따른 상기 절편의 길이는 상기 간격 이하인,
   열교환기.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3 방향에 따른 상기 개구부의 길이는 상기 제3 방향에 따른 상기 편평관의 길이의 3분의 1 이하인,
   열교환기.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 방향은 연직 방향이며,
   상기 개구부 및 상기 절편은, 상기 연직 방향을 따라 상기 슬릿을 사이에 두고 상하 양측에 각각 적어도 하나씩 구비되고,
   상기 연직 방향의 상측에 배치된 상기 개구부 및 상기 절편은, 상기 제3 방향에 따른 상기 슬릿의 길이의 중간 근방에 배치되고, 그리고
   상기 연직 방향의 하부에 배치된 상기 개구부 및 상기 절편은, 상기 제3 방향에 따른 상기 슬릿의 폐색단 근방에 배치되는,
   열교환기.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   복수의 상기 핀은 상기 제2 방향에 따라 상기 절편과는 반대측으로 상기 제2 방향과 평행하게 상기 슬릿을 규정하는 변연으로부터 기립하는 칼라를 가지는,
   열교환기.
   

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