KR20240044900A - 열교환기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 열교환기는 냉매가 유동되는 복수개의 냉매 튜브, 서로 인접한 상기 냉매 튜브들 사이에 배치되어, 열을 전도시키는 핀 및 일면이 상기 냉매 튜브와 접촉되고, 타면이 상기 핀과 접촉되는 희생 시트를 포함하고, 상기 희생 시트의 부식전위는 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 내부식성이 강한 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기로 이루어지는 냉동사이클 장치에서 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있다.
또한 열교환기는 차량, 냉장고 등에 설치되어 냉매를 공기와 열 교환시킨다.
열교환기는 구조에 따라 핀 튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등으로 구분될 수 있다.
최근 들어, 가격과 가공의 용이성, 내식성 등의 원인으로 열교환기 소재가 구리에서 알루미늄으로 대체되어 오고 있다. 왜냐하면 알루미늄 소재의 경우 가볍고 가격이 낮으며 높은 열전도성을 갖고 있기 때문이다.
열교환기용 알루미늄 소재로는 주로 압출이 유리하고 열전도도가 높으며 가격이 저렴한 순알루미늄계(A1XXX)와 압출성은 순알루미늄계에 비해 조금 낮지만 상대적으로 높은 강도와 내식성을 가지고 있는 알루미늄-망간계(A3XXX)가 사용된다.
표 1은 종래에 열교환기용 알루미늄 소재로 주로 사용된 A1070 및 A3003의 조성을 나타낸다. A1070은 순알루미늄계 소재이고, A3003은 알루미늄-망간계 소재이다.
상기 A1070 소재는 소재가격 및 압출단가가 저렴하여 높은 강도가 요구되지 않으며 경제성이 중요한 에어컨, 냉장고 등 가전제품의 컨덴서 등의 튜브 및 핀 재(fin material)로 사용되고 있다. 이와 대조적으로, 상기 A3003 소재는 A1070 대비 상대적인 강도 및 내식성이 우수하지만 압출 단가가 다소 높아 자동차용 인터쿨러 및 라디에어터 등의 열교환기용 압출 튜브 및 핀 재로 사용되고 있다.
한편, 알루미늄은 활성화되기 쉬운 금속이지만, 대기 중에서 표면에 산화피막을 형성하여 높은 내식성을 가지고 있다. 그러나 알루미늄이 부식될 경우 산화피막이 손상되는 국부적인 영역에서만 부식이 발생되는 공식(Pitting Corrosion)이 발생하게 된다. 또한 알루미늄 합금 내부에 포함되어 있는 다양한 불순물과의 전기화학적 작용에 의하여 부식이 일부분에 집중적으로 전파되게 된다. 이러한 알루미늄의 부식 메커니즘으로 인해 알루미늄 열교환기는 국부적으로 관통되어 내부의 냉매 또는 고온의 유체의 누출이 발생하게 된다.
특허문헌 1은 이러한 부식을 방지하기 위해, 구리, 실리콘, 철, 지르코늄의 함량을 조절하였고, 지르코늄 원소가 부식생성물을 제어하고, 균일한 부식을 유도하는 성질을 이용하고자 하였다.
그러나, 특허문헌 1의 경우, 지르코늄이 매우 비싼 희귀 금속으로 제조비용이 비싸고, 핀과 튜브를 고온의 브레이징 용접시에는 소재의 원소들이 재결정화하는 과정에서 해당 특징들이 많이 사라지기 때문에 양산에서 사용되기 어려운 문제점이 존재한다.
도 7을 참조하면, 종래에는 부식을 방지하기 위해, 튜브(204) 위에 아연 파티클(203)을 도포하여 핀(201)과 브레이징하는 공법을 사용하였다. 핀(201)은 클래드(202)로 코팅되는 것이 보통이다.
그러나, 도 8및 도 9에서 도시하는 바와 같이, 핀(201)과 아연이 용융되는 과정에서 아연농도가 일정하지 못하고, 아연농도가 과다한 구간(핀(201)과 가까운 튜브(204) 부분)과 아연농도가 부족한 구간을 가지게 된다. 또한, 아연을 도포하는 방식은 정확한 도포량과 균일도 측면에서 품질산포가 발생되는 기술적 한계가 존재한다.
따라서, 도 10 도시하는 바와 같이, 아연농도가 과다한 구간에서는 핀(201)과 튜브(204)의 박리가 일어나게 되고, 아연농도가 적은 구간에서부터 부식이 시작되게 되는 문제점이 존재한다.
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 전위차를 가지는 희생 시트를 사용하여서, 핀과 튜브의 부식을 방지하고, 핀이 튜브에서 박리되는 것을 방지하는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려고 하는 다른 과제는, 튜브의 외면에 희생 시트를 사용하므로, 제작이 용이하고, 제작 비용을 줄이는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려고 하는 또 다른 과제는, 튜브의 외면에 희생 시트의 위치 정렬 및 결합이 용이한 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 열교환기는 핀과 냉매 튜브 사이의 희생 시트의 부식전위가 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기는 핀과 냉매 튜브 사이의 희생 시트가 아연인 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열교환기는 냉매가 유동되는 복수개의 냉매 튜브, 서로 인접한 상기 냉매 튜브들 사이에 배치되어, 열을 전도시키는 핀 및 일면이 상기 냉매 튜브와 접촉되고, 타면이 상기 핀과 접촉되는 희생 시트를 포함하고, 상기 희생 시트의 부식전위는 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 한다.
상기 희생 시트의 부식전위는 상기 핀의 부식 전위 보다 낮을 수 있다.
상기 핀의 부식 전위는 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮을 수 있다.
상기 희생 시트는 아연 또는 아연과 알루미늄의 합금을 포함할 수 있다.
상기 핀은 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 냉매 튜브는 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 희생 시트는, 상기 냉매 튜브의 상면 및 하면에 위치될 수 있다.
상기 희생 시트는, 제1 영역과, 상기 제1 영역과 단차를 가지는 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 일부가 도출되어 형성될 수 있다.
상기 제2 영역은 상기 희생 시트와 접촉한 상기 냉매 튜브 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다.
상기 냉매 튜브는, 상기 제2 영역과 대응되는 형합부를 포함할 수 있다.
상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭 보다 클 수 있다.
상기 희생 시트의 두께는 상기 핀의 두께 보다 두꺼울 수 있다.
상기 냉매 튜브의 두께는 상기 희생 시트의 두께 보다 두꺼울 수 있다.
상기 각 냉매 튜브는, 내부에 복수 개의 마이크로 채널을 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 복수의 냉매 튜브의 일단에 결합되어 상기 복수의 냉매 튜브의 내부로 냉매를 공급하는 헤더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 열교환기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 핀과 냉매 튜브 사이에 배치된 희생 시트가 낮은 부식 전위를 가지게 되어서, 외부의 물이나 공기의 부식에서 냉매 튜브와 핀 보다 먼저 부식되게 되므로, 핀과 튜브의 부식을 방지하고, 핀이 튜브에서 박리되는 것을 방지하는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 희생 시트가 냉매 튜브의 상면과 하면을 전부 커버하면서, 두꺼운 두께를 가지므로, 부식에 오래 견딜 수 있고, 결과적으로, 오랫동안 희생 부식을 하게 되므로, 열교환기의 수명이 향상되는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 냉매 튜브의 외면에 희생 시트를 부착하고, 희생 시트에 핀이 브레이징되는 데, 아연 파티클을 도포하여 브레이징 하는 것 보다 제조가 쉽고 제조 시간이 줄어들고, 제조 비용이 줄어들며, 핀 주변에서 아연 농도를 균일하게 하는 이점이 있다.
넷째, 본 발명은 냉매 튜브의 홈에 희생 시트의 일 영역이 내삽되어서, 냉매 튜브와 희생 시트의 정열이 용이하고, 냉매 튜브와 희생 시트의 박리를 방지하는 이점이 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 실외기 외부가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 4은 도 3에 도시된 열교환기의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 5-5' 선을 취한 단면도이다.
도 6a은 도 5의 단면 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 일부를 확대한 도면이다.
도 7 및 8은 종래 기술에 따른 핀과 튜브의 결합 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 아연 분포도이다.
도 10은 종래기술에 따른 핀과 튜브가 분리되는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 실외기 외부가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 4은 도 3에 도시된 열교환기의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 5-5' 선을 취한 단면도이다.
도 6a은 도 5의 단면 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 일부를 확대한 도면이다.
도 7 및 8은 종래 기술에 따른 핀과 튜브의 결합 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 아연 분포도이다.
도 10은 종래기술에 따른 핀과 튜브가 분리되는 도면이다.
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.
또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 장치가 도시된 도면, 도 2는 도 1에 도시된 실외기 외부가 도시된 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 냉동사이클 장치는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매가 실외 공기와 열 교환되는 실외열교환기(11)와, 냉매가 팽창되는 팽창기구(12)와, 냉매가 실내 공기와 열 교환되는 실내열교환기(13)를 포함할 수 있다.
압축기(10)에서 압축된 냉매는 실외열교환기(11)를 통과하면서 실외 공기와 열교환되어 응축될 수 있다.
실외열교환기(11)는 응축기로 사용될 수 있다.
실외열교환기(11)에서 응축된 냉매는 팽창기구(12)로 유동되어 팽창될 수 있다. 팽창기구(12)에 의해 팽창된 냉매는 실내열교환기(13)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 증발될 수 있다.
실내열교환기(12)는 냉매를 증발시키는 증발기로 사용될 수 있다. 실내열교환기(12)에서 증발된 냉매는 압축기(10)로 회수될 수 있다.
열교환기는 실내열교환기(12) 및 실외열교환기(11)를 포함할 수 있다.
냉매는 압축기(10), 실외열교환기(11), 팽창기구(12) 및 실내열교환기(13)를 순환하면서 냉동사이클로 작동된다.
압축기(10)에는 실내열교환기(13)를 통과한 냉매를 압축기(10)로 안내하는 압축기(10) 흡입유로가 연결될 수 있다. 압축기(10) 흡입유로에는 액냉매가 축적되는 어큐물레이터(14)가 설치될 수 있다.
실내열교환기(13)는 냉매가 통과하는 냉매 유로가 형성될 수 있다.
냉동사이클 장치는 실내기(I)와 실외기(O)가 분리된 분리형 공기조화기일 수 있고, 이 경우 압축기(10) 및 실외열교환기(11)는 실외기(I)의 내부에 설치될 수 있다. 또한, 냉동 사이클 장치는 냉장고일 수 있고, 실내열교환기가(13)가 식품저장소 내의 공기와 열교환하게 배치되고, 실외열교환기(11)가 식품저장소 외의 공기와 열교환할 수 있다. 냉장고의 경우, 실내기(I)와 실외기(O)가 본체에 함께 배치될 수 있다.
팽창기구(12)는 실내기(I) 또는 실외기(O) 중 어디에 설치되어도 무방하다.
실내열교환기(13)는 실내기(I)의 내부에 설치될 수 있다.
실외기(O)에는 실외열교환기(11)로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬(15)이 설치될 수 있다. 또한, 실외기(O)의 기계실에는 압축기(10)가 설치될 수 있다.
실내기(I)에는 실내 열교환기(13)로 실내 공기를 송풍시키는 실내팬(16)이 설치될 수 있다.
종래의 열교환에서는 냉매가 액상과 기상이 혼합되어 있는 상태로써, 헤더의 내부를 흐르는 이상 냉매가 냉매 튜브로 유입될 때 기상과 액상이 불 균일하게 유입되는 문제점이 있다.
이하, 이러한 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 열교환기(100)를 상술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도, 도 4은 도 3에 도시된 열교환기의 종단면도, 도 5는 도 4의 5-5' 선을 취한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 열교환기(100)는 냉동 사이클의 냉매와 외부의 공기가 열 교환하는 장치이다. 열교환기(100)는 내부에 냉매를 균등하게 분배하고, 넓은 전열면적을 가지는 것이 바람직하다.
열교환기(100)는 다수의 열을 가지고 배열될 수도 있고, 하나의 열에서 냉매의 진행방향이 교대로 바뀔 수도 있다.
예를 들면, 열교환기(100)는 냉매가 유동되는 복수개의 냉매 튜브(50), 서로 인접한 냉매 튜브(50)들 사이에 배치되어, 열을 전도시키는 핀(60) 및 일면이 냉매 튜브(50)와 접촉되고, 타면이 핀(60)과 접촉되는 희생 시트(90)를 포함한다.
또한, 열교환기(100)는 복수의 냉매 튜브(50)의 일단이 결합되어 복수의 냉매 튜브(50)의 내부로 냉매를 공급하는 헤더(70), 헤더(70) 내부의 아우터 파이프(110)와 아우터 파이프(110) 내부에 이너 파이프(120)를 더 포함한다.
냉매 튜브(50)는 미세 내경을 가져서 내부에 냉매가 흐르면서 공기와 접촉면적을 극대화한다. 냉매 튜브(50)는 복수 개가 헤더(70)에 연결된다. 냉매 튜브(50)는 헤더(70)와 교차되는 방향으로 연장된다.
구체적으로, 냉매 튜브(50)는 수평(전후)방향(LeRi)으로 길게 배치되고, 복수 개의 냉매 튜브(50)는 수직(종방향)(UD)으로 적층될 수 있다. 수직 방향으로 적층된 복수 개의 냉매 튜브(50)들 사이의 공간으로 공기가 통과하면서 냉매 튜브(50) 내의 냉매와 열 교환된다. 수평으로 적층된 복수 개의 냉매 튜브(50)들은 후술하는 핀(60)과 함께 열교환면을 정의한다.
냉매 튜브(50)는 내부에 복수 개의 마이크로 채널(50a)을 포함할 수 있다. 복수 개의 마이크로 채널(50a)은 냉매가 통과하는 공간을 제공한다. 복수 개의 마이크로 채널(50a)은 냉매 튜브(50)와 나란한 방향으로 연장될 수 있다.
구체적으로, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 냉매 튜브(50)의 단면 형상은 상하 보다 좌우가 긴 사각형 형상이고, 마이크로 채널(50a)의 단면 형상은 사각형일 수 있다.
마이크로 채널(50a)은 냉매 튜브(50)의 길이 방향과 교차되는 방향(전후 방향)(FR)으로 1열로 적층되는 것이 보통이다.
핀(60)은 냉매 튜브(50)의 열을 전달한다. 핀(60)은 공기와 접촉 면적을 늘려서 방열성능을 향상시킨다.
핀(60)은 서로 인접한 냉매 튜브(50)들 사이에 배치된다. 핀(60)은 다양한 형상을 가질 수 있지만, 냉매 튜브(50)와 동일한 폭을 가지는 판이 절곡되어서 형성될 수 있다. 핀(60)은 클래드(601)에 의해 코팅될 수 있다.
핀(60)은 상하 방향으로 적층된 2개의 냉매 튜브(50)를 연결하여 열을 전도시킬 수 있다. 핀(60)은 냉매 튜브(50)와 직접 접촉할 수도 있고, 희생 시트(90)에 의해 냉매 튜브(50)와 연결될 수도 있다.
전후 방향에서 보면, 핀(60)과 희생 시트(90)의 접촉 부위는 U자 또는 V자 형상이 되게 된다.
핀(60)과 냉매 튜브(50)는 상하방향으로 교대로 적층되고, 최하단과 최상단에 냉매 튜브(50)가 위치되는 배치를 가진다.
최상단에 위치된 냉매 튜브(50)를 제1 냉매 튜브(50, 51)로 정의하고, 제1 냉매 튜브(50, 51)의 아래에 위치된 냉매 튜브(50)를 제2 냉매 튜브(50, 52)로 정의하면, 제1 냉매 튜브(50, 51)와 제2 냉매 튜브(50, 52) 사이이 핀(60)을 제1 핀(60, 61)으로 정의할 수 있다. 이러한 방식으로 제n 냉매 튜브와 제n 핀이 정의될 수 있다.
헤더(70)는 복수의 냉매 튜브(50)의 일단에 결합되어 복수의 냉매 튜브(50)의 내부로 냉매를 공급할 수 있다. 또한, 헤더(70)는 냉매 튜브(50)의 일단에 결합되어 냉매 튜브(50)에서 배출된 냉매를 모아서 다른 장치로 공급할 수도 있다.
헤더(70)는 냉매 튜브(50) 보다 큰 직경, 내경 또는 크기를 가지고, 상하 방향으로 연장된다. 헤더(70)는 냉매 튜브(50)의 일단에 연결된 좌측 헤더(71)와 냉매 튜브(50)의 타단에 연결된 하부 헤더(70)(81)를 포함할 수 있다.
우측 헤더(81)는 복수 개 냉매 튜브(50)의 우측과 연통된다. 우측 헤더(81)는 상하 방향으로 길게 연장되어 배치되고, 유입관(22)과 연결된다. 우측 헤더(81)의 내부는 하나의 공간으로 형성되어서, 유입관(22)을 통해 유입된 냉매를 복수의 냉매 튜브(50)에 배분하여 공급한다. 유입관(22)은 냉매 공급부의 일 예이다.
우측 헤더(81)의 하단에 인접한 일 영역에 유입관(22)이 연결된다.
좌측 헤더(71)는 복수 개 냉매 튜브(50)의 좌측과 연통된다. 좌측 헤더(71)는 상하 방향으로 길게 연장되어 배치되고, 유출관(24)과 연결된다. 좌측 헤더(71)의 내부는 하나의 공간으로 형성되어서, 복수의 냉매 튜브(50)의 상측으로 배출된 냉매를 유출관(24)으로 안내한다.
물론, 좌측 헤더(71)에서 유출된 냉매는 다른 열교환기(100)의 헤더(70)로 공급될 수도 있다.
열교환기(100)는 헤더(70)의 내부에서 냉매의 편중이 발생하는 것을 방지하는 아우터 파이프(110), 이너 파이프(120)가 위치될 수도 있다. 아우터 파이프(110)와 이너 파이프(120)의 홀들에 의해 냉매를 균일하게 분산시킨다.
도 6a은 도 5의 단면 사시도, 도 6b는 도 6a의 일부를 확대한 도면이다
도 5 및 도 6을 참조하면, 희생 시트(90)는 일면이 냉매 튜브(50)와 접촉되고, 타면이 핀(60)과 접촉되어서, 핀(60)과 냉매 튜브(50) 대신 부식되어 핀(60)과 냉매 튜브(50)의 부식을 억제하고, 핀(60)과 냉매 튜브(50)의 박리를 방지한다.
예를 들면, 희생 시트(90)의 부식전위는 냉매 튜브(50)의 부식 전위 보다 낮을 수 있다. 두 금속이 접촉된 상태에서 부식이 이루어지면 부식 전위가 낮은 금속부터 부식되게 되므로, 냉매 튜브(50) 대신 희생 시트(90)가 부식되어 냉매 튜브(50)가 부식되어서 냉매가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 희생 시트(90)의 부식전위는 핀(60)의 부식 전위 보다 낮을 수 있다. 냉매 튜브(50)만 부식되지 않아도 냉매가 유출되는 것이 방지되어서 문제가 없지만, 핀(60)이 부식되는 경우, 공기의 유동을 방해하고 냉매 효율이 저하되므로, 희생 시트(90)의 부식전위는 핀(60)의 부식 전위 보다 낮은 것이 바람직하다.
희생 시트(90)의 부식전위가 핀(60)의 부식 전위 보다 낮으면, 희생 시트(90)가 핀(60) 대신에 먼저 부식되어서 핀(60)의 부식을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 핀(60)의 부식 전위는 냉매 튜브(50)의 부식 전위 보다 낮을 수 있다. 핀(60)과 냉매 튜브(50) 중에 부식이 되면 위험한 부위는 냉매 튜브(50)이다. 핀(60)은 부식되는 경우, 효율이 조금 저하되는 문제가 발생되지만, 냉매 튜브(50)가 부식되는 경우, 냉매가 유출되고, 공기 조화기가 작동되지 않는 큰 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 핀(60)의 부식 전위가 냉매 튜브(50)의 부식 전위 보다 낮게 하여서, 냉매 튜브(50) 보다 핀(60)이 먼저 부식되게 하고, 냉매 튜브(50)의 부식을 방지한다.
결론적으로, 희생 시트(90)의 부식전위는 냉매 튜브(50)의 부식 전위 보다 낮고, 희생 시트(90)의 부식전위는 핀(60)의 부식 전위 보다 낮으며, 핀(60)의 부식 전위는 냉매 튜브(50)의 부식 전위 보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 희생 시트(90)의 부식전위는 -0.97V 내지 - 1.1V이고, 핀(60)의 부식전위는 -0.75V 내지 - 0.95V이고, 냉매 튜브(50)의 부식전위는 -0.6V 내지 - 0.7V 일 수 있다.
희생 시트(90)의 재질은 부식전위는 만족하는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 비용, 제조 용이성, 열 전도성 등을 고려하면, 희생 시트(90)는 아연 또는 아연과 알루미늄의 합금을 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 희생 시트(90)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다.
핀(60)의 재질은 부식전위는 만족하는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 비용, 제조 용이성, 열 전도성 등을 고려하면, 핀(60)은 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 핀(60)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다.
냉매 튜브(50)의 재질은 부식전위는 만족하는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 비용, 제조 용이성, 열 전도성 등을 고려하면, 냉매 튜브(50)는 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 냉매 튜브(50)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다.
희생 시트(90)는 냉매 튜브(50)의 상면 또는/및 하면에 위치된다. 희생 시트(90)는 냉매 튜브(50)의 상면 또는/및 하면과 면 접촉된다. 바람직하게는, 희생 시트(90)는 냉매 튜브(50)의 상면 전체 또는/및 하면 전체를 커버할 수 있다.
희생 시트(90)는 전후 방향 폭은 적어도 핀(60) 및 냉매 튜브(50)의 폭과 같거나, 핀(60) 및 냉매 튜브(50)의 폭 보다 클 수 있다. 희생 시트(90)의 폭이 작게 되면, 희생 시트(90)가 없는 부분에서 부식이 먼저 일어나기 때문이다.
희생 시트(90)는 냉매 튜브(50)와 결합력을 향상하고, 냉매 튜브(50)와 정렬을 용이하게 하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 희생 시트(90)는 제1 영역(92)과 제1 영역(92)과 단차를 가지는 제2 영역(91)을 포함할 수 있다. 제1 영역(92)의 폭은 제2 영역(91)의 폭 보다 클 수 있다.
제2 영역(91)은 제1 영역(92)과 높이 차를 가지는 영역이다. 예를 들면, 제2 영역(91)은 제1 영역(92)의 일부가 도출되어 형성될 수 있다. 제2 영역(91)은 희생 시트(90)와 접촉한 냉매 튜브(50) 방향으로 돌출될 수 있다. 다른 예를 들면, 제2 영역(91)은 제1 영역(92)의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다.
제2 영역(91)은 냉매 튜브(50)의 길이방향(좌우 방향)을 따라 연속적 또는 단속적으로 형성될 수 있다. 제2 영역(91)은 냉매 튜브(50)의 폭방향(전후 방향)을 따라 연속적 또는 단속적으로 형성될 수 있다.
냉매 튜브(50)는 제2 영역(91)과 대응되는 형합부(50b)를 더 포함할 수 있다. 형합부(50b)는 제2 영역(91)과 형합되는 부분이다. 형합부(50b)는 제2 영역(91)으로 삽입되거나, 제2 영역(91)이 삽입되는 공간일 수 있다. 바람직하게는, 형합부(50b)는 홈으로 구성될 수 있다.
희생 시트(90)의 두께(T3)는 핀(60)의 두께(T1) 보다 두꺼울 수 있다. 냉매 튜브(50)의 두께는 희생 시트(90)의 두께(T3) 보다 두꺼울 수 있다.
희생 시트(90)의 두께(T3)가 너무 얇으면 빨리 부식되게 되므로, 열교환기의 수명이 단축되고, 희생 시트(90)의 두께(T2)가 너무 두꺼우면 비용 부담이 증가되고, 열전도성도 떨어지게 된다.
따라서, 희생 시트(90)의 두께(T2)는 핀(60)의 두께(T1)와 냉매 튜브(50)의 두께(T3)의 사이 값을 가지는 것이 바람직하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 압축기
12 : 팽창기구
13 : 실내열교환기 14 : 어큐뮬레이터
15 : 실외팬 16 : 실내팬
20 : 실외열교환기 22 : 유입관
50 : 냉매 튜브 60 : 핀
70: 헤더 90 : 희생 시트
13 : 실내열교환기 14 : 어큐뮬레이터
15 : 실외팬 16 : 실내팬
20 : 실외열교환기 22 : 유입관
50 : 냉매 튜브 60 : 핀
70: 헤더 90 : 희생 시트
Claims (20)
- 냉매가 유동되는 복수개의 냉매 튜브;
서로 인접한 상기 냉매 튜브들 사이에 배치되어, 열을 전도시키는 핀; 및
일면이 상기 냉매 튜브와 접촉되고, 타면이 상기 핀과 접촉되는 희생 시트를 포함하고,
상기 희생 시트의 부식전위는 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 희생 시트의 부식전위는 상기 핀의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 핀의 부식 전위는 상기 냉매 튜브의 부식 전위 보다 낮은 것을 특징으로 하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 희생 시트는 아연 또는 아연과 알루미늄의 합금을 포함하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 핀은 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 튜브는 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 희생 시트는,
상기 냉매 튜브의 상면 및 하면에 위치되는 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 희생 시트는,
제1 영역과,
상기 제1 영역과 단차를 가지는 제2 영역을 포함하는 열교환기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 일부가 도출되어 형성되는 열교환기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 희생 시트와 접촉한 상기 냉매 튜브 방향으로 돌출되는 열교환기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 일부가 함몰되어 형성되는 열교환기. - 청구항 8에 있어서,
상기 냉매 튜브는,
상기 제2 영역과 대응되는 형합부를 포함하는 열교환기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭 보다 큰 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 희생 시트의 두께는 상기 핀의 두께 보다 두꺼운 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 튜브의 두께는 상기 희생 시트의 두께 보다 두꺼운 열교환기. - 청구항 1에 있어서,
상기 각 냉매 튜브는,
내부에 복수 개의 마이크로 채널을 포함하는 열교환기. - 청구항 11에 있어서,
상기 복수의 냉매 튜브의 일단에 결합되어 상기 복수의 냉매 튜브의 내부로 냉매를 공급하는 헤더를 더 포함하는 열교환기. - 냉매가 유동되는 복수개의 냉매 튜브;
서로 인접한 상기 냉매 튜브들 사이에 배치되어, 열을 전도시키는 핀; 및
일면이 상기 냉매 튜브와 접촉되고, 타면이 상기 핀과 접촉되는 희생 시트를 포함하고,
상기 희생 시트는 아연을 포함하는 열교환기. - 청구항 18에 있어서,
상기 냉매 튜브 및 상기 핀은 알루미늄, 구리 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함하는 열교환기. - 청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항의 열교환기를 포함하는 공기 조화기.
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