WO2017123043A1 - 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고 - Google Patents

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WO2017123043A1
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WO
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heat transfer
transfer fins
fin
heat
fins
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PCT/KR2017/000465
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English (en)
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코바야시마코토
이마노싱고
스즈키토시아키
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삼성전자주식회사
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/30—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for a refrigerator and a refrigerator having the same.
  • the present invention relates to a heat exchanger for a refrigerator and a refrigerator having the same, the heat exchanger for a refrigerator, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-159884, a plurality of heat transfer tubes in which a refrigerant flows, and a plurality of consecutively arranged along the heat transfer tubes. It includes a heat transfer pin.
  • heat exchangers in which heat transfer fins are arranged in multiple stages from the wind up side, which is upstream of the air flow direction, to the wind down side, which is downstream of the air flow direction.
  • each of the heat transfer fins has a body portion disposed opposite to each other, and an inclined portion formed in parallel with each other at the wind-up end and the wind-down end of the body.
  • the air flows along the wind down slope of the heat transfer fin of the bottom, and then flows along the wind up side slope of the heat transfer fin of the top, and then The flow direction is changed by the body of the heat transfer fin at the top.
  • the present invention to solve the above problems and to provide a refrigerator heat exchanger and a refrigerator having the same that can further improve the heat exchange efficiency than conventional.
  • the heat exchanger for a refrigerator and the refrigerator having the same include a plurality of heat transfer fins arranged in a continuous array and arranged in multiple stages from a wind direction side to a wind side side, and are disposed at upper and lower ends adjacent to each other.
  • the heat transfer fins are offset in either the heat direction and in the width direction when the heat transfer fins are viewed in a plan view.
  • the heat transfer fins disposed at upper and lower ends adjacent to each other are first distance offset in the column direction and second distance offset in the width direction.
  • the heat transfer fins positioned on the upstream side are spaced apart from each other at a first pin pitch, and the plurality of stages of heat transfer fins disposed on the downwind side are spaced apart at a second fin pitch smaller than the first fin pitch.
  • the heat transfer fins disposed at upper and lower ends adjacent to each other among the heat transfer fins spaced apart by the second fin pitch may be offset by a predetermined distance in one of the column direction and the width direction.
  • the offset distance in the width direction is 1/2 or less of the height of the heat transfer fin.
  • the wind-falling end of the heat transfer fins are folded inclined with respect to the air flow direction.
  • the heat transfer fins include a body portion located on the upper side and a folded portion formed by being folded from an end portion of the lower side of the body portion, wherein the folded portion is folded at an angle of 5 degrees or more and 20 degrees or less with respect to the body portion.
  • the wind-end end of the upper heat transfer fins and the wind-fall end of the heat transfer fins at the lower end thereof are upper and lower ends. Less than 1 mm in the direction.
  • the heat transfer pin includes a cut section erected toward the heat transfer pin facing the heat transfer pin in the heat direction.
  • the height from the proximal end to the distal end of the season portion is smaller than the fin pitch between the heat transfer fins which are continuously opposed.
  • At least one of the upper end and the lower end of the season section forms an uneven shape.
  • the apparatus may further include a pair of heat transfer tubes passing through the heat transfer fins, wherein the first center line in the width direction of the heat transfer fins and the second center line between the pair of heat transfer tubes are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the heat transfer fins may include a first heat transfer fin having the first centerline positioned at one side in the width direction of the second centerline, and a second heat transfer fin having the first centerline positioned at the other side in the width direction of the second centerline. do.
  • the heat transfer fins may include one of the first heat transfer fins and the second heat transfer fins disposed at an upper end of the heat transfer fins disposed at upper and lower ends adjacent to each other, and the heat transfer fins disposed at the bottom thereof. It is formed of one of the first heat transfer fin and the second heat transfer fin.
  • the first center line of the heat transfer fins located on any one of the top and bottom of the heat transfer fins disposed in the upper and lower ends adjacent to each other of the heat transfer fins coincide with the second center line, the other one of the top and bottom
  • the located heat transfer fins are formed of any one of the first heat transfer fin and the second heat transfer fin.
  • the heat exchanger for a refrigerator and the refrigerator having the same according to the present invention configured as described above may further improve heat exchange efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a heat exchanger for a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a part of a heat exchanger for a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view illustrating the fin pitch and the separation distance of the heat transfer fins applied to the heat exchanger for a refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is experimental data showing a correlation between a separation distance and a bridge in a heat exchanger for a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a heat transfer fin applied to the heat exchanger for a refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is experimental data showing the correlation between the presence and absence of the surface processing of the heat transfer fin and the bridge in the heat exchanger for a refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a heat transfer fin according to a modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a heat transfer fin according to another modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a heat transfer fin applied to a heat exchanger for a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is experimental data showing the effect of the heat transfer fins applied to the heat exchanger for a refrigerator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a heat transfer fin according to a modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a heat transfer fin applied to a heat exchanger for a refrigerator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG 14 is a schematic view of the folded portion in the heat transfer fin applied to the heat exchanger for a refrigerator according to the third embodiment of the present invention.
  • 15A and 15B are schematic diagrams of a heat transfer fin according to a modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the third embodiment of the present invention.
  • 16A and 16B are schematic views of heat transfer fins according to another modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic view showing a part of a heat exchanger for a refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a heat transfer fin applied to a heat exchanger for a refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG 19 is a schematic view of a heat transfer fin according to a modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 20A and 20B are schematic views of a heat transfer fin according to another modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 21 is a schematic diagram of a heat transfer fin according to another modification in the heat exchanger for a refrigerator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger 100 is used in a refrigerator including a storage compartment such as a refrigerating compartment or a freezing compartment, and constitutes a refrigeration cycle together with a compressor and a condenser, and serves as an evaporator for cooling the air to be sent to the storage compartment. do.
  • the heat exchanger 100 for a refrigerator is referred to as an evaporator 100.
  • the air cooled by the evaporator 100 again the storage compartment To be delivered to The fan position can be changed by design.
  • the evaporator 100 is a fin and tube type heat exchanger including a heat transfer tube 10 and a plurality of heat transfer fins 20 installed in the heat transfer tube 10 as shown in FIG. 1. Is formed.
  • the heat transfer tube 10 is to allow the refrigerant to pass through and heat exchange between the refrigerant and the air.
  • the heat transfer tube 10 is formed of an S-shaped pipe that is formed to be folded in an S-shape.
  • the lower side of the evaporator 100 is a wind up side which is upstream of the flow direction of air
  • the upper side of the evaporator is a wind down side which is downstream of the flow direction of air. .
  • the low-temperature refrigerant is S-shaped along the heat transfer tube 10 from the wind down side to the wind up side. After flowing in, it flows again in an S shape from the wind side to the wind side.
  • the refrigerant heat-exchanged with air is separated into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant by an accumulator A disposed between the evaporator 100 and the compressor, and the refrigerant in the gas state is sucked into the compressor.
  • the heat transfer fins 20 are disposed on the heat transfer tubes 10 to increase the heat exchange area of the evaporator 100 and air, and are formed in a thin plate shape having heat conductivity, and the heat transfer tubes 10 are heat transfer fins 20. Installed through them.
  • the plurality of heat transfer fins 20 are continuously disposed in parallel with each other along a portion extending in a straight line form in the heat transfer tube 10, and the heat transfer fins 20 continuously arranged in this manner are disposed on the wind-side side. It is formed in multiple stages toward the wind side.
  • the plurality of heat transfer fins 20 are arranged to have a narrower pin pitch on the downwind side than on the upstream side.
  • the first fin pitch PL is between the heat transfer fins 20 of the lower end area SL of the wind-up side (in this embodiment, 9 to 12 steps), and the upper end area SH of the wind-up side (
  • the heat transfer fins 20 of the first to fourth stages have a second fin pitch PH, which is an interruption region between the lower end area SL on the upper side and the upper end area SH on the upper side.
  • the third fins are spaced apart at a predetermined pitch PM.
  • the pin pitch represents a distance from one surface of one heat transfer fin 20 to one surface of a neighboring heat transfer fin 20.
  • the first pin pitch PL is 10 mm to 15 mm
  • the second pin pitch PH is 5 mm to 7.5 mm smaller than the first pin pitch PL
  • the third pin pitch PM is
  • the first fin pitch PL and the second fin pitch PH may be formed to have a thickness of 7.5 mm to 10 mm.
  • the evaporator 100 of the present embodiment has a plurality of stages in which heat transfer fins 20 are spaced apart at a second fin pitch PH, and heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other. ) Are offset a predetermined distance in the column direction.
  • the heat transfer fins 20 of the upper region SH are viewed in the vertical direction, the heat transfer fins 20 adjacent to each other in the vertical direction are disposed not to overlap each other.
  • the offset distance X is set to be half of the second pin pitch PH. That is, when the heat transfer fins 20 provided at any one end of the upper region SH are viewed in the vertical direction, the heat transfer fins 20 are disposed in the middle of two heat transfer fins 20 adjacent to each other in the column direction at the top thereof. . In other words, in the upper region (SH), when the respective heat transfer fins 20 at the k stage are viewed in the vertical direction, the heat transfer fins 20 at the k stage are two heat transfer fins adjacent to each other in the column direction at the k-1 stage. It is located in the middle of (20).
  • the heat transfer fins 20 disposed in the bottom region SL may prevent heat between the heat transfer fins 20 adjacent to each other in the up and down direction by being frosted. It is not offset in the direction.
  • the heat transfer fins 20 disposed in the stop region SM are offset in the column direction similarly to the heat transfer fins 20 of the upper region SH described above, but this is an example.
  • the heat transfer fins 20 may not be offset in the column direction, or the offset distance may be appropriately changed from those shown in the present drawing.
  • FIG 4 illustrates experimental data comparing the case where the heat transfer fins 20 disposed in the upper region SH are offset with the case where the heat transfer fins 20 are not offset.
  • a bridge may occur between the heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other (hereinafter, referred to as upper and lower pin-to-pin bridges).
  • FIG. 5 in the heat transfer fins 20 in which the heat transfer fins 20 are arranged in a plurality of stages at a second fin pitch PH, that is, in the heat transfer fins 20 of the plurality of stages positioned in the upper region SH, FIG. Experimental data showing the correlation between the distance between the upper and lower fins of the heat transfer fins 20 arranged in the upper and lower ends adjacent to each other and the bridge between the upper and lower fins is shown.
  • the separation distance Z is a distance from a lower end of one heat transfer fin 20 to an upper end of the heat transfer fin 20 located at the bottom thereof.
  • the heat transfer fins 20 arranged in the upper and lower ends adjacent to each other are arranged in the row.
  • the upper and lower pin-to-pin bridges and the same pin-to-pin bridges can be simultaneously suppressed by offsetting the second pin pitch PL to half in the direction and making the separation distance Z less than 1 mm.
  • Each of the heat transfer fins 20 includes a through hole 21 into which the heat transfer tube 10 is inserted without flow as shown in FIG. 6.
  • each heat transfer fin 20 has a pair of through holes ( Including 21) two rows of heat transfer tubes 10 installed at each end are installed through the heat transfer fins 20.
  • each heat transfer fin 20 is formed in a rectangular shape, the shape of each heat transfer fin 20 can be variously changed, such as ellipse or square.
  • the heat transfer fins 20 arranged at the second fin pitch PH described above in the present embodiment are more than those of the heat transfer fins 20.
  • Surface treatment is applied to attract the water droplets attached to the heat transfer fins 20 disposed on the top.
  • the above-described surface treatment is not essential to the heat transfer fins 20 disposed in the stop region SM and the bottom region SL, but in this embodiment, the heat transfer fins 20 may be easily managed.
  • the above-described surface treatment is performed on all the heat transfer fins 20 disposed in the upper region SH, the middle region SM, and the lower region SL.
  • each of the heat transfer fins 20 has a coarse portion 22 for attracting water droplets by surface tension is formed at least on the outer portion of each heat transfer fin 20.
  • the coarse portion 22 described above is formed on the entire surface and the rear surface of the heat transfer fin 20.
  • the coarse portion 22 is preferably formed in a vertical line or the like parallel to the gravity direction having a predetermined illuminance or a predetermined width through, for example, a hair line treatment.
  • Examples of the specific surface treatment method may include a method of rolling the surface and the back surface of the heat transfer fin 20, a trimming method and a sand blasting method.
  • the evaporator 100 configured as described above offsets the heat transfer fin 20 of the upper region SH to half of the second fin pitch in the column direction while improving the heat exchange efficiency by making the fin pitch of the wind down side smaller than the wind side.
  • the separation distance Z is less than 1 mm to suppress both the upper and lower pinned bridges and the same pinned bridges.
  • the coarse portions 22 are formed on the front and rear surfaces of the heat transfer fins 20, the bridge between the upper and lower fins can be more surely suppressed.
  • the coarse part 22 is formed in the whole surface of the heat transfer fin 20, when the coarse part 22 is formed through a rolling process, the coarse part 22 is formed in a part of the heat transfer fin 20, for example. It is advantageous in economic aspect compared with the case of forming).
  • the heat transfer fins are arranged in four stages in the upper region, the lower region, and the middle region, but the present invention is not limited thereto.
  • the lower region may be disposed in one stage, and the middle region may be deleted. It is also possible to have four or more heat transfer fins arranged in each region.
  • the offset distance is half the pin pitch of the upper region, but this offset distance can be appropriately changed.
  • the coarse portion is formed on the entire surface and the rear surface of the heat transfer fin, but it is also possible to have the coarse portion formed on only one of the surface and the rear surface.
  • the coarse portion is formed on the entire surface of the heat transfer fin, and the coarse portion is preferably formed on at least the outer side of the heat transfer fin through a mask or the like.
  • the coarse portion 22 is formed at the other side from one end of the upper end and the lower end of the heat transfer fin 20, and may be formed at a predetermined distance from the upper end and the lower end inward.
  • the coarse portion 22 is formed from one end to the other end in the upper end and the lower end of the heat transfer fin 20, but is not limited to this, the coarse portion is limited to only the central portion of the heat transfer fin upper end and the lower end. It is also possible to form an example.
  • the heat transfer fin 20 includes a coarse portion 22 formed by rolling or the like, but as shown in FIG. 9, the heat transfer fin 20 is an outer portion of the heat transfer fin 20 by machining or the like. It is also possible to include a plurality of slits 23 formed in the portion.
  • the slits 23 may be formed at regular intervals or may be formed at irregular intervals.
  • each heat transfer fin may be surface treated as described above.
  • the bridge can be suppressed while preventing an increase in cost.
  • the heat exchanger for a refrigerator of the second embodiment has a heat transfer fin different from that of the first embodiment.
  • the heat transfer fin 20 of the present embodiment is formed in a flat plate shape as shown in Figure 10, the wind end side end is not folded, the wind down end end is folded inclined with respect to the flow direction of air, passing through the heat exchange fins By converting the flow direction of the air so that the air flows toward one surface of the heat exchange fins located on the top.
  • each of the heat transfer fins 20 has a body portion 24 positioned on the wind-up side, and a folded portion 25 folded at a predetermined angle from the wind-falling end end 241 of the body portion 24.
  • Body portion 24 is formed in a flat plate shape.
  • the body parts 24 of the heat transfer fins 20 adjacent to each other in the column direction are spaced apart from each other at a predetermined pin pitch P, and the body parts of the heat transfer fins 20 positioned at upper and lower ends adjacent to each other ( 24) overlap each other in the vertical direction. That is, the heat transfer fins 20 arranged in the column direction are arranged at equal intervals at a predetermined pin pitch P, and the heat transfer fins 20 disposed at the adjacent ends up and down are not offset in the column direction.
  • the fold portion 25 is formed by folding the R-bending process from the wind-falling end end 241 of the body portion 24, and the fold portion 25 extends from the fold portion 25 and the body portion 24. The angle?
  • each heat transfer fin 20 are all folded at the same folding angle ⁇ , and the front end 251 of the folding portion 25, that is, the upper portion of the heat transfer fin 20 (the portion located at the most wind down side). ) Is folded to be located approximately in the middle of the heat transfer fins 20 adjacent to the top.
  • the separation distance Z of the lower end of the heat transfer fin 20 located at the front end 251 of the folded portion 25 and the upper end thereof is set to less than 1 mm as in the first embodiment.
  • FIG. 11 shows experimental data showing the correlation between the folding angle ⁇ of the folded portion 25 and the pressure loss ⁇ P and the correlation between the folding angle ⁇ of the folded portion 25 and the heat transfer amount Q.
  • the pressure loss ⁇ P gradually increases as the folding angle ⁇ of the folded portion 25 is increased from 0 degrees.
  • the heat transfer amount Q is increased up to 15 degrees by increasing the folding angle ⁇ from 0 degrees to improve the heat exchange efficiency by about 3.5%, but it is confirmed that little increase beyond that.
  • the folding angle ⁇ is preferable to set the folding angle ⁇ to 5 degrees or more and 15 degrees or less in order to suppress the pressure loss ⁇ P as much as possible while increasing the heat transfer amount Q.
  • the evaporator 100 configured as described above is not bent toward the wind-end end of the heat transfer fin 20, but the wind-end end is bent toward the heat transfer fin 20 positioned at the upper end of the heat transfer fin 20. have. Therefore, after the air flows along the folds 25 of the one end of the heat transfer fins 20, the body portion 24 of the heat transfer fin 20 of the stage located on the upper side of the heat transfer layer 20 is not sufficiently developed. Change the flow direction.
  • the temperature boundary layer can be effectively broken down through the heat transfer fins 20 at the upper end, thereby improving heat exchange efficiency.
  • the air flowing along the folded portion 25 of the heat transfer fins 20 located at any one end is inclined to the body portion 24 of the heat transfer fins 20 located at the upper end, so that the upper end It is easy to reach the leading edge of the heat transfer fin 20, and the heat exchange efficiency by the leading edge effect can be improved.
  • the tip 251 of the fold 25 is located approximately in the middle of the heat transfer fins 20 adjacent to the upper end thereof, and at the same time, the heat transfer pin located at the tip 251 of the fold 25 and the upper end thereof. Since the separation distance Z at the lower ends of the 20 parts is set to less than 1 mm, similarly to the first embodiment, both the upper and lower pinned bridges and the same pinned bridges can be suppressed.
  • the heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other are not offset in the column direction in the embodiment, but are not limited thereto. As shown in FIG. 12, the heat transfer fins 20 may be offset in the column direction. Do.
  • the offset distance X sets the folding angle ⁇ of the folding portion 25 to 5 degrees or more and 20 degrees or less, and offsets the heat transfer fins 20 arranged in the upper and lower ends adjacent to each other in the column direction, thereby folding the folding portion 25. It is preferable to set so that the tip 251 of 25 is located approximately in the middle of the heat transfer fins 20 of the stage adjacent to the upper side thereof.
  • the folding angles of the heat transfer fins are all set to be the same, but the folding angles of some heat transfer fins may be set differently from the folding angles of the remaining heat transfer fins.
  • the folded portion of the above embodiment is formed folded to the body portion, it may be formed by bending from the body portion.
  • the heat exchanger for a refrigerator according to the third embodiment of the present invention is different in configuration from the heat transfer fins.
  • a detailed configuration of the heat transfer fins applied to the heat exchanger according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the heat transfer fin 20 of the present embodiment is formed in a flat plate shape as shown in Fig. 13, and includes a cutout portion 26, which is cut and erected toward the heat transfer fin 20 facing in the column direction.
  • each of the heat transfer fins 20 includes a pair of cutouts 26 on both left and right sides, and each cutout 26 is cut in the same direction from each heat transfer fin 20.
  • the seasons 26 are formed by forming grooves after forming grooves on both left and right sides of the heat transfer fin 20, and the height L of the seasons 26, that is, the length from the base end to the tip of the season 26. (L) is formed smaller than the pin pitch between the heat transfer fins 20, so that the section 26 does not interfere with adjacent heat transfer fins 20 in the column direction.
  • Each season section 26 includes a face plate portion 261 formed in parallel with the air flow direction, that is, parallel to the up and down direction, as shown in Figure 14, the season section 26 of the heat transfer fin 20 It stands up perpendicular to the face plate portion 201.
  • the face plate part 261 of the seasoning part 26 does not necessarily need to be perpendicular to the face plate part 201 of the heat transfer fin 20, and may be inclined with respect to the face plate part 201 of the heat transfer fin 20. Do.
  • each of the upper end portion (end of the wind side) and the lower end portion (end of the wind side) forms a plurality of uneven shapes. More specifically, the upper end and the lower end of the seasoning section 26 form a sawtooth shape in which a plurality of triangular irregularities are formed. In addition, it is also possible to form a plurality of concave-convex shapes only at the lower end portion without forming concave-convex portions at the upper end portion of the seasoning section 26.
  • the heat transfer fin 20 includes the seasoning section 26, the evaporator 100 configured as described above can increase the leading edge effect, thereby improving heat exchange performance.
  • the leading edge effect can be further increased.
  • the upper end portion of the seasoning portion 26 is formed in the same serrated shape as the lower end portion, when installing the heat transfer fin 20, the operation can proceed without minding the vertical direction.
  • the number of the cutouts 26 is not limited to the said embodiment, It is also possible to change suitably, for example, providing four cutouts 26, as shown to an example in FIG. 15B.
  • cutout part 26 by making a groove in the upper end part (end part of a wind fall side), or the lower end part (end part of a wind up side) of the heat transfer fin 20, and then standing up.
  • a refrigerator heat exchanger (hereinafter referred to as an evaporator) according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
  • the evaporator 100 according to the fourth embodiment of the present invention has a different direction in which the heat transfer fins 20 are offset from the first embodiment. That is, in the first embodiment, the heat transfer fins 20 are offset in the column direction. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, the heat transfer fins 20 have a width when the heat transfer fins 20 are viewed in a plan view. Is offset in the direction.
  • the width direction is a direction perpendicular to the column direction and at the same time perpendicular to the vertical direction (air flow direction).
  • the heat transfer fin 20 is to increase the heat exchange area between the evaporator 100 and the air as in the first embodiment described above, and as shown in FIG. 17, a heat conductivity through which a pair of heat transfer tubes 10 are installed. It is a thin plate member having. In addition, the pair of heat transfer tubes 10 are spaced apart from each other in the width direction of the heat transfer fins 20 when the heat transfer fins 20 are viewed in a plan view.
  • the heat transfer fins 20 are continuously disposed in a state substantially parallel to each other in the axial direction of the heat transfer tube 10, and the heat transfer fins 20 arranged in this manner are formed in multiple stages from the wind up side to the down wind side.
  • these heat transfer fins 20 are arranged in such a manner that the pin pitch of the downwind side is narrower than that of the wind rise side as in the first embodiment, that is, the heat transfer fins 20 located on the wind rise side are arranged at a predetermined first pin pitch.
  • the plurality of stages of heat transfer fins 20 located at the side are arranged at a predetermined fin pitch smaller than the first fin pitch.
  • the evaporator 100 is referred to as a center line L1 in the width direction of the heat transfer fins 20 (hereinafter, referred to as a first center line L1) when the heat transfer fins 20 are viewed in plan view.
  • a plurality of heat transfer fins configured such that a center line L2 (hereinafter referred to as a second center line L2) of the pair of heat transfer tubes 10 penetrating the heat transfer fins 20 is spaced apart from a predetermined distance ⁇ L. (20) includes.
  • the evaporator 100 includes a heat transfer fin 20 (hereinafter, referred to as a first heat transfer) in which the first center line L1 is located on one side (right side) in the width direction of the second center line L2.
  • the fin 20A) and the heat transfer fin 20 (hereinafter referred to as the second heat transfer fin 20B) in which the first center line L1 is located on the other side (left side) in the width direction of the second center line L2 are It is installed.
  • the separation distance ⁇ L between the first center line L1 and the second center line L2 is equal to each other in each heat transfer fin 20, but is not limited thereto, and the first heat transfer fin 20A and the first heat transfer fin 20A may be the same. It is also possible to appropriately change the separation distance ⁇ L of each heat transfer fin 20, such that the two heat transfer fins 20B are spaced apart from the center line L2 of the heat transfer tube 10 by a different separation distance ⁇ L. .
  • the heat transfer fins 20 arranged in the upper and lower ends adjacent to each other are offset by a predetermined distance Y in the width direction.
  • the heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other are offset by a predetermined distance Y in the width direction.
  • the heat transfer fins 20 located at the upper end thereof. are all formed by the first heat transfer fin 20A, and the heat transfer fins 20 located at the bottom are formed by the second heat transfer fin 20B.
  • the offset distance Y of the heat transfer fins 20 disposed at the upper and lower ends is twice the separation distance ⁇ L between the first center line L1 and the second center line L2.
  • the separation distance ⁇ L is set to a predetermined value or less, and as an example, the separation distance ⁇ L is set such that the offset distance Y is equal to or less than 1/2 of the height in the vertical direction of the heat transfer fin 20. .
  • the heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other are offset by a predetermined distance (Y) along the width direction, the air flows downward from the heat transfer fins 20 at the wind side. The flow is disturbed as it flows between the heat transfer fins 20. Therefore, when the air flows along the heat transfer fins 20 on the windy side, the temperature boundary layers developed during the flow may be collapsed before entering the heat transfer fins 20 on the windward side, thereby improving heat exchange efficiency.
  • the heat transfer fins 20 may be offset while the heat transfer fins 20 are offset in the width direction.
  • the heat exchange efficiency can be guaranteed more than a certain level.
  • the heat transfer fins 20 located at the upper end are all the first heat transfer fins 20A, and the heat transfer fins are located at the bottom.
  • the fins 20 are all used as the second heat transfer fins 20B, the fins 20 are not necessarily all formed of the first heat transfer fins 20A or the second heat transfer fins 20B.
  • a portion of the fin 20 may be formed of the first heat transfer fin 20A, and a portion of the heat transfer fin 20 positioned at the lower portion may be formed of the second heat transfer fin 20B.
  • the first heat transfer fin 20A is formed by filtering the heat transfer fins 20 positioned at an upper end thereof in a column direction, and the heat transfer fins 20 positioned at the lower end thereof. ) Is formed by the second heat transfer fins 20B by one each along the column direction.
  • the heat transfer fins 20 located at the upper end may be formed as the first heat transfer fins 20A, and the heat transfer fins positioned at the bottom thereof. 20 are formed as the second heat transfer fins 20B, but as illustrated in FIGS. 20A and 20B, the heat transfer fins 20 positioned at the lower ends of the first and second centerlines L1 and L2 are disposed. It is also possible to match). In this case, it is possible to form the heat transfer fins 20 located at the top of the first heat transfer fins 20A, it is also possible to form a second heat transfer fins (20B).
  • the heat transfer fins 20 disposed on the upper and lower ends adjacent to each other are offset only in the width direction, but both the column direction and the width direction may be offset.
  • the heat transfer fins 20 disposed at upper and lower ends adjacent to each other are offset by a predetermined first distance X in the column direction and at the same time as the predetermined second distance Y in the width direction.
  • the predetermined first distance X and the predetermined second distance Y may be the same as or different from each other.
  • the present invention is not limited to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

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Abstract

본 발명은 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고에 관한 것으로, 냉장고용 열교환기는 연속적인 배열로 대향 배치되며 풍상측으로부터 풍하측으로 다단으로 배치된 복수의 열전달핀들을 포함하며, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들은 그 열 방향과 상기 열전달핀들을 평면 시점으로 볼 때의 폭 방향 중 어느 한 방향으로 오프셋 된다.

Description

냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고
본 발명은 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고에 관한 것이다.
본 발명은 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고에 관한 것으로, 냉장고용 열교환기는 일본 공개특허공보 2014-159884호에 개시되어 있는 바와 같이, 냉매가 흐르는 열전달관과, 열전달관을 따라 연속적으로 배열된 복수의 열전달핀을 포함한다.
이러한 열교환기 중에는 열전달핀들이 공기 유동 방향 상류측인 풍상측(風上側)으로부터 공기 유동 방향 하류측인 풍하측(風下側)으로 다단으로 배치되어 있는 열교환기가 있다.
이러한 열교환기에 있어서, 열전달핀들 각각은 서로 대향 배치된 몸체부와, 몸체부의 풍상측 끝 단부 및 풍하측 끝 단부에 서로 평행하게 밴딩되어 형성된 경사부를 갖는다.
이와 같이 구성함에 따라 공기가 풍상측의 경사부로부터 몸체부로, 또는 몸체부로부터 풍하측의 경사부로 유입될 때 공기의 유동이 흐트러지므로, 이를 통해 열전달핀과 공기 사이의 열교환 효율은 향상된다.
상기와 같은 구성된 열교환기에 있어서, 서로 인접하는 상하단에 위치하는 열전달핀들을 자세히 살펴보면, 공기는 하단의 열전달핀의 풍하측 경사부를 따라 흐른 후, 상단의 열전달핀의 풍상측 경사부를 따라 흐르고, 그 후 상단의 열전달핀의 몸체부에 의해 유동 방향이 바뀐다.
그런데, 상술한 바와 같이 풍상측의 경사부와 풍하측의 경사부는 서로 평행하게 형성되어 있으므로, 공기가 몸체부에 도달하기 전에 하단의 열전달핀에의 풍하측 경사부와 상단의 열전달핀의 풍상측 경사부를 따라 동일한 방향으로 흐르게 되어, 그 사이에 온도 경계층이 발달되게 된다.
따라서, 몸체부에서 공기의 유동 방향을 변경하여도, 이미 발달된 온도 경계층을 효과적으로 무너뜨리지 못해, 실제로는 열교환 효율이 크게 향상되지 못한다.
본 발명은 상기와 문제점을 해결하기 위한 것으로 종래보다 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있는 냉장고용 열교환기 및 이를 갖는 냉장고를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고는 연속적인 배열로 대향 배치되며 풍상측으로부터 풍하측으로 다단으로 배치된 복수의 열전달핀을 포함하며, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들은 그 열 방향과 상기 열전달핀들을 평면 시점으로 볼 때의 폭 방향 중 어느 한 방향으로 오프셋 된다.
또한, 서로 인접하는 상하의 단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들은 상기 열 방향으로 제 1 거리 오프셋 되며, 상기 폭 방향으로 제 2 거리 오프셋 된다.
또한, 풍상측에 위치한 상기 열전달핀들은 제 1 핀 피치로 서로 이격 배치되며, 풍하측에 위치한 복수 단의 상기 열전달핀들은 상기 제 1 핀 피치보다 작은 제 2 핀 피치로 이격 배치된다.
또한, 상기 제 2 핀 피치로 이격 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하의 단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들이 상기 열 방향과 상기 폭 방향 중 어느 한 방향으로 소정 거리 오프셋 된다.
또한. 상기 폭 방향의 오프셋 거리는 상기 열전달핀 높이의 1/2 이하이다.
또한, 상기 열전달핀들의 풍하측 끝 단부는 공기 유동 방향에 대해 경사지게 접혀진다.
또한, 상기 열전달핀들은 풍상측에 위치한 몸체부와, 상기 몸체부의 풍하측 끝 단부로부터 접혀져 형성되는 접힘부를 포함하며, 상기 접힘부는 상기 몸체부에 대하여 5도 이상 20도 이하의 각도로 접혀진다.
또한, 상기 제 2 핀 피치로 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들에 있어서, 상단의 열전달핀들의 풍상측 끝 단부와 하단의 열전달핀의 풍하측 끝 단부는 상하 방향으로 1mm 미만 이격된다.
또한, 상기 열전달핀은 상기 열전달핀과 열 방향으로 대향하는 열전달핀을 향하여 잘려져 세워진 절기부를 포함한다.
또한, 상기 절기부의 기단부로부터 선단부까지의 높이는 연속적으로 대향 배치된 상기 열전달핀들 사이의 핀 피치보다 작다.
또한, 상기 절기부의 상단부 및 하단부 중 적어도 어느 하나는 요철 형상을 형성한다.
또한, 상기 열전달핀들을 관통하는 한 쌍의 열전달관들을 더 포함하며, 상기 열전달핀들의 폭 방향의 제 1 중심선과 상기 한 쌍의 열전달관 사이의 제 2 중심선은 서로 소정 거리 이격된다.
또한, 상기 열전달핀들은 상기 제 1 중심선이 상기 제 2 중심선의 폭 방향 일측에 위치하는 제 1 열전달핀과, 상기 제 1 중심선이 상기 제 2 중심선의 폭 방향 타측에 위치하는 제 2 열전달핀을 형성한다.
또한, 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 상단에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 어느 하나로 형성하고, 하단에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 다른 하나로 형성한다.
또한, 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 상단과 하단 중 어느 하나에 위치한 상기 열전달핀들의 제 1 중심선을 상기 제 2 중심선과 일치시키며, 상기 상단과 하단 중 다른 하나에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 어느 하나로 형성한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 및 이를 갖춘 냉장고는 종래보다 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기의 일부를 보인 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용되는 열전달핀들의 핀 피치 및 이격 거리를 설명한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서 오프셋의 유무와 브리지의 상관관계가 표시된 실험 데이터이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서 이격 거리와 브리지의 상관관계가 표시된 실험 데이터이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용되는 열전달핀의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서 열전달핀의 표면 가공의 유무와 브리지의 상관관계가 표시된 실험 데이터이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 다른 하나의 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용되는 열전달핀의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용된 열전달핀의 효과가 표시된 실험 데이터이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용된 열전달핀의 모식도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용된 열전달핀에 있어서 접힘부의 모식도이다.
도 15A 및 도 15B는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 16A 및 도 16B는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 다른 하나의 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 17은본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기의 일부를 보인 모식도이다.
도 18은 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 적용된 열전달핀의 모식도이다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 20A 및 도 20B은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 다른 하나의 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기에 있어서, 또 다른 하나의 변형예에 따른 열전달핀의 모식도이다.
이하에서는 본 발명에 관한 냉장고용 열교환기들에 대한 여러 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
- 제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(100)는 냉장실이나 냉동실과 같은 저장실을 포함한 냉장고에 사용되는 것으로, 압축기 및 응축기 등과 함께 냉동 사이클을 구성하여, 저장실로 보낼 공기를 냉각하는 증발기로 사용된다.
이하에서는 설명 편의상 냉장고용 열교환기(100)를 증발기(100)라고 칭한다.
본 발명의 일 실시예에서는 증발기(100)의 상측에 공기를 유동시키는 팬을 배치하여, 팬을 통해 저장실의 공기를 증발기(100)로 전달하고, 증발기(100)에 의하여 냉각된 공기를 다시 저장실에 전달하도록 되어 있다. 여기서 팬의 위치는 설계에 따라 변경 가능하다.
보다 상세하게 증발기(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 열전달관(10)과, 열전달관(10)에 설치된 복수의 열전달핀(20)들을 포함한 핀 앤드 튜브(Fin & Tube) 타입의 열교환기로 형성된다.
열전달관(10)은 내부에 냉매가 통과하며 냉매와 공기의 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 것으로, 본 실시예에서 열전달관(10)은 S자 형상으로 접혀져 형성되는 S자형 배관으로 형성된다. 본 실시예에서 공기는 상측으로 유동하여 증발기(100)를 통과하므로, 증발기(100)의 하측이 공기의 유동 방향 상류측인 풍상측이며, 증발기의 상측이 공기의 유동 방향 하류측인 풍하측이다. 열전달관(10)은 풍하측에서 풍상측으로 S자 형태로 연장되고, 다시 풍상측에서 풍하측으로 S자 형태로 연장되므로, 저온의 냉매는 열전달관(10)을 따라 풍하측에서 풍상측으로 S자 형상으로 유동한 후, 다시 풍상측에서 풍하측으로 S자 형상으로 유동한다.
또한, 공기와 열교환한 냉매는 증발기(100)와 압축기의 사이에 배치된 어큐뮬레이터(A)에 의해 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리되고, 기체 상태의 냉매는 압축기로 흡입된다.
열전달핀(20)들은 증발기(100)과 공기의 열교환 면적을 늘리기 위해 열전달관(10)들에 배치되는 것으로, 열전도성을 갖는 박판 형상으로 형성되며, 열전달관(10)은 열전달핀(20)들을 관통하여 설치된다.
여기에서 복수의 열전달핀(20)들은 열전달관(10)에서 직선 형태로 연장되어 있는 부분을 따라 서로 평행한 상태로 연속적으로 배치되며, 이와 같이 연속적으로 배치된 열전달핀(20)들은 풍상측에서 풍하측으로 다단으로 형성된다.
보다 상세하게 설명하면, 복수의 열전달핀(20)들은 풍상측보다 풍하측의 핀 피치가 좁아지도록 배치된다. 본 실시예에서 풍상측의 하단 영역(SL)(본 실시예에서는 9단부터 12단)의 열전달핀(20)들 사이는 제 1 핀 피치(PL)로, 풍상측의 상단 영역(SH)(본 실시예에서는 1단부터 4단)의 열전달핀(20)들 사이는 제 2 핀 피치(PH)로, 풍상측의 하단 영역(SL)과 풍상측의 상단 영역(SH)의 사이인 중단 영역(SM)(본 실시예에서는 5단부터 8단)의 열전달핀(20)들 사이는 제 3 핀 피치(PM)로 일정 간격 이격 배치된다.
상기에서 핀 피치란 표현은 1개의 열전달핀(20)의 일면으로부터 이웃한 열전달핀(20)의 일면까지의 거리를 나타낸다.
보다 구체적으로 예를 들면 제 1 핀 피치(PL)는 10mm~15mm이고, 제 2 핀 피치(PH)는 제 1 핀 피치(PL)보다 작은 5mm~7.5mm이고, 제 3 핀 피치(PM)는 제 1 핀 피치(PL)와 제 2 핀 피치(PH)의 중간인 7.5mm~10mm으로 형성될 수 있다.
본 실시예의 증발기(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 제 2 핀 피치(PH)로 열전달핀(20)들이 이격 배치되어 있는 복수개의 단에 있어서, 서로 인접하는 상하단에 배치된 열전달핀(20)들은 열 방향으로 소정 거리 오프셋 된다.
즉, 상단 영역(SH)의 열전달핀(20)들을 상하 방향으로 볼 경우, 상하 방향으로 인접한 열전달핀(20)들이 서로 겹쳐 보이지 않도록 배치된다.
본 실시예에서 오프셋 거리(X)는 제 2 핀 피치(PH)의 절반이 되도록 설정된다. 즉, 상단 영역(SH)에 있어서 어느 하나의 단에 마련된 각 열전달핀(20)들을 상하 방향으로 볼 경우, 그 상단에 열 방향으로 서로 인접한 2개의 열전달핀(20)들의 중간에 위치하도록 배치된다. 다시 말하면 상단 영역(SH)에 있어서, k단의 각 열전달핀(20)들을 상하 방향으로 볼 때, k단의 각 열전달핀(20)들은 k-1단의 열 방향으로 서로 인접한 2 개의 열전달핀(20)들의 중간에 위치한다.
또한, 하단 영역(SL)에 배치된 열전달핀(20)들은 상하 방향으로 인접한 열전달핀(20)들 사이가 서리에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록, 하단 영역(SL) 열전달핀(20)들은 열 방향으로 오프셋 되지 않는다.
또한 본 실시예에서 중단 영역(SM)에 배치되어 있는 열전달핀(20)들은 상기에서 설명한 상단 영역(SH)의 열전달핀(20)들과 마찬가지로 열 방향으로 오프셋 되어 있으나, 이는 일례를 보인 것으로, 열전달핀(20)들은 열 방향으로 오프셋 되지 않거나, 오프셋 거리가 현재 도면에 도시된 것과 다르게 적절히 변경될 수도 있다.
도 4에는 상단 영역(SH)에 배치되어 있는 열전달핀(20)들을 오프셋 시킨 경우와 오프셋 시키지 않은 경우를 비교한 실험 데이터가 도시되어 있다.
상기의 실험 데이터를 통해 열전달핀(20)들을 오프셋 시킴에 따라 열 방향으로 서로 인접하는 열전달핀(20)의 사이에서 발생할 수 있는 브리지(이하에서는 동렬 핀간 브리지라고 함)가 억제되고 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 열 방향으로 서로 인접하는 열전달핀(20)들에서 발생한 물방울이 표면장력에 의해 그 하단에 위치한 열전달핀(20)들의 상단으로 끌려 내려가 하측으로 흘러 내려가기 때문이다.
한편, 상술한 바와 같이 열전달핀(20)들을 오프셋 시킴에 따라 서로 인접하는 상하단에 배치된 열전달핀(20)들의 사이에서는 브리지가 발생할 수 있다(이하에서는 이를 상하 핀간 브리지라고 한다).
도 5에는 제 2 핀 피치(PH)로 열전달핀(20)이 복수의 단들로 배치되어 있는 열전달핀(20)들, 즉 상단 영역(SH)에 위치한 복수 단들의 열전달핀(20)들에 있어서, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들의 상하 방향을 따른 이격 거리(Z)와 상하 핀간 브리지의 상관관계를 나타내는 실험 데이터가 도시되어 있다.
상기에서 이격 거리(Z)는 1개의 열전달핀(20)의 하단으로부터, 그 하단에 위치한 열전달핀(20)의 상단까지의 거리이다.
상기의 실험 데이터를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 열전달핀(20)들을 오프셋 시킨 상태에서 이격 거리(Z)가 1mm 미만일 경우, 상하 핀간 브리지를 억제할 수 있다. 물론, 도 5에 도시한 바와 같이, 이격 거리(Z)를 크게 할 경우(예를 들면 3mm 이상) 상하 핀간 브리지를 억제할 수 있으나, 이러한 경우에는 도 4에 도시한 바와 같이 동렬 핀간 브리지가 발생하게 되므로 바람직하지 않다.
상기의 실험 결과들에서 도출된 바와 같이 제 2 핀 피치(PH)로 열전달핀(20)이 배치되어 있는 복수 단에 있어서, 서로 인접하는 상하측의 단에 배치된 열전달핀(20)들을 그 열 방향으로 제 2 핀 피치(PL)의 절반으로 오프셋 시킴과 동시에, 이격 거리(Z)를 1mm 미만으로 함으로써 상하 핀간 브리지와 동렬 핀간 브리지를 동시에 억제할 수 있다.
이어서, 각 열전달핀(20)에 대하여 설명한다.
각 열전달핀(20)은 도 6에 도시한 바와 같이 열전달관(10)이 유동 없이 삽입되는 관통공(21)을 포함한 것으로, 본 실시예에서 각 열전달핀(20)은 한 쌍의 관통공(21)을 포함하여 각 단에 설치된 2열의 열전달관(10)이 각 열전달핀(20)을 관통 설치된다.
본 실시예에서 각 열전달핀(20)은 직사각형으로 형성되나, 각 열전달핀(20)의 형상은 타원이나 정방형 등 다양하게 변경 가능하다.
그리고 본 실시예에서 상술한 제 2 핀 피치(PH)로 배치되어 있는 열전달핀(20)들, 즉 상단 영역(SH)에 배치되어 있는 열전달핀(20)들에는 그 열전달핀(20)들 보다 상단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들에 부착된 물방울을 끌어 당기기 위해 표면 처리되어 있다.
또한, 중단 영역(SM) 및 하단 영역(SL)에 배치되어 있는 열전달핀(20)들에는 상술한 표면 처리가 필수적인 것은 아니나, 본 실시예에서는 열전달핀(20)의 관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 상단 영역(SH), 중단 영역(SM) 및 하단 영역(SL)에 배치된 모든 열전달핀(20)들에 상술한 표면 처리가 수행된다.
보다 구체적으로 설명하면, 각 열전달핀(20)에는 표면 장력에 의하여 물방울을 끌어 당기기 위한 조대부(22)가 적어도 각 열전달핀(20)의 외곽측 부위에 형성된다. 본 실시예에서는 도 6에 도시한 바와 같이, 열전달핀(20)의 표면 및 이면 전체에 상술한 조대부(22)가 형성된다.
조대부(22)는, 예를 들면 Hair Line 처리를 통해 소정의 조도 또는 소정의 폭을 가진 중력 방향과 평행한 세로줄 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 구체적인 표면 처리 방법의 예로는 열전달핀(20)의 표면 및 이면을 압연 가공하는 방법, 줄로 다듬는 방법 및 샌드 블라스팅 하는 방법 등이 있을 수 있다.
도 7에는 상술한 조대부(22)의 유무와 브리지의 상관관계를 나타내는 실험 데이터가 도시되어 있다.
상기의 실험 결과와 같이 열전달핀(20)에 상기 조대부(22)를 형성함에 따라 상하 핀간 브리지가 억제되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 구성된 증발기(100)는 풍상측 보다 풍하측의 핀 피치를 작게 하여 열교환 효율을 향상시키면서, 상단 영역(SH)의 열전달핀(20)을 열 방향으로 제 2 핀 피치의 절반으로 오프셋 함과 동시에 이격 거리(Z)를 1mm 미만으로 하여, 상하 핀간 브리지 및 동렬 핀간 브리지 양쪽 모두를 억제할 수 있다.
또한, 열전달핀(20)들의 표면 및 이면에 조대부(22)가 형성되어 있으므로, 상하 핀간 브리지를 보다 확실히 억제할 수 있다.
또한, 열전달핀(20)의 전체면에 조대부(22)가 형성되어 있으므로, 압연 가공을 통해 조대부(22)를 형성할 경우를 예로 들면, 열전달핀(20)의 일부에 조대부(22)를 형성하는 경우에 비해 경제적인 측면에서 유리하다.
다만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시예에서는 상단 영역, 하단 영역 및 중단 영역에 각각 4단씩 열전달핀들이 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하단 영역을 1단으로 배치하는 것도 가능하며, 중단 영역을 삭제하는 것도 가능하다. 또한 각 영역에 4단 이상의 열전달핀들이 배치되도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서 오프셋 거리는 상단 영역의 핀 피치의 절반으로 되어 있으나, 이러한 오프셋 거리는 적절히 변경 가능하다.
또한, 상기 실시예에서 열전달핀의 표면 및 이면의 전체에 조대부가 형성되나, 표면과 이면 중 어느 한쪽에만 조대부가 형성되도록 하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서와 같이 열전달핀의 면 전체에 조대부가 형성될 필요는 없으며, 마스크 등을 통해 열전달핀의 적어도 외곽측에는 조대부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는 도 8에 도시한 실시예와 같이 조대부(22)가 열전달핀(20)의 상단부 및 하단부의 일 측단으로부터 타측에 형성되며, 상단 및 하단으로부터 내측으로 소정 거리 형성될 수 있다.
또한, 상단부 및 하단부에 추가에 열전달핀의 측단부에 조대부를 형성하는 것도 가능하며, 열전달핀의 상단부에만 조대부를 형성하는 것도 가능하다.
또한, 도 8에는 조대부(22)가 열전달핀(20)의 상단부 및 하단부에 있어서 일측단으로부터 타측단까지 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 조대부가 열전달핀 상단부 및 하단부의 중앙측 일부에만 제한적으로 형성되도록 하는 예도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서 열전달핀(20)은 압연 가공 등에 의하여 형성된 조대부(22)를 포함하나, 도 9에 도시한 바와 같이 열전달핀(20)은 기계 가공 등에 의해 열전달핀(20)의 외곽부에 형성된 다수의 슬릿(23)들을 포함하는 것도 가능하다.
여기서 슬릿(23)들은 일정 간격 이격 형성되거나, 불규칙한 간격으로 이격 형성되는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시예와 같이 상단 영역이나 중단 영역에 있어서, 상하로 서로 인접한 단에 배치되어 있는 열전달핀들을 열 방향으로 오프셋 시키지 않되, 각 열전달핀에 상기와 같이 표면 처리를 하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성하면, 상기 실시예 보다 효과는 작아지나, 브리지를 억제하면서도 각 열전달핀의 설치 작업을 간소화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 반드시 열전달핀에 상기 실시예에서 제시된 표면 처리할 필요는 없으며, 표면 가공을 실시하지 않을 경우, 비용의 증가를 막으면서도 브리지를 억제할 수 있다.
- 제 2 실시예
이하에서는 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 제 2 실시예를 설명한다.
제 2 실시예의 냉장고용 열교환기는 상기 제 1 실시예와는 열전달핀이 다르게 구성된다.
이하에서는 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 제 2 실시예에 적용된 열전달핀의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
본 실시예의 열전달핀(20)은 도 10에 도시한 바와 같이 평판 형상으로 형성되며, 풍상측 끝 단부는 접혀지지 않고, 풍하측 끝 단부는 공기의 유동 방향에 대해 경사지게 접혀져, 열교환핀들 사이를 통과하는 공기의 유동 방향을 변환하여, 공기가 그 상단에 위치한 열교환핀들의 일면을 향해 유동하도록 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 각 열전달핀(20)은 풍상측에 위치하는 몸체부(24)와, 상기 몸체부(24)의 풍하측 끝 단부(241)으로부터 일정 각도로 접혀진 접힘부(25)를 포함한다.
몸체부(24)는 평판 형상으로 형성된다. 본 실시예에서 열 방향으로 서로 인접한 열전달핀(20)들의 몸체부(24)들은 소정의 핀 피치(P)로 서로 이격되어 있으며, 서로 인접하는 상하단에 위치하는 열전달핀(20)들의 몸체부(24)들은 상하 방향 서로 겹쳐져 있다. 즉, 열 방향으로 배치된 열전달핀(20)들은 소정의 핀 피치(P)로 동일 간격 이격 배치되어 있으며, 상하로 서로 인접한 단에 배치된 열전달핀(20)들은 열 방향으로 오프셋 되어 있지 않다.
접힘부(25)는 몸체부(24)의 풍하측 끝 단부(241)로부터 R 밴딩 공정을 통해 접어 형성되는 것으로, 접힘부(25)는 접힘부(25)의 연장 방향과 몸체부(24)의 연장 방향이 이루는 각도θ(이하, 접힘 각도 θ라고도 함)가 5도 이상 20도 이하가 되도록 접혀진다.
여기에서 각 열전달핀(20)의 접힘부(25)는 모두 같은 접힘 각도 θ로 접혀지며, 접힘부(25)의 선단(251), 즉 열전달핀(20)의 상단(가장 풍하측에 위치한 부분)이 그 상단과 인접한 열전달핀(20)들의 대략 중간에 위치하도록 접혀진다. 또한 접힘부(25)의 선단(251)과 그 상측 단에 위치하는 열전달핀(20)의 하단의 이격 거리(Z)는 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 1mm 미만으로 설정된다.
도 11에는 접힘부(25)의 접힘 각도 θ와 압력 손실 ΔP의 상관 관계 및 접힘부(25)의 접힘 각도 θ와 전열량 Q의 상관 관계를 나타내는 실험 데이터가 도시되어 있다.
상기의 실험 데이터를 확인할 수 있는 바와 같이, 접힘부(25)의 접힘 각도 θ를 0도부터 증가시킴에 따라 압력 손실 ΔP는 서서히 증가한다. 한편, 전열량 Q는 접힘 각도 θ를 0도부터 증가시킴에 따라 15도까지는 증가하여 약 3.5% 정도 열교환 효율이 개선되나, 그 이상으로는 거의 증가하지 않는 것이 확인된다.
따라서 유입되는 공기의 풍속이 비교적 작은 냉장고용 증발기에 있어서, 전열량 Q를 크게 하면서, 압력 손실 ΔP를 가능한 한 억제하기 위해서는 접힘 각도 θ를 5도 이상 15도 이하로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 증발기(100)는 열전달핀(20)의 풍상측 끝 단부는 절곡되지 않고, 풍하측 끝 단부가 상기 열전달핀(20)의 그 상측 단에 위치하는 열전달핀(20)을 향하여 절곡되어 있다. 따라서 공기는 어느 일단의 열전달핀(20)들의 접힘부(25)를 따라 유동한 후, 온도 경계층의 발달이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 그 상측에 위치한 단의 열전달핀(20)의 몸체부(24)에 의하여 유동 방향이 바뀐다.
이에 따라 상측 단의 열전달핀(20)을 통해 온도 경계층을 효과적으로 무너뜨릴 수 있어, 종래보다 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어느 하나의 단에 위치한 열전달핀(20)들의 접힘부(25)를 따라 유동하는 공기는 그 상측 단에 위치하는 열전달핀(20)들의 몸체부(24)에 대해 경사지게 유입되므로, 상측 단의 열전달핀(20)의 전연(前)에 도달하기 쉬워, 전연 효과(前果)에 의한 열교환 효율의 향상을 도모할 수 있다.
즉, 상술한 구성에 의하면, 난류에 의한 열교환 효율의 향상과, 전연 효과에 의한 열교환 효율의 향상의 두 효과를 모두 얻을 수 있다.
또한, 열전달핀(20)은 풍하측 끝 단부만이 접혀져 있으므로, 제조 공정이 간편해진다.
또한, 접힘부(25)의 선단(251)이 그 상측 단에 인접한 열전달핀(20)들의 대략 중간에 위치함과 동시에, 접힘부(25)의 선단(251)과 그 상측 단에 위치한 열전달핀(20)들의 하단의 이격 거리(Z)를 1mm 미만으로 설정하고 있으므로, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 상하 핀간 브리지 및 동렬 핀간 브리지를 모두 억제할 수 있다.
상기 실시예에서 서로 인접하는 상하단에 배치된 열전달핀(20)들은 상기 실시예에서는 열 방향으로 오프셋 되어 있지 않으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 12에 도시한 바와 같이, 열 방향으로 오프셋 시키는 것도 가능하다.
이 때, 오프셋 거리(X)는, 접힘부(25)의 접힘 각도 θ를 5도 이상 20도 이하로 하고, 서로 인접하는 상하단에 배치된 열전달핀(20)을 열 방향으로 오프셋 시켜, 접힘부(25)의 선단(251)이 그 상측에 인접한 단의 열전달핀(20)들의 대략 중간에 위치하도록 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서 각 열전달핀들의 접힘 각도는 모두 동일하도록 설정되나, 일부 열전달핀들의 접힘 각도가 나머지 열전달핀들의 접힘 각도와 다르게 설정되는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예의 접힘부는 몸체부에 대해 접혀져 형성되나, 몸체부로부터 만곡하여 형성하는 것도 된다.
- 제 3 실시예
다음으로 본 발명에 관한 냉장고용 열교환기의 제 3 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고용 열교환기는 상기 실시예들과 열전달핀들의 구성이 다르다. 이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열교환기에 적용된 열전달핀의 상세한 구성을 설명한다.
본 실시예의 열전달핀(20)은 도 13에 나타내는 바와 같이 평판 형상으로 형성되며, 열 방향으로 대향되는 열전달핀(20)을 향해 잘려 세워져 형성되는 절기부(26, 切起部)를 포함한다. 여기에서 각 열전달핀(20)은 좌우 양측에 한 쌍의 절기부(26)를 포함하며, 각각의 절기부(26)는 각 열전달핀(20)으로부터 동일한 방향으로 잘려 세워진다.
상기 절기부(26)들은 열전달핀(20)의 좌우 양 측부에 홈을 낸 후 세움으로써 형성되며, 절기부(26)의 높이(L), 즉 절기부(26)의 기단부로부터 선단부까지의 길이(L)는 열전달핀(20)들 사이의 핀 피치보다 작게 형성되어, 절기부(26)가 열 방향으로 인접한 열전달핀(20)에 간섭되지 않도록 한다.
각 절기부(26)는 도 14에 도시한 바와 같이 공기의 유동 방향과 평행하게, 즉 상하 방향과 평행하게 형성된 면판부(261)를 포함하며, 절기부(26)가 열전달핀(20)의 면판부(201)에 대해 수직으로 기립된다. 절기부(26)의 면판부(261)는 열전달핀(20)의 면판부(201)에 대해 반드시 수직일 필요는 없으며, 열전달핀(20)의 면판부(201)에 대해 경사지게 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예의 절기부(26)는 상단부(풍하측의 단부) 및 하단부(풍상측의 단부) 각각이 복수의 요철 형상을 형성한다. 보다 구체적으로 절기부(26)의 상단부 및 하단부는 삼각 형상의 요철이 복수 형성된 톱니 형상을 형성한다. 또한, 절기부(26)의 상단부에는 요철을 형성하지 않고, 하단부에만 복수의 요철 형상을 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성된 증발기(100)는 열전달핀(20)이 절기부(26)를 포함하므로, 전연 효과를 증대시킬 수 있어, 열교환 성능의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 절기부(26)의 하단부가 톱니 형상을 이루고 있으므로, 전연 효과를 보다 증가시킬 수 있다.
또한, 절기부(26)의 상단부가 하단부와 동일하게 톱니 형상으로 형성되므로, 열전달핀(20)의 설치 시, 상하 방향을 신경 쓰지 않고, 작업을 진행할 수 있다.
다만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 15A에 예시로 도시한 바와 같이, 절기부(26)의 상단부 및 하단부가 사다리꼴 등의 사각 형상의 요철이 복수 형성된 형상을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 절기부(26)의 수는 상기 실시예에 한정되지 않고, 도 15B에 예시로 도시한 바와 같이 4개의 절기부(26)를 마련하는 등, 적절히 변경하는 것도 가능하다.
또한, 전연 효과를 증가시키기 위해, 도 16A에 도시한 바와 같이, 절기부(26)를 기단부로부터 선단부를 향하여 복수 회 접는 것도 가능하다.
또한, 도 16B에 나타내는 바와 같이, 절기부(26)를 열전달핀(20)의 상단부(풍하측의 단부)나 하단부(풍상측의 단부)에 홈을 낸 후 세움으로써 형성하는 것도 가능하다.
- 제 4 실시예
이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉장고용 열교환기(이하, 증발기로 칭함)를 설명한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 증발기(100)는 상술한 제 1 실시예와는 열전달핀(20)들을 오프셋 시키는 방향이 다르다. 즉, 상기 제 1 실시예에서는 열전달핀(20)들을 열 방향으로 오프셋 시키나, 제 4 실시예에서는 도 17에 도시한 바와 같이 열전달핀(20)들은 열전달핀(20)을 평면 시점으로 볼 때 폭 방향으로 오프셋 되어 있다.
상기에서 폭 방향이란 열 방향과 직교함과 동시에 상하 방향(공기의 유동 방향)과 직교하는 방향이다.
이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 증발기(100)에 적용된 열전달핀(20)의 상세한 구성을 설명한다.
열전달핀(20)은 상술한 제 1 실시예와 같이 증발기(100)과 공기의 열교환 면적을 늘리기 위한 것으로, 도 17에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 열전달관(10)들이 관통 설치되는 열전도성을 갖는 박판 부재이다. 또한, 한 쌍의 열전달관(10)들은 열전달핀(20)들을 평면 시점으로 볼 때 열전달핀(20)들의 폭 방향으로 서로 이격 형성된다.
열전달핀(20)들은 열전달관(10)의 축 방향으로 서로 대략 평행한 상태로 연속적으로 배치되며, 이와 같이 연속적으로 배치된 열전달핀(20)들이 풍상측으로부터 풍하측으로 다단으로 형성된다. 또한, 이들 열전달핀(20)들은 제 1 실시예와 마찬가지로 풍상측보다 풍하측의 핀 피치가 좁아지도록, 즉 풍상측에 위치한 열전달핀(20)들이 소정의 제 1 핀 피치로 배치됨과 함께, 풍하측에 위치한 복수 단의 열전달핀(20)들이 제 1 핀 피치보다 작은 소정의 핀 피치로 배치되어 있다.
본 실시예의 증발기(100)는 도 18에 도시한 바와 같이 열전달핀(20)을 평면시점에서 볼 때, 열전달핀(20)들의 폭 방향의 중심선(L1)(이하, 제 1 중심선(L1)이라고 함)과, 열전달핀(20)들을 관통하는 한 쌍의 열전달관(10)의 중심선(L2)(이하, 제 2 중심선(L2)이라고 함)이 소정 거리(ΔL) 이격 되도록 구성된 복수의 열전달핀(20)들 포함한다.
보다 구체적으로는 도 18에 도시한 바와 같이, 증발기(100)에는 제 1 중심선(L1)이 제 2 중심선(L2)의 폭 방향 일측(우측)에 위치한 열전달핀(20)(이하, 제 1 열전달핀(20A)이라고 함)과, 제 1 중심선(L1)이 제 2 중심선(L2)의 폭 방향 타측(좌측)에 위치한 열전달핀(20)(이하, 제 2 열전달핀(20B)이라고 함)이 설치되어 있다. 또한, 제 1 중심선(L1)과 제 2 중심선(L2) 사이의 이격 거리(ΔL)는 각 열전달핀(20)에 있어서 서로 동일하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 열전달핀(20A)과 제 2 열전달핀(20B)이 열전달관(10)의 중심선(L2)와 서로 다른 이격 거리(ΔL)로 이격 되도록 하는 등, 각 열전달핀(20)의 이격 거리(ΔL)를 적절히 변경하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들이 폭 방향으로 소정 거리(Y) 오프셋 되어 있다.
여기에서 상술한 제 2 핀 피치로 배치되어 있는 풍하측의 열전달핀(20) 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들은 폭 방향으로 소정 거리(Y) 오프셋 되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 17에 도시한 바와 같이 풍하측의 열전달핀(20)에 있어서, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20) 중, 예를 들면 상단에 위치하는 열전달핀(20)들을 모두 제 1 열전달핀(20A)으로 형성하고, 하단에 위치하는 열전달핀(20)들을 모두 제 2 열전달핀(20B)으로 형성한다.
이에 따라 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들의 오프셋 거리(Y)는 제 1 중심선(L1)과 제 2 중심선(L2) 사이의 이격 거리(ΔL)의 2배가 된다.
그런데, 제 1 열전달핀(20A)에서, 이격 거리(ΔL)를 길게 하면, 우측의 열전달관(10)으로부터 제 1 열전달핀(20A)의 우측 단부까지의 거리가 길어져, 우측 단부에서의 열교환이 이루어지기 어려워져, 제 1 열전달핀(20A)의 열교환 효율이 감소된다. 이러한 점은 제 2 열전달핀(20B)에서도 동일하다.
따라서, 상기 이격 거리(ΔL)는 소정 값 이하로 설정되며, 그 일례로서 오프셋 거리(Y)가 열전달핀(20)의 상하 방향 높이의 1/2 이하가 되도록, 이격 거리(ΔL)가 설정된다.
이와 같이 구성된 증발기(100)는 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들이 폭 방향을 따라 소정 거리(Y) 오프셋 되어 있으므로, 공기가 풍상측의 열전달핀(20)들에서 풍하측의 열전달핀(20)들 사이로 유입될 때에 그 유동이 흐트러진다. 따라서 풍상측의 열전달핀(20)들을 따라 공기가 유동할 때 발달한 온도 경계층들 풍하측의 열전달핀(20)들로 유입되기 전에 무너뜨릴 수 있어, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 오프셋 거리(Y)는 열전달핀(20)의 상하 높이의 1/2 이하가 되도록 이격 거리(ΔL)가 설정되어 있으므로, 열전달핀(20)들을 폭 방향으로 오프셋 시키면서도 열전달핀(20)의 열교환 효율을 일정 이상 보장할 수 있다.
다만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시예에서는 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들 중, 상단에 위치하는 열전달핀(20)들을 모두 제 1 열전달핀(20A)으로 하고, 하단에 위치하는 열전달핀(20)들을 모두 제 2 열전달핀(20B)으로 하고 있으나, 반드시 전부를 제 1 열전달핀(20A)이나 제 2 열전달핀(20B)으로 형성할 필요는 없으며, 예를 들면 상단에 위치하는 열전달핀(20)의 일부를 제 1 열전달핀(20A)으로 형성하고, 하단에 위치하는 열전달핀(20)의 일부를 제 2 열전달핀(20B)으로 형성하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로는 도 19에 예시로 도시한 바와 같이, 상단에 위치하는 열전달핀(20)을 열 방향을 따라 1개씩 걸러 제 1 열전달핀(20A)으로 형성하고, 하단에 위치하는 열전달핀(20)을 열 방향을 따라 1개씩 걸러 제 2 열전달핀(20B)으로 형성하는 구성을 들 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들 중, 상단에 위치하는 열전달핀(20)들을 제 1 열전달핀(20A)으로 형성하고, 하단에 위치하는 열전달핀(20)들을 제 2 열전달핀(20B)으로 형성하고 있으나, 도 20A 및 도 20B에 예시로 도시한 바와 같이, 하단에 위치하는 열전달핀(20)은 제 1 중심선(L1)과 제 2 중심선(L2)을 일치시키는 것도 가능하다. 이러한 경우, 상단에 위치하는 열전달핀(20)들을 제 1 열전달핀(20A)으로 형성하는 것이 가능하며, 제 2 열전달핀(20B)으로 형성하는 것도 가능하다.
또한 상기의 실시예에서는 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들을 폭 방향으로만 오프셋 시키고 있으나, 열 방향과 폭 방향으로 모두 오프셋 시키는 것도 가능하다.
보다 구체적으로는 도 21에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 열전달핀(20)들이 열 방향으로 소정의 제 1 거리(X) 오프셋 됨과 동시에 폭 방향으로 소정의 제 2 거리(Y) 오프셋 될 수 있다. 이 경우, 소정의 제 1 거리(X)와 소정의 제 2 거리(Y)는 서로 같아도 되고, 달라도 된다.
그 외에 본 발명은 상기 제 1 실시예, 상기 제 2 실시예, 제 3 실시예, 및 제 4 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

Claims (16)

  1. 연속적인 배열로 대향 배치되며 풍상측으로부터 풍하측으로 다단으로 배치된 복수의 열전달핀을 포함하며,
    서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들은 그 열 방향과 상기 열전달핀들을 평면 시점으로 볼 때의 폭 방향 중 어느 한 방향으로 오프셋 되는 냉장고용 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로 인접하는 상하의 단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들은 상기 열 방향으로 제 1 거리 오프셋 되며, 상기 폭 방향으로 제 2 거리 오프셋 되는 냉장고용 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    풍상측에 위치한 상기 열전달핀들은 제 1 핀 피치로 서로 이격 배치되며,
    풍하측에 위치한 복수 단의 상기 열전달핀들은 상기 제 1 핀 피치보다 작은 제 2 핀 피치로 이격 배치되는 냉장고용 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 핀 피치로 이격 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하의 단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들이 상기 열 방향과 상기 폭 방향 중 어느 한 방향으로 소정 거리 오프셋 되는 냉장고용 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 폭 방향의 오프셋 거리는 상기 열전달핀 높이의 1/2 이하인 냉장고용 열교환기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달핀들의 풍하측 끝 단부는 공기 유동 방향에 대해 경사지게 접혀지는 냉장고용 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열전달핀들은 풍상측에 위치한 몸체부와, 상기 몸체부의 풍하측 끝 단부로부터 접혀져 형성되는 접힘부를 포함하며,
    상기 접힘부는 상기 몸체부에 대하여 5도 이상 20도 이하의 각도로 접혀지는 냉장고용 열교환기.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 핀 피치로 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들에 있어서, 상단의 열전달핀들의 풍상측 끝 단부와 하단의 열전달핀의 풍하측 끝 단부는 상하 방향으로 1mm 미만 이격되는 냉장고용 열교환기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달핀은 상기 열전달핀과 열 방향으로 대향하는 열전달핀을 향하여 잘려져 세워진 절기부를 포함하는 냉장고용 열교환기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 절기부의 기단부로부터 선단부까지의 높이는 연속적으로 대향 배치된 상기 열전달핀들 사이의 핀 피치보다 작은 냉장고용 열교환기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 절기부의 상단부 및 하단부 중 적어도 어느 하나는 요철 형상을 형성하는 냉장고용 열교환기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달핀들을 관통하는 한 쌍의 열전달관들을 더 포함하며,
    상기 열전달핀들의 폭 방향의 제 1 중심선과 상기 한 쌍의 열전달관 사이의 제 2 중심선은 서로 소정 거리 이격되는 냉장고용 열교환기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 열전달핀들은 상기 제 1 중심선이 상기 제 2 중심선의 폭 방향 일측에 위치하는 제 1 열전달핀과, 상기 제 1 중심선이 상기 제 2 중심선의 폭 방향 타측에 위치하는 제 2 열전달핀을 형성하는 냉장고용 열교환기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 상단에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 어느 하나로 형성하고, 하단에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 다른 하나로 형성하는 냉장고용 열교환기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 열전달핀들 중 서로 인접하는 상하단에 배치되어 있는 상기 열전달핀들 중 상단과 하단 중 어느 하나에 위치한 상기 열전달핀들의 제 1 중심선을 상기 제 2 중심선과 일치시키며,
    상기 상단과 하단 중 다른 하나에 위치한 상기 열전달핀들을 상기 제 1 열전달핀과 상기 제 2 열전달핀 중 어느 하나로 형성하는 냉장고용 열교환기.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 냉장고용 열교환기를 갖춘 냉장고.
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