KR101451056B1 - 열교환기 및 공기 조화기 - Google Patents

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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

열교환기(30)에 편평관(33)과 핀(36)이 복수개씩 설치된다. 판형상의 핀(36)은, 편평관(33)의 신장방향에 서로 일정의 간격을 두고 배치된다. 핀(36)의 관삽입부(46)에는, 편평관(33)이 끼워 넣어진다. 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이의 부분이 전열부(70)로 된다. 전열부(70)에는, 팽출부(81∼83)와 루버(50, 60)가 형성된다. 팽출부(81∼83)는, 전열부(70)의 풍상(風上) 쪽 부분에 배치되고, 전열부(70)를 산형으로 팽출시킴으로써 형성된다. 루버(50, 60)는, 전열부(70)의 풍하(風下) 쪽 부분에 배치되고, 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된다.

Description

열교환기 및 공기 조화기{HEAT EXCHANGER AND AIR CONDITIONER}
본 발명은, 편평관(扁平管)과 핀(fin)을 구비하고, 편평관 내를 흐르는 유체를 공기와 열교환시키는 열교환기에 관한 것이다.
종래, 편평관과 핀을 구비한 열교환기가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 열교환기에서는, 좌우방향으로 연장되는 복수의 편평관이 서로 소정의 간격을 두어 상하로 나열되며, 판형상의 핀이 서로 소정의 간격을 두고 편평관의 신장(伸長)방향으로 나열되어 있다. 또, 특허문헌 2와 특허문헌 3에 기재된 열교환기에서는, 좌우방향으로 연장되는 복수의 편평관이 서로 소정의 간격을 두고 상하로 나열되며, 인접하는 편평관 사이에 코루게이트 핀(corrugate fin)이 1개씩 배치된다. 이들 열교환기에서는, 핀과 접촉하면서 흐르는 공기가, 편평관 내를 흐르는 유체와 열교환한다.
통상, 이 종류의 열교환기 핀에는, 전열(傳熱)을 촉진하기 위한 루버(louver)가 형성된다. 예를 들어, 특허문헌 3의 도 4에 기재되어 있는 바와 같이, 종래의 열교환기 핀에서는, 잘라 세운 높이가 동등한 복수의 루버가, 공기의 통과방향으로 나열되어 있다.
일본 특허공개 2003-262485호 공보 일본 특허공개 2010-002138호 공보 일본 특허공개 평성11-294984호 공보
그런데, 공기 조화기의 냉매회로에는, 냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외 열교환기가 설치된다. 공기 조화기의 난방운전 중에는, 실외 열교환기가 증발기로서 기능한다. 실외 열교환기에서의 냉매의 증발온도가 0?를 하회하면, 공기 중의 수분이 서리(즉, 얼음)가 되어 실외 열교환기에 부착된다. 그래서, 외기기온이 낮은 상태의 난방운전 중에는, 실외 열교환기에 부착된 서리를 녹이기 위한 서리 제거 동작이, 예를 들어 소정시간이 경과할 때마다 행해진다. 서리 제거 동작 중에는, 압축기로부터 토출된 고온의 냉매가 실외 열교환기로 공급되고, 실외 열교환기에 부착된 서리가 냉매에 의해 데워져 융해(融解)된다. 서리 제거 동작 중에는, 압축기로부터 토출된 냉매가 실내 열교환기가 아닌 실외 열교환기로 공급되므로, 실내로의 난기(暖氣)의 유입은 중단된다.
한편, 편평관과 핀을 구비한 열교환기는, 공기 조화기의 실외 열교환기로서 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 종래 이 종류의 열교환기에서는, 핀의 전연(前緣) 부근에서 후연(後緣) 부근에 걸쳐 루버가 형성되는 것이 통상적이다. 때문에, 이 종류의 열교환기로 구성된 실외 열교환기에서는, 핀의 풍상(風上)측 부분에 서리가 집중적으로 부착되고, 부착된 서리에 의해 공기 흐름이 저해되어 버린다. 그 결과, 핀의 풍하(風下)측 부분에 서리가 거의 부착되어 있지 않음에도 불구하고, 열교환기를 통과하는 공기의 유량이 감소하여 냉매와 공기 사이의 열교환량이 감소하고, 서리 제거 동작이 필요한 상태에 빠진다. 따라서, 이 종류의 열교환기를 공기 조화기의 실외 열교환기로서 이용한 경우는, 서리 제거 동작을 행함으로써 실내로의 난기의 유입이 중단되는 빈도가 높아지고, 실질적인 공기 조화기의 난방능력의 저하를 초래할 우려가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 편평관과 핀을 구비한 열교환기에 있어서, 핀에 부착된 서리에 기인하여 열교환기의 능력 저하가 한계에 이르기까지의 시간을 연장하는 데 있다.
제 1 발명은, 측면이 대향하도록 상하로 배열되고, 내부에 유체 통로(34)가 형성되는 복수의 편평관(33)과, 인접하는 상기 편평관(33) 사이를 공기가 흐르는 복수의 통풍로(40)로 구획하는 복수의 핀(35, 36)을 구비하고, 상기 핀(35, 36)은, 인접하는 상기 편평관(33)의 한쪽으로부터 다른 쪽에 걸치는 판형상으로 형성되어 상기 통풍로(40)의 측벽을 구성하는 복수의 전열부(70)를 갖는 열교환기를 대상으로 한다. 그리고, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에는, 이 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된 복수의 루버(50, 60)와, 상기 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 배치되고, 상기 전열부(70)를 팽출(膨出)시킴으로써, 형성되어 공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 팽출부(81∼83)가 형성되는 것이다.
제 1 발명에서는, 열교환기(30)에 편평관(33)과 핀(35, 36)이 복수개씩 설치된다. 상하로 나열된 편평관(33) 사이에는, 핀(36, 36)의 전열부(70)가 배치된다. 열교환기(30)에서는, 상하로 나열된 편평관(33) 사이의 통풍로(40)를 공기가 통과하고, 이 공기가 편평관(33) 내의 통로(34)를 흐르는 유체와 열교환한다.
제 1 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에는, 팽출부(81∼83)와 루버(50, 60)가 형성된다. 팽출부(81∼83)는, 전열부(70) 중 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 형성된다. 전열부(70)에 팽출부(81∼83)와 루버(50, 60)가 형성되면, 통풍로(40)의 공기 흐름이 흩뜨려져, 공기와 핀 사이의 전열이 촉진된다.
일반적으로, 공기 흐름을 흩뜨리는 효과는, 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된 루버(50, 60)가, 전열부(70)를 팽출시킴으로써 형성된 팽출부(81∼83)보다 크다. 따라서, 통상은, 전열의 촉진효과도, 루버(50, 60)가 팽출부(81∼83)보다 크다.
그런데, 편평관(33) 내를 흐르는 유체의 온도가 0℃를 하회하는 경우에는, 공기 중의 수분이 서리가 되어 전열부(70)의 표면에 부착된다. 한편, 제 1 발명의 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 전열 촉진효과가 비교적 높은 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에, 전열 촉진효과가 비교적 낮은 팽출부(81∼83)가 형성된다. 이로써, 전열부(70) 전체에 걸쳐 루버(50, 60)가 형성되는 경우에 비하면, 전열부(70)의 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리 양이 감소하고, 전열부(70)의 풍하 쪽 부분에 부착되는 서리 양이 증가한다. 따라서, 이 발명의 전열부(70)에서는, 풍상측 부분에 부착되는 서리 양과, 풍하측 부분에 부착되는 서리 양의 차가 작아진다.
제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 상기 루버(50, 60) 중 적어도 상기 팽출부(81∼83) 쪽에 위치하는 일부 루버(50)는, 이 루버(50)의 풍하측 잘라 세운 단(端)(53)이, 팽출부(81∼83)의 팽출방향으로 돌출되는 것이다.
제 2 발명은 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 있어서, 팽출부(81∼83) 쪽에 위치하는 일부 루버(50)는, 그 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 팽출부(81~83)의 팽출방향으로 돌출된다. 즉, 팽출부(81~83) 쪽에 위치하는 일부 루버(50)는, 팽출부(81~83) 중 풍하측 부분과는 반대 방향으로 경사진다. 팽출부(81∼83)를 넘어 흘러 온 공기는, 팽출부(81∼83) 쪽에 위치하는 루버(50)에 부딪혀, 그 흐름 방향이 변화한다. 따라서, 팽출부(81∼83)를 넘어 온 공기의 흐름은, 팽출부(81∼83) 쪽에 위치하는 루버(50)에 접촉함으로써 더욱 흩뜨려진다.
제 3 발명은, 상기 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 루버(50, 60)의 잘라 세운 단(53, 63)은, 주연부(54, 64)와, 이 주연부(54, 64) 상단으로부터 이 루버(50, 60)의 상단에 걸치는 부분이고, 이 주연부(54, 64)에 대해 경사진 상측 연부(55, 65)와, 이 주연부(54, 64)의 하단으로부터 이 루버(50, 60)의 하단에 걸치는 부분이며, 이 주연부(54, 64)에 대해 경사진 하측 연부(56, 66)로 구성되고, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 적어도 일부의 상기 루버(50, 60)가, 상기 하측 연부(56)의 상기 주연부(54)에 대한 기울기가 상기 상측 연부(55)의 상기 주연부(54)에 대한 기울기보다 완만한 비대칭 루버로 되는 것이다.
제 3 발명은, 루버(50, 60)의 잘라 세운 단(53, 63)이, 주연부(54, 64)와 상측 연부(55, 65)와 하측 연부(56, 66)에 의해 구성된다. 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 거기에 형성된 루버(50, 60) 중 적어도 일부가 비대칭 루버(50a)가 된다. 비대칭 루버(50a)에서는, 하측 연부(56)의 주연부(54)에 대한 기울기가, 상측 연부(55)의 주연부(54)에 대한 기울기보다 완만하게 된다. 때문에, 공기의 통과방향에 인접하는 비대칭 루버(50a)의 잘라 세운 단(35)끼리의 사이에서는, 하측 연부(56)끼리의 틈새가, 상측 연부(55)끼리의 틈새에 비해 가늘고 길게 된다.
제 3 발명의 열교환기(30) 핀(35, 36)의 표면에서는, 공기 중의 수분이 응축되거나, 핀(35, 36)에 부착된 서리가 융해함으로써, 드레인 수가 생성된다. 핀(35, 36)의 표면에서 생성된 드레인 수는, 공기의 통과 방향에 인접하는 비대칭 루버(50a)의 잘라 세운 단(53)끼리의 사이에도 들어간다. 비대칭 루버(50a) 사이에 들어간 드레인 수는, 모세관 현상에 의해, 가늘고 긴 하측 연부(56)끼리의 틈새로 빨려 들어간다.
제 4 발명은, 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 편평관(33)에 인접하는 부분에 형성된 루버(50)가 상기 비대칭 루버로 되는 것이다.
제 4 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 편평관(33)에 인접하는 부분에 루버(50)가 형성되고, 이 루버(50)의 일부 또는 전부가 비대칭 루버로 된다.
제 5 발명은, 상기 제 1∼제 4 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)는, 상기 편평관(33)보다 풍하에 위치하는 풍하 단부(端部)(73)를 구비하고, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 풍하 단부(73)에 상기 루버(60)가 형성되는 것이다.
제 5 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)가 풍하 단부(73)를 구비한다. 전열부(70)의 풍하 단부(73)는, 편평관(33)보다 풍하측으로 돌출된다. 이 발명의 전열부(70)에서는, 풍하 단부(73)에 루버(60)가 형성된다. 그리고, 이 발명의 전열부(70)에서는, 적어도 풍하 단부(73)에 루버(50, 60)가 형성되어 있으면 된다. 즉, 이 발명의 전열부(70)에서는, 풍하 단부(73)와 풍하 단부(73)보다 풍상측 부분에 걸쳐 복수의 루버(50, 60)가 형성되어 있으면 된다.
제 6 발명은, 상기 제 1∼제 5 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 복수의 상기 팽출부(81∼83)가 공기의 통과방향에 나열 형성되는 것이다.
제 6 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 팽출부(81∼83)가 복수 형성된다. 각 전열부(70)에 있어서, 복수의 팽출부(81∼83)는, 공기의 통과방향에 나열된다. 통풍로(40)의 공기 흐름은, 복수의 팽출부(81∼83)를 넘을 때마다 흩뜨려진다.
제 7 발명은, 상기 제 6 발명에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 복수의 상기 팽출부(81∼83)는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 공기 통과방향의 폭이 가장 넓게 되어 있는 것이다.
여기서, 팽출부(81∼83)의 공기 통과방향의 폭이 넓을수록, 팽출부(81∼83)를 따라 흐르는 공기 흐름방향의 변화가 적어지고, 그 결과, 팽출부(81∼83)에 의한 전열의 촉진효과가 작아진다. 한편, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차는, 통풍로(40)의 입구가 가장 크고, 풍하를 향함에 따라 점차 작아진다.
제 7 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 공기 통과방향의 폭이, 나머지 팽출부(82, 83)의 공기 통과방향의 폭보다 넓게 된다. 즉, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차가 비교적 큰 풍상 쪽 위치에, 전열 촉진효과가 비교적 작은, 가장 폭이 넓은 팽출부(81)가 형성된다. 이로써, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 가장 폭이 넓은 팽출부(81)가 형성된 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리의 양을 억제할 수 있다
제 8 발명은, 상기 제 6 또는 제 7 발명에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 복수의 상기 팽출부(81∼83)는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 팽출방향의 높이가 가장 낮게 되어 있는 것이다.
여기서, 팽출부(81∼83)의 팽출방향 높이가 낮을수록, 팽출부(81∼83)를 따라 흐르는 공기 흐름방향의 변화가 적어지고, 그 결과, 팽출부(81∼83)에 의한 전열의 촉진효과가 작아진다. 한편, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차는, 통풍로(40)의 입구가 가장 크고, 풍하를 향함에 따라 점차 작아진다.
제 8 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 팽출방향 높이가, 나머지 팽출부(82, 83)의 팽출방향의 높이보다 낮게 된다. 즉, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차가 비교적 큰 풍상 쪽의 위치에, 전열 촉진효과가 비교적 작은, 높이가 가장 낮은 팽출부(81)가 형성된다. 이로써, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 높이가 가장 낮은 팽출부(81)가 형성된 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리 양을 억제할 수 있다.
제 9 발명은, 상기 제 6∼제 8 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70)의 풍상측 단부(38)로부터 이 전열부(70)의 공기 통과방향의 중앙보다 풍하 위치까지의 부분에, 복수의 상기 팽출부(81∼83)가 형성되는 것이다.
제 9 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 공기 통과방향 길이의 절반 이상의 영역에, 복수의 팽출부(81∼83)가 형성된다.
제 10 발명은, 상기 제 6∼제 9 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)는, 상기 편평관(33)보다 풍상에 위치하는 풍상 단부(72)를 구비하고, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 풍상 단부(72)와 이 풍상 단부(72)의 풍하측 부분에 걸쳐, 복수의 상기 팽출부(81∼83)가 형성되는 것이다.
제 10 발명은, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 풍상 단부(72)가 형성된다. 그리고, 각 전열부(70)에서는, 풍상 단부(72)와, 풍상 단부(72)의 풍하측에 인접하는 부분과의 양쪽에 걸쳐, 복수의 팽출부(81∼83)가 형성된다.
제 11 발명은, 상기 제 6∼제 10 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 각 팽출부(81∼83)의 하단이 풍하측만큼 하방이 되도록 경사지는 것이다.
제 11 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 팽출부(81∼83)의 하단이 경사진다. 각 팽출부(81∼83)의 하단은, 풍하측만큼 하방이 되도록 경사진다. 이로써, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70) 하측에 인접하는 편평관(33)에서 팽출부(81∼83)의 하단까지의 거리가, 풍하측을 향해 점차 짧아진다.
여기서, 핀(35, 36)에 부착된 서리를 녹이는 서리 제거 중에는, 서리가 융해되어 생성된 드레인 수가, 전열부(70)의 표면을 따라 팽출부(81∼83)로부터 하방으로 흘러 내린다. 팽출부(81∼83)로부터 흘러 내린 드레인 수는, 전열부(70) 하측에 인접하는 편평관(33) 상에 저류된다. 한편, 제 11 발명에 있어서, 전열부(70) 하방의 편평관(33)에서 팽출부(81∼83)의 하단까지의 거리는, 풍하측을 향해 점차 짧아진다. 이로써, 팽출부(81∼83)로부터 흘러 내려 편평관(33) 상에 저류된 드레인 수는, 편평관(33)에서 팽출부(81∼83) 하단까지의 거리가 짧은 풍하측으로, 모세관 현상에 의해 빨려 들어간다.
제 12 발명은, 상기 제 1∼제 11 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(36)은, 상기 편평관(33)을 끼워 넣기 위한 노치(notch)부(45)가 복수 형성된 판형상으로 형성되고, 상기 편평관(33)의 신장방향에 서로 소정의 간격을 두어 배치되고, 상기 노치부(45)의 주연(周緣)에 의해 상기 편평관(33)을 사이에 끼우며, 상기 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(45) 사이의 부분이 상기 전열부(70)를 구성하는 것이다.
제 12 발명에서는, 판형상으로 형성된 복수의 핀(36)이, 편평관(33)의 신장방향으로 서로 간격을 두고 배치된다. 각 핀(36)에는, 편평관(33)을 끼워 넣기 위한 복수의 노치부(45)가 형성된다. 각 핀(36)은, 노치부(45)의 주연부가 편평관(33)을 사이에 끼운다. 그리고, 각 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(45) 사이의 부분이, 전열부(70)를 구성한다.
제 13 발명은, 상기 제 1∼제 11 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 핀(35)은, 인접하는 상기 편평관(33) 사이에 배치된 상하로 사행(蛇行)하는 코루게이트 핀이고, 상기 편평관(33)의 신장방향으로 나열된 복수의 상기 전열부(70)와, 인접하는 이 전열부(70)의 상단 또는 하단에 연속된 부분이며 이 편평관(33)에 접합되는 복수의 중간 판부(41)를 갖는 것이다.
제 13 발명에서는, 코루게이트 핀인 핀(35)이, 인접하는 편평관(33) 사이에 배치된다. 각 핀(35)에는, 편평관(33)의 신장방향으로 나열된 복수의 전열부(70)가 형성된다. 또, 각 핀(35)에서는, 인접하는 전열부(70)가 중간 판부(41)에 연결되며, 이 중간 판부(41)가 편평관(33)의 평탄한 측면에 접합된다.
제 14 발명은, 공기 조화기(10)를 대상으로 하고, 상기 제 1∼제 13 발명 중 어느 한 발명의 열교환기(30)가 설치된 냉매회로(20)를 구비하고, 상기 냉매회로(20)에서 냉매를 순환시켜 냉동 사이클을 행하는 것이다.
제 14 발명에서는, 상기 제 1∼제 13 발명 중 어느 한 발명의 열교환기(30)가 냉매회로(20)에 접속된다. 열교환기(30)에 있어서, 냉매회로(20)를 순환하는 냉매는, 편평관(32)의 통로(34)를 흐르고, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 열교환한다.
본 발명에 있어서 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에, 전열 촉진효과가 비교적 낮은 팽출부(81~83)가 형성된다. 이로써, 전열부(70)의 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리의 양과, 그 풍하측의 부분에 부착되는 서리의 양의 차가 작아진다. 그 결과, 본 발명의 열교환기(30)에서는, 핀의 풍상측 부분에 서리가 집중적으로 부착되는 종래의 열교환기에 비해, 열교환 능력의 저하가 한계에 이르는 시점에 있어서 서리의 부착량이 증가한다. 따라서, 이 발명에 의하면, 서리의 부착에 기인하는 열교환기(30)의 능력저하가 한계에 이르기까지의 시간을 연장시킬 수 있고, 서리 제거의 빈도를 저하시킬 수 있다.
상기 제 2 발명의 각 전열부(70)에 있어서, 팽출부(81~83) 쪽에 위치하는 일부 루버(50)는, 그 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 팽출부(81~83)의 팽출방향으로 돌출된다. 이로써, 팽출부(81~83)를 넘어 온 공기의 흐름은, 팽출부(81~83) 쪽에 위치하는 루버(50)에 부딪힘으로써 더욱 흩뜨려진다. 따라서, 이 발명에 의하면, 전열부(70) 중 루버(50, 60)가 형성된 부분에서, 핀(35, 36)과 공기 사이의 전열을 확실하게 촉진시킬 수 있다.
상기 제 3 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 루버(50, 60) 중 적어도 일부가 비대칭 루버(50a)로 된다. 비대칭 루버(50a)에서는, 하측 연부(56)의 주연부(54)에 대한 기울기가, 상측 연부(55)의 주연부(54)에 대한 기울기보다 완만하게 된다. 이로써, 핀(35, 36)의 표면에서 생성되어, 공기의 통과방향에 인접하는 비대칭 루버(50a)의 잘라 세운 단(53) 사이로 들어간 드레인 수는, 모세관 현상에 의해, 가늘고 긴 하측 연부(56)끼리의 틈새로 빨려 들어간다. 따라서, 이 발명에 의하면, 공기의 통과방향에 인접하는 비대칭 루버(50a)의 잘라 세운 단(53)끼리의 사이로 들어간 드레인 수를, 중력만이 아닌 모세관 현상에 의해 하방으로 흘려 보낼 수 있고, 전열부(70) 표면에 잔존하는 드레인 수의 양을 삭감시킬 수 있다.
상기 제 5 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)의 풍하 단부(73)에 루버(50, 60)가 형성된다. 풍하 단부(73)는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이에 끼워진 부분에 비해, 통풍로(40)를 흐르는 공기와의 온도 차가 작아진다. 한편, 이 발명에서는, 전열부(70)의 풍하 단부(73)에 루버(60)가 형성되고, 풍하 단부(73)와 공기 사이의 전열이 촉진된다. 따라서, 이 발명에 의하면, 전열부(70)의 풍하 단부(73)를 공기와의 열교환에 유효하게 이용할 수 있고, 열교환기(30)의 성능 향상을 도모할 수 있다.
상기 제 6 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 팽출부(81~83)가 복수 형성된다. 이로써, 통풍로(40)에서의 공기 흐름은, 복수의 팽출부(81~83)를 넘을 때마다 흩뜨려진다. 따라서, 이 발명에 의하면, 전열부(70) 중 팽출부(81~83)가 형성된 부분과 공기 사이의 전열을 촉진시킬 수 있다.
상기 제 7 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 공기 흐름방향의 폭이, 나머지 팽출부(82, 83)의 공기 통과방향의 폭보다 넓어진다. 또, 상기 제 8 발명의 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 팽출방향 높이가, 나머지 팽출부(82, 83)의 팽출방향의 높이보다 낮아진다.
즉, 제 7, 제 8 발명에 있어서, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차가 비교적 큰 풍상 쪽의 위치에, 나머지 팽출부(82, 83)에 비해 전열 촉진효과가 작은 팽출부(81)가 형성된다. 따라서, 이들 발명에 의하면, 핀(35, 36)의 각 전열부(70) 중 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리 양을 억제할 수 있고, 전열부(70) 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리 양과, 그 풍하측 부분에 부착되는 서리 양의 차를 확실하게 작게 할 수 있다.
상기 제 11 발명에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 팽출부(81~83)의 하단이, 풍하측만큼 하방이 되도록 경사진다. 이로써, 전열부(70) 표면에서 생성되어 팽출부(81~83)로부터 하방으로 흘러 내린 드레인수가, 편평관(33)에서 팽출부(81~83)의 하단까지의 거리가 짧은 풍하측을 향해 모세관 현상에 의해 빨려 들어간다. 따라서, 이 발명에 의하면, 전열부(70) 표면에서 생성된 드레인 수의 풍하측으로의 이동을 촉진할 수 있고, 열교환기(30)에 잔류하는 드레인 수의 양을 삭감시킬 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태의 열교환기를 구비하는 공기 조화기의 개략 구성을 나타내는 냉매 회로도이다.
도 2는, 제 1 실시형태의 열교환기의 개략 사시도이다.
도 3은, 제 1 실시형태의 열교환기의 정면을 나타내는 일부 단면도이다.
도 4는, 도 3의 A-A 단면의 일부를 나타내는 열교환기의 단면도이다.
도 5는, 제 1 실시형태의 열교환기의 핀 주요부를 나타내는 도이고, (A)는 핀의 정면도이며, (B)는 (A)의 B-B 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 열교환기에 설치된 핀의 단면도이고, (A)는 도 5의 C-C 단면을 나타내며, (B)는 도 5의 D-D 단면을 나타내고, (C)는 도 5의 E-E 단면을 나타낸다.
도 7은, 제 1 실시형태의 열교환기에 설치된 복수 핀의 전열부를 나타내는 도이고, 도 5의(B)에 상당하는 단면도이다.
도 8은, 도 5의 F-F 단면을 나타내는 핀의 단면도이다.
도 9는, 제 2 실시형태의 열교환기의 개략 사시도이다.
도 10은, 제 2 실시형태의 열교환기의 정면을 나타내는 일부 단면도이다.
도 11은, 도 10 G-G단면의 일부를 나타내는 열교환기의 단면도이다.
도 12는, 제 2 실시형태의 열교환기에 설치된 핀의 개략 사시도이다.
도 13은, 제 3 실시형태의 열교환기의 도 4에 상당하는 단면도이다.
도 14는, 제 3 실시형태의 열교환기의 핀의 주요부를 나타내는 도이고, (A)는 핀의 정면도이며, (B)는 (A)의 H-H 단면을 나타내는 단면도이다.
도 15는, 그 밖의 실시형태의 제 1 변형예를 제 1 실시형태의 핀에 적용한 것을 나타내는 핀의 정면도이고, 도 4에 상당하는 도이다.
도 16은, 그 밖의 실시형태의 제 2 변형예를 제 1 실시형태의 핀에 적용한 것을 나타내는 핀의 정면도이고, 도 4에 상당하는 도이다.
도 17은, 그 밖의 실시형태의 핀의 도 5의 (B)에 상당하는 단면도이고, (A)는 제 3 변형예를 제 1 실시형태의 핀에 적용한 것을 나타내며, (B)는 제 4 변형예를 제 1 실시형태의 핀에 적용한 것을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
≪제 1 실시형태≫
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 제 1 실시형태의 열교환기(30)는, 후술하는 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성한다.
-공기 조화기-
본 실시형태의 열교환기(30)를 구비한 공기 조화기(10)에 대해, 도 1을 참조하면서 설명한다.
<공기 조화기의 구성>
공기 조화기(10)는, 실외유닛(11) 및 실내유닛(12)을 구비한다. 실외유닛(11)과 실내유닛(12)은, 액측 연결배관(13) 및 가스측 연결배관(14)을 통해 서로 접속된다. 공기 조화기(10)에서는, 실외유닛(11), 실내유닛(12), 액측 연결배관(13), 및 가스측 연결배관(14)에 의해, 냉매회로(20)가 형성된다.
냉매회로(20)에는, 압축기(21)와, 사방전환밸브(22)와, 실외 열교환기(23)와, 팽창밸브(24)와, 실내 열교환기(25)가 배치된다. 압축기(21), 사방전환밸브(22), 실외 열교환기(23), 및 팽창밸브(24)는, 실외유닛(11)에 수용된다. 실외유닛(11)에는, 실외 열교환기(23)로 실외공기를 공급하기 위한 실외팬(15)이 설치된다. 한편, 실내 열교환기(25)는, 실내유닛(12)에 수용된다. 실내유닛(12)에는, 실내 열교환기(25)로 실내공기를 공급하기 위한 실내팬(16)이 설치된다.
냉매회로(20)는, 냉매가 충전(充塡)된 폐회로이다. 냉매회로(20)에 있어서, 압축기(21)는, 그 토출측이 사방전환밸브(22)의 제 1 포트로, 그 흡입측이 사방전환밸브(22)의 제 2 포트로, 각각 접속된다. 또, 냉매회로(20)에서는, 사방전환밸브(22)의 제 3 포트에서 제 4 포트를 향해 차례로, 실외 열교환기(23)와, 팽창밸브(24)와, 실내 열교환기(25)가 배치된다.
압축기(21)는, 스크롤형 또는 로터리형의 전(全)밀폐형 압축기(21)이다. 사방전환밸브(22)는, 제 1 포트가 제 3 포트와 연통하며 또한, 제 2 포트가 제 4 포트와 연통하는 제 1 상태(도 1에 파선으로 나타내는 상태)와, 제 1 포트가 제 4 포트와 연통하며 또한, 제 2 포트가 제 3 포트와 연통하는 제 2 상태(도 1에 실선으로 나타내는 상태)로 전환된다. 팽창밸브(24)는, 이른바 전자 팽창밸브이다.
실외 열교환기(23)는, 실외공기를 냉매와 열교환시킨다. 실외 열교환기(23)는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 의해 구성된다. 한편, 실내 열교환기(25)는, 실내공기를 냉매와 열교환시킨다. 실내 열교환기(25)는, 원관(圓管)인 전열관(傳熱管)을 구비한 이른바, 크로스 핀형의 핀 앤 튜브 열교환기에 의해 구성된다.
<냉방운전>
공기 조화기(10)는, 냉방운전을 행한다. 냉방운전 중에는, 사방전환밸브(22)가 제 1 상태로 설정된다. 또, 냉방운전 중에는, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 운전된다.
냉매회로(20)에서는, 냉동 사이클이 행해진다. 구체적으로, 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통해 실외 열교환기(23)로 유입하여, 실외공기로 방열하고 응축된다. 실외 열교환기(23)로부터 유출된 냉매는, 팽창밸브(24)를 통과할 시에 팽창하고 나서 실내 열교환기(25)로 유입하여, 실내공기로부터 흡열하고 증발된다. 실내 열교환기(25)로부터 유출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통과 후에 압축기(21)로 흡입되고 압축된다. 실내유닛(12)은, 실내 열교환기(25)에서 냉각된 공기를 실내로 공급한다.
<난방운전>
공기 조화기(10)는, 난방운전을 행한다. 난방운전 중에는, 사방전환밸브(22)가 제 2 상태로 설정된다. 또, 난방운전 중에는, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 운전된다.
냉매회로(20)에서는, 냉동 사이클이 행해진다. 구체적으로, 압축기(21)로부터 토출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통해 실내 열교환기(25)로 유입하여, 실내공기로 방열하고 응축된다. 실내 열교환기(25)로부터 유출된 냉매는, 팽창밸브(24)를 통과할 시에 팽창하고 나서 실외 열교환기(23)로 유입하여, 실외공기로부터 흡열하고 증발된다. 실외 열교환기(23)로부터 유출된 냉매는, 사방전환밸브(22)를 통과 후에 압축기(21)로 흡입되고 압축된다. 실내유닛(12)은, 실내 열교환기(25)에서 가열된 공기를 실내로 공급한다.
<서리 제거 동작>
상술한 바와 같이, 난방운전 중에는, 실외 열교환기(23)가 증발기로서 기능한다. 외기기온이 낮은 운전조건에서는, 실외 열교환기(23) 냉매의 증발온도가 0℃를 하회하는 경우가 있고, 이 경우에는, 실외공기 중의 수분이 서리가 되어 실외 열교환기(23)에 부착된다. 그래서, 공기 조화기(10)는, 예를 들어 난방운전의 지속시간이 소정값(예를 들어, 수십 분)에 도달할 때마다, 서리 제거 동작을 행한다.
서리 제거 동작을 개시할 시에는, 사방전환밸브(22)가 제 2 상태에서 제 1 상태로 전환하고, 실외팬(15) 및 실내팬(16)이 정지한다. 서리 제거 동작 중의 냉매회로(20)에서는, 압축기(15)로부터 토출된 고온의 냉매가 실외 열교환기(23)로 공급된다. 실외 열교환기(23)에서는, 그 표면에 부착된 서리가 냉매에 의해 데워져 융해(融解)된다. 실외 열교환기(23)에서 방열한 냉매는, 팽창밸브(24)와 실내 열교환기(25)를 차례로 통과하고, 그 후에 압축기(21)로 흡입되어 압축된다. 서리 제거 동작이 종료하면, 난방운전이 재개된다. 즉, 사방전환밸브(22)가 제 1 상태에서 제 2 상태로 전환하고, 실외팬(15) 및 실내팬(16)의 운전이 재개된다.
-제 1 실시형태의 열교환기-
공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성하는 본 실시형태의 열교환기(30)에 대해, 도 2~도 8을 적절히 참조하면서 설명한다.
<열교환기의 전체 구성>
도 2 및 도 3에 나타내듯이, 본 실시형태의 열교환기(30)는, 하나의 제 1 헤더 집합관(31)과, 하나의 제 2 헤더 집합관(32)과, 다수의 편평관(33)과, 다수의 핀(36)을 구비한다. 제 1 헤더 집합관(31), 제 2 헤더 집합관(32), 편평관(33), 및 핀(36)은, 모두 알루미늄 합금제의 부재이고, 서로 납땜(brazing)에 의해 접합된다.
제 1 헤더 집합관(31)과 제 2 헤더 집합관(32)은, 모두 양단(兩端)이 폐색(閉塞)된 가늘고 긴 중공(中空) 원통형으로 형성된다. 도 3에서, 열교환기(30)의 좌측단에는 제 1 헤더 집합관(31)이, 열교환기(30)의 우측단에는 제 2 헤더 집합관(32)이, 각각 기립한 상태로 배치된다. 즉, 제 1 헤더 집합관(31)과 제 2 헤더 집합관(32)은, 각각의 축방향이 상하방향으로 되는 자세로 설치된다.
도 4에도 나타내듯이, 편평관(33)은, 그 단면(斷面)형상이 편평한 장원형(長圓形) 또는 모서리가 둥근 직사각형으로 된 전열관이다. 열교환기(30)에 있어서, 복수의 편평관(33)은, 그 신장방향이 좌우방향으로 되고, 또한 각각의 평탄한 측면이 서로 마주 보는 자세로 배치된다. 또, 복수의 편평관(33)은, 서로 일정의 간격을 두고 상하로 배치된다. 각 편평관(33)은, 그 일단(一端)부가 제 1 헤더 집합관(31)에 삽입되고, 그 타단(他端)부가 제 2 헤더 집합관(32)에 삽입된다.
핀(36)은, 판형상의 핀이고, 편평관(33)의 신장방향으로 서로 일정의 간격을 두고 배치된다. 즉, 핀(36)은, 편평관(33)의 신장방향과 실질적으로 직교하도록 배치된다. 상세한 것은 후술하나, 각 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이에 위치하는 부분이, 전열부(70)를 구성한다.
도 3에 나타내듯이, 열교환기(30)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이의 공간이, 핀(36)의 전열부(70)에 의해 복수의 통풍로(40)로 구획된다. 열교환기(30)는, 편평관(33)의 유체통로(34)를 흐르는 냉매를, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 열교환시킨다.
상술한 바와 같이, 열교환기(30)는, 평탄한 측면이 대향하도록 상하로 나열된 복수의 편평관(33)과, 인접하는 편평관(33)의 한쪽으로부터 다른 쪽에 걸치는 판형상의 전열부(70)를 갖는 복수의 핀(36)을 구비한다. 인접하는 편평관(33) 사이에는, 복수의 전열부(70)가 편평관(33)의 신장방향으로 나열된다. 그리고, 이 열교환기(30)에서는, 인접하는 전열부(70) 사이를 흐르는 공기가, 각 편평관(33) 내를 흐르는 유체와 열교환한다.
<핀의 구성>
도 4에 나타내듯이, 핀(36)은, 금속판을 프레스 가공함으로써 형성된 세로로 긴 판형상의 핀(36)이다. 핀(36)의 두께는 대략 0.1㎜ 정도이다.
핀(36)에는, 핀(36)의 전연(前緣)(38)에서 핀(36)의 폭방향(즉, 공기의 통과방향)으로 연장되는 가늘고 긴 노치부(45)가, 다수 형성된다. 핀(36)에서는, 다수의 노치부(45)가, 핀(36)의 길이방향(상하방향)에 일정의 간격으로 형성된다. 노치부(45)는, 편평관(33)을 끼워 넣기 위한 노치(notch)이다. 노치부(45)의 풍하 쪽 부분은, 관삽입부(46)를 구성한다. 관삽입부(46)는, 상하방향의 폭이 편평관(33)의 두께와 실질적으로 동등하고, 길이가 편평관(33)의 폭과 실질적으로 동등하다.
편평관(33)은, 핀(36)의 관삽입부(46)에 끼워 넣어지고, 관삽입부(46)의 주연(周緣)부와 납땜에 의해 접합된다. 즉, 편평관(33)은, 노치부(45)의 일부분인 관삽입부(46)의 주연부 사이에 끼워진다.
핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(45) 사이의 부분이 전열부(70)를 구성한다. 즉, 한 장의 핀(36)은, 편평관(33)을 사이에 끼우고 상하로 인접하는 복수의 전열부(70)를 구비한다. 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(36)의 전열부(70)가 상하로 나열된 편평관(33) 사이에 배치된다.
핀(36)의 각 전열부(70)는, 중간부(71)와, 풍상 단부(端部)(72)와, 풍하 단부(73)를 구비한다. 각 전열부(70)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33)과 오버 랩 되는 부분(즉, 상하로 인접하는 편평관(33)의 바로 위 또는 바로 밑에 위치하는 부분)이 중간부(71)가 된다. 또, 각 전열부(70)에서는, 중간부(71)보다 풍상에 위치하는 부분(즉, 편평관(33)보다 풍상측에 돌출된 부분)이 풍상 단부(72)가 되고, 중간부(71)보다 풍하에 위치하는 부분(즉, 편평관(33)보다 풍하측에 돌출된 부분)이 풍하 단부(73)가 된다.
핀(36)에 있어서, 상하로 인접하는 전열부(70)의 풍하 단부(73)는, 연결 판부(75)를 개재하여 서로 연결된다. 또, 핀(36)에는 도수용 리브(49)가 형성된다. 도수용 리브(49)는, 핀(36)의 후연(39)을 따라 상하로 연장되는 가늘고 긴 오목홈이다. 도수용 리브(49)는, 핀(36)의 상단으로부터 하단에 걸쳐 형성된다.
도 5에 나타내듯이, 핀(36)의 각 전열부(70)에는, 팽출부(81~83)와 루버(50, 60)가 복수개씩 형성된다. 각 전열부(70)에서는, 풍상 쪽에 팽출부(81~83)가 형성되고, 풍하 쪽에 루버(50, 60)가 형성된다. 즉, 각 전열부(70)에서는, 풍하 쪽 부분에만 루버(50, 60)가 형성되고, 모든 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 팽출부(81~83)가 형성된다. 그리고, 이하에 나타내는 팽출부(81~83)와 루버(50, 60)의 수는, 모두 단지 일례이다.
핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 단부(72)로부터 중간부(71)의 풍상 쪽 영역에 걸치는 부분에, 3개의 팽출부(81~83)가 형성된다. 3개의 팽출부(81~83)는, 공기의 통과방향(즉, 핀(36)의 전연(38)에서 후연(39)을 향하는 방향)으로 나열된다. 각 팽출부(81~83)는, 전열부(70)를 통풍로(40)를 향해 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 팽출부(81~83)의 상세한 것에 대해서는, 후술한다.
핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 중간부(71)의 풍하 쪽 부분과 풍하 단부(73)의 각각에, 상하방향으로 연장되는 복수의 루버(50, 60)가 형성된다. 또, 각 전열부(70)에서는, 복수의 루버(50, 60)가, 공기의 통과방향으로 나열된다. 루버(50, 60)의 상세한 것에 대해서는, 후술한다.
핀(36)에는, 옆의 핀(36)과의 간격을 유지하기 위한 태브(tab)(48)가 형성된다. 도 5의 (B)에 나타내듯이, 태브(48)는, 핀(36)을 잘라 세움으로써 형성된 직사각형의 작은 편(片)이다. 도 7에 나타내듯이, 태브(48)는, 그 돌출단이 옆의 핀(36)에 접촉함으로써, 핀(36)끼리의 간격을 유지한다. 도 5의 (A)에 나타내듯이, 태브(48)는 전열부(70)의 풍상 단부(72) 상측의 연부(緣部)와 하측의 연부에 하나씩 형성된다. 또, 태브(48)는, 각 연결 판부(75)에도, 하나씩 형성된다.
<팽출부의 배치와 형상>
핀(36)에 형성된 팽출부(81~83)의 배치와 형상에 대해, 상세하게 설명한다. 그리고, 이 설명에서 이용하는 "우" 및 "좌"는, 핀(36)을 풍상측(즉, 열교환기(30)의 전면(前面)측)에서 본 경우의 방향을 의미한다.
도 5에 나타내듯이, 핀(36)의 각 전열부(70)에는, 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82), 및 제 3 팽출부(83)가 형성된다. 각 팽출부(81~83)는, 핀(36)의 전열부(70)를 프레스 가공 등에 의해 소성(塑性) 변형시킴으로써 형성되고, 전열부(70)의 우측으로 팽출된다(도 6의 (A)를 참조). 그리고, 여기서 나타내는 전열부(70)의 팽출방향은, 단지 일례이다. 즉, 각 팽출부(81~83)는, 전열부(70)의 좌측으로 팽출되어도 된다.
각 팽출부(81~83)는, 통풍로(40)에서의 공기 통과방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 구체적으로, 각 팽출부(81~83)는, 능선(81a, 82a, 83a)이 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행한 산형으로 형성된다. 즉, 각 팽출부(81~83)의 능선(81a, 82a, 83a)은, 공기의 통과방향과 교차된다. 각 팽출부(81~83)에서는, 그 전단(즉, 풍상측의 단부)으로부터 능선(81a, 82a, 83a)에 걸치는 경사진 부분과, 그 후단(즉, 풍하측의 단부)으로부터 능선(81a, 82a, 83a)에 걸치는 경사진 부분의 각각이, 사면(斜面)부(81b, 82b, 83b)가 된다. 또, 팽출부(81~83)에서는, 그 상단(81d, 82d, 83d)으로부터 사면부(81b, 82b, 83b) 상단에 걸치는 부분과, 그 하단(81e, 82e, 83e)으로부터 사면부(81b, 82b, 83b) 하단에 걸치는 부분의 각각이, 측면부(81c, 82c, 83c)가 된다.
핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82), 및 제 3 팽출부(83)가, 공기의 통과방향(즉, 핀(36)의 전연(38)에서 후연(39)을 향하는 방향)에 차례로 나열된다. 각 전열부(70)에 있어서, 3개의 팽출부(81~83)는, 풍상 단부(72)와 중간부(71)의 풍상 쪽 부분에 걸쳐 형성된다. 구체적으로, 제 1 팽출부(81)의 전단은, 핀(36)의 전연(38)에 근접한다. 제 1 팽출부(81)의 후단은, 제 2 팽출부(82)의 전단에 연속되고, 제 2 팽출부(82)의 후단은 제 3 팽출부(83)의 전단에 연속된다. 제 3 팽출부(83)의 후단은, 전열부(70)에서의 공기 통과방향의 중앙보다 풍하측에 위치한다. 즉, 핀(36)의 전연(38)에서 제 3 팽출부(83)의 후단까지의 거리 L1은, 핀(36)의 전연(38)에서 후연(39)까지의 거리 L의 절반보다 길다(L1＞L/2).
도 5의 (A)에 나타내듯이, 제 1 팽출부(81)의 공기 통과방향의 폭 W1은, 제 2 팽출부(82)의 공기 통과방향의 폭 W2와, 제 3 팽출부(83)의 공기 통과방향의 폭 W3의 어느 것보다 넓다. 또, 제 2 팽출부(82)의 폭 W2은, 제 3 팽출부(83)의 폭 W3과 동등하다. 즉, 각 팽출부(81~83)의 폭끼리의 관계는, W1＞W2=W3이 된다. 한편, 도 5의 (B)에 나타내듯이, 제 1 팽출부(81)의 팽출방향의 높이 H1은, 제 2 팽출부(82)의 팽출방향의 높이 H2보다 낮고, 제 2 팽출부(82)의 팽출방향의 높이 H2는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향의 높이 H3보다 낮다(H1＜H2＜H3).
제 1 팽출부(81)의 상단(81d)은, 풍하측이 상방이 되도록 경사진다. 한편, 제 2 팽출부(82)의 상단(82d)과 제 3 팽출부(83)의 상단(83d)은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 직교한다. 또, 각 전열부(70)에 있어서, 이 전열부(70)의 상단으로부터 제 3 팽출부(83)의 상단(83d)까지의 거리는, 이 전열부(70) 상단으로부터 제 2 팽출부(82)의 상단(82d)까지의 거리보다 짧다.
각 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)은, 풍하측이 하방이 되도록 경사진다. 또, 3개의 팽출부(81~83) 하단(81e, 82e, 83e)은, 풍하측만큼 하방이 되도록 경사진 하나의 직선상에 나열된다. 따라서, 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70)의 하단으로부터 제 3 팽출부(83) 하단(83e)의 풍하측 단부까지의 거리 D2가, 이 전열부(70)의 하단으로부터 제 1 팽출부(81) 하단(81e)의 풍상측 단부까지의 거리 D1보다 짧게 된다. 또, 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70)의 하단으로부터 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)까지의 거리가, 풍하측을 향함에 따라 점차 짧아진다.
<루버의 배치와 형상>
핀(36)에 형성된 루버(50, 60)의 배치와 형상에 대해, 상세히 설명한다. 그리고, 이 설명에서 이용하는 "우" 및 "좌"는, 핀(36)을 풍상측(즉, 열교환기(30)의 전면측)에서 본 경우의 방향을 의미한다.
도 5에 나타내듯이, 핀(36)의 각 전열부(70)에는, 복수의 루버(50, 60)가 공기의 통과방향에 나열 형성된다. 전열부(70)에서는, 중간부(71)에 형성된 일군(一群)의 루버가 풍상측 루버(50)를 구성하고, 풍하 단부(73)에 형성된 일군의 루버가 풍하측 루버(60)를 구성한다.
각 루버(50, 60)는, 전열부(70)에 복수의 슬릿을 형성하고, 인접하는 슬릿 사이의 부분을 비틀도록 소성 변형시킴으로써 형성된다. 각 루버(50, 60)의 길이방향은, 전열부(70)의 전연(38)과 실질적으로 평행(즉, 상하방향)이 된다. 즉, 각 루버(50, 60)의 길이방향은, 공기의 통과방향과 교차되는 방향이 된다. 각 루버(50, 60)의 길이는, 서로 동등하게 된다.
각 전열부(70)에 있어서, 이 전열부(70)의 하단으로부터 각 루버(50, 60)의 하단까지의 거리는, 이 전열부(70)의 하단으로부터 제 3 팽출부(83) 하단(83e)의 풍하측 단부까지의 거리 D2와 실질적으로 동등하다. 또, 각 전열부(70)에 있어서, 이 전열부(70)의 상단으로부터 각 루버(50, 60)의 상단까지의 거리는, 이 전열부(70)의 상단으로부터 제 3 팽출부(83)의 상단(83d)까지의 거리와 실질적으로 동등하다.
도 5의 (B)에 나타내듯이, 각 루버(50, 60)는, 그 주위의 평탄한 부분에 대해 경사진다. 또, 풍상측 루버(50)와 풍하측 루버(60)는, 서로 반대방향으로 경사진다. 풍상측 루버(50)는, 풍상측의 잘라 세운 단(53)이 좌측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 우측으로 팽출된다. 즉, 풍상측 루버(50)는, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향과 동일 방향으로 돌출된다. 한편, 풍하측 루버(60)는, 풍상측의 잘라 세운 단(63)이 우측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(63)이 좌측으로 팽출된다.
도 6의 (B) 및 (C)에 나타내듯이, 풍상측 루버(50) 및 풍하측 루버(60)의 잘라 세운 단(53, 63)은, 주연부(54, 64)와, 상측 연부(55, 65)와, 하측 연부(56, 66)에 의해 구성된다. 주연부(54, 64)의 신장방향은, 전열부(70) 전연(38)의 신장방향과 실질적으로 평행하다. 상측 연부(55, 65)는, 주연부(54, 64)의 상단으로부터 루버(50, 60)의 상단에 걸치는 부분이고, 주연부(54, 64)에 대해 경사진다. 하측 연부(56, 66)는, 주연부(54, 64)의 하단으로부터 루버(50, 60)의 하단에 걸치는 부분이며, 주연부(54, 64)에 대해 경사진다.
도 6의 (B)에 나타내듯이, 풍상측 루버(50)에서는, 상측 연부(55)의 주연부(54)에 대한 경사각이 θ1이고, 하측 연부(56)의 주연부(54)에 대한 경사각이 θ2이다. 도 5의 (A)에 나타내듯이, 풍상 쪽에 위치하는 일부의 풍상측 루버(50a)는, 하측 연부(56)의 경사각 θ2가 상측 연부(55)의 경사각 θ1보다 작다(θ2＜θ1). 따라서, 이 풍상측 루버(50a)에서는, 하측 연부(56)가 상측 연부(55)보다 길다. 이 풍상측 루버(50a)는, 잘라 세운 단(53)의 형상이 상하 비대칭으로 된 비대칭 루버이다. 한편, 풍하 쪽에 위치하는 일부의 풍상측 루버(50b)는, 하측 연부(56)의 경사각 θ2가 상측 연부(55)의 경사각 θ1과 동등하다. 이 풍상측 루버(50b)는, 잘라 세운 단(53)의 형상이 상하 대칭으로 된 대칭 루버이다.
도 6의 (C)에 나타내듯이, 풍하측 루버(60)에서는, 상측 연부(65)의 주연부(64)에 대한 경사각이 θ3이고, 하측 연부(66)의 주연부(64)에 대한 경사각이 θ4이다. 도 5의 (A)에 나타내듯이, 모든 풍하측 루버(60)는, 하측 연부(66)의 경사각 θ4가 상측 연부(65)의 경사각 θ3과 동등하다. 이 풍하측 루버(60)는, 잘라 세운 단(63)의 형상이 상하 대칭으로 된 대칭 루버이다.
-열교환기에서의 공기 흐름-
열교환기(30)를 통과하는 공기의 흐름에 대해, 도 7을 참조하면서 설명한다.
열교환기(30)에서는, 편평관(33)의 신장방향에 인접하는 전열부(70) 사이에 통풍로(40)가 형성되고, 이 통풍로(40)를 공기가 흐른다. 한편, 각 핀(36)의 전열부(70)에는, 일정 방향(본 실시형태에서는, 핀(36)의 전연(38)측에서 보아 우측)으로 팽출된 팽출부(81~83)가 형성된다. 따라서, 통풍로(40) 중 전열부(70)의 팽출부(81~83)에 임하는 부분은, 팽출부(81~83)를 따라 사행하는 형상이 된다.
핀(36)의 전연(38)측에서 통풍로(40)로 유입한 공기는, 통풍로(40) 중 사행한 부분을 팽출부(81~83)에 부딪히면서 흐른다. 이로써, 통풍로(40)에서의 공기 흐름은, 팽출부(81~83)에 부딪혀 그 방향이 변경됨으로써 흩뜨려진다. 그 결과, 전열부(70)가 요철이 없는 평판인 경우와 비교하면, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70) 사이의 열전달이 촉진된다.
통풍로(40)에서 팽출부(81~83)를 넘으면서 흐른 공기는, 풍상측 루버(50)에 부딪힌다. 이 때, 제 3 팽출부(83)의 능선(83a)을 넘은 공기는, 풍하측의 사면부(83b)를 따라 흐르고, 그 후에 풍상측 루버(50)에 접촉한다. 풍상측 루버(50)는, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 제 3 팽출부(83)의 팽출방향으로 돌출된다. 이로써, 제 3 팽출부(83)의 풍하측 사면부(83b)를 따라 흘러 온 공기가 풍상측 루버(50)에 부딪히면, 그 흐름방향이 풍상측 루버(50)에 의해 변경된다. 이로써, 통풍로(40)에서의 공기 흐름이 흩뜨려지고, 공기와 전열부(70) 사이의 열전달이 촉진된다.
상술한 바와 같이, 루버(50, 60)는 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된다. 그래서, 열교환기(30)에서는, 전열부(70)를 사이에 끼우고 인접하는 통풍로(40)끼리의 사이에서 공기가 교체되고, 통풍로(40)에서의 공기 흐름이 크게 흩뜨려진다. 그 결과, 전열부(70)가 요철이 없는 평판인 경우와, 전열부(70)에 팽출부만이 형성되는 경우에 비하면, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70) 사이의 열전달이 촉진된다.
-핀에서의 서리와 드레인 수의 상태-
상술과 같이, 본 실시형태의 열교환기(30)는, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성한다. 공기 조화기(10)는 난방운전을 행하나, 실외 열교환기(23)에서의 냉매의 증발온도가 0℃를 하회하는 운전상태에서는, 실외공기 중의 수분이 서리가 되어 실외 열교환기(23)에 부착된다. 이로써, 공기 조화기(10)는, 실외 열교환기(23)에 부착된 서리를 녹이기 위한 서리 제거 동작을 행한다. 서리 제거 동작 중에는, 서리가 융해함으로써 드레인 수가 생성된다.
<핀으로의 서리 부착>
실외 열교환기(23)를 구성하는 열교환기(30)에 서리가 부착되는 과정에 대해 설명한다. 열교환기(30)의 통풍로(40)로 유입한 공기는, 핀(36)의 전열부(70)를 개재하고 편평관(33)의 유체통로(34)를 흐르는 냉매와 열교환한다. 그리고, 전열부(70)의 표면온도가 0℃ 미만이 되는 상태에서는, 공기 중의 수분이 동결되고, 서리가 되어 전열부(70)의 표면에 부착된다.
일반적으로, 공기 흐름을 흩뜨리는 효과는, 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된 루버(50, 60) 쪽이, 전열부(70)를 잘라 세우지 않고 팽출시키기만 한 팽출부(81~83)보다 크다. 따라서, 통상은, 전열의 촉진효과도, 루버(50, 60) 쪽이 팽출부(81~83)보다 크다.
한편, 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍하측 부분에 전열 촉진 효과가 비교적 높은 루버(50, 60)가 형성되고, 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 전열 촉진 효과가 비교적 낮은 팽출부(81~83)가 형성된다. 때문에, 전열부(70) 전체에 걸쳐 루버가 형성되는 경우에 비하면, 전열부(70) 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리의 양이 감소하고, 전열부(70)의 풍하 쪽 부분에 부착되는 서리의 양이 증가한다. 따라서, 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상측 부분에 부착되는 서리의 양과, 풍하측 부분에 부착되는 서리의 양의 차가 작아진다.
전열부(70)의 표면온도가 0℃ 미만이 되어 있는 상태에서는, 통풍로(41)를 흐르는 공기 중의 수분이, 서서히 서리가 되어 전열부(70)에 부착된다. 이에 따라, 통풍로(40)를 흐르는 공기의 절대습도는, 풍하측을 향함에 따라 점차 저하된다. 전열촉진 효과가 비교적 높은 루버(50, 60)에 도달한 공기는, 이 절대습도가 비교적 낮게 된다. 이로써, 핀(36)의 각 전열부(70)에 있어서, 루버(50, 60)가 형성된 부분에 부착되는 서리의 양이 지나치게 많아지는 일은 없다.
상술과 같이, 팽출부(81~83)가 형성된 전열부(70)에 의해 형성되는 통풍로(40)는, 팽출부(81~83)를 따라 사행한 형상이 된다. 그리고, 팽출부의 팽출방향의 높이가 동일하면, 팽출부의 공기 통과방향의 폭이 넓을수록, 팽출부를 따라 흐르는 공기 흐름방향의 변화가 적어진다. 또, 팽출부의 공기 통과방향이 폭이 동일하면, 팽출부의 팽출방향 높이가 낮을수록, 팽출부를 따라 흐르는 공기 흐름방향의 변화가 적어진다. 팽출부를 따라 흐르는 공기 흐름방향의 변화가 적어지면, 팽출부에 의한 전열 촉진 효과가 작아진다. 한편, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차는, 통풍로(40)의 입구가 가장 크고, 풍하를 향함에 따라 점차 작아진다.
본 실시형태의 각 전열부(70)에서는, 제 1 팽출부(81)의 폭 W1이, 제 2 팽출부(82)의 폭 W2 및 제 3 팽출부(83)의 폭 W3보다 넓어진다. 또, 각 전열부(70)에서는, 제 1 팽출부(81)의 높이 H1이, 제 2 팽출부(82)의 높이 H2 및 제 3 팽출부(83)의 높이 H3보다 낮아진다. 즉, 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 전열부(70)의 온도 차가 비교적 큰 풍상 쪽 위치에, 전열 촉진 효과가 비교적 작은 제 1 팽출부(81)가 형성된다. 이로써, 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 쪽 부분에 부착되는 서리의 양이 확실하게 억제된다.
이와 같이, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(36)의 풍상 쪽 부분만이 아니라, 그 풍하 쪽 부분에도 서리가 부착된다. 때문에, 서리 제거 동작을 행하는 것이 필요하게 된 시점에서 열교환기(30)에 부착되어 있는 서리의 양은, 본 실시형태의 열교환기(30) 쪽이, 전열부 전체에 루버가 형성된 종래의 열교환기보다 많아진다. 따라서, 종래 열교환기로 구성된 실외 열교환기를 갖는 공기 조화기에 비하면, 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성된 실외 열교환기(23)를 갖는 공기 조화기(10)에서는, 서리 제거 동작이 종료하고 나서 다음 서리 제거 동작이 개시되기까지의 시간 간격이 길어지고, 그 결과, 난방운전의 지속시간이 길어진다.
<서리 제거 동작 중의 서리와 드레인 수의 상태>
공기 조화기(10)의 서리 제거 동작 중의 열교환기(30)에서의 서리와 드레인 수의 상태에 대해 설명한다. 서리 제거 동작 중에는, 열교환기(30)에 부착된 서리가 융해되어 드레인 수가 되고, 생성된 드레인 수가 열교환기(30)로부터 배출되어 간다.
핀(36)의 각 전열부(70)에 있어서, 전열부(70)에 부착되어 있던 서리가 융해되면, 생성된 드레인 수가 하방으로 흘러 내린다. 이 때, 전열부(70)의 풍상 단부(72)에 부착되어 있던 서리는, 드레인 수가 되어 풍상 단부(72)로부터 하방으로 낙하되어 간다. 한편, 전열부(70)의 중간부(71)에 부착되어 있던 서리는, 드레인 수가 되어 편평관(33)의 평탄한 측면 상에 저류된다.
핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 각 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)이 경사지며, 전열부(70) 하단으로부터 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)까지의 거리가 풍하측을 향함에 따라 점차 짧아진다. 따라서, 각 전열부(70)에서는, 그 하방에 위치하는 편평관(33)으로부터 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)까지의 거리가, 풍하측을 향해 점차 좁아져 간다. 이로써, 팽출부(81~83)로부터 흘러 내려 편평관(33) 상에 저류된 드레인 수는, 편평관(33)으로부터 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)까지의 거리가 짧은 풍하측으로, 모세관 현상에 의해 빨려 들어간다. 즉, 서리 제거 동작 중에는 실외팬(15)이 정지되고, 편평관(33)의 상면이 대략 수평면으로 되어 있음에도 불구하고, 드레인 수가 풍하측으로 이동되어 간다.
이와 같이, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 서리 제거 동작 중에 생성된 드레인 수가, 풍하측으로 확실하게 배출되어 간다. 이로써, 서리 제거 동작 종료 시에 전열부(70) 표면에 잔존하는 드레인 수의 양이 감소된다. 전열부(70) 표면에 드레인 수가 잔존하면, 난방운전 재개 후에 잔존하는 드레인수가 동결되어 버리고, 다시 서리 제거 동작을 행하는 것이 필요하게 될 때까지의 시간이 짧아진다. 따라서, 종래의 열교환기에서 구성된 실외 열교환기를 갖는 공기 조화기에 비하면, 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성된 실외 열교환기(23)를 갖는 공기 조화기(10)에서는, 서리 제거 동작의 종료에서 다음 서리 제거 동작의 개시까지의 경과시간(즉, 난방운전의 지속시간)이 길어진다.
그런데, 상술과 같이, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 일부의 풍상측 루버(50a)가 비대칭 루버로 된다. 즉, 이 풍상측 루버(50a)에서는, 하측 연부(56)의 경사각 θ2가, 이 상측 연부(55)의 경사각 θ1보다 작아진다(도 6의 (B)를 참조). 이로써, 도 8에 나타내듯이, 공기 통과방향에 인접하는 풍상측 루버(50a) 사이에서는, 각각의 하측 연부(56)끼리의 사이에 형성되는 틈새가, 각각의 상측 연부(55)끼리의 사이에 형성되는 틈새에 비해 가늘고 길게 된다.
일반적으로, 비교적 좁은 틈새에 존재하는 액체에는, 비교적 큰 모세관력이 작용한다. 또, 액체에 작용하는 모세관력은, 틈새가 좁을수록 크게 된다. 한편, 도 8에 나타내듯이, 공기 통과방향에 인접하는 풍상측 루버(50a)의 잘라 세운 단(53) 사이에 드레인 수가 들어간 상태에 있어서, 이 드레인 수의 하단과 접촉하는 하측 연부(56)끼리의 간격은, 이 드레인 수의 상단과 접촉하는 주연부(54)끼리의 간격보다 좁다. 따라서, 드레인 수에 작용하는 하향의 모세관력이 상향의 모세관력보다 커지고, 드레인 수가 하측 연부(6)측(즉, 하측)에 빨려 들어간다.
또, 비대칭 루버인 풍상측 루버(50a)는, 그 하측 연부(56)가 비교적 길게 된다. 이로써, 공기 통과방향에 인접하는 풍상측 루버(50a) 사이에서는, 잘라 세운 단(53)끼리의 틈새가 좁은 영역이 확대된다. 그 결과, 드레인 수에 작용하는 하향의 모세관력이 상향의 모세관력보다 크게 되는 영역이 확대되고, 드레인 수가 모세관력에 의해 하방으로 이동할 가능성이 높아진다.
이와 같이, 공기의 통과방향에 인접하는 풍상측 루버(50a)의 잘라 세운 단(53)끼리의 사이에 들어간 드레인 수는, 하측 연부(56)끼리의 사이의 가늘고 긴 좁은 틈새로, 모세관 현상에 의해 빨려 들어간다. 즉, 이 드레인 수는, 중력의 작용만이 아닌, 모세관 현상에 의해서도 하방으로 흘러간다. 따라서, 서리 제거 동작 중에 풍상측 루버(50a) 부근에서 생성된 드레인 수는, 하방으로 빠르게 배출되고, 공기 통과방향에 인접하는 풍상측 루버(50a)의 잘라 세운 단(53)끼리의 사이에 유지되기 어려워진다.
핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 편평관(33)으로부터 먼 풍하 단부(73)에 형성된 풍하측 루버(60)에 비하면, 편평관(33)에 가까운 중간부(71)에 형성된 풍상측 루버(50) 쪽이, 부착되는 서리 양이 많아진다. 또, 풍상측 루버(50) 중에서도, 풍하측에 위치하는 풍상측 루버(50b)에 비하면, 풍상측에 위치하는 풍상측 루버(50a) 쪽이, 부착되는 서리 양이 많아진다. 이로써, 서리 제거 동작 중에 생기는 드레인 수의 양도, 풍상측 루버(50) 중 풍상측에 위치하는 것일수록 많아진다.
한편, 본 실시형태의 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 쪽에 위치하는 일부의 풍상측 루버(50a)가 비대칭 루버로 된다. 즉, 각 전열부(70)에서는, 서리 제거 동작 중에 발생하는 드레인 수의 양이 많아지는 풍상 쪽의 풍상측 루버(50a)가, 드레인 수를 유지하기 어려운 비대칭 루버로 된다. 따라서, 일부 풍상측 루버(50a)를 비대칭 루버로 함에 의해서도, 서리 제거 동작의 종료 시에 전열부(70) 표면에 잔존하는 드레인 수의 양이 삭감된다.
-제 1 실시형태의 효과-
상술과 같이, 본 실시형태의 열교환기(30)에 의하면, 공기 조화기(10)의 난방운전 중에, 핀(36) 전열부(70)의 풍상 쪽 부분만이 아니라 풍하 쪽 부분에도 서리를 부착시킬 수 있다. 따라서, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성하면, 난방운전의 지속시간을 연장시킬 수 있다.
또, 본 실시형태의 열교환기(30)에 의하면, 서리 제거 동작의 종료 시에 전열부(70) 표면에 잔존하는 드레인 수의 양을 삭감시킬 수 있다. 전열부(70)의 표면에 잔존하는 드레인 수는, 난방운전의 재개 후에 동결된다. 이로써, 전열부(70)의 표면에 잔존하는 드레인 수가 감소하면, 다음 서리 제거 동작이 필요하게 될 때까지의 시간이 길어진다. 따라서, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성하면, 난방운전의 지속시간을 연장시킬 수 있다.
이와 같이, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성하면, 난방운전의 지속시간을 연장할 수 있고, 또한 서리 제거 동작에 필요한 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 본 실시형태의 열교환기(30)로 구성하면, 공기 조화기(10) 난방능력의 시간적인 평균값(즉, 공기 조화기(10)의 실질적인 난방능력)을 높일 수 있다.
≪제 2 실시형태≫
본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 제 2 실시형태의 열교환기(30)는, 제 1 실시형태의 열교환기(30)와 마찬가지로, 공기 조화기(10)의 실외 열교환기(23)를 구성한다. 이하에서는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 대해, 도 9∼도 12를 적절히 참조하면서 설명한다.
<열교환기의 전체 구성>
도 9 및 도 10에 나타내듯이, 본 실시형태의 열교환기(30)는, 하나의 제 1 헤더 집합관(31)과, 하나의 제 2 헤더 집합관(32)과, 다수의 편평관(33)과, 다수의 핀(35)을 구비한다. 제 1 헤더 집합관(31), 제 2 헤더 집합관(32), 편평관(33), 및 핀(35)은, 모두 알루미늄 합금제의 부재이고, 서로 납땜(brazing)에 의해 접합된다.
제 1 헤더 집합관(31), 제 2 헤더 집합관(32), 및 편평관(33)의 구성과 배치는, 제 1 실시형태의 열교환기(30)와 동일하다. 즉, 제 1 헤더 집합관(31) 및 제 2 헤더 집합관(32)은, 모두 세로로 긴 원통형으로 형성되고, 한쪽이 열교환기(30)의 좌측단에, 다른 쪽이 열교환기(30)의 우측단에 각각 배치된다. 한편, 편평관(33)은, 편평한 단면형상의 전열관이고, 각각의 평탄한 측면이 마주 보는 자세로 상하로 나열되어 배치된다. 각 편평관(33)에는, 복수의 유체통로(34)가 형성된다. 상하로 나열된 편평관(33)은, 일단(一端)부가 제 1 헤더 집합관(31)에 삽입되고, 타단(他端)부가 제 2 헤더 집합관(32)에 삽입된다.
핀(35)은, 상하로 사행(蛇行)하는 코루게이트 핀이고, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이에 배치된다. 상세한 것은 후술하나, 핀(35)에는, 전열부(70)와 중간 판부(41)가 복수개씩 형성된다. 각 핀(35)은, 이 중간 판부(41)가 납땜에 의해 편평관(33)에 접합된다.
도 10에 나타내듯이, 열교환기(30)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33) 사이의 공간이, 핀(35)의 전열부(70)에 의해 복수의 통풍로(40)로 구획된다. 열교환기(30)는, 편평관(33)의 유체통로(34)를 흐르는 냉매를, 통풍로(40)를 흐르는 공기와 열교환시킨다.
상술과 같이, 열교환기(30)는, 평탄한 측면이 대향하도록 상하로 나열된 복수의 편평관(33)과, 인접하는 편평관(33)의 한쪽으로부터 다른 쪽에 걸치는 판형상의 전열부(70)를 갖는 복수의 핀(35)을 구비한다. 인접하는 편평관(33) 사이에는, 복수의 전열부(70)가 편평관(33)의 신장방향으로 나열된다. 그리고, 이 열교환기(30)에서는, 인접하는 전열부(70) 사이를 흐르는 공기가, 각 편평관(33) 내를 흐르는 유체와 열교환한다.
<핀의 구성>
도 12에 나타내듯이, 핀(35)은, 일정 폭의 금속판을 절곡함으로써 형성된 코루게이트 핀이고, 상하로 사행하는 형상으로 된다. 핀(35)에는, 편평관(33)의 신장방향을 따라, 전열부(70)와 중간 판부(41)가 교대로 형성된다. 즉, 핀(35)에는, 인접하는 편평관(33) 사이에 배치되어 편평관(33)의 신장방향에 나열되는 복수의 전열부(70)가 형성된다. 또, 핀(35)에는, 돌출 판부(42)가 형성된다. 그리고, 도 12에서는, 후술하는 팽출부(81~83)와 루버(50, 60)의 도시를 생략한다.
전열부(70)는, 상하로 인접하는 편평관(33)의 한쪽으로부터 다른 쪽에 걸치는 판형상의 부분이다. 전열부(70)에서는, 풍상측의 단부가 전연(38)이 되고, 풍하측의 단부가 후연(39)이 된다. 중간 판부(41)는, 편평관(33)의 평탄한 측면을 따른 판형상의 부분이고, 좌우로 인접하는 전열부(70)의 상단끼리 또는 하단끼리에 연속된다. 전열부(70)와 중간 판부(41)가 이루는 각도는, 대략 직각이 된다.
도 11에 나타내듯이, 핀(35)의 각 전열부(70)는, 중간부(71)와, 풍상 단부(72)와, 풍하 단부(73)를 구비한다. 각 전열부(70)에서는, 상하로 인접하는 편평관(33)과 오버 랩 되는 부분(즉, 상하로 인접하는 편평관(33)의 바로 위 또는 바로 밑에 위치하는 부분)이 중간부(71)가 된다. 또, 각 전열부(70)에서는, 중간부(71)보다 풍상에 위치하는 부분(즉, 편평관(33)보다 풍상측에 돌출된 부분)이 풍상 단부(72)가 되고, 중간부(71)보다 풍하에 위치하는 부분(즉, 편평관(33)보다 풍하측에 돌출된 부분)이 풍하 단부(73)가 된다.
돌출판부(42)는, 각 전열부(70)에 2개씩 형성된다. 돌출판부(42)는 풍하 단부(73)에 연속되는 사다리꼴의 판형상으로 형성된다. 각 전열부(70)에서는, 한쪽의 돌출판부(42)가 풍하 단부(73)의 상단으로부터 상방으로 돌출되고, 다른 쪽의 돌출판부(42)가 풍하 단부(73)의 하단으로부터 하방으로 돌출된다. 열교환기(30)에서는, 편평관(33)을 사이에 끼우고 상하로 인접하는 핀(35)의 돌출판부(42)가, 서로 접촉한다.
도 11에 나타내듯이, 핀(35)의 각 전열부(70)에는, 팽출부(81~83)와 루버(50, 60)가 복수개씩 형성된다. 제 1 실시형태의 핀(36)과 마찬가지로, 각 전열부(70)에서는, 풍상 쪽에 팽출부(81~83)가 형성되고, 풍하 쪽에 루버(50, 60)가 형성된다. 즉, 각 전열부(70)에서는, 풍하 쪽의 부분에만 루버(50, 60)가 형성되고, 모든 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 팽출부(81~83)가 형성된다.
<팽출부의 배치와 형상>
핀(35)에 형성된 팽출부(81~83)의 배치와 형상에 대해 설명한다. 그리고, 이 설명에서 이용하는 "우" 및 "좌"는, 핀(35)을 풍상측(즉, 열교환기(30)의 전면측)에서 본 경우의 방향을 의미한다.
도 11에 나타내듯이, 핀(35)의 각 전열부(70)의 팽출부(81~83) 배치와 각 팽출부(81~83)의 형상은, 제 1 실시형태의 핀(36)과 마찬가지이다. 또, 이하에 나타내는 팽출부(81~83)의 수와 팽출방향이 단지 일례인 점도, 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
구체적으로, 각 팽출부(81~83)는, 전열부(70)를 통풍로(40)를 향해 팽출시킴으로써 형성되고, 능선(81a, 82a, 82a)이 핀(35)의 전연(38)과 실질적으로 평행한 산형으로 된다. 각 팽출부(81~83)는, 전열부(70)의 우측으로 팽출된다.
각 전열부(70)에서는, 3개의 팽출부(81~83)가, 공기의 통과방향(즉, 핀(35)의 전연(38)으로부터 후연(39)을 향하는 방향)으로 나열된다. 각 전열부(70)에 있어서, 3개의 팽출부(81~83)는, 풍상 단부(72)와 중간부(71)의 풍상 쪽 부분에 걸쳐 형성된다.
각 전열부(70)에 있어서, 제 1 팽출부(81)의 공기 통과방향의 폭은, 3개 팽출부(81~83) 중 가장 넓다. 제 2 팽출부(82)와 제 3 팽출부(83)는, 공기 통과방향의 폭이 동등하다. 또, 각 전열부(70)에 있어서, 제 1 팽출부(81)의 팽출방향의 높이는, 3개 팽출부(81~83) 중 가장 낮다. 제 2 팽출부(82)의 팽출방향의 높이는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향 높이보다 낮다.
각 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)은, 풍하측이 하방으로 되도록 경사진다. 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70)의 하단으로부터 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)까지의 거리가, 풍하측을 향함에 따라 점차 짧아진다.
<루버의 배치와 형상>
핀(35)에 형성된 루버(50, 60)의 배치와 형상에 대해 설명한다. 그리고, 이 설명에 이용하는 "우" 및 "좌"는, 핀(35)의 풍상측(즉, 열교환기(30)의 전면(全面)측)에서 본 경우의 방향을 의미한다.
도 11에 나타내듯이, 핀(35)의 각 전열부(70)의 루버(50, 60)의 배치와 각 루버(50, 60)의 형상은, 제 1 실시형태의 핀(36)과 마찬가지이다. 또, 동 도면에 나타내는 루버(50, 60)의 수가 단지 일례인 점도, 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
구체적으로, 핀(35)의 각 전열부(70)에서는, 중간부(71)의 풍하 쪽 영역으로부터 풍하 단부(73)에 걸치는 부분에, 복수의 루버(50, 60)가 공기의 통과방향으로 나열 형성된다. 그리고, 풍상 쪽에 배치된 일군의 루버가 풍상측 루버(50)를 구성하고, 풍하 쪽에 배치된 일군의 루버가 풍하측 루버(60)를 구성한다. 각 루버(50, 60)의 길이는, 서로 동등하다.
핀(35)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 쪽에 위치하는 일부 풍상측 루버(50a)가, 비대칭 루버로 된다. 또, 각 전열부(70)에서는, 풍하 쪽에 위치하는 일부의 풍상측 루버(50b)와 모든 풍하측 루버(60)가, 대칭 루버로 된다.
핀(35)의 각 전열부(70)에 있어서, 풍상측 루버(50)와 풍하측 루버(60)는, 서로 반대방향으로 경사진다. 풍상측 루버(50)는, 풍상측의 잘라 세운 단(53)이 좌측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 우측으로 팽출된다. 즉, 풍상측 루버(50)는, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향과 동일 방향으로 돌출된다. 한편, 풍하측 루버(60)는, 풍하측의 잘라 세운 단(63)이 우측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(63)이 좌측으로 팽출된다.
-제 2 실시형태의 효과-
본 실시형태의 열교환기(30)에 의해 얻어지는 효과는, 상기 제 1 실시형태의 열교환기(30)에 의해 얻어지는 효과와 동일하다.
즉, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 핀(35)의 각 전열부(70)의 풍상 쪽 부분에 팽출부(81~83)가, 그 풍하 쪽 부분에 루버(50, 60)가 각각 형성된다. 또, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 가장 풍상측에 위치하는 제 1 팽출부(81)의 폭이 가장 넓고, 또한, 그 팽출방향의 높이가 가장 낮게 된다. 따라서, 핀(35)의 각 전열부(70)에서는, 풍상측 부분에 부착되는 서리의 양과, 풍하측 부분에 부착되는 서리의 양과의 차가 작아진다. 그 결과, 공기 조화기(10)의 난방운전 지속시간을 길게 할 수 있고, 공기 조화기(10)의 실질적인 난방능력을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 팽출부(81~83)의 하단(81e, 82e, 83e)이 경사지고, 또한, 풍상 쪽에 위치하는 풍상측 루버(50a)가 비대칭 루버로 된다. 때문에, 서리 제거 동작의 종료 시에 전열부(70) 표면에 잔존하는 드레인 수의 양을 삭감시킬 수 있고, 그 결과, 다음 서리 제거 동작까지의 시간간격(즉, 난방운전의 지속시간)을 연장시킬 수 있다.
≪제 3 실시형태≫
본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 제 3 실시형태의 열교환기(30)는, 제 1 실시형태의 열교환기(30)에서 핀(36)의 구성을 변경한 것이다. 여기서는, 본 실시형태의 열교환기(30)에 설치된 핀(36)에 대해, 제 1 실시형태의 열교환기(30)에 설치된 핀(36)과 다른 점을 설명한다.
도 13 및 도 14에 나타내듯이, 본 실시형태의 핀(36)에는, 제 1 실시형태의 핀(36)과 마찬가지로, 제 1 팽출부(81)와, 제 2 팽출부(82)와, 제 3 팽출부(83)와, 풍상측 루버(50)가 형성된다. 또, 본 실시형태의 핀(36)에는, 풍하측 루버(60) 대신에, 풍하측 팽출부(85)가 형성된다. 또한, 본 실시형태의 핀(36)에는, 보조 팽출부(86)와, 상측 수평리브(91)와, 하측 수평리브(92)가 추가된다. 또, 본 실시형태의 핀(36)은, 태브(81)의 배치가 제 1 실시형태의 핀(36)과 상이하다.
본 실시형태의 핀(36)에 형성된 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82), 및 제 3 팽출부(83)는, 각각의 형상과 배치가, 제 1 실시형태와 상이하다. 그리고, 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82), 및 제 3 팽출부(83)가 핀(36)의 전연(38)으로부터 후연(39)을 향해 차례로 배치되는 점은, 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
본 실시형태의 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 제 1 팽출부(81)가 풍상 단부(72)로부터 중간부(71)에 걸쳐 형성되고, 제 2 팽출부(82) 및 제 3 팽출부(83)가 중간부(71)에 형성된다. 이들 각 팽출부(81~83)는, 각각의 상단 (81d~83d)과 하단(81e~83e) 모두가, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 직교한다. 제 1 팽출부(81)의 길이는, 제 2 팽출부(82)의 길이보다 짧다. 제 2 팽출부(82)의 길이는, 제 3 팽출부(83)의 길이와 동등하다. 각 팽출부(81~83)의 폭은, 제 3 팽출부(83), 제 1 팽출부(81), 제 2 팽출부(82)의 차례로 넓어진다(W3<W1<W2). 각 팽출부(81~83)의 팽출방향의 높이는, 서로 동등하다(H1=H2=H3).
본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 제 3 팽출부(83)의 풍하측에 복수의 루버(50)가 형성된다. 또, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 풍상 쪽에 위치하는 일부의 루버(50a)가 비대칭 루버로 되고, 풍하 쪽에 위치하는 나머지 루버(50b)가 대칭 루버로 된다. 또, 본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 각 루버(50) 풍하측의 잘라 세운 단(53)이, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향으로 돌출된다(도 14의 (B)를 참조).
도 14의 (A)에 나타내듯이, 제 2 팽출부(82) 및 제 3 팽출부(83)의 상단으로부터 중간부(71)의 상단까지의 거리 L1과, 제 2 팽출부(82) 및 제 3 팽출부(83)의 하단으로부터 중간부(71)의 하단까지의 거리 L2와, 루버(50a, 50b)의 상단으로부터 중간부(71)의 상단까지의 거리 L3과, 루버(50a, 50b)의 하단으로부터 중간부(71)의 하단까지의 거리 L4는, 서로 동일하다.
본 실시형태의 핀(36)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 전열부(70)의 풍상 단부(72)에 태브(48)가 형성된다. 단, 본 실시형태 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 단부(72) 중 제 1 팽출부(81)보다 풍상측 부분에, 1개의 태브(48)가 형성된다. 이 태브(48)는, 풍상 단부(72)의 상하방향 중앙부근에 배치된다. 또, 이 태브(48)는, 핀(36)의 전연(38)에 대해 경사진다.
상측 수평리브(91) 및 하측 수평리브(92)는, 핀(36)의 각 전열부(70)에 형성된다. 상측 수평리브(91)는, 제 1 팽출부(81)의 상측에 형성되고, 하측 수평리브(92)는, 제 1 팽출부(81) 하측에 형성된다. 각 수평리브(91, 92)의 형상은, 핀(36)의 전연(38)으로부터 제 2 팽출부(82)에 걸치는 직선으로 가늘고 긴 이랑형상이다. 각 수평리브(91, 92)는, 각 팽출부(81, 82, 83, 84)와 마찬가지로, 통풍로(40)을 향해 전열부(70)를 팽출시킴으로써 형성된다. 각 수평리브(91, 92)의 팽출방향은, 각 팽출부(81~83)의 팽출방향과 동일하다.
보조 팽출부(86)는, 핀(36)의 각 전열부(70)에 1개씩 형성된다. 각 전열부(70)에 있어서, 보조 팽출부(86)는, 루버(50) 풍하측에 배치된다. 또, 각 전열부(70)에 있어서, 보조 팽출부(86)는, 중간부(71)로부터 풍하 단부(73)에 걸쳐 형성된다.
보조 팽출부(86)는, 핀(36)을 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 보조 팽출부(86)는, 통풍로(40)에서의 공기 통과방향과 교차되는 방향으로 연장된다. 본 실시형태의 핀(36)에 있어서, 각 보조 팽출부(86)는, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 또, 보조 팽출부(86)의 능선(85a)은, 핀(36)의 전연(38)과 실질적으로 평행이 된다. 즉, 보조 팽출부(86)의 능선(85a)은, 통풍로(40)에서의 공기의 흐름방향과 교차한다. 또, 보조 팽출부(86)의 하단은, 풍하측만큼 하방이 되도록 경사진다.
도 14의 (B)에 나타내듯이, 보조 팽출부(86)의 팽출방향의 높이 H5는, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향의 높이 H3보다 낮다(H5<H3). 또, 도 14의 (A)에 나타내듯이, 보조 팽출부(86)의 공기 통과방향의 폭 W5는, 제 3 팽출부(83)의 공기 통과방향의 폭 W3보다 좁다(W5<W3).
풍하측 팽출부(85)는, 각 노치부(45) 풍하측에 1개씩 형성된다. 각 풍하측 팽출부(85)는, 연결 판부(75)와, 그 연결 판부(75) 상측의 풍하 단부(73)와, 그 연결 판부(75) 하측의 풍하 단부(73)에 걸쳐 형성된다.
풍하측 팽출부(85)는, 핀(36)을 팽출시킴으로써, 산형으로 형성된다. 풍하측 팽출부(85)는, 통풍로(40)의 공기 통과방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 본 실시형태의 핀(36)에 있어서, 각 풍하측 팽출부(85)는, 핀(36)의 전연(38)에서 보아 우측으로 팽출된다. 또, 풍하측 팽출부(85)의 능선(84a)은, 핀(36) 전연(38)과 실질적으로 평행이 된다. 즉, 풍하측 팽출부(85)의 능선(84a)은, 통풍로(40)에서의 공기의 흐름방향과 교차한다.
도 14의 (B)에 나타내듯이, 풍하측 팽출부(85)의 팽출방향의 높이 H4는, 제 2 팽출부(82)의 팽출방향의 높이 H2와 동등하다(H4=H2). 또, 도 14의 (A)에 나타내듯이, 풍하측 팽출부(85)에서의 공기 통과방향의 폭 W4는, 제 2 팽출부(82)에서의 공기 통과방향의 폭 W2와 동등하다(W4=W2).
본 실시형태의 핀(36)에서는, 인접하는 풍하측 팽출부(85) 사이의 태브(48)가 1개씩 형성된다. 즉, 이 핀(36)에서는, 각 전열부(70)의 풍하 단부(73)에 태브(48)가 1개씩 형성된다.
-제 3 실시형태의 효과-
본 실시형태의 열교환기(30)에 의하면, 제 1 실시형태의 열교환기(30)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 실시형태의 열교환기(30)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 핀(36)의 각 전열부(70)의 풍상 쪽 부분에 팽출부(81~83)가 형성되고, 팽출부(81~83) 풍하측 부분에 루버(50)가 형성된다. 따라서, 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상측 부분에 부착되는 서리의 양과, 풍하측 부분에 부착되는 서리의 양의 차가 작아진다. 그 결과, 공기 조화기(10)의 난방운전 지속시간을 길게 할 수 있다. 공기 조화기(10)의 실질적인 난방능력을 향상시킬 수 있다.
≪그 밖의 실시형태≫
제 1 및 제 2 실시형태의 열교환기(30)의 변형예에 대해 설명한다.
-제 1 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에서는, 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 모든 풍상측 루버(50)가, 비대칭 루버로 되어도 된다.
도 15는, 상기 제 1 실시형태의 열교환기(30)의 핀(36)에 본 변형예를 적용한 것을 나타낸다. 동 도면에 나타내는 핀(36)의 각 전열부(60)에서는, 모든 풍상측 루버(50)가 비대칭 루버로 되고, 모든 풍하측 루버(60)가 대칭루버로 된다.
-제 2 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에 형성된 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 단부(72)와 중간부(71)의 전체에 걸쳐 복수의 팽출부(81, 82, 83, 84)가 형성되고, 풍하 단부(73)에만 루버(60)가 형성되어도 된다.
도 16은, 상기 제 1 실시형태의 열교환기(30)의 핀(36)에 본 변형예를 적용한 것을 나타낸다. 동 도면에 나타내는 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 풍상 단부(72)와 중간부(71)의 전체에 걸치는 부분에, 4개의 팽출부(81, 82, 83, 84)가 공기 통과방향에 나열 형성된다. 가장 풍하측에 위치하는 제 4 팽출부(84)는, 제 3 팽출부(83)에 인접하여 형성된다. 또, 풍하 단부(73)에 형성된 루버(60)는, 그 모두가 대칭루버로 된다.
-제 3 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에 형성된 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 루버(50, 60)가 형성된 부분이 통풍로(40)를 향해 팽출되어도 된다.
도 17의 (A)는, 상기 제 1 실시형태의 열교환기(30) 핀(36)에 본 변형예를 적용한 것을 나타낸다. 동 도면에 나타내는 핀(36)의 각 전열부(70)에서는, 루버(50, 60)가 형성된 부분이, 팽출부(81~83)와 동일 방향으로 팽출된다. 구체적으로, 각 전열부(70) 중 풍상측 루버(50)가 형성된 부분은, 각 팽출부(81~83)의 풍상측 사면부(81b, 82b, 83b)와 동일 방향으로 경사진다. 또, 각 전열부(70) 중 풍하측 루버(60)가 형성된 부분은, 각 팽출부(81~83) 풍하측의 사면부(81b, 82b, 83b)와 동일 방향으로 경사진다.
-제 4 변형예-
상기 각 실시형태의 열교환기(30)에 형성된 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 각 루버(50, 60)의 경사방향이 반대 방향으로 되어도 된다.
도 17의 (B)는, 상기 제 1 실시형태의 열교환기(30)의 핀(36)에 본 변형예를 적용한 것을 나타낸다. 동 도면에 나타내는 핀(36)의 각 전열부(70)에 있어서, 풍상측 루버(50)는, 풍상측의 잘라 세운 단(63)이 우측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(63)이 좌측으로 팽출된다. 즉, 풍상측 루버(50)는, 풍상측 잘라 세운 단(53)이, 제 3 팽출부(83)의 팽출방향과 동일 방향으로 돌출된다. 한편, 풍하측 루버(60)는, 풍상측의 잘라 세운 단(53)이 좌측으로 팽출되고, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 우측으로 팽출된다. 여기서, 이 설명에 이용한 "우" 및 "좌"는, 핀(36)을 풍상측(즉, 열교환기(30)의 전면측)에서 본 경우의 방향을 의미한다.
그리고, 이상의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도의 범위를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
[산업상 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 상하로 나열된 편평관과 핀을 가지는 열교환기에 대해 유용하다.
10 : 공기 조화기 20 : 냉매회로
30 : 열교환기 33 : 편평관
34 : 유체통로(통로) 35, 36 : 핀
38 : 전연 40 : 통풍로
41 : 중간 판부 45 : 노치부
50 : 풍상측 루버(루버) 50a : 풍상측 루버(비대칭 루버)
53, 63 : 잘라 세운 단 54, 64 : 주연부
55, 65 : 상측 연부 56, 66 : 하측 연부
60 : 풍하측 루버(루버) 70 : 전열부
72 : 풍상 단부 73 : 풍하 단부
81 : 제 1 팽출부 82 : 제 2 팽출부
83 : 제 3 팽출부 84 : 제 4 팽출부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 상하로 배열되고, 내부에 유체 통로(34)가 형성되는 복수의 편평관(33)과, 인접하는 상기 편평관(33) 사이를 공기가 흐르는 복수의 통풍로(40)로 구획하는 복수의 핀(35, 36)를 구비하고,
    상기 핀(35, 36)은 인접하는 상기 편평관(33)의 한쪽으로부터 다른 쪽에 걸치는 판형상으로 형성되어 상기 통풍로(40)의 측벽을 구성하는 복수의 전열부(70)를 갖는 열교환기에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에는,
    이 전열부(70)를 잘라 세움으로써 형성된 복수의 루버(50, 60)와,
    상기 루버(50, 60)보다 풍상측 부분에 배치되고, 상기 전열부(70)를 팽출(膨出)시킴으로써 형성되어 공기의 통과방향과 교차하는 방향으로 연장되는 팽출부(81~83)가 형성되고,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 상기 루버(50, 60) 중 상기 팽출부(81~83) 쪽에 위치하는 루버(50)는, 풍하측의 잘라 세운 단(53)이 이 팽출부(81~83)의 팽출방향으로 돌출하고, 풍상측의 잘라 세운 단(53)이 이 팽출부(81~83)의 팽출 방향과는 반대측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 루버(50, 60)의 잘라 세운 단(53, 63)은, 주연부(54, 64)와, 이 주연부(54, 64) 상단으로부터 이 루버(50, 60)의 상단에 걸치는 부분이며, 이 주연부(54, 64)에 대해 경사진 상측 연부(55, 65)와, 이 주연부(54, 64)의 하단으로부터 이 루버(50, 60)의 하단에 걸치는 부분이며, 이 주연부(54, 64)에 대해 경사진 하측 연부(56, 66)로 구성되고,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 적어도 일부의 상기 루버(50, 60)가, 상기 하측 연부(56)의 상기 주연부(54)에 대한 기울기가 상기 상측 연부(55)의 상기 주연부(54)에 대한 기울기보다 완만한 비대칭 루버가 되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 편평관(33)에 인접하는 부분에 형성된 루버(50)가 상기 비대칭 루버로 되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)는, 상기 편평관(33)보다 풍하(風下)에 위치하는 풍하 단부(73)를 구비하고,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 풍하 단부(73)에 상기 루버(60)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 복수의 상기 팽출부(81~83)가 공기 통과방향에 나열 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 복수의 상기 팽출부(81~83)는, 가장 풍상(風上)에 위치하는 팽출부(81)의 공기 통과방향의 폭이 가장 넓게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에 형성된 복수의 상기 팽출부(81~83)는, 가장 풍상에 위치하는 팽출부(81)의 팽출방향의 높이가 가장 낮게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 이 전열부(70)의 풍상측 단부(38)로부터 이 전열부(70) 공기 통과방향의 중앙보다 풍하의 위치까지의 부분에, 복수의 상기 팽출부(81~83)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)는, 상기 편평관(33)보다 풍상에 위치하는 풍상 단부(72)를 구비하고,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 상기 풍상 단부(72)와 이 풍상 단부(72)의 풍하측 부분에 걸쳐, 복수의 상기 팽출부(81~83)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀(35, 36)의 각 전열부(70)에서는, 각 팽출부(81~83)의 하단이 풍하측만큼 하방이 되도록 경사지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 핀(36)은, 상기 편평관(33)을 끼워 넣기 위한 노치(notch)부(45)가 복수 형성된 판형상으로 형성되고, 상기 편평관(33)의 신장방향에 서로 소정의 간격을 두어 배치되고, 상기 노치부(45)의 주연(周緣)에 의해 상기 편평관(33)을 사이에 끼우며,
    상기 핀(36)에서는, 상하로 인접하는 노치부(45) 사이의 부분이 상기 전열부(70)를 구성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 핀(35)은, 인접하는 상기 편평관(33) 사이에 배치된 상하로 사행(蛇行)하는 코루게이트 핀이고, 상기 편평관(33)의 신장방향에 나열된 복수의 상기 전열부(70)와, 인접하는 이 전열부(70)의 상단 또는 하단에 연속된 부분이며 이 편평관(33)에 접합되는 복수의 중간 판부(41)를 가지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 청구항 2에 기재한 열교환기(30)가 설치된 냉매회로(20)를 구비하고,
    상기 냉매회로(20)에서 냉매를 순환시켜 냉동 사이클을 행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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