KR101827577B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 토출되는 냉매를 열교환시키는 응축기; 상기 응축기를 거친 냉매를 감압시키기 위한 팽창 장치; 및 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 열교환시키는 증발기가 포함되며, 상기 응축기 또는 증발기에는, 냉매가 유동되며, 알루미늄 소재로 이루어지는 열교환 배관; 및 상기 열교환 배관에 결합되며, 상기 냉매 배관과 동일한 금속소재로 이루어져 전위차에 의한 냉매 배관의 부식이 방지되도록 하는 방열핀이 포함된다.

Description

공기 조화기{An air conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다.
이렇게 공기조화기와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들은 높은 에너지 사용 효율과, 성능향상 및 사용에 편리한 제품을 요구하게 되었다.
상기 공기조화기는 냉동 사이클의 운전방향에 따라 실내공간의 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있다. 즉, 특정 운전조건(냉방 또는 난방요구)에 따라서 상기 냉동 사이클을 유동하는 냉매의 유동방향은 가변될 수 있으며, 하나의 시스템 장치를 이용하여 냉방 또는 난방운전이 선택적으로 수행될 수 있다.
상세히, 상기 냉동 사이클은 압축기, 실외 열교환기, 팽창 장치 및 실내 열교환기로 구성된다. 냉방운전을 수행하는 경우 압축기를 거친 냉매는 실외 열교환기에서 응축되고 팽창 장치를 통과하면서 팽창(감압) 작용을 수행하며, 상기 실내 열교환기에서 증발하여 다시 상기 압축기로 흡입된다.
반면에, 난방운전을 수행하는 경우 압축기를 거친 냉매는 실내 열교환기에서 응축되고 팽창 장치를 거친후, 상기 실외 열교환기에서 증발하여 다시 상기 압축기로 흡입된다.
그리고, 공기 조화기에는 냉매의 순환을 가이드 하는 냉매 배관이 포함된다. 도 8에 도시되는 바와 같이, 종래의 냉매 배관은 구리 재질로 이루어진다. 상세히, 상기 냉매 배관에는, 구리 소재의 제 1 배관(1a) 및 제 2 배관(1b)과, 상기 제 1 배관(1a)과 제 2 배관(1b)을 연결하기 위한 용접부(1c)가 포함된다. 즉, 상기 냉매 배관은 구리 소재로 이루어지며, 복수의 배관을 연결하기 위하여 용접하는 방법이 사용되었다.
구리는 금속으로서 가격이 비싸고, 중량이 무거운 특성이 있다. 따라서, 종래의 공기 조화기는, 구리 재질로 이루어진 냉매 배관에 의하여 굉장히 무겁고 제조 비용이 비싼 단점이 있었다.
또한, 공기 조화기에는, 냉매를 냉동사이클의 일구성으로부터 타구성으로 분배하기 위한 분배기가 포함된다. 종래의 분배기 또한 구리 재질로 이루어져, 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 상기 냉매 배관은 실외 열교환기 및 실내 열교환기에 제공될 수 있다. 그리고, 상기 열교환기에는 냉매 배관의 일측에 구비되어 냉매와 외부 공기간의 열교환이 이루어지도록 하는 방열핀이 포함된다. 종래의 열교환기의 경우, 상기 방열핀은 가볍고 열전달율이 좋은 알루미늄이 사용되었다. 즉, 열교환기를 구성하는 냉매 배관과 방열핀이 이종의 금속으로 구성됨에 의하여, 상기 냉매 배관 또는 방열핀에 부식이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 설치가 편리하고 제조 비용이 저감될 수 있는 공기 조화기 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 토출되는 냉매를 열교환시키는 응축기; 상기 응축기를 거친 냉매를 감압시키기 위한 팽창 장치; 및 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 열교환시키는 증발기가 포함되며, 상기 응축기 또는 증발기에는, 냉매가 유동되며, 알루미늄 소재로 이루어지는 열교환 배관; 및 상기 열교환 배관에 결합되며, 상기 냉매 배관과 동일한 금속소재로 이루어져 전위차에 의한 냉매 배관의 부식이 방지되도록 하는 방열핀이 포함된다.
다른 측면에 따른 공기 조화기에는, 냉매 사이클을 구성하는 다수의 부품을 연결하여, 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관; 및 상기 냉매 배관의 적어도 일부분으로서 규정되는 열교환 배관 및 상기 열교환 배관과 동일한 금속소재로 이루어지는 열교환 핀이 포함되는 열교환기가 포함되며, 상기 냉매 배관의 적어도 일부분은 알루미늄 배관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 의하면, 냉매 사이클을 구성하는 일 부품과 타 부품을 연결하는 냉매 배관이 알루미늄으로 구성됨에 의하여, 공기 조화기의 무게를 감소할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 상기 공기 조화기의 무게가 감소됨에 따라, 공기 조화기, 특히 실외기의 설치가 용이하고 설치할 때의 안정성이 확보될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 열교환기를 구성하는 냉매배관과 방열핀이 동일한 소재인 알루미늄으로 이루어져, 이종 금속의 전위차에 의한 부식 발생이 감소될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 알루미늄 소재는 재활용이 가능한 금속으로서 공기 조화기에 사용된 후, 다른 용도로 재사용이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 냉매 배관이 알루미늄과 구리소재가 혼합되어 구성됨으로써, 무게를 감소할 수 있음과 동시에, 구리소재의 열전도율 또는 내부식성에 의하여 냉매배관의 품질을 향상할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 알루미늄 소재와 구리 소재는 용접제 의한 용접 또는 접합관에 접합방식에 의하여 견고하게 결합될 수 있으므로, 냉매 배관의 결합성 및 내부식성이 향상되어 냉매배관의 수명이 연장될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 알루미늄 소재간 용접부위와 알루미늄-구리 소재간 용접부위를 설정거리 이상 이격시킴으로써, 알루미늄 소재와 구리 소재간의 녹는점 차이에 의한 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 알루미늄 소재의 냉매 배관이 벤딩(bending)될 경우, 알루미늄 소재의 피로 특성을 고려하여, 냉매 배관의 곡률반경 및 두께가 설정될 수 있으므로, 냉매 배관의 수명이 연장될 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분배기의 배관 결합모습을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 관의 굽혀진 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 종래의 냉매 배관 구성을 보여주는 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클을 보여주는 시스템 도면이다. 이하에서 설명하는 내용 중, "입구측" 및 "출구측"이라는 용어는 냉매의 유동방향을 기준으로 설명하는 용어임을 미리 밝혀둔다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(1)에는, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 상기 압추기(10)에서 토출된 냉매를 실외 열교환기(30) 또는 실내 열교환기(70)로 가이드 하는 유동 전환부(20)와, 실외측에 배치되어 외기와 열교환이 이루어지는 실외 열교환기(30)와, 냉매를 감압하는 팽창장치(40) 및 실내측에 배치되어 실내공기와 열교환이 이루어지는 실내 열교환기(70)가 포함된다.
공기 조화기의 냉방 운전 또는 난방 운전 여부에 따라, 냉매의 순환방향은 달라진다. 공기 조화기(1)가 냉방 운전하는 경우, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매는 상기 실외 열교환기(30), 팽창 장치(40) 및 실내 열교환기(70)를 순환하여, 상기 압축기(10)로 다시 유입된다. 이 때, 상기 실외 열교환기(30)는 응축기, 상기 실내 열교환기(70)는 증발기로서 기능한다.
반면에, 상기 공기 조화기(1)가 난방 운전하는 경우, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매는 상기 실내 열교환기(70), 팽창 장치(40) 및 실외 열교환기(30)를 순환하여, 상기 압축기(10)로 다시 유입된다. 이 때, 상기 실내 열교환기(70)는 응축기, 상기 실외 열교환기(30)는 증발기로서 기능한다.
이하에서는, 공기 조화기(1)가 냉방 운전되는 경우를 일례로 하여 설명한다.
공기 조화기(1)에는, 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관(100)이 포함된다. 상기 냉매 배관(100)에는, 냉매 사이클을 구성하는 부품 사이를 연결하는 다수의 냉매 배관(110,120,130,140,150,160,170,180)이 포함된다.
상기 실외 열교환기(30) 또는 실내 열교환기(70)에는, 상기 냉매 배관(100) 및 상기 냉매 배관(100)에 결합되어 냉매의 열교환 작용을 용이하게 하는 방열핀(또는 열교환 핀)이 포함된다. 여기서, 상기 실외 열교환기(30) 또는 실내 열교환기(70)에 제공되는 냉매 배관을 "열교환 배관"이라 이름한다.
상기 냉매 배관(100)과 방열핀은 알루미늄 소재로 이루어진다. 상기 냉매 배관(100)과 방열핀이 알루미늄 소재로 구성되는 것에 의하여, 상기 실외 열교환기(30) 또는 실내 열교환기(70)의 무게를 감소시킬 수 있다.
그리고, 상기 냉매 배관(100)과 방열핀이 동일한 금속소재로 구성되면, 전위차에 의하여 냉매 배관(100) 또는 방열핀의 부식이 방지될 수 있다. 이로 인행, 열교환기의 수명이 길어지고, 전기요금이 절감될 수 있다. 전위차와 관련된 자세한 설명은 후술한다.
상기 실외 열교환기(30)의 입구측에는, 상기 실외 열교환기(30)에 구비되는 다수의 냉매배관으로 냉매를 분배하는 제 1 분배기(35) 및 상기 유동 전환부(20)로부터 상기 제 1 분배기(35)로 연장되는 제 1 배관(110)이 제공된다. 상기 제 1 분배기(35)를 통하여 상기 실외 열교환기(30)로 유입된 냉매는 상기 실외 열교환기(30)를 순환한 후, 다시 상기 제 1 분배기(35)를 통하여 토출될 수 있다.
상기 제 1 분배기(35)는 알루미늄 재질로, 상기 제 1 배관(110)은 구리 재질로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 분배기(35)가 알루미늄 재질로 이루어짐으로써 무게의 경량화를 이룰 수 있으며, 상기 제 1 배관(110)이 구리 재질로 이루어짐으로써 상기 압축기(10)를 통과한 고온의 냉매에 의하여 열팽창 되는 정도가 감소될 수 있다는 효과가 있다.
상기 공기 조화기(1)에는, 상기 실외 열교환기(30)의 토출측으로부터 상기 팽창 장치(40)로 연장되는 제 2 배관(120) 및 상기 제 2 배관(120)에 구비되며 공기 조화기(1)에 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입부(80)가 포함된다. 상기 냉매 주입부(80)는 소정의 배관으로 구비된다.
상기 제 2 배관(120)에는, 알루미늄 소재의 배관(이하에서, "알루미늄 배관") 및 구리 소재의 배관(이하에서, "구리 배관")이 포함된다. 이와 같이, 알루미늄 소재의 배관과 구리 소재의 배관이 포함되는 배관을 "혼용 배관"이라 이름한다.
상세히, 상기 제 2 배관(120)의 적어도 일부분은 알루미늄 소재로 구성되며, 나머지 일부분은 구리 소재로 구성된다. 상기 알루미늄 소재의 배관과 구리 소재의 배관은 소정의 방법, 일례로 용접 또는 접합관에 의하여 결합될 수 있다. 배관의 결합방법에 대하여는, 도면을 참조하여 후술한다.
상기 혼용 배관이 사용되는 것에 의하여, 냉매 배관의 무게를 감소할 수 있음과 동시에, 구리소재의 열전도율 또는 내부식성에 의하여 냉매배관의 품질을 향상할 수 있다는 장점이 있다.
상기 냉매 주입부(80)는 상기 제 2 배관(120)을 구성하는 알루미늄 배관과 구리 배관 중 구리 배관의 일 위치에 형성된다. 종래의 공기 조화기(1)의 경우 상기 냉매 주입부가 구리 배관에 형성되므로, 추가적인 비용 또는 제조공정 없이 상기 냉매 주입부(80)를 상기 제 2 배관(120)에 형성시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 팽창장치(40)의 출구측에는, 제 1 서비스 밸브(51) 및 상기 팽창장치(40)로부터 상기 제 1 서비스 밸브(51)로 연장되는 제 3 배관(130)이 제공된다. 상기 제 3 배관(130)에는, 구리 배관 또는 알루미늄 배관이 포함된다.
서비스 밸브는, 공기 조화기를 건물에 처음 설치할 경우 냉매를 주입하거나, 설치된 공기 조화기를 다른 건물에 이전할 경우 냉매를 회수할 때 사용되는 구성이다. 본 실시예에 있어서, 상기 공기 조화기(1)에는, 상기 실외 열교환기(30)를 통과한 냉매를 실내기, 즉 상기 실내 열교환기(70) 측으로 유입시키는 제 1 서비스 밸브(51) 및 상기 실내기로부터 상기 압축기(10)로 냉매를 유입시키는 제 2 서비스 밸브(55)가 포함된다.
상기 공기 조화기(1)에는, 실외기와 실내기를 연결하는 복수의 커넥터(61,65)가 포함된다. 상기 실외기에는, 압축기(10), 실외 열교환기(30) 및 팽창장치(40)가 포함되며, 상기 실내기에는, 실내 열교환기(70)가 포함된다.
상기 복수의 커넥터(61,65)에는, 상기 실외 열교환기(30)로부터 상기 실내 열교환기(70)로 연장되는 냉매 배관을 연결하는 제 1 커넥터(61) 및 상기 실내 열교환기(70)로부터 상기 압축기(10)로 연장되는 냉매 배관을 연결하는 제 2 커넥터(65)가 포함된다.
상기 제 1 서비스 밸브(51)와 제 1 커넥터(61)의 사이에는 제 4 배관(140)이 연장된다. 상기 제 4 배관(140)은 실외에 노출되어 배치될 수 있으므로, 열변형 또는 열팽창율이 낮은 구리 배관으로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 2 커넥터(65)와 제 2 서비스 밸브(55)의 사이에 연장되는 제 7 배관(170)은 구리 배관으로 이루어질 수 있다.
상기 실내 열교환기(70)의 일측에는, 상기 팽창 장치(40)를 통과한 냉매를 상기 실내 열교환기(70)의 다수의 냉매 배관으로 분배하기 위한 제 2 분배기(75)가 구비된다. 상기 제 2 분배기(75)를 통하여 상기 실내 열교환기(70)로 유입된 냉매는 다시 상기 제 2 분배기(75)를 통하여 상기 실내 열교환기(70)로부터 토출될 수 있다.
상기 제 1 커넥터(61)와 제 2 분배기(75)의 사이에는 제 5 배관(150)이 연장되며, 상기 실내 열교환기(70)와 제 2 커넥터(65)의 사이에는 제 6 배관(160)이 연장된다. 상기 제 5 배관(150) 및 제 6 배관(160) 중 적어도 하나의 배관은 상기 혼용 배관으로 이루어질 수 있다. 상기 혼용 배관이 구비되는 것에 따른 효과는 위에서 설명한 바와 같다.
그리고, 상기 제 2 서비스 밸브(55)와 유동 전환부(20)의 사이에는, 제 8 배관(180)이 연장된다. 상기 제 8 배관(180)은 구리 배관 또는 알루미늄 배관으로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼용 배관,일례로 상기 제 2 배관(120)을 기준으로 설명한다.
상기 제 2 배관(120)에는, 알루미늄 배관(121)과, 구리 배관(122) 및 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)을 결합시키기 위한 별도의 배관으로서 접합관(200)이 포함된다. 상기 알루미늄 배관(121) 및 구리 배관(122)은 상기 접합관(200)의 내부에 삽입된다.
상기 접합관(200)에는, 서로 다른 금속소재로 구성되는 제 1 금속부(210) 및 제 2 금속부(220)가 포함된다. 상세히, 상기 접합관(200) 중 적어도 일부의 배관은 제 1 금속부(210)로 이루어지며, 나머지 일부의 배관은 제 2 금속부(220)로 이루어진다. 상기 제 1 금속부(210)는 알루미늄이며, 상기 제 2 금속부(220)는 구리로서 구분된다.
상기 제 1 금속부(210)는 상기 알루미늄 배관(121)과 접촉되도록 배치되며, 상기 제 2 금속부(220)는 상기 구리 배관(122)과 접촉되도록 배치된다. 즉, 알루미늄 소재의 알루미늄 배관(121)과 제 1 금속부(210)가 서로 접촉되며, 구리 소재의 구리 배관(122)과 제 2 금속부(220)가 서로 접촉된다.
일반적으로, 서로 다른 종류의 금속이 접촉하게 되면, 각 금속의 고유 전위값들의 차이에 의하여, 부식이 발생하게 된다. 여기서, 상기 전위값은 해당 금속의 이온화 경향이 클수록 낮게 형성된다. 따라서, 전위값이 낮은 금속과 전위값이 높은 금속이 접촉되면, 전위값이 낮은 금속이 부식된다. 알루미늄 소재는 구리 소재에 비하여 전위값이 낮게 형성된다.
한편, 본 실시예와 같이, 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)이 상기 접합관(200)에 의하여 결합되는 과정에서, 서로 동일한 종류의 금속이 접촉하게 되므로, 금속의 전위차에 의한 부식 발생이 줄어들 수 있게 된다.
한편, 상기 알루미늄 배관(121)과 접촉되는 제 1 금속부(210)는 미리 설정된 L1의 길이만큼 형성된다. 알루미늄은 구리에 비하여 내부식성이 약하므로, 외부 환경조건등에 의하여 제 1 금속부(210)가 파손되는 것을 지연시키기 위하여, 상기 제 1 금속부(210)는 충분한 길이만큼 알루미늄 배관(121)의 외측을 감싸주도록 설계된다. 여기서, 상기 L1은 30mm 이상일 수 있다.
그리고, 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)이 상기 접합관(200)의 내측에 삽입된 상태에서, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부와 구리 배관(122)의 단부는 서로 이격되게 배치된다. 즉, 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)이 서로 접촉되지 않도록 배치되므로, 이종 금속의 전위차에 의한 부식 발생을 방지할 수 있다는 이점이 있다.
상기 접합관(200)의 외측에는, 외부의 습기 또는 수분이 상기 접합관(200), 알루미늄 배관(121) 또는 구리 배관(122)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링부(240), 및 상기 실링부(240)와 접합관(200)의 사이에 배치되는 접착층(230)이 제공된다.
상기 접착층(230)은 소정의 열이 공급되면 상기 실링부(240)와 접합관(200)에 고정되도록 구성된다. 상기 실링부(240)는 튜브, 테이프 또는 또는 액상의 물질이 굳어서 형성된 고형물의 형태로 구비될 수 있다.
상기 혼용관을 제조하는 방법에 대하여 간단하게 설명한다.
상기 알루미늄 배관(121) 및 구리 배관(122)을 상기 접합관(200)에 삽입한다. 그리고, 상기 접합관(200)의 외측에 접착제를 배치한 후, 상기 실링부(240)를 상기 접합관(200)의 외측에 감겨지도록 배치한다.
그리고, 상기 접착제 및 실링부(240)에 소정의 방법으로 열을 공급한다. 그러면, 상기 실링부(240)는 내부 방향으로 수축되면서 상기 접합관(200)을 상기 알루미늄 배관(121) 및 구리 배관(122)으로 가압하게 된다.
결국, 배관(121,122)과, 접합관(200) 및 실링부(240)의 사이에는, 기밀성이 높아지게 되며, 이에 따라 외부의 수분등이 배관의 내부로 유입되는 것이 제한되어 배관의 부식을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
이하에서는, 제 2 내지 제 4 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예들은 제 1 실시예와 비교하여, 배관의 결합방법에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 알루미늄 배관(121) 및 구리 배관(122)은 직접 결합된다.
상세히, 배관 결합체에는, 소정의 내경(D1)을 가지는 알루미늄 배관(121)과, 상기 D1보다 작은 내경을 가지며 상기 알루미늄 배관(121)의 내측에 삽입되는 구리 배관(122) 및 상기 구리 배관(122)이 삽입된 부분과 대응되는 위치에 제공되어 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)을 고정시키는 용접층(250)이 포함된다.
상기 알루미늄 배관(121)이 상기 구리 배관(122)의 외측에 제공되는 것에 의하여, 상기 알루미늄 배관(121)과 상기 구리 배관(122)이 서로 반응하여 상기 알루미늄 배관(122)이 전위차에 의한 부식이 발생하더라도, 배관 결합체의 외부로부터 파손이 이루어지므로 배관 결합체의 내부를 흐르는 냉매의 유동에는 영향이 미치지 않으며, 냉매의 누설이 방지될 수 있다.
반대로, 상기 알루미늄 배관(121)이 상기 구리 배관(122)의 내부에 배치되면, 상기 알루미늄 배관(121)이 부식되어 배관 결합체의 내부로부터 파손이 이루어지므로 냉매의 유동에 영향을 미칠 수 있게 되고 냉매의 누설이 발생할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예는 상기 알루미늄 배관(121)이 상기 구리 배관(122)의 외측에 제공되는 것, 즉 상기 구리 배관(122)이 상기 알루미늄 배관(121)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기 구리 배관(122)이 상기 알루미늄 배관(121)에 삽입되는 깊이는 L2를 형성한다. 즉, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부로부터 상기 구리 배관(122)이 삽입되는 깊이가 L2가 된다. 상기 L2는 약 9mm 이상일 수 있다.
그리고, 상기 용접층(250)은 상기 알루미늄 배관(121)의 내주면과 상기 구리 배관(122)의 외주면 사이에 형성되며, 상기 L2에 대응되는 위치에 형성된다.
상기 용접층(250)은 용접재가 가열되어 형성되는 층으로서 이해된다. 상기 용접재는 알루미늄 또는 구리보다 전위값이 낮은, 즉 이온화 경향이 큰 재료로 구성된다. 따라서, 상기 알루미늄 배관(121), 구리 배관(122) 및 용접층(250)이 서로 반응할 경우, 상기 용접층(250)이 전위차에 의한 부식이 발생된다.
특히, 상기 구리 배관(122)의 삽입 깊이(L2)를 충분히 확보하고, 해당 위치에 용접층(250)을 형성시킴으로써, 용접층(250)의 부식을 유도하는 반면, 알루미늄 배관(121) 및 구리 배관(122)의 부식 또는 파손을 방지할 수 있다.
상기 용접층(250)에는, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부를 덮기 위한 돌출부(252)가 포함된다. 그리고, 상기 돌출부(252)에는, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부로부터 상기 구리 배관(122)의 외주면으로 경사지게 연장되는 경사면(252a)이 형성된다.
상기 돌출부(252)가 구성되는 것에 의하여, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부와 구리 배관(122)의 외주면 사이의 공간에 상기 용접층(250)을 배치시키게 되므로, 전위차에 의한 알루미늄 배관(121)의 부식을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다. 제 3 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관은 직접 결합되어 배관 결합체를 형성한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 알루미늄 배관(121)에는, 냉매의 유동공간을 형성하는 배관 본체(121a) 및 상기 배관 본체(121a)의 단부에 형성되며 상기 배관 본체(121a)의 내경보다 큰 내경을 가지는 확관부(121b)가 포함된다.
상기 확관부(121b)에, 상기 구리 배관(122)이 삽입된다. 그리고, 상기 확관부(121b)와, 구리 배관(122)의 삽입 부분의 사이에는, 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, 용접층(250)이 형성된다. 즉, 상기 알루미늄 배관(121) 중 상기 확관부(121b)가 배관 결합체의 "결합부"를 형성한다.
상기 배관 본체(121a)의 내경과 상기 구리 배관(122)의 내경은 대략 동일하게 형성된다. 따라서, 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)이 결합된 상태에서, 배관 결합체의 내주면이 매끄러운 면 또는 단차지지 않는 면을 형성하므로, 냉매의 유동 저항이 감소될 수 있다는 효과가 있다.
상기 알루미늄 배관(121)의 외측에는, 외부의 습기 또는 수분이 배관 결합체에 유입되는 것을 방지하기 위한 커버부(260)가 포함된다. 상기 커버부(260)는, 상기 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)이 결합된 상태의 외주면을 둘러싸도록 배치된다. 상기 커버부(260)에는, 상기 확관부(121b)에 대응되어 외측으로 돌출되는 커버 확관부(261)가 포함된다.
본 실시예의 경우, 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)의 결합 부분에 있어서, 제 2 실시예와 같이 알루미늄 배관(121)이 상기 구리 배관(122)의 외측에 제공되므로 배관 결합체의 파손 및 냉매 누설이 방지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관의 결합모습을 보여주는 단면도이다. 제 4 실시예에 따른 알루미늄 배관과 구리 배관은 직접 결합되어 배관 결합체를 형성한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 구리 배관(122)에는, 냉매의 유동공간을 형성하는 배관 본체(122a) 및 상기 배관 본체(122a)의 단부에서 확관되며 상기 알루미늄 배관(121)과 결합되는 "결합부"로서 기능하는 확관부(122b)가 포함된다.
그리고, 상기 알루미늄 배관(121)의 단부와 상기 확관부(122b)의 사이에는 용접층(250)이 형성된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제 3 실시예에서 설명한 커버부(260)와 동일한 구성이 본 실시예에 적용될 수 있을 것이다.
마찬가지로, 본 실시예의 경우에도 알루미늄 배관(121)과 구리 배관(122)의 결합 부분에 있어서,알루미늄 배관(121)이 상기 구리 배관(122)의 외측에 제공되므로 배관 결합체의 파손 및 냉매 누설이 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분배기의 배관 결합모습을 보여주는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분배기(35)에는, 상기 분배기(35)로 냉매가 유입 또는 유출되는 것을 가이드 하는 제 1 입출관(36) 및 제 2 입출관(37)과, 상기 분배기(35) 내의 냉매를 실외 열교환기(30) 또는 실내 열교환기(70)로 분배하기 위한 제 1 분지관(38) 및 제 2 분지관(39)이 포함된다.
상기 제 1,2 입출관(36,37) 및 제 1,2 분지관(38,39)은 용접에 의하여 상기 분배기(35)에 결합될 수 있다. 이 때, 상기 제 1,2 입출관(36,37)과 제 1,2 분지관(38,39)은 서로 다른 종류의 금속소재로 이루질 수 있다.
일례로, 상기 분배기(35)는 알루미늄 소재로 구성된다. 상기 제 1 입출관(36) 및 제 2 입출관(37)은 구리 배관, 상기 제 1 분지관(38) 및 제 2 분지관(39)은 알루미늄 배관으로 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 상기 제 1 입출관(36) 및 제 2 입출관은 알루미늄 배관, 상기 제 1 분지관(38) 및 제 2 분지관(39)은 구리 배관으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 상기 분배기(35)에 결합되는 다수의 냉매 배관들 중 서로 다른 종류의 금속으로 이루어진 배관이 인접하여 있을 경우, 인접한 이종의 배관들 사이에는 소정 거리(L3,L4)가 유지된다.
상기 소정 거리(L3,L4)는, 서로 다른 종류의 금속간에 용접이 이루어지는 경우, 상기 서로 다른 종류의 금속간에 녹는점 차이에 의하여, 용접 불량이 발생되는 것을 방지하기 위한 한계 거리로서 이해될 수 있다. 상기 소정 거리(L3,L4)는 약 30mm 이상일 수 있다.
결국, 상기 분배기(35)에 용접된 서로 다른 종류의 냉매 배관이 소정 거리 이상 이격되어 있으므로, 용접 품질 또는 용접 결과가 양호해질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 관의 굽혀진 모습을 보여주는 도면이다. 공기 조화기 내에 냉매 배관이 효율적으로 배치되기 위하여, 냉매 배관은 절곡 또는 라운드지게 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 배관(121)에는, 소정 방향으로 절곡되어 형성되는 벤딩부(121c)가 포함된다. 상기 벤딩부(121c)는 소정의 곡률 반경(R)을 가지고 라운드지게 형성된다.
한편, 알루미늄 배관(121)이 라운드지게 또는 절곡되어 형성되면, 배관에 피로가 누적되어 파손되는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 곡률 반경(R)과 알루미늄 배관(121)의 두께는 최적화 되어야 한다.
본 실시예에 따른 알루미늄 배관(121)에 대한 피로 누적 또는 피로 수명에 대한 실험 결과, 상기 곡률 반경(R)은 알루미늄 배관(121)의 직경(d)의 2배보다 크게 형성되고, 상기 알루미늄 배관(121)의 두께(t1)는 0.1*d보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 알루미늄 배관(121)의 피로 수명은 최소 10년 이상으로 형성될 수 있게 되는 효과가 나타난다.
10 : 압축기 20 : 유동 전환부
30 : 실외 열교환기 35 : 분배기
36,37 : 입출관 40 : 팽창장치
51 : 제 1 서비스밸브 55 : 제 2 서비스밸브
70 : 실내 열교환기 120 : 제 2 배관
121 : 알루미늄 배관 122 : 구리 배관
210 : 제 1 금속부 220 : 제 2 금속부
230 : 접착층 240 : 실링부
250 : 용접층 260 : 커버부

Claims (15)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 토출되는 냉매를 열교환시키는 응축기;
    상기 응축기를 거친 냉매를 감압시키기 위한 팽창 장치; 및
    상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 열교환시키는 증발기가 포함되며,
    상기 응축기 또는 증발기에는,
    냉매가 유동되며, 알루미늄 소재 및 구리 소재로 이루어지는 냉매 배관; 및
    상기 냉매 배관에 결합되며, 상기 냉매 배관과 동일한 금속소재로 이루어져 전위차에 의한 냉매 배관의 부식이 방지되도록 하는 방열핀이 포함되고,
    상기 냉매 배관에는,
    알루미늄 배관;
    상기 알루미늄 배관과 이격되어 배치되는 구리 배관; 및
    상기 알루미늄 배관 및 상기 구리 배관을 결합시키기 위하여, 상기 알루미늄 배관 및 상기 구리 배관의 외주면을 둘러싸는 접합관이 포함되고,
    상기 접합관에는,
    상기 알루미늄 배관과 동일한 금속소재로 구성되어, 상기 알루미늄 배관과 접촉되는 제 1 금속부; 및
    상기 구리 배관과 동일한 금속소재로 구성되어, 상기 구리 배관과 접촉되는 제 2 금속부가 포함되고,
    상기 접합관의 외주면을 둘러싸며, 상기 알루미늄 배관 및 상기 구리 배관의 외주면에 접촉하도록 배치되어, 수분이 상기 알루미늄 배관 또는 상기 구리 배관의 내부로 유입되는 것을 방지하는 실링부; 및
    상기 실링부와 상기 접합관의 사이에 제공되는 접착층이 더 포함되는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 배관은, 상기 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    실외기와 실내기의 사이를 연결하는 복수의 커넥터가 더 포함되며,
    상기 냉매 배관은, 상기 증발기와 복수의 커넥터 사이를 연결하는 공기 조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    냉매를 상기 팽창장치로부터 증발기 측으로 유입시키거나, 상기 증발기로부터 압축기로 냉매를 유입시키는 서비스 밸브가 더 포함되며,
    상기 서비스 밸브와, 상기 복수의 커넥터 중 일 커넥터의 사이에는 구리 배관이 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 배관에 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입부가 더 포함되며,
    상기 냉매 주입부는 구리 배관이 형성되는 부분에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기 또는 증발기의 일측에 제공되며, 상기 냉매 배관으로 냉매를 분배하기 위한 분배기가 더 포함되며,
    상기 분배기는 알루미늄 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미늄 배관과 구리 배관은 상기 접합관의 내부에 삽입되며,
    삽입된 알루미늄 배관의 단부와 구리 배관의 단부는 서로 이격되어 배치되는 공기 조화기.
  14. 삭제
  15. 삭제
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