KR0125914B1 - 열교환기용 헤더 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 에어콘용의 적충형 열교환기에 관한 것으로, 특히, 자동차용 에어콘의 증발기에 이용할 수 있는 적충형 열교환기에 관한 것이며, 출입구탱크에 압력이 걸려도, 이 출입구탱크가 크게 부풀지 않고, 또한, 헤더부의 소형화를 도모할 수 있는 적충형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한 것으로서, 그 구성에 있어서, 출입구탱크부(83) 및 코어부로 이루어진 편평튜브(81)와 물결형휜(84)을 교호로 다수적충하고, 적충방향가장바깥부분에 있어서의 한쪽편의 탱크부에 입구헤더(88)를 장착하는 동시에, 적충방향가장바깥부분에 있어서의 다른쪽면의 탱크부에 출구헤더(89)를 장착하고, 코어부의 양쪽에 외벽판으로서의 사이드플레이트(90)를 장착한 적충형 열교환기에 있어서, 상기 각 사이드플레이트의 상단부를 상기 입구헤더(88)의 하단부 및 상기 출구헤더(89)의 하단부(89a)에 각각 접촉시킨 구성으로 한 것을 특징으로 한 것이다.

이로써, 압력이 걸렸을때의 출입구탱크부에 가해지는 퍼짐방향의 힘은, 출입구헤더의 사이드플레이트에의 접촉에 의해 받아지고, 적충형 열교환기전체의 변형이 억제되는 적충형열교환기를 실현한다.

Description

열교환기용 헤더

본 발명은, 에어콘용의 적충형 열교환기에 관한 것으로, 상세하게는 내압성을 향상시킨 상기 교환기, 특히 자동차용 에어콘의 증발기(evaporator)에 이용할 수 있는 적충형 열교환기에 관한 것이다.

도 17∼도 21에 의거해서 종래의 적충형 열교환기를 설명한다. 도 17에는 종래의 적충형 열교환기의 측면, 도 18에는 우측부의 확대단면이 표시되어 있다.

도 17, 도 18에 있어서, (1)은 편평튜브이며, 편평튜브(1)은 프레스성형된 2장의 플레이트(2)가 맞대어져서 형성되어 있다. 편평튜브(1)의 일단부(도면중 상단부)에는 출입구탱크부(3)이 형성되어 있다. (4)는 물결형휜이다.

편평튜브(1)과 물결형휜(4)는 교호로 적충되고, 인접하는 편평튜브(1)의 출입구탱크부(3)이 상호연결되어서 적충형 열교환기(증발기)(5)의 주요부가 구성되어 있다.

양끝에 위치하는 편평튜브(1a)의 바깥쪽편에는 엔드플레이트(6)이 배설되고, 출입구탱크부(3)에 있어서의 엔드플레이트(6)에는 유통구멍(7)이 형성되어 있다.

한쪽의 유통구멍(7)은 유체로서의 냉매의 도입헤더(도입 header)(8)에 연결되고, 다른쪽의 유통구멍(7)은 냉매의 배출헤더(배출 header)(9)에 연결되어 있다.

도입헤더(8) 및 배출헤더(9)와 사이드플레이트(10)과의 사이에는 보수용의 틈새가 형성되고, 사이드플레이트(10)과 엔드플레이트(6)과의 사이에는 물결형휜(4)이 배설되어 있다.

출입구탱크부(3)은, 편평튜브(1)의 판폭방향으로, 구획벽(도시생략)에 의해서, 입구부(11)과 출입구(12)로 구획되어 있다. 증발기(5)를 구성하였을때에는, 서로 인접하는 출입구탱크부(3)은 입구부(11)끼리 및 출구부(12)끼리가 연통구멍(13)에 의해서 연결되도록 구성되어 있다.

도 19, 도 20에 의거해서 편평튜브(1)을 설명한다. 도 19는 편평튜브(1)을 구성하는 플레이트(2)의 정면도이며, 도 20에는. 도 19중의 XI-XI선 사시에 의한 단면이 표시되어 있다.

플레이트(2)의 상단부에는 출입구탱크부(3)을 형성하기 위한 팽출부(14)가 형성되어 있다. 플레이트(2)의 내부공간부는 중앙부의 상하방향으로 뻗는 구획벽(15)에 의해서 2개의 방(16),(17)로 구획되어 있다. 구획벽(15)는 하단부가 결여되어 있으며, 이에 의해서 플레이트(2)의 하단부는 냉매는 U턴시키는 U턴부(18)을 형성하고 있다.

2장의 플레이트(2)를 맞대므로써, 구획벽(15)에 의해서, 출입구탱크부(3)이 입구부(11)과 출구부(12)로 구획되는 동시에, 입구부(11)이 연속되는 방(16)과 출구부(12)에 연속하는 방(17)로 구획된다. 또, 방(16)과 방(17)은 U턴부(18)에서 연통되고, 방(16),(17) 및 U턴부(18)에 의해서 유체통로가 형성되어 있다.

방(16),(17)에는 다수의 리브(19)가 돌출형성되고, 이 리브에 의해서 방(16),(17) 내부가 미로형상으로 세분화되어 있다. U턴부(18)에는 안내리브(20)이 돌출형성되고, 냉매는 안내리브(20)에 의해서 방(16)에서 방(17)로 흐름이 U 턴하도록 안내된다.

도 21에 의거해서 상기한 증발기(5)에 있어서의 냉매의 흐름을 설명한다.

도 21은 냉매의 흐름상황을 표시하고 있다.

증발기(5)는 3개의 군(21),(22),(23)으로 대별된다. 도입헤더(8) 및 배출헤더(9)가 접속되는 군(21),(23)에 있어서의 입구부(11) 및 출구부(12)의 배치는 동일하게 되어 있다. 군(22)에 있어서의 입구부(11) 및 출구부(12)의 배치는 반대로 되어 있다.

군(21)과 군(22)의 사이 및 군(22)와 군(23)의 사이에 있어서 대향하는 출입구탱크부(3)은, 군(21)의 출구부(12)와 군(22)의 입구부(11)이 연통하고, 군(22)의 출구부(12)와 군(23)의 입구부(11)이 연통하도록 배설되어 있다. 그리고, 군(21)의 입구부(11)은 엔드플레이트(6)의 유통구멍(7)을 통해서 도입헤더(8)에 연결되고, 군(23)의 출구부(12)는 엔드플레이트(6)의 유통구멍(7)을 통해서 배출헤더(9)에 연결되어 있다.

도입헤더(8)로부터 증발기(5)에 도입된 냉매(31)은 군(21)의 입구부(11)로부터 방(16)을 통과해서 U턴부(18)에 보내지고, U턴부(18)에서 U턴되어서 방(17)을 통과해서 출구부(12)에 보내진다. 출구부(12)에 보내진 냉매(31)은, 군(22)의 입구부(11)에 보내져서, 군(21)과 마찬가지의 흐름으로 군(23)에 보내지고, 군(23)의 유체통로(방(16),(17), U턴부(18))을 통과해서 배출헤더(9)로 배출된다.

이 사이, 물결형휜(4)의 사이에 공기(32)가 보내지고, 냉매(31)의 증발잠열을 이용해서 공기(32)가 냉각된다.

상기한 증발기(5)에서는, 도 17에 표시한 바와 같이, 배출헤더(9)의 하단부와 사이드플레이트(10)의 상단부와의 사이에는, 납땜부의 보수 등을 행하기 위하여 틈새가 형성되어 있다. 도시는 생략되어 있으나, 도입헤더(8)의 하단부와 사이드 플레이트(10)의 상단부와의 사이에도 마찬가지로 틈새가 형성되어 있다.

이와 같은 틈새가 존재하면, 이 틈새로부터 공기누설이 발생하고, 증발기(5)에 있어서의 열교환성능을 저하시키는 염려가 있다. 또, 출입구탱크부(3) 보다도 코어부(방(16),(17), U턴부(18))의 쪽이 내압강도가 높기 때문에, 이와 같은 틈새의 존재에 의해, 압력을 걸었을 때, 출입구탱크부(3)이 팽창하여, 증발기(5) 전체가 부채꼴로 변형할 염려가 있었다.

또, 상기한 바와 같은 적충형 열교환기의 사이드플레이트(10) 등은, 알루미늄 등의 기판위에 판형상의 땜납제(braxing material)를 피복(clad)한 클래드재에 의해서 성형되어 있다. 따라서, 열교환기본체 및 사이드 플레이트(10)등은, 열교환기를 조립한 상태에서 그 전체를 구속하고, 이것을 가열로에 넣으므로써, 납땜(brazing)을 행하고 있었다. 그때에, 편평튜브(1)과 물결형휜(4), 출입구탱크부(3)끼리가 납땜된다. 편평튜브(1)과 물결형휜(4)는 각 접촉점에서 납땜된다.

또 편평튜브(1)을 구성하는 플레이트(2)까지는, 그 가장자리부 등의 합친곳 및 내부에 돌출형성된 리브(19),(20)끼리의 접촉부에서도 납땜된다.

이 납땜을 행하면, 출입구탱크부(3)끼리만 납땜에 비해, 편평튜브(1)과 물결형휜(4)와의 결합부분인 코어부의 쪽이, 상기한 바와 같은 납땜점이 많기 때문에 고강도가 된다.

따라서, 냉매을 통하게 하므로써 압력이 걸렸을 경우, 출입구탱크부(3)의 강도가 낮기 때문에, 상기한 바와 같이, 이 부분이 크게 확대되고, 증발기(5) 전체가 부채꼴로 변형해 버릴 염려가 있었다.

또, 이와 같은 열교환기는 자동차 등에 탑재되기 때문에, 소형경량화가 도모되고 있다. 또한, 이 소형화는 열교환기전체로서 이루어지지 않으면 안된다.

즉, 코어부에 대하여 헤더부가 돌출하고 있는 경우에는, 헤더부의 돌출에 상당하는 부분이 코어부쪽에 있어서도, 쿠울러케이스의 손실공간으로 되어 버리는 것이다.

헤더를 소형화하는 수단으로서 배관을 편평화하는 것을 생각할 수 있으나, 단순히 배관을 편평화하는 것만으로는, 압력이 걸렸을때 부풀어 오르게 된다고 하는 불편이 생긴다.

본 발명은, 출입탱크에 압력이 걸려도, 이 출입구탱크가, 크게 부풀지않고, 또한, 헤더부의 소형화를 도모할 수 있는 적충형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 적충형 열교환기의 측면도.

도 2는 도 1중의 Ⅱ사시도.

도 3은 도 1중의 화살표시 Ⅲ사시도.

도 4는 도 3중의 Ⅳ-Ⅳ선 사시단면도.

도 5는 도 4중의 화살표시 Ⅴ부의 확대단면도.

도 6은 편평튜브의 분해사시도.

도 7은 도 1중의 Ⅶ-Ⅶ선 사시단면도.

도 8은 동열교환기의 평면을 따른 단면도.

도 9는 도 1중의 화살표시 Ⅴ부의 종단면도.

도 10은 도 9중의 A부의 부분확대단면도.

도 11은 도 9중의 B부의 부분확대단면도.

도 12는 편평튜브를 구성하는 플레이트의 정면도.

도 13은 플레이트의 상부의 확대도.

도 14는 도 8중의 Ⅷ-Ⅷ 사시도.

도 15는 헤더부의 단면도.

도 16은 도 3에 대응하는 사시도.

도 17은 종래의 적충형 열교환기의 측면도.

도 18은 도 16중의 우측부의 확대단면도.

도 19는 편평튜브를 구성하는 플레이트의 정면도.

도 20은 도 18중의 XI-XI선 사시단면도.

도 21은 적충형 열교환기의 냉매의 흐름상황을 설명하기 위한 개념사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

41,42,43 : 필렛,44 : 입구부,

45 : 출구부,47 : 구획벽,

48,49 : 방,50 : U턱부,

51 : 유체통로,52,53 : 물결형 내부휜,

54,55 : 유로,56 : U자형상유로,

57 : U자형상비이드,67 : 돌출벽,

81 : 편평튜브,82 : 플레이트,

83 : 출입구탱크부,84 : 물결형휜,

85 : 적충형 열교환기(evaporator : 증발기),

86 : 엔드플레이트,86a : 연통구멍,

86b : 플렌지부,87 : 유통구멍,

87a : 플랜지부,88 : 입구헤더,

89 : 출구헤더,89a : 하면,

90 : 사이드플레이트,91 : 홈,

92 : 관통구멍.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 출입구탱크부 및 코어부로 이루어진 편평튜브와 물결형휜을 교호로 다수 적충하고, 적충방향가장바깥부분에 있어서의 한쪽편의 탱크부에 입구헤더를 장착하는 동시에, 적충방향가장바깥부분에 있어서의 다른쪽편의 탱크부에 출구헤더를 장착하고, 코어부의 양쪽에 외벽판으로서의 사이드플레이트를 장착한 적충형 열교환기에 있어서, 상기 각 사이드플레이트의 상단부를 상기 입구헤더의 하단부 및 상기 출입구헤더의 하단부에 각각 접촉시킨 구성으로 하고 있다.

이와 같은 구성으로 하므로써, 압력이 걸렸을때의 출입구탱크부에 가해지는 퍼짐방향의 함은, 출입구헤더의 사이드플레이트에의 접촉에 의해 받아지고, 적충형 열교환기의 전체의 변형을 억제할 수 있다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 출입구탱크부와 코어부를 성형한 2장의 플레이트를 맞대어서 편평튜브를 형성하고, 이 튜브와 휜을 교호로 다수적충하는 동시에 좌우양쪽에 위치하는 상기 플레이트를 엔드플레이트로 하고, 이 엔드플레이트의 유체출입구에 헤더를 장착하고, 이들을 납땜접합해서 이루어진 적충형 열교환기에 있어서, 상기 편평튜브의 탱크부의 납땜접합부의 납땜필렛의 R을 0.2㎜ 이상으로 하는 동시에, 상기 플레이트와 엔드플레이트의 상부납땜접합부의 납땜필렛과 상기 헤더와 엔드플레이트의 상부납땜접합부의 납땜필렛과의 상하방향의 거리를 0.2㎜ 이하로 구성으로 하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 탱크부끼리의 납땜접합부의 필렛이 커져서 탱크부 전체의 강도가 향상하고, 내압성도 증가한다. 플레이트와 엔드플레이트의 상부 납땜접합부와 헤더와 엔드플레이트의 상부납땜접합부와의 상하방향거리를 0.2㎜ 이하로 작게 하므로서, 상기 상부납땜접합부에 발생하는 응력을 작게 할 수 있다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 일단부에 유체의 출입구탱크부를 성형하는 동시에 이 출입구탱크부사이에 유체유로를 성형해서 이루어진 프레스성형플레이트를 2장 맞대어서 편평튜브를 형성하고, 이 편평튜브를 다수적충해서 구성되는 적충형 열교환기에 있어서, 상기 출입구탱크부의 위쪽절반을 타원형으로 하고 있다.

상기 구조의 적충형 열교환기에 있어서는, 출입구탱크부의 위쪽절반을 타원형으로 하였으므로, 강도의 향상을 도모할수 있다. 또, 상하방향의 소형화도 유지할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 출입구탱크부와 코어부로 이루어진 편평튜브와 물결형휜을 교호로 적충해서 구성되는 적충형 열교환기의 상기 출입구탱크부의 유체출입구에 장착되고, 그 폭 방향치수에 대하여 상하방향 치수가 크게 되어 있는 편평단면형상을 가진 열교환기용 헤더에 있어서, 상하의 폭방향 변(邊)을 원호형상으로 하고, 이 부분이 상두께를 상하방향변의 상두께보다 크게 하는 동시에, 상하방향변에 형성하는 탱크부에의 연통구멍의 중심을 헤더중심에 대하여 편심시켜서 뚫어형성한 구성으로 하고 있다.

상기 구성의 헤더에 의하면, 헤더의 소형화를 도모할 수 있고, 또한 소정의 강도를 확보할 수 있다. 따라서, 코어부바깥쪽면과의 동일면화를 도모할 수 있어, 열교환기전체의 소형화를 달성할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 관한 적충형 열교환기의 측면도, 도 2에는 또 다른 1중의 Ⅱ사시도, 도 3에는 도 1중의 Ⅲ사시도, 도 4에 도 3중의 Ⅳ-Ⅳ선 사시확대도가 표시되어 있다.

도면에 있어서, (81)은 편평튜브이다. 편평튜브(81)은 프레스성형된 2장의 플레이트(82)가 맞대어져서 형성되어 있다. 편평튜브(81)의 일단부(도 1, 도 3에 있어서의 상단부)에는 탱크부로서의 출입구탱크부(83)이 형성되어 있다.

출입구탱크부(83) 이외의 편평튜브(81)의 타단부쪽은 코어부로 되어 있다.

편평튜브(81)와 물결형휜(84)가 교호로 적충되고, 이것에 출입구탱크부(83)이 연결되어서, 적충형 열교환기(evaporator : 증발기)(85)가 구성되어 있다.

양단부에 위치하는 편평튜브(81a)의 바깥쪽편은 엔드플레이트(86)으로 되어 있다. 출입구탱크부(83)에 있어서의 엔드플레이트(86)에는 유통구멍(87)이 형성되어 있다.

한쪽의 유통구멍(87)은 유체로서의 냉매의 입구헤더(88)에 연결되고, 다른쪽의 유통구멍(87)은 냉매의 출구헤더(89)에 연결되어 있다. 엔드플레이트(86)의 바깥쪽에는 물결형휜(84)가 배치되고, 각 물결형휜(84)의 바깥쪽에는 외벽판으로서의 사이드플레이트(90)이 각각 장착되어 있다.

도 6, 도 7에 의거해서 편평튜브(81)을 형성한다. 도 6은 편평튜브(81)의 분해사시도를 표시하고, 도 7은 도 1중의 Ⅶ-Ⅶ 선단면을 확대해서 표시한 도면이다.

플레이트(82)의 내부공간부는 중앙부의 상하방향으로 뻗는 구획벽(47)에 의해서 2개의 방(48),(49)로 구획되어 있다. 구획벽(47)은 하단부가 결여되고, 플레이트(82)의 하단부는 냉매를 U턴시키는 U턴부(50)를 형성하고 있다.

2장의 플레이트(82)를 맞대므로서, 구획벽(47)이 출입구탱크부(83)을, 입구부(44)와 출구부(45)로 구획하는 동시에, 입구부(44)에 연속하는 방(48)과 출구부(45)에 연속하는 방(49)를 형성한다. 또, 방(48)과 방(49)는 U턴부(50)에서 연통되고, 방(48),(49) 및 U턴부(50)에 의해서 유체통로(51)이 형성된다.

유체통로(51)의 방(48),(49)의 부분(직선부분)에는 물결형내부휜(52),(53)이 삽입되어 있다. 물결형내부휜(52),(53)에는, 도 7에 표시한 바와 같이, 방(48),(49)의 길이방향(상하방향)을 따른 유로(54),(55)가 복수분리해서 구획형성되도록, 길이방향을 따른 물결형(52a),(53a)가 복수형성되어 있다.

방(48),(49)에는, 구획벽(47)을 따라서 평행하게 뻗고 플레이트(82)의 바깥쪽이 홈형상으로 되는 돌출벽(67)이 형성되어 있다. 2장의 플레이트(82)을 맞대어서 접합하였을때, 도 7에 표시한 바와 같이, 물결형내부휜(52),(53)은 중앙부가 돌출벽(67)에 끼워진 상태로 장착된다.

돌출벽(67)에 의해서 플레이트(82)의 바깥쪽에 홈이 형성된다. 이에 의해, 편평튜브(81)의 바깥쪽면에는, 구획벽(47)에 의해서 형성되는 홈과 돌출벽(67)에 의해서 형성되는 홈이 존재하게 되고, 응축수의 흘러내림을 촉진시켜서, 이슬물방울비산을 방지할 수 있다.

도 6에 표시한 바와 같이, 유체통로(51)의 U턴부(50)의 부분에는, 냉매의 U턴의 안내하기 위한 U자형상유로(56)이 복수분리해서 구획형성되어 있다. U자형상유로(56)은 플레이트(82)의 맞댐면에 프레스성형된 복수의 U자형상비이드(57)에 의해서 형성되고, U자형상유로(56)은 플레이트(82)의 형상을 따른 U자형으로 되어 있다.

상기 편평튜브(81)에서는, 입구부(44)로부터 유입한 유체로서의 냉매는, 물결형내부휜(52)에 의해서 구획된 유로(54)를 통과해서 U턴부(50)로 인도되고, U자형상비이드(57)에 의해서 구획된 U자형상유로(56)에서 U턴되고, 물결형내부휜(53)에 의해서 구획된 유로(55)를 통과해서 출구부(45)까지 흐른다.

상기 편평튜브(81)과 물결형휜(84)를 교호로 적충한 증발기(85)의 전체에 있어서의 냉매 및 공기의 흐름의 일예는, 상기한 도 21에서 표시한 상황과 동일하다.

도 1 내지 도 4에 표시한 바와 같이, 사이드플레이트(90)의 안쪽면에는, 상하방향으로 뻗는 동시에 바깥쪽면에 볼록형상으로 되는 홈(91)이 본 실시예에서는 3개 형성되어 있다. 사이드플레이트(90)의 안쪽면의 응축수는 3개의 홈(91)에 안내되어서 흘러내린다. 또한, 홈(91)의 수는 3개에 한정되지 않는다. 확실하게 억제할 수 있다.

증발기(85)의 코어부에는, 물결형내부휜(52),(53)을 개재해서 플레이트(82)가 접합되어 있으므로, 납땜부가 많아지고 있다. 따라서, 출입구탱크부(83)과 코어부와의 강도에는 큰 차가 있다. 이 때문에, 압력이 걸렸을때에는 코어부와 출입구탱크부(83)에서 변형량에 큰 차가 발생하나 상기한 바와 같이, 출구헤더(89)와 사이드플레이트(90)을 접합하므로서, 강도상 불리한 출입구탱크부에 있어서의 변형을 충분히 억제할 수 있다.

또한, 도 5에서는 출구헤더(89)와 사이드플레이트(90)의 접합부를 표시하였으나, 입구헤더(88)도 출구헤더(89)와 동일형상이고, 사이드플레이트(90)과의 접합부도 동일구성으로 되어 있다.

상기한 증발기(85)는, 입구헤더(88) 및 출구헤더(89)의 하면을 사이드플레이트(90)의 상면에 접합하였으므로, 압력이 걸렸을때의 출입구탱크부(83)에 가해지는 퍼짐방향의 힘은, 사이드플레이트(90)에서 받을 수 있어, 코어부와 출입구탱크부(83)에 큰 강도차가 있는 증발기(85)의 전체의 변형을 억제할 수 있다.

또, 입구헤더(88) 및 출구헤더(89)와 사이드플레이트(90)과의 사이에 틈새가 존재하지 않으므로, 공기누설이 발생하는 일이 없고, 열교환성능이 저하할 염려가 없다.

이상 설명한 적충형 열교환기에 의하면, 각 사이드플레이트의 상단부를 입구헤더의 하단부 및 출구헤더의 하단부에 각각 접촉시켰으므로, 압력이 걸렸을때의 또, 도 3에 표시한 바와 같이, 사이드플레이트(90)에는 관통구멍(92)이 복수형성되어 있다. 관통구멍(92)는 아래쪽에 위치할수록 서서히 직경이 크게 되어 있다. 사이드플레이트(90)의 내주면의 응축수는 관통구멍(92)로부터 외부로 배출된다. 이 구멍(92)는 긴구멍이어도 된다.

사이드플레이트(90)에 홈(91) 및 관통구멍(92)를 형성하므로서, 사이드플레이트(90)의 안쪽의 응축수는 홈에 안내되어서 흘러내리는 동시에, 관통구멍(92)로부터 외부로 배출된다. 이에 의해, 공기의 후류쪽으로 응축수가 흐르는 일이 없다.

도 1 및 도 5에 의거해서 사이드플레이트(90)의 상부의 상태를 설명한다. 도 5에는 도 1중의 화살표시 Ⅴ부의 확대도가 표시되어 있다.

출구헤더(89)는 단면이 대략 직사각형상을 이루고, 엔드플레이트(86)의 유통구멍(87)에 연결되어 있다. 사이드플레이트(90)의 상단부에는 수평부(93)이 형성되고, 수평부(93)의 선단부는 엔드플레이트(86)에 접합되어 있다.

출구헤더(89)의 하면과 수평부(93)의 상면은 접촉상태에 있으며, 필요에 따라서 서로 납땜에 의해 접합되어 있다.

출구헤더(89)와 사이드플레이트(90)이 접합되어 있기 때문에, 압력이 걸렸을때의 출입구탱크부(83)에 가해지는 퍼짐방향의 힘은, 사이드플레이트(90)에서 받아지고, 증발기(85)전체의 변형이 억제된다. 사이드플레이트(90)에는, 바깥쪽면에 볼록형상으로 되는 홈(91)이 형성되어 있으므로, 충분한 강도록 가지고, 변형을 탱크부에 가해지는 퍼짐방향의 힘은 출입구헤더의 사이드플레이트에의 접촉에 의해 받을 수 있다. 이 결과, 적충형 열교환기의 내압강성이 향상되고, 전체의 변형을 최소한으로 억제할 수 있다.

다음에, 상기의 편평튜브(81)에 있어서, 탱크부(83)의 입구부(44) 및 출구부(45)는 판폭방향으로 홀쭉하고 편평한 형상을 하고 있으며, 입구부(44) 또는 출구부(45)와 연통하는 연통구멍(87)의 한쪽은 관통구멍으로 되고, 또 한쪽은 연통구멍(87)이 가장자리에 플랜지부(87a)를 형성한 형상을 이루고 있다. 도 8에 표시한 바와 같이, 이 플랜지부(87a)는 인접하게 되는 편평튜브(81)의 연통구멍(87)에 삽입된다.

도 8에 표시한 바와 같이, 양단부에 위치하는 편평튜브(81a),(81b)는, 플레이트(82)와, 플랜지부(86b)가 붙은 연통구멍(86a)을 가진 엔드플레이트(86)를 조합해서 구성된다. 그리고, 냉매의 들어가는 쪽에 형성된 편평튜브(81a)의 연통구멍(86a)의 플랜지부(86b)에는, 들어가는쪽 헤더(88)의 공급부(88a)가 끼워맞춤된다.

냉매의 나가는 쪽이 되는 편평튜브(81b)의 연통구멍(86a)의 플랜지부(86b)에는, 나가는쪽 헤더(89)의 배출구(89a)가 끼워맞춤된다. 들어가는쪽 헤더(88)에는 냉매의 도입배관이 접속되고, 또 나가는쪽 헤더(89)에는 냉매의 배출배관이 연결된다.

또한, 엔드플레이트(86)의 바깥쪽에는 물결형휜(84)가 배설되고, 그 바깥쪽에는 당해 열교환기의 바깥프레임으로도 되는 사이드플레이트(90)이 배설된다.

플레이트(82), 물결형휜(84) 등은, 알루미늄계금속의 기판에 판형상의 땜납재를 피복시킨 클래드재로 성형된다. 따라서, 편평튜브(82), 물결형휜(84), 헤더(88),(89)등을 적충하고, 또한 조합하여, 그 상태에서 이들을 지그 등을 개재해서 구속하고, 그것을 가열로속에서 소정시간 가열하므로써 납땜조립된다.

그리고, 이납땜에 의해, 탱크부(83) 사이에는 도 9, 도 11에 표시한 바와 같이 필렛(41)이 형성된다. 이 필렛(41) 표면은, 그 곡률반경 R이 0.2㎜ 이상으로 되도록 한다. R이 0.2㎜이상이면, 소정의 반복내압(耐壓)기준 (예를 들면, 압력 : 17kgf/㎠, 15만번)을 만족한다.

또, 도 10에 표시한 바와 같이 끝에 위치하는 편평튜브(81a),(81b)에 있어서는, 플레이트(82)와 엔드플레이트(86)의 상부납땜접합부의 필렛(42)와, 헤더(88),(89)와 엔드플레이트(86)의 상부납땜접합부의 필렛(43)과의 상하방향의 거리 L이 0.2㎜ 이하가 되도록 한다. 즉, 엔드플레이트(86)의 형상을 L 치수가 작아지는 것으로 하는 동시에, 필렛(42),(43)이 커지도록, 이 부분에 공급되는 땜납재를 조정하는 것이다.

이와 같이 L 치수를 0.2㎜ 이하로 하므로써 납땜접합부에 발생하는 응력이 저감되는 것이 실험에 의해 확인되고 있다.

필렛(41)의 R을 0.2㎜ 이상으로 하고, L 치수를 0.2㎜ 이하로 하는 것은, 클래드재의 선택, 납땜조건(가열온도, 가열시간 등)의 선정에 의해 행한다.

상기한 적충형 열교환기에 의하면, 탱크부(83)의 필렛(41)의 크기, 플레이트(82)와 엔드플레이트(86)의 접합필렛(42)와 엔드플레이트(86)과 헤더(88),(89)의 접합필렛(43)과의 거리를 특정하므로서, 탱크부(83)방향의 강도가 높아지고, 유해한 변형, 납땜부 및 그 부근의 파단의 염려가 없어진다.

또, 상기한 편평튜브(81)에 있어서, 출입구탱크부(83)의 입구부(44) 및 출구부(45)는, 도 12, 도 13에 상세히 표시되고 있는 바와 같이, 판폭방향으로 홀쭉하고 편평한 형상으로 되어 있고, 하반부(44a)(45a)는 장원형을 이루고, 상반부(44b),(45b)만이 타원형을 이루고 있다.

상기 구조의 편평튜브(81a),(81b)를 사용한 적충형 열교환기에 있어서는, 출입구탱크부(83)이 편평하게 되어 있으므로, 높이방향의 치수를 감축할 수 있고, 또한 상반부를 타원형으로 하고 있으므로, 강도적으로도 뛰어난 것으로 되어, 소망의 반복강도, 내압강도를 얻을 수 있다.

또한, 타원형으로 하는 것은 상반부만으로도 된다. 강도적으로 상반부만으로 충분하며, 또 유효면적을 확보하기 위해서이기도 한다.

따라서, 상기 적충형 열교환기에 의하면, 출입구탱크부(83)의 상반부(44b),(45b)만을 타원형으로 하였으므로, 냉매유로의 큰 감소를 수반하지 않고 강도를 올릴 수 있어, 반복가압속도, 내압강도가 향상된다.

또, 적충방향 뿐만 아니고, 이와 같이 둘레방향의 강도도 높이므로써 열교환기 전체의 내압강도가 향상된다.

다음에, 나가는쪽 헤더(89) 및 들어가는 쪽 헤어(88)의 구조를 도 14∼도 16에 의거해서 설명한다.

나가는쪽 헤더(89)의 횡단면형상은, 폭방향에 비해서 상하방향이 큰 세로긴형상으로 되어 있으며, 그 상변(上邊)부(89b) 및 하변부(89c)의 내면은, 폭방향으로 타원호형상으로 되어 있다. 또, 상변부(89b) 및 하변부(89c)의 상두께(tA)는 종변(縱邊)부 (상하방향변부)(89d),(89e)의 상두께(tB)보다 두껍게 되어 있다. 또, 헤더(89)의 상면(89f)는 편평튜브(81),(81a),(81b)와 동일하거나 그보다 낮아지게 되어 있으며, 그 때문에 헤더(89)의 상하방향중심 01과 출구부 즉 연통구멍(86b)의 플랜지부(86b)의 높이방향중심 02와는 일치하지 않고, 헤더(89)의 안쪽종변부(89d)에 형성되고 배출구(89a) 헤더(89)의 중심 01에 대하여 상하방향으로 위치를 어긋나게해서 형성되어 있다.

또한, 헤더(89)의 하면(89g)는 평탄부로 되어 있으며, 사이드플레이트(90)의 상단부위치로 규제하는 구실을 다하도록 되어 있다.

들어가는쪽 헤더(88)은, 공급부(88a)의 위치가 틀리는 것을 제외하고는, 나가는쪽 헤더(89)와 마찬가지 구조로 되어 있다. 즉, 들어가는쪽 헤더(88)의 공급구(88a)는, 또 한쪽의 엔드플레이트(86)에 형성된 연통구멍(86a)에 맞추어진 위치에 형성된다. 또한, 헤더(88),(89)에는 냉매의 도입배관(100), 배출배관(101)이 연결된다.

증발기로서 조립된 상태에 있어서, 헤더(88),(89)의 바깥쪽면은 사이드플레이트(90)의 바깥면과 거의 동일면이 되고, 상면도 편평튜브(81) 등의 정상면과 거의 동일면으로 되어, 전체적으로 돌출한 부분이 없는 것으로 된다. 즉, 손실공간이 없는 것으로 된다.

또한, 적충한 상태에서 납땜할때에, 구속하기 위한 구속도구는, 양끝의 헤더(88),(89)에 닿게 된다.

상기 실시예에서는, 헤더(88),(89)의 상하양변부를 다원호형상으로 한 것을 들고 있으나, 통상의 원호형상이어도 된다. 또, 본 발명에 관한 헤더를 적용할 수 있는 열교환기는 상기의 것에 한하지 않고 열교환기전반에 적용할 수 있다. 코어부의 구조등도 상기의 것에 한정되지 않는다.

본 발명에 관한 헤더에 의하면, 유로면적을 유지하면서, 그 형상을 열교환기 전체형상으로서 돌출이 없는 것으로 할 수 있다. 또, 상변부, 하변부를 원호형상으로 하고 있으므로 강도적으로도 뛰어나고, 냉매 등을 통하게 하므로서 변형하는 일도 없다.

Claims (2)

1. 탱크부와 코어부로 이루어진 편평튜브와 물결형휜을 교호로 적충해서 구성되는 적충형 열교환기의 상기 탱크부의 유체출입구에 장착되고, 그 폭방향치수에 대하여 상하방향치수가 크게 되어 있는 편평단면형상을 가진 열교환기용헤더(89)에 있어서, 상하의 폭방향 변(邊)을 원호형상으로 하고, 이 부분의 상두께(tA)를 상하방향변부의 상두께(tB) 보다 크게 하는 동시에, 상하방향변부에 형성하는 탱크부에의 연통구멍(86b)의 중심을 헤더(89) 중심에 대하여 편심시켜서 뚫어 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기용헤더.
2. 제1항에 있어서, 상기 헤더(89)의 폭방향은 코어부의 바깥쪽면과 거의 동일면으로 하고, 상변부는 탱크부의 상면과 거의 동일면으로 한 것을 특징으로 하는 열교환기용헤더.

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