KR100189826B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 그 내부에 열교환매체의 유동통로가 형성된 복수개의 튜브와, 상호 소정간격 이격되며 상기 튜브의 양단부가 삽입 체결되는 복수개의 슬롯이 형성된 한쌍의 헤더와, 상기 헤더와 결합되어 그 내부에 열교환매체 통로를 형성하는 탱크 및 상기 탱크와 헤더 사이에 설치되며 상기 헤더 및 탱크에 각각 접합되는 접합부와, 이 접합부를 연결하는 격벽부를 구비하는 보강부재를 포함하여 된 열교환기가 제공된다. 이러한 열교환기는 탱크와 헤더의 결합력이 향상되어 그 내구성이 향상되며, 열교환효율이 향상된다는 장점이 있다.

Description

열교환기

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 상세하게는 자동차 공기조화장치의 응축기 또는 히이터 코어로 사용되는 열교환기에 관한 것이다.

통상적으로 자동차용 공기조화장치의 히이터 코어 또는 응축기로 사용되는 열교환기는 한쌍의 헤더와, 이 헤더에 그 양단부가 삽입 고정되는 복수개의 튜브와, 이 튜브 사이에 개재되는 방열휜 및 상기 헤더에 각각 결합되어 열교환매체의 통로를 형성하는 튜브를 구비하여 된다.

이러한 구성의 열교환기에서 통상적으로 헤더와 탱크의 결합함에 있어서, 상기 헤더의 가장자리부를 따라 측벽 또는 홈을 형성하여, 이 측벽 및 홈에 탱크의 양단부를 접촉시키거나 삽입하여 브레이징 접합하였다. 상술한 바와 같이 접합된 헤더와 탱크는 열교환매체의 통로를 형성하는데, 상기 열교환매체의 통로를 흐르는 열교환매체의 유동압력 및 외부로부터의 충격 등이 헤더와 탱크의 접합부위에 지속적으로 전달됨으로써 탱크와 헤더의 접합부위의 내구성이 나빠진다는 문제점이 있다. 따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술이 지속적으로 연구되고 있는데, 이러한 기술 중의 일예가 적용된 열교환기가 도 1에 도시되어 있다.

이 열교환기는 상호 이격되어 설치되는 한쌍의 헤더(11)(12)와, 이 헤더(11)(12)에 그 양단부가 삽입 고정되는 복수개의 튜브(13)와, 이 튜브 사이에 개재되는 방열휜(14) 및 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되어 열교환매체의 유동통로를 형성하는 상,하부 탱크(15)(16)를 구비하여 된다. 여기서, 상기 헤더(11)(12)와 탱크(15)(16)의 상호 대응되는 면에는 복수개의 돌기(17)(18)가 형성되어 상호 접합된다. 또한 상기 헤더(11)(12)의 가장자리부를 따라 측벽 또는 홈을 형성하여, 이 측벽 및 홈에 탱크(15)(16)의 양단부를 접촉시키거나 삽입하여 브레이징 접합함으로써, 헤더(11)(12)에 대한 탱크(15)(16)의 접합력을 향상시키고자 하였다.

상술한 열교환기에 있어서, 상기 탱크(11)(12) 및 헤더(15)(16) 사이에 형성된 열교환매체 통로를 흐르는 열교환매체의 유동압력 및 외부의 충격 등에 의한 헤더(11)(12)와 탱크(15)(16)의 결합력을 향상시키기 위해서, 헤더(11)(12) 및 탱크(15)(16)의 상호 대응되는 면에 복수개의 돌기(17)(18)를 형성시켜서 상호 접합시키고 있다. 하지만, 이와 같이 헤더(11)(12)와 탱크(15)(16)에 돌기(17)(18)를 형성시키기 위해서는 별도의 공정이 추가되어야 하며, 또한 상기 헤더(11)(12)에서 튜브(13)의 단부가 위치하는 부분의 사이에 복수개의 돌기(17)(18)를 성형하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 따라서, 헤더(11)(12)와 탱크(15)(16)의 전체적인 형상이 복잡해지며, 또한 헤더(11)(12)와 탱크(15)(16)의 형상이 상이하므로 그 제작의 효율성이 나빠지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 헤더 및 탱크의 성형이 용이하며, 헤더에 대한 탱크의 접합력이 강화되어 내구성이 향상된 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 도시한 일부분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 일부분해사시도.

도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 보강부재를 분리하여 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21.튜브 22.방열휜

23.헤더 24.탱크

25.보강부재 25a.제1접합부

25b.제2접합부 25c.격벽부

25d.관통홀

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 열교환기는, 그 내부에 열교환매체의 유동통로가 형성된 복수개의 튜브와, 상호 소정간격 이격되며 상기 튜브의 양단부가 삽입 체결되는 복수개의 슬롯이 형성된 한쌍의 헤더와, 상기 헤더와 결합되어 그 내부에 열교환매체 통로를 형성하는 탱크와 및 상기 탱크와 헤더 사이에 설치되며 상기 헤더 및 탱크에 각각 접합되는 접합부와, 이 접합부를 연결하는 격벽부를 구비하는 보강부재를 포함하여 되며, 상기 보강부재는 각각 연결되어 요철형으로 형성된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 일 실시예를 도시한 것으로서, 그 구성은 다음과 같다.

도면을 참조하면, 그 내부에 열교환매체의 유동통로가 형성된 복수개의 튜브(21)가 상호 이격되어 배치되고, 이 튜브(21) 사이에는 각각 방열휜(22)이 각각 개재된다. 여기서, 상기 튜브(21)는 열교환매체의 통로가 적어도 하나 이상 형성된 압출 튜브를 사용함이 바람직하다. 그리고, 상기 튜브(21)의 양단부는 각각 한 쌍의 헤더(23)에 형성되어 있는 슬롯(23a)에 삽입 고정되고, 이 헤더(23)에는 각각 탱크(24)가 결합되어 그 내부에 열교환매체의 통로를 형성하게 된다. 여기서, 상기 헤더(23)에 형성된 슬롯(23a)은 적어도 일열 이상으로 배열 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 헤더(23)와 탱크(25)사이에는 상기 탱크(24)와 헤더(23)의 내주면에 각각 접합되는 제1 및 제2접합부(25a)(25b)와 상기 헤더(23) 및 튜브(24)에 의해 형성된 열교환매체의 통로상에 위치하며 관통홀(25d)이 형성된 격벽부(25c)를 구비하는 보강부재(25)가 설치된다.

상술한 구조의 열교환기에서, 상기 헤더(23) 및 탱크(24)는 상호 대응하는 형상으로 그 결합부에서 탱크(24)의 내주면은 헤더(23)의 외주면에 대응하게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 일측이 개방된 두 개의 상자 모양의 부재로서, 그 결합부에서 그 중 하나의 외주면이 다른 부재의 내주면의 형상에 대응되는 단순한 형상인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보강부재(25)의 제1 및 제2접합부(25a)(25b)는 상기 탱크(24) 및 헤더(23)의 내주면에 각각 접촉되는데, 상기 제1접합부(25a)의 폭은 상기 제2접합부(25b)의 폭보다 넓게 형성되며, 상기 제2접합부(25b)는 상기 헤더(23)에 형성된 슬롯(23a)사이에 각각 접촉되게 된다. 그리고, 상기 보강부재(25)의 격벽부(25c)에는 적어도 하나 이상의 관통홀(25d)이 형성되어 열교환매체의 통로를 형성하는데, 이 관통홀(25d)은 헤더(23)와 탱크(24)에 의해 형성된 열교환매체의 통로의 길이방향으로 각각 어긋나게 형성된다. 또한, 상기 탱크(24) 및 헤더(23)에 의해 형성된 열교환매체의 통로를 차단하는 배플의 역할을 할 수 있도록, 상기 격벽부(25c)중에서 적어도 한쌍의 격벽부는 관통홀(25d)이 형성되지 않는 것이 바람직하다.

도 3은 도 2의 열교환기의 보강부재(25)를 분리하여 도시한 것으로서, 앞서 도시된 도면과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 가르킨다.

이 보강부재(25)에는 소정간격을 두고 제1접합부(25a) → 격벽부(25c) → 제2접합부(25b) → 격벽부(25c) → 제1접합부(25a)의 순서로 제1 및 제2접합부(25a)(25b)와 격벽부(25c)가 접철 가능하게 형성된다. 여기서, 상기 격벽부(25c)에는 적어도 하나 이상의 관통홀(25d)이 형성되는데, 이 관통홀(25d)은 보강부재(25d)의 길이 방향으로 어긋나게 형성된다. 또한, 상기 격벽부(25c)중에서 배플의 역할을 하는 관통홀(25d)이 형성되지 않는 격벽부(25c)가 적어도 하나 이상 형성된다. 이러한 구성의 보강부재에서 각각의 부분이 접철되어 형성된 보강부재가 도 4에 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 보강부재(25)는 그 길이방향으로 상호 어긋나게 배치된 관통공(25d)이 형성된 격벽부(25c)가 위치하게 되고, 그 상, 하면은 탱크(24) 및 헤더(23)의 내주면에 접촉되는 제1 및 제2접합부(25a)(25b)가 위치하게 된다.

상술한 구조의 열교환기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

열교환매체는 헤더(23)와 탱크(24) 사이에 형성된 열교환매체 통로와, 이 열교환매체 통로에 연통된 튜브 내의 통로를 흐르며 외부와 열교환을 행하게 된다. 이때, 본 발명에 따른 열교환기에서는, 탱크(24)와 헤더(23)사이에 설치된 제1 및 제2접합부(25a)(25b)와 격벽부(25c)를 구비하는 보강부재(25)가 열교환매체의 난류화를 촉진시키며 헤더(23)와 탱크(24)의 결합력을 향상시켜 그 내구성을 향상시킨다. 즉, 보강부재(25)의 격벽부(25c)에는 관통홀(25d)이 보강부재(25)의 길이방향으로 어긋나게 형성되어 있으므로, 이를 통과하는 열교환매체의 난류화를 촉진시키게 된다. 또한, 보강부재(25)의 제1결합부(25a) 및 제2결합부(25b)는 각각 탱크(24) 및 헤더(23)의 내주면에 접합되므로, 탱크(24)와 헤더(23)의 결합력이 향상되게 된다. 또한, 탱크(24)의 내주면과 헤더(23)의 외주면이 상호 대응되는 단순한 형상이므로 그 성형이 용이하며 조립이 용이하게 된다.

본 발명에 따른 열교환기는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 탱크와 헤더 사이에 설치되는 보강부재의 제1접합부 및 제2접합부가 각각 상기 탱크 및 헤더의 내주면에 접합되므로, 그 결합력이 향상되어 열교환기의 내구성이 향상된다.

둘째, 헤더와 탱크 사이에 형성된 열교환매체의 통로에는 이 통로의 길이 방향으로 어긋나게 배치된 관통홀이 형성된 격벽부가 설치되므로, 열교환매체의 난류화가 촉진되어 열교환효율이 향상된다.

셋째, 격벽부중에서 적어도 하나의 격벽부에는 관통홀이 형성되지 않음으로, 열교환매체의 통로를 차단하여 열교환기에서 전체적인 열교환매체의 유동경로가 길게 형성되어 열교환효율이 향상된다.

넷째, 탱크의 내주면과 헤더의 외주면이 상호 대응되는 단순한 형상이므로 그 성형이 용이하며, 조립이 용이하게 된다.

Claims (4)

1. 그 내부에 열교환매체의 유동통로가 형성된 복수개의 튜브;

   상호 소정간격 이격되며 상기 튜브의 양단부가 삽입 체결되는 복수개의 슬롯이 형성된 한쌍의 헤더;

   상기 헤더와 결합되어 그 내부에 열교환매체 통로를 형성하는 탱크;

   상기 탱크와 헤더 사이에 설치되며 상기 헤더 및 탱크에 각각 접합되는 접합부와, 이 접합부를 연결하는 격벽부를 구비하는 보강부재;를 포함하여 된 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보강부재는 각각 연결되어 요철형으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 보강부재의 격벽부에는 관통공이 열교환매체 통로의 길이방향으로 어긋나게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보강부재는 관통공이 형성되지 않은 격벽부를 적어도 하나 이상 포함하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기.