KR100207567B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

열교환기를 개시한다. 본 발명은 마주보며 나란하게 배열되고 그 내부에 열교환매체 통로가 형성된 다수의 헤더파이프와, 상기 헤더파이프 사이에 수직으로 배치되고 그 양단부가 헤더파이프에 관통결합되어 헤더파이프를 상호 연결해주는 튜브와, 튜브사이에 개재되어 열을 방출하는 핀을 구비하여 된 열교환기에 있어서, 상기 헤더파이프는 두 개의 채널이 나란하게 형성되고 상기 채널들 사이에 채널들과 나란하게 형성된 다수의 돌출탭을 가진 제1패널과, 상기 각 채널을 폐쇄하여 밀폐된 유체 이동 통로가 형성되도록 하고 상기 삽입홀에 마주하도록 형성된 다수의 돌출탭을 구비한 제2패널을 포함하며, 상기 돌출탭이 삽입홀에 삽입되어 두 패턴이 고정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 채용으로써, 열교환기의 제작효율을 높이고 조립을 용이하게 만드는 효과가 있다.

Description

열교환기

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 특히, 열교환매체 통로가 되는 헤더파이프의 구조가 개선된 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 공기조화장치 등에 사용되는 열교환기는 그 내부의 열교환매체와 외부의 공기가 효과적으로 열교환을 행할 수 있도록 구성된 것으로서, 그 구조나 열전달 방향 등에 따라 여러종류의 것이 있으며, 그 중의 하나를 제1도에 개략적으로 나타내 보였다. 도면을 참조하면, 열교환기(10)는 열교환매체 유동관(11)(16)이 각각 접속되어 있는 한 쌍의 나란한 헤더파이프(12)(12')와, 이 헤더파이프(12)(12')들 사이에 다수 나란하게 배치된 튜브(13)들을 구비하고 있다. 각 튜브(13)는 헤더파이프(12)(12')에 형성된 튜브삽입공(12a)에 그 단부가 삽입되어 고정되어 있으며, 그 내부를 유동하는 열교환매체와 그 몸체를 스치는 외부 공기와 열교환을 행하도록 되어 있다. 그리고, 상기 열교환매체의 열교환이 효과적으로 이루어지도록, 튜브(13)들 사이에는 넓은 전열면적을 갖는 휜(15)이 설치되어 튜브(13)들과 함께 외부공기와 열교환이 이루어진다. 미설명부호 14는 양단을 막아주는 마개이다. 이러한 구성의 열교환기에 있어서, 일측 헤더파이프(12)로 유입된 열교환매체는 튜브(13)들을 따라 타측 헤더파이프(12')로 유동한다.

상기한 헤더파이프(12)(12')는 제2도에 도시된 바와 같이, 헤더(12a)와 탱크(12b)의 두 부재의 결합으로 만들어지며, 반원통상의 탱크(12b)와 상기 탱크(12b)의 길이방향 양측의 스커트에 대응하는 플랜지를 갖는 헤더(12a)가 스커트와 플랜지의 결합에 의해 하나의 유체 유동통로를 형성한다.

한편, 사용되는 열교환매체의 양에 따라, 헤더파이프를 크게 만들고 그 내부에 분리벽을 형성하여 두 개의 열교환매체 이동통로를 만들어 사용하는 방법이 있고, 또 다른 방법은 열교환기를 결합하여 사용하기도 하는데, 후자의 경우를 제3도에 도시하였다. 이 열교환기(30)는 제1열교환기의 헤더파이프(32)를 제2열교환기의 헤더파이프(32')의 결합시키고 각각의 헤더파이프(32)(32')에 튜브(33)를 결합시켜 마주하는 헤더파이프(32)(32')로 열교환매체 통로를 연결시키고 있다.

이와같이 구성된 열교환기(30)는 다음과 같이 작동한다. 열교환매체가 유입구(31)를 통해 유입되면 제1열교환기의 헤더파이프(32)에서 인접한 제2열교환기의 헤더파이프(32')로 흘러들어가고, 제1열교환기의 헤더파이프(32)와 제2열교환기의 헤더파이프(32')에 유입된 열교환매체는 튜브(33)(33')를 따라 밑으로 흘러내리고 상기 헤더파이프(32)(32')들과 마주하는 제2열교환기의 헤더파이프(32')와 제1열교환기의 헤더파이프(32)를 따라 유출구(31')를 통해 밖으로 나오게 된다. 이 과정에서 튜브(33)(33')를 지나며 튜브(33)(33')사이에 개재된 방열핀(35)과 튜브(33)(33')를 스치는 외부공기를 통해 밖으로 열을 방출하게 된다.

그러나, 상기한 구조로 된 열교환기(30)는 두 개의 완전한 열교환기를 만들어 헤더파이프를 결합하여 사용하는 것이므로 조립공정이 그 만큼 많아지고 헤더파이프를 결합하는 과정에서도 열교환매체 통로가 연결되도록 두 개의 헤더파이프를 관통되게 결합해야 하므로 제작공정과 정확도를 요구하므로 제작효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 열교환기의 제작효율을 높이고 조립을 용이하게 만드는 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 열교환기중에 그 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

제2도는 제1도에 도시된 열교환기의 헤더파이프를 개략적으로 도시한 사시도이다.

제3도는 종래의 열교환기중에 다른 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

제4도는 본 발명에 따른 열교환기를 개략적으로 도시한 사시도이다.

제5도는 본 발명에 따른 열교환기에 채용된 헤더파이프를 개략적으로 도시한 분리사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 열교환기 12,12' : 헤더파이프

13 : 튜브 15 : 핀

14 : 앤드캡 11 : 유입구

16 : 유출구 12a : 헤더

12b : 탱크 41 : 제1패널

41a : 삽입홀 41b,42d : 제1플랜지부

42d : 제2플랜지부 41c,41c',42e,42e' : 채널

42 : 제2패널 42a : 탭

42b : 관통홀 42c : 튜브공

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마주보며 나란하게 배열되고 그 내부에 열교환매체 통로가 형성된 다수의 헤더 파이프와, 상기 헤더파이프 사이에 수직으로 배치되고 그 양단부가 헤더파이프에 관통결합되어 헤더파이프를 상호 연결해주는 튜브와, 튜브사이에 개재되어 열을 방출하는 핀을 구비하여 된 열교환기에 있어서, 상기 헤더 파이프는, 두 개의 채널이 나란하게 형성되고, 상기 채널들 사이에 채널들과 나란하게 형성된 제1플랜지부 및, 상기 제1플랜지부에 형성된 다수의 삽입홀을 가진 제1패널과; 상기 각 채널을 폐쇄하여 밀폐된 유체 이동 통로가 형성되도록 상기 제1패널의 채널과 대응하는 두 개의 채널이 나란하게 형성되고, 상기 제1플랜지부에 대응하는 제2플렌지부를 가지며, 상기 삽입홀에 삽입될 수 있도록 상기 제2플랜지부의 일부를 랜싱함으로써 형성된 다수의 돌출탭을 구비한 제2패널;을 포함하며, 상기 돌출탭이 상기 삽입홀에 삽입되어 두 패널이 고정되고, 상기 돌출탭이 상기 삽입홀에 삽입되어 고정되었을 때 상기 삽입홀에 일치하는 관통공이 상기 제2패널상에 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열교환기를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 열교환기를 개략적으로 도시한 사시도이다. 제5도는 본 발명에 따른 열교환기에 채용된 헤더파이프를 개략적으로 도시한 분리사시도이다.

본 발명에 따른 열교환기는 그 구성과 작용이 상기한 종래의 것과 거의 유사하므로 특징적인 구성만 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 열교환기에 채용된 헤더파이프는 제5도에 도시된 바와 같이, 제1패널(41)과 제2패널(42)의 결합으로 이루어진다. 제1패널(41)은 두 개의 채널(41c)(41c')을 가지며, 채널(41c)과 채널(41c') 사이에 채널(41c)(41c')들과 나란한 제1플랜지부(41b)를 형성하고 있다. 상기 제1플랜지부(41b)에는 채널(41c)(41c')들과 나란하게 다수의 삽입홀(41a)이 형성되어 있다. 상기 제1패널(41)에 결합되는 제2패널(42)은 제1패널의 두 채널(41c)(41c')을 밀폐시키며 결합되기 때문에 열교환매체 통로를 형성하게 된다. 제2패널(42)의 구조는 제1패널(41)의 두 채널(41c)(41c')을 밀폐시키는 면에서 여러 가지의 구조가 나올 수 있겠지만 대칭적으로 두 채널(42e)(42e')이 형성된 것이 바람직하다. 상기 채널(42e)(42e')들에는 튜브가 삽입되는 튜브공(42c)이 각각 다수개 형성되어 있으며, 제2패널(42)의 채널(42e)(42e')들 사이에는 제2플랜지부(42d)가 형성되어 있다. 상기 제2플랜지부(42d)는 상기 삽입홀(41a)에 상응하는 돌출 탭(42a)이 다수개 형성되어 있으며, 이 돌출 탭(42a)은 랜싱가공으로 만들어지기 때문에 가공되어 들어올려진 제2플랜지부(42d)의 소정 부위에는 관통공(42b)이 형성된다.

상기한 바와 같이 구성된 제1패널(41)과 제2패널(42)은 제2패널(42)의 돌출탭(42a)이 제1패널(41)의 삽입홀(41a)에 삽입됨으로써 고정되며, 이렇게 고정된 상태로 브레이징 노에 들어가 브레이징 결합을 하게 된다.

상기한 특징적 구성을 가진 헤더파이프를 채용한 열교환기는 다음과 같이 작동한다.

제4도에 도시된 바와 같이, 유입구(43)를 통해 헤더파이프내(40)로 들어온 열교환매체는 제1채널(41c)(42e)로 만들어진 열교환매체 통로에서 제2채널(41c')(42e)로 만들어진 열교한매체 통로를 거쳐 튜브(44)들을 따라 하부로 내려온다. 튜브(44)를 따라 하부로 내려온 열교환매체는 상기한 헤더파이프(40)와 마주하는 헤더파이프(40')내로 들어와 제2채널(41c')(42e')로 만들어진 열교환매체 통로를 거쳐 제1채널(41c)(42e)로 만들어진 열교환매체 통로를 통과하여 유출구(45)를 통해 밖으로 나오게 된다. 이 과정에서 튜브(44)를 통과하는 도중에 튜브(44)사이에 개재된 방열핀(46)을 통해 열교환매체의 열이 밖으로 방출되고, 한편으로는 몸체에 부딪히는 외부공기에 의해 열교환매체의 열이 방출된다.

상기한 헤더파이프를 채용한 본 발명에 따른 열교환기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제작효율을 높인다.

종래의 헤더파이프에서 열교환매체 통로가 연결되도록 결합하는 것은 헤더파이프의 연결부위를 관통하고 두 개의 헤더파이프를 용접하여 결합시켜야 하므로 제작효율이 떨어졌으나, 본 발명에서는 두 개의 헤더파이프를 두 개의 패널(41)(42)의 결합으로 일체로 만들기 때문에 종래에 비해 제작효율이 높다.

둘째, 조립을 용이하게 만든다.

본 발명에 따른 열교환기에 채용된 헤더파이프는 제2패널(42)의 채널사이에 형성된 플랜지부(41b)에 형성된 돌출 탭(42a)을 제1패널(41)의 삽입공(41a)에 삽입하여 결합시킨 후에 브레이징 가공을 통해 두 개의 패널(41)(42)을 결합함으로써 헤더파이프를 완성시키게 된다. 따라서, 패널(41)(42)들의 고정이 확실하게 이루어진 채로 브레이징 노에 들어가 결합되므로 종래에 비해 정확한 조립이 이루어지면서도 조립이 용이한 이점이 있다.

셋째, 응축수의 배수성을 향상시킨다.

본 발명의 열교환기에 채용되는 헤더파이프는 제1패널(41)과 제2패널(42)의 결합으로 만들어지며, 제2패널(42)의 돌출 탭(42a)이 제1패널(41)의 삽입홀(41a)에 결합된 상태로 브레이징 결합된다. 이때, 상기 제2패널(42)의 돌출 탭(42a)은 버어링(burring)가공으로 형성되기 때문에 돌출 탭(42a)이 올려진 부위에는 관통공(42b)이 형성된다. 이 관통공(42b)은 응축기의 재응축으로 발생되는 응축수 및 기타 오염물질을 밖으로 빼내는 배수로 역할을 한다. 즉, 열교환매체가 응축기의 열교환매체 통로를 지나가는 동안에 재응축이 되면서, 응축된 열교환매체의 일부는 헤더파이프의 표면을 따라 흘러가고 상기 관통공(42b)을 통해 밖으로 나오게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (1)

1. 마주보며 나란하게 배열되고 그 내부에 열교환매체 통로가 형성된 다수의 헤더 파이프와, 상기 헤더파이프 사이에 수직으로 배치되고 그 양단부가 헤더파이프에 관통결합되어 헤더파이프를 상호 연결해주는 튜브와, 튜브사이에 개재되어 열을 방출하는 핀을 구비하여 된 열교환기에 있어서, 상기 헤더 파이프는, 두 개의 채널이 나란하게 형성되고, 상기 채널들 사이에 채널들과 나란하게 형성된 제1플랜지부 및 상기 제1플랜지부에 형성된 다수의 삽입홀을 가진 제1패널과; 상기 각 채널을 폐쇄하여 밀폐된 유체 이동 통로가 형성되도록 상기 제1패널의 채널과 대응하는 두 개의 채널이 나란하게 형성되고, 상기 제1플렌지부에 대응하는 제2플렌지부를 가지며, 상기 삽입홀에 삽입될 수 있도록 상기 제2플렌지부의 일부를 랜싱함으로써 형성된 다수의 돌출탭을 구비한 제2패널;을 포함하며, 상기 돌출탭이 상기 삽입홀에 삽입되어 두 패널이 고정되고, 상기 돌출탭이 상기 삽입홀에 삽입되어 고정되었을 때 상기 삽입홀에 일치하는 관통공이 상기 제2패널상에 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.