KR100230434B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

상호 소정간격 이격되는 한쌍의 헤더와, 상기 각 헤더에 양 단부가 접속되며 상호 소정간격 이격되는 복수개 튜브와, 상기 헤더에 각각 결합되어 상기 튜브에 공급 또는 배출되는 열교환 매체의 공급통로를 형성하며 양측 가장자리의 적어도 일측에 형성된 결합홈과 양 가장자리의 사이에 형성된 관통공을 가지는 탱크와, 외주면에 형성되어 상기 결합홈과 관통공에 결합되는 돌기들을 포함하여 된 것에 특징이 있으며, 이는 브레이징시 탱크 및 헤더에 대해 배플의 고정위치가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 튜브에 열교환 매체를 분배하는 헤더 파이프의 구조가 개량된 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 장치에 사용되는 열교환기는 열교환 매체를 방열 휜과 접촉된 튜브의 내부로 통과시켜 튜브 및 방열휜의 표면과 접촉되는 유동공기와 열교환이 이루어지도록 되어 있다.

도 1에는 이러한 열교환기중 주로 응축기로 사용되는 패러렐 플로우 타입 열교환기의 일 예를 나타내 보였다.

상기 열교환기는 도시된 바와 같이 상호 평행하게 설치된 한 쌍의 헤더(11a)(11a')와 탱크(11b)(11b')의 결합으로 이루어진 한쌍의 헤더 파이프(11)(11')와, 이 헤더파이프(11)(11')에 양 단부가 각각 연통되도록 고정되며 상호 소정간격 이격되는 복수개의 튜브(12)와, 각 튜브(12)들의 사이에 설치되는 방열 휜(13)과, 상기 한 쌍의 헤더파이프(11)(11')에 각각 고정되며 이의 내부와 연통되는 열교환 매체 공급관(14) 및 배출관(15)를 구비하여 구성된다. 그리고 상기 각 헤더파이프(11)(11')의 공급 및 분배통로에는 열교환 매체 통로를 연장하기 위한 배풀(16)들이 상호 교호적으로 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 열교환기는 일측의 헤더 파이프(11)에 설치된 공급관을 통하여 열교환매체가 헤더파이프와 튜브를 통과하면서 열을 방출하고 액화된 후 상기 배출관(15)을 통하여 배출된다.

상술한 바와 같이 구성된 열교환기는 상기 배출관이 양측의 헤더파이프(11)(11')에 각각 설치되어 있으므로 공기조화 장치에 적용시 장착이 이 어려운 문제점을 가지고 있다. 즉, 배출관(14)와 공급관(15)을 접속시키기 위해서는 양방향으로 열교환 매체 연결관을 접속시켜야 하는 문제점을 가지고 있다.

그리고 종래에는 상기 양측의 헤더 파이프에 설치되는 배플을 이용하여 일측의 헤더 파이프의 상하부에 공급관과 배출관을 연결하고 있으나 이 경우 배출관 사이의 간격이 넓어져 상술한 바와 같은 문제점을 근본적으로 해결할 수 없다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 일측의 헤더 파이프에 공급관과 배출관의 장착 위치 설정이 용이한 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 열교환기를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 제1헤더 파이프의 분리 사시도,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 헤더 파이프의 결합관계를 나타내 보인 단면도,

도 6 및 도 7은 제 1,2 헤더파이프에 배플이 설치된 상태를 도시한 분리 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 9는 헤더 파이프에 배플의 다른 설치구조를 나타내 보인 일부절제 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20; 제1헤더 파이프 23; 헤더부재

24; 탱크부재 26;제1통로

27; 공급관 28; 배출관

40; 격벽부재 50; 튜브

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상호 소정간격 이격되는 제1,2헤더파이프와, 상기 제1파이프를 길이 방향으로구획하여 제1통로와 제2통로를 형성하는 격벽부재와, 상기 제2통로와 제2헤더 파이프에 양단부가 고정되는 복수개의 튜브와, 상기 제2통로와 제2헤더 파이프에 설치되어 열교환 매체 통로를 연장하기 위한 복수개의 제1배플들과, 상기 제1통로에 설치되어 제1배플에 구획된 각각의 제2통로와 연통되는 냉매 유입통로와 배출통로 상기 제1통로를 구획하는 제2배플과, 상기 열교환매체 유입통로와 열교환 매체 배출통로에 각각 설치되는 공급관과 배출관을 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 열교환기 즉, 응축기로 사용되는 열교환기는 도 2에 도시된 바와 같이 상호 소정간격 이격되는 한쌍의 제1,2헤더 파이프(20)(30)와, 상기 제1헤더 파이프(20)의 내부를 길이 방향으로 제1,2통로로 구획하는 하는 격벽부재(40)를 포함한다.

상기 제1헤더 파이프(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 간격으로 다수의 튜브 삽입홀(23a)이 형성되고 길이 방향의 양측 가장자리에 단차진 지지부가 형성된 헤더부재(23)와, 상기 헤더의 지지부 내측면에 접합되는 플랜지부(41)를 가지는 상기 격벽부재(40)와, 상기 헤더부재(23)의 지지부(23b) 상면에 그 단부가 접촉되며 내면이 상기 격벽부재(40)의 플랜지부(41)에 접합되는 측벽부(24a)를 가진 탱크부재(24)를 포함한다.

한편 헤더부재(23), 격벽부재(40) 및 탱크부재(24)를 결합함에 있어서, 상기 탱크부재(24)의 측벽부(24a) 단부와 상기 헤더부재(23)의 지지부(23b)의 단부는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 동일방향으로 경사면을 형성하여 상호 접합되는 면적을 넓게 하고, 또한 도면에는 도시되어 있지 않으나 이들을 접합하기 위한 브레이징시 각부재의 표면에 용융점이 낮은 금속으로 이루어진 크래드층이 용융되어 접합부로 유입될 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 격벽부재(22)와 탱크부재(24)에 의해 형성되는 제1통로(26)는 제1배플(25)이 설치되어 열교환매체 유입통로(26a)와 유출통로(26 b)로 구획하게 되고, 상기 구획된 유입통로(26a)와 유출통로(26b)에는 각각 공급관(27)과 배출관(28)이 설치된다.

그리고 상기 제1헤더 파이프(20)의 삽입홈(23a)에 그 일측에 결합되고 타측 단부가 상기 제2헤더 파이프(30)와 결합되는 복수개의 튜브(50)을 포함한다. 상기 튜브(50)의 일측 단부가 결합되는 제1헤더 파이프의 제1통로와 상기 제2헤더 파이프(30)에는 유입통로(26a)로부터 유출통로(26b)까지의 열교환 매체 흐름통로를 길게하기 위하여 교호적으로 복수개의 제2배플(29)이 설치된다. 여기에서 상기 열교환매체 유입통로와 제2배플(29)에 의해 구획된 제2통로의 일측 및 상기 열교환 매체 유출통로와 상기 제2배풀(29)에 의해 구획된 통로의 일측은 연통된다.

상기 제1통로를 구획하는 제1배플(25)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1헤더 파이프의 판부재(25a)에 제2통로를 연통시키기 위한 통로(25b)가 형성된 구조를 가진다. 그리고 제1헤더 파이프에 설치되는 상기 제2배풀(27)은 도 7에 도시된 바와 같이 제1헤더 파이프의 판부재(29a)에 제2통로를 연통시키기 위한 통로(29b)가 형성된 구조를 가진다.

본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예는 도 8에 도시된 바와 같이 제1헤더 파이프(20')에 격벽부재(40')에 의해 형성되는 제2통로를 제1헤더 파이프(20')의 전체 길이에 대해 소정길이 형성할 수도 있다. 이 경우 격벽부재(40')의 양측을 밀폐할 수 있는 판부재(42')가 필요한데, 이 판부재는 격벽부재(40')의 양단부로부터 연장시켜 도 9에 도시된 바와 같이 일체로 형성하고, 이 판부재(42')를 헤더와 브레이징시킴이 바람직하다. 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기는 열교환매체 공급관(27)을 통하여 유입통로(26a)로 유입되고, 이 유입통로(26a)을 통하여 유입된 열교환 매체는 제2배플(27)에 의해 구획된 제2통로로 유입되어 튜브(50)를 통과하면서 열교환이 이루어지고, 이 열교환이 이루어진 열교환 매체는 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2배플에 의해 구획된 제2열교환매체 파이프(30) 튜브(50)들 및 제2통로를 지그제그로 흘러 제1헤더 파이프(20)의 유출통로(26b) 유입된 후 배출관(28)을 통하여 배출된다.

상술한 바와 같이 열교환기의 배플 결합구조는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째: 열교환 매체의 유입통로와 유출통로가 한 헤더 파이프 상에 설치되어 있으므로 열교환매체의 공급관과 배출관의 고정위치 설정이 자유롭다.

둘째; 열교환기 공급관과 배출관의 설치가 용이하므로 설치장소에 따른 설계가 용이하다.

셋째: 열교환기의 소형화가 가능하며 열교환매체의 흐름을 균일하게 할 수 있다.

넷째; 헤더부재의 지지부와 탱크부재의 측벽부의 단부가 경사지게 형성되어 있으므로 이 경사면에 형성된 클래드층이 브레이즈 접합시 크레드층이 경사면에서 직접용융되거나 경사면을 타고들어가 결합에 따른 구조적 강도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 본원 발명이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 다양한 형태로 변형실시 가능함은 물론이다.

Claims (3)

1. 튜브 삽입홀이 형성되며 길이 방향의 양측 가장자리에 지지부가 형성된 헤더부재와, 상기 헤더부재와, 상기 길이 방향의 가장자리에 상기 지지부와 결합되는 측벽부가 형성된 탱크부재와, 상기 헤더부재와 탱크부재의 결합부의 내측과 접합되는 플랜지부를 가지는 상기 격벽부재를 포함하는 제1헤더 파이프와,

   상기 제1헤더 파이프와 소정간격 이격되게 설치되는 제2헤더 파이프와,

   상기 제1파이프를 길이 방향으로구획하여 제1통로와 제2통로를 형성하는 격벽부재와,

   상기 제2통로와 2헤더 파이프에 양단부가 고정되는 복수개의 튜브와,

   상기 제2통로와 제2헤더 파이프에 설치되어 열교환 매체 통로를 연장하기 위한 복수개의 제1배플들과,

   상기 제1통로에 설치되어 제1배플에 구획된 각각의 제2통로와 연통되는 냉매 유입통로와 배출통로 상기 제1통로를 구획하는 제2배플과,

   상기 열교환매체 유입통로와 열교환 매체 배출통로에 각각 설치되는 공급관과 배출관을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부의 단부와 측벽부의 단부가 상호 결합가능하게 소정각도로 경사진 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 격벽부재와 제1,2배플이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.

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