KR100426354B1 - 열교환기의 헤더탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기 내부에 사용되며 헤더탱크 내부에 설치되는 배플(Baffle)의 설치를 보조하는 구조로 이루어진 열교환기의 헤더탱크에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크는, 탱크 내주면에 상기 헤더탱크의 높이와 동일길이의 헤더돌기를 등간격으로 다수 형성하고, 상기 슬롯과 대향되는 헤더돌기의 소정위치에 상기 배플을 고정시키기 위한 헤더돌기 홈을 각각 형성시킨 것으로서, 상기와 같이 구성된 헤더탱크에 의하면, 냉매가 배플에 의해 냉매튜브로 유동하는 과정에서 냉매압이 상기 배플에 작용하더라도 헤더돌기 홈에 의한 헤더돌기가 상기 배플을 지지하기 때문에, 냉매압에 의한 헤더탱크 내주면과 배플 사이에 상호 이격된 공간이 형성되지 않게 되고, 상기 이격 공간을 통한 냉매의 손실이 발생하지 않게 되면서 이로 인한 열교환기의 열교환 효율이 증가되는 탁월한 효과가 있다.

Description

열교환기의 헤더탱크{A header tank for heat exchange}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기 내부에 사용되며 헤더탱크 내부에 설치되는 배플(Baffle)의 설치를 보조하는 구조로 이루어진 열교환기의 헤더탱크에 관한 것이다.

열교환기는 냉각기(열을 흡수하는 용도) 또는 응축기(열을 발산하기 위한 용도)에 사용된다. 목적(열을 전달하고자 하는 공간 또는 물체)으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매라고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는 데 사용되는 것을 냉매라 하는데, 여기서는 냉매를 이용한 열교환기에 관한 것이다.

열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 열전달매체로 하는 것으로, 이 형식에는 주수기, 이중관식, 핀붙이 다관식 및 투관형식 등이 있다.

종래의 열교환기 및 헤더탱크를 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 열교환기는 냉매가 들어오는 유입구(130)를 상부 일측면에 구비하는 제 1 헤더탱크(10)와; 유입된 유체가 토출되는 토출구(140)를 하부 일측면에 구비하는 제 2 헤더탱크(20)와; 상기 제 1 및 제 2 헤더탱크(10)(20) 내부에 소정 간격으로 설치된 배플(120)로 구성된다. 상기 제 1 및 제 2 헤더탱크(10)(20)의 일측면에는 다른 헤더탱크로 유체를 이동시키기 위한 복수개의 채널이 형성된 복수개의 냉매튜브(150)가 설치된다.

상기 냉매튜브(150)와 냉매튜브(150) 사이에는 전열핀이 설치되며, 상기 전열핀은 외부로의 열전달면적을 증가시킨다.

이상의 설명과 같은 구조로 이루어진 열교환기의 동작은 다음과 같다. 제 1 헤더탱크(10) 상부 일측면에 형성된 유입구(130)로부터 냉매가 유입되고, 상기 냉매는 제 1 헤더탱크(10)의 하측방향으로 이동하게 된다. 하측 방향으로 이동하던 냉매는 배플(120)에 의해서 냉매튜브(150) 방향으로 이동하게 되어 제 2 헤더탱크(20)로 유입된다.

냉매튜브(150)로 이동하는 과정에서 상기 냉매는 물결형상인 전열핀과 헤더탱크(10)(20)를 통하여 열을 전달하게 된다.

상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 냉매는 하측 방향으로 유동하다가 상기 제 2 헤더탱크(20)에 설치된 배플(120)에 의해 냉매튜브(150)측으로 유동하게 된다. 냉매튜브(150)를 통하여 냉매는 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동하게 되며, 상기와 같은 과정을 반복 후 제 2 헤더탱크(20)의 토출구(140)를 통하여 열교환기 외부로 빠져나가게 된다.

종래에는 배플(120)이 설치될 헤더탱크(10)(20) 부분에 펀칭 가공을 하여 일측면에 배플(120)을 삽입하기 위한 슬롯(180)을 형성시킨다.

상기 슬롯(180)을 통해서 배플(120)의 일단은 헤더탱크(10)(20)의 내주면에 밀착하여 설치되는데, 이 때 내주면에 접하는 배플(120) 일단의 대향하는 타단의 경우, 상기 슬롯(180)에 끼워져 헤더탱크(10)(20)의 내주면과 외주면 사이에 고정되도록 설치되게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래 배플(120)의 고정구조는 냉매의 압이 헤더탱크(10)(20)의 내주면에 접하는 배플(120)의 일측면에 가해짐에 의하여, 상기 배플(120)의 일측면이 헤더탱크(10)(20) 하측 방향으로 휘어지거나, 상기 배플(120)과 상기 헤더탱크(10)(20)의 내주면 사이가 상호 이격된 공간이 형성되게 되고, 상기와 같이 배플(120)과 헤더탱크(10) 내주면 사이에 형성된 이격 공간을 통해 냉매가 상기 헤더탱크(10)(20)의 하측방향으로 유동하게 되면, 상기 제 1 헤더탱크(10)와 제 2 헤더탱크(20)를 연결하고 있는 냉매튜브(150)로 유동하는 냉매의 양의 줄어들면서 이로 인한 열교환기의 열교환 효율이 떨어지게 되는 커다란 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 헤더탱크 내부로 유입된 냉매의 유압이 헤더탱크 내부에 설치된 배플에 가해지더라도, 상기 유압에 의하여 헤더탱크 내주면과 배플 사이에 공간이 생기지 않는 열교환기의 헤더탱크를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 열교환기의 구조를 나타낸 열교환기의 구성도.

도 2는 종래의 헤더탱크의 구조를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 헤더탱크의 구조도 및 부분 확대한 절단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 제 1 헤더탱크 110: 제 2 헤더탱크

120: 배플 130: 유입구

140: 토출구 150: 냉매튜브

160: 헤더돌기 170: 헤더돌기 홈

180: 슬롯

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크는,유입구가 상측 일면에 형성된 중공의 제 1 헤더탱크와;토출구가 하측 일면에 형성된 중공의 제 2 헤더탱크와;상기 제 1, 2 헤더탱크 사이에 연결되어 냉매가 유동되는 냉매튜브와;상기 제 1, 2 헤더탱크의 외부 일측면에 소정길이로 절개 형성된 슬롯과;상기 슬롯을 통해 제 1, 2 헤더탱크 내에 결합되어 탱크 내로 유입된 냉매가 상기 냉매튜브로 유동될 수 있게 탱크 내에 일정경로를 갖도록 하는 배플로 구성된 열교환기에 있어서;상기 제 1 및 제 2 헤더탱크의 내주면에 헤더탱크의 높이와 동일길이의 헤더돌기를 등간격으로 다수 형성하고, 상기 슬롯과 대향되는 헤더돌기의 소정위치에 상기 배플을 고정시키기 위한 헤더돌기 홈을 각각 형성시킨 구성이다.

여기서, 상기 제 1 및 2 헤더탱크와 헤더돌기는 일체화시켜 사출하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크를 도 3를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다. 종래 구성요소와 같은 본 발명의 구성요소에는 종래 구성요소와 같은 도면부호를 사용한다.

본 발명의 헤더탱크 및 헤더돌기를 도 3 에 도시하였다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 헤더탱크(100)(110)의 내주면에는 원둘레를 따라 소정 등간격으로 다수개의 헤더돌기(160)가 형성된다. 상기 헤더돌기(160)는 제 1 및 제 2 헤더탱크(100)(110)의 상단부와 하단부의 사이의 높이와 동일한 길이의 직선형상으로 형성되어 있으며, 상기 헤더돌기(160) 중 상기 헤더탱크(100)(110)의 외부 일측면에 절개 형성된 슬롯(180)과 대향되는 헤더탱크(100)(110) 내주면측 헤더돌기(160)의 소정위치에는 상기 배플(120)을 고정시키기 위한 헤더돌기 홈(170)이 각각 형성되어 있다.

상기 제 1 및 제 2 헤더탱크(100)(110)의 외부 일측면에 절개 형성된 슬롯(180)의 경우, 상기 배플(120)의 지름과 같은 크기로 하여 상기 헤더탱크(100)(110) 내주면으로부터 외주면까지 관통 절개되어 있다.

상기와 같은 구조의 열교환기의 헤더탱크의 조립과정은 다음과 같다.

헤더돌기(160)가 일체화되어 사출된 제 1 및 2 헤더탱크(100)(110)의 외부 일측면에 펀칭가공을 하여 상기 제 1, 2 헤더탱크(100)(110)의 외부 일측면에 배플(120)의 지름과 같은 크기의 슬롯(180)을 형성시키고, 상기와 같이 형성된 슬롯(180)에 대향되는 헤더탱크(100)(110) 내주면측 헤더돌기(160)의 소정위치 즉, 상기 슬롯(180)과 같은 높이에 배플(120)을 수용하기 위한 헤더돌기 홈(170)을 형성시킨 후, 상기 배플(120)을 헤더탱크(100)(110) 내에 결합시키게 되는데, 이 때 배플(120)의 경우, 헤더탱크(100)(110)의 슬롯(180)을 통해 상기 헤더탱크(100)(110) 내로 삽입시킨 다음, 상기 배플(120)을 헤더돌기(160)에 각각 형성된 헤더돌기 홈(170)까지 이동시켜 결합시키므로서, 상기 헤더탱크의 조립과정이 종료되게 된다.상기와 같은 조립과정에 의하면, 상기 배플(120)은 제 1 및 제 2 헤더탱크(100)(110)의 내주면에 공간없이 결합됨과 동시에, 헤더돌기 홈(170)에 끼움 결합되면서 상기 헤더돌기(160)에 의해 지지되기 때문에, 이로 인한 냉매압의 작용에도 상기 배플(120)이 헤더탱크(100)(110)의 하측방향으로 구부러지거나 기울어지지 않게 되는 특징이 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 냉매가 배플에 의해 냉매튜브로 유동하는 과정에서 냉매압이 상기 배플에 작용하더라도 헤더돌기 홈에 의한 헤더돌기가 상기 배플을 지지하기 때문에, 냉매압에 의한 헤더탱크 내주면과 배플 사이에 상호 이격된 공간이 형성되지 않게 되고, 상기 이격 공간을 통한 냉매의 손실이 발생하지 않게 되면서 이로 인한 열교환기의 열교환 효율이 증가되는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유입구가 상측 일면에 형성된 중공의 제 1 헤더탱크와;

   토출구가 하측 일면에 형성된 중공의 제 2 헤더탱크와;

   상기 제 1, 2 헤더탱크 사이에 연결되어 냉매가 유동되는 냉매튜브와;

   상기 제 1, 2 헤더탱크의 외부 일측면에 소정길이로 절개 형성된 슬롯과;

   상기 슬롯을 통해 제 1, 2 헤더탱크 내에 결합되어 탱크 내로 유입된 냉매가 상기 냉매튜브로 유동될 수 있게 탱크 내에 일정경로를 갖도록 하는 배플로 구성된 열교환기에 있어서;

   상기 제 1 및 제 2 헤더탱크의 내주면에 헤더탱크의 높이와 동일길이의 헤더돌기를 등간격으로 다수 형성하고, 상기 슬롯과 대향되는 헤더돌기의 소정위치에 상기 배플을 고정시키기 위한 헤더돌기 홈을 각각 형성시킨 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더탱크.