KR100506628B1 - Multilayer Heat Exchanger and Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 냉매측의 열전달을 촉진시키기 위해 플레이트를 개선하고, 간단한 방법에 의해 플레이트튜브를 제조할 수 있는 적층형 열교환기 및 제조방법에 관한 것으로, 상부에 한 쌍의 유로공이 형성된 탱크부와, 중앙에 열매체가 유동하면서 열교환하는 열교환부와, 하부에 다수의 구형비드들이 규칙적으로 형성되는 U턴부를 갖는 한 쌍의 플레이트; 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 형성되는 열교환부에 삽입되는 다공성핀; 및 상기 한 쌍의 플레이트를 대면접합하여 구성한 다수의 플레이트튜브들 사이에 반복적으로 교호하여 개재되는 코루게이트핀을 포함하며, 제조방법은 프레스가공에 의한 플레이트들을 성형하는 단계; 다공성 물질을 발포하여 다공성핀을 성형하는 단계; 상기 플레이트와 플레이트사이에 상기 다공성핀을 삽입하는 플레이트튜브 결합단계; 및 상기 플레이트튜브들 상이에 코루게이트핀을 개재하여 브레이징하는 단계;로 이루어진다.An object of the present invention relates to a laminated heat exchanger and a method for manufacturing a plate tube by a simple method to improve the plate to promote heat transfer on the refrigerant side, and a tank portion having a pair of flow path holes formed thereon; A pair of plates having a heat exchange part for heat exchange while the heat medium flows in the center, and a U turn part in which a plurality of spherical beads are formed regularly; A porous fin inserted into a heat exchanger formed between the pair of plates; And corrugated pins that are alternately interposed between the plurality of plate tubes configured by facing the pair of plates, the manufacturing method comprising: forming plates by press working; Foaming the porous material to form a porous pin; Plate tube coupling step of inserting the porous pin between the plate and the plate; And brazing the corrugated pin through the plate tubes.
Description
본 발명은 자동차용 공기조화장치에 사용되는 열교환기에 있어서, 특히 증발기로 사용되는 적층형 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated heat exchanger used for an evaporator, and a method of manufacturing the same.
적층형 열교환기는 예를 들면 일본국 실개소 63-109868호에 제시된 바에 의하면 탱크형성용 요홈부와, 이 탱크형성용 요홈부에 접속하여 통로형성용 요홈부를 갖는 플레이트를 탱크 및 통로가 형성되도록 2장을 대면접합하여 튜브 엘리먼트를 형성하고, 그 튜브 엘리먼트를 교호로 적층하여 형성하고 있다.For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-109868, a multi-layer heat exchanger is provided with a tank and a passage having a plate having a groove for forming a passage and a plate having a passage for forming a passage by connecting the tank for forming a groove. Are bonded to each other to form a tube element, and the tube elements are alternately laminated.
또한 최근에는 이런 종류의 열교환기에 사용한 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 재료로하여 성형에 의해 성형된 것이 있다. 이 플레이트는 탱크를 구성하는 탱크형성용 소통구 한 쌍과 격벽에 의해 소정의 범위로 분할되고, 상기 탱크형성용 소통구를 연통함으로써 U자형으로 형성된 통로형성용 함몰부와 이 통로 형성용 함몰부에 형성된 복수의 비드에 의해 구성된다.In recent years, the plate used for this kind of heat exchanger has been molded by molding using aluminum or an aluminum alloy as a material. The plate is divided into a predetermined range by a pair of tank forming communication holes and a partition wall constituting a tank, and communicates with the tank forming communication hole to form a U-shaped passage forming depression and the passage forming depression. It is composed of a plurality of beads formed in the.
이 플레이트를 2장 대면접합시켜 형성된 플레이트튜브에 있어서, 열교환매체로써 냉매는 일측 탱크에서 통로를 통해 다른 탱크로 흐르는 사이 플레이트튜브 사이에 배치된 핀을 통해 이 핀사이를 통과하는 공기와 열교환하여 플레이트튜브내에서 증발하고, 상기 비드는 냉매가 충돌함으로 인해 통로내로 난류를 일으키며, 냉매의 열교환율을 상승시키기 위해 형성되는 것이다.In a plate tube formed by joining two plates face to face, as a heat exchange medium, the refrigerant exchanges heat with air passing between the pins through fins disposed between the plate tubes while flowing from one tank to another through a passage. Evaporates in the tube, the beads are turbulent into the passage due to the refrigerant colliding, and are formed to increase the heat exchange rate of the refrigerant.
그러나 최근 열교환기의 소형화의 요구가 높아지고 이것에 의해 종래보다도 특히 열교환기에 대한 열교환율의 향상이 요구되며, 이를 위해서 공기측의 열전달을 증가시키는 것, 냉매측의 열전달을 증가시키는 것 등 2가지의 방법이 고려되고 있지만 최근 고성능 핀의 개발에 의해 공기측의 열전달은 어느정도 개선되고 있다.However, in recent years, the demand for miniaturization of heat exchangers has increased, and thus, the heat exchange rate of the heat exchangers is required to be improved, in particular, compared to the prior art. To this end, there are two types of heat transfer on the air side, and heat transfer on the refrigerant side. Although the method is being considered, the heat transfer to the air side has been improved to some extent with the recent development of high-performance fins.
또한 냉매측의 열전달을 증가시키는 것으로는 압출튜브형 증발기나 인너핀형 증발기 및 비드를 갖는 적층형 증발기등이 있으나 이들 모두 냉매의 열전달률에 한계가 있으며, 그 제조과정에 많은 어려움이 있다.In addition, the heat transfer on the refrigerant side may include an extruded tube type evaporator, an inner pin type evaporator, a stacked type evaporator having beads, etc., all of which have a limitation in the heat transfer rate of the refrigerant, and there are many difficulties in the manufacturing process.
본 발명의 목적은 냉매측의 열전달을 촉진시키기 위해 플레이트를 개선한 적층형 열교환기를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a laminated heat exchanger having an improved plate to promote heat transfer on the refrigerant side.
본 발명의 다른 목적은 간단한 방법에 의해 플레이트튜브를 제조할 수 있는 적층형 열교환기의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a laminated heat exchanger which can produce a plate tube by a simple method.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적층형 열교환기는 상부에 한 쌍의 유로공이 형성된 탱크부와, 중앙에 열매체가 유동하면서 열교환하는 열교환부와, 하부에 다수의 구형비드들이 규칙적으로 형성되는 U턴부를 갖는 한 쌍의 플레이트; 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 형성되는 열교환부에 삽입되는 다공성핀; 및 상기 한 쌍의 플레이트를 대면접합하여 구성한 다수의 플레이트튜브들 사이에 반복적으로 교호하여 개재되는 코루게이트핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.Multi-layered heat exchanger according to the present invention for achieving this object is a tank portion having a pair of flow paths in the upper portion, a heat exchange portion for heat exchange while the heat medium flows in the center, and a U-turn in which a plurality of spherical beads are formed regularly A pair of plates having a portion; A porous fin inserted into a heat exchanger formed between the pair of plates; And it characterized in that it comprises a corrugated pin interposed alternately between a plurality of plate tubes configured by facing the pair of plates face to face.
본 발명에 의한 적층형 열교환기의 제조방법은 프레스가공에 의한 플레이트들을 성형하는 단계; 다공성 물질을 발포하여 다공성핀을 성형하는 단계; 상기 플레이트와 플레이트사이에 상기 다공성핀을 삽입하는 플레이트튜브 결합단계; 및 상기 플레이트튜브들 상이에 코루게이트핀을 개재하여 브레이징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a laminated heat exchanger according to the present invention comprises the steps of forming the plates by press working; Foaming the porous material to form a porous pin; Plate tube coupling step of inserting the porous pin between the plate and the plate; And brazing the corrugated pin through the plate tubes.
본 발명의 구성 및 제조방법에 의하면, 플레이트와 플레이트 사이에 다공성 핀을 개재시킴으로 인해 냉매측 전열계수를 증대시킬 수 있고, 플레이트튜브의 제조공정을 단순화 시킬 수 있다.According to the configuration and manufacturing method of the present invention, by interposing a porous fin between the plate and the plate it is possible to increase the refrigerant-side heat transfer coefficient, it is possible to simplify the manufacturing process of the plate tube.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기 정면도이고, 도 2는 플레이트를 발췌한 평면도로써 도면은 증발기를 표시한 것이다.1 is a front view of a heat exchanger according to the present invention, Figure 2 is a plan view of the plate is a view showing an evaporator.
본 발명의 증발기는(10)는 알루미늄 합금으로 된 다수의 플레이트튜브(11)를 포함하며 플레이트튜브(11) 각각은 한 쌍의 접시 형상의 플레이트(12)를 포함한다. 플레이트튜브(11)는 두 개의 플레이트(12)를 대면하여 브레이징으로 접합함으로써 이루어지며, 이로 인해 유입/유출 탱크부(13)가 플레이트튜브(11)의 한 단부(도면에서는 상단부)에 형성된다.The evaporator 10 of the present invention includes a plurality of plate tubes 11 of aluminum alloy and each of the plate tubes 11 includes a pair of plate-shaped plates 12. The plate tube 11 is made by brazing two plates 12 facing each other, whereby an inlet / outlet tank 13 is formed at one end of the plate tube 11 (upper end in the drawing).
그리고 증발기(10)는 플레이트튜브(11)와 코루게이트 핀(14)을 교대로 적층함으로써 이루어진다. 유입공(15)과 유출공(16)은 각각 열교환기로 입출되는 냉매의 공급 및 방출을 위한 것이다. 도면중 부호 17은 엔드플레이트이며, 18은 사이드플레이트이다.The evaporator 10 is formed by alternately stacking the plate tube 11 and the corrugated fin 14. The inlet hole 15 and the outlet hole 16 are for supplying and discharging the refrigerant entering and exiting the heat exchanger, respectively. In the figure, reference numeral 17 is an end plate, and 18 is a side plate.
상기와 같이 구성된 본 발명의 적층형 열교환기의 일종인 증발기(10)를 제작하는 일실시예의 방법은 프레스가공에 의한 플레이트(12)들을 성형하는 단계; 다공성 물질을 발포하여 다공성핀(28)을 성형하는 단계; 상기 플레이트(12)와 플레이트(12)사이에 상기 다공성핀(28)을 삽입하는 플레이트튜브(11)를 결합하는 단계; 및 상기 플레이트튜브(11)들 사이에 코루게이트핀(14)을 개재하여 브레이징하는 단계;를 포함하여 이루어진다.In one embodiment, a method of manufacturing an evaporator 10, which is a kind of a laminated heat exchanger of the present invention configured as described above, may include forming plates 12 by press working; Foaming the porous material to form the porous pins 28; Coupling a plate tube (11) for inserting the porous pin (28) between the plate (12) and the plate (12); And brazing the corrugated pin 14 between the plate tubes 11.
그리고, 본 발명의 적층형 열교환기의 일종인 증발기(10)를 제작하는 다른 실시예의 방법은, 프레스가공에 의한 플레이트(11)들을 성형하는 단계; 상기 플레이트(12)와 플레이트(12)를 결합하여 플레이트튜브(11)를 가결합하고 상기 플레이트튜브(11)들 사이에 코루게이트핀(14)을 개재하여 브레이징하는 단계; 및 상기 플레이트튜브(11) 내부에 액체 상태의 다공성 물질을 발포하여 다공성핀(28)을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.In addition, another embodiment of the method of manufacturing the evaporator 10, which is a kind of the laminated heat exchanger of the present invention, comprises the steps of forming the plates (11) by press working; Coupling the plate 12 and the plate 12 to temporarily couple the plate tube 11 and brazing the corrugated pin 14 between the plate tubes 11; And forming a porous pin 28 by foaming a porous material in a liquid state inside the plate tube 11.
접시형상의 플레이트(12) 각각은 탱크부(A), 열교환부(B) 및 U턴부(C)로 구분되며, 상기 탱크부(A)는 유입부(19)와 유출부(20)로 나누어짐으로써 열교환기가 완성이 되었을 때 플레이트튜브(11)에 형성된 유입/유출 탱크부(13)들 각각의 유입부(19)와 유출부(20)는 소통구(21)를 통해 서로 소통이 된다.Each of the plate-shaped plates 12 is divided into a tank part A, a heat exchange part B, and a U turn part C. The tank part A is divided into an inlet part 19 and an outlet part 20. When the heat exchanger is completed, the inlet 19 and the outlet 20 of each of the inlet / outlet tanks 13 formed in the plate tube 11 are in communication with each other through the communication port 21.
접시형상의 플레이트(12)들 각각은 탱크부(A)와 열교환부(B)를 포함한다. 열교환부(B)는 탱크부(A)에 연이어 플레이트의 전면에 걸쳐 균일하게 형성이 된다. Y형상의 비드(23)는 플레이트의 기계적 강도를 높여준다.Each of the plate-shaped plates 12 includes a tank portion A and a heat exchanger portion B. FIG. The heat exchange part (B) is formed uniformly over the entire surface of the plate subsequent to the tank part (A). The Y-shaped beads 23 increase the mechanical strength of the plate.
한편, 플레이트(12)의 주변에는 플랜지(26)가 함몰부(22)로부터 연장되어 일정한 단차를 이루며 형성된다. 플랜지(26)의 상부 표면은 편평한 상태를 유지한다. 플레이트의 중심위치에는 격벽(27)이 Y형상의 비드(23)로 부터 연장되어 플레이트(12)의 하방으로 연장되며 플레이트의 하단부로 부터 일정 거리만큼 이격되어 종료된다.(예로, 플레이트 길이의 약 1/8정도 남겨 놓고 종료된다.) 격벽(27)의 상부 표면은 편평하다. 따라서, 격벽(27)은 플레이트(12)를 좌,우로 양분한다.On the other hand, the flange 26 is formed around the plate 12 extending from the depression 22 to form a constant step. The upper surface of the flange 26 remains flat. At the central position of the plate, the partition 27 extends from the Y-shaped bead 23 and extends below the plate 12 and ends at a predetermined distance from the lower end of the plate. It ends with 1 / 8th of a second.) The upper surface of the partition 27 is flat. Thus, the partition 27 divides the plate 12 left and right.
격벽(27)은 일정 길이만큼 연장된 다음 플레이트(12)의 저단부로 부터 이격되어 종료됨으로써 플레이트(12)의 하단부에 U턴부(C)가 형성되며, U턴부(C)는 구형비드(25)들이 규칙적으로 배열되어 있다.The partition wall 27 extends by a predetermined length and then ends after being spaced apart from the bottom end of the plate 12, thereby forming a U turn portion C at the lower end of the plate 12, and the U turn portion C is a spherical bead 25. Are arranged regularly.
한편, 열교환부(B)는 플레이트에 비드를 형성하거나 인너핀을 삽입하는 것과는 달리 발포성형된 다공성핀(28)이 삽입되어 있다. 다공성핀(28)은 알루미늄이나 또는 알루미늄 합금체를 발포성형한 것으로 내부에 무수한 구멍이 형성되어 있으며, 이를 통해 열매체가 유동하면서 열교환하게 된다.On the other hand, the heat exchanger (B) is inserted into the plate or the inner pin is inserted into the porous pin 28 is inserted, unlike the inner pin. The porous fin 28 is formed by foaming aluminum or an aluminum alloy, and numerous holes are formed therein, through which the heat medium flows and heat exchanges.
상기 다공성핀(28)은 제조공정에 따라 발포성형한 후 열교환부(B)와 일치하는 형태로 가공하여 플레이트에 삽입하는 방식과, 플레이트튜브(11)와 코루게이트핀(14)을 미리 조립한 상태에서 플레이트튜브(11) 내부에 액체상태의 알루미늄이나 또는 알루미늄 합금체를 발포하는 방식으로 나눌 수 있다.The porous fin 28 is foamed according to the manufacturing process and then processed into a form that matches the heat exchanger (B) and inserted into the plate, and the plate tube 11 and the corrugated fin 14 are assembled in advance In the state it can be divided into a method of foaming the liquid aluminum or aluminum alloy inside the plate tube (11).
특히, 다공성핀(28)을 제조함에 있어서 열매체가 유동할 수 있는 공간, 즉 공극을 지닌 다공질 물질의 특성을 나타내는 공극률이 무엇보다 중요한 것으로, 이의 공극률은 공극의 전 용량과 다공성핀 전체의 용적을 제산한 백분율로써 60-85%가 바람직하다.In particular, in the manufacture of the porous fin 28, the porosity, which is a space in which the heat medium can flow, that is, the characteristic of the porous material having pores, is most important. The porosity of the porous fin 28 determines the total capacity of the pores and the volume of the entire porous fin. The preferred percentage is 60-85%.
다공성핀(28)의 공극률이 60% 이하일 경우에는 열매체의 난류효과가 감소하고, 반대로 공극률이 85% 이상일 경우에는 열매체의 유동저항이 심화되어 압력이 상승하므로 공극률이 75%를 유지하도록 하는 것이 좋다.If the porosity of the porous fin 28 is less than 60%, the turbulence effect of the heat medium decreases. On the contrary, if the porosity is more than 85%, the flow resistance of the heat medium deepens and the pressure increases, so that the porosity is maintained at 75%. .
또한 도 4와 같이 상기 U턴부(C)는 상기 열교환부(B)와 같이 비드들을 배재하고 다공성핀(28)을 배치할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the U-turn unit C may arrange the porous fin 28 and arrange the beads as in the heat exchange unit B.
이와 같이 형성된 플레이트(12)들은 상호 접합함으로써 플레이트튜브(11)를 형성하게 되는데, 한 쌍의 플레이트(12)는 플랜지(26) 및 격벽(27)의 상부면들도 상호 접촉하여 결합이 된다. 따라서, 두 개의 플레이트(12)를 결합함으로써 그 사이에 유체통로가 형성되며 탱크부(A)는 유입부(19)와 유출부(20)로 나뉘어 진다. 동시에 플레이트튜브(12)도 유입부(19)와 소통되는 우측부 및 유출부(20)와 소통되는 좌측부로 나뉘어 진다. 그리고 플레이트튜브(12)의 우측부와 좌측부는 U턴부(C)를 통해 소통이 된다. 따라서, 플레이트튜브(12)의 탱크부(A), 열교환부(B) 및 U턴부(C)는 서로 연통되어 유체통로(fluid passage)를 형성하게 된다.Thus formed plates 12 are bonded to each other to form a plate tube 11, a pair of plates 12 are also coupled to each other by contacting the upper surface of the flange 26 and the partition wall (27). Therefore, the fluid passage is formed between the two plates 12 and the tank portion A is divided into the inlet portion 19 and the outlet portion 20. At the same time, the plate tube 12 is also divided into the right side communicating with the inlet 19 and the left side communicating with the outlet 20. And the right side and the left side of the plate tube 12 is communicated through the U turn (C). Thus, the tank portion A, the heat exchanger B, and the U-turn portion C of the plate tube 12 communicate with each other to form a fluid passage.
상술한 구성에 있어서 일측 유입구(19)를 통해 유입된 열매체는 격벽(27)에 의해 분할되어 있는 일측통로의 다공성핀(28) 사이를 사행하면서 흐르고 격벽(27) 선단을 U턴한 열교환부(B) 다른통로의 다공성핀(28) 사이를 사행하면서 유동한 후 유출구(20)에 도달한다.In the above-described configuration, the heat medium flowing through the one side inlet port 19 flows while meandering between the porous fins 28 of the one side passage divided by the partition wall 27, and the heat exchange part B that U-turns the front end of the partition 27. ) After flowing while meandering between the porous pins 28 of the other passage, the outlet 20 is reached.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 적층형 열교환기에 의하면 열교환부에 종래의 비드나 인너핀과는 달리 열매체 유통로가 불규칙하게 배열된 다공성 핀에 의해 열매체의 난류효과를 높일 수 있어 전열 계수의 증대로 인한 열교환 효율을 높일 수 있다.As described above, according to the multilayer heat exchanger according to the present invention, unlike the conventional bead or inner pin, the heat exchange part can increase the turbulence effect of the heat medium by the porous fins in which the heat medium flow paths are irregularly arranged, thereby increasing the heat transfer coefficient. It is possible to increase the heat exchange efficiency.
도 1은 본 발명 실시예에 따른 적층형 열교환기 정면도,1 is a front view of a laminated heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 플레이트를 보인 평면도,2 is a plan view showing a plate of FIG.
도 3은 플레이트튜브의 결합단면도,3 is a cross-sectional view of the coupling of the plate tube,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 플레이트 평면도.Figure 4 is a plan view showing another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10;증발기 11;플레이트튜브10; evaporator 11; plate tube
12;플레이트 13;탱크부12; plate 13; tank part
14;코루게이트핀 19;유입부14; corrugated pin 19; inlet
20;유출부 22;함몰부20; outlet 22; depression
25;비드 26;플랜지25; Bead 26; Flange
27;격벽 28;다공성핀27; bulkhead 28; porous pin
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| KR10-1998-0023085A KR100506628B1 (en) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | Multilayer Heat Exchanger and Manufacturing Method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1998-0023085A KR100506628B1 (en) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | Multilayer Heat Exchanger and Manufacturing Method |
Publications (2)
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| KR100506628B1 true KR100506628B1 (en) | 2005-09-30 |
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ID=19540041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100664537B1 (en) * | 2000-10-27 | 2007-01-03 | 한라공조주식회사 | Plate for laminate type secondary heat exchanger of car air conditioner |
-
1998
- 1998-06-19 KR KR10-1998-0023085A patent/KR100506628B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100664537B1 (en) * | 2000-10-27 | 2007-01-03 | 한라공조주식회사 | Plate for laminate type secondary heat exchanger of car air conditioner |
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| Publication number | Publication date |
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100702 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |