KR100531017B1

KR100531017B1 - 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재 및열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법

Info

Publication number: KR100531017B1
Application number: KR1019980064140A
Authority: KR
Inventors: 김인갑; 신승학
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2006-01-27
Also published as: KR20000047337A

Abstract

본 발명은 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재 및 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법에 관한 것으로서, 메니폴드와 파이프와의 접합부 뿐만 아니라 이와 인접한 컵 내부의 부분까지 보강할 수 있도록 함으로써 열교환기의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 브레이징재는, 링 형태로 형성되어, 두 메니폴드 플레이트(31, 31)의 반원형 메니폴드(35)의 접합에 의하여 형성되는 메니폴드(25) 내부에 열단부가 삽입되고 타단부는 냉매 파이프(3)의 둘레로 삽입되는 브레이징재로서, 상기 메니폴드에 삽입되는 단부가 두 메니폴드 플레이트의 컵(32)에 형성된 관통공(33)의 메니폴드(35)쪽 가장자리부에 대응하여 요입절취되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 접합방법은, 상기 브레이징재(4)를 이용한 열교환 튜브의 메니폴드와 냉매 파이프를 접합하는 방법으로서, 메니폴드의 내부를 통하여 컵(32)에 형성된 관통공의 메니폴드쪽 가장자리부까지 브레이징재(4)의 요입절취부가 형성된 쪽 단부를 삽입하는 단계와; 상기 브레이징재(4)의 타단부를 냉매 파이프(3)이 둘레로 삽입하는 단계와, 그리고, 브레이징에 의하여 상기 브레이징재(4)를 용융시켜 메니폴드 및 냉매 파이프(3)에 융착시킴으로써 메니폴드 플레이트(31)와 냉매 파이프(3)를 서로 접합하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재 및 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법

본 발명은 열교환기를 구성하는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재 및 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법에 관한 것으로서, 특히 접합부를 견고하게 보강할 수 있는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재 및 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법에 관한 것이다.

열교환기는 그 내부에 열교환매체가 흐를 수 있는 통로를 구비함으로써 열교환매체와 외기와의 열교환이 이루어질 수 있도록 이루어진 장치이다. 이러한 열교환기는 주로 각종 공기조화장치에 사용되며 사용조건에 따라 핀 튜브 타입, 서펜틴 타입, 드론 컵 타입, 패러렐 플로우 타입 등 여러 가지 형식의 것이 사용되고 있다.

특히 자동차용 공기조화장치에 있어서의 증발기의 경우, 일반적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 상단부 또는 상, 하단부 모두 2개의 컵(72,72)이 형성되고 하단부 쪽으로 소정의 길이만큼 구획리브(74)가 형성된 편두형 또는 양두형 플레이트(70) 2개가 서로 접합됨으로써 구획리브(74)들을 중심으로 전체적으로 U형 유로가 형성됨과 아울러 서로 접합된 컵(72)들에 의하여 양쪽 탱크(71,71)가 형성된 튜브(7)들과; 상기 튜브(7)들 사이에 적층되는 방열핀(미도시)들과; 이들0의 보강을 위하여 이들의 좌우양측에 설치되는 두 엔드 플레이트(미도시)를 포함하여 이루어진다. 이하 편의상 상단부에 2개의 컵이 형성된 편두형 플레이트만을 예를 들어 설명한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 , 상기한 증발기의 플레이트(70)들 중에는 일측 컵(72) 내부와 통하도록 상기 컵(72)의 일측으로부터 연장돌출됨으로써 열교환매체(이하 "냉매"라 함)를 유입하기 위한 유입관 또는 냉매를 배출하기 위한 배출관(이하 "냉매 파이프"(9)라 함)과 접합연결되는 메니폴드(75)가 형성된 튜브(7)도 사용된다. 이러한 튜브(7)의 메니폴드(75)는 두 반원형 메니폴드(76,76)를 접합하여 원형의 파이프 형태로 만들어 진 냉매 파이프(9)와 접합연결된다.

상기한 바와 같이 두 반원형 메니폴드(76,76)로 이루어지는 메니폴드(76)를 냉매 파이프(9)와 연결접합하기 위하여 종래에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 링 형태의 브레이징재(8)의 일단부를 두 메니폴드(76,76) 밖으로 끼워 브레이징함으로써 메니폴드(75)를 형성한 다음 냉매 파이프(9)를 접합연결하였다. 즉, 브레이징을 행하면 브레이징재(8)의 용융에 의하여 용융된 브레이징재(8)가 두 메니폴드(76,76) 외측과 융착됨으로써 두 반원형 메니폴드(76,76)가 서로 접합되어 메니폴드(75)가 형성된다. 이와 같은 상태에서 냉매 파이프(9)를 메니폴드(75)에 삽입한 다음 토오치 등에 의하여 용접함으로서 메니폴드(75)와 냉매 파이프(9)도 서로 접합될 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 브레이징재(8)를 이용하여 메니폴드(75)를 접합하는 방법에 있어서는, 메니폴드(75) 외부로 결합되는 브레이징재(8)의 길이가 최대로 메니폴드(75)의 돌출길이까지 밖에 되지 않는다. 따라서, 메니폴드(75)와 냉매 파이프(9)가 접합된 부분보다 컵(72) 내부의 소재 두께는 상대적으로 얇고, 이 때문에 브레이징후 냉매 파이프(9)의 루트(route)를 교정하기 위하여 인위적으로 냉매 파이프(9) 유동시킬 때 메니폴드(75)와 냉매 파이프(9)와의 접합부에 인접하고 있는 컵(72) 내부의 소재 및 브레이징재(8)로 접합되지 않은 관통공(73) 주위 부분은 강도가 취약하여 크랙이 쉽게 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 메니폴드의 접합부 뿐만 아니라 이와 인접한 컵 내부의 취약한 부분까지 보강할 수 있도록 함으로써 열교환기의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 링 형태로 형성되어, 서로 접촉하여 메니폴드를 형성하는 두 반원형 메니폴드의 둘레로 삽입되어 브레이징됨으로써 두 반원형 메니폴드를 접합하도록 이루어지는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재로서, 상기 두 반원형 메니폴드의 외부로 삽입되는 삽입길이가 두 메니폴드 플레이트의 일측 컵에 형성된 관통공의 가장자리부까지 연장되고 이 연장부의 끝에 관통공의 가장자리 현상에 따라 요입절취되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 브레이징재를 이용하여 열교환 유동 플레이트의 메니폴드를 접합하는 방법으로서, 두 메니폴드 플레이트에 형성된 두 반원형 메니폴드를 접촉시켜 메니폴드를 형성하는 단계와; 요입절취부가 형성된 쪽 단부가 관통공의 가장자리에 위치하도륵 상기 메니폴드의 외부로 브레이징재를 삽입하는 단계와; 그리고, 상기 브레이징에 의하여 상기 브레이징재를 용융시켜 두 반원형 메니폴드를 접합하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 브레이징재의 요입절취부가 컵의 관통공 가장자리까지 삽입된 상태에서 브레이징됨으로써 두 메니폴드 플레이트의 접합부가 견고하게 접합됨은 물론 관통공 주위의 컵 내부의 소재 및 브레이징재에 의하여 접합되지 않은 소재도 견고하게 보강되므로, 냉매 파이프를 메니폴드에 용접한 후 냉매 파이프의 루트를 교정하기 위하여 인위적으로 냉매 파이프를 유동시킬 때에도 상기 접합부 및 이와 인접한 부분에서 크랙이 발생하지 않는다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

도 l에 도시된 바와 같이, 편의상 점선으로 도시된 참조부호 1은 열교환기로서, 여기서는 자동차 공기조화장치를 구성하는 증발기를 편의상 예를 들어 설명한다.

증발기(1)는 상단부에 2개의 컵(32,32)이 형성되고 중앙에 형성된 구획리브(34)를 중심으로 전체적으로 U형 유로가 형성된 두 편두형 플레이트(31,31)들에 의하여 이루어지는 튜브(2)들과, 상기 튜브(2)들 사이에 적층되는 방열핀(미도시)들과, 이들을 보강하기 위하여 좌우 양측에 설치되는 두 엔드 플레이트(미도시)가 브래이징에 의하여 서로 접합됨으로써 이루어진다. 따라서, 두 플레이트(31,31)의 접합에 의하여 이루어지는 튜브(2)들의 상단부에는 컵(32)들의 접합에 의하여 탱크(21)가 형성되고, 따라서 한 쪽 탱크(21)는 튜브(2)의 U형 유로를 통하여 다른 쪽탱크(21)와 통하게 된다.

상기 튜브(2)들 중에는 탱크(21)의 내부와 통하도록 탱크(21)의 일측으로부터 연장돌출됨으로씨 냉매의 유입 또는 유출을 위한 냉매 파이프(3) (냉매 유입관또는 냉매 매출관)와 연결되는 원형 파이프 형태의 메니폴드(25)를 가진 튜브(2)가 사용되며, 이러한 튜브(2)의 메니폴드(25)는 반원형 메니폴드(35)를 가진 두 메니폴드 플레이트(31,31)를 서로 접합함으로써 원형의 파이프 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 두 반원형 메니폴드(35,35)를 접합함으로써 메니폴드(25)를 형성하기 위하여 링형 브레이징재(4)가 사용된다.

상기 링형 브레이징재(4)는 알루미늄 합금을 주재로 하여 이루어진 것으로서, 모재인 메니폴드 플레이트(31)와 냉매 파이프보다는 융점이 낮으며, 산화분위기에서도 브레이징이 가능하도록 불화물계 플럭스가 함유된 것이 주로 사용될 수 있다.

이러한 브레이징재(4)를 사용하여 메니폴드(25)를 접합할 경우, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 우선 두 반원형 메니폴드(35,35)를 서로 접촉시켜 미접합 상태의 메니폴드(25)를 형성한 상태에서 메니폴드(25)의 외부로 브레이징재(4)를 끼워 브레이징함으로써 브레이징재(4)의 용융에 의하여 두 반원형 메니폴드(35,35)의 접촉부가 접합됨으로서 메니폴드(25)의 접합을 완료한다. 그리고, 이와 같이 메니폴드(25)를 접합한 상태에서 메니폴드(25) 내부로 냉매 파이프(3)를 삽입하여 용접함으로써 메니폴드(25)와 냉매 파이프(3)를 연결한다.

본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 메니폴드(25)가 브레이징에 의하여 접합될 때 메니폴드(25)에 삽입되는 브레이징재(4)의 단부가 컵(32)의 관통공(23) 가장자리까지 삽입될 수 있도록 브레이징재(4)의 일단부는 컵(32)의 만곡진 형태에 대응하여 확대되고, 또한 이 확대 만곡된 브레이징재(4)의 끝단 양쪽에는 컵(32)의 관통공(33)의 가장자리부 형상에 따라 요입절취되는 바람직하다. 이와 같이 브레이징재(4)의 단부가 확대만곡됨과 아울러 확대만곡된 단부에 요입절취부(41)가 형성되면 메니폴드(25)의 외부로 브레이징재(4)를 끼웠을 때 브레이징재(4)의 단부가 컵(32)의 만곡부를 감싸면서 요입절취부(41)가 관통공(33)의 가장자리까지 삽입됨으로써 보강범위가 넓어진다. 즉, 이와 같이 브레이징재(4)가 메니폴드(22) 외부로 깊숙이 삽입되면 메니폴드(25) 뿐만 아니라 관통공(33) 주위의 소재, 즉 컵(32) 내부의 취약한 부분도 보강될 수 있고, 이 상태에서 브레이징을 행하면, 메니폴드(25)의 접합부의 접합강도도 향상될 뿐만 아니라 컵(32)의 취약한 부분에 대한 강도는 더욱 향상된다. 또한, 브레이징재(4)가 컵(32)쪽으로 완전히 삽입될 수 있도록 메니폴드(25) 상하에 형성되는 돌출부와 대응하여 브레이징재(4)치 외주면 상하에는 도 1에 도시된 바와 같이 길이방향으로 돌출결합부(42)가 각각 형성되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 스플릿부(43)가 각각 절개형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같이 접합된 메니폴드(25)의 내부에 냉매 파이프(3)를 삽입하여 용접함으로써 메니폴드(25)와 냉매 파이프(3)를 서로 연결한 후 냉매 파이프(3)의 루트를 교정하기 위하여 인위적으로 냉매 파이프(3)를 유동시킬 때에도 메니폴드(25)와 냉매 파이프(3)와의 접합부인 메니폴드(25) 뿐만 아니라 다른 곳에 비하여 취약한 부분인 관통공(33) 주변에 크랙과 같은 손상이 발생하지 않는다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환 튜브의 메니폴드와 파이프를 접합하기 위한 브레이징재 및 상기 브레이징재를 이용한 열교환 튜브의 메니폴드와 파이프를 접합하는 방법에 있어서는, 메니폴드(25)의 외부로 브레이징재(4)를 깊숙이 끼울 수 있도록 함으로써 브레이징 접합영역이 확대됨에 따라 메니폴드(25)뿐만 아니라 관통공(32) 주변도 보강될 수 있으므로 냉매 파이프(1)와의 루트 교정시 냉매 파이프(3)를 유동하여도 크랙 등의 손상이 발생하지 않아 내구성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이징재에 의하여 메니폴드를 접합하는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이징재에 의하여 메니폴드가 접합되는 상태를 나타내는 평단면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 다른 브레이징재에 의하여 메니폴드를 접합하는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.

도 5는 종래 브레이징재에 의하여 메니폴드가 접합되는 상태를 나타내는 평단면도이다.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.

도 7은 종래 브레이징재에 의하여 메니폴드를 접합하는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 튜브, 3 : 냉매 파이프,

4 : 브레이징재, 21 : 탱크,

25 : 메니폴드, 31 : 플레이트,

32 : 컵, 33 : 관통공,

35 : 반원형 메니폴드, 41 : 요입절취부,

42 : 결합돌출부, 43 : 스플릿부

Claims

서로 접촉하여 메니폴드를 형성하는 두 반원형 메니폴드의 둘레를 삽입되어 브레이징됨으로써 두 반원형 메니폴드를 접합하도록 이루어지는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재로서,

상기 두 반원형 메니폴드의 외부로 삽입되는 삽입길이가 두 메니폴드 플레이트의 일측 컵에 형성된 관통공의 가장자리부까지 연장되고,

이 연장부의 끝에 관통공의 가장자리 형상에 따라 요입절취되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재.
제 1 항에 있어서, 외주면의 상하에 길이방향으로 결합돌출부가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재.
제 1 항에 있어서, 외주면의 상하에 길이방향으로 스플릿부가 절개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합용 브레이징재.
서로 접촉하여 메니폴드를 형성하는 두 반원형 메니폴드의 둘레로 삽입되어 브레이징됨으로써 두 반원형 메니폴드를 접합하도록 링형으로 이루어지고, 상기 두 반원형 메니폴드의 접촉에 의하여 형성되는 메니폴드의 외부로 삽입되는 삽입길이가 두 메니폴드 플레이트의 일측 컵에 형성된 관통공의 가장자리부까지 연장되고, 이 연장부의 끝에 관통공의 가장자리 형상에 따라 요입절취되어 있는 브레이징재를 이용한 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법으로서,

상기 두 메니폴드 플레이트에 형성된 두 반원형 메니폴드를 접촉시켜 메니폴드를 형성하는 단계와;

요입절취부가 형성된 쪽 단부가 관통공의 가장자리에 위치하도록 상기 메니폴드의 외부로 브레이징재를 삽입하는 단계와; 그리고,

상기 브레이징에 의하여 상기 브레이징재를 용융시켜 두 반원형 메니폴드를 접합하는 단계를 포함하여 이루어지는 열교환 유동 플레이트의 메니폴드 접합방법.