KR100651683B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각 두 개의 부재로 이루어진 헤더 파이프들을 가지는 열교환기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 헤더파이프를 이루는 제1부재와 제2부재 각각에 대한 격판부재의 결합강도가 증대되므로, 결국 제1부재와 제2부재간의 전체적인 결합강도가 증대되게 되어 제1부재와 제2부재간의 접합부위의 내구성이 향상될 수 있으며 이에 따라, 종래의 열교환기에서 제1부재와 제2부재간의 접합구조의 내구성을 보강해 주기 위해 사용하던 별도의 클램프부재를 마련할 필요가 없게 되어, 열교환기의 전체적인 조립작업 및 비용이 절감되게 된다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

도 1은 종래 열교환기의 일례의 개략적 정면도,

도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 Ⅱ-Ⅱ선 개략적 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 개략적 정면도,

도 4는 도 3에 도시된 열교환기의 헤더파이프 부위의 개략적 분리 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 부위의 Ⅴ-Ⅴ선 개략적 단면도,

도 6은 도 5에 도시된 부위의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 주요부위의 개략적 단면도,

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 주요부위의 개략적 단면도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...열교환기 3...튜브

20...헤더파이프 21...제1부재

211..결합공 22...제2부재

221...돌기삽입공 30...격판부재

31...몸체 32...접촉부

33...튜브삽입공 34...돌출부

본 발명은 두 개의 부재가 상호 브레이즈 접합되어 이루어진 헤더파이프를 가지는 열교환기에 관한 것으로서, 특히 헤더파이프를 이루는 부재들간의 결합력이 증대될 수 있도록 구조가 개선된 열교환기에 관한 것이다.

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 일 예로 자동차의 공기조화장치에 사용되는 응축기를 제1도에 개략적으로 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 열교환기(1)는 한 쌍의 나란한 헤더파이프(10)와, 이 헤더파이프(10)들 사이에 나란하게 배치된 다수의 튜브(3)를 구비하고 있다. 튜브(3)들 사이에는 열교환을 효과적으로 행하기 위한 휜(4)이 설치되어 있다.

상기 각 헤더파이프(10)는 제1부재(11)와 제2부재(12)가 브레이즈 접합되어 이루어진 것으로서, 제1부재(11)에는 튜브(3)들의 단부가 삽입되어 고정되도록 결합공(111; 도 2참조)들이 형성되어 있다. 헤더파이프(10)들 중 하나에는 열교환매체 유입관(5)이 접속되어 있으며, 다른 하나에는 열교환매체 유출관(6)이 접속되어 있다. 헤더파이프(10)들 내부에는 격판부재(8)가 설치되어 있다. 이 격판부재(8)는, 열교환기(1) 내부에서 유동하는 열교환매체를 사행(蛇行)시켜서 그 열교환매체 의 유동거리를 연장시키도록, 헤더파이프(10)의 길이 방향으로의 열교환매체의 유동을 소정의 위치에서 차단한다. 제1부재(11)와 제2부재(12)가 헤더파이프(10)를 구성하도록 고온의 브레이징로 내에서 상호 브레이즈 접합될 때, 격판부재(8)의 몸체 테두리부도 제1부재(11)의 내주면 및 제2부재(12)의 내주면에 브레이즈 접합되어 그 헤더파이프(10) 내에 고정되어 지지되게 된다. 참조부호 7은 헤더파이프(10)의 양단을 막아주는 마개이다.

이러한 열교환기(1)에 있어서, 열교환매체 유입구(5)를 통해 들어온 열교환매체는 격판부재(8)들에 의해 화살표(A)로 도시한 바와 같이 헤더파이프(10)들 사이를 오가며 유동된 후 열교환매체 유출구(6)를 통해 외부로 유출되게 된다.

한편, 제1부재(11)와 제2부재(12)의 상호 브레이즈 접합에 의해서만 이루어진 헤더파이프(10)는, 비록 격판부재(8)의 몸체 테두리부가 제1부재(11)와 제2부재(12)에 브레이즈 접합됨으로써 보강이 행해지기는 하나, 그 제1부재(11)와 제2부재(12)의 접합구조의 내구성에 대한 신뢰도가 높지 않다. 따라서, 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 클램프부재(9)를 사용하여 제1부재(11)와 제2부재(12)를 함께 조여서 밀착시켜줌으로써 그 제1부재(11)와 제2부재(12)의 접합강도를 보강하여 주었다.

그러나, 이처럼 별도의 클램프부재(9)를 사용하여 헤더파이프(10)의 접합부의 강도 보강을 행하게 되면, 그 클램프부재(9)의 추가로 인하여, 부품수가 증대되어 작업이 번거로울 뿐만 아니라 열교환기의 구성을 위한 전체적인 비용이 상승한다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 별도의 클램프부재 등을 마련하지 않더라도, 파이프헤더를 이루는 제1부재와 제2부재간의 접합강도가 증대될 수 있도록 구조가 개선된 열교환기를 제공함에 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기는, 한 쌍의 헤더파이프와, 그 양단부가 상기 한 쌍의 헤더파이프에 각각 끼워져 고정되며 헤더파이프들간의 열교환매체 유동경로를 형성하는 다수의 튜브와, 각 헤더파이프의 내부에 설치되며 그 헤더파이프의 길이방향으로의 열교환매체의 흐름을 차단하는 몸체를 갖춘 격판부재를 구비하며, 각 헤더파이프는 상기 튜브들이 끼워져 고정되는 제1부재와 그 제1부재에 브레이즈 접합되는 제2부재로 이루어진 것에 있어서: 제2부재에는 돌기삽입공이 형성되고; 격판부재는 제1부재에 접촉되는 접촉부와, 접촉부에 형성되며 튜브의 단부가 끼워져 고정되는 튜브삽입공과, 제2부재의 돌기삽입공에 끼워져 고정되도록 몸체에 대해 돌출된 결합돌기를 구비하며; 접촉부는 튜브삽입공에 끼워진 튜브 및 제1부재에 브레이즈 접합되고, 결합돌기는 제2부재에 브레이즈 접합되어 있는 점에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 개략적 정면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 헤더파이프 부위의 개략적 분리사시도이다. 그리고, 도 5는 도 4에 도시된 부위의 Ⅴ-Ⅴ선 개략적 단면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 부위의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예의 열교환기(100)도, 도 1을 참조하면서 설명한 종래의 열교환기(1)와 마찬가지로, 양단부가 한 쌍의 헤더파이프(20)에 각각 끼워져 고정되는 다수의 튜브(3)와, 각 헤더파이프(20)의 내부에 설치되며 그 헤더파이프(20)의 길이방향으로의 열교환매체의 흐름을 차단하는 몸체(31)를 갖춘 격판부재(30)를 구비한다. 그리고, 각 헤더파이프(20)가 상호 브레이즈 접합되는 제1부재(21)와 제2부재(22)로 이루어진 점, 제1부재(21)에는 튜브(3)들이 끼워지는 결합공(211)이 형성되고 그 제1부재(21)의 결합공(211)에 끼워진 튜브(3)는 브레이즈 접합에 의해 그 제1부재(21)에 고정되는 점 등은 종래 열교환기(1)에 있어서와 다를 바 없으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 실시예의 열교환기(100)에 있어서는, 종래 열교환기(1)와는 달리, 제2부재(22)에 돌기삽입공(221)이 그 제2부재(22)를 관통하도록 형성되어 있고, 격판부재(30)에는 접촉부(32)와 튜브삽입공(33)과 결합돌기(34)가 형성되어 있다.

상기 접촉부(32)는 제1부재(21)의 내주면에 접촉될 수 있도록 격판부재(30)의 몸체(31)의 일측면에 대해 만곡된 돌출부위이다. 상기 튜브삽입공(33)은 제1부재(21)의 결합공(211)을 통해 헤더파이프(20) 내로 끼워진 튜브(3)의 단부가 삽입될 수 있도록 상기 접촉부(32)에 형성되어 있다. 상기 결합돌기(34)는, 제2부재(22)의 돌기삽입공(221)에 끼워지도록 격판부재(30)의 몸체(31)에 대해 돌출되게 형성되어 있다. 이 결합돌기(34)는, 상기 돌기삽입공(221)을 통해 외부로 즉 제2부재(22)의 외주면에 대해 돌출되도록 제2부재(22)의 두께보다 긴 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 열교환기(100)에 있어서, 제1부재(21)와 제2부재(22)가 헤더파이프(20)를 구성하도록 고온의 브레이징로 내에서 브레이즈 접합될 때, 격판부재(30)의 몸체(31) 테두리부가 제1부재(21)의 내주면 및 제2부재(22)의 내주면에 브레이즈 접합되는 점은 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한 종래 열교환기(1)에 있어서와 유사하다. 그러나, 본 실시예의 열교환기(100)에 있어서는, 제1부재(21)와 제2부재(22)가 브레이즈 접합될 때, 상기 격판부재(30)의 접촉부(32)도 그 외주면 및 튜브삽입공(33)의 내주면을 통해 제1부재(21)의 내주면 및 튜브(3)에 브레이즈 접합되며, 제2부재(22)의 돌기삽입공(221)에 끼워진 결합돌기(34)도 그 돌기삽입공(221)의 내주면과 브레이즈 접합되게 된다. 따라서, 본 실시예의 열교환기에 있어서는 격판부재(30)가 보다 넓은 영역에서 제1부재(21) 및 제2부재(22)와 브레이즈 접합되게 되며 이에 따라, 제1부재(21)와 제2부재(22) 간의 접합력도 그 격판부재(30)를 통해 간접적으로 증대되게 된다. 그 결과, 본 실시예의 열교환기(1)에 있어서는, 도 1 및 도 2에 도시된 별도의 클램프부재(9) 등을 마련하지 않더라도, 제1부재(21)와 제2부재(22)의 접합강도가 증대되어 내구성에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서와 같이, 격판부재(30)의 결합돌기(34)를 상기 돌기삽입공(221)을 통해 제2부재(22)의 외주면에 대해 돌출되는 길이로 형성하면, 상기 결합돌기(34)의 돌출된 단부를 도 5에 가상선으로 도시한 바와 같이 제2부재(22)의 외주면측으로 굽힘가공함으로써, 제2부재(22)에 대한 격판부재(30)의 결합구조를 보다 확고히 할 수 있으며, 그 결과 제1부재(21)와 제2부재(22)의 접합강도도 더 증대될 수 있다.

본 실시예에 있어서는 상기 결합돌기(34)의 돌출된 단부를 굽힘가공함으로써 제2부재에 대한 결합돌기의 이탈을 억제하는 것으로 설명하였으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 격판부재(30)의 결합돌기(34)의 돌출된 단부에 코킹가공을 행하여 그 결합돌기(34)의 돌출된 단부의 두께 등을 확대시킴으로써, 제2부재에 대한 결합돌기(34)의 이탈이 억제하도록 할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 격판부재(30)의 접촉부(32)에 마련된 튜브삽입공(33)의 테두리부 전체에 걸쳐 튜브(3)의 길이방향으로 연장되는 스커트부(35)를 형성하여 그 스커트부(35)의 내주면이 튜브(3)의 외주면에 접촉되어 브레이즈 접합되도록 하면, 브레이즈 접합면적이 보다 증대되므로 제1부재(21)와 제2부재(22)의 전체적인 결합강도 및 내구성은 더 증대될 수 있다.

또한, 도 3 내지 도 7의 실시예들에서는 접촉부(32)가 제1부재(21)의 내주면에 접촉되도록 구성된 것으로 설명 및 도시하였으나, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 접촉부(32)가 제1부재(21)의 외주면에 접촉되도록 구성하고 그 접촉부(32)에 상술한 바와 같은 튜브삽입공(33)을 형성하는 구성을 가지더라도, 상술한 실시예들처럼 헤더파이프를 이루는 제1부재(21)와 제2부재(22)의 전체적인 결합강도 및 내구성이 향상되는 효과를 가질 수 있음은 물론이다.

이상, 몇가지 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술 한 실시예들로 한정되는 것이 아니고, 그 실시예들의 단순한 설계적 변형이나 조합에 의해서도 본원발명의 청구범위의 범주를 벗어나지 않는 열교환기가 구체화될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 헤더파이프를 이루는 제1부재와 제2부재 각각에 대한 격판부재의 결합강도가 증대되므로, 결국 제1부재와 제2부재간의 전체적인 결합강도가 증대되게 되어 제1부재와 제2부재간의 접합부위의 내구성이 향상될 수 있으며 이에 따라, 종래의 열교환기에서 제1부재와 제2부재간의 접합구조의 내구성을 보강해 주기 위해 사용하던 별도의 클램프부재를 마련할 필요가 없게 되어, 열교환기의 전체적인 조립작업 및 비용이 절감되게 된다.

Claims (3)

1. 한 쌍의 헤더파이프와, 그 양단부가 상기 한 쌍의 헤더파이프에 각각 끼워져 고정되며 헤더파이프들간의 열교환매체 유동경로를 형성하는 다수의 튜브와, 상기 각 헤더파이프의 내부에 설치되며 그 헤더파이프의 길이방향으로의 열교환매체의 흐름을 차단하는 몸체를 갖춘 격판부재를 구비하며, 상기 각 헤더파이프는 상기 튜브들이 끼워져 고정되는 제1부재와 그 제1부재에 브레이즈 접합되는 제2부재로 이루어진 열교환기에 있어서:

   상기 제2부재에는 돌기삽입공이 형성되고;

   상기 격판부재는 상기 제1부재에 접촉되는 접촉부와, 상기 접촉부에 형성되 며 상기 튜브의 단부가 끼워져 고정되는 튜브삽입공과, 상기 제2부재의 돌기삽입공에 끼워져 고정되도록 상기 몸체에 대해 돌출된 결합돌기를 구비하며;

   상기 접촉부는 상기 튜브삽입공에 끼워진 튜브 및 상기 제1부재에 브레이즈 접합되고, 상기 결합돌기는 상기 제2부재에 브레이즈 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 격판부재의 결합돌기는 상기 돌기삽입공을 통해 상기 제2부재의 외주면에 대해 돌출되며 그 돌기삽입공으로부터의 이탈이 억제되도록 상기 제2부재의 외주면측으로 굽힘가공된 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 격판부재의 결합돌기는 상기 돌기삽입공을 통해 상기 제2부재의 외주면에 대해 돌출되며 그 돌기삽입공으로부터의 이탈이 억제되도록 코킹가공된 것을 특징으로 하는 열교환기.

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