KR100722693B1

KR100722693B1 - 열 교환기

Info

Publication number: KR100722693B1
Application number: KR1020050016057A
Authority: KR
Inventors: 허곤; 배정수
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2007-05-29
Also published as: KR20060094684A

Abstract

본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기는 상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서, 상기 헤더 탱크는 내압 강화벽에 의해 양분된 공간부를 갖는 중공관체를 압출 성형하고, 상기 중공관체의 바닥면 또는 상면으로부터 일정깊이 냉매 튜브가 삽입되기 위한 튜브 삽입구를 펀치 가공하는 구성으로 이루어지며, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기는 상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서, 상기 각 헤더 탱크는 판재의 플레이트를 적정 형상으로 절곡시켜 중공관체를 형성하되, 상기 플레이트는 대략 중앙 위치에 냉매 튜브가 삽입되기 위한 다수 개의 튜브 삽입구를 펀치 가공함으로써 바닥면을 형성하며, 상기 바닥면을 기준으로 연장되는 일측 단을 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 바닥 폭의 절반 위치까지 연장시켜 상면을 형성하며, 다시 하향 수직 절곡 시켜 바닥면과 맞닿는 내압 강화벽을 형성함과 동시 에, 상기 바닥면에 연장되는 타측 단은 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 앞서 절곡 형성한 내압 강화벽과 맞닿는 상면을 형성하는 구성으로 이루어지며, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

열 교환기{Heat exchanger}

도 1은 종래 열 교환기의 냉매 흐름을 보인 개략 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 열 교환기의 냉매 흐름을 보인 개략 사시도.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기의 구조를 보인 사시도.

도 4는 도 3의 분해사시도.

도 5a 내지 5b는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크를 압출 성형 제작하는 공정을 보인 사시도 및 부분 절개 사시도.

도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크를 플레이트 재질을 이용해 일체형으로 폴디드(folded) 성형 제작한 상태를 보인 사시도.

도 7은 도 6의 다른 제작 실시 예를 보인 정면도.

도 8은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크 내에 전열 확장 핀이 설치된 상태를 보인 부분 절개 사시도.

도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기의 구조를 보인 사시도.

도 10은 도 9의 분해사시도.

도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도.

도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도.

도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 코어부 110: 상부 헤더 탱크

117,137: 튜브 삽입구 118,138: 내압 강화벽

120: 냉매 튜브 130: 하부 헤더 탱크

131: 상면 132: 바닥면

132a: 굴곡부 133: 형상부재 층

135: 보형물 135a: 패턴

150: 전열 확장 핀

200: 플레이트, 제1 플레이트 210: 상판

211: 냉매 입구 213,313: 냉매 출구

220,320: 하판 221,321: 연통부

230: 충진부 240,340: 매니폴드

300: 제2 플레이트

본 발명은 자동차용 열 교환기에 관한 것으로서, 특히 냉매 튜브를 헤더 탱크의 길이 방향으로 배치시켜 냉매 흐름이 원-패스로 이루어지도록 한 열 교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 온도가 다른 두 개의 유체를 전도성이 우수한 재료를 이용하여 간접적으로 접촉시켜 열을 교환시키는 장치이다.

상기 열교환기중 플레이트와 센터를 교대로 적층한 형태의 적층형 열교환기는 기술발전에 따라 열전달 효율이 상승하여 소형화되어 열코어, 증발기, 변속기 오일쿨러, 라디에이터 등 열교환을 필요로 하는 많은 분야에서 이용되고 있다.

상기 열코어는 가열된 유체를 내부에 흘려 주변의 공기를 따듯하게 해주는 바와 같은 방식의 열교환용으로 사용되며, 냉동싸이클을 구성하는 상기 증발기는 내부에 흐르는 냉매가 외부의 열을 흡수하여 기화시킴으로써 주변공기를 냉각시키는 것과 같은 방식의 열 교환용으로 사용된다.

또한, 상기 변속기 오일 쿨러는 자동차의 엔진에서 연료를 연소시켜 발생시킨 동력을 구동바퀴에 적절한 기어비로 조절하여 전달하는 변속기에 부속적으로 장착되어, 변속기 내부에 채워지는 오일이 기계적 마찰로 인해 고온으로 가열되어 점도가 떨어짐에 따라 기어와 같은 기계요소의 윤활이 불량해져 마모가 심해져 변속기가 기계적 건전성을 상실하게 되고 변속성능이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있도록, 오일을 냉각수와 함께 내부에 흘려 열을 냉각수가 흡수하도록 하여 오일을 냉각시키는 것과 같은 방식의 열교환용으로 사용된다.

상기 라디에이터 역시 자동차의 엔진이 과열되는 것을 방지하고 항상 적절한 온도로 유지하기 위하여 엔진 내부를 순환하면서 뜨거워진 냉각수가 내부를 흐르면서 열을 대기에 방출시키도록 하여 냉각수를 냉각시키는 방식의 열교환용으로 사용 된다.

상기와 같은 용도로 사용되는 일반적인 열 교환기는 크게 위 아래로 서로 마주보고 있는 한 쌍의 수평 헤더 탱크와, 상단이 상기 상부헤더 탱크에 하단이 상기 하부 헤더 탱크에 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된다.

도 1은 일반적인 열 교환기의 냉매 흐름을 보인 개략 사시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 종래의 열 교환기는 열 효율을 높이기 위해 2개 이상의 냉매 패스를 구비하고 있다.

그러나, 이와 같이 2개 이상의 냉매 패스를 구성하기 위해서는 복수 개의 냉매 튜브를 헤더 탱크의 좌우 방향으로 병렬 배치하고, 헤더 탱크 내에 별도 구획실을 구비시켜야 하기 때문에 열 교환기의 구조가 복잡해지고 조립공정에 많은 시간이 소요되기 때문에 생산 효율이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 열 교환기의 냉매 패스 구조를 간단하게 구성함으로써, 생산 효율이 향상되도록 하는 열 교환기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냉매 튜브를 헤더 탱크의 길이 방향으로 일렬로 배치하고 냉매 흐름을 원-패스로 구성시킴으로써, 제조 공정의 단순화가 이루어지도록 한 열 교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 각 냉매 튜브로의 균 일한 냉매 분배가 이루어지도록 하여 열 교환 효율이 향상되도록 한 열 교환기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기는 상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서, 상기 헤더 탱크는 내압 강화벽에 의해 양분된 공간부를 갖는 중공관체를 압출 성형하고, 상기 중공관체의 바닥면 또는 상면으로부터 일정깊이 냉매 튜브가 삽입되기 위한 튜브 삽입구를 펀치 가공하는 구성으로 이루어지며, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기는 상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서,

상기 각 헤더 탱크는 판재의 플레이트를 적정 형상으로 절곡시켜 중공관체를 형성하되, 상기 플레이트는 대략 중앙 위치에 냉매 튜브가 삽입되기 위한 다수 개의 튜브 삽입구를 펀치 가공함으로써 바닥면을 형성하며, 상기 바닥면을 기준으로 연장되는 일측 단을 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 바닥 폭의 절반 위치까지 연장시켜 상면을 형성하며, 다시 하향 수직 절곡 시켜 바닥면과 맞닿는 내압 강화벽을 형성함과 동시에, 상기 바닥면에 연장되는 타측 단은 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 앞서 절곡 형성한 내압 강화벽과 맞닿는 상면을 형성하는 구성으로 이루어지며, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부도면을 참조하여 자세히 설명한다. 여기서, 아래의 기재내용 중 상, 하의 구분은 도면을 기준으로 하며, 실제 열교환기를 사용함에 있어서는 방향성을 제한하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 열 교환기의 냉매 흐름을 보인 개략 사시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같이 본 발명은 열 교환기의 하부 헤더 탱크로 유입된 냉매가 상기 하부 헤더 탱크와 연결된 각 냉매 튜브를 타고 일시에 상부 헤더 탱크로 이동되어 배출되는 원-패스 냉매 흐름이 이루어지도록 열 교환기를 구성한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기의 구조를 보인 사시도 이고, 도 4는 도 3의 분해사시도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기는, 위 아래로 서로 마주보고 있는 한 쌍의 상/하부 헤더 탱크(110)(130)와, 상기 상부 헤더 탱크(110)에 상단이 연결되고 상기 하부 헤더 탱크(130)에 하단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브(120)로 구성된 코어부(100)와, 상기 코어부 (100)의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구(211)(213)를 형성하는 플레이트(200)로 구성된다.

상기 상/하부 헤더 탱크(110)(130)는 사각의 중공관 형상으로 제작되는데, 일단이 막혀지고, 타단에는 냉매가 유입되거나 배출되기 위한 냉매 입/출구(211)(213)를 형성하는 플레이트(200)에 의해 결합되며, 중공관 내부에는 복수 개의 냉매 튜브(120)가 수직하게 관통 결합됨에 따라, 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 사이의 냉매가 이동하게 된다.

도 5a 내지 5b는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크를 압출 성형 제작하는 공정을 보인 사시도 및 부분 절개 사시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 헤더 탱크(110)(130)는 압출 성형을 통해 중공관체를 제작하는데, 중공관체는 중앙에 형성된 내압 강화벽(118)(138)에 의해 양분된 공간부를 형성한다.

이때, 상기 중공관체의 바닥면 또는 상면으로부터 일정깊이 냉매 튜브(120)가 삽입되기 위한 튜브 삽입구(117)(137)를 펀치 가공토록 한다.

도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크를 플레이트 재질을 이용해 일체형으로 폴디드(folded) 성형 제작한 상태를 보인 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 상/하부 헤더 탱크(110)(130)는 판재의 플레이트를 적정 형상으로 절곡시켜 중공관체를 형성한다.

이때, 상기 플레이트는 대략 중앙 위치에 냉매 튜브(120)가 삽입되기 위한 다수 개의 튜브 삽입구(117)(137)를 펀치 가공함으로써, 바닥면(112)(132)을 형성 하고, 상기 바닥면(112)(132)을 기준으로 연장되는 일측 단을 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽(114)(134)을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 바닥 폭의 절반 위치까지 연장시켜 상면(111)(131)을 형성하며, 다시 하향 수직 절곡 시켜 바닥면(112)(132)과 맞닿는 내압 강화벽(118)(138)을 형성한다.

상기 바닥면(112)(132)을 기준으로 연장되는 타측 단은 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽(114)(134)을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 앞서 절곡 형성한 내압 강화벽(118)(138)과 맞닿는 상면(111)(131)을 형성한다.

이때, 상기 내압 강화벽(118)(138)의 선단은 냉매 튜브(120)가 일정깊이 이상 헤더 탱크(110)(130) 내에 삽입되도록 하기 위한 안내홈(118a)(138a)이 형성되도록 한다.

도 7은 도 6의 다른 제작 실시 예를 보인 정면도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 상/하부 헤더 탱크(110)(130)는 바닥면(112)(132) 좌우측으로 연장 절곡되는 측벽(114)(134)과 상면(111)(131)과 내압 강화벽(118)(138)을 대칭 형성함에 있어 상기 내압 강화벽(118)(138) 각각은 일체 브레이징으로 접합되도록 한다.

도 8은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열 교환기의 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 내에 전열 확장 핀(150)이 설치된 상태를 보인 부분 절개 사시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 내에 전열 확장 핀(150)을 삽입함으로서, 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 냉매 튜브(120)는 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 사이에 길이 방향으로 일렬로 배치됨으로서, 냉매 흐름을 원-패스시키는 역할을 하게 되는데, 튜브 단면은 장공 형상으로 제작하게 되는데 이때, 장공 길이는 상/하부 헤더 탱크(130)의 단변부 폭과 흡사한 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 냉매 튜브(120) 사이사이에는 반복 절곡된 철편 형상의 냉각핀(140)이 결합되어 열교환 효율을 향상시키도록 한다.

상기 플레이트(200)는 코어부(100) 측에 결합되어 상/하부 헤더 탱크(110)(130)의 각 통로 끝단과 연통부(221)를 형성하는 하판(220)과, 상기 하판(220) 상측에 결합됨으로서, 분리 구획 되어진 충진부(230)를 형성하고, 상기 충진부(230)의 구획되어진 경계부 근처에 냉매를 주입 및 배출시키기 위한 냉매 입/출구(211)(213)를 각각 형성하도록 된 상판(210)으로 구성된다.

이때, 상기 냉매 입/출구(211)(213)는 연통부(221) 위치와 반대측에 형성되도록 하는 것이 바람직 한데, 이는 주입된 냉매가 곧바로 연통부(221)를 통해 빠져나가지 않고 충진부(230) 내에서 일정량 충진 되는 과정을 거치도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열 교환기의 열 교환 작용에 대해 설명한다.

우선, 플레이트(200)에 형성된 냉매 입구(211)를 통해 냉매가 주입되고, 주 입된 냉매는 충진부(230)에 채워지는 과정을 거쳐 하측 연통부(221)를 통해 하부 헤더 탱크(130)로 주입된다.

이후, 하부 헤더 탱크(130)로 주입된 냉매는 계속해서 주입되는 냉매의 압력에 밀려 일시에 복수 개의 냉매 튜브(120)를 타고 상측으로 이동된다.

이때, 냉매 튜브(120)를 지나는 동안 냉매는 냉매 튜브(120) 또는 냉매 튜브(120) 사이사이에 결합된 냉각핀(140)을 통해 대기와 열 교환을 이루게 된다.

이후, 열 교환된 냉매는 상부 헤더 탱크(110)로 채워진 다음, 그 일측에 형성된 연통부(221)를 통해 플레이트의 충진부(230)로 충진되고, 냉매 출구(213)를 통해 배출되는 열 순환경로를 반복하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 냉매 튜브(120)를 헤더 탱크(110)(130)의 길이 방향으로 일렬로 배치하고 냉매 흐름을 원-패스로 이루어지도록 함으로써, 열 교환기의 구조가 간단하게 이루어지는 이점을 갖게 된다.

도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기의 구조를 보인 사시도 이고, 도 10은 도 9의 분해사시도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기는, 위 아래로 서로 마주보고 있는 한 쌍의 상/하부 헤더 탱크(110)(130)와, 상기 상부 헤더 탱크(110)에 상단이 연결되고 상기 하부 헤더 탱크(130)에 하단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브(120)로 구성된 코어부(100)와, 상기 코어부(100)의 양측에 각각 결합되되, 일측은 냉매를 주입시키기 위한 냉매 입구(211)를 형성하고, 타측은 냉매를 배출시키기 위한 냉매 출구(213)를 형성하도록 된 제1/제2 플레이트(200)(300)로 구성된다.

상기 상/하부 헤더 탱크(110)(130)는 사각의 중공관 형상으로 제작되는데, 중공관 내부에는 복수 개의 냉매 튜브(120)가 수직하게 관통 결합됨에 따라, 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 사이의 냉매가 이동하게 된다.

도 5내지 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기에 적용되는 다양한 형태의 상/하부 헤더 탱크(110)(130)의 실시 예를 설명하고 있다. 이에 대한 설명은 앞서의 설명으로 대신하고, 여기서는 생략하기로 한다.

상기 냉매 튜브(120)는 상/하부 헤더 탱크(110)(130) 사이에 길이 방향으로 일렬로 배치됨으로서, 냉매 흐름을 원-패스시키는 역할을 하게 되는데, 튜브 단면은 장공 형상으로 제작하게 되고, 상기 장공 길이는 상/하부 헤더 탱크(130)의 단변부 폭과 흡사한 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제1 플레이트(200)는 코어부(100) 일측에 결합되어 하부 헤더 탱크(130)의 통로 끝단과 연통부(221)를 형성하는 하판(220)과, 상기 하판(220) 상측에 결합됨으로서, 내부에 충진부(230)를 형성하고, 상기 충진부(230) 상단 표면에 냉매를 주입시키기 위한 냉매 입구(211)를 형성하도록 된 상판(210)과, 상기 상판 (210)의 냉매 입구에 결합되는 매니폴드(240)로 구성된다.

이때, 상기 냉매 입구(211)는 연통부(221) 위치와 반대측에 형성되도록 하는 것이 바람직 한데, 이는 주입된 냉매가 곧바로 연통부(221)를 통해 빠져나가지 않고 충진부(230) 내에서 일정량 충진 되는 과정을 거치도록 하기 위한 것이다.

상기 제2 플레이트(300)는 코어부(100) 타측에 결합되어 상부 헤더 탱크(110)의 통로 끝단과 연통부(321)를 형성하는 하판(320)과, 상기 하판(320)의 연통부(321)와 결합됨으로써, 냉매를 배출시키도록 냉매 출구(313)를 형성하도록 매니폴드(340)로 구성된다.

이때, 상기 제2 플레이트(300)는 제1 플레이트(200)와 달리 충진부(230)를 구비하는 상판(210)이 결합되지 않는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열 교환기의 열 교환 작용에 대해 설명한다.

우선, 제1 플레이트(200)의 상단 냉매 입구(211)와 결합된 매니폴드(240)를 통해 냉매가 주입되고, 주입된 냉매는 충진부(230)에 채워지는 과정을 거쳐 하측 연통부(221)를 통해 하부 헤더 탱크(130)로 주입된다.

이후, 열 교환된 냉매는 상부 헤더 탱크(110)로 채워진 다음, 그 일측에 결합된 제2 플레이트(300)의 연통부(321)를 거치게 되고, 상기 연통부(321)와 직접 연결되어 냉매 출구(313)를 형성하고 있는 매니폴드(340)를 통해 배출되는 열 순환경로를 반복하게 된다.

상기 제1 및 제2 실시 예에서 보여지는 바와 같은 본 발명은 냉매 튜브(120)에 입력되는 냉매가 균일하게 배분되어 입력되도록 하는 냉매 배분수단을 구비함으로서, 열 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

상기 냉매 배분 수단은 도 11내지 도 13에서 보여지는 바와 같이 하부 헤더 탱크 내의 체적이 냉매 입구(211)측이 좁고, 내측으로 갈수록 넓어지도록, 하부 헤더 탱크(130)의 형상을 변경하거나 하부 헤더 탱크(130) 내에 형상부재 층(133)을 형성하는 방법이 모두 사용될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 헤더 탱크(130)는 상면(131)에 적정간격 냉매 튜브(120)가 관통 설치되고, 구간별 높이를 달리하는 다수의 굴곡부를 갖는 바닥면(132) 상측으로 구간별 두께를 달리하는 형상부재 층(133)이 형성되도록 한다.

이때, 상기 바닥면(132)은 냉매 입구측 굴곡부(132a)가 낮게 형성되고, 반대측으로 갈수록 굴곡부(132a) 높이가 높아지도록 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 형상부재 층(133)을 형성함에 있어, 냉매 입구측이 얇고, 반대측으로 갈수록 두꺼워지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 형상부재 층(133) 표면을 굴곡면으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 헤더 탱크(130)는 상면(131)에 적정간격 냉매 튜브(120)가 관통 설치되고, 평평하게 형성된 바닥면(132) 상측으로 구간별 두께를 달리하는 형상부재 층(133)이 형성되도록 한다.

이때, 상기 형상부재 층(133)은 굴곡면이 정교하게 제작된 상측 형상부재 층(133a)을 형성하고, 상기 상측 형상부재 층(133a)이 헤더 탱크(130)의 상면(131)에 관통 삽입된 냉매 튜브(120) 선단과 적정 거리를 유지시킬 수 있도록 별도 제작된 보형물(135)을 하측 형상부재 층(133b) 사이에 삽입시키도록 한다.

상기 상측 형상부재 층(133a)은 냉매 입구측이 얇고, 반대측으로 갈수록 두꺼워지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 상측 형상부재 층(133a) 표면을 굴곡면으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 보형물(135)은 적정구간 크기를 달리하는 패턴(135a)을 형성할 수도 있는데, 상기 패턴(135a)의 크기는 냉매 입구측이 작고, 반대측으로 갈수록 크게 형성할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 열 교환기의 헤더 탱크의 내부구조를 보인 개략 단면도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 헤더 탱크(130)는 상면(131)에 적정간격 냉매 튜브(120)가 관통 설치되고, 길이방향으로 경사면을 이루는 바닥면(132) 상측으로 구간별 두께를 달리하는 형상부재 층(133)이 형성되도록 한다.

이때, 상기 형상부재 층(133)은 냉매 입구측이 얇고, 반대측으로 갈수록 두꺼워지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 형상부재 층(133) 표면을 굴곡면으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술내용을 통해, 당업자라면, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 안에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

상기, 본 발명은 냉매 튜브를 헤더 탱크의 길이 방향으로 일렬로 배치하고 냉매 흐름을 원-패스로 구성시킴으로써, 제조 공정의 단순화가 가능하기 때문에 제조 비용이 절감될 뿐 아니라, 작업효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 헤더 탱크 내부의 구조를 변경시켜 각 냉매 튜브로의 균일 한 냉매 분배가 이루어지도록 함으로서, 열 교환 효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims

상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서,

상기 일측 헤더 탱크로 유입된 냉매가 상기 타측 헤더 탱크와 연결된 각 냉매 튜브를 타고 일시에 타측 헤더 탱크로 이동되어 배출됨으로써, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지고, 상기 헤더 탱크는 내압 강화벽에 의해 양분된 공간부를 갖는 중공관체를 압출 성형하고, 상기 중공관체의 바닥면 또는 상면으로부터 일정깊이 냉매 튜브가 삽입되기 위한 튜브 삽입구를 펀치 가공하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
상호 마주보고 있는 한 쌍의 헤더 탱크와, 일측 헤더 탱크에 일단이 연결되고 타측 헤더 탱크에 타단이 연통 상태로 연결된 복수개의 냉매 튜브로 구성된 코어부와, 상기 코어부의 일측에 결합되어 냉매를 주입시키거나 배출시키도록 된 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트로 구성되는 열 교환기에 있어서,

상기 일측 헤더 탱크로 유입된 냉매가 상기 타측 헤더 탱크와 연결된 각 냉매 튜브를 타고 일시에 타측 헤더 탱크로 이동되어 배출됨으로써, 상기 냉매의 유로가 원-패스로 이루어지고, 상기 각 헤더 탱크는 판재의 플레이트를 적정 형상으로 절곡시켜 중공관체를 형성하되, 상기 플레이트는 대략 중앙 위치에 냉매 튜브가 삽입되기 위한 다수 개의 튜브 삽입구를 펀치 가공함으로써 바닥면을 형성하며, 상기 바닥면을 기준으로 연장되는 일측 단을 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 바닥 폭의 절반 위치까지 연장시켜 상면을 형성하며, 다시 하향 수직 절곡 시켜 바닥면과 맞닿는 내압 강화벽을 형성함과 동시에, 상기 바닥면에 연장되는 타측 단은 일정높이 상향 수직 절곡 시켜 측벽을 형성하고, 다시 수평 방향으로 절곡시켜 앞서 절곡 형성한 내압 강화벽과 맞닿는 상면을 형성하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 2항에 있어서,

상기 내압 강화벽의 선단은 냉매 튜브가 일정깊이 이상 헤더 탱크 내에 삽입되도록 하기 위한 안내홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 2항에 있어서,

상기 각 헤더 탱크는 바닥면 좌우측으로 연장 절곡되는 측벽과 상면과 내압 강화벽을 대칭 형성하고, 상기 내압 강화벽 각각은 일체 브레이징으로 접합되도록 하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 각 헤더 탱크 중 적어도 어느 하나의 헤더 탱크 내에는 전열 확장 핀이 길이방향으로 삽입되어 내부에 안착되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 1항 또는 제 2항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 헤더 탱크는 중공관 형상으로 제작되어 일단이 막혀지고, 타단에는 냉매가 유입되거나 배출되기 위한 냉매 입/출구를 형성하는 플레이트에 의해 결합되며, 중공관 내부에는 복수 개의 냉매 튜브가 수직하게 관통 결합되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 1항 또는 제 2항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉매 튜브는 각 헤더 탱크 사이에 길이 방향으로 일렬로 배치되고, 튜브 단면은 헤더 탱크의 단면부의 내부 중공부 폭과 같거나, 상대적으로 1 내지 3mm 정도 작은 길이를 갖는 장공 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 1항 또는 제 2항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레이트는 코어부 측에 결합되어 각 헤더 탱크의 각 통로 끝단과 연통부를 형성하는 하판과, 상기 하판 상측에 결합됨으로서, 분리 구획 되어진 충진부를 형성하고, 상기 충진부의 구획되어진 경계부 근처에 냉매를 주입 및 배출시키기 위한 냉매 입/출구를 각각 형성하도록 된 상판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 1항 또는 제 2항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 타측 헤더 탱크는 냉매 튜브에 입력되는 냉매가 균일하게 배분되어 입력되도록 하는 냉매 배분수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 9항에 있어서,

상기 냉매 배분 수단은 타측 헤더 탱크 내의 체적이 냉매 입구측이 넓고, 내측으로 갈수록 좁아지도록, 타측 헤더 탱크의 형상을 변경하거나, 타측 헤더 탱크 내에 별도 형상 제작된 형상부재 층을 삽입하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 9항에 있어서,

상기 냉매 배분 수단은 헤더 탱크의 상면에 적정간격 냉매 튜브가 관통 설치되고, 구간별 높이를 달리하는 다수의 굴곡부를 갖는 바닥면 상측으로 구간별 두께를 달리하는 형상부재 층이 형성되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 11항에 있어서,

상기 바닥면은 냉매 입구측 굴곡부가 낮게 형성되고, 반대측으로 갈수록 굴곡부 높이가 높아지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 11항에 있어서,

상기 형상부재 층은 냉매 입구측이 얇고, 반대측으로 갈수록 두꺼워지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제 13항에 있어서,

상기 형상부재 층 표면을 굴곡면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
삭제