KR100737142B1 - 열교환기의 헤더 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 헤더 구조에 관한 것으로 열교환기의 상기 헤더부(3)가 내부로 유체가 흐르는 유로(10a)가 형성된 관형상으로 일면이 상기 튜브플레이트부(1)의 단부가 결합하는 제 1 튜브결합구멍(11)이 간격을 두고 다 수개 형성된 장착면(10b)으로 형성된 헤더파이프부재(10)와, 이 헤더파이브부재(10)의 일 면에 이 제 1 튜브결합구멍(11) 내부로 삽입되는 버어부(22)가 외측 둘레로 돌출된 제 2 튜브결합구멍(21)이 뚫려져 상기 헤더파이프부재(10)의 장착면에 장착되는 보강플레이트부재(20)와, 상기 보강플레이트부재(20)의 몸체에 블레이징용제를 피복하여 형성한 클레드층(30)을 포함하는 것이다.

즉, 헤더부(3)와 튜브플레이트부(1)의 결합부분 접촉면적이 버어부(22)에 의해 확대되어 결합부분의 블레이징 강도를 증대시켜 초임계 사이클에서 사용되는 냉매의 고압에도 견딜 수 있는 강성을 가지도록 하는 효과가 있는 것이다.

또한 보강플레이트부재(20)에는 블레이징용제가 피복된 클레드층(30)이 형성되어 블레이징 시 별도로 블레이징용제를 도포할 필요가 없어 작업공정이 단순화되고 작업환경을 개선할 수 있으며 보강플레이트부에 골고루 피복된 클레드층(30)에 의해 헤더부(3)의 각 결합부분이 틈새없이 블레이징되어 블레이징 강도와 내압성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

열교환기의 헤더 구조{Header Structure of Heat Exchanger}

도 1a 내지 도 1b는 종래의 열교환기의 헤더구조를 도시한 단면도

도 2는 종래의 열교환기의 다른 헤더구조를 도시한 단면도

도 3은 본 발명의 분해사시도

도 4는 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도

도 5a 는 도 4의 A-A' 단면도

도 5b는 도 4의 B-B' 단면도

도 6은 본 발명의 보강플레이트부를 요부확대하여 도시한 확대도

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 횡단면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 튜브플레이트부 2 : 핀부

3 : 헤더부 10 : 헤더파이프부재

11 : 제 1 튜브결합구멍 12 : 굴곡부

13 : 구획판 20 : 보강플레이트부재

21 : 제 2 튜브결합구멍 22 : 버어부

23 : 측면결합부 30 : 클레드층

본 발명은 열교환기의 헤더 구조에 관한 것으로 더 상세하게는 열교환기 헤더의 내압 강도를 증대시켜 초임계 냉동사이클에서 사용이 가능하도록 발명된 것이다.

일반적으로 자동차에는 탑승객의 호흡이나 외부 대기 상태, 외부의 온도변화 등에 의하여 오염된 실내를 신선한 상태로 유지하거나 실내 온도를 냉, 난방하여 탑승자의 신체에 적합한 온도로 유지시켜 쾌적한 실내 환경을 형성할 수 있도록 하는 공조장치가 설치된다.

이 공조장치에는 차량 엔진룸의 전방에 설치되어 열교환을 통해 외부공기를 가열, 냉각시키는 열교환기가 구비된다.

이 열교환기는 내부로 열 교환되는 유체가 통과되며, 간격을 두고 다수개 구비되는 튜브플레이트부와, 이 튜브플레이트부 사이에 장착되어 열을 전달하는 면적을 넓히는 핀부와, 상기 튜브플레이트부의 양 단부에 결합하여 연통되며 내부에 열교환 유체를 통과시키는 한 쌍의 헤더부를 포함한다.

그리고 통상의 냉방용 열교환기는 냉매를 헤더부로 유입시킨 후 각 튜브플레이트부를 통과시킨 후 헤더부를 통해 배출하여 냉동 사이클로 재순환시키면서 주변 공기의 열을 빼앗아 냉기로 만드는 것이다.

상기 열교환기의 헤더부와 튜브플레이트부의 결합은 헤더부의 장착면 상에 튜브플레이트부의 단부가 결합하는 튜브결합구멍을 간격을 두고 다수개 뚫어 형성 하여 이 튜브결합구멍에 튜브플레이트부를 결합한 후 용접하여 고정시키거나 열교환기 몸체 전체를 조립한 후 브레이징(Brazing)하여 고정시키고 있다.

이 경우 헤더부와 튜브플레이트 사이의 접촉 고정면이 작아 헤더부 내로 유입되는 냉매의 압력에 견디지 못하고 그 결합부분이 분리되는 문제점이 있었던 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 특허 출원 1993-0003355호에서 관형헤더에 밀착되며, 튜브삽입공에 끼워지는 버어가 돌출된 용가제플레이트를 사용하여 관형헤더에 튜브를 결합 고정시키는 '자동차의 에어콘용 열교환기의 제조방법'이 제안된 바 있다.

즉, 도 1a 내지 도 1b에서 도시한 바와 같이 관형헤더(100)의 평면부(100a)에 용가제플레이트(110)의 평단부를 밀착 고정시켜 관형헤더(100)의 튜브삽입공(110b)에 버어(111)를 끼워 결합하고, 이 버어(111)로 튜브(120)를 삽입시킨 후 용가제플레이트(110)를 녹여 비이드(112)를 형성함으로써 다수개의 튜브(120)를 관형헤더(100)에 용접 고정시키는 것이다.

그러나 상기한 열교환기는 기존의 프레온 냉매를 사용하는 통상의 냉동사이클에서는 헤더부 내로 유입되는 냉매의 압력이 크지 않아 문제가 되지 않았으나, 근래에 지구 온난화 문제로 프레온 냉매의 사용이 규제되고 있어 이를 대체하는 이산화탄소 냉매를 사용하는 경우 헤더부 내로 유입되는 이산화탄소의 압력이 커 헤더와 튜브 간의 결합이 불안정한 문제점이 있었던 것이다.

이산화탄소를 냉매로 사용하는 이산화탄소 냉동사이클은 고압측, 즉, 압축기 의 토출압력이 냉매의 임계압력을 초월하여 통상의 냉동사이클에 비해 10배로 도달하므로 헤더와 튜브 간의 브레이징된 부분에서 충분한 강도를 확보하는 것이 불가능한 문제점이 있는 것이다.

이산화탄소 냉동 사이클에서 발생하는 압력에 헤더와 튜브간의 브레이징 부분을 견고히 하는 방법으로 튜브가 결합하는 헤더의 장착면 두께를 두껍게 하여 헤더와 튜브와의 브레이징되는 접촉면을 증대시키는 방법이 있으나 이는 헤더의 대형화 및 질량증가를 유발하는 문제점이 있었던 것이다.

이러한 이산화탄소 냉동사이클에 사용되는 열교환기의 헤더와 튜브 간의 결합을 개선하는 구조로 도 2에서 도시한 일본특허 공개평 11-351783호 '열교환기'에서 헤더부(3)의 내부를 기둥부재(130)로 복수개의 공간으로 구획하고, 이 복수개의 공간은 원형단면을 가지도록 형성한 것이 제안된 바 있다.

이 헤더부(3)는 튜브(120)를 통해 고압의 이산화탄소 냉매가 복수개의 공간으로 분산되어 유입되고 그 공간은 압력을 고르게 분산시키는 원형으로 형성되어 그 내부압력을 낮춰 각 공간에서 튜브(120) 내로 이산화탄소 냉매를 유입시키는 구조인 것이다.

그러나 이 열교환기는 헤더부(3)에 튜브(120)의 삽입을 위한 튜브삽입구멍을 양산성이 있는 기존의 프레스 가공으로 성형하는 것이 불가능하며, 또한 보강플레이트부재(140)의 튜브(120)의 삽입부가 프레스 가공 등으로 타발되어 떨어져 나가는 만큼 원소재의 손실이 있으며, 튜브(120)와의 결합부는 그 접촉면적이 보강플레이트부재(140)의 두께 만큼만 증대되므로 브레이징 시 접촉면적이 적어 이산화 탄 소 냉동 사이클에서 발생하는 이산화탄소 냉매의 압력을 견디기 어려운 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 헤더부와 튜브플레이트부가 결합되어 브레이징되는 접촉면적을 증대시켜 헤더부와 튜브플레이트부 간의 결합을 견고히 하여 헤드 내부로 유입되는 고압의 냉매에 대한 내압강도를 증대시켜 고압측의 압력이 냉매의 임계압력을 초월하는 초임계 냉동사이클에서 사용이 가능하고, 그 열교환기의 헤더 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 브레이징 액을 도포할 필요없이 조립 후 바로 블레이징할 수 있어 열교환기의 제조 과정을 단순화할 수 있고, 작업 편의성을 증대시킴은 물론 블레이징 후 그 결합이 견고하도록 하는 열교환기의 헤더 구조를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 내부로 열 교환되는 유체가 통과되며, 간격을 두고 다수개 구비되는 튜브플레이트부와, 이 튜브플레이트부 사이에 장착되어 열을 전달하는 면적을 넓히는 핀부와, 상기 튜브플레이트부의 양 단부에 결합하여 연통되며 내부에 열교환 유체를 통과시키는 한 쌍의 헤더부를 포함한 열교환기에 있어서, 상기 헤더부는 내부로 유체가 흐르는 유로가 형성된 관형상으로 일면이 상기 튜브플레이트부의 단부가 결합하는 제 1 튜브결합구멍이 간격을 두고 다 수개 형성된 장착면으로 형성된 헤더파이프부재와, 이 헤더파이브부재의 일 면에 이 제 1 튜브결 합구멍 내부로 삽입되는 버어부가 외측 둘레로 돌출된 제 2 튜브결합구멍이 뚫려져 상기 헤더파이프부재의 장착면에 장착되는 보강플레이트부재와, 상기 보강플레이트부재(20)의 몸체에 블레이징용제를 피복하여 형성한 클레드층을 포함함으로써 달성된다.

즉, 헤더부는 튜브플레이트부가 제 1, 2 튜브결합구멍을 통해 결합하여 버어부에 접촉된 상태로 결합된 후 블레이징되므로 튜브플레이트부와의 결합부분에서 블레이징되는 접촉면적이 넓어 블레이징 강성이 증대되고 초임계 냉동 사이클에 적용할 수 있는 내압강도를 확보할 수 있는 것이다.

또한 보강플레이트부재의 표면에 블레이징용제가 도포된 클레드층이 형성되어 있어 튜브플레이트부를 제 1, 2 튜브결합구멍으로 결합한 후 별도의 블레이징용제 도포 작업 없이 바로 블레이징이 가능하고 블레이징용제가 균일하게 도포된 상태로 블레이징되어 접촉부분에서의 블레이징 강도를 증대시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 분해사시도로서, 다수의 튜브플레이트부 사이에 핀부가 장착되어 열교환기몸체를 이루고 이 열교환기몸체의 양 측으로 본 발명인 헤더부가 튜브플레이트부의 단부로 결합하는 것을 나타내고 있다.

도 4는 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 5a 는 도 4의 A-A' 단면도이고, 도 5b는 도 4의 B-B' 단면도로서, 도 5a는 장착면에 보강플레이트가 밀착되어 결합하여 블레이징되는 것을 나타내고 있으며, 도 5b는 헤더부로 각 튜브플레 이트부가 버어부에 접촉된 상태로 결합한 상태를 나타내고 있으며 각 버어부는 헤더파이프부재의 장착면 두께보다 길게 돌출되어 형성된 것을 나타내고 있다.

도 6은 본 발명의 보강플레이트부를 요부확대하여 도시한 확대도로서, 보강플레이트부의 제 2 결합구멍에 형성되는 버어부를 나타내고 있다.

상기 도 3 내지 도 6은 초임계 냉동사이클용 가스 냉각기에 적용되는 실시예를 나타내고 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예를 도시한 횡단면도로서, 초임계 냉동사이클용 증발기에 적용된 경우의 실시 예이며 헤더파이프부재는 내부의 유로가 구획판으로 구획되어 복수열로 형성되고, 각 유로에는 제 1 튜브결합구멍이 형성되어 헤더부로 튜브플레이트부를 복수열로 결합하는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명인 열교환기는 유체가 통과되는 튜브형상의 튜브플레이트부(1)가 간격을 두고 다수개 구비되고, 이 튜브플레이트부(1)의 사이에 열교환 면적을 넓히는 핀부(2)가 장착되어 열교환기몸체를 형성하고, 이 열교환기 몸체의 양 측에 각각 튜브플레이트부(1)로 유체를 유입, 순환시키는 헤더부(3)가 장착되어 조립되는 것이다.

상기 헤더부(3)는 각각 열교환유체를 유입시키는 유체유입관과 유체배출관이 연결된다.

즉, 상기 열교환기는 한 헤더부(3)로 유체유입관을 통해 열교환 유체가 유입되면 각 튜브플레이트부(1)를 통과해 반대편 헤더부(3)로 열교환 유체가 모인 후 유체배출관을 통해 다시 배출되어 순환되는 구조를 가지는 것이다.

상기 튜브플레이트부(1), 핀부(2), 헤더부(3)는 열전도성이 우수하고 가볍고 강도가 높은 알루미늄재질로 이루어지며, 각각을 결합하여 조립한 후 블레이징하여 열교환기로 제조되는 것이다.

이 열교환기는 헤더부(3)로 연결되는 유체유입관을 통해 열교환유체가 헤더부(3) 내부로 유입된 후 튜브플레이트부(1)를 통과하면서 열교환기몸체의 전부로 순환되고, 순환 중에 외부공기와 열교환되면서 주위 공기를 가열하거나, 공기의 열을 뺏어 냉각시키는 것이다.

또 열교환기몸체를 순환하여 열교환된 유체는 다시 헤더부(3)로 배출되어 일시적으로 저장된 다음 모여서 유체배출관으로 배출되어 난방사이클 또는 냉방사이클을 통해 순환되게 되는 것이다.

이러한 열교환기는 종래의 공지된 구성으로 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

상기한 열교환기의 작동은 사용되는 열교환 유체에 따라 난방과 냉방이 결정되며 본 발명에서는 열교환 유체로 냉매를 사용하는 냉방용 열교환기로 예시한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 튜브플레이트부(1)와 헤더부(3) 간의 결합부분을 견고히 블레이징할 수 있도록 하는 것이며, 도 4 내지 도 5a, 도 5b에서 도시한 바와 같이 헤더부(3)가 헤더파이프부재(10)와 이 헤더파이프부재(10)에 밀착되어 결합하고 돌출된 버어부(22)가 형성된 보강플레이트부재(20)와, 이 보강플레이트부재(20)의 몸체에 도포되는 클레드층(30)을 포함한다.

상기 헤더파이프부재(10)는 내부로 유체가 흐르는 유로(10a)가 형성된 관형 상으로 형성되고 일면이 상기 튜브플레이트부(1)의 단부가 결합하는 장착면(10b)으로 형성된다.

이 장착면(10b)에는 튜브플레이트부(1)의 단부가 결합하는 제 1 튜브결합구멍(11)이 길이방향으로 일정 간격을 두고 다 수개 뚫려져 형성되며 후술될 버어부(22)가 삽입되어 내측면에 밀착되도록 형성된다.

또 헤더파이프부재(10)는 몸체의 두께보다 장착면(10b)의 두께를 얇게 형성하여 제조 시 원가를 절감하고, 몸체의 두께를 두껍게 함으로써 자체 내압 강성을 증대시키도록 형성하며 하나의 몸체를 가지는 관으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 헤더파이프부재(10)는 장착면(10b)을 튜브플레이트부(1)의 결합 및 보강플레이트부재(20)의 장착이 용이하도록 평면으로 형성하며 이 장착면(10b)의 반대면 중앙에는 원형으로 굴곡 형성된 원호부(12)가 형성되어 내부로 흐르는 냉매에 의한 내압을 분산시켜 응력집중현상을 방지하고 자체 강성을 증대시키도록 한다.

상기 보강플레이트부재(20)는 헤더파이프부재(10)의 장착면(10b)에 대응되는 형상의 결합면을 가져 장착면(10b)에 밀착 결합되며 상기 제 1 튜브결합구멍(11)에 일치되는 제 2 튜브결합구멍(21)이 제 1 튜브결합구멍(11)에 대응되도록 다 수개 뚫려져 형성된다.

보강플레이트부재(20)는 양 측에 상기 헤더파이프부재(10)의 양 측을 감싸 지지하는 측면결합부(23)가 연장되어 형성되며, 이 측면결합부(23)는 감싸 결합하는 헤더파이프부재(10)의 양 측 일부분과 대응되는 형상으로 형성되어 헤더파이프부재(10)의 외측면에 밀착 결합되도록 한다.

또 상기 버어부(22)는 상기 제 2 튜브결합구멍(21)의 내측면 둘레를 따라 보강플레이트부재(20)에 일체로 돌출된다.

이 버어부(22)는 헤더파이프부재(10)의 장착면(10b)의 두께보다 길게 돌출되어 제 1 튜브결합구멍(11)으로 결합 시 브레이징 면적을 확대하여 브레이징 후 강도를 증대시키도록 한다.

또한 상기 버어부(22)가 돌출되는 보강플레이트부재(20)의 제 2 튜브결합구멍(21)의 입구 측에는 라운드부 또는 테이퍼부(24)가 형성되어 튜브플레이트부(1)의 결합을 안내하여 결합이 용이하게 이루어지도록 함은 물론 후술될 클레드층(30)이 블레이싱 시 라운드부 또는 테이퍼부(24)로 유입되어 블레이징되므로 브레이징 강도를 더욱 증대시킬 수 있는 것이다.

상기 보강플레이트부재(20)는 몸체에 블레이징용제를 피복한 클레드층(30)이 형성되며, 이 클레드층(30)은 보강플레이트부재(20)의 몸체 전체에 걸쳐 균일하게 피복된다.

상기 헤더부(3)는 보강플레이트부재(20)가 장착면에 결합한 후 제 1, 2 튜브결합구멍(11, 21)을 통해 튜브플레이트부(1)가 결합된 후 블레이징되는 것이다.

즉, 헤더부(30)는 블레이징 시 보강플레이트부재(20)에 피복된 클레드층(30)으로 블레이징 되므로 별도의 블레이징용제를 도포할 필요없이 조립 후 바로 블레이징 처리 할 수 있는 것이다.

이 헤더부(3)의 결합을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 보강플레이트부재(20)는 헤더파이프부재(10)의 장착면(10b)에 밀착되고 각 버어부(22)는 제 1 튜브결합구멍(11)으로 결합되어 헤더파이프부재(10)의 내부로 돌출된다.

튜브플레이트부(1)는 상기 헤더파이프부재(10)와 보강플레이트부재(20)의 제 1, 2 튜브결합구멍(11, 21)을 통해 결합하여 외측면이 버어부(22)에 접촉되는 것이다.

이렇게 헤더부(3)에 튜브플레이트부(1)가 결합한 후 브레이징되면 브레이징되는 접촉면적이 넓어 헤더부(3)와 튜브플레이트부(1)의 결합부분 강성이 증대되는 것이다.

또한 헤더파이프부재(10)는 장착면(10b)이 보강플레이트부재(20)에 의해 보강되므로, 장착면(10b)의 두께를 얇게 형성하고 그 외 몸체부를 두껍게 형성하여 제조원가를 줄임과 동시에 내압에 의해 변형되지 않는 강성을 가지도록 하는 것이다.

한편, 버어부(22)는 도 6에서 도시한 바와 같이 제 1 튜브결합구멍(11)의 내측면으로 접촉되고 내측이 튜브플레이트부(1)의 외측에 대응되는 형상을 가지도록 보강플레이트부재(20)에 굽힘부(22b)와, 절결부(22c)를 형성하여 가공되는 것이다.

상기 굽힘부(22b)는 절결부(22c)로 절결된 보강플레이트의 절결편(22a)이 보강플레이트부재(20)의 일측으로 굽혀져 제 2 튜브결합구멍(21)을 형성하도록 하는 것이며, 이 제 2 튜브결합구멍(21)은 튜브플레이트부(1)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되어 튜브플레이트부(1)가 밀착되어 결합하는 것이다.

이 굽힘부(22b)는 절곡되어 굽혀지면서 라운드부 또는 테이퍼부(24)를 형성 하는 것이다.

또 상기 절결부(22c)는 버어부(22)가 형성될 부분의 중심, 즉 제 2 튜브결합구멍(21)을 이루는 중심에서 방사상으로 절결 형성되어 절결편(22a)의 각 부분이 튜브플레이트부(1)의 외측면을 균일한 폭으로 감싸 지지하도록 형성된다.

즉, 상기 버어부(22)는 절결된 절결편(22a)이 굽힘부(22b)를 중심으로 굽혀져 보강플레이트부재(20)의 일면으로 돌출되어 형성되는 것이다.

이렇게 버어부(22)는 절결부(22a)와 굽힘부(22b)를 통해 미리 가공되어 형성된 후 내부로 형성된 제 2 튜브결합구멍(21)을 통해 튜브플레이트부(1)가 밀착되어 결합하게 되는 것이다.

이렇게 버어부(22)는 튜브플레이트부(1)의 단부 결합을 안내함과 동시에 억지 끼움으로 튜브플레이트부(1)의 외측면에 완전히 밀착 결합하는 것이다.

상기 보강플레이트부재(20)는 몸체 전체에 블레이징용제로 형성된 클레드층(30)이 피복되어 있어 블레이징 시 블레이징용제가 녹으면서 밀착된 헤더파이프부재(10)의 장착면(10b)과 양 측면에 견고하게 블레이징되는 것이다.

또한 버어부(22)는 제 1 파이프결합구멍(11)과의 접촉부분에서 블레이징용제가 녹으면서 블레이징되는 것이다.

그리고 상기 버어부(22)는 제 2 파이프결합구멍(21)을 통해 결합하는 튜브플레이트부(1)의 외측면과의 접촉면에도 클레드층(30)이 피복되어 있으므로 클레드층(30)이 녹으면서 결합된 튜브플레이트부(1)와 견고히 블레이징되는 것이다.

또 클레드층(30)은 블레이징 시 녹으면서 제 1 파이프결합구멍(11)과 버어 부(22)와의 틈새, 버어부(22)와 튜브플레이트부(1) 사이의 틈새를 완전히 메우고, 버어부(22)의 입구 측에 형성된 라운드부 또는 테이퍼부(24) 내부로 삽입되어 블레이징되어 헤더부(3)의 각 결합부분을 틈새없이 블레이징시킬 수 있어 블레이징 강도를 증대시키고 이와 더불어 헤더부(3)의 내압성을 증대시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 헤더파이프부재(10)는 도 7에서 도시한 바와 같이 내부가 구획판(13)으로 구획되어 복수열의 유로(10a)로 형성되고 이 각 유로(10a)의 장착면(10b)에 각각 제 1 튜브결합구멍(11)이 뚫려져 형성하며, 상기 보강플레이트부재(20)는 상기 제 1 튜브결합구멍(11)에 대응되도록 제 2 튜브결합구멍(21)이 복수열로 형성되고 각각의 제 2 튜브결합구멍(21)에는 버어부(22)를 돌출시켜 형성한다.

즉, 각 제 1, 2 튜브결합구멍(11, 21)이 복수열로 형성되어 헤더파이프부재(10)로 결합하는 튜브플레이트부(1)도 복수열을 이루는 것이며, 헤더파이프부재(10)의 내부가 구획판(13)으로 구획되어 구획된 각 유로(10a)로 냉매가 분산되어 유입되고, 분산 유입된 냉매가 각 튜브플레이트부(1)를 통과하면서 열교환하는 것이다.

이는 각 튜브플레이트부(1)로 가해지는 냉매의 압력을 저하시켜 헤더부(3)와 튜브플레이트부(1) 사이의 결합부분의 내구성 및 헤더파이프부재(10)의 내구성을 증대시킬 수 있는 구조이며, 복수열의 튜브플레이트부(1)와 핀부(2)로 보다 효율적인 열교환을 할 수 있도록 한 것이다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면 헤더부와 튜브플레이트부가 결합되는 결합부분의 접촉면적이 버어부에 의해 넓어져 블레이징 후 결합부분의 블레이징 강도를 증대시켜 초임계 사이클에서 사용되는 냉매의 고압에도 견딜 수 있는 강성을 가지도록 하는 효과가 있는 것이다.

또한 보강플레이트부에는 블레이징용제가 피복된 클레드층이 형성되어 블레이징 시 별도로 블레이징용제를 도포할 필요가 없어 작업공정이 단순화되고 작업환경을 개선할 수 있으며 보강플레이트부에 골고루 피복된 클레드층에 의해 헤더부의 각 결합부분이 틈새 없이 블레이징되어 블레이징 강도와 헤더부의 내압성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

따라서 본 발명인 헤더구조는 초임계 사이클 냉동 사이클에서 문제없이 사용이 가능함은 물론 그 조립 및 고정이 용이하여 제조원가 및 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 열 교환되는 유체가 통과되며, 간격을 두고 다수개 구비되는 튜브플레이트부(1)와, 이 튜브플레이트부(1) 사이에 장착되어 열을 전달하는 면적을 넓히는 핀부(2)와, 상기 튜브플레이트부(1)의 양 단부에 결합하여 연통되며 내부에 열교환 유체를 통과시키는 한 쌍의 헤더부(3)를 포함한 열교환기에 있어서,

   상기 헤더부(3)는 내부로 유체가 흐르는 유로(10a)가 형성된 관형상으로 일면이 상기 튜브플레이트부(1)의 단부가 결합하는 제 1 튜브결합구멍(11)이 간격을 두고 다 수개 형성된 장착면(10b)으로 형성된 헤더파이프부재(10)와, 이 헤더파이브부재(10)의 일 면에 이 제 1 튜브결합구멍(11) 내부로 삽입되는 버어부(22)가 외측 둘레로 돌출된된 제 2 튜브결합구멍(21)이 뚫려져 상기 헤더파이프부재(10)의 장착면에 장착되는 보강플레이트부재(20)와, 상기 보강플레이트부재(20)의 몸체에 블레이징용제를 피복하여 형성한 클레드층(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 헤더파이프부재(10)는 상기 튜브플레이트부(1)의 단부가 결합하는 장착면(10b)이 평면으로 형성되며 이 장착면(10b)의 반대면 중앙에 원형으로 굴곡 형성된 원호부(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더 구조.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강플레이트부재(20)는 양 측에 상기 헤더파이프부재(10)의 양 측을 감싸 지지하는 측면결합부(23)가 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더 구조.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 버어부(22)가 돌출되는 보강플레이트부재(20)의 제 2 튜브결합구멍(21)의 입구 측에는 라운드부 또는 테이퍼부(24)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환 기의 헤더 구조.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 버어부(22)는 제 1 튜브결합구멍(11)의 내측면으로 접촉되고 내측이 튜브플레이트부(1)의 외측에 대응되는 형상을 가지도록 보강플레이트부재(20)에 굽힘부(22b)와, 절결부(22c)를 형성하여 가공되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더 구조.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 헤더파이프부재(10)는 내부가 구획판(13)으로 구획되어 복수열의 유로(10a)로 형성되고 이 각 유로(10a)의 장착면(10b)에 각각 제 1 튜브결합구멍(11)이 뚫려져 형성하며, 상기 보강플레이트부재(20)는 상기 제 1 튜브결합구멍(11)에 대응되도록 제 2 튜브결합구멍(21)이 복수열로 형성되고 각각의 제 2 튜브결합구멍(21)에는 버어부(22)를 돌출시켜 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더 구조.

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