KR100948140B1 - 멀티슬랩 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤더, 유입관, 또는 배출관과의 브레이징 품질이 향상되고, 가스쿨러가 갖는 슬랩의 수에 따라서 별도로 제작할 필요가 없는 탱크를 구비한 멀티슬랩 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은:

양 단부가 개방되어 유체가 소통할 수 있는 튜브들;

클래드판으로써 형성되고, 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공들이 형성된 튜브삽입부를 구비하며, 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 두개의 헤더들;

양 단부가 하나의 헤더와 브레이징되어 격실을 한정하는 선두탱크; 및

일 단부는 상기 선두탱크의 중간부에 브레이징되고 타 단부는 헤더와 브레이징되어 격실을 한정하는 후속탱크;를 구비한 멀티슬랩 열교환기를 제공한다.

Description

멀티슬랩 열교환기 {Multi-slab heat exchanger}

도 1 은 이산화탄소의 압력-엔탈피 선도를 도시하는 그래프이고,

도 2 는 종래의 단일슬랩 열교환기를 도시하는 사시도이고,

도 3 은 종래의 2피스(piece) 타입의 멀티슬랩 열교환기를 도시하는 사시도이고,

도 4 는 종래의 헤더탱크를 도시하는 사시도이고,

도 5 는 도 3 의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 종래의 헤더탱크의 단면도이고,

도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티슬랩 열교환기의 헤더탱크의 단면도이고,

도 7 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티슬랩 열교환기의 헤더탱크의 단면도이고,

도 8 은 3피스(piece) 타입의 멀티슬랩 열교환기를 도시하는 사시도이고,

도 9 는 도 8 의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 멀티슬랩 열교환기의 헤더탱크의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 310: 가스쿨러 20, 320: 헤더탱크

30, 330: 유입구 40, 340: 배출구

60, 160, 260, 360: 튜브 70, 370: 냉각핀

80, 380: 상부캡 90, 390: 하부캡

121, 221, 321: 헤더 122A, 222A, 322A: 선두탱크

122Aa, 222Aa, 322Aa: 선두탱크의 일 단부

122Ab, 222Ab, 322Ab: 선두탱크의 중간부

122Ac, 222Ac, 322Ac: 선두탱크의 타 단부

122B, 222B, 322B: 후속탱크

122Ba, 222Ba, 322Ba: 후속탱크의 일 단부

122Bc, 222Bc, 322Bc: 후속탱크의 타 단부

123, 223, 323: 튜브삽입공 124, 224, 324: 리턴홀

125, 225, 325: 격실 126, 226, 326: 튜브삽입부

본 발명은 멀티슬랩 열교환기에 관한 것이며, 더 상세하게는 개선된 구조를 갖는 헤더와 탱크를 구비한 멀티슬랩 열교환기에 관한 것이다. 본 발명은 각종의 열교환기에 적용될 수 있는 것이나, 이하에서는 가스쿨러(gas cooler) 특히, 이산화탄소를 냉매로 하는 냉방장치에 있어서의 가스쿨러를 예로 들어 설명한다.

차량용 냉방시스템에 있어서 널리 사용되어 온 냉매로는 프레온(freon) 등이 있다. 상기 프레온은 일반적으로 무색무취의 기체이며, 그 종류로는 프레온-12(디 클로로디플루오르메탄:CCl2F2), 프레온-22(클로로디플루오르메탄:CHClF2) 등이 있다. 프레온은 화학적으로 안정하고 폭발성이 없으며 불연성, 무독성의 냉매이므로, 냉장고 및 냉동기, 가정용 또는 차량용 에어콘 등의 냉매로서 사용되어 왔다. 이와 같이 프레온을 냉매로 하는 냉방시스템은, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축시키는 교축기, 및 상기 교축기에서 교축된 냉매를 증발시켜서 냉매의 증발잠열을 이용하여 공기를 냉각하는 증발기 등을 구성요소로서 포함하며, 이들 각각의 기능 및 상호간의 연결관계는 이미 알려진 공지의 기술이므로 설명을 생략한다.

그러나 프레온은 화학적으로 매우 안정하므로 사용 후 대기로 방출되면 파괴되지 아니하고 성층권까지 도달하고, 성층권에서는 태양의 자외선에 의해 프레온의 염소원자가 분해되며, 이 염소원자는 지구로 입사되는 자외선을 차단하는 역할을 하는 오존층 파괴의 주요 원인이 된다. 따라서 1987년에는 프레온의 생산 및 소비량을 규제하고 점차 다른 냉매로 대체할 것을 합의하는 몬트리올 의정서가 채택되기에 이르렀다.

이산화탄소는 상기 프레온을 대체하여 사용되는 냉매로서, 이산화탄소는 그 유해성이 프레온에 비하여 적고, 압출효율이 높으며, 외부 유체(공기)에 대한 열전달특성이 우수하고, 체적냉방능력(증발잠열 x 기체밀도)이 우수하여 압축기의 용량을 감소시킬 수 있다는 등의 점에서 대체냉매로서 환영받고 있다.

이산화탄소의 압력-엔탈피 선도인 도 1 을 참조하여 이산화탄소의 냉동사이클을 설명하면 다음과 같다. a-b 과정은 기상의 이산화탄소가 압축기에서 고온고압 으로 압축되는 압축과정이고, b-c 과정은 상기 고온고압의 이산화탄소가 가스쿨러(종래의 증기압축식 냉동사이클에 있어서의 응축기에 해당하는 구성요소)에서 냉각되는 냉각과정이며, c-d 과정은 상기 냉각된 이산화탄소가 교축밸브 등에 의해서 저온저압으로 교축되는 교축과정이고, d-a 과정은 상기 교축된 이산화탄소가 증발기에 의해서 증발되는 증발과정이다. 이 증발과정에서 상기 이산화탄소가 증발잠열을 공기 등의 외부 유체로부터 빼앗아 외부유체를 냉각시킨다.

상기 이산화탄소를 냉매로서 사용하는 냉방시스템은, 그 작동원리 및 구성이 종래의 냉방시스템과 전반적으로 유사하나, 냉방사이클에 있어서의 압축과정 후에 고온의 냉매로부터 외부공기로 열을 방출하는 과정에서 냉매가 기상의 상태로 있다는 점에서 차별된다. 이는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 이산화탄소의 임계점에서의 온도가 약 31℃로서, 프레온 등과 같은 증기압축식 냉동사이클에 사용되는 냉매의 임계점 온도보다 낮은 데에 기인한 것이다. 냉방장치의 통상적 조건을 상정하여 이산화탄소의 냉동사이클을 설정해보면, 가스쿨러로부터 냉매의 열을 충분히 방출하기 위하여는 상기 가스쿨러의 냉매유출구의 온도가 외부유체의 온도보다 높아야 하므로, 도 1 에 있어서의 c점의 온도는 40℃ 정도는 되어야 한다. 이에 따라 상기 가스쿨러의 온도를 40℃ 정도로 높게 하면 가스쿨러의 유입구 부근의 온도가 100℃를 초과하는 매우 높은 온도를 가지게 되고, 따라서 도 1 의 a-b-c-d-a를 따라서 형성될 수도 있는 냉동사이클은 e-f-g-h-e를 따라서 형성된다. 결국 이산화탄소는 매우 높은 압력하에서 작동하게 되므로 냉방장치, 특히 가스쿨러는 매우 높은 압력을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

도 2 는 종래의 가스쿨러로서 사용되는 단일슬랩 열교환기를 도시하는 사시도이다. 종래의 응축기와 유사한 구조를 갖는 이 가스쿨러는 양 단부가 개방되어 유체가 소통할 수 있는 튜브(6)들, 및 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공들이 형성된 튜브삽입부를 구비하며 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 헤더탱크들(2A, 2B)을 구비하고 있다. 상기 헤더탱크들(2A, 2B)은 그 상단 및 하단에 상부캡(8)과 하부캡(9)을 각각 구비하고 있으며, 제 1 헤더탱크(2A)는 유입관(3)을 구비하고 있고 제 2 헤더탱크(2B)는 배출관(4)을 구비하고 있으며, 상기 헤더탱크들 내에는 배플(5)이 형성되어 냉매의 흐름을 화살표로서 표시된 바와 같이 가이드하고 있다. 상기 튜브(6)들 사이에는 냉각핀(7)이 설치되어 냉매의 냉각을 원활하게 한다.

상기와 같은 가스쿨러에 있어서는, 기상이 점차적으로 액상으로 변화하면서 등온으로 냉각되는 통상적인 응축기 내의 냉매와는 달리 가스쿨러 내의 냉매가 기상으로만 존재하므로 그 온도가 하강하면서 냉각된다. 따라서 상기 가스쿨러의 표면의 온도는 전체적으로 큰 편차를 갖게 되는데, 이는 가스쿨러의 튜브 및 냉각핀을 통한 가스쿨러 표면 상으로의 열전달을 유발한다. 이 열전달로 인하여, 배출관(4)에 인접한 부위의 가스쿨러 내의 냉매는 외부유체(공기)와의 열교환을 원활히 이룰 수 없게 되고, 따라서 상기 냉매가 충분히 냉각되지 않은 상태에서 상기 배출관을 통하여 배출된다는 문제점이 있다.

도 3 에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가스쿨러 표면 상으로의 열전달을 저지하기 위한 2피스(piece) 타입의 멀티슬랩(multi-slab) 가스쿨러(10) 가 도시되어 있으며, 도 4 에는 상기 가스쿨러의 헤더(21)와 탱크(22)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 상기 슬랩이라함은, 전체적으로 널빤지와 같은 형상을 갖는 수 개의 배열된 튜브들을 통칭하는 것으로서, 도 4 에 도시된 가스쿨러는 두 개의 슬랩을 구비하고 있다.

이 가스쿨러는 튜브(60)들, 및 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공(23)들이 형성된 튜브삽입부를 구비하며 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 헤더탱크들(20A, 20B)을 구비하고 있다. 상기 헤더탱크들(20A, 20B)은 그 상단 및 하단에 상부캡(80)과 하부캡(90)을 각각 구비하고 있으며, 도 2 에 도시된 헤더탱크와는 달리 각각 두 개의 격실들을 구비하고 있다. 도 3 에서 제 1 헤더탱크(20A)의 우측 격실은 유입관(30)과 연통되며, 좌측 격실은 배출관(40)과 연통된다. 상기 튜브(60)들 사이에는 냉각핀(70)이 설치되어 냉매의 냉각을 원활하게 한다. 즉 도 4 에 도시된 가스쿨러는 양측에 있는 두 쌍의 격실을 연결하는 튜브를 두 겹으로 배치한 것이다. 이 가스쿨러에서의 냉매는 화살표로서 도시된 바와 같이 이동하는데, 구체적으로는 유입관(30)을 통하여 유입된 냉매는 제 1 헤더탱크(20A)의 우측 격실, 상기 제 1 헤더탱크의 우측 격실과 연통되는 튜브들(도면 상에서는 후방에 위치한다), 제 2 헤더탱크(20B)의 우측 격실, 도 4 에 도시된 리턴홀(24), 제 2 헤더탱크의 좌측 격실, 상기 제 2 헤더탱크의 좌측 격실과 연통되는 튜브(60)들, 및 제 1 헤더탱크(20A)의 좌측 격실을 차례로 통과한 후 배출관(40)을 통하여 가스쿨러의 외부로 배출된다. 이와 같이 구성된 가스쿨러는 높은 온도를 갖는 슬랩과 상대적으로 낮은 온도를 갖는 슬랩이 분리(다만 헤더탱크들에 의하여 간접적으로 연결된다)되어 있어서 상기 가스쿨러의 표면의 온도가 전체적으로는 큰 편차를 갖더라도 고온의 슬랩과 저온의 슬랩 간의 열전달이 저지되며, 따라서 배출관(4)에 인접한 부위의 가스쿨러 내의 냉매도 상대적으로 외부유체(공기)와의 열교환을 원활히 할 수 있게된다. 이와 같은 효과는 상기 슬랩의 수가 증가할수록 증대되지만 주변기기들이나 제조비용 등과 관련하여 적절히 제한된다.

도 5 는 도 3 의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 종래의 헤더탱크의 단면도이다. 도시된 바와 같이 헤더(21)는 튜브삽입공(23)들이 형성되는 두 개의 튜브삽입부(26)를 구비하고 있으며, 헤더(21)의 양 단부는 상기 튜브가 삽입되는 방향으로 완만하게 꺾여 있다. 상기 헤더(21)의 튜브삽입부(26) 사이에 위치한 부분과 상기 헤더(21)의 양 단부와 브레이징(brazing)되어 두 개의 격실을 형성하는 탱크(22)는 개략적으로 "3"의 형태를 가지고 있다.

그러나 상기와 같은 형태의 탱크(22)는, 클래드판(clad plate; 브레이징을 용이하게 하는 클래드층(clad layer)이 일면에 형성된 금속판, 특히 알루미늄판으로서, 상기 클래드층은 상기 금속을 주재료로 하는 재료로 형성되며 금속판의 다른 부분보다 용융점이 다소 낮아서 상기 금속판을 가열하면 먼저 용융되는데, 이렇게 먼저 용융된 클래드층이 금속의 접합재료로 사용된다)을 프레스가공하여 형성하는 것이 기술적 또는 경제적으로 곤란하므로 종전에는 금속을 압출하여 형성하였고, 따라서 헤더(21)와 탱크(22)를 브레이징함에 있어서는 상기 헤더(21)에 형성된 클래드층에만 의존하였다. 이와 같이 브레이징된 헤더탱크는, 클래드층이 충분하지 않을 뿐만 아니라 브레이징되는 두 금속 중 일방으로부터만 클래드층이 용융되므로 두 금속을 브레이징함에 있어서의 불량을 초래하였고, 특히 고압상태의 이산화탄소를 수용하는 것은 더욱 무리가 되어 작동 중에 브레이징된 부분이 파손되는 문제점이 있었다. 또한 상기 탱크가 클래드층을 갖지 아니하므로 클래드층을 갖지 아니하는 유입관 또는 배출관을 탱크에 브레이징할 때는 별도의 클래드시트(clad sheet)를 매개로 하여야 하므로 상기 가스쿨러의 제작공정이 까다롭다는 문제점이 있었다. 그 밖에도 상기 가스쿨러가 갖는 슬랩의 수에 따라서 상기 탱크를 별도로 제작해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하여, 헤더, 유입관, 또는 배출관과의 브레이징 품질이 향상되고, 가스쿨러가 갖는 슬랩의 수에 따라서 별도로 제작할 필요가 없는 탱크를 구비한 멀티슬랩 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은:

양 단부가 개방되어 유체가 소통할 수 있는 튜브들;

클래드판으로써 형성되고, 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공들이 형성된 튜브삽입부를 구비하며, 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 두개의 헤더들;

양 단부가 하나의 헤더와 브레이징되어 격실을 한정하는 선두탱크; 및

일 단부는 상기 선두탱크의 중간부에 브레이징되고 타 단부는 헤더와 브레이징되어 격실을 한정하는 후속탱크;를 구비한 멀티슬랩 열교환기를 제공한다.

상기 멀티슬랩 열교환기는, 일 단부는 다른 후속탱크의 중간부에 브레이징되고 타 단부는 헤더와 브레이징되어 격실을 한정하는 후속탱크들을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 선두탱크와 후속탱크는 동일한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 선두탱크와 후속탱크는 클래드판으로써 형성되는 것이 바람직하다.

상기 멀티슬랩 열교환기는 상기 튜브들 사이에 설치된 냉각핀을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 6 을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예를 상세히 설명한다. 도 6 에 도시된 열교환기의 헤더탱크는 상기 도 5 와 같은 시점(視點)에서 취한 단면도이며, 상기 열교환기는 튜브(160)들, 헤더(121)들, 선두탱크(122A), 및 후속탱크(122B)를 구비한다.

상기 튜브(160)들은 양 단부가 개방되어 있어서 유체가 소통할 수 있으며, 그 단부는 상기 헤더(121)에 형성된 튜브삽입공(123)에 삽입되고, 상기 튜브삽입공(123)과 상기 튜브는 상기 헤더(121)를 상기 선두탱크(122A) 및 후속탱크(122B)와 브레이징할 때 함께 브레이징된다. 상기 튜브는 열전도성이 좋은 재료로 형성되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 표면적이 큰 냉각핀을 상기 튜브들과 연결하여 외부유체(공기)와의 열교환을 원활하게 한다. 다만 이러한 냉각핀은 상기 열교환기에 반드시 필수적인 구성요소는 아니라고 할 것이다.

상기 헤더(121)들 각각은, 클래드판으로서 형성되어 상기 튜브(160)들, 선두탱크(122A), 및 후속탱크(122B)와의 브레이징을 가능하게 한다. 상기 헤더(121)에는 수개의 튜브들이 삽입되는 2열의 튜브삽입공(123)들이 형성되며, 상기 튜브삽입공(123)들의 1열이 형성된 헤더의 부분은 튜브삽입부(126)이라 칭하기로 한다. 상기 튜브삽입공(123)의 열 수는 상기 열교환기의 슬랩 수와 일치한다. 헤더(121)의 양 단부는 상기 선두탱크의 좌측 단부(122Aa) 및 후속탱크의 우측 단부(122Bc)와 브레이징되어 격실(125)을 형성할 수 있도록 상기 튜브의 단부가 개방된 방향으로 휘어진 형상을 가지며, 상기 튜브삽입부(126)들 사이의 부분은 선두탱크의 우측 단부(122Ac)와 브레이징되어 격실을 형성할 수 있도록 상기 헤더의 단부와 같은 방향으로 다소 만입된다. 본 실시예의 열교환기는 두 개의 헤더를 구비하는 바, 이들은 각각의 튜브삽입공 또는 튜브삽입부들이 마주보도록 배치된다.

상기 선두탱크(122A)는, 상기 헤더와 브레이징하기 위하여 탱크들(122A, 122B)을 배치함에 있어서 후술하는 후속탱크(122B)보다 먼저 배치되어야 하므로 선두탱크라 칭한다. 이 선두탱크는 클래드판을 프레스가공하여 형성한 것으로서, 도 6 에서의 좌측 단부(122Aa)는 헤더(121)의 좌측 단부와 브레이징되고 그 우측 단부(122Ac)는 헤더(121)의 튜브삽입부(126)들 사이의 부분에 브레이징됨으로써, 좌측의 격실(125)을 한정한다. 상기 우측 단부(122Ac)에 인접한 부분에는 리턴홀(124)이 형성되는데 이는 우측의 튜브(160)을 통하여 우측의 격실(125)로 유입된 냉매가 좌측의 격실(125)로 이동하는 통로이다. 상기 리턴홀(124)은 클래드판을 프레스가공하기 전 또는 프레스가공한 후에도 형성될 수 있다. 상기 선두탱크(122A)의 중간부(122Ab)는 후속탱크(122B)의 좌측 단부(122Ba)와 브레이징되는 부분인바, 후속탱크의 좌측단부와 접하는 면을 넓게 하기 위하여 다소 내측으로 만입되는 것이 바람직하다.

상기 후속탱크(122B)는, 상기 헤더(121)와 브레이징하기 위하여 탱크들(122A, 122B)을 배치함에 있어서 전술된 선두탱크(122A)보다 나중에 배치되므로 후속탱크라 칭한다. 이 후속탱크는 클래드판을 프레스가공하여 형성한 것으로서, 도 6 에서의 좌측 단부(122Ba)는 상기 선두탱크의 중간부(122Ab)와 브레이징되고 그 우측 단부(122Bc)는 헤더(121)의 우측 단부와 브레이징됨으로써 우측의 격실(125)을 한정한다.

본 실시예에 따른 탱크들은 상기 도 5 에 도시된 탱크와는 달리 두 개로 분리되어 있어서 프레스가공이 용이하며, 따라서 클래드판으로 형성될 수 있다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티슬랩 열교환기의 헤더탱크의 단면도이다. 도 7 에 도시된 열교환기의 헤더탱크는 상기 도 5 와 같은 시점에서 취한 단면도이며, 상기 열교환기는 튜브(260)들, 헤더(221)들, 선두탱크(222A), 및 후속탱크(222B)를 구비한다.

상기 튜브(260)들은 양 단부가 개방되어 있어서 유체가 소통할 수 있으며, 그 단부는 상기 헤더(221)에 형성된 튜브삽입공(223)에 삽입되고, 상기 튜브삽입공(223)과 상기 튜브는 상기 헤더(221)를 상기 선두탱크(222A) 및 후속탱크(222B)와 브레이징할 때 함께 브레이징된다. 상기 튜브는 열전도성이 좋은 재료로 형성되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 표면적이 큰 냉각핀을 상기 튜브들과 연결하여 외부유체(공기)와의 열교환을 원활하게 한다. 다만 이러한 냉각핀은 상기 열교환기에 반드시 필수적인 구성요소는 아니라고 할 것이다.

상기 헤더(221)들 각각은, 클래드판으로서 형성되어 상기 튜브(260)들, 선두탱크(222A), 및 후속탱크(222B)와의 브레이징을 가능하게 한다. 상기 헤더(221)에는 수 개의 튜브들이 삽입되는 2열의 튜브삽입공(223)들이 형성되며, 상기 튜브삽입공(223)들의 1열이 형성된 헤더의 부분은 튜브삽입부(226)이라 칭하기로 한다. 상기 튜브삽입공(223)의 열 수는 상기 열교환기의 슬랩 수와 일치한다. 헤더(221)의 양 단부는 상기 선두탱크의 좌측 단부(222Aa) 및 후속탱크의 우측 단부(222Bc)와 브레이징되어 격실(225)을 형성할 수 있도록 상기 튜브의 단부가 개방된 방향으로 휘어진 형상을 가지며, 상기 튜브삽입부(226)들 사이의 부분은 선두탱크의 우측 단부(222Ac)와 브레이징되어 격실을 형성할 수 있도록 상기 헤더의 단부와 같은 방향으로 다소 만입된다. 본 실시예의 열교환기는 두 개의 헤더를 구비하는 바, 이들은 각각의 튜브삽입공 또는 튜브삽입부들이 마주보도록 배치된다. 제 1 실시예의 헤더와는 달리, 본 실시예의 헤더(221)는 좌우비대칭의 형상을 갖는데, 이는 후술되는 바와 같이 선두탱크(222A)와 후속탱크(222B)가 동일한 형상을 갖도록 하기 위함이다.

상기 선두탱크(222A)는 클래드판을 프레스가공하여 형성한 것으로서, 도 7 에서의 좌측 단부(222Aa)는 헤더(221)의 좌측 단부와 브레이징되고 그 우측 단부(222Ac)는 헤더(221)의 튜브삽입부(226)들 사이의 부분에 브레이징됨으로써, 좌측의 격실(225)을 한정한다. 상기 우측 단부(222Ac)에 인접한 부분에는 리턴홀(224)이 형성되는데 이는 우측의 튜브(260)을 통하여 우측의 격실(225)로 유입된 냉매가 좌측의 격실(225)로 이동하는 통로이다. 상기 리턴홀(224)은 클래드판을 프레스가공하기 전 또는 프레스가공한 후에도 형성될 수 있다. 상기 선두탱크(222A)의 중간부(222Ab)는 후속탱크(222B)의 좌측 단부(222Ba)와 브레이징되는 부분인바, 후속탱크의 좌측단부와 접하는 면을 넓게 하기 위하여 다소 내측으로 만입되는 것이 바람직하다.

상기 후속탱크(222B)는 클래드판을 프레스가공하여 형성한 것으로서, 도 6 에서의 좌측 단부(222Ba)는 상기 선두탱크의 중간부(222Ab)와 브레이징되고 그 우측 단부(222Bc)는 헤더(221)의 우측 단부와 브레이징됨으로써 우측의 격실(225)을 한정한다.

본 실시예에 따른 탱크들은 상기 도 5 에 도시된 탱크와는 달리 두 개로 분리되어 있어서 프레스가공이 용이하며, 따라서 클래드판으로 형성될 수 있다. 또한 상기 선두탱크(222A)와 후속탱크(222B)는 동일한 형상을 갖도록 형성되는데, 이는 본 발명이 선두탱크(222A)와 후속탱크(222B)를 각각 따로 제작하지 않아도 된다는 장점을 갖게 한다.

도 8 에는 3피스 타입의 멀티슬랩 열교환기를 도시하는 사시도가 도시되어 있으며, 도 9 에는 도 8 의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 멀 티슬랩 열교환기의 헤더탱크의 단면도가 도시되어 있다.

도 8 에 도시된 열교환기(310)는 튜브(360)들, 및 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공(323)들이 형성된 튜브삽입부를 구비하며 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 두 개의 헤더탱크들(320A, 320B)을 구비하고 있다. 상기 헤더탱크들(320A, 320B)은 그 상단 및 하단에 상부캡(380)과 하부캡(390)을 각각 구비하고 있으며, 각각 세 개의 격실을 구비하고 있고, 제 1 헤더탱크(320A)는 유입관(330)과 연통되고 제 2 헤더탱크(320B)는 배출관(340)과 연통된다. 상기 튜브(360)들 사이에는 냉각핀(370)이 설치되어 냉매의 냉각을 원활하게 한다. 이 열교환기에서의 냉매는 도 8 에 도시된 화살표를 따라서 이동하는데, 이를 구체적으로 설명하면 유입관(330)을 통하여 유입된 냉매는 제 1 헤더탱크(320A)의 우측 격실, 상기 제 1 헤더탱크의 우측격실과 연통되는 튜브들, 제 2 헤더탱크(320B)의 우측 격실, 도 9 에 도시된 리턴홀(324), 제 2 헤더탱크의 중간 격실, 상기 제 2 헤더탱크의 중간 격실과 연통된 튜브들, 제 1 헤더탱크(320A)의 중간 격실, 상기 제 1 헤더탱크의 중간 격실과 좌측 격실 사이에 형성된 리턴홀, 제 1 헤더탱크의 좌측 격실, 상기 좌측 격실과 연통된 튜브(360)들, 및 제 2 헤더탱크의 좌측 격실을 차례로 통과한 후 배출관(340)을 통하여 열교환기의 외부로 배출된다. 상기 설명 중 '좌측', '중간', 및 '우측'은 각각 도면 상에서의 위치를 나타낸 것이다. 이와 같이 구성된 열교환기는 높은 온도를 갖는 슬랩, 중간 온도를 갖는 슬랩, 및 낮은 온도를 갖는 슬랩이 분리되어 있어서 상기 열교환기의 표면의 온도가 전체적으로는 큰 편차를 갖더라도 슬랩 간의 열전달이 저지되며, 따라서 배출관(340)에 인 접한 부위의 열교환기 내의 냉매도 상대적으로 외부유체와의 열교환을 더 원활히 할 수 있게 된다.

도 9 에 도시된 본 발명의 제 3 실시예는, 상기 제 2 실시예와 기본적인 구조는 같으면서 후속탱크(322B)가 더 구비된 멀티슬랩 열교환기를 보이기 위한 것이다. 도 9 에 의하여 명확해 진 바와 같이 본 발명은 슬랩의 수에 의하여 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명은 헤더, 유입관, 또는 배출관과의 브레이징 품질이 향상되고, 가스쿨러가 갖는 슬랩의 수에 따라서 별도로 제작할 필요가 없는 탱크를 구비한 멀티슬랩 열교환기를 제공한다.

Claims (5)

1. 양 단부가 개방되어 유체가 소통할 수 있는 튜브(260, 360)들;

   클래드판으로써 형성되고, 상기 튜브의 단부가 삽입되는 튜브삽입공(223, 323)들이 형성된 튜브삽입부(226, 326)를 구비하며, 각각의 튜브삽입부들이 서로 마주보도록 배치된 두개의 헤더(221, 321)들;

   양 단부(222Aa 및 222Ac, 322Aa 및 322Ac)가 하나의 헤더와 브레이징되어 격실(225, 325)을 한정하는 선두탱크(222A, 322A); 및

   일 단부(222Ba, 322Ba)는 상기 선두탱크의 중간부(222Ab, 322Ab)에 브레이징되고 타 단부(222Bc, 322Bc)는 헤더와 브레이징되어 격실(225, 325)을 한정하는 후속탱크(222B, 322B);를 구비하며,

   상기 선두탱크(222A, 322A)와 후속탱크(222B, 322B)는 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티슬랩 열교환기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 멀티슬랩 열교환기는, 일 단부(322Ba)는 다른 후속탱크의 중간부(322Bb)에 브레이징되고 타 단부(322Bc)는 헤더와 브레이징되어 격실(325)을 한정하는 후속탱크(322B)들을 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티슬랩 열교환기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 선두탱크(222A, 322A)와 후속탱크(222B, 322B)는 클래드판으로써 형성된 것을 특징으로 하는 멀티슬랩 열교환기
5. 삭제

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