KR101006906B1

KR101006906B1 - 열교환기용 일체형 튜브

Info

Publication number: KR101006906B1
Application number: KR1020080063441A
Authority: KR
Inventors: 석경수
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2011-01-13
Also published as: KR20100003509A

Abstract

본 발명은, 다수 열의 냉매통로가 형성되고, 이 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수 열을 이룬, 헤더(110)(110')를 가진 열교환기에 조립되는 일체형 튜브(120)로서, 상기 헤더의 냉매통로에 연통하는 냉매구멍이 형성된 다수의 관부(122)와, 상기 다수의 인접하는 관부를 이어주는 이음부(124)로 이루어지되, 상기 헤더에 폭방향으로 형성된 튜브 삽입구멍의 사이 간격에 걸리지 않도록 상기 이음부의 양단은 절취되어 절취홈(124a)을 이루고, 상기 관부의 길이방향 양단에는 상기 튜브 삽입구멍에 끼워지는 깊이를 규제하도록 헤더의 튜브 결합면에 걸리는 걸림턱부(122b)가 형성된 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 효과가 있다.

Description

열교환기용 일체형 튜브{One Body Tube for Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기용 일체형 튜브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는, 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기에 조립되는 일체형 튜브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 라디에이터, 히터코어, 에어콘의 콘덴셔, 에버퍼레이터 등의 열교환기는 양측의 헤더와, 상기 양측의 헤더를 연결하여 연통시키는 다수의 튜브와, 인접하는 튜브 사이에 배열되는 핀으로 이루어진다.

상기 열교환기 중에서 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기는 한국특허공개 제2001-15060호, 한국공개특허 제2003-27609호, 한국특허공개 제2004-12939호 등이 개시되어 있다. 이와 같은 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기를 조립할 때에는 압출 성형된 헤더 파이프의 외측면에 다수 열의 튜브 삽입구멍을 형성하고, 이 튜브 삽입구멍에 튜브를 삽입하여 조립한 후, 튜브와 튜브 사이에 핀을 채워 가조립하게 된다. 그리고 가조립한 열교환기를 노내에서 브레이징하여 열교환기를 완성하게 된다.

이러한 종래 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기는 조립할 시에 헤더 파이프에 다수 열의 튜브를 삽입하기가 어려워 조립성이 떨어져 생산성이 저하하고 튜브의 조립불량으로 인해 브레이징의 불량이 생기며, 다수의 냉매 유로를 형성하기 위해서는 별도의 냉매 유동방향 전환부재가 필요하여 부품수가 증가하고 가공공수 및 조립공수가 증가하는 등의 문제점이 있으므로, 이를 개선하기 위해 한국특허공개 제2007-94260호가 제시되어 있다.

종래 상기 한국특허공개 제2007-94260호는, 도1에 도시한 바와 같이, 헤더(10)를 각 열의 수만큼의 독립된 다수의 헤더파이프(12)(14)로 나누어, 상기 각 헤더 파이프(12)(14)의 튜브 삽입구멍에 각 열의 튜브(22)(24)를 끼워 삽입한 후, 인접하는 헤더파이프(12)(14)의 측면을 밀착하여 헤더파이프의 길이방향 양단에 일체형 캡(16)(18)의 삽입부를 끼워 고정한 다음, 인접하는 튜브(22)(24) 사이에 핀을 채워 배열하는 방법으로 조립하여 제조된다.

그런데, 종래 상기 한국특허공개 제2007-94260호와 같이 제조되는 열교환기는 각 열의 튜브를 독립적으로 조립하여야 하므로 조립공수가 많고, 튜브를 가조립할 때에 헤더 파이프의 어긋남과 조립의 불안정으로 인해 튜브가 빠지는 경우가 생겨 조립작업이 용이하지 못하고 조립불량성이 높다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기에서, 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 열교환기용 일체형 튜브를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 열교환기용 일체형 튜브는, 다수 열의 냉매통로가 형성되고, 이 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수 열을 이룬, 헤더를 가진 열교환기에 조립되는 일체형 튜브로서, 상기 헤더의 냉매통로에 연통하는 냉매구멍이 형성된 다수의 관부와, 상기 다수의 인접하는 관부를 이어주는 이음부로 이루어지되, 상기 헤더에 폭방향으로 형성된 튜브 삽입구멍의 사이 간격에 걸리지 않도록 상기 이음부의 양단은 절취되어 절취홈을 이루고, 상기 관부의 길이방향 양단에는 상기 튜브 삽입구멍에 끼워지는 깊이를 규제하도록 헤더의 튜브 결합면에 걸리는 걸림턱부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 관부의 길이방향 양단에는 상기 인접하는 일체형 튜브 사이에 끼워져 배열되는 핀의 끝단을 용이하게 맞추도록 단턱부가 추가로 형성되어 있다.

상기 걸림턱부에서 상기 일체형 튜브의 폭방향 외측 두께(T4)는, 상기 냉매구멍이 형성된 부분(냉매연통부)의 두께(T1)보다 얇게 되어 있다.

상기 단턱부에서 상기 일체형 튜브의 폭방향 외측 두께(T3)와 상기 이음부의 두께(T2)는, 상기 걸림턱부의 두께(T4)와 같거나 얇게 되어 있다.

본 발명에 의한 열교환기용 일체형 튜브는, 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기에 조립되어, 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 실시예에서는 2열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기를 예로 들어 설명한다. 도2는 본 발명의 일체형 튜브가 적용되는 열교환기의 분리사시도이고, 도3은 도2에서 헤더와 일체형 튜브의 조립부를 나타내는 단면도이며, 도4는 본 발명의 일체형 튜브의 끝단 측면도이다..

도시한 바와 같이 본 발명의 열교환기는, 2열의 냉매통로가 형성된 양측의 헤더(110)(110')에 다수의 일체형 튜브(120)의 양단이 연통하고, 인접하는 일체형 튜브(120)사이에는 주름판 형태의 핀(130)이 끼워져 배열된다.

상기 헤더(110)(110')는 압출로 제조되는 2개의 헤더파이프(112)(112)의 각 측면이 서로 밀착하여 헤더파이프(112)(112)의 길이방향 양단이 일체형 캡(116)(118)에 의해 고정된다. 상기 헤더파이프(112)(112)가 서로 밀착하는 측면에는 냉매의 유동방향이 전환되는 냉매 연통구멍(112a)이 형성되어 있다.

상기 헤더파이프(112)(112)는 전봉관(판재를 말아 접어서 파이프를 성형하는 Roll Forming에 의해 제조된 파이프)으로 이루어 질 수도 있다. 그리고, 상기 헤더(110)(110')는 2열의 냉매통로가 형성된 하나의 헤더파이프로 된 일체형 파이프로 이루어질 수도 있다.

상기 헤더(110)(110')의 튜브 결합면(S)에는 상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍(112b)이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격(C1)(C2)을 두고 형성되어 다수열을 이루고 있다.

상기 일체형 캡 중의 하나(116)에는 상기 냉매통로에 냉매가 출입하는 냉매 입구(116a) 및 냉매출구(116b)가 형성되어 있다.

상기 일체형 튜브(120)는 상기 헤더(110)(110')의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 동시에 삽입되는 튜브로 되어 있으며, 양측의 관부(122)(122)와, 이 관부(122)(122)를 이어주는 이음부(124)가 압출가공에 의해 일체로 제조된다. 그리고, 이음부(124)의 양단(튜브의 길이방향 양단)에는 튜브 조립시에 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)의 사이 간격(C1)에 걸리지 않도록 절취홈(124a)이 형성되어 있다. 상기 관부(122)(122)에는 하나 또는 다수의 냉매구멍(H)이 관부의 길이방향을 따라 형성되어 있다. 상기 이음부(124)에는 양측의 관부(122)(122) 간의 전열효과를 낮추도록 구멍(장공 등)이 형성되어 있을 수도 있 다.

상기 관부(122)(122)의 길이방향 양단에는 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 끼워지는 길이를 규제하도록 헤더의 튜브 결합면(S)에 걸리는 걸림턱부(122b)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 걸림턱부(122b)의 외측에는 상기 인접하는 일체형 튜브(120) 사이에 끼워져 배열되는 핀(130)의 끝단을 용이하게 맞추도록 단턱부(122c)가 추가로 형성되어 있다.

상기 걸림턱부(122b)에서 상기 일체형 튜브(120)의 폭방향 외측 두께(T4)는, 상기 냉매구멍이 형성된 부분(122a : 냉매연통부)의 두께(T1)보다 얇게 되어 있다.

상기 단턱부(122c)에서 상기 일체형 튜브(120)의 폭방향 외측 두께(T3)와 상기 이음부(124)의 두께(T2)는, 상기 걸림턱부(122b)의 두께(T4)와 같거나 얇게 되어 있다.

상기 핀(130)은 상기 일체형 튜브(120)의 폭보다 넓은 폭으로 된 플레이트가 길이방향을 따라 산과 골을 이루면서 절곡되어 주름잡힌 코루케이트 핀 형태로 되어 있으며, 그 길이는 후술하는 바와 같이 상기 양측에 배치되는 헤더(110)(110')의 사이 간격보다 짧게 되어 있다(도3에 도시한 간격 C3로 그 차이를 표시). 상기 핀의 표면에는 열교환기의 성능을 높이도록 도시하지 않은 절기 루버 또는 구멍이 형성될 수도 있다. 상기 핀(130)은 상기 헤더(110)(110')의 폭보다 작거나 헤더(110)(110')의 폭과 같은 폭으로 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 열교환기는, 상기 헤더파이프(112)(112)와 일체형 캡(116)(118)이 조립된 헤더(110)(110') 또는 하나의 일체형 헤더와, 일체 형 튜브(120) 및 핀(130)을 준비한 후, 상기 헤더(110)(110')의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 동시에 삽입되는 일체형 튜브(120)를 양측의 헤더(110)(110') 사이에 가조립한 다음; 상기 각 일체형 튜브(120) 사이에는 상기 헤더(110)(110')의 튜브 결합면(S)과 상기 핀(130)의 단부 사이에 간격(C3 : 도3에 도시)이 형성되도록 핀(130)을 가조립한 후, 노내에서 브레이징하여 완료한다.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 간격(C3)은, 브레이징 시에 용착성을 양호하게 하고 열교환기가 증발기로 사용될 경우 그 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다. 상기 간격(C3)은 3~5mm로 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 일체형 튜브(120)의 가조립시에, 상기 걸림턱부(122a)는 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 끼워지는 깊이를 규제하여 일정한 삽입깊이를 얻을 수 있으므로 일체형 튜브의 조립을 용이하게 한다. 그리고, 단턱부(122c)는 상기 인접하는 일체형 튜브(120) 사이에 끼워져 배열되는 핀(130)의 끝단을 용이하게 맞추게 하므로 상기 간격(C3)을 띄워 조립하는 핀(130)의 조립을 용이하게 한다.

또한, 상기 일체형 튜브(120)에서 냉매구멍(H)이 형성된 부분(122a : 냉매연통부) 이외의 부분, 즉 이음부(124), 걸림턱부(122b) 및 단턱부(122c)의 두께(T2)(T4)(T3)는 냉매연통부(122a)의 두께(T1)보다 얇으므로 원재료를 절감하며 일체형 튜브(120)의 길이방향 양단의 절단작업시 그 절단작업의 효율과 정밀성을 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 열교환기용 일체형 튜브에 의하면, 열교환기의 가조립시 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 한편, 용착성(브레이징성)을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다. 그리고 공기가 통과함으로써 원활한 응축수의 배출과 이물질의 끼임 및 축적을 방지한다.

본 발명이 적용된 열교환기에서 일체형 튜브와 일체형 핀은, 열교환기의 공기측 열교환 면적이 증가하여 냉방성능이 향상되므로, 이를 적용하는 자동차의 연비성능을 향상할 수 있다.

그리고, 본 발명의 열교환기용 일체형 튜브에 의하면, 종래 헤더파이프의 가조립시에 헤더파이프의 어긋남과 불안정한 작업을 완전히 해소할 수 있고, 본 발명의 일체형 튜브가 조립되는 일체형 헤더는 튜브 삽입작업을 통하여 미세하게 2차적인 교정작업을 할 수 있으므로 종래 많이 발생하였던 조립작업의 애로와 불량을 완전히 해소할 수 있다.

도1은 종래 튜브가 적용된 열교환기의 분리사시도,

도2는 본 발명의 일체형 튜브가 적용된 열교환기의 분리사시도,

도3은 도2에서 헤더와 일체형 튜브의 조립부를 나타내는 단면도,

도4는 본 발명에 의한 일체형 튜브의 끝단 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110, 110' : 헤더 112 : 헤더파이프

120 : 튜브 122 : 관부

122a : 냉매연통부 122b : 걸림턱부

122c : 단턱부 124 : 이음부

124a : 절취홈 130 : 핀

Claims

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다수 열의 냉매통로가 형성되고, 이 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수 열을 이룬, 헤더를 가진 열교환기에 조립되는 일체형 튜브로서,

상기 헤더의 냉매통로에 연통하는 냉매구멍이 형성된 다수의 관부와, 상기 다수의 인접하는 관부를 이어주는 이음부로 이루어지되,

상기 헤더에 폭방향으로 형성된 튜브 삽입구멍의 사이 간격에 걸리지 않도록 상기 이음부의 양단은 절취되어 절취홈을 이루고,

상기 관부의 길이방향 양단에는 상기 튜브 삽입구멍에 끼워지는 깊이를 규제하도록 헤더의 튜브 결합면에 걸리는 걸림턱부가 형성되고,

상기 걸림턱부의 외측에는 상기 인접하는 일체형 튜브 사이에 끼워져 배열되는 핀의 끝단을 용이하게 맞추도록 단턱부가 추가로 형성되며,

상기 단턱부에서 상기 일체형 튜브의 폭방향 외측 두께(T3)와 상기 이음부의 두께(T2)는, 상기 걸림턱부의 두께(T4) 보다 얇게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 일체형 튜브.
청구항 2에 있어서,

상기 걸림턱부에서 상기 일체형 튜브의 폭방향 외측 두께(T4)는, 상기 냉매구멍이 형성된 부분(냉매연통부)의 두께(T1)보다 얇게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 일체형 튜브.
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