KR101017325B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 열교환기의 탱크부를 외부의 이물질로부터 보호함과 아울러 희생양극소재를 구비하여 부식을 방지함으로써 탱크부의 리크를 방지하는 열교환기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 상호 나란하게 형성되는 한 쌍의 컵(112) 및 상기 한 쌍의 컵(112) 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 구획비드(113)가 형성된 두 개의 플레이트(111)가 서로 접합됨으로써 구획비드(113)를 중심으로 유로(114)가 형성됨과 아울러 서로 접합되는 컵(112)들에 의하여 양쪽으로 탱크(101)가 형성되고 상기 탱크(101)를 외부의 이물질로부터 보호하는 제 1 보호수단(140)을 포함하는 다수의 튜브(110)와, 상기 각 튜브(110)들 사이에 개재되는 방열핀(120)과, 상기 튜브(110) 및 방열핀(120)을 보강하기 위해 이들의 최외측에 설치되는 엔드 플레이트(130)와, 상기 튜브(110) 및 방열핀(120)에서 발생되는 응축수에 포함되어 함께 내려오는 이물질을 걸러내거나 상기 탱크(101)의 부식을 방지하는 제 2 보호수단(150)(170)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
증발기, 탱크, 플레이트, 튜브, 탭, 방열핀, 부식

Description

열교환기{Heat exchanger}
도 1은 종래의 열교환기 중에서 증발기를 나타내는 사시도,
도 2는 종래의 증발기에서 튜브를 구성하는 플레이트를 나타내는 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기를 나타내는 정면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기에서 튜브를 구성하는 플레이트를 나타내는 분해사시도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증발기를 나타내는 정면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 증발기 101: 탱크
110: 튜브 110a: 매니폴드 튜브
111: 플레이트 112: 컵
113: 구획비드 114: 유로
115: 비드 120: 방열핀
130: 엔드 플레이트 140: 제 1 보호수단
141: 탭 150,170: 제 2 보호수단
151,171: 몸체 152: 삽입홈
160: 입구파이프 160a: 출구파이프
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 증발기의 탱크부를 외부의 이물질로부터 보호함과 아울러 희생양극소재를 구비하여 부식을 방지함으로써 탱크부의 리크를 방지하는 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 그 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 작동유체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치로서 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기, 라디에이터, 히터코어 등 여러가지 형식의 것이 사용되고 있다.
이하, 이러한 열교환기 중에서 증발기를 일예로 설명하기로 한다.
상기 증발기(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 간략히 설명하면, 상호 나란하게 형성되는 한 쌍의 컵(14)으로 이루어진 한 쌍의 탱크(15)와, 상기 한 쌍의 컵(14) 사이에서 수직으로 일정길이 만큼 구획비드(12)가 형성된 두 개의 플레이트(11)가 서로 접합됨으로써 구획비드(12)들을 중심으로 전체적으로 "U"자형 유로(13)가 형성되는 다수의 튜브(10)와, 상기 튜브(10)들 사이에 개재되는 방열핀(20)과, 상기 튜브(10) 및 방열핀(20)의 보강을 위하여 이들의 최외측에 설치되는 두 엔드 플레이트(30)로 구성된다.
그리고, 상기한 튜브(10)들 중에는 작동유체를 유입하기 위해 입구파이프(40)와 결합되는 입구측 매니폴드 튜브(10a)와, 작동유체를 배출하기 위해 출구파이프(40a)와 결합되는 출구측 매니폴드 튜브(10b)가 구비된다.
아울러, 상기 증발기(1)를 공조장치에 설치할 때 상기 탱크(15)가 위를 향하는 탑 탱크 타입과 탱크(15)가 아래를 향하는 바텀 탱크 타입을 사용하고 있는데, 본 발명에서는 바텀 탱크 타입을 일예로 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성된 증발기(1)의 일측 탱크(15)에는 유입되는 작동유체와 배출되는 작동유체를 구획하기 위한 배플(미도시)이 내부에 형성되어 있다. 따라서, 작동유체가 입구파이프(40)를 통해 상기 입구측 매니폴드 튜브(10a)내로 유입되어 배플에 의해 구획된 영역의 탱크(15)에 고루 충전된 후 상기 튜브(10)(10a)들의 유로(13)를 따라 유턴되어 흐르면서 인접한 타측 탱크(15)로 유입되고 계속해서, 상기 작동유체는 동일탱크(15)의 타측으로 이동하여 다시 상기 튜브(10)(10b)들의 유로(13)를 따라 유턴되어 흐르면서 최종적으로 상기 출구측 메니폴드 튜브(10b)를 통해 출구파이프(40a)로 배출된다.
그러나, 상기 증발기(1)는 공조케이스(미도시)내에 거의 수직으로 장착되어 에어컨 가동시 증발기(1) 표면에 발생되는 응축수가 외부에서 유입되는 모래, 흙, 먼지 등의 이물질과 함께 상기 탱크(15)측으로 흘러 내려가고 이곳에 계속 고여있게 됨에 따라 탱크부(15)에 부식이 발생됨과 아울러 리크가 발생되어 열교환성능을 저하시키는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 각 플레이트의 양측에 상기 탱크의 외측을 감싸도록 일정한 폭의 탭을 연장 형성하고 상기 탱크측에는 희생양극소재를 인접 설치함으로써 상기 탱크를 이물질로부터 보호함과 아울러 부식 및 리크를 방지하여 열교환성능을 향상할 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상호 나란하게 형성되는 한 쌍의 컵 및 상기 한 쌍의 컵 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 구획비드가 형성된 두 개의 플레이트가 서로 접합됨으로써 구획비드를 중심으로 유로가 형성됨과 아울러 서로 접합되는 컵들에 의하여 양쪽으로 탱크가 형성되고 상기 탱크를 외부의 이물질로부터 보호하는 제 1 보호수단을 포함하는 다수의 튜브; 상기 각 튜브들 사이에 개재되는 방열핀; 상기 튜브 및 방열핀을 보강하기 위해 이들의 최외측에 설치되는 엔드 플레이트를 포함하며, 상기 탱크가 아래쪽에 위치하도록 구성되는 열교환기에 있어서, 상기 튜브 및 방열핀에서 발생하여 상기 탱크의 아래쪽으로 흘러 내려 고이는 응축수에 의해 발생하는 탱크의 부식을 방지하도록 제 2 보호수단이 구비되고, 상기 제 2 보호수단은 상기 탱크 하단에 길이방향을 따라 일정한 형상의 몸체를 설치하여 이루어지되, 상기 몸체의 양측은 상기 엔드 플레이트에 브레이징하여 설치되며, 상기 몸체는 상기 탱크를 이루는 금속의 부식전위보다 낮은 부식전위를 갖는 희생양극소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기를 나타내는 사시도이고, 도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기를 나타내는 정면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기에서 튜브를 구성하는 플레이트를 나타내는 분해사시도이다.
본 발명에 따른 증발기(100)는 상호 나란하게 형성되는 한 쌍의 컵(112)과, 상기 한 쌍의 컵(112) 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 구획비드(113)가 형성된 두 개의 플레이트(111)가 서로 접합됨으로써 구획비드(113)를 중심으로 전체적으로 "U"자형 유로(114)가 형성됨과 아울러 서로 접합된 컵(112)들에 의하여 양쪽으로 탱크(101)가 형성되고 상기 탱크(101)를 외부의 이물질로부터 보호하는 제 1 보호수단(140)을 포함하는 다수의 튜브(110)와, 상기 튜브(110)들 사이에 개재되는 방열핀(120)과, 그리고 상기 튜브(110) 및 방열핀(120)의 보강을 위하여 이들의 최외측에 설치되는 두 엔드 플레이트(130)와, 상기 튜브(110) 및 방열핀(120)에서 발생되는 응축수에 포함되어 함께 내려오는 이물질을 걸러내거나 상기 탱크(101)의 부식을 방지하는 제 2 보호수단(150)으로 구성된다.
그리고, 상기 플레이트(111)에는 구획비드(113)를 중심으로 그 양쪽이 상기 유로(114)를 따라 다수의 비드(115)들이 엠보싱 성형방법에 의해 안쪽면으로 돌출되도록 형성되어 있으며, 작동유체의 유동성 향상과 난류를 유도하도록 사선방향으로 규칙적으로 격자배열되어 있다.
그리고, 상기한 튜브(110)들 중에는 작동유체를 유입하기 위해 입구파이프(160)와 결합되는 입구측 매니폴드 튜브(110a)와, 작동유체를 배출하기 위해 출구파이프(160a)와 결합되는 출구측 매니폴드 튜브(110b)가 구비된다.
상기 제 1 보호수단(140)은 상기 탱크(101)를 커버하도록 상기 플레이트(111)의 양측 일부분이 일정한 폭으로 상기 각각의 컵(112)을 따라 절곡 연장되는 탭(141)으로 이루어지는 것이다.
즉, 상기 탭(141)은 상기 컵(112)의 하측을 제외한 상기 플레이트(111)의 양측에 상기 컵(112)을 커버할 수 있을 정도의 폭으로 연장 형성되는 것으로서 외부의 이물질이 상기 탱크(101)로 직접 부딪치는 것을 방지하게 된다.
상기 제 2 보호수단(150)은 상기 다수의 튜브(110)들 사이에 개재되어 있는 방열핀(120)들의 하측 전체를 커버하는 면적으로 갖는 일정한 두께의 몸체(151) 일측에 상기 튜브(110)들이 끼워지는 다수의 삽입홈(152)이 형성되어 상기 탱크(101)와 방열핀(120) 사이에 삽입 설치되어 구성되는 것이다.
그리고, 상기 몸체(151)는 상기 탱크(101)와 방열핀(120) 사이에 삽입 설치된 후에 일체로 브레이징 된다.
또한, 상기 몸체(151)는 상기 탱크(101)를 이루는 금속의 부식전위 보다 낮은 부식전위를 갖는 Al(알루미늄)-Zn(아연) 계열의 희생양극소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 몸체(151)는 상기 증발기(100)가 외기와 열교환시 그 표면에 발생하는 응축수가 외부로부터 유입되는 모래, 흙, 먼지 등의 이물질과 함께 상기 탱크(101)측으로 직접 흘러가는 것을 차단하여 이물질을 걸러내게 된다.
그리고, 상기 몸체(151)는 공지된 희생양극소재로 이루어짐에 따라 자기 자신은 부식되고 주변의 상기 탱크(101) 뿐만 아니라 상기 튜브(110) 등은 부식되지 않게하거나, 부식의 진행을 느리게 하여 부식으로 인해 발생하는 리크를 방지하게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증발기를 나타내는 정면도로써. 상기한 제 1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하고 그 반복되는 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 상기 제 1 실시예와는 다른 구조의 제 2 보호수단(170)으로 이루어지며 이를 설명하면, 상기 제 2 보호수단(170)은 상기 탱크(101) 하단에 길이방향을 따라 일정한 두께 및 형상의 몸체(171) 양측이 상기 엔드 플레이트(130)에 브레이징으로 설치되어 구성되는 것이다.
그리고, 도면에서는 상기 몸체(171)가 파형단면을 갖는 형상으로 이루어져 있지만, 이 외에도 상기 컵(112)부의 형상에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있는 것이다.
아울러, 상기 몸체(171)는 상기 컵(112)측에 직접 접촉되지 않고 그 양측만 상기 엔드 플레이트(130)에 브레이징되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 몸체(171)는 상기 제 1 실시예와 동일하게 희생양극소재로 이루어져 있다.
따라서, 상기 탱크(101)가 아래쪽에 위치한 바텀 탱크 타입일 때, 상기 증발기(100)에서 발생한 응축수가 흘러 내려와 공조케이스(미도시)와 탱크(101)가 접촉되어 있는 부분에 고이게 됨에 따라 이부분에서 집중적으로 발생하는 부식을 방지하게 되는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 상기 탱크(101)를 커버하도록 상기 플레이트(111)의 양측 일부분이 일정한 폭으로 상기 각각의 컵(112)을 따라 절곡 연장되는 탭(141)을 형성하고, 상기 탱크(101)와 방열핀(120) 사이 또는 상기 탱크(101) 하단에 희생양극소재를 브레이징으로 설치함으로써, 상기 탱크(101)를 외부에서 유입되는 이물질 등으로부터 보호하고 부식을 방지하게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 열교환기 중 증발기(100)에 대해서만 설명하였지만, 이 외에도 라디에이터, 응축기, 히터코어 등 다양한 열교환기에 본 발명과 동일한 구성이 적용되어도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기 플레이트에 탱크를 이물질로부터 보호할 수 있는 탭을 연장 형성하고 상기 탱크측에는 희생양극소재를 브레이징으로 인접 설치함으로써 상기 탱크를 외부의 이물질로부터 보호함과 아울러 부식을 방지하여 상기 탱크에서 리크가 방지되고 열교환성능이 향상되는 것이다.

Claims (5)

  1. 상호 나란하게 형성되는 한 쌍의 컵(112) 및 상기 한 쌍의 컵(112) 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 구획비드(113)가 형성된 두 개의 플레이트(111)가 서로 접합됨으로써 구획비드(113)를 중심으로 유로(114)가 형성됨과 아울러 서로 접합되는 컵(112)들에 의하여 양쪽으로 탱크(101)가 형성되고 상기 탱크(101)를 외부의 이물질로부터 보호하는 제 1 보호수단(140)을 포함하는 다수의 튜브(110); 상기 각 튜브(110)들 사이에 개재되는 방열핀(120); 상기 튜브(110) 및 방열핀(120)을 보강하기 위해 이들의 최외측에 설치되는 엔드 플레이트(130)를 포함하며, 상기 탱크(101)가 아래쪽에 위치하도록 구성되는 열교환기에 있어서,
    상기 튜브(110) 및 방열핀(120)에서 발생하여 상기 탱크(101)의 아래쪽으로 흘러 내려 고이는 응축수에 의해 발생하는 탱크(101)의 부식을 방지하도록 제 2 보호수단(170)이 구비되고,
    상기 제 2 보호수단(170)은 상기 탱크(101) 하단에 길이방향을 따라 일정한 형상의 몸체(171)를 설치하여 이루어지되, 상기 몸체(171)의 양측은 상기 엔드 플레이트(130)에 브레이징하여 설치되며,
    상기 몸체(171)는 상기 탱크(101)를 이루는 금속의 부식전위보다 낮은 부식전위를 갖는 희생양극소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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