KR101104276B1 - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화탄소용 열교환기에서 복수열의 튜브 양단부에 헤더와 다수의 돔이 형성된 탱크를 결합하되 상기 헤더와 탱크의 사이에 연결유로가 형성된 연결부재를 개재하고 상기 연결유로의 특정부위에는 배플을 형성하여 냉매유로를 다양하게 변경/구성할 수 있도록 함과 아울러 헤더탱크의 체적을 감소시키고 가공성을 향상시킴은 물론 내압/내구성을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, in a carbon dioxide heat exchanger, a header and a plurality of dome tanks are coupled to both ends of a plurality of rows of tubes through a connecting member having a connection flow path formed between the header and the tank. The specific part of the connection flow path is formed with a baffle to allow various changes / composition of the refrigerant flow path, as well as to reduce the volume of the header tank and improve processability, as well as to improve the pressure / durability.
이에 본 발명은 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130) 양단에 각각 결합될 수 있도록 다수의 튜브삽입홀(111a)(121a)이 복수열로 형성된 상,하부 헤더(111)(121); 상기 상,하부 헤더(111)(121)에 안착되고 각 튜브(130)의 삽입방향으로 돔(112a)(122a)이 돌출형성된 상,하부 탱크(112)(122); 상기 헤더(111)(121)와 탱크(112)(122)의 사이에 개재되어 상기 복수열의 튜브(130) 단부가 삽입되도록 삽입홈(116)(126)이 복수열로 형성됨과 아울러 상기 각 열의 삽입홈(116)(126)들을 연결하여 해당 열의 튜브(130)들을 연통시키는 연결유로(117a,117b)(127a,127b)가 형성된 상,하부 연결부재(115)(125); 상기 상,하부 연결부재(115)(125)의 연결유로(117a,117b)(127a,127b) 중 적어도 하나 이상의 연결유로(117a,117b)(127a,127b)의 특정부위를 폐쇄하도록 형성되어 냉매가 상기 튜브(130)들을 지그재그 형태로 흐를수 있도록 냉매의 유동방향을 전환하는 배플(118)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention includes a plurality of tube insertion holes 111a and 121a formed in a plurality of rows so as to be coupled to both ends of the plurality of tubes 130 arranged in a plurality of rows, the upper and lower headers 111 and 121; Upper and lower tanks 112 and 122 seated on the upper and lower headers 111 and 121 and protruding from the dome 112a and 122a in the insertion direction of each tube 130; The insertion grooves 116 and 126 are interposed between the headers 111 and 121 and the tanks 112 and 122 so that end portions of the tubes 130 are inserted into a plurality of rows. Upper and lower connection members 115 and 125 formed with connection passages 117a and 117b and 127a and 127b connecting the insertion grooves 116 and 126 to communicate the tubes 130 in the row; The refrigerant is formed to close a specific portion of at least one or more connection passages 117a, 117b, 127a, 127b of the connection passages 117a, 117b, 127a, 127b of the upper and lower connection members 115, 125. Is characterized in that it comprises a baffle 118 for switching the flow direction of the refrigerant to flow the tube 130 in a zigzag form.
열교환기, 이산화탄소, 헤더, 탱크, 연결부재 Heat exchanger, carbon dioxide, headers, tanks, connecting elements
Description
도 1 은 일반적인 열교환기를 나타내는 정면도,1 is a front view showing a general heat exchanger,
도 2 는 도 1 에서의 A-A선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
도 3 은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,3 is a perspective view of a heat exchanger according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도,4 is an exploded perspective view showing a heat exchanger according to the present invention;
도 5 는 도 4의 열교환기에서 연통수단을 다르게 한 경우를 나타내는 분해사시도,5 is an exploded perspective view showing a case in which the communication means in the heat exchanger of FIG.
도 6 은 도 3의 B-B선 단면도,6 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 7 은 본 발명에 따른 열교환기에서 두 개의 연결부재를 적층한 경우를 나타내는 분해사시도,7 is an exploded perspective view illustrating a case in which two connection members are stacked in a heat exchanger according to the present invention;
도 8 및 도 9 는 도 7의 연결부재의 다른예를 나타내는 단면도,8 and 9 are cross-sectional views showing another example of the connecting member of FIG.
도 10 은 본 발명에 따른 열교환기에서 헤더탱크의 양단부에 입,출구파이프가 전방을 향하도록 설치된 경우를 나타내는 사시도,10 is a perspective view showing a case where the inlet and outlet pipes are installed at both ends of the header tank in the heat exchanger according to the present invention to face the front;
도 11 내지 도 16 은 본 발명에 따른 열교환기에서 연결부재의 다양한 형태에 따른 냉매순환과정을 나타내는 도면이다.11 to 16 are views showing a refrigerant circulation process according to various forms of the connection member in the heat exchanger according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
100: 열교환기 101: 전방튜브열100: heat exchanger 101: front tube row
102: 후방튜브열 110: 상부 헤더탱크102: rear tube row 110: upper header tank
111: 상부 헤더 111a,121a: 튜브삽입홀111:
111b,121b: 돌출탭 112: 상부 탱크111b and 121b: protruding tab 112: upper tank
112a,122a: 돔 113,123: 고정수단112a and 122a:
115: 상부 연결부재 116,126: 삽입홈115: upper connecting member 116,126: insertion groove
117a,117b,127a,127b: 연결유로117a, 117b, 127a, 127b: connecting flow path
118: 배플 119: 연통수단118: baffle 119: communication means
119a,112b: 연통로 119b: 격벽119a, 112b:
120: 하부 헤더탱크 121: 하부 헤더120: lower header tank 121: lower header
122: 하부 탱크 125: 하부 연결부재122: lower tank 125: lower connecting member
130: 튜브 140: 방열핀130: tube 140: heat sink fin
150: 엔드캡 160: 입구파이프150: end cap 160: inlet pipe
160a: 입구유로 161: 출구파이프160a: inlet flow path 161: outlet pipe
161a: 출구유로 161a: exit euro
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화탄소용 열교환기에서 복수열의 튜브 양단부에 헤더와 다수의 돔이 형성된 탱크를 결합하되 상기 헤더와 탱크의 사이에 연결유로가 형성된 연결부재를 개재하고 상기 연결유로의 특 정부위에는 배플을 형성하여 냉매유로를 다양하게 변경/구성할 수 있도록 함과 아울러 헤더탱크의 체적을 감소시키고 가공성을 향상시킴은 물론 내압/내구성을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, in a carbon dioxide heat exchanger, a header and a plurality of dome tanks are coupled to both ends of a plurality of rows of tubes through a connecting member having a connection flow path formed between the header and the tank. The special committee of the connecting flow passage is related to a heat exchanger that forms a baffle to enable various changes / compositions of the refrigerant flow passage, reduces the volume of the header tank, improves processability, and improves pressure / durability.
열교환기는 냉,난방시스템의 유로상에 설치되어 그 내부를 흐르는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하여 소정공간을 냉,난방할 수 있게 한다.The heat exchanger is installed on the flow path of the cooling and heating system so that the heat exchange medium flowing therein absorbs heat from outside air or heats it by radiating its heat to the outside to cool and heat a predetermined space. do.
이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.Such heat exchangers are manufactured in various ways depending on the purpose and purpose of use, such as a condenser and an evaporator using a refrigerant as a heat exchange medium, and a radiator and heater core using a cooling water as a heat exchange medium.
상기한 종래의 열교환기를 도 1 및 도 2 를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(1)는 좌,우로 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(10)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(10)에 양단부가 결합되어 두 헤더탱크(10)를 연통시키는 복수개의 튜브(20)와, 상기 튜브(20)들 사이에 개재되어 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(30)과, 상기 튜브(20) 및 방열핀(30)을 보호하기 위해 이들의 최외곽에 설치되는 사이드 서포트(40)로 구성된다.The conventional heat exchanger will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows. As shown, the
여기서, 상기 헤더탱크(10)는 튜브(20)들의 양단이 결합될 수 있도록 다수의 튜브홀(13)이 형성된 헤더(11)와, 상기 헤더(11)와 결합되어 냉매가 유동할 수 있는 통로를 형성하는 탱크(12)로 이루어진다.Here, the
그리고, 상기 한 쌍의 헤더탱크(10) 내부에는 냉매가 상기 튜브(20)들을 지그재그 형태로 흐를 수 있도록 배플(60)이 교호적으로 설치된다.In addition, a
이와 같은 열교환기(1)는 냉매가 입구파이프(50)를 통해 헤더탱크(10) 내부로 유입되고, 유입된 냉매는 배플(60)에 의해 튜브(20)들을 지그재그 형태로 흐르는 과정에서 외부공기와 활발한 열교환을 수행하게 되고, 이후 출구파이프(51)를 통해 배출된다.In the
최근에는 지구 온난화 등의 문제로 인해 이산화탄소를 냉매로 사용하는 열교환기가 개발되고 있는 바, 이러한 이산화탄소 냉매는 압축 효율이 우수하고 열전달 성능도 매우 우수하다는 점 등 많은 장점을 가지고 있다.Recently, due to problems such as global warming, heat exchangers using carbon dioxide as a refrigerant have been developed. Such carbon dioxide refrigerant has many advantages such as excellent compression efficiency and excellent heat transfer performance.
상기 이산화탄소용 열교환기는 앞서 설명한 일반적인 열교환기(1)와 비슷한 구조로 이루어지나, 이산화탄소 냉매의 작동상 특성으로 인하여 고압을 견딜 수 있는 구조로 제작되고 있다.The heat exchanger for carbon dioxide is made of a structure similar to the general heat exchanger (1) described above, but has been manufactured in a structure capable of withstanding high pressure due to the operational characteristics of the carbon dioxide refrigerant.
이러한 이산화탄소용 열교환기의 일예로, 일본 특허공개번호 제2003-314987호는 내부재를 이용한 구성으로 외부재와 내부재 사이의 튜브측면에 성형된 홈과 탱크의 연통로로 냉매를 연통시키는 구조이며, 일본 특허공개번호 제2003-172592호는 내부재의 홀을 작게하여 튜브 폭 보다 작게 형성함으로서 헤더의 체적을 줄여 내구성을 향상시키는 구조이고, 일본 특허공개번호 제2003-130584호는 외주면에 브레이징재를 감싸는 구조이다.As an example of such a heat exchanger for carbon dioxide, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-314987 is a structure in which a refrigerant is communicated with a communication path between a groove formed in a tube side surface between an outer material and an inner material and a tank by using an inner material. , Japanese Patent Publication No. 2003-172592 is a structure to improve the durability by reducing the volume of the header by making the hole of the inner material smaller than the tube width, Japanese Patent Publication No. 2003-130584 has a brazing material on the outer peripheral surface It is a wrapping structure.
그러나, 상기한 종래의 열교환기들은 구조가 복잡함은 물론 가공성이 떨어지거나 외주면에 브레이징재를 감싸는 구조로서 헤더탱크의 체적이 커지게 되는 문제가 있었다.However, the conventional heat exchangers have a problem that the volume of the header tank is increased as the structure is not only complicated in structure but also poor in workability or wraps the brazing material on the outer circumferential surface.
한편, 상기와 같은 단일열의 튜브를 사용하는 열교환기 외에도 일본 특허공 개번호 제2002-372383호와 같이 온도분포를 균일하게 하기 위해 복수열의 압출튜브를 사용한 열교환기도 개시되어 있다.On the other hand, in addition to the heat exchanger using a single row of tubes as described above, a heat exchanger using a plurality of rows of extruded tubes, such as Japanese Patent Publication No. 2002-372383, to uniform the temperature distribution is disclosed.
즉, 상기 열교환기는 튜브를 복수열로 배열하고 상기 복수열의 튜브의 양단부에 복수열의 헤더탱크를 결합한 구조로 되어 있으며, 냉매유로의 구성을 위해 상기 복수열의 헤더탱크를 상호 연통시킬 수 있도록 헤더탱크의 격벽에는 연통홀이 형성되어 있다.That is, the heat exchanger has a structure in which a plurality of rows of tubes are arranged in a row and a plurality of header tanks are coupled to both ends of the plurality of rows of tubes, and the header tanks of the header tanks can communicate with the plurality of rows of header tanks to form a refrigerant flow path. The communication hole is formed in a partition.
그러나, 상기 복수열의 튜브를 사용하는 열교환기는 상기 연통홀을 형성하기 위해 헤더탱크의 격벽에 수직으로 가공해야 함으로서, 헤더탱크의 압출제조시 프레스 작업이 어려움은 물론 가공이 힘든 문제가 있으며, 아울러 다양한 냉매유로의 구성이 어렵고 구조가 복잡하며 헤더탱크의 체적이 커지는 문제도 있었다.However, the heat exchanger using the plurality of rows of tubes has to be processed perpendicularly to the bulkhead of the header tank to form the communication hole, so that the press operation is difficult as well as difficult to process during the extrusion manufacturing of the header tank, and various The configuration of the refrigerant flow path was difficult, the structure was complicated, and the volume of the header tank was also increased.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수열의 튜브 양단부에 헤더와 다수의 돔이 형성된 탱크를 결합하되 상기 헤더와 탱크의 사이에 연결유로가 형성된 연결부재를 개재하고 상기 연결유로의 특정부위에는 배플을 형성하여 냉매유로를 다양하게 변경/구성할 수 있도록 함과 아울러 헤더탱크의 체적을 감소시키고 가공성을 향상시킴은 물론 내압/내구성을 향상시킨 열교환기를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned conventional problems is to couple a tank having a header and a plurality of domes at both ends of a plurality of rows of tubes, but through a connecting member having a connection flow path formed between the header and the tank, It is to provide a heat exchanger with the formation of a baffle in a specific portion to enable the various changes / configuration of the refrigerant flow path, reduce the volume of the header tank, improve processability, as well as improved pressure / durability.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수열로 배열되는 다수의 튜브 양단에 각각 결합될 수 있도록 다수의 튜브삽입홀이 복수열로 형성된 상,하부 헤더; 상기 상,하부 헤더에 안착되고 각 튜브의 삽입방향으로 돔이 돌출형성된 상,하부 탱크; 상기 헤더와 탱크의 사이에 개재되어 상기 복수열의 튜브 단부가 삽입되도록 삽입홈이 복수열로 형성됨과 아울러 상기 각 열의 삽입홈들을 연결하여 해당 열의 튜브들을 연통시키는 연결유로가 형성된 상,하부 연결부재; 상기 상,하부 연결부재의 연결유로 중 적어도 하나 이상의 연결유로의 특정부위를 폐쇄하도록 형성되어 냉매가 상기 튜브들을 지그재그 형태로 흐를수 있도록 냉매의 유동방향을 전환하는 배플을 포함하여 이루어지되, 상기 상,하부 탱크의 돔 이외의 탱크부위가 상기 상,하부 연결부재의 평탄부위에 밀착되게 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is the upper, lower header formed with a plurality of tube insertion holes formed in a plurality of rows to be coupled to both ends of the plurality of tubes arranged in a plurality of rows; Upper and lower tanks mounted on the upper and lower headers and having a dome protruding in an insertion direction of each tube; Upper and lower connection members interposed between the header and the tank, the insertion grooves being formed in a plurality of rows so that the tube ends of the plurality of rows are inserted and the connection flow paths connecting the insertion grooves of each row to communicate the tubes of the rows; It is formed to close the specific portion of the at least one connection passage of the connection passage of the upper, lower connection member is made of a baffle for changing the flow direction of the refrigerant so that the refrigerant flows in the zigzag form of the tube, , Tank portion other than the dome of the lower tank is characterized in that the close contact with the flat portion of the upper, lower connection member.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.Repeated description of the same construction and operation as in the prior art will be omitted.
도 3 은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도이며, 도 5 는 도 4의 열교환기에서 연통수단을 다르게 한 경우를 나타내는 분해사시도이고, 도 6 은 도 3의 B-B선 단면도이며, 도 7 은 본 발명에 따른 열교환기에서 두 개의 연결부재를 적층한 경우를 나타내는 분해사시도이고, 도 8 및 도 9 는 도 7의 연결부재의 다른예를 나타내는 단면도이며, 도 10 은 본 발명에 따른 열교환기에서 헤더탱크의 양단부에 입,출구파이프가 전방을 향하도록 설치된 경우를 나타내는 사시도이고, 도 11 내지 도 16 은 본 발명에 따른 열교환기에서 연결부재의 다양한 형태에 따른 냉매순환과정을 나타내는 도면이다. Figure 3 is a perspective view showing a heat exchanger according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view showing a heat exchanger according to the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view showing a case where the communication means in the heat exchanger of Figure 4 is different, Figure 6 3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3, and FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a case in which two connection members are stacked in a heat exchanger according to the present invention, and FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views illustrating another example of the connection member of FIG. 7. 10 is a perspective view illustrating a case where an inlet and an outlet pipe are installed at both ends of a header tank in a heat exchanger according to the present invention so as to face the front, and FIGS. 11 to 16 illustrate various connection members of the heat exchanger according to the present invention. A diagram showing a refrigerant circulation process according to the form.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(100)는 상호 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(110)(120)와, 상기 헤더탱크(110)(120)의 헤더(111)(121)와 탱크(112)(122)의 사이에 개재되는 연결부재(115)(125)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(110)(120)에 양단부가 결합되어 복수열로 배열되는 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되어 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(140)과, 상기 헤더탱크(110)(120)의 양단부에 결합되는 엔드캡(150) 및 입,출구파이프(160)(161)로 구성된다.As shown, the
먼저, 상기 한 쌍의 헤더탱크(110)(120)는 상,하부 헤더(111)(121)와 상기 상,하부 헤더(111)(121)에 결합되는 상,하부 탱크(112)(122)로 이루어지며, 상기 헤더(111)(121)는 일정간격으로 복수열로 배열되는 다수의 튜브(130) 양단에 각각 결합될 수 있도록 다수의 튜브삽입홀(111a)(121a)이 복수열로 형성되고, 폭방향으로의 양단부에는 상기 탱크(112)(122)를 고정할 수 있도록 고정수단(113)(123)이 구비된다.First, the pair of
여기서, 상기 고정수단(113)(123)은 상기 탱크(112)(122)의 폭방향 양단부를 고정할 수 있도록 상기 헤더(111)(121)의 길이방향으로 다수의 돌출탭(111b)(121b)을 형성하여 이루어진다.Here, the fixing means (113, 123) is a plurality of protruding tabs (111b) (121b) in the longitudinal direction of the header (111, 121) to fix the widthwise both ends of the tank (112, 122). Is formed.
따라서, 상기 헤더(111)(121)에 탱크(112)(122)가 안착된 후에는 상기 돌출탭(111b)(121b)을 내측으로 절곡하여 탱크(112)(122)를 가압하면서 고정하게 된다.Therefore, after the
한편, 상기 고정수단(113)(123)은 상기 돌출탭(111b)(121b) 외에도 상기 헤더(111)(121)의 길이방향으로 리브(미도시)를 형성하여 이루어지거나 각각의 부재를 브레이징으로 접합하여 이루어질 수 도 있다.Meanwhile, the fixing means 113 and 123 may be formed by forming ribs (not shown) in the longitudinal direction of the
그리고, 상기 상,하부 탱크(112)(122)는 상기 상,하부 헤더(111)(121)에 안착되어 상기 고정수단(113)(123)인 돌출탭(111b)(121b) 또는 리브로 고정되고 상기 각 튜브(130)의 삽입 방향으로 다수의 돔(112a)(122a)이 복수열로 돌출형성된다.In addition, the upper and
즉, 상기 돔(112a)(122a)은 반구형상으로서 상기 튜브(130)와 동일간격으로 형성되며 그 내측면은 상기 튜브(130)의 단부와 일정간격 이격되어 있다. 따라서, 상기 튜브(130)로 유입되거나 배출되는 냉매의 원활한 유동을 안내하게 된다.
또한, 상기 상,하부 탱크(112)(122)와 후술하는 상,하부 연결부재(115)(125)의 결합시에는, 상기 상,하부 탱크(112)(122)의 돔(112a)(122a) 이외의 탱크부위가 상기 상,하부 연결부재(115)(125)의 평탄부위에 밀착되게 결합된다.That is, the
In addition, when the upper and
한편, 도면에는 상기 상,하부 탱크(112)(122)에 돔(112a)(122a)이 형성된 구조에 대해서만 도시되어 있지만, 상기 상,하부 탱크(112)(122)는 아래에서 설명될 연결부재(115)(125)에 의해 상기 돔(112a)(122a)을 생략한 평판형태(미도시)로도 가능하다.Meanwhile, although only the structure of the
그리고, 상기 상,하부 헤더(111)(121)와 상기 상,하부 탱크(112)(122)의 사이에는 상,하부 연결부재(115)(125)가 각각 개재되는데, 상기 연결부재(115)(125)는 상기 복수열의 튜브(130)의 단부가 삽입되도록 삽입홈(116)(126)이 복수열로 형성됨과 아울러 상기 각 열의 삽입홈(116)(126)들을 연결하여 해당 열의 튜브(130)들을 연통시킬 수 있도록 연결유로(117a,117b)(127a,127b)가 형성된다.In addition, between the upper and
상기 연결유로(117a,117b)(127a,127b)는 상기 탱크(112)(122)의 돔(112a)(122a) 내부와 연통됨으로서 동일열에 배열된 다수의 튜브(130)를 연통시키게 되는 것이다.The
또한, 상기 상,하부 연결부재(115)(125)의 연결유로(117a,117b)(127a,127b) 중 적어도 하나 이상의 연결유로(117a,117b)(127a,127b)에는 특정부위를 폐쇄하는 배플(118)이 형성되어 냉매가 상기 튜브(130)들을 지그재그 형성태로 흐를수 있도록 냉매의 유동방향을 전환하게 된다.In addition, at least one of the
즉, 상기 배플(118)의 유무 또는 배플(118)의 위치 및 개수에 따라 열교환기(100)의 냉매유로를 다양하게 구성할 수 있어서 에어컨 시스템의 성능을 향상할 수 있다.That is, according to the presence or absence of the
이처럼, 상기 배플(118)은 상기 상,하부 연결부재(115)(125)의 연결유로(117a,117b)(127a,127b)상에 자유롭게 형성이 가능하며 이에 따라 도면에서와 같이 다양한 냉매유로를 구성할 수 있으며, 도면에서는 일예로 몇개만 도시되어 있지만 더욱더 다양한 유로구성이 가능함은 물론이다. 아울러 도면에 도시된 다양한 형태의 연결부재(115)(125)에 따른 각각의 냉매순환과정에 대한 설명은 아래에서 하기로 한다.As such, the
그리고, 상기 복수열의 튜브(130)에서 공기가 유입되는 측을 전방튜브열(101)이라 하고, 공기가 배출되는 측을 후방튜브열(102)이라 할 때, 다양한 냉매유로의 구성을 위해 전방튜브열(101)과 후방튜브열(102)을 연통시키기 위한 구조가 필요하다. 물론 상기 전방튜브열(101)과 후방튜브열(102)을 연통시키지 않아도 냉매유로의 구성은 가능하다.In addition, when the air flows from the plurality of rows of
따라서, 본 발명은 상기 복수열의 튜브(130)들을 각각 연통시키는 복수열의 연결유로(117a,117b)(127a,127b)를 상호 연통시킬 수 있도록 연통수단(119)이 구비된다.Therefore, the present invention is provided with a communication means 119 so as to communicate with each other a plurality of rows of
상기 연통수단(119)은 상기 상,하부 연결부재(115)(125) 중 어느 하나에 상 기 복수열의 연결유로(117a,117b)(127a,127b)를 상호 연통시키는 연통로(119a)가 형성됨과 아울러 상기 각 삽입홈(116)(126)의 사이에는 연결유로(117a,117b)(127a,127b)를 폐쇄하는 격벽(119b)이 형성되어 이루어진다.The communication means 119 has a
또한, 다른 실시예로서 상기 연통수단(119)은 상기 상,하부 탱크(112)(122) 중 어느 하나에 상기 복수열의 돔(112a)을 상호 연통시키는 연통로(112b)를 형성하여 이루어질 수 도 있다.In addition, as another embodiment, the communication means 119 may be formed by forming a
여기서, 상기 연통로(119a)(112b)들은 냉매배분을 고려하여 열교환성능을 향상할 수 있도록 위치별로 크기나 폭 등을 상이하게 형성할 수 있으며, 또한, 도면에서는 상기 연통로(119a)(112b)가 복수열의 연결유로(117a,117b)(127a,127b) 또는 복수열의 돔(112a)을 각각 폭방향으로 연통시키고 있지만, 상기 복수열의 연결유로(117a,117b)(127a,127b) 또는 복수열의 돔(112a)에서 각 열의 삽입홈(116)(126)이나 돔(112a)들을 길이방향으로 연통시키는 별도의 연통로(미도시)를 형성하여 냉매유동저항을 줄일 수 도 있다.Here, the communication paths (119a) (112b) may be formed in a different size or width for each location to improve the heat exchange performance in consideration of the refrigerant distribution, and also in the drawing the communication paths (119a) (112b). Is connected to a plurality of rows of
이러한 상기 연통수단(119)은 도면에서와 같이 상기 상부 연결부재(115)의 배플(118)을 기준으로 일측의 일정영역에만 형성될 수 도 있고, 하부 연결부재(125)의 전체에 형성될 수 도 있으며, 따라서, 상기 후방튜브열(102)을 유동하는 냉매가 상기 연통수단(119)을 통해 리턴하여 전방튜브열(101)로 유동하거나, 또는 전방튜브열(101)을 유동하는 냉매가 상기 연통수단(119)을 통해 리턴하여 후방튜브열(102)로 유동하는 냉매유로를 가지게 된다.The communication means 119 may be formed only in a predetermined region of one side, based on the
한편, 상기 연결부재(115)(125)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상 기 헤더(111)(121)와 탱크(112)(122)의 사이에 복수개(도면상에서는 두 개)를 적층하여 구성할 수 도 있다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 7 to 9, a plurality of
즉, 상기 복수개로 적층된 각 연결부재(115)(125) 중 탱크(112)(122)와 접촉하는 연결부재(115)(125)는 다른 연결부재(115)(125) 보다 표면적이 더 크도록 연결유로(117a,117b)(127a,127b)를 폐쇄하여 형성된다. 이에따라, 상기 탱크(112)(122)와 접촉하는 연결부재(115)(125)에는 연결유로(117a,117b)(127a,127b) 없이 삽입홈(116)(126)만 형성되어 상기 연결부재(115)(125)와 탱크(112)(122)가 면접촉하는 면적이 증가하면서 내압 및 내구성을 더욱 향상할 수 있다.That is, the connecting
아울러, 상기와 같이 연결부재(115)(125)를 복수개로 적층할 경우에는 상기 연통수단(119)을 복수개의 연결부재(115)(125)에 선택적으로 형성할 수 도 있다.In addition, when the plurality of connecting
그리고, 도 8 은 삽입홈(116)과 연결유로(117a)(117b)가 형성된 동일구조의 연결부재(115) 두 개를 적층한 경우로서, 이 경우에는 상기 연결유로(117a)(117b)가 확장되면서 냉매측 압력강하량이 줄어드는 이점이 있으며,8 illustrates a case in which two
도 9 는 적층되는 연결부재(115)에 각각 형성된 연결유로(117a)(117b)의 크기를 상호 다르게 형성하여 냉매가 편중되는 부분에 따라 상기 연결유로(117a)(117b)의 크기를 적절하게 형성함으로서 냉매배분을 향상할 수 있다.FIG. 9 forms different sizes of connecting
그리고, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 양단부에는 각각 엔드캡(150)이 결합되는데, 상기 엔드캡(150)에는 입,출구파이프(160)(161)가 구비된다. The end caps 150 are coupled to both ends of the upper and
상기 입,출구파이프(160)(161)의 위치는 냉매유로를 어떻게 구성하느냐에 따라 결정되며, 본 발명에서는 도면에서와 같이 상기 배플(118)의 형성 위치에 따라 다양한 냉매유로가 구성되고 이와 대응하여 상기 입,출구파이프(160)(161)도 다양한 위치에 설치된다.The positions of the inlet and
이때, 상기 상,하부 연결부재(115)(125)의 단부측에는 상기 입구파이프(160)와 연결유로를 연통시키는 입구유로(160a) 및 상기 출구파이프(161)와 연결유로를 연통시키는 출구유로(161a)가 각각 형성된다.At this time, the inlet flow path (160a) and the outlet pipe (161) for communicating with the inlet passage (160) and the outlet pipe (161) on the end side of the upper and lower connection members (115, 125) 161a are formed respectively.
한편, 본 발명에서는 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 양단부에 모두 엔드캡(150)을 설치한 것에 대해서만 설명하였지만, 상기 헤더탱크(110)(120)를 구성하는 각 부재(헤더,연결부재,탱크)가 서로 면접합 되기 때문에 냉매의 유입 및 배출을 위해 상기 입,출구파이프(160)(161)를 설치해야 하는 곳에만 엔드캡(150)을 설치하고 그 외의 곳에는 엔드캡(150)을 생략할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, only the end caps 150 are installed at both ends of the upper and
그리고, 도 10 과 같이, 상기 엔드캡(150)을 모두 생략하고 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 양단부에 곧바로 입,출구파이프(160)(161)를 선택적으로 결합하되 전방을 향하도록 설치할 수 있다.And, as shown in Figure 10, omitting all the
물론 상기 입,출구파이프(160)(161)는 상기 연결부재(115)의 연결유로(117a)(117b)와 선택적으로 연통되게 설치됨은 당연할 것이다.Of course, the inlet and
아울러, 도 10 에서는 헤더탱크(110)의 양단부에 입,출구파이프(160)(161)를 설치하였지만, 상기 입,출구파이프(160)(161)를 헤더탱크(110)의 양단부에 설치하지 않고 헤더탱크(110)의 양단부 사이의 특정위치에 자유롭게 설치할 수 도 있다.In addition, although the inlet and
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기의 냉매순환과정을 설명하면 다 음과 같다.As described above, the refrigerant circulation process of the heat exchanger according to the present invention is as follows.
설명하기에 앞서, 본 발명의 열교환기(100)는 상기 배플(118) 및 연통수단(119)의 설치 위치에 따라 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 다양한 냉매유로의 구성이 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 기본적인 냉매유로 형태인 도 11에 대해서는 냉매순환과정을 상세히 설명하고 나머지는 간략히 설명하기로 한다.Prior to the description, the
먼저, 도 11은, 상기 상부 연결부재(115)에 형성된 복수열의 연결유로(117a)(117b)의 대략 중앙부위에 배플(118)을 각각 형성하고, 상기 배플(118)을 기준으로 일측 영역에는 연통수단(119)을 형성한 구조이다. 이때, 입,출구파이프(160)(161)는 상부 헤더탱크(110)의 일단부에 모두 설치된다.First, FIG. 11 illustrates a
따라서, 상기 입구파이프(160)를 통해 냉매가 공급되면, 이 냉매는 상기 상부 연결부재(115)의 입구유로(160a)를 통해 후방튜브열(102)과 연통하는 후방측 연결유로(117a)로 유입된다. 이때 상기 냉매는 후방측 연결유로(117a)의 배플(118) 형성 위치에까지만 흐르면서 상부 탱크(112)의 다수의 후방측 돔(112a) 내측을 통해 후방튜브열(102)의 각 튜브(130) 단부로 공급되어진다.Therefore, when the refrigerant is supplied through the
여기서, 상기 후방튜브열(102)의 각 튜브(130)로 공급되는 냉매는 상기 배플(118)을 기준으로 일측에 위치한 튜브(130)들로만 공급되는 것이다.Here, the refrigerant supplied to each
계속해서, 상기 냉매는 상기 후방튜브열(102)의 각 튜브(130)들을 따라 유동한 후, 하부 탱크(122)의 후방측 돔(122a)을 통해 하부 연결부재(125)의 후방측 연결유로(127a)로 유동하게 된다. Subsequently, the refrigerant flows along the
상기 하부 연결부재(125)의 후방측 연결유로(127a)로 유동한 냉매는 이곳에 서 유턴하여 이번에는 상기 배플(118)을 기준으로 타측에 위치한 튜브(130)들을 따라 유동한 후, 상부 연결부재(115)의 후방측 연결유로(117a)로 유입된다.The refrigerant flowing into the rear
상기 상부 연결부재(115)의 후방측 연결유로(117a)로 유입된 냉매는 상기 연통수단(119)을 통해 상부 연결부재(115)의 전방측 연결유로(117b)로 유동하게 되고, 이후, 상기 냉매는 배플(118)을 기준으로 상기 전방튜브열(101)의 일측에 위치한 튜브(130)들을 따라 유동하면서 상기 하부 연결부재(125)의 전방측 연결유로(127b)로 유입된다.The refrigerant introduced into the
상기 하부 연결부재(125)의 전방측 연결유로(127b)로 유동한 냉매는 이곳에서 유턴하여 이번에는 상기 배플(118)을 기준으로 타측에 위치한 튜브(130)들을 따라 유동한 후, 상부 연결부재(115)의 전방측 연결유로(117b)로 유입된다.The refrigerant flowing into the
상기 상부 연결부재(115)의 전방측 연결유로(117b)로 유입된 냉매는 연결부재(115)의 단부측에 형성된 출구유로(161a)를 통해 상기 출구파이프(161)로 배출되면서 열교환기(100)내에서의 냉매순환과정이 완료된다.The refrigerant introduced into the front
도 12는, 상기 도 11의 상부 연결부재(115)와 동일한 구조의 상부 연결부재(115)가 구비되고, 하부 연결부재(125)에는 복수열의 연결유로(127a)(127b) 중 전방측 연결유로(127b)에 배플(118)을 추가로 형성한 구조이다.FIG. 12 is provided with an upper connecting
따라서, 도 11과 동일한 냉매순환과정을 가지게 되지만, 상기 하부 연결부재(125)의 전방측 연결유로(127b)에 형성된 배플(118)에 의해 상기 전방튜브열(101)을 흐르는 냉매의 상,하 유동수가 증가하게 된다.Accordingly, the same refrigerant circulation process as in FIG. 11 is provided, but the upper and lower portions of the refrigerant flowing through the
이에 따라, 냉매의 출구 위치가 바뀌게 되면서 상기 출구파이프(161)는 하부 헤더탱크(120)의 일단부에 설치되게 된다.Accordingly, while the outlet position of the refrigerant is changed, the
도 13은, 상기 상부 연결부재(115)의 복수열의 연결유로(117a)(117b) 중 전방측 연결유로(117b)에 배플(118)을 형성하고, 상기 하부 연결부재(125)에는 전체영역에 연통수단(119)을 형성한 구조이다.FIG. 13 illustrates that a
따라서, 입구파이프(160)를 통해 유입된 냉매는 상기 배플(118)을 기준으로 일측에 위치한 전,후방 튜브열(101)(102)의 튜브(130)들을 유턴하여 흐르고, 이후 상기 배플(118)을 기준으로 타측에 위치한 전,후방 튜브열(101)(102)의 튜브(130)들을 재차 유턴하여 흐른 후 출구파이프(161)로 배출되게 된다.Therefore, the refrigerant introduced through the
이에 따라, 상기 입,출구파이프(160)(161)는 상기 상부 헤더탱크(110)의 양단부에 각각 설치되게 된다.Accordingly, the inlet and
도 14는, 상기 상부 연결부재(115)의 복수열의 연결유로(117a)(117b)에 배플(118)을 각각 형성하고, 상기 하부 연결부재(125)의 복수열의 연결유로(127a)(127b)에도 배플(118)을 각각 형성하였으며, 이때 상기 상,하부 연결부재(115)(125)에 형성된 각 배플(118)을 상호 교호적으로 형성한 구조이다.FIG. 14 shows a
따라서, 입구파이프(160)를 통해 유입된 냉매는 전,후방 튜브열(101)(102)의 튜브(130)들을 동시에 흐르게 되는데, 이때 상기 배플(118)에 의해 튜브(130)들을 지그재그 형태로 흐르면서 출구파이프(161)로 배출되게 된다.Therefore, the refrigerant introduced through the
이에 따라, 상기 입구파이프(160)는 상기 상부 헤더탱크(110)의 일단부에 설치되고, 상기 출구파이프(161)는 입구파이프(160)와 반대방향인 하부 헤더탱크(120)의 일단부에 설치되게 된다.Accordingly, the
도 15는, 도 14의 상,하부 연결부재(115)(125)와 동일한 구조로 이루어지며, 단, 상기 배플(118)의 위치를 더욱 조밀하게 형성한 구조이다.FIG. 15 has the same structure as the upper and
따라서, 도 14와 동일한 냉매순환과정을 가지게 되지만, 더욱 조밀하게 형성된 배플(118)에 의해 상기 전,후방 튜브열(101)(102)을 동시에 흐르는 냉매의 상,하 유동수가 증가하게 된다.Therefore, the same refrigerant circulation process as in FIG. 14 is provided, but the up and down flows of the refrigerant flowing simultaneously through the front and
이에 따라, 상기 입,출구파이프(160)(161)는 상기 상부 헤더탱크(110)의 양단부에 각각 설치되게 된다.Accordingly, the inlet and
도 16은, 상기 상부 연결부재(115)의 복수열의 연결유로(117a)(117b)에 배플(118)을 각각 형성하고, 상기 하부 연결부재(125)의 복수열의 연결유로(127a)(127b)에도 배플(118)을 각각 형성하였으며, 이때 상기 배플(118)을 공기유동방향에서 볼 때, 상기 전방측 연결유로(117b,127b)와 후방측 연결유로(117a,127a)에 상호 엇갈리게 형성한 구조이다.16, baffles 118 are formed in the plurality of rows of
즉, 도 16은 도 15와 동일한 냉매순환과정을 가지게 되지만, 상기 배플(118)이 전방측 연결유로(117b,127b)와 후방측 연결유로(117a,127a)에 상호 엇갈리게 형성됨으로서 상기 전,후방 튜브열(101)(102)에 구성되는 냉매유로가 겹쳐지게 된다.That is, FIG. 16 has the same refrigerant circulation process as in FIG. 15, but the
이에 따라, 상기 입,출구파이프(160)(161)는 상기 상부 헤더탱크(110)의 양단부에 각각 설치되게 된다.Accordingly, the inlet and
한편, 도면에서는 상기 배플(118)을 상기 전방측 연결유로(117b,127b)와 후방측 연결유로(117a,127a)에 각각 동일개수로 엇갈리게 형성한 경우를 도시하고 있지만, 이 외에도 상기 배플(118)을 상기 전방측 연결유로(117b,127b)와 후방측 연결유로(117a,127a)에 각각 상이한 개수로 엇갈리게 형성할 수 도 있다.On the other hand, although the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(100)의 냉매유로는 일예를 나타낸 것일 뿐, 상기 연결부재(115)(125)에 형성되는 배플(118) 또는 연통수단(119)의 다양한 변형을 통해 더욱더 다양한 냉매유로를 구성할 수 있다.As described above, the refrigerant flow path of the
또한, 본 발명에서는 상기 튜브(130)를 2열로 배열한 경우에 대해서만 설명하였지만, 그 이상의 열로도 배열 가능함은 물론이다.In addition, in the present invention, only the case in which the
상기한 본 발명에 따르면, 복수열의 튜브 양단부에 상기 헤더와 다수의 돔이 형성된 탱크를 결합하되 상기 헤더와 탱크의 사이에 연결유로가 형성된 연결부재를 개재하고 상기 연결유로의 특정부위에는 배플 및 연통수단을 형성함으로서, 냉매유로를 다양하게 변경/구성할 수 있고, 상기 헤더탱크의 체적이 감소됨과 아울러 가공성도 향상된다.According to the present invention, the header and the plurality of dome tanks are coupled to both ends of a plurality of rows of tubes through a connecting member formed with a connection flow path between the header and the tank, and a specific portion of the connection flow path and baffle and communication By forming the means, it is possible to variously change / configure the refrigerant flow path, the volume of the header tank is reduced, and the workability is also improved.
또한, 상기 헤더와 돔형 탱크의 사이에 연결부재를 개재하여 접합면적을 넓혀줌으로서 내압/내구성이 향상된다.In addition, by increasing the bonding area between the header and the dome tank via a connecting member, the pressure resistance / durability is improved.
그리고, 상기 튜브를 복수열로 구성함과 아울러 상기 복수열의 튜브를 연통시키기 위해 상기 연결부재의 연결유로를 상기 연통수단으로 간단히 연통시킴으로서 냉매의 원활한 유동으로 열교환기의 온도편차가 줄어들고, 구성이 단순화되어 제조공정 및 비용이 절감된다.In addition, by forming the tube in a plurality of rows and by simply connecting the connection flow path of the connecting member to the communication means to communicate the tube of the plurality of rows, the temperature deviation of the heat exchanger is reduced by the smooth flow of the refrigerant, and the configuration is simplified. The manufacturing process and cost are reduced.
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