KR101295908B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 격벽 일측 면이 중공된 배출부가 형성되어 오일, 공기, 이물질 등이 용이하게 배출되도록 한 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 열교환기(1000)는 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에는 일정 영역 중공되어 내부의 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기는 두 판재의 접합에 의해 격벽을 형성하는 경우에, 상기 격벽을 형성하는 일측 판재에 배출부가 형성되어 오일, 공기, 이물질 등이 용이하게 제거되고 플럭싱이 원활하게 일어나게 되어 브레이징성을 향상시킴으로써 헤더탱크의 내구성을 높이고 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 상기 격벽을 형성하는 두 판재에 형성되는 배출부의 크기 및 형태를 조절하여 연통부를 형성할 수 있어 헤더탱크의 제조 시 설계 및 변경이 용이한 장점이 있다.
열교환기, 브레이징, 플럭스, 격벽

Description

열교환기{A Heat Exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 격벽 일측 면이 중공된 배출부가 형성되어 오일, 공기, 이물질 등이 용이하게 배출되도록 한 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 내부를 유동하는 열교환매체와 외부 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크; 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크에 형성되는 입구 파이프 및 출구 파이프; 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브; 및 상기 튜브 사이에 개재되는 복수개의 핀을 포함하여 형성된다.
상기 헤더탱크의 내부에는 격실을 구획하는 격벽이 형성되며, 배플을 이용하여 다양한 열교환매체 유로를 형성하게 된다.
또한, 상기 헤더탱크는 압출파이프를 이용하거나, 판재를 폴딩하여 제조되거나, 상기 두 가지의 방법이 혼용되는 등 다양한 방법을 통해 제조될 수 있다.
도 1은 두 장의 판재가 접합되어 격벽을 형성하는 종래의 다양한 헤더탱크 구조를 나타낸 도면으로서, 상기 도 1 (a)는 일본특허공개 제2004-044920호, 도 1 (b)는 일본특허공개 제1998-019490호, 도 1 (c)는 일본특허공개 제1995-318288호, 도 1 (d)는 일본특허공개 제1993-001896호에 개시된 헤더탱크 구조를 도시하였으며, 상기 도 1에서 점선의 타원 내부는 격벽을 표시하고 있다.
더욱 상세하게, 상기 도 1 (a)에 도시한 헤더탱크(10)는 상기 헤더탱크(10)의 상면을 구성하는 구성1과, 하면 및 양측 면을 구성하며 격벽(11)과 일체로 이루어진 구성2가 결합되어 형성된 예를 도시하였고, 상기 도 1 (b) 및 도 1 (c)는 하나의 판재를 폴딩하여 격벽(11)이 일체로 형성된 헤더탱크(10)를 도시하였으며, 상기 도 1 (d)는 각각의 격실(열)을 형성하는 "ㄷ"자 형상의 부재의 옆면이 접합되어 격벽(11)을 형성하고 튜브삽입홀이 형성된 헤더를 결합하여 헤더탱크(10)를 형성한 예를 도시하였다.
그런데 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 격벽이 두 장의 판재의 결합에 의하여 형성되는 경우에 다양한 문제점들이 지적된다.
일반적으로 두 판재를 결합하기 위해서는, 두 장의 판재 사이에 플럭스(Flux)를 도포한 후 브레이징하는 방법을 사용하는데, 상기 두 판재 사이에 오일, 공기 등의 이물질이 섞여 있는 경우에 이를 제거하기가 어려워 판재 사이에 접합되지 않은 공간이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 격벽은 상기 헤더탱크의 길이방향으로 길게 장방형으로 형성되므로 브레이징되어야 할 면이 매우 넓게 형성되어, 상기 플럭스의 유동이 원활히 이 루어 지지 않아 접합력이 고르게 가해지지 못하게 된다.
아울러, 브레이징 시 접합 면적이 넓은 경우에, 접합면 사이의 공기가 외부로 배출되지 못하고 잔존하게 되며, 이 또한 브레이징 블량을 유발하게 된다.
즉, 종래의 열교환기는 두 판재의 접합에 의해 격벽이 형성되는 경우에 오일, 공기 등의 이물질 및 공기가 용이하게 제거되기 힘들고 접합력이 고르게 형성되지 못하여 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 격벽을 형성하는 두 판재 중 일측 면에 배출부를 형성하여 상기 배출부를 통해 내부에 잔존하는 오일, 공기 등의 이물질이 용이하게 배출될 수 있고, 상기 격벽을 형성하는 두 판재 사이의 결합력을 증대시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 열교환기(1000)는 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에는 일정 영역 중공되어 내부의 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a)과 제2벽(130b)의 접합면이 상기 배출부(131)를 통해 상기 헤더탱크(100) 내부의 격실측 으로 개방되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 배출부(131)는 상기 격벽(130)의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 배출부(131)는 상기 헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성하는 중공홀(132')이 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)와 겹쳐지지 않도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성된 배출부(131)에 대응되는 위치의 타측 벽에 중공홀(132')이 형성되어 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)가 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성된 배출부(131)가 타측 벽에 위치한 중공홀(132')보다 크게 형성되어 상기 배출부(131)가 상기 연통부(132)를 내부에 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)의 일정영역이 서로 겹쳐지게 형성되어 상기 겹쳐진 영역이 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 헤더탱크(100)는 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성되며, 상기 헤더(110)는 하나의 판재를 절곡하여 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 맞붙여 접합되도록 형성되고, 상기 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 헤더(110)를 형성하는 판재는 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 서로 접합되는 일측 면에만 클래드재(C)가 도포되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출부(131) 간 거리(L1)는 1 내지 5 mm 로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 격벽(130)의 높이방향으로 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)는 1 내지 5 mm 로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)이 서로 접합되는 면에 상기 배출부(131)를 통해 이물질이 원활히 배출되도록 안내슬롯(133)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 열교환기(1000) 제조 방법은 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500) 을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)를 제조하는 방법에 있어서, 상기 열교환기(1000) 제조방법은 a) 판재에 상기 튜브(400)의 단부가 삽입되는 튜브삽입홀(111), 및 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성되는 배출부(131)를 형성하는 단계(Sa); b) 상기 판재를 절곡하여 헤더(110) 형상을 형성하는 단계(Sb); c) 상기 헤더(110)에 탱크(120), 튜브(400), 및 핀(500)을 조립하는 단계(Sc); 및 d) 브레이징 단계(Sd); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브삽입홀(111) 및 배출부(131) 형성단계는 상기 배출부(131)에 대응되는 위치에 형성되어 연통부(132)를 형성하는 중공홀(132')을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기는 두 판재의 접합에 의해 격벽을 형성하는 경우에, 상기 격벽을 형성하는 일측 판재에 배출부가 형성되어 오일, 공기, 이물질 등이 용이하게 제거되고 플럭싱이 원활하게 일어나게 되어 브레이징성을 향상시킴으로써 헤더탱크의 내구성을 높이고 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 상기 격벽을 형성하는 두 판재에 형성되는 배출부의 크기 및 형태를 조절하여 연통부를 형성할 수 있어 헤더탱크의 제조 시 설계 및 변경이 용이한 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기(1000)의 사시도이고, 도 3은 상기 도 2에 도시한 열교환기(1000)의 분해사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 본 발명의 열교환기(1000)는 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 (130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에는 일정 영역 중공되어 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도 2 및 도 3은 상기 헤더탱크(100)가 격벽(130)과 일체로 형성된 헤더(110) 및 탱크(120)의 결합에 의해 형성된 예를 도시하였으며, 상기 도 2에 도시한 열교환기(1000)의 헤더(110)를 도 4a에, 상기 헤더(110)를 구성하는 판재의 전개도를 도 4b에 도시하였다.
더욱 상세하게, 상기 헤더(110)는 하나의 판재를 절곡하여 내부 격실을 구획 하는 격벽(130)이 맞붙여 접합되도록 형성되고, 상기 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성된다. 이 때, 상기 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)는 상기 탱크(120)와의 결합을 위해 존재하는 구성이므로, 상기 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(130)과 비교하여 낮은 높이를 갖도록 형성되어도 무방하다.
상기 배출부(131)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽(130b)에만 중공된 배출부(131)가 형성되고, 상기 배출부(131)가 형성되지 않은 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)은 밀폐된 공간을 형성하는 상기 격벽(130)의 역할을 수행하며, 별도의 가공이 이루어지지 않은 상태로 폴딩된 후 브레이징 접합된다.
즉, 상기 배출부(131)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a)과 제2벽(130b)의 접합면이 상기 헤더탱크(100) 내부의 격실측으로 개방되도록 함으로써 이물질이 용이하게 배출되도록 하는 구성으로, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에만 배출부(131)가 형성되어, 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 접합되는 경우에 사이에 오일, 공기, 이물질 등이 상기 배출부(131)를 통해 원활히 배출될 수 있으며, 면접합되는 부분을 줄여 플럭싱이 원활히 일어나게 되어 균일한 접합이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 열교환기(1000)는 상기 배출부(131)가 상기 격벽(130)의 길이방향 을 따라 복수개 형성될 수 있다.
상기 도 4a 및 도 4b에 도시한 헤더(110)는, 상기 배출부(131)가 제2벽(130b)에만 일정 거리 이격되어 복수개 형성된 예를 도시하였으며, 상기 격벽(130)에 형성되는 상기 배출부(131) 간 거리(L1)는 1 내지 5 mm 로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 배출부(131) 간 거리(L1)가 1 mm 미만으로 형성되는 경우에 성형이 어려운 문제점이 있으며, 접합 작업 시 변형될 수 있고, 상기 배출부(131) 간 거리(L1)가 5 mm 초과로 형성되는 경우에 상기 배출부(131)에 의한 이물질 배출 효과가 저하될 수 있으므로, 상기 배출부(131) 간 거리(L1)는 1 내지 5 mm 로 형성되도록 한다.
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)의 높이방향으로 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)가 1 내지 5 mm 로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 배출부(131)는 상기 격벽(130)의 높이방향으로 상기 격벽(130)의 중심에 형성되므로, 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)는 상기 배출부(131)의 상측 및 하측 방향으로 형성되는 양측을 모두 의미한다.
상기 도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 격벽(130)의 높이방향으로, 상기 배출부(131)의 상측과 상기 격벽(130)의 상측 단부가 형성하는 거리(L2)를 도면부호 L2 로 상기 배출부(131)의 하측과 상기 격벽(130)의 하측 단부가 형성하는 거리(L3)를 도면부호 L3로 표현하였다.
상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)가 1mm 미만으로 형성되는 경우에 격벽(130)을 형성하기 위한 절곡단계 등이 원활히 수행되기 어렵고, 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)가 5mm 초과로 형성되는 경우에 상기 배출부(131)에 의한 오일, 공기, 이물질 등의 배출 효과가 저하될 수 있으므로, 상기 격벽(130)의 높이방향으로 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)는 상기 배출부(131) 간 거리(L1)와 같이, 1 내지 5 mm 로 형성되도록 한다.
도 5a는 본 발명에 따른 열교환기(1000)를 구성하는 다른 헤더(110)를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 상기 도 5a에 도시한 헤더(110)를 구성하는 판재의 전개도이다.
상기 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)이 서로 접합되는 면에 상기 배출부(131)를 통해 이물질이 원활히 배출되도록 안내슬롯(133)이 더 형성될 수 있다.
상기 안내슬롯(133)은 상기 헤더(110)를 형성하는 판재에 상기 배출부(131)가 형성되지 않은 영역의 이물질이 상기 배출부(131)로 이동될 수 있도록 오목한 홈이 형성되는 부분으로, 상기 안내슬롯(133)이 형성됨으로써 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 배출부(131)에 의한 이물질의 배출 효과를 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 도 5a 및 도 5b는 상기 안내슬롯(133)이 상기 배출부(131)와 배출부(131) 사이를 연결하고, 상기 배출부(131) 일측 면과 상기 격벽(130)의 단부(헤더(110)를 형성하였을 때, 중앙의 돌출되는 부분)를 연결하도록 형성된 예를 나타내었으나, 본 발명의 열교환기(100)는 상기 안내슬롯(133)이 도면에 도시된 형태 외에도, 상기 배출부(131)가 형성되지 않은 부분에 형성되되, 그 단부가 상기 배출부(131)와 연결되어 이물질이 상기 배출부(131)로 용이하게 이동되도록 하는 형태라면 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
도 6a는 본 발명에 따른 열교환기(1000)를 구성하는 다른 헤더(110)를 나타낸 사시도이고, 도 6b는 상기 도 6a에 도시한 헤더(110)를 구성하는 판재의 전개도로, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 배출부(131)가 상기 헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 교대로 형성될 수 있다.
상기 배출부(131)가 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 교대로 형성된 다 할 지라도, 상기 배출부(131)는 상기 배출부(131)가 형성되지 않은 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 접합에 의해 폐쇄되므로 격벽(130)의 기능은 그대로 수행될 수 있으며, 내구성을 더욱 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 7a는 본 발명에 따른 다른 열교환기를 구성하는 또 다른 헤더를 나타낸 사시도이고, 도 7b는 상기 도 7a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도로, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성된 배출부(131)에 대응되는 위치의 타측 벽에 중공홀(132')이 형성되어 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성할 수 있다.
상기 도 7a 및 도 7b에 도시한 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a)에 배출부(131)가 일정거리 이격되어 복수개 형성되고, 상기 제1벽(130a)의 배출부(131)에 대응되는 위치의 제2벽(130b)에 중공홀(132')을 형성함으로써, 상기 중공홀(132')과 배출부(131)의 중공된 영역이 서로 연통되도록 하여 연통부(132)를 형성한 예로, 상기 중공홀(132')과 배출부(131)가 같은 크기 및 형상을 갖는 예를 도시하였다.
즉, 상기 배출부(131)는 이물질을 용이하게 배출하도록 하는 역할 뿐만 아니라, 상기 중공홀(132')과 함께 연통부(132)를 형성하는 구성으로 다양한 형태의 열교환기(1000)에 변형 적용 될 수 있는 장점이 있다.
도 8a는 본 발명에 따른 열교환기(1000)를 구성하는 또 다른 헤더(110)를 나타낸 사사시도이고, 도 8b는 상기 도 8a에 도시한 헤더(110)를 구성하는 판재의 전개도로, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)에 형성되는 배출부(131) 또는 중공홀(132')의 크기를 다르게 형성하 여, 이물질의 배출성능을 높임과 동시에 연통부(132)를 형성할 수 있다.
상기 도 8a 및 도 8b에 도시한 헤더(110)는 제2벽(130b)에 정사각형 형태의 배출부(131)가 형성되고, 제1벽(130a)에 상기 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131) 내부에 포함되는 작은 크기의 중공홀(132')이 형성됨으로써, 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)의 접합에 의해 상기 연통부(132)를 형성한 예를 도시하였다.
즉, 상기 배출부(131)와 중공홀(132')의 중공된 영역이 겹쳐지는 내부 부분은 연통부(132)를 형성하게 되고, 상기 연통부(132)의 외측 부분에 제2벽(130b) 부분이 중공되고 제1벽(130a)만 존재하게 되는 영역이 본래 배출부(131)의 역할을 수행하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기(1000)는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)의 폴딩 이전에 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 형성하는 배출부(131) 및 중공홀(132')의 형태, 크기, 및 형성 위치 등을 변경하여 상기 연통부(132)의 위치 및 크기를 조절하기 용이하고, 이에 따라, 열교환기(1000)의 설계, 변경이 용이해지는 장점이 있다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 열교환기(1000)의 사시도로, 상기 도 9에 도시한 열교환기(1000)는 상기 도 2 및 도 3에 도시한 열교환기(1000)와 기본 구성은 같으나, 내부에 배플(140)이 형성되며, 상기 격벽(130)의 일정 부분에 연통부(132)가 형성된 예를 도시하였다.
도 10a는 상기 도 9에 도시한 열교환기(1000)의 헤더(110)를 나타낸 사시도 이고, 도 10b는 상기 도 10a에 도시한 헤더(110)를 구성하는 판재의 전개도로, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 배출부(131)의 위치 및 크기 등을 조절하여 상기 연통부(132)를 형성할 수 있다.
상기 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같은 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)의 일정영역이 서로 겹쳐지게 형성되어 상기 겹쳐진 영역이 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성하도록 한 예를 도시하였다.
일반적으로 열교환기(1000)는 격벽(130)에 의해 일정 공간을 갖는 격실이 형성되고, 상기 헤더탱크(100)의 폭방향으로 형성되어 상기 격실을 구획하는 배플(140) 및, 상기 격벽(130)의 일정 부분이 중공되어 격실 간 열교환매체가 유동되도록 하는 연통부(132)가 형성되어 내부 열교환매체는 다양한 흐름을 갖도록 형성된다.
즉, 상기 연통부(132)는 상기 격벽(130)의 일정 부분이 중공되는 영역으로, 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)에 형성되는 배출부(131)의 일정영역이 겹쳐지도록 형성되어 상기 연통부(132)를 형성할 수 있다.
상기 도 10a 및 도 10b에 도시한 헤더(110)는 제1벽(130a)에 형성된 배출부(131)와 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)의 일정 영역이 겹쳐지도록 형성되어 상기 겹쳐진 중앙 부분은 완전히 중공되고, 상기 연통부(132)의 양쪽으로는 상기 헤더탱크(100) 내부의 격실측으로 중공된 배출부(131)가 형성된 예를 도시한 것이다.
이 때, 상기 배출부(131) 간 거리(L1)는 연통부(132)가 형성되지 않은 측의 배출부(131) 간 거리(L1)를 의미하는 것으로, 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)의 일정 영역이 겹쳐져 형성된 연통부(132)의 직경을 의미하지 않는다.
상기 도 9에 도시한 열교환기(1000)는 폴딩에 의해 격벽(130)과 일체로 형성된 헤더(110) 및 탱크(120)의 결합에 의해 헤더탱크(100)가 형성되며, 상기 상부 헤더탱크(100) 일측에 상기 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300)가 각각 형성되고, 상기 상부 헤더탱크(100) 내부에 배플(140)이 형성된 예를 도시한 것으로, 상기 열교환기(1000)는 상기 입구 파이프(200)를 통해 유입된 열교환매체가 상기 배플(140)이 형성된 영역까지 이동되면서 상기 전열 튜브(400)를 통해 하부 헤더탱크(100)로 유동되고, 상기 하부 헤더탱크(100)의 길이방향으로 이동하면서, 상기 전열 튜브(400)를 통해 다시 상부 헤더탱크(100)로 이동된다. 상기 상부 헤더탱크(100)로 이동된 열교환매체는 상기 격벽(130)의 연통부(132)를 통해 타측 격실로 이동되고 상기 후열 튜브(400)를 통해 하부 헤더탱크(100)로 유동되고, 다시 상기 상부 헤더탱크(100)로 이동되어 상기 출구 파이프(300)를 통해 배출되는 예를 도시하였다.
열교환기(1000)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(130)을 이용하여 격실을 구획하고, 상기 연통부(132)가 형성되는 위치 및 크기와, 배플(140)이 구비되는 위치 등을 조절하여 다양한 열교환매체 유로를 형성할 수 있으므로, 상기 배출 부(131)를 이용하여 브레이징 성능 향상과 함께 상기 연통부(132)를 용이하게 변경 실시 할 수 있다.
상기 도 2 내지 도 10b에 도시한 열교환기(1000)는 상기 헤더탱크(100)가 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성되며, 상기 헤더(110)가 폴딩에 의해 격벽(130)과 일체로 형성된 예를 도시하였으나, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 하나의 판재를 이용하여 헤더탱크(100) 전체를 형성하는 것을 포함하며, 판재를 맞붙여 접합되는 격벽(130)을 형성하는 다양한 형태에 변형 실시 될 수 있다.
상기 도 11b는 상기 배출부(131)가 격벽(130)을 형성하는 한 판재의 양 벽(130a, 130b)에 교대로 형성되며, 원형을 갖는 형태를 도시하였다.
도 12는 본 발명에 따른 열교환기(1000)를 구성하는 헤더(110)를 나타낸 단면도로, 본 발명의 열교환기(100)는 상기 헤더(110)를 형성하는 판재의 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 서로 접합되는 일측 면에만 클래드재(C)가 도포되는 것을 특징으로 한다.
도 12는 클래드재(C)가 도포되는 면을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명의 열교환기(1000)는 헤더(110)의 형성 및 전체 열교환기(1000)를 접합하기 위해 도포되는 클래드재(C)가 상기 헤더(110)를 형성하는 판재의 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 서로 접합되는 일측 면에만 도포된다.
상기 클래드재(C)가 도포되지 않는 면은 탱크(120)와 함께 열교환매체가 유 동되는 공간을 형성하는 부분으로, 상기 영역에도 클래드재(C)가 도포되는 경우에, 상기 튜브삽입홀(111)에 삽입되어 고정되는 튜브(400)의 단부가 상기 클래드재(C)에 의해 폐쇄되어 열교환매체의 흐름이 원활히 이루어지지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 클래드재(C)가 상기 헤더(110)를 형성하는 판재의 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 서로 접합되는 일측 면에만 도포되도록 함으로써 의한 튜브(400) 막힘 문제를 미연에 방지할 수 있도록 한다.
도 13은 본 발명에 따른 열교환기(1000) 제조방법의 단계도로, 본 발명의 열교환기(1000) 제조방법은 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)를 제조하는 방법에 있어서, 상기 열교환기(1000) 제조방법은 a) 튜브삽입홀(111), 및 배출부(131) 형성단계(Sa); b) 절곡단계(Sb); c) 상기 탱크(120), 튜브(400), 및 핀(500) 조립 단계(Sc); 및 d) 브레이징 단계(Sd); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법.
상기 a) 튜브삽입홀(111), 및 배출부(131) 형성단계(Sa);는 헤더(110)를 형 성하는 판재에 상기 튜브삽입홀(111), 및 배출부(131)를 형성하는 단계로서, 상기 단계에서 상기 배출부(131)에 대응되는 위치에 형성되어 연통부(132)를 형성하는 중공홀(132')을 더 형성할 수 있다. 상기 튜브삽입홀(111), 배출부(131), 및 중공홀(132')는 모두 중공부를 형성하는 구성이므로 상기 판재를 프레스 가공하여 한 번에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 b) 절곡단계(Sb)는 상기 튜브삽입홀(111), 배출부(131), 및 중공홀(132')을 형성한 판재를 절곡하여 헤더(110) 형상을 형성하도록 하는 단계로서, 상기 헤더(110)는 상술한 바와 같이, 중앙 부분에 격벽이 일체로 형성되고, 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성되도록 한다.
상기 튜브삽입홀(111), 배출부(131), 및 중공홀(132') 형성단계(Sa) 또는 절곡단계(Sb)에서는 공정 효율을 높이기 위해 오일이 이용되는 데, 일반적인 경우 속건성 오일을 이용하여 단순한 건조작업을 통해 오일이 제거될 수 있도록 하지만, 맞붙여 접합되는 격벽(130)의 폐쇄구조로 인해 상기 오일이 완전히 제거되기 어려워 잔존하는 오일이 이후 공정에서 불순물로 작용하게 되는 문제점이 있다.
즉, 본 발명의 열교환기(1000) 및 그 제조방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 격벽(130)에 상기 배출부(131)를 형성함으로써 오일뿐만 아니라 내부에 포함될 수 있는 공기 등의 이물질이 상기 배출부(131)를 통해 용이하게 배출될 수 있도록 한다.
상기 c) 상기 탱크(120), 튜브(400), 및 핀(500) 조립 단계(Sc)는 상기 헤더(110)에 탱크(120), 튜브(400), 및 핀(500)을 조립하여 열교환기의 기본 구성품을 가조립하는 단계이며, 상기 조립 단계 이전에 플럭스를 도포하는 단계가 포함된다.
상기 d) 브레이징 단계(Sd)는 클래드재(C)의 용융에 의해 열교환기(1000)의 구성품이 접합되는 단계로서, 상기 가조립된 열교환기(1000)는 상기 브레이징 단계(Sd)를 통해 최종 완성된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 열교환기(1000) 제조방법은 튜브삽입홀(111), 배출부(131), 및 중공홀(132')을 한 번의 공정으로 형성할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 상기 배출부(131)를 통해 최종 단계인 브레이징 단계(d)의 수행 시에 오일, 공기, 이물질 등이 용이하게 배출되도록 하고 접합 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 헤더탱크를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 사시도.
도 3은 상기 도 2에 도시한 열교환기의 분해사시도.
도 4a는 상기 도 2에 도시한 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도.
도 4b는 상기 도 4a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 5a는 본 발명에 따른 열교환기를 구성하는 다른 헤더를 나타낸 단면도.
도 5b는 상기 도 5a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 6a는 본 발명에 따른 열교환기를 구성하는 다른 헤더를 나타낸 사시도.
도 6b는 상기 도 6a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 7a는 본 발명에 따른 다른 열교환기를 구성하는 또 다른 헤더를 나타낸 사시도.
도 7b는 상기 도 7a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 8a는 본 발명에 따른 다른 열교환기를 구성하는 또 다른 헤더를 나타낸 사시도.
도 8b는 상기 도 8a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 9는 본 발명에 따른 다른 열교환기의 사시도.
도 10a는 상기 도 9에 도시한 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도.
도 10b는 상기 도 10a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 11a는 본 발명에 따른 열교환기를 구성하는 또 다른 헤더를 나타낸 사시 도.
도 11b는 상기 도 11a에 도시한 헤더를 구성하는 판재의 전개도.
도 12는 본 발명에 따른 열교환기를 구성하는 헤더를 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 열교환기 제조방법의 단계도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1000 : 본 발명에 따른 열교환기
100 : 헤더탱크
110 : 헤더 111 : 튜브삽입홀
112 : 제1돌출부 113 : 제2돌출부
120 : 탱크
130 : 격벽 130a, 130b : 격벽을 형성하는 두 판재
131 : 배출부 L1 : 배출부 간 거리
L2, L3 : 배출부와 격벽 단부와의 거리
132 : 연통부 132' : 중공홀
133 : 안내슬롯
140 : 배플
200 : 입구 파이프 300 : 출구 파이프
400 : 튜브 500 : 핀
C : 클래드재

Claims (15)

  1. 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서,
    상기 헤더탱크(100)는 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성되며, 상기 헤더(110)는 하나의 판재를 절곡하여 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 맞붙여 접합되도록 형성되고, 상기 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에는 일정 영역 중공되어 내부의 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되되, 상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a)과 제2벽(130b)의 상기 배출부(131)에 대응되는 면이 상기 배출부(131)를 통해 상기 헤더탱크(100) 내부의 격실측으로 개방되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성하는 중공홀(132')이 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)와 겹쳐지지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부(131)는 상기 격벽(130)의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서,
    상기 헤더탱크(100)는 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성되며, 상기 헤더(110)는 하나의 판재를 절곡하여 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 맞붙여 접합되도록 형성되고, 상기 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에는 일정 영역 중공되어 내부의 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되되, 상기 배출부(131)는 상기 헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 교대로 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성된 배출부(131)에 대응되는 위치의 타측 벽에 중공홀(132')이 형성되어 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)가 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)의 일측 벽에 형성된 배출부(131)가 타측 벽에 위치한 중공홀(132')보다 크게 형성되어 상기 배출부(131)가 상기 연통부(132)를 내부에 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 판재를 맞붙여 접합형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 배치되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되는 입구 파이프(200) 및 출구 파이프(300); 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 격실 내부에 열교환매체가 유동되도록 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양 단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수개의 튜브(400); 및 상기 튜브(400) 사이에 개재되는 복수개의 핀(500)을 포함하여 형성되는 열교환기(1000)에 있어서,
    상기 헤더탱크(100)는 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성되며, 상기 헤더(110)는 하나의 판재를 절곡하여 내부 격실을 구획하는 격벽(130)이 맞붙여 접합되도록 형성되고, 상기 판재의 양측에 길이방향으로 길게 상기 탱크(120)와의 결합면을 제공하도록 상기 격벽(130)이 형성되는 방향과 동일한 방향으로 돌출되는 제1돌출부(112) 및 제2돌출부(113)가 형성되어, 단면이 "W"자형으로 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에는 일정 영역 중공되어 내부의 이물질이 배출되는 배출부(131)가 형성되되, 상기 배출부(131)는 상기 헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 격벽(130)을 형성하는 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 교대로 형성되며,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)에 형성된 배출부(131)의 일정영역이 서로 겹쳐지게 형성되어 상기 겹쳐진 영역이 상기 격벽(130)에 의해 구획된 격실을 연통하는 연통부(132)를 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더(110)를 형성하는 판재는 상기 제1벽(130a) 및 제2벽(130b)이 서로 접합되는 일측 면에만 클래드재(C)가 도포되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 8 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출부(131) 간 거리(L1)는 1 내지 5 mm 로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 격벽(130)의 높이방향으로 상기 배출부(131)와 상기 격벽(130) 단부와의 거리(L2, L3)는 1 내지 5 mm 로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 8 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1벽(130a) 또는 제2벽(130b)이 서로 접합되는 면에 상기 배출부(131)를 통해 이물질이 원활히 배출되도록 안내슬롯(133)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 삭제
  15. 삭제
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