KR101354839B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

전열관의 개수를 증감시키는 경우에서도 처음부터 새로운 헤더를 만들 필요가 없는 열교환기를 제공한다. 좌우의 헤더(2) 사이에 장착되는 전열관(4)을 가지는 열교환기(1)에 있어서, 헤더(2)를 헤더유니트(21)와 헤더커버(3)로 구성한다. 헤더유니트(21)는 유니트 분리체(22)를 상하로 대향시킨 상태에서 접합되어 있으며, 각각의 유니트 분리체(22)에는 전열관(4)을 반으로 나눈 오목부(28)와, 전열관(4)의 연장방향상을 개구시킨 개구부(27)를 마련하고 있다. 헤더커버(3)는 헤더유니트(21)의 개구부(27)에 소정의 틈새공간(S)을 가진 상태로 장착되어 있다.

Description

열교환기 {HEAT EXCHANGER}

본 발명은, 좌우의 헤더와, 그 헤더의 사이에 마련된 전열관을 가지는 열교환기에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 헤더를 간단하게 작성할 수 있도록 한 열교환기에 관한 것이다.

종래의 다관식 열교환기(특허문헌 1 등)의 구조를 도 14에 나타낸다. 도 14에서, 부호 201은 핀이고, 복수의 전열관(202)의 축방향과 수직인 방향으로 마련되는 것이다. 이 핀(201)은, 일반적으로, 일정 간격을 두고 복수 매 마련되지만, 도 14에서는 양단 부분만을 도시하고 있다. 부호 202는 전열관이며, 그 내부에 냉각대상이 되는 유체가 통과된다. 또, 부호 203은 그 전열관(202)의 양단에 마련되는 헤더로서, 복수의 전열관에 유체를 유입시키도록 한 것이다. 이 헤더(203)의 내부에는 복수의 칸막이판(204)이 마련되어 있고, 이 칸막이판(204)에 의해서 유체의 흐름 방향을 규제하여, 한쪽의 전열관(202)으로부터 흘러 온 유체를 다른 쪽의 전열관(202)에 흐르도록 한 것이다.

이와 같은 다관식 열교환기를 이용하여 유체를 냉각하는 경우의 작용에 대해서 설명하면, 우선, 도 14에서의 가장 왼쪽 상측의 헤더(203)로부터 유체를 유입시킨다. 그러면, 그 유체는, 최상부(1단째)의 전열관(202)을 지나, 우측의 헤더(203)의 칸막이 공간(205)까지 흐르고, 그곳으로부터 칸막이 공간(205) 내에서 2단째의 전열관(202)으로 흐른다. 그리고, 그 유체는, 좌측의 헤더(203)의 2단째의 칸막이 공간(205)까지 흐르고, 이하, 마찬가지로, 우측의 헤더(203)와 좌측의 헤더(203)를 사행(蛇行)하면서 흘러 간다. 한편, 이들의 전열관(202)과 수직인 방향으로 마련된 핀(201)을 따라서 공기를 유통시키면, 그 공기와 핀(201)이나 전열관(202)의 표면과의 사이에 열교환이 행해져, 전열관(202) 내를 흐르는 유체를 냉각시킬 수 있게 된다.

그런데, 이와 같은 열교환기를 제조하는 경우, 일반적으로는, 중공(中空) 모양의 헤더를 좌우 한 쌍 마련하고, 그 헤더의 대향하는 측면에 전열관을 삽입하기 위한 삽입구멍을 형성한다. 그리고, 그 형성된 삽입구멍에 전열관을 삽입하고, 전열관과의 틈새를 납땜하여 간다(특허문헌 2).

[특허문헌 1] 일본국 특개2004-108601호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2006-308144호 공보

그렇지만, 이와 같은 열교환기를 제조하는 경우, 헤더의 삽입구멍에 전열관을 삽입해 가는 방법에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.

즉, 종래와 같이 헤더의 삽입구멍에 전열관을 삽입해 가는 방법에서는, 헤더의 삽입구멍의 수가 정해져 있기 때문에, 전열관의 개수를 증감시킬 수 없다. 이 때문에, 전열관의 개수를 증감시키는 경우는, 그에 대응한 삽입구멍을 가지는 헤더를 다시 처음부터 만들어야 한다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 과제에 주목하여 이루어진 것으로, 전열관의 개수를 증감시키는 경우에서도 처음부터 새로운 헤더를 만들 필요가 없는 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서, 헤더와, 당해 헤더에 장착된 전열관을 가지는 열교환기에 있어서, 당해 헤더를, 헤더유니트와 헤더커버로 구성하고, 상기 헤더유니트를, 전열관을 장착하기 위한 관장착부와, 당해 관장착부를 가지는 벽면과 다른 벽면에 개구부를 가지도록 구성하며, 상기 헤더커버를 당해 헤더유니트의 상기 개구부를 덮도록 구성함과 아울러, 상기 헤더커버를 좌우의 헤더로 단(段)이 다르게 되도록 장착하도록 한 것이다.

이와 같이 구성하면, 헤더유니트의 적층의 두께를 변경함과 아울러, 그 두께에 대응한 헤더커버를 만드는 것만으로, 전열관의 개수의 증감에 대응할 수 있게 된다. 또, 유체를 좌우의 헤더 사이에서 교호로 사행시키도록 하는 열교환기를 구성하는 경우에, 한 종류의 헤더커버를 준비하고, 이것을 단이 다르게 좌우에 장착해 가는 것만으로 전열관의 증감에 대응할 수 있다.

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또, 다른 형태에서는, 헤더유니트를 적층한 상태에서, 헤더유니트의 개구부를 덮도록 구성한다.

이와 같이 하면, 복수의 헤더유니트의 개구부를 정리하여 덮어서 하나의 헤더로 할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 헤더와, 당해 헤더에 장착된 전열관을 가지는 열교환기에 있어서, 당해 헤더를, 헤더유니트와 헤더커버로 구성하고, 상기 헤더유니트를, 전열관을 장착하기 위한 관장착부와, 당해 관장착부를 가지는 벽면과 다른 벽면에 개구부를 가지도록 구성하고, 상기 헤더커버를, 당해 헤더유니트의 상기 개구부를 덮도록 함과 아울러, 상기 헤더커버를 좌우의 헤더로 단이 다르게 되도록 장착하도록 함으로써, 헤더유니트의 적층의 두께를 변경하고, 그 두께에 대응한 헤더커버를 만드는 것만으로 전열관의 개수의 증감에 대응할 수 있게 된다. 또, 유체를 좌우의 헤더 사이에서 교호로 사행시키도록 하는 열교환기를 구성하는 경우에, 한 종류의 헤더커버를 준비하고, 이것을 단이 다르게 좌우에 장착해 가는 것만으로 전열관의 증감에 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태를 나타내는 열교환기의 개략도.
도 2는 같은 형태에서의 헤더유니트와 전열관의 분해사시도.
도 3은 같은 형태에서의 유니트 분리체를 조립한 상태를 나타내는 도면.
도 4는 같은 형태에서의 다른 전열관과 헤더유니트의 분해사시도.
도 5는 같은 형태에서의 헤더유니트에 헤더커버를 장착한 상태도.
도 6은 같은 형태에서의 헤더유니트를 오버랩시킨 도면.
도 7은 제2 실시형태에서의 헤더유니트를 나타내는 도면.
도 8은 도 7에서의 헤더유니트에 헤더커버를 장착한 상태도.
도 9는 제3 실시형태에서의 열교환기의 개략도.
도 10은 제3 실시형태에서의 열교환기의 제조공정을 나타내는 도면.
도 11은 제4 실시형태에서의 열교환기를 나타내는 도면.
도 12는 제5 실시형태에서의 열교환기를 나타내는 도면.
도 13은 제5 실시형태에서의 헤더 근방을 나타내는 도면.
도 14는 종래예에서의 일반적인 열교환기의 개략도.

이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태에서의 열교환기(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 좌우 한 쌍의 헤더(2)와, 이들 헤더(2)의 사이에 마련된 단면 원형 모양을 이루는 전열관(4)을 마련하여 이루어지는 것으로, 그 헤더(2)를, 복수의 헤더유니트(21)와, 그 헤더유니트(21)를 덮는 헤더커버(3)를 마련하도록 한 것이다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 그 헤더유니트(21)의 전면 측인 제1 벽면(23)에 전열관(4)을 끼워 넣기 위한 오목부(28)를 형성함과 아울러, 후면 측에 개구부(27)를 형성하고, 그 개구부(27)에 헤더커버(3)를 장착하도록 한 것이다. 이하, 제1 실시형태에서의 열교환기(1)의 구성을 상세하게 설명한다.

<제1 실시형태>

이 열교환기(1)를 구성하는 전열관(4)은 열전도성이 좋은 금속제의 관상(管狀)부재로 구성되는 것으로서, 예를 들면, 외경 치수가 0.8㎜ ~ 2.0㎜, 바람직하게는, 0.9㎜ ~ 1.5㎜, 내경 치수가 0.7㎜ ~ 1.9㎜, 바람직하게는, 0.8㎜ ~ 1.4㎜ 정도의 매우 가는 관상부재로 구성된다. 이 전열관(4)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동일 평면상에 평행하게 마련된다. 또한, 이 실시형태(제1 실시형태)에서는, 도 1에서의 좌측의 헤더(2)로부터 우측의 헤더(2)를 향해서 유체가 흐르고, 그 도중에 전열관(4)의 외부를 흐르는 다른 유체에 의해서 열교환시키도록 하고 있다.

이 전열관(4)의 양단 측에 마련되는 헤더(2)는, 도 2나 도 3에 나타내는 바와 같이, 전열관(4)의 단부 근방을 끼워 넣는 헤더유니트(21)와, 그 헤더유니트(21)의 후면 측의 개구부(27)를 덮는 헤더커버(3)(도 5 참조)를 구비하여 구성된다. 또한, 설명의 관계상, 이 실시형태에서는, 전열관(4)이 장착되는 측을 전면(제1 벽면(23))으로 하고, 전열관(4)의 연장방향상의 벽면을 후면, 그 좌우 양측을 측면, 상측 및 하측을 각각 상면, 저면으로 하여 설명한다.

이 헤더(2) 중 헤더유니트(21)의 구성에 대해서 설명하면, 헤더유니트(21)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상하로 쌍을 이루는 유니트 분리체(22)로 구성된다. 이와 같은 유니트 분리체(22)를 형성하는 경우, 프레스 가공에 의해서 일체적으로 형성해도 되고, 혹은, 평면 모양의 금속판의 단변을 내측으로 접어 일체적으로 형성해도 된다. 이 유니트 분리체(22)는 전열관(4)이 장착되는 측인 제1 벽면(23)에 복수의 오목부(28)를 마련함과 아울러, 그곳으로부터 연속하도록 좌우 양측면(24) 및 저면(25)을 마련하며, 후면 측을 개방시킨 개구부(27)를 형성하도록 하고 있다. 이 제1 벽면(23)은 전열관(4)의 축면과 평행한 분할면(20)으로 분할되어 있고, 그 분할면(20)에 복수의 오목부(28)를 형성하고 있다. 이 분할면(20)은 전열관(4)의 축면과 평행한 면에 의해서 분할되어 있으며, 또, 오목부(28)에 대해서는 전열관(4)의 외형을 반으로 나눈 형상으로 되어 있다. 또한, 도 2나 도 3에서는, 전열관(4)이 원형이기 때문에, 오목부(28)의 형상에 대해서도 반원 모양으로 하고 있지만, 도 4에 나타내는 편평 모양의 전열관(4)을 사용하는 경우는, 그 전열관(4)의 하반분을 반으로 나눈 반편평 형상으로 할 수도 있다. 이와 같은 형상으로 형성된 오목부(28)는 제1 벽면(23)에 좌우 대칭이 되는 위치에 마련되어 있고, 이것에 의해서, 유니트 분리체(22)를 상하 역방향으로 대향시켰을 경우에서도, 각각의 오목부(28)의 개방 부분을 위치맞춤하고, 이것에 의해서 전열관(4)을 끼워 넣도록 하고 있다. 이와 같이 오목부(28)에서 전열관(4)을 끼워 넣는 경우는, 오목부(28)와의 틈새 부분을 납땜재(5)로 납땜하여 유체가 새는 것을 방지한다. 또, 상하의 유니트 분리체(22)의 접합 부분에 대해서도 외측으로부터 납땜하지만, 이 실시형태에서는, 헤더유니트(21)의 후면 측이 개구하고 있기 때문에, 내측으로부터도 납땜할 수 있다.

한편, 헤더커버는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 적층된 복수의 헤더유니트(21)의 개구부(27)를 소정의 틈새공간(S)을 가지고 덮도록 한 것으로, 유입구(31)로부터 유입한 유체를 틈새공간(S)으로 유도하여 각각의 개구부(27)로부터 각 헤더유니트(21)에 분기시키고, 또, 각 헤더유니트(21)로부터 배출된 유체를 합류시켜 배출구(32)로부터 배출시키도록 하고 있다. 이 헤더커버(3)를 헤더유니트(21)에 장착하는 경우, 헤더유니트(21)의 측면(24)과 헤더커버(3)의 측면과의 오버랩량을 변경하며, 이것에 의해서 틈새공간(S)의 크기를 조정하여, 최적인 상태에서 유체를 각 헤더유니트(21)로 유입시키도록 한다.

다음으로, 이와 같이 구성된 열교환기(1)를 제조하는 경우에 대해서 설명한다. 이 열교환기(1)를 제조하는 경우는, 우선, 유니트 분리체(22)의 오목부(28)가 상향이 되도록 배치하고, 그 상태에서, 그 오목부(28)의 개방 부분으로부터 전열관(4)을 장착한다. 이 오목부(28)에 전열관(4)을 장착하는 경우는, 복수 개의 전열관(4)을 유니트 분리체(22) 위에서 굴리듯이 떨어뜨려 넣고, 오목부(28)에 떨어져 들어간 전열관(4) 이외의 전열관(4)을 제거하여 장착한다. 그리고, 이와 같이 전열관(4)을 장착한 후, 그 전열관(4)의 단부의 위치를 정돈한 후, 상하 반대로 한 유니트 분리체(22)를 위로부터 씌우고, 상하의 유니트 분리체(22)의 오목부(28)에서 전열관(4)을 끼워 넣는다. 그리고, 상하의 유니트 분리체(22)의 분할면(20)이나 전열관(4)과 오목부(28)와의 틈새를 납땜재(5)로 납땜한다.

이하, 동일하게 하여, 전열관(4)을 장착한 헤더유니트(21)를 복수 마련하고, 이것들을 상하방향으로 적층해 간다. 이 때 헤더유니트(21)의 후면 측은 개구한 상태로 되어 있으며, 그 후면 측으로부터 헤더커버(3)를 장착하여, 헤더유니트(21)의 후면 측에 틈새공간(S)을 형성한다. 이와 같이 헤더커버(3)를 장착한 후, 그 헤더커버(3)와 헤더유니트(21)의 접합 부분을 납땜하여, 유체를 외부로 새지 않도록 한다. 이 때, 필요하면 헤더유니트(21)의 개구부(27) 측으로부터도 납땜한다.

이와 같이 구성된 열교환기(1)를 사용하는 경우의 작용에 대해서 설명한다.

우선, 한쪽의 헤더(2)의 유입구(31)로부터 유체를 유입시키면, 그 유체는 헤더커버(3)와 헤더유니트(21)의 틈새공간(S)으로 흘러들고, 그곳으로부터 각 헤더유니트(21)로 분기하여, 각각의 전열관(4)으로 흘러 간다. 이 때, 그 유체는 전열관(4)의 외주 부분을 흐르는 다른 유체와의 사이에 열교환이 행해지며, 열교환이 행해진 상태에서 반대 측의 헤더유니트(21)로부터 배출된다. 그리고, 그 헤더유니트(21)의 후면 측의 틈새공간(S)을 통하여 헤더커버(3)의 배출구(32)로부터 배출된다.

이와 같이 상기 실시형태에 의하면, 전열관(4)을 유지하는 헤더유니트(21)를 상하방향으로 적층하고, 그 적층된 헤더유니트(21)의 개구부(27)를 소정의 틈새공간(S)을 가지고 헤더커버(3)로 덮도록 함으로써, 그 적층의 두께를 변경함과 아울러, 그 두께에 대응한 헤더커버(3)를 만드는 것만으로, 전열관(4)의 개수의 증감에 대응할 수 있다. 게다가, 이 실시형태에서는, 헤더유니트(21)의 후면 측이 개구하고 있으므로, 헤더유니트(21)의 내측으로부터도 납땜할 수 있고, 이것에 의해, 보다 확실히 유체가 새는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 헤더커버(3)를 장착할 때, 헤더유니트(21)와의 오버랩량을 변경하는 것만으로 틈새공간(S)의 크기를 조정할 수 있어, 유체의 흐름이 최적인 상태가 되도록 헤더커버(3)를 장착할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 실시형태는, 동일한 형상을 가지는 유니트 분리체(22)를 상하로 대향시키도록 했지만, 납땜할 때의 용착대(溶着代)가 적게 되는 경우는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 다른 한쪽의 유니트 분리체(22)를 약간 작게 구성해 두고, 제1 벽면(23)이나 측면(24)을 오버랩시키도록 하여 납땜하도록 해도 된다. 이 때, 헤더유니트(21)에 헤더커버(3)를 장착하려고 하면, 작게 구성된 유니트 분리체(22)(도 6에서는 상측의 유니트 분리체(22))와 헤더커버(3)와의 사이에 틈새가 생겨 버리지만, 이 틈새에 대해서는 납땜재나 금속판 등을 이용하여 봉지하도록 해도 된다.

<제2 실시형태>

다음으로, 본 발명에 의한 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 상기 제1 실시형태에서는, 헤더유니트(21)의 후면 측에 개구부(27)를 형성하도록 하고 있지만, 이 제2 실시형태에서는, 도 7이나 도 8에 나타내는 바와 같이, 헤더유니트(21b)의 측면 측에 개구부(27)를 형성하고, 그곳에 헤더커버(3)를 장착하도록 한 것이다. 이하, 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 같은 부호를 부여한 것은 제1 실시형태와 같은 구성을 가지는 것으로 한다.

이 실시형태에서의 헤더유니트(21b)와 헤더커버(3b)의 구성에 대해서, 도 7이나 도 8을 이용하여 설명한다. 이 헤더유니트(21b)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 한 쌍의 유니트 분리체(22b)로 구성되는 것으로, 각각의 유니트 분리체(22b)의 분할면(20)에 전열관(4)을 반으로 나눈 오목부(28)와, 그 오목부(28)를 가지는 제1 벽면(23)과 대향하는 후면(26) 및 저면(25)을 마련하여 위로 향하는 'コ'자 형상으로 하고 있다. 그리고, 이와 같이 유니트 분리체(22b)를 구성함으로써, 상면 측과 측면 측을 개구시키고, 각각의 유니트 분리체(22b)를 상하 역방향으로 접합시키는 것에 의해서, 각각의 오목부(28)에서 전열관(4)을 끼워 넣도록 한다.

헤더커버(3b)는 이와 같이 구성된 헤더유니트(21b)의 측면 측의 개구부(27)에 장착된다(도 8). 이 헤더커버(3b)는 상하방향으로 적층된 헤더유니트(21b)의 개구부(27)를 소정의 틈새공간(S)을 가지고 덮도록 한 것으로, 유입구(31)로부터 유입시킨 유체를 각각의 개구부(27)로부터 유입시키고, 각 헤더유니트(21b)의 전열관(4)(도 8에서는 도시생략)으로 분기시킴과 아울러, 각 헤더유니트(21b)로부터 배출된 유체를 합류시켜 배출구(32)로부터 배출시킨다. 이 헤더커버(3b)를 헤더유니트(21b)에 장착하는 경우는, 헤더유니트(21b)의 제1 벽면(23) 및 후면(26)과, 헤더커버(3b)의 측면과의 오버랩량을 변경하는 것으로 틈새공간(S)의 크기를 조정하며, 이것에 의해서, 유체가 최적인 상태에서 각 헤더유니트(21b)로 흐르도록 한다. 또한, 도 8에서는, 한쪽에만 헤더커버(3b)를 장착하도록 하고 있지만, 양측에 헤더커버(3b)를 장착하도록 해도 된다.

이와 같이 제2 실시형태와 같이 헤더(2b)를 구성한 경우에서도, 헤더유니트(21b)의 적층 상태를 변경함과 아울러, 그에 대응한 헤더커버(3b)를 만드는 것만으로, 전열관(4)의 개수의 증감에 대응할 수 있게 된다.

<제3 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 상기 제1 실시형태나 제2 실시형태에서는, 헤더유니트(21)를 반으로 나눈 유니트 분리체(22)를 대향시켜 헤더유니트(21)를 형성하도록 했지만, 이 제3 실시형태에서는, 후면 측만을 개구시킨 박스 형상으로 하고, 제1 벽면(23c)에 원형의 관장착부(28a)를 마련하도록 한 것이다.

이 실시형태에서의 헤더(2c)에 대해서, 도 9를 이용하여 설명하면, 이 헤더(2c)를 구성하는 헤더유니트(21c)는 전열관(4)을 장착하는 측의 제1 벽면(23c)과, 좌우 양측면(24), 상면, 저면을 가지도록 구성되며, 후면 측만을 개구시켜 개구부(27)를 형성하도록 하고 있다. 이 제1 벽면(23c)에는 전열관(4)을 축방향으로 삽입하기 위한 원형의 관장착부(28a)를 뚫어 마련하고 있고, 이 관장착부(28a)에 전열관(4)을 축방향으로 삽입하여 납땜한다.

한편, 이 헤더유니트(21c)의 후면 측에 장착되는 헤더커버(3)는 제1 실시형태와 동일하게 마련되며, 개구부(27)로부터 소정의 틈새공간(S)을 형성하도록 장착된다.

이와 같은 헤더유니트(21c)를 이용하여 헤더(2c)를 구성하는 경우, 우선, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 좌우에 마련된 헤더유니트(21c)를, 각각의 제1 벽면(23c)을 밀착시키도록 배치하고, 각각의 관장착부(28a)에 전열관(4)을 단번에 삽입해 간다. 그리고, 동일한 작업을 반복하여 모든 관장착부(28a)에 전열관(4)을 삽입해 가고, 그 후, 각각의 헤더유니트(21c)를 이간시켜(도 10의 (b)), 전열관(4)의 단부 근방을 납땜재(5)로 납땜한다. 이하 같이 이와 같이 전열관(4)을 장착한 헤더유니트(21)를 상하방향으로 적층하고, 좌우의 개구부(27)로부터 헤더커버(3)를 장착한다.

이와 같이 구성한 경우에서도, 헤더유니트(21c)의 적층 상태를 변경함과 아울러, 그에 대응한 헤더커버(3)를 만드는 것만으로, 전열관(4)의 개수의 증감에 대응할 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는, 후면 측을 개구시키도록 했지만, 제2 실시형태와 같이 측면(24)을 개구시켜도 된다.

<제4 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 상기 각 실시형태에서는, 적층된 모든 헤더유니트(21)에 대해서 하나의 헤더커버(3)를 장착하도록 했지만, 이 실시형태에서는, 상하 2개의 헤더유니트(21)에 헤더커버(3d)를 장착하고, 게다가, 그 헤더커버(3d)를 좌우의 헤더(2)에서 단이 다르게 교호로 장착하도록 한 것이다.

이 제4 실시형태에 대해서, 도 11을 이용하여 설명한다. 이 실시형태에서의 헤더유니트(21)는, 제1 실시형태에 나타내는 바와 같이, 상하의 유니트 분리체(22)를 대향시켜 전열관(4)을 끼워 넣도록 한 것이며, 후면 측을 개구시키도록 하고 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 후면 측을 개구시킨 헤더유니트(21)를 이용한 경우에 대해서 설명하지만, 이 헤더유니트(21)의 구성에 대해서는, 제2 실시형태로부터 제4 실시형태의 어느 구성을 이용하도록 해도 된다.

그리고, 특징적으로는, 이 실시형태에서는, 상하 2개의 헤더유니트(21)의 개구부(27)를 헤더커버(3)로 덮고, 그 개구부(27)에 소정의 틈새공간(S)을 형성하도록 하고 있다.

이와 같은 열교환기(1d)를 구성하는 경우, 우선, 전열관(4)을 장착한 헤더유니트(21)를 2층분 적층하고, 제1 단째 좌측의 헤더유니트(21)에는 헤더커버(3d)를 장착하지 않으며, 우측 제1 단째와 제2 단째의 헤더유니트(21)에만 헤더커버(3d)를 장착한다.

다음으로, 그 2단째의 헤더유니트(21)의 아래쪽에 3단째의 헤더유니트(21)를 적층시키고, 좌측의 헤더(2)에 대해서는, 2단째과 3단째의 헤더유니트(21)에 헤더커버(3)를 장착한다. 이 때, 2단째에서의 우측과 좌측의 헤더유니트(21)의 높이 위치가 헤더커버(3)가 끼워 넣여져 있는 만큼 약간 다르게 되어 버리지만, 그 높이에 대해서는 전열관(4)의 휘어짐에 의해서 흡수시키도록 한다.

이하, 마찬가지로, 우측과 좌측에 대해서 헤더커버(3)가 교호로 단이 다르게 되도록 장착해 가고, 최단부에 대해서는 헤더유니트(21)만으로 한다.

이와 같이 구성된 열교환기(1d)를 사용하는 경우에 대해서 설명하면, 우선, 최상부의 좌측에 마련된 헤더유니트(21)로부터 유체를 유입시키고, 제1 단째의 전열관(4)을 지나 우측의 헤더유니트(21)로 유통시킨다. 그러면, 그 유체는 그 헤더유니트(21)의 후방의 틈새공간(S)을 통하여 2단째의 헤더유니트(21)로 흘러들고, 그곳으로부터 2단째의 전열관(4)을 지나 좌측의 헤더유니트(21)로 유통한다. 동일하게 하여, 헤더커버(3)의 틈새공간(S)을 통하여 3단째의 헤더유니트(21)에 유통시키며, 동일하게 하여, 교호로 사행시키도록 유체를 유통시켜, 최하층의 헤더유니트(21)로부터 배출시킨다.

이와 같이 제4 실시형태와 같이 구성한 경우에서도, 헤더유니트(21)의 적층 상태를 변경함과 아울러, 그에 대응한 헤더커버(3d)를 만드는 것만으로, 전열관(4)의 개수의 증감에 대응할 수 있게 된다.

게다가, 이 실시형태에서는, 적층의 두께가 변경된 경우에서도 헤더커버(3d)자체를 변경해 만들 필요가 없으며, 간단하게 전열관(4)의 개수의 증감에 대응할 수 있게 된다.

<제5 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제5 실시형태에 대해서 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한다. 이 실시형태에서의 열교환기(1)는, 내관(41)과 외관(42)을 가지는 다중관(40)을 이용하여 열교환시키도록 한 것으로, 내관(41)을 통과하는 유체와, 내관(41)과 외관(42)의 틈새를 통과하는 유체와의 사이에 열교환시키도록 한 것이다. 그리고, 특징적으로는, 외관(42)의 단부 근방을 제1 헤더(2a)로 덮어 그곳으로부터 내관(41)을 연장시키고, 그 제1 헤더(2a)로부터 연장한 내관(41)의 단부 근방을 헤더커버(3b)로 덮어 제2 헤더(2d)로 하도록 한 것이다. 또한, 이 실시형태에서는, 다중관(40)을 이용하는 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이 외관(42)의 내측에 2개의 내관(41)을 내접시킨 구조인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이 제1 헤더(2a)의 구조에 대해서 설명한다. 이 제1 헤더(2a)는 다중관(40)을 복수 유지하는 헤더유니트(21e)를 적층시킨 것으로, 각각의 헤더유니트(21e)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 상하 한 쌍의 유니트 분리체(22e)로 구성되어 있다. 이 유니트 분리체(22e)는 외관(42)이 장착되는 측인 제1 벽면(23)에 그 외관(42)의 외형을 반으로 나눈 제1 오목부(28a)를 형성하고 있고, 또, 그 제1 벽면(23)에 축방향으로 대향하는 제2 벽면(후면(26))에 내관(41)의 외형을 반으로 나눈 제2 오목부(28b)를 형성하고 있다. 이러한 제1 벽면(23)이나 제2 벽면의 분할면(20)은 다중관(40)의 축면과 평행한 면으로 분할되어 있으며, 그 분할면(20)에 제1 오목부(28a)나 제2 오목부(28b)의 개방 부분을 임(臨)하게 하도록 하고 있다. 그리고, 이와 같이 형성된 유니트 분리체(22e)를 상하로 대향시켜, 외관(42)의 단부 근방을 제1 오목부(28a)에서 끼워 넣고, 그곳으로부터 연장한 내관(41)의 단부 근방을 제2 오목부(28b)로 끼워 넣도록 하고 있다. 그리고, 이와 같이 다중관(40)을 끼워 넣은 상태에서 층 모양으로 헤더유니트(21e)를 적층해 가며, 도 13에 나타내는 바와 같이, 측면 측의 개구부(27)를 헤더커버(3a)로 덮어, 유입구(31a)로부터 유입한 유체를 각 헤더유니트(21e)로 분기시킨다. 이 각 헤더유니트(21e)로 분기시킨 유체는 외관(42)과 내관(41)과의 틈새를 흘러 가게 된다.

다음으로, 제2 헤더(2d)의 구조에 대해서 설명한다. 이 제2 헤더(2d)는 제2 오목부(28b)로부터 연장한 내관(41)에 유체를 유통시키도록 한 것으로, 이 실시형태에서는, 헤더유니트(21e) 및 그 헤더커버(3a)를 덮는 하나의 헤더커버(3b)로 구성하고 있다. 이 헤더커버(3b)에 의해서 헤더유니트(21e)나 측면의 헤더커버(3a)를 덮는 경우, 측면의 헤더커버(3a)와 헤더유니트(21e)와의 사이에 작은 틈새가 발생하게 되지만, 이 틈새에 대해서는 납땜재 등으로 납땜한다. 그리고, 이와 같이 구성된 제2 헤더(2d)의 유입구(31b)로부터 유체를 유입시키고, 내관(41)의 내부에만 유체를 유입시키도록 한다.

이와 같이 하면, 제2 헤더(2d)를 구성하는 경우에, 하나의 헤더커버(3b)만으로 구성할 수 있기 때문에, 매우 간단하게 헤더를 구성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 여러 가지의 형태로 실시할 수 있다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 헤더커버(3)로서 박스 형상을 이루는 것을 이용하도록 했지만, 형상에 대해서는 이와 같은 것에 한정되는 것이 아니고, 개구부(27)를 통하여 각층의 전열관(4)으로부터의 유체를 유통시키는 것이면, 그와 같은 형상인 것이라도 된다.

1 … 열교환기 2(2a, 2b, 2c, 2d) … 헤더
21(21b, 21c, 21e) … 헤더유니트 22(22b, 22e) … 유니트 분리체
23(23c) … 제1 벽면 24 … 측면
25 … 저면 27 … 개구부
28(28a, 28b) … 오목부(관장착부) 3 … 헤더커버
31 … 유입구 32 … 배출구
4 … 전열관 5 … 납땜재
S … 틈새공간

Claims (6)

1. 좌우 한 쌍의 헤더와, 당해 헤더의 사이에 장착된 전열관을 가지는 열교환기에 있어서,
   당해 헤더는 헤더유니트와 헤더커버로 구성되고,
   상기 헤더유니트는,
   전열관을 장착하기 위한 관장착부와, 당해 관장착부를 가지는 벽면과 다른 벽면에 개구부를 가지도록 구성되며,
   상기 헤더커버는,
   당해 헤더유니트의 상기 개구부를 덮도록 구성되고,
   좌측 헤더의 헤더유니트를 덮는 헤더커버와 우측 헤더의 헤더유니트를 덮는 헤더커버의 헤더유니트의 단(段)이 서로 다르게 되도록 상기 헤더커버가 좌측 및 우측 헤더에 교호로 장착되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤더커버는 상기 헤더유니트를 적층한 상태에서 헤더유니트의 개구부를 덮도록 구성한 열교환기.
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