KR101422292B1 - 열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 튜브가 삽입되는 다수개의 슬롯이 길이방향으로 형성되는 헤더와, 상기 헤더의 일측에 고정되어 냉매 유로를 형성하는 탱크를 포함하는 열교환기의 헤더파이프에 있어서, 상기 헤더의 중앙부를 상기 탱크측으로 절곡하여 격벽부를 형성하고, 상기 탱크는 상기 헤더의 슬롯에 대응되는 부위를 헤더측으로 절곡하여 격실 칸막이를 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법을 제공한다.

열교환기, 헤더파이프, 격벽

Description

열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법{HEADER PIPE OF HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF }

본 발명은 열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열교환기 헤더파이프의 격벽 제조방법 및 구조를 개선함으로써 종래에 사용되던 압출재를 사용하지 않고도 판재를 이용하여 고압을 견디는 헤더파이프를 제공하여 헤더파이프의 생산성을 증가시킴과 동시에 고압에 대한 내구성도 향상시키는 열교환기의 헤더파이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체와 온도가 낮은 유체가 열교환기 벽면을 통해 높은 온도에서 낮은 온도로 열을 전달함으로써 열 교환을 행하는 장치이다. 이러한 열교환기를 구성요소로 하는 에어컨 시스템의 작동 매체로 지금까지는 주로 HFC 냉매가 사용되어 왔으나, 이러한 HFC 냉매는 지구 온난화의 주요 요인 중의 하나로 인식되어 그 사용에 대한 규제가 점차 확대되고 있다. 이러한 상황 하에서, HFC 냉매를 대체할 차세대 이산화탄소 냉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있 다.

이러한 차세대 냉매의 대표주자인 이산화탄소는 지구 온난화 지수(GWP)가 대표적인 HFC 냉매인 R134a의 약 1300분의 1에 해당되며, 그 외에도 냉매로서 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

먼저, 작동 압축비가 낮아 압축 효율이 우수하다는 점과, 열전달 성능이 매우 우수하여 2차 유체인 공기의 입구 온도와 냉매의 출구 온도 사이의 온도 차이가 기존의 냉매에 비해 훨씬 작아질 수 있다는 것이다. 이러한 장점을 이용하여 겨울철 낮은 외기 온도에서도 열을 뽑아 쓸 수 있으므로 여름철에는 냉방, 겨울철에는 난방 역할을 수행하는 히트펌프에도 적용 가능하다.

또한, 이산화탄소는 체적냉방능력(증발잠열x기체밀도)이 기존의 냉매인 R134a의 7 내지 8배에 달하기 때문에 압축기의 용량을 크게 줄일 수 있으며, 표면 장력이 작아서 비등열전달이 우수하고, 정압비열이 크고 점도가 낮아 열전달성능이 뛰어나므로 냉매로서 우수한 열역학적 특성을 갖고 있다. 또한, 냉동사이클의 측면에서 살펴보면 가스 쿨링(Gas-cooling) 압력이 기존에 비해 6~8배(약 90~130 bar) 높아서, 열교환기 내부에서의 냉매의 압력 강하로 인한 손실이 기존 냉매에 비해 상대적으로 작게 되는 바, 압력강하는 크지만 열전달 성능이 우수한 것으로 알려진 미세 채널의 열교환기 튜브를 사용할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 이산화탄소용 열교환기를 도시한 사시도 및 분해도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이, 이산화탄소용 열교환기(1)는 상호 평 행하게 이격되어 배치되고 양단부가 밀폐된 제 1,2 헤더파이프(10)(20)와, 상기 제 1,2 헤더파이프(10)(20)를 상호 연통되도록 연결하는 복수개의 튜브(50)와, 상기 튜브(50)들 사이에 설치된 복수개의 방열핀(60)들로 구성된다.

먼저 상기 제 1 헤더파이프는 복수개의 유로(14a)(15a) 사이에 형성됨과 아울러 상기 각 유로(14a)(15a)를 구분하는 일정한 두께의 제 1 격벽(17)을 갖는 탱크(12)와, 상기 탱크(12)의 각 유로(14a)(15a) 및 제 1 격벽(17)과 대향되는 유로(14b)(15b)와 제 2 격벽(18)이 형성된 헤더(13)를 상호 결합하여 상기 제 1,2 격벽(17)(18)에 의해 서로 독립된 제 1,2 단일유로(14)(15)를 가지며 상하부는 캡(11)에 의해 밀폐되게 된다.

그리고 상기 제 2 헤더파이프(20)는 복수개의 유로(24a)(25a) 사이에 형성됨과 아울러 상기 각 유로(24a)(25a)를 구분하는 일정한 두께의 제 1 격벽(27)을 갖는 탱크(22)와, 상기 탱크(22)의 각 유로(24a)(25a) 및 제 1 격벽(27)과 대향되는 유로(24b)(25b)와 제 2 격벽(28)이 형성된 헤더(23)를 상호 결합하여 상기 제 1,2 격벽(27)(28)에 의해 서로 독립된 제 3,4 단일유로(24)(25)를 가지며 상하부가 캡(21)에 의해 밀폐되어 상기 제 1 헤더파이프(10)와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되고, 상기 제 3,4 단일유로(24)(25)를 서로 연통시키는 연통홀(29)이 구비된다.

또한 상기 튜브(50)는 상기 제 1 단일유로(14)와 제 3 단일유로(24)를 연통시키고, 상기 제 2 단일유로(15)와 제 4 단일유로(25)를 연통시켜 내부로 냉매가 흐를 수 있도록 설치된다.

그리고 상기 방열핀(60)은 상기 각각의 튜브(50)들 사이에 설치되어 상기 튜브(50) 내를 흐르는 냉매가 공기와 열교환을 원활히 할 수 있도록 한다.

또한 상기 제 1 헤더파이프(10)에 형성되어 상기 냉매가 유입되는 냉매 유입관(30)과, 상기 제 1 헤더파이프(10)에 형성되어 상기 냉매가 유출되는 냉매 유출관(40)으로 구성되게 된다.

이러한 상기 이산화탄소용 열교환기(1)의 내부를 흐르는 냉매의 흐름을 설명하면 다음과 같다.

제 1 단일유로(14)에 형성된 냉매유입관(30)을 통해 유입된 냉매가 제 1 단일유로(14) 전체로 유입되고, 이 냉매가 제 1 튜브열(50a)을 통해 제 2 헤더파이프(20)의 제 3 단일유로(24)로 흐르게 된다. 제 3 단일유로(24)에 유입된 냉매는 제 3 단일유로(24)와 제 4 단일유로(25)를 연통시켜 주는 연통홀(29)을 통해 제 4 단일유로(25)로 리턴되며, 제2 튜브열(50b)을 통해 제 2 단일유로(15)로 유입된다. 이렇게 제 2 단일유로(15)로 유입된 냉매는 냉매 유출관(40)을 통해 유출되게 된다.

상기한 이산화탄소용 열교환기(1)는 내부의 높은 작동압력으로 인한 인장력으로 인해 상기 탱크(12)(22)와 헤더(13)(23)의 제 1,2 격벽(17)(18)(27)(28)의 두께를 외곽의 두께보다 두껍게 형성하게 된다.

그러나, 이러한 열교환기 헤더파이프는 고압이 인가되었을 때 내압성 문제가 대두되었고, 이에 따라 튜브 1개의 삽입단위당 탱크부에 격벽을 1개 더 형성하여 내압성을 향상시키는 열교환기 헤더파이프가 제시되었고, 이 헤더파이프는 일반적 으로 압출재를 이용하여 제조되었다.

그러나, 이 열교환기 헤더파이프는 압출재를 이용하여야 하고, 튜브와 격벽이 간섭되는 부분은 별도의 가공을 해야함으로, 그 생산공정이 복잡해지고 제조가격이 상승하는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래의 열교환기 헤더파이프는 상기 튜브와 격벽이 간섭되는 부분을 절삭하는 과정에서 생긴 각종의 이물질 및 절삭부산물이 열교환 시스템 가동 시 열교환기 내를 떠돌아 다니게 되어 전체 열교환시스템의 고장을 발생시키는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 압출재를 사용하지 않고 판재를 절곡하는 등의 방법으로 열교환기 헤더파이프를 제조하여 생산공정을 단순화하여 생산시간을 단축시킨 열교환기 헤더파이프 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은, 열교환기 헤더파이프에 요구되는 튜브삽입홈 등의 구성을 평판 형태에서 가공할 수 있도록 함으로써 공정의 용이성을 향상시키는 열교환기 헤더파이프 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 열교환기 헤더파이프의 내부구조를 개선하여 헤드와 탱크 결합 시 보다 용이하게 결합할 수 있도록 하고, 격벽 사이의 기밀 신뢰도를 더 향 상시키는 열교환기 헤더파이프를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 튜브가 삽입되는 다수개의 슬롯이 길이방향으로 형성되는 헤더와, 상기 헤더의 일측에 고정되어 냉매 유로를 형성하는 탱크를 포함하는 열교환기의 헤더파이프에 있어서, 상기 헤더의 중앙부를 상기 탱크측으로 절곡하여 격벽부를 형성하고, 상기 탱크는 상기 헤더의 슬롯에 대응되는 부위를 헤더측으로 절곡하여 격실 칸막이를 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 탱크는, 일측면에 상기 헤더의 격벽부 단부에 대응하는 격벽부 안착홈을 형성하고, 양측단부에 상기 튜브의 일단이 안착되는 튜브 안착홈을 형성한다.

그리고, 본 발명은, 튜브가 삽입되는 다수개의 슬롯이 길이방향으로 형성되는 헤더와, 상기 헤더의 일측에 고정되어 냉매 유로를 형성하는 탱크를 포함하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법에 있어서, 평판형상인 헤더원판에 튜브가 삽입되는 다수개의 슬롯을 가공하는 슬롯 가공 단계, 상기 평판의 중앙부를 절곡하여 일측으로 돌출되게 형성하여 격벽부를 형성하는 1차헤더절곡단계, 상기 헤더원판의 양 단부를 일측으로 절곡시키는 2차헤더절곡단계를 포함하는 헤더 제조단계와; 평판형상인 탱크원판에 튜브의 일단이 안착되는 튜브 삽입홀을 가공하는 튜브 삽입홀 형성단계, 상기 튜브 삽입홀이 형성된 탱크원판의 일부를 절곡하여 일측으로 돌출시켜 격실 칸막이를 형성하는 1차 탱크 절곡단계, 상기 탱크원판의 양단부를 절곡 하여 일측으로 돌출시키는 2차 탱크 절곡단계를 포함하는 탱크 제조단계와; 상기 헤더와 상기 탱크를 결합하여 냉매유로를 형성하는 헤더 및 탱크 결합단계를 포함하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 헤더제조단계는, 상기 헤더원판의 일부를 절곡시켜 탱크의 격벽부의 단부가 안착되는 격벽부 안착홈을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 탱크제조단계는, 상기 탱크원판의 일부를 절곡시켜 상기 헤더의 격실 칸막이의 단부가 안착되는 격실 칸막이안착홈을 형성하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 열교환기 헤더파이프 및 그 제조방법은, 열교환기 헤더파이프의 격벽부 및 격실 칸막이부를 각각 헤드와 탱크를 절곡하여 형성함으로써 열교환기 헤더파이프의 생산성을 향상시킨다.

그리고,, 격벽부 및 격실 칸막이부에 대응하는 홈을 형성하여 브레이징성을 향상하고, 헤더와 탱크의 결합면적을 넓혀 내압성을 향상시키며, 튜브 삽입홀을 평판 형상인 헤더원판에 가공함으로써 튜브 삽입홀을 용이하게 가공할 수 있도록 한다.

또한, 헤더의 양 끝단에 튜브 안착홈을 형성하여 튜브 폭이 헤더의 내측폭과 동일하게 형성함으로써 튜브를 최대한 이용할 수 있도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명의 일실시에에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1헤더파이프의 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1헤더파이프의 결합사시도이고, 도 7a는 도 4의 A-A 부의 단면도이며, 도 7b는 도 7a의 C-C부의 단면도이고, 도 8은 도 4의 B-B 부의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 헤더파이프(100)는 제1헤더파이프(101) 및 제2헤더파이프(102)를 포함하며, 상기 제1,2헤드 파이프는 헤더(110) 및 탱크(120)로 각각 이루어진다.

상기 제1헤더파이프(101) 및 제2헤더파이프(102)는 서로 이격되어 배치되며, 상기 제1,2헤더파이프(101)(102) 사이에는 다수개의 튜브(150)가 설치되고, 상기 튜브(150)들 사이에는 다수개의 방열핀(160)이 설치된다.

상기 제1헤더파이프는 헤더(110) 및 탱크(120)로 이루어진다. 상기 헤 더(110)는 일측면에 튜브(150)가 삽입되는 슬롯(112)이 길이방향으로 2열로 다수개 형성되며, 이 헤더(110)는 일측으로 탱크(120)와 고정결합되어 제1,2 냉매유로(128)(129)를 형성한다

상기 냉매 유로 중 제1냉매유로(128a)(128b)는 양유로가 서로 연통되도록 형성되고, 상기 제2냉매유로(129a)(129b)도 양측 유로가 서로 연통되나, 제1냉매유로(128a)(128b)와 제2냉매유로(129a)(129b)는 연통되지 아니한다.

그리고, 상기 제1헤드 파이프(101)는 제1냉매유로(128a)(128b) 상부에 냉매유입관(140)을 구비하고, 제2냉매유로(129a)(129b)의 하부에 냉매 유출관(145)을 구비한다.

한편, 상기 제2헤더파이프(102) 또한 헤더(110) 및 탱크(120)로 이루어진다. 제2헤더파이프(102)의 대부분의 구조는 제1헤더파이프(101)와 동일하므로, 이하 동일한 구조에 관한 구체적 설명은 생략하기로 하고, 또한 제1헤더파이프(101)와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 관하여는 동일 부호를 사용하기로 한다.

상기 제2헤더파이프(102)는, 헤더(110) 및 탱크(120)의 사이에 형성되는 제3,4냉매유로(130)(131)를 구비하며, 상기 제3,4냉매유로(130)(131)는 상기 탱크의 격벽부에 형성된 연통홀(116)에 의하여 연통된다.

그리고, 상기 튜브(150)는 제1헤더파이프(101)와 제2헤더파이프(102)의 사이에서 제1냉매유로(128)와 제3냉매유로(130)를 연통시키고, 상기 제2냉매유로(129)와 제4냉매유로(131)를 연통시켜 내부로 냉매가 유동될 수 있도록 한다.

상기 방열핀(160)은 상기 튜브(150)들 사이에 설치되어 튜브(150)내을 흐르 는 냉매가 제2열교환매체인 공기와 열교환을 원활히 할 수 있도록 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 열교환기의 냉매흐름을 살펴보면 다음과 같다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 제1냉매유로(128)와 연통되는 냉매유입관(140)을 통해 유입된 냉매는 제1냉매유로(128)전체로 유입되고, 이 냉매는 제1튜브열(150a)을 통해 제2헤더파이프(102)의 제3냉매유로(130)로 흐르게 된다.

상기 제3냉매유로(130)로 유입된 냉매는 연통홀(116)을 통해 제4냉매유로(131)로 유입되며, 2튜브열(150b)을 통하여 제2냉매유로(129)로 유입된다.

그리고, 상기 제2냉매유로(129)로 유입된 냉매는 냉매유출관(145)을 통하여 유출된다.

이 때 제2열교환매체인 공기는 제2튜브열(150b)의 일측에서 유입되어 제2튜브열(150b)을 지나는 냉매와 1차 열교환하고, 상기 제2튜브열(150b)과 열교환한 공기는 그 후 상기 제1튜브열(150a)을 통과하며 2차 열교환한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1헤더파이프의 구체적 구조를 더욱더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1헤더파이프의 헤더(110)의 중앙부에는 탱크 측으로 절곡되어 돌출되도록 형성되는 격벽부(111)가 형성되고, 상기 탱크(120)에는 튜브가 삽입되는 슬롯의 중앙부위가 절곡되어 헤더측으로 돌출되도록 형성되는 2 열의 격실 칸막이(121)가 형성된다.

그리고, 상기 격실 칸막이(121)에는 다수개의 튜브삽입홈(126)이 형성된다. 상기 튜브삽입홈(126)의 폭은 상기 튜브의 폭보다 넓게 형성되어, 제 1,2냉매유로를 연통하는 통로를 형성한다.

상기 격벽부(111)에 의하여 냉매유로는 제1,2냉매유로(128)(129)로 분할되며, 상기 제1,2냉매유로는 다시 격실 칸막이에 의하여 각각 2개의 유로(128a)(128b)(129a)(129b)로 분할되고, 이들 각각으로 냉매가 유동한다.

본 실시예는 4개의 유로를 분할하는 격벽부(111)와 격실 칸막이(121)를 압출재로 형성하지 아니하고, 상기 격벽부(111)는 헤더(110)의 중앙부를 절곡하여 형성하고, 상기 격실 칸막이(121)도 탱크(120)의 일부를 절곡시켜 형성함으로써, 헤더파이프의 제조를 용이하게 할 뿐만 아니라, 제조비용이 절감되도록 한다.

그리고, 상기 탱크(120)는 일측면에 상기 헤더(110)의 격벽부 단부(111a)에 대응하는 격벽부 안착홈(122)을 형성한다. 이 격벽부 안착홈(122)은 라운드진 격벽부 단부(111a)와 동일한 형상으로 형성된다.

상기 헤더의 격벽부 단부(111a)와 탱크의 격벽부 안착홈(122)의 내면은 브레이징 결합에 의하여 결합되는데, 상기 격벽부 안착홈(122)은 상기 브레이징 결합을 하는 경우 헤더(110) 및 탱크(120)의 상대 위치를 정확하게 하여줄 뿐만 아니라, 결합면적을 넓혀 내압성을 향상시킨다.

그리고, 상기 탱크(120)의 양측단부에는 상기 튜브(150)의 일단이 삽입되는 튜브 안착홈(123)이 형성된다.

이 튜브 안착홈(123)은 상기 튜브(150)의 일단이 삽입되도록 함으로써, 상기 튜브(150)의 폭과 상기 헤더(110)의 내측 폭이 동일하게 하는 것을 가능하게 하여, 헤더(110)의 내측 폭과 같은 크기의 튜브(150)도 이용할 수 있도록 한다.

한편, 상기 헤더(110)는 상기 탱크(120)보다 두께가 같거나 두꺼운 재료를 사용한다.

상기 헤더(110)의 중앙부를 절곡하여 형성하는 격벽부(111)는 탱크(120)의 일부를 절곡시켜 형성한 격실 칸막이(121)보다 큰 압력을 받는 부분이므로, 상기 격벽부(111)를 이루는 상기 헤더(110)는 상기 탱크(120)보다 더 두꺼운 재료를 사용한다.

그리고, 상기 헤더(110)의 상기 탱크(120)의 격실 칸막이(121)에 대응하는 부위에는, 격실 칸막이 안착홈(113)이 형성된다.

상기 격실 칸막이안착홈(113)은 상기 격실 칸막이(121)의 단부와 접하여 브레이징 결합이 되는 곳이다. 상기 격실 칸막이 안착홈(113)은 상기 격실 칸막이(121)의 단부 형상과 동일하게 형성되어 결합면을 넓게 함으로써 브레이징 결합의 강도를 향상시킨다.

이에 따라 상기 헤더(110)와 탱크(120)의 결합력은 증대되므로, 내압성은 더욱 더 향상된다.

도 8은 도 4의 B-B 부의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2헤더파이프는 헤더(110)와 탱크로 이루어지며, 상술한 제1헤더파이프와 대부분의 구조와 동일하다.

다만, 상기 제2헤더파이프는, 제3냉매유로(130) 및 제4냉매유로(131)와의 상호 연통구조는 제1헤더파이프와 상이하다.

상기 제2헤더파이프(102)의 격벽부(111)는 연통홀(116)이 형성되어, 제3냉매유로(130)와 제4냉매유로(131)를 연통하도록 형성된다. 이에 따라, 제1냉매유로로 유입된 냉매가 튜브(150)를 통하여 제3냉매 유로로 유입되면, 상기 제3냉매유로로 유입된 냉매는 연통홀(116)을 통하여 제4냉매유로로 유입되며, 상기 제4냉매유로로 유입된 냉매는 튜브(150) 및 제2냉매유로를 순차적으로 경유하여 냉매 유출관(145)로 배출된다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 헤더파이프의 제조방법에 관하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기헤더파이프 제조방법의 순서도이고, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일실시예에 따른 제1헤더파이프의 헤더 제조방법의 제조흐름도이며, 도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일실시예에 따른 제2헤더파이프의 헤더 제조방법의 제조흐름도이고, 도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 제조방법의 제조흐름도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 헤더파이프 제조방법은 헤더 제조단계(S10), 탱크제조단계(S20) 및 헤더탱크 결합단계(S30)로 이루어진다.

상기 헤더제조단계(S10)는 헤더원판에 다수개의 슬롯을 가공하는 슬롯가공단계(S11), 1차헤더절곡단계(S12) 및 2차헤더절곡단계(S13)로 이루어진다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯가공단계(S11)는, 평판 형상인 헤더 원판(15)에 튜브가 삽입되는 슬롯(12)을 형성하는 단계이다. 이 슬롯(12)은 길이방향을 따라 2열로 다수개가 형성된다.

상기 슬롯가공이 끝나면, 도 10b와 같이, 상기 헤더원판(115)의 중앙부를 절곡성형하여 상측으로 돌출되도록 하여 격벽부(111)를 형성한다.(1차헤더절곡단계(S12))

절곡으로 인하여 격벽부(111)가 형성되면, 도 10c와 같이 상기 헤더원판의 양단부(110a)를 일측으로 절곡시킨다.(2차헤더절곡단계(S13)) 이 헤더의 양단부(110a)는 상기 탱크(120)의 양단부와 결합된다.

그리고, 상기 2차헤더 절곡단계(S13)가 종료되면, 도 10d와 같이 상기 헤더원판(115)의 격벽부(111)의 양측에 격실 칸막이 안착홈(113)을 형성한다. 이 격실 칸막이안착홈(113)은 탱크(120)의 격실 칸막이(121)의 끝단과 결합되는 면으로, 상기 격실 칸막이(121)의 끝단 형상과 동일하게 형성된다.

상기 격실 칸막이 안착홈(113)은 탱크(120)와의 결합면을 증대시켜 헤더와 탱크(120)와의 결합력을 향상시킨다.

본 실시예에서는, 상기 격실 칸막이 안착홈(113)을 2차헤더절곡단계(S13) 종료 후에 형성하였으나, 상기 격실 칸막이 안착홈(113)을 2차헤더절곡단계(S13) 이전에 형성하는 것도 물론 가능하다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일실시예에 따른 제2헤더파이프의 제조공정도이다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯가공단계(S11)는, 평판 형상인 헤더 원판(15)에 튜브가 삽입되는 슬롯(12)을 형성한다. 이 슬롯(12)은 길이방향을 따라 2열로 다수개가 형성된다.

그리고, 2열로 형성된 상기 슬롯(12) 사이에 연통홀(116)을 형성한다. 상기 연통홀(116)은 헤더평판 상에 대칭하여 2열로 형성된다.

도 8 및 도 11d에 도시된 바와 같이, 절곡공정 후, 이 연통홀(116)은 제2헤더파이프의 제3냉매유로(130) 및 제4냉매유로(131)를 연통시키는 관로를 형성한다.

상기 연통홀(116)을 절곡하기 전에 헤더평판 상에 미리 가공하여 형성함으로써 연통홀(116)을 보다 용이하게 가공할 수 있다.

그리고, 상기 탱크제조단계(S20)는 튜브 삽입홀 형성단계(S21), 1차탱크절곡단계(S22) 및 2차탱크절곡단계(S23)로 이루어진다.

탱크를 제조하기 위하여, 우선, 도 12a에 도시된 바와 같이, 평판형상인 탱크 원판(125)에 튜브(150)의 일단이 안착되는 튜브 삽입홀(126a)을 2열로 가공한다. 상기 튜브 삽입홀(126a)은 절곡공정이 완료된 후 완성된 탱크(120)에서 튜브(150)의 일단이 안착되는 튜브삽입홈(126)을 형성한다.

상기 튜브 삽입홀(126a)의 양단은 폭이 중앙보다 넓게 형성된다. 상기 튜브 삽입홀의 양단(126b)은 헤더파이프가 완성되어 튜브(150)가 삽입되면, 제1,3냉매 유로와 제2,4냉매유로를 각각 연통시키는 통로 기능을 한다.

이와 동시에, 상기 탱크원판(125)의 양측단에 튜브(150)의 끝단이 안착되는 튜브 안착홈(123)을 형성한다.(S21a) 상기 튜브 안착홈(123)은 튜브(150)의 끝단의 형상과 동일하게 형성된다.

그 후, 도 12b에 도시된 바와 같이, 튜브 삽입홀(126a)이 형성된 탱크 원판의 일부를 절곡시켜 일측으로 돌출시킴으로써 격실 칸막이(121)를 형성한다.(1차탱 크절곡단계(S22)) 탱크원판을 절곡시키는 것은 한 번에 절곡시켜도 되나, 한번에 절곡시키는 경우 탱크원판이 파손될 우려가 있으므로, 다수번에 걸쳐 조금씩 절곡하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 12c에 도시된 바와 같이, 격실 칸막이가 형성된 탱크원판의 양단부를 일측으로 절곡시킨다.(2차탱크절곡단계(S23))

그리고, 상기 2차탱크 절곡단계(S23)가 종료되면, 상기 탱크원판(125)의 중앙부를 절곡시켜 헤더(110)의 격벽부(111)의 단부가 안착되는 격벽부 안착홈(123)을 형성한다.(S24) 상기 격벽부 안착홈(123)은 상기 격벽부의 단부의 형상과 동일한 형상으로 형성된다.

본 실시예에서는, 상기 격벽부 안착홈(123)을 2차탱크절곡단계 종료 후에 형성하였으나, 상기 격벽부 안착홈(123)을 2차탱크절곡단계 이전에 형성하는 것도 물론 가능하다.

마지막으로, 상술한 방법으로 제작된 탱크 및 헤더를 브레이징방법을 이용, 결합하여 헤더 파이프를 형성한다.(헤더 및 탱크결합단계(S30))

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 열교환기를 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 제1헤더파이프를 분해한 사시도이다.

도 3은 도 1의 제2헤더파이프를 분해한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시에에 따른 열교환기의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기헤더파이프의 분해사시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기헤더파이프의 단면도이다.

도 7a는 도 4의 A-A 부의 단면도이다.

도 7b는 도 7a의 C-C부의 단면도이다.

도 8은 도 4의 B-B 부의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 헤더파이프 제조방법의 순서도이다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일실시예에 따른 제1헤더파이프의 헤더 제조방법의 제조흐름도이다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일실시예에 따른 제2헤더파이프의 헤더 제조방법의 제조흐름도이다.

도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 제조방법의 제조흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100 : 헤더파이프 110 : 헤더

111 : 격벽부 112 : 슬롯

113 : 격실 칸막이 안착홈 116 : 연통홀

120 : 탱크 121 : 격실 칸막이

122 : 격벽부 안착홈 123 : 튜브 안착홈

126 : 튜브 삽입홈 128 : 제1냉매유로

150 : 튜브 160 : 방열핀

Claims (8)

1. 튜브(150)가 삽입되는 다수개의 슬롯(112)이 길이방향으로 형성되는 헤더(110)와, 상기 헤더(110)의 일측에 고정되어 냉매 유로를 형성하는 탱크(120)를 포함하는 열교환기의 헤더파이프에 있어서,

   상기 헤더(110)의 중앙부를 상기 탱크측으로 절곡하여 격벽부(111)를 형성하고, 상기 탱크(120)는 상기 헤더(110)의 슬롯(112)에 대응되는 부위를 헤더(110)측으로 절곡하여 격실 칸막이(121)를 형성하며, 상기 탱크(120)는 양측단부에 상기 튜브(150)의 일단이 안착되는 튜브 안착홈(123)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탱크(120)는, 일측면에 상기 헤더(110)의 격벽부(111) 단부에 대응하는 격벽부 안착홈(122)을 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 헤더(110)는, 상기 탱크(120)의 격실 칸막이(121)에 대응하는 격실 칸 막이 안착홈(113)을 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프
5. 제1항에 있어서,

   상기 격실 칸막이(121)는, 단부에 튜브삽입홈(126)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
6. 튜브(150)가 삽입되는 다수개의 슬롯(112)이 길이방향으로 형성되는 헤더(110)와, 상기 헤더(110)의 일측에 고정되어 냉매 유로를 형성하는 탱크(120)를 포함하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법에 있어서,

   평판형상인 헤더원판(115)에 튜브(150)가 삽입되는 다수개의 슬롯(112)을 가공하는 슬롯 가공 단계(S11), 상기 헤더원판(115)의 중앙부를 절곡하여 일측으로 돌출되게 형성하여 격벽부(111)를 형성하는 1차헤더절곡단계(S12), 상기 헤더원판(115)의 양 단부를 일측으로 절곡시키는 2차헤더절곡단계(S13)를 포함하는 헤더 제조단계(S10)와;

   평판형상인 탱크원판(125)에 튜브(150)의 일단이 안착되는 튜브 삽입홀(126a)을 가공하는 튜브 삽입홀 형성단계(S21), 상기 튜브 삽입홀(126a)이 형성된 탱크원판(125)의 일부를 절곡하여 일측으로 돌출시켜 격실 칸막이(121)를 형성하는 1차 탱크 절곡단계(S22), 상기 탱크원판(125)의 양단부를 절곡하여 일측으로 돌출시키는 2차 탱크 절곡단계(S23)를 포함하는 탱크 제조단계(S20)와;

   상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)를 결합하여 냉매유로를 형성하는 헤더 및 탱크 결합단계(S30)를 포함하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 헤더제조단계(S10)는, 상기 헤더원판(115)의 일부를 절곡시켜 탱크(120)의 격실 칸막이(121)의 단부가 안착되는 격실 칸막이 안착홈(122)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법
8. 제6항에 있어서,

   탱크제조단계(S20)는, 상기 탱크원판(125)의 일부를 절곡시켜 상기 헤더(110)의 격벽부(111)의 단부가 안착되는 격벽부 안착홈(122)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법.

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