KR101591291B1 - 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리 - Google Patents

이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 모세관을 적용시 리페어가 불가능하여 마이크로 채널 열교환기 전체를 폐기 처리하여야 하는 문제와, 리페어가 가능한 동 모세관을 적용시 전위차 부식에 의한 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관의 리크 발생 문제를 모두 해소하기 위해 리페어가 가능한 동 재질의 모세관을 그대로 적용하면서 새로운 이종 접합 구조 타입에 의해 전위차 부식을 방지할 수 있는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리에 관한 것으로, 마이크로 채널 열교환기 헤더와 연결되는 모세관 어셈블리로서, 상기 모세관 어셈블리는 마이크로 채널 열교환기 헤더 내에 일부 삽입되는 구조로 결합 되는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관; 상기 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 가열로 브레이징 용접 실시를 통해 고정되는 전위 부식 방지 관; 상기 전위 부식 방지 관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 고주파 용접을 통해 결합 고정되는 동 관; 상기 동 관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 열 가열식 용접으로 고정되는 동 모세관; 을 포함하여 구성되는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리가 제공된다.

Description

이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리{Capillary Assembly for Micro Channel Heat Exchanger Having Heterostructure}
본 발명은 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 모세관을 적용시 리페어가 불가능하여 마이크로 채널 열교환기 전체를 폐기 처리하여야 하는 문제와, 리페어가 가능한 동 모세관을 적용시 전위차 부식에 의한 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관의 리크 발생 문제를 모두 해소하기 위해 리페어가 가능한 동 재질의 모세관을 그대로 적용하면서 새로운 이종 접합 구조 타입에 의해 전위차 부식을 방지할 수 있는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리에 관한 것이다.
공기조화시스템에 채용되고 있는 마이크로 채널 열교환에는 팽창 기능을 담당하는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리가 연결되는 구조로 구비되어 있다.
구체적으로, 도 1a에서는 일반적인 알루미늄 모세관 어셈블리가 적용된 모습을 보여주는 요부 단면도가 도시되어 있고, 도 1b에서는 일반적인 동 모세관 어셈블리가 적용된 모습을 보여주는 요부 단면도가 도시되어 있다.
먼저, 도 1a에서 보듯이 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)와 연결되는 알루미늄 모세관 어셈블리(11)는, 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)에 연결되는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(11a)과, 이 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(11a)에 일부 삽입되는 구조로 연결되는 알루미늄 모세관(11b)으로 구성된다.
아울러, 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(11a)과 알루미늄 모세관(11b) 간에 접촉하는 부분은 알루미늄 용접봉을 사용하여 용접(W1)하고 있다.
그런데, 위와 같은 알루미늄 모세관 어셈블리(11) 구조에서 알루미늄 모세관(11b)을 적용시 알루미늄 모세관(11b)의 손상이나 불량이 발생하게 될 경우, 알루미늄의 재질적인 특성상 알루미늄 모세관(11b)에 대한 리페어(repair)가 불가능하여 어쩔 수 없이 마이크로 채널 열교환기 전체를 폐기 처리하여야 하는 문제가 발생하고 있다.
이 같은 문제로 인해 알루미늄 모세관(11b)은 물론, 마이크로 채널 열교환기를 새로 제작하여야 함으로써, 전체적으로 제작 비용이 증가하게 되고, 생산성 및 작업효율이 크게 저하되는 문제가 있었다.
위와 같은 문제를 해소하기 위해 도 1b에 도시된 바와 같이 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)와 연결되는 동 모세관 어셈블리(20)는, 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)에 연결되는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(20a)과, 이 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(20a)에 일부 삽입되는 구조를 취하는 동 모세관(20b)으로 구성된다.
아울러, 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(20a)과 동 모세관(20b) 간에 접촉하는 부분은 일반적인 이종용접봉(알루미늄&동)을 사용하여 용접(W2)하고 있다.
따라서, 위와 같이 동 모세관(20b)을 적용하게 될 경우, 앞서 언급한 바와 같이 알루미늄 모세관(20b)의 적용시 발생하고 있는 제반 문제는 해소할 수 있다.
하지만 이종 금속 즉, 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(20a)과 동 모세관(20b) 간에 전위차 부식으로 리크(leak)가 발생하여 품질에 대한 신뢰성은 확보할 수 없는 문제가 있었다.
대한민국등록실용신안공보 등록번호 20-0284797
본 발명은 알루미늄 모세관을 적용시 리페어가 불가능하여 마이크로 채널 열교환기 전체를 폐기 처리하여야 하는 문제와, 리페어가 가능한 동 모세관을 적용시 전위차 부식에 의한 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관의 리크 발생 문제를 모두 해소하기 위해 리페어가 가능한 동 재질의 모세관을 그대로 적용하면서 새로운 이종 접합 구조 타입에 의해 전위차 부식을 방지할 수 있는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 마이크로 채널 열교환기 헤더와 연결되는 모세관 어셈블리로서, 상기 모세관 어셈블리는 마이크로 채널 열교환기 헤더 내에 일부 삽입되는 구조로 결합 되는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관; 상기 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 가열로 브레이징 용접 실시를 통해 고정되는 전위 부식 방지 관; 상기 전위 부식 방지 관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 고주파 용접을 통해 결합 고정되는 동 관; 상기 동 관 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 열 가열식 용접으로 고정되는 동 모세관; 을 포함하여 구성되는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리가 제공된다.
또한, 상기 전위 부식 방지 관은 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관에 대한 전위차 부식을 방지하기 위해 스테인레스 재질로 이루어지는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 사용하게 되면, 알루미늄 모세관 어셈블리 구조에서 리페어(repair)가 불가능함으로써, 마이크로 채널 열교환기를 폐기 처리하여야 하는 문제와, 동 모세관 어셈블리 구조에서 리페어(repair)가 가능한 동 모세관을 적용시 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관과 동 모세관 간에 전위차 부식으로 인한 리크(leak) 발생 문제를 모두 해소할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 적용하게 되면, 모세관 어셈블리에 대한 불량을 현저히 줄일 수 있게 되고, 그로 인해 마이크로 채널 열교환기의 폐기율도 제로에 가까워져 전체적으로 수리 및 제작 비용을 현저히 절감할 수 있음은 물론, 제품에 대한 신뢰성을 충분히 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 보여주는 요부 단면도로서, 도 1a에는 알루미늄 모세관이 적용된 것이고, 도 1b는 동 모세관이 적용된 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 보여주는 요부 단면도이다.
아래에서는, 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 구성을 설명하기로 한다.
도 2에서는 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 보여주는 요부 단면도가 도시되어 있다.
도면에서 보듯이, 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)와 연결되는 본 발명에 따른 모세관 어셈블리(30)의 구성요소를 살펴보면, 본 발명의 모세관 어셈블리(30)는 동 모세관(30a), 동 관(30b), 스테인레스 재질로 이루어진 전위 부식 방지 관(30c), 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)으로 이루어지며, 이러한 구성요소들 간에는 유기적인 연결과 용접을 통해 고정된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)에는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)이 가열로 브레이징 용접 방식으로 연결되어 있다.
여기서, 본 발명은 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)에 길이를 가지는 전위 부식 방지 관(30c)이 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)에 축관 구조로 일부 삽입 연결 구조를 취하고 있으며, 아울러 가열로 브레이징 용접(W3)에 대한 실시를 통해 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)과 전위 부식 방지 관(30c) 간에 고정되어 있다.
또한, 상기 전위 부식 방지 관(30c)에는 길이를 가지는 동 관(30b)이 일부 삽입되는 구조로 연결되며 고주파 용접을 통해 전위 부식 방지 관(30c)과 동 관(30b) 간에 고정되어 있다.
이러한 동 관(30b)에는 동 모세관(30a)이 일부 삽입되는 연결 구조를 취하고 있으며, 일반적인 열 가열식 용접 방법을 통해 고정된다. 참고로, 일반적인 열 가열식 용접 방법으로는 산소 용접, 전기 용접, 스포트 용접 등이 거론될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 동 관(30b) 및 동 모세관(30a)을 접합시, 용접 열이 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)으로 전달될 경우 전위차 부식에 의한 산화 문제가 발생하게 되는데, 이때 이러한 전위차 부식 문제를 해소하기 위해 동 관(30b)과 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d) 사이에 전위 부식 방지 관(30c)이 배치 결합 되어 있어 앞서 언급한 전위차 부식으로 산화되는 문제를 완전히 해소할 수 있게 된다.
위와 같이 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 적용하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 동 모세관(30a)과 동 관(30b)이 동일한 재질이므로 리페어(repair)가 가능하게 된다.
아울러, 전위 부식 방지 관(30c)의 배치 결합을 통해 전위차 부식도 방지할 수 있게 되며, 그와 함께 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d)과 전위 부식 방지 관(30c) 간에 가열로 브레이징을 실시함으로써 별도의 용접 공수 없이 신속 간편하게 고정할 수 있는 장점도 제공받을 수 있게 된다.
다시 말해, 종래 기술인 도 1a의 알루미늄 모세관 어셈블리(11) 구조에서 알루미늄 모세관(11b)을 적용시 가장 큰 문제인 리페어(repair)의 불가능으로 인해 마이크로 채널 열교환기를 폐기 처리하여야 하는 문제가 완전히 해소될 수 있게 된다.
또한, 종래 기술인 도 1b의 동 모세관 어셈블리(20) 구조에서 리페어(repair)가 가능한 동 모세관(20b)을 적용시 가장 큰 문제인 이종 금속 즉, 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(20a)과 동 모세관(20b) 간에 전위차 부식으로 인한 리크(leak) 발생 문제를 완전히 해소할 수 있게 된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리를 적용하게 되면, 종래에 제기되었던 제반 문제점들이 모두 해소 되어 모세관 어셈블리에 대한 불량을 현저히 줄일 수 있게 되고, 마이크로 채널 열교환기의 폐기율도 제로에 가까워지게 된다. 따라서, 전체적인 볼 때, 수리 및 제작 비용을 현저히 절감할 수 있음은 물론, 제품에 대한 신뢰성도 충분히 확보할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 나아가 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 마이크로 채널 열교환기 헤더
11 : 알루미늄 모세관 어셈블리
11a, 20a : 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관
11b : 알루미늄 모세관
20 : 동 모세관 어셈블리
20b, 30a : 동 모세관
30 : 모세관 어셈블리
30b : 동 관
30c : 전위 부식 방지 관

Claims (2)

  1. 마이크로 채널 열교환기 헤더(10)와 연결되는 모세관 어셈블리(30)로서,
    상기 모세관 어셈블리(30)는 마이크로 채널 열교환기 헤더(10) 내에 일부 삽입되는 구조로 결합 되는 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d);
    상기 알루미늄 헤더 알루미늄 연결관(30d) 내에 일단이 축관 구조로 일부삽입 연결되며 가열로 브레이징 용접(W3) 실시를 통해 고정되는 스테인레스 재질의 전위 부식 방지 관(30c);
    상기 전위 부식 방지 관(30c) 타단 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 고주파 용접을 통해 결합 고정되는 동 관(30b);
    상기 동 관(30b) 내에 일부 삽입되는 연결 구조를 취하며 열 가열식 용접 으로 고정되는 동 모세관(30a);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종 접합 구조를 가지는 마이크로 채널 열교환기용 모세관 어셈블리.
  2. 삭제
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