KR102064159B1 - 열교환기용 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 열교환매체가 유동하는 유로가 형성되고, 양단부가 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들에 연통되게 삽입 조립되며, 소정 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치되는 복수개의 열교환기용 튜브에 있어서, 헤더파이프의 튜브삽입구에 삽입되는 양단부 각각에 형성되어, 헤더파이프로의 삽입깊이를 제한하는 스토퍼부 및 스토퍼부로부터 단부측 방향으로 연장 형성되어, 조립 시 헤더파이프의 튜브삽입구면과 접촉하여 브레이징되는 조립부를 포함하는 열교환기용 튜브를 제공한다.
따라서 헤더파이프와의 조립 시 삽입깊이를 일정하게 하여 조립불량을 방지하여 제품신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

열교환기용 튜브 {Tube for heat exchanger}

본 발명은 열교환기용 튜브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립오차 발생을 방지하여 조립성 및 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 열교환기용 튜브에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공기조화장치의 열교환기는, 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 유로를 구비하여 작동유체와 외기가 열교환 되도록 하는 것으로서, 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기 등 여러 가지 형식의 것이 사용되고 있다.

이러한, 열교환기의 예로 국내공개특허 제2001-0007153호에는 서로 나란하게 적층 배열되고 냉매가 흐르는 복수개의 튜브와, 인접한 튜브들 사이에 각각 배치되는 다수개의 방열핀을 포함하는 증발기가 개시된 바 있다.

여기서, 상기한 열교환기에 사용되는 튜브는, 내부에 열교환매체가 유동하기 위한 유로가 형성되며, 복수개가 소정 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치되고, 서로 이격 배치된 헤더파이프에 양단부가 각각 연통되게 끼움 조립되어 브레이징을 통하여 일체화된다.

그런데, 상기한 종래의 열교환기용 튜브는 조립 시 튜브의 조립길이를 구속하지 못하기 때문에, 조립오차나 가공오차로 인하여 조립길이가 일정하지 않으며, 한쪽으로 치우치거나 조립길이의 편차로 인하여 제품불량이 발생하고, 과도한 삽입으로 유체의 흐름을 방해하는 등의 품질이 불안정한 문제점이 있었다.

이에, 종래에는 조립길이를 일정하기 위하여 헤더파이프에 별도의 가공을 하거나 조립공정에서 조립깊이를 일정하게 하기 위한 추가설비를 구축하는 방법 등이 사용되고 있으나, 이 또한 제조원가 상승은 물론 공정추가로 인하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은, 헤더파이프와의 조립 시 삽입깊이를 일정하게 할 수 있어 조립불량을 방지함으로써 제품신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 원가절감을 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 열교환기용 튜브를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 내부에 열교환매체가 유동하는 유로가 형성되고, 양단부가 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들에 연통되게 삽입 조립되며, 소정 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치되는 복수개의 열교환기용 튜브에 있어서, 상기 헤더파이프의 삽입구에 삽입되는 양단부 각각에 형성되어, 상기 헤더파이프로의 삽입깊이를 제한하는 스토퍼부; 및 상기 스토퍼부로부터 단부측 방향으로 연장 형성되어, 조립 시 상기 헤더파이프의 삽입구면과 접촉하여 브레이징되는 조립부를 포함하는 열교환기용 튜브를 제공한다.

여기서, 상기 스토퍼부는, 상기 헤더파이프에 삽입 시 상기 헤더파이프에 걸려 삽입깊이가 제한되는 걸림턱 구조인 것이 바람직하다.

또한, 상기 걸림턱은, 상기 헤더파이프에 삽입하는 방향에 대하여 직각형상, 곡선형상 및 경사진 형상 중 선택된 어느 하나로 할 수 있다.

한편, 상기 조립부는, 상기 헤더파이프로의 삽입이 용이하도록 상기 삽입구보다 작은 크기로 이루어진 조립안내부를 더 형성하고, 상기 조립안내부는, 상기 헤더파이프에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 경사지게 형성되거나, 상기 헤더파이프에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 다단으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 조립안내부는, 삽입방향에 대하여 0.5mm 내지 3mm 범위의 길이를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조립부는, 상기 헤더파이프의 삽입구면과 접촉면적을 향상시킬 수 있도록 상기 헤더파이프의 삽입구면에 대응되는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스토퍼부와, 상기 조립부는, 상기 유로에 영향이 미치지 않도록 제조두께 범위 내에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조립부는, 상기 튜브삽입구에 삽입 시 상기 튜브삽입구면에 대하여 0.02mm 내지 0.2mm 범위의 이격거리(Gab)을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 열교환기용 튜브는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 헤더파이프와의 조립 시 삽입깊이를 일정하게 할 수 있어 조립불량을 방지함으로써 제품신뢰성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 별도의 추가 설비를 구축할 필요가 없기 때문에, 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 조립안내부를 형성하여 조립을 용이하게 함으로써 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

넷째, 헤더파이프에 조립 시 조립길이의 편차가 발생하지 않기 때문에, 헤더파이프에 흐르는 유체의 흐름을 원활하게 하여 열교환기의 성능을 향상시킬 수 있고, 압력강하를 감소시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 튜브가 적용된 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에서 헤더파이프와 헤더파이프에 삽입된 열교환기용 튜브를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에서 헤더파이프와 열교환기용 튜브를 분리하여 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 스토퍼부의 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 4의 조립안내부의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 튜브(400)는, 내부에 열교환매체가 유동하는 유로(미도시)가 형성되어 있으며 길이방향으로 동일한 형상으로 압출되며, 응축기, 증발기 등의 열교환기(10,10a)에 적용된다. 상기한 열교환기용 튜브(400)는, 일정 간격으로 적층 배치되어 양단부가 열교환기용 헤더파이프(11,11a)와 조립되며, 이렇게 조립되어진 열교환기(10,10a)는 브레이징을 통하여 일체화 된다. 여기서, 도 2의 미설명부호 13은 리시버 드라이어를 나타내며, 도 1은 증발기를, 도 2는 콘덴서를 나타낸다.

이하에서는 도 1에 도시된 증발기에 적용되는 경우를 실시예로 하여 살펴보기로 한다.

상기 열교환기용 튜브(400)는, 양단부가 서로 이격 배치된 한 쌍의 헤더파이프(11)에 삽입 조립된다. 여기서, 상기 헤더파이프(11)는 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 관형상으로 내부로 냉매가 유동할 수 있는 구조로 되어 있으며, 일측으로는 상기 열교환기용 튜브(400)의 단부가 삽입 결합하는 튜브삽입구(12)가 일정 간격을 두고 복수개가 형성되어 있다.

상기 열교환기용 튜브(400)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 열교환기용 튜브(400)는, 상기 헤더파이프(11)의 튜브삽입구(12)에 삽입되는 양단부 각각에 스토퍼부(100)와, 조립부(200)를 포함한다.

상기 스토퍼부(100)는, 상기 헤더파이프(11)로의 삽입깊이를 제한하는 역할을 하며, 상기 헤더파이프(11)에 삽입 시 상기 헤더파이프(11)에 걸려 삽입깊이가 제한되는 걸림턱(110)으로 되어 있다.

한편, 상기 걸림턱(110)은, 상기 헤더파이프(11)에 삽입하는 방향에 대하여 직각형상으로 절곡 되어 있다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로 상기 걸림턱(110)은, 상기 헤더파이프(11)와의 브레이징 면적을 넓힐 수 있다면 접촉하는 상기 헤더파이프(11)의 형상에 대응하여 다양한 형상도 가능함은 물론이다.

가령, 상기 열교환기용 튜브(410)는 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 걸림턱(120)이 상기 조립부(200)와 곡선형상을 이룰 수 있다. 또한, 상기 열교환기용 튜브(420)는 도 6에 나타난 바와 같이 상기 걸림턱(130)이 상기 조립부(200)에 대하여 경사지게 형성될 수 있으며, 이때 상기 걸림턱(130)은 상기 조립부(200)에 대하여 둔각으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.

상기 조립부(200)는, 상기 스토퍼부(100)로부터 단부측 방향으로 연장 형성되고, 상기 헤더파이프(11)와의 조립 시 상기 튜브삽입구면(A;도 3, 4 및 7참조)과 접촉하는 부분으로서 상기 헤더파이프(11)와의 안정적인 브레이징을 할 수 있도록 한다.

이에, 상기 조립부(200)는 상기 헤더파이프(11)의 튜브삽입구(12)면과의 접촉면적을 향상시킬 수 있도록 상기 헤더파이프(11)의 튜브삽입구면(A)에 대응되는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 조립부(200)는 상기 튜브삽입구(12)에 삽입 시 상기 튜브삽입구면(A)에 대하여 0.02mm 내지 0.2mm 범위의 이격거리(갭;Gab)을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 상기 열교환기(10)는 브레이징 공법을 통하여 일체로 되면서 기밀이 유지되는데, 이때 브레이징을 위해서는 소재표면에 있는 용접재(Clad재)가 상기 조립부(200)와 상기 헤더파이프(11)와의 갭을 채우기 위해서는 상기 갭이 0.02mm 내지0.2mm를 유지하는 것이 바람직하기 때문이다.

상기한 바와 같이, 상기 열교환기용 튜브(400,410,420)는, 상기 튜브삽입구(12)와 밀착되는 상기 조립부(200)를 통하여 조립 시 한쪽으로 치우치지 않고, 또한 좌우측의 조립길이가 일정하게 되어 조립불량을 방지함은 물론, 브레이징 면적을 넓힐 수 있어 안정적인 브레이징을 통한 불량률 감소 및 품질 확보가 가능하다.

한편, 상기 조립부(200)는, 단부측 일부분에 조립안내부(300)를 형성할 수 있다. 상기 조립안내부(300)는, 상기 헤더파이프(11)와의 조립이 용이하도록 상기 헤더파이프(11)에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 경사지게 형성되어 있다.

도 7은 상기 조립안내부(310)의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 상기 조립안내부(310)는, 상기 헤더파이프(11)에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 다단으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 조립안내부(310)는 도면에서 2단으로 좁게 형성되어 있는 것을 나타내었으나, 이는 바람직한 실시예로 상기 헤더파이프(11)와의 조립을 용이하게 할 수 있고 내부 유로에 영향을 미치지 않는 범위에 한하여 다양하게 형성가능하다.

상기 조립안내부(300,310)는, 상기 헤더파이프(11)삽입구의 크기(D;도 3참조) 보다 작게 형성되며, 삽입방향에 대하여 0.5mm 내지 3.0mm 범위의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이유는, 상기 열교환기(10)에 있어서 상기 헤더파이프(11)가 상기 열교환기용 튜브(400,410,420,430)와 조립되어지는데, 이때 상기 열교환기용 튜브(400,410,420,430)가 상기 헤더파이프(11)에 조립되는 길이가 길어지면 상기 헤더파이프(11)의 직경이 커져 소재비가 증가하고, 전열면적이 감소되는 등의 문제가 있기 때문이다. 이에, 상기 헤더파이프(11) 내에 조립되는 상기 열교환기용 튜브(400,410,420,430)의 길이는 약 5mm 내지 10mm 이내로, 상기 헤더파이프(11)에 성형된 튜브삽입구(12)에 조립이 원활하게 하는 조립안내부(300)의 길이(D)는 0.5mm 내지 3.0 mm 범위가 적합하다.

한편, 상기 스토퍼부(100)와, 상기 조립부(200)와, 상기 조립안내부(300,310)는, 내부로 유동하는 냉매의 압력강하를 고려하여 유로에 영향이 미치지 않도록 제조두께 범위 내에 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 상기 열교환기용 튜브(400,410,420,430)는, 별도의 설비 없이 상기 스토퍼부(100)를 통하여 상기 헤더파이프(11)로의 삽입깊이를 제한함으로써 원가절감을 통한 생산성 및 조립성 향상은 물론, 상기 헤더파이프(11)로 과삽입되거나 미삽입되는 것을 방지하면서 삽입깊이를 일정하게 할 수 있기 때문에 안정적인 품질을 확보할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10... 증발기 11... 헤더파이프
12... 튜브삽입구 100... 스토퍼부
110,120,130... 걸림턱 200... 조립부
300,310... 조립안내부
400,410,420,430... 열교환기용 튜브
A... 튜브삽입구면

Claims (9)

1. 내부에 열교환매체가 유동하는 유로가 형성되고, 양단부가 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들에 연통되게 삽입 조립되는 열교환기용 튜브에 있어서,
   상기 헤더파이프의 튜브삽입구에 삽입되는 단부에 형성되어, 상기 헤더파이프로의 삽입깊이를 제한하는 스토퍼부; 및
   상기 스토퍼부로부터 단부측 방향으로 연장 형성되어, 조립 시 상기 헤더파이프의 튜브삽입구면과 접촉하여 브레이징되는 조립부를 포함하되,
   상기 스토퍼부는,
   상기 헤더파이프에 삽입 시 상기 헤더파이프에 걸려 삽입깊이가 제한되는 걸림턱 구조이며,
   상기 걸림턱은,
   상기 헤더파이프에 삽입하는 방향에 대하여 곡선형상으로 형성되고,
   상기 조립부는, 상기 헤더파이프로의 삽입이 용이하도록 조립안내부를 더 형성하고,
   상기 조립안내부는, 상기 헤더파이프에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 경사지게 형성된 열교환기용 튜브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 조립부는, 상기 헤더파이프로의 삽입이 용이하도록 조립안내부를 더 형성하고,
   상기 조립안내부는, 상기 헤더파이프에 삽입하는 방향으로 좁아지도록 다단으로 형성된 열교환기용 튜브.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 조립안내부는,
   삽입방향에 대하여 0.5mm 내지 3mm 범위의 길이를 갖는 열교환기용 튜브.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 조립부는,
   상기 헤더파이프의 튜브삽입구면과 접촉면적을 향상시킬 수 있도록 상기 헤더파이프의 튜브삽입구면에 대응되는 방향으로 형성되는 열교환기용 튜브.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼부와, 상기 조립부는,
   상기 유로에 영향이 미치지 않도록 제조두께 범위 내에 형성되는 열교환기용 튜브.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 조립부는, 상기 튜브삽입구에 삽입 시 상기 튜브삽입구면에 대하여 0.02mm 내지 0.2mm 범위의 이격거리(Gab)을 갖는 열교환기용 튜브.

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