KR102189621B1 - 열교환기용 튜브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이너핀의 양단부에 튜브 곡면부에 대응되는 제1보강부 및 제1보강부와 튜브(곡면부)에 접합되는 제2보강부가 형성됨으로써 튜브의 공기 흐름 방향으로 양단부의 강도를 높일 수 있는 열교환기용 튜브에 관한 것이다.

Description

열교환기용 튜브{A TUBE FOR HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기용 튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 이너핀의 양단부에 튜브 곡면부에 대응되는 제1보강부 및 제1보강부와 튜브(곡면부)에 접합되는 제2보강부가 형성됨으로써 튜브의 공기 흐름 방향으로 양단부의 강도를 높일 수 있는 열교환기용 튜브에 관한 것이다.
자동차용 공조장치를 구성하는 부품 중 열교환기는 열교환매체의 상태를 변화하거나, 외부 공기와의 열교환에 의해 냉방 또는 난방을 담당한다.
열교환기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 헤더탱크에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 튜브 및 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하여 형성된다.
상기 튜브는 압출 방식과 판재를 접는 방식(FOLDED TUBE)으로 제작될 수 있으며, 열교환기의 종류에 따라 요구되는 사양(크기, 중량, 내압성, 열교환매체 유동량 등)에 따라 선택적으로 이용된다.
판재를 접는 방식의 튜브는 압출 방식의 튜브에 비해 생산성이 좋은 반면 소재 강도가 더 낮은 단점이 있다.
또한, 판재를 접는 방식의 튜브는 판재의 양단부 일정 영역이 서로 접합되어 내부에 열교환매체가 유동되는 공간(열교환매체 유로)을 형성한다.
판재를 접는 방식의 튜브로서, 일본 공개특허 2005-214511호(발명의 명칭 열교환기)가 제안된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 도 1에 도시한 열교환기의 튜브(5)는 외면에 클래드재(5c)가 형성된 판재(5a)가 절곡되어 형성되되, 도면 좌측방향에서 절곡된 접합부(47)가 서로 접합되며, 내부 공간에 양면에 클래드재(49b, 49c)가 형성된 판재(49a)가 절곡되어 이너핀(49)이 형성되는 예를 나타내었다.
상기 도 1에 도시한 튜브는 도면 좌측 방향에 접합부가 형성되어 강도를 보강할 수 있으나, 그 반대편에서는 튜브를 형성하기 위한 판재만 존재하여 충분한 내구성을 갖기 어려운 문제점이 있다.
특히, 상기 열교환기가 차량용 응축기로 이용되는 경우에, 상기 도 1의 좌측 및 우측에 해당되는 부분은 이물질이 튀어 손상될 가능성이 높은 영역으로, 파손의 위험성을 그대로 가지고 있는 문제점이 있다.
또한, 최근 소형화와 함께 중량을 감소할 필요성 역시 대두되고 있어, 소재를 절감하면서도 충분한 내구성을 갖는 열교환기가 요구되고 있다.
일본 공개특허 2005-214511호(발명의 명칭 열교환기)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이너핀의 양단부에 튜브 곡면부에 대응되는 제1보강부 및 제1보강부와 튜브(곡면부)에 접합되는 제2보강부가 형성됨으로써 튜브의 공기 흐름 방향으로 양단부의 강도를 높일 수 있는 열교환기용 튜브를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 얇은 두께의 판재를 이용하여 튜브 및 이너핀을 제조하여 생산성을 확보할 수 있으면서도 강도를 보강하여 내구성을 확보할 수 있는 열교환기용 튜브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 격벽을 형성하는 튜브의 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부의 단부에 각각 제1연장부 및 제2연장부가 형성됨으로써 불량률을 줄일 수 있으며, 제조가 용이한 열교환기용 튜브를 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 튜브의 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부가 접합 영역 및 상기 접합 영역으로부터 상기 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부가 제1각도를 형성함으로써 상기 제1격벽형성부, 제2격벽형성부 및 이너핀 사이에 클래드재가 모일 수 있는 공간부를 형성할 수 있는 공간형성 영역을 형성할 수 있어 클래드재로 인한 부식을 방지할 수 있는 열교환기용 튜브를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 제1각도가 5 내지 15 이며, 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부의 튜브 외측에서 접하는 제2각도가 10 내지 30 ° 로 형성됨으로써 접합력을 높이고 불량률을 줄일 수 있는 열교환기용 튜브를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열교환기용 튜브(1000)는 열교환기(1000)의 헤더탱크(310, 320) 사이에 연결되어 열교환매체 유로를 형성하며, 내부에 이너핀(120)이 구비되는 튜브(100)에 있어서, 상기 튜브(100)는 공기 흐름 방향으로 양단부가 곡면 형태인 곡면부(102)를 형성하며, 상기 이너핀(120)은 양단부에 상기 튜브(100) 내측의 곡면부(102)에 대응되는 제1보강부(131)와, 상기 제1보강부(131)로부터 연장되어 다시 상기 제1보강부(131) 외면과 상기 곡면부(102) 내면에 접합되는 제2보강부(132)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열교환기용 튜브(100)는 하나의 제1판재(110)가 절곡되어 형성되되, 상기 제1판재(110)의 양단부 일정 영역인 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)가 서로 접합되어 공기 흐름 방향으로 튜브(100) 내부 공간을 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b)로 구획하는 격벽(103)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 이너핀(120)은 하나의 제2판재(121)가 절곡되어 상기 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b) 공간을 다수개의 공간으로 구획하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1격벽형성부(111)의 단부가 연장되어 상기 제1격벽형성부(111)의 상기 제2격벽형성부(112)와 접하는 반대 면에 접합되는 제1연장부(111-1)와, 상기 제2격벽형성부(112)의 단부가 연장되어 상기 제2격벽형성부(112)의 상기 제1격벽형성부(111)와 접하는 반대 면에 접합되는 제2연장부(112-1)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)는 상기 튜브(100) 외측으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 일정 영역이 서로 접합되는 접합 영역(A1) 및 상기 접합 영역(A1)으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 나머지 영역이 제1각도(α)를 형성함으로써 상기 제1격벽형성부(111), 제2격벽형성부(112) 및 이너핀(120) 사이에 제3공간부(100c)를 형성하는 공간형성 영역(A2)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제1각도(α)는 5 내지 15 ° 인 것을 특징으로 하고, 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)는 상기 튜브(100) 외측에서 접하는 제2각도(β)가 10 내지 30 ° 인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 이너핀(120)은 상기 곡면부(102)의 곡률반경 중심(C)을 기준으로, 공기 흐름방향에 수직한 기준선(L)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 제3각도(γ)가 10 내지 45 ° 인 것이 바람직하다.
또, 상기 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1판재(110)의 외면에 클래드재(110a)가 도포되며, 상기 제2판재(121)의 양면에 클래드재(121a)가 도포될 수 있다.
또한, 상기 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1판재(110) 및 제2판재(121) 중 하나의 양면에 클래드재(110a, 121a)가 도포되며, 나머지 하나에 클래드재(110a, 121a)가 도포되지 않는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1판재(110)의 두께(D110)는 0.1 내지 0.2 mm인 것을 특징으로 하고, 상기 제2판재(121)의 두께(D121)는 0.05 내지 0.12 mm인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기용 튜브는 이너핀의 양단부에 튜브 곡면부에 대응되는 제1보강부 및 제1보강부와 튜브(곡면부)에 접합되는 제2보강부가 형성됨으로써 튜브의 공기 흐름 방향으로 양단부의 강도를 높일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 열교환기용 튜브는 얇은 두께의 판재를 이용하여 튜브 및 이너핀을 제조하여 생산성을 확보할 수 있으면서도 강도를 보강하여 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 열교환기용 튜브는 제2보강부가 제1보강부와 튜브 내벽면 사이에 접착되고, 튜브의 양측 곡면부에서 내측 방향으로 작용되는 밀착력에 의해 충분한 내구성을 가지는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 열교환기용 튜브는 격벽을 형성하는 튜브의 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부의 단부에 각각 제1연장부 및 제2연장부가 형성됨으로써 불량률을 줄일 수 있으며, 제조가 용이한 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 열교환기용 튜브는 튜브의 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부가 접합 영역 및 상기 접합 영역으로부터 상기 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부가 제1각도를 형성함으로써 상기 제1격벽형성부, 제2격벽형성부 및 이너핀 사이에 클래드재가 모일 수 있는 공간부를 형성할 수 있는 공간형성 영역(A2)을 형성할 수 있어 클래드재로 인한 부식을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 열교환기용 튜브는 제1각도가 5 내지 15 ° 이며, 제1격벽형성부 및 제2격벽형성부의 튜브 외측에서 접하는 제2각도가 10 내지 30 ° 로 형성됨으로써 접합력을 높이고 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 열교환기용 튜브를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브를 이용한 열교환기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브의 다른 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 열교환기용 튜브의 부분 확대도. (격벽 형성 부분)
도 6 및 도 7은 도 4에 도시한 열교환기용 튜브의 다른 부분 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브의 제1판재 전개도.
도 9는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브의 제2판재(이너핀 형성) 전개도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 열교환기용 튜브(100)를 첨부된 도면을 참조로 설명한다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 한 쌍의 헤더탱크(310, 320) 사이에 연결되어 열교환매체 유로를 형성하는 구성으로서, 내부에 이너핀(120)이 구비된다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브(100)를 이용한 열교환기(1000)를 나타낸 사시도로, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)가 응축기로 이용된 예를 나타내었다.
상기 열교환기(1000)(응축기)는 열교환매체로서, 압축기에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창밸브로 토출하는 구성으로서, 라디에이터(미도시), 팬 및 쉬라우드 조립체(미도시)와 함께 쿨링모듈을 형성한다.
상기 응축기의 구성을 상세히 설명하면, 한 쌍의 헤더탱크(310, 320)와, 상기 헤더탱크(310, 320)에 형성되어 냉매를 유입하는 입구파이프(410) 및 배출하는 출구파이프(420)와, 상기 헤더탱크(310, 320)에 양단이 고정되는 열교환기용 튜브(100)와, 상기 튜브(100) 외측에서 상기 튜브(100) 사이에 개재되는 아우터핀(200)과, 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 액상 냉매만을 공급하는 기액분리기(500)를 포함한다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 응축기에 이용될 수 있으며, 이 외에도 증발기를 포함하여 다른 열교환기용으로도 이용가능하다.
상기 증발기(Evaporator)는 팽창밸브에서 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 열교환기(1000)로서, 상기 기액분리기(500)를 제외한 나머지 구성은 상기 응축기의 구성과 유사하다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브(100)의 단면도로, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 공기 흐름 방향으로 양단부가 곡면 형태인 곡면부(102)를 형성하며, 상기 이너핀(120)의 양단부에 제1보강부(131) 및 제2보강부(132)를 형성한다.
도 3에서, 공기 흐름 방향을 화살표로 도시하였다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 공기 흐름 방향으로 나란한 평면부(101)와, 상기 공기 흐름 방향으로 양측에 상기 평면부(101)를 곡면 형태로 연결하는 곡면부(102)를 포함하여 내부에 열교환매체가 유동되는 유로를 형성하며, 내부에 상기 이너핀(120)이 구비된다.
이 때, 상기 열교환기용 튜브(100)는 하나의 제1판재(110)가 절곡되어 형성된다.
또한, 상기 열교환기용 튜브(100)는 격벽(103)에 의해 내부 열교환매체 유로를 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b)로 구획하는데, 상기 제1판재(110)의 양단부 일정 영역인 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)가 서로 접합되어 격벽(103)을 형성한다.
상기 이너핀(120)은 하나의 제2판재(121)가 절곡되어 상기 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b)를 다수개의 공간으로 구획하는 구성으로서, 보다 상세하게, 상기 튜브(100) 내부 공간(제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b))를 구획하는 구획부(133)와, 상기 구획부(133)로부터 절곡되어 상기 튜브(100)의 평면부(101)와 나란하게 형성됨으로써 상기 튜브(100)의 평면부(101)와 접합되는 접합부(134)를 포함한다.
도 3 및 도 4에서, 상기 구획부(133)는 상기 제1공간부(100a)에 10개 형성되어, 상기 제1공간부(100a)를 공기 흐름 방향으로 11개 공간으로 구획하며, 상기 제2공간부(100b)에 10개 형성되어 상기 제2공간부(100b)를 공기 흐름 방향으로 11개 공간으로 구획하는 예를 나타내었다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 도 3 및 도 4에 도시한 예 외에도 상기 이너핀(120)의 절곡 횟수를 조절하여 상기 구획부(133)의 형성 개수를 다양하게 조절함으로써 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b) 내부의 공간을 더욱 다양하게 조절할 수 있다.
이 때, 상기 이너핀(120)의 접합부(134) 중 상기 격벽(103)이 형성되는 부분은 일측 면이 상기 튜브(100)의 평면부(101) 내면과 접합되고, 타측 면이 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)와 접합된다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 이너핀(120)의 양단부에 상기 곡면부(102)에 대응되는 제1보강부(131)와, 상기 제1보강부(131)로부터 연장되어 다시 상기 제1보강부(131) 외면에 접합되는 제2보강부(132)가 형성된다.
상기 제1보강부(131) 및 제2보강부(132)는 상기 튜브(100)의 곡면부(102)의 강도를 보강하는 것으로서, 이를 통해, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 튜브(100)의 공기 흐름 방향으로 양단부의 강도를 높일 수 있는 것으로서, 외부 이물질이 곡면부(102)에 부딪힌다 하더라도 손상되지 않는 충분한 내구성을 갖는 효과가 있다.
더욱 상세하게, 상기 제1보강부(131)는 상기 이너핀(120)의 양단부에 상기 튜브(100) 내측의 곡면부(102)에 대응되도록 형성된다.
또한, 상기 제2보강부(132)는 상기 제1보강부(131)로부터 연장되어 다시 상기 제1보강부(131) 외면과 상기 곡면부(102) 내면에 접합되는 부분이다. 즉, 상기 제2보강부(132)는 상기 곡면부(102)의 내면과 상기 제1보강부(131)의 외면에 접하는 부분으로서, 튜브(100)의 양측 곡면부에서 튜브(100) 내측 방향으로 작용되는 밀착력에 의해 보다 견고하게 밀착될 수 있어, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 충분한 내구성을 가질 수 있다.
특히, 응축기의 경우, 차량 전방에 구비되며, 상기 곡면부(102)가 형성되는 부분이 주행 중에 이물질에 의한 충격으로 파손될 위험성이 있는데, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 곡면부(102) 형성 영역에 제1보강부(131) 및 제2보강부(132)가 형성됨으로써 내구성을 보다 향상할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브(100)의 다른 단면도로, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 각각 상기 제1격벽형성부(111)에 제1연장부(111-1) 및 상기 제2격벽형성부(112)에 제2연장부(112-1)가 더 형성될 수 있다.
상기 제1연장부(111-1)는 상기 제1격벽형성부(111)의 단부가 연장되어 상기 제1격벽형성부(111)의 상기 제2격벽형성부(112)와 접하는 반대면 (도 4에서, 제1공간부(100a)와 접하는 제1격벽형성부(111)의 면으로, 도 4에서 제1격벽형성부(111)의 좌측 면)에 접합되는 부분이다.
또한, 상기 제2연장부(112-1)는 상기 제2격벽형성부(112)의 단부가 연장되어 상기 제2격벽형성부(112)의 상기 제1격벽형성부(111)와 접하는 반대면(도 4에서, 제2공간부(100b)와 접하는 제2격벽형성부(112)의 면으로, 도 4에서 제2격벽형성부(112)의 우측 면)에 접합되는 부분이다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1연장부(111-1) 및 제2연장부(112-1)가 형성됨으로써 접합 불량 없이 격벽(103)을 안정적으로 형성할 수 있어 제조성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
도 5는 도 4에 도시한 열교환기용 튜브(100)의 격벽(103) 형성 부분 확대도로, 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)는 튜브(100) 외측으로부터 내측 방향(도 5의 경우, 하측에서 상측 방향)으로 접합 영역(A1) 및 공간형성 영역(A2)을 형성할 수 있다.
상기 접합 영역(A1)은 상기 튜브(100) 외측으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 일정 영역이 서로 접합되는 영역이다.
상기 공간형성 영역(A2)은 상기 접합 영역(A1)으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 나머지 영역이 제1각도(α)를 형성함으로써 상기 제1격벽형성부(111), 제2격벽형성부(112) 및 이너핀(120)(이너핀(120) 중 격벽(103)이 형성되는 부분의 접합부(134)) 사이에 제3공간부(100c)를 형성한다.
상기 제3공간부(100c)는 상기 제1격벽형성부(111), 제2격벽형성부(112) 및 이너핀(120)에 의해 형성되어 상기 튜브(100) 내부에서 상기 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b)와는 구획되는 별도의 공간으로서, 제1판재(110) 및 제2판재(121)의 가조립 상태에서 도 5에 도시한 바와 같이 중공된 공간을 형성하며, 차후 브레이징 공정에서 상기 제1판재(110) 또는 제2판재(121)의 클래드재(110a, 121a)가 모이는 공간을 형성하여 완제품 상태에서는 클래드재(110a, 121a)에 의해 상기 제3공간부(100c) 공간 중 일정 영역 또는 전체가 막혀있을 수 있다.
브레이징 공정의 접합을 위한 클래드재(110a, 121a)가 다량으로 튜브(100) 내부에 위치될 경우, 상기 클래드재(110a, 121a)에 의한 부식(Erosion)이 유발될 수 있는데, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제3공간부(100c)를 형성함으로써 이를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
이 때, 상기 접합 영역(A1)으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)가 형성하는 제1각도(α)는 5 내지 15 ° 인 것이 바람직하다.
상기 제1각도(α)가 5 ° 미만인 경우, 상기 제3공간부(100c)의 형성 영역이 좁아질 수 밖에 없어 상기 제3공간부(100c)가 형성됨에 따른 장점을 기대하기 어려우며, 상기 제1각도(α)가 15 ° 초과인 경우 열교환매체가 유동되는 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b) 형성 공간이 줄어들어 전체 열교환 성능에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1각도(α)가 5 내지 15 ° 로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 튜브(100) 외측에서 접하는 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112) 사이의 제2각도(β)가 10 내지 30 ° 인 것이 바람직하다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시한 열교환기용 튜브(100)의 다른 부분 확대도로 모두, 제3각도(γ)를 설명하는 도면이다. 더욱 상세하게, 도 6은 상기 곡면부(102)의 곡률반경을 기준으로 정의되는 제3각도(γ)를 나타내었고, 도 7은 상기 곡면부(102)의 양단부를 연결한 기준선(L)으로 정의되는 제3각도(γ)를 나타내었다.
먼저, 상기 도 6에 도시한 예로서, 상기 이너핀(120)은 상기 곡면부(102)의 곡률반경 중심(C)을 기준으로, 공기 흐름방향에 수직한 기준선(L)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 제3각도(γ)가 10 내지 45 ° 인 것이 바람직하다, 상기 곡면부(102)의 곡률반경 중심(C)은 상기 곡면부(102)의 외면을 기준으로 하는 원의 중심(C)을 의미한다. 상기 도 6에서, 상기 곡면부(102)의 외면을 기준으로 하는 원을 점선으로 표시하였다. 또한, 상기 공기 흐름방향에 수직한 기준선(L)은 상기 곡률반경 중심(C)을 지나는 공기 흐름방향에 수직한 선을 의미하는 것으로서, 상기 튜브(100)의 평면부(101)가 공기 흐름방향에 나란하게 형성되는 바, 상기 기준선(L)은 상기 튜브(100)의 평면부(101)에 수직하게 형성된다. 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132)은 상기 곡률반경 중심(C)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 것이다. 즉, 상기 제3각도(γ)는 상기 곡면부(102)의 곡률반경 중심(C)을 기준으로 상기 제2보강부(132)가 형성되지 않는 영역인 상기 기준선(L)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 각도를 의미하는 것으로서, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제3각도(γ)는 10 내지 45 ° 각도로 형성된다. 상기 제3각도(γ)가 45 ° 초과인 경우, 상기 제2보강부(132)에 의해 상기 곡면부(102)를 보강하는 역할을 충분히 수행하기 어렵다. 또한, 상기 제3각도(γ)가 10 ° 미만인 경우, 필요 이상으로 곡면부(102)를 보강하는 것으로서, 불필요하게 이너핀(120)의 길이가 증대되어 튜브(100) 자체의 중량을 증대하고 전체 열교환기의 중량을 증대할 수 있다. 이 경우, 제조 원가를 높이는 원인이 되며, 전체 차량의 무게를 높여 연비에 약영향을 끼칠 수 있다. 즉, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 곡면부(102)를 충분히 보강할 수 있으면서도 제2보강부(132)가 형성되는 최적의 위치를 결정할 수 있도록 상기 제3각도(γ)가 10 내지 45 ° 각도로 형성된다.
또한, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제3각도(γ)가 다르게 정의될 수 있다. 상기 도 7에 도시한 제3각도(γ)는 상기 곡면부(102)의 양단부를 연결한 기준선(L)의 중심(C)을 기준으로, 상기 기준선(L)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 각도를 나타낸다. 상기 곡면부(102)의 양단부는 상기 평면부(101)와 접하는 그 경계를 의미하는 것으로서, 도 7에서 도면번호 B로 표시하였다. 이 때, 상기 기준선(L)은 상기 평면부(101)가 시작되는 부분인, 상기 곡면부(102)의 양단부를 연결한 선을 의미하며, 상기 제3각도(γ)는 상기 기준선(L)의 중심(C)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132)과 상기 기준선(L) 사이를 의미한다. 상기 도 7에 도시한 형태 역시, 상기 제3각도(γ)는 10 내지 45 ° 각도로 형성되며, 그 의미는 상술한 바와 같다. 이 때, 상기 도 6 및 도 7에 도시한 중심(C) 및 기준선(L)은 각 정의되는 방식은 다르다 하더라도 동일한 위치이다.
또한, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 중심(C)을 기준으로, 상기 평면부(101)에 나란한 보조기준선(L')과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 제4각도(δ)가 45 내지 80 ° 이다. 상기 보조기준선(L') 및 제4각도(δ)를 도 7에 도시하였다. 즉, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제2보강부(132)가 상기 곡면부(102)를 보강하면서도 적절한 길이를 갖도록 상기 제4각도(δ)가 45 내지 80 ° 로 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제4각도(δ)는 상기 도 7에 도시하였으나, 도 6에 도시한 형태에서도 중심(C)을 지나는 보조기준선(L') 및 이에 따라 정의되는 제4각도(δ)가 적용될 수 있음은 당연하다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브(100)의 제1판재(110) 전개도이고, 도 9는 본 발명에 따른 열교환기용 튜브(100)의 제2판재(121)(이너핀(120) 형성) 전개도로, 도 8 및 도 9에서, 절곡되어 형성하는 튜브(100) 및 이너핀(120)의 구성들에 해당하는 도번을 표시하였다.
이 때, 상기 도 8에 도시한 제1판재(110)는 양측 면에 클래드재(110a)가 도포된 예를 나타내었고, 도 9에 도시한 제2판재(121)는 양측 면에 클래드재(121a)가 도포된 예를 나타내었다.
본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1판재(110)의 외면에 클래드재(110a)가 도포되는 경우, 상기 제2판재(121)의 양면에 클래드재(121a)가 도포될 수 있다.
또한, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1판재(110)의 양측 면에 클래드재(110a)가 도포되는 경우, 상기 제2판재(121)는 클래드재(121a)가 도포되지 않은 상태로 이용될 수 있고, 상기 제1판재(110)의 양측 면에 클래드재(110a)가 도포되지 않은 경우, 상기 제2판재(121)는 양측 면에 클래드재(121a)가 도포될 수 있다.
특히, 본 발명의 열교환기용 튜브(100)는 상기 제1판재(110)의 두께(D110)가 0.1 내지 0.2 mm이며, 상기 제2판재(121)의 두께(D121)가 0.05 내지 0.12 mm인 것과 같이 얇은 두께의 판재를 이용하여 튜브(100) 및 이너핀(120)을 제조하여 중량을 줄일 수 있고, 생산성을 확보할 수 있으면서도 강도를 보강하여 내구성을 확보할 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.
1000 : 열교환기
100 : 본 발명에 따른 열교환기용 튜브
100a : 제1공간부
100b : 제2공간부
100c : 제3공간부
101 : 평면부 102 : 곡면부
103 : 격벽
110 : 제1판재 110a : 클래드재
D110 : 제1판재의 두께
111 : 제1격벽형성부 111-1 : 제1연장부
112 : 제2격벽형성부 112-1 : 제2연장부
α : 제1각도
β : 제2각도
A1 : 접합 영역 A2 : 공간 형성 영역
120 : 이너핀
121 : 제2판재 121a : 클래드재
D121 : 제2판재의 두께
131 : 제1보강부 132 : 제2보강부
133 : 구획부 134 : 접합부
200 : 아우터핀
310 : 제1헤더탱크
20 : 제2헤더탱크
410 : 입구파이프
420 : 출구파이프
500 : 기액분리기
γ : 제3각도
L : 기준선 C : 중심
L132 : 제2보강부의 단부와 중심을 연결한 선

Claims (12)

  1. 열교환기(1000)의 헤더탱크(310, 320) 사이에 연결되어 열교환매체 유로를 형성하며, 내부에 이너핀(120)이 구비되는 튜브(100)에 있어서,
    상기 튜브(100)는 공기 흐름 방향으로 나란한 평면부(101)와, 상기 공기 흐름 방향으로 양측에 상기 평면부(101)를 곡면 형태로 연결하는 곡면부(102)를 포함하며,
    상기 이너핀(120)의 양단부에 상기 튜브(100) 내측의 곡면부(102)에 대응되는 제1보강부(131)와, 상기 제1보강부(131)로부터 연장되어 다시 상기 제1보강부(131) 외면과 상기 곡면부(102) 내면에 접합되는 제2보강부(132)가 형성되고,
    상기 제2보강부(132)가 상기 제1보강부(131) 외면 중 일부와 접촉하게 배치됨으로써, 상기 곡면부(102) 내면과 상기 제1보강부(131) 외면 사이에는 공간이 형성되며,
    상기 곡면부(102)의 곡률반경 중심(C)을 기준으로, 공기 흐름방향에 수직한 기준선(L)과 상기 제2보강부(132)의 단부를 연결한 선(L132) 사이의 제3각도(γ)가 10 내지 45 °인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브(100)는
    하나의 제1판재(110)가 절곡되어 형성되되, 상기 제1판재(110)의 양단부 일정 영역인 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)가 서로 접합되어 공기 흐름 방향으로 튜브(100) 내부 공간을 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b)로 구획하는 격벽(103)을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이너핀(120)은
    하나의 제2판재(121)가 절곡되어 상기 제1공간부(100a) 및 제2공간부(100b) 공간을 다수개의 공간으로 구획하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 튜브(100)는
    상기 제1격벽형성부(111)의 단부가 연장되어 상기 제1격벽형성부(111)의 상기 제2격벽형성부(112)와 접하는 반대 면에 접합되는 제1연장부(111-1)와,
    상기 제2격벽형성부(112)의 단부가 연장되어 상기 제2격벽형성부(112)의 상기 제1격벽형성부(111)와 접하는 반대 면에 접합되는 제2연장부(112-1)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)는
    상기 튜브(100) 외측으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 일정 영역이 서로 접합되는 접합 영역(A1) 및
    상기 접합 영역(A1)으로부터 상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)의 나머지 영역이 제1각도(α)를 형성함으로써 상기 제1격벽형성부(111), 제2격벽형성부(112) 및 이너핀(120) 사이에 제3공간부(100c)를 형성하는 공간형성 영역(A2)을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1각도(α)는 5 내지 15 ° 인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1격벽형성부(111) 및 제2격벽형성부(112)는 상기 튜브(100) 외측에서 접하는 제2각도(β)가 10 내지 30 ° 인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 곡면부(102), 상기 제1보강부(131) 및 상기 제2보강부(132)는 곡률반경 중심(C)을 공유하고,
    상기 중심(C)은 상기 곡면부(102)의 양단부를 연결한 기준선(L) 상에 배치되며,
    상기 곡면부(102)의 양단부는 상기 평면부(101)와 접하는 경계로 정의되는 열교환기용 튜브.
  9. 제3항 내지 제8항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브(100)는
    상기 제1판재(110)의 외면에 클래드재(110a)가 도포되며,
    상기 제2판재(121)의 양면에 클래드재(121a)가 도포되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  10. 제3항 내지 제8항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브(100)는
    상기 제1판재(110) 및 제2판재(121) 중 하나의 양면에 클래드재(110a, 121a)가 도포되며, 나머지 하나에 클래드재(110a, 121a)가 도포되지 않는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  11. 제3항 내지 제8항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1판재(110)의 두께(D110)는 0.1 내지 0.2 mm인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2판재(121)의 두께(D121)는 0.05 내지 0.12 mm인 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
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