KR102204295B1 - 증발기용 헤더 탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기용 헤더 탱크에 관한 것으로서, 상기 헤더 탱크(10)는 내부 영역이 격벽(11)에 의해 구획된 헤더부(12); 상기 헤더부(12)와 결합되고 상기 헤더부(12)와 함께 상기 헤더 탱크(10)의 내부 영역을 형성하는 탱크부(14); 상기 격벽(11)에 삽입되는 홈부(22)와, 상기 홈부(22)를 기준으로 좌우 대칭 형태로 형성되고 외주면에 상기 헤더 탱크(10)의 내주면과 밀착되는 지지편(24)이 형성된 지지부(20)를 포함한다.

Description

증발기용 헤더 탱크{Header tank for evaporate}

본 발명은 증발기용 헤더 탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기에 설치하는 헤더 탱크를 작업자가 조립할 때 가해지는 외력에 의해 발생되는 변형 및 파손을 방지하여 조립 불량으로 인한 불량 헤더 탱크의 발생을 예방하기 위한 것이다.

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

증발기는 압축기와 응축기 그리고 팽창밸브와 함께 냉방장치(미도시)의 일부로서 작동되며, 저온 저압의 냉매가스를 압축기로 압축하면, 고온 고압의 압축가스가 되고, 상기 고온 고압의 냉매가스는 응축기로 유입되어 외부공기에 의해 냉각되어 저온 고압의 냉매액으로 되고, 상기 냉매액은 팽창 밸브로 보내지며, 팽창 밸브의 작은구멍을 통과하면 압력과 온도가 모두 낮아져 저온 저압의 냉매액이 되고, 상기 저온 저압의 냉매액은 증발기의 관을 따라 이동하며, 주위로부터 열을 흡수하여 저온 저압의 냉매 가스로 증발된다.

이때, 차가운 증발기의 관 사이로 실내의 더운 공기를 송풍기로 불어 주면 차가운 공기로 되며, 이 공기를 실내로 공급함으로써 냉방 작용을 하게 된다.

상기 증발기는 핀 튜브로 구성된 본체의 상측과 하측에 각각 헤더탱크가 설치되는데, 상기 헤더탱크는 본체에 조립하기 위해 작업자가 외력을 가해 상기 헤더탱크를 본체에 결합시키는데, 이 과정에서 상기 헤더탱크의 내측에 형성된 스토퍼의지지 력이 부족하여 조립시 가해지는 외력에 의해 상기 스토퍼가 위치된 부위에서 헤더탱크의 변형이 발생되는 문제점이 유발되었다.

이로 인해 본체에 헤더탱크를 장착하는 작업 공정에서 적지 않은 조립불량이 발생되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허 제10-2009-0075087호

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 증발기에 설치하는 헤더 탱크의 조립시 발생되는 외력을 지지 보강하여 상기 헤더 탱크의 안정적인 조립 및 사용을 실시하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크는 증발기에 장착된 헤더 탱크에 있어서, 상기 헤더 탱크는 내부 영역이 격벽에 의해 구획된 헤더부; 상기 헤더부와 결합되고 상기 헤더부와 함께 상기 헤더 탱크의 내부 영역을 형성하는 탱크부; 상기 격벽에 삽입되는 홈부와, 상기 홈부를 기준으로 좌우 대칭 형태로 형성되고 외주면에 상기 헤더 탱크의 내주면과 밀착되는 지지편이 형성된 지지부를 포함한다.

상기 헤더 탱크에는 상기 지지부와 이격되어 베플이 설치되고, 상기 베플과 지지부는 상기 헤더부의 전체 길이를 L이라 할 때 상기 베플의 설치 위치는 상기 헤더부의 일측에서 L/3위치에 위치되고, 상기 지지부의 위치는 상기 헤더부의 일측에서 2L/3위치에 위치된 것을 특징으로 한다.

상기 지지부는 상기 헤더 탱크로 유입된 냉매의 이동을 위해 상기 홈부를 기준으로 대칭 형태로 개구된 개구부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 지지편은 상기 탱크부의 내주면과 접촉 유지되는 제1 지지편; 상기 헤더부의 내측과 접촉 유지되는 제2 지지편을 포함한다.

상기 제2 지지편은 상기 지지편의 좌우 양측 세로 방향에 위치되고 상기 탱크부의 하단이 안착되도록 단턱지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크는 증발기에 장착된 헤더 탱크에 있어서, 상기 헤더 탱크는 내부 영역이 격벽에 의해 구획된 헤더부; 상기 헤더부와 결합되고 상기 헤더부와 함께 상기 헤더 탱크의 내부 영역을 형성하는 탱크부; 및 상기 헤더부의 내측에 서로 마주보는 상태로 다수개가 구비된 지지부를 포함한다.

상기 지지부는 상기 헤더부의 바닥면에서 외측을 향해 밴딩된 연장부의 길이 방향에서 직교된 상태로 위치된 것을 특징으로 한다.

상기 지지부는 사각 형태 또는 원기둥 형태 중의 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 지지부는 볼트 또는 핀 또는 돌기 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 헤더부에는 상기 지지부가 삽입되기 위한 삽입 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크는 증발기에 장착된 헤더 탱크에 있어서, 상기 헤더 탱크는 내부 영역이 격벽에 의해 구획된 헤더부; 상기 헤더부와 결합되고 상기 헤더부와 함께 상기 헤더 탱크의 내부 영역을 형성하는 탱크부; 및 상기 헤더부의 내측에 서로 마주보는 상태로 다수개가 구비되어 상기 헤더부가 안착되는 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 상기 헤더 탱크의 두께를 t라 할 때, 상기 지지부의 두께(t')는 상기 헤더 탱크 두께의 0.5t 이상 0.8t이내의 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 헤더 탱크를 조립할 때 발생되는 외력으로 인한 변형을 방지할 수 있어 증발기의 안정적인 작동 및 조립 불량 발생을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 간단한 구성으로 작업자의 작업성 향상과 조립성이 용이하여 작업 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크를 도시한 사시도. 도 2 내지 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크를 도시한 사시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크를 도시한 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 본 실시 예에 의한 증발기는 차량에 설치되는 차량용 증발기로 한정하여 설명하나 다른 장치 또는 산업 분야에서 사용되는 증발기에 적용하여 사용하는 것도 가능함을 밝혀둔다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크를 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 증발기용 헤더 탱크는 내부 영역이 격벽(11)에 의해 구획된 헤더부(12)와, 상기 헤더부(12)와 결합되고 상기 헤더부(12)와 함께 상기 헤더 탱크(10)의 내부 영역을 형성하는 탱크부(14)와, 상기 격벽(11)에 삽입되는 홈부(22)와, 상기 홈부(22)를 기준으로 좌우 대칭 형태로 형성되고 외주면에 상기 헤더 탱크(10)의 내주면과 밀착되는 지지편(24)이 형성된 지지부(20)를 포함한다.

헤더 탱크(10)는 헤더부(12)와 탱크부(14)가 서로 간에 조립되어 하나의 구성품으로 증발기에 장착되는데, 상기 헤더부(12)와 탱크부(14)의 구조는 도면에 도시된 바와 같이 형성되고 양단부에 앤드 캡(2)이 설치된다. 헤더 탱크(10)는 증발기의 상부와 하부에 각각 장착되며 작업자는 헤더부(12)와 탱크부(14)를 조립하기 위해 상기 헤더부(12)와 탱크부(14)를 서로 마주보는 상태로 위치시킨 상태에서 외력을 가해 조립하는데, 이 경우 상기 지지부(20)에 의해 외력이 지지 분산되므로 상기 헤더 탱크(10)의 변형 및 파손이 방지된다.

헤더 탱크(10)에는 상기 지지부(20)와 이격되어 베플(13)이 설치되는데, 상기 베플(13)은 지지부(20)의 형태와 유사하게 이루어지나 냉매의 이동을 단속하는 기능은 구형되지 않으며, 상기 베플(13)과 지지부(20)는 상기 헤더부(12)의 전체 길이를 L이라 할 때 상기 베플(13)의 설치 위치는 상기 헤더부(12)의 일측에서 L/3위치에 위치되고, 상기 지지부(20)의 위치는 상기 헤더부(12)의 일측에서 2L/3위치에 위치된다.

상기 위치에 지지부(20)가 위치되는 이유는 헤더 탱크(10)의 전체 길이 중 전술한 베플(13)은 도면 기준으로 헤더 탱크(10)의 좌측에 위치되고 상기 지지부(20)는 상기 베플(13)과 이격되어 우측에 위치되어 헤더 탱크(10)에 의해 가해지는 외력을지지 분산한다.

지지부(20)는 헤더 탱크(10)의 내측에 1개 또는 복수개가 배치될 수 있으며 특별히 개수를 한정하지 않는다.

지지부(20)는 홈부(22)를 기준으로 대칭 형태로 형성되는데, 상기 헤더 탱크(10)로 유입된 냉매의 이동을 위해 상기 홈부(22)를 기준으로 대칭 형태로 개구된 개구부(26)가 형성되므로 상기 개구부(26)를 통해 냉매의 안정적인 이동이 이루어지므로 냉매의 이동을 방해하지 않고 증발기의 안정적인 작동을 도모할 수 있다.

개구부(26)는 도면에 도시된 형태 또는 다른 형태로 변경 가능하며 반드시 도면에 도시된 형태로 한정하지 않는다.

홈부(22)는 격벽(11)에 삽입되기 위해 세로 방향으로 소정의 길이로 연장되는데, 본 실시 예에서는 격벽(11)의 길이와 동일 내지 유사한 길이로 연장되는 것으로 한정하나 변동 가능함을 밝혀둔다.

지지편(24)은 상기 탱크부(14)의 내주면과 접촉 유지되는 제1 지지편(24a)과, 상기 헤더부(12)의 내측과 접촉 유지되는 제2 지지편(24b)을 포함하는데, 상기 제1 지지편(24a)은 탱크부(10)의 내주면에 밀착되도록 개구부(26)의 상부 길이 방향에 소정의 길이로 연장된다.

제2 지지편(24b)은 도면에 도시된 지지부(20)를 기준으로 좌우 양측 세로 방향에 위치되고 상기 탱크부(14)의 하단이 안착되도록 단턱지게 형성되므로 상기 탱크부(14)가 헤더부(12)와 조립될 때 안착 성능이 향상되고, 외력이 가해질 경우 상기 제2 지지편(24b)에 밀착된 상태로 지지될 수 있어 헤더 탱크(10)의 변형 및 응력 집중이 최소화된다.

또한 제2 지지편(24b)은 지지부(20)의 하측 위치에 각각 형성되는데, 일 예로 상기 개구부(26)의 하측에 각각 형성되어 헤더부(12)에 형성된 삽입 홈에 삽입된 상태가 유지되므로 상기 지지부(20)의 위치가 안정적으로 고정되고 헤더 탱크(10)의 조립에 따른 변형 발생이 최소화되며 외력에 대한 지지력이 향상된다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예는 전술한 제1 실시 예와 다르게 베플과 유사한 구조로 형성되지 않고 볼트 또는 핀과 같은 형태로 헤더부의 외측에 내측으로 결합되는 구성으로 이루어진다.

첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하면, 증발기에 장착된 헤더 탱크(100)는 내부 영역이 격벽(110)에 의해 구획된 헤더부(120)와, 상기 헤더부(120)와 결합되고 상기 헤더부(120)와 함께 상기 헤더 탱크(100)의 내부 영역을 형성하는 탱크부(140); 및 상기 헤더부(120)의 내측에 서로 마주보는 상태로 다수개가 구비되어 상기 헤더부(120)가 안착되는 지지부(200)를 포함한다.

헤더 탱크(10)는 헤더부(12)와 탱크부(14)가 서로 간에 조립되어 하나의 구성품으로 증발기에 장착되는데, 상기 헤더부(12)와 탱크부(14)의 구조는 도면에 도시된 바와 같이 형성되고 양단부에 앤드 캡(2)이 설치된다.

헤더 탱크(10)는 증발기의 상부와 하부에 각각 장착되며 작업자는 헤더부(12)와 탱크부(14)를 조립하기 위해 상기 헤더부(12)와 탱크부(14)를 서로 마주보는 상태로 위치시킨 상태에서 외력을 가해 조립하는데, 이 경우 상기 지지부(20)에 의해 외력이 지지 분산되므로 상기 헤더 탱크(10)의 변형 및 파손이 방지된다.

지지부(200)는 일 예로 사각 형태 또는 원기둥 형태 중의 어느 하나의 형태로 이루어지는데 본 실시 예에서는 원기둥 형태가 사용되는 것으로 한정하여 설명한다. 상기 지지부(200)는 볼트 또는 핀 또는 돌기 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는데, 예를 들어 핀이 사용될 경우 상기 헤더부(120)의 바닥면에서 도면 기준으로 상부를 향해 연장된 연장부(121)의 길이 방향을 따라 다수개가 배치된 형태로 구성된다.

상기 지지부(200)는 이와 같이 배치되기 위해 상기 연장부(121)에 삽입 홀(122)이 형성되어 있어 작업자가 상기 지지부(200)를 헤더부(120)의 외측에서 삽입한 후에 용접을 통해 고정된 상태를 유지시켜 조립을 실시할 수 있으나 다른 방식으로 조립하는 것도 가능함을 밝혀둔다.

또한 지지부(200)는 연장부(121)의 외측에 밀착되도록 원판 형태로 밀착편(201)이 형성되므로 상기 연장부(121)에 용접을 통해 고정된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서 냉매가 삽입 홀(122)을 통해 외부로 누출되지 않고 기밀이 유지될 수 있어 증발기의 성능저하를 예방하고 헤더 탱크(100)의 조립에 따른 하중이 집중되는 현상을 최소화 할 수 있다.

상기 삽입 홀(122)은 연장부(121)의 길이 방향에 특정 간격으로 다수개가 형성되거나 응력이 집중되는 위치에 집중되어 다수개가 형성될 수 있으며 이는 헤더 탱크(100)를 조립하면서 하중이 집중되는 특정 위치에 대한 시뮬레이션을 통해 최적화 할 수 있다.

또한 삽입 홀(122)에 삽입된 지지부(200)는 실링을 위해 별도의 실링재(미도시)가 삽입되거나 도포될 수 있으며 이를 통해 냉매의 누설을 예방할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 증발기용 헤더 탱크에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예는 전술한 제2 실시 예와 다르게 지지부가 볼트 또는 핀을 사용하지 않고 두께를 변화시켜 헤더 탱크의 조립에 따른 지지력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

첨부된 도 4 내지 도 5를 참조하면, 증발기용 헤더 탱크(1000)는 내부 영역이 격벽(1110)에 의해 구획된 헤더부(1200)와, 상기 헤더부(1200)와 결합되고 상기 헤더부(1200)와 함께 상기 헤더 탱크(1000)의 내부 영역을 형성하는 탱크부(1400); 및 상기 헤더부(1200)의 내측에 서로 마주보는 상태로 다수개가 구비되어 상기 헤더부(1200)가 안착되는 지지부(2000)를 포함하되, 상기 지지부(2000)는 상기 헤더 탱크(1000)의 두께를 t라 할 때, 상기 지지부(2000)의 두께(t')는 상기 헤더 탱크(1000) 두께의 0.5t 이상 0.8t이내의 두께로 형성된다.

헤더부(1200)와 탱크부(14000)는 전술한 실시 예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하고 지지부(2000)의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

지지부(2000)는 헤더부(1200)와 탱크부(1400)의 조립에 따른 지지력을 향상시키기 위해 헤더부(1200)의 내측 길이 방향에 원형 또는 타원형으로 이루어져 지지부(2000)의 두께(t)보다 얇은 두께로 이루어져 다수개가 배치되는데, 상기 지지부(2000)의 두께(t')는 헤더 탱크(1000)의 두께(t)를 기준으로 0.5t이상의 두께로 형성되므로 조립시 발생되는 외력으로 인한 헤더 탱크(1000)의 변형이 최소화되고 이로 응력 집중도 최소화될 수 있어 조립불량으로 ls한 문제점을 최소화 할수 있다.

지지부(2000)는 두께의 범위가 헤더 탱크(1000)의 두께를 기준으로 0.5t이상 유지되는 것이 바람직하고, 최대 0.8t 이내의 두꼐로 형성되는 것이 헤더 탱크(1000)의 조립에 따른 외력이 가해지는 경우에도 안정적으로 지지할 수 있다.

지지부(2000)는 헤더부(1200)의 길이 방향을 기준으로 좌측에서부터 우측까지 다수개가 배치되며, 배치 위치는 특정 위치로 한정하지 않고 일정 간격 또는 응력이 상대적으로 집중되는 위치에 상대적으로 많이 형성된다.

지지부(2000)는 헤더부(1200)의 내측에 배치되되, 상면이 수평면으로 연장되는 것이 가장 바람직하며 이로 인해 상기 헤더부(1200)의 하면은 지지부(2000)에 의해 조립에 따른 응력이 특정 위치에 위치된 지지부(2000)에 집중되지 않고 분산되므로 응력 집중 현상이 최소화된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10, 100, 1000 : 헤더 탱크
11, 110,1100 : 격벽
12, 120, 1200 : 헤더부
122 : 삽입 홀
14, 140, 1400 : 탱크부
13 : 베플
20, 200, 2000 : 지지부
24 : 지지편
24a : 제1 지지편
24b : 제2 지지편
26 : 개구부

Claims (11)

1. 증발기에 장착된 헤더 탱크(10)에 있어서,
   상기 헤더 탱크(10)는,
   내부 영역이 격벽(11)에 의해 구획된 헤더부(12);
   상기 헤더부(12)와 결합되고 상기 헤더부(12)와 함께 상기 헤더 탱크(10)의 내부 영역을 형성하는 탱크부(14);
   상기 격벽(11)에 삽입되는 홈부(22)와, 상기 홈부(22)를 기준으로 좌우 대칭 형태로 형성되고 외주면에 상기 헤더 탱크(10)의 내주면과 밀착되는 지지편(24)이 형성된 지지부(20)를 포함하되,
   상기 헤더 탱크(10)에는 상기 지지부(20)와 이격되어 베플(13)이 설치되고, 상기 베플(13)과 지지부(20)는 상기 헤더부(12)의 전체 길이를 L이라 할 때 상기 베플(13)의 설치 위치는 상기 헤더부(12)의 일측에서 L/3위치에 위치되고, 상기 지지부(20)의 위치는 상기 헤더부(12)의 일측에서 2L/3위치에 위치되어 상기 헤더 탱크(10)에 의해 가해지는 외력을 지지 분산하는 것을 특징으로 하는 증발기용 헤더 탱크.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 지지부(20)는
   상기 헤더 탱크(10)로 유입된 냉매의 이동을 위해 상기 홈부(22)를 기준으로 대칭 형태로 개구된 개구부(26)가 형성된 것을 특징으로 하는 증발기용 헤더 탱크.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 지지편(24)은,
   상기 탱크부(14)의 내주면과 접촉 유지되는 제1 지지편(24a);
   상기 헤더부(12)의 내측과 접촉 유지되는 제2 지지편(24b)을 포함하는 증발기용 헤더 탱크.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 지지편(24b)은,
   상기 지지편(24)의 좌우 양측 세로 방향에 위치되고 상기 탱크부(14)의 하단이 안착되도록 단턱지게 형성된 것을 특징으로 하는 증발기용 헤더 탱크.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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