KR102581885B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브의 보강에 있어서, 상기 열교환기의 폭방향 양단에서 튜브 사이로 개재되어 고정 가능하게 형성되는 보강부를 포함함으로써, 튜브의 양단이 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크에 고정된 후에도 튜브의 추가 보강을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 위한 조립이 용이한 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기{Heat Exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브의 보강에 있어서, 상기 열교환기의 폭방향 양단에서 튜브 사이로 개재되어 고정 가능하게 형성되는 보강부를 포함함으로써, 튜브의 양단이 헤더탱크에 고정된 후에도 튜브의 추가 보강을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 위한 조립이 용이한 열교환기에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되되, 제1헤더(11)와 제1탱크(12)의 결합에 의해 형성되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더(21)와 제2탱크(22)의 결합에 의해 형성되는 제2헤더탱크(20), 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20)에 형성되어 열교환매체가 유입 또는 배출되는 입구파이프(30)와 출구파이프(40) 및 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 튜브(50)를 포함하여 형성된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(50)는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)의 제1헤더(11) 또는 제2헤더(21)에 형성되는 제1튜브삽입홀(11a) 또는 제2튜브삽입홀(21a)에 삽입되어 고정될 수 있다.
이때, 튜브(50)의 고정 및 보강을 위해 튜브(50)가 삽입되는 제1튜브삽입홀(11a)의 버링(11b) 방향을 제1헤더탱크(10) 방향으로 형성하고, 제2튜브삽입홀(21a)의 버링(21b) 방향을 제2헤더탱크(20) 방향으로 형성함으로써, 이에 튜브(50)를 삽입하여 브레이징 용접 등을 통해 튜브(50)의 양단을 제1헤더(11) 또는 제2헤더(21)에 고정시킬 수 있다.
이는 제1튜브삽입홀(11a)과 제2튜브삽입홀(21a)의 버링(11b, 21b) 방향이 각각 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20) 방향으로 형성됨으로써, 열교환기의 조립에 따른 튜브(50)의 삽입이 용이한 장점이 있다.
그러나 제1헤더(11) 및 제2헤더(21)에 의한 버링(11b, 21b)의 길이 한계로 인해, 실차 열 부하가 발생했을 때 가장 취약한 부분인 제1헤더(11) 및 제2헤더(21)와 튜브(50)가 고정되는 부분의 보강이 어려운 문제점이 있다.
상술된 문제점을 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 제1튜브삽입홀(11a), 제2튜브삽입홀(21a) 중 선택되는 어느 하나 이상의 버링(11b, 21b) 방향을 열교환기의 중심방향으로 형성하고, 이에 튜브(50)를 삽입하여 고정할 수 있다.
이는 버링(11b, 21b) 방향을 열교환기의 중심방향으로 형성하고, 튜브(50)를 삽입 및 고정시킴으로써, 버링(11b, 21b)과 튜브(50)가 고정되는 길이가 증대됨에 따라 열 부하에 따른 튜브의 보강을 수행할 수 있다.
다시 말해, 도 2에 도시된 버링(11b, 21b) 방향에 비해 길이의 증대가 자유로우며, 버링의 길이가 증대될수록 튜브(50)의 보강에 유리하므로, 열 부하에 따른 튜브(50)의 강도 높은 보강을 수행할 수 있다.
그러나 이는 버링(11b, 21b)의 길이 증대에 따라 두께 또한 증대되어야 하므로, 제1헤더(11) 및 제2헤더(21)의 소재 두께에 영향을 받는다.
또한, 튜브(50)가 삽입되어 고정되는 방향과 역방향인 열교환기의 중심방향으로 버링(11b, 21b)이 형성되므로, 튜브(50)의 삽입 용이성이 떨어지는 문제점이 있다.
제1튜브삽입홀(11a) 및 제2튜브삽입홀(21a) 중 선택되는 어느 하나 이상의 버링(11b, 21b) 방향을 열교환기의 중심 방향으로 형성하여 튜브(50)를 보강하는 열교환기는 일본 공개특허공보 제2016-084973호("열교환기 및 그 제조 방법", 공개일 2016.05.19.)에 개시되었다.
JP 2016-084973
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환기 헤더탱크의 헤더에 양단이 고정되는 튜브의 보강에 있어서, 상기 열교환기의 폭방향 양단에서 튜브 사이로 개재되어 튜브와 고정 가능하게 형성되는 보강부를 포함함으로써, 튜브가 헤더탱크에 고정된 후에도 튜브의 보강을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 위한 조립이 용이한 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열교환기는 헤더탱크의 높이방향을 따라 배치되어 양단이 고정된 복수의 튜브 및 상기 헤더탱크의 높이방향으로 연장되고, 상기 헤더탱크와 상기 튜브를 고정시키되, 상기 헤더탱크와 상기 튜브가 연결된 상태에서, 측면에서 상기 헤더탱크 및 상기 튜브와 연결되어 고정시키는 보강부를 포함한다.
또한, 상기 보강부는 상기 열교환기 높이방향으로 형성되는 보강몸체부(610)와, 상기 보강몸체부 일단으로부터 상기 열교환기 폭방향으로 형성되되, 상기 튜브와 튜브 사이에 개재 가능하게 형성되고, 상기 헤더탱크와 접하는 보강개재부와, 상기 보강개재부로부터 상기 열교환기 길이방향 중심으로 절곡되어 튜브와 접하도록 형성되는 보강브레이징부를 포함한다.
또한, 상기 보강부는 상기 열교환기 폭방향 양측에서 개재되고, 상기 보강개재부는 상기 열교환기 폭방향 양측에서 교번되어 개재되도록 형성된다.
또한, 상기 보강부는 상기 보강개재부 일단에 상기 보강개재부의 크기보다 작게 형성되는 안내돌기부를 더 포함한다.
또한, 상기 보강부는 상기 보강몸체부 타단에서 절곡되어 상기 열교환기 높이방향으로 형성되는 개재조절부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 열교환기는 헤더탱크에 고정되는 튜브의 보강에 있어서, 열교환기의 폭방향 양단에서 튜브 사이로 개재되어 고정되는 보강부를 포함하여 튜브를 보강함으로써, 튜브의 양단이 헤더탱크에 고정된 후에도 튜브의 추가 보강을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 이의 조립이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기는 보강부를 추가 형성하되, 튜브와 고정되기 위한 보강브레이징부를 열교환기의 길이방향 중심으로 형성함으로써, 헤더탱크의 헤더의 소재 두께에 영향을 받지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기는 튜브의 양단이 헤더탱크에 고정된 후에도 튜브의 추가 보강을 수행할 수 있으므로, 기존의 열교환기 공정을 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 열교환기의 튜브 고정 및 보강을 나타낸 도면.
도 3은 종래의 열교환기의 튜브 고정 및 보강을 나타낸 또 다른 도면.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 보강부를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 보강부를 나타낸 또 다른 도면.
도 7은 본 발명에 따른 열교환기의 보강부에 의해 튜브가 보강된 것을 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 크게 제1헤더탱크(100)와 제2헤더탱크(200)로 이루어지는 헤더탱크(100, 200), 입구파이프(300), 출구파이프(400), 튜브(500) 및 보강부(600)를 포함하여 형성된다.
상기 헤더탱크(100, 200)의 제1헤더탱크(100)와 제2헤더탱크(200)는 길이방향으로 일정 이격되어 나란하게 구비되며, 제1헤더탱크(100)는 제1헤더(110)와 제1탱크(120)의 결합에 의해 형성된다.
이때, 상술된 길이방향은 본 발명에 따른 열교환기의 제1헤더탱크(100)와 제2헤더탱크(200)가 이격된 방향이며, 하기에 기재될 폭방향은 상기 길이방향과 수직한 방향이다.
상기 제1헤더탱크(100)를 형성하는 상기 제1헤더(110)는 상기 튜브(500)의 일단이 삽입되어 결합되는 다수의 제1튜브삽입홀(미도시)이 관통되어 형성될 수 있다.
상기 제2헤더탱크(200)는 제2헤더(210)와 제2탱크(220)의 결합에 의해 형성될 수 있으며, 상기 제2헤더(210)는 상기 튜브(500)의 타단이 삽입되어 결합되는 다수의 제2튜브삽입홀(미도시)이 관통되어 형성될 수 있다.
상기 입구파이프(300)와 출구파이프(400)는 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)에 형성되며, 열 교환을 위한 열교환매체가 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)를 통해 유입 또는 배출된다.
이때, 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)에 형성되는 입구파이프(300)와 출구파이프(400)의 위치는 상기 열 교환기가 장착되는 위치 또는 차량 내 호스 등과 연결되는 위치에 따라 다양하게 구비될 수 있다.
상기 튜브(500)는 제1헤더탱크(100)의 제1튜브삽입홀 및 제2헤더탱크(200)의 제2튜브삽입홀에 양단이 고정될 수 있으며, 다수 적층되어 열교환매체가 유동하는 열교환매체 유로를 형성한다.
아울러, 본 발명에 따른 열교환기는 상기 튜브 사이에 개재되어 다수 형성되는 핀(510)을 더 포함하며, 상기 핀(510)에 의해 형성된 영역을 통해 외부의 공기가 유동되고, 유동되는 공기는 튜브(500) 내부의 열교환매체와 열 교환된다.
상기 보강부(600)는 보강몸체부(610), 보강개재부(620) 및 보강브레이징부(630)를 포함한다.
상기 보강몸체부(610)는 열교환기의 높이방향으로 형성되는 몸체이되, 그 길이는 적층되어 형성되는 다수의 튜브(500)의 높이와 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보강개재부(620)는 상기 보강몸체부(610) 일단으로부터 타단이 연장되어 다수 형성되되, 상기 보강개재부(620)의 일단은 상기 열교환기의 폭방향에서 상기 튜브(500) 사이로 개재 가능하게 형성된다.
상기 보강브레이징부(630)는 상기 보강개재부(620)로부터 연장되어 형성되되, 상기 열교환기의 길이방향의 열교환기 중심방향으로 튜브(500)와 접하도록 형성되며, 상기 보강브레이징부(630)는 상기 튜브(500)와 브레이징 용접 등을 통해 접합된다.
즉, 상기 보강부(600)는 상기 열교환기의 폭방향의 일측 또는 타측 및 양측 방향으로부터 상기 보강개재재부(620)가 튜브(500) 사이로 개재 가능하게 형성되며, 상기 보강브레이징부(630)는 튜브와 접하도록 형성되어 브레이징을 통해 튜브(500)에 고정됨으로써, 튜브(500)의 보강을 수행할 수 있다.
이는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 형성되는 제1튜브삽입홀 및 제2튜브삽입홀의 버링 방향이 튜브의 삽입이 용이하도록 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200) 방향으로 형성되더라도, 길이방향의 열교환기 중심방향으로 형성되는 보강부(600)의 보강브레이징부(630)를 통해 길이방향 양측 방향으로 모두 보강 가능함으로써, 종래의 튜브(500)의 보강 방식에 비해 보안 강도가 우수해지는 장점이 있다.
또한, 상기 보강부(600)는 튜브(500)를 보강하기 위해 상기 튜브(500)가 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제1헤더(110)와 제2헤더(210)에 조립되기 전에 별도의 보강장치를 구비해야 하는 종래 열교환기에 비해, 튜브(500)가 제1헤더(110) 및 제2헤더(210)에 조립된 후에도 열교환기의 폭방향으로부터 삽입되어 조립 가능한 장점이 있다.
즉, 본 발명에 따른 열교환기는 열교환기를 이루는 구성에 상기 보강부(600)가 추가된 구성으로서, 제1헤더(110) 및 제2헤더(210)의 두께에 영향을 받지 않는 장점이 있으며, 제1헤더(110) 및 제2헤더(210)에 튜브(500)가 고정되는 부분에 보강부(600)가 고정되도록 위치함으로써, 열 부하에 따른 튜브(500)의 추가 보강을 효율적으로 수행할 수 있다.
이때, 상기 보강부(600)는 열교환기의 폭방향 일측 또는 타측의 일 방향으로 개재되어 튜브(500)를 보강하는 것보다, 튜브(500)의 보강 효율을 높이기 위하여 열교환기의 폭방향 양단에서 개재되는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 보강개재부(620)는 상기 보강몸체부(610)로부터 연장되어 형성되되, 적층된 튜브(500)와 튜브 사이를 양측방향에서 서로 교번되어 개재되도록 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 보강부(600)는 적어도 둘 이상 형성되어 열교환기의 양측 방향에서 개재되어 튜브(500)를 보강하고, 이에 따라 튜브(500)와 튜브 사이의 공간에 개재되는 보강개재부(620)는 양측방향에서 서로 교번되어 개재되도록 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 보강부(600)는 상기 보강개재부(620) 일단에 상기 보강개재부(620)의 폭보다 작게 형성되는 안내돌기부(640)를 더 포함한다.
상기 안내돌기부(640)는 튜브(500)와 튜브 사이로 개재되는 보강개재부(620)의 일단에 형성됨으로써, 튜브(500)와 튜브 사이에 보강개재부(620)의 개재가 수월하도록 돕는다.
즉, 상기 보강개재부(620)와 보강브레이징부(630)는 튜브(500) 튜브 사이에 개재되되, 상기 보강브레이징부(630)가 튜브(500)와의 접합을 위해 상기 보강개재부(620)와 보강브레이징부(630)를 포함하는 높이는 튜브(500)와 튜브 사이에 높이와 유사하거나 동일하게 형성되므로, 상기 안내돌기부(640)는 상기 보강개재부(620)의 크기보다 작게 보강개재부(620)의 일단에 형성되어 보강개재부(620)와 보강브레이징부(630)의 개재를 용이하게 하도록 한다.
이때, 상기 안내돌기부(640)는 도면에 도시된 바와 같이, 보강개재부(620)의 형상과 동일하되 크기가 작게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 원형 형상 또는 단차지도록 형성될 수 있는 등 튜브의 보강에 큰 영향을 주지 않는 범위 내에서 다양한 형상의 실시예가 가능함은 물론이다.
아울러, 상기 보강부(600)는 상기 보강몸체부(610) 끝단에서 절곡되어 형성되는 개재조절부(650)를 더 포함할 수 있다.
상기 개재조절부(650)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제1헤더(110) 및 제2헤더(210)와 맞닿도록 절곡 또는 완곡되어 형성됨으로써, 보강개재부(620)의 개재 길이를 제어할 수 있으므로 보강브레이징부(630)와 튜브(500)의 브레이징 접합 위치를 제어 가능하게 한다.
즉, 상기 개재조절부(650)는 열교환기의 폭방향 양측에서 개재되는 보강부(600)의 개재 깊이를 제어할 수 있으므로, 양측 방향에서 개재되어 튜브(500)와 접합되는 보강브레이징부(630)들의 위치를 균형있도록 위치시킴으로써, 튜브(500)를 효율적으로 보강할 수 있다.
아울러 개재조절부(650)는 상기 제1헤더(110)와 제2헤더(210)의 면과 대응되도록 절곡 또는 완곡되어 형성됨으로써, 보강개재부(620)의 개재 깊이를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 제1헤더(110) 및 제2헤더(210)와 고정 가능하도록 형성되어 보강부(600)의 열교환기로부터의 이탈을 방지할 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다.
상술된 바와 같은 본 발명에 따른 열교환기의 보강부(600)는 열교환기의 폭방향 일측, 타측 또는 양측에서 개재되어 튜브(500)를 보강하되, 상기 보강부(600)는 단품 형상이 패턴성이 있어 제조가 용이한 장점이 있다.
아울러, 상술된 바와 같이, 상기 보강부(600)는 튜브(500)가 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정된 후에도 튜브의 보강을 수행할 수 있으므로, 기존의 열교환기 공정을 이용할 수 있는 장점이 있다.
100 : 제1헤더탱크
110 : 제1헤더 120 : 제2헤더
200 : 제2헤더탱크
210 : 제2헤더 220 : 제2탱크
300 : 입구파이프 400 : 출구파이프
500 : 튜브 510 : 핀
600 : 보강부
610 : 보강몸체무 620 : 보강개재부
630 : 보강브레이징부 640 : 안내돌기부
650 : 개재조절부

Claims (5)

  1. 헤더탱크가 구비된 열교환기에 있어서, 헤더탱크(100, 200)의 높이방향을 따라 배치되어 양단이 고정된 복수의 튜브(500); 및
    상기 헤더탱크(100, 200)의 높이방향으로 연장되고, 상기 헤더탱크(100, 200)와 상기 튜브(500)가 연결된 상태의 측면에서 결합되어 상기 헤더탱크(100, 200) 및 상기 튜브(500)와 연결되어 고정시키는 보강부(600);를 포함하고,
    상기 보강부(600)는 상기 열교환기의 높이방향으로 형성되는 보강몸체부(610)와, 상기 보강몸체부(610)의 일단으로부터 상기 열교환기의 폭방향으로 연장되는 보강개재부(620)와, 상기 보강개재부(620)로부터 상기 열교환기의 길이방향 중심으로 절곡된 보강 브레이징부(630)를 포함하고,
    상기 보강개재부(620)는 상기 복수의 튜브 중 인접한 두 개의 튜브 사이에 상기 열교환기의 폭방향으로 삽입되어 헤더탱크와 접하도록 형성되고,
    상기 보강브레이징부(630)는 상기 보강개재부(620)가 개재된 양 단의 튜브들과 접하도록 형성되는, 열교환기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부(600)는
    상기 열교환기 폭방향 양측에서 개재되고,
    상기 보강개재부(620)는
    상기 열교환기 폭방향 양측에서 교번되어 개재되도록 형성되는 열교환기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부(600)는
    상기 보강개재부(620) 일단에 상기 보강개재부(620)의 크기보다 작게 형성되는 안내돌기부(640)를 더 포함하는 열교환기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부(600)는
    상기 보강몸체부(610) 타단에서 절곡되어 상기 열교환기 높이방향으로 형성되는 개재조절부(650)를 더 포함하는 열교환기.
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