KR102627750B1 - 열교환기 - Google Patents

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신성홍
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Abstract

본 발명은 서로 이격되어 배치되며, 열교환매체 입구 및 출구가 형성된 한 쌍의 헤더탱크; 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 연결된 복수개의 튜브; 상기 튜브들 사이에 개재된 핀; 및 상기 헤더탱크에 결합되며, 상기 헤더탱크의 열교환매체 입구 및 출구와 연결되는 연통공이 형성된 연결 블록; 을 포함하여 이루어지며, 상기 연결 블록은, 일측에 헤더탱크 장착부가 형성되어 헤더탱크에 결합되고, 타측에 양면을 관통하는 체결공이 형성되며, 상기 헤더탱크 장착부와 체결공 사이를 막도록 차단 리브가 형성되어, 헤더탱크와 튜브간의 브레이징 불량을 방지할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 헤더탱크와 튜브간의 브레이징 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다.
일반적으로 차량의 엔진 룸 내에는 엔진 냉각수의 냉각을 위한 라디에이터 및 에어컨 시스템 냉매의 냉각을 위한 응축기 등 다양한 열교환기들이 구비된다. 그리고 이와 같은 열교환기들은 냉각을 위해 공기를 강제로 유동시킬 수 있도록 팬 쉬라우드와 함께 나란하게 배치 및 결합되어 쿨링모듈로 형성된다.
도 1 및 도 2와 같이 라디에이터(10)는 한 쌍의 제1헤더탱크(11); 냉각수가 유입되는 제1입구파이프(12) 및 배출되는 제1출구파이프(13); 상기 한 쌍의 제1헤더탱크(11)에 양단이 고정되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 제1튜브(14); 및 상기 제1튜브(14)들 사이에 개재된 제1핀(15);을 포함하여 형성된다.
그리고 응축기(20)는 한 쌍의 제2헤더탱크(21); 냉매가 유입되는 제2입구파이프(22) 및 배출되는 제2출구파이프(23); 상기 한 쌍의 제2헤더탱크(21)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 제2튜브(24); 상기 제2튜브(24)들 사이에 개재된 제2핀(25); 및 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(26); 를 포함하여 형성된다.
또한, 응축기(20)는 제2입구파이프(22) 및 제2출구파이프(23)를 고정하고 냉방 시스템의 냉매가 유동되는 배관(에어컨 배관)들과 연결될 수 있도록 제2헤더탱크(21)에 연결 블록(30)이 결합되어 고정되어 있다. 그리고 응축기(20)는 각 부품들을 조립하고 플럭스를 도포한 후 브레이징에 의해 연결부위가 접합되며, 마찬가지로 연결 블록(30)도 제2헤더탱크(21)에 브레이징에 의해 접합되어 고정된다. 그리고 연결 블록(30)에는 에어컨 배관이 연결되는 연통공(31)이 형성되며, 상대 부품과의 결합을 위한 체결공(32)이 형성될 수 있다.
그런데 브레이징을 위한 플럭스의 도포 시 플럭스가 튀거나 흘러 연결 블록(30)의 연통공(31) 및 체결공(32) 내부에 묻게 되어 브레이징 불량이 발생할 수 있다. 또한, 이를 방지하기 위해 연결 블록(30)을 물세척하여 연결 블록(30)에 묻어있는 플럭스를 제거하게 되는데, 이때 물세척에 의해 헤더탱크와 튜브의 연결부위 쪽으로 세척용 물이 분사되거나 흘러가 헤더탱크와 튜브의 연결부위의 플럭스가 제거되어 브레이징 불량이 발생할 수 있다.
또한, 응축기(20)는 라디에이터(10)에 조립되어 결합될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 라디에이터(10)의 제1헤더탱크(11)에는 오목한 홈을 갖는 고정부(16)가 돌출 형성되며, 응축기(20)의 제2헤더탱크(21)에는 고정 브라켓(27)이 돌출 형성되어 있다.
그런데 응축기(20)에 형성된 고정 브라켓(27) 역시 브레이징에 의해 헤더탱크에 접합되어 일체로 형성될 수 있는데, 브레이징을 위한 플럭스의 도포 시 플럭스가 튀거나 흘러 고정 브라켓(27)에 묻게 되며 이 상태에서 브레이징이 되면 고정 브라켓(27)의 표면이 거칠어지고 두께가 두꺼워지게 된다. 이에 따라 고정 브라켓(27)이 고정부(16)의 오목한 홈에 삽입되어 결합되도록 할 때 삽입이 잘 되지 않아 고정부(16)가 파손되는 경우가 발생할 수 있다.
KR 10-1409176 B1 (2014.06.12)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더탱크와 튜브간의 브레이징 불량을 방지할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
또한, 조립되는 대상인 상대 부품의 조립부가 파손되는 것을 방지할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기(1000)는, 서로 이격되어 배치되며, 열교환매체 입구 및 출구가 형성된 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결된 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200)들 사이에 개재된 핀(300); 및 상기 헤더탱크(100)에 결합되며, 상기 헤더탱크(100)의 열교환매체 입구 및 출구와 연결되는 연통공(520)이 형성된 연결 블록(500); 을 포함하여 이루어지며, 상기 연결 블록(500)은, 일측에 헤더탱크 장착부(510)가 형성되어 헤더탱크(100)에 결합되고, 타측에 양면을 관통하는 체결공(530)이 형성되며, 상기 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이를 막도록 차단 리브(540)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 차단 리브(540)는 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이의 연결 블록(500)의 외면에서 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 블록(500)의 외면에서 차단 리브(540)의 자유단까지의 거리(D1)가 연결 블록(500)의 외면에서 체결공(530)의 가장 먼쪽까지의 거리(D2)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 차단 리브(540)는 자유단 부분이 체결공(530)쪽을 향해 절곡되어 있을 수 있다.
또한, 상기 일측에 헤더탱크 장착부(610)가 형성되어 헤더탱크(100)에 결합되며, 타측에 라디에이터 결합부(620)가 형성된 고정 브라켓(600)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 고정 브라켓(600)은 헤더탱크 장착부(610)와 라디에이터 결합부(620) 사이의 외면에서 차단 리브(630)가 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 차단 리브(630)는 고정 브라켓(600)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
본 발명의 열교환기는 브레이징을 위한 플럭스의 도포에 의해 연결 블록에 묻어있는 플럭스를 물세척하여 제거할 때 세척수가 헤더탱크 및 튜브의 연결부위로 분사되거나 흐르지 않도록 할 수 있어, 헤더탱크와 튜브간의 브레이징 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상대 부품과 조립되어 결합되는 부분인 고정 브라켓의 표면에 브레이징을 위한 플럭스가 묻지 않도록 할 수 있어, 고정 브라켓을 이용해 상대 부품과의 조립이 용이하며 상대 부품의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 응축기 및 라디이에터의 조립구조를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 헤더탱크 및 연결 블록을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 응축기와 라디에이터의 조립 구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 헤더탱크 및 연결 블록을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는, 서로 이격되어 배치되며, 열교환매체 입구 및 출구가 형성된 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결된 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200)들 사이에 개재된 핀(300); 및 상기 헤더탱크(100)에 결합되며, 상기 헤더탱크(100)의 열교환매체 입구 및 출구와 연결되는 연통공(520)이 형성된 연결 블록(500); 을 포함하여 이루어지며, 상기 연결 블록(500)은, 일측에 헤더탱크 장착부(510)가 형성되어 헤더탱크(100)에 결합되고, 타측에 양면을 관통하는 체결공(530)이 형성되며, 상기 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이를 막도록 차단 리브(540)가 형성될 수 있다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 일례로 응축기가 될 수 있으며, 이하에서는 응축기를 실시예로 설명하기로 한다.
헤더탱크(100)는 한 쌍으로 구성되어 길이방향으로 양측에 이격되어 배치될 수 있으며, 헤더탱크(100)에는 열교환매체인 에어컨 냉매가 유입되는 입구 및 출구가 형성될 수 있다. 그리고 헤더탱크(100)는 헤더와 탱크의 결합에 의해 내부에 공간이 형성되도록 결합될 수 있다. 또한, 헤더탱크(100)에는 튜브(200)의 단부가 삽입될 수 있도록 높이방향을 따라 복수개의 튜브 삽입홀이 이격되어 배열된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 헤더탱크(100)의 내부에는 냉매의 흐름을 조절할 수 있도록 높이방향으로의 열교환매체 흐름을 차단하도록 헤더탱크(100) 내부의 공간을 구획하는 배플이 형성될 수 있다.
튜브(200)는 복수개로 구성되어 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결되도록 결합되어 냉매의 유로를 형성할 수 있다. 그리고 튜브(200)들은 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 높이방향을 따라 이격되어 배열될 수 있다.
그리고 튜브(200)들 사이에는 핀(300)이 개재되어 결합될 수 있으며, 핀(300)에 의해 열교환 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 열교환기들 중 응축기는 기액분리기(400)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 기액분리기(400)는 헤더탱크(100)에 연결 및 결합되어 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 역할을 할 수 있다.
연결 블록(500)은 도시된 바와 같이 헤더탱크(100)의 열교환매체 입구 및 출구와 연결되는 연통공(520)들이 형성되고, 연결 블록(500)은 헤더탱크(100)에 결합될 수 있다. 이때, 연통공(520)들 중 하나는 헤더탱크(100)의 냉매 입구(101)가 형성와 직접 연결되도록 연결 블록(500)에 의해 별도의 파이프 없이 직접 연결될 수 있으며, 다른 하나는 헤더탱크(100)에 형성된 냉매 출구(102)와 연결되되 출구 파이프(120)를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 연결 블록(500)의 연통공(520)들은 다양한 형태로 형성되어 헤더탱크(100)의 입구와 출구에 연결될 수 있다.
그리고 연결 블록(500)은 일측에 헤더탱크 장착부(510)가 형성되어, 헤더탱크 장착부(510)가 헤더탱크(100)에 결합될 수 있다. 이때, 헤더탱크 장착부(510)는 헤더탱크(100)에 접하는 면이 헤더탱크(100)의 외형에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 연결 블록(500)은 타측에 체결공(530)이 형성될 수 있으며, 체결공(530)은 에어컨 시스템의 냉매 배관들이 연통공(520)들에 연결되도록 결합하여 고정하기 위한 것으로서, 체결공(530)에는 스터드 볼트가 결합될 수 있다. 또한, 체결공(530)은 연결 블록(500)의 타측에 양면을 관통하도록 형성될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 연결 블록(500)의 타측에서 일측을 향해 관통되도록 형성될 수 있다.
여기에서 연결 블록(500)에는 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530)의 사이를 막도록 차단 리브(540)가 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530)의 사이를 가로막는 형태로 차단 리브(540)가 형성되어, 브레이징을 위한 플럭스가 헤더탱크(100)부분에 도포될 때 플럭스가 체결공(530)쪽으로 흘러들어가는 것을 차단 리브(540)가 막아줄 수 있다. 또한, 플럭스가 체결공(530) 내에 묻어 있는 경우 이를 제거하기 위해 연결 블록(500)의 타측에서 일측 방향으로 체결공(530)의 안쪽에 물을 분사하여 물세척을 하더라도 분사된 물이 차단 리브(540)에 의해 막혀 헤더탱크(100)쪽으로는 분사되거나 흘러가지 않으므로 헤더탱크(100)와 튜브(200)의 연결부위에 묻어있는 플럭스가 제거되지 않을 수 있어, 헤더탱크(100)와 튜브(200) 연결부위가 접합되지 않는 브레이징 불량이 발생하지 않을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 열교환기는 브레이징을 위한 플럭스의 도포에 의해 연결 블록에 묻어있는 플럭스를 물세척하여 제거할 때 세척수가 헤더탱크 및 튜브의 연결부위로 분사되거나 흐르지 않도록 할 수 있어, 헤더탱크와 튜브간의 브레이징 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 차단 리브(540)는 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이의 연결 블록(500)의 외면에서 돌출되어 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 차단 리브(540)는 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이에 형성되되, 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이의 연결 블록(500)의 외면에서 돌출되어 형성될 수 있다. 그리하여 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이의 연결 블록(500)의 표면을 따라 플럭스가 체결공(530)으로 유입되거나 세척수가 헤더탱크 장착부(510)쪽으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연결 블록(500)의 외면에서 차단 리브(540)의 자유단까지의 거리(D1)가 연결 블록(500)의 외면에서 체결공(530)의 가장 먼쪽까지의 거리(D2)보다 크게 형성될 수 있다.
즉, 도 4와 같이 차단 리브(540)가 돌출 형성된 연결 블록(500)의 외면에서부터 차단 리브(540)의 자유단까지의 거리(D1)가 연결 블록(500)의 외면에서 체결공(530)의 가장 먼쪽까지의 거리(D2)보다 크게 형성되어, 체결공(530) 내에 세척수를 분사할 때 세척수가 헤더탱크 장착부(510)쪽으로 직접 분사되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 차단 리브(540)는 자유단 부분이 체결공(530)쪽을 향해 절곡되어 있을 수 있다.
즉, 도 5와 같이 차단 리브(540)는 연결 블록(500)에 결합된 반대측인 자유단 부분이 절곡되어 절곡된 부분인 절곡부(541)가 체결공(530)쪽으로 꺾여 있도록 형성될 수 있다. 이때, 일례로 연결 블록(500)의 외면에서 수직으로 돌출 형성된 부분과 절곡부(541)가 이루는 각도가 둔각이 되도록 형성될 수 있으며, 호 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 일측에 헤더탱크 장착부(610)가 형성되어 헤더탱크(100)에 결합되며, 타측에 라디에이터 결합부(620)가 형성된 고정 브라켓(600)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 고정 브라켓(600)은 헤더탱크 장착부(610)와 라디에이터 결합부(620) 사이의 외면에서 차단 리브(630)가 돌출 형성될 수 있다.
즉, 도 6 및 도 7과 같이 본 발명의 열교환기(1000)인 응축기는 라디이에터(2000)와 함께 일체형으로 조립되어 쿨링모듈로 형성될 수 있으므로, 라디에이터(2000)의 헤더탱크(2100)에 형성된 고정부(2200)에 결합될 수 있는 고정 브라켓(600)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 일례로 고정 브라켓(600)은 일측에 헤더탱크(100)의 외형에 대응되는 형태로 헤더탱크 장착부(610)가 형성되어 헤더탱크 장착부(610)가 헤더탱크(100)에 결합될 수 있다. 또한, 고정 브라켓(600)은 타측에 평판 형태로 라디에이터 결합부(620)가 형성되어, 라디에이터 결합부(620)가 고정부(2200)의 "U"자형 홈에 삽입되어 결합되도록 구성될 수 있다.
여기에서 고정 브라켓(600)은 헤더탱크 장착부(610)와 라디에이터 결합부(620) 사이의 외면에서 차단 리브(630)가 돌출 형성되어, 브레이징을 위한 플럭스의 도포 시 플럭스가 헤더탱크(100)쪽에서 고정 브라켓(600)의 외면을 따라 라디에이터 결합부(620)쪽으로 흘러가는 것을 차단 리브(630)가 막아줄 수 있다.
그리하여 응축기가 라디에이터에 조립되어 결합되는 부분인 고정 브라켓의 라디에이터 결합부 표면에 플럭스가 묻지 않아, 브레이징 후에도 라디에이터 결합부 표면이 깨끗하고 매끈한 상태로 유지될 수 있으며 두께가 증가하지 않을 수 있다.
이에 따라 상대 부품과 조립되어 결합되는 부분인 고정 브라켓의 표면에 브레이징을 위한 플럭스가 묻지 않도록 할 수 있어, 고정 브라켓을 이용해 상대 부품과의 조립이 용이하며 상대 부품의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 차단 리브(630)는 고정 브라켓(600)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
즉, 브레이징을 위한 플럭스의 도포 시 고정 브라켓(600)의 일면 또는 양면을 따라 라디에이터 결합부(620)쪽으로 흐를 수 있으므로, 고정 브라켓(600)의 일면 또는 양면에 차단 리브(630)가 형성되어 라디에이터 결합부(620)의 양면 모두에 플럭스가 묻지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 열교환기
100 : 헤더탱크
101 : 입구 102 : 출구
120 : 출구 파이프
200 : 튜브
300 : 핀
400 : 기액분리기
500 : 연결 블록
510 : 헤더탱크 장착부 520 : 연통공
530 : 체결공 540 : 차단 리브
541 : 절곡부
600 : 고정 브라켓
610 : 헤더탱크 장착부 620 : 라디에이터 결합부
630 : 차단 리브
2000 : 라디에이터
2100 : 헤더탱크 2200 : 고정부

Claims (6)

  1. 서로 이격되어 배치되며, 어느 하나 이상에 열교환매체 입구 및 출구가 형성된 한 쌍의 헤더탱크(100);
    상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결된 복수개의 튜브(200);
    상기 튜브(200)들 사이에 개재된 핀(300); 및
    상기 열교환매체 입구 및 출구가 형성된 헤더탱크(100)에 결합되며, 상기 헤더탱크(100)의 열교환매체 입구 및 출구와 연결되는 연통공(520)이 형성된 연결 블록(500); 을 포함하여 이루어지며,
    상기 연결 블록(500)은,
    일측에 헤더탱크 장착부(510)가 형성되어 헤더탱크(100)에 결합되고, 타측에 양면을 관통하는 체결공(530)이 형성되며, 상기 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이를 막도록 차단 리브(540)가 형성되고,
    상기 일측에 헤더탱크 장착부(610)가 형성되어 상기 한 쌍의 헤더탱크(100) 중 어느 하나 이상에 결합되며, 타측에 라디에이터 결합부(620)가 형성된 고정 브라켓(600); 을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 고정 브라켓(600)은 헤더탱크 장착부(610)와 라디에이터 결합부(620) 사이의 외면에서 차단 리브(630)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 리브(540)는 헤더탱크 장착부(510)와 체결공(530) 사이의 연결 블록(500)의 외면에서 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 블록(500)의 외면에서 차단 리브(540)의 자유단까지의 거리(D1)가 연결 블록(500)의 외면에서 체결공(530)의 가장 먼쪽까지의 거리(D2)보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차단 리브(540)는 자유단 부분이 체결공(530)쪽을 향해 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단 리브(630)는 고정 브라켓(600)의 일면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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