KR19980015433A - 열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법을 개시한다. 이 열교환기의 헤더파이프는 판상의 플레이트가 길이 방향으로 밴딩되어 열교환매체 통로가 형성되며 그 내면에 상기 플레이트와 일체로 형성되어 상기 플레이트 밴딩시 상호 접합되어 상기 열교환매체통로를 차단하는 복수의 돌출부로 이루어진 배플 또는 앤드캡을 구비하여 된다. 본 발명을 채용함으로써, 조립부품수가 줄어들고, 작업공수가 줄어들어 경제적인 이점이 있다.

Description

열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 한 개의 플레이트를 사용하여 배플과 앤드캡을 일체로 형성시킨 열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 공기조화장치 등에 사용되는 열교환기는 그 내부의 열교환매체와 외부의 공기가 효과적으로 열교환을 행할 수 있도록 구성된 것으로서, 그 구조나 열전달 방향 등에 따라 여러종류의 것이 있으며 그 중의 하나를 도 1에 개략적으로 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 열교환기(1)는 각각 열교환매체 유동관(6)이 접속되어 있는 한 쌍의 나란한 헤더파이프(2)와. 이 헤더파이프(2)들 사이에 다수 나란하게 배치된 튜브(3)들을 구비하고 있다. 각 튜브는 헤더파이프(2)에 형성된 튜브삽입공(2a)에 그 단부가 삽입되어 고정되어 있으며, 그 내부에서 열교환매체가 유동하면서 튜브(3)들과 외부 공기와 열교환을 행하도록 되어 있다. 그리고 상기 열교환매체의 열교환이 효과적으로 이루어지도록, 튜브(3)들 사이에는 넓은 전열면적을 갖는 휜(5)이 설치되어 튜브(3)들과 함께 외부공기와 열교환을 행하게 된다. 미설명 부호4는 헤더파이프(2)의 양단을 막아주는 앤드캡이다.

이러한 구성의 열교환기(1)에 있어서, 일측 헤더파이프(2)로 유입된 열교환매체는 튜브(3)들을 따라 타측 헤더파이프(2)로 유동하면서 외부공기와 열교환을 행하게 된다.

또한, 종래의 헤더파이프는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헤더파이프(20)의 내부에 그 길이의 직각 방향으로 복수개의 배플(21)이 설치되어 있고 상기 배플(21)사이의 튜브에는 똑같은 크기의 튜브공(22)을 통해 다른 헤더 파이프(20)에 연결되어 있어 열교환통로를 형성한다.

한편, 상기 헤더파이프(20)에 대한 배플(21)의 설치는 헤더파이프(20)의 외주면에 삽입공을 만들어 그 삽입공에 배플(21)을 밀어넣은 후에 헤더파이프(20)의 외주면과 브레이징접합을 하게 된다.

그러나, 이러한 헤더파이프(20)는 그 내부에 설치된 배플(21)과는 별개의 부품이어서, 이 배플(21)을 헤더파이프(20) 내부에 밀어넣어 브레이징하여 설치할 때, 그 접합을 비롯하여 배플을 고정시키는데 공정상의 어려움이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 상기 배플을 헤더파이프와 일체화할 수 있는 열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 열교환기의 일 예의 사시도이고,

도 2는 종래의 상부 헤더 파이프의 일부 절제 사시도이며,

도 3a 내지 도 3e는 헤더파이프의 공정도를 도시한 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

200...헤더파이프 201...플레이트

202...분할홀 203...돌출부

204...튜브공 205...배플

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환기는,

판상의 플레이트가 길이 방향으로 밴딩되어 열교환매체 통로를 가지며 그 내면에 상기 플레이트와 일체로 형성되어 플레이트 밴딩시 상호 접합되어 상기 열교환매체통로를 차단하는 복수의 돌출부를 갖는 배플 또는 앤드캡을 구비하는 헤더파이프를 포함하여 된 것에 그 특징이 있다.

다른 특징에 있어서는, 상기 돌출부가 상호 꼭지점이 중심에서 일치되어 열교환매체 통로를 차단하는 판상의 배플 또는 앤드캡을 이루도록 되고, 상기 플레이트에 형성된 돌출부는 플레이트가 상호 중첩되게 절곡되며 이 절곡된 부위가 절제되어 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환기의 헤더파이프 제조방법은,

소정 플레이트의 마주보는 양측면 중앙부를 가로질러 마름모형의 분할홀을 소정간격 이격되게 복수개 형성하는 제1단계와; 일렬로 형성된 상기 분할홀들의 중심선과 마주보는 두 측면을 중심을 향하도록 가압하고, 마름모형의 각 분할홀의 마주보는 꼭지점이 접하도록 접은 다음, 상방을 향하여 돌출부가 형성되게 하는 제2단계와; 상기 중심선과 평행하게 튜브공을 양측으로 복수개 형성하는 제3단계와; 상기 중심선의 단부와 단부가 맞닿도록 접어 그 접합부위를 브레이징하는 제4단계;를 포함하여 된 것에 그 특징이 있다.

다른 특징에 있어서는, 상기 제2단계는 돌출부의 접한부위가 일체로 접착되는 것을 포함하여 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법을 채용함으로써, 부품수가 줄어들며 작업공수가 줄어들어 경제적인 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열교환기의 헤더파이프와 그 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 열교환기의 헤더파이프(200)는 도 3e에 도시된 바와 같이, 헤더파이프(200)의 구조가 개선된 것이다. 헤더파이프(200)는 일반적으로 그 내부에 열교환매체 통로인 배플(205)을 가지고, 양단부에는 앤드캡(206)이 삽입되어 있다. 본 발명에서는 상기 앤드캡(206)과 배플(205)을 헤더파이프와 일체로 형성시킨 것이다. 즉, 판상의 플레이트(201)를 길이 방향으로 밴딩하여 열교환매체통로를 만든다음, 그 내면에 상기 플레이트(201)와 일체로 배플(205) 또는 앤드캡(206)을 형성시킨다. 이 배플(205) 및 앤드캡(206)은 상기 플레이트(201)의 밴딩시 상호 접합되어 상기 열교환매체 통로를 차단하는 복수의 돌출부(203)로 만들어진다. 이 돌출부(203)는 상호 꼭지점이 중심에서 일치되어 열교환매체 통로를 차단하는 판상의 배플(205) 또는 앤드캡(206)을 이루게 된다. 상기 배플(205)의 경우에는 액상이 통과할 수 있도록 그 중심부위에 통로공이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 플레이트(201)의 내면에 형성된 돌출부(203)는 플레이트(201)가 상호 중첩되게 절곡되며 이 절곡된 부위가 절제되어 이루어진다. 상기 돌출부(203)는 여러 가지 모양으로 되겠지만, 삼각형의 형상으로 만드는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 앤드캡(206)은 플레이트(201)의 가장자리에 복수의 돌출부(203)의 꼭지점들이 중심에서 상호 일치하여 열교환매체 통로를 차단하게 된다.

본 발명에 따른 상기 열교환기의 헤더파이프의 제조방법은 다음과 같다. 도 3a에 도시된 소정의 플레이트(201)를 선택하여 선택된 플레이트(201)에 마름모형의 분할홀(202)을 만든다. 상기 분할홀(202)은 도 3b에 도시된 것처럼, 상기 플레이트(201)의 마주보는 양측면의 중앙부를 가로질러 소정간격 이격되게 형성한다. 일렬로 형성된 상기 분할홀(202)들의 중심선에서 마주하는 양측면으로 있는 꼭지점들을 각각 잇는 선상(202a)(202b)에서 그 내측으로 접는다. 도 3b에 도시된 화살표가 접는 방향이다. 이 상태에서 중심선을 기준으로 양측면에서 중심으로 가압하면 마름모와 이웃하는 마름모와 이격된 지점이 도 3c에 도시된 돌출부(203)가 되어 상방으로 올라간다. 이 돌출부(203)는 여러 가지 모양을 만들 수 있겠지만 정삼각형인 것이 바람직하며, 양측의 플레이트(201)가 접하여 만들어지므로 일체로 접착시키는 것이 바람직하다. 플레이트(201)의 마름모형상의 홀(202)이 반절로 나누어지면서 양측면이 접하여 만들어진 돌출부(203)는 일렬로 형성되며 같은 모양으로 서로 합동이되게 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(203)가 형성된 플레이트(201)에 돌출부와 마주하는 양측면으로 도 3d에 도시된 복수개의 튜브공(204)을 형성한다. 이 튜브공은 여러 가지 형상이 있겠지만, 직사각형으로 하는 것이 좋다. 이 튜브공에는 튜브(도 1의 3)의 단부가 삽입된다. 튜브공(204)이 형성된 플레이트(201)를 화살표 방향으로 접어서 단부와 단부면을 접하게하여 그 접선을 브레이징하여 접합시킨다. 이때, 플레이트(201)를 접어가는 도중에 돌출부(203)의 외곽선을 그 인접된 돌출부(203)의 외곽선과 접합시키면서 마지막으로 플레이트의 단부면과 단부면이 접합이 되도록 해야한다. 결국, 상기 돌출부(203)들이 접합이 되면서 배플(205)을 만드는 것이다. 이렇게하여 완성된 헤더파이프(200)를 도 3e에 도시하였다. 도면에서는 배플이 헤더파이프의 내부를 분리하는 격벽으로서 작용하고 있지만, 액상이 통과할 수 있도록 배플(205)의 중심부위에 통로공(미도시)을 형성할 수도 있다.

상기한 바와 같은 제조방법에 따라 만들어진 헤더파이프(200)를 구비한 열교환기는 일측 헤더파이프(200)로 열교환매체가 유입된다. 유입된 열교환매체는 헤더파이프(200)내에서 유동되면서 상기 배플(205)에 의해 차단되며, 차단된 열교환매체는 타측 헤더파이프(200)의 내부로 튜브들을 따라 유입된다. 일측 헤더파이프(200)에서 타측 헤더파이프(200)로 튜브를 통해 열교환매체가 이동될 때 그 튜브사이에 설치된 핀(미도시)에 의해 외부공기와 열교환을 행하게 된다.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 만들어져 배플(205)과 일체화된 헤더파이프(200)를 구비한 열교환기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 부품수가 감소된다.

종래의 제조방법에 의해서 만들어진 헤더파이프는 그 내부에 배플을 별개의 부품으로 설치하였으나, 본 발명에 따른 헤더파이프(200)는 배플(205)과 헤더파이프(200)가 일체로 되기 때문에 부품수가 감소되는 효과가 있다.

둘째, 작업공수가 줄어든다.

종래에는 배플을 하나씩 헤더파이프 내에 설치하고 접합하기 때문에 작업공수가 상당히 많았으나, 본 발명에서는 배플(205)을 헤더파이프(200)에 일체로하여 만들므로 배플(205)을 설치하고 접합해야 할 필요가 없다. 그래서, 종래에 비해 작업공수가 줄어드는 이점이 있다.

셋째, 제조단가가 감소된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤더파이프(200)는 종래의 헤더파이프에 비해 부품수가 줄어들고, 작업공수가 줄어들므로, 결과적으로 제조단가가 감소되는 이점이 있다.

넷째, 헤더파이프의 강도가 증가된다.

종래에는 헤더파이프 내에 설치된 배플이 별개의 부품이므로 두부품을 접합하여 사용하였으므로 강도면에서 취약하였다. 본 발명에서는, 배플(205)을 헤더파이프(200)에 일체화시켰기 때문에 강도면에서 종래에 비해 증가하였다.

다섯째, 열교환기의 효율이 증가된다.

열교환기에 유입되는 기체상태의 열교환매체가 액상으로 변했을 때, 이 액상의 열교환매체를 계속해서 순환시키면 헤더파이프 내부의 유동저항이 증가하여 원활한 흐름이 되지 못하고, 열교환 효율이 떨어지지만, 본 발명에서는 헤더파이프의 내부에 격벽으로서 역할을 하고 있는 배플(205)의 중심부위에 소정의 통로공을 형성하여 액상의 열교환매체는 곧 바로 헤더파이프의 유출구로 유출될 수 있도록 했기 때문에 열교환매체의 원활한 흐름으로 인해 열교환기의 효율이 증가한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 판상의 플레이트가 길이 방향으로 밴딩되어 열교환매체 통로가 형성되며 그 내면에 상기 플레이트와 일체로 형성되어 상기 플레이트 밴딩시 상호 접합되어 상기 열교환매체통로를 차단하는 복수의 돌출부로 이루어진 배플 또는 앤드캡을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부가 상호 꼭지점이 중심에서 일치되어 열교환매체 통로를 차단하는 판상의 배플 또는 앤드캡을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 플레이트에 형성된 돌출부는 플레이트가 상호 중첩되게 절곡되며 이 절곡된 부위가 절제되어 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
4. 제2항 또는 3항에 있어서,

   상기 돌출부가 삼각형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
5. 제1항에 있어서,

   상기 엔드캡은,

   플레이트의 가장자리에 형성된 복수의 돌출부의 꼭지점들이 중심에서 상호 일치하여 열교환매체 통로를 차단하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
6. 제2항에 있어서,

   상기 베플은 그 중심부위에 통로공이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프.
7. 소정 플레이트의 마주보는 양측면 중앙부를 가로질러 마름모형의 분할홀을 소정간격 이격되게 복수개 형성하는 제1단계와;

   일렬로 형성된 상기 분할홀들의 중심선과 마주보는 두 측면을 중심을 향하도록 가압하고, 마름모형의 각 분할홀의 마주보는 꼭지점이 접하도록 접은 다음, 상방을 향하여 돌출부가 형성되게 하는 제2단계와;

   상기 중심선과 평행하게 튜브공을 양측으로 복수개 형성하는 제3단계와;

   상기 중심선의 단부와 단부가 맞닿도록 접어 그 접합부위를 브레이징하는 제4단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2단계는 돌출부의 접한부위가 일체로 접착되는 것을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더파이프 제조방법.