KR20020000439A - 자동차 열교환기용 헤드어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러조각(Piece)으로 분리하여 이를 적층결합하여 헤드어셈블리를 구성할 수 있도록 함으로서, 헤드어셈블리의 제작의 용이성과 원가절감 및 세퍼레이터 이탈로 야기될 수 있는 풍질저하를 방지하고 사양변경에 용이하게 대응할 수 있도록 한 자동차 열교환기용 헤드어셈블리에 관한 것으로서,

열교환할 냉매를 공급받고 열교환된 냉매를 순환시키기 위한 수단으로 헤드어셈블리(110)와 유로공을 가지고 상기 헤드어셈블리(110)상간에 다단으로 결합되는 튜브(102) 및 상기 튜브(102) 상간에 결합되어 열교환성을 향상시켜주는 센터(104)로 구성되는 통상적인 열교환기(100)의 헤드어셈블리(110)를 구성함에 있어서;

상기 헤드어셈블리(110)를 헤드(111)와 세퍼레이터(112)로 조각(Piece)화 하여 적층조립한 후 캡(113)으로 마감하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 열교환기용 헤드어셈블리{Head assembly of heat exchange for vehicle}

본 발명은 자동차 열교환기용 헤드어셈블리의 제조방법 및 자동차 열교환기용 헤드어셈블리에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 열교환기를 구성하는 헤드어셈블리를 적층타입으로 구성하여 자동화의 구현과 생산성의 향상에 기여할 수 있도록 한 것이다.

자동차에 적용되는 열교환기는 에어컨시스템에 사용되는 컨덴서와 증발기 및 엔진냉각을 위하여 사용되는 라디에이터가 그 대표적인 예다.

이러한 열교환기중 컨덴서와 증발기는 에어컨 작동에 필요한 냉매가 고온고압상태 또는 저압저온 상태에서 주위의 잠열과 열교환하여 냉매를 액화시키거나 증발로 인한 냉기를 생성시키고, 라디에이터의 경우에는 엔진의 실린더를 경유하여 고온화된 냉각수가 주위의 잠열과 열교환함으로서 저온상태로 변환시켜주는 역할을 수행한다.

상기와 같은 열교환기(10)는 도 1,2에 도시된 바와같이 열교환할 냉매와 냉각수(이하 냉매라 한다.)를 공급받고 열교환된 냉매를 순환시키기 위한 헤드어셈블리(11)가 구비된다.

상기 헤드어셈블리(11)상간에 유로공을 가지고 다단으로 결합되는 튜브(12) 와 상기 튜브(12) 상간에 결합되어 열교환성을 향상시켜주는 센터(14)와 최상단과최하단의 튜브(12)에 결합되는 센터(14)를 보호하기 위한 엔드플레이트(15)를 가지는 구성이다.

상기 헤드어셈블리(11)는 냉매의 유입과 배출을 인렛부와 아웃렛부를 적당한 위치에 가지고 상,하측에는 냉매의 유출을 방지하기 위한 캡(16)이 구비된다.

상기 헤드어셈블리(11)의 내측면에는 튜브(12)의 결합을 위한 튜브홀(17)이 다단으로 형성되고, 튜브홀(17)의 대향위치인 외측면에는 열교환을 위한 냉매가 지그재그타입으로 용이하게 유동할 수 있도록 하는 세퍼레이터(18)가 적정개수 결합되는 구성이다.

종래에는 상기 헤드어셈블리가 튜브를 고정시킬 수 있도록 튜브홀을 가지는 판상의 헤드와 냉매의 유로를 형성하기 위한 세퍼레이터를 고정하기 위한 세퍼레이터홀을 형성하여 냉매를 수용할 수 있도록 반원형상으로 되는 탱크를 결합하여 구성되거나,

근자에 들면서는 원통형상의 관체를 일정길이로 절단하여 내측면에는 튜브홀을 가공하고, 외측면에는 유로형성을 위한 세퍼레이터가 삽입고정될 수 있는 세퍼레이터홈을 가공하여 제조한다.

때문에 열교환성이나 자동차의 사양에 따라 헤드어셈블리의 크기가 정해진상태에서 제작하기 때문에 각각의 사양에 맞게 금형과 같은 제조수단을 구비하여야 하기 때문에 생산원가의 상승을 부추키는 원인이 된다.

또, 세퍼레이터가 헤드어셈블리의 외측면에서 결합되는 형태이기 때문에 조립과정이나 조립후 브레이징(Brazing)시 불량발생이 높아 실차장착시 냉매가 유출되는 등 품질저하의 원인이 되었었다.

특히, 튜브의 삽입깊이를 결정하기 위한 수단이 강구되지 않은 관계로 튜브삽입시 삽입깊이가 작업자의 감각에 의하여 결정되기 때문에 균일하게 삽입깊이를 결정할 수 없어 조립후 튜브가 이탈되거나, 필요이상의 삽입으로 냉매의 유동성이 좋지않게되는 등 여러 문제점들이 있었다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 헤드어셈블리를 여러조각(Piece)으로 분리하여 이를 적층결합하여 헤드어셈블리를 구성할 수 있도록 함으로서, 헤드어셈블리의 제작성과 원가절감에 기여하고 사양변경에 용이하게 대응할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 종래기술인 헤드어셈블리가 적용된 열교환기의 예시적인 사시도.

도 2는 종래기술이 적용된 헤드어셈블리의 종단면도.

도 3은 본 발명인 헤드어셈블리의 1실시예가 적용된 열교환기의 일부생략 상태의 분해사시도.

도 4는 도 3에 적용된 열교환기용 헤드어셈블리의 A - A선을 따라서 취한 결합상태 단면도.

도 5는 도 4에 적용된 열교환기용 헤드어셈블리의 B - B선을 따라서 취한 단면도.

도 6은 본 발명의 2 실시예가 적용된 헤드어셈블리의 일부생략 분해 사시도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 열교환기

110; 헤드어셈블리

111; 헤드

112; 세퍼레이터

113; 튜브스토퍼

115; 튜브홀

116; 몸체

117; 단부

118; 걸림턱

120; 스토퍼홈

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명인 헤드어셈블리의 1실시예가 적용된 열교환기의 일부생략 상태의 분해사시도, 도 4는 도 3에 적용된 열교환기용 헤드어셈블리의 A - A선을 따라서 취한 결합상태 단면도, 도 5는 도 4에 적용된 열교환기용 헤드어셈블리의 B- B선을 따라서 취한 단면도, 도 6은 본 발명의 2 실시예가 적용된 헤드어셈블리의 일부생략 분해 사시도로서 함께 설명한다.

통상적인 열교환기(100)는 열교환할 냉매를 공급받고 열교환된 냉매를 순환시키기 위한 수단으로 헤드어셈블리(110)와 유로공을 가지고 상기 헤드어셈블리(110)상간에 다단으로 결합되는 튜브(102) 및 상기 튜브(102) 상간에 결합되어 열교환성을 향상시켜주는 센터(104)로 구성된다.

상기 헤드어셈블리(110)를 개선하여 헤드어셈블리의 제작성과 원가절감에 기여하고 사양변경에 용이하게 대응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고, 이를 위하여 상기 헤드어셈블리(110)를 헤드(111)와 세퍼레이터(112)로 조각(Piece)화 하여 적층조립하여 구성한다.

본 발명의 1실시예는, 헤드어셈블리(110)를 헤드(111)와 세퍼레이터(112)로 2피스(piece)화 한 것을 도시하고 있다.

상기 1실시예에서는 세퍼레이터(112)를 제외한 헤드(111)는 내측면에 튜브(102)가 삽입될 수 있도록 다단으로 튜브홀(115)을 형성하고, 상기 헤드(111)의 내부에는 튜브(102)의 삽입깊이를 결정하기 위한 튜브스토퍼(113)를 일체로 형성한다.

상기 튜브스토퍼(113)의 위치는 냉매의 유동성과 튜브(102)와 헤더(111)의 결합관계를 고려하여 헤더(111)의 중심에서 헤더(111)의 전방쪽으로 일정간격을 유지시켜 형성한다.

상기 튜브스토퍼(113)의 돌출정도는 헤더(111)에 삽입되는 튜브(102)의폭(T)을 고려하여 튜브(102)의 양단부가 걸림될 수 있을 정도의 길이(L)로 돌출시켜 형성한다.

상기 세퍼레이터(112)는 원통형상으로 구비되는 몸체(116)와 상기 몸체(116)의 중앙부에서 외측으로 돌출되도록 형성되어 헤드(111)의 결합측 단부(117)가 안치될 수 있는 걸림턱(118)를 형성하는 구성이다.

상기 세퍼레이터(112)의 상면과 저면에는 헤더(111) 내측에 형성되는 튜브스토퍼(113)가 삽입되어 결합에 지장을 초래하지 않도록 스토퍼홈(120)을 더 형성함은 당연할 것이다.

물론, 상기 각 헤드(111)의 상단부와 하단부에는 밀봉수단으로 캡을 사용하지 않고 세퍼레이터(112)를 결합하여도 무방할 것이다.

2실시예의 경우에는, 상기 세퍼레이터(112)의 외경(D)을 헤더(111)의 내경(D1)크기로 하여 세퍼레이터(112)가 헤드(111)의 내부에 삽입될 수 있도록 하고, 상기 세퍼레이터(112)의 외면에는 튜브스토퍼(113)가 삽입될 수 있도록 스토퍼홈(120)을 형성한 구성을 도시하고 있다.

상기와 같은 본 발명은;

조각화한 헤드(111)와 세퍼레이트(112)를 적층하고, 상기 헤더(111)의 상,하측에는 밀봉을 위하여 캡대용으로 세퍼레이터(112)로 마감하여 헤드어셈블리(110)를 구성하게 된다.

물론, 상기 헤드(111)의 내측면에 형성되는 튜브홀(115)에 튜브(102)를 삽입하고, 튜브(102) 상간에는 센터(104)를 고정하여 열교환기(100)를 구성하게 된다.

상기 튜브홀(115)에 튜브(102)를 삽입하게 되면 헤더(111)의 내측에 일체로 형성된 튜브스토퍼(113)에 의하여 튜브(102)의 끝단부가 레더(111)의 내부로 필요이상 깊이 삽입되는 것이 방지된다.

튜브(102)의 삽입이 완료된 후에는 헤더(111)와 헤더(111) 사이에 유로변경을 위한 세퍼레이터(112)를 개재한 후 브레이징 결합함으로서 완성된다.

상기 세퍼레이터(112)를 개재할 때에는 헤더(111)의 단부(117)가 세퍼레이터(112) 몸체(116) 외측에 형성되는 걸림턱(118)상에 안치되고, 헤더(111)에 형성되는 튜브스토퍼(113)는 스토퍼홈(120)에 수용되기 때문에 긴밀한 상태의 결합이 이루어질 수 있다.

그리고, 2실시예의 경우에는 세퍼레이터(112)의 외경이(D)이 헤더(111)의 외경 (D1)과 동일하거나 다소 작은 직경을 가지기 때문에 헤드(111)의 내경(D1)에 세퍼레이터(112)가 삽입되어 결합된다.

이때에도 세퍼레이터(112)에 형성되는 스토퍼홈(120)에 튜브스토퍼(113)가 삽입되기 때문에 삽입에 지장을 초래하지 않게된다.

상기와 같은 본 발명은 헤드어셈블리(110)를 구성하는 헤드(111)와 세퍼레이터(112)를 조각(Piece)화 하여 적층구성할 수 있도록 하고, 세퍼레이터(112)의 경우에는 조립후 이탈현상이 배제되도록 함으로서 자동차의 종류나 열교환 용량의 변화에 따른 사양변경에 적극적인 대응이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 여러조각(Piece)으로 분리하여 이를 적층결합하여 헤드어셈블리를 구성할 수 있도록 함으로서, 헤드어셈블리의 제작의 용이성과 원가절감 및 세퍼레이터 이탈로 야기될 수 있는 풍질저하를 방지하고 사양변경에 용이하게 대응할 수 있는 등 많은 효과를 가진다.

Claims (6)

1. 열교환할 냉매를 공급받고 열교환된 냉매를 순환시키기 위한 수단으로 헤드어셈블리(110)와 유로공을 가지고 상기 헤드어셈블리(110)상간에 다단으로 결합되는 튜브(102) 및 상기 튜브(102) 상간에 결합되어 열교환성을 향상시켜주는 센터(104)로 구성되는 통상적인 열교환기(100)의 헤드어셈블리(110)를 구성함에 있어서;

   상기 헤드어셈블리(110)를 헤드(111)와 세퍼레이터(112)로 조각(Piece)화 하여 적층조립한 후 캡(113)으로 마감하는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 헤드(111)는 내측면에 튜브(102)가 삽입될 수 있도록 다단으로 형성하는 튜브홀(115)과;

   상기 헤드(111)의 내부에 튜브(102)의 삽입깊이를 결정할 수 있도록 형성하는 튜브스토퍼(113)를 포함하고;

   상기 세퍼레이터(112)는 원통형상으로 구비되는 몸체(116)와;

   상기 몸체(116)의 중앙부에서 외측으로 돌출되도록 형성되어 헤드(111)의 결합측 단부(117)가 안치될 수 있도록 형성하는 걸림턱(118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 세퍼레이터(112)의 외경(D)을 헤더(111)의 내경(D1)크기로 하여 세퍼레이터(112)가 헤드(111)의 내부에 삽입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 세퍼레이터(112)의 상면과 저면에는 헤더(111) 내측에 형성되는 튜브스토퍼(113)가 삽입될 수 있는 스토퍼홈(120)을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.
5. 제 2 항에 있어서;

   상기 튜브스토퍼(113)의 위치는 냉매의 유동성과 튜브(102)와 헤더(111)의 결합관계를 고려하여 헤더(111)의 중심에서 헤더(111)의 전방쪽으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.
6. 제 2 항에 있어서;

   상기 튜브스토퍼(113)는 삽입되는 튜브(102)의 폭(T)을 고려하여 튜브(102)의 양단부가 걸림될 수 있을 정도의 길이(L)로 돌출시키는 것을 특징으로 하는 자동차 열교환기용 헤드어셈블리.