KR20020090010A - 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조는, 헤더 파이프(10)에 삽입되는 냉매튜브(12)들의 이동을 일정위치에서 제한함으로써 각 냉매튜브(12)의 선단이 동일평면상에 정렬되도록 하는 정렬수단을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 정렬수단은 헤더 파이프(10)의 내부에 길이방향으로 설치되는 라인형태로서, 서로간의 간격이 냉매튜브(12)의 폭보다 약간 좁게 이격 배치되는 한쌍의 걸림블록(20)으로 이루어진다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조에 의하면 걸림블록이 구비된 헤더 파이프의 특성상, 냉매튜브의 장착과정에서 많은 주의를 기울일 필요가 없기 때문에 열교환기의 생산성 향상에 도움이 되고, 용접단계에서 클래드가 냉매튜브 내로 유입되지 않기 때문에 클래드에 의해 냉매튜브의 채널이 막혀서 열교환기의 성능이 저하되는 등의 현상이 방지된다는 이점이 있다.

Description

알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조{Refrigerant tube mounting structure of Heat exchanger}

본 발명은 알루미늄 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 생산성 및 성능향상에 도움이 되는 냉매튜브의 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄 열교환기는 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 구성된 것으로서, 도 1에 나타난 것과 같이 한쌍의 헤더 파이프(10)와, 상기 양 헤더 파이프(10)(10)를 서로 연통시켜 냉매를 유동시키는 다수개의 냉매튜브(12)와, 상기 냉매튜브(12)들 사이에 개재된 다수개의 전열핀(14)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 냉매튜브(12)는 대개, 내부공간이 다수개의 채널(121)로 분할되어 전열면적을 확대시킬 수 있는 마이크로 채널(micro-channel) 타입의 것이 사용된다.

그리고, 상기 헤더 파이프(10)에는 내부공간을 수평으로 차단하여 유입된 냉매가 냉매튜브(12)를 통해 반대측 헤더 파이프(10)로 유동되도록 하는 다수개의 시퍼레이터(separator)(16)가 내장되어 있는데, 상기 시퍼레이터(16)는 좌우 헤더 파이프(10)에서의 위치가 서로 엇갈리도록 배치된다.

상기 헤더 파이프(10)에는 냉매의 유입을 위한 냉매 유입포트(101)와, 냉매의 배출을 위한 냉매 배출포트(102) 또한 구비되어 있는데, 상기 냉매 유입포트(101)는 헤더 파이프(10)의 상단부에 위치되어 있으며, 냉매 배출포트(102)는 헤더 파이프(10)의 하단부에 위치되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 알루미늄 열교환기에 의하면 냉매 유입포트(101)를 통해 일측 헤더 파이프(10)의 상단으로 유입된 냉매가 냉매튜브(12)들을 통해 좌우헤더 파이프(10)를 왕복 순환하여 아래로 흘러내린 다음 냉매 배출포트(102)를 통해 배출되는 과정에서 주위 공기와 열교환함으로써 냉각 또는 발열작용이 이루어진다.

이와 같은 종래의 알루미늄 열교환기는 헤더 파이프(10)와 냉매튜브(12) 및 전열핀(14) 등의 각 구성요소를 별도로 성형하는 성형단계와, 성형된 각 구성요소를 단순결합시키는 조립단계와, 조립된 각 구성요소를 융착시키는 용접단계를 거쳐 제작되는데, 조립단계에서는 헤더 파이프(10)와 냉매튜브(12)를 결합한 다음, 각 냉매튜브(12) 사이에 전열핀(14)을 끼워넣는 방식으로 각 구성요소를 조립하게 된다.

한편, 이러한 종래기술에서 헤더 파이프(10) 내로 인입된 각 냉매튜브(12)의 선단은 동일평면 상에 정렬되어야 하고, 헤더 파이프(10) 내측면과 일정한 간격을 유지하여야 하는데, 그 이유는 첫째, 냉매의 원활한 순환을 위해서는 헤더 파이프(10)에 유입된 냉매의 유동성이 어느 정도 확보되어야 하기 때문에 헤더 파이프(10) 내로 인입된 냉매튜브(12)의 선단이 지나치게 길면, 냉매의 유동이 저해되기 때문이며, 둘째, 냉매튜브(12)의 선단이 수평을 이루지 않고 들쑥날쑥한 상태에서는 냉매의 유동과정에서 난류가 형성되어 압손이 발생함으로써 냉매의 유동성이 떨어지기 때문이다.

그러나, 종래기술에 의하면 상기 조립단계에서 진행되는 냉매튜브 장착작업이 헤더 파이프(10)의 일측면에 다수개의 관통슬롯(10a)(도 2 참조)을 일정한 간격으로 가공한 다음, 상기 관통슬롯(10a)을 통해 냉매튜브(12)의 선단을 단순삽입하는 방식으로 이루어지기 때문에 헤더 파이프(10) 내로 인입된 각 냉매튜브(12)의 선단을 동일평면 상에 정렬시키기 위해서는 냉매튜브(12)를 헤더 파이프(10)에 삽입하기 전에 특정형태의 지그를 사용하여 각 냉매튜브(12)를 미리 정렬된 상태로 배치해야 할 뿐만 아니라 삽입과정에서 많은 주의를 기울여야 하는 등 열교환기의 생산성이 저하된다는 문제점이 발생한다.

또한, 용접단계에서는 각 구성요소의 접합부위에 클래드(clad)(C)를 도포하고 전기적으로 열을 가하여 클래드(C)를 용융시켜 구성요소를 결합시키는 브레이징(blazing)방식을 사용하게 되는데, 상술한 바와 같은 종래기술에 의하면 헤더 파이프(10) 외면에 도포된 클래드(C)가 용접단계에서 용융되어 헤더 파이프(10) 주위의 간극을 통해 헤더 파이프(10) 내로 유입된 다음, 냉매튜브(12)를 타고 흘러서 채널(121) 내로 유입되는 현상이 종종 발생하게 된다.

그리고, 도 3에 나타난 것과 같이 유입된 클래드(C)에 의해 일부 채널(121)(주로 가장자리 채널)이 막히게 되는데, 이와 같이 일부 채널(121)이 막혀서 냉매가 유동되는 채널수가 줄어들게 되면 결과적으로 냉매유동량이 감소됨으로써 열교환기의 성능이 저하된다는 문제점이 유발된다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 헤더 파이프에 구비되는 정렬수단에 의해 냉매튜브 장착 시의 작업효율과 용접 시의 불량요인이 제거됨으로써 열교환기의 생산성과 열교환 효율 향상에 도움이 되는 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조 제공을 목적으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 알루미늄 열교환기의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2는 종래기술에 따른 열교환기의 냉매튜브 장착구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 종래기술에 따른 알루미늄 열교환기에서 냉매튜브의 채널 중 일부가 막힌 상태를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 열교환기에서 걸림블록의 설치상태를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에서 냉매튜브의 장착상태를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 헤더 파이프 10b: 가이드 홈

12: 냉매튜브 121: 채널

14: 전열핀 16: 시퍼레이터

20: 걸림블록 C: 클래드

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조는, 헤더 파이프에 삽입되는 냉매튜브들의 이동을 일정위치에서 제한함으로써 각 냉매튜브의 선단이 동일평면상에 정렬되도록 하는 정렬수단을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 정렬수단은 헤더 파이프의 내부에 길이방향으로 설치되는 라인형태로서, 서로간의 간격이 냉매튜브의 폭보다 약간 좁게 이격 배치되는 한쌍의 걸림블록으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 4와 도 5를 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조는 상기 헤더 파이프에 삽입되는 냉매튜브들의 이동을 일정위치에서 제한함으로써 냉매튜브들의 선단이 동일평면상에 정렬되도록 하는 정렬수단을 포함하여 이루어진다.

상기 정렬수단은 도 4에 나타난 것과 같이 헤더 파이프(10)의 내부에 길이방향으로 설치되는 라인형태로서, 서로간의 간격이 냉매튜브(12)의 폭보다 약간 좁게 이격 배치되는 한쌍의 걸림블록(20)으로 이루어진다.

여기서, 상기 걸림블록(20)을 설치할 때는 헤더 파이프(10)의 내면에 길이방향의 가이드 홈(10b)을 형성한 다음, 상기 가이드 홈(10b)에 걸림블록(20)을 끼워넣는 방식을 사용함이 바람직한데, 이는 걸림블록(20)의 구조상(길이가 긴 라인형태) 미리 가이드 홈(10b)과 같은 가이드 수단을 설정해 놓지 않으면 양걸림블록(20)(20)을 정확히 평행을 이루도록 고정시키기 어렵기 때문이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 열교환기 조립단계에서 냉매튜브(12)를 장착할 때, 도 5에 나타난 것과 같이 냉매튜브(12)의 선단을 헤더 파이프(10)의 측면에 형성된 관통슬롯으로 삽입한 다음, 선단이 걸림블록(20)에 닿을 때까지 냉매튜브(12)를 밀어넣으면 냉매튜브(12)가 걸림블록(20)에 걸려 동일 평면상에 정렬된다.

따라서, 냉매튜브(12)의 장착 시 냉매튜브(12)의 선단을 정렬시키기 위하여 특정형태의 지그를 사용하거나 많은 주의를 기울일 필요가 없다.

그리고, 냉매튜브(12)가 장착된 상태에서는 그 선단의 가장자리가 걸림블록(20)에 접하기 때문에 용접과정에서 헤더 파이프(10)의 외면에 도포된 클래드가 관통슬롯을 통해 냉매튜브(12)의 표면을 타고 헤더 파이프(10) 내로 흘러들더라도 걸림블록(20)에 의해 차단되어 냉매튜브(12)의 안쪽으로는 돌아들어가지 못하게 된다.

그러므로, 냉매튜브(12)의 채널 중 일부가 클래드에 의해 막히는 현상이 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 알루미늄 열교환기의 냉매튜브 장착구조에 의하면 걸림블록이 구비된 헤더 파이프의 특성상, 냉매튜브의 장착과정에서 많은 주의를 기울일 필요가 없기 때문에 열교환기의 생산성 향상에 도움이 되고, 용접단계에서 클래드가 냉매튜브 내로 유입되지 않기 때문에 클래드에 의해 냉매튜브의 채널이 막혀서 열교환기의 성능이 저하되는 등의 현상이 방지된다는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 한쌍의 헤더 파이프와,

   상기 헤더 파이프의 측면을 통해 그 일단이 삽입되는 방식으로 헤더 파이프와 결합되는 다수개의 냉매튜브와,

   상기 냉매튜브들 사이에 개재된 냉각핀

   을 포함하여 이루어진 알루미늄 열교환기에 있어서;

   상기 헤더 파이프에는 삽입되는 냉매튜브들의 이동을 일정위치에서 제한함으로써 각 냉매튜브의 선단이 동일평면상에 정렬되도록 하는 정렬수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 정렬수단은

   헤더 파이프의 내부에 길이방향으로 설치되는 라인형태로서, 서로간의 간격이 냉매튜브의 폭보다 약간 좁게 이격 배치되는 한쌍의 걸림블록으로 이루어지는 알루미늄 열교환기.