KR200289452Y1 - 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을이용한 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어컨, 냉동기, 공조기기 또는 히트싱크 등에서 공기와 냉매, 공기와 물과 같은 열매체 사이의 열교환이 효율적으로 이루어지도록 다수의 평판형 방열휜이 구비된 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평판형 방열휜의 일측면에 원통형상의 버링 튜브를 일체로 형성하고, 이웃하는 평판형 방열휜의 버링 튜브가 서로 밀접하게 결합되도록 다수의 평판형 방열휜을 소정 간격으로 이격되게 조립한 다음, 서로 접촉되어 있는 버링 튜브를 브레이징하여 일체로 접합시킴으로써 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관과 평판형 방열휜을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기{Heat Exchanger using Fin Plate having plural burring tubes}

본 고안은 에어컨, 냉동기, 공조기기 또는 히트싱크 등에서 공기와 냉매, 공기와 물과 같은 열매체 사이의 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있도록 평판형 방열휜이 구비된 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단지 파이프 형상의 냉매 유동관 외주에 다수의 평판형 방열휜을 접촉시키는 것이 아니라 평판형 방열휜의 일면에 돌출되게 형성된 다수의 버링 튜브가 서로 밀접하게 접촉되도록 여러 개의 평판형 방열휜을 조립한 다음에, 이들을 브레이징 하여 접합함으로써 서로 접합된 다수의 버링 튜브에 의해 냉매가 유동하는 냉매 유동관이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 도1에 도시된 바와 같이, 냉매관(40)의 내부로 흐르는 냉매(A)와 냉매관(40)의 외부로 흐르는 매체(B) 사이의 열접촉에 의해 열교환이 이루어진다. 따라서 냉매(A)와 매체(B) 사이의 열교환 효율을 높이기 위해 냉매관(40) 주위에 다수의 방열휜(radiant fin;45)를 설치하게 된다. 이러한 방열휜(45)은 다양한 형태로 개발되어 있으나, 에어컨, 냉동기 등 냉동기기의 응축기나 증발기에서 사용되는 열교환기는 주로 평판형 방열휜이 사용된다. 이러한 평판형 방열휜(45)을 이용한 응축기나 증발기는 도2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 냉매가 유동하는 냉매관(40)에 주위에 다수의 평판형 방열휜(45)을 소정의 간격으로 설치한 휜 엔 튜브(fin tube)방식이다. 그러나 이러한 휜 엔 튜브 타입의 열교환기는 도3에서 보는 바와 같이, 냉매관(40)의 외주면에 다수의 평판형 방열휜(45)을 접촉시킨 것에 불과하기 때문에 냉매관(40)과 평판형 방열휜(45) 사이에 틈이 생겨 열교환 효율을 떨어진다. 또한 종래의 휜 엔 튜브타입의 열교환기는 파이프 형상의 냉매관(40)을 평판형 방열휜(45)의 관통구멍(47)에 삽입시킨 후 냉매관(40)을 물리적으로 확관시켜 제조되는 것이므로 여러 가지 문제가 있었다.

첫째, 냉매관을 물리적으로 확관시키기 위해서 반드시 신축성이 좋은 재질을 사용하여야 한다. 그러나 이러한 종류의 금속은 무르고 무겁기 때문에 좁은 직경의냉매관을 사용할 수 없어 냉매관의 표면적을 넓히기 어렵고 열교환기가 무거워 지는 문제가 있었다. 둘째, 냉매관의 확관공정에서 사용된 윤활유를 제거하기 위해서는 탈지, 세척 및 건조공정 등이 요구되므로 작업공정이 복잡하고 자동화를 곤란하게 하는 문제가 있었다. 셋째, 확관을 통해 평판형 방열휜에 밀접하게 접촉시킨다 하더라도 접촉부의 모세관 현상으로 수분, 유분 등에 의한 막이 형성되어 열전달 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 또한 이러한 점을 보완하기 위해서 평판형 방열휜의 면적을 크게 하거나 냉매관의 길이를 늘려야 하기 때문에 열교환기의 부피가 커지는 문제가 있었다.

그러나 최근에는 생활수준의 향상됨에 따라 에어컨이나 냉동기 등과 같은 냉동기기의 수요가 급증하고 있을 뿐만 아니라 보다 넓은 생활공간을 확보하기 위한 방안으로 이동형 에어컨이나 벽걸이형 에어컨 등과 같은 다양한 종류의 소형 에어컨이 개발되고 있다. 따라서 앞으로는 이러한 소형 냉동기기에 적용할 수 있는 가볍고 소형인 동시에 열교환 효율이 우수한 열교환기의 수요가 크게 증가될 것으로 기대된다.

이에 따라 본 고안의 주된 목적은 열전달 효율이 우수하고 가벼우며 소형인 열교환기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 평판형 방열휜과 냉매 유동관 사이에 틈이 생기지 않도록 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜을 여러 개 적층하여 다수의 버링 튜브가 서로 연통되게 접합되도록 함으로써 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관이일체로 형성된 열교환기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 별도의 파이프 형상의 냉매 유동관을 사용하지 않고 일측에 다수의 튜브가 형성된 평판형 방열휜을 여러 개 적층시켜 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관을 일체로 형성함으로써 확관공정 등 복잡합 제조공정을 생략할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 다수의 평판형 방열휜과 지지판, 리턴벤드 및 헤더 등과 같은 각종 부품들이 밀접하게 결합되도록 조립한 상태에서 브레이징 공정을 통해 한 번에 접합시킴으로써 생산공정을 단순화시키고 자동화 할 수 있는 열교환를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 재료의 선택 범위를 넓힘으로써 알루미늄이나 합금 등과 같이 가볍고 저렴한 재료를 사용하여 제조단가를 낮출 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

도1은 종래 기술에 따른 냉매관의 기본 구조를 보여 주는 단면도,

도2는 종래 기술에 따라 냉매관 및 평판형 방열휜을 이용한 열교환기를 보여주는 사시도,

도3은 종래 기술에 따른 열교환기의 부분 단면도,

도4 및 도5는 본 고안에 따라 평판형 방열휜의 일측면에 일체로 형성된 버링 튜브를 보여주는 단면도,

도6과 도7은 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 보여주는 부분 절단 사시도,

도8과 도9는 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜을 서로 접합하여 형성시킨 냉매 유통관을 보여주는 부분 단면도,

도10과 도11은 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜을 서로 접합하여 형성시킨 냉매 유통관을 보여주는 부분 절단 사시도,

도12는 본 고안에 따라 다수의 냉매 유통관이 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기의 구조를 보여주기 위한 부분 절단 사시도,

도13은 본 고안에 따라 지지판과 리턴벤드가 결합된 열교환기의 개략적인 사시도,

도14는 본 고안에 따른 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜의 다른 실시예를 보여주는 사시도,

도15는 본 고안에 따른 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기의 제조공정을 보여주는 개략적인 흐름도이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

10 : 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜 11 : 금속 박판

30 : 버링 튜브 33 : 대경부

34 : 단턱부 35 : 소경부

36 : 테이퍼부 40 : 냉매관

45 : 평판형 방열휜 50 : 냉매 유통관

60 : 지지판 63 : 연결 튜브

상술한 본 고안의 목적은 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 하나 이상의 평판형 방열휜으로 이루어진 열교환기에 의해 달성될 수 있다. 즉, 본 고안에 따른 열교환기는 종래의 파이프 형상의 냉매관을 사용하지 않고 평판형 방열휜에 일체로 형성된 다수의 버링 튜브(burring tubes)를 서로 연결시켜 냉매 유동관을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따른 상기 버링 튜브는 종래의 평판형 방열휜에 형성된 버링홀(burring holes;도3의 47 참조)과 유사한 구조를 갖는다. 그러나 종래의 버링홀은 파이프 형상의 냉매관이 관통되는 관통홀의 기능과 이웃하는 평판형방열휜 사이의 간격을 유지시키는 스페이서(spacer)의 기능을 갖는 것이었으나, 본 고안에 따른 버링 튜브는 이웃하는 평판형 방열휜 사이의 스페이서 기능을 가짐과 아울러 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관을 형성하기 때문에 튜브의 길이와 형상이 다르다.

즉, 본 고안에 따른 상기 버링 튜브는 평판형 방열휜의 일측면에 소정간격으로 이격되어 상하좌우로 형성된다. 그리고 상기 버링 튜브는 이웃하는 평판형 방열휜에 형성된 버링 튜브와 서로 결합되어 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관을 형성할 수 있도록 소정 길이로 돌출되어 있다. 이때 상기 버링 튜브는 가공이 용이하고 냉매의 흐름이 원활하도록 원형의 단면을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 원형으로 제한되는 것은 아니다. 그리고 상기 버링 튜브는 이웃하는 버링 튜브와의 결합이 가능하도록 자유단 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지거나 또는 적어도 하나 이상의 단차부를 갖는다. 즉, 상기 버링 튜브는 대경부와 소경부로 구성되고 상기 소경부의 외경은 이웃하는 대경부의 내부로 일정 길이 삽입될 수 있는 크기를 갖게 된다. 따라서 상기 버링 튜브는 대경부와 소경부 사이에 테이퍼부가 형성되거나 또는 하나 이상의 단차부가 형성되게 되는데 상기 테이퍼부와 단차부는 이웃하는 평판형 방열휜 사이의 간격을 유지시켜 주는 기능을 한다.

그리고 본 고안에 따른 열교환기는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 하나 이상의 평판형 방열휜을 접합시킴으로써 달성된다. 즉, 평판형 방열휜의 일측에 형성된 다수의 버링 튜브가 서로 결합되도록 여러 개의 평판형 방열휜을 조립하면, 연속적으로 배열된 다수의 버링 튜브에 의해 냉매가 유동할 수 있는 다수의 냉매유동관이 형성되게 된다. 따라서 본 고안은 별도의 파이프 형상의 냉매관을 사용하지 않고서도 열교환 효율이 향상된 열교환기를 제조할 수 있게 된다.

또한 본 고안에 따른 상기 버링 튜브는 소정의 두께를 갖는 금속 박판을 프레스 가공하여 일체로 형성되고 서로 연통되게 조립된 상기 버링 튜브는 질소 브레이징 노를 이용하여 일체로 접합되므로 제조공정이 단순하게 되는 특징을 갖는다. 뿐만 아니라 조립된 평판형 방열휜에 결합되는 각종 부품 예를 들어, 지지판, 리턴벤드, 헤더 등도 조립된 상태에서 질소 브레이징 노를 이용하여 한번에 접합되기 때문에 제조공정을 더욱 단순화시킬 수 있다.

한편 본 고안에 따른 열교환기 제조공정은 브레이징 용재의 도포방법에 따라 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 버링 튜브의 접합부분에 브레이징 용재를 직접 도포하는 용재 도포공정을 포함하거나 또는 미리 용재가 도포된 금속 박판을 프레스 가공하여 버링 튜브를 일체로 형성함으로써 용재 도포공정을 생략할 수 있다. 또 다른 방법은 미리 용재가 도포된 브레이징 와셔를 접합될 부분에 끼워 넣음으로써 용재 도포공정을 생략할 수도 있다. 따라서 본 고안에 따른 열교환기 제조공정은 종래의 확관공정과 세척/탈지/건조공정 등 자동화가 어려운 공정을 생략할 수 있고 조립된 부품들을 한꺼번에 일체로 접합시킬 수 있으므로 자동화가 용이하고 생산비용이 절감되게 된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜과 이러한 평판형 방열휜을 이용한 열교환기 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 먼저 도4와 도5는 본 고안에 따라 금속 박편(11)의 일측면에 돌출되게 형성된 버링 튜브(30)의 두 가지 실시예를 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 버링 튜브(30)는 금속 박판(11)의 일측면에 일체로 형성된다. 그리고 상기 버링 튜브(30)는 금속 박편(11)에 일체로 형성된 대경부(33)와 상기 대경부(33)로부터 소정 길이로 신장된 소경부(35)로 이루어진다. 이때 상기 버링 튜브(30)의 소경부(35)의 외경(d)은 대경부(33)의 내경(D)에 삽입될 수 있는 크기를 갖는다. 따라서 상기 대경부(33)와 소경부(35) 사이에는 도4에서 보는 바와 같이, 일정한 각도로 경사진 테이퍼부(36)가 형성되거나 도5에 도시된 바와 같이 소정의 높이로 단차진 단턱부(34)가 형성되게 된다. 따라서 상기 대경부(33)의 내부로 삽입된 소경부(35)의 삽입 길이는 상기 단차부(34)와 테이퍼부(36)에 의해 제한되는 동시에 상기 단차부(34)와 테이퍼부(36)는 이웃하는 평판형 방열휜(10) 사이의 간격을 유지시켜 주는 스페이서 역할을 하게 된다. 한편, 도5에 도시된 2단 버링 튜브(30)의 경우에도 대경부(33)와 소경부(35)가 약간 경사지게 된 것이 제조 및 조립공정을 용이하게 한다.

이어, 도6과 도7은 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브(30)가 형성된 평판형 방열휜(10)를 보여주는 사시도이고, 도8과 도9는 본 고안에 따른 다수의 평판형 방열휜(10)을 적층하여 냉매 유동관(50)을 형성한 것을 보여주는 단면도이며, 도10과 도11은 다수의 평판형 방열휜(10)이 적층되어 형성된 냉매 유동관(50)을 보여주는 부분 절단 사시도이다. 먼저 도6과 도7을 참조하면, 본 고안에 따른 평판형 방열휜(10)은 금속 박판(11)의 일측면에 다수의 버링 튜브(30)가 소정의 간격으로 이격되어 상하좌우로 돌출되어 있다. 상기 금속 박판(11)은 알루미늄, 동, 스테인레스 스틸, 철 및 이들의 합금 등 다양한 종류의 금속으로 제조될 수 있다. 상기 버링 튜브(30)는 대경부(33)에서 소경부(35)로 갈수록 직경이 작아지며, 상기 대경부(33)와 소경부(35) 사이에는 테이퍼부(36)가 형성되거나 적어도 하나 이상의 단턱부(34)가 형성된다. 또한 상기 버링 튜브(30)의 단면은 원형인 것이 바람직하다.

이어, 도8과 도9는 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜(10)을 여러 개 적층하여 형성된 냉매 유동관(50)을 보여준다. 도시된 바와 같이, 각 평판형 방열휜(10)에 형성된 버링 튜브(30)는 그 소경부(35)가 이웃하는 버링 튜브(30)의 대경부(33) 내부로 삽입되도록 배열된다. 이때 버링 튜브(30)의 내부로 삽입된 소경부(34)의 길이는 대경부(33)와 소경부(35) 사이의 경사도에 따라 달라진다. 그리고 도9에서와 같이, 대경부(33)와 소경부(35) 사이에 단턱부(34)가 형성된 경우에는 상기 단턱부(34)가 이웃하는 평판형 방열휜(10)의 대경부(33)에 접촉되도록 삽입된다. 따라서 이러한 방법으로 다수의 평판형 방열휜(10)을 적층시키면, 이웃하는 평판형 방열휜(10)들은 단턱부(34)나 테이퍼부(36)에 의해 소정 간격으로 이격되게 배열되고 연속적으로 삽입된 다수의 버링 튜브(30)들은 서로 연통되게 접합되어 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관(50)이 형성되게 된다. 한편, 밀접하게 결합된 상기 버링 튜브(30)의 접촉부는 후술하는 브레이징 공정을 통해 일체로 접합되게 된다.

따라서 본 고안에 따른 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜(10)은 별도의 파이프 형상의 냉매관 없이도 다수의 냉매 유동관이 일체로 형성된 열교환기를 만들 수 있게 한다. 즉, 도10 및 도11은 다수의 버링 튜브(30)를 연속적으로 접합시키면 다수의 냉매 유동관(50)을 형성할 수 있음을 보여준다. 그러므로 본 고안에 따라 제조된 열교환기는 다양한 분야에서 다양한 목적으로 응용될 수 있을 것이다. 한편, 본 고안에 따라 제조된 상기 평판형 방열휜(10)은 매우 얇은 금속 박판으로 만들어지기 때문에 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있으며 다수의 냉매 유동관(50)은 서로 연통되지 않았기 때문에 특정 목적에 사용되기 위해서는 부수적인 부품들이 더 포함되어야 할 것이다.

이하에서는 본 고안에 따라 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜(10)을 이용하여 에어컨용 열교환기를 제조하는 경우를 예를 들어 설명한다. 먼저 도12은 본 고안에 따라 적층된 평판형 방열휜(10)의 좌·우측에 지지판(60)을 설치한 것을 보여주는 부분단면 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 지지판(60)은 알루미늄, 동 또는 기타 관련합금으로 만들어지며 상술한 평판형 방열휜(10)과 동일하거나 유사한 구조를 가진다. 다만 상기 지지판(60)은 외력에 대항할 수 있는 지지력을 확보할 수 있도록 비교적 두꺼운 금속판을 사용하고, 필요한 경우에는 도시되지 않은 절곡부를 더 형성하여 지지력을 보강한다. 따라서 지지판(60)에 일체로 형성된 연결 튜브(63)는 상기 냉매 유동관(50)과 연통되도록 밀착되게 결합된 다음 브레이징 공정을 통하여 일체로 접합된다. 한편 상기 지지판(60)의 연결 튜브(63)는 버링 튜브와 동일하게 프레스 공정을 통해 일체로 제조되는 것이 바람직하나 그것이 곤란한 경우에는 원통형 연결 튜브를 지지판에 형성된 관통공에 접합하여 제조될 수도 있다.

그리고 도13에 도시된 바와 같이, 다수의 냉매 유동관(50)을 연통시키기 위한 U자형 리턴벤드(55)가 결합될 수 있다. 이때 상기 U자형 리턴벤드(55)는 상기 지지판(60)에 형성된 연결 튜브(63)에 밀접하게 결합시킨 후 브레이징 공정을 통해 일체로 접합된다. 따라서 상기 리턴벤드(55)는 두 개의 냉매 유동관(50)을 연통시켜 주입된 냉매가 다수의 리턴벤드(55)와 냉매 유동관(50)을 통해 지그재그 식으로 유동하도록 한다. 한편, 상기 리턴벤드(55)는 열교환기의 용도 및 크기에 따라 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다. 또한 상기 지지판(60)에는 냉매를 유입하기 위한 유입헤더와 냉매가 유출되는 유출헤더 등 다른 부품이 더 구비될 수도 있다. 따라서 도시된 열교환기와 리턴벤드의 형태는 단지 본 고안을 이해시킬 목적으로 제시된 것에 불과하며 그 형태와 배열방법은 당해 분야의 전문가에 의해 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 도14는 본 고안에 따른 평판형 방열휜(10)을 물결 모양(Corrugation; 17)으로 절곡하거나 다수의 공기 순환용 절결홈(Louver;19)이 형성되어 매체와의 접촉 표면적을 넓히고 매체의 유통을 원활하게 할 수 있다. 그러나 본 고안은 도시된 형태의 물결 모양(17)이나 절결홈(19)에 한정되지 않고 다양한 형태의 주름이나 절결홈을 형성할 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면를 참조하여 본 고안에 따른 다수의 버링 튜브가 형성된 평판형 방열휜과 이를 이용한 열교환기의 제조방법을 설명한다. 먼저, 도15는 본 고안에 따른 평판형 방열휜을 이용한 열교환기의 제조공정을 개략적으로 표시한 흐름도이다. 본 고안에 따른 열교환기의 제조공정은 먼저 소정의 크기를 갖는 금속 박판(11)의 일측면에 다수의 버링 튜브(30)를 일체로 형성하는 프레스 가공공정을포함한다. 상기 프레스 공정에서 상기 금속 박판(11)은 물결 모양(17)으로 절곡되거나 또는 그 표면에 다수의 절결홈(19)이 동시에 형성될 수도 있다. 이러한 프레스 가공공정은 공지의 방식에 따라 실시된다. 다만 2단 버링 튜브(30)와 같이 복잡한 구조를 만들기 위해서는 프레스 가공공정에 펀칭 공정이나 드로잉 공정이 적절하게 혼용될 수 있으며 이러한 정도는 당해 분야에서 용이하게 적용할 수 있는 기술이다. 이때 상기 금속 박판(11)은 그 표면에 브레이징 용재가 미리 도포된 것을 사용함으로써 별도의 용재 도포공정을 생략하는 것이 바람직하다.

이어, 다수의 버링 튜브(30)가 형성된 여러 개의 평판형 방열휜(10)은 상기 버링 튜브(30)들이 서로 연통되도록 삽입시켜 다수의 냉매 유동관(50)을 형성하는 조립공정을 거치게 된다. 이때 각 버링 튜브(30)의 소경부는 이웃하는 버링 튜브(30)의 대경부 내부로 일정 깊이 삽입되어 밀접하게 결합되고, 각 평판형 방열휜(10)은 대경부와 소경부 사이에 형성된 단턱부나 테이퍼부에 의해 일정한 간격으로 이격되게 배열된다. 한편, 상기 프레스 공정에서 브레이징 용재가 도포된 금속 박판을 사용하지 않은 경우에는 평판형 방열휜(10)을 조립하기 전에 브레이징 될 부분, 예를 들어, 소경부의 외주면과 대경부의 내주면에 브레이징 용재(Filler Metal)를 충분히 도포시키는 용재 도포공정이 필요하다.

한편, 본 고안에 따라 평판형 방열휜(10)을 가공하는 상기 공정과는 별도로 적층된 평판형 방열휜(10)에 결합되는 각종 부품, 예를 들어 리턴벤드(55), 지지판(60) 및 헤더 등도 각각의 부품 가공공정을 통해 제조된다. 이러한 부품 가공공정은 당해 분야에서 이미 알려진 것이며 본 고안의 기술적 사상과 거리가 있는것이므로 상세한 설명은 생략한다. 그리고 이러한 부품들은 적층된 평판형 방열휜(10)에 밀접하게 조립된다. 이때 상기 부품들의 접합부분에는 브레이징 용재를 충분히 도포하거나 또는 접합될 부분에 브레이징 용재가 도포된 와셔를 끼워 넣는다.

이어서, 상술한 조립공정을 통해 결합된 다수의 평판형 방열휜(10)과 각종 부품들은 질소 분위기의 브레이징 노를 통과하면서 일체로 접합된다. 여기서 브레이징(Brazing)은 접합하고자 하는 모재의 용융점 이하에서 모재는 상하지 않고 용재(filler metal)를 녹여 모재를 접합하는 기술이다. 이러한 브레이징은 모재를 가열하여 일정한 온도에 이르면 용재가 녹아서 모세관 현상에 의해 모재의 접합부분 틈 사이로 흘러 들어가서 양 모재를 일체로 접합시키는 원리를 이용한 것이다. 일반적으로 브레이징은 다른 접합보다 강한 접합강도를 얻을 수 있고 별도의 후가공이 필요 없으므로 자동화가 가능한 특징이 있다.

한편, 브레이징할 때에는 플럭스를 사용하거나 환원성 분위기 또는 진공부위기 중에서 가열함으로써 산화물 생성을 억제하여 용재가 양 모재 사이로 잘 흘러 들어가도록 하여야 한다. 따라서 본 고안은 질소 브레이징 노(Nitrogen Brazing Furnace)를 사용하여 브레이징 한다. 이와 같이 질소 브레이징 노를 사용하면 플럭스를 사용하기 않기 때문에 사용된 플럭스를 제거하기 위한 세척 및 건조공정을 생략할 수 있어 자동화에 더욱 유리하다. 또한 브레이징은 모세관 현상에 의해 이루어지는 것이므로 양 모재 사이에 적당한 접합간격을 유지하는 것이 중요하다. 예를 들어 브레이징은 상당한 고온에서 이루어지므로 이종금속의 경우 열팽창 계수를 고려하여야 접합간격을 설계하여야 한다.

이어서, 상기 브레이징 공정이 완료된 후, 평판형 방열휜의 표면을 코팅하기 위한 코팅 처리공정이 더 포함될 수 있다. 즉, 응결수등의 수분이 원활히 흘러내릴 수 있도록 하기 위한 친수코팅, 미생물이나 세균의 발생을 억제하기 위한 항균처리, 부식방지를 위한 방식처리 등을 할 수 있다. 이러한 코팅공정은 당해 분야에서 널리 알려진 것이므로 상세한 설명을 생략한다.

끝으로 본 고안에 따른 열교환기를 이용하여 냉매 증발기를 제조하는 경우에는 액화되어 유입되는 냉매를 균일하게 분배하기 위한 분배기와, 분배된 고압의 액체를 교축팽창 시키기 위한 하나 이상의 모세관 그리고 상기 모세관을 통과하여 증발이 시작된 냉매를 열교환부로 유도하기 위한 유도관 등이 필요하므로 이러한 부품들 또한 각각의 공정을 통해 제작한 후 본 고안에 따라 적층된 평판형 방열휜에 조립하여 일체로 브레이징 한다.

그리고 본 고안에 따른 열교환기를 이용하여 냉매 응축기를 제조하는 경우에는 압축기에서 유입되는 냉매가 도입되는 입구헤더와, 열교환부를 통과하는 동안 냉각되어 액체화된 냉매를 분배기 등으로 보내기 위한 출구헤더 등이 더 포함되므로 이러한 헤더도 별도의 공정을 통해 제작한 후 일체로 브레이징하여 접합시키는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 평판형 방열휜의 일측에 형성된 다수의 버링 튜브를 연속적으로 접합하여 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관을 형성하기 때문에 냉매 유동관과 평판형 방열휜이 일체로 접합되어 열교환 효율이 크게 향상되는 효과가 있다.

또한 본 고안은 평판형 방열휜의 일측에 형성된 다수의 버링 튜브를 연속적으로 접합하여 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동관을 형성하므로 별도의 파이프 형상의 냉매관이 필요 없게 되어 소형화 경량화가 가능하고, 냉매관 삽입, 냉매관 확관, 탈지, 세척 등의 복잡한 공정을 생략할 수 있어 생산공정을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안은 적층된 다수의 평판형 방열휜과 상기 적층된 평판형 방열판에 설치되어 평판형 방열휜을 지지하는 지지판과 냉매를 원활히 입출하기 위한 입구헤더, 리턴벤드 및 출구헤더 등을 한번의 브레이징 공정을 통해 일체로 접합시키므로 생산공정이 단순하게 되어 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 고안에 따라 알루미늄으로 이루어진 열교환기는 종래의 동파이프를 이용한 열교환기에 비하여 중량에서 약 30%이상, 제조단가에서 약40%이상 절감하는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 소정의 크기와 두께를 갖는 금속 박편과; 상기 금속 박편의 일측에 소정 간격으로 이격되게 상하좌우로 형성된 다수의 버링 튜브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜.
2. 제1항에 있어서,

   상기 버링 튜브는 이웃하는 평판형 방열휜에 형성된 버링 튜브와의 결합이 가능하도록 자유단 쪽으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜.
3. 제1항에 있어서,

   상기 버링 튜브는 대경부와 소경부로 구성되고 상기 대경부와 소경부 사이에 하나 이상의 단차부가 형성되며 상기 소경부의 외경은 상기 대경부의 내부로 삽입될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 버링 튜브는 대경부와 소경부로 구성되고 상기 대경부와 소경부 사이에는 테이퍼부가 형성되며 상기 소경부의 외경은 상기 대경부의 내부로 삽입될 수있는 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜.
5. 제1항에 있어서,

   상기 금속 박판은 알루미늄, 동, 스테인레스 스틸, 철 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜.
6. 평판형 방열휜의 일측면에 돌출된 다수의 버링 튜브가 연속적으로 접합되도록 적층하여 형성된 다수의 냉매 유동관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 적층된 다수의 평판형 방열휜의 양측에 결합되어 평판형 방열휜을 지지하는 지지판을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
8. 제6항에 있어서,

   상기 적층된 다수의 평판형 방열휜의 표면에 친수처리, 항균처리 또는 부식처리를 위한 적어도 하나 이상의 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
9. 제7항에 있어서,

   상기 지지판은 상기 평판형 방열휜의 버링 튜브에 대응하도록 일측면에 연결 튜브가 형성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
10. 제7항에 있어서,

    상기 지지판의 일측에 형성된 연결 튜브에 U자형의 리턴벤드를 더 설치하여 서로 다른 냉매 유동관을 연통시키는 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
11. 제7항에 있어서,

    상기 평판형 방열휜은 물결 형상으로 절곡된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.
12. 제7항에 있어서,

    상기 평판형 방열휜은 다수의 절결홈을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 다수의 버링 튜브가 일체로 형성된 평판형 방열휜을 이용한 열교환기.