KR20030062223A

KR20030062223A - 열 교환기의 마이크로채널 튜브용 탱크와 캡 어셈블리

Info

Publication number: KR20030062223A
Application number: KR1020020086679A
Authority: KR
Inventors: 콜러그레고리티.; 로빈슨에드워드에이.
Original assignee: 모다인 매뉴팩츄어링 컴파니
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2003-07-23
Also published as: EP1327847A1; CN1432785A; CN100342198C; US20030131981A1; TW200306404A

Abstract

본 발명은 자신의 종단으로 연장되는 다수의 내부 포트(22)를 가지는 플랫형 튜브(10)를 포함하는 열 교환기에 관한 것이다. 캡(14)은 튜브(10)를 수용하는 슬롯(28)을 포함하고, 상기 캡(14)은 차례로 탱크(16)에 수용된다. 상기 구성은 조립이 용이하고 튜브(10) 내부의 상기 포트(22)가 조립 과정동안 막히지 않도록 한다.

Description

열 교환기의 마이크로채널 튜브용 탱크와 캡 어셈블리 {TANK AND CAP ASSEMBLY FOR USE WITH MICROCHANNEL TUBING IN A HEAT EXCHANGER}

본 발명의 기본적인 목적은 신규하고 개선된 열 교환기를 제공하는 것으로서, 자세하게는, 열 교환 회로에 연결될 수 있는 튜브 종단에 배치되는 개선된 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 열 교환기에 관한 것으로, 특히 열 교환기의 구성에 채용되는 마이크로채널용 탱크와 캡 어셈블리에 관한 것이다.

최근 몇 년간 열 교환기의 구성에 있어서 압출성형된 알루미늄 튜브의 사용이 크게 증가하였다. 종종 상기 알루미늄 튜브는 단축방향 치수와 이 보다 긴 장축방향 치수를 가지며 플랫형 단면(종종 동일한 의미로 "타원형 횡단면"이라 불림)을 가진다. 일반적인 경우 다수의 각 포트들은 튜브의 일 종단에서 다른 종단으로 연장되며, 전형적으로 튜브의 장축방향을 따라 일렬로 배열된다. 상기 포트들은 종종 정사각형 또는 직사각형의 단면을 가지나, 몇 경우에는 삼각형 또는 사다리꼴형의 단면을 가진다. 또한 상기 포트들은 원형 단면을 가질 수도 있다.

포트의 치수 범위는 상대적으로 큰 포트들은 10㎜ 이상의 유압 직경을 가지며, 드물게는 1.8㎜ 이하의 유압 직경을 가지는 작은 포트들도 있다.

상대적으로 작은 유압 직경의 포트(예컨대, 1.8㎜ 이하)를 포함한 튜브를 종종 마이크로채널 튜브라고 한다. 생각건대, 이것은 각각의 포트들과 채널들의 유압직경이 작은 유압 직경을 가지기 때문이다.

어떤 경우든, 어떤 종류의 튜브가 열 교환기에 구비되더라도, 튜브 또는 다수의 튜브 내의 포트들을 포함하는 유압 회로로 상기 튜브를 연결하기 위한 수단이 튜브의 각 종단면에 제공되어야 하고, 유체 열 교환기는 상기 튜브 또는 다수의 튜브의 중간을 통과한다. 압출성형된 튜브의 종단과 함께 통합된 일체형을 성형하는 것은 실용적이지 못하기 때문에, 상기의 유압 회로에 튜브를 연결하기 위해 사용되는 다양한 구성요소들은 대체로 별개로 구성되고, 상기 튜브들의 종단에 위치한다. 이는, 결과적으로 부착물들이 누출을 방지하기 위하여 튜브의 종단이 실링 되어야한다는 것을 의미한다. 그리고 이와 같은 실링은 실링의 매질이 튜브의 하나 이상의 포트를 부분적으로 또는 전체적으로 막지 않도록 하는 방법으로 이루어져야 한다. 물론 막힘 문제는 포트의 크기가 작아질수록 더욱 정교하여야 한다. 따라서 실링 작업의 결과로 인한 마이크로채널 튜브의 포트 막힘 가능성은 상대적으로 큰 포트를 가지는 튜브(예컨대, 상대적으로 큰 유압직경의 포트)의 그것보다 훨씬 크다.

일반적인 경우 납땜은 조립된 관계에서 구성요소들을 서로 금속적으로 결합하기 때문에 알루미늄 열 교환기의 부품을 서로 실링하는 데 있어서 선택되는 방법이다. 구성요소들은 서로 조립되고, 납땜 과정을 통하여 영구적인 결합 및 여러 구성요소들간의 실링이 이루어져 조립된 관계로 유지된다. 결과적으로 구성요소들의 상호간 조립이 최소의 에러 가능성을 가지고 이루어지는 것이 반드시 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기의 하나 이상의 문제점을 극복하며, 그리고/또는 상기의 하나 이상의 인용된 바람직한 특징을 제공하는 열 교환기 어셈블리와 그 구성요소를 제시하고자 한다.

본 발명의 기본적인 목적은 신규하고 개선된 열 교환기를 제공하는 것으로서, 자세하게는, 열 교환 회로에 연결될 수 있으며 튜브 종단에 배치되는 개선된 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 열 교환기의 분해도.

도 2는 명확하게 하기 위해 분해된 도 1의 부품이 조립된 관계를 나타내는 도면.

도 3은 도 1과 도 2에서 도시된 두 부품을 다른 각도에서 본 조립도.

도 4는 도 3과 유사한 것으로 본 발명의 변형된 실시예를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에서 사용된 탱크의 변형된 실시예를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에서 사용되는 캡에 삽입된 슬롯을 확대한 단면도.

도 7은 도 6에서 선 7-7을 따라 절단했을 경우의 개략적 단면도.

본 발명의 바람직한 실시예는 자신의 종단으로 연장되는 내부 포트를 가진플랫형 튜브를 포함하는 열 교환기를 통하여 상기 발명의 목적을 달성한다. 캡이 제공되어, 튜브 종단을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 가지는 대체로 캡의 중심에 위치한 슬롯을 구비하고, 상기 튜브가 상기 캡을 완전히 통과할 수 있도록 한다. 상기 캡 본체는 슬롯이 형성되며 상기 캡은 슬롯과 명목상 동심원을 갖는 외면을 구비한다. 상기 외면은 튜브 정면과 이로부터 이격되어 있는 대향면을 가지며, 상기 튜브 정면에서의 상기 캡의 외주(外周)가 대향면에서의 외주보다 더 길다. 또한 탱크가 구비되며, 상기 탱크는 캡 수용 종단, 상기 캡 수용 종단으로부터 이격되어 있으며 유체가 유입 또는 방출되는 종단, 상기 캡 수용 종단의 내부 공동, 및 상기 캡 수용 종단에서 떨어져 소정의 위치에 있는 상기 공동으로부터 유체가 유입 또는 방출되는 종단까지 연장되는 포트를 포함하는 본체를 포함하며, 상기 공동은 계단식 벽이 제공되어, 제1섹션은 상기 캡의 상기 튜브 정면을 꼭 맞도록 수용하는 크기이며 제2섹션은 제1섹션으로부터 떨어져 있으며 상기 튜브의 내부 포트를 차단함이 없이 상기 튜브 종단을 지지하는 크기를 가진다. 중간 섹션은 상기 제1섹션과 제2섹션 사이에 위치하며 상기 튜브 정면이 제1섹션에 수용되었을 때 상기 튜브 정면과 대향면 사이의 소정의 위치에서 상기 캡을 지지하는 크기이다. 상기 탱크는 상기 캡이 상기 탱크로 진입하는 것을 제한하는 캡 정지부 역할을 하는 상기 중간 섹션과 상기 튜브가 상기 공동으로 진입하는 것을 제한하는 튜브 정지부 역할을 하는 상기 제2섹션으로 상기 캡을 수용한다.

본 발명의 한 가지 실시예로서 플랫형 튜브 정면과 왕관형 대향면을 가지는 캡이 고려된다. 칼라(COLLAR)가 상기 캡이 형성된 본체의 왕관형 대향면 상에서 슬롯을 둘러싸며 위치한다. 상기 탱크의 상기 내부 공동은 타원형 단면을 가지며 나아가 상기 탱크의 본체 중 유체가 유입 또는 방출되는 종단에 돌출부(STUB)를 가지며 상기 탱크의 상기 포트는 상기 돌출부를 통하여 연장된다. 상기 내부 공동의 상기 제1섹션, 제2섹션, 중간 섹션은 상기 탱크 상에서 타원형으로 형성되며, 바람직한 실시예에서, 상기 제2섹션은 돔(dome) 형태의 타원형으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 캡은 평면 디스크 형태의 본체를 가지며, 상기 튜브 대향면 상에서 상기 슬롯을 둘러싸는 칼라를 구비한다. 상기 탱크의 내부 공동은 타원형 단면을 가진다. 상기 탱크 본체 내의 상기 포트는 상기 본체의 일 면으로 개방된다.

바람직한 실시예에서, 상기 튜브 정면 및 상기 대향면 중간에 있는 상기 캡 외부는 볼록 형태의 돔이다.

바람직한 실시예에서, 상기 캡의 상기 슬롯은 상기 튜브 수용 면이 나팔형의 오목한 종단을 가진다.

바람직한 실시예에서, 상기 튜브와 상기 슬롯의 접속부에 존재하며, 조립과정 중에 상기 튜브를 상기 슬롯 내에 배치하는 것을 방해하지 않으며, 상기 튜브를 지지하기 위해 상기 튜브와 상기 캡 사이에서 억지 끼워맞춤을 제공하는 크기를 갖는 적어도 하나의 탱(TNAG)이 구비된다.

본 발명의 다른 목적과 이점은 도면과 함께 다음의 설명에서 명백해진다.

본 발명에 따라 제작된 열 교환기의 구체적인 실시예가 도 1에 분해되어 도시되어 있다. 도 1은 3개의 주요 구성요소를 포함한다. 실제로는 하나 또는 그 이상의 추가 구성요소(도시하지 않음)가 필요할 수 있다. 도시된 것을 살펴보면 튜브(10)는 캡(14)에 수용되는 종단(12)을 가진다. 차례로 상기 캡(14)은 탱크(16)에 수용된다. 상기 탱크(16)는 튜브(10)를 통과하도록 되어있는 열 교환 유체를 유압 회로에 연결되도록 구성된다.

상기 튜브(10)에서, 대체로 사각 또는 타원형 단면을 가지며 상기 튜브(10)의 마주 보는 두면(18) 사이의 거리를 장축방향 치수 D_M이라 하고 상기 튜브(10)의 또 다른 마주 보는 두면(20) 사이의 거리를 단축방향 치수 Dm이라 한다.

도 1에서 명확하게 도시한 바와 같이, 상기 튜브는 튜브의 양 종단을 관통하는 다수의 내부 채널 또는 포트(22)를 가진다. 도시된 바와 같이 다수의 상기 포트들은 삼각형 또는 사다리꼴형이지만, 어떠한 형태의 바람직한 형태라도 가질 수 있다. 상기 튜브(10)가 마이크로채널 튜브일 때, 상기 포트(22)는 상대적으로 작은 유압 직경을 가지며 이는 약 1.8㎜ 이하일 수 있다.

일반적인 경우 상기의 튜브(10)는 압출 성형된 알루미늄 튜브이다. 바람직하게는 알루미늄으로 제작된 상기 튜브(10)는 몇 가지 이유로 필수적이진 않지만 납땜 합금 없이 제작된다. 필요한 경우, 상기 튜브(10)는 소위 S자형(serpentine) 열 교환기를 제공하기 위하여 전방 및 후방으로 직진하는 흐름이 다수의 묶음으로 연결되어 선회할 수 있다. 따라서 상기 튜브(10)의 상기 특수한 형태는 상기 열 교환기가 놓여지는 특수한 용도에 맞도록 변형될 수 있다.

상기 캡(14)에 대하여, 마찬가지로 알루미늄으로 다이 가공에 의해 제작될수 있으며, 튜브 수용 종단(24)과 상기 튜브 수용 종단(24)과 이격된 반대 종단(26)을 가진다. 도 1 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 캡(14)은 대체로 중심에 위치하여 상기 캡(14)의 상기 반대 종단(26)상에 돌출된 고리(30)를 통하여 연장되는 튜브 수용 슬롯(28)을 포함한다. 상기 슬롯(28)은 상기 튜브(10)를 꼭 맞도록 수용하는 형상, 즉 상기 슬롯(28)은 상기 튜브 단면의 치수 D_M과 Dm 보다 미세하게 큰 소정의 치수를 가지며, 종단 면(18)으로 접근함에 따라 둥근 종단을 가진다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 튜브 면과 상기 슬롯의 모서리 사이에 최소 공차를 가지고 상기 튜브(10)가 상기 슬롯(28)으로 자유롭게 수용될 수 있다. 상기의 공차는 바람직하게는 약 0.005인치를 초과하여서는 안되며, 0.001 인치 이상 0.003 이하의 범위이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 미세한 간섭이 발생됨을 알 수 있다.

상기 캡(14)은 또한 출구(34)에서 상기 캡(14)의 상기 튜브 수용 면(24)으로 이어지는 돔(dome)형태의 내부 공동(32)을 가지며, 상기 출구(34)는 대체로 상기 슬롯(28) 및 상기 튜브(10)의 중심과 동심이며, 보다 큰 소정의 치수를 가진다. 즉, 상기 출구(34)는 상기 여러 면 및 상기 튜브(10)의 슬롯(28)에 대하여 외측으로 확대되는 나팔형이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기의 캡(14)은 또한 알루미늄으로 제작되며, 상기 공동(32) 및 상기 슬롯(28)의 내부 표면 뿐 아니라 외부 표면에도 납땜 합금을 결합할 수 있다. 즉, 상기 캡(14)은 양면 납땜 클래드(double-side braze clad)이다.

도 1과 도 3에서, 상기 탱크(16)는 금속 본체로부터 또는 바람직하게는 알루미늄으로부터 충격 압출돨 수 있으며, 캡 수용 종단(40)과 대향하는 유체가 유입 또는 방출되는 종단(40)을 가진다. 대체로 실린더 형태인 돌출부(44)는 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단(40)에 위치하여 유체의 열 교환 회로로 연결하기 위한 것으로, 내부 포트(46)(도 3)를 가지며, 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단(40)에서 상기 돌출부(44)로 연장되어 개방된다. 상기 포트(46)는 상기 탱크(16) 내로 연장되며, 상기 캡 수용 종단(40)으로 개방된 상기 내부 공동(48)으로 연장된다. 항상은 아니지만, 대체로 상기 포트(46) 및/또는 상기 돌출부(44)는 도시되지 않은 연결 보조 구조물 예컨대 나사, 나팔형 관, 납땜 컵 등을 제공한다.

상기 내부 포트(48)는 도 3에 평이하게 도시된 바와 같이 계단형이며 상기 캡(14)의 외주를 그 튜브 수용 종단(24)에서 꼭 맞게 수용하는 크기인 제1섹션(50)을 포함한다. 상기 공동(48)은 제2섹션(52)을 포함하며, 상기 제2섹션(52)은 상기 제1섹션(50) 및 상기 제1섹션(50)과 상기 제2섹션(52) 사이에서 연장되는 상기 중간 섹션(54)으로부터 떨어져 있다. 외주 지지부(56)은 상기 제1섹션과 상기 중간 섹션(54)의 접속부에 위치하며, 비슷하게 소형 지지부(58)는 상기 중간 섹션(54)와 상기 제2섹션의 접속부에 위치한다.

상기 면(50, 52, 54)은 상기 포트(46)의 축 상에서 어느 부분에서나 타원형의 수직단면을 가지는 것을 알 수 있다

도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 중간 섹션(54)은 상기 캡(14)상의 상기 칼라(30)를 수용하는 치수이며, 동시에 상기 지지부(58)는 슬롯(28)을 통하여 수용되는 상기 튜브(10)의 종단(12)을 고정할 수 있도록 한다. 즉 상기 지지부(58)는 상기 튜브(10)의 종단(12)에서 상기 튜브의 종단면을 끼워 맞출 수 있는 크기이다. 또한 상기 지지부(58)는 상기 포트(22)의 상기 종단(12)에서 유체의 흐름이 방해되지 않도록 상기 포트(22)의 어느 부분과도 겹쳐지지 않도록 해야한다. 따라서, 상기의 지지부(58)는 상기 캡(14)을 통과하는 상기 튜브(10)가 상기 공동(48) 내부로 이동하는 것을 제한하는 정지로써 작용하여, 상기 돔(dome) 형태의 제2섹션(52)이 상기 포트(46)에 대한 유체 저장 공간으로서의 역할을 하도록 한다.

상기 지지부(56)는 상기 캡(14)이 상기 공동(48)으로 수용될 때, 상기 캡(14)의 튜브 수용 종단(24)이 상기 탱크(16)의 상기 캡 수용 종단(40)과 동일 평면인 지점에서 상기 캡(14)상의 돔(dome)형태의 외부 표면(26)을 지지하도록 도 2와 같이 위치한다.

일반적인 경우, 상기 탱크(16)의 모든 표면에는 납땜 합금 또는 납땜 클래딩이 없다. 따라서, 바람직한 실시예에서 오직 상기 캡(14)만이 납땜 클래드이고 그것은 양면 납땜 클래드 요소이다. 이러한 구성의 결과로, 상기 튜브(10)와 상기 탱크(16) 간의 납땜 클래딩 비용을 피할 수 있다. 그러나 상기 캡(14)의 구성요소가 도 2에서와 같이 조립되어 질 때는, 납땜 온도에 따라 효과적인 납땜 클래딩 재료가 제공되어, 상기 납땜 클래딩이 흘러 상기 슬롯(28) 내에서 상기 캡(14)이 상기 튜브(10) 외부 표면과 결합 및 실링이 이루어지며, 상기 캡(14)의 상기 튜브 수용 종단(24)과 상기 탱크(16)의 캡 수용 종단(40)에 인접한 그들의 접속부에서 상기탱크(16)와 상기 캡(14)의 접속부의 실링이 이루어진다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 튜브 수용 종단(24)과 인접한 상기 공동(32)의 나팔형태는 상기 튜브 종단(12)이 상기 슬롯(28)에 삽입될 때 안내 동작을 제공한다. 상기 튜브 종단(12)과 상기 슬롯(28)이 아무리 잘못 정렬되더라도 상기 공동(32)의 상기 나팔형태에 의해 제공되는 캠 작용에 의하여 상기 종단(12)은 정렬이 이루어지도록 이동하여 상기 슬롯(28)을 관통한다.

앞서 암시된 바와 같이, 상기 튜브(10)의 종단(12)의 반대 종단에서 튜브(10)를 열 교환기 회로에 연결하기 위하여 또 다른 장비가 적용될 수 있다. 일반적인 경우, 상기 반대 종단에 적용된 장비는 첨부된 도면에서 예시된 것과 실질적으로 동일할 수 있으나, 사용자가 예컨대 다수의 상기 튜브(10)의 종단들을 수용할 수 있는 헤더 또는 매니폴드와 같은 장비를 포함하여 적용하고자 경우에는 선택적으로 어떤 종류의 장비라도 적용할 수 있다.

도 4에서 도시된 실시예에서, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있는 도 4는 유사한 구성부분이 이용된 곳에 유사한 참조 번호가 사용되었다. 상기 캡(14)은 대체로 평면 디스크 형태의 부품(60)으로서 튜브 수용 종단(62)과 반대 종단(64)을 가진다. 칼라(66)는 슬롯(28)을 둘러싸며 상기 반대 종단(64)상에 위치하여 디스크 형태 부품(60)을 관통하여 연장된다. 도 4에 도시된 상기 캡(14)은 도 1, 2 및 3에 도시된 탱크(16)와 함께 사용될 수 있으며, 전형적으로는 상기 캡(14) 수용 종단(40)과 상기 지지부(56) 사이의 거리가 상기 디스크 형태 부품(60)의 두께로 축소될 것이다.

도 4는 또한 탱크의 변형된 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는 상기 공동(32)은 돔(dome) 형태의 제2섹션(52)을 가지는 대신, 도면부호(70)에서 도시된 바와 같이 동일한 수직 단면을 끝까지 유지한다. 또한 포트(46)를 가진 돌출부(44)가 제공된다. 이 실시예에서 상기 탱크(16)는 충격 압출되기 보다는 도시된 형상으로 밀링 가공될 수 있다.

대체로 도 3에 도시된 상기 탱크(16)의 실시예가 도 4에 도시된 것보다 바람직하다. 이는 상기 탱크(16) 내부의 공동(48) 중 상기 돔(dome) 형태의 상기 제2섹션(52)이 상기 튜브 종단(12)으로부터 상기 포트(46)로 유입되는 유체에 더 좋은 방향성을 제공하기 때문이다.

또 다른 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 변형된 탱크 구조(16)가 나타나 있다. 이 실시예에서, 상기 돌출부(44)가 상기 포트(46)의 축 방향을 따라 생략되었다. 상기 포트(46)를 대신하여, 탱크(16)를 구성하는 본체의 상기 유체가 유입 또는 방출 종단(42)과 인접하여 측면으로 유도된 포트(74)가 배치된다. 상기 내부 공동(48)은 다시 상기 탱크(16)의 상기 캡 수용 종단(40)으로 개방되며, 상기의 실시예에서 도시된 형상 중 하나의 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 탱크(16)는 도 3에서 예시된 형상 또는 도 4에서 도시된 형상을 가질 수 있다.

따라서, 상기 탱크(16) 중 특정한 하나를 선택하는 것은 상기 열 교환기가 장착되는 위치와 상기 포트(46,74)의 연결이 이루어지는 위치에 따라서 결정될 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 6은 위에서 기술되고 개시된 캡을 형성하는 데 적합한 본 발명의 바람직한 특징을 도시하고 있다. 특히, 상기 튜브(10) 면과 정렬되는 상기 캡(14)의 상기 슬롯(28) 대향 면(80, 82)은 대체로 V자 형태인 탱(TANG)이 안쪽 방향으로 된다. 상기 탱(84)은 수천 분의 1인치 정도 상기 측면(80, 82)사이의 거리를 축소하여 상기 튜브(10)의 단축 방향 치수 Dm보다 작도록 한다. 결과적으로, 미세한 억지 끼워맞춤이 발생한다. 상기의 억지 끼워맞춤은 튜브(10)가 상기 슬롯(28)으로의 용이한 삽입을 방해하는 데는 불충분하지만, 상기 슬롯(28) 내에서 상기 튜브(10)를 지지하는 데는 충분하다. 일단 상기 튜브(10)가 유도되면 상기 조립 과정동안 자가 고정 작용이 이루어진다. 다시 말해, 상기 끼워맞춤은 상기 캡(14) 내부로 상기 튜브 종단(12)이 삽입되는 것을 방해하지 않으며, 상기 튜브(10)가 상기 캡(14)으로부터 탈락되거나 상기 캡(14)이 상기 튜브(10)의 상기 종단(12)으로부터 탈락되는 것을 방지하는 데 충분하다.

도 7은 또한 도 4에서 도시된 상기 캡(14)의 실시예가 적용된 본 발명의 바람직한 특징을 나타내고 있다. 특히 상기 캡(14)이 평면 디스크 형태 부품(60)인 경우 상기 슬롯(28)이 상기 튜브 수용 종단에 위치한 결합지점에서 상대적으로 충분히 원형(88)이라는 것을 알 수 있다. 도 1, 2 및 3에서 도시된 상기 캡(14)의 공동(32) 방향으로 확대되는 출구(34)가 상기 튜브(10)의 상기 종단(12)을 위해 안내 동작을 제공하는 것과 마찬가지로, 상기 원형(88)은 상기 튜브(10)의 종단(12)이 도 4에 도시된 실시예에서의 캡(14)으로 수용되는 데 안내 동작을 제공한다.

도 4 및 7에서 도시된 실시예의 상기 캡은 양면 납땜 클래드 예컨대, 상기 슬롯(28) 내부뿐만 아니라 상기 평면 디스크 형태의 부품(60)의 외주상에도 납땜합금이 존재하는 납땜 클래드임을 또한 알 수 있다.

일반적인 과정에서, 상기 캡(14)은 전술한 바와 같이 상기 공동(48)의 내부에 대체로 설치된다. 도 1의 (90)로 표시된 위치에서, 상기 탱크(16)는 상기 캡(14) 주위로 말뚝, 펀치, 망치 등에 의해 두드려져 상기 캡(14)을 고정하고 또한 상기 탱크(16)의 상기 공동(48) 안에서 상기 캡(14)이 유지되며 납땜 과정동안 자가 고정을 제공하는 상기 지지부(56)에서 지지된다.

전술한 바로부터 본 발명에 따라 제작된 열 교환기는 단순하며, 제작하기 용이하다. 상기 튜브의 종단(12)의 안내 동작은 조립을 간단하게 하고, 각 부품들은 탱(TANG)(84)이 적용되고 말뚝, 펀치, 망치 등에 의해 두드려지면 기본적으로 자가 고정이 된다. 상기 열 교환기는 요구되는 열 교환 유체의 출구 또는 입구의 방향에 따라 상기 탱크(16)중에 적절한 하나를 단순히 선택함으로써 극단적으로 변형가능하며, 결과적으로 다양한 환경에서 사용될 수 있다.

납땜 클래드 또는 납땜 합금은 오직 상기 캡(14)과 도 2에서 알 수 있듯이 상기 지지부(58)에 대하여 상기 캡(14)의 안쪽으로 위치한 상기 튜브(10)의 상기 종단(12) 상에만 위치한다. 납땜 합금은 납땜 과정동안 상기 튜브(10)의 상기 종단(12)으로 이동되지 않으며 상기 포트(22)의 어느 것과도 결합하여 막히지 않는 다. 이는 상기 튜브(10)가 소위 마이크로채널을 가진 튜브일 때 특히 중요한 특징이다. 비슷하게, 상기 지지부(58)의 구성은 상기 튜브(10)가 상기 탱크(16)로 너무 깊이 수용될 수 없도록 보장하며, 이어지는 동작을 방해할 수 있는 상기 포트(22)의 막힘을 피할 수 있도록 한다.

Claims

열 교환기에 있어서,

자신의 종단으로 연장되는 포트를 가진 플랫형 튜브;

튜브 종단을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 가지며 대체로 중심에 위치한 슬롯을 구비하고, 상기 튜브가 상기 슬롯을 완전히 통과할 수 있도록 하며, 상기 슬롯이 형성되는 본체 및 상기 슬롯과 명목상 동심원을 갖는 외면을 구비하는 캡;

캡 수용 종단, 상기 캡 수용 종단으로부터 이격되어 유체가 유입 또는 방출되는 종단, 상기 캡 수용 종단으로 개방된 내부 공동, 및 상기 캡 수용 종단으로부터 떨어져 있는 소정 위치에 있는 상기 공동으로부터 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단까지 또는 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단 근처의 소정 위치까지 연장되는 포트를 구비하는 탱크

를 포함하며,

상기 외면은 튜브 정면과 상기 튜브 정면으로부터 이격되어 있는 대향면을 가지며, 상기 튜브 정면에서의 상기 캡의 외주가 상기 대향면에서의 외주보다 길고,

상기 공동은 상기 캡의 상기 튜브 정면을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 갖는 제1 섹션, 상기 제1 섹션으로부터 떨어져 있으며 상기 튜브의 내부 포트를 차단함이 없이 상기 튜브 종단을 지지하는 크기를 갖는 제2섹션, 및 상기 제1섹션과 상기 제2섹션 사이에 위치하며 상기 튜브 정면이 상기 제1섹션에 수용될 때 상기 튜브정면과 상기 대향면 사이의 소정의 위치에서 상기 캡을 지지하는 크기를 갖는 중간 부분을 포함하는 계단식 벽을 구비하고,

상기 탱크는 상기 캡이 상기 탱크로 진입하는 것을 제한하는 캡 정지부 역할을 하는 상기 중간부분과 상기 튜브가 상기 공동으로 진입하는 것을 제한하는 튜브 정지부 역할을 하는 상기 제2섹션을 가진 상기 캡을 수용하는

열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 캡은 대체로 평면 디스크 형태이며, 상기 튜브 대향면 상에서 상기 슬롯을 둘러싸는 튜브 수용 칼라(COLLAR)를 구비하는 열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 튜브 정면 및 상기 대향면 중간에 있는 상기 캡 외부는 볼록 형태의 돔인 열 교환기.
제3항에 있어서,

상기 슬롯은 상기 튜브 수용 면이 나팔형의 오목한 종단을 구비하는 열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 대향면에서 상기 캡은 상기 슬롯을 둘러싸는 튜브 수용 칼라를 가지며, 상기 칼라는 상기 공동 내로 연장되는 열 교환기.
제5항에 있어서,

상기 튜브 정면 및 상기 대향면 중간에 있는 상기 캡 외부는 볼록 형태의 돔인 열 교환기.
제5항에 있어서,

상기 슬롯은 상기 튜브 수용 면이 나팔형의 오목한 종단을 구비하는 열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 탱크는 상기 포트가 위치되는 돌출부(STUB)를 포함하는 열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 튜브와 상기 슬롯의 접속부에 존재하며, 조립과정 중에 상기 튜브를 상기 슬롯 내에 배치하는 것을 방해하지 않으며, 상기 튜브를 지지하기 위해 상기 튜브와 상기 캡 사이에서 억지 끼워맞춤을 제공하는 크기를 갖는 적어도 하나의 탱(TANG)을 포함하는 열 교환기.
제9항에 있어서,

상기 적어도 하나의 탱이 상기 슬롯 내부의 상기 캡 상에 존재하며, 상기 상기 튜브의 벽을 구속하는 열 교환기
제1항에 있어서,

상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단과 접하는 상기 내부 공동은 타원형 단면을 가지는 열 교환기.
제1항에 있어서,

상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단과 접하는 상기 내부 공동은 상기 포트 상에서 수렴하는 곡면을 가지는 열 교환기.
열 교환기에 있어서,

자신의 종단으로 연장되는 다수의 내부 포트를 포함하는 플랫형 튜브;

튜브 종단을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 가지며, 대체로 중심에 위치한 슬롯을 구비하고, 상기 튜브가 상기 슬롯을 완전히 통과할 수 있도록 하며, 상기 슬롯이 형성되는 본체, 및 상기 슬롯과 명목상 동심원을 갖는 한 외면을 구비하는 캡;

캡 수용 종단, 상기 캡 수용 종단으로부터 이격되어 유체가 유입 또는 방출되는 종단, 타원형 단면을 가지며 상기 캡 수용 종단으로 개방된 내부 공동, 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단 위에 위치하는 돌출부, 및 상기 캡 수용 종단으로부터 떨어져 있는 소정 위치에 있는 상기 공동으로부터 상기 돌출부를 통과하여 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단까지 연장되는 포트를 구비하는 탱크;

를 포함하며,

상기 외면은 튜브 정면과 튜브 정면으로부터 이격되어 있는 왕관형 대향면을 가지며, 상기 튜브 정면에서의 상기 캡의 외주가 상기 왕관형 대향면에서의 외주보다 길고,

상기 공동은 상기 캡의 상기 튜브 정면을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 갖는 타원형 제1섹션, 상기 타원형 제1섹션으로부터 떨어져 있으며 상기 튜브의 내부 포트를 차단함이 없이 상기 튜브 종단을 지지하는 크기를 갖는 타원형 제2섹션, 및 상기 타원형 제1섹션과 상기 타원형 제2섹션 사이에 위치하며 상기 튜브 정면이 상기 타원형 제1섹션에 수용될 때 상기 튜브 정면과 상기 왕관형 대향면 사이의 소정의 위치에서 상기 캡을 지지하는 크기를 갖는 타원형 중간 섹션을 포함하는 계단식 벽을 구비하고,

상기 탱크는 상기 캡이 상기 탱크로 진입하는 것을 제한하는 캡 정지부 역할을 하는 상기 중간부분과 상기 튜브가 상기 공동으로 진입하는 것을 제한하는 튜브 정지부 역할을 하는 상기 제2섹션을 가진 상기 캡을 수용하는

열 교환기.
제13항에 있어서,

상기 제2섹션이 타원형 돔인 열 교환기.
열 교환기에 있어서,

자신의 종단으로 연장되는 포트를 가진 플랫형 튜브;

튜브 종단을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 가지며, 대체로 중심에 위치한 슬롯을 구비하고, 상기 튜브가 상기 슬롯을 완전히 통과할 수 있도록 하며, 상기 슬롯이 형성되는 평면 디스크형 본체, 상기 슬롯과 명목상 동심원을 갖는 한 외면, 및 상기 본체 상에 상기 슬롯을 둘러싸도록 배치되고 상기 대향면에 위치하는 칼라를 구비하는 캡;

캡 수용 종단, 상기 캡 수용 종단으로부터 이격되어 유체가 유입 또는 방출되는 종단, 타원형 단면을 가지며 상기 캡 수용 종단으로 개방된 내부 공동, 및 상기 캡 수용 종단으로부터 떨어져 있는 소정 위치에 있는 상기 공동으로부터 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단까지 또는 상기 유체가 유입 또는 방출되는 종단 근처의 소정의 위치까지 연장되는 포트를 구비하는 탱크;

를 포함하며,

상기 외면은 튜브 정면과 튜브 정면으로부터 이격되어 있는 대향면을 가지며, 상기 튜브 정면에서의 상기 캡의 외주가 상기 대향면에서의 외주보다 길고,

상기 포트는 상기 탱크의 일 측면으로 개방되며,

상기 공동은 상기 캡의 상기 튜브 정면을 꼭 맞도록 수용하는 크기를 갖는 제1섹션, 상기 제1섹션으로부터 떨어져 있으며 상기 튜브의 내부 포트를 차단함이 없이 상기 튜브 종단을 지지하는 크기를 갖는 제2섹션, 및 상기 제1섹션과 상기제2섹션 사이에 위치하며 상기 튜브 정면이 상기 제1섹션에 수용될 때 상기 튜브 정면과 상기 대향면 사이의 소정의 위치에서 상기 캡을 지지하는 크기를 갖는 중간 섹션을 포함하는 계단식 벽을 구비하고,

상기 탱크는 상기 캡이 상기 탱크로 진입하는 것을 제한하는 캡 정지부 역할을 하는 상기 중간부분과 상기 튜브가 상기 공동으로 진입하는 것을 제한하는 튜브 정지부 역할을 하는 상기 제2섹션을 가진 상기 캡을 수용하는

열 교환기.