KR20040020574A - 열교환기의 헤더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 헤더에 관한 것으로서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 헤더의 설치공 내부로 삽입되는 튜브의 외주면 및 선단을 감싸도록 그 접합구조를 개선하여 열교환효율 향상과 불량률을 감소시키는 열교환기의 헤더를 제공하는 것이며, 일측에 다수개의 설치공이 형성되는 헤더와, 상기 설치공에 각각 삽입되되 그 선단이 상기 헤더의 내부로 돌출되는 튜브를 구비한 열교환기의 헤더에 있어서, 상기 설치공의 내부에는 상기 튜브의 외부를 감쌀 수 있도록 형성된 연장부와, 상기 튜브의 선단을 감쌀 수 있도록 절곡부가 일체로 형성되는 구성이다.

Description

열교환기의 헤더{HEADER OF HEATEXCHANGER}

본 발명은 열교환기의 헤더에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 헤더와 이에 연결되는 튜브 사이의 접합 구조를 개선하여 열교환효율이 향상됨과 동시에 불량률이 감소되는 열교환기의 헤더에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 그 내부를 순환하는 유체를 외부의 공기와 접촉시켜 열교환하는 방열장치로서, 차량용 에어컨은 엔진룸 내부의 압축기와 증발기 사이에 설치되어 외부로부터 유입되는 공기에 의해 열교환이 이루어진다.

도 1은 이러한 종래의 열교환기의 헤더를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 그 내부로 유체가 이동 가능하도록 헤더(10)에는 다수개의 튜브(20)가 이와 직교하도록 연결 설치된다.

이때, 헤더(10)는 열교환기의 양측에 배치되는 것이고, 튜브(20)는 그 사이에 다수개가 설치되는 것으로서, 헤더(10)의 일측에는 튜브(20)의 일측 선단이 압입되어 삽입될 수 있도록 설치공(11)이 형성된다.

그리고, 설치공(11)에 삽입되는 튜브(20)의 일측 선단은 헤더(10)의 내부로 일부가 돌출되어 배치되는데, 이 설치공(11)과 튜브(20) 사이에 접합면은 설치공(11)의 내주면과 튜브(20)의 외주면이다.

그러나, 이러한 헤더는 튜브 사이의 접합면이 설치공이 형성된 헤더의 일측 두께에 해당되므로 그 지지력 및 밀폐력이 약하고, 튜브가 헤더에 비해 돌출되어 유체 흐름시 저항체로 작용하는 문제점이 있었다.

즉, 헤더와 튜브의 접합면이 클래드(Clad)가 형성되는 면이 아니므로 그 사이 갭 발생시 브레이징 접합이 어렵고, 리크(Leak) 쉽게 발생되며, 저항체로 작용되는 튜브에 의해 압력손실이 큰 문제점이 있었다.

도 2는 이러한 문제점을 개선하기 위해 마련되는 다른 헤더를 보인 도면으로서 이에 도시된 바와 같이, 헤더(30)에 형성된 설치공(31)을 내부측으로버링(Burring)하여 연장부(32)를 형성함으로써, 튜브(40)와의 접합면적을 향상시켰다.

즉, 헤더(30)의 내측으로 연장 형성되는 연장부(32)로 인하여 설치공(31)에 삽입되는 튜브(40)와의 접합면적이 넓어지고, 튜브(40)의 선단은 연장부(32)에 비해 보다 깊이 설치공(31)에 삽입되어 헤더(30)의 내부측으로 돌출된다.

그러나, 이러한 헤더 역시 연장부를 통해 접합면은 조금 늘었으나, 직선상으로 마련된 튜브와 설치공 사이의 접합면에 갭이 발생될 때 브레이징 접합이 어렵고, 리크가 발생되는 문제점이 있었다.

또, 헤더의 내부로 삽입되는 튜브의 일측 선단은 헤더의 내부측으로 연장되는 연장부에 비해 보다 많이 돌출되어 그 내부에 유체 흐름시 저항체로 작용하여 압력손실이 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 헤더의 설치공 내부로 삽입되는 튜브의 외주면 및 선단을 감싸도록 그 접합구조를 개선하여 열교환효율 향상과 불량률을 감소시키는 열교환기의 헤더를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 열교환기의 헤더를 보인 측면도이다.

도 2는 종래 열교환기의 다른 헤더를 보인 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 헤더를 보인 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 열교환기 2: 헤더

3: 설치공 4: 연장부

5: 절곡부 6: 유입구

7: 유출구 8: 튜브

9: 핀

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기의 헤더는, 일측에 다수개의 설치공이 형성되는 헤더와, 상기 설치공에 각각 삽입되되 그 선단이 상기 헤더의 내부로 돌출되는 튜브를 구비한 열교환기의 헤더에 있어서, 상기 설치공의 내부에는 상기 튜브의 외부를 감쌀 수 있도록 형성된 연장부와, 상기 튜브의 선단을감쌀 수 있도록 절곡부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이 열교환기(1)는 양측에 헤더(2)를 구비하고 이 헤더(2)들의 사이에는 유체가 순환되도록 이와 연통되는 다수개의 튜브(8)가 설치된다.

그리고, 다수개의 튜브(8) 사이에는 유체가 흐를 때 응축되는 열을 외부 공기와 열교환시킬 때, 외부 공기와의 접촉 면적을 확대시킬 수 있도록 다수개의 냉각용 핀(9)이 설치된다.

이때, 일측의 헤더(2)에는 유체가 유입되는 유입구(6)가 형성되고, 타측의 헤더(2)에는 유체를 유출하는 유출구(7)가 설치되어, 유입구(6)를 통해 열교환기(1)에 공급되는 유체는 튜브(8)를 통해 이동되면서 열교환된 후 유출구(7)를 통해 외부로 배출된다.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 헤더를 보인 측면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 헤더(2)는 이의 일측에 다수개 형성된 설치공(3)에 삽입되는 튜브(8)의 외주면 및 선단을 감싸도록 그 접합구조가 마련된다.

즉, 헤더(2)의 일측에는 튜브(8)의 일측 선단이 삽입되도록 설치공(3)이 형성되는데, 이 설치공(3)에는 헤더(2)의 내부측으로 연장 형성되는 연장부(4)와, 이 연장부(4)에서 절곡 형성되어 튜브(8)의 선단과 밀착될 수 있도록 절곡부(5)가 마련된다.

이때, 헤더(2)와 튜브(8) 사이의 접합면은 연장부(4)와 절곡부(5)가 되는데, 이 연장부(4)와 절곡부(5)는 단순한 직선으로 이루어지는 것이 아니라 곡선상으로 형성되어 튜브(8)와 입체적으로 밀착하게 된다.

아울러, 헤더(2)부의 내부로 연장 형성되는 연장부(4)와 절곡부(5)의 사이는 부드러운 곡선을 이루는 라운딩형상으로 마련되어 헤더(2)의 내부에서 이동되는 유체에 대한 저항이 최소화되도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 열교환기의 헤더는, 헤더(2)의 일측에 설치공(3)을 형성함과 동시에 연장부(4)와 절곡부(5)를 형성하고, 이 설치공(3)의 내부에 튜브(8)의 일단을 압입 설치한다.

이때, 헤더(2)의 절곡부(5)로 인해 설치공(3)에 삽입되는 튜브(8)의 선단은 이동이 제한되므로 튜브(8)의 삽입 정도를 용이하게 맞출 수 있게되고, 외주면과 선단이 모두 헤더(2)에 밀착되는 튜브(8)는 지지력 및 밀폐력이 향상된다.

아울러, 이렇게 조립된 헤더(2)와 튜브(8)를 브레이징로에 삽입하여 접합할 때 헤더(2)와 튜브(8)의 접합면적이 크고, 클래드면에 접합시킴으로써 브레이징 접합이 원활해지며, 헤더(2)와 튜브(8) 사이가 곡선으로 밀착되어 보다 큰 접합력을 가지게 된다.

이때, 접합되는 헤더(2)와 튜브(8)의 사이는 삽입 갭에 의한 접합불량을 없앨 수 있어 그다지 큰 공차를 주지않아도 되므로 가공공차의 여유를 가질 수 있어 조립이 보다 용이해진다.

또, 이렇게 서로 접합된 헤더(2)와 튜브(8)의 내부로 유체를 유입하여 이동시킬 때 헤더(2)에 형성된 연장부(4)와 절곡부(5)에 비해 파이프의 선단이 낮게 돌출되고, 특히 연장부(4)와 절곡부(5)의 사이가 라운딩형성되어 유체에 주는 저항을 감소시키게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기의 헤더는, 헤더와 튜브의 접합면적이 확대됨과 동시에 이들 사이의 접합면이 입체적으로 형성되어 헤더가 튜브를 지지하는 지지력 및 그 사이의 밀폐력이 향상되는 이점이 있다.

또, 헤더의 내부에 삽입되는 파이프가 헤더의 연장부와 절곡부에 비해 낮게 돌출되고, 연장부와 절곡부가 라운딩 형성되어 유체의 이동에 주는 저항을 낮출 수 있는 이점이 있다.

아울러, 헤더와 튜브 사이에 가공공차 여유를 가질 수 있으며, 절곡부에 의해 튜브의 삽입 정도가 제한되므로 헤더와 튜브의 조립이 보다 용이해지는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 일측에 다수개의 설치공이 형성되는 헤더와, 상기 설치공에 각각 삽입되되 그 선단이 상기 헤더의 내부로 돌출되는 튜브를 구비한 열교환기의 헤더에 있어서,

   상기 설치공의 내부에는 상기 튜브의 외부를 감쌀 수 있도록 형성된 연장부와, 상기 튜브의 선단을 감쌀 수 있도록 절곡부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연장부와 절곡부의 사이는 상기 헤더의 내부에서 이동되는 유체에 대한 저항을 감소시킬 수 있도록 라운딩형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.