KR20050030490A

KR20050030490A - 열교환기

Info

Publication number: KR20050030490A
Application number: KR1020030067037A
Authority: KR
Inventors: 윤종서; 이상헌
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-03-30
Also published as: US20050067142A1

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤더파이프에 그 양측이 접합되는 다공평활튜브의 양측면에 다수개의 필러메탈 흡입수단이 구비되어, 상기 헤더파이프와 다공평활튜브 및 핀의 접합시 땜납의 일부가 다공평활튜브의 스크래치 혹은 다이라인을 따라 흘러내려 핀을 녹여 발생되는 핀녹음 현상이 방지되기 때문에, 종래에 비하여 핀녹음 현상에 의한 불량률을 현저히 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 특히 헤더파이프와 다공평활튜브의 접합을 목적으로 한 땜납의 일부가 헤더파이프로부터 다공평활튜브에 존재하는 스크래치 혹은 다이라인을 따라 흘러내려 콜루게이트 가공된 핀을 녹여 발생되는 핀녹음 현상을 억제함으로써, 건전한 브레이징이 가능하도록 된 자동차용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 열교환기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 압출되어 서로 평행하게 배치되는 다수개의 다공평활튜브(2)와, 이 다공평활튜브(2)에 접합되는 한 쌍의 헤더파이프(1)와, 상기 다공평활튜브(2) 사이에 접합되는 다수개의 주름진 형상의 핀(3)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 헤더파이프(1)와 핀(3)은 모재의 표면에 필러메탈(땜납)을 클래딩한 구조로서, 상기 필러메탈의 융점이 모재의 융점보다 낮기 때문에, 상기 모재의 융점과 필러메탈의 융점 사이의 온도 구간에서 브레이징(brazing)을 실시하게 되면, 상기 헤더파이프(1)와 핀(3)의 필러메탈이 접합부에서 용융되면서 헤더파이프(1)와 다공평활튜브(2) 및 핀(3)이 서로 접합된다.

이때, 상기 다공평활튜브(2)는 알루미늄 또는 알루미늄합금을 압출하여 성형하는 관계로, 상기 다공평활튜브(2)의 표면에 압출 방향으로 스크래치 또는 다이라인이 발생하게 된다.

그런데, 상기 스크래치 또는 다이라인은 브레이징 시에 상기 헤더파이프(1)에서 흘러나온 용융 필러메탈이 모세관 현상 또는 표면장력 등에 의해 핀(3) 방향으로 흐를 수 있는 길을 제공하기 때문에, 과다한 용융 필러메탈로 인하여 핀(3)이 튜브(2)의 올바른 위치에 브레이징되지 않고 용융되어 헤더파이프(1)에 근접한 핀(3)을 용융시키는 핀녹음 현상이 발생될 수 있다.

이에 따라, 종래에는 상기 헤더파이프(1)와 핀(3) 사이에 다공평활튜브(2) 외부면에 필러메탈이 흘러내리는 것을 방지하기 위해, 상기 튜브(2)의 종방향에 대해 횡방향으로 놓이는 적어도 하나의 차단수단을 구비하는 방법이 제시되었다.

그러나, 이처럼 상기 헤더파이프와 핀 사이의 다공평활튜브 표면에 별도의 차단수단이 구비되는 방법은 접합을 위한 브레이징 공정 후에도 상기 차단수단으로 인하여 외관 형상이 좋지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 헤더파이프와 다공평활튜브 및 핀의 접합시 땜납의 일부가 다공평활튜브 표면의 스크래치 혹은 다이라인을 따라 흘러내려 핀을 녹여 발생되는 핀녹음 현상이 방지되도록 된 자동차용 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 압출되어 서로 평행하게 배치되는 다수개의 다공평활튜브와, 이 다공평활튜브에 접합되는 한 쌍의 헤더파이프와, 상기 다공평활튜브 사이에 접합되는 다수개의 핀을 포함하는 열교환기에 있어서,

상기 다공평활튜브의 헤더파이프와 접합되는 부분에서 헤더파이프 내부의 표면으로 다수개의 필러메탈 흡입수단이 평행하게 배치되어, 상기 헤더파이프와 다공평활튜브 및 핀을 브레이징하여 접합할 때, 용융된 필러메탈이 상기 필러메탈 흡입수단에 의해 흡입되면서 땜납 유출이 방지되어 핀녹음 현상이 억제되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

이때, 상기 필러메탈 흡입수단은 다공평활튜브의 표면에서 오목한 홈 형상으로 이루어지며, 이 필러메탈 흡입수단의 깊이는 다공평활튜브 벽 두께의 5~10％ 범위인 것이 바람직하다.

또한, 상기 필러메탈 흡입수단은 다공성 평활튜브 일측의 한 면에 2 내지 6개가 형성되도록 하고, 다공성 평활튜브의 양면에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 2는 본 발명에 의한 열교환기의 헤더파이프와 다공평활튜브가 접합되는 부분의 평단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 열교환기는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 압출되어 서로 평행하게 배치되는 다수개의 다공평활튜브(2)와, 이 다공평활튜브(2)에 접합되는 한 쌍의 헤더파이프(1)와, 상기 다공평활튜브(2) 사이에 접합되는 다수개의 핀(3)으로 구성된 것은 종래와 동일하다.

이때, 상기 헤더파이프(1) 내부로 삽입되는 다공평활튜브(2)의 표면에 길이 방향을 따라 다수개의 필러메탈 흡입수단(4)이 형성된다.

상기 필러메탈 흡입수단(4)은 다공평활튜브(2)의 표면에서 오목한 홈 형상으로 이루어지는 것으로, 압형으로 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 필러메탈 흡입수단(4)은 다공평활튜브(2)의 양면에 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우 흡입수단의 개수는 다공평활튜브(2)의 일측 한 면에 적어도 두개 내지 여섯개 사이이며, 흡입 수단의 깊이는 바람직하게는 다공평활튜브(2) 벽 두께의 5% 이상이며 10%를 넘지 않는 깊이를 가지도록 한다.

본 발명의 실시례에서는, 흡입수단(4)의 깊이가 10㎛ 내지 50㎛ 사이이며, 폭은 50 내지 200㎛ 사이, 바람직하게는, 100~200㎛으로 한다.

즉, 다공평활튜브 표면에 깊이 약 12㎛의 스크레치 또는 다이라인이 존재할 때, 흡입수단이 없는 경우 핀 녹음 발생확률은 15% 가량 되지만, 흡입수단이 2개인 경우 핀 녹음 발생확률은 8.3%, 흡입수단이 4개인 경우 핀 녹음 발생확률은 2.8%로 낮아졌다.

상술한 바와 같이, 필러메탈 흡입수단(4)이 2개 보다 작은 경우에는 흡입수단을 구비하는 효과를 얻기 어렵기 때문에 필러메탈 흡입수단은 2개 이상이 되는 것이 바람직하다.

반면에, 필러메탈 흡입수단(4)이 6개 보다 많을 경우 다공평활튜브(2)와 헤더파이프(1)를 접합하기 위한 필러메탈의 양이 흡입수단에 의해 다량 제거되기 때문에 건전한 접합부를 얻기 힘들게 되므로, 필러메탈 흡입수단의 개수는 6개 이하가 바람직하다.

한편, 필러메탈 흡입수단(4)의 깊이가 다공평활튜브(2) 벽 두께의 5% 미만인 경우, 필러메탈을 흡입하여 땜납 유출을 방지하는 효과가 적으며, 10% 보다 큰 경우 구조적인 문제가 발생할 우려가 있다.

상기 필러메탈 흡입수단(4)은 일정한 간격으로 튜브(2)의 길이방향과 평행하게 놓이며 흡입수단의 길이는 삽입부의 헤더파이프(1) 벽에서부터 다공평활튜브(2) 끝 부분 1~2mm 전까지의 길이로 한정하며, 바람직하게는 6~8mm가 되도록 한다.

또한, 상기 필러메탈 흡입수단(4)은 긴 다공평활튜브(2) 프로파일을 일정길이로 절단하기 전 공정에서 형성시킨다.

이 경우 절단 위치를 사이에 두고 양옆에 동시에 압흔을 만들어주는 것이 바람직하며 다공평활튜브(2)의 홀(hole)이 눌려 변형되지 않을 정도의 약한 압력으로 압형을 만들어주는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 열교환기는 다공평활튜브(2)의 양측에 필러메탈 흡입수단(4)이 형성되어, 브레이징시 용융된 필러메탈이 상기 필러메탈 흡입수단(4)에 의해 흡입되어, 핀(3)녹음 현상이 발생되지 않는 장점이 있다.

실제로 본 발명에 따라 구현된 열교환기 20개 중 핀(3)녹음 현상이 발생한 열교환기는 없었다.

또한, 본 발명이 구현된 열교환기는 헤더파이프(1) 내부로 필러메탈 흡입수단(4)이 삽입되어 밀폐되기 때문에, 흡입수단 부근의 튜브 벽이 녹아 구멍이 뚫리는 현상이 생기더라도 문제가 되지 않으며, 열교환기의 외관 역시 차단수단이 별도로 구비된 종래에 비하여 우수한 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 헤더파이프에 그 양측이 접합되는 다공평활튜브의 양측면에 다수개의 필러메탈 흡입수단이 구비되어, 상기 헤더파이프와 다공평활튜브 및 핀의 접합시 땜납의 일부가 다공평활튜브의 스크래치 혹은 다이라인을 따라 흘러내려 핀을 녹여 발생되는 핀녹음 현상이 방지되기 때문에, 종래에 비하여 핀녹음 현상에 의한 불량률을 현저히 줄일 수 있으며, 별도의 차단수단이 구비된 종래에 비하여 열교환기의 외관도 우수한 장점이 있다.

도 1은 일반적인 열교환기의 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 열교환기의 헤더파이프와 다공평활튜브가 접합되는 부분의 평단면도.

도 3은 도 2의 A-A 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 헤더파이프 2 : 다공평활튜브

3 : 핀 4 : 필러메탈 흡입수단

Claims

알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 압출되어 서로 평행하게 배치되는 다수개의 다공평활튜브와, 이 다공평활튜브에 접합되는 한 쌍의 헤더파이프와, 상기 다공평활튜브 사이에 접합되는 다수개의 핀을 포함하는 열교환기에 있어서,

상기 다공평활튜브의 헤더파이프와 접합되는 부분에서 헤더파이프 내부의 표면으로 다수개의 필러메탈 흡입수단이 평행하게 배치되어, 상기 헤더파이프와 다공평활튜브 및 핀을 브레이징하여 접합할 때, 용융된 필러메탈이 상기 필러메탈 흡입수단에 의해 흡입되면서 땜납 유출이 방지되어 핀녹음 현상이 억제되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 필러메탈 흡입수단은 다공평활튜브의 표면에서 오목한 홈 형상으로 이루어지며, 이 필러메탈 흡입수단의 깊이는 다공평활튜브 벽 두께의 5~10％ 범위인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 필러메탈 흡입수단은 다공성 평활튜브 일측의 한 면에 2 내지 6개가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 필러메탈 흡입수단은 다공성 평활튜브의 양면에 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.