KR20060028864A - 열교환기 - Google Patents

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KR20060028864A
KR20060028864A KR1020040077744A KR20040077744A KR20060028864A KR 20060028864 A KR20060028864 A KR 20060028864A KR 1020040077744 A KR1020040077744 A KR 1020040077744A KR 20040077744 A KR20040077744 A KR 20040077744A KR 20060028864 A KR20060028864 A KR 20060028864A
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기 및 소재의 두께를 최소화하여 소재 절감 및 중량을 감소함으로서 원가를 절감하고 공조시스템의 컴팩트화를 도모한 열교환기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 플레이트가 상호 접합되어 내부에 전,후방으로 독립된 두 개의 유로(11)(12)를 형성함과 아울러 상,하단부에 상기 유로(11)(12)와 연통하는 한 쌍의 탱크(25,35)(21,31)가 각각 형성되어 다수 적층되는 튜브(10); 상기 적층된 튜브(10)들을 다수의 열교환영역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)으로 구획할 수 있도록 상기 플레이트들 중 상,하단부 어느 한 곳의 탱크(41)를 밀폐시켜 냉매의 유동방향을 전환하도록 설치되는 블랭크 플레이트(40); 상기 적층된 튜브(10) 사이에 설치됨과 아울러 상기 튜브(10)들의 전방 유로(11)를 통과하면서 열교환된 냉매가 후방 유로(12)측으로 유동할 수 있도록 튜브(10)의 전,후방 유로(11)(12)를 연통시키는 매니폴드(60); 상기 적층된 튜브(10)들의 일측에 설치되며 냉매를 유입/배출할 수 있도록 입,출구(72)(76)가 형성된 제 1 사이드 플레이트(70) 및 상기 적층된 튜브(10)들의 타측을 밀폐하도록 설치되는 제 2 사이드 플레이트(80);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
열교환기, 증발기, 튜브, 플레이트, 블랭크플레이트, 매니폴드, 사이드플레이트

Description

열교환기{Heat exchanger}
도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 열교환기에서 주요 튜브들의 분해 사시도,
도 3은 도 1 에서의 A-A선 단면도,
도 4는 도 1 에서의 B-B선 단면도,
도 5는 도 1 에서의 C-C선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 열교환기에서 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
1: 열교환기 10: 튜브
11: 전방유로 12: 후방유로
20: 일체형 플레이트 21,31,41a: 하단부 탱크
22,26,51a: 버어 23,32,73,77: 플랜지
23a: 플레어 24: 연결편
25,35,42: 상단부 탱크 27: 고정탭
28: 인너핀 28a: 방열핀
30: 분리형 플레이트 40,40a: 블랭크 플레이트
41,42a: 밀폐 탱크 50: 노탱크 플레이트
51: 관통공 60: 매니폴드
61: 전방연통공 62: 후방연통공
63: 연통로 70: 제 1 사이드 플레이트
71: 입구 플레이트 72: 입구
75: 출구 플레이트 76: 출구
80: 제 2 사이드 플레이트
90: 접속플랜지
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기 및 소재의 두께를 최소화하여 소재 절감 및 중량을 감소함으로서 원가를 절감하고 공조시스템의 컴팩트화를 도모한 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 그 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 작동유체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치로서 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기, 라디에이터, 히터코어 등 여러가지 형식의 것이 사용되고 있다.
상기 열교환기 중에서 증발기는 냉매 통로의 구조형식에 따라 분류되는데, 하나의 압출튜브를 다단절곡한 서펜타인 타입, 딤플형상의 플레이트를 적층시킨 라미네이트 타입 등이 대표적이며, 최근에는 복수개의 압출튜브를 사용하는 복수압출 튜브 타입의 증발기가 소개되고 있다.
이러한 종래 증발기의 일예로 일본 특허공개번호 2000-55573호는, 튜브에 의한 냉매 유로를 갖는 열교환 코어부를 공기 흐름 방향 및 그 직교 방향으로 각각 분할하고, 공기 흐름 방향 전후의 한쪽의 열교환 코어부를 제 1 의 연통구멍에 의하여 직접 연통하고, 공기 흐름 방향 전후의 다른 한쪽의 열교환 코어부를 제 2 의 연통구멍에 의하여 직접 연통한다. 그리고 냉매 입구로 부터의 냉매 흐름을 2개로 분할하고, 그 한편을 한쪽의 열교환 코어부에 제 1 의 연통 구멍을 이용하여 흐르게 하고, 다른편의 냉매 흐름을 다른 한쪽의 열교환 코어부에 제 2의 연통구멍을 이용하여 흐르게 한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 별도의 탱크 헤더가 필요하고 구조가 복잡하며 냉매 분할을 위한 별도의 칸막이용 부품이 추가됨으로서 조립 공수가 증가되며 원가 상승의 요인이 되는 문제가 있었다.
또한, 일본 특허공개번호 2001-74388호에는, 냉매 입구로 부터 유입한 냉매가 외부 유체의 흐름방향의 상류측(또는 하류측)에 배치한 열교환부 안을 통과한 후, 인접한 열교환부 안을 순서로 통과하고, 냉매출구에 이르도록 냉매유로를 구성하고, 냉매 출입구를 공기흐름과 직교방향의 한단측에 배치 가능하게 하고 있다. 그리고 냉매의 분배를 행한 탱크부위에 스로틀(Throttle) 구멍을 설치하고 튜브안의 냉매분포를 임의로 설정가능하게 한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이 경우에 있어서도 별도의 탱크 헤더가 필요하고 구조가 복잡하며 냉매 연통 구멍이 구성된 부품들이 각각 추가 되고 냉매의 유동 차단용인 칸막이 부품이 추가됨으로서 조립공수가 증가 될 뿐만 아니라 원가 상승의 요인이 되는 문제를 여전히 안고 있다.
이처럼, 상기한 종래의 증발기들은 복잡한 구조 및 다수의 부품이 추가됨에 따른 중량증가 및 소재절감에 어려움이 있고, 플레이트 적층시 용접면 확보로 인한 플레이트 소재 및 열교환기의 두께 축소에 많은 문제가 있어서 열교환기는 물론 공조시스템의 컴팩트화가 여러운 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열교환성능을 유지하면서 열교환기 두께를 최소화 하기 위하여 튜브를 구성하는 플레이트와 플레이트는 상호 삽입/결합후 접합하고, 상기 플레이트의 소재 두께도 감소시킴과 동시에 내부 유로에는 인너핀을 구비하여 내압성 유지 및 열전달성을 향상하도록 한 단순한구조로 구성함으로서, 소재를 절감하고 중량을 감소함과 아울러 원가를 절감하고 공조시스템의 컴팩트화를 도모한 열교환기를 제공하는데 있다.
또 다른 목적은 상기 각 튜브들의 내부 유로로 냉매가 균일하게 유동되게 함으로서 열교환기 토출공기측 온도 분포를 균일하게 유지하여 에어컨 성능을 향상한 열교환기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 플레이트가 상호 접합되어 내부에 전,후방으로 독립된 두 개의 유로를 형성함과 아울러 상,하단부에 상기 유로와 연통하는 한 쌍의 탱크가 각각 형성되어 다수 적층되는 튜브; 상기 적층된 튜브들을 다수의 열교환영역으로 구획할 수 있도록 상기 플레이트들 중 상,하단부 어느 한 곳의 탱크를 밀폐시켜 냉매의 유동방향을 전환하도록 설치되는 블랭크 플레이트; 상기 적층된 튜브 사이에 설치됨과 아울러 상기 튜브들의 전방 유로를 통과하면서 열교환된 냉매가 후방 유로측으로 유동할 수 있도록 튜브의 전,후방 유로를 연통시키는 매니폴드; 상기 적층된 튜브들의 일측에 설치되며 냉매를 유입/배출할 수 있도록 입,출구가 형성된 제 1 사이드 플레이트 및 상기 적층된 튜브들의 타측을 밀폐하도록 설치되는 제 2 사이드 플레이트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열교환기에서 주요 튜브들의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1 에서의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 1 에서의 B-B선 단면도이며, 도 5는 도 1 에서의 C-C선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열교환기에서 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(1)는, 플레이트(20)(30)가 상호 접합되어 내부로 냉매가 유동할 수 있도록 독립된 두 개의 전,후방 유로(11)(12)가 형성되는 다수의 튜브(10)가 적층되어 이루어진다.
상기 튜브(10)를 구성하는 플레이트(20)(30)는, 상기 전,후방 유로(11)(12)를 형성 할 수 있도록 각각 가장자리를 절곡한 한 쌍의 플랜지(23)를 형성하고 상호 마주하는 플랜지(23)의 측면을 연결편(24)으로 연결 형성하여 상기 전,후방 유로(11)(12)를 일체로 갖는 일체형 플레이트(20)와, 상기 일체형 플레이트(20)의 플 랜지(23) 내측으로 삽입되도록 가장자리에 플랜지(32)를 절곡 형성하고 상기 전,후방 유로(11)(12)측에 각각 분리되어 결합되는 분리형 플레이트(30)로 구성된다.
여기서, 상기 일체형/분리형 플레이트(20)(30)의 상,하단부 외측면에는 상기 전,후방 유로(11)(12)와 연통하는 한 쌍의 탱크(25,21)(35,31)가 각각 돌출 형성된다.
따라서, 상기 일체형 플레이트(20)의 플랜지(23) 내측으로 상기 분리형 플레이트(30)의 플랜지(32)가 각각 삽입/결합된 후, 브레이징 과정에서 상호 접촉하는 플랜지(23)(32)가 접합(용접)되면서 하나의 튜브(10)를 형성하게 되는 것이다.
이처럼, 상기 일체형 플레이트(20)와 분리형 플레이트(30)가 상호 삽입/결합되어 접합될 수 있도록 플레이트(20)(30)의 가장자리에 플랜지(23)(32)를 형성함으로서, 이로 인한 접합성 향상은 물론 접합면이 확보되어 튜브(10)의 두께를 최소화 할 수 있게 되어 컴팩트한 열교환기(1) 제작이 가능하다.
아울러, 상기 튜브(10)들은 다수 적층된 상태에서 각 튜브(10)의 상,하단부에 형성된 한 쌍의 탱크(25,35)(21,31)들이 브레이징을 통해 상호 접합되면서 열교환기(1) 전체를 구성하게 된다.
한편, 상기 일체형 플레이트(20)의 플랜지(23) 단부는 외측방향으로 소량 절곡한 플레어(flare)(23a)를 형성하여 상기 분리형 플레이트(30)의 플랜지(32) 삽입이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 일체형 플레이트(20)의 플랜지(23) 단부에는 상기 분리형 플레이트(30)가 내측으로 삽입/결합된 후 이를 고정하기 위한 고정탭(27)이 상,하단측에 형성되어 있다.
그리고, 상기 튜브(10)의 전,후방 유로(11)(12)에 각각 연통하도록 형성된 상,하단부 탱크(25,35)(21,31) 중 적어도 하나에는 인접하는 튜브(10)의 탱크(25,35)(21,31) 내측으로 삽입/결합되도록 버어(26)(22)가 돌출 형성된다.
여기서, 상기 튜브(10)의 상단부에 형성되는 버어(26)는 냉매 유동방향과 동일방향으로 형성되고, 하단부에 형성되는 버어(22)는 냉매 유동방향과 반대방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 버어(26)(22)는 일체형 플레이트(20)에 형성된 탱크(25)(21)측에 형성되는 것이 바람직하며, 도면과 같이 대각선 방향의 상,하단부 탱크(25)(21)에 형성된다.
한편, 상기 버어는 아래에서 설명될 블랭크 플레이트(40), 노탱크 플레이트(50) 및 제 1 사이드 플레이트(70)에도 형성된다.
이와같이, 상기 버어(26)(22)는 각 튜브(10)들 간의 결합력을 증대시킬 뿐만 아니라 튜브(10)들의 각 유로(11)(12)로 냉매가 균일하게 분배되어 유동하도록 하는 것이다.
즉, 상기 다수 적층된 튜브(10)의 하단부 탱크(21)(31)를 따라 유동하는 냉매에는 관성력이 중력 보다 크게 작용하여 냉매 진행방향으로 갈수록 일방적으로 치우치면서 각 튜브(10)의 유로(11)(12)로 흘러가는 냉매량이 점차 증가하게 되지만, 상기 튜브(10)의 하단부 탱크(21)(31) 내부에는 냉매 유동방향과 반대 방향으로 돌출된 버어(22)에 의해 저항이 증가하여 냉매의 치우침이 방지됨으로서 각 튜 브(10)의 유로(11)(12)로 습냉매와 기냉매의 균일한 분배/유동이 이루어진다.
반면, 상기 튜브(10)의 상단부 탱크(25)(35)를 따라 유동하는 냉매에는 중력이 관성력 보다 크게 작용하여 냉매 진행방향으로 갈수록 각 튜브(10)의 유로(11)(12)로 흘러가는 냉매량이 점차 감소하게 되지만, 상기 튜브(10)의 상단부 탱크(25)(35) 내부에는 냉매 유동방향과 동일 방향으로 형성된 버어(26)에 의해 저항이 감소하여 습냉매와 기냉매가 분리되지 않고 각 튜브(10)의 유로로 균일하게 분배/유동 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 상기 다수 적층된 튜브(10)의 하단부 탱크(21) 중 관성력의 영향이 가장 크게 작용하는 제 1,3 열교환영역(Ⅰ)(Ⅲ)에만 냉매 유동방향과 반대방향으로 버어(22)를 배치하고, 적층된 튜브(10)의 상단부 탱크(25) 중 중력의 영향이 가장 크게 작용하는 제 2,4 열교환영역(Ⅱ)(Ⅳ)에만 냉매 유동방향과 동일방향으로 버어(26)를 배치하였다.
그리고, 상기 튜브(10)의 전,후방 유로(11)(12)에는 인너핀(28)이 설치/접합 되는데, 상기 인너핀(28)에 의해 튜브(10)의 내압성이 향상되고 튜브(10)를 구성하는 일체형/분리형 플레이트(20)(30)의 결합력이 증대됨으로서 상기 플레이트(20)(30)의 소재 두께를 감소시킬 수 있게 되어 소재를 절감할 수 있으며, 아울러 전,후방 유로(11)(12)를 유동하는 냉매의 난류성을 촉진하여 냉매측 열전달성을 향상시키게 된다.
또한, 상기 다수 적층된 튜브(10)들 사이에는 외부공기와 전,후방 유로(11)(12)를 유동하는 냉매와의 열교환을 촉진시키는 방열핀(28a)이 설치된다.
한편, 본 발명에서는 상기한 튜브(10)를 구성하는 일체형 플레이트(20)와 분리형 플레이트(30)를 표준으로 하고, 아래에서 설명될 다른 플레이트들은 상기 일체형/분리형 플레이트(20)(30)를 일부 변형 형성한 것으로서 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
계속해서, 상기 다수 적층된 튜브(10)들을 다수의 열교환영역(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)으로 구획할 수 있도록 상기 플레이트들 중 상,하단부 어느 한 곳의 탱크(41)를 밀폐시켜 냉매의 유동방향을 전환하도록 블랭크 플레이트(40)가 설치된다.
즉, 상기 적층된 튜브(10)들 중 적어도 하나 이상은 상기 블랭크 플레이트(40)를 포함하여 형성되는 것이다.
여기서, 상기 블랭크 플레이트(40)는 상기한 일체형 플레이트(20)와 동일한 구조로 형성하되 상,하단부 각 한 쌍의 탱크(42)(41) 중 하단부 탱크(41)를 밀폐시킨 것이다.
본 발명에서는 도면에서와 같이, 하단부 한 쌍의 탱크(41)를 밀폐시킨 블랭크 플레이트(40)를 열교환기(1)의 대략 중앙에 설치하여, 상기 적층된 튜브(10)들을 제 1∼4 열교환영역(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)으로 구획하였지만, 상기 블랭크 플레이트(40)의 설치 위치 및 개수에 따라 상기 열교환영역(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)을 더욱 다양하게 구성 또는 구획할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 적층된 튜브(10) 사이에는 상기 튜브(10)들의 전방 유로(11)를 통과하면서 열교환된 냉매가 후방 유로(12)측으로 유동할 수 있도록 튜브(10)의 전,후방 유로(11)(12)를 연통시키는 매니폴드(60)가 설치된다.
여기서, 상기 매니폴드(60)는 상기 적층된 튜브(10)들 중 임의의 위치에 설치 가능하지만, 도면에서와 같이 제 2,3 열교환영역(Ⅱ)(Ⅲ)의 튜브(10) 하단부에서 외곽측 방향에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 매니폴드(60)는 상기 튜브(10)들의 전방유로(11)와 연통하는 전방연통공(61) 및 튜브(10)들의 후방유로(12)와 연통하는 후방연통공(62)이 각각 형성되고 상기 전,후방 연통공(61)(62)을 상호 연통시키는 연통로(63)가 형성되어 이루어진다.
또한, 상기 매니폴드(60)의 두께는 상기 적층된 튜브(10) 사이의 공간 거리와 동일하다.
따라서, 상기 매니폴드(60)가 설치되는 양측의 튜브(10)에서 매니폴드(60)와 접촉하는 플레이트(50)는 상기한 일체형 플레이트(20)와 동일한 구조로 형성하되 상,하단부 각 한 쌍의 탱크 중 매니폴드(60)가 위치하는 곳의 탱크를 삭제한 구조로 이루어진 노탱크 플레이트(50)로 구성된다.
즉, 상기 매니폴드(60)는 상기 노탱크 플레이트(50) 사이에 결합된 상태에서 브레이징으로 접합된다.
한편, 상기 매니폴드(60)와 접합되는 노탱크 플레이트(50)측에는 상기 매니폴드(60)의 전,후방 연통공(61)(62)과 연통하도록 한 쌍의 관통공(51)이 형성되어 있으며, 상기 관통공(51) 중 적어도 하나에는 버어(51a)가 돌출 형성된다.
그리고, 상기 적층된 튜브(10)들의 일측에는 냉매를 유입/배출할 수 있도록 입,출구(72)(76)가 형성된 제 1 사이드 플레이트(70) 및 상기 적층된 튜브(10)들의 타측을 밀폐하는 제 2 사이드 플레이트(80)가 각각 설치된다.
상기 제 1 사이드 플레이트(70)는 입구(72)가 형성된 입구 플레이트(71) 및 출구(76)가 형성된 출구 플레이트(75)가 각각 분리 형성되어 이루어지며, 가장자리는 플랜지(73)(77)가 절곡 형성된다.
이러한, 상기 입,출구 플레이트(71)(75)는 블랭크 플레이트(40a)와 삽입/결합되어 접합된다.
여기서, 상기 블랭크 플레이트(40a)의 상,하단부 각 한 쌍의 탱크(42a)(41a) 중 어느 곳의 탱크(42a)(41a)를 밀폐하느냐에 따라 상기 입,출구(72)(76)를 통해 유입/배출되는 냉매의 유동경로가 바뀌게 되는 것이며, 본 발명에서는 블랭크 플레이트(40a)의 상단부 탱크(42a)를 밀폐한 것이다.
한편, 상기 제 1 사이드 플레이트(70)의 일측에는 팽창밸브(미도시)와 결합될 수 있도록 상기 입,출구(72)(76)와 각각 연통되게 결합되는 접속플랜지(90)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 사이드 플레이트(80)는 적층된 튜브(10)들의 타측을 밀폐하여 냉매의 유동방향을 전환시킴에 따라 상기 각 튜브(10)들의 전방유로(11)를 통과하면서 열교환된 냉매가 상기 매니폴드(60)로 통해 후방유로(12)측으로 유동하도록 한다.
상기 제 2 사이드 플레이트(80)는 상기한 분리형 플레이트(30)와 동일한 구조로 형성하되 상,하단부의 탱크를 삭제한 것이다.
그리고, 상기 제 2 사이드 플레이트(80)는 상기 매니폴드(60)와 결합되는 최 외측의 노탱크 플레이트(50)에 삽입/결합되어 접합된다.
한편, 본 발명의 튜브(10)들은 다수 적층시, 각 튜브(10)의 적층방향을 자유롭게 변경할 수 있기 때문에 상기 블랭크 플레이트(40)의 설치 위치 또는 관성력/중력의 영향에 대응하여 상기 버어(22)(26)의 돌출방향도 자유롭게 배치할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제 1 사이드 플레이트(70)의 입구(72)를 통해 유입되는 냉매는 열교환기(1) 중앙에 설치된 블랭크 플레이트(40)에 의해 구획된 제 1 열교환영역(Ⅰ) 튜브(10)들의 하단부 탱크(21)(31)로 유입된 후, 각 튜브(10)의 전방유로(11)를 따라 아래쪽에서 위쪽으로 유동하면서 상단부 탱크(25)(35)로 유입된다.
이후, 상기 제 1 열교환영역(Ⅰ)의 상단부 탱크(25)(35)로 유입된 냉매는 상기 블랭크 플레이트(40)의 연통된 탱크(42)를 통과하여 제 2 열교환영역(Ⅱ) 튜브(10)들의 상단부 탱크(25)(35)로 진입하여, 이번에는 각 튜브(10)의 전방유로(11)를 따라 위쪽에서 아래쪽으로 유동하면서 하단부 탱크(21)(31)로 유입된다.
이렇게, 상기 제 2 열교환영역(Ⅱ) 튜브(10)들의 하단부 탱크(21)(31)로 유입된 냉매는 상기 매니폴드(60)를 통해 제 3 열교환영역(Ⅲ) 튜브(10)들의 하단부 탱크(21)(31)로 유동하게 된다.
계속해서, 상기 제 3 열교환영역(Ⅲ) 튜브(10)들의 하단부 탱크(21)(31)로 유동한 냉매는 각 튜브(10)의 후방유로(12)를 따라 아래쪽에서 위쪽으로 유동하면서 상단부 탱크(25)(35)로 유입된다.
이후, 상기 제 3 열교환영역(Ⅲ)의 상단부 탱크(25)(35)로 유입된 냉매는 상기 블랭크 플레이트(40)의 연통된 탱크(42)를 통과하여 제 4 열교환영역(Ⅳ) 튜브(10)들의 상단부 탱크(25)(35)로 진입하여, 이번에는 각 튜브(10)의 후방유로(12)를 따라 위쪽에서 아래쪽으로 유동하면서 하단부 탱크(21)(31)로 유입된 후, 상기 제 1 사이드 플레이트(70)의 출구(76)를 통해 최종 배출된다.
상기 제 1 사이드 플레이트(70)의 출구(76)를 통해 배출된 냉매는 접속플랜지(90)를 거쳐 팽창밸브로 향하게 되며, 상기한 싸이클은 반복 수행된다.
그리고, 상기 제 2,4 열교환영역(Ⅱ)(Ⅳ)의 상단부 탱크(25)(35)측에는 냉매 유동방향과 동일 방향으로 형성된 버어(26)에 의해 저항이 감소하여 습냉매와 기냉매가 분리되지 않고 각 튜브(10)의 유로(11)(12)로 균일하게 분배/유동 되고, 제 1,3 열교환영역(Ⅰ)(Ⅲ)의 하단부 탱크(21)(31)측에는 냉매 유동방향과 반대 방향으로 형성된 버어(22)에 의해 저항이 증가하여 냉매의 치우침이 방지됨으로서 각 튜브(10)의 유로(11)(12)로 습냉매와 기냉매가 균일하게 분배/유동 되는 것이다.
따라서, 전체 열교환기(1) 표면의 온도 분포가 균일하게 되어 열교환기(1)를 통과하는 토출공기 온도도 균일하게 유지되어 에어컨의 성능이 향상되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 열교환기(1) 중 증발기에 대해서만 설명하였지만, 이 외에도 라디에이터, 응축기, 히터코어 등 다양한 열교환기에 동일하게 적용이 가능함은 물론이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 튜브를 구성하는 각 플레이트의 가장자리에 플랜지를 형성하여 상호 삽입/결합후 접합되도록 함으로서, 접합(용접)성을 향상함과 아울러 열교환성능을 유지하면서 열교환기 두께를 최소화 할 수 있게 되어 컴팩트한 공조시스템을 구성할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 내부 유로측에 인너핀을 설치/접합함으로서 냉매의 난류성을 촉진하여 냉매측 열전달성이 향상되고, 동시에 내압성이 향상되어 플레이트의 소재 두께를 감소할 수 있게 되어 소재 절감 및 중량 감소를 통해 원가가 절감된다.
그리고, 상기 각 튜브들의 내부 유로로 냉매가 균일하게 분배/유동됨으로서, 열교환기 토출공기측 온도 분포가 균일하게 유지되어 에어컨 성능이 향상되고 쾌적한 공조환경이 유지된다.

Claims (6)

  1. 플레이트가 상호 접합되어 내부에 전,후방으로 독립된 두 개의 유로(11)(12)를 형성함과 아울러 상,하단부에 상기 유로(11)(12)와 연통하는 한 쌍의 탱크(25,35)(21,31)가 각각 형성되어 다수 적층되는 튜브(10);
    상기 적층된 튜브(10)들을 다수의 열교환영역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)으로 구획할 수 있도록 상기 플레이트들 중 상,하단부 어느 한 곳의 탱크(41)를 밀폐시켜 냉매의 유동방향을 전환하도록 설치되는 블랭크 플레이트(40);
    상기 적층된 튜브(10) 사이에 설치됨과 아울러 상기 튜브(10)들의 전방 유로(11)를 통과하면서 열교환된 냉매가 후방 유로(12)측으로 유동할 수 있도록 튜브(10)의 전,후방 유로(11)(12)를 연통시키는 매니폴드(60);
    상기 적층된 튜브(10)들의 일측에 설치되며 냉매를 유입/배출할 수 있도록 입,출구(72)(76)가 형성된 제 1 사이드 플레이트(70) 및 상기 적층된 튜브(10)들의 타측을 밀폐하도록 설치되는 제 2 사이드 플레이트(80);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브(10)를 구성하는 플레이트는, 각각 가장자리를 절곡 형성한 한 쌍의 플랜지(23)를 연결하여 상기 전,후방 유로(11)(12)를 일체로 갖는 일체형 플레이트(20)와, 상기 일체형 플레이트(20)의 플랜지(23) 내측으로 삽입되도록 가장자 리에 플랜지(32)를 절곡 형성하고 상기 전,후방 유로(11)(12)측에 각각 분리되어 결합되는 분리형 플레이트(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일체형 플레이트(20)의 플랜지(23) 단부에는 상기 분리형 플레이트(30)가 내측으로 삽입/결합된 후 이를 고정하기 위한 고정탭(27)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브(10)의 각 유로(11)(12)와 연통하는 탱크(21)(25)(31)(35) 중 적어도 하나에는 인접하는 튜브(10)의 탱크(21)(25)(31)(35) 내측으로 삽입/결합되는 버어(22)(26)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 튜브(10)의 상단부에 형성되는 버어(26)는 냉매 유동방향과 동일방향으로 형성되고, 하단부에 형성되는 버어(22)는 냉매 유동방향과 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니폴드(60)는 상기 튜브(10)들의 전방유로(11)와 연통하는 전방연통 공(61) 및 튜브(10)들의 후방유로(12)와 연통하는 후방연통공(62)이 각각 형성되고 상기 전,후방 연통공(61)(62)을 상호 연통시키는 연통로(63)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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