KR20080006122A

KR20080006122A - 판형 열교환기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20080006122A
Application number: KR1020060064867A
Authority: KR
Inventors: 고철수; 서범수; 장세동
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-01-16
Also published as: KR101314906B1

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판형 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 판형 열교환기는 전방 커버; 상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방 커버; 측단면이 최고면과 최저면 및 이를 연결하는 경사면으로 이루어지는 다수의 전열굴곡이 소정 간격으로 배열되고, 유체가 흐르는 제 1 유체 유로와 제 2 유체 유로를 제공하도록 상기 전방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 결합되는 전열판이 포함되고, 2.9<A/B< 3.2(A: 최저면의 일단에서 타단까지 거리(코로게이트 피치(CP)), B: 최고면에서 최저면에 이르는 수직 거리(채널 갭(CG))인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 판형 열교환기는 전방 커버; 상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방커버; 상기 전방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 되는 복수 개의 전열판; 및 상기 전열판과 상기 저면 커버에는 냉매에 포함된 오일이 배출되도록 하는 오일 배출 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 판형 열교환기의 제조방법은 전열 굴곡이 형성되는 전열판을 형성하는 단계; 상기 전열판이 접합 되도록 하는 브레이징용 동판의 일부를 제거하여 다수의 커팅 홀이 형성되도록 하는 커팅 단계; 및 상기 전열판과 상기 브레이징용 동판을 적층 결합한 후 브레이징 하는 단계가 포함된다.

본 발명에 따른 판형 열교환기에 의하여, 다수의 전열판 사이에 형성되는 유 체 유로에서 열교환이 효율적으로 일어나게 되어, 시스템의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 판형 열교환기가 멀티 시스템의 과냉기로 적용가능하게 되어 멀티 시스템의 과냉 효율이 향상되고, 멀티 시스템의 체적도 작아지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 판형 열교환기의 제조 방법에 의하여, 판형 열교환기의 유체 유로가 부분적으로 막히는 문제점이 해결되어 판형 열교환기의 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.

판형 열교환기, 샤브론 앵글, 전열판, 브레이징

Description

판형 열교환기 및 그 제조방법{Plate type heat exchanger and manufacturing process of the same of}

도 1은 종래의 판형 열교환기를 나타낸 외관 사시도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기를 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전열판을 나타낸 평면도.

도 4는 도 3의 S부분에 대한 확대 단면도

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 오일배출 홀을 설명한 설명도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이징 동판의 커팅 공정을 나타낸 설명도.

도 7은 멀티형 공기 조화기의 과냉기로 적용된 본 발명에 따른 판형 열교환기의 작용을 나타낸 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 판형 열교환기 55, 55a, 65, 65a, 75, 75a: 오일 배출홀

70: 전열판 80: 전열 패키지

90: 브레이징용 동판 91: 제 1 커팅홀

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판형 열교환기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 공기 조화기의 응축기 또는 증발기 등으로 사용되어, 고온의 유체로부터 저온의 유체로 열을 전달하여, 공기 조화기 등의 시스템이 요구하는 유체에 대하여 가열 또는 냉각 작용을 수행하는 장치이다.

판형 열교환기는 전열면적을 크게 한 전열판에 의해 형성되는 가열 유체 유로와 피가열 유체 유로에 온도차가 나는 유체가 흐르게 하여 각각의 유체들 간에 열교환이 일어날 수 있도록 하는 장치이다.

이러한 판형 열교환기는 다른 열교환기에 비하여 열교환 효율이 높고, 그 구조에 있어서 소형화 및 경량화가 가능하여, 공기 조화기 및 히트펌프가 포함되는 열교환기 분야에서 그 적용이 증가되는 추세에 있다.

도 1 종래의 판형 열교환기의 외관을 나타내는 외관 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 판형 열교환기(1)는 전면을 형성하는 전방판(11)과, 후면을 형성하는 후방판(12)과, 상기 전방판(11)과 상기 후방판(12) 사이에 적층 되어 제 1유체 유로와 제 2유체 유로가 형성되도록 하여 제 1유체와 제 2유체가 열교환이 이루어지도록 하는 다수의 나류굴곡이 형성된 다수의 전열판(13)이 포함된 전열패키지(16)와, 상기 전방판(11)의 대각되는 모서리 부분에 형성되어 상기 제 1유로로 유체가 입출 되도록 하는 제 1 유입/유출포트(14)(14a) 및 상기 전방 판(11)의 대각 되는 모서리 부분에 형성되어 상기 제 2유로로 유체가 입출 되도록 하는 제 2 유입/유출포트(15)(15a)가 포함된다.

상세히, 상기 제 1유입포트(14)로 고온의 유체가 유입되어 상기 제 1유체 유로를 경유하면서 상기 전열판(13)에 열을 전달하고 상기 제 1유출포트(14a)로 유출된다. 그리고 상기 제 2유입포트(15)로 저온의 유체가 유입되어 상기 제 2유체 유로를 경유하여 상기 제 2유출포트(15a)로 유출된다. 이때 상기 전열판(13)으로부터 열을 흡열 하여 고온 상태의 유체로 된다.

이러한 판형 열교환기(1)는 상기 다수의 전열판(13)들 사이에 상기 전열판(13)의 형상에 대응되는 브레이징용 동판이 개재되고, 브레이징로에 수용된 후에 소정의 시간 동안 가열된다. 이렇게 가열되는 동안에 상기 브레이징용 동판은 녹게 되어 상기 다수의 전열판(13)들을 접합하게 된다. 이러한 브레이징 공정이 포함되어 상기 판형 열교환기(1)가 제작된다.

그러나, 종래의 판형 열교환기의 전열판에 형성되는 주름은 전열면적만이 고려되어 형성되어 열교환 효율이 낮은 단점이 있다. 또한, 유체가 흐르는 유체로의 압력손이 고려되지 아니하여, 펌프나 압축기의 등의 소비동력이 증가하여 시스템의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 판형 열교환기는 멀티 시스템의 과냉기에 적용하기에 부적절한 단점이 있다.

또한, 종래의 판형 열교환기가 제작되는 경우 과도한 브레이징용 동판이 사용 되어, 유체로의 일부 또는 전부가 막히게 되어 열교환 효율이 저하되는 문제점 이 있다. 그리고 고가인 브레이징용 동판이 과도하게 사용되어 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기된 바와 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다수의 전열판 사이에 형성되는 유체로에서 열교환이 효율적으로 일어나도록 하여 시스템의 효율을 향상시키는 판형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 판형 열교환기가 멀티 시스템의 과냉기로 적용가능하게 하여 멀티형 멀티 시스템의 효율을 향상시키는 판형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 판형 열교환기의 열교환 효율을 향상시키고 제조원가가 절감되도록 하는 판형 열교환기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판형 열교환기는 전방 커버; 상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방 커버; 측단면이 최고면과 최저면 및 이를 연결하는 경사면으로 이루어지는 다수의 전열굴곡이 소정 간격으로 배열되고, 유체가 흐르는 제 1 유체 유로와 제 2 유체 유로를 제공하도록 상기 전방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 결합되는 전열판이 포함되고, 2.9<A/B< 3.2(A: 최저면의 일단에서 타단까지 거리(코로게이트 피치(CP)), B: 최고면에서 최저면에 이르는 수직 거리(채널 갭(CG))인 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서 상기 되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판형 열교환기는 전방 커버; 상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방커버; 상기 전 방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 되는 복수 개의 전열판; 및 상기 전열판과 상기 저면 커버에는 냉매에 포함된 오일이 배출되도록 하는 오일 배출 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서 상기 되는 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판형 열교환기의 제조방법은 전열 굴곡이 형성되는 전열판을 형성하는 단계; 상기 전열판이 접합 되도록 하는 브레이징용 동판의 일부를 제거하여 다수의 커팅 홀이 형성되도록 하는 커팅 단계; 및 상기 전열판과 상기 브레이징용 동판을 적층 결합한 후 브레이징 하는 단계가 포함된다.

본 발명에 따른 판형 열교환기에 의하여, 다수의 전열판 사이에 형성되는 유체 유로에서 열교환이 효율적으로 일어나게 되어, 시스템의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 판형 열교환기가 멀티 시스템의 과냉기로 적용가능하게 되어 멀티 시스템의 과냉효율이 향상되고, 멀티 시스템의 체적도 작아지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 판형 열교환기의 제조 방법에 의하여, 판형 열교환기의 유체 유로가 부분적으로 막히는 문제점이 해결되어 판형열교환기의 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(20)는 다수의 전열판(70)으로 이루어지는 전열패키지(80)와, 상기 전열패키지(80)를 후방에서 덮는 후방 플레이트(30)와, 상기 후방 플레이트(30)를 후방에서 견고히 지지하는 후방 커버(40)와, 상기 전열패키지(80)를 전방에서 덮는 전면 플레이트(50)와, 상기 전면 플레이트(50)를 전면에서 견고히 지지하는 전방 커버(60)와, 상기 전방 커버(60)의 대각 되는 모서리 부분에 형성되어 제 1유로로 유체가 입출 되도록 하는 제 1 유입/유출포트(61)(61a) 및 상기 전방 커버(60)의 대각 되는 모서리 부분에 형성되어 제 2유로로 유체가 입출 되도록 하는 제 2 유입/유출 포트(62)(62a)가 포함된다.

그리고, 상기 판형 열교환기(20)가 멀티 시스템의 과냉기로 적용되는 경우, 상기 판형 열교환기(20)의 하부에 고이게 되는 오일을 배출하기 위하여, 상기 전열판(50)과 상기 전면 플레이트(50) 및 상기 전방 커버(60)의 하측에 오일 홀(65)(65a)이 형성된다.

상세히, 상기 전열패키지(80)는 다수의 난류 굴곡(73)이 형성되는 다수의 전열판(70)이 적층 되어 이루어진다.

더욱 상세히, 상기 전열판(70)의 재질로는 열전도율이 우수하고 압력에 대한 내압성이 우수한 스테인레스가 이용된다. 여기서, 상기 전열판(70)의 재질은 바람직하게 스테인레스가 제시되었으나, 이에 한정되지 아니하며 열전도성과 내압성이 우수하고, 후술되는 브레이징 공정에서 모재로서 작용하므로 용접재로 적용되는 브레이징용 동판보다 용융점이 높은 재질이면 이용 가능함을 밝혀둔다.

그리고 상기 전열판(70)의 전면에 걸쳐 흐르는 유체가 유입 또는 유출되도록 하기 위하여, 상기 전열판(70)의 두 모서리부분에 제 1 유체 유입/유출 통공(71)(71a)과 상기 제 1 유체 유입/유출 통공(71)(71a)이 형성되는 부분 이외의 나머지 모서리부분에 제 2 유체 유입/유출 통공(72)(도면에 도시되지 않음)이 형성된다.

그리고 상기 전열판(70)에 유체가 흐르는 경우, 유체와의 열 교환이 효과적으로 이루어지도록 하기 위하여 난류 굴곡(73)이 형성된다. 그리고 상기 제 1 유체 유입통공(71)과 상기 제 2 유체 유출 통공(도면에 도시되지 않음)의 하측에는 오일 배출 통공(도면에 도시되지 않음)이 형성된다. 상기 난류 굴곡(73)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이러한 상기 전열판(70)은 다수 매가 적층 되어, 그 사이에 제 1 유체 유로(81)와 제 2 유체 유로(82)가 교번하여 형성된다. 그리고 이렇게 교번하여 형성되는 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82)의 상측과 하측에는, 제 1 유입/유출 포트(63)(63a)와 제 2 유입/유출 포트(64)(64a)와 연통 되도록 하는 제 1유로(61) 및 제 2유로(62)가 형성된다. 상세히, 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82) 중 하나에는 고온의 유체가 유동하고, 나머지 하나에는 저온의 유체가 유동 되도록 하여, 유체들 간에 혼유 되지 않고 열만이 고온의 유체로부터 저온의 유체로 이동되도록 한다.

또한, 상기 후면 플레이트(30)는 상기 전열 패키지(80)의 후면에 결합 되어 그 사이에 제 1 및 제 2 유체 유로 중 어느 하나가 형성되도록 한다.

또한, 상기 후면 커버(40)는 상기 후면 플레이트(30)의 후면에 결합 되어 상기 전방 커버(60)와 함께 상기 전열 패키지(70) 및 상기 전/후면 플레이트(50)(30)를 지지하며 상기 판형 열교환기(20)의 전후 외관이 형성되도록 한다.

또한, 상기 전열 패키지(80)의 전면에는 상기 전열 패키지(80)를 전면에서 덮는 전면 플레이트(50)가 형성되어 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82) 중 어느 하나가 형성되도록 한다. 그리고 이러한 상기 전면 플레이트(50)에는 상기 전열판(70)의 제 1 유체 유입/유출 통공(71)(71a)과 제 2 유체 유입/유출 통공(72)(72a)에 대응하는 제 1 유체 유입/유출 통공(51)(51a)과 제 2 유체 유입/유출 통공(52)(52a)이 형성된다. 그리고 상기 제 1 유체 유입 통공(51)과 상기 제 2 유체 유출 통공(52a)의 하측에는 상기 오일 배출 통공(55)(55a)이 형성된다.

그리고, 상기 전방 커버(60)의 네 모서리 부분에는 상기 전열패키지(80)로 저온 또는 고온의 유체가 입출 되도록 하는 제 1 유입/유출 포트(63)(63a)와 제 2유입/유출 포트(64)(64a)가 형성된다.

상세히, 상기 제 1 유입 포트(63)는 하측의 상기 제 1유로(61)와, 상기 제 1유체 유로(81)과, 상측의 제 1유로(61) 및 상기 제 1 유출 포트(63a)와 서로 연통 된다. 그리고, 상기 제 2 유입 포트(64)는 상측의 상기 제 2유로(62)와, 상기 제 2유체 유로(82)와, 하측의 제 2유로(62) 및 상기 제 2 유출 포트(64a)와 서로 연통 된다.

더욱 상세히, 상기 제 1 유입 포트(63)로 고온 또는 저온의 유체가 유입되어, 하측의 상기 제 1유로(61)를 지나면서 상기 제 1 유체 유로(81)로 분배되고 상 기 판형 열교환기(20)의 상측으로 이동하면서 상기 전열판(70)에 열을 공급 또는 흡수한다. 그리고 상기 제 1 유체 유로(81)를 통과한 고온 또는 저온의 유체는 상측의 상기 제 1유로(61)에서 통합되어 상기 제 1 유출 포트(63a)로 배출된다. 이와 동시에, 상기 제 2 유입 포트(64)로 고온 또는 저온의 유체가 유입되어, 상측의 상기 제 2유로(62)를 지나면서 상기 제 2 유체 유로(82)로 분배되고 상기 판형 열교환기(20)의 하측으로 이동하면서 상기 전열판(70)에 열을 공급 또는 흡수한다. 그리고 상기 제 2 유체 유로(82)를 통과한 고온 또는 저온의 유체는 하측의 상기 제 2유로(62)에서 통합되어 상기 제 2 유출 포트(64a)로 배출된다. 이러한 과정을 통하여 고온의 유체와 저온의 유체는 열교환을 하게 된다.

이하, 상기 전열판(70)에 형성되는 난류 굴곡에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기의 전열판을 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3의 S부분에 대한 확대 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전열판(70)은 대략 직사각형 형상으로 소정의 폭(W)와 소정의 길이(H)를 가지는 스테인레스 재질의 판으로 형성된다.

상세히, 상기 전열판(70)의 폭(W)과 길이(H)의 비율(Aspect ratio= H/W)은 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82) 상에서 흐르는 유체의 압손과 열 전달 양이 고려되어 2 ~ 2.5 범위 내에서 형성된다.

더욱 상세히, 상기 전열판(70)의 길이(H)가 길으면 길수록 압손이 증가하며, 단위면적당 열전달양이 감소한다. 그리고, 상기 전열판(70)의 폭(W)이 작으면 작을수록 압손이 감소하고 열전달 양은 증가하나, 상기 전열판(70)의 폭(W)이 작으면 상대적으로 상기 전열판(70)의 길이(H)는 크게 제작되어야 한다. 따라서, 이러한 조건이 고려되어, 상기 전열판(70)의 길이와 폭의 비율(Aspect ratio= H/W)은 2 ~ 2.5 범위 내에서 형성된다.

또한, 상기 전열판(70)의 일면은 프레스 공정에 의하여 난류 굴곡(73)이 형성된다.

상세히, 상기 난류굴곡(73)은 소정의 샤브론 앵글(A)과, 소정의 채널 갭(CG)과, 소정의 코로게이트 피치(CP)를 가지는 V자 형상으로 형성된다. 더욱 상세히, 상기 샤브론 앵글(A)은 상기 전열판(70)의 수평선(L2)과 상기 전열판(70)의 중심으로부터 외측으로 연장되는 최고면(74) 또는 최저면(73)의 길이 성분의 경사선(L1) 사이의 각으로 정의된다. 이러한 샤브론 앵글(A)의 각은 25도 ~ 42도 범위 내에서 형성된다.

더욱 상세히, 샤브론 앵글(A)가 작으면 작을수록 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82)에서 흐르는 유체의 열전달양은 증가하나 압손도 또한 증가하게 되고, 상기 샤브론 앵글(A)이 크면 클수록 압손은 감소하나 열 전달량도 또한 감소하게 된다.

다시 말하면, 압손이 증가하면, 유체를 유동하게 하는 펌트 등에 과부하가 걸리게 하며, 열전달량이 감소하면 상기 판형 열교환기(20)의 열교환 효율이 저하되게 된다.

따라서, 압손과 열 전달양이 최적의 상태가 되도록 상기 샤브론 앵글(A)은 25 ~ 42도의 범위 내에서 형성된다.

그리고, 상기 채널 갭(CG)는 상기 전열판(70)의 최저면(73)에서 최고면(74)까지의 수직거리로 정의된다. 이러한 상기 채널 갭(CG)은 어느 하나의 최저면(73)의 일단과 인접하는 다른 하나의 최저면(73)의 일단 사이의 거리로 정의되는 코로게이트 피치(CP)와 비율(CP/CG)이 2.9 ~3.5 범위에서 형성되며, 더욱 바람직하게 2.5mm ~ 2.7mm의 범위 내에서 형성된다.

상세히, 상기 채널 갭(CG)이 작으면 작을수록 상기 제 1 및 제 2 유체유로(81)(82)에 흐르는 유체의 열 전달 양은 증가하고 압손도 또한 증가한다. 그리고 상기 채널 갭(CG)이 크면 클수록 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82)에 흐르는 유체의 압손이 적어지고 유체의 열 전달 양은 감소하게 된다.

한편, 유체의 압손이 증가하면 펌프나 압축기의 소비동력이 증가하게 된다.

따라서, 펌프나 압축기의 소비동력과 유체의 열 전달량이 최적화될 수 있도록 상기 채널 갭(CG)은 상기 코로게이트 피치(CP)와의 비율(CP/CG)이 2.9 ~3.5 범위에서 형성되며, 더욱 바람직하게 2.5mm ~ 2.7mm의 범위 내에서 형성된다.

또한, 상기 코로게이트 피치(CP)는 압손을 고려하여 8~ 8.5mm 범위에서 형성된다.

이하, 상기 판형 열교환기(20)의 오일 배출 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기를 나타낸 측면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(20)의 오일 배출구조는 상기 전열판(70)의 상기 제 1 유체 유입 통공(71)과 제 2 유체 유출 통공(72a)의 하측에 형성되는 두 개의 오일 배출 통공(75)(75a)이 형성된다.

또한, 상기 전면 플레이트(50)의 하측에도 상기 전열판(70)에 형성되는 상기 두 개의 오일 배출 통공(75)(75a)에 대응되어 두 개의 오일 배출 통공(55)(55a)이 형성된다.

또한, 상기 전면 플레이트(50)에 형성되는 두 개의 오일 배출 통공(55)(55a)에 대응되어 상기 전방 커버(60)의 하측에 두 개의 오일 배출 통공(65)(65a)이 형성된다.

상세히, 상기 오일 배출 통공(65)(65a)의 형성위치는 상기 오일 배출 통공(65)(65a)으로 오일이 배출될 수 있도록 하기 위하여, 오일 배출 통공(55)(55a)(65)(65a)(75)(75a)들의 하단부는 상기 유체 유입 통공(51)(71)과, 상기 유체 유출 통공(52a)(72a)과, 제 1 유입 포트(63) 및 제 2 유출 포트(64a)의 하단부보다 낮게 형성된다.

그리고, 전방 커버(60)에 형성되는 오일 배출 통공(65)(65a)은 상기 전방 커버(6Z0)의 하측에 형성되는 상기 제 1 유입 포트(61)와 상기 제 2 유출 포트(62a)와 연결되는 유체관(90)에 연통연결되는 오일관(91)에 의해 연통 연결된다.

상기되는 오일 배출구조에 의하여, 상기 판형 열교환기(20)이 멀티 시스템의 과냉기로 적용되는 경우 상기 오일 배출 통공(65)(65a)으로 오일 용이하게 배출되어, 상기 판형 열교환기(20)의 과냉각 효율은 향상된다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오일 배출 통공(65)(65a)은 상기 판형 열교환기(20)가 멀티 시스템에 형성되는 과냉기로 적용되는 경우로 두 곳에 형성되는 것이 제안되었으나, 이에 한정되지 아니하며, 상기 판형 열교환기(20)가 증발기 또는 응축기로 작용 되는 경우 제 1 유체 유로(81) 및 제 2 유체 유로(82)들 중에 냉매가 유동 되는 유체 유로가 형성되도록 하는 상기 유체 유입 통공(51)(71)과 제 1 유입 포트(61)의 하측에만 형성되거나, 또는 상기 유체 유출 통공(52a)(72a)과 제 2 유출 포트(64a)의 하측에만 형성될 수 있다.

이하, 상기된 판형 열교환기(20)의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

우선, 상기된 바와 같은 난류 굴곡(73)이 형성되도록 상기 전열판(70)을 프레스 공정을 통하여 형성한다. 상세히, 스테인레스 재질인 금속판을 상기 전열판(70)의 폭(W)과 길이(H)에 대응되도록 제단 한다. 그리고, 상기되는 전열굴곡(73)형상의 틀이 형성된 프레스 틀에 안치한다. 그리고, 프레스기를 통하여 누름으로서, 상기 전열판(70)은 형성된다.

이어서, 상기 전열판(70)들 사이에 개입되는 브레이징용 동판(90)을 본 발명에 따른 커팅 공정을 수행하고 상기 전열판(70)을 형성하는 프레스 공정을 수행한다.

상세히, 상기 브레이징용 동판(90)은 상기 판형 열교환기(20)가 브레이징 공정을 거치게 되는 경우 잉여 용융 접합재가 남게 되지 않도록 하기 위하여, 커팅 홀이 형성되도록 하는 커팅 공정을 거치게 된다.

이하, 커팅홀의 형성 방법에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이징용 동판의 커팅 공정을 설명한 설명도이다.

도 6을 참조하여 상기 브레이징용 동판(90)의 커팅 공정을 설명하면, 우선, 상기 전열판(70)의 면적에 대응되는 동판을 마련한다. 여기서, 상기 동판의 재질은 상기 전열판(73)보다 용융점이 낮은 동 또는 니켈이 이용됨을 밝혀둔다.

그리고, 상기 동판을 상기 전열판(70)과 적층할 때, 상기 전열판(70)에 형성되는 상기 제 1 및 제 2 유입/유출 통공(71,71a)(72,72a)과 대응되는 부분을 상기 제 1 및 제 2 유입/유출 통공(71,71a)(72,72a)에 대응되는 면적을 가지는 제 2 커팅홀(92)를 형성한다. 그리고, 상기 동판을 상기 전열판(70)과 적층할 때, 상기 전열판(70)의 상기 오일 배출 홀(65)(65a)과 대응되는 위치에서 상기 오일 배출홀(65)(65a)과 대응되는 면적을 가지는 제 3 커팅홀(93)를 형성한다.

그리고, 상기 브레이징용 동판(90)에 다수의 제 1 커팅홀(91)을 형성하는 공정을 수행한다. 상세히, 상기 브레이징용 동판(90)이 상기 전열판(70)과 겹쳐지는 경우 상기 전열판(70)의 난류굴곡(73)과 대응되는 형상을 가지는 상기 브레이징용 동판(90)의 제 1 커팅홀(91)를 커팅한다. 더욱 상세히, 상기 제 1 커팅홀(91)는 상기 난류굴곡(73)의 샤브론 앵글(A)과 동일한 샤브론 앵글(A')을 가지며, 상기 제 1 커팅홀(91)의 폭(D2)은 상기 난류굴곡(73)의 코로게이트 피치(CG)의 2~ 3배의 범위 내를 가지도록 한다. 그리고 상기와 같은 샤브론 앵글(A)과 폭(D2)을 가지는 제 1 커팅홀(91)들 사이에 상기 난류굴곡(73)의 코로게이트 피치(CP)의 2배의 간격 을 가지도록 상기 제 1 커팅홀(91)들을 형성한다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제 1 커팅홀(91)의 형상이 상기 난류굴곡(73)과 대응되는 형상을 가지는 것이 제시되었으나 이에 한정되지 아니한다. 다시 말하면, 상기 브레이징용 동판(90)이 상기 다수의 전열판(70)과 적층 되었을 때, 상기 브레이징용 동판(90)은 상기 다수의 전열판(70)과 접하게 되는 부분과 비접합 부분으로 나뉘게 되는데, 여기서, 비접합 부분을 제거하는 방법이면 이 기술분야에 속하는 당업자가 제시할 수 있는 그 어떠한 형상으로도 실시가능함을 밝혀둔다. 즉, 상기 전열판(70)들이 적층되는 경우, 상기 전열판(70)들이 접하는 부분에는 상기 브레이징용 동판(90)의 용융액이 다소 많게 요구되어 제 1 커팅홀(91)의 형성을 제한하고, 상기 전열판(70)들이 비접하는 부분에는 상기 브레이징용 동판(90)의 용융액이 다소 적게 요구되므로 제 1 커팅홀(91)의 형성을 제한하지 아니한다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 유입/유출 통공(71,71a)(72,72a)의 외주와 도면에 도시되지 않은 연결배관과 상기 전열판(73)이 브레이징 되도록 하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 유입/유출 통공(71,71a)(72,72a)의 테두리로부터 15mm 이상 이격되어 형성되도록 한다. 그리고, 상기 판형 열교환기(20)의 외형 브레이징 되도록 하기 위하여, 브레이징 동판(90)의 가장자리로부터 5mm 이상 이격되어 커팅공정이 이루어지도록 한다.

그 다음, 상기 다수의 전열판(70)들 사이에 상기 브레이징용 동판(90)이 교번하여 적층 되도록 조립한 후에, 상기 판형 열교환기(20)는 브레이징 로에 안치된 다. 그리고 상기 브레이징용 동판(90)의 용융점보다 높고 상기 전열판(70)의 용융점보다 낮은 범위 내의 온도로 가열된다. 이때 상기 브레이징용 동판(90)은 녹게 된다. 이렇게 상기 판형 열교환기(20)가 가열되면, 상기 전열판(70)이 다수 매로 적층 되어 형성된 면접 부분으로 상기 동판(90)의 일부 용융액이 모세관 현상에 의하여 흡입되어 상기 전열판(70)들이 접합 된다. 그리고 상기 동판(90)의 나머지 용융액이 상기 난류 굴곡(73)에 의해 형성되는 제 1 유체 유로(81)와 상기 제 2 유체 유로(82) 등의 내주 면에 피복된다. 이렇게 적정량의 브레이징용 동판(90)이 브레이징 공정에 사용되어 상기 제 1 및 제 2 유체 유로(81)(82)가 부분적으로 막히는 불량이 발생 되지 아니한다.

마지막으로, 상기 판형 열교환기(20)는 상기 브레이징로에서 인출되어 소정의 시간 동안 냉각되어 완성된다.

이하, 상기되는 구성을 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기의 작용을 도면과 함께 설명하기로 한다.

도 7은 멀티형 공기 조화기의 과냉기로 적용된 본 발명에 따른 판형 열교환기의 작용을 나타낸 설명도이다.

도 7을 참조하면, 우선, 본 발명의 실시 예에 따른 판형 열교환기(20)가 작동하게 되면, 상기 제 1 유입 포트(63)로 고온의 냉매가 유입되어 상기 제 1유로(61)를 지나게 된다. 이러한 고온의 냉매는 상기 전열 패키지(80)를 지나하면서 고온의 냉매는 상기 제 1 유체 유로(81)로 분산되어 상승하게 된다. 이때 고온의 냉매는 상기 제 1 유체 유로(81)의 외벽을 이루는 상기 다수의 전열판(70)에 열을 공급한다. 이때, 고온의 냉매는 상기되는 브레이징 방법에 의하여 형성된 상기 제 1 유체 유로(81)를 막힘 없이 흐르게 된다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전열굴곡(73그리고 상기 제 1유체 유로(81)를 지난 고온의 냉매는 상기 전열 패키지(80)의 상측에 형성된 상기 제 1유로(61)에서 합류되어 상기 제 1유출 포트(63a)로 배출된다.

한편, 고온의 냉매에 포함된 오일은 상기 전열 패키지(80)의 하측에서 모이게 되고 상기 오일 배출 홀(65)을 통하여 배출된다.

그리고, 상기 제 2 유입 포트(64)로 저온의 냉매가 유입되어 상기 제 2유로(62)를 지나게 된다. 이러한 저온의 냉매는 상기 전열 패키지(80)를 관통하면서 저온의 냉매는 상기 제 2 유체 유로(82)로 분산되어 하강하게 된다. 이때 저온의 냉매는 상기 제 2 유체 유로(82)의 외벽을 이루는 상기 다수의 전열판(70)에 열을 흡수한다. 이때, 저온의 냉매는 상기되는 브레이징 방법에 의하여 형성된 상기 제 2 유체 유로(82)를 막힘 없이 흐르게 된다. 그리고 상기 제 2 유체 유로(82)를 지난 저온의 냉매는 상기 전열 패키지(80)의 하측에 형성되는 상기 제 2유로(62)에서 합류하여 상기 제 2유출 포트(64a)로 배출된다.

한편, 저온의 냉매에 포함된 오일은 상기 전열 패키지(80)의 하측에서 모이게 되고 상기 오일 배출 홀(65a)을 통하여 외부로 배출된다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 판형 열교환기에 의하여, 다수의 전열판 사이에 형성되는 유체 유로에서 열교환이 효율적으로 일어나게 되어, 시스템의 효 율을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 판형 열교환기의 열교환 효율이 향상되어 그 체적이 작아지는 효과가 있어, 판형 열교환기를 시스템에 적용하는 경우에 적은 공간을 요구하는 효과가 있다. 더 나아가서, 판형 열교환기의 제작에 요구되는 브레이징 동판 및 전열판이 적게 요구되어 그 제작원가를 절감할 수 있는 부수적인 효과가 있다.

그리고, 상기되는 바와 같은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 제조 방법에 의하여, 판형 열교환기의 유체 유로가 부분적으로 막히는 문제점이 해결되어 판형열교환기의 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 유체를 펌핑하는 수단에 대하여 과도한 펌핑 부하를 감소시키는 효과가 있다. 더 나아가서, 재질이 고가인 동 또는 동인 브레이징용 동판의 과도한 사용을 절감할 수 있게 되고, 불량률이 감소 되어 제조원가를 감소시키는 부수적인 효과가 있다.

Claims

전방 커버;

상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방 커버;

측단면이 최고면과 최저면 및 이를 연결하는 경사면으로 이루어지는 다수의 전열굴곡이 소정 간격으로 배열되고, 유체가 흐르는 제 1 유체 유로와 제 2 유체 유로를 제공하도록 상기 전방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 결합되는 전열판이 포함되고, 2.9<A/B< 3.2(A: 최저면의 일단에서 타단까지 거리(코로게이트 피치(CP)), B: 최고면에서 최저면에 이르는 수직 거리(채널 갭(CG)))인 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
제 1 항에 있어서,

상기 전열 굴곡은 전면에서 볼 때 V자 형상으로 형성되며,

상기 전열 굴곡과 수평선이 이루는 샤브론 앵글은 27~ 42도의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
제 1 항에 있어서,

상기 최고면에서 상기 최저면에 이르는 수직 거리는 2.5mm ~ 2.7mm인 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
제 1 항에 있어서,

상기 전열판의 길이와 폭의 비율이 2 ~ 2.5인 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
전방 커버;

상기 전방 커버의 후방에 위치되는 후방커버;

상기 전방 커버와 상기 후방 커버 사이에 적층 되는 복수 개의 전열판; 및

상기 전열판과 상기 저면 커버에는 냉매에 포함된 오일이 배출되도록 하는 오일 배출 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
제 5 항에 있어서,

상기 전열판의 상단 또는 하단 중 적어도 어느 일측에는 유체 유입 통공과 유체 유출 통공이 형성되며, 상기 전방 커버에는 상기 유체 유입 통공 및 유체 유출 통공에 대응하는 유입 포트와 유출 포트가 형성되고,

상기 오일 배출 홀의 하단부는 상기 유체 유입 통공과, 유체 유출 통공과, 유입 포트 및 유출 포트의 하단부보다 낮은 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
제 5 항에 있어서,

유체 유출 포트에 연결되는 유체관; 및

상기 유체관을 통하여 유체가 유출되는 과정에서 상기 유체관 내부와 오일관 내부의 압력차에 의하여, 상기 전열판의 하측에 저수되는 오일이 상기 오일관을 따라 유체관으로 배출되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
전열 굴곡이 형성되는 전열판을 형성하는 단계;

상기 전열판이 접합 되도록 하는 브레이징용 동판의 일부를 제거하여 다수의 커팅 홀이 형성되도록 하는 커팅 단계; 및

상기 전열판과 상기 브레이징용 동판을 적층 결합한 후 브레이징 하는 단계가 포함되는 판형 열교환기의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 커팅 홀의 테두리부는 상기 브레이징용 동판의 가장자리로부터 5mm 이상 이격되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 커팅홀의 테두리부는 상기 전열판의 유체 통과홀의 테두리부로부터 적어도 15mm이상 이격 되어 형성하는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 제조방법.