KR20080106631A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 열교환기의 구성요소인 핀을 코러게이트(corrugated)형상의 튜브로 대체한 것으로 열교환율을 향상시키기 위한 열교환기에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하고자한 본 발명은 일정한 간격을 두고 다수열로 배열되는 다수의 튜브와, 상기 튜브의 양단에 결합되는 상하부헤더 및 상기 헤더에 결합되어 내부에 통로를 형성하는 상하부탱크로 구성된 헤더탱크를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 튜브 사이에는 코러게이트(corrugated)형상으로 이루어지며, 상기 상하부탱크에 양단부가 연통되는 중간튜브가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 인한 본 발명은 종래의 방열핀을 튜브로 대체하고 상기 대체된 튜브를 코러게이트 형상을 함으로써 종래 방열핀의 역할을 수행함과 동시에 열전달매체의 유량을 증가시킴으로써 종국적으로는 열교환율을 증가시킬 수 있게 되었다.

상하부 헤더탱크, 튜브, 중간튜브, 코러게이트.

Description

열교환기{Heat exchanger}

도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 사시도.

도 2는 종래의 열교환기에서 튜브와 방열핀을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기에서 튜브와 방열핀을 나타내는 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

상부헤더탱크 : 10 하부헤더탱크 : 20

튜브 : 30 중간튜브 : 40

절곡부 : 41

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 열교환기의 구성요소인 핀을 코러게이트(corrugated)형상의 튜브로 대체한 것으로 열교환율을 향상시키기 위한 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 주지하는 바와 같이 공기조화장치는 냉방시스템과 난방시스템을 포함하는 것으로서, 상기 냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정을 통해서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되는 것이고, 상기 난방시스템은 열교환매체를 히터 코어로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성되는 것이다.

열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 사시도이며, 도 2는 종래의 열교환기에서 튜브와 방열핀을 나타내는 사시도이다. 상기 종래의 열교환기를 도 1 및 도2를 참고로 설명하면 하기하는 바와 같다. 즉, 상기 열교환기(100)는 좌우 또는 상하로 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(110,120)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(110,120)에 양단부가 결합되어 두 헤더탱크(110,120)를 연통시키는 복수개의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되어 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(140)을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 헤더탱크(110,120)는 튜브(130)들의 양단이 결합될 수 있도록 다수의 튜브홀(미도시)이 형성된 헤더(112)와, 상기 헤더(112)와 결합되어 냉매가 유동할 수 있는 통로를 형성하는 탱크(111)로 이루어진다.

이와 같은 열교환기(100)는 냉매가 입구파이프(150)를 통해 헤더탱크(110)내부로 유입되고, 유입된 냉매는 튜브(130)들을 지나는 과정에서 외부공기와 열교환을 수행하게 되고, 이후 출구파이프(160)를 통해 배출된다.

그러나 이러한 열교환기는 일반적으로 별도의 핀을 만들어 조립해야한다. 이는 고가의 복잡한 핀 제작 머신이 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 핀을 통과하는 공기의 저항으로 인하여 열전달율이 저하되며, 핀이 차지하는 면적이 넓어 상대적으로 튜브를 통하는 열교환매체의 유량이 적다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 종래의 핀은 그대로 유지하되, 종래의 방열핀을 튜브로 대체하는 것이다. 즉, 상기 대체된 튜브를 코러게이트 형상을 함으로써 종래 방열핀의 역할을 수행함과 동시에 열전달매체의 유량을 증가시키킴으로써 종국적으로는 열교환을 활발히 하기 위함이다.

상기한 목적을 달성하고자한 본 발명은 일정한 간격을 두고 병렬로 배열되는 다수의 튜브와, 상기 튜브의 양단에 결합되는 튜브삽입홀이 형성되며 내부에 열교 환 매체의 통로를 형성하는 헤더탱크를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 이웃하는 튜브 사이에는 코러게이트(corrugated)형상으로 이루어지며, 상기 상하부헤더탱크에 양단부가 연통되어 내부에 열교환매체가 유동하는 중간튜브가 형성되는 것을 을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간튜브의 절곡부는 인접하는 튜브면에 접하도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 중간튜브의 절곡부와 인접하는 튜브면은 상호 브레이징(brazing)접합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 것에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기에서 튜브와 방열핀을 나타내는 사시도이다.

상기한 목적을 달성하고자한 본 발명은 일정한 간격을 두고 병렬로 배열되는 다수의 튜브(30)와, 상기 튜브(30)의 양단에 결합되는 튜브삽입홀(미도시)이 형성 되며 내부에 열교환 매체의 통로를 형성하는 헤더탱크(10,20)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 이웃하는 튜브(30) 사이에는 코러게이트(corrugated)형상으로 이루어지며, 상기 상하부헤더탱크(10,20)에 양단부가 연통되어 내부에 열교환매체가 유동하는 중간튜브(40)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉 도 3 및 도 4를 참고로 상술하면, 종래의 핀은 방열목적으로 사용되는 것으로서, 방열량을 증가시키기위해 코러게이트(corrugated)형상으로 제작되었었다. 이러한 형상을 인용하되, 본 발명에서는 상기 방열핀을 중간튜브(40)로 대체함으로써 열전달매체(미도시)를 상기 상부 헤더탱크(10)를 통해 상기 중간튜브(40)를 통해 유동하여 상기 하부 헤더탱크(20)에 도달하도록 한 것이다. 즉 이러한 중간튜브(40)는 내부에는 열전달매체가 통과하며, 외부로는 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위함이다.

또한, 상기 중간튜브(40)의 절곡부(41)는 인접하는 튜브면에 접하도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 중간튜브(40)의 절곡부(41)와 인접하는 튜브면은 상호 브레이징(brazing)접합되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중간튜브는 각 튜브열 사이에 각각 배열되는 것이 바람직하다.

상기 중간튜브(40)의 절곡부(40)가 인접하는 튜브(30)에 상호 접하도록 하여, 상기 중간튜브(40) 및 튜브(30)가 차량내부의 진동에 의해 흔들려 이탈 또는 파열되는 것을 방지하기 위함이다. 더욱 바람직하게는 접면(점)을 상호 브레이징(brazing, 연납접)접합한다.

접합의 방법 특히 용접의 방법은 전기에너지를 이용한 아크용접(arc welding), 접합부재 사이에 전기적 저항을 일으켜 용접에 필요한 열을 발생시키는 저항용접(resistance welding), 브레이징(brazing, 경납접), 연납접(soldering)등 다양한 방법이 있다. 본 발명에서는 브레이징을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 브레이징은 접착면이나 그 사이에 용가재(미도시)를 놓은 다음 용가재는 녹고 피용접물은 녹지않을 정도로 온도를 높여 접합시키는 공정이다.

이러한 브레이징 방법을 사용하는 이유는 피용접물 즉, 튜브(30)과 중간튜브(40)가 용접하는 중에 파열(또는 균열 등)되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 다양한 방법으로 상기 헤더탱크(10,20)간에 설치할 수 있을 것이다. 일반적으로 일렬로 이루어진 튜브 및 다열(특히 2열)로 구성된 튜브가 종래에 많은 열교환기에 적용되고 있다. 이러한 것을 구현하기 위해 다양한 방식으로 튜브를 배열 할 수 있을 것이다. 특히 도4(b)에 도시된 방법은 특정 실시예를 도시한 것일 뿐, 다양한 실시예의 변경으로 사용될 수 있을 것이다.

상기한 구성으로 인한 본 발명은 종래의 방열핀을 튜브로 대체하고 상기 대체된 튜브를 코러게이트 형상을 함으로써 종래 방열핀의 역할을 수행함과 동시에 열전달매체의 유량을 증가시킴으로써 종국적으로는 열교환율을 증가시킬 수 있게 되었다.

Claims (3)

1. 일정한 간격을 두고 병렬로 배열되는 다수의 튜브(30)와, 상기 튜브(30)의 양단에 결합되는 튜브삽입홀이 형성되며 내부에 열교환 매체의 통로를 형성하는 헤더탱크(10,20)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서,

   상기 이웃하는 튜브(30) 사이에는 코러게이트(corrugated)형상으로 이루어지며, 상기 상하부헤더탱크(10,20)에 양단부가 연통되어 내부에 열교환매체가 유동하는 중간튜브(40)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중간튜브(40)의 절곡부(41)는 인접하는 튜브(30)면에 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 중간튜브(40)의 절곡부(41)와 인접하는 튜브(30)면은 상호 브레이징(brazing)접합되는 것을 특징으로 하는 열교환기.

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