KR20100003508A - 열교환기 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다수 열의 냉매통로가 형성되고 이 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍(112b)이 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수열을 이룬 양측의 헤더(110)(110')를 준비한 후; 상기 헤더의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)(112b)에 동시에 삽입되는 일체형 튜브(120)를 상기 양측의 헤더(110)(110') 사이에 가조립한 다음; 상기 각 일체형 튜브(120) 사이에는 상기 헤더(110)(110')의 튜브 결합면과 핀(130)의 끝단 사이에 간격(C3)이 형성되도록 핀(130)을 가조립하여, 노내에서 브레이징하는 열교환기 및 그 제조방법이다. 본 발명에 의하면, 일체형 튜브를 사용하여 조립하고 핀과 헤더사이에 간격을 유지하여 조립하므로써, 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 한편, 용착성(브레이징성)을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다.

Description

열교환기 및 그 조립방법{Heat Exchanger and Assembling Method thereof}

본 발명은 열교환기 및 그 조립방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기 및 그 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 라디에이터, 히터코어, 에어콘의 콘덴셔, 에버퍼레이터 등의 열교환기는 양측의 헤더와, 상기 양측의 헤더를 연결하여 연통시키는 다수의 튜브와, 인접하는 튜브 사이에 배열되는 핀으로 이루어진다.

상기 열교환기 중에서 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기는 한국특허공개 제2001-15060호, 한국공개특허 제2003-27609호, 한국특허공개 제2004-12939호 등이 개시되어 있다. 이와 같은 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기를 조립할 때에는 압출 성형된 헤더 파이프의 외측면에 다수 열의 튜브 삽입구멍을 형성하고, 이 튜브 삽입구멍에 튜브를 삽입하여 조립한 후, 튜브와 튜브 사이에 핀을 채워 가조립하게 된다. 그리고 가조립한 열교환기를 노내에서 브레이징하여 열교환기를 완성하게 된다.

이러한 종래 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기는 조립할 시에 헤더 파이프에 다수 열의 튜브를 삽입하기가 어려워 조립성이 떨어져 생산성이 저하하고 튜브의 조립불량으로 인해 브레이징의 불량이 생기며, 다수의 냉매 유로를 형성하기 위해서는 별도의 냉매 유동방향 전환부재가 필요하여 부품수가 증가하고 가공공수 및 조립공수가 증가하는 등의 문제점이 있으므로, 이를 개선하기 위해 한국특허공개 제2007-94260호가 제시되어 있다.

종래 상기 한국특허공개 제2007-94260호는, 도1에 도시한 바와 같이, 헤더(10)를 각 열의 수만큼의 독립된 다수의 헤더파이프(12)(14)로 나누어, 상기 각 헤더 파이프(12)(14)의 튜브 삽입구멍에 각 열의 튜브(22)(24)를 끼워 삽입한 후, 인접하는 헤더파이프(12)(14)의 측면을 밀착하여 헤더파이프의 길이방향 양단에 일체형 캡(16)(18)의 삽입부를 끼워 고정한 다음, 인접하는 튜브(22)(24) 사이에 핀을 채워 배열하는 방법으로 조립하여 제조된다.

그런데, 종래 상기 한국특허공개 제2007-94260호와 같이 제조되는 열교환기는 각 열의 튜브를 독립적으로 조립하여야 하므로 조립공수가 많고, 튜브를 가조립할 때에 헤더 파이프의 어긋남과 조립의 불안정으로 인해 튜브가 빠지는 경우가 생겨 조립작업이 용이하지 못하고 조립불량성이 높다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기에서, 열교환기의 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 열교환기 및 그 조립방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용착성을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 열교환기 및 그 조립방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 열교환기는, 다수 열의 냉매통로가 형성된 양측의 헤더와, 상기 양측의 헤더에 연통하는 다수의 튜브와, 인접하는 튜브 사이에 끼워져 배열된 주름판 형태의 핀을 가진 열교환기에 있어서, 상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수열을 이루고, 상기 헤더의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍에 동시에 삽입되는 일체형 튜브를 구비하되, 상기 튜브의 길이방향 양단에는 튜브 조립시에 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍 사이 간격에 걸리지 않도록 절취홈이 형성되어 있 고, 상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이에는, 용착성을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하도록 간격이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이 간격은 3~5mm로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열교환기의 조립방법은, 다수 열의 냉매통로가 형성되고, 상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수 열을 이룬 양측의 헤더를 준비한 후; 상기 헤더의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍에 동시에 삽입되는 일체형 튜브를 상기 양측의 헤더 사이에 조립한 다음; 상기 각 일체형 튜브 사이에는 상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이에 간격이 형성되도록 핀을 조립하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 열교환기 및 그 조립방법에 의하면, 다수 열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기에서, 일체형 튜브를 사용하여 조립하고 핀과 헤더사이에 간격을 유지하여 조립하므로써, 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 한편, 용착성(브레이징성)을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 실시예에서는 2열의 냉매통로가 형성된 헤더를 가진 열교환기를 예로 들어 설명한다. 도2는 본 발명의 조립방법이 적용된 열교환기의 분리사시도이고, 도3은 도2에서 헤더와 튜브의 조립부를 나타내는 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 열교환기는, 2열의 냉매통로가 형성된 양측의 헤더(110)(110')에 다수의 튜브(120)의 양단이 연통하고, 인접하는 튜브(120) 사이에는 주름판 형태의 핀(130)이 끼워져 배열된다.

상기 헤더(110)(110')는 압출로 제조되는 2개의 헤더파이프(112)(112)의 각측면이 서로 밀착하여 헤더파이프(112)(112)의 길이방향 양단이 일체형 캡(116)(118)에 의해 고정된다. 상기 헤더파이프(112)(112)가 서로 밀착하는 측면에는 냉매의 유동방향이 전환되는 냉매 연통구멍(112a)이 형성되어 있다.

상기 헤더파이프(112)(112)는 전봉관(판재를 말아 접어서 파이프를 성형하는 Roll Forming에 의해 제조된 파이프)으로 이루어 질 수도 있다. 그리고, 상기 헤더(110)(110')는 2열의 냉매통로가 형성된 하나의 헤더파이프로 된 일체형 파이프로 이루어질 수도 있다.

상기 헤더(110)(110')의 튜브 결합면(S)에는 상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍(112b)이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격(C1)(C2)을 두고 형성되어 다수열을 이루고 있다.

상기 일체형 캡 중의 하나(116)에는 상기 냉매통로에 냉매가 출입하는 냉매 입구(116a) 및 냉매출구(116b)가 형성되어 있다.

상기 튜브(120)는 상기 헤더(110)(110')의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 동시에 삽입되는 일체형 튜브로 되어 있으며, 양측의 관부(122)(122)와, 이 관부(122)(122)를 이어주는 이음부(124)가 압출가공에 의해 일체로 제조된다. 그리고, 이음부(124)의 양단(튜브의 길이방향 양단)에는 튜브 조립시에 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)의 사이 간격(C1)에 걸리지 않도록 절취홈(124a)이 형성되어 있다. 상기 관부(122)(122)에는 하나 또는 다수의 냉매구멍(122a)(122a)이 관부의 길이방향을 따라 형성되어 있다. 상기 이음부(124)에는 양측의 관부(122)(122) 간의 전열효과를 낮추도록 구멍(장공 등)이 형성되어 있을 수도 있다. 그리고, 상기 절취홈(124a)을 형성하는 절단작업을 용이하게 하고 원재료를 절감하도록 상기 이음부(124)의 두께는 상기 관부(122)(122)의 두께보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 핀(130)은 상기 튜브(120)의 폭보다 넓은 폭으로 된 플레이트가 길이방향을 따라 산과 골을 이루면서 절곡되어 주름잡힌 코루케이트 핀 형태로 되어 있으며, 그 길이는 후술하는 바와 같이 상기 양측에 배치되는 헤더(110)(110')의 사이 간격보다 짧게 되어 있다(도3에 도시한 간격 C3로 그 차이를 표시). 상기 핀의 표면에는 열교환기의 성능을 높이도록 도시하지 않은 절기 루버 또는 구멍이 형성될 수도 있다. 상기 핀(130)은 상기 헤더(110)(110')의 폭보다 작거나 헤더(110)(110')의 폭과 같은 폭으로 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 열교환기는, 상기 헤더파이프(112)(112)와 일체형 캡(116)(118)이 조립된 헤더(110)(110') 또는 하나의 일체형 헤더와, 일체 형 튜브(120) 및 핀(130)을 준비한 후, 상기 헤더(110)(110')의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍(112b)에 동시에 삽입되는 일체형 튜브(120)를 양측의 헤더(110)(110') 사이에 가조립한 다음; 상기 각 일체형 튜브(120) 사이에는 상기 헤더(110)(110')의 튜브 결합면(S)과 상기 핀(130)의 끝단 사이에 간격(C3 : 도3에 도시)이 형성되도록 핀(130)을 가조립한 후, 노내에서 브레이징하여 완료한다.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 간격(C3)은, 브레이징 시에 용착성을 양호하게 하고 열교환기가 증발기로 사용될 경우 그 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다. 상기 간격(C3)은 3~5mm로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열교환기 및 그 조립방법에 의하면, 일체형 튜브를 사용하여 조립하고 핀과 헤더 사이에 간격을 유지하여 조립하므로써, 조립공수를 줄이고 튜브 조립작업을 용이하게 하며 조립불량을 줄이며 열교환효율을 향상하는 한편, 용착성(브레이징성)을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하는 효과가 있다.

본 발명의 열교환기에서 일체형 튜브와 일체형 핀은, 열교환기의 공기측 열교환 면적이 증가하여 냉방성능이 향상되므로, 이를 적용하는 자동차의 연비성능을 향상할 수 있다.

그리고, 본 발명의 열교환기 및 그 조립방법은, 특히 종래 헤더파이프의 가조립시에 헤더파이프의 어긋남과 불안정한 작업을 완전히 해소할 수 있고, 본 발명의 조립된 일체형 헤더는 튜브 삽입작업을 통하여 미세하게 2차적인 교정작업을 할 수 있으므로 종래 많이 발생하였던 조립작업의 애로와 불량을 완전히 해소할 수 있 다.

도1은 종래 조립방법이 적용된 열교환기의 분리사시도,

도2는 본 발명의 조립방법이 적용된 열교환기의 분리사시도,

도3은 도2에서 헤더와 튜브의 조립부를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110, 110' : 헤더 112, 112' : 헤더파이프

120 : 튜브 122, 122' : 관부

124 : 이음부 124a : 절취홈

130 : 핀

Claims (3)

1. 다수 열의 냉매통로가 형성된 양측의 헤더와, 상기 양측 헤더에 연통하는 다수의 튜브와, 인접하는 튜브 사이에 끼워져 배열된 주름판 형태의 핀을 가진 열교환기에 있어서,

   상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수열을 이루고, 상기 헤더의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍에 동시에 삽입되는 일체형 튜브를 구비하되,

   상기 튜브의 길이방향 양단에는 튜브 조립시에 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍 사이 간격에 걸리지 않도록 절취홈이 형성되어 있고,

   상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이에는, 용착성을 양호하게 하고 열교환기의 표면에서 발생되는 응축수의 배출을 용이하게 하도록 간격이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이 간격은 3~5mm로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 다수 열의 냉매통로가 형성되고, 상기 냉매통로에 연통하는 튜브 삽입구멍이 상기 헤더의 폭방향 및 길이방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 다수열을 이룬 양측의 헤더를 준비한 후;

   상기 헤더의 폭방향으로 형성된 상기 튜브 삽입구멍에 동시에 삽입되는 일체형 튜브를 상기 양측의 헤더 사이에 조립한 다음;

   상기 각 일체형 튜브 사이에는 상기 헤더의 튜브 결합면과 상기 핀의 끝단 사이에는 간격이 형성되도록 핀을 조립하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 조립방법.

Images