KR20100067203A - 열교환기의 헤더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 헤더에 관한 것이다. 헤더파이프의 내부에 배플이 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하고, 헤더파이프의 양단에는 엔드캡이 결합되는 열교환기의 헤더에 있어서, 상기 헤더파이프(111)(112)의 내부 바닥면에는 상기 배플(131)(132)이 끼워져 걸리도록 요입홈띠(111f)(112f)가 형성되어 있고, 상기 헤더파이프는 2개가 결합되어 헤더를 이루고, 각 헤더파이프의 단면형상은 밀착면(111c)(112c)의 양측이 '평탄한 인접면'과 소정각도로 이어진 구조로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 헤더 내면과 배플 사이의 접촉불량을 방지하여 브레이징을 양호하게 하고, 2개의 헤더파이프를 조립할 때에 캡의 조립성과 공차관리성을 양호하게 하여 불량발생을 줄이는 효과가 있다.

Description

열교환기의 헤더{header of heat exchanger}

본 발명은 열교환기의 헤더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 헤더에 배플이 결합되는 구조에 관한 것이다.

열교환기는 온도가 높은 유체와 온도가 낮은 유체가 열교환기 벽면을 통해 높은 온도에서 낮은 온도로 열을 전달함으로써 열교환을 행하는 장치이다.

일반적으로 열교환기는 다수의 냉매 유동공간을 가지는 양측의 헤더와, 상기 양측의 헤더를 연결하여 연통시키는 다수의 튜브와, 인접하는 튜브 사이에 배열되는 방열핀으로 이루어진다.

상기 헤더(10)는 하나 또는 다수의 헤더파이프가 결합되거나 일체로 형성된 구조로서, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 2개의 헤더파이프로 이루어지는 경우 대체로 D단면형인 각 헤더파이프(12, 13)의 일측면이 서로 밀착하여 브레이징되며, 양단에는 엔드캡(14, 15)이 각각 결합되며, 헤더파이프의 중간에는 분리형 또는 일체형 배플(16 : 도면에서는 일체형 배플)이 배플삽입구멍(12a, 13a)에 결합된 구조로 되어 있다. 상기 엔드캡(14, 15)는 위치에 따라 냉매입구 및 출구가 형성될 수 있으며, 헤더파이프(12, 13)의 평탄면에는 튜브가 삽입되는 튜브삽입구멍(12b, 13b)이 형성되어 있다.

상기 일체형 배플(16)은 2개의 헤더파이프(12, 13)을 브레이징하기 전에 가조립할 때에 상기 엔드캡(14, 15)에 의한 2개의 헤더파이프간의 결합의 강도를 보충하는 역할도 한다.

그런데, 종래 열교환기의 헤더에서는 헤더에 배플을 조립하여 브레이징 할 때에 접촉불량으로 인해 브레이징 불량이 야기된다는 문제점이 있었다. 특히 2개의 헤더파이프를 결합할 때에 미세한 어긋남과 조립불량으로 헤더 내면과 배플 사이에 접촉불량이 생겨 브레이징 불량이 더욱 많이 야기된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 열교환기의 헤더에서는 헤더파이프가 D단면형으로 되어 있으므로 헤더파이프의 조립시 상, 하 2곳에 깊은 골이 생겨 캡을 끼우기가 용이하지 못하며 캡과 헤더파이프들 간의 공차관리가 어렵고, 불량발생의 주요원인이 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더 내면과 배플 사이의 접촉불량을 방지하여 브레이징을 양호하게 하는 열교환기의 헤더를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 2개의 헤더파이프를 조립할 때에 캡을 조립성과 공차관리성을 양호하게 하여 불량발생을 줄이는 열교환기의 헤더를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열교환기의 헤더는, 헤더파이프의 내부에 배플이 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하고, 헤더파이프의 양단에는 엔드캡이 결합되는 열교환기의 헤더에 있어서, 상기 헤더파이프의 내부 바닥면에는 상기 배플이 끼워져 걸리도록 요입홈띠가 형성되어 있는 것을 특징으로 한 다.

상기 요입홈띠에 끼워지는 배플의 단부는 챔퍼링되어 있다.

상기 요입홈띠는 반대측 외면이 돌출되게 엠보싱된 엠보싱 홈띠로 되어 있을 수도 있다.

상기 헤더파이프는 2개가 결합되어 헤더를 이루고, 각 헤더파이프의 단면형상은 밀착면의 양측은 '평탄한 인접면'과 소정각도로 이어져 있다.

상기 평탄한 인접면 중에서 배플이 끼워지는 인접면은 상기 밀착면에서 멀어질수록 낮아지는 경사면으로 되어 있다.

본 발명에 의한 열교환기의 헤더에 의하면, 헤더 내면과 배플사이의 접촉불량을 방지하여 브레이징을 양호하게 하고, 2개의 헤더파이프를 조립할 때에 캡의 조립성과 공차관리성을 양호하게 하여 불량발생을 줄이는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명이 적용된 열교환기의 헤더로서, 2열의 헤더파이프가 결합된 헤더를 나타내는 사시도이고, 도4는 도3의 헤더의 단면도이며, 도5는 도3에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이고, 도6은 도3에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 헤더(100)는 2개의 헤더파이프(111)(112)의 일측면이 서로 밀착하여 결합되고, 양단에는 엔드캡(121)(122)이 각각 결합되며, 헤더파이프(111)(112)의 중간에는 냉매의 패스를 형성하도록 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하는 배 플(131)(132)이 배플삽입구멍(111a)(112a)에 결합된 구조로 되어 있다. 상기 엔드캡(121)(122)은 위치에 따라 냉매입구 및 출구가 형성될 수 있으며, 상기 헤더파이프(111)(112)의 후술하는 경사면에는 도시하지 않은 튜브가 삽입되는 튜브삽입구멍(111b)(112b)이 형성되어 있다.

상기 헤더파이프(111)(112)는 단면형상은 밀착면(111c)(112c)의 양측(상측 및 하측)은 '평탄한 인접면(111d, 111e)(112d, 112e)'과 소정각도(상측은 예각, 하측은 직각)로 이어져 있다. 상기 평판한 인접면 중에서 상기 배플(131)(132)이 끼워지는 인접면(111d)(112d)은 상기 밀착면(111c)(112c)에서 멀어질수록 낮아지는 경사면으로 되어 있다. 상기 헤더파이프(111)(112)의 단면형상은 한 모서리는 예각으로 이어지고 이 예각의 모서리에 대향하는 모서리는 라운딩된 사각형상에 가깝다.

이와 같은 헤더파이프(111)(112)의 단면형상은 2개의 헤더파이프를 결합할 시에 밀착면(111c)(112c)의 양측에 생기는 골이 작으므로 엔드캡(121)(122)을 끼우기가 용이하고 캡과 헤더파이프간의 공차관리가 쉬워진다. 브레이징시 엔드캡과 골사이의 틈새는 용가재에 의해 자연스럽게 메워진다. 그리고, 튜브 및 배플이 끼워지는 면은 경사면으로 되어 있으므로, 열교환기에서 발생하는 응축수가 용이하게 흘러내리는 효과가 있다.

상기 튜브삽입구멍(111b)(112b)는 튜브가 용이하게 삽입하도록 그 가장자리가 내측으로 절곡되어 있다. 이러한 절곡형상은 프레스의 펀치가공에 의해 자연적으로 형성된다.

한편, 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 헤더파이프(111)(112)의 내부 바닥면에는 상기 배플(131)(132)이 끼워져 걸리도록 요입홈띠(111f)(112f)가 형성되어 있다. 상기 요입홈띠(111f)(112f)는 배플삽입구멍(111a)(112a)을 통해 공구와 지그로 공지의 가공기술에 의해 간단히 가공될 수 있다. 상기 요입홈띠(111f)(112f)에 끼워지는 배플(131)(132)의 단부는 챔퍼링되어 용이하게 끼워지게 되어 있다.

상기 배플(131)(132)을 조립할 때에는 배플을 강하게 눌러서 배플의 모서리 끝단이 요입홈띠(111f)(112f)에 밀착되게 한다. 상기 요입홈띠(111f)(112f)와 배플(131)(132)의 끝단 사이의 틈에는 브레이징시 용가재가 흘러들어 메워지게 된다.

상기 엔드캡(121)(122)는 일체형으로 되어 있으며, 상기 헤더파이프(111)(112)의 내측으로 돌출되도록 엠보싱가공되어 끼워지는 구조이다. 따라서, 엔드캡(121)(122)은 2개의 헤더파이프(111, 112)을 브레이징하기 전에 가조립할 때에 2개의 헤더파이프를 결합하여 고정하게 된다.

상기 배플(131)(132)는 2개의 헤더파이프(111)(112)에서 동일한 위치에 삽입되는 일체형으로 할 수도 있으나, 분리형으로 하는 것이 바람직하다. 이는 2개의 헤더파이프(111)(112)를 결합하기 전에 배플을 삽입하여 헤더파이프의 내면과 배플의 결합상태를 용이하게 확인할 수 있고, 결합상태를 그대로 유지할 수 있게 한다.

도7은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도(도3에서 화살표 C-C방향으로 바라봄)로서, 본 실시예에서는 헤더파이프(211)(212)의 내면에 형성된 요입홈띠(211f)(212f)은 그 반대측 외면이 돌출되게 엠보싱된 엠보싱 홈띠로 되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는 배플(231)(232)의 단부는 챔퍼링되어 있지 않다. 나머지 구성은 도6의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도1은 종래 2열의 헤더파이프로 된 열교환기의 헤더를 나타내는 사시도,

도2는 도1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,

도3는 본 발명이 적용된 열교환기의 헤더를 나타내는 사시도,

도4는 도3의 헤더의 단면도,

도5는 도3에서 화살표 B-B선에 따른 단면도,

도6은 도3에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 헤더 111, 112 : 헤더파이프

121, 122 : 엔드캡 131, 132 : 배플

111f, 112f : 요입홈띠

Claims (5)

1. 헤더파이프의 내부에 배플이 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하고, 헤더파이프의 양단에는 엔드캡이 결합되는 열교환기의 헤더에 있어서,

   상기 헤더파이프의 내부 바닥면에는 상기 배플이 끼워져 걸리도록 요입홈띠가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 요입홈띠에 끼워지는 배플의 단부는 챔퍼링되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 요입홈띠는 반대측 외면이 돌출되게 엠보싱된 엠보싱 홈띠로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 헤더파이프는 2개가 결합되어 헤더를 이루고,

   각 헤더파이프의 단면형상은, 밀착면의 양측이 '평탄한 인접면'과 소정각도로 이어져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 평탄한 인접면 중에서 상기 배플이 끼워지는 인접면은 상기 밀착면에서 멀어질수록 낮아지는 경사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 헤더.

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