KR20100118428A - 열교환기의 배플 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 배플에 관한 것이다. 구체적으로는 헤더파이프(120)의 배플구멍(122)에 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하는 배플에 있어서, 상기 배플에는 상기 배플구멍(122)에 끼워져 걸리는 테이퍼형 돌기(112)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 형상이 간단하고 가조립구멍의 수를 줄여 검사 및 가조립공정을 간단히 하는 효과가 있다.

Description

열교환기의 배플{baffle of heat exchanger}

본 발명은 헤더파이프의 내부에 구비되어 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하는 배플에 관한 것이다.

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

도1은 이러한 열교환기 일예로 한국특허공개 제2005-0004421호에 개시된 수액기 일체형 응축기를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 서로 평행하게 이격되어 설치된 제1헤더 파이프(1) 및 제2헤더 파이프(2)와, 상기 제1헤더 파이프(1)와 제2헤더 파이프(2)의 슬롯들에 그 양단부가 삽입되며 서로 병렬로 배치된 다수의 튜브(4)와, 상기 튜브(4) 사이에 개재된 다수의 방열핀(6)과, 상기 제2헤더 파이프(2)에 일체로 결합된 수액기(8)를 구비한다. 상기 수액기(8)의 하부에는 필터(17)가 설치되고, 수액기(8)의 상부에는 건조제 조립체(19)가 설치된다.

상기 제1헤더 파이프(1)의 상, 하부에는 냉매유입구(10)와 냉매유출구(11)가 각각 형성되고, 상기 제2헤더 파이프(2)의 하부에는 상기 수액기(8)에 통하는 두개의 연통구멍이 형성되어 있다. 이 2개의 연통구멍은 수액기의 연통구멍에 맞추어 져, 응축기의 응축영역에서 수액기로 냉매가 유출하는 유출구와, 수액기에서 과냉각영역으로 냉매가 유입하는 유입구를 이룬다.

상기 제1헤더 파이프(1)와 제2헤더 파이프(2)의 상, 하단부는 캡부재에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제1, 제2헤더 파이프(1, 2)의 내부에는 3개의 격실을 형성하도록 각각 2개씩의 배플(13)이 고정되어 연통된 튜브(4)와 4개의 패스(P1, P2, P3, P4)로 된 냉매유로를 형성한다. 상기 패스 P1, P2, P3는 상기 응축영역을 나타내고, 패스 P4는 상기 과냉각영역을 나타낸다.

상기 배플(13)은 평판을 헤더 파이프의 단면형상과 유사하게 가공하여 헤더 파이프 내에 가조립하여 브레이징함에 의해 헤더 파이프내를 구획한다. 이때 상기 배플(13)을 헤더 파이프(1,2)내에 가조립할 때에 배플(13)이 헤더 파이프(1,2)내에서 밀착하지 않고 들뜨게 되면 브레이징불량으로 인해 냉매가 누설되고 열교환기의 성능이 저하하게 된다. 따라서, 배플(13)의 바닥부에 돌출부(13a : 도2에 도시)를 형성하는 한편 헤더 파이프(1,2)의 바닥부에 상기 돌출부(13a)가 삽입되는 구멍(1b, 2b : 도3에 도시)을 형성하고, 배플(13)을 가조립한 후 배플(13)이 빠지지 않도록 코킹 블록을 사용하여 코킹작업을 한 다음, 브레이징한다.

종래 헤더 파이프와 배플의 가조립은, 도2에 도시한 바와 같이 바닥부에 돌출부(13a)를 형성한 배플(13)을 준비하고, 도3에 도시한 바와 같은 순서로 헤더 파이프(1,2)를 가공하는 한편 상기 배플(13)을 가조립하는 방식으로 행한다. 즉, 헤더 파이프(1, 2) 원재를 준비한 후(도3의 a), 헤더 파이프(1,2)의 평탄면(튜브삽입면)에 배플을 삽입하는 제1삽입구(1a, 2a)를 가공하는 한편(도3의 b), 상기 제1삽 입구(1a, 2a)의 반대쪽 면(곡면)에 상기 돌출부(13a)를 삽입하는 제2삽입구(1b, 2b)를 가공한 다음(도3의 c), 상기 배플(13)은 상기 제1삽입구(1a, 2a)에서 삽입하여 돌출부(13a)를 상기 제2삽입구(1b, 2b)에 맞추어 끼운 후(도3의 d) 가조립 상태를 검사한 다음, 상기 배플(13)이 빠지지 않도록 상기 배플(13)의 양측에서 코킹 블록(CB1, CB2)을 사용하여 코킹작업을 하여 가조립을 완료한다.

그런데, 종래 배플과 헤더파이프를 가조립하기 위해서는 헤더파이프(1, 2)에 제1삽입구(1a, 2a)를 가공한 후, 헤더 파이프를 뒤집어서 반대측에 제2삽입구(1b, 2b)를 가공하여야 할 뿐만 아니라, 배플(13)을 삽입한 다음 가조립상태를 검사한 후, 배플이 빠지지 않도록 코킹블록을 사용하여 코킹작업을 하여야 하므로, 가공공정 및 가조립공정이 많아 가조립비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 형상이 간단하고 가조립구멍의 수를 줄여 가공과 검사 및 가조립 공정을 간단히 하는 열교환기의 배플을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열교환기의 배플은, 헤더파이프의 배플구멍에 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하는 배플에 있어서, 상기 배플에는 상기 배플구멍에 끼워져 걸리는 테이퍼형 돌기가 형성되어 있다.

상기 테이퍼형 돌기는 상기 배플의 양면에 형성되어 있다.

상기 테이퍼형 돌기의 높이는 배플 소재두께의 10~40%로 형성되어 있다.

본 발명에 의한 열교환기의 배플에 의하면, 헤더파이프의 2곳에 배플조립구멍(제1삽입구 및 제2삽입구)을 형성하지 않아도 되므로 배플이 간단해져 조립성 및 브레이징 후 누설개소가 감소하여 품질관리가 쉽고, 배플을 끼운 후 이탈을 방지하 는 코킹공정을 생략할 수 있으며, 배플이 제2삽입구로 정확히 끼워졌는지 검사하지 않아도 되므로 가조립 검사를 간단히 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명의 제1실시예의 배플이 적용되는 1열의 헤더파이프를 나타내는 단면도이고, 도5는 도4에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이며, 도6은 본 발명의 제1실시예에 의한 열교환기의 배플을 나타내는 평면도이고, 도7은 도6에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다.

도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 배플이 적용되는 헤더 파이프(120)는 D형 단면형상으로 되어 있으며, 그 평탄면(평탄면과 유사)에는 배플(110 : 도6 및 도7에 도시)이 삽입되는 배플구멍(122)이 헤더 파이프(120)의 폭방향을 따라 길게 형성되어 있다. 상기 배플구멍(122)의 폭(W)은 상기 배플(110)의 두께와 거의 동일하게 되어 있으며, 배플(110)이 배플구멍(122)에 중간끼움 상태로 끼워지게 되어 있다.

도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 배플(110)은 상기 배플구멍(122)을 통해 삽입되어 헤더 파이프(120)의 내면에 밀착하여 가조립되는 D형 판형태로 되어 있으며, 그 양측면에는 상기 배플구멍(122)에 삽입될 시에 탄성변형하여 헤더 파이프(120)의 내부에 삽입된 후에 상기 배플구멍(122) 부위의 가장자리에서 헤더 파이프(120)의 내면에 걸리는 테이퍼형 돌기(112a)(112b)가 형성되어 있다.

상기 테이퍼형 돌기(112a)(112b)는 다수개로 되어 있으며 배플(110)을 가공할 시에 동시에 성형한다. 상기 테이퍼형 돌기(112a 또는 112b)는 배플(110)의 일측면에만 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 테이퍼형 돌기(112a)(112b)의 높이(Tb)는 소재 두께(T)의 10~40%로 되어 있는 것이 바람직하다. 돌기의 높이(Tb)가 소재 두께(T)의 10%이하이면, 그 탄성변형으로 인해 배플(110)이 배플구멍(122)에서 빠질 우려가 있으며, 돌기의 높이(Tb)가 소재 두께(T)의 40%이상이면, 배플(110)을 배플구멍(122)에 삽입하기가 곤란하다.

한편 상기 테이퍼형 돌기(112a)(112b)는 배플(110)의 양측면에 서로 지그재그 위치로 형성되어 있는데, 이러한 구성은 테이퍼형 돌기가 배플(110)의 양측면에서 받치므로 가조립시 배플이 기울어지지 않게 하며, 펀칭하여 한변은 남고 3변이 절기된 형태로 테이퍼형 돌기를 쉽게 형성할 수 있게 한다.

그리고, 상기 배플(110)은 알루미늄 재질이나 알루미늄 합금재로 되어 있으며, 배플(110)의 일측면 또는 양측면에는 용접재가 코팅(Cladding)된 크래드(clad)재로 되어 있을 수도 있다.

도8 및 도9는 본 발명의 제1실시예의 배플(110)이 헤더 파이프(120)의 배플구멍(122)에 삽입되어 걸리어 가조립된 상태를 나타낸다. 배플(110)의 테이퍼형 돌기(112)는 배플구멍(122)을 통해 탄성 변형되면서 헤더 파이프(120)의 내부에 삽입되어 헤더 파이프(120)의 내면에 걸리게 되어 배플(110)이 이탈되지 않게 간단히 가조립된다.

도10은 2열의 헤더 파이프(220)에 제2실시예의 배플(210)이 끼워져 가조립된 상태를 나타낸다. 도시한 바와 같이 제2실시예의 배플(210)은 2개의 헤더 파이프(221)가 결합된 단면형상(2열 D형상)에 따라 평판을 절단가공하여 형성하는 데, 2개의 헤더 파이프(221)가 결합된 결합헤더(220)에 결합된다. 상기 배플(210)의 중간에는 상기 결합헤더(220)의 중간벽(224)에 끼워지는 슬릿홈(214)이 형성되어 있다. 배플(210)의 양측면에는 제1실시예와 동일한 형태의 테이퍼형 돌기(212a)(212b)가 다수개 형성되어, 헤더 파이프(220)의 배플구멍(222)에 끼워진다.

상기 결합헤더(220) 압출가공에 의한 하나의 일체형 헤더로 이루어질 수도 있다.

본 발명은 도1에 도시한 열교환기(응축기) 외에 다양한 종류의 열교환기에 적용될 수 있다.

도1은 일반적인 열교환기를 나타내는 입면도,

도2는 종래 열교환기의 헤더파이프에 조립되는 배플을 나타내는 입면도,

도3은 종래 열교환기의 배플을 가조립하는 공정을 나타내는 도면,

도4는 본 발명의 제1실시예의 배플이 적용되는 1열의 헤더파이프를 나타내는 단면도,

도5는 도4에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,

도6은 본 발명의 제1실시예에 의한 열교환기의 배플을 나타내는 평면도,

도7은 도6에서 화살표 B-B선에 따른 단면도,

도8은 본 발명의 제1실시예에 의한 열교환기의 배플이 가조립된 상태도,

도9은 도8에서 화살표 C-C선에 따른 단면도,

도10은 본 발명의 제2실시예에 의한 열교환기의 배플이 가조립된 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110, 210 : 배플 112, 212 : 테이퍼형 돌기

120, 221 : 헤더 파이프 122, 222 : 배플구멍

220 : 결합헤더 214 : 슬릿홈

Claims (3)

1. 헤더파이프의 배플구멍에 끼워져 냉매가 흐르는 유동공간을 구획하는 배플에 있어서,

   상기 배플에는 상기 배플구멍에 끼워져 걸리는 테이퍼형 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 배플.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 테이퍼형 돌기는 상기 배플의 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 배플.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 테이퍼형 돌기의 높이는 배플 소재두께의 10~40%로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 배플.

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