KR20110083946A - 열교환기용 배플 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 헤더 내부에 장착되어 헤더와 헤더 사이에 설치된 방열 튜브를 통과하는 유체의 흐름 방향을 결정짓는 배플이 브레이징 용접 과정에서 이탈되지 않고 견고히 결합이 될 수 있도록 하는 열교환기용 배플에 관한 것이다. 본 발명은 파이프 형태로 형성되되 방열 튜브의 끝단이 조립될 수 있도록 일정 간격을 두고 방열 튜브 조립공이 형성되는 한편 적어도 한 곳 이상의 위치에 배플의 조립을 위한 배플 조립공이 관통 형성된 헤더에 방열 튜브 및 배플이 가조립이 된 상태에서 브레이징 용접을 통해서 방열 튜브 및 배플이 헤더와 일체화된 구조로 구성되는 열교환기에 있어서, 한쪽에는 헤더의 내경에 대응하는 반경을 갖는 내접 부분이 형성되는 한편 다른 한쪽에는 헤더의 외경에 대응하는 반경을 갖는 외접 부분이 형성되는 원판 소재로 형성되되 내접 부분과 외접 부분의 반경 차이로 인해 외주 상에 형성된 원판 소재의 턱 부분은 헤더의 배플 조립공에 끼워진 상태에서 펀치의 펀칭을 통한 외력에 의해서 변형이 되면서 헤더의 배플 조립공의 양쪽 끝과 경계가 되는 헤더의 소재에 코킹이 된 후 브레이징 용접이 되어 헤더에 원판이 일체화되게 구성이 이루어진다.

Description

열교환기용 배플{Baffle of the heat exchanger}

본 발명은 열교환기용 배플에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 헤더 내부에 장착되어 헤더와 헤더 사이에 설치된 방열 튜브를 통과하는 유체의 흐름 방향을 유도하는 배플이 브레이징 용접 과정에서 이탈되지 않고 견고히 결합이 될 수 있도록 하는 열교환기용 배플에 관한 것이다.

에어 컨디셔너, 냉장고, 자동차 냉방기 등의 장치는 열교환기를 포함하여 구성이 이루어지는데, 일반적인 열교환기는 헤더, 방열 튜브, 방열 핀 및 배플 등의 구성요소를 포함하여 구성이 이루어진다.

도 1 은 종래의 일반적인 열교환기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 열교환기(10)의 헤더(12)는 상하방향 또는 좌우방향 양측에 소정의 간격을 두고 상호 마주하는 형태로 설치가 되고, 양쪽에 위치된 헤더(12)가 상호 마주하는 면 상에는 일정 간격을 두고 방열 튜브(14)의 끝단이 접속되는 한편 방열 튜브(14)와 방열 튜브(14) 사이에는 박판의 금속이 지그재그 형태로 배열이 된 방열 핀(16)이 설치된다. 한편, 헤더(12)의 내부에는 방열 튜브(14)들을 따라 흐르는 유체의 방향이 결정되도록 하기 위한 배플(20)이 한 곳 이상에 설치되기도 한다. 전술한 열교환기(10)의 헤더(12), 방열 튜브(14), 방열 핀(16) 및 배플(20) 등의 구성요소는 열전도율이 우수하고 내식성이 우수한 알루미늄 또는 구리 등의 금속으로 이루어지는 것이 일반적이다.

도 2 는 종래의 방식에 의해서 열교환기의 헤더에 배플이 설치되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 열교환기의 헤더(12) 한쪽에는 방열 튜브(14)의 조립을 위한 방열 튜브 조립공(12a)이 일정 간격을 두고 관통 형성되는 한편 배플(20)의 조립을 위한 배플 조립공(12b)이 일정 간격을 두고 형성된다. 헤더(12)와 별도로 제작된 배플(20)은 헤더(12) 상에 형성된 배플 조립공(12b)에 끼워진 상태에서 브레이징 용접을 통해서 헤더(12)와 일체화된다. 이 과정에서, 방열 튜브(14)의 각 끝단은 방열 튜브 조립공(12a)에 조립된 상태에서 브레이징 용접에 의해서 헤더(12)와 일체화된다.

그런데 전술한 바와 같이 열교환기의 헤더에 별도로 제작된 방열 튜브 및 배플 등을 끼워 조립한 상태에서 브레이징 용접이 이루어지기까지 위치가 이동되는 과정 등에서 헤더에 조립된 배플의 상태가 흐트러져 브레이징 용접이 순조롭게 이루어질 수 없게 되는 등의 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안이 된 것으로서, 열교환기의 헤더 내부에 장착되어 헤더와 헤더 사이에 설치된 방열 튜브를 통과하는 유체의 흐름 방향을 유도하는 배플이 브레이징 용접 과정에서 이탈되지 않고 견고히 결합이 될 수 있도록 하는 열교환기용 배플을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 헤더에 배플이 가조립이 된 상태에서 쉽게 이탈되지 않게 하는 이탈방지수단이 이중으로 형성되어 헤더에 대한 결합이 더욱 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 열교환기용 배플을 제공하는 데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다.

본 발명은 파이프 형태로 형성되되 방열 튜브의 끝단이 조립될 수 있도록 일정 간격을 두고 방열 튜브 조립공이 형성되는 한편 적어도 한 곳 이상의 위치에 배플의 조립을 위한 배플 조립공이 관통 형성된 헤더에 방열 튜브 및 배플이 가조립이 된 상태에서 브레이징 용접을 통해서 방열 튜브 및 배플이 헤더와 일체화된 구조로 구성되는 열교환기에 있어서, 한쪽에는 헤더의 내경에 대응하는 반경을 갖는 내접 부분이 형성되는 한편 다른 한쪽에는 헤더의 외경에 대응하는 반경을 갖는 외접 부분이 형성되는 원판 소재로 형성되되 내접 부분과 외접 부분의 반경 차이로 인해 외주 상에 형성된 원판 소재의 턱 부분은 헤더의 배플 조립공에 끼워진 상태에서 펀치의 펀칭을 통한 외력에 의해서 변형이 되면서 헤더의 배플 조립공의 양쪽 끝과 경계가 되는 헤더의 소재에 코킹이 된 후 브레이징 용접이 되어 헤더에 원판이 일체화되게 구성이 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기용 배플에서 원판 소재의 내접 부분과 외접 부분은 각각 반원의 형태가 되도록 구획된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기용 배플에서 원판 소재의 외접 부분 양쪽 면 상에는 각각 배플 조립공을 통해 조립된 원판 소재가 쉽게 빠지지 않도록 이탈방지돌기가 돌출 형성이 된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기용 배플에서 헤더의 내주에 접하는 이탈방지돌기의 한쪽은 헤더의 내경에 대응하는 호형으로 형성된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기용 배플에서 이탈방지돌기는 원판 소재의 다른 쪽 면에서 펀치로써 펀칭이 되는 공정을 통해서 돌출 형성된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기용 배플에 의하면 열교환기를 제작하는 과정에서 헤더에 가조립이 된 상태의 배플이 브레이징 용접이 이루어지는 동안에 원래 조립된 위치에서 이탈되지 않게 되는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 열교환기용 배플에 의하면 배플의 양쪽 면상에 돌출 형성된 이탈방지돌기가 배플 조립공에 걸리게 될 뿐만 아니라 외주 상에 형성된 턱 부분이 배플 조립공의 양쪽 끝 헤더의 소재에 코킹이 되면서 이중의 이탈방지 효과가 있게 되는 장점이 있다.

도 1 은 종래의 일반적인 열교환기의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2 는 종래의 열교환기 헤더에 배플이 장착된 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플이 조립되기 전 분해 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플의 결합과정을 설명하기 위한 도면.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플이 헤더에 결합이 된 상태의 측단면도.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플이 헤더에 결합이 된 상태의 정면도.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플의 구성 및 작용 효과에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도면 중에 표시되는 도면부호 100 은 열교환기의 헤더를 지시하는 것이며, 도면부호 200 은 본 발명의 실시 예에 따른 배플을 지시하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 배플(200)이 적용되는 열교환기의 헤더(100)는 파이프 형태로 형성되는데, 헤더(100)의 외주 한쪽에는 방열 튜브(112)의 끝단이 끼워 조립될 수 있도록 일정 간격을 두고 다수의 방열 튜브 조립공(110)이 관통 형성이 된다. 그리고, 헤더(100) 상에는 적어도 한 곳 이상의 위치에 배플(200)의 조립을 위한 배플 조립공(120)이 형성된다. 배플 조립공(120)이 설치되는 위치는 열교환기의 용량이나 크기 등 제반 사정에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 방열 튜브 조립공(110)과 배플 조립공(120) 상에는 각각 방열 튜브(112)와 배플(200)이 가조립이 된 상태에서 브레이징(brazing) 용접을 통해서 헤더(100)에 대하여 방열 튜브(112) 및 배플(200)이 일체화되면서 열교환기의 제작이 이루어지게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 배플(200)은 헤더(200)에 완전하게 결합이 되기 전과 후의 형태에 있어서 일정 부분 차이가 있게 된다.

우선, 본 발명의 실시 예에 따라 헤더(100)에 조립되기 전의 배플(200)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 원판 소재(210)의 한쪽에 헤더(100)의 내경에 대응하는 반경을 갖는 내접 부분(210a)이 형성되고, 다른 한쪽에 헤더(100)의 외경에 대응하는 반경을 갖는 외접 부분이 형성된 구조로 이루어진다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 배플(200)에서 원판 소재(210)의 내접 부분(210a)과 외접 부분(210b)은 각각 반원의 형태로 구획된다.

한편, 전술한 바와 같이 내접 부분(210a)이 외접 부분(210b)에 비하여 작은 반경을 갖는 반원의 형태로 형성됨에 따라서 원판 소재(210)의 외주 상에는 반경의 차이에 의해 턱 부분(212)이 형성이 된다.

특히, 원판 소재(210)에 형성된 턱 부분(212)은 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 배플(200)이 끼워진 상태에서 펀치(300)의 펀칭을 통한 외력에 의해 변형이 되면서 헤더(100)의 배플 조립공(120)의 양쪽 끝 헤더(100)의 소재에 코킹(caulking)이 된다.

즉, 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 대하여 펀치(300)의 펀칭에 의한 힘을 받아 도 3 에 도시된 바와 같은 조립되기 전의 원판 소재(210) 턱 부분(212)은 도 5 에 도시된 바와 같이 배플 조립공(120)의 양쪽 끝 헤더(100)의 소재에 코킹이 된 코킹 부분(212a)으로 변형이 이루어진다. 전술한 코킹 부분(212a)은 도 5 에 도시된 바와 같이 배플 조립공(120)의 양쪽 끝에 위치된 헤더(100)의 소재 일부를 감싸는 구조로 이루어진다.

그리고 전술한 바와 같이 원판 소재(210)의 턱 부분(212)이 외력을 받아 헤더(100)의 배플 조립공(120)의 양쪽 끝 헤더(100)의 소재에 코킹이 되어 코킹 부분(212a)이 형성된 상태에서, 열교환기의 제작을 위한 브레이징 용접이 수행이 되면 코킹 부분(212a)이 더욱 견고하게 접합이 된다.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플(200)에서 전술한 외접 부분(210b)의 양쪽 면 상에는 도면에 도시된 바와 같이 각각 이탈방지돌기(214)가 돌출 형성되는데, 이 이탈방지돌기(214)는 배플 조립공(120)을 통해서 배플(200)이 가조립이 된 상태에서 브레이징 용접을 위해서 위치 이동되는 과정 등에서 헤더(100)로부터 원판 소재(210)가 쉽게 이탈되는 현상이 방지되도록 하기 위한 것이다.

전술한 바와 같이 배플(200)의 원판 소재(210) 양쪽에 돌출 형성된 이탈방지돌기(214)의 끝단 사이의 간격(d)은 헤더(100)에 관통 형성된 배플 조립공(120)의 폭 간격에 비하여 넓게 형성이 된다. 따라서 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 내접 부분(210a)이 1차로 끼워진 상태에서 도 4 에 도시된 바와 같은 형태의 펀치(300)로써 펀칭이 됨으로써 외력을 받아 억지로 끼워지게 된다.

이와 같이, 펀치(300)의 펀칭에 의한 외력을 받아 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 강제로 끼워져 가조립된 상태의 배플(200)은 전술한 코킹 부분(212a)에 의해서 뿐만이 아니라 외접 부분(210b)의 양쪽 면 상에 돌출 형성된 이탈방지돌기(214)에 의해서 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 가조립이 된 상태가 안정되게 유지될 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플(200)에서 원판 소재(210)에 형성된 이탈방지돌기(214)는 조립시 헤더(100)의 내부에 접하게 되는데, 헤더(100)의 내주에 접하게 되는 이탈방지돌기(214)의 한쪽은 헤더(100)의 내경에 대응하는 호형으로 이루어진다.

전술한 바와 같이 배플(200)의 원판 소재(210)에 형성되는 이탈방지돌기(214)는 원판 소재(210)의 다른 쪽 면에서 펀치로써 펀칭이 되는 공정을 통해서 돌출 형성이 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 배플(200)의 구조를 설명하기 위한 도면에서와 같이 어느 한쪽 면에 돌출 형성된 이탈방지돌기(214)의 반대쪽 면상에는 펀치의 펀칭에 따른 펀칭 홈(216)이 남을 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따라서 배플(200)의 원판 소재(210)에 돌출 형성된 이탈방지돌기(214)는 중앙 부분이 주변 부분에 비하여 더 볼록하게 돌출이 된 구조로 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 배플(200)은 원판 소재(210)가 헤더(100)의 배플 조립공(120)에 일정 부분 끼워진 상태에서 펀치(300)로써 펀칭이 되면서 배플 조립공(120)에 걸렸던 이탈방지돌기(214)가 삽입이 되면서 헤더(100)의 내부에 원판 소재(210)가 가조립이 된다.

이 과정에서, 도 3 에 도시된 형태의 원판 소재(210)의 턱 부분(212)은 배플 조립공(120) 양쪽 끝에 위치된 헤더(100)의 소재에 닿게 되면서 도 5 에 도시된 형태의 코킹 부분(212a)으로 변형이 되어 코킹이 이루어진다.

특히, 원판 소재(210)의 양쪽 면상에 돌출 형성된 이탈방지돌기(214)가 헤더(100)의 내주에 걸린 상태가 됨으로써, 브레이징 용접을 위해서 가조립이 된 상태의 부품이 이동되는 과정 등에서 헤더(100)의 배플 조립공(120)을 통해서 배플(200)이 쉽게 이탈되는 현상이 방지된다.

그리고 전술한 것처럼 가조립이 된 상태에서 브레이징 용접이 실시됨에 따라서 헤더(100)의 내부에 조립된 상태의 배플(200)은 헤더(100)에 일체로 접합이 된다.

전술한 바와 같은 브레이징 용접 공정에서는 헤더(100)의 방열 튜브 조립공(110)에 조립된 방열 튜브(112)도 헤더(100)에 대하여 일체로 접합이 이루어지게 된다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수가 있다.

100. 열교환기용 헤더 110. 방열 튜브 조립공
112. 방열 튜브 120. 배플 조립공
200. 배플 210. 원판 소재
210a. 내접 부분 210b. 외접 부분
212. 턱 부분 212a. 코킹 부분
214. 이탈방지돌기 216. 펀칭 홈
300. 펀치

Claims (5)

1. 파이프 형태로 형성되되 방열 튜브의 끝단이 조립될 수 있도록 일정 간격을 두고 방열 튜브 조립공이 형성되는 한편 적어도 한 곳 이상의 위치에 배플의 조립을 위한 배플 조립공이 관통 형성된 헤더에 상기 방열 튜브 및 배플이 가조립이 된 상태에서 브레이징 용접을 통해서 상기 방열 튜브 및 배플이 헤더와 일체화된 구조로 구성되는 열교환기에 있어서,
   한쪽에는 상기 헤더의 내경에 대응하는 반경을 갖는 내접 부분이 형성되는 한편 다른 한쪽에는 상기 헤더의 외경에 대응하는 반경을 갖는 외접 부분이 형성되는 원판 소재로 형성되되 상기 내접 부분과 외접 부분의 반경 차이로 인해 외주 상에 형성된 상기 원판 소재의 턱 부분은 상기 헤더의 배플 조립공에 끼워진 상태에서 펀치의 펀칭을 통한 외력에 의해서 변형이 되면서 상기 헤더의 배플 조립공의 양쪽 끝과 경계가 되는 헤더의 소재에 코킹이 된 후 브레이징 용접이 되어 상기 헤더에 원판이 일체화되게 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 배플.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원판 소재의 내접 부분과 외접 부분은 각각 반원의 형태가 되도록 구획된 것을 특징으로 하는 열교환기용 배플.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 원판 소재의 외접 부분 양쪽 면 상에는 각각 상기 배플 조립공을 통해 조립된 원판 소재가 쉽게 빠지지 않도록 이탈방지돌기가 돌출 형성이 된 것을 특징으로 하는 열교환기용 배플.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 헤더의 내주에 접하는 이탈방지돌기의 한쪽은 상기 헤더의 내경에 대응하는 호형으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 배플.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 이탈방지돌기는 원판 소재의 다른 쪽 면에서 펀치로써 펀칭이 되는 공정을 통해서 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 배플.

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