KR20130055243A - 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 열교환기에는, 냉매가 유동하는 제 1 냉매 튜브가 구비되는 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부로부터 이격되어 배치되며, 제 2 냉매 튜브가 구비되는 제 2 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부의 사이에 배치되며, 냉매가 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부로 분배되도록 가이드 하는 연결장치; 및 상기 연결장치를 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 결합시키며, 벤딩된 적어도 일부분을 가지는 연결 파이프가 포함된다.

Description

열교환기 및 그 제조방법{A heat exchanger and a manufacturing method the same}
본 발명은 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기란, 열교환사이클을 구성하는 부품으로, 응축기 또는 증발기로 동작하여 그 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체와 열교환되도록 한다. 상기 열교환기가 공기 조화기에 구비되는 경우, 상기 열교환기는 응축기 또는 증발기로서 기능할 수 있다.
이와 같은 열교환기는 그 형상에 따라서 크게 핀 앤 튜브 타입과 마이크로채널 타입으로 구분된다. 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기는, 다수개의 핀 및 상기 핀을 관통하는 원형 또는 이와 유사한 형상의 튜브를 포함하고, 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 냉매가 유동하는 다수의 플랫튜브 및 상기 다수의 플랫튜브 사이에 구비되는 핀을 포함한다. 그리고 상기 핀 앤 튜브 타입의 열교환기 및 상기 마이크로채널 타입의 열교환기는, 양자 모두, 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체가 열교환되고, 상기 핀은 상기 튜브 또는 플랫튜브의 내부를 유동하는 냉매와 외부의 유체와의 열교환면적을 증가시키는 역할을 한다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 종래의 마이크로채널 타입의 열교환기(1)에는, 다수의 플랫튜브(2)에 결합되며 냉매를 다수의 플랫튜브로 분배하는 헤더(4,5)가 포함된다. 상기 헤더(4,5)는 복수 개로 제공되며, 복수의 헤더(4,5) 중 제 1 헤더(4)는 상기 다수의 플랫튜브(2)의 일측에 결합되며, 제 2 헤더(5)는 상기 다수의 플랫튜브(2)의 타측에 결합된다. 그리고, 상기 다수의 플랫튜브(2)의 사이에는, 냉매와 외부 공기간에 열교환이 용이하게 이루어지도록 하는 방열핀(3)이 포함된다.
한편, 상기 마이크로채널 타입의 열교환기가 공기 조화기에 구비되는 경우, 상기 열교환기가 적정한 위치에 구비되어야 상기 공기 조화기, 일례로 실내기 또는 실외기의 부피를 줄일 수 있다. 상세히, 상기 열교환기는 일반적으로 부피가 크게 형성될 수 있다. 이러한 열교환기가 상기 실내기 또는 실외기에 그대로 수용되면, 상기 실내기 또는 실외기의 부피가 커지게 되며 상기 실내기 또는 실외기의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 없게 된다.
즉, 도 9에 도시되는 바와 같이, 충분한 열교환량을 확보하기 위하여 열교환기(1)의 부피를 크게 제작하는 경우, 특히, 제 1 헤더(4) 또는 제 2 헤더(5)의 길이(L)을 크게 확보하는 경우, 상기 열교환기(1)가 공기 조화기 내에 효율적으로 배치될 수 없는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 열교환기의 설치 부피를 줄이기 위하여 상기 열교환기 전체를 절곡하여 구성하는 방안을 고려해 볼 수 있으나, 상기 열교환기에 구비되는 헤더가 굽힘 가공이 제한되므로, 이러한 방안은 실현 가능성이 낮다는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 열교환기의 일부 구성을 굽힘 가공하여 열교환기의 설치 부피를 줄일 수 있는 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 열교환기에는, 냉매가 유동하는 제 1 냉매 튜브가 구비되는 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부로부터 이격되어 배치되며, 제 2 냉매 튜브가 구비되는 제 2 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부의 사이에 배치되며, 냉매가 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부로 분배되도록 가이드 하는 연결장치; 및 상기 연결장치를 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 결합시키며, 벤딩된 적어도 일부분을 가지는 연결 파이프가 포함된다.
다른 실시예에 따른 열교환기의 제조방법에는, 냉매 튜브와 방열핀을 적층하여 열교환 본체를 구성하는 단계; 상기 열교환 본체와 헤더를 조립하여 열교환부를 구성하는 단계; 상기 열교환부와 연결장치를 조립하는 단계; 상기 열교환부와 연결장치의 조립된 부분을 용접하는 단계; 및 상기 열교환부와 연결장치의 사이에 연결된 부분을 벤딩하는 단계가 포함된다.
제안되는 실시 예에 따르면, 복수의 열교환부를 굽힘 상태로 조립하고 한번에 용접하여 열교환기를 제조할 수 있으므로, 제조방법이 간단하고 비용이 절감될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 열교환기가 연결장치를 중심으로 소정 각도로 절곡된 상태로 구비될 수 있으므로, 상기 열교환기가 가능한 적은 설치공간으로 공기 조화기에 설치될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 복수의 열교환부를 연결하는 장치로서, 냉매 사이클에 필요한 분배장치 또는 기액분리가 이용될 수 있으므로 상기 분배장치 또는 기액분리기를 설치하기 위한 별도의 공간이 마련될 필요가 없고, 이에 따라 설치공간을 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 굽힘 가공전 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 헤더와 연결장치의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 제조방법에 관한 플로우 챠트이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 제조방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 헤더와 연결장치의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 9는 종래의 열교환기의 구성을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(10)에는, 냉매가 유입되어 열교환이 이루어지도록 하는 복수의 열교환부(100,200) 및 상기 복수의 열교환부(100,200)를 연결하는 분배장치(300)가 포함된다. 상기 복수의 열교환부(100)에는, 서로 이격되어 배치되는 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)가 포함된다.
상기 제 1 열교환부(100)에는, 냉매가 유동하는 다수의 제 1 냉매튜브(110) 및 상기 다수의 제 1 냉매튜브(110) 사이에 제공되어 냉매와 외부 공기간에 열교환이 용이하게 이루어지도록 하는 제 1 방열핀(120)이 포함된다.
그리고, 상기 냉매튜브(110)의 양측에는, 상기 다수의 제 1 냉매튜브(110)로 냉매가 분배되어 유입되도록 하는 제 1 헤더(130)가 구비된다. 상기 제 1 헤더(130)는 가로 방향으로 배열될 수 있으며, 내부에 냉매의 유동공간이 형성될 수 있다.
2개의 제 1 헤더(130) 중 상기 제 1 냉매튜브(110)의 일측에 결합되는 일 헤더는 상기 다수의 제 1 냉매튜브(110) 중 일부의 제 1 냉매튜브(110)로 냉매를 공급하며, 상기 일부의 제 1 냉매튜브(110)를 유동한 냉매는 상기 제 1 헤더(130) 중 타 헤더에서 리턴되어 상기 일 헤더로 유동한다. 이러한 순환과정에 의하여, 상기 제 1 냉매튜브(110)를 유동하는 냉매는 외부 공기와 열교환 된다.
상기 제 2 열교환부(200)에는, 다수의 제 2 냉매튜브(210)와, 제 2 방열핀(220) 및 제 2 헤더(230)가 포함된다. 이 구성들은 상기 제 1 열교환부(100)의 제 1 냉매튜브(110), 제 1 방열핀(120) 및 제 1 헤더(130)와 동일한 작용을 하므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 제 1 열교환부(100)와 제 2 열교환부(200)의 사이에는, 상기 제 1 열교환부(100) 또는 제 2 열교환부(200)로 냉매를 분배하는 분배장치(300)가 제공된다. 상기 분배장치(300)는 대략 원통 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 열교환기(10)에는, 상기 분배장치(300)와 상기 제 1 헤더(130), 또는 상기 분배장치(300)와 제 2 헤더(230)를 연결하는 다수의 연결 파이프(350)가 포함된다. 상기 다수의 연결 파이프(350)는 열교환기(10)의 제조공정에 있어서, 소정 방향으로 굽힘이 이루어지는 부분으로서, 연성이 좋은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
상기 분배장치(300)는 상기 연결 파이프(350)를 통하여 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)와 연결되는 점에서, "연결장치"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 복수의 열교환부(100,200)와 분배장치(300)는 연통된다. 냉매는 상기 분배장치(300)를 통하여 분배되어 상기 복수의 열교환부(100,200)로 분배될 수 있고, 상기 복수의 열교환부(100,200)에서 열교환된 냉매는 상기 분배장치(300)에서 합지될 수 있다. 냉매의 유동과 관련한 설명은 도면을 참조하여 후술한다.
상기 제 1 열교환기(10)는 전체적인 구조를 볼 때, 상기 복수의 열교환부(100,200)가 절곡되어 형성되는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 상기 제 1 헤더(130)와 제 2 헤더(230)는 서로 평행하지 않는 방향으로, 상기 분배장치(300)로부터 연장된다.
다시 말하면, 상기 다수의 연결 파이프(350) 중 일 연결 파이프는 상기 분배장치(300)의 일측으로부터 일방향으로 연장되며, 타 연결 파이프는 상기 분배장치(300)의 타측으로부터 타방향으로 연장된다. 여기서, 상기 일방향과 타방향은 서로 평행하지 않는 방향으로 이해될 수 있다.
상세히, 상기 다수의 연결 파이프(350)는 상기 분배장치(300)에 조립된 상태에서, 서로 다른 방향으로 굽혀지는 공정이 수행될 수 있다. 이와 관련된 설명은 도면을 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 굽힘 가공전 모습을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 헤더와 연결장치의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기(10)는 다수의 부품이 조립된 상태에서 용접되고, 용접이후 굽힘공정을 통하여 제조될 수 있다. 도 2는 상기 굽힘공정이 수행되기 이전에, 다수의 부품이 조립 및 용접된 상태의 모습이 도시된다.
상기 제 1 열교환부(100)와 제 2 열교환부(200)의 사이에는 분배장치(300)가 배치되며, 상기 분배장치(300)는 다수의 연결 파이프(350)에 의하여 상기 제 1 헤더(130) 및 제 2 헤더(230)에 결합된다.
상기 다수의 연결 파이프(350)에는, 상기 분배장치(300)의 하부에서 양방향으로 연장되는 복수의 제 1 연결 파이프(351) 및 상기 분배장치(300)의 상부에서 양방향으로 연장되는 복수의 제 2 연결 파이프(355)가 포함된다.
상기 제 1 헤더(130)에는, 상기 제 1 연결 파이프(351)에 결합되는 하부헤더(131) 및 상기 제 2 연결 파이프(355)에 결합되는 상부헤더(132)가 포함된다. 그리고, 상기 제 2 헤더(230)에는, 상기 제 1 연결 파이프(351)에 결합되는 하부헤더(231) 및 상기 제 2 연결 파이프(355)에 결합되는 상부헤더(232)가 포함된다.
상기 제 1 헤더(130) 및 제 2 헤더(230)에는, 상기 제 1 연결 파이프(351) 또는 제 2 연결 파이프(355)의 일측 단부가 삽입되는 제 1 삽입홀(135)이 형성된다. 상기 제 1 삽입홀(135)은 상기 제 1,2 헤더(130,230)의 다수의 면 중, 상기 분배장치(300)를 바라보는 면에 관통 형성된다.
그리고, 상기 분배장치(300)에는, 상기 제 1 연결 파이프(351) 또는 제 2 연결 파이프(355)의 타측 단부가 삽입되는 제 2 삽입홀(235)이 형성된다. 상기 제 2 삽입홀(235)은 상기 분배장치(300)의 외주면 중 상기 제 1,2 헤더(130,230)를 각각 바라보는 측면에 형성된다.
정리하면, 상기 헤더(130,230) 및 분배장치(300)에는 삽입홀이 형성되며, 상기 연결 파이프(350)의 일측 및 타측 단부는 상기 삽입홀에 각각 조립될 수 있다.
상기 분배장치(300)에는, 대략 원통 형상의 분배본체(301)와, 냉매가 상기 분배장치(300)의 내부로 유입되도록 하는 유입부(310) 및 냉매가 상기 분배장치(300)의 외부로 유출되도록 하는 유출부(370)가 포함된다. 일례로, 상기 유입부(310)는 상기 분배본체(301)의 하단부에 형성되고, 상기 유출부(370)는 상기 분배본체(301)의 상단부에 형성될 수 있다.
상기 분배장치(300)의 내부에는, 냉매의 분배를 가이드 하는 분배 가이드(315) 및 상기 냉매의 합지를 가이드 하는 합지 가이드(375)가 포함된다.
상세히, 상기 분배 가이드(315)는 상기 유입부(310)와 인접하게 배치되며, 상기 유입부(310)로부터 유입된 냉매를 상기 제 1 헤더(130)의 하부 헤더(131) 및 상기 제 2 헤더(230)의 하부 헤더(231)로 분배하도록 가이드 한다. 상기 분배 가이드(315)는 냉매의 용이한 분배를 위하여 상기 유입부(310)에 대하여 소정방향으로 경사진 경사면 또는 라운드 면을 가진다.
그리고, 상기 합지 가이드(375)는 상기 유출부(370)와 인접하게 배치되며, 상기 제 1 헤더(130)의 상부 헤더(132)와 상기 제 2 헤더(230)의 상부 헤더(232)로부터 유입된 냉매를 합지하여 상기 유출부(370)로 유출되도록 가이드 한다. 상기 합지 가이드(375)는 냉매의 용이한 합지를 위하여 상기 유출부(370)에 대하여 소정방향으로 경사진 경사면 또는 라운드 면을 가진다.
본 실시예에 따른 냉매의 유동을 간단하게 설명한다.
외부로부터 상기 유입부(310)를 통하여 유입된 냉매는 상기 분배 가이드(315)에 의하여 분배되며, 상기 하부 헤더(131,231)를 통하여 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)로 유입된다.
상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)로 유입된 냉매는 상기 냉매 튜브(110,210)를 순환하면서 열교환되고, 열교환 된 냉매는 상기 상부 헤더(132,232)를 통하여 상기 분배장치(300)로 유입된다. 상기 분배장치(300)로 유입된 냉매는 상기 합지 가이드(375)에 의하여 가이드 되어 혼합되며, 상기 유출부(370)를 통하여 상기 열교환기(10)에서 토출된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 제조방법에 관한 플로우 챠트이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열교환기의 제조방법을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 다수의 냉매 튜브(110,210) 및 방열핀(120,220)이 적층된다. 상기 냉매 튜브(110,210)는 세로 방향으로 연장되도록 배치되며, 상기 방열핀(120,220)을 관통하도록 구성된다. 상기 냉매 튜브(110,210)와 방열핀(120,220)이 각각 조립된 구성을 "열교환 본체"라 이름한다(S11).
상기 열교환 본체와, 헤더(130,230)가 각각 조립된다. 상기 헤더(130,230)는 상기 냉매 튜브(110,210)와 대략 수직한 방향으로 즉 가로 방향으로 연장되며, 상기 냉매 튜브(110,210)의 일측 및 타측에 각각 조립될 수 있다. 상기 열교환 본체와 헤더(130,230)가 각각 조립된 구성을 "열교환부"라 이름한다. 결국, 상기 열교환 본체와 헤더(130,230)가 조립되면, 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)가 제조될 수 있다(S12).
복수의 열교환부(100,200)와 분배장치(300)가 조립된다. 상기한 바와 같이, 다수의 연결 파이프(350)가 상기 헤더(130,230) 및 분배장치(300)에 삽입되며, 이에 의하여 상기 복수의 열교환부(100,200)와 분배장치(300)가 결합될 수 있다. 상기 복수의 열교환부(100,200)와 분배장치(300)가 조립된 구성을 "열교환 어셈블리"라 이름한다.
상기 열교환 어셈블리의 조립이 완성된 상태에서, 다수의 제 1 연결 파이프(351)는 상기 분배장치(300)의 하부에서 서로 평행한 방향으로 연장된다. 다른 관점에서, 제 1 열교환부(100)의 하부 헤더(131)와 제 2 열교환부(200)의 하부 헤더(231)는 서로 평행한 방향으로 연장된다.
그리고, 다수의 제 2 연결 파이프(355)는 상기 분배장치(300)의 상부에서 서로 평행한 방향으로 연장된다. 다른 관점에서, 제 1 열교환부(100)의 상부 헤더(132)와 제 2 열교환부(200)의 상부 헤더(232)는 서로 평행한 방향으로 연장된다(S13).
상기 열교환 어셈블리의 조립이 완성되면, 상기 열교환 어셈블리를 구성하는 부품들의 고정을 위하여 용접하는 공정이 수행된다. 용접공접에는 브레이징(brazing) 용접공정이 포함된다. 상기 브레이징 용접은, 용접대상이 되는 2개 이상의 대상물에 용접제(일례로, Clad)가 구비되고 상기 대상물의 조립이 완료된 상태에서 용접로(Normal brazing furnace) 내에서 가열되어 용접되는 공정으로서 이해될 수 있다.
일례로, 상기 용접제는, 용접 대상이 되는 상기 분배장치(300), 연결 파이프(351,355) 및 헤더(130,230) 중 고정이 요구되는 지점, 즉 상기 제 1,2 삽입홀(135,235) 또는 상기 제 1,2 연결 파이프(351,355)의 외주면에 구비될 수 있다(S14).
용접 공정이 완료되면, 굽힘 공정이 수행된다. 굽힘 공정과 관련하여, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
상기 열교환기(10)의 제조장치에는, 상기 열교환기(10)의 굽힘을 수행하기 위한 지그(400)가 포함된다. 상기 지그(400)에는, 대략 사다리꼴 형상의 지그 본체(401)와, 상기 지그 본체(401)의 일면으로부터 함몰되는 함몰부(410) 및 상기 지그 본체(401)의 일측면 및 타측면을 규정하며 상기 열교환기(10)의 굽힘 정도를 가이드 하기 위한 가이드 면(420)이 포함된다.
상기 지그 본체(401)의 일면은 상기 분배장치(300)에 맞추어지는 하면으로서 이해되며, 상기 함몰부(410)는 상기 일면으로부터 상기 분배장치(300)의 외주면에 대응하는 형상으로 상방으로 함몰된다. 상기 함몰부(410)에는 상방으로 소정 각도만큼 경사지게 형성되는 경사면이 포함된다. 다만, 다른 실시예로서, 상기 함몰부(410)는 상기 분배장치(300)의 곡률에 대응하도록 라운드지게 형성될 수도 있을 것이다.
상기 함몰부(410)가 상기 분배장치(300)의 상측에 맞추어지도록(또는 접하도록), 상기 지그(400)를 상기 열교환기(10)로 이동시킨 후, 프레스 기구(450,460)를 이용하여 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)를 가압한다. 상기 프레스 기구(450,460)에는, 상기 제 1 열교환부(100)를 가압하는 제 1 프레스 기구(450) 및 상기 제 2 열교환부(100)를 가압하는 제 2 프레스 기구(460)가 포함된다.
상기 제 1 프레스 기구(450) 및 제 2 프레스 기구(460)는 각각 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)의 일면을 상기 가이드면(420)측으로 가압한다. 이 과정에서, 상기 제 1,2 연결 파이프(351,355)는 상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)가 상기 가이드면(420)에 접할 때까지 벤딩이 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제 1,2 연결 파이프(351,355)의 벤딩이 이루어지면, 상기 제 1,2 연결 파이프(351,355)에는, 적어도 일부분의 벤딩부를 포함하게 된다. 상기 제 1,2 연결 파이프(351,355)의 벤딩이 완료되면, 상기 지그(400)는 상기 열교환기(10)로부터 분리된다.
이와 같이, 열교환기(10)의 조립 및 용접이 완료된 상태에서, 지그(400) 및 프레스 기구(450,460)를 이용하여 열교환기(10)의 굽힘 공정이 효과적으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 복수의 열교환부(100,200)를 연결하는 연결 파이프(350)가 벤딩됨으로써, 상기 열교환부(100,200)에 구비되는 헤더가 벤딩될 필요가 없다는 장점이 있다(S15).
상기 굽힘 공정이 완료되면, 상기 열교환기(10)에서 냉매가 누설되지 않는지 여부가 검사될 수 있다. 일례로, 상기 냉매 튜브(110,210), 헤더(130,230), 분배장치(300) 또는 연결 파이프(350)에서 냉매가 누설되지 않는지 여부가 확인될 수 있다.
그리고, 상기 열교환기(10)의 외부 표면은 친수 코팅이 이루어질 수 있다. 상기 친수 코팅에 의하여, 상기 열교환기(10) 표면에 발생하는 응축 또는 증발 잔수량이 감소될 수 있으며, 상기 열교환기(10)의 내식성이 증가되고 물방울에 의한 소음발생이 감소될 수 있다는 장점이 있다(S16,S17).
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 연결장치의 구성에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 도면부호 및 설명을 원용한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 헤더와 연결장치의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열교환기(10)의 일측에는, 상기 제 1 열교환부(100)와 제 2 열교환부(200)를 연결하는 연결장치의 일례로서 기액분리기(500)가 제공된다. 상기 기액분리기(500)는 열교환기(10)에서 토출된 2상 냉매 중 기상 냉매를 분리하여 압축기로 유입시키는 냉매 사이클의 일 구성으로서 이해될 수 있다. 상기 기액분리기(500)가 상기 열교환기(10)에 결합된 상태에서, 상기 열교환기(10)는 증발기로서 기능할 수 있다.
상기 기액분리기(500)는 상기 제 1 열교환부(100)와 제 2 열교환부(200)의 사이에 배치되며, 다수의 연결 파이프(351,355)에 의하여 상기 제 1,2 헤더(130,230)에 결합된다. 상기 기액 분리기(500)가 상기 열교환기(10)의 일구성으로 조립된 상태에서 굽힘 공정을 수행하는 사상은 제 1 실시예와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
상기 기액분리기(500)에는, 냉매가 저장되는 기액분리 본체(501)와, 외부로부터 냉매가 유입되는 유입부(510) 및 상기 열교환기(10)를 순환한 냉매 중 분리된 기상 냉매가 상기 기액분리기(500)의 외부로 유출되도록 하는 유출부(570)가 포함된다. 일례로, 상기 유입부(510)는 상기 기액분리 본체(501)의 상부에 형성되며, 상기 유출부(570)는 상기 기액분리 본체(501)의 하부에 형성될 수 있다.
상기 유출부(570)는 상기 기액분리 본체(501)의 외부로부터 내부를 향하여 연장된다. 상세히, 상기 유출부(570)의 일측 단부는 상기 기액분리 본체(501)의 대략 중앙높이에 위치되며, 상기 유출부(570)의 타측 단부는 상기 기액분리 본체(501)의 외부에 위치된다.
본 실시예에 따른 냉매의 유동과정을 간단하게 설명한다.
상기 유입부(510)를 통하여 상기 기액분리기(500)로 유입된 냉매는 상기 분배 가이드(315)에 의하여 분배되며, 상기 제 2 연결 파이프(355)를 통하여 양측의 제 1 헤더(130) 및 제 2 헤더(230)로 유입된다. 냉매는 상기 제 1,2 헤더(132,232)를 통하여 상기 냉매튜브(110,210)로 유입되며, 하부 헤더(131,231) 및 상부 헤더(132,232)를 순환하게 된다.
상기 제 1 열교환부(100) 및 제 2 열교환부(200)를 순환하면서 열교환 된 냉매는 상기 제 1 연결 파이프(351)를 통하여 상기 기액분리 본체(501)의 내부로 유입된다. 그리고, 상기 기액분리 본체(501)의 내부에 저장된 냉매 중 기상 냉매가 분리되며, 분리된 기상 냉매는 상기 유출부(570)를 통하여 상기 기액분리 장치(500)의 외부로 유출된다. 유출된 냉매는 압축기로 유입될 수 있다.
이와 같이, 상기 제 1,2 열교환부(100,200)의 사이에 냉매 사이클의 일 구성인 기액분리 장치(500)를 배치시킴으로써, 공기 조화기의 실외기에 상기 기액분리 장치(500)를 배치하기 위한 별도의 공간을 마련할 필요가 없다는 효과가 있다. 따라서, 공기 조화기(또는 실외기)를 컴팩트하게 구현할 수 있다는 장점이 있다.
다른 실시예를 제안한다.
위에서 설명한 제 1,2 실시예는 제 1,2 열교환부의 사이에 배치되는 연결장치의 일례로서, 분배장치 또는 기액분리기를 설명하였으나, 이와는 달리 팽창장치, 리시버, 이중관 열교환기가 적용될 수 있을 것이다.
상기 연결장치에 팽창장치 또는 리시버가 적용되는 경우, 상기 열교환기(10)는 응축기로서 기능할 수 있다.
10 : 열교환기 100 : 제 1 열교환부
110 : 제 1 냉매튜브 120 : 제 1 방열핀
130 : 제 1 헤더 200 : 제 2 열교환부
300 : 분배장치 351 : 제 1 연결파이프
355 : 제 2 연결파이프 315 : 분배 가이드
355 : 합지 가이드 400 : 지그
410 : 함몰부 420 : 가이드 면

Claims (16)

  1. 냉매가 유동하는 제 1 냉매 튜브가 구비되는 제 1 열교환부;
    상기 제 1 열교환부로부터 이격되어 배치되며, 제 2 냉매 튜브가 구비되는 제 2 열교환부;
    상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부의 사이에 배치되며, 냉매가 상기 제 1 열교환부와 제 2 열교환부로 분배되도록 가이드 하는 연결장치; 및
    상기 연결장치를 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 결합시키며, 벤딩된 적어도 일부분을 가지는 연결 파이프가 포함되는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에는,
    상기 냉매 튜브의 적어도 일측에 결합되는 헤더; 및
    상기 냉매 튜브가 삽입되는 방열핀이 포함되는 열교환기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤더 및 연결장치 중 적어도 하나에는,
    상기 연결 파이프가 결합되는 삽입 홀이 형성되는 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 삽입 홀에는,
    상기 헤더에 구비되며, 상기 연결 파이프의 일측이 삽입되는 제 1 삽입 홀; 및
    상기 연결장치에 구비되며, 상기 연결 파이프의 타측이 삽입되는 제 2 삽입 홀이 포함되는 열교환기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤더에는, 상기 연결장치의 일측부 및 타측부에 연통하는 다수의 헤더가 포함되며,
    상기 연결 파이프는 상기 다수의 헤더에 결합되도록 다수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 헤더는 서로 평행하지 않은 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결장치에는,
    상기 연결장치로 유입된 냉매를 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부로 분배하기 위한 분배 가이드; 및
    상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부를 순환한 냉매가 합지되도록 가이드 하는 합지 가이드가 포함되는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결장치는 냉매 중 기상 냉매를 분리하기 위한 기액분리기이며,
    상기 기액분리기에는,
    상기 기액분리기의 내부로부터 외부로 연장되어, 상기 기상 냉매를 배출하기 위한 유출부가 포함되는 열교환기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 파이프는 상기 연결장치, 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 조립된 상태에서, 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 냉매 튜브와 방열핀을 적층하여 열교환 본체를 구성하는 단계;
    상기 열교환 본체와 헤더를 조립하여 열교환부를 구성하는 단계;
    상기 열교환부와 연결장치를 조립하는 단계;
    상기 열교환부와 연결장치의 조립된 부분을 용접하는 단계; 및
    상기 열교환부와 연결장치의 사이에 연결된 부분을 벤딩하는 단계가 포함되는 열교환기의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열교환부는 복수 개가 구성되는 단계가 더 포함되는 열교환기의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열교환부와 연결장치를 조립하는 단계에는,
    복수의 열교환부와 연결장치 사이에 연결 파이프를 결합시키는 단계가 포함되는 열교환기의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연결 파이프를 결합시키는 단계에는,
    상기 연결 파이프를 상기 복수의 열교환부 및 연결장치에 각각 형성되는 삽입 홀에 삽입시키는 단계가 포함되는 열교환기의 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 벤딩하는 단계에는,
    함몰부를 가지는 지그를 상기 연결장치의 외측에 인접시키는 단계가 포함되는 열교환기의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연결된 부분은 상기 연결장치를 상기 열교환부에 결합시키는 연결 파이프이며,
    상기 열교환부를 상기 지그측으로 가압하는 과정에서, 상기 연결 파이프는 절곡되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 가압하는 단계는,
    상기 열교환부가 상기 지그의 경사진 가이드 면에 접할 때까지 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
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