KR20140049820A

KR20140049820A - 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조

Info

Publication number: KR20140049820A
Application number: KR1020120116109A
Authority: KR
Inventors: 노한영
Original assignee: 노한영
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-04-28
Also published as: KR101422074B1

Abstract

본 발명의 본 발명의 제1실시예에 의하면 열교환기의 헤더(10)와 엔드파이프(15)에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 있어서: 상기 헤더(10)에 접합되는 블록(20)의 내면(21)에 내단홈(26)을 형성하고, 상기 블록(20)의 관통공(23)에 중간파이프(30)를 결합한 상태로 내단홈(26)에 용접링(40)을 수용하여 브레이징하고, 상기 중간파이프(30)의 내단이 내단홈(26)의 일측에 수용되도록 확관부(32)를 형성한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 열교환기에서 이종의 재질로 결합되는 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프 간에 상대 회전을 억제하는 결합력을 유지하면서 브레이징으로 접합되는 부분의 기밀력을 향상하는 효과가 있다.

Description

열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조{Structure for fixing heat exchanger in ＆ outlet pipe}

본 발명은 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 열교환기에서 이종의 재질로 결합되는 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프 간에 상대 회전을 억제하는 결합력을 유지하면서 브레이징으로 접합되는 부분의 기밀력을 향상하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조에 관한 것이다.

통상적으로 에어컨과 같은 공조기기의 실외기는 헤더(또는 헤더 파이프)를 사용하여 다수의 관다발을 평행하게 결합한 방식을 채용한다. 이때 상호 이종의 재질로 형성되는 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프를 연결하는 부분의 결합력과 기밀력을 유지하는 것이 양산의 품질과 더불어 장기간 사용에 따른 내구성을 결정하는 중요한 요소이다. 이와 관련되는 선행특허로서, 한국 등록특허공보 제0519992호, 한국 공개특허공보 제2012-0076755호 등이 알려져 있다.

전자의 선행특허에 의하면, 평판형 알루미늄 소재에 파이프 튜브용 연결구멍을 형성하고, 둥글게 말아서 원통형을 이루도록 한 열교환기용 헤더파이프에 있어서, 상기 구멍 마다 그 안쪽으로 밀려서 꺾인 버링부를 형성하여 튜브와의 접촉면적을 넓히고, 좌, 우 양측의 평판부 길이를 달리하여 접합선이 상기한 반원통부의 중심으로부터 어느 일측으로 임의의 각 만큼 편중되어 있도록 형성한다. 이에 따라, 접촉불량으로 인한 불량 발생이 줄어들고, 중앙 위치에서 리벳팅이 가능하여 강도가 향상되는 효과를 기대한다.

이와 같이 헤더파이프에서 별도의 부재없이 버링부의 접촉에만 의존하는 경우 결합력을 증대하기 곤란하여 열교환기의 설치 환경에 따라서는 반복된 진동에 의하여 파손될 우려가 크다.

후자의 선행특허는 냉매파이프의 플랜지와 브래킷의 안착홈 사이에 장착되어 브레이징 시 용가제 역할을 수행하는 브레이징링에 있어서, 상기 브레이징링의 단면을 두께 대비 길이가 긴 형상으로 형성하여 구성되고, 좀 더 세부적으로 상기 두께(T) 대비 길이(L)의 비는 1 : 1.2~10배를 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 브레이징성이 향상되므로 브레이징 불량률을 크게 감소시키고 냉매파이프를 브래킷에 한층 더 기밀하고 견고하게 접합시키는 효과를 기대한다.

이와 같이 별도의 브래킷을 사용하는 경우 헤더와의 접합면적이 증가하여 초기에 안정적 결합을 유지하지만 외력이 브레이징 부분에만 집중되므로 장기간 기밀력을 유지하는 측면에서 미흡하다.

1. 한국 등록특허공보 제0519992호 "열교환기용 헤더파이프와 그 제조방법"(공개일자 : 2005. 9. 30.) 2. 한국 공개특허공보 제2012-0076755호 "열교환기의 냉매파이프 고정용 브레이징링"(공개일자 : 2012. 7. 10.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 열교환기에서 이종의 재질로 결합되는 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프 간에 상대 회전을 억제하는 결합력을 유지하면서 브레이징으로 접합되는 부분의 기밀력을 향상하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 열교환기에서 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프 간의 결합을 위한 공정수를 줄여 양산에서의 생산성 향상을 도모하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 열교환기의 헤더와 엔드파이프에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 있어서: 상기 헤더에 접합되는 블록의 내면에 내단홈을 형성하고, 상기 블록의 관통공에 중간파이프를 결합한 상태로 내단홈에 용접링을 수용하여 브레이징하고, 상기 중간파이프의 내단이 내단홈의 일측에 수용되도록 확관부를 형성한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 블록의 내단홈은 용접링과 확관부를 각각 별개로 수용하기 위한 2단 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 중간파이프의 확관부는 중심선을 기준으로 90˚로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에 의하면, 열교환기의 헤더와 엔드파이프에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 있어서: 상기 헤더에 접합되는 블록의 외면에 외단홈을 형성하고, 상기 블록의 관통공에 중간파이프를 결합한 상태로 외단홈에 용접링을 수용하여 브레이징하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예로서, 상기 중간파이프는 외단홈에 수용된 용접링의 이탈을 방지하도록 주름부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예로서, 상기 중간파이프는 외단홈에 수용된 용접링의 이탈을 방지하도록 축관부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 열교환기에서 이종의 재질로 결합되는 헤더 파이프와 인아웃렛 파이프 간에 상대 회전을 억제하는 결합력을 유지하면서 브레이징으로 접합되는 부분의 기밀력을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 열교환기의 헤더와 파이이프 고정구조의 일예를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고정구조의 구현 상태를 나타내는 공정순서도
도 3은 본 발명의 제2시예에 따른 고정구조의 구현 상태를 나타내는 공정순서도
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 고정구조의 구현 상태를 나타내는 공정순서도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일면에 의하면 열교환기의 헤더(10)와 엔드파이프(15)에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 관련된다. 에어컨과 같은 공조기기에 사용되는 열교환기는 평행하게 배치되는 다수의 관다발을 헤더(10)로 연결하고 헤더(10)에서 이격된 양측으로 엔드파이프(15)를 구비한다. 헤더(10)는 알루미늄 합금, 동합금 외에 다양한 소재를 적용하고, 엔드파이프(15)는 주로 동합금을 사용하여 벤딩된 형태를 이루고 있다.

한편, 엔드파이프(15)는 후술하는 중간파이프(30)와 함께 헤더(10)의 인아웃렛 파이프를 구성한다.

본 발명의 일면에 의한 세부 구성은 도 2의 제1실시예를 통하여 설명된다.

본 발명에 따르면 상기 헤더(10)에 접합되는 블록(20)의 내면(21)에 내단홈(26)을 형성한 구조이다. 블록(20)은 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고 내면(21)과 외면(22)을 연결하는 관통공(23)을 지닌다. 헤더(10)가 원형 파이프인 경우 블록(20)의 내면(21)도 동일한 곡률의 곡면으로 형성된다. 반면에 블록(20)의 외면(22)은 평면으로 형성되어도 무방하다. 내면(21)에 배치되는 내단홈(26)은 관통공(23)과 동심상에 보오링 가공으로 형성될 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 블록(20)의 관통공(23)에 중간파이프(30)를 결합한 상태로 내단홈(26)에 용접링(40)을 수용하여 브레이징한 구조를 이룬다. 중간파이프(30)는 강도 유지를 위하여 스테인레스 강관을 사용하며 블록(20)의 관통공(23)에 브레이징으로 접합된다. 용접링(40)은 인동 또는 은납을 사용하며 고주파유도가열 방식을 적용하는 것이 좋다. 이 경우 50~400KHz 대의 비교적 높은 주파수를 사용하고, 융융 온도는 450℃ 이상, 바람직하게는 600℃를 유지한다. 용접링(40)은 내단홈(26)에 긴밀하게 수용되지만 헐거운 끼움 상태이어도 무방하다. 용접링(40)은 용융되어 블록(20)과 중간파이프(30) 사이의 틈새(24)로 충진된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 중간파이프(30)의 내단이 내단홈(26)의 일측에 수용되도록 확관부(32)를 형성한 구조를 이룬다. 중간파이프(30)의 확관부(32)는 일종의 플랜지 형태로서 브레이징 과정에서 용접링(40)의 이탈을 방지하면서 안정적인 자세로 지지한다. 확관부(32)는 플레어 가공에 의하여 형성할 수 있으며 절개홈을 부가하면 성형성이 향상된다.

이때, 상기 블록(20)의 내단홈(26)은 용접링(40)과 확관부(32)를 각각 별개로 수용하기 위한 2단 형태로 형성되는 것이 좋다. 2단의 내단홈(26) 중에서 직경이 작은 부분에는 용접링(40)을 수용하고 직경이 큰 부분에는 중간파이프(30)의 확관부(32)를 수용한다.

한편, 상기 중간파이프(30)의 확관부(32)는 중심선을 기준으로 90˚로 절곡되는 것을 특징으로 한다. 확관부(32)는 90˚로 절곡되면서 2단의 내단홈(26)에서 직경이 큰 부분에 긴밀하게 수용되어 블록(20)의 내면(21)으로부터 노출되지 않도록 한다. 이에 따라, 열교환기의 사용 중에 중간파이프(30)를 통하여 외력이 작용하여도 넓은 확관부(32)가 헤더(10)와 넓게 접촉된 상태이므로 충력력이 분산되어 틈새(24)에서 상대적으로 강도가 약한 브레이징 부분이 보호된다.

종래의 열교환기에서 중간파이프(30)의 단부를 약 45˚ 정도의 플랜지로 형성하여 용접링(40)과 동일한 홈에 수용하는 경우 중간파이프(30)를 통하여 외력이 작용할 때 플랜지가 헤더(10)에 대하여 충분한 접촉면적을 확보하지 못하여 결국 브레이징된 부분에 충격이 축적되고 급격한 내구성 약화를 초래한다.

본 발명의 다른 일면에 의하면 열교환기의 헤더(10)와 엔드파이프(15)에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 관련된다. 전술한 것처럼 에어컨과 같은 공조기기에 사용되는 열교환기로서 헤더(10)와 엔드파이프(15)의 재질과 구성은 동일성을 유지한다.

본 발명의 다른 일면에 의한 세부 구성은 도 3 및 도 4로 설명된다.

본 발명에 따르면 상기 헤더(10)에 접합되는 블록(20)의 외면(22)에 외단홈(28)을 형성한 구조를 이룬다. 블록(20)은 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고 내면(21)과 외면(22)을 연결하는 관통공(23)을 지닌다. 헤더(10)가 원형 파이프인 경우 블록(20)의 내면(21)도 동일한 곡률의 곡면으로 형성된다. 반면에 블록(20)의 외면(22)은 평면으로 형성되어도 무방하다. 외면(22)에 배치되는 외단홈(28)은 관통공(23)과 동심상에 보오링 가공으로 형성될 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 블록(20)의 관통공(23)에 중간파이프(30)를 결합한 상태로 외단홈(28)에 용접링(40)을 수용하여 브레이징한 구조를 이룬다. 중간파이프(30)는 강도 유지를 위하여 스테인레스 강관을 사용하며 블록(20)의 관통공(23)에 브레이징으로 접합된다. 인동 또는 은납 소재의 용접링(40)을 이용하여 고주파유도가열 방식을 적용하는 방식은 전술한 제1실시예와 동일하다. 용접링(40)은 외단홈(28)에 긴밀하게 수용되지만 헐거운 끼움 상태이어도 무방하다. 용접링(40)은 용융되어 블록(20)과 중간파이프(30) 사이의 틈새(24)로 충진된다.

본 발명의 제2실시예(도 3 참조)로서, 상기 중간파이프(30)는 외단홈(28)에 수용된 용접링(40)의 이탈을 방지하도록 주름부(34)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 중간파이프(30)의 주름부(34)는 코킹 가공으로 형성되며 외단홈(28)의 직경보다 다소 작은 직경으로 설정한다. 중간파이프(30)를 블록(20)에 결합할 때 주름부(34)는 외면(22)과 유사한 높이에 위치하고 중간파이프(30)의 하단은 블록(20)의 내면(21)과 동일한 높이에 위치한다.

본 발명의 제3실시예(도 4 참조)로서, 상기 중간파이프(30)는 외단홈(28)에 수용된 용접링(40)의 이탈을 방지하도록 축관부(36)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 중간파이프(30)의 축관부(36)는 일단을 축경하거나 타단을 확경하는 방식으로 형성한다. 축관부(36)의 축경된 부분은 블록(20)의 관통공(23)에 삽입되는 직경으로 하고, 확경된 부분은 블록(20)의 외단홈(28)보다 다소 직경을 크게 한다. 중간파이프(30)를 블록(20)에 결합할 때 중간파이프(30)의 하단은 블록(20)의 내면(21)과 동일한 높이에 위치하도록 한다.

상기 도 3 및 도 4의 어느 경우에 있어서나 주름부(34)와 축관부(36)는 용접링(40)을 지지하여 틈새(24)로 브레이징이 원활하게 진행되도록 한다. 그리고, 열교환기의 사용 중에 중간파이프(30)를 통하여 외력이 작용하여도 주름부(34) 또는 축관부(36)가 블록(20)에 접촉된 상태이므로 충력력이 분산되어 틈새(24)에서 상대적으로 강도가 약한 브레이징 부분이 보호된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 헤더 15: 엔드파이프
20: 블록 21: 내면
22: 외면 23: 관통공
24: 틈새 26: 내단홈
28: 외단홈 30: 중간파이프
32: 확관부 34: 주름부
36: 축관부 40: 용접링

Claims

열교환기의 헤더(10)와 엔드파이프(15)에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 있어서:
상기 헤더(10)에 접합되는 블록(20)의 내면(21)에 내단홈(26)을 형성하고,
상기 블록(20)의 관통공(23)에 중간파이프(30)를 결합한 상태로 내단홈(26)에 용접링(40)을 수용하여 브레이징하고,
상기 중간파이프(30)의 내단이 내단홈(26)의 일측에 수용되도록 확관부(32)를 형성한 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.
청구항 1에 있어서,
상기 블록(20)의 내단홈(26)은 용접링(40)과 확관부(32)를 각각 별개로 수용하기 위한 2단 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.
청구항 1에 있어서,
상기 중간파이프(30)의 확관부(32)는 중심선을 기준으로 90˚로 절곡되는 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.
열교환기의 헤더(10)와 엔드파이프(15)에 개재되어 유로를 형성하는 배관의 고정구조에 있어서:
상기 헤더(10)에 접합되는 블록(20)의 외면(22)에 외단홈(28)을 형성하고,
상기 블록(20)의 관통공(23)에 중간파이프(30)를 결합한 상태로 외단홈(28)에 용접링(40)을 수용하여 브레이징하는 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.
청구항 4에 있어서,
상기 중간파이프(30)는 외단홈(28)에 수용된 용접링(40)의 이탈을 방지하도록 주름부(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.
청구항 4에 있어서,
상기 중간파이프(30)는 외단홈(28)에 수용된 용접링(40)의 이탈을 방지하도록 축관부(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환용 인아웃렛 파이프의 고정구조.