KR20180093285A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 결합되는 다수의 튜브를 포함하되, 상기 튜브는 열교환매체유로를 형성하는 유로튜브와, 상기 유로튜브의 최외측에 서포트를 대체하도록 형성되는 한 쌍의 서포트튜브를 포함함으로써, 서포트를 제작하기 위한 금형비용과 관리비용이 저감되는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기{Heat Exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 결합되는 다수의 튜브를 포함하되, 상기 튜브는 열교환매체유로를 형성하는 유로튜브와, 상기 유로튜브의 최외측에 서포트를 대체하도록 형성되는 한 쌍의 서포트튜브를 포함함으로써, 서포트를 제작하기 위한 금형비용과 관리비용이 저감되는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기(10)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(11, 12)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(11, 12)에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수의 튜브(13) 및 상기 튜브(13)들 사이에 개재되도록 형성되는 복수의 핀(14)을 포함하여 형성된다.

상기 한 쌍의 헤더탱크(11, 12)는 열교환매체가 유입 또는 배출되며, 상기 튜브(13)는 옇교환매체 유로를 형성하여 열교환매체가 유동하게 된다.

상기 핀(14)은 상기 튜브(13)들 사이에 주름진 형태로 형성될 수 있으며, 튜브(13) 사이에 조립된 후 브레이징에 의해 접합되어 결합된다.

상기 핀(14)은 튜브(13)들 사이로 통과하는 공기와 접촉면적을 높여줌으로써, 튜브(13)의 내부를 따라 유동하는 열교환매체와 주변 공기 사이의 열 교환 효율을 높여준다.

아울러, 열교환기(10)는 튜브(13)들이 배열된 방향의 양측 최외측에 한 쌍의 서포트(15)가 배치되며, 상기 서포트(15)는 튜브(13)와 동일하게 한 쌍의 헤더탱크(11, 12)에 결합된다.

이때, 종래의 열교환기는 헤더탱크간의 거리가 다양하게 형성되므로, 이에 따른 동일한 크기의 서포트를 공용으로 사용하기 어렵고, 상기 서포트는 열교환기와는 별도로 제작되기 때문에 열교환기의 높이에 따라 대응하는 크기를 가지는 별개의 금형이 필요하게 된다,

이는 다양한 크기의 서포트를 제조하기 위한 금형비용을 포함하는 제작비용과, 세척 및 운반비 등의 관리비용 및 별도의 부품을 구성하기 위한 추가 비용이 발생하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0028181호(2005.03.22.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일정거리 이격되어 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 결합되는 다수의 튜브를 포함하되, 상기 튜브는 열교환매체유로를 형성하는 유로튜브와, 상기 유로튜브의 최외측에 서포트를 대체하도록 형성되는 한 쌍의 서포트튜브를 포함함으로써, 서포트를 제작하기 위한 금형비용과 관리비용이 저감되는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 열교환기는 열교환매체가 유입 및 배출되는 입구파이프 및 출구파이프를 포함하며, 서로 이격되어 형성되는 한 쌍의 헤더탱크; 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 연결되되, 헤더탱크의 길이방향으로 배열되는 복수의 튜브; 및 상기 튜브들 사이에 개재되어 결합되는 복수의 핀;을 포함하되, 상기 튜브는 열교환매체유로를 형성하는 복수의 유로튜브와, 상기 유로튜브 최외측에 배치되는 한 쌍의 서포트튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤더탱크는 상기 서포트튜브로의 열교환매체 유동을 차단하는 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤더탱크는 상기 유로튜브가 개재되는 유로튜브홈을 포함하는 유로튜브고정부와, 상기 서포트튜브가 개재되는 서포트튜브홈을 포함하는 서포트튜브고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환기는 기밀을 유지하도록 상기 열교환기의 외측면을 감싸도록 형성되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서포트튜브고정부는 상기 서포트튜브의 외면과 헤더탱크의 길이방향 동일선상에 위치되도록 상기 실링부재의 폭과 대응하여 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서포트튜브고정부는 상기 서포트튜브의 외면과 헤더탱크의 길이방향 동일선상에 위치되도록 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열교환기는 일정거리 이격되어 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 결합되는 다수의 튜브를 포함하되, 상기 튜브는 열교환매체유로를 형성하는 유로튜브와, 상기 유로튜브의 최외측에 서포트를 대체하여 형성되는 한 쌍의 서포트튜브를 포함함으로써, 다양한 크기의 열교환기에 대응하여 서포트를 제작하기 위한 금형비용이 절감되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 서포트의 제조비용보다 상대적으로 저렴한 튜브를 이용하여 서포트를 대체함으로써, 열교환기의 원가가 절감되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 튜브를 이용하여 서포트를 대체함으로써, 열교환기의 전체적인 부품을 줄여 관리가 용이할 뿐만 아니라, 열교환기의 양산성이 개선되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 열교환기를 나타낸 또 다른 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 또 다른 도면.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 구성하는 서포트튜브를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에 실링부재가 구비된 것을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에 실링부재가 구비된 것을 나타낸 또 다른 도면.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면.
도 10 내지 도 11운 본 발명의 제 2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 구성하는 서포트튜브를 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 서로 이격되어 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(100), 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결되되, 상기 헤더탱크(100)의 길이방향으로 배열되는 복수의 튜브(200) 및 상기 튜브(200)들 사이에 개재되어 고정되는 복수의 핀(300)을 포함한다.

이때, 상기 튜브(200)는 유로튜브(210)와 서포트튜브(220)를 포함하며, 상기 유로튜브(210)는 열교환매체가 유동하는 열교환매체유로를 형성하고, 상기 서포트튜브(220)는 상기 유로튜브(210)가 배열된 최외측에 종래의 열교환기에 구비되는 서포트를 대체하도록 한 쌍으로 형성된다.

상기 서포트튜브(220)는 유로튜브(210)와 달리, 서포트를 대체하는 역할을 수행할 수 있도록 열교환매체유로를 형성하지 않는다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 유로튜브(210)는 상기 헤더탱크(100)의 양단에 다수 고정, 배열되어 열교환매체유로를 형성함으로써, 튜브(200) 사이를 유동하는 공기와 열 교환되기 위한 열교환매체가 유동 가능하게 형성된다.

상기 서포트튜브(220)는 열교환매체유로를 형성하지 않고 유로튜브(210) 최외측에 형성되어 서포트 역할을 수행한다.

이때, 상기 유로튜브(210와 서포트튜브(220)는 서로 동일한 크기 및 형상을 가지는 튜브이며, 열 교환을 위한 열교환매체유로를 형성하거나, 서포트 역할을 대체하기 위해 열교환매체유로를 형성하지 않는다는 것을 구분하기 위한 실시예의 명칭이므로, 상기 유로튜브(210)와 서포트튜브(220)의 형상 및 상기 헤더탱크(100)에 고정되는 고정형상은 동일하다.

상기 헤더탱크(100)는 높이방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 헤더탱크(100)간 이격되는 거리는 차종 및 목적에 따라 다양한 크기를 가지는 열교환기에 따라 다양한 거리로 이격될 수 있다.

아울러, 상기 헤더탱크(100)는 열교환매체가 유입 및 배출되는 입구파이프(110) 및 출구파이프(120)를 포함한다.

또한, 상기 헤더탱크(100)는 종래의 열교환기와 달리, 상기 서포트튜브(220)로의 열교환매체 유동을 차단하는 차단부(130)를 포함할 수 있다.

상기 차단부(130)는 헤더탱크(100)에 유입 및 배출되는 열교환매체를 서포트튜브(220)로 이동하지 못하도록 격벽 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다양한 형상의 실시예가 가능하므로 한정하지는 않는다.

아울러, 상기 헤더탱크(100)는 상기 유로튜브(210)와 서포트튜브(220)를 포함하는 튜브(200)가 개재되는 면에 튜브(200)가 개재되어 고정되는 고정부를 포함하며, 이는 상기 유로튜브(210)가 개재되는 유로튜브홈(미도시)을 포함하는 유로튜브고정부(미도시)와, 상기 서포트튜브가(220)가 개재되는 서포트튜브홈(151)을 포함하는 서포트튜브고정부(150)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 유료튜브고정부와 서포트튜브고정부(150)는 종래의 열교환기에서 튜브를 헤더탱크에 개재하여 고정하기 위한 일반적인 형상이므로, 이에 한정하지 않는다.

또한, 상기 유로튜브(210)와 서포트튜브(220)는 서로 동일한 크기 및 형상을 가지므로, 상기 유로튜브홈과 서포트튜브홈(151) 또한 유로튜브(210)와 서포트튜브(220)의 크기 및 형상에 대응하여 동일한 크기 및 형상을 가진다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 동일한 튜브(200)를 유로튜브(210) 및 서포트튜브(220)로 구분하고, 상기 서포트튜브(220)를 이용하여 종래의 열교환기에 구비되는 서포트를 대체함으로써, 서포트를 제조하기 위한 금형 비용이 절감되는 장점이 있다.

즉, 다양한 폭 및 높이를 가지는 열교환기에 서포트를 구비하기 위해서는 이에 대응하는 폭과 높이를 가지는 서포트를 제조해야 하는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 튜브(200)를 이용하여 서포트 역할을 대체할 수 있어 다양한 폭과 높이를 가지는 서포트를 제조할 필요가 없으므로, 서포트의 제조에 필요한 금형 비용이 절감된다.

아울러, 서포트의 제조에 비해 상대적으로 저렴하게 제조할 수 있는 튜브(200)를 이용하여 서포트를 대체함으로써, 열교환기의 전체적인 제조비용이 저감될 뿐만 아니라, 서포트를 구비하기 위한 별도의 부품을 줄일 수 있으므로 관리가 용이하고, 열교환기의 양산성이 개선되는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에 실링부재가 구비된 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에 실링부재가 구비된 것을 나타낸 또 다른 도면이다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 외면을 감싸도록 형성되는 실링부재(2000)를 더 포함할 수 있으며, 실링부재(2000)를 구비함에 따라 열교환기(1000)를 유동하는 공기의 기밀 유지를 수행할 수 있으므로, 열 교환 효율을 증진시킬 수 있다.

이때, 상기 실링부재(2000)는 열교환기(1000)의 기밀을 효율적으로 유지시키기 위해 신축성이 있는 재질로 형성되는 것이 매우 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.

<본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기>

도 8 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면이다.

도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 상기 서포트튜브고정부(150)가 상기 서포트튜브(220)의 외면과 헤더탱크(100)의 길이방향 동일선상에 위치되도록 상기 실링부재(2000)의 폭에 대응하여 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 서포트튜브(220)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는 서포트튜브(220)를 고정하기 위한 서포트튜브홀(151)을 포함하는 서포트튜브고정부(150)를 포함하며, 상기 서포트튜브고정부(150)는 헤더탱크(100)의 길이방향으로 서포트튜브(220)의 외면보다 돌출되어 형성됨으로써, 서포트튜브홀(151)을 포함할 수 있다.

그러므로 열교환기(1000)에 실링부재(2000)를 구비할 경우, 헤더탱크(100)의 서포트튜브고정부(150)와 서포트튜브(220)는 헤더탱크(100)의 길이방향으로의 위치가 상이함으로써, 실링부재(2000)와 서포트튜브(220) 사이에는 이격이 발생되며, 이는 열교환기(1000)의 기밀 유지가 용이하지 못하므로 열교환기(1000)의 열 교환 효율이 감소되는 문제점이 발생될 수 있다.

그러므로 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 서포트튜브(220)의 외면과 서포트튜브고정부(150)와의 헤더탱크(100) 길이방향으로의 위치가 동일선상에 위치하도록, 실링부재(2000)의 폭에 대응하여 서포트튜브고정부(150)의 헤더탱크(100) 길이방향으로의 외측이 절개되는 형상으로 형성함으로써, 실링부재(2000)와 서포트튜브(220)와의 이격이 발생되지 않도록 할 수 있다.

좀 더 상세하게는 서포트튜브홀(151)을 포함하는 서포트튜브고정부(150)는 실링부재(2000)가 위치되는 면이 일부 절개되는 형상을 가지고, 나머지 면이 서포트튜브홀(151)을 형성함으로써, 실링부재(2000)와 함께 서포트튜브(220)를 감싸도록 형성되어 서포트튜브(220)를 고정시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)는 열교환기(1000)에 실링부재(2000)를 용이하게 밀착시킬 수 있어 기밀 유지가 용이할 뿐만 아니라, 열교환기(1000)의 모델링 구성이 쉬운 장점이 있다.

<본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기>

도 10 내지 도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 도면이다.

도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 상기 서포트튜브고정부(150)가 상기 서포트튜브(220)의 외면과 헤더탱크(100) 길이방향 동일선상에 위치되도록 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 상기 서포트튜브고정부(150)가 헤더탱크(100)의 길이방향으로 서포트튜브(220)의 외면보다 돌출되어 형성되는 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(1000)가 가지는 효과와 동일한 구성을 가지되, 실링부재(2000)의 폭과 상관없이 서포트튜브고정부(150)의 최외면이 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

좀 더 상세하게는 서포트튜브홀(151)을 포함하는 서포트튜브고정부(150)는 서포트튜브(220)의 외면과 헤더탱크(100) 길이방향으로의 동일선상에 위치하도록 절개되는 형상으로 형성되며, 서포트튜브고정부(150)는 절개되는 형상으로 형성되지 않는 나머지 면이 서포트튜브홀(151)을 형성함으로써, 실링부재(2000)와 함께 서포트튜브(220)를 감싸도록 형성되어 서포트튜브(220)를 고정시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(1000)는 열교환기(1000)에 실링부재(2000)를 용이하게 밀착시킬 수 있어 기밀 유지가 용이할 뿐만 아니라, 열교환기(1000)의 모델링 구성이 쉬운 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 열교환기
2000 : 실링부재
100 : 헤더탱크
110 : 입구파이프 120 : 출구파이프
130 : 차단부
150 : 서포트튜브고정부 151 : 서포트튜브홀
200 : 튜브
210 : 유로튜브 220 : 서포트튜브
300 : 핀

Claims (6)

1. 열교환매체가 유입 및 배출되는 입구파이프(110) 및 출구파이프(120)를 포함하며, 서로 이격되어 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(100);
   상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결되어 배열되는 복수의 튜브(200); 및
   상기 튜브(200)들 사이에 개재되어 결합되는 복수의 핀(300);를 포함하되,
   상기 튜브(200)는
   열교환매체유로를 형성하는 복수의 유로튜브(210)와,
   상기 유로튜브(210) 최외측에 배치되는 한 쌍의 서포트튜브(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 헤더탱크(100)는
   상기 서포트튜브(220)로의 열교환매체 유동을 차단하는 차단부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 헤더탱크(100)는
   상기 유로튜브(210)가 개재되는 유로튜브홈을 포함하는 유로튜브고정부와,
   상기 서포트튜브(220)가 개재되는 서포트튜브홈(151)을 포함하는 서포트튜브고정부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
   
4. 제 1항, 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열교환기(1000)는
   기밀을 유지하도록 상기 열교환기(1000)의 외측면을 감싸도록 형성되는 실링부재(2000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 서포트튜브고정부(150)는
   상기 서포트튜브(220)의 외면과 열교환기(1000)의 길이방향 동일선상에 위치되도록 상기 실링부재(2000)의 폭과 대응하여 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 서포트튜브고정부(150)는
   상기 서포트튜브(220)의 외면과 열교환기(1000)의 길이방향 동일선상에 위치되도록 절개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.

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