KR20200117238A - 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법 - Google Patents

열교환기 및 이를 제조하는 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200117238A
KR20200117238A KR1020190039073A KR20190039073A KR20200117238A KR 20200117238 A KR20200117238 A KR 20200117238A KR 1020190039073 A KR1020190039073 A KR 1020190039073A KR 20190039073 A KR20190039073 A KR 20190039073A KR 20200117238 A KR20200117238 A KR 20200117238A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disposed
header tank
microtubes
plate
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020190039073A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102635680B1 (ko
Inventor
전영하
이유호
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020190039073A priority Critical patent/KR102635680B1/ko
Publication of KR20200117238A publication Critical patent/KR20200117238A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102635680B1 publication Critical patent/KR102635680B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05341Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/122Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/04Fastening; Joining by brazing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크 및 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크를 연결하는 복수의 미세튜브 및 상기 미세튜브 양측에 배치되는 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크를 지지하는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트에는 적어도 하나의 제1 완충홈이, 상기 제2 플레이트에는 적어도 하나의 제2 완충홈이 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

Description

열교환기 및 이를 제조하는 제조방법{Heat exchanger and manufacturing method for manufacturing the same}
실시예는 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 미세튜브를 이용하여 열교환 효율을 증대시키는 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽의 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방시스템으로 작용하게 된다.
도 1은 종래의 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 열교환기는 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.
그러나, 이러한 종래의 열교환기는 유로 형성을 위하여 공조장치 내에서 위치에 제한이 있으며, 최소한의 공간을 가져야 한다. 이 경우, 기존 열교환기의 규격화된 tube와 fin의 형상과 구조로 인행 공기 유동방향의 추구하기에는 어려움이 존재함다.
또한, 공기의 유입경로가 tube의 폭 방향이 아닐 경우에는 유동저항이 매우증가하여 높은 압력 강하와 방열성능에 악영향을 끼칠 우려가 있다.
또한, 열교환기를 천장에 배치하는 경우 기존 유동특성을 반영해야하는 어려움때문에 구조의 변화에도 불구하고 유로 형성을 위해 불필요한 공간을 사용해야 하는 제약이 존재하였다.
대한민국 공개특허 제2018-0093285호.
실시예는 미세튜브를 이용하여 설계의 자유도 및 열교환 효율을 증대시킨 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 유로를 형성하기 위한 베플의 배치 구조를 변경하여 열교환 효율을 증대하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200); 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300); 및 상기 미세튜브(300) 양측에 배치되는 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200)를 지지하는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170);를 포함하며, 상기 제1 플레이트(150)에는 적어도 하나의 제1 완충홈(151)이 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제2 플레이트(170)에는 적어도 하나의 제2 완충홈(171)이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 완충홈(151) 및 상기 제2 완충홈(171) 각각은 한 쌍의 절개홈(151a,171a)을 포함하며, 상기 절개홈(151a,171a)은 개구부가 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절개홈(151a,171a)은 서로 수평이 되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절개홈(151a,171a)은 경사를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 복수의 상기 미세튜브(300)의 길이방향의 일 영역에는 상기 미세튜브(300)의 간격을 조정하는 적어도 하나의 지지 플레이트가 배치되며, 상기 절개홈(151a,171a)의 중심선과 상기 지지플레이트(310)의 고정선은 서로 교차되는 것을 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 완충홈(151)과 상기 제2 완충홈(171)은 서로 다른 개수가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지플레이트(310)는 3개가 이격되어 배치되고, 상기 제2 플레이트(170)에는 3개의 제2 완충홈(171)이 형성되되, 중앙에 배치되는 제2 완충홈(171)의 중심선과 상기 지지플레이트(310)는 상기 제2 플레이트(170) 상에서 교차되도록 배치되며, 양측으로 배치되는 제2 완충홈(171)의 중심선은, 양측으로 배치되는 상기 지지플레이트(310)의 고정선보다 외측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 양측에 배치되는 상기 지지플레이트(310)는 중앙에 배치되는 지지플레이트(310)를 기준으로 대칭구조를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 미세튜브(300)는 원통의 구조를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 미세튜브(300)는 직경이 1~2mm인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 미세튜브(300)는 두께가 0.1~0.3mm인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300) 및 상기 미세튜브(300) 양측에 배치되며, 적어도 하나의 완충홈이 형성되는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)를 조립하는 구성부품 조립단계; 및 상기 구성부품을 브레이징 용접하는 브레이징 용접단계;를 포함하며, 상기 브레이징 용접단계에서 미세튜브가 팽창하는 경우 상기 완충홈이 반응하여 상기 미세튜브의 변형을 완화하는 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 브레이징 용접단계 이후, 구성부품을 냉각하는 냉각단계;를 포함하며, 상기 냉각단계에서 온도하강시 미세튜브의 수축을 상기 완충홈이 반응하여 미세튜브의 변형을 완화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 베플의 설치 각도 및 위치 변경을 통해 열교환 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 사시도이고,
도 3은 도 2의 구성요소인 미세튜브의 배치구조에 따른 공기 흐름을 나타내는 도면이고,
도 4는 도 2의 구성요소인 미세튜브의 배치구조의 세부 구성을 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 구성요소인 전도체가 배치된 상태를 나타내는 열교환기의 사시도이고,
도 6은 도 5의 구성요소인 나선형의 전도체 배치구조를 나타내는 확대도이고,
도 7은 도 5의 구성요소인 전도체의 배치구조를 나타내는 제1 실시예이고,
도 8은 도 5의 구성요소인 전도체의 배치구조를 나타내는 제2 실시예이고,
도 9는 도 5의 구성요소인 전도체의 또 다른 실시예이고,
도 10은 도 9의 배치구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은 일반적인 베플의 배치구조를 나타내는 도면이고,
도 12는 도 11의 측면도이고,
도 13은 도 11의 베플의 배치구조의 제1 실시예이고,
도 14는 도 11의 베플의 배치구조의 제2 실시예이고,
도 15는 도 11의 베플의 배치구조의 제3 실시예이고,
도 16은 도 11의 베플 배치구조와 공기 유동면적을 차단한 본 발명의 실시에에 따른 방열량 성능을 비교하는 그래프이고,
도 17은 본 발명의 구성인 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 구조를 나타내기 위한 사시도이고,
도 18은 도 17의 구성인 제1 플레이트의 구조를 나타내기 위한 확대도이고,
도 19는 도 17의 구성인 제2 플레이트의 구조를 나타내기 위한 확대도이고,
도 20은 도 17에 나타나는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 또 다른 실시예이고,
도 21은 도 20에 나타나는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 나타내는 도면이고,
도 22는 도 17의 구성인 제1 완충홈 또는 제2 완충홈의 형상을 나타내는 도면이고,
도 23은 도 17의 열교환기를 제조하기 위한 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다
도 1 내지 도 22는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 제1 헤더탱크(100), 제2 헤더탱크(200) 및 미세튜브(300)를 포함할 수 있다.
제1 헤더탱크(100)는 냉매가 유출입하는 유입유로(101) 및 유출유로(103)를 구비할 수 있다.
제1 헤더탱크(100)는 구획벽을 통해 복수의 유로로 구획될 수 있으며, 냉매가 유입유로(101)로 유입되어 외기와 열교환을 거친 후, 유출유로(103)를 통해서 배출될 수 있다.
제2 헤더탱크(200)는 제1 헤더탱크(100)와 이격되도록 배치되며, 냉매가 이동할 수 있다. 제2 헤더탱크(200) 또한 제1 헤더탱크(100)와 마찬가지로, 구획벽을 통해 복수의 유로로 구획될 수 있다.
미세튜브(300)는 복수로 배치되며, 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 연결할 수 있다. 본 발명에서는 종래의 열교환기의 구조에 사용되는 핀과 튜브의 결합구조에서 핀을 생략하고 복수의 미세튜브(300)를 이용하여 열교환 효율을 증대하는 것을 목적으로 한다.
미세튜브(300)는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200)와 브레이징 용접이나 본딩을 통해 결합될 수 있으며, 다양한 고정방법으로 변형실시될 수 있다.
일실시예로, 미세튜브(300)는 1~2mm의 직경을 가질 수 있다. 미세튜브의 직경이 2mm이상인 경우 열교환기의 제한 면적 내 튜브의 개수가 감소하여 방열량이 감소되는 문제점이 있으며, 1mm이하인 경우 미세튜브(300)를 통해 이동하는 냉매의 유량이 감소하여 열교환의 효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 미세튜브(300)는 0.1~0.3mm의 두께를 가질 수 있다. 미세튜브(300)의 두께가 0.1mm 이하인 경우 미세튜브(300)에 크랙이 발생하게 되며, 0.3mm 이상일 경우 부피의 증가로 튜브의 갯수가 감소하는 문제가 있다.
미세튜브(300)의 직경과 두께는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 열교환기의 크기에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
미세튜브(300)의 배치구조와 외기와의 열교환에 대해서는 아래에 다시 설명하도록 한다.
또한, 복수의 미세튜브(300)의 길이방향에 일 영역에는 미세튜브(300)를 지지하는 적어도 하나의 지지플레이트(310)가 배치될 수 있다. 미세튜브(300)의 경우 직경이 매우 작아 개별적 지지력은 매우 약하다. 따라서 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)에 연결된다 하더라도 휘어지는 헤더(110)탱크의 무게를 지지하는 경우 휘어지거나 배열이 어그러지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 복수의 지지플레이트(310)가 배치될 수 있다.
복수의 지지플레이트(310)는 미세튜브(300)가 관통하는 구조를 구비하며, 관통 구조를 이용하여 미세튜브(300)의 위치를 고정할 수 있다.
또한, 지지플레이트(310)가 복수로 배치되는 경우, 일정간격으로 이격되도록 배치되어 지지력을 증대할 수 있다.
도 3은 도 2의 구성요소인 미세튜브(300)의 배치구조에 따른 공기 흐름을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 구성요소인 미세튜브(300)의 배치구조의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 복수의 미세튜브(300)로 유입되는 외기는 유입방향과는 다른 방향으로 배출되도록 배치될 수 있다.
도 3에 나타나는 것과 같이 복수의 미세튜브(300)는 복수의 행으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 열에 배치되는 복수의 미세튜브(300) 사이공간으로 외기가 통과하게 되며, 유입된 외기는 미세튜브(300)와 충돌하여 다른 방향으로 이동하게 된다.
다시 말하면, 미세튜브(300)의 사이공간으로 유입되는 외기를 정면에서 바라보는 경우, 동일선상으로 배출되는 외기가 없도록 미세튜브(300)가 배치될 수 있다.
일실시예로, 미세튜브(300)는 복수의 행을 가지도록 배치되며, 짝수 행에 배치되는 미세튜브(300)는 홀수 행에 배치되는 미세튜브(300)의 사이공간에 배치될 수 있다.
이때, 동일 행에 배치되는 미세튜브(300)의 사이 간격(d1)은 미세튜브(300)의 직경(D1)보다 작거나 같게 배치될 수 있다. 이는 열교환기를 정면에서 바라보는 경우, 직접 통과하는 외기가 발생하지 않도록 하기 위함이다.
또한, 미세튜브(300)가 배치되는 열에서 미세튜브(300) 사이의 간격(d2)은 미세튜브(300)의 직경(D1)보다 같거나 작도록 배치될 수 있다. 이는 행의 미세튜브(300) 배치구조와 동일한 목적을 구비한다.
이와 같이, 행과 열의 배치를 가지는 미세튜브(300)는 정면에서 바라보는 배치와 측면에서 바라보는 배치가 동일하게 배치될 수 있다.
복수의 미세튜브(300)의 배치는 측면의 전 방위가 외기와 접촉하도록 배치될 수 있다. 종래의 열교환기에서는 유입 및 유출되면서 열 교환을 하는 공기의 방향이 튜브 및 핀의 방향(정면방향)에 의해 제한되었다.
그러나, 본원발명에서는 미세튜브(300)의 구조를 사용하여 방향의 제한이 없이 정면뿐만 아니라 측면을 통해서도 외기가 유입될 수 있으며, 어느 방향으로 외가가 외입되더라도 미세튜브(300)와 충돌하여 열 교환 효율을 증대할 수 있다.
미세튜브(300)는 냉매의 이동통로를 가지는 관 구조를 구비할 수 있다. 단면의 형상은 제한이 없으나, 원통형의 구조를 구비하여 미세튜브(300) 사이를 이동하는 외기의 이동을 부드럽게 하는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 미세튜브(300) 사이에는 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 지지하는 지지부재(320)가 복수로 배치될 수 있다.
지지부재(320)는 미세튜브(300)만으로 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 지지하는 경우, 지지력이 약해지는 문제를 해결할 수 있다.
일실시예로, 지지부재(320)는 내부가 채워진 기둥구조를 구비할 수 있다. 이때 지지부재(320)는 미세튜브(300)와 동일한 형상 및 단면크기를 구비할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 복수의 미세튜브(300)의 배치를 방해하지 않는 반경에서 미세튜브(300)보다 큰 직경을 가지도록 구비될 수 있다.
또한, 복수의 지지부재(320)는 미세튜브(300) 배치 사이에서 일정간격으로 배치되어 균일한 지지력을 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 구성요소인 열전도체(330)가 배치된 상태를 나타내는 열교환기의 사시도이다.
본 발명의 실시 예에서는 미세튜브(300) 사이에 열전도체(330)가 배치되어 열교환 효율을 증대시키는 열교환기에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300) 및 미세튜브(300) 사이에서 적어도 3개의 미세튜브(300)와 접촉하도록 배치되는 열전도체(330)를 포함할 수 있다.
이 경우, 미세튜브(300) 사이를 통과하는 외기는 미세튜브(300) 및 열전도체(330)와 열교환을 하여 열교환 효율을 증대할 수 있다.
열전도체(330)는 미세튜브(300)와 접촉하여 미세튜브(300)를 통과하는 냉매의 열을 전달받아 외기와 열교환을 하게 된다.
열전도체(330)는 열전도성이 높은 금속이 사용될 수 있으며, 미세튜브(300)의 재질과 다른 재질이 사용될 수 있다.
도 6은 도 5의 구성요소인 나선형의 열전도체(330) 배치구조를 나타내는 확대도이고, 도 7은 도 5의 구성요소인 열전도체(330)의 배치구조를 나타내는 제1 실시예이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 열전도체(330)는 나선형의 구조가 사용될 수 있다.
열전도체(330)는 미세튜브(300)와 동일한 길이를 구비할 수 있으며, 열전도 효율을 증대할 뿐만 아니라 미세튜브(300) 사이의 간격을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
열전도체(330)는 4개의 미세튜브(300) 사이에 배치되어 1회전당 4개의 접점을 가지도록 배치될 수 있다. 이때, 미세튜브(300)는 행과 열을 맞추어 배치될 수 있으며, 이때 각 미세튜브(300)는 2개의 열전도체(330)와 접촉하여 열교환이 일어날 수 있다.
4개의 접점을 구비하는 열전도체(330)는 미세튜브(300)가 90도 간격으로 접촉하여 안정적으로 지지됨과 동시에 미세튜브(300)를 지지하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.
도 8은 도 5의 구성요소인 열전도체(330)의 배치구조를 나타내는 제2 실시예이다.
도 8을 참조하면, 하나의 미세튜브(300)에는 하나의 열전도체(330)가 접촉하도록 배치될 수 있다. 이때 미세튜브(300)는 서로 엇갈리도록 배치되는 배열구조를 구비할 수 있으며, 나선형의 구조를 구비하는 열전도체(330)는 1회전당 3개의 접점을 가지도록 배치될 수 있다. 도 8에 나타나는 것과 같이 열전도체(330)와 미세튜브(300)의 접점은 삼각형을 이루도록 배치될 수 있으며, 각 미세튜브(300) 당 하나의 열전도체(330)와 접촉하는 배치구조를 구비할 수 있다.
도 6 내지 도 8에 나타나는 열전도체(330)의 배치구조는 배수성과 열전달 성능을 확보하기 위한 실시예이며, 열전도체(330)가 미세튜브(300)를 감싸는 형태가 아니라 열전도체(330) 주변을 미세튜브(300)가 감싸는 구조를 구비한다.
스파이럴 형태의 열전도체(330)는 미세튜브(300)에서 탁월한 열전달 성능을 가져올수 있으나, 수많은 미세튜브(300)에 모두 배치하는 것은 어려우며 높은 압력강하를 수반하는 바 적용에 어려움이 존재한다.
따라서, 열전도체(330)의 배치는 압력강하량의 증가를 최소화하며 열전달효율을 확보하기 위해 다양하게 변형실시될 수 있으며, 미세튜브(300)의 크기 및 배열에 따라 배치가 달라질 수 있다.
도 9는 도 5의 구성요소인 열전도체(330)의 또 다른 실시예이고, 도 10은 도 9의 배치구조를 나타내는 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 열전도체(330)의 일 영역은 미세튜브(300)와 선 접촉 또는 면 접촉을 할 수 있다.
본원발명의 미세튜브(300)는 나선형의 스프링 구조체인 열전도체(330)가 접촉하는 구조에 기초하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 미세튜브(300)와 접촉면적을 증대하기 위한 다양한 구조로 변형 실시될 수 있다.
열전도체(330)의 일 영역은 함입되는 곡면을 구비할 수 있으며, 미세튜브(300)의 일 영역과 접촉하여 열전도효율을 증대할 수 있다. 선 또는 면 접촉을 통해 미세튜브(300)에서 열전도체(330)로 열 전달 효율이 증대될 수 있다. 미세튜브(300)는 열전도체(330)의 일 영역과 선 또는 면 접촉으로 위치 고정의 효과를 함께 기대할 수 있다.
도 10에서는 열전도체(330)가 3개의 미세튜브(300)와 접촉하는 형태를 예시로 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 개수의 미세튜브(300)와 접촉하는 구조를 구비할 수 있다. 열전도체(330)는 접촉하는 미세튜브(300)의 개수와 동일한 다각형 구조를 구비할 수 있으며, 이 경우 각 꼭지점의 영역은 함입되는 곡면이 형성되어 미세튜브(300)와 선 또는 면 접촉을 하여 열교환 효율을 증대할 수 있다.
도 11은 일반적인 베플(120)의 배치구조를 나타내는 도면이다. 도 12는 도 11의 측면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 열교환기의 헤더탱크는 헤더(110)와 탱크의 결합으로 구비되며, 격벽(111)을 통해 제1 격실과 제2 격실로 구획된다. 이때, 베플(120)은 냉매의 흐름을 형성하기 위해 격실의 일 영역을 폐쇄하여 냉매의 이동위치를 가이드하게 된다.
이때, 베플(120)은 헤더(110)에 형성되는 삽입홀에 삽입 고정되는 형태로 고정되게 된다. 베플(120)은 냉매의 흐름을 조절하기 위해 제1 격실 또는 제2 격실의 측면과 밀착되도록 결합해야 한다.
그러나, 미세튜브(300)를 사용하는 열교환기의 경우, 미세튜브(300)가 제1 헤더탱크(100)의 헤더(110)를 관통하여 브레이징 용접하는 형태로 결합하게 되는 바, 미세튜브(300)가 배치되는 영역에는 베플(120)이 위치할 수 없게 된다.
따라서, 베플(120)이 배치되는 영역에는 미세튜브(300)가 배치될 수 없으며, 도 10에 나타나는 것과 같이 일 영역에 패스가 나타나게 된다. 이러한 패스는 열교환 효율을 하락시키는 문제가 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 베플(120)의 배치구조의 제1 실시예이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 베플(120)의 배치구조의 제2 실시예이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 베플(120)의 배치구조의 제3 실시예이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300), 미세튜브(300) 양측에 배치되는 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 지지하는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 중 적어도 하나는 헤더(110)탱크 내부를 제1 유로와 제2 유로로 구획하는 격벽(111)과 상기 제1 유로 또는 제2 유로 중 적어도 하나에 배치되는 베플(120)을 구비하며, 베플(120)은 격벽(111)과 예각을 가지도록 배치될 수 있다.
본 발명에서 베플(120)은 판 구조를 구비하며, 배치되는 유로를 가로 막아 냉매의 하방 또는 상방의 흐름을 유도할 수 있다.
예각을 가지도록 배치되는 베플(120)의 하부에는 미세튜브(300)가 배치될 수 없다. 미세튜브(300)가 배치되지 않는 베플(120)의 영역은 패스가 형성된다.
그러나, 공기의 유입되는 방향에서 바라보았을 때 미세튜브(300)를 거치지 않는 영역이 발생하지 않게 되며, 이는 열교환 효율을 증대할 수 있다.
베플(120)과 격벽(111)이 형성하는 각도는 제한이 없으며, 냉매의 이동량 및 흐름에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
또한, 베플(120)은 일체로 형성되어 격벽(111)을 관통하여 제1 유로와 제2 유로에 걸쳐 배치될 수 있다. 이 경우 베플(120)과 격벽(111)에는 상호 결합을 위한 홈부(미도시)가 구비될 수 있으며, 서로 끼워 맞춤 형태로 결합할 수 있다.
베플(120)은 제1 유로에 배치되는 제1 베플(120)과 제2 유로에 배치되는 제2 베플(120)로 분리될 수 있다. 제1 베플(120)과 제2 베플(120)은 서로 다른 배치를 가질 수 있다. 제1 베플(120)과 제2 베플(120)은 격벽(111)과 서로 다른 각도를 가지도록 배치될 수 있다.
일실시예로, 도 15에 나타나는 것과 같이, 제1 베플(120)과 제2 베플(120)은 격벽(111)을 기준으로 대칭구조를 가질 수 있다.
이와 같이 격벽(111)과 예각을 가지도록 배치되는 베플(120)의 단부는 격벽(111)과 베플(120)이 형성하는 예각과 동일한 각도를 가질 수 있다.
이는 베플(120)이 각도를 가짐으로 각 유로의 측면과의 밀착력 및 결합력을 증대하기 위함이다.
또한, 제1 유로와 제2 유로 각각에 배치되는 제1 베플(120)과 제2 베플(120)은 서로 다른 선상에 배치될 수 있다.
도 14에 나타나는 것과 같이. 제1 베플(120)과 제2 베플(120)은 격벽(111)과 수직에 가깝도록 결합할 수 있다. 이 경우 제1 유로에서는 제1 베플(120)로 인한 패스가 형성될 수 있으며, 제2 유로에서도 제2 베플(120)로 인한 패스가 형성될 수 있다.
그러나 전체적으로 공기의 유입방향에서 바라보면 유입공기가 직접 통과하는 패스는 존재하지 않게된다. 이를 통해 미세튜브(300)의 열교환 효율을 증대할 수 있다.
도 16은 도 11의 베플(120) 배치구조와 공기 유동면적을 차단한 본 발명의 실시에에 따른 방열량 성능을 비교하는 그래프이다.
표 1은 도 16의 수치를 비교한 표이다.
sample air flow rate Ref.Mass Flow DPair DPref Heat Capacity
(m3/hr) (kg/hr) (Pa) (KPa) (W)
제1 샘플 500 120.1 140.96 86.60 4139
450 113.5 115.48 78.57 3924
400 107.2 92.14 68.78 3690
300 86.9 53.38 48.42 2988
200 62.7 25.01 25.92 2163
제2 샘플 500 130.3 219.04 100.31 4505(109%)
450 123.4 179.12 91.49 4271(109%)
400 116.4 144.35 80.72 3999(108%)
300 95.7 83.92 58.21 3312(111%)
200 70.3 39.84 31.58 2421(112%)
도 16과 표 1을 참조하면, 제1 샘플은 일반적으로 미세튜브(300)가 사용되는 열교환기이며, 제2 샘플은 공기유면적의 일부(5.2%)가 차단된 미세튜브(300)가 사용되는 열교환기이다.유량에 따라 모든 수치가 제2 샘플에서 증가됨을 확인할 수 있으며, 방열성능은 8~12% 내외로 향상됨을 확인할 수 있다.도 13 내지 15에서는 베플(120)로 인해 미세튜브(300)와 열교환이 일어나지 않는 덕트 플로우(duct flow)를 방지하기 위한 베플(120)의 배치구조의 실시예를 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 공기 유입방향에서 발생하는 덕트 플로우를 방지하기 위해 다양하게 변형실시될 수 있다.상기 실시예는 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)가 격벽을 통해 복수의 유로로 가지는 것을 예로 하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)가 하나의 통로를 가지는 경우로 변형실시가 가능하다.
일실시예로, 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 중 적어도 하나는 베플(120)을 구비하며, 베플(120)은 미세튜브(300)의 배치위치를 조절하여, 미세튜브(300)를 향해 유입되는 외기가 적어도 하나의 미세튜브(300)와 충돌하도록 배치되도록 배치될 수 있다.
이 경우, 베플(120)은 경사를 가지도록 배치되어 베플(12)이 헤더탱크에 수직으로 배치되는 경우 발생하는 패스를 제거하고, 유입되는 외기가 적어도 하나의 미세튜브와 충돌하도록 하여 열교환 효율을 증대할 수 있다.
도 17은 본 발명의 구성인 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)의 구조를 나타내기 위한 사시도이고, 도 18은 도 17의 구성인 제1 플레이트(150)의 구조를 나타내기 위한 확대도이고, 도 19는 도 17의 구성인 제2 플레이트(170)의 구조를 나타내기 위한 확대도이다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예인 열교환기는 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300), 및 복수의 미세튜브(300) 양측에 배치되어 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)를 지지하는 제1 플레이트(150)와 제2 플레이트(170)를 포함하며, 제1 플레이트(150)에는 적어도 하나의 제1 완충홈(151)이, 제2 플레이트(170)에는 적어도 하나의 제2 완충홈(171)이 배치될 수 있다.
미세튜브(300)를 이용하는 열교환기에 있어서, 미세튜브(300)는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200)와 브레이징 용접을 통해 결합하게 된다. 이러한 복수의 미세튜브(300)를 사용하는 열교환기는 방열성능을 충분하게 확보하는 이점도 있으나, 그만큼 미세튜브(300)의 직경이 작아지기 때문에 휘어지는 문제가 발생할 수 있다.
미세튜브(300)가 휘게 되면 외형적으로 문제가 발생할 뿐만 아니라, effective area에서 주요 설계치수가 반영되지 않고 불필요한 공기유동 저항이 증가하여 성능 이점이 저하될 우려가 존재한다.
이와 같은 문제를 유발하는 원인은 브레이징 용접시 각 부품들간의 온도 변화의 속도차에 기인한다. 열교환기 내부 부품들은 알루미늄 소재를 적용하여 동일한 열팽창률을 가지나, 부품의 체적이나 형상, 위치에 따라 furnace 내에서 부품 별로 온도 차이가 발생하게 된다.
미세튜브(300)의 경우에는 소재의 단면적이 매우 작아 온도변화의 속도가 매우 빠르며, 강성이 부족하여 매우 쉽게 수축 또는 팽창하게 된다.
또한, 빠른 온도 변화 특성으로 미세튜브(300)들 간에도 온도 차이가 발생하게 되며, 동일한 방향으로 수축 또는 팽창이 이뤄져야 하는 제1 플레이트(150)와 제2 플레이트(170)와는 더 큰 온도차이가 발생한다. 강성이 강한 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)와 미세튜브(300)의 온도차로 인해 미세튜브(300)의 변형량이 더욱 증가하게 된다.
본원발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)에 완충홈을 각각 형성하여 미세튜브(300)의 신장방향으로 함께 변화할 수 있도록 하였다.
제1 완충홈(151)은 제1 플레이트(150)에, 제2 완충홈(171)은 제2 플레이트(170)에 복수로 배치될 수 있다. 제1 플레이트(150)에는 입구유로와 출구유로가 구비될 수 있으며, 외부와 연결하기 위한 매니폴드가 연결될 수 있다.
일실시예로, 제1 완충홈(151)과 제2 완충홈(171)은 변화를 용이하게함과 동시에 지지력을 확보하기 위해 0.5~2.0mm의 폭을 가지도록 구비될 수 있다. 완충홈은 전체 열교환기의 크기와 지지력의 정도에 따라 다양한 폭으로 변형실시될 수 있다.
도 18 및 도 19에 나는 것과 같이 제1 플레이트(150)와 제2 플레이트(170)에 형성되는 제1 완충홈(151)과 제2 완충홈(171)의 개수는 달라질 수 있다. 이는 플레이트에 배치되는 구성물품의 배치에 따라 달라질 수 있다.
제1 완충홈(151)과 제2 완충홈(171) 각각은 한 쌍의 절개홈(151a,171a)을 포함할 수 있다.
이때 절개홈(151a,171a)은 개구부가 서로 반대방향으로 배치될 수 있다. 제1 완충홈(151)과 제2 완충홈(171)은 한 쌍의 절개홈(151a,171a)을 통해 미세튜브(300)가 변형되는 경우 함께 변형할 수 있으며, 개구부가 반대방향으로 형성되어 열교환기 전체가 틀어지거나 휘는 것을 방지할 수 있다.
또한, 한 쌍의 절개홈(151a,171a)은 서로 수평이 되도로 배치될 수 있으며, 경사를 가지도록 배치될 수 있다.
본 발명은 미세튜브(300)를 지지하기 위한 적어도 하나의, 지지플레이트(310)를 구비할 수 있다.
지지플레이트(310)는 복수의 미세튜브(300)의 길이방향의 일 영역에 배치되어 미세튜브(300)의 간격을 조정할 수 있다. 지지플레이트(310)는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)에 삽입고정될 수 있다. 일실시예로, 지지플레이트(310)는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)에 형성되는 복수의 고정홈에 삽입고정될 수 있다.
복수의 고정홈을 연결한 고정선과 절개홈(151a,171a)의 폭 방향의 중심선은 서로 교차되도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 고정선은 제1 플레이트(150) 또는 제2 플레이트(170)와 수직 방향으로 배치될 수 있다.
일실시예로, 지지플레이트(310)는 3개가 이격되도록 배치되며, 제2 플레이트(170)에는 3개의 제2 완충홈(171)이 형성될 수 있다. 이때 중앙에 배치되는 제2 완충홈(171)의 중심선과 지지플레이트(310)의 고정선은 제2 플레이트(170) 상에서 교차되도록 배치되며, 양측으로 배치되는 제2 완충홈(171)의 중심선은 양측으로 배치되는 지지플레이트(310)의 고정선 보다 외측으로 배치될 수 있다. 이는 완충홈으로 인한 제2 플레이트(170)에 변형이 발생하는 경우 지지플레이트(310)의 위치 이동을 최소화하기 위함이다.
또한, 복수로 마련되는 지지플레이트(310)는 중앙에 배치되는 지지플레이트(310)를 기준으로 대칭으로 배치되어 미세튜브(300)에서 발생하는 변형을 대칭적으로 수용할 수 있다.
도 20은 도 17에 나타나는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)의 또 다른 실시예이고, 도 21은 도 20에 나타나는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)를 나타내는 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 제1 플레이트(150)와 제2 플레이트(170)는 중앙에 고정되는 지지플레이트(310)를 기준으로 상하에 제1 완충홈(151) 및 제2 완충홈(171)이 배치될 수 있다.
또한, 제1 플레이트(150)에 형성되는 제1 완충홈(151)과 제2 플레이트(170)에 형성되는 제2 완충홈(171)은 동일한 형상으로 마련되어 제1 플레이트(150)와 제2 플레이트(170)가 동일한 위치에서 변형이 발생되도록 유도할 수 있다
도 22는 도 17의 구성인 제1 완충홈(151) 또는 제2 완충홈(171)의 형상의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 22의 (a)에 나타나는 것과 같이, 완충홈(151)은 플레이트에 수직인 방향으로 배치될 수 있다.
도 22의 (b)에 나타나는 것과 같이, 완충홈(151)은 플레이트에 배치될 수 있으며, 절개부가 사선의 양측에 모두 배치되어 중앙의 일영역에 연결부가 나타나도록 배치될 수 있다.
도 22의 (c)에 나타나는 것과 같이, 완충홈(151)은 상기 도 17 내지 21에서 설명한 것과 같은 사선의 배치형태로도 배치될 수 있다.
도 22의 (d)는 완충홈(151)의 크기가 증대된 구조를 나타내고 있다.
이처럼 완충홈(151)은 제1 플레이트(150) 또는 제2 플레이트(170)에 연결되는 지지플레이트(310)의 배치 또는 미세튜브(300)의 직경이나 두께에 따라 다양한 형상 또는 배치 및 폭으로 변형실시될 수 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 23은 도 17의 열교환기를 제조하기 위한 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 23의 설명에 있어서, 도 1 내지 도 22와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 열교환기 제조방법은 구성부품 조립단계(S100), 브레이징 용접단계(S200), 및 냉각단계(S300)를 포함할 수 있다.
구성부품 조립단계(S100)는 열교환기의 구성부품을 가조립하는 단계이다. 구성부품 조립단계(S100)는 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200), 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크(100)와 상기 제2 헤더탱크(200)를 연결하는 복수의 미세튜브(300) 및 상기 미세튜브(300) 양측에 배치되며, 적어도 하나의 완충홈이 형성되는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170)를 가조립할 수 있다.
이때, 각 구성부품의 조립순서는 무관하며, 열교환기의 기본 구성을 조립하기 위해 다양하게 변형될 수 있으며, 상기 언급한 열교환기의 구성들이 추가로 포함될 수 있다.
브레이징 용접단계(S200)는 구성부품 조립단계(S100)에서 가조립된 구성부품을 브레이징 용접할 수 있다. 브레이징 용접은 모세관 현상을 이용하는 것으로 클래드와 클래드 사이 적당한 이음부 간격을 두어 용융된 용가재(brazing filler metal)가 모세관 현상에 의해 이음부 간격에 흘러 채우도록 하는 용접 방법이다.
브레이징 용접단계(S200)에서 고온으로 온도가 상승하는 경우 미세튜브(300)가 팽창을 할 수 있다. 이때, 미세튜브(300)가 팽창하는 경우 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(170) 중 적어도 하나에 형성되는 완충홈(151,171)이 반응하여 미세튜브(300)의 변형을 완화할 수 있다.
냉각단계(S300)는 브레이징 용접으로 온도가 상승하여 팽창한 미세튜브(300)가 온도하강으로 수축하는 단계이다. 팽창된 미세튜브(300)는 온도가 하강시 다시 수축하게 된다. 이때, 완충홈(151,171)은 미세튜브(300)의 수축시 함께 반응하여 미세튜브의 변형을 완화할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제1 헤더탱크
101 : 유입유로
103 : 유출유로
110 : 헤더
111 : 격벽
120 : 베플
150 : 제1 플레이트
151 : 제1 완충홈
151a,171a : 절개홈
170 : 제2 플레이트
171 : 제2 완충홈
200 : 제2 헤더탱크
300 : 미세튜브
310 : 지지플레이트
320 : 지지부재
330:열전도체

Claims (14)

  1. 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크 및 제2 헤더탱크;
    상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크를 연결하는 복수의 미세튜브; 및
    상기 미세튜브 양측에 배치되는 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크를 지지하는 제1 플레이트 및 제2 플레이트;
    를 포함하며,
    상기 제1 플레이트에는 적어도 하나의 제1 완충홈이 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 플레이트에는 적어도 하나의 제2 완충홈이 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 완충홈 및 상기 제2 완충홈 각각은 한 쌍의 절개홈을 포함하며,
    상기 절개홈은 개구부가 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 절개홈은 서로 수평이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 절개홈은 경사를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제5 항에 있어서,
    복수의 상기 미세튜브의 길이방향의 일 영역에는 상기 미세튜브의 간격을 조정하는 적어도 하나의 지지 플레이트가 배치되며,
    상기 절개홈의 중심선과 상기 지지플레이트의 고정선은 서로 교차되는 것을 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 완충홈과 상기 제2 완충홈은 서로 다른 개수가 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 지지플레이트는 3개가 이격되어 배치되고,
    상기 제2 플레이트에는 3개의 제2 완충홈이 형성되되,
    중앙에 배치되는 제2 완충홈의 중심선과 상기 지지플레이트는 상기 제2 플레이트 상에서 교차되도록 배치되며,
    양측으로 배치되는 제2 완충홈의 중심선은, 양측으로 배치되는 상기 지지플레이트의 고정선보다 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8 항에 있어서,
    양측에 배치되는 상기 지지플레이트는 중앙에 배치되는 지지플레이트를 기준으로 대칭구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세튜브는 원통의 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 미세튜브는 직경이 1~2mm인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 미세튜브는 두께가 0.1~0.3mm인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 서로 마주보도록 이격되어 배치되는 제1 헤더탱크 및 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되어 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크를 연결하는 복수의 미세튜브 및 상기 미세튜브 양측에 배치되며, 적어도 하나의 완충홈이 형성되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 조립하는 구성부품 조립단계; 및
    상기 구성부품을 브레이징 용접하는 브레이징 용접단계;
    를 포함하며,
    상기 브레이징 용접단계에서 미세튜브가 팽창하는 경우 상기 완충홈이 반응하여 상기 미세튜브의 변형을 완화하는 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 브레이징 용접단계 이후, 구성부품을 냉각하는 냉각단계;
    를 포함하며,
    상기 냉각단계에서 온도하강시 미세튜브의 수축을 상기 완충홈이 반응하여 미세튜브의 변형을 완화하는 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법.
KR1020190039073A 2019-04-03 2019-04-03 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법 KR102635680B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190039073A KR102635680B1 (ko) 2019-04-03 2019-04-03 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190039073A KR102635680B1 (ko) 2019-04-03 2019-04-03 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200117238A true KR20200117238A (ko) 2020-10-14
KR102635680B1 KR102635680B1 (ko) 2024-02-14

Family

ID=72846933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190039073A KR102635680B1 (ko) 2019-04-03 2019-04-03 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102635680B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1183376A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Sanden Corp 多管式熱交換器の製造方法
JP2002153931A (ja) * 2000-11-21 2002-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換チューブ及びフィンレス熱交換器
KR20030042708A (ko) * 2001-11-23 2003-06-02 주식회사 엘지이아이 공조장치의 열교환기
JP2008014622A (ja) * 2006-06-06 2008-01-24 Denso Corp 熱交換器
KR20180093285A (ko) 2017-02-13 2018-08-22 한온시스템 주식회사 열교환기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1183376A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Sanden Corp 多管式熱交換器の製造方法
JP2002153931A (ja) * 2000-11-21 2002-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換チューブ及びフィンレス熱交換器
KR20030042708A (ko) * 2001-11-23 2003-06-02 주식회사 엘지이아이 공조장치의 열교환기
JP2008014622A (ja) * 2006-06-06 2008-01-24 Denso Corp 熱交換器
KR20180093285A (ko) 2017-02-13 2018-08-22 한온시스템 주식회사 열교환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR102635680B1 (ko) 2024-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7398820B2 (en) Evaporator
JP6419882B2 (ja) 空気調和機
JPWO2014115240A1 (ja) 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置
US6786276B2 (en) Heat exchanger tube with optimized plates
KR102635680B1 (ko) 열교환기 및 이를 제조하는 제조방법
KR102669797B1 (ko) 열교환기
KR102668698B1 (ko) 열교환기
KR20200117240A (ko) 열교환기
KR20200114639A (ko) 열교환기
KR20200117239A (ko) 열교환기
JP4517333B2 (ja) 熱交換器
JP7068574B2 (ja) 伝熱管ユニットを有する熱交換器
CN115127258B (zh) 热交换器
JPWO2019207838A1 (ja) 冷媒分配器、熱交換器および空気調和機
KR20220102864A (ko) 열교환기
KR102661210B1 (ko) 미세 튜브를 이용하는 열교환기 조립 장치 및 조립 방법
JP2000193393A (ja) 並設一体型熱交換器
KR20210117018A (ko) 열교환기
KR20210117017A (ko) 열교환기
KR102635810B1 (ko) 열교환기
KR20210115767A (ko) 열교환기
KR100941706B1 (ko) 열 교환기
JP2020165578A (ja) 熱交換器分流器
JP6940027B1 (ja) 熱交換器、及び熱交換器を備えた空気調和装置
JP2002181464A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant