KR20210028888A - 열교환기의 헤더구조 - Google Patents

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KR20210028888A
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정현희
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환매체가 유동되는 유입구 및 배출구가 형성된 한 쌍의 탱크, 열교환매체가 내부에서 유동되되 양측방향으로 서로 이격 배치되는 복수의 튜브 및 일면에 복수의 상기 튜브가 각각 삽입되는 복수의 튜브삽입구를 포함하되 타면에 상기 탱크가 결합되는 한 쌍의 헤더를 포함하며, 상기 튜브삽입구에는 튜브의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼가 형성되어, 복수의 튜브들이 일정한 깊이로 삽입되도록 제공함과 더불어 브레이징 면적이 넓어져 열교환매체의 유출을 보다 방지할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기의 헤더구조{HEADER STRUCTURE OF HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기의 헤더구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입된 열교환매체를 복수의 튜브로 분배하는 헤더탱크에서, 복수의 튜브와 결합되는 헤더의 구조에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는, 내부를 순환하는 열교환매체가 외부로부터 흡열하거나 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록, 특정 유로 상에 설치되는 장치이다. 이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어, 또한 엔진 및 변속기 등에서 사용된 오일을 열교환매체로 사용하는 오일쿨러 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.
이때 열교환기는 일반적으로, 내부 유체와 외부 유체 사이의 전열(傳熱)이 이루어지는 복수의 튜브의 양단에 헤더탱크가 결합되는 형태로 이루어진다. 그리고 내부 유체인 열교환매체는 상기 헤더탱크로 유입되어 복수의 튜브 상으로 분배되고, 튜브에서 순환된 유체가 상기 헤더탱크로 취합되어 배출되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 튜브는 상기 헤더탱크의 헤더에 형성된 튜브삽입홈에 삽입된 상태에서 접하는 영역이 브레이징(brazing)되어 결합될 수 있다. 그리고 결합된 튜브와 헤더는 사용함에 따라 결합된 면에서 열교환매체가 누설 될 수 있는 문제점이 있었다. 이에 따라 다수의 열교환매체를 사용 시에 발생하는 리크를 검출하는 한국공개특허공보 제10-2019-0073742호("일체형 열교환기", 2019.06.27. 공개)나, 헤더탱크를 따라 유동되는 열교환매체의 통수 저항을 감소시켜 파손을 방지하는 한국등록특허공보 제10-1932205호("열교환기", 2018.12.26. 공고)가, 현재 개시되어 있다.
특히, 튜브 판재를 접어 폴디드 튜브를 형성하는 경우에는, 상기 폴디드 튜브(Folded Tube)의 갭(Gap)과 헤더 사이에 빈 공간이 발생됨에 따라 리크 포인트가 발생되는 문제점이 있다. 도 1을 참조하여 이를 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다. 도 1에서 도시된 바와 같이 폴디드 튜브(1)는, 하나의 튜브판재가 접혀서 상기 하나의 튜브판재의 양단이 격벽(2)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 격벽(2)을 기준으로 상기 폴디드 튜브(1)의 내측이 다수의 유동공간(3a,3b)으로 분할될 수 있다. 이때 상기 폴디드 튜브(1)는 하나의 튜브판재가 접히는 특성 상, 상기 격벽(2) 상에 갭(Gap)이 발생하게 된다. 이때 상기 갭(Gap)의 길이(g)가 큰 경우에는, 헤더와의 브레이징 접합 시에 메우지 못하여 리크가 발생하거나 불완전 용접으로 장치의 내구성이 감소할 수 있는 문제점이 있다. 그리고 이에 대한 문제를 해결하기 위해 종래 헤더에 튜브를 깊게 삽입하는 방안이 있긴 하였으나, 깊게 삽입된 튜브가 헤더탱크 내 유체 흐름을 방해하여 유동저항이 증가되는 문제점으로 이어졌다.
이와 동반하여 상기 헤더탱크의 열교환매체가 유입되는 입구 측이나 배플로 순환되는 유로와 인접한 경우에는, 열교환기의 특성 상 효율을 높이기 위해서 균일한 유량분배가 이루어져야 한다. 이에 대해서는 현재 일본공개특허공보 제2008-057952호("열교환기", 2008.03.13. 공개)에서 별물 제작 및 결합을 통해 헤더탱크 내 유량을 조절하는 기술이 개시되어 있긴 하나, 별물을 적용하는 경우에는 중량 및 원가 증대 뿐만 아니라, 별물 조립공정까지 추가되는 문제점이 있다.
KR 10-2019-0073742 A ("일체형 열교환기") 2019.06.27. 공개 KR 10-1932205 B1 ("열교환기") 2018.12.26. 공고 JP 2008-057952 A ("열교환기") 2008.03.13. 공개
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더의 튜브삽입구 상에 형성된 스토퍼의 개수 조절을 통해 헤더탱크 내 유체의 유량조절이 이루어지도록 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스토퍼가 헤더의 튜브삽입구와 일체로 형성되어, 별도의 별물을 생산하거나 장착하는 공정이 생략되도록 하여, 중량 및 원가를 절감하면서 공정을 간소화하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 스토퍼를 통해 접합되는 면적을 증대시켜 열교환매체의 누설을 방지하고, 복수의 튜브들이 일정한 깊이에서 접합되도록 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 열교환매체가 유동되는 유입구 및 배출구가 형성된 한 쌍의 탱크; 열교환매체가 내부에서 유동되되, 양측방향으로 서로 이격 배치되는 복수의 튜브; 및 일면에 복수의 상기 튜브가 각각 삽입되는 복수의 튜브삽입구를 포함하고, 타면에 상기 탱크가 결합되는 한 쌍의 헤더;를 포함하며, 상기 튜브삽입구에는 튜브의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼가 형성될 수 있다.
또한, 상기 튜브는 격벽에 의해 내부 유동공간이 분할되고, 상기 튜브삽입구에 튜브가 삽입되면, 상기 스토퍼가 상기 튜브의 격벽과 대응하도록, 상기 튜브삽입구 상에 스토퍼가 형성될 수 있다.
또한, 상기 튜브는 판재를 양측에서 절곡하여, 상기 격벽 상에 갭(Gap)이 형성된 폴디드 튜브로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼의 길이(d)는 상기 갭의 길이(g)와 같거나 길게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 튜브가 튜브삽입구에 삽입되고, 상기 튜브의 격벽이 상기 스토퍼에 접한 상태에서, 서로 브레이징(Brazing) 결합하여 고정될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 튜브삽입구 및 스토퍼가 서로 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 헤더의 일면에 상기 튜브가 배치되되, 상기 헤더는 상기 튜브삽입구에서 타면방향으로 돌출되되 중공부가 형성된 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부의 중공 상에 상기 스토퍼가 배치될 수도 있다.
또한, 복수의 상기 튜브삽입구의 각각에는 적어도 하나 이상의 스토퍼를 포함하는 복수의 스토퍼 모듈이 형성되고, 상기 복수의 스토퍼 모듈 중 일부는 서로 다른 개수의 스토퍼를 포함할 수도 있다.
또한, 복수의 상기 스토퍼 모듈 각각의 스토퍼 개수 조절을 통해, 복수의 상기 스토퍼 모듈 각각에 접하는 튜브로 분배되는 열교환매체의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 복수의 상기 스토퍼 모듈은, 상기 헤더 및 탱크 내부로 열교환매체가 유입되는 유입구에 인접한 하나의 스토퍼 모듈의 스토퍼 개수가 상대적으로 이격된 다른 하나의 스토퍼 모듈의 스토퍼 개수보다 많도록 배치될 수도 있다.
또한, 복수의 상기 스토퍼 모듈은 복수의 스토퍼를 포함하는 제1스토퍼 모듈을 포함하되, 상기 제1스토퍼 모듈은, 복수의 스토퍼가 길이방향을 따라 서로 이격 배치되어 하나의 튜브의 일단부면 상에 접하도록 형성될 수도 있다.
또한, 복수의 상기 스토퍼 모듈은, 상기 헤더의 튜브삽입구 상에 스토퍼가 장착 결합되어 개수가 조절될 수도 있다.
또한, 상기 스토퍼 모듈의 하나의 스토퍼는, 폴디드 튜브로 구성되는 상기 튜브의 갭과 대응되는 위치에 배치될 수도 있다.
상술한 구성에 의한 본 발명의 열교환기는, 폴디드 튜브의 갭의 일면에 상기 스토퍼가 배치되어, 상기 갭을 보다 용이하게 메울 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 본 발명은 열교환기의 성능 저하를 방지와 더불어, 브레이징 결합이 보다 단 시간에 이루어질 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는, 헤더 상에 삽입되는 튜브의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼를 통해, 복수의 튜브들이 균일한 깊이로 삽입되도록 제공하여 보다 효율적인 열교환이 이루어지는 장점이 있다. 이때 스토퍼는 상기 헤더와 일체로 형성되어 생산되는 열교환기의 중량 및 원가를 절감함과 더불어, 튜브삽입구를 형성하는 공정 상에서 타공하는 영역을 조절함으로써 추가적인 공정 없이도 생산이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 각 튜브삽입구에 배치되는 스토퍼의 개수를 조절하여 복수의 튜브에 분배되는 유체의 유량을 제어함으로써, 유량 불균형에 의한 온도차이를 방지하는 효과가 있다. 이에 따라 본 발명은 각 튜브 별 방열성능이 유사해져, 열교환된 유체의 온도가 유사하도록 제공되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 튜브 및 헤더 간에 접촉되는 면적이 넓어져 브레이징 등을 이용한 결합 시에 밀폐성능이 보다 향상되어, 장기간 사용하여도 열교환매체가 누출되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 폴디드 튜브의 단면도 및 부분확대도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤더의 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4의 부분확대도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 3의 요부확대도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 5의 A-A`선 및 B-B`선에 따른 정단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤더의 사시도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤더의 측면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 튜브의 사시도.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 튜브와 헤더가 결합되는 것을 도시한 평단면도.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 헤더의 부분확대도.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 튜브와 결합된 헤더의 정단면도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
<제1 실시예>
도 2 및 도 3은 본 발명인 열교환기의 일 실시예에 관한 것으로, 도 2는 열교환기의 사시도를, 도 3은 열교환기의 분해사시도를 각각 나타낸다.
먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 열교환기는 열교환매체와 유체 간의 열교환이 이루어지는 코어부(10) 및 상기 열교환매체가 유입 및 배출되는 유입구와 배출구가 형성되는 헤더탱크(20)를 포함할 수 있다. 이때 헤더탱크(20)는 한 쌍으로 이루어져 상기 코어부(10)의 양단에 각각 결합될 수 있으며, 상기 유입구 및 배출구는 하나의 헤더탱크(20) 상에 모두 포함되거나, 한 쌍의 헤더탱크(20) 상에 각각 배치될 수도 있다.
이어 도 3을 참조하면, 상기 코어부(10)는 서로 이격 배치되는 복수의 튜브(100)를 포함할 수 있으며, 복수의 상기 튜브(100) 사이사이에 개재되는 핀(11)을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 헤더탱크(20)는 복수의 상기 튜브(100)의 단부와 결합되는 헤더(200)와, 상기 헤더(200)와 결합되어 내부 공간을 형성하는 탱크(300)를 포함할 수 있다. 이때 상기 헤더(200)는 한 쌍으로 구비되어 상기 튜브(100)의 양단부가 각각 결합될 수 있다. 이때 열교환기의 헤더구조는 이어지는 도면을 통해 보다 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명인 열교환기의 일 실시예에 관한 것으로, 도 4는 헤더의 사시도를, 도 5는 도 4의 부분확대도를, 도 6는 도 3의 요부확대도를 각각 나타낸다.
먼저 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 헤더(200)는 복수의 상기 튜브(100)들이 각각 삽입될 수 있도록 복수의 튜브삽입구(210)가 형성될 수 있다. 그리고 본 발명은 상기 복수의 튜브삽입구(210) 상에 형성되는 스토퍼(400)를 더 포함할 수 있다.
이어 도 6을 참조하면, 상기 스토퍼(400)는 상기 튜브삽입구(210)에서 상기 튜브(100)가 삽입되는 깊이를 제한하도록 제공될 수 있다. 그리고 상기 스토퍼(400)는 복수로 구성되어 복수의 상기 튜브삽입구(210)에 각각 배치될 수 있으며, 삽입되는 복수의 상기 튜브(100)가 일정한 깊이만큼 인입되도록 제공하는 장점이 있다. 그리고 본 발명은 복수의 상기 튜브(100)가 과도하게 삽입된 상태로 고정되어, 유입되는 열교환매체의 유동을 제한하는 것에 대해 방지하는 장점 또한 제공될 수 있다. 이에 대해서는 도 7에서 보다 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명인 열교환기의 일 실시예에 관한 것으로, 도 7-(a)는 도 5의 A-A`선에 따른 튜브와 결합된 헤더의 정단면도를, 도 7-(b)는 도 5의 B-B`선에 따른 튜브와 결합된 헤더의 정단면도를 각각 나타낸다.
도 7-(a)에서 도시된 바와 같이, 복수의 상기 스토퍼(400)는 복수의 상기 튜브(100)의 단부측 면에 맞닿도록 제공될 수 있으며, 상기 튜브(100)가 삽입되는 깊이를 제한하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 튜브(100)의 단부측 면과 상기 스토퍼(400) 사이가 서로 접하도록 형성됨으로써, 브레이징 등의 공정을 통해 삽입된 튜브(100)를 고정하는 경우에 보다 견고히 결합되는 장점이 있다. 또한 복수의 상기 스토퍼(400)는 도시된 바와 같이 상기 헤더(200)와 일체로 형성될 수도 있다.
이어 도 7-(b)에서 도시된 바와 같이, 상기 헤더(200)는 튜브삽입구(210)와 상기 튜브삽입구(210)로부터 돌출되는 돌출부(220)의 중공부(221)를 통해 튜브가 삽입되는 홀을 형성할 수 있다. 그리고 상기 튜브(100)가 상기 헤더(200)의 일면으로 인입되고 상기 돌출부(220)가 타면 상에서 타측으로 돌출되는 경우에, 상기 스토퍼(400)는 상기 돌출부(220)의 중공부(221) 상에 배치될 수 있다. 아울러 상기 돌출부(220)가 일면 상에서 일측으로 돌출되는 경우에는, 상기 스토퍼(400)가 상기 튜브삽입구(210) 상에 배치될 수도 있다. 이때 상기 튜브(100)는 상기 헤더(200)의 튜브삽입구(210) 내면 및 상기 중공부(221)의 내면과 접할 수 있다. 이에 따라 삽입된 튜브(100)를 고정하는 경우에, 본 발명은 상기 돌출부(220)를 통해 튜브(100)의 외면과 접하는 면적이 넓어지도록 제공할 수 있다. 그리고 본 발명은 상기 스토퍼(400) 및 돌출부(220)를 통해, 헤더(200)에 유입된 열교환매채가 복수의 상기 튜브(100)로 분배될 때에 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
<제2 실시예>
도 8 및 도 9는 본 발명인 열교환기의 다른 실시예에 관한 것으로, 도 8은 헤더의 사시도를, 도 9는 헤더의 측면도를 각각 나타낸다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 복수의 튜브삽입구(210)에 각각 배치되는 복수의 스토퍼(400) 중, 적어도 하나의 튜브삽입구(210)에는 복수의 스토퍼(400)가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 튜브삽입구(210)는 일정한 길이로 형성될 수 있으며, 복수의 상기 스토퍼(400)는 상기 튜브삽입구(210)의 길이를 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 이에 대한 일 예로 도 8에서는 상기 스토퍼(400)는 3개의 스토퍼(411,412,413)을 포함하는 제1스토퍼 모듈(410) 및 1개의 스토퍼(421)로 구성된 제2스토퍼 모듈(420)를 도시하고 있다. 여기서, 하나의 튜브 삽입구(210)에 배치되는 복수의 스토퍼(400)들은 서로 동일한 면적으로 구성되거나, 일부가 서로 다른 면적으로 구성되는 등 다양한 형태로 변형될 수 있다. 그리고 상기 돌출부(220)는, 상기 스토퍼(400)의 양단을 지지할 수 있으며, 상기 돌출부(220) 및 스토퍼(400)가 서로 일체로 형성될 수도 있다.
그리고 도 9에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 각 스토퍼 모듈이 포함하고 있는 스토퍼의 개수를 통해 튜브로 분배되는 열교환매체(Fin)의 유동을 제어하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 스토퍼(400)는 상기 열교환매체(Fin)가 유입되는 유입구에 인접한 하나의 스토퍼 모듈의 스토퍼 개수가, 상대적으로 이격된 다른 하나의 스토퍼 모듈의 개수보다 많도록 형성될 수 있다. 이때 상기 열교환매체(Fin)가 유입되는 유입구는 탱크 상에 형성된 유입관을 포함하되, 배플을 통해 상기 열교환매체가 코어 및 헤더탱크에서 순환되는 경우에는 튜브에서 헤더탱크 내부로 배출되는 흐름도 포함될 수 있다.
<제3 실시예>
도 10 및 도 11은 본 발명인 열교환기의 제3 실시예에 관한 것으로, 도 10은 튜브의 사시도를, 도 11은 튜브와 헤더가 결합되는 것을 도시한 평단면도를 각각 나타낸다.
먼저 도 10을 참조하면, 상기 튜브(100)는 폴디드 튜브(Folded Tube)의 형태로 구성되어, 하나의 가공물을 접은 형태로 격벽(500)을 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 튜브(100)의 양단 방향을 따라 상기 격벽(500)이 연장 형성되어, 상기 튜브(100)의 개구부(110) 상에도 배치될 수 있다. 여기서 상기 튜브(100)는 상기 격벽(500)이 형성된 위치에 갭(Gap)이 형성될 수 있으며, 상기 갭은 헤더(200)와의 결합 시에도 유지되는 경우가 빈번하다. 이때 상기 갭의 수치가 큰 경우에는 헤더(200)와의 브레이징 결합 시, 용접제가 갭을 메우지 못하여 리크(Leak)가 발생하거나 불완전 용접으로 내구성이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명은 도 11에서 도시된 바와 같이, 각 튜브삽입구(210)에 형성된 스토퍼(400)가, 상기 튜브(100)의 격벽(500)과 대향하는 위치에 배치되어, 종래의 문제점을 보다 효과적으로 개선하는 장점이 있다. 이때 도 11-(a)에서 도시된 바와 같이 상기 헤더(200)는 튜브삽입구(210) 및 중공부(221)를 통해 홀을 형성하되, 상기 스토퍼(400)가 상기 중공부(221) 상에 배치될 수도 있다. 이와 같은 경우에 상기 튜브(100)가 삽입되면, 상기 튜브(100)는 상기 스토퍼(400)의 일면까지만 삽입될 수 있으며, 상기 튜브(100)의 개구부(110)가 상기 중공부(221)와 연통되도록 체결될 수 있다.
그리고 도 11-(b)에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 스토퍼(400)는 상기 격벽(500)과 대향하도록 배치되되 일정한 길이(d)로 형성될 수 있다. 그리고 도 1을 통해 상술한 바와 같이, 폴디드 튜브로 형성된 본 발명의 튜브(100) 또한 상기 격벽(500)이 형성된 영역에 갭(Gap)이 배치되어 일정한 길이(g)로 구성될 수 있다. 여기서 본 발명의 스토퍼(400)의 길이(d)는 상기 갭의 길이(g) 보다 같거나 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 도면 상 상기 스토퍼(400)의 저면이 상기 갭의 상면을 밀폐하도록 형성하여, 해당 영역에 리크가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이때 본 발명은, 상기 스토퍼(400)의 면적이 상기 갭의 면적 보다 크게 형성되되 상기 스토퍼(400)가 상기 갭의 일면을 밀폐하도록 배치되어, 보다 결합이 보다 용이하고 리크 발생을 방지하는 열교환기를 제공할 수도 있다.
그리고 본 발명의 돌출부(220)는 도면 상 하측에서 삽입되는 튜브(100)의 삽입을 가이드할 수 있다. 이때 상기 돌출부(220)는, 튜브삽입구(210) 및 중공부(221)가 형성되도록 상기 튜브(100)의 외경과 대응되는 내경으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 돌출부(220)는 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 여기서 하나의 영역에서는 상기 스토퍼(400)가 형성되지 않고 상기 돌출부(220)가 튜브삽입구(210)를 형성하여 상기 튜브(100)의 삽입을 가이드할 수 있으며, 다른 하나의 영역에서는 상기 스토퍼(400)가 상술한 바와 같이 돌출부(220)를 통해 양단이 지지되어 상기 튜브(100)의 삽입 깊이를 제한하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 중공부(221)는, 다른 하나의 영역에서의 상기 돌출부(220)가 형성하는 면적에서 상기 스토퍼(400)의 면적을 제외한 홀일 수 있으며, 상기 중공부(221)의 면적에 따라 유입 또는 유출되는 열교환매체의 유량이 조절될 수 있다.
<제4 실시예>
도 12 및 도 13은 본 발명인 열교환기의 제4 실시예에 관한 것으로, 도 12는 결합스토퍼가 장착되는 것을 도시한 헤더의 부분확대도를, 도 13은 결합스토퍼가 장착된 헤더의 정단면도를 각각 나타낸다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 스토퍼(400)는 상술한 바와 같이 헤더(200)와 일체로 구성로 구성될 수도 있으며, 상기 헤더(200) 상에 장착되도록 형성될 수도 있다. 또한 상기 스토퍼(400)는 상기 헤더(200)와 일체로 구성되는 고정스토퍼(401)와 상기 헤더(200) 상에 장착되는 결합스토퍼(402)를 모두 포함할 수도 있다.
이때 상기 결합스토퍼(402)는 상기 헤더(200)의 튜브삽입구(210)에 장착되도록 형성되어, 튜브 및 헤더와 브레이징 결합되어 고정될 수 있다. 또한 상기 결합스토퍼(402)는, 상기 튜브(100)가 튜브삽입구(210) 상에 삽입되는 경우에 상기 튜브(100)의 삽입 깊이가 일정하도록 제어하고, 고정 결합 시에는 분리되도록 제공될 수도 있다. 그리고 상기 튜브(100)의 접힌 부분은 중심부가 아닌 길이 방향의 단부에 배치되는 경우에는, 상기 스토퍼(400)가 이에 대응하는 위치에 배치될 수도 있다.
앞서 다양한 실시예들은 단일 또는 결합하여 적용될 수도 있으며, 특히, 제1 실시예 또는 제2 실시예는 제3 실시예와 함께 결합되어 상승효과가 발생될 수 있다. 여기서, 제1 실시예가 제3 실시예와 함께 사용되는 경우에는, 튜브삽입구에 형성된 각 스토퍼들이 폴디드 튜브의 갭을 밀폐하도록 형성되어 열교환기의 성능이 전반적으로 향상되는 장점이 있다. 그리고 제2 실시예가 제3 실시예와 결합되는 경우에는, 복수의 상기 스토퍼 모듈 각각에서 하나의 스토퍼가 폴디드 튜브의 갭을 밀폐하도록 형성될 수도 있다.
그리고 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 코어부 11 : 핀
20 : 헤더탱크
100 : 튜브 110 : 개구부
200 : 헤더
210 : 튜브삽입구
220 : 돌출부 221 : 중공부
300 : 탱크
400 : 스토퍼
401 : 고정스토퍼 402 : 결합스토퍼
410 : 제1스토퍼 모듈
411 : 제1스토퍼 412 : 제2스토퍼
413 : 제3스토퍼
420 : 제2스토퍼 모듈 421 : 제1스토퍼
500 : 격벽

Claims (13)

  1. 열교환매체가 유동되는 유입구 및 배출구가 형성된 한 쌍의 탱크;
    열교환매체가 내부에서 유동되되, 양측방향으로 서로 이격 배치되는 복수의 튜브; 및
    일면에 복수의 상기 튜브가 각각 삽입되는 복수의 튜브삽입구를 포함하고, 타면에 상기 탱크가 결합되는 한 쌍의 헤더;
    를 포함하며,
    상기 튜브삽입구에는 튜브의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 격벽에 의해 내부 유동공간이 분할되고,
    상기 튜브삽입구에 튜브가 삽입되면,
    상기 스토퍼가 상기 튜브의 격벽과 대응하도록,
    상기 튜브삽입구 상에 스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜브는,
    판재를 양측에서 절곡하여, 상기 격벽 상에 갭(Gap)이 형성된 폴디드 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼의 길이(d)는, 상기 갭의 길이(g)와 같거나 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 튜브가 튜브삽입구에 삽입되고, 상기 튜브의 격벽이 상기 스토퍼에 접한 상태에서, 서로 브레이징(Brazing) 결합하여 고정되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브삽입구 및 스토퍼가 서로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 헤더의 일면에 상기 튜브가 배치되되,
    상기 헤더는,
    상기 튜브삽입구에서 타면방향으로 돌출되되 중공부가 형성된 돌출부를 더 포함하고,
    상기 돌출부의 중공 상에 상기 스토퍼가 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 튜브삽입구의 각각에는 적어도 하나 이상의 스토퍼를 포함하는 복수의 스토퍼 모듈이 형성되고,
    상기 복수의 스토퍼 모듈 중 일부는 서로 다른 개수의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 스토퍼 모듈 각각의 스토퍼 개수 조절을 통해,
    복수의 상기 스토퍼 모듈 각각에 접하는 튜브로 분배되는 열교환매체의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 스토퍼 모듈은,
    상기 헤더 및 탱크 내부로 열교환매체가 유입되는 유입구에 인접한 하나의 스토퍼 모듈의 스토퍼 개수가 상대적으로 이격된 다른 하나의 스토퍼 모듈의 스토퍼 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 스토퍼 모듈은, 복수의 스토퍼를 포함하는 제1스토퍼 모듈을 포함하되,
    상기 제1스토퍼 모듈은,
    복수의 스토퍼가 길이방향을 따라 서로 이격 배치되어 하나의 튜브의 일단부면 상에 접하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 스토퍼 모듈은,
    상기 헤더의 튜브삽입구 상에 스토퍼가 장착 결합되어 개수가 조절되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 스토퍼 모듈의 하나의 스토퍼는,
    폴디드 튜브로 구성되는 상기 튜브의 갭과 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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