KR20220031209A - 열교환기 - Google Patents

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KR20220031209A
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KR1020200112869A
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박정상
이재권
차우길
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주식회사 두원공조
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Abstract

본 발명은, 튜브가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯이 형성된 헤더; 상기 헤더에 설치되어 냉매유로를 형성시키는 탱크;를 포함하되, 상기 헤더의 상기 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에는, 클래드재가 적용되는 열교환기를 제공한다.
본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더와 탱크를 튜브와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 헤더의 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에 클래드재가 적용되도록 함으로써, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 헤더 외측에 플럭스 잔여물이 남아있지 않아 수려한 외관 품질을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 불량이 발생하지 않고 안정적으로 결합이 가능하며, 열교환기의 생산의 효율성을 증대시키는 것이 가능하다.

Description

열교환기{Heat exchange}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매가 열교환 되도록 하는 열교환기의 헤더탱크에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환함으로써, 냉각 또는 방열이 발생되도록 하며, 복수의 유체 유동공간을 가지는 헤더와 헤더에 설치되어 냉매유로를 형성시키는 탱크와 헤더에 연결되어 냉매가 유동되도록 연통시키는 다수의 튜브를 구비하고 있다.
그런데 종래의 열교환기는 헤더와 탱크를 튜브와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 튜브가 조립되는 헤더의 외측방향으로 클래드재를 적용함에 따라 헤더의 클래드재가 공기중의 산소와 반응하여 클래드재의 표면에 산화피막이 발생하게 되며 헤더와 탱크를 튜브와 브레이징 시에 이러한 산화피막의 제거를 위하여 플럭스를 도포 해야 하는데 이 경우 산화피막을 제거하고 남은 플럭스 잔여물이 잔류하게 되어 열교환기 외부로 토출이 되기 때문에 외관상 표면이 매끄럽지 못하고, 사용자에게 불편함을 초래하게 된다.
이로 인하여 열교환기의 불량이 발생되는 가능성이 높아지게 된다.
또한, 상기와 같이 헤더와 탱크를 튜브와 일체화할 경우 헤더와 조립되는 탱크의 외측방향 클래드재의 산화피막을 제거하기 위하여 탱크의 표면에도 플럭스를 도포해야 하기에 필요한 재료의 비용증대와 함께 플럭스 도포 시에 시간이 많이 소요됨에 따라 차량용 열교환기의 생산의 효율성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 열교환기의 헤더와 탱크를 튜브와 일체화하도록 하기 위해 브레이징 시에 수려한 외관 품질을 확보함과 동시에 불량이 발생하지 않는 안정적인 결합이 가능하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명은, 튜브가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯이 형성된 헤더; 상기 헤더에 설치되어 냉매유로를 형성시키는 탱크;를 포함하되, 상기 헤더의 상기 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에는, 클래드재가 적용되는 열교환기를 제공한다.
상기 탱크는, 외주면이 상기 헤더의 내측에 안착된다.
상기 슬롯은, 내벽이 전후 방향으로 직선으로 형성된다.
클래드재가 적용되는 상기 헤더의 내벽은, 상기 튜브 측으로 갈수록 상기 탱크 측으로 기울어지는 제1내벽과, 상기 제1내벽으로부터 상기 튜브 측으로 연장되며, 상기 튜브에 대해 수직으로 배치되는 제2내벽을 포함한다.
상기 헤더는, 두께가 0.6mm 이상 1.5mm 이내로 형성된다.
상기 클래드재는, 두께가 상기 헤더의 두께의 5% 이상 15% 이하로 형성된다.
본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더와 탱크를 튜브와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 헤더의 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에 클래드재가 적용되도록 함으로써, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 헤더 외측에 플럭스 잔여물이 남아있지 않아 수려한 외관 품질을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 불량이 발생하지 않고 안정적으로 결합이 가능하며, 열교환기의 생산의 효율성을 증대시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A’따라 절단된 헤더탱크의 단면도이다.
도 3은 도 2의 헤더와 탱크의 결합전 형상의 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B’를 따라 클래드재가 내측으로 적용된 헤더와 튜브가 결합되는 형상의 단면도이다.
도 5는 도 4의 C부분을 확대한 확대도이다.
도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤더와 탱크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 헤더와 탱크의 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)는 헤더(110), 탱크(120)를 포함한다.
상기 헤더(110)는 냉매가 유입 및 유출되며, 다수개의 튜브(130)가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯(150)이 형성된다.
상기 탱크(120)는 상기 헤더(110)에 설치되어 냉매유로를 형성시켜 열교환 시의 내압성을 향상시키도록 구비되며, 외주면이 상기 헤더(110)의 내측에 안착된다.
여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)에서 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)는 2열로 배치되고 상기 튜브(130)가 삽입되는 상기 헤더(110)의 반대 측 내벽(112)에 클래드재(140)가 적용되도록 하여 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)를 상기 튜브(130)와 브레이징 시에 안정적인 결합이 되도록 하는데 이에 대한 설명은 후에 하기로 한다.
이하부터는, 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)에서 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)를 상기 튜브(130)와 브레이징 시에 안정적인 결합이 되도록 하는 형상에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다.
한편, 상기 헤더(110)는 두께(T)가 0.6mm 이상 1.5mm 이내로 형성되며, 상기 튜브(130)가 삽입되는 상기 헤더(110)의 반대 측 내벽(112)에 적용되는 상기 클래드재(140)는 두께(t)가 상기 헤더(110)의 두께(T)의 5% 이상 15%이하로 형성된다.
여기서, 상기 클래드재(140)가 적용되며, 상기 튜브(130)가 삽입되는 상기 헤더(110)의 반대측 내벽(112)은 상기 튜브(130) 측으로 갈수록 상기 탱크(120) 측으로 기울어지는 제1내벽(113)과, 상기 제1내벽(113)으로부터 상기 튜브(130) 측으로 연장되며, 상기 튜브(130)에 대해 수직으로 배치되는 제2내벽(114)을 포함한다.
즉, 상기 튜브(130)가 삽입되는 슬롯(150)은 상기 헤더(110)의 반대측 내벽(112)이 전후 방향으로 직선으로 형성되어 클래드재(140)가 상기 튜브(130)와 상기 헤더(110)의 공간(160)으로 적절하게 흘러들어가게 된다.
따라서 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)에서 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)를 상기 튜브(130)와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 상기 헤더(110)의 반대측 내벽(112)에 적용된 클래드재(140)가 용융되어 상기 튜브(130)와 상기 헤더(110)의 공간(160)으로 모세관 현상에 의해 적절하게 흘러들어가게 되기에 헤더(110)와 탱크(120)를 튜브(130)와 브레이징 시에 불량이 발생하지 않고 안정적인 결합이 가능하게 된다.
부가적으로 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)에서 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)를 상기 튜브(130)와 일체형으로 브레이징 전에 상기 헤더(110)의 반대측 내벽(112)에 플럭스(미도시)를 도포하게 된다.
이로 인하여 상기 튜브(130)가 상기 헤더(110)와 상기 탱크(120)와 일체형으로 브레이징 시에 상기 헤더(110)의 반대측 내벽(112)에 적용된 클래드재(140)가 상기 헤더(110)의 슬롯(150)으로 삽입되는 상기 튜브(130)와의 공간(160) 사이로 흘러들어가 열교환기의 외부로 플럭스(미도시)의 잔여물이 남아 있지 않게 한 상태로 일체화가 가능하게 된다.
이하부터는, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(200)의 형상에 대해 설명하고자 한다. 이때, 본 발명의 제1실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하도록 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(200)는 헤더(210), 탱크(220)를 포함한다.
상기 헤더(210)는 냉매가 유입 및 유출되며, 튜브(미도시)가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯(150)이 형성된다.
상기 탱크(220)는 상기 헤더(210)에 설치되어 냉매유로를 형성시켜 열교환 시의 내압성을 향상시키도록 구비된다.
여기서, 상기 헤더(210)와 상기 탱크(220)는 1열로 배치되며, 상기 탱크(220)는, 외주면이 상기 튜브(미도시)가 삽입되는 상기 헤더(210)의 내측에 안착되어 결합된다.
이하부터는, 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(300)의 형상에 대해 설명하고자 한다. 이때, 본 발명의 제1,2실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하도록 한다.
도 7을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(300)는 헤더(310), 탱크(320)를 포함한다.
상기 헤더(310)는 냉매가 유입 및 유출되며, 튜브(미도시)가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯(150)이 형성된다.
상기 탱크(320)는 상기 헤더(310)에 설치되어 냉매유로를 형성시켜 열교환 시의 내압성을 향상시키도록 구비된다.
여기서, 상기 헤더(310)와 상기 탱크(320)는 3열로 배치되며, 상기 탱크(320)는, 외주면이 상기 튜브(미도시)가 삽입되는 상기 헤더(310)의 내측에 안착되어 결합된다.
그런데 종래의 열교환기는 헤더와 탱크를 튜브와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 튜브가 조립되는 헤더의 외측방향으로 클래드재를 적용함에 따라 헤더의 클래드재가 공기중의 산소와 반응하여 클래드재의 표면에 산화피막이 발생하게 되며 헤더와 탱크를 튜브와 브레이징 시에 이러한 산화피막의 제거를 위하여 플럭스를 도포 해야 하는데 이 경우 산화피막을 제거하고 남은 플럭스 잔여물이 잔류하게 되어 열교환기 외부로 토출이 되기 때문에 외관상 표면이 매끄럽지 못하고, 사용자에게 불편함을 초래하게 되었다.
이로 인하여 열교환기의 불량이 발생되는 가능성이 높아지게 되었다.
또한, 상기와 같이 헤더와 탱크를 튜브와 일체화할 경우 헤더와 조립되는 탱크의 외측방향 클래드재의 산화피막을 제거하기 위하여 탱크의 표면에도 플럭스를 도포해야 하기에 필요한 재료의 비용증대와 함께 플럭스 도포 시에 시간이 많이 소요됨에 따라 차량용 열교환기의 생산의 효율성이 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.
하지만, 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더와 탱크를 튜브와 일체화 하기 위하여 브레이징 시에 헤더의 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에 클래드재가 적용되도록 함으로써, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 헤더 외측에 플럭스 잔여물이 남아있지 않아 수려한 외관 품질을 확보할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 열교환기의 헤더탱크에 의하면, 헤더 탱크를 튜브와 브레이징 시에 불량이 발생하지 않고 안정적으로 결합이 가능하며, 열교환기의 생산의 효율성을 증대시키는 것이 가능하다.
100,200,300 : 열교환기의 헤더탱크 110,210,310 : 헤더
120,220,320 : 탱크 112 : 내벽
113 : 제1내벽 114 : 제2내벽
130 : 튜브 140 : 클래드재
150 : 슬롯 160 : 공간


Claims (6)

  1. 튜브가 삽입 고정되도록 다수개의 슬롯이 형성된 헤더;
    상기 헤더에 설치되어 냉매유로를 형성시키는 탱크;를 포함하되,
    상기 헤더의 상기 튜브가 삽입되는 반대 측 내벽에는, 클래드재가 적용되는 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탱크는, 외주면이 상기 헤더의 내측에 안착되는 열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬롯은, 내벽이 전후 방향으로 직선으로 형성된 열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    클래드재가 적용되는 상기 헤더의 내벽은,
    상기 튜브 측으로 갈수록 상기 탱크 측으로 기울어지는 제1내벽과,
    상기 제1내벽으로부터 상기 튜브 측으로 연장되며, 상기 튜브에 대해 수직으로 배치되는 제2내벽을 포함하는 열교환기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤더는, 두께가 0.6mm 이상 1.5mm 이내인 열교환기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 클래드재는, 두께가 상기 헤더의 두께의 5% 이상 15% 이하로 형성되는 열교환기.
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