KR20220050574A - 열교환기 및 열교환기 제조방법 - Google Patents

열교환기 및 열교환기 제조방법 Download PDF

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KR20220050574A
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김성우
김홍성
이한춘
정승모
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는, 일방향으로 연장된 튜브를 포함하는 복수의 튜브패널; 상기 복수의 튜브패널의 양단에 결합되는 한쌍의 헤더모듈; 및 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더모듈이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브패널이 상기 공간과 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 헤더모듈은, 서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성될 수 있다. 이에 따라, 열교환기 생산의 효율을 증대시킬 수 있고, 열교환기를 구비하는 제품의 크기에 따라 유연하게 맞춤제작이 가능하며, 브레이징에 따른 공차를 줄일 수 있고, 제품의 안정성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

열교환기 및 열교환기 제조방법 {HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGER MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 열교환기 및 열교환기 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 조립식의 헤더구조를 제공하여 생산속도와 생산비용이 개선되며, 제품의 브레이징 공극이 줄어들고, 제품의 규격에 용이하게 대응이 가능한 열교환기 및 열교환기 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는, 압축기, 응축기, 팽창기구 및 증발기로 이루어지는 냉동 사이클 장치에서 응축기나 증발기로 사용될 수 있다. 열교환기는 차량이나 냉장고 또는 공기조화기 등에 설치될 수 있으며, 냉매를 공기와 열교환 시킬 수 있다.
열교환기는 핀튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등으로 구분될 수 있다. 열교환기는 냉매가 통과하는 튜브와, 튜브에 연결되어 튜브로 냉매를 분배하는 헤더를 포함할 수 있다. 핀튜브형 열교환기의 경우, 튜브들 사이에 방열을 위한 핀이 결합될 수 있다.
한편, 종래의 경우, 헤더의 일면에 슬로팅(slotting) 가공 또는 와이어 커팅을 통해 삽입구를 형성한 다음, 상기 삽입구에 튜브를 삽입하였다. 예를 들어, 종래기술인 대한민국 등록특허공보 제10-0644135호는, 복수의 삽입구멍이 형성되며, 상기 삽입구멍에 튜브의 단부가 결합되는 헤더를 개시한다.
그러나, 종래기술의 경우, 튜브의 개수만큼 한 헤더에서 슬로팅 가공 등을 개별적으로 해야하는 바, 생산속도의 저하를 유발하고, 대량생산의 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 종래기술의 경우, 열교환기의 크기에 따라, 열교환기 제작을 위한 별도의 금형이 필요하여 생산효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 종래기술의 경우, 구성요소간 브레이징을 통해 결합할 때, 가공 장비의 공차나, 삽입구와 튜브 사이의 공차로 인한 브레이징 공극이 발생할 수 있는 문제가 있다.
또한, 종래기술의 경우, 가공 장비의 날이 마모되어, 일정한 형태로 튜브가 삽입되는 삽입구를 형성하기 어려우며, 날을 빈번히 교체해주어야 하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0644135호(공고일자 2006년11월10일) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2007-0017024호(공개일자 2009년04월27일) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0432601호(공고일자 2006년12월05일) 대한민국 등록특허공보 제10-1447072호(공고일자 2014년10월06일) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0097632호(공개일자 2019년08월21일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 별도의 금형이 필요없이, 열교환기를 구비하는 제품의 크기에 따라 유연하게 맞춤 제작이 가능한 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 브레이징에 따른 공차를 줄이고, 제품의 안정성을 증대시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 별도의 슬로팅 가공이나 와이어 커팅 공정 없이 튜브가 삽입되는 삽입구를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 일방향으로 연장된 튜브를 포함하는 복수의 튜브패널과, 상기 복수의 튜브패널의 양단에 결합되는 한쌍의 헤더모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더모듈이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브패널이 상기 공간과 연통되는 헤더케이스를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 헤더모듈은, 서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성될 수 있다.
이에 따라, 별도의 금형이 필요없이, 열교환기를 구비하는 제품의 크기에 따라 유연하게 맞춤 제작이 가능하며, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있다.
상기 헤더블럭과 상기 삽입구는, 상기 튜브패널이 연장된 방향으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 튜브패널과 헤더블럭이 접촉하는 면적이 넓어질 수 있고, 브레이징에 따른 공차를 줄이고, 제품의 안정성을 증대시킬 수 있다.
상기 헤더블럭은, 상기 튜브패널을 사이에 두고 서로 결합되어 상기 삽입구를 형성하는 상부결합블럭 및 하부결합블럭을 포함할 수 있다.
이에 따라, 별도의 슬로팅 가공이나 와이어 커팅 공정 없이 튜브가 삽입되는 삽입구를 제공하며, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있다.
상기 튜브패널은, 각각 평판부와 요부를 구비하는 상부패널과 하부패널이 서로 결합하여, 상기 평판부간 결합을 통해 핀을 형성하고, 상기 요부간 결합을 통해 튜브홀을 형성하며, 상기 상부결합블럭의 하면은, 상기 상부패널의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 상부패널과 접촉하고, 상기 하부결합블럭의 상면은, 상기 하부패널의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 하부패널과 접촉할 수 있다.
상기 상부결합블럭은, 상기 상부결합블럭의 양단에서, 상기 상부결합블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제1 결합홈을 포함하고, 상기 하부결합블럭은, 상기 하부결합블럭의 양단에서, 상기 하부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되고, 상기 제1 결합홈에 삽입되는 제1 결합돌기를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상부결합블럭과 하부결합블럭을 일정한 위치에서 결합하여 균일한 형상을 형성할 수 있다.
상기 상부결합블럭과 상기 하부결합블럭의 사이에서, 상기 헤더블럭의 양단에 배치되며, 상기 튜브패널의 두께만큼 상기 상부결합블럭과 하부결합블럭을 이격시키는 스페이서를 포함할 수 있다.
이에 따라, 튜브패널의 두께만큼 삽입구의 폭을 확보할 수 있다.
상기 스페이서는, 상기 상부결합블럭 및 하부결합블럭 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 스페이서는, 상기 상부결합블럭의 하부로부터 하측으로 돌출된 상부스페이서와, 상기 하부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 상기 상부스페이서와 접촉되는 하부스페이서를 포함하고, 상기 헤더블럭은, 상기 상부스페이서로부터 상측으로 함몰된 제1 결합홈과, 성가 하부스페이서로부터 상측으로 돌출되어 상기 제1 결합홈에 삽입되는 제1 결합돌기를 포함할 수 있다.
상기 상부결합블럭은, 상기 상부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 형성된 제2 결합돌기를 포함하고, 상기 하부결합블럭은, 상기 하부결합블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제2 결합홈을 포함하고, 상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나의 제2 결합돌기는, 상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나의 제2 결합홈에 삽입될 수 있다.
상기 복수의 헤더블럭 각각은, 상기 헤더블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 형성된 제2 결합돌기와, 상기 헤더블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제2 결합홈을 포함하고, 상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나의 제2 결합돌기는, 상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나의 제2 결합홈에 삽입될 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 헤더케이스의 상측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 헤더모듈의 상단에 위치한 상기 제2 결합돌기가 삽입되는 케이스홈과, 상기 헤더케이스의 하측면으로부터 상기 공간으로 돌출되어 형성되고, 상기 헤더모듈의 하단에 위치한 상기 제2 결합홈에 삽입되는 삽입블럭을 포함할 수 있다.
상기 케이스홈은, 상기 헤더케이스의 전단으로부터 후방으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 결합돌기의 삽입을 슬라이딩 방식으로 가이드할 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 케이스홈의 전단으로부터 삽입되고, 상기 케이스홈에 의해 상기 케이스홈에 삽입된 제2 결합돌기를 향해 가이드되며, 상기 제2 결합돌기의 일면에 접촉하는 마개블럭을 포함할 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 제2 결합홈과 연결 가능하도록 상기 헤더케이스의 타측면이 개방되어 형성된 슬릿을 포함하고, 상기 삽입블럭은, 외부로부터 상기 슬릿을 관통하여 상기 제2 결합홈에 삽입될 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 헤더케이스의 내부에서 상기 헤더케이스의 양 측면에 인접하게 배치되며, 상기 헤더케이스의 후면으로부터 전방으로 돌출되어 형성되고, 상기 헤더모듈과 접촉하여 상기 헤더모듈이 삽입되는 깊이를 제한하는 리브를 포함할 수 있다.
상기 리브는, 상하방향으로 연장되며, 상기 복수의 헤더블럭에 접촉할 수 있다.
상기 헤더케이스의 상측면 및/또는 하측면에 너트홀이 형성되고, 상기 너트홀에 체결되며, 일방향으로 회전하여 상기 공간에 삽입된 상기 헤더모듈을 상하방향으로 가압하는 가압스크류를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 헤더블럭을 가압하여, 헤더블럭과 튜브패널간의 공차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 튜브패널은, 복수의 핀과 상기 복수의 핀 사이에 형성된 복수의 튜브로 구분되며, 상기 가압스크류는, 상기 복수의 핀의 위치에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 헤더케이스의 상부에 개구가 형성되고, 상기 개구에 삽입되며, 상기 헤더케이스에 삽입된 헤더모듈의 제2 결합돌기와 결합되는 홈이 형성된 커버블럭을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 일방향으로 연장된 튜브를 포함하는 복수의 튜브패널과, 상기 복수의 튜브패널의 단부에 결합되는 헤더모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더모듈이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브가 상기 공간과 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 헤더모듈은, 서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 일방향으로 연장된 핀과 튜브가 일체로 형성된 복수의 튜브패널과, 상기 복수의 튜브패널의 양단에 결합되는 한쌍의 헤더모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 한쌍의 헤더모듈 각각이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브가 상기 공간과 연통되는 한쌍의 헤더케이스를 포함하고, 상기 한쌍의 헤더모듈 각각은, 서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성되고, 상기 복수의 헤더블럭 각각은, 상기 튜브패널을 사이에 두고 서로 결합되어 상기 삽입구를 형성하는 상부결합블럭 및 하부결합블럭을 포함하고, 상기 상부결합블럭의 하면은, 상기 튜브패널의 상면의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 상부패널과 접촉하고, 상기 하부결합블럭의 상면은, 상기 튜브패널의 하면의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 하부패널과 접촉할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 제조방법은, 튜브패널을 헤더블럭의 내측에 형성된 삽입구 사이에 삽입하는 단계와, 상기 튜브패널이 삽입된 상기 헤더블럭을 복수개 적층하여 헤더모듈을 생성하는 단계와, 상기 헤더모듈을 헤더케이스의 공간에 삽입하는 단계와, 상기 헤더모듈과 상기 헤더케이스를 포함하는 열교환기를 브레이징하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 튜브패널을 헤더블럭의 삽입구 사이에 삽입하는 단계는, 상기 튜브패널을 사이에 두고 제1 결합블럭과 제2 결합블럭을 상하로 조립하는 것일 수 있다.
상기 헤더모듈을 생성하는 단계는, 상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나에 형성된 결합돌기를 상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나에 형성된 결합홈에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 열교환기 및 열교환기 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 별도의 금형이 필요없이, 열교환기를 구비하는 제품의 크기에 따라 유연하게 맞춤 제작이 가능한 장점이 있다.
셋째, 브레이징에 따른 공차를 줄이고, 제품의 안정성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
넷째, 별도의 슬로팅 가공이나 와이어 커팅 공정 없이 튜브가 삽입되는 구조를 가지는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤더(H)와 튜브패널(10)에 대한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 헤더(H)에 포함되는 헤더모듈(200)과 그에 삽입된 복수의 튜브패널(10)에 대한 도면이다.
도 4는 상기 헤더모듈(200)을 구성하는 복수의 헤더블럭(20) 중 어느 하나에 대한 도면이다.
도 5는 튜브패널(10)이 삽입된 헤더블럭(20)에 대한 도면이다.
도 6은 도 5의 헤더블럭(20)을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 헤더블럭(20')에 대한 도면이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 헤더블럭(20'')에 대한 도면이다.
도 9와 도 10은 복수의 헤더블럭(20a, 20b, 20c, ...)이 결합되는 것을 보이기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 9는, 복수의 헤더블럭(20a, 20b, 20c, ...)이 분해된 상태를 나타낸 것이고, 도 10은, 복수의 헤더블럭(20a, 20b, 20c, ...)이 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 튜브패널(10)이 삽입된 헤더블럭(20)이 분해된 것을 나타낸 분해도이다.
도 12는 헤더모듈(200)이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤더케이스(30)로부터 분해된 것을 보인 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 헤더케이스(30)의 일부를 확대하여 도시한 도면이다. 구체적으로, 헤더케이스(30)로부터 마개블럭(327)과 가압스크류(36)가 분해된 것을 도시하였다.
도 14는 헤더(H)의 단면을 도시한 단면도이다.
도 15는 도 12에 도시된 헤더케이스(30)의 다른 일부를 확대하여 도시한 도면이다. 구체적으로, 헤더케이스(30)로부터 삽입블럭(337)이 분리된 것을 도시하였다.
도 16은 헤더모듈(200)이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤더케이스(30')로부터 분해된 것을 보인 도면이다.
도 17 및 도 18은 도 16에 도시된 헤더케이스(30')의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 제조방법에 대한 블럭도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
이하, 도 1 내지 도 19에 도시된 좌표계를 기준으로, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 내지 그 구성요소에 대한 방향에 대하여 정의한다.
x축이 향하는 방향을 전후방향이라 정의할 수 있다. 원점으로부터 +x축이 향하는 방향을 전방방향, -x축이 향하는 방향을 후방방향이라 할 수 있다. y축이 향하는 방향을 좌우방향이라 정의할 수 있다. 원점으로부터 +y축이 향하는 방향을 우측방향, -y축이 향하는 방향을 좌측방향이라 할 수 있다. z축이 향하는 방향을 상하방향이라 정의할 수 있다. +z축이 향하는 방향을 상측방향, -z축이 향하는 방향을 하측방향이라 할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 19에 대하여, 열교환기 구성요소간 삽입, 결합, 끼움, 접촉, 접합, 조립되는 모든 부위는 브레이징 방식으로 결합될 수 있다. 열교환기의 구성요소 간 삽입, 결합, 끼움, 접촉, 접합, 조립되는 모든 부위에는 용가재가 투입될 수있다. 열교환기는 용가재가 투입된 상태로 로(Furnace)에 투입되어, 고온조건에 일정시간 노출됨으로써 브레이징 될 수 있다. 이하에서는, 상기 브레이징에 대한 설명이 생략될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기는 튜브패널(10)을 포함할 수 있다. 튜브패널(10)은 전후방향으로 연장될 수 있다. 복수의 핀(102)과 복수의 튜브(103)는 일체로 형성되어 튜브패널(10)을 구성할 수 있다(도 5 참조). 튜브패널(10)은 복수개로 구비되어 튜브패널모듈(100)를 이룰 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기는 헤더(H)를 포함한다. 헤더(H)는 튜브패널(10)의 단부에 결합될 수 있다. 헤더(H)는 한쌍으로 구비되어 튜브패널(10)의 양단에 결합될 수 있다. 헤더(H)는 상하방향으로 길게 형성될 수 있다. 튜브패널(10)은 헤더(H)의 길이방향으로 복수개가 서로 이격되어 배열될 수 있다.
냉매는 한 쌍의 헤더(H) 중 어느 하나에 유입될 수 있다. 유입된 냉매는 튜브패널(10)의 튜브를 통과할 수 있다. 튜브를 통과한 냉매는 상기 한 쌍의 헤더(H) 중 다른 하나로 유입되어 열교환기의 외부로 토출될 수 있다. 공기(Air)는 복수의 튜브패널(10) 사이를 통과하며 냉매와 열교환할 수 있다.
이하, 도 2을 참조하면, 헤더(H)는 헤더모듈(200)과 헤더케이스(30)를 포함할 수 있다. 헤더모듈(200)은 헤더케이스(30)에 삽입되어 헤더(H)를 구성할 수 있다. 헤더케이스(30)는 헤더모듈(200)이 삽입되도록 전면이 개방되고, 내부에 공간(31)을 제공할 수 있다(.헤더모듈(200)은 복수의 튜브패널(10)의 단부에 결합될 수 있다. 헤더모듈(200)은 한쌍으로 형성되어, 복수의 튜브패널(10)의 양단에 결합될 수 있다. 헤더모듈(200)이 상기 공간(31)에 삽입되면, 헤더모듈(200)에 결합된 복수의 튜브패널(10)은 상기 공간(31)과 연통될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하면, 헤더모듈(200)은 복수의 헤더블럭(20)이 상하방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 튜브패널(10)의 단부는 헤더블럭(20)에 삽입될 수 있다. 튜브패널(10)의 양 단부는 한 쌍의 헤더블럭(20)에 각각 삽입될 수 있다. 단일의 헤더블럭(20)은 단일의 튜브패널(10)과 결합될 수 있다. 복수의 튜브패널(10)은 복수의 헤더블럭(20)의 각각에 삽입될 수 있다. 복수의 튜브패널(10)은 복수의 헤더블럭(20)이 적층되는 상하방향으로 배열될 수 있다. 헤더케이스(30)는 복수의 헤더블럭(20)이 적층되는 상하방향으로 연장될 수 있다.
냉매는 한 쌍의 헤더케이스(30) 중 어느 하나에 유입될 수 있다. 헤더케이스(30)에 유입된 냉매는 헤더모듈(200)에 삽입된 튜브패널(10)을 통과할 수 있다. 튜브패널(10)을 통과한 냉매는, 반대편의 헤더케이스(30)로 유입된 뒤, 헤더케이스(30)의 외부로 토출될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하면, 헤더블럭(20)의 내측에는 삽입구(202, 203)가 형성될 수 있다. 튜브패널(10)은 삽입구(202, 203)에 삽입될 수 있다.
튜브패널(10)은 복수의 핀(102)과 복수의 튜브(103)로 구성될 수 있다. 복수의 핀(102)과 복수의 튜브(103)는 서로 교대로 배열될 수 있다. 복수의 핀(102)과 복수의 튜브(103)는 좌우방향으로 배열될 수 있다.
삽입구(202, 203)는 튜브패널(10)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 튜브패널(10)이 상기 삽입구(202, 203)를 형성하는 면에 밀착되어 삽입될 수 있다. 튜브패널(10)은 삽입구(202, 203)를 관통할 수 있다.
삽입구(202, 203)는 핀(102) 형상에 대응 형상을 가진 핀삽입구(202)를 포함할 수 있다. 핀삽입구(202)는 핀(102)의 두께만큼의 폭을 가질 수 있다. 핀삽입구(202)는 슬릿 형상을 가질 수 있다. 삽입구(202, 203)는 튜브(103) 형상에 대응되는 튜브삽입구(203)를 포함할 수 있다. 튜브삽입구(203)는 원형, 타원형 또는 사각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 핀삽입구(202)와 튜브삽입구(203)는 복수개로 형성되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열될 수 있다. 핀삽입구(202)와 튜브삽입구(203)는 연속적으로 형성될 수 있다.
복수의 핀(102)은 복수의 핀삽입구(202)에 삽입될 수 있다. 복수의 튜브(103)는 복수의 튜브삽입구(203)에 삽입될 수 있다.
헤더블럭(20)은 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22)을 포함할 수 있다. 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22) 튜브패널(10)을 사이에 두고 서로 결합되어, 상기 삽입구(202, 203)를 형성할 수 있다. 상부결합블럭(21)의 하면은, 튜브패널(10)의 일면에 접촉하고, 하부결합블럭(22)의 상면은 튜브패널(10)의 타면에 접촉할 수 있다.
헤더블럭(20)은 복수의 핀(102)과 튜브(103)가 배열되는 좌우방향으로 길게 연장될 수 있다. 헤더블럭(20)은 튜브패널(10)이 연장된 전후방향으로 연장될 수 있다. 헤더블럭(20)이 전후방향으로 연장된 길이(t1)는 헤더블럭(20)의 상하방향의 높이(t2)와 유사할 수 있다. 상부결합블럭(21) 및 하부결합블럭(22)이 전후방향으로 연장된 길이(t1)는 상부결합블럭(21)또는 하부결합블럭(22)의 높이(t3)보다 길 수 있다. 삽입구(202, 203)는 헤더블럭(20)의 내측에서 튜브패널(10)이 연장된 전후방향으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 튜브패널(10)과 헤더블럭(20)이 삽입구(202, 203)를 통해 접촉되는 면적이 넓어질 수 있다. 그리고, 헤더블럭(20)의 중심부근이 하측방향으로 휘면서 삽입구(202, 203)에 삽입된 튜브패널(10)을 가압하여, 결착력을 높일 수 있고, 브레이징 시 공극을 줄일 수 있다.
상부결합블럭(21) 및 하부결합블럭(22)의 사이에 스페이서(215, 225)가 배치될 수 있다. 스페이서(215, 225)는 헤더블럭(20)의 양단에 배치될 수 있다. 스페이서(215, 225)는 튜브패널(10)의 두께(t4)만큼 상부결합블럭(21) 및 하부결합블럭(22)을 이격시킬 수 있다. 삽입구(202, 203)는 상부결합블럭(21)의 하면, 하부결합블럭(22)의 상면 및 스페이서(215, 225)에 의해 둘러싸임으로써 정의될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하면, 헤더블럭(20)은 헤더블럭(20)의 상부로부터 상측으로 돌출된 제2 결합돌기(217)를 포함할 수 있다. 헤더블럭(20)은 헤더블럭(20)의 하부로부터 상측으로 함몰된 제2 결합홈(227)을 포함할 수 있다. 제2 결합홈(227)은 제2 결합돌기(217)에 대응되는 형상으로 함몰될 수 있다. 제2 결합돌기(217)와 제2 결합홈(227)은 서로 대응되는 위치에 위치될 수 있다. 제2 결합돌기(217)은 제2 결합홈(227)에 삽입될 수 있다.
제2 결합돌기(217)는 상부결합블럭(21)의 상부로부터 상측으로 돌출될 수 있다. 제2 결합홈(227)은 하부결합블럭(22)의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다.
제2 결합돌기(217)와 제2 결합홈(227)은 헤더블럭(20)의 상부 양쪽에 대칭으로 복수개가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22)이 서로 180도로 배치되어도 제2 결합돌기(217)가 제2 결합홈(227)에 삽입될 수 있다.
제2 결합돌기(217)과 제2 결합홈(227)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 제2 결합홈(227')은 전후방향으로 긴 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 결합홈(227')은 헤더블럭(20')의 좌측과 우측에 4개씩 구비될 수 있다.
다른 예로, 도 8을 참조하면, 제2 결합홈(227'')은 좌우방향으로 긴 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 결합홈(227'')은 헤더블럭(20'')의 좌측4과 우측에 2개씩 구비될 수 있다. 이는 실시예에 불과하며, 제2 결합돌기(217)와 제2 결합홈(227)의 형상과 개수, 배치는 다양하게 변화할 수 있다. 제2 결합돌기(217)와 제2 결합홈(227)의 형상 및 크기는 열교환기 전체의 크기에 따라 달라질 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 복수의 헤더블럭(20) 중 어느 하나는, 복수의 헤더블럭(20) 중 다른 하나와 결합될 수 있다. 복수의 헤더블럭(20) 중 어느 하나의 제2 결합돌기(217)는 복수의 헤더블럭(20) 중 다른 하나의 제2 결합홈(227)에 삽입될 수 있다.
예를 들어, 제1 헤더블럭(20a)은 제2 헤더블럭(20b)의 상측에 결합될 수 있다. 제2 헤더블럭(20b)은 제3 헤더블럭(20c)의 상측에 결합될 수 있다. 이때, 제2 헤더블럭(20b)의 상부에 형성된 제2 결합돌기(217b)는 제1 헤더블럭(20a)의 하부에 형성된 제2 결합홈(227a, 도 6의 도면 부호 227 참조)에 삽입될 수 있다. 제3 헤더블럭(20c)의 상부에 형성된 제2 결합돌기(217c)는 제2 헤더블럭(20b)의 하부에 형성된 제2 결합홈(227b, 도 6의 도면부호 227 참조)에 삽입될 수 있다. 위와 같은 과정으로, 복수의 해더블럭(20a, 20b, 20c, ..., 20n)이 적층되어 헤더모듈(200)이 형성될 수 있다. 상기 헤더블럭(20)이 적층되는 개수는 한정되지 않으며, 제품의 규격에 따라 달라질 수 있다.
서로 결합되는 복수의 헤더블럭(20) 사이에는 용가재가 투입될 수 있다. 용가재는 제2 결합돌기(217)와 제2 결합홈(227)의 사이 및 상부결합블럭(21)의 상면과 하부결합블럭의 하면에 투입될 수 있다. 복수의 헤더블럭(20)은 브레이징 방식으로 서로 결합될 수 있다.
이에 따라, 복수의 헤더블럭(20)은 상하방향으로 적층되어 서로 결착될 수 있다. 그리고, 복수의 헤더블럭(20)은 상하방향으로 적층되어 헤더모듈(200)을 형성할 수 있고, 복수의 튜브패널(10)을 상하방향으로 배열시킬 수 있다. 헤더블럭(20)은 서로 동일한 규격으로 제작될 수 있는 바, 제조 단가가 저렴해질 수 있다. 그리고, 동일한 규격의 헤더블럭(20)이 적층되는 개수만을 변경하여 헤더모듈(200)과 헤더(H)의 크기, 규격을 변경시킬 수 있는 바, 제품의 크기 변화에 용이하게 대처가 가능한 장점이 있다.
도 11을 참조하면, 튜브패널(10)은 상부패널(11)과 하부패널(12)로 구분될 수 있다. 상부패널(11)과 하부패널(12)은 상하로 결합되어 튜브패널(10)의 핀(102)과 튜브(103)를 형성할 수 있다. 튜브(103)의 내측에는 냉매가 유동하는 튜브홀(101)이 형성될 수 있다.
상부패널(11)은, 핀(102)에 대응되는 위치에 형성된 제1 평판부(112)와, 튜브(103)에 대응되는 위치에 형성된 제1 요부(113)를 포함할 수 있다. 제1 평판부(112)와 제1 요부(113)는 전후방향으로 연장될 수 있다. 제1 평판부(112)와 제1 요부(113)는 복수개로 구비되어 서로 교대로 좌우방향으로 배열될 수 있다.
하부패널(12)은, 핀(102)에 대응되는 위치에 형성된 제2 평판부(122)와, 튜브(103)에 대응되는 위치에 형성된 제2 요부(123)를 포함할 수 있다. 제2 평판부(122)와 제2 요부(123)는 전후방향으로 연장될 수 있다. 제2 평판부(122)와 제2 요부(123)는 복수개로 구비되어 서로 교대로 좌우방향으로 배열될 수 있다.
제1 평판부(112)와 제2 평판부(122)는 서로 마주하도록 결합되어 핀(102)을 형성할 수 있다. 제1 요부(113)와 제2 요부(123)는 서로 마주하도록 결합되어, 내측에서 튜브홀(101) 및 튜브(103)를 형성할 수 있다. 핀(102)은 제1 평판부(112)와 제2 평판부(122)를 포함할 수 있다. 튜브(103)는 제1 요부(113)와 제2 요부(123)를 포함할 수 있다.
상부결합블럭(21)의 하면(212)은 상부패널(11)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상부결합블럭(21)의 하면은 상부패널(11)과 접촉 및/또는 밀착될 수 있다. 상부결합블럭(21)의 하면은 제1 평판부(112)에 대응되는 위치에서 평면(212)을 형성할 수 있다. 상부결합블럭(21)의 하면은 제1 요부(113)에 대응되는 위치에서 상측으로 함몰된 요홈(213)을 형성할 수 있다.
하부결합블럭(22)의 상면(221)은 하부패널(12)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 하부결합블럭(22)의 상면(221)은 하부패널(12)과 접촉 및/또는 밀착될 수 있다. 하부결합블럭(22)의 상면은 제2 평판부(122)에 대응되는 위치에서 평면(21)을 형성할 수 있다. 하부결합블럭(22)의 상면은 제2 요부(123)에 대응되는 위치에서 하측으로 함몰된 요홈(223)을 형성할 수 있다.
상부결합블럭(21)은 제1 결합홈(216)을 포함할 수 있다. 제1 결합홈(216)은 상부결합블럭(21)의 양단에서, 상부결합블럭(21)의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다.
하부결합블럭(22)은 제1 결합돌기(226)를 포함할 수 있다. 제1 결합돌기(226)는 하부결합블럭(22)의 양단에서, 하부결합블럭(22)의 상부로부터 상측으로 돌출될 수 있다. 제1 결합돌기(226)는 제1 결합홈(216)에 삽입될 수 있다.
상부결합블럭(21), 하부결합블럭(22) 및 튜브패널(10)이 서로 접촉하는 면에는 용가재가 투입될 수 있다. 상부결합블럭(21), 하부결합블럭(22) 및 튜브패널(10)은 브레이징 방식으로 서로 결합될 수 있다.
스페이서(215, 225)는 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22)의 사이에서, 헤더블럭(20)의 양단에 배치될 수 있다. 스페이서(215, 225)는 튜브패널(10)의 두께(t4, 도 4 참조)만큼 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22)을 이격시㎍ 수 있다.
스페이서(215, 225)는, 상부결합블럭(21) 및 하부결합블럭(22) 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 스페이서(215, 225)는 상부결합블럭(21)의 하부로부터 하측으로 돌출된 상부스페이서(215)를 포함할 수 있다. 스페이서(215, 225)는 하부결합블럭(22)의 상부로부터 상측으로 돌출된 하부스페이서(225)를 포함할 수 있다. 상기 하부스페이서(225)는 상기 상부스페이서(215)와 접촉하여 튜브패널(10)의 두께(t4, 도 4 참조)만큼 상부결합블럭(21)과 하부결합블럭(22)을 이격시킬 수 있다.
제1 결합홈(216)은 상부스페이서(215)의 내측에 형성될 수 있다. 제1 결합홈(216)은 상부스페이서(215)로부터 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 제1 결합홈(216)의 폭은 상부스페이서(215)의 폭보다 좁을 수 있다.
제1 결합돌기(226)는 하부스페이서(225)로부터 상측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 제1 결합돌기(226)의 폭은 하부스페이서(225)의 폭보다 좁을 수 있다. 제1 결합돌기(226)는 제1 결합홈(216)에 삽입될 수 있다.
제1 결합돌기(226)가 제1 결합홈(216)에 삽입되면, 상부스페이서(215)와 하부스페이서(225)는 서로 마주보며 접촉될 수 있다.
이하, 도 12를 참조하면, 헤더케이스(30)는 일면이 개방되고, 내부에 공간(31)을 제공할 수 있다. 공간(31)은 헤더케이스(30)의 상면(32), 하면(33), 양 측면(34) 및 후면(미부호)에 의해 둘러싸일 수 있다.
헤더모듈(200)은 헤더케이스(30)의 공간(31)에 삽입 및/또는 결합될 수 있다. 헤더모듈(200)는 헤더케이스(30)에 삽입 및/또는 결합되어 상기 헤더케이스(30)의 개방된 일면을 폐쇄할 수 있다. 헤더케이스(30)는 헤더블럭(20)이 적층되는 상하방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
헤더모듈(200)이 헤더케이스(30)에 삽입 및/또는 결합되면, 헤더모듈(200)에 결합된 튜브패널(10)은 헤더케이스(30)의 공간(31)과 연통될 수 있다.
냉매는 헤더케이스(30)에 유입되거나, 헤더케이스(30)로부터 토출될 수 있다. 열교환기는 한쌍의 헤더케이스(30)를 포함할 수 있다. 상기 한쌍의 헤더케이스(30) 중 어느 하나로 유입된 냉매는, 상기 한쌍의 헤더케이스(30) 중 다른 하나를 통해 외부로 토출될 수 있다.
어느 하나의 헤더케이스(30)에 유입된 냉매는 공간(31)과 튜브패널(10)을 차례로 통과할 수 있다. 튜브패널(10)을 통과한 냉매는 다른 하나의 헤더케이스(30)에 형성된 공간(31)을 지나 상기 헤더케이스의 외부로 토출될 수 있다.
제2 결합돌기(217)는 헤더모듈(200)의 상단으로부터 상측으로 돌출될 수 있다. 상기 제2 결합돌기(217)는 헤더모듈(200)의 상단에 배치된 헤더블럭(20)에 형성된 것일 수 있다.
제2 결합홈(227)은 헤더모듈(200)의 하단으로부터 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 제2 결합홈(227)은 헤더모듈(200)의 하단에 배치된 헤더블럭(20)에 형성된 것일 수 있다.
케이스홈(325)은 헤더케이스(30)의 내측면에 형성될 수 있다. 케이스홈(325)은 헤더케이스(30)의 상측면이 함몰되어 공간(31)을 마주하도록 형성될 수 있다. 케이스홈(325)은 제2 결합돌기(217)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 헤더모듈(200)의 상단에 위치한 제2 결합돌기(217)는 상기 케이스홈(325)에 삽입될 수 있다.
삽입블럭(337)은 헤더케이스(30)의 내측면에 형성될 수 있다. 삽입블럭(337)은 헤더케이스(30)의 하측면으로부터 공간(31)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 삽입블럭(337)은 제2 결합홈(227)에 대응되는 형상을 포함할 수 있다. 상기 삽입블럭(337)은 헤더모듈(200)의 하단에 위치한 제2 결합홈(227)에 삽입될 수 있다.
헤더케이스(30)는 내부에 리브(35)를 포함할 수 있다. 리브(35)는 헤더케이스(30)의 양 측면(34)에 인접하게 배치될 수 있다. 리브(35)는 헤더케이스(30)의 양 측면(34)으로부터 공간(31)으로 돌출될 수 있다. 리브(35)는 헤더케이스(30)의 개방된 일면으로부터 후방으로 이격되어 단차를 형성할 수 있다. 리브(35)는 헤더케이스(30)의 후면으로부터 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 리브(35)는 헤더모듈(200)과 접촉할 수 있다.
이에 따라, 리브(35)는 상기 헤더모듈(200)이 헤더케이스(30)에 삽입되는 깊이를 조절할 수 있다.
리브(35)는 헤더케이스(30)의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 리브(35)는 상하방향으로 연장될 수 있다. 리브(35)는 헤더블럭(20)이 적층되는 방향을 따라 연장될 수 있다. 리브(35)는 복수의 헤더블럭(20)에 접촉할 수 있다. 리브(35)는 복수의 튜브패널(10)에 접촉할 수 있다.
이에 따라, 리브(35)는, 복수의 헤더블럭(20)이 헤더케이스(30)에 삽입되는 깊이를 균일하게 할 수 있다.
이에 따라, 리브(35)는, 삽입구(202, 203)를 관통하여 헤더블럭(20)의 후방으로 돌출된 복수의 튜브패널(10)을 헤더블럭(20)으로부터 전방으로 이동시켜, 헤더블럭(20)의 후방으로 돌출되지 않도록 하며, 열을 균일하게 맞출 수 있다.
이하, 도 13을 참조하면, 헤더케이스(30)의 상측면에 형성된 케이스홈(325)은, 헤더케이스(30)의 전단으로부터 후방으로 연장될 수 있다. 케이스홈(325)은 헤더모듈(200)의 상단에 위치한 제2 결합돌기(217)의 삽입을 가이드할 수 있다. 상기 제2 결합돌기(217)는 케이스홈(325)의 전단을 통해 삽입될 수 있다. 상기 제2 결합돌기(217)는 케이스홈(325)을 따라 전방으로부터 후방으로 이동할 수 있다.
헤더케이스(30)는 마개블럭(327)을 포함할 수 있다. 케이스홈(325)은 마개블럭(327)의 삽입을 가이드할 수 있다. 마개블럭(327)은 케이스홈(325)의 폭과 대략 동일한 폭을 가짐으로써, 상기 케이스홈(325)에 끼워질 수 있다. 마개블럭(327)은 케이스홈(325)의 전단을 통해 삽입될 수 있다. 상기 마개블럭(327)은 케이스홈(325)을 따라 전방으로부터 후방으로 이동하여 제2 결합돌기(217)의 일면에 접촉할 수 있다. 마개블럭은(327)은, 제2 결합돌기(217)와 접촉한 상태로 브레이징되어 케이스홈(325) 및 제2 결합돌기(217)와 결합될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 너트홀(32h)은 헤더케이스(30)의 상측면(32) 및/또는 하측면(33)에 형성될 수 있다. 가압스크류(36)는 너트홀(32h)에 삽입되어 체결될 수 있다. 가압스크류(36)는 너트홀(32h)을 따라 일방향으로 회전하여 공간(31)을 향하여 삽입될 수 있다. 가압스크류(36)는 너트홀(32h)을 따라 타방향으로 회전하여 공간(31)으로부터 외측으로 이동할 수 있다.
가압스크류(36)는 일방향으로 회전하여 공간(31)에 삽입된 헤더모듈(200)을 상하방향으로 가압할 수 있다. 가압스크류(36)은 일방향으로 회전하여 헤더모듈(200)의 상단 및/또는 하단에 접촉할 수 있다. 가압스크류(36)는 일방향으로 회전하여 헤더모듈(200)의 상단에 배치된 상부결합블럭(21) 및/또는 헤더모듈(200)의 하단에 배치된 하부결합블럭(22)에 접촉할 수 있다.
예를 들어, 상측면(32)에 형성된 너트홀(32h)에 가압스크류(36)가 삽입될 수 있다. 상기 가압스크류(36)는 일방향으로 회전하여 헤더모듈(200)을 하측방향으로 가압할 수 있다.
다른 예로, 하측면에 형성된 너트홀(32h)에 가압스크류(36)가 삽입될 수 있다. 상기 가압스크류(36)는 일방향으로 회전하여 헤더모듈(200)을 상측방향으로 가압할 수 있다.
가압스크류(36)은 스크류헤드(361)와, 상기 스크류헤드(361)로부터 일측으로 돌출되며, 나사산이 형성된 스크류바디(362)를 포함할 수 있다. 상기 스크류바디(362)는 너트홀(32h)에 체결될 수 있다. 너트홀(32h)의 주변에는, 상기 스크류바디(362)의 나사산과 맞물리도록 대응되는 형상을 가진 나사산이 형성될 수 있다.
튜브패널(10)의 복수의 핀(102)과 복수의 튜브(103)는 좌우방향으로 배열될 수 있다. 가압스크류(36)는 상기 핀(102)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 가압스크류(36)은 핀(102)의 상측에 배치될 수 있다.
가압스크류(36)와 너트홀(32h)은 헤더케이스(30)의 상측면(32) 및/또는 하측면(33)에 복수개가 형성될 수 있다. 상기 복수의 너트홀(32h)과 복수의 가압스크류(36)는 좌우방향으로 배열될 수 있다.
복수의 너트홀(32h)과 복수의 가압스크류(36)는 복수의 핀(102)의 위치에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 복수의 너트홀(32h)과 복수의 가압스크류(36)는 복수의 핀(102)의 상측에 배치될 수 있다.
적층된 복수의 헤더블럭(20)에 상하방향으로 외력이 작용하여 휨 응력 또는 압축 응력이 작용할 수 있다. 적층된 복수의 헤더블럭(20)은 상하방향으로 휨 변형 또는 압축 변형(이하, 변형이 발생할 수 있다. 상기 변형은 헤더블럭(20)에 형성된 삽입구(202, 203)의 크기를 좁히는 방향으로 발생할 수 있다.
이에 따라, 헤더블럭(20)은 삽입구(202, 203)에 삽입된 튜브패널(10)을 가압하여 헤더블럭(20)과 튜브패널(10)간의 밀착력을 높일 수 있고, 보다 안정적으로 결합될 수 있다.
이에 따라, 헤더블럭(20)과 튜브패널(10)간의 공차나 공극이 줄어들 수 있고, 브레이징 시 기밀성을 확보할 수 있다.
이하, 도 15를 참조하면, 슬릿(335)은 헤더케이스(30)의 하측면(33)이 개방되어 형성될 수 있다. 헤더모듈(200)이 공간(31)에 삽입되면, 슬릿(335)은 제2 결합홈(227)과 연결될 수 있다. 슬릿(335)은 헤더모듈(200)의 하단에 위치한 제2 결합홈(227)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
삽입블럭(337)은, 슬릿(335)에 대응되는 형상을 가지며, 상기 슬릿(335)을 관통할 수 있다. 삽입블럭(337)은 슬릿(335)을 관통하여 헤더케이스(30)의 하측면(33)으로부터 공간(31)을 향하여 돌출될 수 있다. 삽입블럭(337)은 슬릿(335)을 관통하여 상기 제2 결합홈(227)에 삽입될 수 있다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤더케이스(30')와 도 12 내지 도 15에서 전술한 헤더케이스(30)를 비교하여, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고, 차이가 있는 구성에 대하여 서술한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤더케이스(30')는, 헤더케이스(30')의 상부에 개구(321')가 형성될 수 있다. 헤더케이스(30')는 상기 개구(321')에 삽입되는 커버블럭(32')을 포함할 수 있다.
커버블럭(32')은 상기 헤더케이스(30')의 상부에 형성된 개구(321')에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 커버블럭(32')은 상기 개구(321')에 끼워질 수 있다.
헤더모듈(200)은 헤더케이스(30')에 삽입될 수 있다. 제2 결합돌기(217)는 상기 헤더모듈(200)의 상단으로부터 돌출될 수 있다. 커버블럭(32')은 하부에 홈(325')이 형성되어 헤더모듈(200)의 상단에 형성된 제2 결합돌기(217)와 결합될 수 있다. 상기 홈(325')은 제2 결합돌기(217)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 홈(325')은 제2 결합돌기(217)에 대응되는 형상과 개수를 가질 수 있다. 상기 홈(325')은 케이스홈(325')이라 지칭할 수 있다.
이하, 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 제조방법에 대하여 설명한다.
열교환기 제조방법은 튜브패널(10)을 헤더블럭(20)의 내측에 형성된 삽입구(202, 203) 사이에 삽입하는 단계(S1)를 포함할 수 있다.
열교환기 제조방법은, 상기 S1단계 이후, 튜브패널(10)이 삽입된 헤더블럭(20)을 복수개 적층하여 헤더모듈(200)을 생성하는 단계(S2)를 포함할 수 있다.
열교환기 제조방법은, 상기 S2 단계 이후, 헤더모듈(200)을 헤더케이스(30)의 공간(31)에 삽입하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
열교환기 제조방법은, 상기 S3 단계 이후, 헤더모듈(200)과 헤더케이스(30)를 포함하는 열교환기를 브레이징하는 단계(S4)를 포함할 수 있다. 브레이징 단계(S4) 이전에, 구성요소간 삽입, 접촉, 결합, 조립 부위에는 용가재가 투입될 수 있다.
상기 튜브패널(10)을 헤더블럭(20)의 삽입구(202, 203) 사이에 삽입하는 단계(S1)는, 튜브패널(10)을 사이에 두고 제1 결합블럭(21)과 제2 결합블럭(22)을 상하로 조립하는 것일 수 있다.
상기 헤더모듈을 생성하는 단계(S2)는, 상기 복수의 헤더블럭(20) 중 어느 하나에 형성된 결합돌기(217)를 상기 복수의 헤더블럭(20) 중 다른 하나에 형성된 결합홈(227)에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 헤더블럭(20a)은 제2 헤더블럭(20b)의 상측에 결합될 수 있다. 제2 헤더블럭(20b)은 제3 헤더블럭(20c)의 상측에 결합될 수 있다. 이때, 제2 헤더블럭(20b)의 상부에 형성된 제2 결합돌기(217b)는 제1 헤더블럭(20a)의 하부에 형성된 제2 결합홈(217a)에 삽입될 수 있다. 제3 헤더블럭(20c)의 상부에 형성된 제2 결합돌기(217c)는 제2 헤더블럭(20b)의 하부에 형성된 제2 결합홈(217b)에 삽입될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 튜브패널
101: 튜브홀
102: 핀
103: 튜브
11: 상부패널
12: 하부패널
20: 헤더블럭
202, 203: 삽입구
202: 핀삽입구
203: 튜브삽입구
21: 상부결합블럭
22: 하부결합블럭
30: 헤더케이스

Claims (24)

  1. 일방향으로 연장된 튜브를 포함하는 복수의 튜브패널;
    상기 복수의 튜브패널의 양단에 결합되는 한쌍의 헤더모듈; 및
    일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 한쌍의 헤더모듈 각각이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브가 상기 공간과 연통되는 한쌍의 헤더케이스를 포함하고,
    상기 한쌍의 헤더모듈 각각은,
    서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성되는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더블럭과 상기 삽입구는,
    상기 튜브패널이 연장된 방향으로 연장된 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더블럭은,
    상기 튜브패널을 사이에 두고 서로 결합되어 상기 삽입구를 형성하는 상부결합블럭 및 하부결합블럭을 포함하는 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 튜브패널은,
    각각 평판부와 요부를 구비하는 상부패널과 하부패널이 서로 결합하여, 상기 평판부간 결합을 통해 핀을 형성하고, 상기 요부간 결합을 통해 튜브홀을 형성하며,
    상기 상부결합블럭의 하면은, 상기 상부패널의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 상부패널과 접촉하고,
    상기 하부결합블럭의 상면은, 상기 하부패널의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 하부패널과 접촉하는 열교환기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부결합블럭은,
    상기 상부결합블럭의 양단에서, 상기 상부결합블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제1 결합홈을 포함하고,
    상기 하부결합블럭은,
    상기 하부결합블럭의 양단에서, 상기 하부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되고, 상기 제1 결합홈에 삽입되는 제1 결합돌기를 포함하는 열교환기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부결합블럭과 상기 하부결합블럭의 사이에서, 상기 헤더블럭의 양단에 배치되며, 상기 튜브패널의 두께만큼 상기 상부결합블럭과 하부결합블럭을 이격시키는 스페이서를 포함하는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스페이서는,
    상기 상부결합블럭 및 하부결합블럭 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되어 형성된 열교환기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스페이서는,
    상기 상부결합블럭의 하부로부터 하측으로 돌출된 상부스페이서; 및
    상기 하부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 상기 상부스페이서와 접촉되는 하부스페이서를 포함하고,
    상기 헤더블럭은,
    상기 상부스페이서로부터 상측으로 함몰된 제1 결합홈; 및
    성가 하부스페이서로부터 상측으로 돌출되어 상기 제1 결합홈에 삽입되는 제1 결합돌기를 포함하는 열교환기.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부결합블럭은,
    상기 상부결합블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 형성된 제2 결합돌기를 포함하고,
    상기 하부결합블럭은,
    상기 하부결합블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제2 결합홈을 포함하고,
    상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나의 제2 결합돌기는,
    상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나의 제2 결합홈에 삽입되는 열교환기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 헤더블럭 각각은,
    상기 헤더블럭의 상부로부터 상측으로 돌출되어 형성된 제2 결합돌기; 및
    상기 헤더블럭의 하부로부터 상측으로 함몰되어 형성된 제2 결합홈을 포함하고,
    상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나의 제2 결합돌기는,
    상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나의 제2 결합홈에 삽입되는 열교환기.
  11. 제 9 항 및 제 10 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 헤더케이스의 상측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 헤더모듈의 상단에 위치한 상기 제2 결합돌기가 삽입되는 케이스홈; 및
    상기 헤더케이스의 하측면으로부터 상기 공간으로 돌출되어 형성되고, 상기 헤더모듈의 하단에 위치한 상기 제2 결합홈에 삽입되는 삽입블럭을 포함하는 열교환기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스홈은,
    상기 헤더케이스의 전단으로부터 후방으로 연장되며, 상기 제2 결합돌기의 삽입을 가이드하는 열교환기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 케이스홈의 전단으로부터 삽입되고, 상기 케이스홈에 의해 상기 케이스홈에 삽입된 제2 결합돌기를 향해 가이드되며, 상기 제2 결합돌기의 일면에 접촉하는 마개블럭를 포함하는 열교환기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 제2 결합홈과 연결 가능하도록 상기 헤더케이스의 타측면이 개방되어 형성된 슬릿을 포함하고,
    상기 삽입블럭은,
    외부로부터 상기 슬릿을 관통하여 상기 제2 결합홈에 삽입되는 열교환기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 헤더케이스의 내부에서 상기 헤더케이스의 양 측면에 인접하게 배치되며, 상기 헤더케이스의 후면으로부터 전방으로 돌출되어 형성되고, 상기 헤더모듈과 접촉하여 상기 헤더모듈이 삽입되는 깊이를 제한하는 리브를 포함하는 열교환기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리브는,
    상하방향으로 연장되며, 상기 복수의 헤더블럭에 접촉하는 열교환기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더케이스의 상측면 및/또는 하측면에 너트홀이 형성되고,
    상기 너트홀에 체결되며, 일방향으로 회전하여 상기 공간에 삽입된 상기 헤더모듈을 상하방향으로 가압하는 가압스크류를 더 포함하는 열교환기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 튜브패널은,
    복수의 핀과 상기 복수의 핀 사이에 형성된 복수의 튜브로 구분되며,
    상기 가압스크류는,
    상기 복수의 핀의 위치에 대응되는 위치에 배치되는 열교환기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 헤더케이스의 상부에 개구가 형성되고,
    상기 개구에 삽입되며, 상기 헤더케이스에 삽입된 헤더모듈의 제2 결합돌기와 결합되는 홈이 형성된 커버블럭을 포함하는 열교환기.
  20. 일방향으로 연장된 튜브를 포함하는 복수의 튜브패널;
    상기 복수의 튜브패널의 단부에 결합되는 헤더모듈; 및
    일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더모듈이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브가 상기 공간과 연통되는 헤더케이스를 포함하고,
    상기 헤더모듈은,
    서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성되는 열교환기.
  21. 일방향으로 연장된 핀과 튜브가 일체로 형성된 복수의 튜브패널;
    상기 복수의 튜브패널의 양단에 결합되는 한쌍의 헤더모듈; 및
    일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 한쌍의 헤더모듈 각각이 상기 공간에 삽입되어 상기 튜브가 상기 공간과 연통되는 한쌍의 헤더케이스를 포함하고,
    상기 한쌍의 헤더모듈 각각은,
    서로 적층되어 결합되는 복수의 헤더블럭으로 구성되며, 상기 복수의 헤더블럭 각각에 상기 튜브패널이 삽입되는 삽입구가 형성되고,
    상기 복수의 헤더블럭 각각은,
    상기 튜브패널을 사이에 두고 서로 결합되어 상기 삽입구를 형성하는 상부결합블럭 및 하부결합블럭을 포함하고,
    상기 상부결합블럭의 하면은, 상기 튜브패널의 상면의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 상부패널과 접촉하고,
    상기 하부결합블럭의 상면은, 상기 튜브패널의 하면의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 하부패널과 접촉하는 열교환기.
  22. 튜브패널을 헤더블럭의 내측에 형성된 삽입구 사이에 삽입하는 단계;
    상기 튜브패널이 삽입된 상기 헤더블럭을 복수개 적층하여 헤더모듈을 생성하는 단계;
    상기 헤더모듈을 헤더케이스의 공간에 삽입하는 단계; 및
    상기 헤더모듈과 상기 헤더케이스를 포함하는 열교환기를 브레이징하는 단계를 포함하는 열교환기 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 튜브패널을 헤더블럭의 삽입구 사이에 삽입하는 단계는,
    상기 튜브패널을 사이에 두고 제1 결합블럭과 제2 결합블럭을 상하로 조립하는 열교환기 제조방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 헤더모듈을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 헤더블럭 중 어느 하나에 형성된 결합돌기를 상기 복수의 헤더블럭 중 다른 하나에 형성된 결합홈에 삽입하는 단계를 포함하는 열교환기 제조방법.
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