KR20220050575A - 열교환기 및 열교환기 제조방법 - Google Patents

열교환기 및 열교환기 제조방법 Download PDF

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KR20220050575A
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정승모
김성우
김홍성
이한춘
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 상기 열교환기는, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈; 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈; 및 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고, 상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며, 상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널; 및 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널을 포함할 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, 접이식 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, 삽입구와 튜브간의 공차로 인하여 브레이징 불량률이 빈번히 발생하는 문가 있다.
또한, 종래기술의 경우, 열교환기의 크기에 따라, 열교환기 제작을 위한 별도의 금형이 필요하여 생산효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 종래기술의 경우, 튜브의 개수만큼 한 헤더에서 슬로팅 가공 등을 개별적으로 해야하는 바, 생산속도의 저하를 유발하고, 대량생산의 효율성이 떨어지는 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, 브레이징에 따른 공차를 줄이고, 제품의 안정성을 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, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 삽입구를 형성하기 위한 별도의 슬로팅 가공이나 와이어 커팅 공정 없이 튜브를 헤더에 삽입하는 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, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈과, 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고, 상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며, 상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널과, 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널을 포함할 수 있다.
이에 따라, 별도의 금형이 필요없이, 접합되는 헤더패널의 개수를 조절하여 열교환기의 크기에 대응하여 유연하게 열교환기를 제작할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 튜브패널을 삽입하기 위한 삽입구가 필요없는 바, 브레이징시 공극이 발생하는 문제가 줄어들고, 제작의 효율성이 증대되는 장점이 있다.
상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 튜브패널에 수직하게 배치되고, 상기 제2 헤더패널은, 상기 제2 튜브패널에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 제1 평면부와 제1 요부가 교대로 형성되고, 상기 제2 헤더패널은, 제2 평면부와 제2 요부가 교대로 형성되고, 상기 제1 헤더패널과 상기 제2 헤더패널이 접합되는 부분에서, 상기 제1 평면부와 제2 평면부가 서로 접촉되고, 상기 제1 요부와 제2 요부가 서로 접촉될 수 있다.
이에 따라, 제1 헤더패널과 제2 헤더패널은 서로 정확한 위치에서 서로 결합될 수 있어, 공차를 공차를 줄일 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 평평하게 형성된 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부를 절곡시켜 형성되고, 상기 제2 헤더패널은, 평평하게 형성된 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부를 절곡시켜 형성될 수 있다.
상기 제1 튜브패널과 상기 제2 튜브패널은, 각각 냉매가 유동하는 유로를 구비하고, 상기 유로는, 상기 제1 헤더패널 및 제2 헤더패널을 펀칭(punching)하여 상기 제1 튜브패널 및 제2 튜브패널의 외부로 노출될 수 있다.
이에 따라, 튜브패널을 절곡하여 헤더패널을 형성하기 용이해지고, 절곡시킬 때, 절곡부위에서 유로가 막히는 등, 불량이 발생할 확률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 패널과 제2 패널 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성되고, 상기 제2 헤더패널은, 상기 제3 패널과 제4 패널 양단부 사이에 지그를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성될 수 있다.
상기 복수의 제1 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치되고, 상기 복수의 제2 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치되며, 상기 제1 헤더패널의 상측에 접합될 수 있다.
상기 헤더패널모듈의 좌측단과 우측단에 위치하며, 상기 튜브패널모듈으로부터 좌측 및 우측으로 돌출된 부분을 삽입패널이라 정의하면, 상기 헤더케이스는, 상기 헤더케이스의 좌측면과 우측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 삽입패널이 삽입되는 제1 삽입홈을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 헤더패널모듈을 헤더케이스에 삽입하여 헤더를 형성할 수 있다.
상기 제1 삽입홈은, 상기 헤더케이스의 전단으로부터 후측방향으로 연장되며, 상기 삽입패널의 삽입을 가이드하고, 상기 헤더케이스의 전면은, 상기 제1 삽입홈이 형성된 높이보다 낮게 형성되어, 상기 헤더패널모듈이 상기 전면의 상측을 통과할 수 있다.
이에 따라, 헤더패널모듈을 슬라이딩식으로 헤더케이스에 손쉽게 삽입할 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 제1 삽입홈에 삽입되며, 상기 헤더패널모듈 및 상기 헤더케이스 전면과 접촉되는 마개블럭을 포함할 수 있다.
상기 헤더케이스의 후면과 상기 마개블럭은, 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 헤더패널모듈 및 상기 튜브패널모듈의 일부가 삽입되는 제2 삽입홈을 포함할 수 있다.
상기 제2 삽입홈은, 각각 상하방향으로 연장되고, 좌우방향으로 배열되며, 상기 복수의 튜브패널이 삽입되는 복수의 튜브패널홈과 좌우방향으로 길게 연장되며, 상기 헤더패널모듈이 삽입되는 상기 헤더패널홈을 포함할 수 있다.
이에 따라, 헤더패널모듈 및 튜브패널모듈이 헤더케이스와 접촉되는 부분에서 공차를 줄일 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈과, 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈을 포함할 수 있다.
상기 열교환기는, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성될 수 있다.
상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성될 수 있다.
상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널과, 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되는 제2 헤더패널을 포함할 수 있다.
상기 제2 헤더패널은, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합될 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 튜브패널에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제2 헤더패널은, 상기 제2 튜브패널에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 제1 평면부와 제1 요부가 교대로 형성될 수 있다.
상기 제2 헤더패널은, 제2 평면부와 제2 요부가 교대로 형성될 수 있다.
상기 제1 평면부와 제2 평면부는 서로 접촉될 수 있다.
상기 제1 요부와 제2 요부는 서로 접촉될 수 있다.
상기 제1 평면부와 제2 평면부는, 상기 제1 헤더패널과 상기 제2 헤더패널이 접합되는 부분에서 서로 접촉될 수 있다.
상기 제1 요부와 제2 요부는, 상기 제1 헤더패널과 상기 제2 헤더패널이 접합되는 부분에서 서로 접촉될 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 평평하게 형성된 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부를 절곡시켜 형성될 수 있다.
상기 제2 헤더패널은, 평평하게 형성된 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부를 절곡시켜 형성될 수 있다.
상기 제1 튜브패널과 상기 제2 튜브패널은, 각각 냉매가 유동하는 유로를 구비할 수 있다.
상기 유로는, 상기 제1 헤더패널 및 제2 헤더패널을 펀칭(punching)하여 상기 제1 튜브패널 및 제2 튜브패널의 외부로 노출될 수 있다.
상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 패널과 제2 패널 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성될 수 있다.
상기 제2 헤더패널은, 상기 제3 패널과 제4 패널 양단부 사이에 지그를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성될 수 있다.
상기 복수의 제1 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2 헤더패널은, 상기 제1 헤더패널의 상측에 접합될 수 있다.
삽입패널은, 상기 헤더패널모듈의 좌측단과 우측단에 위치하며, 상기 튜브패널모듈으로부터 좌측 및 우측으로 돌출된 부분으로 정의될 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 삽입패널이 삽입되는 제1 삽입홈을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 삽입홈은, 상기 헤더케이스의 좌측면과 우측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성될 수 있다.
상기 제1 삽입홈은, 상기 헤더케이스의 전단으로부터 후측방향으로 연장될 수 있다.
상기 제1 삽입홈은, 상기 삽입패널의 삽입을 가이드할 수 있다.
상기 헤더케이스의 전면은, 상기 제1 삽입홈이 형성된 높이보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 헤더케이스의 전면은, 상기 헤더패널모듈이 상기 전면의 상측을 통과할 수 있다.
상기 헤더케이스는, 상기 제1 삽입홈에 삽입되는 마개블럭을 포함할 수 있다.
상기 마개블럭은, 상기 헤더패널모듈 및 상기 헤더케이스 전면과 접촉될 수 있다.
상기 헤더케이스의 후면과 상기 마개블럭은, 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성된 제2 삽입홈을 포함할 수 있다.
상기 헤더패널모듈은 상기 제2 삽입홈에 삽입될 수 있다.
상기 튜브패널모듈의 일부는 상기 제2 삽입홈에 삽입될 수 있다.
상기 제2 삽입홈은, 각각 상하방향으로 연장되고, 좌우방향으로 배열되는 복수의 튜브패널홈을 포함할 수 있다.
상기 복수의 튜브패널은 상기 복수의 튜브패널홈에 삽입될 수 있다.
상기 제2 삽입홈은, 좌우방향으로 길게 연장된 헤더패널홈을 포함할 수 있다.
상기 헤더패널모듈은 상기 헤더패널홈에 삽입될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈과, 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고, 상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며, 상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널과, 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널을 포함하고, 상기 제1 헤더패널은, 제1 평면부와 제1 요부가 교대로 형성되고, 상기 제2 헤더패널은, 제2 평면부와 제2 요부가 교대로 형성되고, 상기 제1 헤더패널과 상기 제2 헤더패널이 접합되는 부분에서, 상기 제1 평면부와 제2 평면부가 서로 접촉되고, 상기 제1 요부와 제2 요부가 서로 접촉될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기는, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈과, 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 제1 튜브패널은, 각각 평평하게 형성된 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고, 상기 제2 튜브패널은, 각각 평평하게 형성된 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며, 상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널과, 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈과, 상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈과, 일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고, 상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고, 상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며, 상기 헤더패널모듈은, 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널과, 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널과, 상기 헤더패널모듈의 좌측단과 우측단에 위치하며, 상기 튜브패널모듈으로부터 좌측 및 우측으로 돌출된 부분으로 정의되는 삽입패널을 포함하고, 상기 헤더케이스는, 상기 헤더케이스의 좌측면과 우측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 삽입패널이 삽입되는 제1 삽입홈을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 제조방법은, 한쌍의 패널을 접합하여 형성되는 튜브패널을 복수개 생성하는 단계와, 상기 복수의 튜브패널의 단부를 절곡하여 복수의 헤더패널을 생성하는 단계와, 상기 복수의 헤더패널을 서로 중첩시켜 헤더패널모듈을 형성하는 단계와, 상기 헤더케이스의 개방된 일면에 상기 헤더패널모듈을 삽입하는 단계와, 상기 복수의 헤더패널 및 헤더케이스간 접촉부위를 브레이징 하는 단계를 포함할 수 있다.
이에 따라, 별도의 금형이 필요없이, 접합되는 헤더패널의 개수를 조절하여 열교환기의 크기에 대응하여 유연하게 열교환기를 제작할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 튜브패널을 삽입하기 위한 삽입구가 필요없는 바, 브레이징시 공극이 발생하는 문제가 줄어들고, 제작의 효율성이 증대되는 장점이 있다.
상기 복수의 헤더패널을 생성하는 단계는, 상기 한쌍의 패널의 단부를 서로 반대방향으로 절곡할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 제조방법은, 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, 튜브패널의 양단부를 절곡한뒤, 상기 절곡부위를 서로 접합하는 접이식 접합부 헤더구조를 제공함으로써, 튜브패널이 삽입되기 위한 별도의 삽입구가 필요 없는 바, 브레이징에 따른 공차가 줄어들고, 제품의 안정성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 별도의 금형이 필요없이, 열교환기를 구비하는 제품의 크기에 따라 유연하게 맞춤 제작이 가능한 장점이 있다.
셋째, 생산속도 및 생산비용을 개선하여 대량생산의 효율 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
넷째, 별도의 슬로팅 가공이나 와이어 커팅 공정 없이 튜브패널을 헤더와 결할 수 있는 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 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브패널과 헤더패널을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 튜브패널과 헤더패널을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜브패널과 헤더패널을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 튜브패널과 헤더패널을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 헤더패널을 펀칭(punching)하여 유로를 외부로 노출시킨 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 튜브패널과 헤더패널을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 I-I'부분을 따라 절개된 헤더패널의 단면을 도시한 도면이다.
도 9는 헤더패널모듈이 헤더케이스에 삽입되는 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 헤더케이스에 마개블럭이 삽입되는 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 제조방법에 대한 블록도이다.
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 18에 도시된 좌표계를 기준으로, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 내지 그 구성요소에 대한 방향에 대하여 정의한다.
x축이 향하는 방향을 상하방향이라 정의할 수 있다. 원점으로부터 +x축이 향하는 방향을 상측방향, -x축이 향하는 방향을 하측방향이라 할 수 있다. y축이 향하는 방향을 전후방향이라 정의할 수 있다. 원점으로부터 +y축이 향하는 방향을 전방방향, -y축이 향하는 방향을 후방방향이라 할 수 있다. z축이 향하는 방향을 좌우방향이라 정의할 수 있다. +z축이 향하는 방향을 우측방향, -z축이 향하는 방향을 좌측방향이라 할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기는 튜브패널(10)을 포함할 수 있다. 튜브패널(10)은 일방향으로 연장될 수 있다. 튜브패널(10)은 내부에 냉매가 통과하는 복수의 유로(101)를 구비할 수 있다(도 3 참조).
본 발명에 따른 열교환기는 헤더(H)를 포함한다. 헤더(H)는 한쌍으로 구비되어 튜브패널(10)의 양단에 결합될 수 있다. 헤더(H)는 일측으로 길게 형성될 수 있다. 튜브패널(10)은 헤더(H)의 길이방향으로 복수개가 서로 이격되어 배열될 수 있다. 헤더(H)는 헤더케이스(30)와 헤더패널모듈(200)이 결합되어 형성될 수 있다(도 9 참조).
냉매는 한 쌍의 헤더(H) 중 어느 하나에 유입될 수 있다. 유입된 냉매는 튜브패널(10)의 유로(101)를 통과할 수 있다. 유로(101)를 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 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜브패널(10)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 헤더패널(20)은 튜브패널(10)의 상단 및 하단에 한쌍으로 형성될 수 있다. 헤더패널(20)은 좌우방향으로 연장될 수 있다. 헤더패널(20)은 튜브패널(10)에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.
튜브패널(10)은 제1 패널(11)과 제2 패널(12)이 서로 접합되어 형성될 수 있다. 제1 패널(11)은 복수의 평면부와 일측으로 볼록한 복수의 요부로 구성될 수 있다. 제2 패널(12)은 제1 패널과 같이 복수의 평면부와 타측으로 볼록한 복수의 요부로 구성될 수 있다. 상기 평면부들과 요부들은 상하방향으로 연장될 수 있다.
제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 서로 동일한 형상을 가지되, 서로 180도 뒤집어 접합될 수 있다.
제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 서로 접합되어 복수의 핀(102)과 튜브(102)를 형성할 수 있다. 핀(102)은 제1 패널(11)의 평면부와 제2 패널(12)의 평면부가 접합되어 형성될 수 있다. 복수의 튜브(102)는 제1 패널(11)의 요부와 제2 패널(12)의 요부가 서로 반대방향으로 볼록하게 배치되어 형성될 수 있다. 상기 튜브(102)의 내부에 유로(101)가 형성될 수 있다.
헤더패널(20)은 튜브패널(10)의 양단부가 절곡되어 형성될 수 있다. 헤더패널(20)은 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 이때, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 튜브패널(10)에 대하여 수직하게 절곡될 수 있다. 헤더패널(20)은 제1 패널(11)의 단부가 절곡되어 형성된 헤더패널부(21)와 제2 패널(12)의 단부가 절곡되어 형성된 헤더페널부(22)로 구분될 수 있다.
제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 스테인리스, 구리, 알루미늄 등의 금속으로 제작될 수 있다. 헤더패널(20)은 상기 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려서 형성될 수 있다. 지그를 통해 제1 패널(11)과 제2 패널(12)을 벌리기 전에, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 열처리되어 물성이 조절될 수 있다.
헤더패널(20)이 형성되면, 튜브패널(10)에 형성된 유로(101)는 헤더패널(20)을 관통하는 형상으로 형성되며, 튜브패널(10)의 외부로 노출될 수 있다.
헤더패널(20)은 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단부가 절곡되어 형성되어, 서로 교대로 배열되는 복수의 평면부(202)와 요부(203)를 구비할 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜브패널(10')에 대하여, 도 2 및 도 3에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브패널(10)과 차이가 있는 부분에 대하여 설명하고, 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜브패널(10')의 양단부는 평평하게 형성될 수 있다. 튜브패널(10')의 양단부는, 열처리 후 평탄화작업을 통하여 형성될 수 있다. 튜브패널(10')의 양단부는, 양단부가 평평한 형상을 가지는 제1 패널(11')과 제2 패널(12')를 접합하여 형성될 수 있다.
헤더패널(20')은 튜브패널(10')의 양단부가 절곡되어 형성될 수 있다. 헤더패널(20')은 제1 패널(11')과 제2 패널(12')의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 이때, 제1 패널(11')과 제2 패널(12')은 튜브패널(10')에 대하여 수직하게 절곡될 수 있다.
제1 패널(11')과 제2 패널(12')은 스테인리스, 구리, 알루미늄 등의 금속으로 제작될 수 있다. 헤더패널(20')은 상기 제1 패널(11')과 제2 패널(12')의 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려서 형성될 수 있다. 지그를 통해 제1 패널(11')과 제2 패널(12')을 벌리기 전에, 제1 패널(11')과 제2 패널(12')은 열처리되어 물성이 조절될 수 있다.
헤더패널(20')은 평평하게 형성될 수 있다. 제1 패널(11')과 제2 패널(12')을 절곡시켜 헤더패널(20')이 형성되면, 튜브패널(10)에 형성된 유로(101')는 헤더패널(20')으로 인해 외부로 노출되지 않을 수 있다(도 5 참조). 이때, 유로(101')는 헤더패널(20')을 펀칭(Punching)하여 튜브패널(10')의 외부로 노출될 수 있다(도 6 참조).
도 7을 참조하면, 튜브패널(20)은 상하방향으로 연장된 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)으로 구분될 수 있다. 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)은 각각 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)은 서로 교대로 배열될 수 있다. 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 튜브패널(10a) 및/또는 제2 튜브패널(10b)은 전술한 튜브패널(10, 10')과 동일할 수 있다. 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)은, 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
제1 튜브패널(10a)은 제1 패널(11a)과 제2 패널(12a)이 접합되어 형성될 수 있다. 제2 튜브패널(10b)은 제3 패널(11b)과 제4 패널(12b)가 접합되어 형성될 수 있다. 상기 제1 패널(11a) 및 제2 패널(12a)은 전술한 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)과 동일한 바 설명을 생략한다. 상기 제3 패널(11b)과 제4 패널(12b)은 전술한 제1 패널(11)과 제2 패널(12)과 동일한 바 설명을 생략한다.
헤더패널(20)은 제1 튜브패널(10a)의 양단에 형성된 제1 헤더패널(20a)과 제2 튜브패널(10b)의 양단에 형성된 제2 헤더패널(20b)으로 구분될 수 있다. 제1 헤더패널(20a)은 제1 패널(11a)과 제2 패널(12a)의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 제2 헤더패널(20b)은 제3 패널(11b)과 제4 패널(12b)의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)은 서로 중첩 및 접합될 수 있다. 제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)은 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b) 사이마다 중첩 및 접합될 수 있다.
복수의 제1 튜브패널(10a)은 나란하며 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 튜브패널(10a)에 형성된 복수의 제1 헤더패널(20a)은 서로 동일평면상에 배치될 수 있다. 복수의 제1 헤더패널(20a)은 서로 이격될 수 있다.
복수의 제1 튜브패널(10a)은 나란하며 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 제2 헤더패널(20b)은 서로 동일평면상에 배치될 수 있다. 복수의 제2 헤더패널(20b)은 서로 이격될 수 있다. 제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)은 교대로 배열되며, 서로 마주하도록 나란하게 배치될 수 있다. 제2 헤더패널(20b)은 제1 헤더패널(20a)의 상측에 접합될 수 있다. 제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)은 교대로 배치되며 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)의 사이에서 서로 중첩될 수 있다.
제1 헤더패널(20a)은 제2 튜브패널(10b)에 형성된 유로(101, 도 3)로부터 이격될 수 있다. 즉, 상기 유로(101)는, 제1 헤더패널(20a)에 의해 커버되지 않고, 외부로 노출될 수 있다.
복수의 제1 헤더패널(20a) 중 최외측에 배치된 제1 헤더패널(20a)을 제외하고, 내측에 배치된 나머지 제1 헤더패널(20a)은 두 개의 제2 헤더패널(20b)과 접합될 수 있다. 복수의 제2 헤더패널(20b) 중 최외측에 배치된 제2 헤더패널(20b)을 제외하고, 내측에 배치된 나머지 제2 헤더패널(20b)은 두 개의 제1 헤더패널(20a)과 접합될 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브패널(10)과 헤더패널(20)에 대하여만 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜브패널(10')과 헤더패널(20')에도 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 헤더패널(20a)은 복수의 제1 평면부(202a)와, 상기 제1 평면부(202a)로부터 볼록하게 형성된 제1 요부(203a)로 구비될 수 있다. 제1 평면부(202a)와 제1 요부(203a)는 서로 교대로 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 헤더패널(20b)은 복수의 제2 평면부(202b)와, 상기 제2 평면부(202b)로부터 볼록하게 형성된 제2 요부(203b)로 구비될 수 있다. 상기 제2 평면부(202b)와 제2 요부(203b)는 서로 교대로 배열될 수 있다.
상기 제1 헤더패널(20a)과 상기 제2 헤더패널(20b)이 접합되는 부분에서, 상기 제1 평면부(202a)와 제2 평면부(202b)는 서로 접합될 수 있다. 상기 제1 헤더패널(20a)과 상기 제2 헤더패널(20b)이 접합되는 부분에서, 상기 제1 요부(203a)와 제2 요부(203b)는 서로 접촉될 수 있다.
제2 평면부(202b)는 제1 평면부(202a)의 상측에 접합될 수 있다. 제2 요부(203b)는 제1 요부(203a)의 상측에 접합될 수 있다. 제1 요부(203a)는 제2 요부(203b) 하측에 삽입될 수 있다.
도 9를 참조하면, 헤더케이스(30)는 일면이 개방되고, 내부에 공간(31)을 제공할 수 있다. 헤더케이스(30)는 타면이 폐쇄될 수 있다. 상기 공간(31)의 전후방향 및 좌우방향은 헤더케이스(30)의 전면(34), 후면(33) 및 양측면(32)에 의해 둘러싸일 수 있다. 상기 양측면(32)은 헤더케이스(30)의 좌측에 형성된 좌측면과 우측에 형성된 우측면을 의미할 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.
튜브패널모듈(100)은 나란히 배치된 복수의 튜브패널(10)이 모여 형성될 수 있다. 튜브패널모듈(100)은 복수의 제1 튜브패널(10a)과 제2 튜브패널(10b)을 구비할 수 있다.
헤더패널모듈(200)은 튜브패널모듈(100)의 상단 및 하단에 형성될 수 있다. 헤더패널모듈(200)은 좌우방향으로 연장될 수 있다. 헤더패널모듈(200)은 튜브패널모듈(100)에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.
헤더패널모듈(200)은 중첩된 복수의 헤더패널(20)이 모여 형성될 수 있다. 헤더패널모듈(200)은 제1 헤더패널(20a)과 제2 헤더패널(20b)을 포함할 수 있다.
헤더패널모듈(200)은 상기 헤더케이스(200)의 일면에 삽입되어, 헤더케이스(30)의 개방된 일면을 커버할 수 있다. 헤더패널모듈(200)이 헤더케이스(200)의 일면을 커버하면, 튜브패널(10)들에 형성된 유로(101)는 헤더케이스(30)의 공간(31)과 연통될 수 있다.
헤더패널모듈(200)의 좌측단과 우측단에 위치하며, 튜브패널모듈(100) 으로부터 좌측 및 우측으로 돌출된 부분을 삽입패널(201)이라 정의할 수 있다. 삽입패널(201)은 헤더패널(20) 중의 일부로써, 다른 헤더패널(20)과 중첩되지 않는 부분일 수 있다.
제1 삽입홈(321)은 헤더케이스(30)의 양측면(32)에 형성될 수 있다. 즉, 제1 삽입홈(321)은 헤더케이스(30)의 좌측면(32)과 우측면(32)에 형성될 수 있다. 제1 삽입홈(32)은 헤더케이스(30)의 양측면(32)이 함몰되어 헤더케이스(30)의 공간(31)을 마주하도록 형성될 수 있다. 제1 삽입홈(32)은 전후방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
삽입패널(201)은 상기 제1 삽입홈(321)에 삽입 및 결합될 수 있다. 삽입패널(201)이 제1 삽입홈(321)에 삽입되면, 헤더패널모듈(200)은 헤더케이스(30)의 개방된 일면을 커버할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 삽입홈(321)은 헤더케이스(30)의 전단으로부터 후측방향으로 연장될 수 있다. 제1 삽입홈(321)은 삽입패널(201)의 삽입을 가이드할 수 있다. 삽입패널(201)은 제1 삽입홈(321)의 전단으로 삽입되어 상기 제1 삽입홈(321)를 따라 후방으로 가이드될 수 있다.
헤더케이스(30)의 전면(34)은 상기 제1 삽입홈(321)이 형성된 높이보다 낮게 형성될 수 있다. 이에 따라, 삽입패널(201)이 제1 삽입홈(321)의 전단으로 삽입되어 후방으로 가이드될 때, 헤더패널모듈(200)이 전면(34)의 상측을 통과할 수 있다.
헤더케이스(30)는 상기 헤더케이스의 전면(34)의 상측에 배치되는 마개블럭(342)을 포함할 수 있다. 마개블럭(342)은 헤더케이스(30)의 공간(31)을 마주할 수 있다. 마개블럭(342)은 헤더케이스(30)의 전면(34)과 동일 평면상에 위치할 수 있다. 마개블럭(342)은 전면(34)과 함께 헤더케이스(30)의 전방을 커버할 수 있다.
마개블럭(342)은 제1 삽입홈(321)의 전단으로 삽입될 수 있다. 삽입패널(201)이 제1 삽입홈(321)에 삽입된 다음, 마개블럭(342)은 제1 삽입홈(321)의 전단으로 삽입될 수 있다. 마개블럭(342)은 제1 삽입홈(321)으로 삽입된 헤더패널모듈(200) 및 헤더케이스 전면(34)과 접촉될 수 있다.
마개블럭(342)은 제1 삽입홈(321)에 대응되는 형상을 가지는 돌출부(341)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(341)는 마개블럭(342)의 양측단에 한쌍으로 형성되어 상기 제1 삽입홈(321)에 삽입될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 삽입홈(331)은 헤더케이스(30)의 후면(33)에 형성될 수 있다. 제2 삽입홈(331)은 헤더케이스(30)의 후면(33)이 함몰되어 공간(31)을 마주하도록 형성될 수 있다. 헤더패널모듈(200)은 제2 삽입홈(331)에 삽입될 수 있다. 상기 헤더패널모듈(200)에 인접한 튜브패널모듈(100)의 일부는 제2 삽입홈(331)에 삽입될 수 있다.
제2 삽입홈(331)은 복수의 튜브패널홈(331a)과 헤더패널홈(331b)을 포함할 수 있다. 튜브패널홈(331a)은 튜브패널(10)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 튜브패널홈(331a)은 상하방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 튜브패널홈(331a)은 튜브패널(10)과 동일한 개수로 형성되어 좌우방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 튜브패널(10)은 상기 복수의 튜브패널홈(331a)에 삽입될 수 있다.
헤더패널홈(331b)은 헤더패널모듈(200)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 헤더패널홈(331b)은 좌우방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 상기 헤더패널모듈(200)은 상기 헤더패널홈(331b)에 삽입될 수 있다. 복수의 튜브패널홈(331a)과 헤더패널홈(331b)은 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 제2 삽입홈(331)은 헤더케이스(30)의 후방과 전방에 한쌍으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 삽입홈(331)은 헤더케이스(30)의 전면(34)에 형성될 수 있다. 상기 제2삽입홈(331)은 상기 전면(34)의 내측이 함몰되어 공간(31)을 마주하도록 형성될 수 있다. 또는, 상기 제2 삽입홈(331)은 마개블럭(342)에 형성될 수 있다. 상기 제2 삽입홈(331)은 마개블럭(342)이 함몰되어 공간(31)을 마주하도록 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 제조방법은, 튜브패널(10)을 생성하는 단계(X1)를 포함할 수 있다. 상기 X1 단계에서, 튜브패널(10)은 한쌍의 패널을 접합하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 제1 튜브패널(10a)은 제1 패널(11a)과 제2 패널(12a)을 접합하여 형성될 수 있다. 또한, 제2 튜브패널(10b)은 제3 패널(11b)과 제2 패널(12b)을 접합하여 형성될 수 있다.
열교환기 제조방법은, 헤더패널(20)을 생성하는 단계(X2)를 포함할 수 있다. 상기 X2 단계에서, 헤더패널(20)은, 튜브패널(10)의 양단을 절곡하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 헤더패널(20a)은, 제1 튜브패널(10a)의 제1 패널(11a)과 제2 패널(12a)의 양단부를 서로 반대방향으로 절곡하여 형성될 수 있다. 제2 헤더패널(20b)은, 제2 튜브패널(10b)의 제3 패널(11b)과 제4 패널(12b)의 양단부를 서로 반대방향으로 절곡하여 형성될 수 있다.
제1 헤더패널(20a)은 제1 패널(11a)과 제2 패널(12a)의 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려서 형성될 수 있다. 또한, 제2 헤더패널(20b)은 제3 패널(11b)과 제4 패널(12b)의 양단부 사이에 지그를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려서 형성될 수 있다. 지그를 통해 패널들을 벌리기 전에, 상기 패널들의 양단부는 열처리되어 물성이 조절될 수 있다.
상기 X2 단계에서, 열처리작업 뒤, 튜브패널(10)의 양단부는 평탄화작업을 거쳐 평평하게 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 헤더패널(20)을 생성한 뒤 유로(101)에 대응되는 위치에서 헤더패널(20)을 펀칭(punching)하여 상기 유로(101)들을 튜브패널(10)의 외부로 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
열교환기 제조방법은, 복수의 헤더패널(20)을 중첩시키는 단계(X3)를 포함할 수 있다.
상기 X3 단계에서, 복수의 튜브패널(10) 배열하고 복수의 제1 튜브패널(10a)과 복수의 제2 튜브패널(10b)을 서로 마주하도록 나란하게 배치할 수 있다. 상기 복수의 제1 튜브패널(10a)과 복수의 제2 튜브패널(10b)은 서로 교대로 배열될 수 있다.
그리고, 제2 헤더패널(20b)은 제1 헤더패널(20a)과 접촉시킬 수 있다. 제2 헤더패널(20b)과 제1 헤더패널(20a)은, 제1 및 제2 튜브패널(10a, 10b) 사이에서 접촉될 수 있다. 제2 헤더패널(20b)은 제1 헤더패널(20a)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 복수의 튜브패널(10)이 모여 형성된 것을 튜브패널모듈(100)이라 지칭할 수 있다. 상기 중첩된 복수의 헤더패널(20)이 모여 형성된 것을 헤더패널모듈(200)이라 지칭할 수 있다.
열교환기 제조방법은, 상기 헤더패널모듈(200)을 헤더케이스(30)에 삽입하는 단계(X4)를 포함할 수 있다. 헤더패널모듈(200)은 헤더케이스(30)에 삽입되어, 헤더케이스(30)의 개방된 일면을 커버할 수 있다. 이에 대하여는 전술한 바, 설명을 생략한다.
열교환기 제조방법은, 브레이징 단계(X5)를 포함할 수 있다. X5 단계에서, 상기 복수의 헤더패널(20) 및 헤더케이스(30)간 접촉부위를 브레이징할 수 있다.
브레이징 단계(X5) 이전의 단계에서, 열교환기의 구성요소간 접촉되는 모든 부위에는 용가재가 투입될 수 있다. 상기 X5 단계에서, 열교환기에 고온의 열을 가하여 용가재만 선택적으로 용융시킨 후, 다시 식혀 구성요소들을 브레이징 방식으로 접합시킬 수 있다. 열교환기는 고온의 로(furnace)에 투입되어 브레이징 될 수 있다.
상기 X1 내지 X5 단계는, 순차적으로 수행될 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
20: 헤더패널
30: 헤더케이스

Claims (14)

  1. 상하방향으로 연장되며, 좌우방향으로 서로 교대로 배열되는 복수의 제1 튜브패널과 제2 튜브패널을 구비하는 튜브패널모듈;
    상기 튜브패널모듈의 상단 및 하단에 형성되며, 좌우방향으로 연장된 헤더패널모듈; 및
    일면이 개방되고, 내부에 공간을 제공하며, 상기 헤더패널모듈이 상기 일면을 커버하여 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널이 상기 공간이 연통되는 헤더케이스를 포함하고,
    상기 제1 튜브패널은, 제1 패널과 제2 패널이 접합되어 형성되고,
    상기 제2 튜브패널은, 제3 패널과 제4 패널이 접합되어 형성되며,
    상기 헤더패널모듈은,
    상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 제1 헤더패널; 및
    상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부가 서로 반대방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 제1 튜브패널과 제2 튜브패널 사이마다 상기 제1 헤더패널과 접합되는 제2 헤더패널을 포함하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 튜브패널에 수직하게 배치되고,
    상기 제2 헤더패널은, 상기 제2 튜브패널에 수직하게 배치되는 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 헤더패널은, 제1 평면부와 제1 요부가 교대로 형성되고,
    상기 제2 헤더패널은, 제2 평면부와 제2 요부가 교대로 형성되고,
    상기 제1 헤더패널과 상기 제2 헤더패널이 접합되는 부분에서, 상기 제1 평면부와 제2 평면부가 서로 접촉되고, 상기 제1 요부와 제2 요부가 서로 접촉되는 열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 헤더패널은,
    평평하게 형성된 상기 제1 패널과 제2 패널의 양단부를 절곡시켜 형성되고,
    상기 제2 헤더패널은,
    평평하게 형성된 상기 제3 패널과 제4 패널의 양단부를 절곡시켜 형성되는 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 튜브패널과 상기 제2 튜브패널은,
    각각 냉매가 유동하는 유로를 구비하고,
    상기 유로는,
    상기 제1 헤더패널 및 제2 헤더패널을 펀칭(punching)하여 상기 제1 튜브패널 및 제2 튜브패널의 외부로 노출되는 열교환기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 헤더패널은, 상기 제1 패널과 제2 패널 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성되고,
    상기 제2 헤더패널은, 상기 제3 패널과 제4 패널 양단부 사이에 지그(Jig)를 삽입한 뒤, 양쪽으로 벌려 형성되는 열교환기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치되고,
    상기 복수의 제2 헤더패널은, 서로 동일 평면상에 배치되며, 상기 제1 헤더패널의 상측에 접합되는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤더패널모듈의 좌측단과 우측단에 위치하며, 상기 튜브패널모듈으로부터 좌측 및 우측으로 돌출된 부분을 삽입패널이라 정의하면,
    상기 헤더케이스는,
    상기 헤더케이스의 좌측면과 우측면이 함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 삽입패널이 삽입되는 제1 삽입홈을 더 포함하는 열교환기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 삽입홈은,
    상기 헤더케이스의 전단으로부터 후측방향으로 연장되며, 상기 삽입패널의 삽입을 가이드하고,
    상기 헤더케이스의 전면은,
    상기 제1 삽입홈이 형성된 높이보다 낮게 형성되어, 상기 헤더패널모듈이 상기 전면의 상측을 통과하는 열교환기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤더케이스는,
    상기 제1 삽입홈에 삽입되며, 상기 헤더패널모듈 및 상기 헤더케이스 전면과 접촉되는 마개블럭을 포함하는 열교환기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 헤더케이스의 후면과 상기 마개블럭은,
    함몰되어 상기 공간을 마주하도록 형성되고, 상기 헤더패널모듈 및 상기 튜브패널모듈의 일부가 삽입되는 제2 삽입홈을 포함하는 열교환기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 삽입홈은,
    각각 상하방향으로 연장되고, 좌우방향으로 배열되며, 상기 복수의 튜브패널이 삽입되는 복수의 튜브패널홈; 및
    좌우방향으로 길게 연장되며, 상기 헤더패널모듈이 삽입되는 상기 헤더패널홈을 포함하는 열교환기.
  13. 한쌍의 패널을 접합하여 형성되는 튜브패널을 복수개 생성하는 단계;
    상기 복수의 튜브패널의 단부를 절곡하여 복수의 헤더패널을 생성하는 단계;
    상기 복수의 헤더패널을 서로 중첩시켜 헤더패널모듈을 형성하는 단계;
    상기 헤더케이스의 개방된 일면에 상기 헤더패널모듈을 삽입하는 단계;
    상기 복수의 헤더패널 및 헤더케이스간 접촉부위를 브레이징 하는 단계를 포함하는 열교환기 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 헤더패널을 생성하는 단계는,
    상기 한쌍의 패널의 단부를 서로 반대방향으로 절곡하는 열교환기 제조방법.
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