KR20220162271A - 열교환기 - Google Patents

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KR20220162271A
KR20220162271A KR1020210070538A KR20210070538A KR20220162271A KR 20220162271 A KR20220162271 A KR 20220162271A KR 1020210070538 A KR1020210070538 A KR 1020210070538A KR 20210070538 A KR20210070538 A KR 20210070538A KR 20220162271 A KR20220162271 A KR 20220162271A
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박정상
이재권
차우길
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주식회사 두원공조
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

본 발명은, 속이 빈 형상으로 형성되며, 상하로 서로 이격 배치되는 제1탱크부 및 제2탱크부; 상기 제1탱크부 및 제2탱크부 사이에 배치되는 복수개의 튜브; 상기 제1탱크부 일 측면에 배치되며, 냉매가 유입되는 냉매유입구 및 냉매유출구가 형성된 매니폴드; 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 결합되는 냉매 배관; 상기 냉매 배관이 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 삽입될 시에 상기 냉매 배관을 매니폴드에 결합시키는 연결부재를 포함하되, 상기 매니폴드는, 상기 제1탱크부 일 측면에 배치되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 제1탱크부 사이에 배치되는 제2플레이트를 포함하는 열교환기를 제공한다.
본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 각각의 상기 제1가이드와 상기 제2가이드 및 제3가이드가 형성되어 상기 매니폴드 결합 시 위치 결정이 용이하고, 결합 후 상기 제4가이드가 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 밀착하게 되어 고정하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 용가재를 이용한 용접방식을 사용하지 않고 기계적인 접합 방식으로 냉매 배관을 연결하여 접합 공정을 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있다.

Description

열교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플럭스를 사용하지 않는 기계적 연결 공법으로, 제1플레이트 및 제2플레이트를 접합하여 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 구성하는 매니폴드 형상을 제안하는 열교환기에 관한 것이다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며, 증발기 역시 소형화와 함께 열교환 성능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.
상기 증발기는 액상의 열교환매체가 기체상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 하는 냉방장치로 도 1 및 도 2는 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 단면도이다.
상기 도 1 및 도 2에 도시한 종래의 증발기는 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고, 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크(110) 및 제 2 헤더탱크(미도시); 상기 제 1 헤더탱크(110) 또는 제 2 헤더탱크(미도시) 사이에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 복수 개의 튜브(131)와 상기 튜브(131) 사이에 개재되는 핀(132)으로 이루어진 코어부(130); 및 상기 제 1 헤더탱크(110) 또는 제 2 헤더탱크(미도시)의 양단부를 밀폐시키는 엔드캡(141)과 상기 제 1 헤더탱크(110) 또는 제 2 헤더탱크(미도시)의 일 측에 연결되는 매니폴드(142)와 상기 매니폴드(142)에 연결되는 입구 파이프(143) 및 출구 파이프(144)와 상기 입구 파이프(143) 및 출구 파이프(144)의 선단부에 상기 입구 파이프(143) 및 출구 파이프(144)를 고정하는 커넥팅 블록(145)(Connecting Block)으로 이루어진 입출구부(140); 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게는 상기 매니폴드(142)는 하부 매니폴드와 입구측 매니폴드, 및 출구측 매니폴드로 구성되고 상기 증발기의 전방으로 굴곡되며 상기 입구 파이프(143) 및 출구 파이프(144)는 상기 매니폴드(142)에 연결되고 상기 증발기의 전방을 향하도록 형성된다.
상기 하부 매니폴드는 상기 제 1 헤더탱크(110) 또는 제 2 헤더탱크(미도시)의 일 측에 부착 고정되며 상기 입구측 매니폴드, 및 출구측 매니폴드는 상기 하부 매니폴드와 각각 결합되어 열교환매체가 유입 또는 배출될 수 있는 열교환매체 유로를 형성한다.
또한, 상기 매니폴드(142)는 프레스가공에 의해 제조되고, 상기 패니폴드(142)와 입출구 파이프 결합 시 주로 용가재를 사용한 토치 용접을 통하여 결합되며, 이러한 토치 용접 과정에서 소재의 산화 피막 제거를 위하여 플럭스를 도포하는 경우 산화피막을 제거하고 남은 플럭스 잔여물이 잔류하게 되어 열교환기를 통과하는 공기를 통하여 외부로 토출되기 때문에 사용자에게 불편을 초래한다.
또한, 토치 용접 시 용가재의 흐름성이 부족하여 불완전 용접이 이루어진 부분에서 내부의 열교환매체가 누설되는 문제점이 야기될 수 있으며, 토치 용접으로 시간이 많이 소요됨에 따라 생산 효율성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1362222호(발명의 명칭 : 열교환기)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 헤더탱크와 입출구 파이프 사이에 매니폴드와 연결부재를 적용하여 생산성을 높일 수 있고, 수려한 외관 품질을 확보할 수 있는 열교환기용 배관연결장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 속이 빈 형상으로 형성되며, 상하로 서로 이격 배치되는 제1탱크부 및 제2탱크부; 상기 제1탱크부 및 제2탱크부 사이에 배치되는 복수개의 튜브; 상기 제1탱크부 일 측면에 배치되며, 냉매가 유입되는 냉매유입구 및 냉매유출구가 형성된 매니폴드; 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 결합되는 냉매 배관; 상기 냉매 배관이 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 삽입될 시에 상기 냉매 배관을 매니폴드에 결합시키는 연결부재를 포함하되, 상기 매니폴드는, 상기 제1탱크부 일 측면에 배치되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 제1탱크부 사이에 배치되는 제2플레이트를 포함하는 열교환기를 제공한다.
상기 매니폴드는, 상기 제1플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된 제1가이드와, 상기 제2플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된 제2가이드와, 상기 제2플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성되며, 상기 제1가이드와 제2가이드를 감싸는 제3가이드를 포함할 수 있다.
상기 제3가이드는, 상기 제2가이드보다 반경방향 외측으로 더 돌출되며, 상기 제1가이드와 제2가이드를 상측에서 감쌀 수 있다.
상기 매니폴드는, 상기 제2플레이트의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드 전방으로 이격 배치되며, 상기 제2가이드 단부의 상측에서 상기 제1플레이트 측으로 휘어져 상기 제1가이드와 제2가이드를 감싸고, 상기 연결부재가 상기 매니폴드에 체결될 시에 상기 연결부재의 삽입길이를 규제하는 제4가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 매니폴드는, 상기 제2플레이트의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드의 전방에서 상기 제1가이드와 제2가이드의 단부를 감싸도록 배치되며, 상기 연결부재가 상기 매니폴드에 체결될 시에 상기 연결부재의 삽입길이를 규제하는 제4가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 접합되는 접합면의 형상은, 직선 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 접합되는 접합면의 형상은, 반경방향 외측으로 갈수록 상기 매니폴드의 원주방향을 따라 기울어진 형상으로 형성될 수 있다.
상기 매니폴드는, 상기 제1플레이트로부터 상기 제2플레이트로 돌출되는 제1돌출부와, 상기 제2플레이트로부터 상기 제1플레이트로 돌출되며, 상기 제1돌출부에 안착되는 제2돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 연결 부재는, 상기 냉매 배관이 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 삽입될 시에 상기 매니폴드 외주면을 가압하여 상기 냉매 배관을 매니폴드와 결합할 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트에 각각의 상기 제1가이드와 상기 제2가이드 및 제3가이드가 형성되어 상기 매니폴드 결합 시 위치 결정이 용이하고, 결합 후 상기 제4가이드가 상기 제1플레이트 및 제2플레이트를 밀착하게 되어 고정하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 용가재를 이용한 용접방식을 사용하지 않고 기계적인 접합 방식으로 냉매 배관을 연결하여 접합 공정을 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 기술의 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예로서, 매니폴드를 나타낸 사시도이다.
도 5는 매니폴드와 배관 조립 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예의 제4가이드가 제1가이드 상측에 형성된 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예로서, 제4가이드가 제1가이드 전방에 형성된 측면도이다.
도 8 내지 도 10은, 제1플레이트와 제2플레이트의 접합면의 형상을 나타낸 도면이다.
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 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기(1000)는 제1탱크부(1100), 제2탱크부(1200), 튜브(1300), 핀(미도시), 매니폴드(1400), 냉매 배관(1500) 및 연결부재(1600)을 포함한다.
상기 제1탱크부(1100) 및 제2탱크부(1200)는 속이 빈 형상으로 형성되며, 상하로 서로 이격 배치된다.
상기 복수개의 튜브(1300)는 상기 제1탱크부(1100) 및 제2탱크부(1200) 사이에 배치된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상기 매니폴드(1400)는 상기 제1탱크부(1100) 또는 제2탱크부(1200) 일 측면에 배치되며, 냉매가 유입되는 냉매유입구(1400a) 및 열교환이 끝난 냉매가 유출되는 냉매유출구(1400b)가 형성되며, 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)를 포함한다.
상기 제1플레이트(1410)는 상기 제1탱크부(1100) 일 측면에 배치되며, 제1가이드(1411)가 형성된다.
상기 제1가이드(1411)는 상기 제1플레이트(1410) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된다.
상기 제2플레이트(1420)는 상기 제1플레이트(1410)와 제1탱크부(1100) 사이에 배치되며, 제2가이드(1421), 제3가이드(1422) 및 제4가이드(1423)가 형성된다.
상기 제2가이드(1421)는 상기 제2플레이트(1420) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된다.
상기 제3가이드(1422)는 상기 제2플레이트(1420) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성되며, 상기 제1가이드(1411)보다 반경방향 외측으로 더 돌출되며, 상기 제1가이드(1411)와 제2가이드(1421)를 상측에서 감싸게 된다.
상기 제4가이드(1423)는 상기 제2플레이트(1420)의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드(1422) 전방으로 이격 배치되며, 상기 제2가이드(1421) 단부의 상측에서 상기 제1플레이트(1410) 측으로 휘어져 상기 제1가이드(1411)와 제2가이드(1421)를 감싸고, 상기 연결부재(1600)가 상기 매니폴드(1400)에 체결될 시에 상기 연결부재(1600)의 삽입길이를 규제한다.
상기 냉매 배관(1500)은 상기 냉매유입구(1400a) 및 냉매유출구(1400b)에 결합된다.
상기 연결 부재(1600)는 상기 냉매 배관(1500)이 상기 냉매유입구(1400a) 및 냉매유출구(1400b)에 삽입될 시에 상기 냉매 배관(1500)을 매니폴드(1400)에 고정한다.
이하부터는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 한다. 여기서, 본 발명의 제2실시예의 중 제1실시예와 중복되는 것에 대해서는 이하 후술하는 내용에서는 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 매니폴드(1400)는, 상기 제1탱크부(1100) 일 측면에 배치되며, 냉매가 유입되는 냉매유입구(1400a) 및 열교환이 끝난 냉매가 유출되는 냉매유출구(1400b)가 형성되며, 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)를 포함한다.
상기 제1플레이트(1410)는 상기 제1탱크부(1100) 일 측면에 배치되며, 제1가이드(1411)가 형성된다.
상기 제1가이드(1411)는 상기 제1플레이트(1410) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된다.
상기 제2플레이트(1420)는 상기 제1플레이트(1410)와 제1탱크부(1100) 사이에 배치되며, 제2가이드(1421), 제3가이드(1422) 및 제4가이드(1423)가 형성된다.
상기 제2가이드(1421)는 상기 제2플레이트(1420) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된다.
상기 제3가이드(1422)는 상기 제2플레이트(1420) 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성되며, 상기 제1가이드(1411)보다 반경방향 외측으로 더 돌출되며, 상기 제1가이드(1411)와 제2가이드(1421)를 상측에서 감싸게 된다.
상기 제4가이드(1423)는 상기 제2플레이트(1420)의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드(1422)의 전방에서 상기 제1가이드(1411)와 제2가이드(1421)의 단부를 감싸도록 배치되며, 상기 연결부재(1600)가 상기 매니폴드(1400)에 체결될 시에 상기 연결부재(1600)의 삽입길이를 규제한다.
이하부터는, 제1실시예 및 제2실시예를 참조하여, 상기 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)가 결합하였을 때, 접합면의 형상에 대해 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 상기 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)가 서로 접합되는 접합면의 형상(a1)은, 직선형상으로 형성된다.
도 9를 참조하면, 상기 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)가 서로 접합되는 접합면의 형상(a2)은, 반경방향 외측으로 갈수록 상기 매니폴드(1400)의 원주방향을 따라 기울어진 형상으로 형성된다.
도 10을 참조하면, 상기 제1플레이트(1410) 및 제2플레이트(1420)가 서로 접합되는 접합면의 형상(a3)은, 제1돌출부(1410a)에 제2돌출부(1420a)가 안착되는 형성으로 형성된다.
상기 제1돌출부(1410a)는 상기 제1플레이트(1410)로부터 상기 제2플레이트(1420)로 돌출되며, 상기 제2돌출부(1420a)는 상기 제2플레이트(1420)로부터 상기 제1플레이트(1410)로 돌출되며, 상기 제1돌출부(1410a)에 안착된다.
1000 : 열교환기 1100 : 제1탱크부
1200 : 제2탱크부 1300 : 튜브
1400 : 매니폴드 1400a : 냉매유입구
1400b : 냉매유출구 1410 : 제1플레이트
1410a : 제1돌출부 1411 : 제1가이드
1420 : 제2플레이트 1420a : 제2돌출부
1421 : 제2가이드 1422 : 제3가이드
1423 : 제4가이드 1500 : 냉매 배관
1600 : 연결부재

Claims (9)

  1. 속이 빈 형상으로 형성되며, 상하로 서로 이격 배치되는 제1탱크부 및 제2탱크부;
    상기 제1탱크부 및 제2탱크부 사이에 배치되는 복수개의 튜브;
    상기 제1탱크부 일 측면에 배치되며, 냉매가 유입되는 냉매유입구 및 냉매유출구가 형성된 매니폴드;
    상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 결합되는 냉매 배관;
    상기 냉매 배관이 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 삽입될 시에 상기 냉매 배관을 매니폴드에 결합시키는 연결부재를 포함하되,
    상기 매니폴드는,
    상기 제1탱크부 일 측면에 배치되는 제1플레이트와,
    상기 제1플레이트와 제1탱크부 사이에 배치되는 제2플레이트를 포함하는 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 매니폴드는,
    상기 제1플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된 제1가이드와,
    상기 제2플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성된 제2가이드와,
    상기 제2플레이트 외주면의 상, 하부로 각각 돌출 형성되며, 상기 제1가이드와 제2가이드를 감싸는 제3가이드를 포함하는 열교환기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3가이드는, 상기 제2가이드보다 반경방향 외측으로 더 돌출되며, 상기 제1가이드와 제2가이드를 상측에서 감싸는 열교환기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 매니폴드는,
    상기 제2플레이트의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드 전방으로 이격 배치되며, 상기 제2가이드 단부의 상측에서 상기 제1플레이트 측으로 휘어져 상기 제1가이드와 제2가이드를 감싸고, 상기 연결부재가 상기 매니폴드에 체결될 시에 상기 연결부재의 삽입길이를 규제하는 제4가이드를 더 포함하는 열교환기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 매니폴드는,
    상기 제2플레이트의 외주면에서 돌출되고, 상기 제3가이드의 전방에서 상기 제1가이드와 제2가이드의 단부를 감싸도록 배치되며, 상기 연결부재가 상기 매니폴드에 체결될 시에 상기 연결부재의 삽입길이를 규제하는 제4가이드를 더 포함하는 열교환기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 접합되는 접합면의 형상은, 직선 형상으로 형성된 열교환기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1플레이트 및 제2플레이트가 서로 접합되는 접합면의 형상은, 반경방향 외측으로 갈수록 상기 매니폴드의 원주방향을 따라 기울어진 형상으로 형성된 열교환기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 매니폴드는,
    상기 제1플레이트로부터 상기 제2플레이트로 돌출되는 제1돌출부와,
    상기 제2플레이트로부터 상기 제1플레이트로 돌출되며, 상기 제1돌출부에 안착되는 제2돌출부를 더 포함하는 열교환기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    상기 냉매 배관이 상기 냉매유입구 및 냉매유출구에 삽입될 시에 상기 매니폴드 외주면을 가압하여 상기 냉매 배관을 매니폴드와 결합하는 열교환기.
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KR101362222B1 (ko) 2007-03-27 2014-02-21 한라비스테온공조 주식회사 열교환기

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KR101362222B1 (ko) 2007-03-27 2014-02-21 한라비스테온공조 주식회사 열교환기

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