KR20230160707A

KR20230160707A - 열교환기

Info

Publication number: KR20230160707A
Application number: KR1020230044237A
Authority: KR
Inventors: 리샤 천; 웨이쥔 우; 위바오 리우; 얀싱 리
Original assignee: 댄포스 아/에스
Priority date: 2022-05-17
Filing date: 2023-04-04
Publication date: 2023-11-24
Also published as: CN217636884U; EP4279851A1; US20230375289A1

Abstract

본 발명은 열교환기를 개시한다. 상기 열교환기는, 헤더파이프로서 헤더파이프의 관벽을 통과하는 헤더파이프 개구부를 갖는 헤더파이프, 상기 헤더파이프에 설치되는 분배관으로서, 분배관의 관벽을 통과하는 분배관 개구부를 갖고 있는 분배관, 및 제1 연결관을 포함하를 연결관 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 연결관은 헤더파이프 개구부에 삽입되고, 상기 제1 연결관의 단부는 분배관 개구부에서 분배관과 연결되며, 상기 제1 연결관은 분배관과 유체 연결된다. 따라서, 연결관 어셈블리가 헤더파이프에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 연결관 어셈블리를 포함하고, 연결관 어셈블리는 냉각 시스템의 관로를 헤더파이프 내의 분배관에 연결하는데 사용되며, 연결관 어셈블리는 통상적으로 헤더파이프 내에서 비교적 큰 공간을 차지한다.

본 발명은 열교환기를 제공함으로써, 예를 들어 연결관 어셈블리가 헤더파이프에서 차지하는 공간을 줄일 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 헤더파이프(header pipe)로서 헤더파이프의 관벽을 통과하는 헤더파이프 개구부를 갖는 헤더파이프, 상기 헤더파이프에 설치되는 분배관으로서, 분배관의 관벽을 통과하는 분배관 개구부를 갖고 있는 분배관, 및 제1 연결관을 포함하는 연결관 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 연결관은 헤더파이프 개구부에 삽입되고, 상기 제1 연결관의 단부는 분배관 개구부에서 분배관과 연결되며, 상기 제1 연결관은 분배관과 유체 연결되는 열교환기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 연결관은 제1 연결관의 단부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지는 분배관 개구부를 둘러싸는 분배관의 관벽의 부분과 연결된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 연결관의 단부의 내경은 상기 분배관 개구부의 내경보다 작고, 상기 연결관 어셈블리는 삽입관을 더 포함하고, 제1 연결관과 근접하는 상기 삽입관의 제1 단부는 상기 분배관 개구부에 삽입되고, 상기 삽입관의 제1 단부의 단면은 상기 제1 연결관의 단부의 단면에 맞닿고, 제1 단부와 상대하는 상기 삽입관의 제2 단부는 분배관 내에 위치한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배관은 축방향으로 분리된 제1 분배관 부분과 제2 분배관 부분 및 제1 분배관 부분과 제2 분배관 부분 사이에 연결된 분배관 연결 부분을 포함하고, 상기 분배관 개구부는 분배관 연결 부분에 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배관의 분배관 연결 부분과 상기 연결관 어셈블리의 제1 연결관은 일체형 삼방관(3-way pipe)이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결관 어셈블리는 제2 연결관을 더 포함하며, 헤더파이프와 근접하는 상기 제2 연결관의 단부의 단면은 헤더파이프 개구부를 둘러싸는 헤더파이프의 관벽과 연결된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관은 헤더파이프와 근접하는 제2 연결관의 단부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관은 헤더파이프와 근접하는 제 2 연결관의 일측에서 제2 연결관의 내벽으로부터 반경 방향 내측으로 돌출되는 볼록 또는 환형 계단을 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 헤더파이프와 근접하는 상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관의 단부의 내경은 헤더파이프 개구부의 내경보다 크다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 연결관의 단부는 분배관 개구부에 삽입된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 연결관은 제1 연결관의 단부와 인접하고 제1 연결관의 외벽에 있는 환형 계단부를 더 포함하고, 상기 분배관 개구부를 둘러싸는 상기 분배관의 관벽의 부분은 제1 연결관의 외벽의 환형 계단부에 맞닿는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 연결관은 제1 연결관의 단부와 인접하고 제1 연결관의 내벽에 있는 환형 계단부를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 또한, 상기 헤더파이프는 헤더파이프의 관벽을 통과하는 열교환관 연결 개구부를 갖고 있고, 상기 열교환기는 열교환관을 더 포함하고, 상기 열교환관의 단부는 헤더파이프의 열교환관 연결 개구부와 연결되며, 상기 헤더파이프 개구부의 중심선과 열교환관 연결 개구부의 중심선은 헤더파이프의 원주 방향에서의 각도 간격이 60도 내지 180도 사이에 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 연결관은 헤더파이프의 관벽의 헤더파이프 개구부를 통해 헤더파이프의 외부로 연장된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결관 어셈블리는 상기 헤더파이프의 축방향에서 제1 점과 제2 점 사이의 위치에 설치하고, 제1 점은 상기 헤더파이프의 축방향에서 헤더파이프의 축방향의 일단까지의 거리는 헤더파이프의 총 길이의 1/4이고, 제2 점은 상기 헤더파이프의 축방향에서 헤더파이프의 축방향의 상기 일단까지의 거리는 헤더파이프의 총 길이의 3/4이다.

본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 이용하여, 예를 들어 연결관 어셈블리가 헤더파이프에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 개략적인 정면도이다.
도2는 도1에 도시된 열교환기의, 연결관 어셈블리를 포함하는 부분A의 개략적인 단면도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의, 연결관 어셈블리를 포함하는 부분의 개략적인 단면도이다.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의, 연결관 어셈블리를 포함하는 부분의 개략적인 단면도이다.
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의, 연결관 어셈블리를 포함하는 부분의 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부 도면과 구체적인 실시예를 참조하면서 본 발명에 대해 추가 설명하기로 한다.

도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(100)는, 헤더파이프(1)로서, 헤더파이프(1)의 관벽(10)을 통과하는 헤더파이프 개구부(11)를 갖는 헤더파이프(1), 상기 헤더파이프(1)에 설치되는 분배관(2)으로서, 상기 분배관(2)은 분배관(2)의 관벽(20)을 통과하는 분배관 개구부(21)를 갖고 있는 분배관(2), 및 제1 연결관(31)을 포함하고, 상기 제1 연결관(31)은 헤더파이프 개구부(11)에 삽입되는 연결관 어셈블리(3)를 포함하며, 상기 제1 연결관(31)의 단부(310)는 분배관 개구부(21)에서 분배관(2)과 연결되며, 상기 제1 연결관(31)은 분배관(2)과 유체 연결된다. 분배관(2)은 냉매를 분배하기 위한 복수의 관통홀을 가질 수 있다.

도2 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 연결관(31)은 제1 연결관(31)의 단부(310)에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지(311)를 포함하고, 상기 플랜지(311)는 분배관 개구부(21)를 둘러싸는 분배관(2)의 관벽(20)의 부분과 연결된다. 예를 들어, 분배관(2)의 관벽(20)을 향하는 플랜지(311)의 표면은 분배관 개구부(21)를 둘러싸는 분배관(2)의 관벽(20)의 외주면의 부분과 동일한 모양을 갖고 있어, 용접하기 쉽도록 한다.

도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 연결관(31)의 단부(310)의 내경은 상기 분배관 개구부(21)의 내경보다 작고, 상기 연결관 어셈블리(3)는 삽입관(35)을 더 포함하고, 제1 연결관(31)과 근접하는 상기 삽입관(35)의 제1 단부(351)는 상기 분배관 개구부(21)에 삽입되고, 상기 삽입관(35)의 제1 단부(351)의 단면(353)은 상기 제1 연결관(31)의 단부(310)의 단면(312)에 맞닿고, 제1 단부(351)와 상대하는 상기 삽입관(35)의 제2 단부(352)는 분배관(2) 내에 위치한다. 예를 들어, 상기 삽입관(35)의 제1 단부(351)의 단면(353)은 상기 제1 연결관(31)의 단부(310)의 단면(312)과 동일한 모양을 갖는다.

도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연결관 어셈블리(3)는 제2 연결관(32)을 더 포함하며, 헤더파이프(1)와 근접하는 상기 제2 연결관(32)의 단부(321)의 단면(322)은 헤더파이프 개구부(11)를 둘러싸는 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 부분과 연결된다. 예를 들어, 헤더파이프(1)와 근접하는 상기 제2 연결관(32)의 단부(321)의 단면(322)은 헤더파이프 개구부(11)를 둘러싸는 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 외주면의 부분과 동일한 모양을 갖는다. 상기 연결관 어셈블리(3)의 제2 연결관(32)은 헤더파이프(1)와 근접하는 제2 연결관(32)의 단부(321)에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지(323)를 포함할 수 있다. 헤더파이프(1)와 근접하는 상기 제2 연결관(32)의 상기 플랜지(323)의 표면과 단부(321)의 단면(322)은 헤더파이프 개구부(11)를 둘러싸는 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 외주면의 부분과 동일한 모양을 갖는다. 또한, 상기 연결관 어셈블리(3)의 제2 연결관(32)은 헤더파이프(1)와 근접하는 제 2 연결관(32)의 일측에서 제2 연결관(32)의 내벽(325)으로부터 반경 방향 내측으로 돌출되는 볼록 또는 환형 계단(326)을 더 포함한다. 열교환기(100)의 연결관(7)은 제2 연결관(32)에 삽입되고, 연결관(7)의 단부는 볼록 또는 환형 계단(326)에 맞닿는다.

도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 헤더파이프(1)와 근접하는 상기 연결관 어셈블리(3)의 제2 연결관(32)의 단부(321)의 내경은 헤더파이프 개구부(11)의 내경보다 크다. 열교환기(100)의 연결관(7)은 제2 연결관(32)에 삽입되고, 연결관(7)의 단부는 헤더파이프(1)의 관벽(10)에 맞닿는다.

도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 연결관(31)의 단부(310)는 분배관 개구부(21)에 삽입되고, 예를 들어, 제1 연결관(31)의 상기 단부(310)는 원추 모양을 가지고, 제1 연결관(31)의 단부(310)의 절단면 면적은 헤더파이프 개구부(11)에서 떨어지는 방향으로 점차 감소할 수 있다. 제1 연결관(31)은 제1 연결관(31)의 단부(310)와 인접하고 제1 연결관(31)의 외벽(317)에 있는 환형 계단부(318)를 더 포함할 수 있고, 상기 분배관 개구부(21)를 둘러싸는 상기 분배관(2)의 관벽(20)의 부분은 제1 연결관(31)의 외벽(317)의 환형 계단부(318)에 맞닿는다. 도4 및 도5를 참조하면, 제1 연결관(31)은 제1 연결관(31)의 단부(310)와 인접하고 제1 연결관(31)의 내벽(316)에 있는 환형 계단부(319)를 더 포함할 수 있다. 열교환기(100)의 연결관(7)은 제1 연결관(31)에 삽입되고, 연결관(7)의 단부는 제1 연결관(31)의 내벽(316)에 있는 환형 계단부(319)에 맞닿는다. 도4 및 도5를 참조하면, 상기 제1 연결관(31)은 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 헤더파이프 개구부(11)를 통해 헤더파이프(1)의 외부로 연장된다. 상기 제1 연결관(31)의 단부(310)는 원추 모양일 수 있다.

도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분배관(2)은 축방향으로 분리된 제1 분배관 부분(25)과 제2 분배관 부분(26) 및 제1 분배관 부분(25)과 제2 분배관 부분(26) 사이에 연결된 분배관 연결 부분(27)을 포함하고, 상기 분배관 개구부(21)는 분배관 연결 부분(27)에 형성된다. 상기 분배관(2)의 분배관 연결 부분(27)과 상기 연결관 어셈블리(3)의 제1 연결관(31)은 일체형 삼방관(3-way pipe)일 수 있다. 상기 제1 연결관(31)은 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 헤더파이프 개구부(11)를 통해 헤더파이프(1)의 외부로 연장된다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 헤더파이프(1)는 헤더파이프(1)의 관벽(10)을 통과하는 열교환관 연결 개구부(15)를 갖고 있고, 상기 열교환기(100)는 열교환관(5) 및 열교환관(5)와 교차 배열된 핀(Fin)을 더 포함한다. 상기 열교환관(5)의 단부(51)는 헤더파이프(1)의 열교환관 연결 개구부(15)와 연결되며, 상기 헤더파이프 개구부(11)의 중심선과 열교환관 연결 개구부(15)의 중심선은 헤더파이프(1)의 원주 방향에서의 각도 간격이 60도 내지 180도 사이에 있다. 도1 및 도2에 도시된 실시예에서, 열교환관(5)은 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 일측에서 헤더파이프(1)의 관벽(10)과 연결되고, 상기 헤더파이프 개구부(11)는 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 상기 일측과 상대되는 다른 일측에 형성되며, 열교환관(5)의 단부(51)는 헤더파이프(1)의 열교환관 연결 개구부(15)와 연결된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결관 어셈블리(3)는 상기 헤더파이프(1)의 축방향에서 제1 점과 제2 점 사이의 위치에 설치되고, 제1 점은 상기 헤더파이프(1)의 축방향에서 헤더파이프(1)의 축방향의 일단까지의 거리는 헤더파이프(1)의 총 길이의 1/4이고, 제2 점은 상기 헤더파이프(1)의 축방향에서 헤더파이프(1)의 축방향의 상기 일단까지의 거리는 헤더파이프(1)의 총 길이의 3/4이다. 연결관 어셈블리(3)는 헤더파이프(1)의 길이 방향의 중간부에 위치하므로, 분배관을 길이가 같거나 길이 차이가 크지 않는 두 부분으로 나누는 것에 해당하여, 분배관의 길이를 최대화하여 냉매의 분배를 보다 균일하게 할 수 있다. 냉매는 연결관 어셈블리(3)로부터 분배관(2)으로 들어가고, 분배관(2)의 중간부에서 양쪽으로 흐른 다음 헤더파이프(1)로 유입되고, 그 다음에 열교환관(5)으로 유입되어 냉매의 분배를 최적화한다.

본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 이용하면, 예를 들어 연결관 어셈블리가 헤더파이프에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

또한, 연결관 어셈블리가 헤더파이프의 관벽에 연결되어 있기 때문에 헤더파이프의 축방향을 따른 열교환기의 크기를 줄일 수 있다. 동시에, 연결관 어셈블리의 중량과 부피가 작기 때문에 열교환기의 브레이징 과정에서 국부적인 흡열이 발생하여 용접 품질에 영향을 주지 않는다. 또한, 연결관 어셈블리가 헤더파이프에서 차지하는 공간이 매우 작아 헤더파이프에서의 냉매의 흐름은 영향을 받지 않는다.

상기 실시예에 대해 설명하였으나, 상기 실시예의 일부 특징들을 조합하여 새로운 실시예를 형성할 수 있다.

예를 들어, 도4 및 도5에 도시된 실시예에서는 제1 연결관(31)만을 설치하고 제2 연결관(32)은 설치되지 않았지만, 도4 및 도5에 도시된 실시예에서는 도2 및 도3에 도시된 제2 연결관(32)을 설치할 수도 있다. 이런 경우, 도4 및 도5에 도시된 제1 연결관(31)은 헤더파이프(1)의 관벽(10)의 헤더파이프 개구부(11)를 통해서 헤더파이프(1)의 외부로 연장되지 않을 수도 있다.

Claims

헤더파이프로서 헤더파이프의 관벽을 통과하는 헤더파이프 개구부를 갖는 헤더파이프,
상기 헤더파이프에 설치되는 분배관으로서, 분배관의 관벽을 통과하는 분배관 개구부를 갖고 있는 분배관, 및
제1 연결관을 포함하는 연결관 어셈블리를 포함하며,
상기 제1 연결관은 헤더파이프 개구부에 삽입되고, 상기 제1 연결관의 단부는 분배관 개구부에서 분배관과 연결되며, 상기 제1 연결관은 분배관과 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 제1 연결관은 제1 연결관의 단부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지는 분배관 개구부를 둘러싸는 분배관의 관벽의 부분과 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제2항에 있어서,
제1 연결관의 단부의 내경은 상기 분배관 개구부의 내경보다 작고,
상기 연결관 어셈블리는 삽입관을 더 포함하고, 제1 연결관과 근접하는 상기 삽입관의 제1 단부는 상기 분배관 개구부에 삽입되고, 상기 삽입관의 제1 단부의 단면은 상기 제1 연결관의 단부의 단면에 맞닿고, 제1 단부와 상대하는 상기 삽입관의 제2 단부는 분배관 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 분배관에는,
축방향으로 분리된 제1 분배관 부분과 제2 분배관 부분 및 제1 분배관 부분과 제2 분배관 부분 사이에 연결된 분배관 연결 부분을 포함하고, 상기 분배관 개구부는 분배관 연결 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제4항에 있어서,
상기 분배관의 분배관 연결 부분과 상기 연결관 어셈블리의 제1 연결관은 일체형 삼방관인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결관 어셈블리는 제2 연결관을 더 포함하며, 헤더파이프와 근접하는 상기 제2 연결관의 단부의 단면은 헤더파이프 개구부를 둘러싸는 헤더파이프의 관벽의 부분과 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제6항에 있어서,
상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관은 헤더파이프와 근접하는 제2 연결관의 단부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,
상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관은 헤더파이프와 근접하는 제 2 연결관의 일측에서 제2 연결관의 내벽으로부터 반경 방향 내측으로 돌출되는 볼록 또는 환형 계단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,
헤더파이프와 근접하는 상기 연결관 어셈블리의 제2 연결관의 단부의 내경은 헤더파이프 개구부의 내경보다 크는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
제1 연결관의 단부는 분배관 개구부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제10항에 있어서,
제1 연결관은 제1 연결관의 단부와 인접하고 제1 연결관의 외벽에 있는 환형 계단부를 더 포함하고, 상기 분배관 개구부를 둘러싸는 상기 분배관의 관벽의 부분은 제1 연결관의 외벽의 환형 계단부에 맞닿는 것을 특징으로 하는
열교환기.
제11항에 있어서,
제1 연결관은 제1 연결관의 단부와 인접하고 제1 연결관의 내벽에 있는 환형 계단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 헤더파이프는 헤더파이프의 관벽을 통과하는 열교환관 연결 개구부를 더 갖고 있고,
상기 열교환기는 열교환관을 더 포함하고, 상기 열교환관의 단부는 헤더파이프의 열교환관 연결 개구부와 연결되며,
상기 헤더파이프 개구부의 중심선과 열교환관 연결 개구부의 중심선은 헤더파이프의 원주 방향에서의 각도 간격이 60도 내지 180도 사이에 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제5항 및 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 연결관은 헤더파이프의 관벽의 헤더파이프 개구부를 통해 헤더파이프의 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 연결관 어셈블리는 상기 헤더파이프의 축방향에서 제1 점과 제2 점 사이의 위치에 설치되고, 제1 점은 상기 헤더파이프의 축방향에서 헤더파이프의 축방향의 일단까지의 거리는 헤더파이프의 총 길이의 1/4이고, 제2 점은 상기 헤더파이프의 축방향에서 헤더파이프의 축방향의 상기 일단까지의 거리는 헤더파이프의 총 길이의 3/4인 것을 특징으로 하는 열교환기.