WO2016200042A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2016200042A1
WO2016200042A1 PCT/KR2016/004099 KR2016004099W WO2016200042A1 WO 2016200042 A1 WO2016200042 A1 WO 2016200042A1 KR 2016004099 W KR2016004099 W KR 2016004099W WO 2016200042 A1 WO2016200042 A1 WO 2016200042A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
header pipe
header
connection unit
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/004099
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English (en)
French (fr)
Inventor
김동현
정영우
백용기
하야세가쿠
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger having an improved structure to firmly couple and fix the outlet pipe of the refrigerant to the header pipe.
  • the heat exchanger communicates with the refrigerant tubes through the refrigerant tubes in which the refrigerant flows and communicates with the outside air, heat exchange fins contacting the tubes to extend the heat dissipation area, and both ends of the refrigerant tubes. It is a device for heat exchange between the refrigerant and the outside air having a header pipe for supporting the tubes.
  • the heat exchanger is a fin tube type in which a heat transfer tube of copper material is inserted into a thin film heat exchange fin of aluminum material, and a heat exchange plate is disposed between the refrigerant tubes of aluminum material having a plurality of Michaelo channels.
  • Refrigerant tubes have a parallel flow type supported by a pair of headers, and the parallel flow type is known to be relatively inexpensive and high in efficiency.
  • the refrigerant introduced through the header pipe flows out through the header tube and then flows out again through the header pipe.
  • a heat exchange fin is coupled to the refrigerant tube to increase the heat exchange efficiency of the refrigerant, and an inlet and outlet pipe for inflow and outflow of the refrigerant is coupled to the header pipe.
  • such a heat exchanger may be directly or indirectly connected to a vibrating component such as a compressor, and thus, the vibration generated in the compressor has stressed the heat exchanger. These stresses are typically concentrated in the area where the header pipe and the outlet pipe are in communication.
  • the header pipe and the inlet and outlet pipes are connected by aluminum blocks to disperse these stresses when stress is applied to the outlet and inlet pipes.
  • torque is applied to the inlet and outlet pipe, there is a problem that the rotation of the outlet and inlet pipe to the header pipe cannot be prevented.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a heat exchanger that can prevent the rotation of the outflow pipe to the header pipe.
  • Another object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of dispersing stress concentrated at a connection portion between a header pipe and an outlet pipe.
  • Another object of the present invention to provide a heat exchanger that can simplify the coupling process of the header pipe and the outlet pipe.
  • the present invention comprises a header pipe connected to the end of the refrigerant tube; An outflow pipe for guiding the refrigerant flowing into or out of the header pipe; A connection unit fixing the outlet pipe to the header pipe; And an anti-rotation part including a first part formed in a part of the outlet pipe and a second part formed in a part of the connection unit, wherein the first and second parts are rotated in the outlet pipe relative to the header pipe. It is provided with a heat exchanger characterized in that the surface contact with each other so that this is prevented.
  • first portion and the second portion of the anti-rotation portion may be formed in a plane, respectively.
  • first portion and the second portion of the anti-rotation part are provided with two pairs, and each pair may be disposed at a position corresponding to each other.
  • the anti-rotation part includes a third part formed on a part of the outlet pipe and a fourth part formed on a part of the connection unit, wherein the third part and the fourth part are equal to the curvature of the cross section of the outlet pipe. It may be made of a curved surface having a curvature.
  • connection unit the first fixing portion to which the outflow pipe is fitted; And a second fixing part surrounding a portion of an outer circumference of the header pipe along a circumferential direction.
  • the second fixing part may include a plurality of contact parts spaced apart by a predetermined interval.
  • the second fixing part may be disposed to allow the refrigerant tube to pass through the gap between the plurality of contact parts.
  • connection unit may be disposed adjacent to the portion in which the header pipe and the outlet pipe.
  • the connecting unit may be disposed such that the longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the header pipe, and parallel to the direction in which the outlet pipe is coupled to the header pipe.
  • connection unit may be welded to the refrigerant tube, the header pipe and the outflow pipe through a brazing process.
  • connection unit may further include a fixing hole for coupling and fixing to the external structure.
  • the fixing hole may be a screw hole or a welding hole.
  • outlet pipe may be made of at least one of aluminum, stainless steel and copper.
  • the present invention comprises a header pipe connected to the end of the refrigerant tube; An outflow pipe for guiding the refrigerant flowing into or out of the header pipe; And a connecting unit fixing the outlet pipe to the header pipe, wherein the outlet pipe and the connection unit include a surface contact portion contacting each other in a plane such that the outlet pipe does not rotate relative to the header pipe.
  • connection unit the first fixing portion to which the outlet pipe is fitted; And a second fixing part surrounding a portion of an outer circumference of the header pipe in a circumferential direction, and the second fixing part may include a plurality of contact parts spaced apart by a predetermined interval to allow the refrigerant tube to pass therethrough.
  • the heat exchanger according to an embodiment of the present invention can simply assemble the header pipe and the outlet pipe by using a connection unit without using rivets or screws, thereby simplifying the assembly process and reducing the manufacturing cost.
  • the connecting unit wraps the outer circumferential surface of the header pipe between the refrigerant tubes along the circumferential direction, it is possible to prevent the movement along the longitudinal direction of the header pipe of the connecting unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of a portion designated as III in FIG. 1.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the portion shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a coupling state of the first header pipe, the inlet pipe, and the connection unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the portion labeled VI-VI in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a modified embodiment of the connecting unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is shown in FIG. It is sectional drawing of the part shown with.
  • a heat exchanger 1 may include a plurality of heat exchange fins coupled to a plurality of refrigerant tubes 10 through which refrigerant flows, and a plurality of refrigerant tubes 10. 20, a first header pipe 30 and a second header pipe respectively coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes 10 to guide the refrigerant flowing into or exiting the refrigerant tube 10. 40).
  • the refrigerant tube 10, the heat exchange fins 20, the first and second header pipes 30, 40 are provided through an aluminum material such as aluminum alloy in consideration of the thermal conductivity and rigidity of the heat exchanger (1).
  • the refrigerant tube 10 is formed inside the hollow so that the refrigerant as a fluid flows.
  • the inside of the coolant tube 10 may form a single flow path, or may form a plurality of flow paths in the width direction of the coolant tube 10 through partition walls.
  • the refrigerant flowing along the refrigerant tube 10 undergoes heat exchange with the outside air while the phase changes from the gas state to the liquid state, or heat exchanges with the outside air while the phase changes from the liquid state to the gas state.
  • the heat exchanger 10 is used as a condenser when changed and the heat exchanger 10 is used as an evaporator when the refrigerant phase changes from a liquid state to a gaseous state.
  • the heat exchange fin 20 is coupled to the coolant tube 10, and the heat exchange fin 20 is composed of a plate body that is bent and curved a plurality of times, and is bonded between the respective coolant tubes 10.
  • the heat exchange fin 20 bonded to the outer surface of the refrigerant tube 10 increases the heat exchange area between the outside air and the refrigerant tube 10 to increase heat exchange efficiency.
  • the refrigerant tube 10 can be changed in various forms within the range to widen the heat exchange area.
  • the first header pipe 30 and the second header pipe 40 are joined to both ends of the plurality of coolant tubes 10 to connect the coolant tubes to communicate with each other.
  • the header pipe disposed on the right side of the refrigerant tube 10 in FIG. 1 is called the first header pipe 30, and the header pipe disposed on the left side is called the second header pipe 40.
  • the first and second header pipes 30 and 40 are provided in the form of hollow pipes, so that the cross sections of the first and second header pipes 30 and 40 have a substantially circular shape, but are not limited thereto. It may have a substantially "D" shape or other various shapes.
  • Slots 31 and 41 are provided at one side of the first and second header pipes 30 and 40 so that the end portions of the refrigerant tubes 10 are fitted together. Both ends of the plurality of refrigerant tubes 10 may be inserted into the slots 31 and 41 and then brazed. As a result, the plurality of refrigerant tubes 10 and the internal spaces of the first and second header pipes 30 and 40 communicate with each other, and the refrigerant is connected to the refrigerant tubes 10 and the first and second header pipes 30 and 40. Can flow between). Both longitudinal ends of each of the header pipes 30 and 40 may be sealed through the covers 32 and 42, and the covers 32 and 42 may be joined and fixed while being assembled to the respective header pipes 30 and 40. .
  • flow path forming guides 33a and 43a are mounted to the first and second header pipes 30 and 40, respectively. Specifically, referring to the first header pipe 30, the flow path forming guide 33a may be inserted into the guide insertion hole 33b of the first header pipe 30.
  • the flow path forming guides 33a and 43a are spaced apart by a predetermined interval along the length direction of the first and second header pipes 30 and 40, and the flow path forming guides disposed in the first header pipe 30.
  • the flow path formation guides 43a disposed in the fields 33a and the second header pipe 40 are arranged in a zigzag pattern with each other. Accordingly, the refrigerant may be distributed in a balanced manner from the upper side to the lower side of the refrigerant tube 10.
  • three flow path forming guides 33a and 43a are mounted to each of the header pipes 30 and 40, but the present invention is not limited thereto. Do.
  • the above-described refrigerant tube 10, heat exchange fins 20, the first and second header pipes 30, 40 and the cover (32, 42) may be joined through a single brazing process in the assembled state, Thereby, the manufacturing process of the heat exchanger 1 is shortened.
  • Bonding material is laminated on the surface of each part for the brazing process, and the bonding material is provided through a material that is melted below the melting point of each part.
  • the brazing furnace into which the heat exchanger 1 is introduced is heated to the melting temperature of the bonding material in the brazing process, the bonding material is melted and the parts constituting the heat exchanger are joined.
  • the brazing temperature is preferably about 600 °C.
  • the process of putting the assembled heat exchanger 1 into the brazing furnace or withdrawing the heat exchanger 1 from the brazing furnace in a state where the brazing process is completed may be automatically performed through the transfer equipment. In other words, the brazing process may be an automatic process.
  • an inflow and outflow pipe 50 made of a copper material such as a copper alloy is bonded to the first header pipe 30 to guide the refrigerant flowing into or out of the heat exchanger 1. Joining process of the pipe 50 is included in the manufacturing process of the heat exchanger (1).
  • the inlet and outlet pipe 50 is an inlet pipe 51 for guiding the external refrigerant into the heat exchanger 1 and an outlet pipe for guiding the refrigerant flowing out from the heat exchanger 1 to the outside. Consists of 56, the inlet pipe 51 and the outlet pipe 56 is joined to the upper and lower portions of the first header pipe 30, respectively. A portion of the first header pipe 30 to which the inlet pipe 51 and the outlet pipe 56 are joined is formed with an outlet inlet 34 for inlet and outlet of the refrigerant.
  • the outflow pipe 50 may be made of at least one of aluminum, stainless steel, and copper pipe.
  • the refrigerant introduced into the first header pipe 30 through the inlet pipe 51 passes through the outlet pipe 56 to the outside of the heat exchanger 1 in a state of sequentially passing through the inside of each refrigerant tube 20. Spills.
  • the inlet pipe 51 and the outlet pipe 56 may be configured to contact the first and second header pipes 30 and 40, respectively.
  • the heat exchanger 1 after the refrigerant is introduced into the heat exchanger 1 through the outlet pipe 56 bonded to the lower, through the inlet pipe 51 bonded to the upper. It can flow out from the heat exchanger (1).
  • the heat exchanger 1 can be used as an evaporator or a condenser. That is, when the refrigerant flows into the inflow pipe 51 and flows out of the outflow pipe 56, if the heat exchanger 1 is used as a condenser, the refrigerant flows into the outflow pipe 56 and flows out into the inflow pipe 51. If so, the heat exchanger may be used as the evaporator.
  • the outlet portion 50 has a first portion 52 formed in a plane adjacent to the portion connected to the first header pipe 30.
  • the first part 52 forms the anti-rotation part 70 in pairs with the second part 63 to be described later.
  • the first portion 52 may be formed by pressing a portion of the circular inlet and outlet pipe 50.
  • two of the first portions 52 may be formed at opposing positions.
  • a third portion 53 having a curvature substantially the same as the curvature of the cross section of the inflow and outflow pipe 50 is formed at a portion adjacent to the first portion 52 of the outflow and inflow pipe 50.
  • the heat exchanger 1 includes a connection unit 60 for fixing the first header pipe 30 and the inflow and outflow pipe 50.
  • This connecting unit is made of the same material as the first header pipe 30 or the outlet pipe 50.
  • the connection unit 60 is equally applied to a portion where the inlet pipe 51 and the first header pipe 30 communicate with each other, and a portion where the outlet pipe 56 and the first header pipe 30 communicate with each other. In the following description, only the connection unit 60 for fixing the inlet pipe 51 and the first header pipe 3 will be described.
  • the connecting unit 60 is arranged such that its longitudinal direction is perpendicular to the longitudinal direction of the first header pipe 30 and parallel to the direction in which the inflow and outflow pipe 50 is coupled. Accordingly, the rotation of the outflow pipe 50 with respect to the first header pipe 30 can be prevented.
  • the connection unit 60 includes a first fixing part 61 for fixing the inlet pipe 51 and a second fixing part 66 for fixing the first header pipe 30.
  • the first fixing part 61 has a space 62 so that the inlet pipe 51 can be fitted.
  • This space 62 includes a second portion 63 and a fourth portion 64.
  • the second portion 63 is formed in two planes at opposite positions, whereby the inlet pipe 51 is fitted into the space 62 between the second portions 63. At this time, since the second portion 63 contacts the first portion 52 of the inflow pipe 51 in a plane, rotation of the first header pipe 30 of the inflow pipe 51 may be prevented. Details thereof will be described later.
  • the fourth portion 64 is formed as a curved surface having a curvature substantially the same as the curvature of the cross section of the inflow pipe 51 inside the space 62 of the first fixing portion 61. Accordingly, the fourth portion 64 is in contact with the third portion 53 of the inlet pipe 51. In other words, the third portion 53 is paired with the fourth portion 64.
  • the inlet pipe 51 may be fixed to the first fixing part 61 of the connection unit 60 by the second part 63 and the fourth part 64.
  • the spacing between the two second portions 63 of the first fixing portion 61 is equal to or slightly larger than the spacing between the first portions 52 so that the inlet pipe 51 can be fitted. It is preferable.
  • the second fixing part 66 is formed to surround a portion of the outer circumference of the first header pipe 30 along the circumferential direction so as to fix the first header pipe 30.
  • the connection unit 60 fixes the first header pipe 30 and the inlet pipe 51 to each other by the cooperation of the first fixing part 61 and the second fixing part 66, and thus, the second fixing part ( 66 is preferably formed so that the inlet pipe 51 surrounds the first header pipe 30 by a predetermined angle more than an axis coupled to the first header pipe 30.
  • the second fixing part 66 may include a plurality of contact parts 67 formed to be spaced apart from each other so that the refrigerant tube 10 may pass through and be mounted in the slot 31 of the first header pipe 30.
  • the plurality of contact parts 67 contact the outer circumferential surface of the first header pipe 30 between the refrigerant tubes 10 mounted on the first header pipe 30 to fix the first header pipe 30.
  • the plurality of contact portions 67 may be formed to be spaced apart from each other so that the refrigerant tube 10 may be mounted in the slot 31 of the first header pipe 30. Accordingly, the second fixing part 66 fixes the first header pipe 30 and does not interfere with mounting of the refrigerant tube 10 in the slot 31 of the first header pipe 30.
  • connection unit 60 when the connection unit 60 receives a force in the longitudinal direction of the first header pipe 30 as a stress is applied to the inlet pipe 51, the second fixing part 66 is connected to the refrigerant tube 10. Since it can be supported by the movement in the longitudinal direction of the first header pipe 30 can be prevented.
  • the second fixing part 66 is illustrated as including two contact parts 67, although not shown, one contact part 67 is disposed in a space between the refrigerant tubes 10. It is also possible to include three contact portions 67a as shown in FIG.
  • the second fixing part 66 may include three contact parts 67a.
  • the contact portions 67a are spaced apart by a predetermined interval, the refrigerant tube 10 does not interfere with the joining of the first header pipe 30.
  • the three contact portions 67a are provided, the stress applied to the portion where the first header pipe 30 and the inflow pipe 51 communicate with each other can be efficiently distributed.
  • three contact portions 67a are provided, the movement along the longitudinal direction of the first header pipe 30 of the connection unit 60 is more effectively prevented.
  • the number of the contact portion 67 may be formed three or more.
  • the stress applied to the communication portion of the first header pipe 30 and the inlet pipe 51 can be efficiently distributed, but the manufacturing cost increases, so the contact portions 67 ) Is preferably formed in an appropriate number.
  • the first header pipe 30 and the inlet pipe 51 are fixed primarily by the connection unit 60.
  • connection unit 60 includes a fixing hole 69 for fixing the heat exchanger 1 to the external structure.
  • the fixing hole 69 may be formed at a position spaced apart from a portion in which the rotation preventing portion 70 of the first fixing portion 61 of the connection unit 60 is formed.
  • the fixing hole 69 may be a screw hole or a welding hole, but is not limited thereto. Any fixing hole 69 may be used as long as the heat exchanger 1 may be fixed to an external structure.
  • the heat exchanger 1 according to the embodiment of the present invention can be stably mounted on the inner wall of the outdoor unit of the air conditioner or the inside of the vehicle.
  • the anti-rotation part 70 may include the first part 52 of the inlet pipe 51 and the connecting unit 60 so that the inlet pipe 51 does not rotate with respect to the first header pipe 30. It includes two parts (63).
  • the inlet pipe 51 is fitted into the space 62 of the first fixing part 61, at this time, the second portion 63 and the inlet pipe 51 of the first fixing part 61
  • the first portion 52 is fitted in planar contact. Accordingly, the inlet pipe 51 may not rotate even when the inlet pipe 51 is subjected to an external force to rotate with respect to the first header pipe 30, thereby improving stability of the heat exchanger 1.
  • the third portion 53 and the fourth portion 64 are formed in a pair, and the curved portion has the same curvature as the curvature of the cross section of the inflow pipe 51, but the first portion 52 And it may be formed in the same plane as the second portion (63).
  • the manufacturing process is further required, so that the part contacting with the plane is the first part 52 and the second part 63. It would be desirable to form only.
  • first portion 52 and the second portion 63 form a pair, and only one pair may be formed on the upper or lower surface of the space 62 of the first fixing portion 61.
  • the user couples the heat exchange fins 20 and the first and second header pipes 30 and 40 to the refrigerant tube 10.
  • the inlet pipe 51 and the outlet pipe 56 are coupled to the outlet inlet 34 of the first header pipe 30, and the first header pipe 30 and the outlet pipe 50 through the connection unit 60.
  • the user contacts the contact portion 67 of the connection unit 60 with the outer circumferential surface between the refrigerant tubes 10 of the first header pipe 30 and the second fixing portion 66 contacts the first header pipe 30.
  • the connection unit 60 is rotated about the longitudinal axis of the first header pipe 30 and the outlet pipe 50 is fitted into the space 62 of the first fixing part 61.
  • the first portion 52 of the outflow pipe 50 and the second portion 63 of the connection unit 60 contact in a plane to form the rotation preventing portion 70.
  • the user should force the coupling unit 60 to the inlet pipe 51 by applying a force of a predetermined size or more.
  • the first header pipe 30, the inlet pipe 51, and the connection unit 60 may be firmly coupled to each other.
  • the user joins the refrigerant tube 10, the heat exchange fins 20, the first and second header pipes 30 and 40, and the connection unit 60 through a mutual brazing process. Since this brazing process is a well-known technique, the detailed description is abbreviate
  • the heat exchanger 1 according to the present invention can easily assemble the header pipes 30 and 40 and the outlet pipe 50 using the connecting unit 60 without using rivets or screws, The assembly process can be simplified and manufacturing costs can be reduced.
  • connection unit 60 surrounds the outer circumferential surfaces of the header pipes 30 and 40 between the refrigerant tubes 10 in the circumferential direction, the movement in the longitudinal direction of the header pipes 30 and 40 of the connection unit 60 is performed. Can also be prevented.

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Abstract

열교환기가 개시된다. 개시된 열교환기는 냉매튜브의 단부에 연결되는 헤더 파이프; 상기 헤더 파이프로 유입되거나 상기 헤더 파이프로부터 유출되는 냉매를 안내하는 유출입배관; 상기 헤더 파이프에 상기 유출입배관을 고정하는 연결유닛; 및 상기 헤더 파이프에 대한 상기 유출입배관의 회전이 방지되도록 상기 유출입배관과 상기 연결유닛을 고정하는 회전방지부;를 포함할 수 있다.

Description

열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤더 파이프에 냉매의 유출입관을 견고하게 결합 및 고정시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 내부에 냉매가 유동하며 외부 공기와 열교환하는 냉매튜브들, 방열 면적을 넓히도록 튜브들에 접촉하는 열교환 핀 및 상기 냉매튜브들의 양단들에 연통되어 냉매튜브들로 냉매를 안내하고 냉매튜브들을 지지하는 헤더 파이프를 구비하여, 냉매와 외부 공기를 열교환 시키는 장치이다.
열교환기는 크게 알루미늄 소재의 박막 열교환 핀에 동 소재의 전열 관이 삽입되는 방식으로 구성되는 핀 튜브(Fin tube) 타입과, 다수의 마이클로 채널을 갖는 알루미늄 소재의 냉매튜브들의 사이에 열교환 판이 배치되고 냉매튜브들은 한 쌍의 헤더에 의해 지지되는 패러렐 플로우(Parallel flow) 타입이 있으며, 패러렐 플로우 타입은 가격이 상대적으로 저렴하고, 효율이 높은 것으로 알려져 있다.
이러한 패러렐 플로우 타입의 열교환기에서 헤더 파이프를 통해 유입된 냉매는 냉매튜브를 거치며 열교환작용을 수행한 후 다시 헤더 파이프를 통해 외부로 유출된다. 또한, 냉매의 열교환 효율을 높이기 위해 냉매튜브에는 열교환 핀이 결합되며, 헤더 파이프에는 냉매의 유입 및 유출을 위한 유출입배관이 결합된다.
따라서, 이와 같은 열교환기의 제조과정에서는 냉매튜브에 열교환 핀을 접합하고 냉매튜브에 헤더 파이프를 접합시키는 용접공정과, 유출입배관을 헤더에 접합시키는 용접공정이 필요하게 된다.
한편, 이러한 열교환기는 압축기와 같은 진동하는 구성요소와 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있으며, 따라서, 압축기에서 발생한 진동은 열교환기에 응력을 발생시켰다. 이러한 응력은 통상적으로 헤더 파이프와 유출입배관이 연통되는 부분에 집중하였다.
종래에는 헤더 파이프와 유출입배관을 알루미늄 블록에 의해 연결하여 유출입배관에 응력이 가해지는 경우 이러한 응력을 분산시켰다. 하지만, 유출입배관에 토크가 가해지는 경우, 유출입배관의 헤더 파이프에 대한 회전은 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 헤더 파이프에 대한 유출입배관의 회전을 방지할 수 있는 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 헤더 파이프와 유출입배관의 연결부분에 집중되는 응력을 분산할 수 있는 열교환기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 헤더 파이프와 유출입배관의 결합공정을 간소화할 수 있는 열교환기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 냉매튜브의 단부에 연결되는 헤더 파이프; 상기 헤더 파이프로 유입되거나 상기 헤더 파이프로부터 유출되는 냉매를 안내하는 유출입배관; 상기 헤더 파이프에 상기 유출입배관을 고정하는 연결유닛; 및 상기 유출입배관의 일부에 형성된 제1 부분과 상기 연결유닛의 일부에 형성된 제2 부분으로 이루어지는 회전방지부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 헤더 파이프에 대한 상기 유출입배관의 회전이 방지되도록 서로 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.
여기서, 상기 회전방지부의 제1 부분 및 제2 부분은 각각 평면으로 이루어질 수 있다.
더욱이, 상기 회전방지부의 제1 부분 및 제2 부분은 2 쌍이 구비되며, 각 쌍은 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
아울러, 상기 회전방지부는 상기 유출입배관의 일부에 형성된 제3 부분 및 상기 연결유닛의 일부에 형성된 제4 부분을 포함하며, 상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 상기 유출입배관의 단면의 곡률과 동일한 곡률을 가진 곡면으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 연결유닛은, 상기 유출입배관이 끼움 결합되는 제1 고정부; 및 상기 헤더 파이프의 외주의 일부를 원주방향을 따라 감싸는 제2 고정부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 고정부는 미리 설정된 간격만큼 이격되는 복수의 접촉부를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제2 고정부는 상기 복수의 접촉부 사이의 간격에 상기 냉매튜브가 통과하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 연결유닛은 상기 헤더 파이프와 상기 유출입배관이 연통되는 부분에 인접하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 연결유닛은 길이방향이 상기 헤더 파이프의 길이방향과 직교하며, 상기 유출입배관이 상기 헤더 파이프에 결합되는 방향과 평행하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 연결유닛은 브레이징 공정을 통해 상기 냉매튜브, 상기 헤더 파이프 및 상기 유출입배관에 용접될 수 있다.
아울러, 상기 연결유닛은 외부구조물에 결합 및 고정되기 위한 고정홀을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고정홀은 나사홀 또는 용접홀일 수 있다.
또한, 상기 유출입배관은 알루미늄, 스테인리스 및 동관 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 냉매튜브의 단부에 연결되는 헤더 파이프; 상기 헤더 파이프로 유입되거나 상기 헤더 파이프로부터 유출되는 냉매를 안내하는 유출입배관; 및 상기 헤더 파이프에 상기 유출입배관을 고정하는 연결유닛;을 포함하며, 상기 유출입배관과 상기 연결유닛은 상기 유출입배관이 상기 헤더 파이프에 대해 회전하지 않도록 상호 평면으로 접촉하는 면접촉부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공함으로써 상술한 목적을 달성할 수 있다.
여기서, 상기 연결유닛은, 상기 유출입배관이 끼움 결합되는 제1 고정부; 및 상기 헤더 파이프의 외주의 일부를 원주방향을 따라 감싸는 제2 고정부를 포함하며, 상기 제2 고정부는 상기 냉매튜브가 통과할 수 있도록 미리 설정된 간격만큼 이격되는 복수의 접촉부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는 연결유닛을 이용하여 헤더 파이프와 유출입배관을 리벳이나 나사 등을 사용하지 않고 간단하게 조립할 수 있어, 조립공정이 간소화되고, 제조비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 회전방지부를 구비함으로써 유출입배관의 헤더 파이프에 대한 회전을 방지할 수 있다.
아울러, 연결유닛이 냉매튜브 사이의 헤더 파이프의 외주면을 원주방향을 따라 감싸므로 연결유닛의 헤더 파이프의 길이방향에 따른 움직임도 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 Ⅲ으로 표시한 부분의 부분 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시한 부분의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시한 제1 헤더 파이프, 유입배관 및 연결유닛의 결합상태를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ로 표시한 부분의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시한 연결유닛의 변형 실시예이다.
도 8은 도 3에서
Figure PCTKR2016004099-appb-I000001
로 표시한 부분의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열교환기(1)의 일 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위해서, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1)는 냉매가 흐르는 복수의 냉매튜브(10), 복수의 냉매튜브(10) 외면에 결합되는 복수의 열교환 핀(20), 냉매튜브(10)로 유입되거나 냉매튜브(10)로부터 유출되는 냉매를 안내하기 위해 복수의 냉매튜브(10)의 양단에 각각 결합되는 제1 헤더 파이프(30) 및 제2 헤더 파이프(40)를 포함하여 구성된다. 여기서, 냉매튜브(10), 열교환 핀(20), 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)는 열교환기(1)의 열전도율과 강성을 고려하여 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 재질을 통해 마련된다.
냉매튜브(10)는 유체인 냉매가 흐를 수 있도록 내부가 중공으로 형성된다. 냉매튜브(10)의 내부는 단일의 유로를 형성할 수도 있으며, 격벽 등을 통해 냉매튜브(10)의 폭 방향으로 복수의 유로를 형성할 수도 있다.
냉매튜브(10)를 따라 흐르는 냉매는 기체 상태에서 액체 상태로 상 변화하면서 외부 공기와 열교환 하거나, 액체 상태에서 기체 상태로 상 변화하면서 외부 공기와 열교환 하게 되는데, 냉매가 기체 상태에서 액체 상태로 상 변화될 때 열교환기(10)는 응축기로 사용되고, 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 상 변화될 때 열교환기(10)는 증발기로 사용된다.
냉매튜브(10)에는 열교환 핀(20)이 결합되며, 열교환 핀(20)은 다수 회 굴곡 밴딩된 판체로 구성되어 각각의 냉매튜브(10)의 사이에 접합된다. 냉매튜브(10)의 외면에 접합된 열교환 핀(20)은 외부 공기와 냉매튜브(10)의 열교환 면적을 넓혀 열교환 효율을 증가시킨다. 이러한 냉매튜브(10)의 열교환 면적을 넓힐 수 있는 범위 내에서 다양한 형태로 변경이 가능하다.
제1 헤더 파이프(30) 및 제2 헤더 파이프(40)는 복수의 냉매튜브(10)의 양단에 접합되어 복수의 냉매튜브(10) 사이를 냉매가 연통되어 흐를 수 있도록 연결한다. 이하에서 편의상 도 1에서 냉매튜브(10)의 우측에 배치되는 헤더 파이프를 제1 헤더 파이프(30)라고 하고, 좌측에 배치되는 헤더 파이프를 제2 헤더 파이프(40)라고 한다.
제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)는 중공의 파이프 형태로 마련되며, 따라서, 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)의 단면은 대략 원의 형상을 갖지만, 이에 한정되는 것은 아니고 대략 "D"자 형상이나 그 밖의 다양한 형상을 가질 수도 있다.
제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)의 일측으로는 냉매튜브(10)의 단부가 끼워져 조립되도록 슬롯(31, 41)이 마련된다. 복수의 냉매튜브들(10)의 양단들은 각각 슬롯(31, 41)에 삽입된 후 브레이징 결합될 수 있다. 이로써, 복수의 냉매튜브들(10)과 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)의 내부공간이 연통되고, 냉매가 냉매튜브들(10), 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)의 사이에서 유동될 수 있다. 각 헤더 파이프(30, 40)의 길이방향 양단은 커버(32, 42)를 통해 밀폐되며, 커버(32, 42)는 각 헤더 파이프(30, 40)에 조립된 상태에서 접합되어 고정될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)에는 각각 유로 형성 가이드들(33a, 43a)이 장착된다. 구체적으로, 제1 헤더 파이프(30)를 살펴보면, 유로 형성 가이드(33a)는 제1 헤더 파이프(30)의 가이드 삽입구(33b)에 삽입될 수 있다.
이러한 유로 형성 가이드들(33a, 43a)은 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격만큼 이격되어 배치되며, 제1 헤더 파이프(30)에 배치된 유로 형성 가이드들(33a) 및 제2 헤더 파이프(40)에 배치된 유로 형성 가이드들(43a)은 상호 지그재그로 배치된다. 이에 따라, 냉매는 냉매튜브(10)의 상측부터 하측까지 균형있게 분배될 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는 유로 형성 가이드들(33a, 43a)이 각 헤더 파이프(30, 40)마다 3개씩 장착되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 2개 이하 또는 4개 이상 장착하는 것도 가능하다.
상술한 냉매튜브(10), 열교환 핀(20), 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40) 및 커버(32, 42)는 상호 조립된 상태에서 단일의 브레이징 공정을 통해 접합될 수 있으며, 이에 따라, 열교환기(1)의 제조공정을 단축시키게 된다.
브레이징 공정을 위해 각 부품의 표면에는 접합재가 적층되며, 접합재는 각 부품의 용융점 이하에서 용융되는 소재를 통해 마련된다. 그리고 브레이징 공정에서 열교환기(1)가 투입된 브레이징 로를 접합재의 용융온도로 가열하면, 접합재가 용융되면서 열교환기를 구성하는 부품 사이는 접합된다.
이때, 열교환기(10)의 재질을 감안하여 브레이징 온도는 대략 600℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 조립된 열교환기(1)를 브레이징 로에 투입하거나 브레이징 공정이 완료된 상태의 열교환기(1)를 브레이징 로에서 인출하는 과정은 이송장비를 통해 자동으로 이루어질 수 있다. 즉, 브레이징 공정은 자동공정이 될 수 있다.
아울러, 제1 헤더 파이프(30)에는 열교환기(1)로 유입되거나 열교환기(1)로부터 유출되는 냉매를 안내하도록 구리합금과 같은 구리 재질로 마련된 유출입배관(50)이 접합되며, 이와 같은 유출입배관(50)의 접합공정은 열교환기(1)의 제조과정에 포함된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 유출입배관(50)은 외부의 냉매를 열교환기(1) 내부로 안내하는 유입배관(51) 및 열교환기(1)로부터 외부로 유출되는 냉매를 안내하는 유출배관(56)으로 구성되며, 유입배관(51) 및 유출배관(56)은 제1 헤더 파이프(30)의 상부와 하부에 각각 접합된다. 유입배관(51) 및 유출배관(56)이 접합되는 제1 헤더 파이프(30)의 부분에는 냉매의 유입 및 유출을 위한 유출입구(34)가 형성된다. 이러한 유출입배관(50)은 알루미늄, 스테인리스 및 동관 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
따라서 유입배관(51)을 통해 제1 헤더 파이프(30)로 유입된 냉매는 각 냉매튜브(20)의 내부를 순차적으로 경유한 상태에서 유출배관(56)을 통해 열교환기(1)의 외부로 유출된다. 냉매의 유동경로를 변경함에 따라 유입배관(51) 및 유출배관(56)은 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)에 각각 접하도록 구성될 수도 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1)는 냉매가 하부에 접합된 유출배관(56)을 통해 열교환기(1)로 유입된 후, 상부에 접합된 유입배관(51)을 통해 열교환기(1)로부터 유출될 수 있다. 이렇게 냉매의 유동경로를 변경함에 따라, 열교환기(1)는 증발기 또는 응축기로 사용될 수 있다. 즉, 냉매가 유입배관(51)으로 유입되어 유출배관(56)으로 유출되는 경우 열교환기(1)가 응축기로 사용된다면, 반대로 냉매가 유출배관(56)으로 유입되어 유입배관(51)으로 유출되는 경우 열교환기는 증발기로 사용될 수 있다.
또한, 유출입배관(50)에는 제1 헤더 파이프(30)에 연결되는 부분과 인접한 부분에 제1 부분(52)이 평면으로 형성된다. 이러한 제1 부분(52)은 후술할 제2 부분(63)과 함께 한 쌍으로 회전방지부(70)를 이룬다. 이러한 제1 부분(52)은 원형의 유출입배관(50)의 일부를 가압하여 형성할 수 있다. 아울러, 이러한 제1 부분(52)은 대향하는 위치에 2개가 형성될 수도 있다. 또한, 유출입배관(50)의 제1 부분(52)에 인접하는 부분에는 유출입배관(50)의 단면의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 가지는 제3 부분(53)이 형성된다.
또한, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1)는 제1 헤더 파이프(30)와 유출입배관(50)을 고정하기 위한 연결유닛(60)을 포함한다. 이러한 연결유닛은 제1 헤더 파이프(30) 또는 유출입배관(50)과 동일한 재료로 이루어진다. 아울러, 연결유닛(60)은 유입배관(51)과 제1 헤더 파이프(30)가 연통되는 부분 및 유출배관(56)과 제1 헤더 파이프(30)가 연통되는 부분에 동일하게 적용되므로, 이하에서는 설명의 편의상 유입배관(51)과 제1 헤더 파이프(3)를 고정하기 위한 연결유닛(60)에 대해서만 설명한다.
연결유닛(60)은 그 길이방향이 제1 헤더 파이프(30)의 길이방향과 직교하며, 유출입배관(50)이 결합되는 방향과 평행한 방향이 되도록 배치된다. 이에 따라, 유출입배관(50)의 제1 헤더 파이프(30)에 대한 회전을 방지할 수 있다. 이러한 연결유닛(60)은 유입배관(51)을 고정하는 제1 고정부(61) 및 제1 헤더 파이프(30)를 고정하는 제2 고정부(66)를 포함한다.
제1 고정부(61)는 유입배관(51)이 끼움 고정될 수 있도록 공간(62)을 구비한다. 이러한 공간(62)은 제2 부분(63) 및 제4 부분(64)을 포함한다.
제2 부분(63)은 대향하는 위치에 2개의 평면으로 형성되며, 이에 따라, 유입배관(51)은 제2 부분(63)의 사이 공간(62)으로 끼움 결합된다. 이때, 제2 부분(63)은 유입배관(51)의 제1 부분(52)과 평면으로 접촉하므로, 유입배관(51)의 제1 헤더 파이프(30)에 대한 회전을 방지할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
제4 부분(64)은 제1 고정부(61)의 공간(62)의 내측에 유입배관(51)의 단면의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 형성된다. 이에 따라, 제4 부분(64)은 유입배관(51)의 제3 부분(53)과 접촉한다. 즉, 제3 부분(53)은 제4 부분(64)과 한 쌍을 이룬다.
이러한 제2 부분(63) 및 제4 부분(64)에 의해 유입배관(51)은 연결유닛(60)의 제1 고정부(61)에 고정될 수 있다. 아울러, 제1 고정부(61)의 2개의 제2 부분(63) 사이의 간격은 유입배관(51)이 끼움 고정될 수 있도록 제1 부분(52) 사이의 간격과 같거나 약간 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 고정부(66)는 제1 헤더 파이프(30)를 고정할 수 있도록 제1 헤더 파이프(30)의 외주의 일부를 원주방향을 따라 감싸도록 형성된다. 이때, 연결유닛(60)은 제1 고정부(61)와 제2 고정부(66)의 협력에 의해 제1 헤더 파이프(30)와 유입배관(51)을 상호 고정하므로, 제2 고정부(66)는 유입배관(51)이 제1 헤더 파이프(30)에 결합되는 축보다 소정 각도 더 제1 헤더 파이프(30)를 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 제2 고정부(66)는 냉매튜브(10)가 통과하여 제1 헤더 파이프(30)의 슬롯(31)에 장착될 수 있도록 소정 간격 이격되어 형성되는 복수의 접촉부(67)를 포함한다. 구체적으로, 복수의 접촉부(67)는 제1 헤더 파이프(30)에 장착된 냉매튜브(10)의 사이의 제1 헤더 파이프(30)의 외주면과 접촉하여 제1 헤더 파이프(30)를 고정한다. 또한, 복수의 접촉부(67)는 냉매튜브(10)가 제1 헤더 파이프(30)의 슬롯(31)에 장착될 수 있도록 소정 간격 이격되어 형성된다. 이에 따라, 제2 고정부(66)는 제1 헤더 파이프(30)를 고정함과 동시에 냉매튜브(10)가 제1 헤더 파이프(30)의 슬롯(31)에 장착됨을 간섭하지 않게 된다. 또한, 유입배관(51)에 응력이 가해짐에 따라 연결유닛(60)이 제1 헤더 파이프(30)의 길이방향으로 힘을 받는 경우, 제2 고정부(66)는 냉매튜브(10)에 의해 지지될 수 있으므로 제1 헤더 파이프(30)의 길이방향으로의 움직임이 방지될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 고정부(66)는 2개의 접촉부(67)를 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 도시하지는 않았으나 하나의 접촉부(67)가 냉매튜브(10)의 사이 공간에 배치되는 것도 가능하며, 도 7에서와 같이 3개의 접촉부(67a)를 포함하는 것도 가능하다.
구체적으로, 도 7을 참조하면, 제2 고정부(66)는 3개의 접촉부(67a)를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 접촉부(67a)는 소정 간격 이격되어 있으므로, 냉매튜브(10)가 제1 헤더 파이프(30)에 접합되는 것을 간섭하지 않는다. 아울러, 접촉부(67a)가 3개 구비됨에 따라 제1 헤더 파이프(30)와 유입배관(51)이 연통되는 부분에 가해지는 응력도 효율적으로 분산할 수 있다. 아울러, 접촉부(67a)가 3개 구비됨에 따라, 연결유닛(60)의 제1 헤더 파이프(30)의 길이방향에 따른 움직임도 더욱 효과적으로 방지된다.
따라서, 접촉부(67)의 개수를 증가시켜, 연결유닛(60)을 대형화할수록 더 견고한 열교환기(1)를 만들 수 있으므로 접촉부(67)의 개수를 3개 이상 형성할 수도 있다. 다만, 접촉부(67)의 개수를 증가함에 따라 제1 헤더 파이프(30)와 유입배관(51)의 연통 부분에 가해지는 응력을 효율적으로 분산시킬 수는 있으나, 제조단가가 상승하므로, 접촉부(67)는 적절한 개수로 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 연결유닛(60)에 의해 제1 헤더 파이프(30) 및 유입배관(51)은 1차적으로 고정된다.
또한, 연결유닛(60)은 외부구조물에 열교환기(1)를 고정하기 위한 고정홀(69)을 포함한다. 이러한 고정홀(69)은 연결유닛(60)의 제1 고정부(61)의 회전방지부(70)가 형성된 부분으로부터 이격된 위치에 형성될 수 있다. 이러한 고정홀(69)은 나사홀 또는 용접홀일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 열교환기(1)를 외부구조물에 고정할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 가능하다. 이러한 고정홀(69)에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1)는 공기조화장치의 실외기의 내벽 또는 차량의 내부에 안정적으로 장착될 수 있다.
도 8을 참조하면, 회전방지부(70)는 유입배관(51)이 제1 헤더 파이프(30) 대해 회전하지 않도록 유입배관(51)의 제1 부분(52) 및 연결유닛(60)의 제2 부분(63)을 포함한다.
구체적으로, 유입배관(51)은 제1 고정부(61)의 공간(62) 내부에 끼움 결합되며, 이때, 제1 고정부(61)의 제2 부분(63)과 유입배관(51)의 제1 부분(52)이 평면 접촉하도록 끼워진다. 이에 따라, 유입배관(51)은 외부로부터 제1 헤더 파이프(30)에 대해 회전할 수 있도록 하는 외력을 받더라도 회전하지 않을 수 있어 열교환기(1)의 안정성이 향상된다.
아울러, 본 실시예에서는 제3 부분(53) 및 제4 부분(64)이 한 쌍을 이루며, 유입배관(51)의 단면의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 형성되나, 제1 부분(52) 및 제2 부분(63)과 같이 평면으로 형성되는 것도 가능하다. 다만, 유입배관(51)과 같이 원형의 배관을 제1 부분(52)과 같이 평면으로 만드는 것은 제작공정이 더 소요되므로, 평면으로 접촉하는 부분은 제1 부분(52) 및 제2 부분(63)만 형성하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 제1 부분(52) 및 제2 부분(63)은 한 쌍을 이루며, 제1 고정부(61)의 공간(62)의 상측 또는 하측면에 한 쌍만 형성될 수도 있다. 다만, 제작의 편의를 고려하였을 때, 본 실시예에서와 같이 대향하는 위치에 2개의 쌍으로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1)의 조립방법에 대해 설명한다.
사용자는 냉매튜브(10)에 열교환 핀(20), 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40)를 결합한다.
이후, 유입배관(51) 및 유출배관(56)을 제1 헤더 파이프(30)의 유출입구(34)에 결합시키고, 연결유닛(60)을 통해 제1 헤더 파이프(30) 및 유출입배관(50)을 상호 고정한다. 구체적으로, 사용자는 연결유닛(60)의 접촉부(67)를 제1 헤더 파이프(30)의 냉매튜브(10) 사이의 외주면과 접촉시키며 제2 고정부(66)를 제1 헤더 파이프(30)에 결합시킨 후, 제1 헤더 파이프(30)의 길이방향 축을 중심으로 연결유닛(60)을 회전하며 유출입배관(50)을 제1 고정부(61)의 공간(62)에 끼움 결합시킨다.
이에 따라, 유출입배관(50)의 제1 부분(52)과 연결유닛(60)의 제2 부분(63)이 평면으로 접촉하여 회전방지부(70)를 형성한다. 이때, 사용자는 일정 크기 이상의 힘을 가하여 연결유닛(60)을 유입배관(51)에 억지 끼움 결합을 하여야 한다. 이로 인해 제1 헤더 파이프(30), 유입배관(51) 및 연결유닛(60)은 상호 견고하게 결합될 수 있다.
이후 사용자는, 냉매튜브(10), 열교환 핀(20), 제1 및 제2 헤더 파이프(30, 40) 및 연결유닛(60)을 상호 브레이징 공정을 통해 접합한다. 이러한 브레이징 공정은 공지의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(1)는 연결유닛(60)을 이용하여 헤더 파이프(30, 40)와 유출입배관(50)을 리벳이나 나사 등을 사용하지 않고 간단하게 조립할 수 있어, 조립공정이 간소화되고, 제조비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 회전방지부(70)를 구비함으로써 유출입배관(50)의 헤더 파이프(30, 40)에 대한 회전을 방지할 수 있다.
아울러, 연결유닛(60)이 냉매튜브(10) 사이의 헤더 파이프(30, 40)의 외주면을 원주방향을 따라 감싸므로 연결유닛(60)의 헤더 파이프(30, 40)의 길이방향에 따른 움직임도 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 냉매튜브의 단부에 연결되는 헤더 파이프;
    상기 헤더 파이프로 유입되거나 상기 헤더 파이프로부터 유출되는 냉매를 안내하는 유출입배관;
    상기 헤더 파이프에 상기 유출입배관을 고정하는 연결유닛; 및
    상기 유출입배관의 일부에 형성된 제1 부분과 상기 연결유닛의 일부에 형성된 제2 부분으로 이루어지는 회전방지부;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 부분은 상기 헤더 파이프에 대한 상기 유출입배관의 회전이 방지되도록 서로 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전방지부의 제1 부분 및 제2 부분은 각각 평면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전방지부의 제1 부분 및 제2 부분은 2 쌍이 구비되며, 각 쌍은 서로 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회전방지부는 상기 유출입배관의 일부에 형성된 제3 부분 및 상기 연결유닛의 일부에 형성된 제4 부분을 포함하며,
    상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 상기 유출입배관의 단면의 곡률과 동일한 곡률을 가진 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은,
    상기 유출입배관이 끼움 결합되는 제1 고정부; 및
    상기 헤더 파이프의 외주의 일부를 원주방향을 따라 감싸는 제2 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 고정부는 미리 설정된 간격만큼 이격되는 복수의 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 고정부는 상기 복수의 접촉부 사이의 간격에 상기 냉매튜브가 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 헤더 파이프와 상기 유출입배관이 연통되는 부분에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결유닛은 길이방향이 상기 헤더 파이프의 길이방향과 직교하며, 상기 유출입배관이 상기 헤더 파이프에 결합되는 방향과 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은 브레이징 공정을 통해 상기 냉매튜브, 상기 헤더 파이프 및 상기 유출입배관에 용접되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은 외부구조물에 결합 및 고정되기 위한 고정홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고정홀은 나사홀 또는 용접홀인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유출입배관은 알루미늄, 스테인리스 및 동관 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 냉매튜브의 단부에 연결되는 헤더 파이프;
    상기 헤더 파이프로 유입되거나 상기 헤더 파이프로부터 유출되는 냉매를 안내하는 유출입배관; 및
    상기 헤더 파이프에 상기 유출입배관을 고정하는 연결유닛;을 포함하며,
    상기 유출입배관과 상기 연결유닛은 상기 유출입배관이 상기 헤더 파이프에 대해 회전하지 않도록 상호 평면으로 접촉하는 면접촉부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연결유닛은,
    상기 유출입배관이 끼움 결합되는 제1 고정부; 및
    상기 헤더 파이프의 외주의 일부를 원주방향을 따라 감싸는 제2 고정부를 포함하며,
    상기 제2 고정부는 상기 냉매튜브가 통과할 수 있도록 미리 설정된 간격만큼 이격되는 복수의 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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