WO2023121180A1 - 열교환기 - Google Patents

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Publication number
WO2023121180A1
WO2023121180A1 PCT/KR2022/020719 KR2022020719W WO2023121180A1 WO 2023121180 A1 WO2023121180 A1 WO 2023121180A1 KR 2022020719 W KR2022020719 W KR 2022020719W WO 2023121180 A1 WO2023121180 A1 WO 2023121180A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tank
header
baffle
heat exchanger
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/020719
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이덕호
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220174618A external-priority patent/KR20230095820A/ko
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Publication of WO2023121180A1 publication Critical patent/WO2023121180A1/ko

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger in which a nozzle capable of connecting an inlet and outlet pipe through which a heat exchange medium is introduced or discharged is coupled to a header tank formed by combining the tank and the header.
  • a heat exchanger is a device that absorbs heat from one side and releases it to the other side between two environments with a temperature difference. In the case of absorbing indoor heat and releasing it to the outside, it is a cooling system that absorbs outside heat and releases it to the room. In some cases, it acts as a heating system.
  • 1 to 3 are exploded perspective views and cross-sectional schematic views showing a conventional heat exchanger and a header tank.
  • a heat exchanger in general, includes a header tank forming a space in which a heat exchange medium is stored and flows; It is configured to include a plurality of tubes 20 connected to the header tank to form a passage through which a heat exchange medium flows, and a radiation fin 30 interposed between the tubes 20 and coupled thereto.
  • the header tank is formed with a space in which the heat exchange medium can be accommodated by the combination of the header 11 and the tank 12, and the end cap 13 is disposed at both ends of the header tank in the longitudinal direction, and the end cap 13 ) may be interposed and coupled between the header 11 and the tank 12 so that the end of the header tank is blocked by the end cap 13.
  • an inlet and outlet pipe 15 may be connected to the end cap 13 so that the heat exchanging medium may be introduced or discharged.
  • a through hole 13a passing through both sides of the end cap 13 may be formed, and the heat exchanger may further include a nozzle 14 and an inlet/outlet pipe 15, and the through hole of the end cap 13 may be further included. It can be assembled in such a way that one side of the nozzle 14 is inserted into (13a) and the inlet and outlet pipe 15 is inserted into the other side of the nozzle 14, and after assembly, the parts can be combined and fixed by brazing .
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to combine a nozzle for connecting an inlet and outlet pipe through which a heat exchange medium is introduced or discharged to a header tank, so that a communication hole, which is an internal passage of the nozzle, is formed. It is to provide a heat exchanger capable of forming a relatively large size.
  • the heat exchanger of the present invention for achieving the above object is a tank formed to open the lower side; a header inserted into the open lower side of the tank and forming a space in which a heat exchange medium is stored and flowed therein by coupling with the tank; a baffle coupled between the tank and the header; and a nozzle in which an insertion portion on one side is formed in a shape corresponding to an inner shape formed by the tank and the baffle, and the insertion portion is inserted and coupled to the inner side formed by the tank and the baffle. It can be configured to include.
  • a lower end of the tank inserted into the header may be spaced apart from an inner lower end of the header, and the baffle may be disposed between the lower end of the tank and the inner lower end of the header.
  • the inner circumferential surface of the tank and the inner circumferential surface of the baffle may be formed without a step.
  • the header may have fixing holes passing through inner and outer surfaces, and fixing tabs of the baffle may protrude, and the fixing tabs of the baffles may be inserted into the fixing holes of the header and coupled thereto.
  • the lower end of the tank may be supported by being in contact with upper ends of both sides of the baffle in the width direction.
  • the nozzle may further include a pipe connection portion extending from the insertion portion and having a larger diameter than the insertion portion.
  • the insertion part of the nozzle is disposed spaced apart from the baffle in a direction in which the tank and the baffle are inserted into the inside, one end of the insertion part is in contact with and supported, interposed between the header and the tank, and both sides are penetrated. It may further include an auxiliary baffle having a through hole formed therein.
  • one end of the insertion portion of the nozzle may be bonded in contact with the auxiliary baffle.
  • the through hole of the auxiliary baffle may be formed in a shape corresponding to the communication hole inside the insertion part of the nozzle so that the through hole does not cover the communication hole.
  • the auxiliary baffle has upper and lower protruding tabs, and coupling holes penetrating inner and outer surfaces of the header and the tank are formed so that the protruding tabs of the auxiliary baffle are inserted into the coupling holes of the header and the tank. and can be combined.
  • the tank and the header are each formed in two rows, the baffle is coupled to one of the two rows, and the other end of the two rows is blocked at both sides at a position corresponding to the baffle.
  • a cap may be attached.
  • the tank is formed to open the lower side; a header inserted into the open lower side of the tank and forming a space in which a heat exchange medium is stored and flowed therein by coupling with the tank; a baffle coupled to the outside of the tank and the header to cover and block the open side of the assembly in which the tank and the header are coupled, and having openings penetrating both sides of the baffle; and a nozzle in which at least a part of the insertion part is formed in a shape corresponding to the inner shape of the tank, and the insertion part is inserted into the inside of the tank and the header and coupled thereto.
  • a baffle coupled to the outside of the tank and the header to cover and block the open side of the assembly in which the tank and the header are coupled, and having openings penetrating both sides of the baffle
  • a nozzle in which at least a part of the insertion part is formed in a shape corresponding to the inner shape of the tank, and the insertion part is inserted into the inside of the tank and
  • an upper side of the insertion portion of the nozzle may be in contact with an inner circumferential surface of the tank and a lower side of the insertion portion may be in contact with and supported by an inner circumferential surface of the header.
  • the upper side of the opening of the baffle may be formed to correspond to the inner circumferential surface of the tank, and the lower side of the opening may be connected to the upper side to form a curved shape without a step difference.
  • the baffle may be formed with a bent tab bent toward the outer surface of the tank and the header extending from the circumference.
  • a plurality of bending tabs of the baffle may be formed, and the bending tabs corresponding to the tank side and the bending tabs corresponding to the header side may be spaced apart from each other.
  • the header may have a protrusion protruding from an inner surface thereof, and a lower end of the tank may be supported by touching the holding protrusion.
  • the nozzle may further include a pipe connection portion extending from the insertion portion and having a larger diameter than the insertion portion.
  • the tank and the header are each formed in two rows, the baffle is coupled to one of the two rows, and the other end of the two rows is blocked at both sides at a position corresponding to the baffle.
  • a cap may be coupled to the open outer side of the tank and header combined assembly.
  • end cap may be formed with a bent tab bent toward the outer surface of the tank and the header extending from the circumference.
  • a plurality of bending tabs of the end cap may be formed, and the bending tabs corresponding to the tank side and the bending tabs corresponding to the header side may be spaced apart from each other.
  • baffle and the end cap may be integrally formed in a connected form.
  • the heat exchanger of the present invention has the advantage of increasing the heat exchange efficiency of the heat exchanger by reducing the flow resistance of the heat exchange medium by forming a relatively large communication hole in the nozzle connecting the header tank and the inlet/outlet pipe.
  • the coupling force is improved at the portion where the nozzle is coupled to the tank and the baffle, so the durability of the portion where the nozzle is connected to the tank and the baffle is improved and the leak of the heat exchange medium is improved.
  • 1 to 3 are partial perspective views showing a coupling structure of a header tank, an end cap, a nozzle, and an inlet and outlet pipe in a conventional heat exchanger.
  • FIGS. 4 to 7 are partial perspective views illustrating a coupling structure of a tank, a header, a baffle, an end cap, and a nozzle in a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
  • 8 to 11 are side views and cross-sectional views showing a coupling structure of a tank, a header, an end cap, and a nozzle in a conventional heat exchanger.
  • 12 to 16 are side views and cross-sectional views showing coupling structures of a tank, a header, a baffle, and a nozzle in a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 to 19 are perspective views illustrating an embodiment further including an auxiliary baffle in the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
  • 20 is an assembled perspective view showing the entire heat exchanger including the inlet pipe and the outlet pipe according to the first embodiment of the present invention.
  • 21 to 24 are assembled perspective views and exploded perspective views showing coupling structures of a tank, a header, a baffle, an end cap, and a nozzle in a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
  • 25 is a left side view showing a state in which the nozzle is removed in FIG. 21;
  • Fig. 26 is a right side view of Fig. 21;
  • FIG. 27 is a cross-sectional view in the AA′ direction of FIG. 26 .
  • FIG. 28 is a BB′ direction cross-sectional view of FIG. 26 .
  • FIGS. 4 to 7 are partial perspective views illustrating a coupling structure of a tank, a header, a baffle, an end cap, and a nozzle in a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention may largely include a tank 110, a header 120, a baffle 130, and a nozzle 150, and may include an end cap 140 and an inlet and outlet. It may contain more pipes.
  • the tank 110 may be formed with a lower side open and concave from the lower side to the upper side.
  • the tank 110 may be formed in a pipe shape in which both ends in the longitudinal direction are open and the lower side is open, so that the cross section may be formed in a “ ⁇ ” shape.
  • the tanks 110 may be formed in two rows, and two tanks 110 may be separately formed so as to form two rows, so that the two tanks 110 may be spaced apart from each other in the width direction.
  • the header 120 may form a space in which the heat exchanging medium is stored and flows by being coupled with the tank 110 .
  • the header 120 may be formed in a concave shape from top to bottom, and the header 120 may be formed in a shape corresponding to the tank 110 so that the tank 110 may be coupled to the header 120 .
  • the header 120 may be integrally formed to form two rows by bending a sheet of sheet material, and the header 120 is formed in a concave shape from top to bottom to form two pipes having a "U" cross section. It may be formed in a pasted and connected form.
  • the lower end of one tank 110 is inserted and coupled to the first column of the header 120, which is the front side in the drawing, and the lower end of another tank 110 is inserted in the second column of the header 1200, which is the rear side in the drawing.
  • the lower end of the tank 110 may be disposed to be spaced apart from the inner lower end of the header 120.
  • the header 120 has a plurality of tube insertion holes penetrating the inner and outer surfaces. 123 is formed so that the tube can be inserted into the tube insertion hole 123 and coupled thereto.
  • the baffle 130 may be interposed between the tank 110 and the header 120 so that the baffle 130 may be coupled to the header 120 and the tank 110 .
  • a fixing hole penetrating the inner and outer surfaces of the header 120 is formed at one end in the lengthwise direction of the header 120, and a fixing tab 131 protrudes downward from the lower side of the baffle 130 so that the fixing tab 131 is fixed. It can be inserted into the hole and combined.
  • upper ends of both sides of the baffle 130 in the width direction contact and press the lower end of the tank 110 so that the baffle 130 may be fixed by the tank 110 and the header 120 .
  • the baffle 130 is first coupled to the header 120 and then the tank 110 is coupled to the header 120 so that the baffle 130 is disposed between the lower end of the tank 110 and the inner lower end of the header 120.
  • the inner circumferential surface of the baffle 130 which is the upper side of the baffle 130, is formed without a step with the inner circumferential surface of the tank 110, and a smooth hole is formed on the inside by the tank 110 and the baffle 130.
  • the baffle 130 may be disposed in the first row, which is the front side, as shown.
  • an end cap 140 may be coupled to the second row formed by the tank 110 and the header 120, and the end cap 140 blocks the longitudinal ends of the tank 110 and the header 120. can be formed
  • the end cap 140 may be disposed at a position corresponding to the baffle 130 in the width direction, and protruding tabs are formed on the upper and lower sides of the end cap 140, and the tank 110 and the header 120 have Coupling holes corresponding to the respective protruding tabs are formed, and the protruding tabs of the end cap 140 may be inserted into and coupled to the coupling holes.
  • the nozzle 150 may be formed in a substantially funnel shape.
  • the nozzle 150 may have an insertion part 151 formed on one side in the longitudinal direction and a pipe connection part 152 extending from the insertion part 151 to the other side in the longitudinal direction.
  • the insertion portion 151 may be formed in a shape corresponding to the inner shape of the tank 110 and the baffle 130, and the pipe connection portion 152 may have a larger diameter than the insertion portion 151.
  • the insertion portion 151 of the nozzle 150 may be inserted and coupled to the inside of the tank 110 and the baffle 130, and the inlet and outlet pipe 160 may be inserted into the pipe connection portion 152 of the nozzle 150. Can be inserted and combined.
  • the heat exchanger of the present invention can form the size of the insertion part 151 of the nozzle 150 using both the inner space formed by the tank 110 and the baffle 130, the heat exchange medium inside the insertion part 151 It is possible to form a relatively large size of the communication hole, which is a flow passage of the. Therefore, it is possible to reduce the flow resistance of the heat exchange medium, thereby increasing the heat exchange efficiency of the heat exchanger.
  • the size of the insertion part of the nozzle forming the communication hole is relatively large, most surfaces of the nozzle insertion part except for a lower portion of the nozzle insertion part may be bonded while being in contact with the tank.
  • bonding force is improved at a portion where the nozzle is coupled to the tank and the baffle, so that durability of the portion where the nozzle is connected to the tank and the baffle is improved and the possibility of leakage of the heat exchange medium can be reduced.
  • 8 to 11 are side views and cross-sectional views showing a coupling structure of a tank, a header, an end cap, and a nozzle in a conventional heat exchanger.
  • the lower side of the tank 12 is inserted into the inside of the header 11, and the end cap 13 is connected to the tank 12 and the header 11 are interposed between and combined.
  • the end cap 13 is connected to the tank 12 and the header 11 are interposed between and combined.
  • the flesh of the end cap 13 inevitably exists around the hole.
  • the nozzle since the insertion portion 14a of the nozzle 14 is inserted into and coupled to the hole of the end cap 13, the nozzle ( The insertion portion 14a of 14) is spaced apart.
  • the flesh of the end cap 13 becomes a factor that reduces the cross-sectional area of the communication hole 14b of the nozzle 14, and as a result, the flow resistance of the heat exchange medium passing through the communication hole 14b of the nozzle 14 increases.
  • the outer surface of the insertion part 14a of the nozzle 14 is spaced apart from the inner circumferential surface of the tank or header, the insertion part 14a of the nozzle 14 and the hole portion of the end cap 13 Since only the nozzle is coupled and joined, the coupling force at the part where the nozzle is coupled to the end cap is relatively low.
  • 12 to 16 are side views and cross-sectional views showing coupling structures of a tank, a header, a baffle, and a nozzle in a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
  • the baffle 130 does not exist inside the tank 110 and is located between the lower end of the tank 110 and the inner lower end of the header 120. will be located Therefore, the size of the inner shape formed by the tank 110 and the baffle 130, which is a hole into which the insertion part 151 of the nozzle 150 is inserted, can be formed relatively larger than in the prior art. Therefore, since the size of the insertion part 151 of the nozzle 150 inserted between the tank 110 and the baffle 130 can be increased, the cross-sectional area of the communication hole 151a inside the insertion part 151 can be relatively increased. can be made large. Thus, the flow resistance of the heat exchanging medium passing through the communication hole 151a can be reduced.
  • the insertion part 151 of the nozzle 150 are in contact with the inner circumferential surface 110a of the tank 110, supported and bonded, and the nozzle 150 is attached to the inner circumferential surface 130a of the baffle 130. Since the lower side of the insertion portion 151 can be supported and bonded to each other, bonding force between the nozzle 150 and the tank 110 increases, thereby improving durability and reducing the possibility of leakage of the heat exchanging medium.
  • FIG. 17 to 19 are perspective views illustrating an embodiment further including an auxiliary baffle in the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger may further include an auxiliary baffle 170.
  • the auxiliary baffle 170 is formed in a shape corresponding to the cross section of the inner space formed by the combination of the tank 110 and the header 120, and the auxiliary baffle 170 has a through hole 171 penetrating both sides in the longitudinal direction. ) can be formed.
  • the auxiliary baffle 170 is disposed spaced apart from the baffle 130 in the longitudinal direction in which the nozzle 150 is inserted between the tank 110 and the baffle 130, and the auxiliary baffle 170 is located inside the baffle 130. can be placed.
  • protruding tabs 172 are formed on the upper and lower sides of the baffle 170 , and the protruding tabs 172 may be inserted into the coupling holes of the tank 110 and the coupling holes of the header 120 and coupled thereto.
  • the insertion part 151 of the nozzle 150 when the insertion part 151 of the nozzle 150 is inserted between the tank 110 and the baffle 130, one end of the insertion part 151 may come into contact with the auxiliary baffle 170 and be supported. Thereafter, one end of the insertion portion 151 of the nozzle 151 may be bonded to the auxiliary baffle 170 to be firmly fixed.
  • the nozzle 150 can be more firmly coupled to the tank 110 by the auxiliary baffle 170, and the insertion depth of the nozzle 150 between the tank 110 and the baffle 130 can be limited. there is.
  • the through hole 171 of the auxiliary baffle 170 may be formed in a shape corresponding to the communication hole that is inside the insertion part 151 of the nozzle 150, and the through hole 171 does not cover the communication hole. It may be formed to be larger than or equal to the cross-sectional area of the communication hole.
  • 20 is an assembled perspective view showing the entire heat exchanger including the inlet pipe and the outlet pipe according to the first embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger may further include a plurality of tubes 300 and heat radiation fins.
  • the tube 300 may be inserted into and coupled to the tube insertion hole formed in the header 120 , and the heat dissipation fin may be inserted and coupled between the tubes 300 .
  • the heat exchanger may include a pair of header tanks, a plurality of tubes, a plurality of heat radiation fins, an inlet pipe, and an outlet pipe.
  • the header tank may include the tank 110, the header 120, the baffle 130, and the nozzle 150, and may further include an end cap 140.
  • an additional baffle may be coupled to the header tank at an arbitrary position between both ends in the longitudinal direction so as to partition an internal space formed by the combination of the tank 110 and the header 120 in the longitudinal direction.
  • a pair of header tanks may be spaced apart from each other vertically, and an inlet pipe 510 may be coupled to a nozzle of one header tank and an outlet pipe 520 may be coupled to a nozzle of the other header tank.
  • the plurality of tubes 300 may be coupled by inserting one end into one header tank and inserting the other end into another header tank.
  • the heat dissipation fin may be interposed between the tubes 300 and coupled to the tubes.
  • the heat exchanger according to the present invention may have a pair of header tanks formed in one row or three or more rows, or may be formed in various other forms.
  • flow paths of various heat exchanging media may be formed using additional baffles or through holes.
  • FIG. 21 to 24 are an assembled perspective view and an exploded perspective view showing a coupling structure of a tank, header, baffle, end cap, and nozzle in a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 25 is a state in which the nozzle is removed from FIG. 21
  • It is a left side view showing 26 is a right side view of FIG. 21,
  • FIG. 27 is a cross-sectional view in the direction AA' of FIG. 26, and
  • FIG. 28 is a cross-sectional view in the direction BB' of FIG.
  • the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention may largely include a tank 110, a header 120, a baffle 600, and a nozzle 150, and may further include an end cap 700.
  • the tank 110 and the header 120 may be formed in the same manner as in the first embodiment described above.
  • the holding protrusion 121 protrudes from the inner surface of the header 120 so that the lower end of the tank 110 can be supported by touching the holding protrusion 121 .
  • the insertion depth may be limited, and the tank 110 may be coupled while maintaining a constant distance.
  • the locking jaw 121 can be applied to both the first and second embodiments of the present invention.
  • the baffle 600 may be fitted and coupled to the outside of the assembly in which the tank 110 and the header 120 are coupled so as to cover and block an open longitudinal end of the assembly in which the tank 110 and the header 120 are coupled. Also, the baffle 600 has an opening 610 penetrating both sides in the longitudinal direction so that an inner space where the tank 110 and the header 120 are coupled may communicate with the outside through the opening 610 .
  • the baffle 600 may be formed in the form of a plate perpendicular to the longitudinal direction, and may have an opening 610 formed at a position spaced apart from the circumference to the inside.
  • the bending tab 620 may be formed in a form bent toward the outer surface of the.
  • a plurality of bending tabs 620 may be formed, and the plurality of bending tabs 620 may be spaced apart from each other.
  • some of the plurality of bending tabs 620 may be bent in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the tank 110 at a position corresponding to the tank 110, and another part of the plurality of bending tabs 620 is a header. It may be bent in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the header 120 at a position corresponding to (120).
  • the plurality of bending tabs 620 are formed parallel to the outer circumferential surface of the corresponding tank 110 or header 120 so that the facing surfaces can be contacted and coupled, and can be joined by brazing in that state. .
  • the lower side of the opening 610 may be formed in a curved shape with no step difference from the upper side of the opening 610 .
  • the top of the opening 610 may be formed to match the shape of the inner circumferential surface of the tank 110, and the bottom of the opening 610 may be formed to match the bottom of the inner circumferential surface of the header 120.
  • the baffles 600 may be disposed in the first row, which is the front side, as shown.
  • the nozzle 150 may include, for example, an insertion part 151 and a pipe connection part 152 .
  • An outer circumferential surface of the insertion portion 151 may be formed to coincide with the opening 610 of the baffle 600 .
  • An upper side of the insertion portion 151 may coincide with an inner circumferential surface of the tank 110 and a lower portion of the insertion portion 151 may coincide with a lower portion of the header 120 .
  • the insertion part 151 of the nozzle 150 may pass through the opening 610 of the baffle 600 and be inserted into the tank 110 and the header 120, and the upper side of the insertion part 151 may be inserted into the tank.
  • a communication hole 151a which is a flow passage for a heat exchanging medium, may be formed inside the insertion portion 151.
  • the pipe connection portion 152 may be formed in the same manner as in the first embodiment, and an inlet and outlet pipe may be inserted and coupled to the pipe connection portion 152 .
  • the size of the insertion part 151 of the nozzle 150 can be formed by maximizing the inner space of the tank 110, the communication hole 151a, which is the flow passage of the heat exchange medium inside the insertion part 151, can be formed.
  • the size can be formed relatively large.
  • the insertion part 151 of the nozzle 150 can be contacted and bonded to the entire inner circumferential circumference of the tank 110, and the lower end of the insertion part 151 can be contacted and bonded to the lower end of the inner circumferential surface of the header 120.
  • the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention may further include an end cap 700.
  • the tank 110 and the header 120 are formed in two rows, respectively, as in the first embodiment, and the baffle 600 is coupled to the front first row of the two rows, and the end cap ( 700) may be combined.
  • the end cap 700 may be formed to block one end of the tank 110 and the header 120 in the longitudinal direction.
  • the end cap 700 is disposed at a position corresponding to the baffle 600 in the width direction, and the end cap 700 covers one open longitudinal end of an assembly in which the tank 110 and the header 120 are combined.
  • the tank 110 and the header 120 may be inserted into and coupled to the outside of the assembly to block.
  • the end cap 700 is formed in a form in which both sides are blocked in the longitudinal direction, so that the inner space where the second row of tanks 110 and the header 120 are combined can be blocked by the end cap 700. .
  • the end cap 700 may be formed in the form of a plate perpendicular to the longitudinal direction, and the end cap 700 is bent toward the outer surfaces of the tank 110 and the header 120 around the end cap 700, and the bending tab ( 720) may be formed.
  • a plurality of bending tabs 720 may be formed, and the plurality of bending tabs 720 may be spaced apart from each other.
  • some of the plurality of bending tabs 720 may be bent in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the tank 110 at a position corresponding to the tank 110, and another part of the plurality of bending tabs 720 may be bent in a form corresponding to the outer circumferential surface of the tank 110.
  • the header 120 may be bent in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the header 120 at a position corresponding to (120).
  • the plurality of bending tabs 720 are formed parallel to the outer circumferential surface of the corresponding tank 110 or header 120 so that the facing surfaces can be contacted and coupled, and can be joined by brazing in that state. .
  • baffle 600 and the end cap 700 may be integrally formed in a connected form.
  • the baffle 600 and the end cap 700 may be integrally formed by pressing one plate material.
  • the second embodiment of the present invention may further include an auxiliary baffle as in the first embodiment, and may further include a plurality of tubes and radiation fins.
  • a pair of header tanks, a plurality of tubes, a plurality of radiating fins, an inlet pipe, and an outlet pipe may be included.
  • the pair of header tanks may be formed in one row or three or more rows, respectively, and may be formed in various forms in addition to this.
  • flow paths of various heat exchanging media may be formed using additional baffles or through holes.
  • first header tank 110: tank
  • 110a inner circumferential surface of the tank
  • baffle baffle
  • 130a inner circumferential surface of the baffle
  • 140 end cap
  • 150 nozzle
  • 151 insertion part
  • 151a communication hole
  • 152 pipe connection
  • 160 inlet and outlet pipe
  • auxiliary baffle 171: through hole, 172: protruding tab,
  • 200 second header tank
  • 300 tube
  • 510 inlet pipe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명의 열교환기는 하측이 개방되게 형성된 탱크; 상기 탱크의 개방된 하측이 내부에 삽입되며, 상기 탱크와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더; 상기 탱크와 헤더의 사이에 개재되어 결합된 배플; 및 일측인 삽입부가 상기 탱크와 배플이 이루는 내측 형상에 대응되는 형태로 형성되며, 상기 탱크와 배플이 이루는 내측에 상기 삽입부가 삽입되어 결합된 노즐; 을 포함하여 이루어져, 헤더탱크와 입출구 파이프를 연결하는 노즐의 연통홀 크기를 상대적으로 크게 형성할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기
본 발명은 탱크와 헤더의 결합에 의해 형성되는 헤더탱크에 열교환매체가 유입 또는 배출되는 입출구 파이프를 연결할 수 있는 노즐이 결합된 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다.
도 1 내지 도 3은 종래의 열교환기와 헤더탱크를 나타낸 분해사시도 및 단면 개략도이다.
일반적으로 열교환기는, 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더탱크; 상기 헤더탱크에 연결되어 열교환매체가 유동되는 통로를 형성하는 복수의 튜브(20) 및 튜브(20)들 사이에 개재되어 결합된 방열핀(30)을 포함하여 구성된다. 그리고 헤더탱크는 헤더(11)와 탱크(12)의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 수용될 수 있는 공간이 형성되며, 헤더탱크의 길이방향 양단에는 엔드캡(13)이 배치되고 엔드캡(13)은 헤더(11)와 탱크(12)의 사이에 개재되어 결합됨으로써 엔드캡(13)에 의해 헤더탱크의 끝부분이 막히도록 형성될 수 있다. 또한, 엔드캡(13)에는 열교환매체가 유입 또는 배출될 수 있도록 입출구 파이프(15)가 연결될 수 있다. 일례로 엔드캡(13)에는 양면을 관통하는 관통공(13a)이 형성되고 열교환기는 노즐(14) 및 입출구 파이프(15)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 엔드캡(13)의 관통공(13a)에 노즐(14)의 일측이 삽입되고 노즐(14)의 타측에는 입출구 파이프(15)가 삽입되는 형태로 조립될 수 있으며, 조립된 후에는 브레이징에 의해 부품들이 결합되어 고정될 수 있다.
그런데 이와 같은 종래의 열교환기에서는 엔드캡(13)의 관통공(13a)을 형성하는 살 부분의 영역으로 인해 그만큼 노즐의 내측 통로인 연통공의 크기(직경)가 작아질 수밖에 없어서 노즐의 연통공의 크기를 키우는데 한계가 있으며, 그 결과 열교환매체의 유동 저항이 증가하게 되어 열교환기의 열교환 효율이 저하되는 단점이 있다. 또한, 엔드캡의 관통공에 삽입되는 부분인 노즐의 일측의 크기가 상대적으로 작기 때문에 노즐과 엔드캡이 연결되는 부분의 결합 강도가 낮아서 내구성이 저하되는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
KR 2014-0095698 A (2014.08.04)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더탱크에 열교환매체가 유입 또는 배출되는 입출구 파이프를 연결하기 위한 노즐을 결합함에 있어서, 노즐의 내부 통로인 연통홀의 크기를 상대적으로 크게 형성할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 하측이 개방되게 형성된 탱크; 상기 탱크의 개방된 하측이 내부에 삽입되며, 상기 탱크와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더; 상기 탱크와 헤더의 사이에 개재되어 결합된 배플; 및 일측인 삽입부가 상기 탱크와 배플이 이루는 내측 형상에 대응되는 형태로 형성되며, 상기 탱크와 배플이 이루는 내측에 상기 삽입부가 삽입되어 결합된 노즐; 을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 헤더에 삽입된 탱크의 하단은 상기 헤더의 내측 하단으로부터 이격되게 배치되고, 상기 배플은 상기 탱크의 하단과 상기 헤더의 내측 하단 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 탱크의 내주면과 상기 배플의 내주면은 서로 단차가 없게 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤더는 내측면과 외측면을 관통하는 고정홀이 형성되고, 상기 배플은 고정탭이 돌출 형성되어, 상기 배플의 고정탭이 상기 헤더의 고정홀에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 탱크의 하단은 상기 배플의 폭방향 양측 상단에 접촉되어 받쳐질 수 있다.
또한, 상기 노즐은, 상기 삽입부에서 연장 형성되며 상기 삽입부보다 직경이 큰 파이프 연결부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐의 삽입부가 탱크와 배플이 이루는 내측에 삽입되는 방향으로 상기 배플에서 이격되게 배치되어 상기 삽입부의 일단이 접촉되어 받쳐지고, 상기 헤더와 탱크의 사이에 개재되어 결합되며, 양면을 관통하는 관통공이 형성된 보조 배플을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐의 삽입부의 일단은 상기 보조 배플과 접촉되어 접합될 수 있다.
또한, 상기 보조 배플의 관통공은 상기 노즐의 삽입부의 내측인 연통공에 대응되는 형태로 형성되되, 상기 관통공이 연통공을 가리지 않도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 배플은 상측 및 하측으로 돌출탭이 형성되고, 상기 헤더 및 탱크에는 내측면과 외측면을 관통하는 결합홀이 형성되어, 상기 보조 배플의 돌출탭이 헤더 및 탱크의 결합홀에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 탱크 및 헤더는 각각 2열로 형성되고, 상기 2열 중 하나의 열에는 상기 배플이 결합되고, 상기 2열 중 다른 하나의 열에는 상기 배플에 대응되는 위치에 양면이 막혀있는 형태의 엔드캡이 결합될 수 있다.
그리고 본 발명의 열교환기는, 하측이 개방되게 형성된 탱크; 상기 탱크의 개방된 하측이 내부에 삽입되며, 상기 탱크와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더; 상기 탱크와 헤더가 결합된 조립체의 개방된 측을 덮어 막도록 상기 탱크와 헤더의 외측에 결합되고, 양면을 관통하는 개구가 형성된 배플; 및 삽입부의 적어도 일부가 상기 탱크의 내측 형상에 대응되는 형태로 형성되며, 상기 탱크와 헤더가 이루는 내측에 상기 삽입부가 삽입되어 결합된 노즐; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐의 삽입부의 상측은 상기 탱크의 내주면에 접촉되고 삽입부의 하측은 상기 헤더의 내주면에 접촉되어 받쳐질 수 있다.
또한, 상기 배플의 개구의 상측은 탱크의 내주면에 대응되게 형성되고 개구의 하측은 상측에 연결되어 단차가 없는 곡선 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 배플은 둘레에서 탱크 및 헤더의 외측면 쪽으로 절곡된 절곡탭이 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 배플의 절곡탭은 복수로 형성되며, 상기 배플의 절곡탭은 탱크 측에 대응되는 위치의 절곡탭과 헤더 측에 대응되는 위치의 절곡탭이 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 헤더는 내측면에서 걸림턱이 돌출 형성되고, 상기 탱크의 하단이 상기 걸림턱에 닿아 받쳐질 수 있다.
또한, 상기 노즐은, 상기 삽입부에서 연장 형성되며 상기 삽입부보다 직경이 큰 파이프 연결부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 탱크 및 헤더는 각각 2열로 형성되고, 상기 2열 중 하나의 열에는 상기 배플이 결합되고, 상기 2열 중 다른 하나의 열에는 상기 배플에 대응되는 위치에 양면이 막혀있는 형태의 엔드캡이 상기 탱크와 헤더가 결합된 조립체의 개방된 외측에 결합될 수 있다.
또한, 상기 엔드캡은 둘레에서 탱크 및 헤더의 외측면 쪽으로 절곡된 절곡탭이 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 엔드캡의 절곡탭은 복수로 형성되며, 상기 엔드캡의 절곡탭은 탱크 측에 대응되는 위치의 절곡탭과 헤더 측에 대응되는 위치의 절곡탭이 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 배플 및 엔드캡은 하나로 연결된 형태의 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 열교환기는 헤더탱크와 입출구 파이프를 연결하는 노즐의 연통홀 크기를 상대적으로 크게 형성할 수 있어, 열교환매체의 유동 저항을 줄일 수 있어 열교환기의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 연통홀을 형성하는 노즐의 삽입부의 크기가 상대적으로 크기 때문에 노즐이 탱크 및 배플과 결합된 부분에서 결합력이 향상되므로, 노즐이 탱크 및 배플에 연결되는 부분의 내구성이 향상되고 열교환매체의 리크 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 열교환기에서 헤더탱크, 엔드캡, 노즐 및 입출구 파이프의 결합 구조를 나타낸 부분사시도이다.
도 4 내지 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 부분사시도이다.
도 8 내지 도 11은 종래기술을 적용한 열교환기에서 탱크, 헤더, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플 및 노즐의 결합구조를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 보조 배플을 더 포함한 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제1실시예에 따른 입구 파이프 및 출구 파이프를 포함한 열교환기 전체를 나타낸 조립사시도이다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이다.
도 25는 도 21에서 노즐을 제거한 상태를 나타낸 좌측면도이다.
도 26은 도 21의 우측면도이다.
도 27은 도 26의 AA'방향 단면도이다.
도 28은 도 26의 BB'방향 단면도이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4 내지 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 부분사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기는 크게 탱크(110), 헤더(120), 배플(130) 및 노즐(150)을 포함하여 구성될 수 있으며, 엔드캡(140) 및 입출구 파이프를 더 포함할 수 있다.
탱크(110)는 하측이 개방되게 형성되어 하측에서 상측으로 오목한 형태로 형성될 수 있다. 보다 상세하게 탱크(110)는 길이방향 양단이 개방된 파이프 형태에서 하측이 개방되어 있는 형태로 형성되어, 단면이 "∩" 형태로 형성될 수 있다. 그리고 일례로 탱크(110)는 2열로 형성될 수 있으며, 탱크(110)는 2열을 형성하도록 2개가 각각 별개로 형성되어 2개의 탱크(110)가 서로 폭방향으로 이격 배치될 수 있다.
헤더(120)는 탱크(110)와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성할 수 있다. 헤더(120)는 상측에서 하측으로 오목한 형태로 형성될 수 있으며, 헤더(120)는 탱크(110)에 대응되는 형태로 형성되어 헤더(120)에 탱크(110)가 결합될 수 있다. 일례로 헤더(120)는 한 장의 판재를 절곡하여 2열을 형성하도록 일체로 형성될 수 있으며, 헤더(120)는 상측에서 하측으로 오목한 형태로 형성되어 단면이 "U"자인 파이프 형태를 두 개 붙여서 이어놓은 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 도면상에서 전방쪽인 헤더(120)의 제1열에 하나의 탱크(110)의 하단이 삽입되어 결합되고 도면상에서 후방쪽인 헤더(1200의 제2열에 다른 하나의 탱크(110)의 하단이 삽입되어 결합될 수 있다. 여기에서 탱크(110)의 하단은 헤더(120)의 내측 하단으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 헤더(120)에는 내측면과 외측면을 관통하는 복수의 튜브 삽입홀(123)이 형성되어 튜브가 튜브 삽입홀(123)에 삽입되어 결합될 수 있다.
배플(130)은 탱크(110)와 헤더(120)의 사이에 개재되어, 배플(130)이 헤더(120) 및 탱크(110)에 결합될 수 있다. 헤더(120)의 길이방향 일단에는 내측면과 외측면을 관통하는 고정홀이 형성되고, 배플(130)의 하측에는 고정탭(131)이 하부쪽을 향해 돌출 형성되어 고정탭(131)이 고정홀에 삽입되어 결합될 수 있다. 그리고 배플(130)의 폭방향 양측 상단은 탱크(110)의 하단에 접촉되어 눌려서 탱크(110)와 헤더(120)에 의해 배플(130)이 고정될 수 있다. 즉, 헤더(120)에 배플(130)을 먼저 결합한 후 탱크(110)를 헤더(120)에 결합하여, 탱크(110)의 하단과 헤더(120)의 내측 하단 사이에 배플(130)이 배치될 수 있다. 여기에서 배플(130)의 상측인 배플(130)의 내주면은 탱크(110)의 내주면과 서로 단차가 없게 형성되어, 탱크(110)와 배플(130)에 의해 내측에 매끈한 형태의 구멍이 뚫려있는 형태가 될 수 있다. 또한, 배플(130)은 도시된 바와 같이 전방쪽인 제1열에 배치될 수 있다.
그리고 탱크(110) 및 헤더(120)가 형성하는 제2열에는 엔드캡(140)이 결합될 수 있으며, 엔드캡(140)은 탱크(110) 및 헤더(120)의 길이방향 단부를 막도록 형성될 수 있다. 또한, 엔드캡(140)은 폭방향으로 배플(130)에 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 엔드캡(140)은 상측 및 하측에 돌출탭이 형성되고 탱크(110) 및 헤더(120)에는 각각 돌출탭에 대응되는 결합홀이 형성되어, 이 결합홀에 엔드캡(140)의 돌출탭이 삽입되어 결합될 수 있다.
노즐(150)은 대략 깔때기 형태로 형성될 수 있다. 노즐(150)은 길이방향 일측에 삽입부(151)가 형성되고 삽입부(151)에서 길이방향 타측으로 파이프 연결부(152)가 연장 형성될 수 있다. 그리고 삽입부(151)는 탱크(110)와 배플(130)이 이루는 내측 형상에 대응되는 형태로 형성될 수 있으며, 파이프 연결부(152)는 삽입부(151)보다 직경이 크게 형성될 수 있다. 또한, 탱크(110)와 배플(130)이 이루는 내측에 노즐(150)의 삽입부(151)가 삽입되어 결합될 수 있으며, 노즐(150)의 파이프 연결부(152)에는 입출구 파이프(160)가 삽입되어 결합될 수 있다.
그리하여 본 발명의 열교환기는 탱크(110)와 배플(130)이 이루는 내측 공간을 모두 이용해 노즐(150)의 삽입부(151)의 크기를 형성할 수 있으므로, 삽입부(151)의 내측의 열교환매체의 유동 통로인 연통홀의 크기를 상대적으로 크게 형성할 수 있다. 따라서 열교환매체의 유동 저항을 줄일 수 있어 열교환기의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 연통홀을 형성하는 노즐의 삽입부의 크기가 상대적으로 크고, 노즐의 삽입부의 하측 일부를 제외한 대부분의 면이 탱크에 접촉된 상태로 접합되어 결합될 수 있다. 이에 따라 노즐이 탱크 및 배플과 결합된 부분에서 결합력이 향상되므로, 노즐이 탱크 및 배플에 연결되는 부분의 내구성이 향상되고 열교환매체의 리크 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.
보다 상세하게 종래의 기술과 본 발명의 기술을 비교해보면 아래와 같다.
도 8 내지 도 11은 종래기술을 적용한 열교환기에서 탱크, 헤더, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도시된 바와 같이 종래기술을 적용하여 열교환기를 형성했을 때를 보면, 탱크(12)의 하측이 헤더(11)의 내측에 삽입되어 있고, 엔드캡(13)은 탱크(12)와 헤더(11)의 사이에 개재되어 결합된다. 그리고 노즐(14)의 삽입부(14a)가 삽입되는 부분인 엔드캡(13)의 양면을 관통하는 구멍을 형성하기 위해 구멍의 주변으로 엔드캡(13)의 살이 존재할 수밖에 없다. 또한, 노즐(14)의 삽입부(14a)는 엔드캡(13)의 구멍에 삽입되어 결합되기 때문에, 엔드캡(13)의 살 두께만큼 탱크(12)의 내측면에서 반경방향 안쪽으로 노즐(14)의 삽입부(14a)가 이격된다. 따라서 엔드캡(13)의 살은 노즐(14)의 연통홀(14b)의 단면적을 축소시키는 요인이 되어, 그 결과 노즐(14)의 연통홀(14b)을 통과하는 열교환매체의 유동 저항이 커지게 된다. 또한, 노즐(14)의 삽입부(14a)의 외측면은 탱크 또는 헤더의 내주면에 접촉되지 않고 이격된 상태가 되므로, 노즐(14)의 삽입부(14a)와 엔드캡(13)의 구멍 부분만 결합되어 접합되기 때문에 노즐이 엔드캡에 결합된 부분에서의 결합력이 상대적으로 낮아지게 된다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플 및 노즐의 결합구조를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 기술을 적용하여 열교환기를 형성했을 때를 보면, 배플(130)이 탱크(110)의 내측에는 존재하지 않고 탱크(110)의 하단과 헤더(120)의 내측 하단 사이에 위치하게 된다. 따라서 종래에 비해 노즐(150)의 삽입부(151)가 삽입되는 구멍인 탱크(110)와 배플(130)이 형성하는 내측 형상의 크기가 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 따라서 탱크(110)와 배플(130)의 사이에 삽입되는 노즐(150)의 삽입부(151)의 크기를 키울 수 있으므로, 삽입부(151)의 내측인 연통홀(151a)의 단면적을 상대적으로 크게 형성할 수 있게 된다. 그리하여 연통홀(151a)을 통과하는 열교환매체의 유동 저항을 줄일 수 있다. 그리고 탱크(110)의 내주면(110a)에 노즐(150)의 삽입부(151)의 대부분의 면이 접촉되어 받쳐져 접합되고, 배플(130)의 내주면(130a)의 내주면에 노즐(150)의 삽입부(151)의 하측이 접촉되어 받쳐져 접합될 수 있기 때문에, 노즐(150)과 탱크(110)의 결합력이 증대하여 내구성이 향상되고 열교환매체의 리크 가능성을 줄일 수 있다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 보조 배플을 더 포함한 실시예를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 보조 배플(170)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
보조 배플(170)은 탱크(110)와 헤더(120)의 결합에 의해 형성되는 내측 공간의 단면에 대응되는 형태로 형성되되, 보조 배플(170)은 길이방향으로 양면을 관통하는 관통공(171)이 형성될 수 있다. 그리고 보조 배플(170)은 노즐(150)이 탱크(110)와 배플(130)의 사이로 삽입되는 길이방향으로 배플(130)에서 이격되게 배치되어, 배플(130)보다 안쪽에 보조 배플(170)이 배치될 수 있다. 또한, 배플(170)은 상측 및 하측으로 돌출탭(172)이 형성되어, 돌출탭(172)이 탱크(110)의 결합홀 및 헤더(120)의 결합홀에 삽입되어 결합될 수 있다. 그리하여 노즐(150)의 삽입부(151)를 탱크(110)와 배플(130)의 사이로 삽입하였을 때 삽입부(151)의 일단이 보조 배플(170)에 접촉되어 받쳐질 수 있다. 이후 노즐(151)의 삽입부(151)의 일단은 보조 배플(170)과 접합되어 견고하게 고정될 수 있다. 이와 같이 보조 배플(170)에 의해 노즐(150)이 보다 견고하게 탱크(110)에 결합될 수 있으며, 노즐(150)이 탱크(110)와 배플(130)의 사이로 삽입되는 깊이가 제한될 수 있다.
또한, 보조 배플(170)의 관통공(171)은 노즐(150)의 삽입부(151)의 내측인 연통공에 대응되는 형태로 형성될 수 있으며, 관통공(171)은 연통공을 가리지 않도록 연통공의 단면적보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제1실시예에 따른 입구 파이프 및 출구 파이프를 포함한 열교환기 전체를 나타낸 조립사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 복수의 튜브(300) 및 방열핀을 더 포함하여 구성될 수 있다. 튜브(300)는 헤더(120)에 형성된 튜브 삽입홀에 삽입되어 결합될 수 있고, 방열핀은 튜브(300)들 사이에 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 한 쌍의 헤더탱크, 복수의 튜브, 복수의 방열핀, 입구 파이프 및 출구 파이프를 포함하여 구성될 수 있다.
헤더탱크는 상기한 탱크(110), 헤더(120), 배플(130) 및 노즐(150)을 포함할 수 있으며, 엔드캡(140)을 더 포함할 수 있다. 여기에서 헤더탱크는 탱크(110)와 헤더(120)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간을 길이방향으로 구획할 수 있도록 길이방향 양단의 사이의 임의의 위치에 추가적인 배플이 결합될 수 있다. 그리고 한 쌍의 헤더탱크가 상하로 이격되게 배치되고, 하나의 헤더탱크의 노즐에는 입구 파이프(510)가 결합되고 다른 하나의 헤더탱크의 노즐에는 출구 파이프(520)가 결합될 수 있다. 복수의 튜브(300)는 일단이 하나의 헤더탱크에 삽입되어 결합되고 타단이 다른 하나의 헤더탱크에 삽입되어 결합될 수 있다. 방열핀은 튜브(300)들 사이에 개재되어 튜브에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기는 한 쌍의 헤더탱크가 1열 또는 3열 이상으로 형성될 수도 있으며, 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그리고 추가적인 배플이나 연통홀 등을 이용해 다양한 열교환매체의 유동 경로를 형성할 수 있다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기에서 탱크, 헤더, 배플, 엔드캡 및 노즐의 결합구조를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이며, 도 25는 도 21에서 노즐을 제거한 상태를 나타낸 좌측면도이다. 그리고 도 26은 도 21의 우측면도이고, 도 27은 도 26의 AA'방향 단면도이며, 도 28은 도 26의 BB'방향 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기는 크게 탱크(110), 헤더(120), 배플(600) 및 노즐(150)을 포함할 수 있고, 엔드캡(700)을 더 포함할 수 있다.
탱크(110)와 헤더(120)는 상기한 제1실시예와 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 헤더(120)의 내측면에서 걸림턱(121)이 돌출 형성되어 탱크(110)의 하단이 걸림턱(121)에 닿아 받쳐질 수 있다. 그리하여 탱크(110)가 헤더(120)의 내측에 삽입될 때 삽입되는 깊이가 제한될 수 있으며, 일정한 거리를 유지한 상태로 결합될 수 있다. 여기에서 걸림턱(121)은 본 발명의 제1,2실시예에 모두 적용될 수 있다.
배플(600)은 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 조립체의 개방된 길이방향 일단을 덮어 막도록 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 조립체의 외측에 끼워져 결합될 수 있다. 그리고 배플(600)은 길이방향으로 양면을 관통하는 개구(610)가 형성되어 개구(610)를 통해 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 내부 공간과 외부가 연통될 수 있다. 일례로 배플(600)은 길이방향에 수직인 판 형태로 형성되어 둘레에서 안쪽으로 이격된 위치에 개구(610)가 형성될 수 있으며, 배플(600)은 둘레에서 탱크(110) 및 헤더(120)의 외측면 쪽으로 절곡된 형태로 절곡탭(620)이 형성될 수 있다. 그리고 절곡탭(620)은 복수로 형성될 수 있고, 복수의 절곡탭(620)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 복수의 절곡탭(620) 중 일부는 탱크(110)에 대응되는 위치에 탱크(110)의 외주면에 대응되는 형태로 절곡될 수 있으며, 복수의 절곡탭(620) 중 또 다른 일부는 헤더(120)에 대응되는 위치에 헤더(120)의 외주면에 대응되는 형태로 절곡될 수 있다. 또한, 복수의 절곡탭(620)은 각각 대응되는 탱크(110) 또는 헤더(120)의 외주면과 나란하게 형성되어 마주보는 면이 접촉되어 결합될 수 있으며, 그 상태에서 브레이징에 의해 접합될 수 있다. 개구(610)의 하측은 개구(610)의 상측과 단차가 없는 곡선 형태로 형성될 수 있다. 일례로 개구(610)의 상측은 탱크(110)의 내주면 형태와 일치하게 형성될 수 있고, 개구(610)의 하단은 헤더(120)의 내주면 하단과 일치하게 형성될 수 있다. 또한, 배플(600)은 도시된 바와 같이 전방쪽인 제1열에 배치될 수 있다.
노즐(150)은 일례로 삽입부(151) 및 파이프 연결부(152)를 포함할 수 있다. 삽입부(151)의 외주면은 배플(600)의 개구(610)와 일치하게 형성될 수 있다. 삽입부(151)의 상측은 탱크(110)의 내주면과 일치하고 삽입부(151)의 하단은 헤더(120)의 하단과 일치하게 형성될 수 있다. 그리고 노즐(150)의 삽입부(151)는 배플(600)의 개구(610)를 통과하여 탱크(110)와 헤더(120)의 내부에 삽입될 수 있고, 삽입부(151)의 상측은 탱크(110)의 내주면에 접촉되며 삽입부(151)의 하단은 헤더(120)의 내주면 하단에 접촉되어 받쳐질 수 있다. 또한, 삽입부(151)의 내측에는 열교환매체의 유동 통로인 연통홀(151a)이 형성될 수 있다. 파이프 연결부(152)는 제1실시예와 동일하게 형성될 수 있으며, 파이프 연결부(152)에는 입출구 파이프가 삽입되어 결합될 수 있다.
그리하여 탱크(110)의 내측 공간을 최대로 이용해 노즐(150)의 삽입부(151)의 크기를 형성할 수 있으므로, 삽입부(151)의 내측의 열교환매체의 유동 통로인 연통홀(151a)의 크기를 상대적으로 크게 형성할 수 있다. 그리고 탱크(110)의 내주면 둘레 전체에 노즐(150)의 삽입부(151)가 접촉되어 접합될 수 있고, 헤더(120)의 내주면 하단에 삽입부(151)의 하단이 접촉되어 접합될 수 있으므로, 노즐이 탱크 및 헤더와 결합된 부분에서 결합력이 현저하게 향상되므로, 노즐이 탱크 및 헤더에 연결되는 부분의 내구성이 향상되고 열교환매체의 리크 가능성을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기는 엔드캡(700)을 더 포함할 수 있다. 여기에서 탱크(110) 및 헤더(120)는 제1실시예와 같이 각각 2열로 형성되고, 2열 중 전방인 제1열에는 배플(600)이 결합되고, 후방인 제2열에는 엔드캡(700)이 결합될 수 있다.
엔드캡(700)은 탱크(110) 및 헤더(120)의 길이방향 일단을 막도록 형성될 수 있다. 일례로 엔드캡(700)은 폭방향으로 배플(600)에 대응되는 위치에 배치되고, 엔드캡(700)은 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 조립체의 개방된 길이방향 일단을 덮어 막도록 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 조립체의 외측에 끼워져 결합될 수 있다. 그리고 엔드캡(700)은 길이방향으로 양면이 막혀있는 형태로 형성되어, 엔드캡(700)에 의해 제2열의 탱크(110)와 헤더(120)가 결합된 내부 공간과 외부가 차단될 수 있다. 또한, 엔드캡(700)은 길이방향에 수직인 판 형태로 형성될 수 있으며, 엔드캡(700)은 그 둘레에서 탱크(110) 및 헤더(120)의 외측면 쪽으로 절곡된 형태로 절곡탭(720)이 형성될 수 있다. 그리고 절곡탭(720)은 복수로 형성될 수 있고, 복수의 절곡탭(720)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 복수의 절곡탭(720) 중 일부는 탱크(110)에 대응되는 위치에 탱크(110)의 외주면에 대응되는 형태로 절곡될 수 있으며, 복수의 절곡탭(720) 중 또 다른 일부는 헤더(120)에 대응되는 위치에 헤더(120)의 외주면에 대응되는 형태로 절곡될 수 있다. 또한, 복수의 절곡탭(720)은 각각 대응되는 탱크(110) 또는 헤더(120)의 외주면과 나란하게 형성되어 마주보는 면이 접촉되어 결합될 수 있으며, 그 상태에서 브레이징에 의해 접합될 수 있다.
또한, 배플(600) 및 엔드캡(700)은 하나로 연결된 형태의 일체로 형성될 수 있다. 일례로 하나의 판재를 프레싱 가공하여 배플(600) 및 엔드캡(700)이 일체로 형성될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나 본 발명의 제2실시예에서는 제1실시예와 마찬가지로 보조 배플을 더 포함할 수 있으며, 복수의 튜브 및 방열핀을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에서는 한 쌍의 헤더탱크, 복수의 튜브, 복수의 방열핀, 입구 파이프 및 출구 파이프를 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 한 쌍의 헤더탱크는 각각 1열 또는 3열 이상으로 형성될 수도 있으며, 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그리고 추가적인 배플이나 연통홀 등을 이용해 다양한 열교환매체의 유동 경로를 형성할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
100 : 제1헤더탱크, 110 : 탱크, 110a : 탱크의 내주면,
120 : 헤더, 121 : 걸림턱, 123 : 튜브 삽입홀,
130 : 배플, 130a : 배플의 내주면, 131 : 고정탭,
140 : 엔드캡, 150 : 노즐, 151 : 삽입부,
151a : 연통홀, 152 : 파이프 연결부, 160 : 입출구 파이프,
170 : 보조 배플, 171 : 관통공, 172 : 돌출탭,
200 : 제2헤더탱크, 300 : 튜브, 510 : 입구 파이프,
520 : 출구 파이프, 600 : 배플, 610 : 개구,
620 : 절곡탭, 700 : 엔드캡, 720 : 절곡탭

Claims (22)

  1. 하측이 개방되게 형성된 탱크;
    상기 탱크의 개방된 하측이 내부에 삽입되며, 상기 탱크와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더;
    상기 탱크와 헤더의 사이에 개재되어 결합된 배플; 및
    일측인 삽입부가 상기 탱크와 배플이 이루는 내측 형상에 대응되는 형태로 형성되며, 상기 탱크와 배플이 이루는 내측에 상기 삽입부가 삽입되어 결합된 노즐;
    을 포함하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤더에 삽입된 탱크의 하단은 상기 헤더의 내측 하단으로부터 이격되게 배치되고, 상기 배플은 상기 탱크의 하단과 상기 헤더의 내측 하단 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탱크의 내주면과 상기 배플의 내주면은 서로 단차가 없게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤더는 내측면과 외측면을 관통하는 고정홀이 형성되고, 상기 배플은 고정탭이 돌출 형성되어, 상기 배플의 고정탭이 상기 헤더의 고정홀에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탱크의 하단은 상기 배플의 폭방향 양측 상단에 접촉되어 받쳐진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은,
    상기 삽입부에서 연장 형성되며 상기 삽입부보다 직경이 큰 파이프 연결부를 더 포함하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의 삽입부가 탱크와 배플이 이루는 내측에 삽입되는 방향으로 상기 배플에서 이격되게 배치되어 상기 삽입부의 일단이 접촉되어 받쳐지고, 상기 헤더와 탱크의 사이에 개재되어 결합되며, 양면을 관통하는 관통공이 형성된 보조 배플을 더 포함하는 열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐의 삽입부의 일단은 상기 보조 배플과 접촉되어 접합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보조 배플의 관통공은 상기 노즐의 삽입부의 내측인 연통공에 대응되는 형태로 형성되되, 상기 관통공이 연통공을 가리지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 보조 배플은 상측 및 하측으로 돌출탭이 형성되고, 상기 헤더 및 탱크에는 내측면과 외측면을 관통하는 결합홀이 형성되어, 상기 보조 배플의 돌출탭이 헤더 및 탱크의 결합홀에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탱크 및 헤더는 각각 2열로 형성되고,
    상기 2열 중 하나의 열에는 상기 배플이 결합되고, 상기 2열 중 다른 하나의 열에는 상기 배플에 대응되는 위치에 양면이 막혀있는 형태의 엔드캡이 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 하측이 개방되게 형성된 탱크;
    상기 탱크의 개방된 하측이 내부에 삽입되며, 상기 탱크와의 결합에 의해 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 헤더;
    상기 탱크와 헤더가 결합된 조립체의 개방된 측을 덮어 막도록 상기 탱크와 헤더의 외측에 결합되고, 양면을 관통하는 개구가 형성된 배플; 및
    삽입부의 적어도 일부가 상기 탱크의 내측 형상에 대응되는 형태로 형성되며, 상기 탱크와 헤더가 이루는 내측에 상기 삽입부가 삽입되어 결합된 노즐;
    을 포함하는 열교환기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노즐의 삽입부의 상측은 상기 탱크의 내주면에 접촉되고 삽입부의 하측은 상기 헤더의 내주면에 접촉되어 받쳐진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 배플의 개구의 상측은 탱크의 내주면에 대응되게 형성되고 개구의 하측은 상측에 연결되어 단차가 없는 곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 배플은 둘레에서 탱크 및 헤더의 외측면 쪽으로 절곡된 절곡탭이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배플의 절곡탭은 복수로 형성되며, 상기 배플의 절곡탭은 탱크 측에 대응되는 위치의 절곡탭과 헤더 측에 대응되는 위치의 절곡탭이 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 헤더는 내측면에서 걸림턱이 돌출 형성되고, 상기 탱크의 하단이 상기 걸림턱에 닿아 받쳐진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 노즐은,
    상기 삽입부에서 연장 형성되며 상기 삽입부보다 직경이 큰 파이프 연결부를 더 포함하는 열교환기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 탱크 및 헤더는 각각 2열로 형성되고,
    상기 2열 중 하나의 열에는 상기 배플이 결합되고, 상기 2열 중 다른 하나의 열에는 상기 배플에 대응되는 위치에 양면이 막혀있는 형태의 엔드캡이 상기 탱크와 헤더가 결합된 조립체의 개방된 외측에 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 엔드캡은 둘레에서 탱크 및 헤더의 외측면 쪽으로 절곡된 절곡탭이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 엔드캡의 절곡탭은 복수로 형성되며, 상기 엔드캡의 절곡탭은 탱크 측에 대응되는 위치의 절곡탭과 헤더 측에 대응되는 위치의 절곡탭이 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 배플 및 엔드캡은 하나로 연결된 형태의 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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