KR19980070184A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

비이드가 형성된 튜브와 헤더파이프의 튜브삽입구멍과의 납땜 부착성을 향상시킨 열교환기를 얻는 것.

내부의 유로를 구분한 긴 비이드(11, 11)가 형성된 튜브(2)의 단부를 헤더파이프(3, 4)의 튜브삽입구멍(9)에 삽입하고, 튜브(2)와 튜브삽입구멍(9)의 가장자리를 납땜부착하여 되는 열교환기(1)에 있어서, 튜브(2)의 단부에 비이드(11)가 존재하지 않는 평탄부(2a)를 설치함과 동시에, 튜브삽입구멍(9)의 가장자리부에 상기 평탄부(2a)와 연계하여 납땜부착되는 버어링(9a)을 형성하고, 또한 튜브의 길이방향에 있어서 평탄부(2a)의 폭(A)을 튜브의 길이방향에 있어서 버어링(9a)의 폭(B)보다 크게 형성한 열교환기이다. 이로서 튜브(2)의 삽입량에 다소가 있다 할지라도 튜브와 헤더파이프와의 납땜부착에는 하등 영향을 미치는 일이 없다.

Description

열교환기

본 발명은 비이드가 형성된 튜브와 헤더파이프의 튜브삽입구멍과의 납땜부착성을 향상시킨 열교환기에 관한다.

종래의 복수의 튜브를 적층함과 동시에 각 튜브의 단부를 헤더파이프의 튜브삽입구멍에 각각 삽입하고, 이것 등의 튜브와 튜브삽입구멍의 가장자리를 납땜부착시켜서 되는 열교환기가 알려져 있다. 이 종류의 열교환기에 의하면 열교환용의 매체는 헤더파이프에 설치된 입구조인트 및 출구조인트의 조인트 사이에서 튜브를 통과시킬 때에 열교환을 하면서 복수회수로 사행하여 유통된다.

상기 열교환기에 사용되는 튜브로서는 알루미늄 합금 등으로부터 되는 박판(薄板)형상의 플레이트를 절곡하여 또는 2장을 겹쳐서 플레이트의 폭방향 가장자리 끝끼리를 납땜질 부착하여 되는 것이 알려져 왔다.

이와 같은 튜브에는 로울성형 등으로서 플레이트면의 굴곡으로서 되는 내향형상의 돌부(이하, 비이드로 칭함)가 형성되어 있다. 즉, 이 비이드는 비이드끼리 혹은 비이드와 대향 튜브면이 납땜부착되고 튜브의 내부의 유로를 구분함으로써 보강재로서 튜브의 내압성을 향상하며, 또한 매체와의 전열면을 확장하여 열교환율을 향상하는 것이다. 그 형태로서는 튜브 길이방향을 걸쳐서 연속하는 것이나, 원형상, 타원형상 등의 것이 있다.

한편, 상기 열교환기에 사용되는 헤더파이프로서는 알루미늄 합금 등으로서 되는 판자형상의 헤더파이프 소재를 원관형상으로 둥글게 하여 형성한 것이나, 엔드플레이트나 탱크플레이트 등의 헤더파이프 소재를 지름방향으로 조립하여 형성한 것 등이 있다.

헤더파이프의 튜브삽입구멍은 헤더파이프 소재를 프레스성형 등을 할 때에 형성되어 있다. 그 형상은 튜브의 횡단면 형상으로 대응한 것이며, 통상 튜브를 끼어넣을 수 있도록 튜브의 외주보다 약간 큰 것으로 되어 있다.

그리고, 비이드가 설치되어 있는 튜브의 경우는, 튜브의 횡단면형상이 복잡하게 되므로, 이 복잡한 형상에 적합하는 형상의 튜브삽입구멍을 형성하는 것은 매우 곤난하다. 여기서, 튜브의 소정부위에는 비이드를 넣지 않는 평탄부가 설치된다거나(예컨대, 특개 평8-200977호), 또 튜브삽입구멍의 가장자리에 돌기형상의 면부(이하, 버어링이라 칭한다)를 폭넓게 형성하는 등의 연구를 하고 있다.

또 다시, 튜브의 단부일대를 평탄부라고 하면, 헤더파이프의 내부에 있어서 튜브의 납땜시의 강도가 저하되어서 튜브와 헤더파이프와의 납땜부착의 불량을 초래함으로써 튜브의 단부에도 비이드가 형성되기도 한다. 즉, 평탄부는 튜브의 길이방향을 대하여 비이드와 비이드 사이에 위치하도록 설치되어 있다. 예컨대 특개 평8-49995호에 개시된 열교환기는 튜브의 길이방향으로 다수의 비이드를 소정 피치로서 형성한 것이며, 특히 그 소정의 피치보다 긴 버어링을 형성함으로써 비이드 사이에 위치하는 평탄부와 버어링과의 납땜면을 확보하는 것이다.

상기한 열교환기에 있어서, 열교환매체에 대한 내압성을 충분히 얻기 위해서는 튜브의 평탄부와 튜브삽입구멍의 버어링과의 납땜부착이 튜브의 길이방향에 대하여 어느 정도 폭넓게 행해질 것을 요한다. 특히, 응축기와 같이 비교적 고압을 사용하는 것은 뛰어난 내압성이 필요하며, 이와 같은 납땜부착의 신뢰성이 중요하다.

이점, 상기 특개 평8-49995호 공보에 개시된 열교환기의 경우는 버어링의 부위에 비이드도 위치하게 되는 것으로서, 소용의 납땜부착폭보다 긴 버어링을 형성하지 않으면 아니된다고 하는 문제가 있었다. 그러나, 버어링을 길게 하기 위해서는 헤더파이프 소재의 조루기성형 등이 따르기 때문에 곤난하며, 또한 한도가 있다.

따라서, 너무 길게 형성할 수 없는 버어링과, 상기한 비이드간의 평탄부와를 납땜부착할 때는 당해 평탄부가 버어링의 개소에 위치하도록 튜브삽입량의 조정이 필요하게 된다. 이 조정은 이외로 곤난하며, 더욱이 원형상의 헤더파이프의 경우는 특히 위치결정이 어렵게 되는 불합리점이 있었다. 그 결과, 납땜부착폭의 확보가 불안정하며, 자칫 잘목하면 납땜부착폭이 부족하여 열교환기의 내압성이 떨어지게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 행해지는 것으로서, 튜브의 길이방향에 대하여 비이드 사이에 설치한 평탄부와, 튜브삽입구멍의 가장자리부에 형성한 버어링이 납땜부착이 확실하게 행해지도록 구성한 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내부의 유로를 구분하는 긴 비이드가 형성된 튜브의 단부를 헤더파이프의 튜브삽입구멍에 삽입하고, 상기 튜브와 상기 튜브삽입구멍의 가장자리를 납땜부착하여 되는 열교환기에 있어서, 상기 튜브의 단부에 상기 비이드가 존재하지 않는 평탄부를 설치함과 동시에, 상기 튜브삽입구멍의 가장자리부에 상기 평탄부와 연계하여 납땜부착되는 버어링을 형성하고, 또다시 상기 튜브의 길이방향에 있어서 상기 평탄부의 폭을 튜브의 길이방향에 있어서 상기 버어링의 폭보다 크게 형성한 열교환기이다.

이와 같이, 튜브의 길이방향에 대하여 평탄부를 비이드 사이에 설치하고, 또한 평탄부의 폭을 버어링의 폭보다 크게 하면, 헤더파이프의 내부에 있어서 튜브의 납땜부착시의 강도를 확보할 수가 있어서 납땜부착 불량을 저감할 수 있음과 동시에, 튜브의 삽입량에 다소의 어긋남이 발생하여도 납땜면적을 확보할 수가 있다. 이 결과, 납땜부착성의 향상과 이에 따른 내압성의 향상을 도모할 수가 있다.

종래에 있어서는 평탄부가 튜브의 길이방향에 대하여 비이드 사이에 위치하면, 버어링과 당해 평탄부를 합치는 튜브단부의 삽입량의 조정이 필요하여, 또 이 조정이 곤난하여 튜브길이방향에 대한 평탄부와 버어링과의 납땜폭의 확보가 불안정했으나, 본 발명에서는 튜브의 삽입량의 조정이 용이하게 되므로써 그러한 불안정성을 해소하고, 납땜부착의 신뢰성을 향상할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 제1구체예에 관하여 열교환기를 나타내는 정면도이다.

도 2는 본 발명의 제1구체예에 관하여 튜브의 단부근방과 튜브삽입구멍의 개소를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제1구체예에 관하여 평탄부와 버어링을 위치맞춤한 상태를 나타내는 횡단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1구체예에 관하여 평탄부와 버어링을 위치맞춤한 상태를 나타내는 종단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2구체예에 관하여 평탄부와 버어링을 위치맞춤한 상태를 나타내는 횡단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 2 : 튜브

2a : 평탄부 3 : 헤더파이프

3a : 입구조인트 4 : 헤더파이프

4a : 출구조인트 5 : 핀

6 : 브라인드 캡 7 : 칸막이판

8 : 사이드 플레이트 9 : 튜브삽입구멍

9a : 버어링(우글어짐) 10 : 접합부

11 : 비이드 12 : 유로

A : 평탄부의 폭 B : 버어링의 폭

이하에, 본 발명의 구체예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 예의 열교환기(1)는 도 1에 나타낸 것 같이, 핀(5, 5)을 통하여 적층한 복수의 튜브(2, 2)와, 이것 등의 튜브(2, 2)의 양단부에 배설한 한쌍의 헤더파이프(3, 4)를 연통 접속한 것이다.

각 헤더파이프(3, 4)는 각각 상하의 단부개구가 브라인드 캡(6)으로서 폐쇄되고, 내부는 소정 부위에 배설한 칸막이판(7)에서 구획되고, 또다시 열교환매체를 내부에 취입하는 입구조인트(3a) 및 열교환매체를 외부에 배출하는 출구조인트(4a)가 설치된 것이다. 각 헤더파이프(3, 4)의 형상은 횡단면이 원형의 원통형상이다. 또 각 헤더파이프(3, 4)의 길이방향으로 걸쳐서는 소정의 간격으로 튜브삽입구멍(9)이 형성되어 있다. 튜브(2)는 그 단부를 상기 튜브삽입구멍(9)에 삽입하여 납땜부착하여 설치되어 있다. 또한, 튜브(2, 2)층의 상하에는 사이드 플레이트(8)가 배치되어 있다. 사이드 플레이트(8)는 그 단부를 각 헤더파이프(3, 4)에 각각 고정되어 있으며, 열교환기의 구조적 강도를 보강하는 것이다.

본 예의 열교환기(1)에 있어서, 입구조인트(3a)에서 취입한 열교환매체는 소정의 튜브(2, 2)군 단위로서 각 헤더파이프(3, 4)를 왕복하도록 복수회수로 사행하여 유통되고, 열교환을 하면서 튜브(2, 2)를 통과하여 출구조인트(4a)에서 배출된다. 또, 매체의 열교환은 튜브(2, 2) 및 사이드 플레이트(8)의 사이에 개장한 핀(5, 5)에 의한 열전도를 촉진시킨다.

도 2는 튜브(2)의 단부 근방과 튜브삽입구멍(9)을 나타내는 사시도이다. 튜브(2)와 헤더파이프(4)(또는 헤더파이프(3))와는 튜브(2)의 단부를 튜브삽입구멍(9)에 삽입(도중, 화살방향)하여 튜브(2)의 평탄부(2a)와 튜브삽입구멍(9)의 버어링(9a)을 납땜부착시킴으로써 연통 접속되어 있다.

튜브(2)는 땜납재를 적어도 내측면에 피복한 플레이트(브레이징 시이트)로서 형성되어 있다. 즉, 튜브(2)는 플레이트 폭방향 양 가장자리 끝단에 접합부(10, 10)를 형성함과 동시에, 이 플레이트를 상기 접합부(10, 10)끼리를 맞대도록 중앙에서 절곡시켜서 서로가 마주보는 평면을 갖춘 편평형상으로 형성된 것이다.

또, 튜브(2)의 각 평면에는 튜브(2)의 길이방향으로 걸쳐서 연속한 복수의 비이드(11, 11)가 형성되어 있으며, 튜브(2)의 내부에는 상기 비이드(11, 11)에서 구분된 복수의 유로(12, 12)가 형성되어 있다. 비이드(11, 11)의 정부는 대향하는 평면의 안쪽에 납땜부착되어 있다.

상기 평탄부(2a)는 X선에서 나타내는 것같이, 비이드(11, 11)를 넣지 않는 튜브(2)의 부위이며, 본 예의 경우, 당해 부위에 일단 형성한 비이드를 밀어 돌이켜서 형성함으로써 설치되어 있다.

또, 비이드(11, 11)는 튜브(2)의 중간부 및 단부에 형성되어 있으며, 평탄부(2a)는 튜브(2)의 길이방향에 대하여 비이드(11, 11)의 사이에 설치되어 있다.

평탄부(2a)의 폭은 후에 상술하는 바와 같이, 튜브(2)의 길이방향에 대하여 버어링(9a)과 연계하는 폭보다 넓게 설정되어 있다.

도 3은 튜브(2)의 단부를 튜브삽입구멍(9)에 삽입하여 평탄부(2a)와 버어링(9a)을 연계시켜서 위치맞춤을 한 상태를 나타내는 횡단면도이다. 평탄부(2a)와 버어링(9a)과는 이 위치상태에서 납땜부착되어 있다.

버어링(9a)은 튜브삽입구멍(9)의 가장자리에서 헤더파이프(4)의 안쪽에 돌출한 원호형상의 것이다. 또, 평탄부(2a)의 폭은 버어링(9a)의 전면이 수용되는 형상으로 설치되어 있으며, 또한 튜브의 길이방향에 대한 폭이 넓게 마련된 것이다. 즉, 버어링(9a)과 튜브(2)의 중간부 및 단부의 비이드(11, 11)와의 사이에는 각각 튜브(2a)의 폭방향을 걸쳐서 소정의 간격이 설치되어 있으며, 그 간격에는 평탄부(2a)가 위치한다.

또한, 비이드(11, 11)가 튜브(2)의 단부에도 형성되어 있으므로 튜브(2)의 강도는 헤더파이프(4)의 내부에 있어서도 확보되어 있다. 특히, 납땜시의 가열에 의한 변형이 없어져서 평탄부(2a)와 버어링(9a)의 납땜부착성이 향상한다.

도 4는 평탄부(2a)와 버어링(9a)을 위치맞춤한 상태를 나타내는 종단면도이다. 도면중 A는 튜브(2)의 길이방향에 있어서 평탄부(2a)의 폭, B는 튜브(2)의 길이방향에 있어서 버어링(9a)의 폭을 나타낸다.

이와 같이, 평탄부(2a)의 폭(A)이 버어링(9a)의 폭(B)보다 크게 설치되어 있으므로, 튜브(2)와 헤더파이프(4)(헤더파이프(3))와의 납땜부착 면적을 충분히 확보할 수가 있으며, 따라서 튜브(2)의 단부의 삽입량에 어긋남이 있어도 납땜성의 향상을 가져올 수가 있으며, 이를 따라서 열교환기의 내압성의 향상을 도모할 수가 있다.

종래에는 평탄부가 튜브의 길이방향에 대하여 비이드 사이에 위치하면, 튜브의 단부의 삽입량의 조정이 곤난하여 튜브길이방향에 대한 평탄부와 버어링과의 납땜폭의 확보가 불안정하였으나, 본 예로서는 튜브의 삽입량에 여유가 있으므로, 이와 같은 불안정성을 해소하여 납땜부착의 신뢰성을 향상할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 제2구체예에 대하여 설명한다.

본 예의 열교환기는 도 5에 나타낸 것 같이, 평탄부(2a)의 형상을 간이화하여 그 형성이 용이하게 되도록 구성한 것이다. 즉, 상기 제1구체예에 있어서, 평탄부(2a)는 버어링(9a)과 같은 곡률의 경계선을 가지는 것이나, 본 예에 있어서 평탄부(2a)는 직선형상의 경계선을 가지고 있는 것이다. 그외의 구성에 대해서는 상기 제1구체예와 동일함으로써 설명을 생략한다. 또한, 도면중 A는 평탄부(2a)의 폭, B는 평탄부(2a)의 폭이다.

이 예의 경우에도, 상기 제1구체예와 동일한 효과를 얻음과 동시에 원호형상의 버어링 납땜부착 개소에 대하여 평탄부의 형상을 폭(A)의 직사각형상으로 하여 평탄부의 형성을 간이화할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 내부의 유로를 구분하는 긴 비이드가 형성된 튜브의 단부를 헤더파이프의 튜브삽입구멍에 삽입하며, 상기 튜브와 상기 튜브삽입구멍의 가장자리부를 납땜부착하여 되는 열교환기에 있어서, 상기 튜브의 단부에 상기 비이드의 존재하지 않는 평탄부를 설치함과 동시에 상기 튜브삽입구멍의 가장자리에 상기 평탄부와 연계하여 납땜부착되는 버어링을 형성하며, 또한 상기 튜브의 길이방향에 있어서 상기 평탄부의 폭을 튜브의 길이방향에 있어서 상기 버어링의 폭보다 크게 형성한 열교환기이다.

이와 같이 튜브의 길이방향에 대하여 평탄부를 비이드 사이에 설치하고, 또한 평탄부의 폭을 버어링의 폭보다 크게 설치했을 경우는, 헤더파이프의 내부에 있어서 튜브의 강도를 확보할 수가 있음과 동시에, 튜브의 삽입량에 다소의 어긋남이 발생하여도 납땜면적을 확보할 수가 있다. 그 결과, 납땜부착성의 향상과 그것에 따른 내압성의 향상을 도모할 수가 있다.

종래에 있어서는 평탄부가 튜브의 길이방향에 대하여 비이드간에 위치하면 버어링과 당해 평탄부를 맞추면 튜브의 단부의 삽입량의 조정이 필요하게 되며, 또 이 조정이 곤난하며, 튜브길이방향에 대한 평탄부와 버어링의 납땜부착폭의 확보가 불안정했으나, 본 발명에 의하면 튜브의 삽입량의 조정이 용이하게 되므로써 그러한 불안정성을 해소하여 납땜부착의 신뢰성을 향상할 수가 있다.

Claims (1)

1. 내부를 유로를 구분한 긴 비이드가 형성된 튜브의 단부를 헤더파이프의 튜브삽입구멍에 삽입하며, 상기 튜브와 상기 튜브삽입구멍의 가장자리부를 납땜부착하여 되는 열교환기에 있어서,

   상기 튜브의 단부에 상기 비이드가 존재하지 않는 평탄부를 설치함과 동시에 상기 튜브삽입구멍의 가장자리부에 상기 평탄부와 연계하여 납땜부착되는 버어링을 형성하고, 또한 상기 튜브의 길이방향에 있어서 상기 평탄부의 폭을 튜브의 길이방향에 있어서 상기 버어링의 폭보다 크게 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기.