KR200366753Y1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최외곽 플레이트의 컵과 접촉하는 엔드플레이트에 엠보를 형성하여 컵의 평면부위에만 브레이징면이 형성되도록 접합함으로서 리크를 방지하고 내구성을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.

이에 본 고안은 상호 나란하게 형성된 한 쌍의 컵(14)(14a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합하여 이루어짐과 아울러 서로 접합되는 컵(14)(14a)들에 의해 한 쌍의 탱크(40)가 형성되고, 내부에는 상기 한 쌍의 탱크(40)를 연통시키는 일정형태의 유로(12)가 형성되어 다수 적층되는 튜브(10); 상기 튜브(10)들 사이에 개재되는 방열핀(50); 상기 튜브(10) 및 방열핀(50)을 보강하기 위해 이들의 최외곽에 설치됨과 아울러 상기 컵(14a)과 접촉하는 부위에 다수의 엠보(110)가 형성된 엔드플레이트(100)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

본 고안은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최외곽 플레이트의 컵과 접촉하는 엔드플레이트에 엠보를 형성하여 컵의 평면부위에만 브레이징면이 형성되도록 접합함으로서 리크를 방지하고 내구성을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 그 내부에 열교환매체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 열교환매체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치로서 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 핀 튜브 타입, 서펜틴 타입, 드론 컵 타입, 패러렐 플로우 타입 등 여러가지 형식이 사용되고 있다.

또한, 상기 열교환기 중에서 냉매를 열교환매체로 사용하는 증발기는 일단부에 한 쌍의 컵이 형성됨과 아울러 내부의 구획비드에 의해 "U"자형 유로가 구비된 두 개의 1탱크 플레이트들을 접합하여 이루어진 튜브들과 방열핀들을 교대로 적층하여 이루어지는 1탱크 타입과,

상,하 양단부에 각각 컵이 형성된 두 개의 2탱크 플레이트들을 접합하여 이루어진 튜브들과 방열핀들을 교대로 적층하여 이루어지는 2탱크 타입과,

상,하 양단부에 각각 한 쌍의 컵이 형성됨과 아울러 내부의 구획비드에 의해 양쪽으로 독립된 두 개의 유로가 구비된 두 개의 4탱크 플레이트들을 접합하여 이루어진 튜브들과 방열핀들을 교대로 적층하여 이루어지는 4탱크 타입 등이 있다.

여기서, 일예로 상기 1탱크 타입의 증발기를 보다 상세히 설명하면 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 상호 나란하게 형성된 한 쌍의 컵(14)(14a)을 갖는편두형 또는 양두형 플레이트(11) 두 개를 서로 접합하여 이루어짐과 아울러 서로 접합되는 컵(14)(14a)들에 의해 한 쌍의 탱크(40)가 형성되고 상기 한 쌍의 탱크(40) 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 형성된 구획비드(13)를 중심으로 전체적으로 "U"자형 유로(12)가 형성되어 다수 적층되는 튜브(10)들과, 상기 튜브(10)들 사이에 개재되는 방열핀(50)과, 그리고 상기 튜브(10) 및 방열핀(50)들의 보강을 위하여 이들의 최외곽에 설치되는 엔드 플레이트(30)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 유로(12)내를 흐르는 냉매를 난류화시키기 위해 마주하는 양측 플레이트(11)가 엠보싱 가공에 의하여 다수의 비드(15)들이 내측으로 돌출되어 접합된다.

또한, 상기 각 튜브(10)의 유로(12) 입,출구측에는 냉매가 상기 유로(12)로 골고루 분배되도록 하나 이상의 비드(16a)로 구획된 복수개의 통로(16b)를 갖는 목비드부(16)가 형성되어 있다.

아울러, 양두형 플레이트는 하단부에 한 개 혹은 두 개의 컵이 더 형성되어 있다는 것을 제외하고 편두형 플레이트(11)와 동일하므로 이하 편의상 상단부에 두 개의 컵(14)(14a)이 형성된 편두형 플레이트(11)만을 예를 들어 설명한다.

상기한 튜브(10)들 중에는 내부와 통하도록 탱크(40)의 일측으로 돌출됨과 아울러 냉매를 유입하기 위해 입구파이프(2)와 연결되는 입구측 매니폴드(21)가 형성된 매니폴드 튜브(20)와, 냉매를 배출하기 위해 출구파이프(3)와 연결되는 출구측 매니폴드(21a)가 형성된 매니폴드 튜브(20a)도 사용된다.

한편, 상기 플레이트(11)의 상단에 형성된 한 쌍의 컵(14)은 개방된 형태로이루어지지만, 상기 엔드플레이트(30)와 접촉하는 최외곽 플레이트(11)의 컵(14a)은 밀폐된 형태로 이루어진다.

상기한 바와 같은 증발기(1)내에서의 냉매흐름은 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 입,출구측 매니폴드(21)(21a)가 형성된 일측 탱크(40)의 내부에는 유입되는 냉매와 배출되는 냉매를 구획하기 위한 배플(60)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 한 쌍의 탱크(40)는 냉매가 유입되는 탱크(40)측을 도면상에서는 "A", 상기 "A"측에서 냉매가 유턴되어 돌어오는 탱크(40)측을 "B", 상기 "B"측과 연통됨에 따라 냉매가 흘러 유입되는 탱크(40)측을 "C", 상기 "C"측에서 냉매가 유턴되어 돌어온후 배출되는 탱크(40)측을 "D"라고 할 때,

상기 입구측 매니폴드(21)를 통해 유입되는 냉매는 상기 탱크(40)의 "A"측에 고루 분배된 후 튜브(10)(20)들의 "U"자형 유로(12)를 따라 흐르다가 인접한 타측 탱크(40)의 "B"측으로 유입되고 계속해서 동일탱크(40)의 "C"측으로 흐르게 되고, 다시 튜브(10)(20)들의 "U"자형 유로(12)를 따라 흐르다가 출구측 매니폴드(21a)가 형성된 탱크(40)의 "D"측으로 유입되어 최종 배출되게 되는 것이다.

이러한 증발기(1)는 냉매 라인을 따라 냉각 시스템 내에서 순환하는 냉매를 유입하고 배출하는 과정에서 상기 튜브(10)(20)(20a)들 사이를 통해 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차실내측으로 송풍되는 공기를 냉각하게 되는 것이다.

그러나, 증발기(1)의 최외곽에 설치되는 엔드플레이트(30)에는 플레이트(11)의 컵(14a) 부분을 지지할 수 있도록 상부에 굴곡된 비드(31)를 형성하고 브레이징공정시 상기 비드(31)와 접촉하는 플레이트(11)의 컵(14a) 부분을 브레이징 접합하게 되는데, 이때 상기 비드(31)와 접촉하는 컵(14a)의 라운드 부위(14b)가 브레이징됨으로서 내부 압력 및 열에 의하여 변형 발생시 브레이징 끝면 부위가 취약해져 리크가 발생하는 문제가 있었다.

즉, 상기 컵(14a)의 라운드 부위(14b)는 컵(14a)의 평면 부위 보다 상대적으로 두께가 얇기 때문에 이 라운드 부위(14b)에서 브레이징이 이루어질 경우 브레이징 끝면 부위가 취약해지면서 리크 발생 등 내구성에 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 최외곽 플레이트의 컵과 접촉하는 엔드플레이트에 엠보를 형성하여 컵의 평면부위에만 브레이징면이 형성되도록 접합함으로서 리크를 방지하고 내구성을 향상시킨 열교환기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 사시도,

도 2는 종래의 적층형 열교환기에서 튜브를 나타내는 분해사시도,

도 3은 본 고안에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,

도 4는 도 3에서의 A-A선 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 열교환기(증발기) 2: 입구파이프

3: 출구파이프 10: 튜브

11: 플레이트 12: 유로

13: 구획비드 14,14a: 컵

20,20a: 매니폴드 튜브 21: 입구측 매니폴드

21a: 출구측 매니폴드 30,100: 엔드 플레이트

31: 비드 40: 탱크

50: 방열핀 60: 배플

110: 엠보

상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 상호 나란하게 형성된 한 쌍의 컵을 갖는 플레이트 두 개를 접합하여 이루어짐과 아울러 서로 접합되는 컵들에 의해 한 쌍의 탱크가 형성되고, 내부에는 상기 한 쌍의 탱크를 연통시키는 일정형태의 유로가 형성되어 다수 적층되는 튜브; 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀; 상기 튜브 및 방열핀을 보강하기 위해 이들의 최외곽에 설치됨과 아울러 상기 컵과 접촉하는 부위에 다수의 엠보가 형성된 엔드플레이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

아울러, 열교환기의 전체구성 및 작용에 대한 설명은 앞서 설명하였으므로 여기서 상세한 설명은 생략하고, 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에서의 A-A선 단면도이다.

먼저, 본 고안에 따른 열교환기(1)를 간략히 설명하면, 상단부에 상호 나란하게 형성된 한 쌍의 컵(14)(14a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합하여 이루어짐과 아울러 서로 접합되는 컵(14)(14a)들에 의해 한 쌍의 탱크(40)가 형성되고, 상기 한 쌍의 탱크(40) 사이에서 수직으로 소정의 길이만큼 형성된 구획비드(13)를 중심으로 한 쌍의 탱크(40)를 연통시키는 "U"자형 유로(12)가 형성되어 다수 적층되는 튜브(10)와,

상기 튜브(10)들 사이에 개재되어 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(50)과,

상기 튜브(10) 및 방열핀(50)을 보강하기 위해 이들의 최외곽에 설치되는 엔드플레이트(100)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 튜브(10)들 중에는 내부와 통하도록 탱크(40)의 일측으로 돌출됨과 아울러 냉매를 유입하기 위해 입구파이프(2)와 연결되는 입구측 매니폴드(21)가 형성된 매니폴드 튜브(20)와, 냉매를 배출하기 위해 출구파이프(3)와 연결되는 출구측 매니폴드(21a)가 형성된 매니폴드 튜브(20a)도 사용된다.

한편, 상기 플레이트(11)의 상단에 형성된 한 쌍의 컵(14)은 개방된 형태로 이루어지지만, 상기 엔드플레이트(100)와 접촉하는 최외곽 플레이트(11)의 컵(14a)은 밀폐된 형태로 이루어진다.

또한, 상기 냉매 입,출구측 매니폴드(21)(21a)가 형성된 일측 탱크(40)의 내부에는 유입되는 냉매와 배출되는 냉매를 구획하기 위한 배플(60)이 형성된다.

이러한 열교환기(1)에 있어서, 상기 엔드플레이트(100)의 상부에는 상기 플레이트(11)의 컵(14)(14a)을 지지할 수 있도록 최외곽 플레이트(11)의 밀폐된 컵(14a)과 접촉하는 부위에 다수의 엠보(110)가 형성된다.

여기서, 상기 엠보(110)는 내측방향으로 돌출형성되어 컵(14a)과 점접촉을 하게 된다.

또한, 상기 엠보(110)는 도면에서와 같이 지그재그 형태로 배열되는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되지 않고 다양한 형태로 배열 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 엠보(110)는 상기 컵(14a)과 접촉시 컵(14a)의 평면과 접촉하도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 열교환기(1)는 상기 플레이트(11)의 컵(14)(14a)을 지지할 수 있도록 최외곽 플레이트(11)의 밀폐된 컵(14a)과 접촉하는 엔드플레이트(100)의 상부에 다수의 엠보(110)를 돌출형성하되 컵(14a)의 평면부위에 접촉하도록 함으로서, 브레이징시 컵(14a)의 라운드 부위(14b)에는 브레이징면이 형성되지 않고 평면 부위에만 형성되도록 하여 두께가 얇은 라운드 부위(14b)에서의 리크 발생을 방지함과 아울러 내구성을 향상한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에서는 상기 컵(14a)의 평면 부위와 접촉하도록 상기 엔드플레이트(100)에 다수의 엠보(110)를 형성하였지만, 여기에 한정되지 않고 상기 엠보(110) 외에도 상기 컵(14a)의 평면에 접촉하는 구조이면 어떤한 형상도 가능하며 동일효과를 얻을 수 있다.

상기한 본 고안은, 상기 최외곽 플레이트의 컵과 접촉하는 엔드플레이트에 엠보를 형성하여 컵의 평면부위에만 브레이징면이 형성되도록 접합함으로서, 리크가 방지되고 내구성이 향상된다.

Claims (2)

1. 상호 나란하게 형성된 한 쌍의 컵(14)(14a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합하여 이루어짐과 아울러 서로 접합되는 컵(14)(14a)들에 의해 한 쌍의 탱크(40)가 형성되고, 내부에는 상기 한 쌍의 탱크(40)를 연통시키는 일정형태의 유로(12)가 형성되어 다수 적층되는 튜브(10);

   상기 튜브(10)들 사이에 개재되는 방열핀(50);

   상기 튜브(10) 및 방열핀(50)을 보강하기 위해 이들의 최외곽에 설치됨과 아울러 상기 컵(14a)과 접촉하는 부위에 다수의 엠보(110)가 형성된 엔드플레이트(100)

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 엠보(110)는 상기 최외곽의 밀폐된 컵(14a)의 평면과 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.