KR20060068864A

KR20060068864A - 열교환기의 튜브

Info

Publication number: KR20060068864A
Application number: KR1020040107793A
Authority: KR
Inventors: 김기홍; 이정재
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-21

Abstract

본 발명은 열교환기의 튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일측단부를 내측으로 밴딩시킨 안착부에 타측단부를 안착시켜 접합한 폴리드튜브에서 상기 안착부를 일정각도 경사지게 형성하여 브레이징시 용융된 클래드재가 고이지 않고 원활히 흐르게 함으로서 클래드재가 모재내로 침식되는 양을 최소화하여 소재의 두께도 절감하면서 내구성도 향상시킨 열교환기의 튜브에 관한 것이다.

이에 본 발명은 상호 나란하게 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(10)를 연결하도록 설치되며, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 적어도 안착부(101)가 형성되고, 타측단부는 상기 안착부(101)에 안착되어 접합되는 열교환기의 튜브에 있어서, 상기 안착부(101)는 브레이징시 용융된 클래드재가 원활히 흐를수 있도록 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

열교환기, 폴리드 튜브, 안착부, 경사

Description

열교환기의 튜브{Tube of heat exchanger}

도 1 은 일반적인 열교환기를 나타내는 정면도,

도 2 는 종래의 폴리드 튜브를 나타내는 단면도,

도 3 는 종래의 폴리드 튜브에서 브레이징시 용융된 클래드재가 모재내로 침식된 상태를 나타내는 도면,

도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴리드 튜브를 나타내는 단면도,

도 5 는 도 4의 폴리드 튜브에서 경사진 안착부에 평탄부가 더 구비된 상태를 나타내는 단면도,

도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴리드 튜브를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 열교환기 10: 헤더탱크

20,100: 튜브 30: 방열핀

40: 사이드 서포트 50: 입구파이프

51: 출구파이프 60: 배플

70: 엔드캡 101: 안착부

101a: 평탄부 102: 구획벽

열교환기는 냉,난방시스템의 열교환매체 유로상에 설치되어 그 내부를 흐르는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하여 소정공간을 냉,난방할 수 있게 한다.

이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.

도 1 은 상기한 열교환기(1)의 일예를 나타낸 도면으로서, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다. 상기 열교환기(1)는 상호 나란하게 이격된 한 쌍의 헤더탱크(10) 사이에 열교환매체가 흐르면서 외부공기를 열교환시킬 수 있도록 다수의 튜브(20)들이 평행하게 연결되고, 상기 각각의 튜브(20)들 사이에는 열교환 전열면적을 넓혀 열교환 성능을 향상하도록 지그재그식으로 절곡된 방열핀(30)이 개재되며, 상기 튜브(20) 및 방열핀(30)을 보호하기 위해 이들의 최외곽에는 사이드 서포트(40)가 설치된다.

또한, 상기 헤더탱크(10)의 내부에는 열교환매체가 상기 튜브(20)들을 구획단위로 통과할 수 있도록 배플(60)이 적당위치에 설치되고, 개구된 양단부는 엔드캡(70)으로 밀폐된다.

따라서, 열교환매체가 일측 헤더탱크(10)에 구비된 입구파이프(50)를 통해 헤더탱크(10) 내부로 유입되어 배플(60)에 의해 튜브(20)들을 지그재그 형태로 통과할 때 열교환기(1)를 통과하는 외부공기와 활발한 열교환을 수행하게 되고, 이후에 출구파이프(51)를 통해 배출된다.

그리고, 상기 튜브(20)는 제작방법에 따라 압출튜브, 용접형 튜브, 폴리드 튜브(Folded Tube) 등 다양하게 제작되고 있으며, 먼저 상기 압출튜브의 경우 내압이 강한 반면 제작비가 증가하는 단점이 있고, 상기 용접형 튜브는 압력에 대한 저항력이 작아 소재 두께를 감소하는데 한계가 있다.

이하, 본 발명에서는 폴리드 튜브(20)에 대해서 설명하기로 한다.

상기 폴리드 튜브(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 판재를 밴딩하여 양단부를 브레이징 접합하는 타입으로서, 즉, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 평탄한 안착부(21)가 형성됨과 아울러 그 끝단부는 다시 곡면형태로 밴딩되어 내측 바닥면에 면접하도록 형성되고, 타측단부는 상기 안착부(21)에 안착되어 면접하게 되며, 이후 브레이징 공정을 통해 각 단부의 접촉면들이 접합되어 제조가 완료된다.

그러나, 상기 종래의 폴리드 튜브(20)는 상기 안착부(21)가 평탄면으로 형성됨으로서, 브레이징시 용융된 클래드재가 원활히 흐르지 못하고 접합에 필요한 양 보다 과잉으로 고이게 되어 상기 클래드재가 모재내로 보다 용이하게 침투(확산)하 게 되면서 도 3과 같이 모재에 침식(erosion)이 발생하여 이 부위에서 내구성이 매우 저하되는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 폴리드튜브에서 상기 안착부를 일정각도 경사지게 형성하여 브레이징시 용융된 클래드재가 고이지 않고 원활히 흐르게 함으로서 클래드재가 모재내로 침식되는 양을 최소화하여 소재의 두께도 절감하면서 내구성도 향상시킨 열교환기의 튜브를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상호 나란하게 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크를 연결하도록 설치되며, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 적어도 안착부가 형성되고, 타측단부는 상기 안착부에 안착되어 접합되는 열교환기의 튜브에 있어서, 상기 안착부는 브레이징시 용융된 클래드재가 원활히 흐를수 있도록 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상호 나란하게 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크를 연결하도록 설치되며, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 평탄한 안착부가 형성됨과 아울러 그 끝단부는 다시 밴딩되어 내측 바닥면과 면접하는 구획벽이 형성되고, 타측단부는 상기 안착부에 안착되어 접합되는 열교환기의 튜브에 있어서, 상기 안착부의 직선길이(L2)는 다음식, 0.05mm 〈 L2 〈 0.5mm 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 부분에 대해서는 종래도면을 참조하여 설명한다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴리드 튜브를 나타내는 단면도이고, 도 5 는 도 4의 폴리드 튜브에서 경사진 안착부에 평탄부가 더 구비된 상태를 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(1)는 도 1를 참조하여 설명하면, 일정한 간격을 두고 상호 나란하게 배열되는 한 쌍의 헤더탱크(10)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(10)에 그 양단부가 각각 결합되어 한 쌍의 헤더탱크(10)를 연결하는 다수의 튜브(100)와, 상기 튜브(100)들 사이에 개재되어 열교환 전열면적을 넓혀 열교환 성능을 향상시키는 방열핀(30)과, 상기 다수의 튜브(100) 및 방열핀(30)들을 보강하기 위해 이들의 최외곽에 구비되는 사이드 서포트(40)와, 그리고, 상기 한 쌍의 헤더탱크(10) 또는 어느 하나의 헤더탱크(10)에 형성되어 열교환매체를 각각 유입하고 배출하는 입,출구파이프(50)(51)로 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 헤더탱크(10) 내부에는 열교환매체가 상기 튜브(100)들을 지그재그 형태로 통과할 수 있도록 배플(60)이 적당위치에 고정됨과 아울러 개구된 양단부는 엔드캡(70)으로 밀폐되게 구성된다.

그리고, 상기 튜브(100)는 판재를 밴딩하여 일측 단부를 곡면으로 성형하고, 타측 단부는 상기 곡면의 외측에 면접한 후 브레이징 접합하는 폴리드 튜브(100)로서, 이하 상기 튜브(100)에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 튜브(100)는 일측단부를 내측으로 밴딩하면서 일정한 길이의 안착부(101)를 형성함과 아울러 그 끝단부는 다시 곡면으로 밴딩하여 내측 바닥면과 면접 하는 구획벽(102)을 형성하고, 타측단부는 상기 안착부(101)에 안착시킨 후, 브레이징 공정을 통해 상기 각 단부의 접촉면들을 접합하게 된다.

이때, 상기 튜브(100)의 내부 통로는 상기 구획벽(102)에 의해 양측으로 분할되게 된다.

그리고, 상기 안착부(101)는 브레이징시 용융된 클래드재가 고이지 않고 원활히 흐를수 있도록 일정각도 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 안착부(101)는 곡면으로 밴딩된 구획벽(102)측 방향으로 경사지게 형성되어 용융된 클래드재가 상기 구획벽(102)의 곡면을 따라 원활하게 흐를수 있게 되는 것이다. 이렇게 상기 구획벽(102)의 곡면을 따라 흐르는 클래드재는 튜브(100)의 내측 바닥면과 면접하고 있는 구획벽(102)의 단부를 접합하는데 도움을 주게 된다.

이와같이, 상기 안착부(101)를 경사지게 형성함으로서 용융된 클래드재가 안착부(101)에 필요이상으로 고이는 것을 방지하여 클래드재에 의한 침식 발생을 방지하게 된다.

만일, 상기 안착부(101)가 평탄면으로 형성될 경우에는, 브레이징시 용융된 클래드재가 상기 안착부(101)에 접합에 필요한 양 보다 과잉으로 고이게 되어 클래드재가 모재내로 보다 용이하게 침투하게 되고, 따라서 모재의 침식이 보다 쉽게 일어나면서 이 부위에서 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

그리고, 상기 안착부(101)에는 접합력을 향상할 수 있도록 타측단부와 면접하는 일정길이의 평탄부(101a)가 더 구비된다.

여기서, 상기 평탄부(101a)의 길이(L1)는 다음식, 0.05mm 〈 L1 〈 0.5mm 을 만족하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 안착부(101) 전체를 경사지게 형성할 경우 타측단부와 면접이 어려워 접합력이 저하될 수 있는데, 따라서 타측단부와 면접할 수 있도록 일정구간은 평탄부(101a)로 형성한 것이다. 아울러 타측단부의 끝단이 안으로 밀려들어가는 것을 방지하기 위한 지지구조로 상기 평탄부(101a)와 같은 직선구간이 어느 정도 필요한 것이다.

만일, 상기 평탄부(101a)의 길이(L1)가 0.5mm 보다 크게 되면, 역시 용융된 클래드재가 원활히 흐르지 못하고 과잉으로 고이게 되어 모재 침식이 발생하게 된다.

이에 따라, 상기 평탄부(101a)는 그 기능을 수행하는 한 작을수록 좋다.

도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴리드 튜브를 나타내는 단면도로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 부분에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 제 2 실시예는 상기한 제 1 실시예의 안착부(101) 구조에서 경사구간을 생략한 구조로서, 즉, 상기 튜브(100)의 일측단부는 내측으로 밴딩하여 평탄한 안착부(101)를 형성하되 그 직선길이(L2)는 다음식 0.05mm 〈 L1 〈 0.5mm 을 만족하도록 함과 아울러 그 끝단부는 다시 곡면으로 밴딩하여 내측 바닥면과 면접하는 구획벽(102)을 형성하고, 타측단부는 상기 안착부(101)에 안착시킨 후, 브레이징 공정을 통해 상기 각 단부의 접촉면들을 접합하게 된다.

이와 같이, 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예의 안착부(101) 구조에서 경사구간을 생략하되, 상기 경사구간의 대용으로 상기 곡면으로 형성된 구획벽(102)을 이용한 것이다.

따라서, 상기 안착부(101)의 평탄면에 튜브(100)의 타측단부가 면접하면서 접합력을 향상시킴과 동시에 상기 안착부(101)의 직선길이(L2)를 한정함으로서 브레이징시 용융된 클래드재가 상기 안착부(101)에서 고이지 않고 상기 구획벽(102)의 곡면을 따라 원활하게 흐르게 되면서 클래드재가 모재로 침식되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 폴리드튜브에서 상기 안착부를 일정각도 경사지게 형성하여 브레이징시 용융된 클래드재가 고이지 않고 원활히 흐르게 함으로서, 클래드재가 모재내로 침식되는 양이 최소화되어 소재의 두께를 절감할 수 있고, 내구성도 향상된다.

Claims

상호 나란하게 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(10)를 연결하도록 설치되며, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 적어도 안착부(101)가 형성되고, 타측단부는 상기 안착부(101)에 안착되어 접합되는 열교환기의 튜브에 있어서,

상기 안착부(101)는 브레이징시 용융된 클래드재가 원활히 흐를수 있도록 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브.
제 1 항에 있어서,

상기 안착부(101)에는 타측단부와 면접하도록 일정길이의 평탄부(101a)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브.
제 2 항에 있어서,

상기 평탄부(101a)의 길이(L1)는 다음식, 0.05mm 〈 L1 〈 0.5mm 을 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브.
상호 나란하게 일정간격 이격된 한 쌍의 헤더탱크(10)를 연결하도록 설치되며, 일측단부는 내측으로 밴딩되면서 평탄한 안착부(101)가 형성됨과 아울러 그 끝단부는 다시 밴딩되어 내측 바닥면과 면접하는 구획벽(102)이 형성되고, 타측단부는 상기 안착부(101)에 안착되어 접합되는 열교환기의 튜브에 있어서,

상기 안착부(101)의 직선길이(L2)는 다음식, 0.05mm 〈 L2 〈 0.5mm 을 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브.