KR100558819B1 - 열교환기의 리턴벤드 결합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 냉매관과 결합되는 리턴벤드에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기의 냉매관과 리턴벤드가 결합되는 부분에 냉매가스가 순환되는 과정에서 순간적인 압력 변화 및 대체 냉매인 고압의 혼합냉매의 순환시에도 파손됨을 최소화할 수 있도록 하기 위하여,

열교환기에서 수개의 냉매관에 다수의 리턴벤드를 결합하는 방법에 있어서, 상기 리턴벤드의 두께를 결합하고자 하는 그 냉매관의 두께 보다 두껍게 제작한 후 상기 리턴벤드의 각 단부에 상기 냉매관의 단부가 삽입되도록 확관시킨 확관부를 형성하고, 상기 리턴벤드의 확관부에 상기 냉매관의 각 단부를 삽입한 다음 상기 확관부의 내측면과 그에 삽입된 냉매관의 외측면 사이를 용접에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 리턴벤드 결합방법에 관한 것이다.

Description

열교환기의 리턴벤드 결합방법{a return-bend connecting method of a heat exchanger}

도 1은 일반적인 열교환기를 개략적으로 나타낸 요부 사시도.

도 2는 도 1에 따른 리턴벤드가 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.

도 3은 도 1에 따른 리턴벤드가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.

도 4는 본 발명의 열교환기를 개략적으로 나타낸 요부 사시도.

도 5는 도 4에 따른 리턴벤드가 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.

도 6은 도 4에 따른 리턴벤드가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,125 : 확관부

100 : 열교환부

120 : 냉매관 130 : 리턴벤드

본 발명은 열교환기의 냉매관과 결합되는 리턴벤드에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기의 냉매관과 리턴벤드가 결합되는 부분에 냉매가스가 순환되는 과정에서 순간적인 압력 변화 및 대체 냉매인 고압의 혼합냉매의 순환시에도 파손됨을 최소화할 수 있도록 한 열교환기의 리턴벤드 결합방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨 등과 같은 가정 및 산업용 공조기에는 효율적으로 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환기를 구비되는 데, 이러한 통상적인 열교환기(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 양측에 형성되는 지지플레이트(110) 사이로 내부에 프레온가스 등과 같은 R22 냉매가 순환되는 수개의 냉매관(120)이 설치되고, 그 냉매관(120)의 외측면에는 상기 냉매관 내부에서 순환되는 냉매가스와 대기와의 열교환이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있도록 다수의 열교환핀(122)이 삽입되어 설치된다.

또한, 상기 냉매관(120)과 냉매관(120)의 일측단은 도 2 및 도 3에서와 같이 리턴벤드(130)에 의해 연결되어 지는 데, 상기 냉매관(120)과 리턴벤드(130) 간의 결합은, 먼저 상기 냉매관(120)의 단부에 그 리턴벤드(130)의 단부가 삽입될 수 있도록 확관시킨 확관부(125)를 형성하고, 상기 확관된 냉매관(120)의 확관부(125)에 리터벤드(130)의 단부를 삽입시킨 후 브레이징 용접 등을 통하여 결합하였다.

그러나, 상기와 같이 냉매관의 단부에 확관부를 형성한 후 그 확관부에 리터벤드의 단부를 삽입하여 결합시킨 상태에서는 그 냉매관의 확관된 부분에 취약한 부분, 즉 상기 리턴벤드를 삽입하기 위하여 냉매관의 단부에 형성되는 확관부의 확관되는 부분이 확관으로 인하여 얇아 지는 조건을 가지게 되었고, 그로 인해 냉매관 내를 순환하는 냉매가스의 순간적인 압력 변화에 의해 확관부의 얇은 부분이 찢어지는 것과 같은 파손됨이 발생하여 냉매가스가 누출되는 문제점이 초래되었다.

한편, 전술한 바와 같이 열교환기에 사용되는 종래의 냉매가스는 대부분이 프레온가스인 R22 냉매를 사용하는 것으로, 이는 전세계적으로 지구환경을 파괴하는 물질로 판명되어 생산 및 사용에 대한 규제가 이루어 지면서 그에 대체되는 냉매가스로 R410A 냉매, 즉 고압의 혼합냉매를 사용하기 위한 실용화단계에 이르렀다.

상기한 R410A 냉매는 기존의 R22 냉매에 비해 냉방능력 및 효율이 우수할 뿐만 아니라 소음 또한 저감되는 조건을 가지고 있으나, R22에 비해 압력이 높은 조건을 가지고 있었다.

그에 따라 전술한 바와 같이 상기한 열교환기의 냉매관의 단부에 리턴벤드를 결합시키고자 형성되는 확관부의 얇아진 취약부분으로 인해 상기 R22 냉매의 대체로 사용될 R410A 냉매 조건인 고압에 상당히 취한 문제점이 대두되었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해서는 확관을 고려하여 상기 냉매관의 두께를 전체적으로 두껍게 제작하여야 하나, 이같은 경우에는 수개의 냉매관의 길이가 길게 형성되어 있는 관계로, 제조원가가 상당이 상승되는 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으 로, 그 목적은 열교환기의 냉매관과 리턴벤드가 결합되는 부분에 냉매가스가 순환되는 과정에서 순간적인 압력 변화 및 대체되는 고압의 혼합냉매의 순환시에도 파손됨을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉매관과 리턴벤드를 통하여 순환되는 냉매가스의 압력 변화 및 이상 유동을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열교환기에서 수개의 냉매관에 다수의 리턴벤드를 결합하는 방법에 있어서, 상기 리턴벤드의 두께를 결합하고자 하는 그 냉매관의 두께 보다 두껍게 제작한 후 상기 리턴벤드의 각 단부에 상기 냉매관의 단부가 삽입되도록 확관시킨 확관부를 형성하고, 상기 리턴벤드의 확관부에 상기 냉매관의 각 단부를 삽입한 다음 상기 확관부의 내측면과 그에 삽입된 냉매관의 외측면 사이를 용접에 의해 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 리턴벤드의 확관된 확관부의 두께는 그에 결합되는 냉매관의 두께와 같거나 더 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 리턴벤드와 냉매관의 각 내직경은 동일한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 열교환기를 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 리턴벤드가 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이며, 도 6은 도 4에 따른 리턴벤드가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도 이다.

도시된 바와 같이 에어컨 등과 같은 가정 및 산업용 공조기에서 열교환 효율을 높일 수 있도록 구비되는 열교환기(100)에서 냉매가스가 순환되는 수개의 냉매관(120)과 냉매관을 연결하도록 다수의 리턴벤드(130)를 결합하는 방법에 있어서,

본 발명은, 상기 냉매관과 리턴벤드가 결합되는 부분에 내부에서 순환되는 냉매가스의 순간적인 압력 변화나 대체 냉매인 R410A(고압의 혼합냉매) 냉매의 고압에도 손상됨을 최소화할 수 있도록 하기 위하여,

상기 리턴벤드(130)의 두께(T)를 그 결합하고자 하는 그 냉매관(120)의 두께(t) 보다 두껍게 제작한다. 이때, 상기 리턴벤드를 두껍게 제작하는 것은, 후술하는 상기 냉매관의 단부를 삽입하여 결합하고자 각 단부에 형성되는 확관부를 형성시에도 그 확관부 형성에 따른 두께가 얇아 지는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 리턴벤드는 냉매관과 냉매관 사이를 연결하는 연결관으로 비교적 짧은 길이를 갖도록 제작되므로서, 이는 길이가 긴 냉매관 전체를 두껍게 제작하는 것에 비해 경제적으로 현저하게 제작비용을 절감할 수 있는 조건을 가지게 된다.

그런 다음 상기 리턴벤드(130)의 각 단부에 상기 냉매관(120)의 단부가 삽입되도록 공지된 확관작업을 확관시킨 확관부(10)를 형성한다.

이렇게, 상기 리턴벤드(130)의 단부에 확관작업을 거쳐 형성되는 확관부(10)에는 상기 냉매관(120)의 각 단부를 삽입한 다음 상기 확관부의 내측면과 그에 삽입된 냉매관의 외측면 사이를 기밀성 있게 밀봉시킬 수 있도록 통상적인 브레이징 용접작업 등을 거쳐 용접에 의해 결합하는 것을 나타낸 것이다.

상기와 같은 방법에 의해 통상적인 열교환기의 냉매관과 리턴벤드를 결합시킴에 따라, 다시말해서 열교환기를 구성하는 비교적 짧은 길이를 가지는 리턴벤드의 두께를 결합하려는 길이가 긴 냉매관의 두께 보다 더 두껍게 제작한 후 상기 냉매관이 결합되는 리턴벤드의 단부에 확관부를 형성시키므로서, 그 리턴벤드의 단부에서 확관작업으로 인해 두께가 얇아져서 발생되는 문제점을 해소할 수 있는 것이다.

즉, 상기 리터벤드의 확관부는 냉매관의 두께 보다 두꺼운 두께를 가지는 관계로, 확관작업 후에 형성되는 확관부의 두께가 그 냉매관의 두께와 같은 두께를 가지거나 보다 더 두껍게 형성됨에 따라 내부 압력 변화에 대하여 내압성이 큰 조건을 가지게 되는 것이다.

그에 따라 상기 리터벤드에 형성되는 확관부의 두께 얇아져 내부에서 순환되는 냉매가스의 순간적인 압력 변화나 대체 냉매인 R410A 냉매의 고압 조건에서도, 그 결합된 부분이 손상되는 문제점을 상기한 본 발명의 결합방법에 의해 결합되는 리턴벤드의 확관부에서는 발생하지 않게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 결합방법에 의해 냉매관과 리턴벤드가 결합되는 열교환기에 있어서는 열교환시 냉매관 및 리터벤드 내를 순환하는 냉매가스의 순간적인 압력 변화시나 대체 냉매인 고온의 혼합냉매의 순환시에도 그 결합된 부분에서 손상이 발생하지 않게 되어 냉매의 순환이 누출됨 없이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.

그리고, 상기 리턴벤드(130)의 확관작업을 통하여 확관된 확관부(10)의 두께(T1)는 그에 결합되는 냉매관(120)의 두께(t)와 같거나 더 두껍도록 하므로서, 즉 상기 리턴벤드를 제작시 그 두께를 확관작업을 통하여 확관부 형성에 따른 두께를 감안하여 제작함에 따라 상기 확관부의 두께가 냉매관의 두께 보다 얇게 형성되지 않게 되어, 냉매가스의 순간적인 압력 변화시나 고압의 혼합냉매의 순환시에도 손상됨을 최소화할 수 있는 것이다.

또한, 상기 두께가 두껍게 제작되는 리턴벤드(130)와 냉매관(120)의 각 내직경(W)(w)을 동일하게 하므로서, 그 내부에서 순환되는 냉매가 냉매관과 리턴벤드를 통하여 순환시 동일한 직경을 가지는 조건에 의해 이상 압력이나 이상 변동이 발생할 수 있는 여건 또한 최소화할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 열교환기의 냉매관과 연결되는 리턴벤드를 두껍게 제작하여 그 단부에 냉매관이 삽입 결합되는 확관부를 그에 결합되는 냉매관의 두께와 같거나 더 두꺼운 두께를 가질 수 있도록 결합하므로서, 내부에서 순환되는 냉매가스의 순간적인 압력 변화 및 대체 냉매인 고압의 혼합냉매 순환시에도 그 결합부분에서의 파손됨이 발생되지 않도록 함에 따라 냉매가스의 누출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안전하면서 보다 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 효과도 가지는 것이다.

또한, 두께가 두껍게 제작되는 리턴벤드와 냉매관의 각 내직경을 동일한 직경을 갖도록 하므로서, 내부에서 순환되는 냉매가스로 인한 압력 변화 및 이상 유 동도 최소화 할 수 있는 효과도 갖는다.

Claims (3)

1. 열교환기에서 수개의 냉매관에 다수의 리턴벤드를 결합하는 방법에 있어서,

   상기 리턴벤드의 두께를 결합하고자 하는 그 냉매관의 두께 보다 두껍게 제작한 후 상기 리턴벤드의 각 단부에 상기 냉매관의 단부가 삽입되도록 확관시킨 확관부를 형성하고, 상기 리턴벤드의 확관부에 상기 냉매관의 각 단부를 삽입한 다음 상기 확관부의 내측면과 그에 삽입된 냉매관의 외측면 사이를 용접에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 리턴벤드 결합방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 리턴벤드의 확관된 확관부의 두께는 그에 결합되는 냉매관의 두께와 같거나 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 열교환기의 리턴벤드 결합방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리턴벤드와 냉매관의 각 내직경은 동일한 것을 특징으로 하는 열교환기의 리턴벤드 결합방법.

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