KR100201693B1 - 차량용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것이다. 본 발명은, 소정간격을 두고 설치되는 다수개의 방열판과, 상기 방열판의 일측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉매가 흐르는 복수개의 응축기 튜브와, 상기 복수개의 응축기 튜브와 각각 연통되며 냉매가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 응축기 헤더와, 상기 방열판의 타측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉각수가 흐르는 복수개의 라디에이터 튜브와, 상기 라디에이터 튜브와 각각 연통되며 냉각수가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 라디에이터 헤더와, 상기 다수개의 방열판의4면에 설치되는 상,하, 좌,우측 커버 및 방열판의 후면에 설치되는 쉬라우드 커버와, 상기 쉬라우드 커버 전방에 설치되며 외기를 흡입하는 팬을 포함하는 점에 특징이 있다. 따라서 제조원가를 절감할 수 있게 되고, 응축기와 라디에이터의 열교환 성능이 향상되게 된다.

Description

차량용 열교환기

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로서, 특히 엔진의 라디에이터와 에어컨의 응축기를 일체화시킴으로써 제조비용을 절감하고, 공기의 누설을 방지하여 성능을 향상시킨 차량용 열교환기(heat exchanger)에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 마련된 열교환기로는, 엔진으로부터 발생된 열을 외부공기와 열교환시켜 엔진을 냉각시키는 라디에이터와, 차실내의 온도를 조절하기 위한 에어컨 및 히터가 있다.

그리고 에어컨은 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매를 응축기에서 주변의 공기와 열교환시켜 액화시키고, 이 액상 냉매를 팽창밸브에 의해 저온으로 변화시킨 후 증발기에서 다시 기화시켜 흡수되는 기화열에 의해 차실내를 냉각시키게 된다.

제1도는 차량의 냉각시스템을 개략적으로 도시한 것으로서, 팬(3)의 회전에 의해 외부공기가 응축기(1)와 라디에이터(2)를 거쳐 엔진(4)쪽으로 유입되도록 되어 있으며, 외부공기가 응축기(1)와 라디에이터(2)를 순환하는 냉매 및 냉각수와 열교환되도록 되어 있다. 그리고 응축기(1)로부터 나온 냉매는 드라이어(5)와 팽창변(6)을 거쳐 증발기(7)로 유입되어 기화된 후 압축기(9)에 의해 응축기(1)로 순환되도록 되어 있다.

제2도는 종래 차량용 열교환기를 발췌하여 도시한 사시도로서, 응축기(1)가 제1응축기(1a)와 제2응축기(1b)로 분리되어 상하로 배치되고, 제1 및 제2응축기(1a)(1b)의 후방에는 라디에이터(2)가 배치되어 있다.

그리고 라디에이터(2)는 제1 및 제2응축기(1a)(1b)를 고정하는 사이드커버(10)(11)에 고정되며, 제1 및 제2응축기(1a)(1b)와 라디에이터(3)의 사이에는 공기의 누설을 방지하기 위한 스폰지계열의 인슐레이터(12)가 개재되어 있다.

그러나 이와같이 구성된 종래 차량의 열교환기는, 라디에이터와 제1 및 제2응축기가 각각 별도로 제작되어 있으므로, 이들의 제조비용이 많이 들게되고, 조립 공수가 많이 소요되게 되는 문제점이 있었다.

그리고 공기의 누설을 방지하기 위하여 별도의 스폰지계열의 인슐레이터를 사용하여야 하므로 조립이 번거로울 뿐만 아니라 원가가 상승하게 되고, 또한 스폰지 계열의 인슐레이터에 의한 공기 누설 방지효과가 기대치에 미치지 못할뿐만 아니라 내구성이 좋지 않은 문제점이 있었다.

상술한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 라디에이터와 응축기를 일체화시킴으로써 제조비용 및 조립공수를 절감할 수 있고, 공기의 누설을 근본적으로 방지하여 응축기 및 라디에이터의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 차량의 냉각싸이클을 도시한 개략도.

제2도는 종래의 차량용 열교환기를 도시한 분리사시도.

제3도는 본 발명에 따른 차량용 열교환기를 도시한 분리사시도.

제4도는 제3도의 일측면을 확대 도시한 측면도.

제5도는 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 방열판에 응축기 튜브와 라디에이터 튜브가 설치된 상태를 도시한 개략도.

제6도는 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 조립상태를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 방열판 12a,12b : 제1 및 제2응축기 튜브

13 : 라디에이터 튜브 14a,14b : 냉매 입,출구

14c~14e : 제1~제3응축기 헤더(header) 15a,15b : 냉각수 입,출구

15c,15d : 제1, 제2라디에이터 헤더 16 : 팬

17~20 : 상,하,좌,우측 커버 21 : 쉬라우드 커버

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정간격을 두고 설치되는 다수개의 방열판과, 상기 방열판의 일측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉매가 흐르는 복수개의 응축기 튜브와, 상기 복수개의 응축기 튜브와 각각 연통되며 냉매가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 응축기 헤더와, 상기 방열판의 타측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉각수가 흐르는 복수개의 라디에이터 튜브와, 상기 라디에이터 튜브와 각각 연통되며 냉각수가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 라디에이터 헤더와, 상기 다수개의 방열판의 4면에 설치되는 상,하,좌,우측 커버 및 방열판의 후면에 설치되는 쉬라우드 커버와, 상기 쉬라우드 커버 전방에 설치되며 외기를 흡입하는 팬을 포함하는 차량용 열교환기를 제공하는데 그 특징이 있다.

또한 본 발명의 바람직한 다른 특징에 의하면, 상기 응축기 헤더는 냉매입구를 가지는 제1응축기 헤더와, 냉매출구를 가지는 제2응축기 헤더와, 상기 제1 및 제2응축기 헤더 사이에 설치되는 제3응축기 헤더로 이루어지고; 상기 응축기 튜브는 상기 제1응축기 헤더와 제3응축기 헤더간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제1응축기 튜브와, 상기 제3응축기 헤더와 제2응축기 헤더간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제2응축기 튜브로 이루어지며; 상기 라디에이터 헤더는 냉각수입구와 냉각수출구를 가지는 제1 및 제2라디에이터 헤더로 이루어진다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 차량용 열교환기를 도시한 분리사시도이고, 제4도는 제3도의 일측면을 확대 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 차량용 열교환기는 제3도 및 제4도에 도시된 바와같이, 소정간격을 두고 설치되는 다수개의 방열판(11)과, 이 방열판(11)들을 관통하여복수열로 설치되는 복수개의 응축기 튜브(12) 및 라디에이터 튜브(13)를 구비한다.

그리고 응축기 튜브(12)와 라디에이터 튜브(13)로는 냉매와 냉각수가 흐르며, 이들의 단부에는 냉매 및 냉각수가 열교환되기 전에 모이는 응축기 헤더(14)와 라디에이터 헤더(15)가 설치된다.

그리고 응축기 헤더(14)는 냉매입구(14a)를 가지는 제1응축기 헤더(14c)와, 냉매출구(14b)를 가지는 제2응축기 헤더(14d)와, 상기 제1 및 제2응축기 헤더(14c)(14d) 사이에 설치되는 제3응축기 헤더(14e)로 이루어지고, 라디에이터 헤더(15)는 냉각수입구(15a)와 냉각수출구(15b)를 가지는 제1라디에이터 헤드(15c)와 제2라디에이터 헤더(15d)로 이루어진다.

그리고 응축기 튜브(12)는 제1응축기 헤더(14c)와 제3응축기 헤더(14e)간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제1응축기 튜브(12a)와, 제3응축기 헤더(14e)와 제2응축기 헤더(14d)간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제2응축기 튜브(12b)로 이루어지고, 라디에이터 튜브(13)는 제1 및 제2라디에이터 헤더(15c)(15d)의 사이에 복수열로 그 양단이 제1 및 제2라디에이터 헤더(15c)(15d)와 연통되도록 복수개 설치된다.

그리고 본 실시예에서는 제5도에 도시된 바와 같이 응축기 튜브(12)는 6열로, 라디에이터 튜브(13)는 2열로 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 상술한 방열판(11)의 상,하,좌,우측면과 후면에는 방열판(11)에 설치된 응축기 및 라디에이터 헤더(14)(15)를 지지하고, 팬(16)에 의한 외부공기가 응축기 튜브(12)와 라디에이터 튜브(13) 및 이들에 설치된 다수개의 방열판(11)을 통하도록 가이드함과 동시에 공기의 누설을 방지하기 위한 상,하,좌,우측 커버(17)(18)(19)(20) 및 쉬라우드 커버(21)가 설치되어 제6도와 같은 상태로 조립된다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 에어컨의 냉매흐름을 설명하면, 제4도에 도시된 바와같이, 냉매가 냉매입구(14a)를 통해 제1응축기 헤더(14c)로 유입되고, 제1응축기 헤더(14c)로 유입된 냉매는 다수개의 방열판(11)을 관통한 상태로 복수열로 설치된 제1응축기 튜브(12a)를 통해 화살표로 표시된 바와같은 경로를 따라 제3응축기 헤더(15e)로 이동되면서 팬(16)에 의해 유입되는 외부공기에 의해 1차 응축되게 된다.

그리고 제3응축기 헤더(14e)로 이동된 냉매는 다수개의 방열판(11)을 관통한 상태로 복수열로 설치된 제2응축기 튜브(12b)를 통해 화살표로 표시된 바와같은 경로를 따라 제2응축기 헤더(14d)로 이동되면서 팬(16)에 의해 유입되는 외부 공기에 의해 2차 응축되게 된 후, 제2응축기 헤더(14d)의 냉매출구(14b)를 통해 통상의 증발기로 순환되게 된다.

따라서 본 발명에 따른 열교환기에 의하면 냉매가 2단계로 응축되므로 응축기의 열교환 성능이 향상되게 된다.

그리고 라이에이터의 냉각수는, 냉각수 입구(15a)를 통해 제1라디에이터 헤더(15c)로 유입되고, 제1라디에이터 헤더(15c)로 유입된 냉각수는 다수개의 방열판(11)을 관통한 상태로 복수열로 설치된 라디에이터 튜브(13)를 통해 이동되면서 팬(16)에 의해 유입되는 외부공기에 의해 냉각된 후, 제2라디에이터 헤더(15d)로 유입되고, 제2라디에이터 헤더(15d)의 냉각수 출구(15b)를 통해 엔진(22)으로 순환되게 된다.

따라서 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 라디에이터 튜브(13)와 응축기 튜브(12)가 방열판(11)을 공유하도록 되어 있으므로, 종래 라디에이터 튜브와 응축기 튜브가 각각 별도의 방열판에 설치된 방식에 비하여 열교환기의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

그리고 응축기 튜브(12)와 라디에이터 튜브(13)가 방열판(11)을 공유하도록 되어 있고, 이들이 설치된 다수개의 방열판(11)의 상,하,좌,우측면 및 후면에 상,하,좌,우측 커버(17)(18)(19)(20) 및 쉬라우드 커버(21)가 설치되어 제6도와 같은 상태로 조립되도록 되어 있으므로, 종래 응축기와 라디에이터가 별도로 제작된 방식에서 발생되던 공기의 누설을 근본적으로 방지할 수 있게 되어 응축기와 라디에이터의 열교환 성능이 향상되게 된다. 또한 본 발명은 종래 응축기와 라디에이터 사이에 공기의 누설을 방지하기 위하여 개재시키는 스폰지계열의 인슐레이터가 필요없으므로, 열교환기의 원가 및 조립공수를 절감할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 차량용 열교환기에 의하면, 응축기 튜브와 라디에이터 튜브가 방열판을 공유하도록 되어 있으므로, 제조원가를 절감할 수 있게 되고, 냉매가 2단계로 응축되고 공기의 누설이 근본적으로 방지되므로 응축기와 라디에이터의 열교환 성능이 향상되게 된다.

Claims (2)

1. 소정간격을 두고 설치되는 다수개의 방열판과, 상기 방열판의 일측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉매가 흐르는 복수개의 응축기 튜브와, 상기 복수개의 응축기 튜브와 각각 연통되며 냉매가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 응축기 헤더와, 상기 방열판의 타측에 이들을 관통하여 복수열로 설치되며 내부로 냉각수가 흐르는 복수개의 라디에이터 튜브와, 상기 라디에이터 튜브와 각각 연통되며 냉각수가 열교환되기 전에 모이는 복수개의 라디에이터 헤더와, 상기 다수개의 방열판의 4면에 설치되는 상,하,좌,우측 커버 및 방열판의 후면에 설치되는 쉬라우드 커버와, 상기 쉬라우드 커버 전방에 설치되며 외기를 흡입하는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 응축기 헤더는 냉매입구를 가지는 제1응축기 헤더와, 냉매출구를 가지는 제2응축기 헤더와, 상기 제1 및 제2응축기 헤더 사이에 설치되는 제3응축기 헤더로 이루어지고; 상기 응축기 튜브는 상기 제1응축기 헤더와 제3응축기 헤더간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제1응축기 튜브와, 상기 제3응축기 헤더와 제2응축기 헤더간에 일정간격으로 배열되고 각각 이들과 연통되는 복수개의 제2응축기 튜브로 이루어지며; 상기 라디에이터 헤더는 냉각수입구와 냉각수출구를 가지는 제1 및 제2라디에이터 헤더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.