KR100390235B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열 교환기 특히 내연기관용 오일냉각기에 관한 것이다. 상기 열 교환기는 열 교환 매체를 전달하는 상호 평행하게 배열된 다수의 도관을 포함하며, 상기 도관에 수직으로 배열되는 칼날형 열 교환기 요소로 구성된다. 상기 열 교환기 요소들은 상기 도관에 단단히 고정되며 또한 외부 가장자리에서 라운딩되며 비늘모양으로 겹쳐져 있다. 냉각되는 매체는 상기 열 교환기 요소에 수직으로 배열된 도관을 통하여 공급된다. 상기 도관들은 유입구 및 유출구를 구비하는 배분판으로 개방되어 들어간다. 상기 냉매의 입구 및/또는 출구 또한 상기 배분판의 직경에 고정된다.

Description

열 교환기{HEAT EXCHANGER}
DE - OS 32 10 114에는 열 교환기, 특히 차량용 오일냉각기가 공지되어 있다. 이러한 열 교환기는 열교환 유체를 운반하기 위하여 상호 평행하게 배열되는 다수의 도관으로 구성된다. 이러한 도관들은 상부 및 하부 물탱크로 연결된다. 상기 열 교환기는 또는 상기 도관에 고정되고, 상기 도관에 수직으로 배열되는 박판형 열교환 리브(rib)로 구성된다.
이러한 열 교환 리브들은 뒤쪽으로 구부러진 단부를 갖는 그것들의 단부측에 제공되는데, 이것들은 비늘 모양으로 포개지며, 따라서 이것들은 고정 브라켓을 위한 수단이 배열될 수 있는 측면부를 형성한다. 비교적 간단한 요소들로 구성되며, 우수한 열 전달 효과를 갖는 공지된 열 교환기는, 열 교환기의 고정을 위하여 추가적인 브라켓이 필요하다는 단점을 갖는다. 또한, 상기 열교환 유체를 위한 연결부는 상부 및 하부 물탱크에 영구적으로 고정되며, 변경 불가능하다.
DE - GM 93 09 741에는 또한, 열 교환기가 공지되는데, 여기서 열 교환기 요소의 일측에는 냉각되는 매체를 위한 입구 및 출구가 제공되고, 타측에는 냉매, 즉상기 열교환 유체를 위한 입구 및 출구가 제공된다. 이러한 배열은 구조의 단순성에 특징을 두고 있다. 그러나, 많은 경우에 있어서, 상기 모든 입구 및 출구는 단지 일측에만 배열되도록 요구된다.
본 발명은 열 교환기, 특히 주 청구항의 전제부에 따르는 내연기관용 오일냉각기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고, 다음에 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 그 측부가 구부러진 리브(rib)로 구성되는 열 교환기의 개략도,
도 2 는 도 1 에서 단면으로 도시된 배분판의 평면도,
도 3 은 샌드위치형 배분판을 구비하는 열 교환기,
도 4 는 또 다른 단면도,
도 5는 냉매를 위한 연결부를 구비하는 열 교환기의 단면도,
도 6 a-e는 냉각되는 매체 및 냉매의 유동 다이어그램을 도시한다.
따라서, 본 발명은 광범위하게 사용 가능하며, 그것의 용적을 증가시키지 않고, 모든 입구 및 출구들이 1개의 측부에 연결될 수 있는 열교환기를 창안하는 과제를 기초로 한다.
이러한 과제는 주 청구항의 전제부로부터 도출되는 특징부에 의해 해결 된다.
본 발명의 주된 장점은 배분판에 의하여, 냉매의 입구 및 출구를 또한 통합시킬 수 있다는 데 있다. 이러한 목적을 위하여, 상응하는 입구 및 출구 구멍이 상기 배분판내에 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 고정판이 상기 배분판 상에 제공된다. 물론 배분판과 고정판을 일체형 유닛으로 구성하는 것 또한 가능하다. 2개의 단편으로 구성된 경우에는, 상기 배분판 및 고정판은 함께 납땜되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 하나의 배분판이 다른것에 샌드위치형으로 포개지는 개별판으로 구성하기 위해 제공된다. 이것은 유형이 상이하고 서로 교차되는 유동 통로가 상기 개별 판 요소 내에 제공될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서 상기 배분판 내에서 복잡한 유로의 형성 또한 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 주석 도금된 알루미늄으로 만들어지는 열교환기의 개별 부품을 제조하기 위해 제공된다. 이러한 알루미늄은 연속 오븐 내에서 주석으로 도금될 수 있고, 따라서 상기 열 교환기의 조립은 연결 요소 없이도 가능하다.
상기 배분판은 또한 최종 열 교환기 요소와 샌드위치형 구조로 일체화되는 것이 바람직하다. 상기 전체 열 교환기 요소의 높이는 이러한 판의 일체화에 의해 증가되지 않는다. 그러나 동시에 모든 연결부는 이러한 배분판 내에 포함된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 모든 입구 및 출구 도관이 오일 필터의 하우징 내에 일체화된다. 따라서 상기 열 교환기는 이러한 하우징 상에 직접적으로 설치될 수 있다. 추가적인 연결관들은 더 이상 필요하지 않다. 대안으로서, 냉매를 위한 연결부는 상기 배분판 상에 직접적으로 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 이러한 특징 및 또 다른 특징들은 청구범위 뿐만 아니라 발명의 상세한 설명 및 도면에도 나타날 것이며; 개별적인 특징들은 개별적으로 실현되거나 또는 본 발명의 실시예 및 다른 분야에서 다수의 종속결합의 형태로 실현될 수 있음, 유리한 실시예 뿐만 아니라 보호가 요구되는 독립적으로 특허 가능한 실시예가 표현될 것이다.
도 1 에는, 열 교환기가 도시되는데, 이것은 상호 평행하게 배열되는 다수의 판형 열 교환기 요소(10)로 구성되며, 이것을 통하여 열 교환 매체가 흘러간다. 이러한 열 교환기 요소들은 주변을 둘러싸는 외부 가장자리(11)에서 라운딩되어 있고, 열 교환기 팩을 형성하기 위해 서로 포개져 적층된다. 커버판(12)은 상기 열 교환기 팩의 상부를 형성한다. 바닥은 배분판(13) 및 고정판(14)의 결합에 의해 형성된다. 상기 배분판(13)과 고정판(14)은 또한 일체형으로 제작될 수 있다. 그러나, 이것은 또한 2개의 스탬핑 부품으로 구성하는 것도 가능하다. 개별 열 교환기 요소(10)들의 상호 고정과, 상기 커버판(12) 및 배분판(13)에의 고정은 납땜에 의해 형성된다. 이러한 목적을 위해, 개별 구성요소들은 땜납으로 코팅된다. 여기에 도시된 밀봉링(17 및 19)을 포함하는 개별 부품을 갖는 전체 팩은 땜납의 용융 온도로 가열되어, 상기 부품들은 서로 결합된다. 냉각되는 매체, 예를 들면, 오일은 오일 유입구(15)를 통하여 상기 고정판(14) 및 배분판(13)으로 흘러들어가고, 그 다음 열 교환기로 흘러 들어가며, 거기에서 화살표(16)에 의해 지시되는 개별적인 평면으로 분배되고, 구멍(18)을 통하여 상기 열 교환기를 빠져 나간다.
도 2 에는, 배분판(13)이 평면도로서 도시된다. 여기에는, 오일유입구(15)가 상기 오일의 유입을 위해 제공되며, 오일 유출구(20)가 오일의 귀환을 위해 슬롯형태로 제공된다. 또한, 물유입구(21)가 상기 냉각수의 유입을 위해 상기 배분판(13)에 제공되고, 물유출구(22)가 상기 냉각수의 유출을 위해 제공된다. 냉각되는 오일의 유입을 위한 구멍과 그것을 추가적으로 운반하기 위한 통로는 둘다 어떠한 바람직한 위치에도 배열될 수 있다. 상기 배분판은 상기 열 교환기가 어떠한 종류의 연결부에도 연결될 수 있도록 한다. 물론 배분판은 오프셋(offsets), 홈 또는 이와 유사한 형태로 구성하는 것도 가능하며, 따라서 다양한 고정 구조로 적용될 수 있다.
도 3은 샌드위치형으로 배열되는 배분판(13)을 구비하는 열 교환기의 일실시예를 도시한다. 이러한 배분판(13)은 개별 부품(23, 24 및 25)으로 구성된다. 샌드위치형 구조로 인해, 상기 유체의 흐름은 상이하게 개별 평면으로 분배되어 들어갈 수 있고, 따라서 그것들이 또한 서로 교차될 수 있다.
도 3에서는, 또한, 냉매, 즉, 냉각수의 연결부가 도시된다. 물의 유입을 위한 연결부(27) 및 물의 귀환을 위한 연결부(28)가 상기 하우징(30)에 설치된다. 상기 하우징(30)은 고정판(14)에 접속된다. 상기 고정판과 하우징 사이에는 몰딩된 개스킷(29)이 끼워져 있다.
샌드위치된 어댑터 판이 구성되는 실시예가 도 4 에 도시된다. 상기 도면에는, 물 유출구(22) 및 오일 유입구(15)가 도시된다. 상기 모든 구멍들은, 여기에는 도시되지 않은 오일 필터의 하우징(30) 내에 일체화되어, 따라서 어떠한 추가적인 도관도 필요없게 된다.
도 5 는 물 유출구 및 물 유입구가 각각 연결부(32 및 33)로서 끌어내지고,각각 90°및 90°이상 구부러지는 실시예가 도시된다. 상기 연결부들은 바람직한 방법으로 상기 배분판에 납땜되는 한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 오일은 상기 하우징(30)을 통하여 유입되고 배출된다. 여기에도 또한 고정판(14) 및 하우징 사이에 홈(31)이 주조되고, 밀봉의 목적을 위해 링 또는 밀봉 수단이 놓여진다. 이러한 밀봉으로 인하여, 어떠한 주물 부품(30)의 가공도 필요 없게 된다. 따라서 보다 적은 제작비로, 오일냉각기와 하우징의 외부 구조 사이에 기밀한 결합이 형성된다.
도 6 에서는 함께 샌드위치된 개별 판 요소들(23 - 25) 내의 유체의 흐름이 도시된다.
도 6a 는 오일 유입구(15) 및 이것에 비스듬히 갈라져 나온 오일 유출구(20) 뿐만 아니라 물 유입구(21) 및 물 유출구(22)를 구비하는 고정판(14)이 도시된다. 도 6b 에서는 판 요소(25)가 도시되는데, 여기에는 슬롯(34)이 물 유출구(22)를 위하여 설치된다. 도 6c 에는, 판 요소(24)가 도시된다. 이것은 흐름을 차단하는 판 요소로 구성된다. 도 6d 에는, 상기 물 유입구(21)를 위한 크로스 연결부(35) 뿐만 아니라 상기 오일 유출구(20)를 위한 크로스 연결부(36)가 도시된다. 도 6e 에는, 물 유입구 및 물 유출구와 오일 유입구 및 오일 유출구를 위한 연결 구멍을 갖는 1차 트로프(trough; 11a)가 도시된다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 구조가 간단하면서 제작이 용이하고 종전에 비하여 제작비용이 절감됨으로 차량용 내연기관의 오일냉각기를 비롯한 각종 산업기계의 오일냉각기로 적합하다.

Claims (7)

  1. 열교환 매체의 전달을 위해, 서로 평행하게 배치되는 다수의 도관과, 박판형으로 배열되고 상기 도관에 대해 수직으로 배열되고, 상기 도관에 고정 연결되는 판형 열 교환기 요소들(10)을 포함하며, 상기 판형 열 교환기 요소들(10)은 외부 가장자리에서 라운딩되고, 서로 비늘 모양으로 포개지며, 냉각되는 매체는 상기 열 교환기 요소(10)에 대해 수직으로 배열되는 추가적인 도관을 통하여 공급되고, 이러한 도관들은 유체 입구 및 유체 출구를 위한 구멍을 구비하는 배분판(13)으로 연결되는 열 교환기, 특히 내연기관용 오일 냉각기와 같은 열교환기에 있어서,
    상기 배분판은 냉각되는 매체의 안내를 위한 오일 유입구(15) 및 상기 냉각되는 매체의 귀환 흐름을 위한 오일 유출구(20)를 포함하며, 그리고 또한, 물 유입구(21)가 냉매의 안내를 위해 제공되고, 물 유출구(22)가 상기 냉매의 배출을 위해 제공되며, 상기 냉각되는 매체를 위한 유입구 및 바람직한 위치로의 추가적인 전달을 위한 통로는 둘다 상기 열교환기가 바람직한 연결 구조에 연결될 수 있도록 위치되고, 상기 냉각되는 매체의 귀환 흐름을 위한 오일 유출구(20)는 상기 냉각되는 매체의 추가적인 전달을 위한 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    고정판(14)이 상기 배분판(13)에 설치되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배분판(13)은 개별 판요소(23-25)로 구성되는 편평한 판이고, 이것은 샌드위치 방식으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열 교환기 요소(10) 및/또는 배분판(13) 뿐만 아니라 상기 열 교환기 요소(10) 내에 배열되는 도관들은 땜납 코팅된 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개별적인 열교환기 요소(10)들은 서로 납땜 되어 결합되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각되는 매체 및 열 교환 매체 또는 냉매의 공급 및 배출을 위한 연결부들은 오일 필터의 하우징(30) 내에 일체화되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    냉매 연결부(32, 33)는 상기 배분판(13)에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
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