KR100412244B1 - 자동차용 열 교환기 - Google Patents

Abstract

자동차용 열 교환기가 도시되어 있다. 용접 등의 공정 없이 열 교환기 몸체에 설치된 커넥팅 파이프와 냉각수 파이프가 견고하면서 손쉽게 결합되도록 한다. 이로써, 자동차의 엔진을 냉각시키는 열 교환기의 탱크에 형성된 커넥터와 냉각 파이프에 형성된 결합편을 밀봉링을 매개로 결합한 후 다시 코킹 공정을 통하여 결합편과 커넥터를 견고하게 결합함으로써 열 교환기의 조립 공정을 단축시킴은 물론 견고한 결합이 이루어지도록 한다.

Description

자동차용 열 교환기{HEAT EXCHANGER FOR USING VEHICLE}

본 발명은 자동차용 열 교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 등의 공정 없이 열 교환기 몸체에 설치된 커넥터 파이프와 냉각수 파이프가 견고하면서 손쉽게 결합되도록 한 자동차용 열 교환기에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 화석 연료를 연소시켜 발생된 에너지를 회전 에너지로 변환하는 "엔진"에 의하여 탑승자 또는 화물을 원하는 목적지까지 수송하는 역할을 수행한다.

이 과정에서 엔진에서는 엄청난 고열이 발생하게 되는데, 이 고열을 냉각하지 못할 경우, 엔진에 과도한 열이 가해져 엔진은 버닝 또는 융용 되어 파손되는 결과가 발생된다.

이와 같은 문제는 엔진 내벽을 공기 또는 냉각수로 충분히 냉각시킴으로 극복된다. 이때, 엔진을 냉각하는 과정에서 고온으로 가열된 냉각수는 다시 "열 교환기(heat exchanger)에서 급랭된다. 종래 열 교환기는 상부 탱크, 열 교환 핀(fin), 하부 탱크로 구성된다. 이때, 상부 탱크에는 고온으로 가열된 냉각수가 공급되는 고온 냉각수 파이프가 연결되고, 하부 탱크에는 저온의 냉각수가 배출되는 저온 냉각수 파이프가 연결된다.

이때, 고온 냉각수 파이프와 상부 탱크 또는 저온 냉각수 파이프와 하부 탱크는 다양한 방법에 의하여 결합된다.

예를 들면, 이들의 결합은 납땜 결합, 밀봉링을 매개로 한 플랜지 결합, 산소 용접, 밀봉링을 매개로 한 클립 결합 등이 대표적이다.

그러나, 이와 같은 방법들은 각각 모두 장점을 갖고 있지만, 납땜 결합 및 산소 용접 결합은 공정이 간단하지 않으며 파이프 또는 탱크의 손상, 크랙을 발생시킬 가능성이 크다.

반면, 플랜지 결합이나 클립 결합의 경우, 산소 용접 결합 및 납땜 결합에 비하여 결합이 간편하지만 결합력이 약한 단점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 열 교환기 탱크와 냉각수 파이프의 결합 공정이 최소화되도록 함과 동시에 상호 견고하게 결합된 자동차용 열 교환기를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 열 교환기의 개념도이다.

도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의하여 커넥터와 결합편이 결합된 것을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의하여 커넥터의 결합돌기와 결합편이 결합된 것을 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의하여 커넥터가 결합편에 코킹된 것을 도시한 단면도이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 자동차용 열 교환기는 냉각수가 수납된 탱크, 탱크에 일측 단부가 연통된 제 1 파이프, 제 1 파이프의 타측 단부에 확대된 개구를 갖는 커넥터, 커넥터의 내측면에 형성된 적어도 2 개 이상의 결합 돌기를 갖는 커넥터 파이프, 커넥터 내부에 수납된 탄성이 있는 밀봉링 및 냉각수가 입출입 되는 제 2 파이프, 제 2 파이프의 원주면에 설치되며, 밀봉링이 눌러진 상태에서 회전되어 결합돌기와 결합되는 결합편을 포함하는 냉각수 파이프를 포함한다.

이하, 첨부된 도 1 이하를 참조하여 자동차용 열 교환기의 보다 구체적인 구성, 구성에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 의한 자동차용 열 교환기(100)는 전체적으로 보아 일부분만 도시된 열 교환기 몸체(10), 커넥팅 파이프(20), 밀봉링(30) 및 냉각수 파이프(40)로 구성된다.

이때, 열 교환기 몸체(10)는 매우 다양한 구성을 가질 수 있는 바, 일실시예로 상부 탱크, 열 교환 핀, 하부 탱크의 구성을 갖는다. 도 1에 도면부호 5로 도시된 부분은 일실시예로 상부 탱크이다.

이와 같은 상부 탱크(5)에 형성된 관통공에는 납땜, 용접 등의 방법으로 커넥팅 파이프(20)가 결합된다. 이때, 커넥팅 파이프(20)는 파이프(22)와 커넥터(24)로 구성된다. 구체적으로, 상부 탱크(5)의 관통공에는 파이프(22)의 일측 단부가 결합되고, 파이프(22)의 타측 단부에는 커넥터(24)가 결합된다.

이때, 커넥터(24)는 파이프(22)에 결합된 상태에서 파이프(22)의 직경보다 확장된 개구부를 갖는 포트(pot) 형상을 갖는다.

이때, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 커넥터(24)의 내 측면에는 일실시예로 120°간격으로 3 개의 결합 돌기(24a)가 돌출 되도록 형성된다.

한편, 상부 탱크(5)에 결합되는 냉각수 파이프(40)는 다시 파이프(42)와 결합편(44)으로 구성된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 파이프(42)는 커넥터(24)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 이때, 파이프(42)의 단부에는 원판 형상의 결합편(44)이 더 형성된다.

이때, 결합편(44)의 에지는 커넥터(24)의 결합 돌기(24a)에 방해받지 않도록 120° 간격으로 절단된다. 도면번호 44a는 결합편(44)으로부터 일부가 절단되어 형성된 에지 절단부이다.

이와 같은 결합편(44) 및 파이프(42)를 갖는 냉각수 파이프(40)의 파이프(42) 외주면에는 도 1에 도시된 바와 같은 밀봉링(30)이 더 결합된 상태에서 냉각수 파이프(40)와 커넥팅 파이프(20)는 강하게 밀착된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이 결합편(44)의 에지 절단부(44a)와 커넥터(24)의 결합 돌기(24a)는 서로 간섭을 일으키지 않도록 결합된다.

이때, 밀봉링(30)은 약 25% 이상 압축된다. 이와 같은 상태에서 도 5에 도시된 바와 같이 결합편(44)이 약 30°정도 회전되면서 결합돌기(24a)의 하부에 결합편(44)이 위치하게 된다.

이처럼 결합돌기(24a)의 하부에 결합편(44)이 위치할 경우, 밀봉링(30)의 탄성에 의하여 결합돌기(24a)와 결합편(44)은 매우 강한 결합을 하게 된다.

이와 같은 상태에서 결합돌기(24a)와 결합편(44)은 인위적으로 분리되기 상당히 어렵지만 분리될 수 있다. 이처럼 커넥터(24)의 결합돌기(24a)와 파이프(42)의 결합편(44)이 분리될 경우, 냉각수가 분출되어 엔진의 냉각이 불가능해진다. 이와 같은 상태로 엔진이 수분이상 운전될 경우 엔진은 고열에 의하여 버닝 되거나 용융될 수 있다.

이를 방지하기 위해서 도 6에 도시된 바와 같이 커넥터(24)중 결합편(44)과 공간이 형성된 곳은 구부러지도록 코킹(caulking) 가공된다.

이로써, 커넥터(24)의 결합돌기(24a)와 결합편(44)은 인위적으로 분리되는 것이 불가능해진다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 자동차의 엔진을 냉각시키는 열 교환기의 탱크에 형성된 커넥터와 냉각 파이프에 형성된 결합편을 밀봉링을 매개로 결합한 후 다시 코킹 공정을 통하여 결합편과 커넥터를 견고하게 결합함으로써 열교환기의 조립 공정을 단축시킴은 물론 견고한 결합이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 냉각수가 수납된 탱크;

   상기 탱크에 일측 단부가 연통된 제 1 파이프, 상기 제 1 파이프의 타측 단부에 확대된 개구를 갖는 커넥터, 상기 커넥터의 내측면에 형성된 적어도 2 개 이상의 결합 돌기를 갖는 커넥터 파이프;

   상기 커넥터 내부에 수납된 탄성이 있는 밀봉링; 및

   상기 냉각수가 입출입 되는 제 2 파이프, 상기 제 2 파이프의 원주면에 설치되며, 상기 밀봉링이 눌러진 상태에서 회전되어 상기 결합돌기와 결합되는 결합편을 포함하는 냉각수 파이프를 포함하는 자동차용 열 교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합돌기와 대응하는 상기 결합편의 에지는 상기 결합돌기와 간섭되지 않도록 절단된 것을 특징으로 하는 자동차용 열 교환기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터의 일부는 결합편이 움직이지 못하도록 가압 변형된 것을 특징으로 하는 자동차용 열 교환기.