KR100556113B1

KR100556113B1 - 복층 열교환기

Info

Publication number: KR100556113B1
Application number: KR1020030030522A
Authority: KR
Inventors: 조재헌; 김재훈
Original assignee: 모딘코리아 유한회사
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2006-03-03
Also published as: KR20040098222A

Abstract

본 발명은 이중 코어 타입의 열교환기에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 증발기와 난방기를 일체화 하므로써 생산성을 향상시키고, 이들을 일체화 하므로써 이들을 사용하는 공조장치의 체적을 줄일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은, 다수의 튜브1(21)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉매 순환용 코어부(20); 다수의 튜브2(31)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉각수 순환용 코어부(30); 상기 냉매 순환용 코어부(20)와 연통되는 냉매 헤더부(110)와, 상기 냉각수 순환용 코어부(30)와 연통되는 냉각수 헤더부(120)를 일체로 형성한 상, 하 헤더(40)(50); 를 구성하는 복층 열교환기에 있어서, 상기 상, 하 헤더(40)(50)는 그 각각의 냉매 헤더부(110)와 냉각수 헤더부(120)를 격벽부(130)로써 구획하는 W자 단면 모양의 탱크부재(140)와, 상기 탱크부재의 개방부를 밀폐하되, 상기 코어부의 튜브들이 끼워질 수 있도록 일정 등간격으로 튜브조립구멍(151)들이 형성된 헤더 플레이트(150)와, 상기 탱크부재(140)의 양측 끝단을 막기 위한 캡(160)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

자동차, 공조, 열교환기, 증발기, 난방기

Description

복층 열교환기{DUPLEX TYPE HEAT EXCHANGER}

도 1은 열교환기를 사용하는 자동차 공조장치의 구성도

도 2는 본 발명의 열교환기를 보인 사시도

도 3은 본 발명의 열교환기를 보인 단면도

도 4는 본 발명의 열교환기를 보인 분해 사시도

도 5는 본 발명의 사용상태를 예시한 자동차 공조장치의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

20 : 냉매 순환용 코어부 21 : 튜브1

22 : 냉각핀 30 : 냉각수 순환용 코어부

31 : 튜브2 40 : 상측 헤더

50 : 하측 헤더 100 : 열교환기

110 : 냉매 헤더부 120 : 냉각수 헤더부

130 : 격벽부 131 : 공간부

132 : 돌출부 140 : 탱크부재

141 : 걸림턱 142 : 보조격판

150 : 헤더 플레이트 151 : 튜브 조립구멍

152 : 요홈부 160 : 캡

161 : 연장부 170 : 사이드 플레이트

본 발명은 이중 코어 타입의 복층 열교환기에 대한 것으로, 냉방으로 사용하기 위한 코어부분과 난방으로 사용하기 위한 코어부분을 일체형으로 제작하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 자동차용 공조장치(HVAC)에서는 도 1에서 보는 바와 같이 케이스(11)의 내부에서 흡입팬(12)으로부터 흡입된 공기가 냉방용 증발기(13), 또는 증발기(13)와 난방용 방열기(14)를 통과한 후 모드별로 각각의 배출덕트(15)를 따라 배출된다.

예컨대, 냉방 공기를 제공받고자 하는 경우, 1차적으로 내부의 댐퍼(16)를 아래로 닫아 방열기(14)로의 공기 흐름을 막고, 증발기(13)를 통과한 차가운 공기가 직접 배출덕트(15)를 통해 자동차 실내로 공급되게 한다.

반면에 난방 공기를 제공받고자 하는 경우, 내부의 댐퍼(16)를 위로 닫아 방열기(14)쪽으로 흐름을 유도하여 냉동싸이클(도시하지 않았음)이 가동되지 않은 상태에서의 증발기(13)를 먼저 통과하고 이어서 방열기(14)를 통과하므로써 더워진 공기가 배출덕트(15)를 통해 자동차 실내로 공급되게 한다.

위에서 보는 바와 같이 차량 실내로 제공되는 찬 공기나 더운 공기는 냉방용 증발기(13) 또는 증발기(13) 및 방열기(14)를 따로 통과하면서 이동하도록 되어 있기 때문에 증발기를 각각 따로 제조하여야 하는 문제와 이들 사이에 공간이 필요하기 때문에 케이스를 포함하는 공조장치 전체의 체적이 커지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결 보완하고자 안출된 것으로, 증발기와 난방기를 일체화 하므로써 생산성을 향상시키고, 이들을 일체화 하므로써 이들을 사용하는 공조장치의 체적을 줄일 수 있도록 한 복층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 튜브1들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉매 순환용 코어부; 다수의 튜브2들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉각수 순환용 코어부; 상기 냉매 순환용 코어부와 연통되는 냉매 헤더부와, 상기 냉각수 순환용 코어부와 연통되는 냉각수 헤더부를 일체로 형성한 상, 하 헤더; 를 구성하는 복층 열교환기에 있어서, 상기 상, 하 헤더는 그 각각의 냉매 헤더부와 냉각수 헤더부를 격벽부로써 구획하는 W자 단면 모양의 탱크부재와, 상기 탱크부재의 개방부를 밀폐하되, 상기 코어부의 튜브들이 끼워질 수 있도록 일정 등간격으로 튜브조립구멍들이 형성된 헤더 플레이트와, 상기 탱크부재의 양측 끝단을 막기 위한 캡으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 탱크부재의 격벽부가 상기 냉매 헤더부와 상기 냉각수 헤더부 사이의 열전달을 억제할 목적으로 공간부를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 탱크부재가 그 양측 내단에 걸림턱을 형성한 후, 이 걸림턱에 헤더 플레이트의 양측 끝단이 걸리도록 조립한 채 브레이징용접되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 탱크부재의 격벽부가 그 하단에 길이 방향의 돌출부를 형성하고, 상기 헤더 플레이트에는 여기에 상응하는 요홈부를 형성하여 이들 돌출부와 요홈부를 서로 끼워진 채 브레이징용접되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 탱크부재가 그 각각의 냉매 헤더부 또는 냉각수 헤더부의 내부에 길이 방향으로 보조 격판을 설치하여 복수의 튜브열로 이루어지는 냉매 순환용 코어부 또는 냉각수 순환용 코어부를 구획하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 캡은 코어부의 외측에 마련하는 사이드 플레이트의 고정을 위해서 내측으로 연장부를 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복층 열교환기는 상기 냉매 순환용 코어부와 냉각수 순환용 코어부는 서로 근접하되, 임의의 간격으로 거리를 유지하고 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 구성에 따른 사시도이고, 도 3은 단면도, 도 4는 분해 사 시도이다.

상기 도면에서 보듯이 본 발명은 다수의 튜브1(21)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉매 순환용 코어부(20), 그리고 다수의 튜브2(31)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉각수 순환용 코어부(30), 또한 상기 냉매 순환용 코어부(20)와 연통되는 냉매 헤더부(110)와, 상기 냉각수 순환용 코어부(30)와 연통되는 냉각수 헤더부(120)를 일체로 형성한 상, 하 헤더(40)(50)로 이루어 진다.

이때, 상기 상, 하 헤더(40)(50)는 도 4에서 보듯이 그 각각의 냉매 헤더부(110)와 냉각수 헤더부(120)를 격벽부(130)로써 구획하는 W자 단면 모양의 탱크부재(140)와, 상기 탱크부재의 개방부를 밀폐하되, 상기 코어부의 튜브들이 끼워질 수 있도록 일정 등간격으로 튜브조립구멍(151)들이 형성된 헤더 플레이트(150)와, 상기 탱크부재(140)의 양측 끝단을 막기 위한 캡(160)으로 구성된다. 또 상기 튜브1(21)는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 2열의 튜브가 평행하게 연결되어 튜브의 조립제작이 용이하게 된다.

그리고 상기 탱크부재(140)는 그 격벽부(130)를 형성하는데 있어서, 상기 냉매 헤더부와 상기 냉각수 헤더부 사이의 열전달을 억제할 목적으로 공간부(131)를 가지는 것이 좋다.

아울러, 그 하단에는 길이 방향의 돌출부(132)를 형성하고, 상기 헤더 플레이트(150)에는 여기에 상응하는 길이 방향의 요홈부(152)를 형성한 후, 이들 돌출부와 요홈부가 서로 끼워진 상태로 조립하고, 또 그 양측 끝단의 안쪽으로 걸림턱(141)을 형성한 후, 이 걸림턱에 헤더 플레이트(150)의 양측 끝단이 걸리도록 조립한 상태에서 브레이징용접이 이루어 지도록 한다.

또한, 상기 탱크부재(140)는 그 각각의 냉매 헤더부(110) 또는 냉각수 헤더부(120)의 내부에서 길이 방향으로 보조 격판(142)을 설치하여 복수의 튜브열로 이루어지는 냉매 순환용 코어부(20)를 2열로 구획할 수 있으며, 이러한 구조는 냉각수 순환용 코어부(30)에서도 실시 가능하다.
한편 상기 캡(160)은 각각의 냉매 헤더부(110)와 냉각수 헤더부(120)의 위치에 따라 상기 탱크부재(140)에 설치되는 격판(142)이 끼워지도록 안착되면서 상기 각각의 냉매 헤더부(110)와 냉각수 헤더부(120)에 끼워져 안착된다. 따라서 캡이 냉매헤더부와 냉각수 헤더부에 쉽게 끼워져 안착되므로 용접등이 용이하게 된다. 또한 코어부의 외측에 마련하는 사이드 플레이트(170)의 고정을 위해서 내측으로 연장부(161)를 형성하는 것이다.

삭제

그리고 상기 냉매 순환용 코어부(20)와 냉각수 순환용 코어부(30)를 근접되게 형성하는데 있어서의 또 다른 주의점은 서로 근접된 상태로 구성하되, 반드시 임의의 간격(G)으로 거리를 유지하도록 하여 냉매 순환용 코어부(20)에서 발생하는 응축수가 냉각수 순환용 코어부(30)로 흐르지 않도록 배려 해야 한다는 점이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 도 5에서 보는 바와 같이 사용이 가능하다.

삭제

도 5는 종래와 달리 제작된 공조장치(HVAC)의 케이스(11) 내부에 설치한 복층 열교환기(100)의 예시도이다.

예컨대, 난방용으로 사용할 때는 냉각수 순환용 코어부(30)에 냉각수가 순환하도록 하고, 냉매 순환용 코어부(20)에는 냉매가 공급되지 않도록 한다.

이와 같이 하면 송풍팬(12)에 의해서 공급되는 공기가 냉각수로부터 얻은 열로써 가열되어 자동차 실내를 난방시키게 된다.

반대로, 냉방용으로 사용할 때는 냉매 순환용 코어부(20)에 팽창밸브(도시하지않았음)를 통과한 냉매가 공급되도록 하고, 상대적으로 냉각수 순환용 코어부(30)에는 냉각수가 순환하지 않도록 밸브를 잠근다.

이와 같이 하면 송풍팬(12)에 의해서 공급되는 공기가 냉매로부터 얻은 낮은 열로써 냉각되어 자동차 실내를 냉방시키게 되는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 종래의 증발기와 난방기를 냉매 헤더부를 포함한 냉매 순환용 코어부와 냉각수 헤더부를 포함한 냉각수 코어부로써 일체화 하였기 때문에 크기가 매우 작아진다.

따라서 제조가 쉽고 생산성이 향상되며, 이들을 사용하는 공조장치의 체적까지도 줄일 수 있고, 더 나가서 공조장치의 케이스를 줄이면서 종래와 같은 공기 안내용 댐퍼 등을 배제할 수 있고, 기타 부품을 절감할 수 있는 등 많은 장점을 가지는 것이다.

Claims

(삭제)
다수의 튜브1(21)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉매 순환용 코어부(20); 다수의 튜브2(31)들을 나열한 후, 그 사이 사이에 냉각핀(22)들을 삽입시킨 적어도 1열 이상의 냉각수 순환용 코어부(30); 상기 냉매 순환용 코어부(20)와 연통되는 냉매 헤더부(110)와, 상기 냉각수 순환용 코어부(30)와 연통되는 냉각수 헤더부(120)를 일체로 형성한 상, 하 헤더(40)(50); 를 구성하는 복층 열교환기에 있어서,

상기 상, 하 헤더(40)(50)는 그 각각의 냉매 헤더부(110)와 냉각수 헤더부(120)를 격벽부(130)로써 구획하는 W자 단면 모양의 탱크부재(140)와, 상기 탱크부재의 개방부를 밀폐하되, 상기 코어부의 튜브들이 끼워질 수 있도록 일정 등간격으로 튜브조립구멍(151)들이 형성된 헤더 플레이트(150)와, 상기 탱크부재(140)의 양측 끝단을 막기 위한 캡(160)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 탱크부재(140)의 격벽부(130)는 상기 냉매 헤더부와 상기 냉각수 헤더부 사이의 열전달을 억제할 목적으로 공간부(131)를 가지는 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 탱크부재(140)는 그 양측 내단에 걸림턱(141)을 형성한 후, 이 걸림턱에 헤더 플레이트(150)의 양측 끝단이 걸리도록 조립한 채 브레이징용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 탱크부재(140)의 격벽부(130)는 그 하단에 길이 방향의 돌출부(132)를 형성하고, 상기 헤더 플레이트(150)에는 여기에 상응하는 요홈부(152)를 형성하여 이들 돌출부와 요홈부를 서로 끼워진 채 브레이징용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 탱크부재(140)는 그 각각의 냉매 헤더부(110) 또는 냉각수 헤더부(120)의 내부에 길이 방향으로 보조 격판(142)을 설치하여 복수의 튜브열로 이루어지는 냉매 순환용 코어부(20) 또는 냉각수 순환용 코어부(30)를 구획하는 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
(삭제)
제 2 항에 있어서,

상기 캡(160)은 코어부의 외측에 마련하는 사이드 플레이트(170)의 고정을 위해서 내측으로 연장부(161)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 냉매 순환용 코어부(20)와 냉각수 순환용 코어부(30)는 서로 근접하되, 임의의 간격(G)으로 거리를 유지하고 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 복층 열교환기.
(삭제)