KR100644134B1

KR100644134B1 - 오일쿨러 일체형 응축기

Info

Publication number: KR100644134B1
Application number: KR1020050111648A
Authority: KR
Inventors: 김종철
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-11-10

Abstract

본 발명은, 양측에 세워진 제1, 제2헤더와, 응축기와 오일쿨러를 구분하도록 상기 제1, 제2헤더내에 설치된 배플판과, 상기 제1헤더와 제2헤더를 연결하여 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브와, 상기 각 튜브들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀을 구비한 오일쿨러 일체형 응축기에 있어서, 상기 오일쿨러에서 응축기로 열전달되는 열을 최소화하도록, 상기 배플판(26)은 상기 제1, 제2헤더 내부에 2개씩 소정의 간격을 두고 각각 설치되되, 상기 두 개의 배플판 사이의 헤더파이프 부분에는 열전달 방지 홈(36) 또는 구멍이 형성되어 있으므로, 응축기와 오일쿨러간의 열전달을 효과적으로 방지하여 열교환 성능을 향상하는 효과가 있다.

Description

오일쿨러 일체형 응축기{condenser integrated with oil-cooler}

도1은 종래 오일쿨러 일체형 응축기를 나타내는 구성도,

도2는 본 발명에 의한 오일쿨러 일체형 응축기를 나타내는 구성도,

도3은 도2의 배플판 부위를 나타내는 상세 단면도(제1실시예),

도4는 본 발명의 제2실시예에 의한 오일쿨러 일체형 응축기의 배플판 부위를 나타내는 상세도,

도5는 본 발명의 제3실시예에 의한 오일쿨러 일체형 응축기의 배플판 부위를 나타내는 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22 : 제1헤더 24 : 제2헤더

26 : 배플판 28 : 튜브

30 : 방열핀 36 : 열전달 방지 홈

129 : 빈 튜브

본 발명은 오일쿨러 일체형 응축기에 관한 것으로서, 간단한 구조로 응축기 와 오일쿨러간의 열전달을 효과적으로 방지하는 오일쿨러 일체형 응축기에 관한 것이다.

열교환기는 냉, 난방 시스템의 열교환매체 유로상에 설치되어 그 내부를 흐르는 열교환매체가 외기열을 흡열하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하여 소정공간을 냉, 난방하게 된다.

여기서, 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템은, 압축기에서 기체 상태의 냉매는 액화되기 쉬운 고온, 고압의 기체상태로 압축되어 응축기로 이송되고, 응축기에서는 이러한 기체상태의 냉매가 액체 상태로 상변화되어 팽창밸브로 이송된다.

이후, 팽창밸브에서는 액체상태로 상변화된 냉매가 교축작용에 의해 저온, 저압의 습포화 증기 상태로 변화되어 증발기로 이송되고, 이렇게 증발기로 유입된 냉매는 주변의 공기로부터 증발에 필요한 열(증발잠열)을 흡수하여 스스로 증발함과 아울러 기체상태로 변화한 다음 압축기로 유입하는 사이클을 반복적으로 수행한다.

그리고, 자동차에는 엔진이나 변속기 등의 윤활 및 기밀유지를 위해 사용되는 오일을 냉각시키기 위해서 오일쿨러가 별도로 장착되어 있다.

그러나, 상기와 같이 오일쿨러가 별개의 부품으로 구성됨에 따라 제작공수가 증가하여 생산성이 저하되고 제조비용도 상승함과 아울러 오일쿨러를 장착하기 위한 공간확보에도 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 상기 오일쿨러를 상기 응축기와 일체화한 기술이 국내 실용신안등록번호 제173431호에 개시되어 있다.

상기 실용신안등록번호 제173431호는, 도1에 도시한 바와 같이, 상호 일정간격 이격되어 나란하게 배치되는 원통형의 제1 및 제2헤더 파이프(4, 5)와, 상기 제1, 제2헤더 헤더파이프(4, 5)간에 나란하게 배열되어 각각에 연통하는 다수의 평판형 튜브(6)와, 상기 각 튜브(6)들간에 개재되는 코루게이트형의 방열핀(7)과, 상기 제1 및 제2헤더 파이프(4, 5)의 상단 또는 하단으로부터 일정간격 이격되며 상호 대향하도록 각각 설치되어 각각의 내부를 차단함으로써 상기 냉매가 흐르는 응축기(2)와 상기 자동차의 엔진오일 또는 변속기 오일이 흐르는 오일쿨러(3)로 구획하는 제1배플판(8)쌍과, 상기 냉매 응축기(2) 쪽의 상기 제1, 제2헤더 파이프(4, 5)에 대해 상호 교호적으로 배치되어 상기 냉매가 복수의 튜브(6)들을 지그재그 형태로 동시에 흐르도록 유도하는 복수의 제2배플판(9)을 구비하여 구성된다. 그리고, 상기 응축기(2)측과 오일쿨러(3)측의 헤더 파이프(4, 5)에는 각각 입, 출구파이프(10, 11, 12, 13)가 구비된다.

따라서, 별도의 오일쿨러 없이도 하나의 열교환기(1)만으로 냉매의 액화작용은 물론 엔진오일이나 변속기 오일의 냉각작용도 동시에 수행할 수 있게 되는 것이다.

그런데, 상기한 종래의 일체형 열교환기(1)는 응축기(2)와 오일쿨러(3)를 일체화하기 위해 기존의 응축기(2)를 구성하는 헤더파이프(4, 5) 내부를 양측으로 구획하도록 단순히 제1배플판(8)을 설치하여 응축기(2) 영역과 오일쿨러(3) 영역으로 구분하고 각 영역에 입출구 파이프(10, 11, 12, 13)를 각각 설치한 것이므로, 상기 응축기(2)와 오일쿨러(3)간의 열전달이 차단되지 않으며 상기 응축기(2) 영역과 오일쿨러(3) 영역이 방열핀(7)으로 서로 연결되어 이들의 열교환성능이 저하하게 된다는 문제점이 있었다.

즉, 일반적으로 차량 운행시의 응축기 작동유체의 온도는 약 45℃이고, 오일쿨러의 작동유체의 온도는 약 105℃인데, 이때 헤더파이프(4, 5)의 구획부에서 고온의 오일쿨러로부터 저온의 응축기쪽으로 열전도가 일어나 응축기 성능저하의 원인이 되는 것이다.

또한 종래에는 상기 응축기(2)와 오일쿨러(3)의 경계부 사이에는 오일쿨러(3)에서 응축기(2)로 전달되는 열을 방지하도록 방열핀(7)을 제거하는 구조도 개시되어 있다. 그러나, 일부분의 방열핀(7)을 제거하는 구조는 튜브(6)와 방열핀(7)을 적층하여 제1, 제2헤더 파이프(4, 5)에 삽입할 때 제조 공정상 어려움이 발생할 뿐만 아니라, 별도의 스페이서가 필요할 수 있으며, 용착 시 방열핀과 튜브가 빠져서 불량발생의 우려가 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 응축기와 오일쿨러 간의 열전달을 효과적으로 방지하여 열교환 성능을 향상하는 오일쿨러 일체형 응축기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오일쿨러 일체형 응축기는, 양측에 세워진 제1, 제2헤더와, 응축기와 오일쿨러를 구분하도록 상기 제1, 제2헤더내에 설치된 배플판과, 상기 제1헤더와 제2헤더를 연결하여 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브와, 상기 각 튜브들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀을 구비한 오일쿨러 일체형 응축기에 있어서, 상기 오일쿨러에서 응축기로 열전달되는 열을 최소화하도록, 상기 배플판은 상기 제1, 제2헤더 내부의 응축기와 오일쿨러의 경계부에 소정의 간격을 두고 복수개가 각각 설치되되, 인접한 배플판 사이의 헤더파이프 부분에는 열전달 방지 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 배플판 사이 위치의 튜브 사이에는 열전달을 더욱 효과적으로 방지하도록 작동유체가 통하지 않은 속이 빈 튜브가 설치되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 오일쿨러 일체형 응축기(20)는 양측에 세워진 제1, 제2헤더(22, 24)와, 응축기(C)와 오일쿨러(O)를 구분하도록 상기 제1, 제2헤더(22, 24)내에 설치된 배플판(26)과, 상기 제1헤더(22)와 제2헤더(24)를 연결하여 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브(28)와, 상기 각 튜브(28)들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀(30)과, 상기 튜브(28)와 방열핀(30)을 보강하도록 상, 하측에 사이드 플레이트(32)를 구비한 구조이다. 본 실시예에서는 상기 제1헤더(22)와 제2헤더(24)의 상측은 응축기(C)가 형성되고, 하측은 오일쿨러(O)가 형성된다. 한편, 제1헤더(22)와 제2헤더(24)의 상측에 오일쿨러가 형성되고, 하측에 응축기가 형성될 수도 있다.

상기 제2헤더(24)(또는 제1헤더)에는 유로를 형성하도록 다수의 유로 배플판(34, 34)이 삽입되어 있는 한편 열교환매체가 출입하는 유체 출입구(24a, 24b, 24c, 24d)가 형성되어 있다. 상기 유체 출입구는 제1헤더(22) 및/또는 제2헤더(24)에 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 응축기와 오일쿨러가 각각 하나의 유로 배플판(34)에 의해 유로가 나뉘어져 각각 2패스를 이루고 있다.

그리고, 도3에 도시한 바와 같이(제1실시예), 상기 오일쿨러(O)에서 응축기(C)로 열전달되는 열을 최소화하도록, 상기 배플판(26)은 상기 제1, 제2헤더(22, 24) 내부의 응축기와 오일쿨러의 경계부에 소정의 간격을 두고 복수개가 각각 설치되되, 인접하는 배플판(26, 26') 사이의 헤더파이프 부분에는 열전달 방지 홈(36)이 형성되어 있다. 복수개의 배플판 중에서 인접한 임의의 두 개의 배플판(26, 26')사이는 이격되어 있고 상기 열전달 방지 홈(36)은 외부에 통하게 되어 있으므로 오일 쿨러에서 응축기로 전달되는 열이 현저히 감소하게 된다.

상기 두 개의 배플판 사이 위치의 튜브 사이에는 열전달을 더욱 효과적으로 방지하도록 작동유체가 통하지 않은 속이 빈 튜브(29)가 설치되어 있다. 상기 속이 빈 튜브(29)의 양측에는 방열핀(30)이 개재되어 있는데, 이는 열교환기(코어)의 조립성과 생산성을 향상시킨다. 그리고, 상기 속이 빈 튜브(29)는 오일 쿨러(O)에서 응축기(C)쪽으로 열전달되는 것을 방지하여 응축기의 성능 저하를 줄인다. 즉, 전체적으로 일체형 열교환기의 성능을 향상시키는 것이다.

도3에서는 응축기와 오일쿨러의 경계영역에 두 개의 배플판이 형성되고 하나의 열전달 방지 홈이 형성된 것을 도시하였으나, 배플판의 수는 2개 이상 채용할 수도 있다.

그리고, 상기 열전달 방지 홈(36)은 상기 제1, 제2헤더(22, 24)에 너무 깊게 파여 있으면 제1, 제2헤더(22, 24)의 강성이 낮아지므로 헤더 단면적의 반 이하로 파여 있는 것이 바람직하다.

도4는 본 발명의 제2실시예를 나타낸다. 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 3개의 배플판(126, 126', 126")이 설치되며, 각 배플판 사이에 열전달 방지홈(136)이 형성되며, 속이 빈 튜브(129)가 2개 설치된 구조이다.

본 실시예의 제1헤더(122), 제2헤더(124), 배플판(126), 열전달방지 홈(136), 튜브(128) 및 방열핀(130)은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

도5는 본 발명의 제3실시예를 나타낸다. 도시한 바와 같이 본 실시예는 상기 제1실시예(도3)의 열전달 방지 홈(36) 대신에 열전달 방지 구멍(236)이 형성된 구조이다. 상기 열전달 방지 구멍(236)은 제1헤더(222) 및 제2헤더(224)를 관통하는 구멍으로서 공기가 외부로 통할 수 있으며, 열전달 방지 홈보다 헤더의 강성을 높이는 잇점이 있다.

본 실시예의 제1헤더(222), 제2헤더(124), 배플판(226), 튜브(228), 속이 빈 튜브(229) 및 방열핀(130)은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명에 의한 오일쿨러 일체형 응축기에 의하면, 배플판(26, 26')사이에 열전달 방지 홈(26) 또는 구멍이 형성되어 제1, 제2헤더(22, 24)를 통해 오일쿨러 로부터 응축기로 전달되는 열을 최소화하므로 간단한 구조로 열교환성능을 효과적으로 높일 수 있다.

Claims

양측에 세워진 제1, 제2헤더와, 응축기와 오일쿨러를 구분하도록 상기 제1, 제2헤더내에 설치된 배플판과, 상기 제1헤더와 제2헤더를 연결하여 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브와, 상기 각 튜브들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀을 구비한 오일쿨러 일체형 응축기에 있어서,

상기 오일쿨러에서 응축기로 열전달되는 열을 최소화하도록, 상기 배플판은 상기 제1, 제2헤더 내부의 응축기와 오일쿨러의 경계부에 소정의 간격을 두고 복수개가 각각 설치되되, 인접한 두 개의 배플판 사이의 헤더파이프 부분에는 열전달 방지 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일쿨러 일체형 응축기.
양측에 세워진 제1, 제2헤더와, 응축기와 오일쿨러를 구분하도록 상기 제1, 제2헤더내에 설치된 배플판과, 상기 제1헤더와 제2헤더를 연결하여 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브와, 상기 각 튜브들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀을 구비한 오일쿨러 일체형 응축기에 있어서,

상기 오일쿨러에서 응축기로 열전달되는 열을 최소화하도록, 상기 배플판은 상기 제1, 제2헤더 내부의 응축기와 오일쿨러의 경계부에 소정의 간격을 두고 복수개가 각각 설치되되, 인접한 두 개의 배플판 사이의 헤더파이프 부분에는 열전달 방지 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일쿨러 일체형 응축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 두 개의 배플판 사이 위치의 튜브 사이에는 열전달을 효과적으로 방지하도록 작동유체가 통하지 않은 속이 빈 튜브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 오일쿨러 일체형 응축기.