KR100710617B1 - 차량용 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상호 일정 간격 이격되는 유입탱크 및 유출탱크와, 일측 끝단 일부가 유입탱크 및 유출탱크의 일단에 인입되도록 결합되는 유입파이프 및 유출파이프와, 유입파이프 및 유출파이프가 결합된 유입탱크 및 유출탱크 일단의 외측면 전체 또는 일부를 감싸도록 결합되는 스티프너를 포함하도록 구성되어, 별도의 결합공정 없이도 유입파이프와 유입탱크의 결합력과 유출파이프와 유출탱크의 결합력을 향상시킴으로써 진동이 인가되더라도 유입파이프와 유입탱크의 결합부위와 유출파이프와 유출탱크의 결합부위의 내구성이 향상되는 차량용 열교환기를 제공한다.
열교환기, 튜브, 내구성, 결합, 스티프너

Description

차량용 열교환기{Heat exchanger for vehicle}
도 1은 종래 열교환기의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A선을 따라 절단된 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 부분 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 B-B선을 따라 절단된 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 부분 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 유입파이프 120 : 유출파이프
210 : 유입탱크 212 : 제 1 튜브플레이트
214 : 제 2 튜브플레이트 216 : 고정돌기
220 : 유출탱크 300 : 수평튜브
400 : 냉각핀 500 : 스티프너
510 : 관통공
본 발명은 유입파이프와 유출파이프를 구비하는 차량용 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 유입파이프 및 유출파이프가 결합되는 부위에 스티프너(Stiffener)가 결합되어 유입파이프 및 유출파이프 결합부위의 내구성이 향상된 차량용 열교환기에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 열교환기에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 열교환기의 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 열교환기는, 냉매가 유입되는 유입파이프(12) 및 유출파이프(14)와, 유입파이프(12) 및 유출파이프(14)의 일단에 각각 연결되어 상호 일정 간격을 두어 수직방향으로 세워지는 유입탱크(22) 및 유출탱크(24)와, 내부에 냉매 이동로가 형성되고 수직방향으로 일정 간격 이격되도록 양 끝단이 유입탱크(22)와 유출탱크(24)에 각각 결합되는 수평튜브(30)와, 수평튜브(30)의 열전달량을 증대시키기 위하여 각 수평튜브(30) 사이에 결합되는 냉각핀(40)을 포함하여 구성된다.
유입파이프(12)를 통하여 유입된 냉매는 유입탱크(22)와 수평튜브(30)를 거쳐 유출탱크(24)로 인입된 후 유입파이프(14)를 통하여 외부로 유출된다.
통상적으로 차량용 열교환기의 각 부품들은 접합제(Clad)가 도포된 후 브레이징(Blazing) 공정을 거침으로써 결합된다. 이때 차량용 열교환기에는 엔진의 진동이나 주행 시 노면과의 마찰에 의한 진동 등 여러 가지 진동이 전달되는데, 이와 같은 진동이 장시간 지속되는 경우 유입파이프(12)와 유입탱크(22) 사이의 결합부 위, 유출파이프(14)와 유출탱크(24) 사이의 결합부위 즉, 각 탱크(22, 24)의 끝단부에 응력이 집중되어 크랙이 발생한다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 용접 등과 같이 결합력이 강한 별도의 결합공정을 추가함으로써 유입파이프(12)와 유입탱크(22)의 결합부위와, 유출파이프(14)와 유출탱크(24)의 결합부위를 강화시켜야 하는데, 이와 같이 별도의 결합공정이 추가되는 경우 제조 공정이 복잡해질 뿐만 아니라 결합공정 시 각 부품이 손상될 수 있다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 결합공정 없이도 유입파이프와 유입탱크의 결합력과 유출파이프와 유출탱크의 결합력을 향상시킴으로써, 외부 진동이 인가되더라도 결합부위가 손상되지 아니하도록 구성되는 차량용 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 차량용 열교환기는, 상호 일정 간격 이격되는 유입탱크 및 유출탱크와, 일측 끝단 일부가 상기 유입탱크 및 유출탱크의 일단에 인입되도록 결합되는 유입파이프 및 유출파이프와, 상기 유입파이프 및 유출파이프가 결합된 상기 유입탱크 및 유출탱크 일단의 외측면 전체 또는 일부를 감싸도록 결합되는 스티프너를 포함하고, 상기 유입탱크와 유출탱크는, 제 1 튜브플레이트와 제 2 튜브플레이트가 교번으로 다수 적층되도록 구성되고, 상기 스티프너는, 상기 유입파이프와 가장 가까운 제 1 튜브플레이트와 제 2 튜브플레이트의 외측면과, 상기 유출파이프와 가장 가까운 제 1 튜브플레이트와 제 2 튜브플레이트의 외측면에 결합된다.
삭제
이때 제 1 튜브플레이트와 제 2 튜브플레이트는, 일단에 외측으로 돌출되는 제 1 돌출단과 제 2 돌출단이 각각 형성되고, 돌출단이 형성된 일단이 서로 접촉되고 돌출단이 형성되지 아니한 타단이 서로 접촉되도록 적층된다. 이때, 스티프너는 돌출단이 형성되지 아니한 타단이 서로 접촉되는 제 1 튜브플레이트와 제 2 튜브플레이트의 돌출단 사이에 결합된다.
또한 스티프너는, 유입탱크 또는 유출탱크의 외측면을 따라 만곡되고, 하나 이상의 관통공이 형성되며, 접착제가 적어도 유입탱크 또는 유출탱크와 접촉되는 면에 마련된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열교환기 제조방법에 관하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A선을 따라 절단된 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 부분 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 자동차용 열교환기는, 내부에 에어 또는 냉매 유로가 형성되고 상호 일정 간격 이격되는 유입탱크(210) 및 유출탱크(220)와, 일측 끝단 일부가 유입탱크(210) 및 유출탱크(220)의 일단에 인입되도록 결합되는 유입파이프(110) 및 유출파이프(120)와, 내부에 에어 또는 냉매 유로가 형성되고 수직방향으로 일정 간격 이격되도록 양 끝단이 유입탱크(210)와 유출탱크(220)에 각각 결합되는 수평튜브(300)와, 수평튜브(300)의 열전달량을 증대시키기 위하여 각 수평튜브(300) 사이에 결합되는 냉각핀(400)과, 유입파이프(110) 및 유출파이프(120)가 결합된 유입탱크(210) 및 유출탱크(220) 일단의 외측면 전체 또는 일부를 감싸도록 결합되는 스티프너(500)를 포함하여 구성된다.
유입탱크(210)와 유출탱크(220)는 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)가 적층되어 형성되며, 이때 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)는 일단에 외측으로 돌출되는 제 1 돌출단(213)과 제 2 돌출단(215)이 각각 형성되고, 돌출단(213, 215)이 형성된 일단이 서로 접촉되고 돌출단(213, 215)이 형성되지 아니한 타단이 서로 접촉되도록 결합된다. 각 튜브플레이트(212, 214)는 접착제(Clad)가 코팅된 후 프레스 공정을 통해 제작되고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 조립된 후 융제(Flux) 도포 및 블레이징(Blazing)공정을 통해 결합된다.
스티프너(500)는, 엔진의 기동에 의한 진동이나 주행 중 노면과의 접촉으로 인한 진동에 의해 유입파이프(110)와 유입탱크(210) 사이 그리고 유출파이프(120)와 유출탱크(220) 사이의 결합부위에 크랙이 발생하지 아니하도록, 유입탱크(210)와 유출탱크(220)의 일단을 각각 유입파이프(110)와 유출파이프(120)에 고정시키는 역할을 한다. 이때 스티프너(500)는 유출파이프(120)와 가장 가까운 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214) 즉, 최상단에 위치하는 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 돌출단(213, 215) 사이에 결합된다.
유입탱크(210)는 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)가 교번으로 다수 적층되도록 구성되고, 이때 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)는 융제(Flux)가 도포된 후 브레이징(Blazing) 공정을 거침으로써 결합된다. 이와 같은 블레이징 공정은 종래의 자동차용 열교환기를 제조하는데 상용화되어있는 공정이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 튜브플레이트(212)는 스티프너(500)의 외측면에 밀착되는 고정돌기(216)가 스티프너(500) 상단측의 끝단에 마련되고, 제 2 튜브플레이트(214)는 스티프너(500)의 외측면에 밀착되는 고정돌기(216)가 스티프너(500) 하단측의 끝단에 마련된다. 따라서 스티프너(500)는 고정돌기(216)에 의해 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면 밀착되도록 위치가 고정된다.
스티프너(500)에는, 적어도 유입탱크(210) 및 유입탱크(220)와 접촉되는 면에 접착제(Clad)가 마련되며, 융제(Flux)가 스티프너(500)의 안쪽까지 용이하게 도포될 수 있도록 다수의 관통공(510)이 형성된다. 이때 관통공(510)은 외부로부터의 외력에 의해 스티프너(500)가 비틀리는 등 형상 변경이 발생되지 아니하도록 강도를 보강하는 역할도 한다. 이와 같이 스티프너(500)에 다수의 관통공(510)이 형성되면, 자동차용 열교환기를 경량화 하는데도 도움이 될 뿐만 아니라 스티프너(500)의 자재를 절감할 수 있다는 장점도 있다. 또한 스티프너(500)는 일정 크기 이상의 고정력을 발생시킬 수 있도록 두께가 튜브플레이트(212, 214)의 판재 두께와 동일하거나 두껍도록 형성되고, 유입탱크(210)의 상측 외주면 전체에 고르게 고정력을 인가할 수 있도록 유입탱크(210)의 상측 외주면 즉, 최상단에 위치하는 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면을 따라 만곡된다. 본 실시예에서는 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)가 링 형상으로 형성되어 있으므로 스티프너(500) 역시 링 형상으로 형성되어 있으나, 스티프너(500)의 형상을 이에 한정되지 아니하고 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 형상에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.
또한 스티프너(500)는 보다 큰 힘으로 결합유입탱크(210)와 유출탱크(220)의 일단을 각각 유입파이프(110)와 유출파이프(120)에 고정시킬 수 있도록, 유입파이프(110) 또는 유출파이프(120)에 가장 가까운 측으로부터 각각 둘 이상씩 결합될 수 있다.
유출탱크(220)의 하측 외주면에 결합되는 스티프너(500)는, 상기 언급된 유입탱크(210)의 상측 외주면에 결합되는 스티프너(500)의 형상과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 도 2에 도시된 B-B선을 따라 절단된 본 발명에 의한 자동차용 열교환기의 부분 단면도이다.
도 4는 유출탱크(220)에 결합되는 스티프너(500)의 결합구조를 도시한 단면도로서, 유출탱크(220)가 원통형상으로 형성되어 있으므로 스티프너(500)는 도면에 도시된 바와 같이 냉각핀(400)이 만나는 부위까지만 유출탱크(220)를 감싸는 'U'자 형상으로 형성된다.
또한 스티프너(500)는 유입탱크(210)와 접촉되는 면에 브레이징 공정을 통해 접착되는 접착제가 마련된다. 따라서 스티프너(500)는 별도의 결합공정 없이 자동차용 열교환기 각 부의 결합을 위한 브레이징 공정 시 제 1 튜브플레이트(도 2 또는 도 3의 212)와 제 2 튜브플레이트(도 2 또는 도 3의 214)에 결합된다.
유입탱크(도 2 또는 도 3의 210)의 상측 외주면에 결합되는 스티프너(500)의 결합구조는, 상기 언급된 유출탱크(220)의 하측 외주면에 결합되는 스티프너(500)의 결합구조가 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 발명에 의한 차량용 열교환기는, 별도의 결합공정 없이도 유입파이프와 유입탱크의 결합력과 유출파이프와 유출탱크의 결합력을 향상시키도록 구성되므로, 진동이 인가되더라도 유입파이프와 유입탱크의 결합부위와 유출파이프와 유출탱크의 결합부위가 손상되지 아니하므로 내구성이 향상된다는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 상호 일정 간격 이격되는 유입탱크(210) 및 유출탱크(220)와, 일측 끝단 일부가 상기 유입탱크(210) 및 유출탱크(220)의 일단에 인입되도록 결합되는 유입파이프(110) 및 유출파이프(120)와, 상기 유입파이프(110) 및 유출파이프(120)가 결합된 상기 유입탱크(210) 및 유출탱크(220) 일단의 외측면 전체 또는 일부를 감싸도록 결합되는 스티프너(500)를 포함하고,
    상기 유입탱크(210)와 유출탱크(220)는, 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)가 교번으로 다수 적층되도록 구성되고;
    상기 스티프너(500)는, 상기 유입파이프(110)와 가장 가까운 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면과, 상기 유출파이프(120)와 가장 가까운 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스티프너(500)는, 상기 유입파이프(110)와 가장 먼 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면과, 상기 유출파이프(120)와 가장 먼 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)의 외측면에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 튜브플레이트(212)와 제 2 튜브플레이트(214)는, 일단에 외측으로 돌출되는 제 1 돌출단(213)과 제 2 돌출단(215)이 각각 형성되고, 상기 각 돌출단이 형성된 일단이 서로 접촉되며 돌출단이 형성되지 아니한 타단이 서로 접촉되도록 적층되어 결합되고,
    상기 스티프너(500)는, 상호 접촉되지 아니하며 이웃하는 제 1 돌출단(213)과 제 2 돌출단(215) 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스티프너(500)는, 상기 유입파이프(110) 또는 유출파이프(120)에 가장 가까운 측으로부터 둘 이상 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 유입탱크(210) 및 유출탱크(220) 사이에는 냉각핀(400)이 마련되고,
    상기 스티프너(500)는, 상기 유입탱크(210) 또는 상기 유출탱크(220)의 외측면을 따라 상기 냉각핀(400)까지 만곡되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  7. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 스티프너(500)는, 하나 이상의 관통공(510)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  8. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 스티프너(500)는, 접착제가 적어도 상기 유입탱크(210) 또는 상기 유출탱크(220)와 접촉되는 면에 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
  9. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 스티프너(500)는, 두께가 상기 튜브플레이트의 판재 두께 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
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