KR100864840B1

KR100864840B1 - Heat exchanger

Info

Publication number: KR100864840B1
Application number: KR1020020015896A
Authority: KR
Inventors: 변상철
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2002-03-23
Filing date: 2002-03-23
Publication date: 2008-10-23
Also published as: KR20030076892A

Abstract

본 발명에 따른 열교환기는, 상호 평행하게 소정 간격 이격되어 설치되는 상부 및 하부 헤더;Heat exchanger according to the present invention, the upper and lower headers spaced apart by a predetermined interval parallel to each other;

상기 상부 헤더에 결합되는 상부 탱크와, 상기 하부 헤더에 결합되는 하부 탱크;An upper tank coupled to the upper header and a lower tank coupled to the lower header;

상기 상부 탱크에 구비되는 제 1 열교환 매체의 유입 도관 및 유출 도관;An inlet conduit and an outlet conduit of the first heat exchange medium provided in the upper tank;

상기 제 1 열교환 매체의 유로를 형성하기 위하여 상부 및 하부 헤더 사이에서 서로 이격되어 평행하게 설치되는 복수 개의 편평 튜브와, 상기 편평 튜브 사이에 개재되는 방열휜을 구비하는 열교환 코어부; 및A heat exchange core unit having a plurality of flat tubes spaced apart from each other and arranged in parallel between upper and lower headers to form a flow path of the first heat exchange medium, and a heat radiation interposed between the flat tubes; And

내부에 제 2 열교환 매체를 충진하고 양 단을 폐쇄하여 된 복수 개의 히트 파이프를 병렬한 것으로, 상기 하부 탱크로부터 열을 흡수하기 위한 수열부와, 외부 공기로 열을 방출하기 위한 방열부가 양 측에 각각 마련된 열교환 보조수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.A plurality of heat pipes in which a second heat exchange medium is filled inside and closed at both ends are parallel to each other, and a heat receiving part for absorbing heat from the lower tank and a heat radiating part for dissipating heat to outside air are provided at both sides. And heat exchange aids provided respectively.

Description

Heat exchanger

도 1은 종래의 차량에 사용되는 난방용 열교환기의 일 예를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing an example of a heat exchanger for heating used in a conventional vehicle.

도 2는 본 발명에 따른 차량에 사용되는 난방용 열교환기의 일 실시예를 도시한 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of a heat exchanger for heating used in a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 ...열교환기 110 ...열교환 코어부100 ... heat exchanger 110 ... heat exchange core

120 ...상부 헤더 125 ...상부 탱크120 ... upper header 125 ... upper tank

130 ...하부 헤더 135 ...하부 탱크130 ... lower header 135 ... lower tank

140 ...편평 튜브 145 ...방열휜140 ... flat tube 145 ... heat dissipation

200 ...열교환 보조수단 210 ...히트 파이프200 ... heat exchange aids 210 ... heat pipes

본 발명은 난방용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 시동 초기에 난방성능이 개선될 수 있는 차량 공조장치에 사용되는 난방용 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger for heating, and more particularly to a heat exchanger for heating used in a vehicle air conditioner that can improve the heating performance at the beginning of the engine start.

일반적으로 차량에는 다양한 유형의 열교환기가 구비되는데, 예를 들면 차량 난방을 위한 히터 코어, 차량 엔진 냉각을 위한 라디에이터, 차량 냉방을 위한 응축기 및, 증발기, 그리고 자동 트랜스미션용 오일을 냉각하기 위한 오일 쿨러등이 이에 포함된다. 이 가운데 히터 코어는 외부에서 유입된 공기를 가열한 후 이를 자동차의 실내로 배출하여 실내 난방을 행하는 것이다.In general, the vehicle is equipped with various types of heat exchangers, for example, a heater core for heating the vehicle, a radiator for cooling the engine of the vehicle, a condenser for cooling the vehicle, an evaporator, and an oil cooler for cooling the oil for the automatic transmission. This includes this. Among them, the heater core heats the air introduced from the outside and then discharges it into the interior of the car to perform indoor heating.

도 1에는 종래의 차량에 사용되는 난방용 열교환기의 일 예가 사시도로 도시되어 있다.1 is a perspective view of an example of a heat exchanger for heating used in a conventional vehicle.

도면을 참조하면, 종래의 열교환기(10)는 열교환 매체가 유입 및 유출하는 유입 도관(21) 및 유출 도관(22)과, 상기 열교환 매체가 유동하는 편평 튜브(32) 및 그 사이에 개재된 방열휜(35)을 구비한 열교환 코어부(30)를 구비한다. 열교환매체가 편평 튜브(32)를 따라 흐르며 열교환 코어부(30)에서 외부 공기에 열을 방출하고, 이로 인해 가열된 외부 공기가 차량 내부의 난방을 수행하게 된다. Referring to the drawings, the conventional heat exchanger 10 includes an inlet conduit 21 and an outlet conduit 22 through which the heat exchange medium flows in and out, a flat tube 32 through which the heat exchange medium flows, and interposed therebetween. A heat exchange core portion 30 having a heat dissipation fin 35 is provided. The heat exchange medium flows along the flat tube 32 and heat is released from the heat exchange core part 30 to the outside air, whereby the heated outside air performs heating inside the vehicle.

통상적으로 상기한 열교환기(10)에는 열교환 매체로서 엔진 냉각수를 사용한다. 이에 따라 엔진이 충분히 가열되지 않은 난방 초기에는 상기 냉각수도 충분히 가열되지 않아 난방 성능이 떨어진다는 문제점이 있다. Typically, the heat exchanger 10 described above uses engine coolant as a heat exchange medium. Accordingly, there is a problem that the cooling water is not sufficiently heated at the initial stage of heating in which the engine is not sufficiently heated, thereby degrading heating performance.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 일본 특허공개 평성5-69732호의 발명과 같이 열교환 코어부에 전열체를 더 구비하여 초기 난방 성능을 개선하고자 한 열교환기가 개시되어 있다. 그러나 상기한 열교환기는 전열체를 위한 별도의 전원을 더 필요로 하므로 난방 효율이 저하된다는 문제점이 야기된다. In order to solve such a problem, a heat exchanger for improving initial heating performance by further including a heat transfer body in a heat exchange core part as in the invention of Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-69732 is disclosed. However, since the heat exchanger needs a separate power source for the heat transfer element, a problem arises in that the heating efficiency is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 엔진 시동 초기의 난방 성능이 개선될 수 있는 난방용 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger for heating in which the heating performance at the initial stage of engine start can be improved.

또한 별도의 전원이나 연료의 공급 없이도 엔진 시동 초기의 난방 성능이 개선될 수 있는 난방용 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a heat exchanger for heating which can improve heating performance at the initial stage of engine start without supplying additional power or fuel.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환기는, 상호 평행하게 소정 간격 이격되어 설치되는 상부 및 하부 헤더;In order to achieve the above object, a heat exchanger according to the present invention includes: upper and lower headers spaced apart from each other in parallel to each other;

본 발명의 열교환기에 있어서, 상기 수열부는 상기 하부 탱크를 관통하여 그 내부에 위치하고, 상기 방열부는 열교환 코어부의 일측에 이와 이격되어 위치하는 것을 특징으로 한다. In the heat exchanger of the present invention, the heat receiving portion penetrates the lower tank and is positioned therein, and the heat dissipating portion is spaced apart from this on one side of the heat exchange core portion.

본 발명의 열교환기에 있어서, 상기 방열부의 히트 파이프에는 외부 공기와의 열교환을 촉진하기 위한 방열휜이 개재되는 것을 특징으로 한다.In the heat exchanger of the present invention, the heat pipe of the heat dissipation portion is characterized in that the heat radiation to promote heat exchange with the outside air is interposed.

상기 히트 파이프에 개재되는 방열휜은 플레이트를 복수개 적층하여 된 것을 특징으로 한다.The heat radiating heat interposed in the said heat pipe is characterized by stacking a plurality of plates.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 열교환기를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the heat exchanger of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 차량에 사용되는 난방용 열교환기의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing an embodiment of a heat exchanger for heating used in a vehicle according to the present invention.

도면을 참조하면, 열교환기(100)는 상호 평행하게 이격된 상부 헤더(120) 및 하부 헤더(130)에 각각 결합된 상부 탱크(125) 및 하부 탱크(135)를 구비한다. 상기 상부 탱크에는 엔진 냉각수인 제 1 열교환 매체의 유입 도관(127) 및 유출 도관(128)이 부착된다. 상부 탱크 내부의 중앙부에는 배플(122)이 삽입되어 그 내부 공간을 구분하여, 유입 도관(127)으로 유입된 제 1 열교환 매체가 외부 공기와 열교환하지 않고 직접 유출 도관(128)으로 흘러 나가 버리는 것을 방지한다.Referring to the drawings, the heat exchanger 100 has an upper tank 125 and a lower tank 135 coupled to the upper header 120 and the lower header 130 spaced parallel to each other, respectively. The upper tank is attached with an inlet conduit 127 and an outlet conduit 128 of the first heat exchange medium, which is engine coolant. A baffle 122 is inserted into the central portion of the upper tank to separate the inner space, and the first heat exchange medium introduced into the inlet conduit 127 flows directly into the outlet conduit 128 without heat exchange with the outside air. prevent.

상부 헤더(120)와 하부 헤더(130)의 사이에는 열교환 코어부(110)가 구비된다. 이는 복수 개의 서로 이격 배치된 편평 튜브(140)와 방열휜(145)을 구비하여 구성된다. 상기 편평 튜브는 제 1 열교환 매체의 유로로서 제공되는 것으로, 등간격으로 형성된 상부 헤더(120)의 슬롯(121)과 하부 헤더(130)의 슬롯(미도시)에 양 단을 삽입하고 브레이징하여 결합된다. 상기 편평 튜브의 사이에는 코루게이트형의 방열휜(145)이 개재되는데, 이들은 편평 튜브(140)의 편평면에 브레이징 결합되어 제 1 열교환 매체와 외부 공기의 열교환을 촉진한다. 열교환기(100)의 X축 양 단부 에는 열교환 코어부(110)를 지지하기 위한 서포트(151,152)가 설치된다.The heat exchange core part 110 is provided between the upper header 120 and the lower header 130. It is configured to include a plurality of flat tubes 140 and the heat dissipation fin 145 spaced apart from each other. The flat tube is provided as a flow path of the first heat exchange medium, and both ends are inserted into a slot 121 of the upper header 120 and a slot (not shown) of the lower header 130 formed at equal intervals, and then joined by brazing. do. A corrugated heat dissipation fin 145 is interposed between the flat tubes, and they are brazed to the flat surface of the flat tube 140 to promote heat exchange between the first heat exchange medium and the outside air. Supports 151 and 152 for supporting the heat exchange core unit 110 are installed at both ends of the X-axis of the heat exchanger 100.

상기 하부 탱크(135)의 일 측면에는 복수 개의 통공(137)이 마련되는데, 소정 간격 이격되어 병렬한 복수 개의 히트 파이프(210)의 일측이 이를 통해 하부 탱크의 내부로 삽입되고 브레이징되어 고정된다. 상기 히트 파이프의 타측은 열교환 코어부(110)에서 Z축 방향으로 소정 간격 이격되어 위치한다. 상기 히트 파이프를 복수 개 병렬 배열하여 열교환 보조수단(200)을 구성하는데, 상기 하부 탱크(135)에 삽입되는 일측은 열을 흡수하는 수열부(202)로서, 열교환 코어부(110)에서 이격되어 위치하는 타측은 열을 방출하는 방열부(204)로서 역할을 한다. 상기 방열부의 히트 파이프에는 열교환을 촉진하기 위한 방열휜(220)이 개재된다. 상기 방열휜(220)은 방열휜 플레이트를 복수개 적층하여 구성된다. One side of the lower tank 135 is provided with a plurality of through-holes 137, one side of the plurality of heat pipes 210 in parallel spaced at a predetermined interval is inserted into the interior of the lower tank through it and brazed. The other side of the heat pipe is spaced apart from the heat exchange core unit 110 by a predetermined interval in the Z-axis direction. A plurality of heat pipes are arranged in parallel to form a heat exchange auxiliary means 200. One side inserted into the lower tank 135 is a heat receiving part 202 that absorbs heat, and is spaced apart from the heat exchange core part 110. The other side located serves as a heat dissipation unit 204 for dissipating heat. The heat pipe of the heat dissipation unit is provided with a heat dissipation fan 220 for promoting heat exchange. The heat dissipation fan 220 is configured by stacking a plurality of heat dissipation heat plates.

히트 파이프(210)는 파이프 내부의 열교환 매체가 연속적으로 기체-액체간의 상변화 과정을 거치면서 파이프 양 단 사이에 열을 전달하는 것으로, 잠열을 이용하여 열을 이동시킴으로써, 통상적인 열전달 기기에 비해 미소한 온도 차이에 불구하고 매우 큰 열전달 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 이를 좀더 상세히 설명하면, 양 말단이 폐쇄된 파이프(210) 내부에 2 상 응축성을 가지는 제 2 열교환 매체가, 액체와 증기포가 평형을 이룬 상태로 봉입되어 구성된다. 수열부(202)의 온도가 방열부(204)의 온도보다 상대적으로 높으면, 상기 수열부의 제 2 열교환 매체는 액체와 증기포의 평형이 깨지며 열을 흡수한다. 흡수된 열은 히트 파이프 내부를 따라 방열부(204)로 이동하여 배출됨으로써 수열부(202)로부터 방열부(204)로의 빠른 열전달이 가능하게 된다. Heat pipe 210 is a heat transfer medium in the pipe transfers heat between the both ends of the pipe while the gas-liquid phase change process continuously, by moving the heat using latent heat, compared to the conventional heat transfer equipment It is known to exhibit a very large heat transfer performance in spite of the slight temperature difference. In more detail, a second heat exchange medium having a two-phase condensability inside the pipe 210 closed at both ends is enclosed in a state in which liquid and vapor bubbles are in equilibrium. If the temperature of the heat receiving portion 202 is relatively higher than the temperature of the heat dissipating portion 204, the second heat exchange medium of the heat receiving portion absorbs heat while breaking the equilibrium of the liquid and vapor bubbles. The absorbed heat is discharged by moving to the heat dissipation unit 204 along the inside of the heat pipe, thereby enabling rapid heat transfer from the heat receiving unit 202 to the heat dissipation unit 204.

상기한 열교환기(100)의 작동을 살펴보면, 엔진 시동 초기에는 엔진 냉각수인 제 1 열교환 매체가 유입 도관(127)을 통해 상부 탱크(125), 편평 튜브(140), 및 하부 탱크(135)를 차례로 통과하여 다시 편평 튜브(140), 상부 탱크(125), 및 유출 도관(128)을 거쳐 배출된다. 그러나 이때에는 제 1 열교환 매체가 충분한 고온 상태가 아니어서 열교환 코어부(110)를 통과하는 외부 공기에 실질적인 열전달이 일어나지 않는다. 그러나 제 1 열교환 매체는 외부 공기보다는 상대적으로 온도가 높은 상태에 있어서, 복수 개의 히트 파이프(210)로 된 열교환 보조수단(200)에 의한 열교환은 가능하다. 즉, 하부 탱크(135)의 내부에 위치한 수열부(202)에서 열을 흡수하여, 방열부(204)를 통해 열교환 코어부(110)를 통과하는 외부 공기에 열을 방출할 수 있다. 이에 따라 엔진 시동 초기의 난방 성능이 향상될 수 있다. Referring to the operation of the heat exchanger 100, the first heat exchange medium, which is the engine coolant at the beginning of the engine start, the upper tank 125, the flat tube 140, and the lower tank 135 through the inlet conduit 127 Passed one by one and then again through the flat tube 140, the upper tank 125, and the outlet conduit 128. However, at this time, the first heat exchange medium is not at a high enough temperature so that substantial heat transfer does not occur to the outside air passing through the heat exchange core unit 110. However, in the state where the first heat exchange medium is relatively higher in temperature than the outside air, heat exchange by the heat exchange auxiliary means 200 of the plurality of heat pipes 210 is possible. That is, by absorbing heat from the heat receiving unit 202 located inside the lower tank 135, the heat may be discharged to the outside air passing through the heat exchange core unit 110 through the heat radiating unit 204. Accordingly, the heating performance of the initial start of the engine can be improved.

엔진이 충분히 가열되어 제 1 열교환 매체가 고온상태로 되면, 이에 의한 정상적인 난방이 수행될 수 있다. 다만, 이 때에도 하부 탱크(135) 내부의 수열부(202)의 온도는 외부 공기의 유로 상에 있는 방열부(204)의 온도보다 상대적으로 높아서 열교환 보조수단(200)에 의한 열전달이 일어날 수 있고, 이에 따라 난방 성능이 향상될 수 있다.When the engine is sufficiently heated to bring the first heat exchange medium into a high temperature state, normal heating can thereby be performed. However, even at this time, the temperature of the heat receiving portion 202 inside the lower tank 135 is relatively higher than the temperature of the heat dissipating portion 204 on the flow path of the outside air, so that heat transfer by the heat exchange auxiliary means 200 may occur. Therefore, the heating performance can be improved.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 난방용 열교환기는 복수개의 히트 파이프로 된 열교환 보조수단을 채용함으로써 난방 성능을 개선할 수 있으며, 특히 엔진 시동 초기의 난방 성능을 크게 개선할 수 있다. As described above, the heat exchanger for heating the vehicle according to the present invention can improve the heating performance by employing a heat exchange auxiliary means composed of a plurality of heat pipes, and in particular, can greatly improve the heating performance at the initial start of the engine.

또한 상기한 구성에 의해 별도의 전원이나 연료의 공급 없이도 엔진 시동 초 기의 난방 성능을 개선할 수 있어 난방 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, the above configuration can improve the heating performance of the initial start of the engine without supplying a separate power source or fuel, thereby improving the heating efficiency.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

Upper and lower headers spaced apart from each other in parallel to each other;

An upper tank coupled to the upper header and a lower tank coupled to the lower header;

An inlet conduit and an outlet conduit of the first heat exchange medium provided in the upper tank;

A heat exchange core unit having a plurality of flat tubes spaced apart from each other and arranged in parallel between upper and lower headers to form a flow path of the first heat exchange medium, and a heat radiation interposed between the flat tubes; And

A plurality of heat pipes in which a second heat exchange medium is filled inside and closed at both ends are arranged in parallel, and a heat receiving unit for absorbing heat from the lower tank and a heat radiating unit for dissipating heat to outside air are provided at both sides. And a heat exchange aid provided in each of the heat exchangers.

The method of claim 1,

The heat receiving unit is located through the lower tank therein, the heat dissipating unit is characterized in that located on one side of the heat exchange core portion spaced apart from this.

The method of claim 2,

The heat pipe of the heat dissipation unit is characterized in that the heat radiation interfacing to promote heat exchange with the outside air.