KR100916755B1 - 적층형 오일쿨러 - Google Patents

Abstract

오일 저장공간을 제공하여 성능이 향상되고 조립성이 향상되고 조립공수가 감소하므로 생산성이 향상되도록, 내부에 하나이상의 유로가 형성되며 복수개가 적층되어 사용되고 걸림턱이 형성되는 전열튜브와, 적층되는 전열튜브의 양쪽 끝부분이 각각 삽입되고 높이방향 상면에는 각각 연결구멍이 형성되는 캡과, 캡에 삽입되는 부분의 전열튜브 사이에 설치되고 오일이 저장되는 공간을 형성하기 위한 연통구멍이 내부에 형성되고 걸림턱에 대응되는 단턱이 형성되는 복수의 이격판과, 전열튜브 사이에 일정 간격을 유지하기 위하여 설치되는 복수의 지지판을 포함하는 적층형 오일쿨러를 제공한다.

오일쿨러, 적층형, 판형상, 캡, 공간, 튜브, 조립성

Description

적층형 오일쿨러 {Laminated Type Oil Cooler}

본 발명은 적층형 오일쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일 저장공간을 제공하는 캡을 사용하는 것에 의하여 성능은 향상되고 전체적인 높이를 줄이는 것이 가능한 적층형 오일쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 오일쿨러는 자동차 변속기에 사용되는 오일(Oil)의 온도를 적정한 범위내로 유지시키기 위하여 가열된 오일의 냉각을 위하여 사용하며, 가열된 오일을 오일펌프를 통하여 강제로 오일쿨러 내부로 순환시키면서 냉각수나 외부 공기와의 열교환을 통하여 오일 온도를 대략 110℃ 이하로 유지하도록 구성한다.

종래 오일쿨러는 내관과 외관 사이에 유로를 형성하여 오일을 순환시키면서 열교환을 행하는 이중관형과, 다수의 판형상 전열튜브를 적층하여 유로를 형성하고 오일을 순환시키면서 열교환을 행하는 적층형으로 구분된다.

종래 적층형 오일쿨러의 예가 일본 공개실용신안공보 소64-8075호 및 실용신안등록공보 제2547545호 등에 공개되어 있다. 또 종래 적층형 오일쿨러의 예가 대한민국 실용신안공보 제1995-002648호, 등록실용신안공보 제20-0356645호, 등록특허공보 제10-0521206호, 제10-0537666호 등에 공개되어 있다.

종래 적층형 오일쿨러는 길이방향 양단부에 상하로 연통구멍이 형성된 한쌍의 플레이트를 보유하고, 양 플레이트의 모서리를 서로 밀봉 접합시켜 내부에 편평한 유로를 형성하여 엘리먼트를 구성하고, 상기 엘리먼트를 두께 방향으로 적층하여 이루어진다.

상기에서 한쌍의 플레이트 내면에 형성되는 편평유로에는 열교환효율을 높이기 위하여 냉각핀을 설치한다.

상기와 같이 구성되는 종래 적층형 오일쿨러의 경우에 주로 Cu-Br 소재를 적용하여 제조하므로, 재료비에 있어서 원가경쟁력이 저하되고, 조립공정이 복잡하여 생산성에서 한계가 있다.

그리고 종래 적층형 오일쿨러의 경우에는 엘리먼트를 적층하여 용접할 때에 서로의 위치가 어긋나거나 뒤틀릴 우려가 많으며, 이를 방지하기 위하여 추가로 위치고정용 돌기나 고정부재 등을 사용하여야 한다.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 오일 저장공간을 제공하는 캡을 사용하는 것에 의하여 성능은 향상되고 전체적인 높이를 줄이는 것이 가능한 적층형 오일쿨러를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 캡을 사용하는 것에 의하여 조립성이 향상되고 조립공수가 감소하므로 생산성이 향상되는 적층형 오일쿨러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수의 유로가 형성되도록 알루미늄 소재의 전열튜브를 압출성형하여 사용하는 것에 의하여 내부에 냉각핀을 추가로 설치하지 않아도 충분한 열교환효율을 확보하는 것이 가능하고 조립공수와 소재의 절감을 통하여 원가절감이 가능한 적층형 오일쿨러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 적층형 오일쿨러는 내부에 하나이상의 유로가 형성되며 복수개가 적층되어 사용되는 전열튜브와, 상기 적층되는 전열튜브의 양쪽 끝부분이 각각 삽입되고 높이방향 상면에는 각각 연결구멍이 형성되는 캡과, 상기 캡에 삽입되는 부분의 전열튜브 사이에 설치되고 오일이 저장되는 공간을 형성하기 위한 연통구멍이 내부에 형성되는 복수의 이격판과, 상기 전열튜브 사이에 일정 간격을 유지하기 위하여 설치되는 복수의 지지판을 포함하여 이루어진다.

상기 캡에는 상기 전열튜브의 삽입되는 길이를 제한하기 위한 걸림턱이 형성되고, 상기 이격판에는 상기 걸림턱에 대응되는 단턱이 형성된다.

상기 전열튜브는 내부에 칸막이를 통하여 복수의 유로가 형성되도록 압출성형을 통하여 형성한다.

상기 전열튜브는 "ㄷ"형상의 단면을 갖도록 판의 양쪽 모서리를 굽힘가공하여 상부판과 하부판을 형성하고, 굽힘가공된 양쪽 모서리가 서로 겹치도록 상부판과 하부판을 조립하여 접합하는 것에 의하여 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상부판과 하부판 사이에 열교환효율을 향상시키기 위한 냉각핀을 설치하는 것도 가능하다.

상기 캡, 전열튜브, 이격판, 지지판은 알루미늄 등의 소재로 형성한다.

본 발명에 따른 적층형 오일쿨러에 의하면, 캡을 이용하여 전열튜브의 양쪽 끝부분을 지지하며 전열튜브 사이에 이격판을 설치하므로, 캡 내부에 오일 저장공간을 제공하는 것이 가능하다. 그리고, 캡 내부에 제공되는 오일 저장공간에서 유입된 오일을 저장하면서 각각의 전열튜브로 오일을 균일하게 배분하므로, 전체적인 열교환효율이 향상되고, 열교환성능이 향상된다.

또 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러에 의하면, 캡을 사용하여 전열튜브의 지지와 고정을 행하므로, 전체적인 높이를 줄이는 것이 가능하고, 조립성이 향상되며, 조립공수가 감소되어 생산성이 향상된다.

그리고 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러에 의하면, 전열튜브로 알루미늄 소재를 다수의 유로를 갖도록 압출성형하여 사용하므로, 내부에 냉각핀을 추가로 설치하지 않아도 충분한 열교환성능을 확보하는 것이 가능하다. 또한 압출성형 전열 튜브를 사용하는 경우에는 판을 굽힘가공하여 전열튜브를 형성하는 경우에 비하여 소재의 낭비가 적고 조립작업이 용이하게 이루어지므로, 생산성이 향상되고 재료비의 절감 등 원가절감이 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수개가 적층되어 사용되는 전열튜브(10)와, 상기 전열튜브(10)의 양쪽 끝부분이 각각 삽입되는 한쌍의 캡(20)과, 상기 캡(20)에 삽입되는 부분의 전열튜브(10) 사이에 설치되는 복수의 이격판(30)과, 상기 전열튜브(10) 사이의 간격을 유지하기 위하여 설치되는 복수의 지지판(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 전열튜브(10), 캡(20), 이격판(30), 지지판(40)은 알루미늄이나 그 합금 등을 이용하여 형성한다.

상기 캡(20)은 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 높이방향 상면에 각각 연결구멍(22)을 형성한다.

상기 연결구멍(22)에는 각각 입구파이프 및 출구파이프를 연결하기 위한 결합관(50)이 조립된다.

상기 결합관(50)은 캡(20)에 용접 등의 방법으로 일체로 조립 결합되며, 오일의 유입 및 유출의 경로로 사용되고, 각각 입구파이프 및 출구파이프, 호스 등과의 결합면을 제공함과 아울러, O-링을 삽인한 상태로 라디에이터 탱크와 조립되어 냉각수의 누수를 방지하는 기능을 담당한다.

상기 캡(20)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 전열튜브(10)의 삽입되는 길이를 제한하기 위한 걸림턱(24)을 형성한다.

상기 걸림턱(24)은 평면에서 보아서 전열튜브(20)의 폭방향으로 양쪽에 형성한다.

상기 캡(20)의 상면과 하면 모서리에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 바깥쪽으로 확관하는 형상으로 굽힘가공하는 플레어부(26)를 형성한다.

상기와 같이 플레어부(26)를 형성하는 것에 의하여 전열튜브(10)의 삽입작업이 원활하고 용이하게 이루어진다.

상기 전열튜브(10)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 내부에 칸막이(12)를 통하여 하나이상의 유로가 형성된다.

상기 전열튜브(10)는 압출성형을 통하여 형성한다.

상기 전열튜브(10)의 내면에는 열교환면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시키기 위하여 길이방향을 따라 길게 다수의 냉각돌기(13)를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 냉각돌기(13)는 삼각형, 사각형, 사다리꼴형상, 반원형 등의 다양한 단면형상으로 형성하는 것이 가능하다.

상기 전열튜브(10)에 있어서, 내면 사이의 폭(IW)과 외면 사이의 폭(OW)은 상기 캡(20)의 걸림턱(24)의 최대폭(F)과 최소폭(E)을 감안하여 설정한다(도 4 및 도 6 참조).

예를 들면, 상기 캡(20)의 걸림턱(24) 최소폭(E)보다 상기 전열튜브(10)의 내면 사이의 폭(IW)이 작고, 상기 캡(20)의 걸림턱(24) 최대폭(F)과 상기 전열튜브(10)의 외면 사이의 폭(OW)은 서로 끼워맞춤이 가능하도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 캡(20)의 걸림턱(24)과 전열튜브(10)의 폭의 치수를 설정하여 형성하면, 전열튜브(10)가 캡(20)의 걸림턱(24)과 접촉하여 더이상 캡(20)의 내부로 삽입되지 않게 된다.

따라서 전열튜브(10)에 의하여 캡(20) 내부의 공간이 축소되지 않으며, 상기 연결구멍(22)을 통하여 유입되거나 유출되는 오일의 흐름에 전열튜브(10)가 방해되는 현상이 발생하지 않게 된다.

그리고 상기 전열튜브(10)는 열교환이 주로 이루어지는 부분의 두께(t2)를 상기 걸림턱(24)과 접촉하는 부분의 두께(t1)보다 작게 형성(t1>t2)하고, 상기 걸림턱(24)과 접촉하는 부분의 두께(t1)를 0.4mm 이상으로 설정하여 형성한다.

상기와 같이 전열튜브(10)의 두께를 설정하여 형성하는 것에 의하여, 상기 캡(20) 내측의 클래드(clad)로 인한 유입을 방지하는 것이 가능하다.

그리고 상기 전열튜브(10)는 도 7에 나타낸 바와 같이, "ㄷ"형상의 단면을 갖도록 판의 양쪽 모서리를 굽힘가공하여 상부판(14)과 하부판(16)을 형성하고, 굽힘가공된 양쪽 모서리가 서로 겹치도록 상부판(14)과 하부판(16)을 조립하여 접합하는 것에 의하여 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상부판(14)과 하부판(16) 사이에 열교환효율을 향상시키기 위한 냉각핀(18)을 설치하는 것도 가능하다.

상기 냉각핀(18)은 일반적으로 오일쿨러에 사용하는 다양한 종류의 냉각핀을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기에서 상부판(14) 및 하부판(16)을 형성하는 금속판의 소재 두께가 0.2mm 이하로 얇을 경우에는 상기 캡(20)의 걸림턱(24)에 접촉하는 부분의 두께(t1)가 0.4mm 이하가 되어 캡(20) 내측의 클래드(clad)가 유입될 우려가 있다.

따라서 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 상부판(14) 및 하부판(16)의 끝부분 일부를 캡(20)의 연결구멍(22)에 대응하는 크기로 제거하여 개구부(15), (17)를 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 상부판(14) 및 하부판(16)의 끝부분이 평면에서 보아서 캡(20)의 직선부와 원호부가 만나는 부분까지 삽입되어 지지되므로, 걸림턱(24)을 별도로 형성하지 않아도 된다.

상기에서 도 6에 나타낸 압출성형한 전열튜브(10)의 경우에도 개구부(15), (17)를 형성하는 것이 가능하고, 이 경우에는 상기 캡(20)에 걸림턱(24)을 형성하지 않는 것도 가능하다.

상기 이격판(30)에는 도 3 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 캡(20)의 연결구멍(22)에 대응하는 형상으로 연통구멍(32)을 형성한다.

상기 연통구멍(32)의 전열튜브(10)쪽 형상은 형성되는 오일저장공간이 상기 전열튜브(10)와의 접촉면적을 효과적으로 확보할 수 있도록 전열튜브(10)에 대응되는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉 상기 연통구멍(32)은 전열튜브(10) 반대쪽 부분은 상기 캡의 연결구 멍(22)에 대응하는 반원형상으로 형성하고, 전열튜브(10)쪽 부분은 점점 크기가 확대되면서 전열튜브(10)의 폭에 대응되는 직선형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 연통구멍(32)을 형성하는 것에 의하여, 오일저장공간을 충분하게 확보하는 것이 가능하고, 유입되는 오일을 일시 저장하면서 각각의 전열튜브(10)로 균일하게 배분시키는 것이 가능하여 성능 향상이 이루어진다.

상기 이격판(30)에는 상기 전열튜브(10)와 겹쳐져 위치하는 부분에 상기 캡(20)의 걸림턱(24)에 걸리도록 단턱(34)을 형성한다.

상기 단턱(34)은 상기 걸림턱(24)에 접하여 밀착되도록 서로 대응되는 형상으로 형성한다.

상기 이격판(30)은 전열튜브(10) 사이에 일체로 접합된 상태로 상기 캡(20)에 조립 고정된다.

상기와 같이 이격판(30)을 구성하여 설치하게 되면, 오일저장공간을 확보할 수 있으며, 캡(20) 내면에 이격판(30)의 모서리가 접촉하여 접합되므로 캡(20)의 내압성이 향상되는 효과가 얻어진다.

그리고 상기 지지판(40)은 도 1 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 전열튜브(10) 사이에 설치되고, 대략 직사각형의 판형상으로 형성된다.

상기 지지판(40)의 전열튜브(10)의 길이방향을 따라 중간부분에 1개씩 설치하는 것도 가능하고, 전열튜브(10)의 길이가 길 경우에는 2∼5개씩 설치하는 것도 가능하다.

상기 지지판(40)의 전열튜브(10)를 적층할 때에 이격판(30)과 함께 조립되어 일체로 접합된 상태로 사용된다.

상기와 같이 지지판(40)을 설치하는 것에 의하여, 전열튜브(10) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 것이 가능하고, 전열튜브(10)의 변형을 방지하는 것이 가능하며, 전열튜브(10)의 내압성을 향상시키는 것이 가능하다.

그리고 상기 캡(20)은 도 11에 나타낸 바와 같이, 상하 2부분으로 나누어 제작하고, 상부 덮개(28)와 하부 본체(29)를 접합하여 일체화하여 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에는 하부 본체(29)에 적층된 전열튜브(10)와 이격판(30)을 조립하고, 상부 덮개(28)에 결합관(50)을 조립한 다음, 상부 덮개(28)를 하부 본체(29)와 접합하는 과정으로 이루어지는 것도 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예를 나타내는 조립사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예를 나타내는 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 전열튜브와 캡의 결합상태를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 캡을 나타내는 횡단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 캡을 나타내는 종단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 전열튜브를 나타내는 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 전열튜브의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 전열튜브의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 이격판을 나타내는 사시도이다.

도 10은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 지지판을 나 타내는 사시도이다.

도 11은 본 발명에 따른 적층형 오일쿨러의 일실시예에 있어서 캡의 다른 예를 나타내는 분해사시도이다.

Claims (9)

1. 내부에 하나이상의 유로가 형성되며 복수개가 적층되어 사용되는 전열튜브와, 상기 적층되는 전열튜브의 양쪽 끝부분이 각각 삽입되고 높이방향 상면에는 각각 연결구멍이 형성되는 캡과, 상기 캡에 삽입되는 부분의 전열튜브 사이에 설치되고 오일이 저장되는 공간을 형성하기 위한 연통구멍이 내부에 형성되는 복수의 이격판과, 상기 전열튜브 사이에 일정 간격을 유지하기 위하여 설치되는 복수의 지지판을 포함하고,

   상기 캡에는 상기 전열튜브의 삽입되는 길이를 제한하기 위한 걸림턱이 형성되고,

   상기 이격판에는 상기 걸림턱에 대응되는 단턱이 형성되고,

   상기 캡의 상면과 하면 모서리에는 바깥쪽으로 확관하는 형상으로 굽힘가공하는 플레어부를 형성하고,

   상기 이격판에 형성하는 연통구멍은 상기 전열튜브 반대쪽 부분을 상기 캡의 연결구멍에 대응하는 반원형상으로 형성하고, 상기 전열튜브쪽 부분을 점점 크기가 확대되면서 전열튜브의 폭에 대응되는 직선형상으로 형성하는 적층형 오일쿨러.
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3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 캡의 걸림턱 최소폭보다 상기 전열튜브의 내면 사이의 폭이 작고,

   상기 캡의 걸림턱 최대폭과 상기 전열튜브의 외면 사이의 폭은 서로 끼워맞춤이 가능하도록 설정하는 적층형 오일쿨러.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 캡은 상하 2부분으로 나누어 상부 덮개와 하부 본체로 제작하는 적층형 오일쿨러.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 전열튜브는 열교환이 주로 이루어지는 상면와 하면의 두께를 상기 걸림턱과 접촉하는 부분(측면)의 두께보다 작게 형성하고,

   상기 걸림턱과 접촉하는 부분의 두께를 0.4mm 이상으로 설정하는 적층형 오일쿨러.
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