KR101062651B1 - 난방용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 난방용 열교환기의 구조를 그대로 유지하면서 보조히터를 난방용 열교환기의 측면에 설치함에 따라 튜브 일부를 제거함으로써 발생하는 온수 유량 손실과 온수 흐름의 압력 강하량 증가를 방지하고, 난방용 열교환기를 설계변경하지 않고 보조히터를 설치할 수 있어서 설계 변경에 의한 비용 증가를 방지하며, 난방용 열교환기의 제작후 보조히터를 선택적으로 체결할 수 있음과 아울러 조립을 아주 용이하게 실시할 수 있는 등 조립성의 향상으로 제조비용을 저감할 수 있으며, 난방용 열교환기의 튜브로의 열방출을 획기적으로 방지하여 열차단효과를 높여 열효율을 극대화할 수 있도록 한 난방용 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관 및 유출관을 구비한 제1, 제2 헤더탱크와; 양단이 상기 제1, 제2 헤더탱크와 연통 가능하게 설치되는 복수개의 튜브와; 상기 튜브들 사이에 설치되는 방열핀과; 상기 방열핀을 외부로부터 보호하는 좌,우 서포터와; 외부로부터 전원 공급에 의해 발열되어 주위의 공기를 데우는 보조히터를 포함하는 난방용 열교환기에 있어서, 상기 보조히터는 상기 열교환기의 외면에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

보조히터, 난방, 열교환기

Description

난방용 열교환기{Heat exchanger for heating}

도 1은 종래 기술에 의한 난방용 열교환기의 외관을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 전기 발열체 설치부의 확대 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제1 실시예를 나타낸 도면.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 난방용 열교환기를 구성하는 보조히터의 외관 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 보조히터의 상세 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제2 실시예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제3 실시예를 나타낸 도면.

도 8은 도 7의 지시선 A-A선의 단면도.

도 9는 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제4 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110,120 : 제1, 제2 헤더탱크

111 : 유입관

112 : 유출관

130 : 튜브

140 : 방열핀

150 : 좌,우 서포터

200 : 보조히터

300 : 보조히터 서포터

310 : 이탈방지턱

320 : 스프링부재

350,370 : 제1 서포터

360,380 : 제2 서포터

351,361,371,381 : 절곡부

400,410 : 제1, 제2 서포터

420 : 너트

본 발명은 난방용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 난방용 열교환기의 구조를 그대로 유지하면서 보조히터를 난방용 열교환기의 측면에 설치함에 따라 튜브 일부를 제거함으로써 발생하는 온수 유량 손실과 온수 흐름의 압력 강하량 증가를 방지하고, 난방용 열교환기를 설계변경하지 않고 보조히터를 설치할 수 있어서 설계 변경에 의한 비용 증가를 방지하며, 난방용 열교환기의 제작후 보조히터를 선택적으로 체결할 수 있음과 아울러 조립을 아주 용이하게 실시할 수 있는 등 조립성의 향상으로 제조비용을 저감할 수 있으며, 난방용 열교환기의 튜브로 의 열방출을 획기적으로 방지하여 열차단효과를 높여 열효율을 극대화할 수 있도록 한 난방용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 난방용 열교환기는 엔진을 냉각시키고 난 후의 고온의 엔진 냉각수를 열원으로 하여 공기를 가열하고, 이를 차량 실내로 공급한다. 그런데, 이러한 난방용 열교환기에서는 엔진에 시동을 건 시동 초기에는 효과적으로 난방을 수행할 수 없는 한계가 있었다.

즉, 시동 초기에 엔진이 충분히 가열되지 않아 난방용 열교환기의 열원인 엔진 냉각수를 이용하는 데에는 한계가 있기 때문이다.

또한, 상기 엔진 냉각수를 열원으로 하는 난방장치에 있어서는 차량 엔진의 고성능화 함에 따라 난방 성능이 부족한 경우가 자주 발생하여 이러한 난방 불량 문제는 더욱 대두되고 있다.

이렇게 부족한 난방 성능을 보완하기 위하여 난방용 열교환기에 보조히터를 장착하는 방법이 시도되고 있다.

이러한 보조히터의 일 예로서 전기적으로 발열하는 발열체가 있는데, 이는 온도 증가에 따라 저항이 증대되어 정온도 특성을 가지므로 화재의 위험성이 적고 온도조절 특성을 갖고 있어서 최근 차량에의 적용이 매우 활발히 진행되고 있다.

종래 기술에 의한 난방용 열교환기로 일본 특허 특개평10-288493호가 있다.

이 기술은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 온수 입구측 탱크(1)와, 온수 출구측 탱크(2)와, 이 양 탱크(1)(2)의 사이에 설치된 열교환용 코어부(3)를 가지고 있다.

상기 열교환용 코어부(3)의 일부 부위에 편평 튜브(6)의 대용으로 전기 발열체(9)가 설치되어 있다.

한편, 부호 12,13은 스테인리스와 같은 내식성에 우수한 금속재료로 된 체결 부재이고, 열교환용 코어부(3)의 공기 입구측의 면 및 공기 출구측면의 양쪽에 배치된다.

상기 체결부재(12)(13)는 그 양단을 절곡된 형상의 후크부를 가지고 있다. 상기 후크부를 상하의 사이드 플레이트(8a)(8b)의 길이 방향으로의 중앙부에 형성된 계지홈부(8c)(8d)에 걸려져 있다.

상기 체결부재(12)(13)의 장착에 의해 전기 발열체(9)를 2장의 지지판(10)(11)의 사이에 압접 지지되는 것이다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면, 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 보조히터인 전기 발열체(9)를 편평 튜브(6) 사이에 설치함에 따라 전기 발열체(9)가 설치되는 부분에 해당되는 편평 튜브(6)를 제거해야 하기 때문에 온수 유량 손실과, 온수의 압력 강하량이 증가되는 문제점이 있었다.

둘째, 전기 발열체(9)를 편평 튜브(6)들 사이에 설치해야 하기 때문에 난방용 열교환기를 다시 설계해야 하는 등 설계 비용에 의한 비용이 증가되는 문제점도 있었다.

셋째, 전기 발열체(9)를 편평 튜브(6)들 사이에 배치함에 따라 전기 발열체(9)에서 발생되는 열이 튜브로 열방출이 되어 열효율을 극대화시키지 못하는 문제 점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 종래 난방용 열교환기의 구조를 그대로 유지하면서 보조히터를 난방용 열교환기의 측면에 설치함에 따라 튜브 일부를 제거함으로써 발생하는 온수 유량 손실과 온수 흐름의 압력 강하량 증가를 방지하고, 난방용 열교환기를 설계변경하지 않고 보조히터를 설치할 수 있어서 설계 변경에 의한 비용 증가를 방지하며, 난방용 열교환기의 제작후 보조히터를 선택적으로 체결할 수 있음과 아울러 조립을 아주 용이하게 실시할 수 있는 등 조립성의 향상으로 제조비용을 저감할 수 있으며, 난방용 열교환기의 튜브로의 열방출을 획기적으로 방지하여 열차단효과를 높여 열효율을 극대화할 수 있도록 한 난방용 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관 및 유출관을 구비한 제1, 제2 헤더탱크와; 양단이 상기 제1, 제2 헤더탱크와 연통 가능하게 설치되는 복수개의 튜브와; 상기 튜브들 사이에 설치되는 방열핀과; 상기 방열핀을 외부로부터 보호하는 좌,우 서포터와; 외부로부터 전원 공급에 의해 발열되어 주위의 공기를 데우는 보조히터를 포함하는 난방용 열교환기에 있어서, 상기 보조히터는 상기 열교환기의 외면에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제1 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 난방용 열교환기를 구성하는 보조히터의 외관 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 보조히터의 상세 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제2 실시예를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제3 실시예를 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7의 지시선 A-A선의 단면도이며, 도 9는 본 발명에 의한 난방용 열교환기의 제4 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관(111) 및 유출관(112)을 구비한 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)와; 양단이 상기 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)와 연통 가능하게 설치되는 복수개의 튜브(130)와; 상기 튜브(130)들 사이에 설치되는 방열핀(140)과; 상기 방열핀(140)을 외부로부터 보호하는 좌,우 서포터(150)와; 외부로부터 전원 공급에 의해 발열되어 주위의 공기를 데우는 보조히터(200)를 포함하는 난방용 열교환기에 있어서, 상기 보조히터(200)를 상기 열교환기의 외면에 고정 설치하여 구성한 것이다.

여기서, 보조히터(200)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 삽입홀(211)이 형성된 가이드부재(210)와, 상기 삽입홀(211)에 삽입되어 전기에 의해 발열되는 PTC 발열소자(220)와, 상기 가이드부재(210)의 양면에 접면되는 전극판(230)(240)과, 상기 전극판(230)(240)을 외측에서 감싸는 절연부재(250)와, 이 절연부재(250)의 외측면에 접촉되는 발열핀(260;도 3참조)으로 이루어진다.

상기 전극판(230)(240)은 일측은 양극이 되고, 타측은 음극이 됨과 아울러 상기 PTC 발열소자(220)에 맞닿도록 하여 전기를 통하게 된다.

또한, 상기 전극판(230)(240)의 단부에는 터미널 부재(231)(241)가 형성되어 외부 전선들과 연결된다.

상기 절연부재(250)는 절연성을 갖는 물질로 이루어진 판소재나 필름소재 또는 수지재등 어떠한 형태도 적용 가능하며, 본 발명에서는 폴리 이미드재의 절연 필름을 사용한다.

한편, 상기 발열핀(260)은 피티씨 소자(220)에서 발열된 열을 외부 공기와 열교환시키는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 보조히터(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 좌우 서포터(150)의 적어도 어느 하나에 고정수단을 매개로 고정 설치된다.

상기 고정수단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보조히터(200)의 외측면을 감싸며, 상하단부가 상기 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)에 록킹 결합되는 보조히터 서포터(300)로 이루어진다.

그리고, 상기 보조히터 서포터(300)와, 상기 보조히터(200)가 설치되는 좌우 서포터(150)중 어느 하나에는 각각 보조히터(200)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지턱(310)이 다수개 형성된다.

그리고, 상기 보조히터 서포터(300)와, 상기 보조히터(200)가 설치되는 좌우 서포터(150)중 어느 하나의 서포터는 스프링부재(320)에 의해 연결된다.

이제까지는 본 발명의 보조히터(200)를 설치하는 제1 실시예에 대하여 설명하였다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조히터(200)의 설치구조를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 보조히터(200)는 상기 열교환기의 전후면중 어느 한면에 고정수단을 매개로 고정 설치된다.

상기 고정수단은, 상기 튜브(130)와 방열핀(140) 사이에 개재되어 열교환기 전면 또는 후면으로 돌출되게 설치되는 제1 서포터(350)와, 상기 제1 서포터(350)와 동일한 방향으로 돌출됨과 아울러 상기 제1 서포터(350)로부터 상기 보조히터(200)의 폭만큼 이격되어 상기 튜브(130)와 방열핀(140) 사이에 설치되는 제2 서포터(360)가 구비된다.

그리고, 상기 보조히터(200)를 상기 제1, 제2 서포터(350)(360) 사이에 삽입한 후, 이탈되지 않도록 상기 제1, 제2 서포터(350)(360)의 단부에는 이탈방지수단이 구비된다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 보조히터(200)의 설치구조를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 고정수단은, 일단이 상기 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)의 외측면에 각각 고정되어 열교환기의 전면 또는 후면 방향으로 소정 길이 돌출되는 제1 서포터(370)(380)로 이루어지며, 상기 보조히터(200)를 상기 제1, 제2 서포터(370)(380) 사이에 삽입한 후, 이탈되지 않도록 상기 제1, 제2 서포터(370)(380)의 단부에는 이탈방지수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 난방용 열교환기.

여기서, 상기 제2 및 제3 실시예에서 언급한 상기 이탈방지수단은 상기 제1, 제2 서포터(350,370)(360,380)의 단부에서 절곡되어 보조히터(200)를 지지하는 절곡부(351,371)(361,381)로 이루어진다.

마지막으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 보조히터(200)의 설치구조를 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 고정수단은, 상기 보조히터(200)를 상기 열교환기의 전후면중 어느 한면에 접촉시킨 상태에서 상기 방열핀(140)을 관통하여 상기 열교환기의 전후면을 지나 상기 보조히터(200)를 관통하여 상하로 설치되는 한쌍의 제1, 제2 서포터(400)(410)를 포함하며, 상기 보조히터(200)가 상기 제1, 제2 서포터(400)(410)로부터 이탈되지 않도록 하는 이탈방지수단을 구비한다.

상기 이탈방지수단은, 상기 상하 서포터(400)(410)의 끝단부에 체결되는 너트(420)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따르면, 보조히터(200)를 난방용 열교환기를 구성하는 튜브(130)의 내부에 설치하지 않은 대신에 난방용 열교환기의 외면에 설치하였기 때문에 종래 튜브들 사이에 설치되는 타입에 비해 튜브내에 유동되는 온수의 유량 손실 및 온수 흐름의 압력 강하량이 증가되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 난방용 열교환기에 따르면, 종래 난방용 열교환기의 구조를 그대로 유지하면서 보조히터를 난방용 열교환기의 측면에 설치함에 따라 튜브 일부를 제거함으로써 발생하는 온수 유량 손실과 온수 흐름의 압력 강하량 증가를 방지하고, 난방용 열교환기를 설계변경하지 않고 보조히터를 설치할 수 있어서 설계 변경에 의한 비용 증가를 방지하며, 난방용 열교환기의 제작후 보조히터를 선택적으로 체결할 수 있음과 아울러 조립을 아주 용이하게 실시할 수 있는 등 조립성의 향상으로 제조비용을 저감할 수 있으며, 난방용 열교환기의 튜브로의 열방출을 획기적으로 방지하여 열차단효과를 높여 열효율을 극대화할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 열교환 매체의 유입관(111) 및 유출관(112)을 구비한 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)와; 양단이 상기 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)와 연통 가능하게 설치되는 복수개의 튜브(130)와; 상기 튜브(130)들 사이에 설치되는 방열핀(140)과; 상기 방열핀(140)을 외부로부터 보호하는 좌,우 서포터(150)와; 외부로부터 전원 공급에 의해 발열되어 주위의 공기를 데우는 보조히터(200)를 포함하는 난방용 열교환기에 있어서,

   상기 보조히터(200)는 상기 열교환기의 외면에 설치된 상기 좌우 서포터(150)의 적어도 어느 하나에 상기 보조히터(200)의 외측면을 감싸며 상하단부가 상기 제1, 제2 헤더탱크(110)(120)에 록킹 결합되는 보조히터 서포터(300)로 이루어진 고정수단을 매개로 고정 설치되며,

   상기 보조히터 서포터(300)와, 상기 보조히터(200)가 설치되는 좌우 서포터(150)중 어느 하나에는 각각 보조히터(200)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지턱(310)이 다수개 형성되며,

   상기 보조히터 서포터(300)와, 상기 보조히터(200)가 설치되는 좌우 서포터(150)중 어느 하나의 서포터는 스프링부재(320)에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 난방용 열교환기.
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