KR101273887B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서 보다 상세하게는 구성이 간단하고 제작공정을 줄여 생산 비용을 현저히 줄일 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 열교환기는 내부에 열교환 매체가 유통되며 복수 개의 중공부(50)가 형성되어 상기 열교환 매체와 상기 중공부(50)를 통과하는 공기가 열교환되는 베이스 플레이트(10) 및 상기 베이스 플레이트(10)를 덮는 덮개 플레이트(20); 를 포함하여 이루어지며, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기는 베이스 플레이트와 덮개 플레이트의 둘레면이 겹쳐져 접합됨으로써 종래의 금속재 열교환기와 비교하여 제조원가를 낮출 수 있고 중량을 줄일 수 있으며 베이스 플레이트 및 덮개 플레이트를 1회의 사출성형으로 제작함으로써 공정을 줄여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 낮은 열교환 성능이 요구되는 열교환기를 제작함에 있어 제작 공정을 간단히 함으로써 제작 시간을 단축할 수 있으며 생산 비용을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.
열교환기, 열교환 매체, 접합, 수지제

Description

열교환기{Heat Exchanger}
도 1은 종래의 열교환기에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 열교환기에 따른 일 예를 나타낸 사시도.
도 3은 상기 도 2에 도시한 열교환기의 분해사시도.
도 4는 상기 도 2에 도시한 열교환기의 AA'방향 및 BB'방향의 단면도.
도 5는 본 발명의 열교환기에 따른 다른 예를 나타낸 사시도.
도 6은 상기 도 5에 도시한 열교환기의 분해사시도.
도 7은 상기 도 5에 도시한 열교환기의 AA'방향의 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 베이스 플레이트 20 : 덮개 플레이트
30 : 입구파이프 40 : 출구파이프
50 : 중공부
60 : 열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서 보다 상세하게는 구성이 간단하고 제작공정을 줄여 생산 비용을 현저히 줄일 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 상기 열교환기는 공조장치의 일부이며 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치이다.
상기 열교환기는 액상의 열교환 매체가 기체상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 할 경우에는 냉방 장치로서 작동하고, 외부로부터 열을 흡수하여 따뜻해진 공기를 실내로 방출 할 경우에는 난방 장치로 작용하게 된다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경보호와 에너지절감에 대한 관심이 높아짐에 따라 친환경 및 연비 개선을 위한 연구뿐만 아니라 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 상기 열교환기 역시 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 분해사시도로 상기 열교환기는 제 1 헤더탱크(110, 111) 및 제 2 헤더탱크(120, 121)와, 상기 제 1 헤더탱크(110, 111) 및 제 2 헤더탱크(120, 121) 사이에 끼워져 고정되며 열교환 매체유로를 형성하는 튜브(130)와 상기 튜브(130) 사이에 구비되는 핀(140)과, 상기 제 1 헤더탱크(110, 111) 또는 제 2 헤더탱크(120, 121)에 형성되고 열교환 매체가 유입되는 열교환기 입구파이프(150)와 상기 열교환 매체가 배출되는 출구파이프(160)로 구성되어 있다. 상기와 같은 구조의 열교환기는, 제 1 헤더탱크(110, 111)의 일측에 입구파이 프(150)가 형성되어 고온의 열교환 매체가 유입되고 유입된 열교환 매체는 튜브(130)를 통해 이동하며 상기 핀(140)과 외부공기와 열교환을 통해 냉각되어 상기 출구파이프(160)를 통해 배출되는 구조로 되어 있고 상기 열교환기는 열교환효율을 높이기 위해 알루미늄으로 제작되는 경우가 많았다.
그러나 상기 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 열교환기는 튜브(130), 핀(140), 제 1 헤더(111), 제 2 헤더(121) 및 제 1 탱크(110), 제 2 탱크(120)로 이루어지므로 구조 및 치수에 따라 각각의 차이는 존재하지만 충분한 방열성능을 갖고 있는 장점이 있다.
그러나 요구되는 성능이 낮은 조건에서 상기 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 열교환기는 과도한 성능이 확보되는 문제점이 있다. 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 튜브의 수를 감소하여 제조 원가를 낮추는 노력을 하고 있으나, 종래의 열교환기 구조를 이용할 경우에는 기본적인 구성품 간의 접합공정은 종래와 동일하게 요구되며 핀을 삭제할 수 없어 전체 제조공정을 줄일 수 없고 일반적으로 알루미늄 등과 같은 금속재를 사용하므로 생산에 소요되는 시간과 제조원가를 줄이는 것은 한계가 있다.
또한, 상기 종래의 열교환기는 튜브와 헤더 및 헤더와 탱크를 접합하기 위하여 접합작업이 필요할 뿐만 아니라 상기 접합작업의 단점을 보완하기 위해 추가적인 작업이 필요하므로 상기 열교환기 제작에 소요되는 시간이 증가되며 생산 비용을 높이는 원인이 되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 낮은 열교환 성능이 요구되는 열교환기를 제작함에 있어 다수개의 중공부가 형성된 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트를 덮는 덮개 플레이트를 1회의 사출성형으로 제작하여 접합함으로써 간단하게 제작가능하여 생산성을 높일 수 있는 열교환기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 상기 베이스 플레이트와 덮개 플레이트의 접합능력을 높여 내부에 유통되는 열교환 매체의 누출을 방지하고 사용수명을 늘일 수 있으며 금속재와 비교하여 저렴한 수지제를 이용하고 생산 공정을 간단히 함으로써 생산비용을 현저히 낮출 수 있는 열교환기를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는 내부에 열교환 매체가 유통되며 복수 개의 중공부(50)가 형성되어 상기 열교환 매체와 상기 중공부(50)를 통과하는 공기가 열교환되는 베이스 플레이트(10) 및 상기 베이스 플레이트(10)를 덮는 덮개 플레이트(20); 를 포함하여 이루어지며, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)는 상기 중공부(50)를 포함한 전 둘레에 상기 베이스 플레이트(10) 또는 덮개 플레이트(20) 면에 수직하 게 돌출된 돌출부가 형성되어 "ㄷ"자 형태로 형성되고, 상기 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 돌출부가 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 결합시 동일한 위치에 원형의 홀이 형성되도록 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)의 일측에 각각 홀이 형성되며, 상기 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)가 결합되어 형성된 홀에 입구파이프(30) 또는 출구파이프(40)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 열교환기(60)는 상기 중공부(50)의 단면이 원형 또는 다각형이며, 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명의 열교환기(60)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 열교환기(60)는 베이스 플레이트(10)와 상기 베이스 플레이트(10)를 덮는 덮개 플레이트(20)의 단 2개의 구성품으로 이루어진다.
상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 내부에 열교환 매체가 유통되며 복수 개의 중공부(50)가 형성된다. 상기 중공부(50)는 상기 열교환기(60) 내부에 유통되는 열교환 매체와 공기가 열교환 될 수 있도록 상기 열교환기(60) 내부에 단면이 원형 또는 다각형으로 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)는 상기 중공부(50)를 포함한 전 둘레에 상기 베이스 플레이트(10) 또는 덮개 플레이트(20) 면에 수직하게 돌출된 돌출부가 형성되어 "ㄷ"자 형태로 형성되고, 상기 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 돌출부가 맞닿아 결합되도록 하여 간단한 구성을 갖으면서도 결합력을 견고히 할 수 있다.
상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 전체 크기 및 중공부(50)의 수치만 일부 차이가 있으며, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합될 수 있는 형태라면 제한됨이 없이 제작될 수 있다.
도 2는 본 발명의 열교환기(60)에 따른 일 예를 나타낸 사시도로, 상기 도 2에 도시한 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)에 직사각형 단면을 갖는 중공부(50)가 형성된 일실시예를 나타내었다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 열교환기(60)는 일측에 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)가 부착형성되고, 상기 중공부(50)가 상하방향으로 형성되어 일정거리 이격되어 복수 개 형성될 수 있다.
상기 입구파이프(30)를 통해 유입된 열교환 매체는 관성력에 의해 수평방향으로 이동되며 상기 열교환 매체는 상기 중공부(50)가 형성되지 않은 부분의 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)를 따라 하부로 유입되고 다시 하측이 형성된 출구파이프(40)를 통해 배출되는 구조이다.
이 때, 상기 중공부(50)를 통과한 공기는 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20) 내부의 열교환 매체와 열교환되고, 상기 중공부(50)가 복수개 형성될 경우, 상기 열교환기(60) 내부에 흐르는 열교환 매체의 공기와 접촉면적을 증가시켜 열교환성능을 증가할 수 있으므로 요구되는 열교환 성능에 따라 상기 중공부(50)의 폭과 수는 달라질 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 열교환기(60)의 분해사시도이다. 본 발명의 열교환기(60)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)를 접합하고 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)를 부착형성하는 간단한 구성으로 제작공정을 줄일 수 있어 생산 비용을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다. 이 때, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 결합시 동일한 위치에 원형의 홀이 형성되도록 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)의 일측에 각각 홀이 형성되며, 상기 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)가 결합되어 형성된 홀에 입구파이프(30) 또는 출구파이프(40)가 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 방법으로 상기 입구파이프(30) 또는 출구파이프(40)가 연결되면 상기 입구파이프(30) 또는 출구파이프(40)는 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)에 의해 지지되므로 결합력을 더욱 단단히 할 수 있는 장점이 있다.
상기 도 4 (a)는 상기 도 2에 도시한 AA'방향의 단면도를 나타내며, 상기 도 4 (b)는 상기 도 2에 도시한 BB'방향의 단면도를 나타낸다. 상기 도 4 (a) 및 도 4 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합된다. 상기 도 2 내지 도 4에 도시한 열교환기(60)는 상기 덮개 플레이트(20)가 상기 베이스 플레이트(10)보다 작은 크기로 되어 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐지도록 형성된 예를 나타내며, 상기 덮개 플레이트(20)는 상기 베이스 플레이트(10)의 둘레면과 겹쳐져 접합능력을 높일 수 있다면 다양한 수치로 제작될 수 있다.
도 5는 본 발명의 열교환기(60)에 따른 다른 예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 상기 도 5에 도시한 열교환기(60)의 분해사시도이다. 상기 도 5 및 도 6에 도시한 열교환기(60)는 원형 단면을 갖는 중공부(50)가 다수 열 형성된 예를 나타낸 것으로 상기 중공부(50)는 원형뿐만 아니라 다각형과 같이 다양한 형태로 제작될 수 있는 것은 당연하다.
상기 도 5 및 도 6에 도시한 열교환기(60)는 상기 도 2 내지 도 4에 도시한 열교환기(60)와 비교하여 열교환 매체가 상기 중공부(50)를 따라 좌ㆍ우로 이동되어 열교환 성능을 높일 수 있다.
도 7은 상기 도 5에 도시한 열교환기(60)의 AA'방향의 단면도로 상기 도 4와 같이, 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합된다.
본 발명의 열교환기(60)는 수지제 또는 알루미늄의 재질로 형성될 수 있으며 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)를 단 1회의 사출성형으로 제작가능하고 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면이 겹쳐지도록 접합됨으로써 내부에 유통되는 열교환 매체의 누수를 방지하고 제작 단가를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기는 베이스 플레이트와 덮개 플레이트의 둘레면이 겹쳐져 접합됨으로써 종래의 금속재 열교환기와 비교하여 제조원가를 낮출 수 있고 중량을 줄일 수 있으며 베이스 플레이트 및 덮개 플레이트를 1회의 사출성형으로 제작함으로써 공정을 줄여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 낮은 열교환 성능이 요구되는 열교환기를 제작함에 있어 제작 공정을 간단히 함으로써 제작 시간을 단축할 수 있으며 생산 비용을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 내부에 열교환 매체가 유통되며 복수 개의 중공부(50)가 형성되어 상기 열교환 매체와 상기 중공부(50)를 통과하는 공기가 열교환되는 베이스 플레이트(10) 및 상기 베이스 플레이트(10)를 덮는 덮개 플레이트(20); 를 포함하여 이루어지며,
    상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 둘레면 및 상기 중공부(50)의 둘레면이 겹쳐져 접합되며,
    상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)는 상기 중공부(50)를 포함한 전 둘레에 상기 베이스 플레이트(10) 또는 덮개 플레이트(20) 면에 수직하게 돌출된 돌출부가 형성되어 "ㄷ"자 형태로 형성되고,
    열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)의 돌출부가 서로 맞닿아 면접합되어 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 결합시 동일한 위치에 원형의 홀이 형성되도록 상기 베이스 플레이트(10) 및 덮개 플레이트(20)의 일측에 각각 홀이 형성되며,
    상기 열교환기(60)는 상기 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)가 결합되어 형성된 홀에 입구파이프(30) 또는 출구파이프(40)가 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열교환기(60)는 상기 중공부(50)의 단면이 원형 또는 다각형이며, 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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JPH09505388A (ja) * 1993-11-17 1997-05-27 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 犠牲芯金を利用する微小流路の熱交換器の製造方法

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