KR101280619B1 - Heat Exchanger - Google Patents
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- F28F2255/143—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded injection molded
Abstract
본 발명은 열교환기에 있어서 핀, 튜브 및 헤더 부분을 구성하는 몸체부를 한 번의 사출성형으로 제작가능하여 생산성을 높인 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger having improved productivity by being able to manufacture the body part constituting the fin, tube and header part in one injection molding in the heat exchanger.
본 발명의 열교환기는 내부에 냉매가 유동하는 유로가 있는 병렬배치된 다수개의 튜브와 냉매를 유입하여 상기 튜브에 냉매를 분배하며 상기 튜브의 일측 단부에 형성되어 상기 튜브의 반대쪽으로 개구된 제 1 헤더, 상기 튜브를 통과한 냉매를 저장하여 배출하며 상기 튜브의 타측 단부에 형성되어 상기 튜브의 반대쪽으로 개구된 제 2 헤더, 상기 제 1 헤더와 제 2 헤더 사이에 열교환 성능을 향상시키기 위해 형성된 핀이 일체로 형성되고 모든 부분이 수지제로 이루어진 몸체부; 상기 몸체부의 제 1 헤더와 제 2 헤더의 개구된 부분을 밀폐하는 수지제로 이루어진 덮개; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger of the present invention distributes the refrigerant to the tubes by introducing a plurality of tubes arranged in parallel with a flow path through which the refrigerant flows, and the first header formed at one end of the tube and opened to the opposite side of the tube. And a second header configured to store and discharge the refrigerant passing through the tube and to be formed at the other end of the tube and open to the opposite side of the tube, and to form a heat exchanger between the first header and the second header. A body part formed integrally with all parts made of resin; A lid made of a resin for sealing the opened portions of the first header and the second header of the body portion; And a control unit.
이에 따라 본 발명의 수지제를 이용한 열교환기는 종래의 알루미늄 열교환기에 비하여 중량을 줄여 자동차의 중량을 줄임으로써 에너지 효율을 높일 수 있고 몸체부 및 덮개를 단 1회의 사출성형으로 제작하므로 접합공정을 줄일 수 있으며 온도가 높은 환경에서도 부식에 강한 장점이 있다.Accordingly, the heat exchanger using the resin of the present invention can increase the energy efficiency by reducing the weight of the car by reducing the weight compared to the conventional aluminum heat exchanger, and can reduce the bonding process because the body and the cover are manufactured by only one injection molding. It also has a strong resistance to corrosion even in high temperature environments.
또한, 본 발명의 열교환기는 일체형 수지제로 이루어진 몸체부 및 덮개의 단 2개의 구성품으로 제작가능하여 제작시간을 단축할 수 있으며 제작비용을 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger of the present invention can be manufactured with only two components of the body part and the cover made of an integrated resin, which can shorten the manufacturing time, reduce the manufacturing cost, and increase productivity.
튜브, 핀, 헤더, 탱크, 슬라이드 코어 Tube, pin, header, tank, slide core
Description
도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 분해사시도.1 is an exploded perspective view showing a conventional heat exchanger.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 일 실시예를 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing a heat exchanger according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 냉매흐름개략도.4 is a schematic diagram of a refrigerant flow of a heat exchanger according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸 분해사시도.5 is an exploded perspective view showing another embodiment according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 다양한 핀의 형태를 나타낸 개략도.6 is a schematic view showing the shape of various pins according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 다양한 몸체부의 상부를 나타낸 정면도.7 is a front view showing the top of the various body parts according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 몸체부 제작과정을 설명하는 개념도.8 is a conceptual diagram illustrating a manufacturing process of the body portion according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 열교환기의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도. 9 is a perspective view showing another embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예를 나타낸 사시도.6 is a perspective view showing another embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
10 : 몸체부 10: body part
11 : 제 1 헤더 12 : 제 2 헤더11: first header 12: second header
13 : 튜브 13a : 튜브홀13
14 : 핀 15 : 실링리브14: pin 15: sealing rib
16 : 입구파이프 17 : 출구파이프16: inlet pipe 17: outlet pipe
20 : 덮개20: cover
30 : 본 발명의 열교환기30: heat exchanger of the present invention
본 발명은 열교환기에 있어서 핀, 튜브 및 헤더 부분을 구성하는 몸체부를 한 번의 사출성형으로 제작가능하여 생산성을 높인 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger having improved productivity by being able to manufacture the body part constituting the fin, tube and header part in one injection molding in the heat exchanger.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경보호와 에너지절감에 대한 관심이 높아짐에 따라 친환경 및 연비 개선을 위한 연구뿐만 아니라 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다. In recent years, with the increasing interest in environmental protection and energy saving in the global automotive industry, research and development for light weight, miniaturization and high functionalization have been steadily being carried out to satisfy the needs of various consumers as well as research for improving the environment and fuel efficiency. .
일반적으로 상기 열교환기는 공조장치의 일부로, 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치로, 상기 열교환기는 액상의 냉각수가 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. In general, the heat exchanger is a part of an air conditioning apparatus, which absorbs one side of heat between two environments having a temperature difference and releases heat to the other side. The heat exchanger is formed by a blower in the process of changing the liquid cooling water into a gas state. When the incoming air is cooled by heat exchange, it acts as a cooling device to supply the cooled air to the interior of the vehicle, and acts as a heating device when releasing warm air by absorbing heat from the outside. do.
도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 분해사시도로 상기 열교환기는 제 1 헤더 탱크(110, 111) 및 제 2 헤더탱크(120, 121)와, 상기 제 1 헤더탱크(110, 111) 및 제 2 헤더탱크(120, 121) 사이에 끼워져 고정되며 냉각수유로를 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 냉각수가 유입되는 열교환기 입구파이프(150)와 상기 냉각수가 배출되는 출구파이프(160)로 구성되어 있다. 상기와 같은 구조의 열교환기는, 제 1 헤더탱크(110, 111)의 일측에 입구파이프(150)가 형성되어 고온의 냉각수가 유입되고 유입된 냉각수는 튜브(130)를 통해 이동하며 상기 핀(140)과 외부공기와 열교환을 통해 냉각되어 상기 출구파이프(160)를 통해 배출되는 구조로 되어 있으며 상기 열교환기는 열교환효율을 높이기 위해 알루미늄으로 제작되는 경우가 많았다. 1 is an exploded perspective view illustrating a conventional heat exchanger, wherein the heat exchanger includes
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 튜브(130)와 헤더(111, 121) 및 헤더(111, 121)와 탱크(110, 120)를 접합하기 위하여 접합작업이 필요할 뿐만 아니라 상기 접합작업의 단점을 보완하기위해 추가적인 작업이 필요하므로 상기 열교환기 제작에 소요되는 시간이 증가되며 생산 비용을 높이는 원인이 되었다.However, as shown in FIG. 1, the conventional heat exchanger includes a
아울러, 상기 알루미늄으로 제작된 열교환기는 중량이 크므로 전체 에너지 효율을 떨어뜨리게 되며 특히 온도가 높은 아열대지방에서 상기 알루미늄으로 제작된 열교환기를 사용할 경우, 접합부위에서 상기 열교환기의 부식 발생율이 증가되어 상기 열교환기 내부를 순환하는 고온의 냉각수가 누출되고 이에 따라 열교환기 의 사용수명이 짧은 단점이 있었다.In addition, since the heat exchanger made of aluminum has a large weight, it lowers the overall energy efficiency. Particularly, when the heat exchanger made of aluminum is used in a subtropical region having a high temperature, the corrosion rate of the heat exchanger is increased at a junction, thereby increasing the heat exchange. The high temperature cooling water circulating inside the device leaks, which has a short service life of the heat exchanger.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중량을 줄여 차량 운행에 소요되는 에너지를 절감할 수 있고 내식성을 향상시켜 내부 냉각수의 누출을 방지하므로 사용수명을 늘일 수 있고 특히, 온도가 높아 부식에 따른 문제가 많이 발생되는 아열대지방에서 사용이 용이한 열교환기를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to reduce the weight of the energy required to drive the vehicle and improve the corrosion resistance to prevent the leakage of the internal cooling water to increase the service life In particular, it is possible to provide a heat exchanger that is easy to use in subtropical regions in which a high temperature causes a lot of corrosion problems.
또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 몸체부와 상기 몸체부의 제 1 헤더 및 제 2 헤더를 덮는 커버의 단 2개의 구성품으로 제작이 용이하며 상기 몸체부는 단 1회의 사출성형으로 제작가능하여 생산성을 높일 수 있는 열교환기를 제공함에 있다.In addition, another object according to the present invention is easy to manufacture with only two components of the body portion and the cover covering the first header and the second header of the body portion and the body portion can be produced by only one injection molding to increase productivity To provide a heat exchanger.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는 내부에 냉매가 유동하는 유로가 있는 병렬배치된 다수개의 튜브와 냉매를 유입하여 상기 튜브에 냉매를 분배하며 상기 튜브의 일측 단부에 형성되어 상기 튜브의 반대쪽으로 개구된 제 1 헤더, 상기 튜브를 통과한 냉매를 저장하여 배출하며 상기 튜브의 타측 단부에 형성되어 상기 튜브의 반대쪽으로 개구된 제 2 헤더, 상기 제 1 헤더와 제 2 헤더 사이에 열교환 성능을 향상시키기 위해 형성된 핀이 일체로 형성되고 모든 부분이 수지제로 이루어진 몸체부; 상기 몸체부의 제 1 헤더와 제 2 헤더의 개구된 부분을 밀 폐하는 수지제로 이루어진 덮개; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger of the present invention for achieving the above object is introduced into a plurality of tubes arranged in parallel with the flow path through which the refrigerant flows and the refrigerant is distributed to the tube and formed at one end of the tube is formed of the tube Heat exchange performance between the first header and the second header, the first header opened to the opposite side, the second header formed to store and discharge the refrigerant passing through the tube and formed at the other end of the tube and opened to the opposite side of the tube. Pins are formed integrally and all parts are made of resin body formed to improve the; A lid made of a resin sealing the opened portions of the first header and the second header of the body portion; And a control unit.
또한, 상기 몸체부 및 덮개는 각각 1 회의 사출성형에 의해 일체로 제작되는 것을 특징으로 하며, 상기 몸체부의 튜브는 양방향에서 끼워지는 슬라이드 코어에 의해 튜브홀이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 몸체부또는 덮개는 슬라이드 코어에 의해 형성되는 입구파이프 및 출구파이프가 일측에 부착형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion and the cover is characterized in that each is produced integrally by one injection molding, the tube of the body portion is characterized in that the tube hole is formed by a slide core fitted in both directions, the body portion Alternatively, the cover is characterized in that the inlet pipe and the outlet pipe formed by the slide core is attached to one side.
아울러, 상기 몸체부는 지지판의 둘레가 외측 방향으로 돌출되는 실링리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is characterized in that the sealing rib protruding in the outward direction of the circumference of the support plate .
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, the heat exchanger of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기(30)의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환기(30)를 나타낸 분해사시도이다.2 is a perspective view showing an embodiment of a
본 발명에 따른 열교환기(30)는 내부에 냉매가 유동하는 유로가 있는 병렬배치된 다수개의 튜브(13)와 냉매를 유입하여 상기 튜브(13)에 냉매를 분배하며 상기 튜브(13)의 일측 단부에 형성되어 상기 튜브(13)의 반대쪽으로 개구된 제 1 헤더(11), 상기 튜브(13)를 통과한 냉매를 저장하여 배출하며 상기 튜브(13)의 타측 단부에 형성되어 상기 튜브(13)의 반대쪽으로 개구된 제 2 헤더(12), 상기 제 1 헤더(11)와 제 2 헤더(12) 사이에 열교환 성능을 향상시키기 위해 형성된 핀(14)이 일체로 형성되고 모든 부분이 수지제로 이루어진 몸체부(10); 상기 몸체부(10)의 제 1 헤더(11)와 제 2 헤더(12)의 개구된 부분을 밀폐하는 수지제로 이루어진 덮개(20); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The
즉, 상기 몸체부(10)는 상기 제 1 헤더(11)와 제 2 헤더(12), 튜브(13) 및 핀(14)이 일체형으로 형성되어 1회의 사출성형으로 제작가능한 것을 특징으로 한다.That is, the
본 발명의 열교환기(30)가 수지제로 이루어짐으로써 기존의 알루미늄 열교환기(30)에 비하여 중량을 낮출 수 있어 자동차의 경량화를 통해 에너지효율을 높일 수 있는 효과가 있다.Since the
상기 몸체부(10)의 튜브(13)는 맞닿는 2개의 슬라이드 코어에 의하여 튜브홀(13a)을 형성할 수 있으며 상기 몸체부(10)에 일체형으로 부착형성되는 입구파이프(16) 및 출구파이프(17) 역시 슬라이드 코어를 이용하여 형성될 수 있다.The
본 발명의 열교환기(30)는 상기 몸체부(10)의 제 1 헤더(11) 및 제 2 헤더(12)를 덮는 덮개(20)가 더 구비되어 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크를 형성할 수 있다. 즉, 상기 몸체부(10)와 덮개(20)의 두 가지 구성품으로 상기 열교환기(30)를 형성할 수 있으므로 저렴한 비용으로 대량 생산이 가능하여 제작비를 줄일 수 있는 장점이 있다.The
아울러, 본 발명의 열교환기(30)는 상기 몸체부(10)의 일측에 상기 몸체부(10)의 둘레방향을 따라 연속적으로 형성된 실링리브(15)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 상기 실링리브(15)가 일체형으로 형성됨에 따라 기존의 열교환기(30)에서 상기 튜브(13) 및 핀(14) 형성 영역을 통과하는 공기가 상기 입구파이프(16) 및 출구파이프(17) 측으로 누설됨을 방지할 수 있고, 기존의 공기 누설 방지를 위한 별도의 실링부재를 더 구비해야하는 번거로움을 없앨 수 있다.In addition, the
도 4는 본 발명에 따른 열교환기(30)의 냉매흐름개략도이다. 상기 도 4는 상기 입구파이프(16)가 제 1 헤더탱크에 형성되고 상기 출구파이프(17)가 제 2 헤더탱크에 형성된 일 실시예로 상기 입구파이프(16)를 통해 유입된 냉매는 상기 제 1 헤더(11) 및 덮개(20)로 형성된 상기 제 1 헤더탱크로 유입되어 상기 튜브(13)를 통해 순환되며 다시 상기 제 2 헤더탱크(12) 및 덮개(20)로 형성된 상기 제 2 헤더탱크를 통해 상기 출구파이프(17)를 거쳐 배출된다.4 is a schematic diagram of a refrigerant flow of the
상기 도 4에 도시된 열교환기(30)는 일 실시예로 상기 입구파이프(16) 및 출구파이프(17)가 형성되는 위치 및 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크 내부에 구비되는 배플의 위치에 따라 다양한 형태의 냉매흐름을 가질 수 있는 것은 당연하다.The
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸 분해사시도로 본 발명의 열교환기(30)는 기본적인 2개의 금형과 입구파이프(16), 출구파이프(17) 및 튜브(13)를 형성하는 슬라이드 코어를 이용하여 간단하게 제작가능하며 도 5에 도시된 바와 같이 금형 및 슬라이드 코어를 수정함으로써 상기 핀(14)의 형태는 다양하게 제작가능하며 튜브(13)의 위치 역시 손쉽게 변경가능하다.5 is an exploded perspective view showing another embodiment according to the present invention, the
도 6은 본 발명에 따른 다양한 핀의 형태를 나타낸 개략도로 도 6 (a)는 곡선 파형을 갖는 핀을 도시하였고, 도 6 (b)는 도 6 (a)에 비교하여 더욱 각진 형태의 핀을 도시하였으며, 도 6 (c)는 마름모형을 갖는 핀을 도시하였다. 본 발명의 열교환기는 상기 도 6에 도시한 핀의 형태 외에도 다양한 형태로 제작될 수 있는 것은 당연하다.Figure 6 is a schematic diagram showing the shape of the various pins according to the present invention Figure 6 (a) shows a pin having a curved waveform, Figure 6 (b) is a more angled pin compared to Figure 6 (a) 6 (c) shows a pin having a rhombus. Of course, the heat exchanger of the present invention can be manufactured in various forms in addition to the form of the fin shown in FIG.
도 7은 본 발명에 따른 다양한 몸체부(10)의 상부를 나타낸 정면도로 본 발명의 열교환기(30)의 제 1 헤더(11)와 제 2 헤더(12)의 내면에는 일정거리 이격되어 냉매를 유통하는 튜브홀(13a)이 형성되어 상기 튜브(13)를 형성한다.7 is a front view showing the upper portion of the
도 7 (a)는 도 3 내지 도 6에 도시한 열교환기(30)의 형태로 단면이 타원형인 튜브가 2열로 배열된 형태를 도시하였고, 도 7 (b)는 단면이 원형인 튜브가 2열로 배열된 형태를 도시하였으며, 도 7 (c)는 단면이 타원형인 튜브가 1열로 배열된 형태를 도시하였다. 도 7에서 살펴본 바와 같이 튜브(13)의 단면의 형태 및 개수도 금형 및 슬라이드 코어의 형태를 조절함으로써 다양하게 제작가능하다. FIG. 7 (a) shows a shape in which the tubes having an elliptical cross section are arranged in two rows in the form of the
상기 튜브(13)는 도 8에 도시된 바와 같이 상ㆍ하 방향으로 구비되는 슬라이드 코어에 의해 형성된다. 도 8은 상기 도 7 (c)의 타원형의 튜브가 1열로 배열된 형태를 도시하였으며, 상기 상ㆍ하 방향의 슬라이드 코어가 맞다아 튜브홀(13a)을 형성하게 된다.The
상기 몸체부(10)는 기본적으로 앞ㆍ뒤에 구비되는 2개의 금형에 의해 형성되며 슬라이드 코어를 이용하여 튜브(13)를 형성하고 입구파이프(16) 및 출구파이프(17) 역시 슬라이드 코어를 이용하여 형성된다.The
상기 도 2 내지 도 8은 상기 몸체부(10)에 입구파이프(16) 및 출구파이프(17)가 형성된 일실시예로 도 9에 도시된 바와 같이 상기 입구파이프(16) 및 출구파이프(17)는 상기 덮개(20)에 구비될 수 있다.2 to 8 illustrate an embodiment in which an
도 9는 본 발명에 따른 열교환기(30)의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도로 상기 제 1 헤더(11) 길이방향의 중앙을 구획하는 배플이 구비되고 상기 제 1 헤 더(11)를 덮는 덮개(20)에 입구파이프(16) 및 출구파이프(17)가 구비되어 상기 입구파이프(16)를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 헤더(11)의 하부에 형성된 튜브(13)를 통해 분배되어 상기 제 2 헤더(12)로 유입되어 튜브(13)를 통해 다시 상기 제 1 헤더(11)로 이동되고 상기 출구파이프(17)를 통해 배출되는 U-플로우 형태의 열교환기(30)를 도시하였다.FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
이에 따라 본 발명의 열교환기는 수지제를 이용하여 종래의 알루미늄 열교환기에 비하여 중량을 줄여 자동차의 중량을 줄임으로써 에너지 효율을 높일 수 있고 몸체부 및 덮개를 단 1회의 사출성형으로 제작가능하여 접합공정을 줄일 수 있으며 온도가 높은 환경에서도 부식에 강한 장점이 있다.Accordingly, the heat exchanger of the present invention can increase the energy efficiency by reducing the weight of the vehicle by reducing the weight compared to the conventional aluminum heat exchanger by using a resin, and the body portion and the cover can be manufactured by only one injection molding process to achieve the joining process. It can be reduced and has a strong corrosion resistance even in high temperature environments.
또한, 본 발명의 열교환기는 일체형 수지제로 이루어진 몸체부 및 덮개의 단 2개의 구성품으로 제작가능하여 제작시간을 단축할 수 있으며 제작비용을 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger of the present invention can be manufactured with only two components of the body part and the cover made of an integrated resin, which can shorten the manufacturing time, reduce the manufacturing cost, and increase productivity.
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