KR101317373B1 - Heat exchanger - Google Patents

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KR101317373B1
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선종호
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Abstract

열교환기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 일단부 외주면 둘레에 다수개의 바이패스 홀이 형성되며, 타단부에는 밸브가 장착되어 상기 밸브의 개폐작동에 따라, 배기가스를 바이패스 홀로 유입시키거나 배출하는 배기가스 파이프; 상기 배기가스 파이프를 중심에 두고, 외측에 배치되어 상기 배기가스 파이프와의 사이에 유동공간을 형성하며, 일측과 타측에 각각 냉각수 유입포트와 냉각수 배출포트가 형성되어 상기 유동공간에 냉각수를 유입 및 배출시키는 케이스; 상기 케이스의 양단부에 장착되어 상기 유동공간을 구획하는 제1, 제2 헤더; 상기 제1 헤더에 대응하여 상기 케이스의 일단과 상기 배기가스 파이프의 일단부를 상호 연결하며, 상기 각 바이패스 홀을 통해 배기가스가 내부로 유입되는 제1 연결부재; 상기 제2 헤더에 대응하여 상기 케이스의 타단에 일단이 연결되는 제2 연결부재; 상기 배기가스 파이프와 케이스의 사이에서 인너 파이프와 아웃터 파이프로 구성되어 내부에 오일유로를 형성하고, 상기 케이스를 관통하여 상기 아웃터 파이프와 연결된 오일 유입포트와 오일 배출포트를 통해 내부에 변속기오일을 유동시키는 오일 유동부; 및 상기 배기 파이프와 오일 유동부 사이와, 상기 케이스와 오일 유동부의 사이에 각각 구성되며, 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성된 플레이트를 결합해 상기 제1 연결부재의 내부로 유입된 배기가스가 내부에서 이동하도록 연결유로를 갖는 적어도 하나 이상의 결합관을 형성하고, 상기 결합관의 외부에서 유동되는 냉각수, 및 변속기오일과 배기가스의 상호 열교환을 통해 상기 연결유로의 내부와 외부를 통과하는 각 작동유체의 온도를 조절하며, 상기 제1 헤더와 제2 헤더를 상호 연결하는 적어도 하나 이상의 방열유닛을 포함한다.A heat exchanger is disclosed. The heat exchanger according to the embodiment of the present invention has a plurality of bypass holes formed at one end of the outer circumferential surface, and a valve is mounted at the other end to exhaust or exhaust gas into or out of the bypass hole according to the opening and closing operation of the valve. Gas pipes; The exhaust gas pipe is centered and disposed outside to form a flow space between the exhaust gas pipes, and a coolant inlet port and a coolant discharge port are formed at one side and the other side, respectively, to introduce coolant into the flow space. A discharge case; First and second headers mounted at both ends of the case to partition the flow space; A first connection member interconnecting one end of the case and one end of the exhaust gas pipe to correspond to the first header, and through which the exhaust gas flows through each of the bypass holes; A second connecting member having one end connected to the other end of the case corresponding to the second header; An inner pipe and an outer pipe are formed between the exhaust pipe and the case to form an oil flow path therein, and the transmission oil flows through the oil inlet port and the oil discharge port connected to the outer pipe through the case. Oil flow section to make; And exhaust plates introduced between the exhaust pipe and the oil flow unit and between the case and the oil flow unit, respectively, and having a plate formed with at least one protrusion along the longitudinal direction. Forming at least one coupling tube having a coupling passage to move therein, and each operation passing through the coupling passage and the outside through mutual heat exchange between the coolant flowing out of the coupling tube and transmission oil and exhaust gas; At least one heat dissipation unit for controlling the temperature of the fluid, and interconnecting the first header and the second header.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}Heat Exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온의 배기열과 냉각수를 이용하여 내부에서 유동되는 작동유체와 상호 열교환을 통해 작동유체의 온도를 조절하는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger for controlling the temperature of the working fluid through mutual heat exchange with the working fluid flowing therein using a high temperature exhaust heat and cooling water.

일반적으로 차량은 초기 시동 시, 엔진이나 변속기 등의 장치의 웜업이 요구되고, 차량의 주행 중에는 엔진이나 변속기 등의 장치를 냉각시켜야 함에 따라 열교환기가 적용되고 있다.In general, a vehicle is required to warm up an apparatus such as an engine or a transmission at an initial start-up, and a heat exchanger is applied as the vehicle needs to cool an apparatus such as an engine or a transmission while the vehicle is running.

이러한 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 것으로, 열에너지를 재사용하거나 유입되는 작동유체의 온도를 용도에 맞게 조절하며, 보통 차량의 공조시스템이나 배기시스템, 또는 변속기 오일쿨러 등에 적용된다.The heat exchanger transfers heat from the high temperature fluid to the low temperature fluid through the heat transfer wall. The heat exchanger reuses thermal energy or adjusts the temperature of the working fluid to be suited for the purpose, and is usually used for a vehicle air conditioning system or an exhaust system, or Applied to transmission oil cooler.

여기서, 배기시스템에 적용되는 열교환기는 차량에서 배출되는 배기열을 이용하여 차량의 초기 시동 시, 엔진 및 변속기에 사용되는 오일의 온도를 빠르게 상승시키기 위해 배기가스와 냉각수 및 오일 사이에 열교환이 이루어지며, 차량의 주행 중에는 엔진 및 변속기의 온도를 낮춰주기 위해 냉각수와 열교환이 이루어진다.Here, the heat exchanger applied to the exhaust system heat exchanges between the exhaust gas, the coolant and the oil to rapidly increase the temperature of the oil used in the engine and the transmission at the initial start of the vehicle by using the exhaust heat discharged from the vehicle, While the vehicle is running, heat is exchanged with the coolant to lower the temperature of the engine and the transmission.

이와 같이 배기시스템에 적용되는 열교환기는 배기가스를 이용한 열교환 과정이 원활하게 일어날 수 있도록 하기 위하여 배기관 주변에 설치되어 오일 및 냉각수와 열교환이 수행되며, 상기 열교환기 내부에 위치되는 배기관의 끝단에는 밸브가 설치된다.In this way, the heat exchanger applied to the exhaust system is installed around the exhaust pipe so that heat exchange process using the exhaust gas occurs smoothly, and heat exchange with oil and cooling water is performed. A valve is provided at the end of the exhaust pipe located inside the heat exchanger. Is installed.

여기서, 밸브는 차량의 주행 상태에 따라 선택적으로 개폐되어 배기가스를 열교환기로 유입시키거나 배기관을 통해 바로 배출하도록 한다.Here, the valve is selectively opened and closed according to the driving state of the vehicle so that the exhaust gas is introduced into the heat exchanger or directly discharged through the exhaust pipe.

즉, 차량의 시동 이후 초기 웜업 단계에서는 엔진 오일, 오토 미션 오일 및 냉각수를 빠르게 가열하기 위하여 배기관의 끝단에 연결된 밸브를 폐쇄하면, 열교환기로 배기가스가 흐르게 되면서 오일 및 냉각수와 열교환 하기가 용이해지며, 빠른 시간 내에 웜업이 가능해진다.In other words, in the initial warm-up phase after the vehicle is started, if the valve connected to the end of the exhaust pipe is closed in order to heat the engine oil, the automation oil, and the coolant quickly, the exhaust gas flows to the heat exchanger, so that the heat exchange with the oil and the coolant becomes easy. Warm up is possible quickly.

또한, 일정 시간이 경과한 후 냉각수의 온도가 상승하고 오일의 온도가 상승하기 전의 시점에서는 배기관의 끝단에 연결된 밸브의 일부만 개방하여 방출되는 배기가스의 일부를 사용하여 웜업을 하게 된다.In addition, after a certain time elapses, the temperature of the cooling water rises and before the temperature of the oil rises, a warm-up is performed by using a part of the exhaust gas released by opening only a part of the valve connected to the end of the exhaust pipe.

이후, 냉각수 및 오일의 온도가 완전히 상승하여 웜업이 된 시점에서는 밸브를 완전히 개방하여 방출되는 배기가스가 열교환기로 유입되는 것을 방지하면서 배기관을 통해 배출되므로 더 이상 냉각수 및 오일의 온도가 상승하지 않으며, 오히려 냉각수와 오일의 열교환을 통하여 오일의 온도를 냉각시킬 수 있다.After that, when the temperature of the coolant and the oil is fully raised and warmed up, the valve is fully opened and the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe while preventing the exhaust gas from entering the heat exchanger, so the temperature of the coolant and the oil no longer increases. Rather, it is possible to cool the temperature of the oil through heat exchange between the coolant and the oil.

여기서, 열교환기는 내부에 배기가스가 유동되는 다수개의 파이프를 구비하며, 각 파이프의 외부로 각각 냉각수와 오일을 유동시켜, 열교환을 수행하는 구조로 이루어진다.Here, the heat exchanger is provided with a plurality of pipes through which the exhaust gas flows, and has a structure for performing heat exchange by flowing cooling water and oil to the outside of each pipe.

한편, 최근에는 유동되는 배기가스에 흐름변경을 유도하여 열교환 효율을 향상시키도록 배기가스가 이동되는 각 파이프 내부에 새경가공을 한 쉘 엔 튜브(Shell and Tube) 타입이 적용된 열교환기가 사용되고 있다.On the other hand, in recent years, a heat exchanger in which a shell and tube type is applied to the inside of each pipe through which the exhaust gas is moved is used to induce a flow change to the flowing exhaust gas to improve heat exchange efficiency.

그러나, 종래의 열교환기는 배기가스의 유동 시, 흐름변경을 위해 쉘 엔 튜브 타입의 파이프의 적용 시, 각 파이프의 내주면 새경가공에 따른 비용이 증가되며, 외부는 매끄러운 튜브 형태로 가공됨에 따라, 파이프의 외부와 접촉되면서 이동하는 냉각수에 난류형성이 어려워 제작비용에 비해 열교환 효율을 효율적으로 상승시키지 못하는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional heat exchanger, when the shell-and-tube type pipe is applied to change the flow of the exhaust gas, the cost of the new inner surface of each pipe increases, and as the outside is processed into a smooth tube, the pipe It is difficult to form turbulence in the cooling water moving while being in contact with the outside of the heat exchange efficiency compared to the manufacturing cost has a problem that does not increase efficiently.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고온의 배기열과 냉각수를 이용하여 내부에서 유동되는 작동유체와 상호 열교환을 통해 작동유체의 온도를 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에서 유입되는 작동유체의 온도에 따라 작동유체의 웜업기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 열교환기를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention has been invented to solve the problems as described above, the problem to be solved by the present invention is the temperature of the working fluid through the mutual heat exchange with the working fluid flowing inside using a high temperature exhaust heat and cooling water In the adjustment, it is intended to provide a heat exchanger capable of simultaneously performing a warm-up function and a cooling function of the working fluid depending on the operating state of the vehicle or the temperature of the working fluid flowing in the initial starting condition.

또한, 내부로 이동하는 배기가스와, 외부에서 유동하는 냉각수에 흐름변경 및 난류형성을 촉진함으로써, 각 작동유체의 열교환 효율을 향상시키도록 하는 열교환기를 제공하고자 한다.In addition, it is to provide a heat exchanger to improve the heat exchange efficiency of each working fluid by promoting the flow change and turbulence formation in the exhaust gas moving inside, and the cooling water flowing from the outside.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 일단부 외주면 둘레에 다수개의 바이패스 홀이 형성되며, 타단부에는 밸브가 장착되어 상기 밸브의 개폐작동에 따라, 배기가스를 바이패스 홀로 유입시키거나 배출하는 배기가스 파이프; 상기 배기가스 파이프를 중심에 두고, 외측에 배치되어 상기 배기가스 파이프와의 사이에 유동공간을 형성하며, 일측과 타측에 각각 냉각수 유입포트와 냉각수 배출포트가 형성되어 상기 유동공간에 냉각수를 유입 및 배출시키는 케이스; 상기 케이스의 양단부에 장착되어 상기 유동공간을 구획하는 제1, 제2 헤더; 상기 제1 헤더에 대응하여 상기 케이스의 일단과 상기 배기가스 파이프의 일단부를 상호 연결하며, 상기 각 바이패스 홀을 통해 배기가스가 내부로 유입되는 제1 연결부재; 상기 제2 헤더에 대응하여 상기 케이스의 타단에 일단이 연결되는 제2 연결부재; 상기 배기가스 파이프와 케이스의 사이에서 인너 파이프와 아웃터 파이프로 구성되어 내부에 오일유로를 형성하고, 상기 케이스를 관통하여 상기 아웃터 파이프와 연결된 오일 유입포트와 오일 배출포트를 통해 내부에 변속기오일을 유동시키는 오일 유동부; 및 상기 배기 파이프와 오일 유동부 사이와, 상기 케이스와 오일 유동부의 사이에 각각 구성되며, 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성된 플레이트를 결합해 상기 제1 연결부재의 내부로 유입된 배기가스가 내부에서 이동하도록 연결유로를 갖는 적어도 하나 이상의 결합관을 형성하고, 상기 결합관의 외부에서 유동되는 냉각수, 및 변속기오일과 배기가스의 상호 열교환을 통해 상기 연결유로의 내부와 외부를 통과하는 각 작동유체의 온도를 조절하며, 상기 제1 헤더와 제2 헤더를 상호 연결하는 적어도 하나 이상의 방열유닛을 포함하고, 상기 각 돌출부는 프레스 성형을 통해 상기 플레이트에 일체로 가공될 수 있다.The heat exchanger according to the embodiment of the present invention for achieving this purpose is formed with a plurality of bypass holes around the outer peripheral surface of one end, the valve is mounted on the other end, according to the opening and closing operation of the valve, the exhaust gas to the bypass hole Exhaust gas pipes for introducing or discharging; The exhaust gas pipe is centered and disposed outside to form a flow space between the exhaust gas pipes, and a coolant inlet port and a coolant discharge port are formed at one side and the other side, respectively, to introduce coolant into the flow space. A discharge case; First and second headers mounted at both ends of the case to partition the flow space; A first connection member interconnecting one end of the case and one end of the exhaust gas pipe to correspond to the first header, and through which the exhaust gas flows through each of the bypass holes; A second connecting member having one end connected to the other end of the case corresponding to the second header; An inner pipe and an outer pipe are formed between the exhaust pipe and the case to form an oil flow path therein, and the transmission oil flows through the oil inlet port and the oil discharge port connected to the outer pipe through the case. Oil flow section to make; And exhaust plates introduced between the exhaust pipe and the oil flow unit and between the case and the oil flow unit, respectively, and having a plate formed with at least one protrusion along the longitudinal direction. Forming at least one coupling tube having a coupling passage to move therein, and each operation passing through the coupling passage and the outside through mutual heat exchange between the coolant flowing out of the coupling tube and transmission oil and exhaust gas; At least one heat dissipation unit for controlling the temperature of the fluid, and interconnecting the first header and the second header, each projection may be integrally processed on the plate through press molding.

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상기 돌출부는 상기 플레이트의 길이방향을 따라 내측면과 외측면이 반원형의 나선 형상으로 형성될 수 있다.The protrusion may have a semicircular spiral shape on an inner side and an outer side along the longitudinal direction of the plate.

상기 각 돌출부는 양단부의 설정구간이 상기 제1 헤더와 제2 헤더에 각각 삽입되도록 반원형의 직선구간으로 형성될 수 있다.Each of the protrusions may be formed as a semi-circular straight section so that the setting section of both ends is inserted into the first header and the second header, respectively.

상기 각 결합관은 상기 각 돌출부에 의해 원형의 파이프로서, 내주면과 외주면이 나선 형상으로 형성되며, 상기 연결유로의 내부로 유동되는 배기가스의 유동 시, 회전에 의한 소용돌이 흐름을 유도하고, 외부를 통과하는 냉각수에 난류형성을 유도할 수 있다.The coupling pipes are circular pipes formed by the protrusions, and inner and outer circumferential surfaces are formed in a spiral shape, and when the exhaust gas flows into the connection flow path, induces a vortex flow due to rotation, Turbulence may be induced in the passing coolant.

상기 결합관은 각 플레이트의 돌출부가 각각 외측을 향하여 돌출되게 배치된 상태로, 상호 결합되어 형성될 수 있다.The coupling pipe may be formed by being coupled to each other in a state in which protrusions of each plate are disposed to protrude outward.

상기 방열유닛은 상기 배기 파이프의 직경 크기와 상기 제1 헤더와 제2 헤더의 크기에 따라, 상기 방열유닛에 포함된 결합관의 개수를 조절해 적용하도록 상기 각 결합관을 기준으로 분리 가능하게 형성될 수 있다.The heat dissipation unit may be detachably formed based on each of the coupling pipes to adjust and apply the number of coupling pipes included in the heat dissipation unit according to the diameter of the exhaust pipe and the sizes of the first header and the second header. Can be.

상기 방열유닛은 상기 플레이트에 형성되는 각 돌출부의 내측면이 상호 마주하게 배치시킨 상태로, 두 개의 플레이트를 상호 결합하여 상기 연결유로를 갖는 결합관을 형성할 수 있다.The heat dissipation unit may be coupled to each other to form a coupling tube having the connection flow path in the state in which the inner surface of each of the protrusions formed on the plate are disposed facing each other.

상기 방열유닛은 상기 플레이트에 형성되는 상기 각 돌출부의 내측면이 상호 대응되게 배치되도록 하나의 플레이트를 접은 상태로, 결합하여 상기 연결유로를 갖는 결합관을 형성할 수 있다.The heat dissipation unit may be coupled to each other in a folded state so that the inner surfaces of the protrusions formed on the plate are disposed to correspond to each other to form a coupling tube having the connection flow path.

상기 방열유닛은 상기 배기 파이프의 외주면과 오일 유동부의 인너 파이프 사이에서 상기 배기 파이프의 외주면을 감싼 상태로 장착될 수 있다.The heat dissipation unit may be mounted with the outer circumferential surface of the exhaust pipe wrapped between the outer circumferential surface of the exhaust pipe and the inner pipe of the oil flow portion.

상기 방열유닛은 상기 오일 유동부의 아웃터 파이프와 케이스의 사이에서 일정각도로 이격되게 배치될 수 있다.The heat dissipation unit may be arranged to be spaced apart at an angle between the outer pipe and the case of the oil flow portion.

상기 플레이트는 상기 각 돌출부의 사이에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 유동홀이 형성될 수 있다.The plate may have at least one flow hole formed in the longitudinal direction between the protrusions.

상기 제1, 제2 헤더는 상기 각 방열유닛에 대응하여 상호 마주하는 일면에 상기 각 방열유닛의 양단부가 장착되는 다수개의 제1, 제2 장착홀이 각각 형성될 수 있다.The first and second headers may be provided with a plurality of first and second mounting holes on both surfaces of each of the heat dissipation units mounted on one surface of the first and second headers facing each other.

상기 냉각수 유입포트와 냉각수 배출포트는 상기 오일 유입포트와 오일 배출포트에 대향하여 상기 케이스의 일측과 타측에 각각 형성될 수 있다.The cooling water inflow port and the cooling water discharge port may be formed at one side and the other side of the case, respectively, to face the oil inflow port and the oil discharge port.

상기 각 결합관의 연결유로를 통과하는 배기가스의 유동방향은 상기 오일유로를 통과하는 변속기오일과, 상기 케이스의 유동공간을 통과하는 냉각수의 유동방향과 서로 반대방향으로 유동될 수 있다.The flow direction of the exhaust gas passing through the connection passages of the respective coupling pipes may flow in directions opposite to the flow directions of the transmission oil passing through the oil passage and the cooling water passing through the flow space of the case.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열교환기에 의하면, 고온의 배기열과 냉각수를 이용하여 내부에서 유동되는 작동유체와 상호 열교환을 통해 작동유체의 온도를 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에서 유입되는 작동유체의 온도에 따라 작동유체의 웜업기능과 냉각기능을 동시에 수행하는 효과가 있다.As described above, according to the heat exchanger according to the embodiment of the present invention, when the temperature of the working fluid is adjusted through mutual heat exchange with the working fluid flowing therein using high temperature exhaust heat and cooling water, the driving state of the vehicle or the initial starting condition The warm-up function and the cooling function of the working fluid are performed simultaneously according to the temperature of the working fluid flowing in.

또한, 내부로 이동하는 배기가스와, 외부에서 유동하는 냉각수에 흐름변경 및 난류형성을 촉진함으로써, 각 작동유체의 열교환 성능을 향상시키는 효과도 있다.In addition, by promoting the flow change and turbulence formation in the exhaust gas moving inside and the cooling water flowing outside, there is also an effect of improving the heat exchange performance of each working fluid.

또한, 차량의 상태에 따라 각 작동유체들의 온도 조절이 가능함으로써, 차량의 연비 개선, 및 난방성능을 향상시킬 수 있으며, 구성을 간소화하여 조립공수를 줄이는 효과도 있다.In addition, by adjusting the temperature of each working fluid according to the state of the vehicle, it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle, and to improve the heating performance, it is also effective to reduce the assembly labor by simplifying the configuration.

또한, 나선형상의 돌출부가 가공된 플레이트가 상호 결합되어 작동유체가 유동되는 나선 형상의 연결유로를 형성함으로써, 제작원가 절감 및 전체 중량을 낮추는 효과도 있다.In addition, the spiral processed protrusions are coupled to each other to form a spiral connection flow path through which the working fluid flows, thereby reducing manufacturing cost and lowering the overall weight.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기에 적용되는 방열유닛의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기에 적용되는 방열유닛의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 사용 상태도이다.1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1.
4 is a perspective view of a heat dissipation unit applied to a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a heat dissipation unit applied to a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
6 is a state diagram used in the heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기에 적용되는 방열유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line BB of Figure 1, Figures 4 and 5 the present invention Perspective and exploded perspective view of the heat dissipation unit applied to the heat exchanger according to the embodiment of the.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는 고온의 배기열과 냉각수를 이용하여 내부에서 유동되는 작동유체와 상호 열교환을 통해 작동유체의 온도를 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에서 유입되는 작동유체의 온도에 따라 작동유체의 웜업기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있는 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the heat exchanger 10 according to the embodiment of the present invention uses a high temperature exhaust heat and cooling water to control the temperature of the working fluid through mutual heat exchange with the working fluid flowing therein. According to the temperature of the working fluid flowing in the initial starting condition, it consists of a structure that can simultaneously perform the warm-up function and the cooling function of the working fluid.

또한, 내부로 이동하는 배기가스와, 외부에서 유동하는 냉각수의 흐름변경 및 난류형성을 촉진함으로써, 각 작동유체의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.In addition, by promoting the flow change and turbulent flow of the exhaust gas and the cooling water flowing from the outside, it is made of a structure that can improve the heat exchange efficiency of each working fluid.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 배기가스 파이프(12), 케이스(20), 제1, 제2 헤더(30, 40), 제1, 제2 연결부재(50, 60), 오일 유동부(70), 및 방열유닛(80)을 포함하여 구성된다.To this end, the heat exchanger 10 according to the embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 and 2, the exhaust gas pipe 12, the case 20, the first, second headers 30, 40 ), The first and second connection members 50 and 60, the oil flow part 70, and the heat dissipation unit 80.

먼저, 상기 배기가스 파이프(12)는 일단부 외주면 둘레에 다수개의 바이패스 홀(14)이 형성되며, 타단부에는 밸브(16)가 장착되어 상기 밸브(16)의 개폐작동에 따라, 배기가스를 바이패스 홀(14)로 유입시키거나 배출하게 된다.First, the exhaust gas pipe 12 has a plurality of bypass holes 14 formed around one outer circumferential surface thereof, and a valve 16 is mounted at the other end thereof, and according to the opening and closing operation of the valve 16, the exhaust gas is discharged. To flow into or out of the bypass hole 14.

이러한 배기가스 파이프(12)는 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 각 바이패스 홀(14)이 형성된 일단부로 유입된다.In the exhaust gas pipe 12, exhaust gas discharged from the engine flows into one end of each bypass hole 14.

본 실시예에서, 상기 케이스(20)는 상기 배기가스 파이프(12)를 중심에 두고, 외측에 배치되어 상기 배기가스 파이프(12)와의 사이에 유동공간(22)을 형성한다.In the present embodiment, the case 20 is centered on the exhaust gas pipe 12 and disposed outside to form a flow space 22 between the exhaust gas pipe 12.

이러한 케이스(20)는 원통형 파이프 형상으로 형성될 수 있으며, 일측과 타측에 각각 냉각수 유입포트(24)와 냉각수 배출포트(26)가 형성되어 상기 유동공간(22)에 냉각수를 유입 및 배출시키게 된다.The case 20 may be formed in a cylindrical pipe shape, and a coolant inlet port 24 and a coolant outlet port 26 are formed at one side and the other side, respectively, to allow the coolant to flow into and out of the flow space 22. .

그리고 상기 제1, 제2 헤더(30, 40)는 상기 케이스(20)의 양단부에 장착되어 상기 유동공간(22)을 구획하며, 상기 유동공간(22)으로 유입되는 냉각수가 상기 배기 파이프(12) 측으로 누출되는 것을 방지하게 된다.The first and second headers 30 and 40 are mounted at both ends of the case 20 to partition the flow space 22, and the coolant flowing into the flow space 22 is exhaust pipe 12. This will prevent leakage to the side.

또한, 상기 각 헤더(30, 40)는 상기 배기 파이프(12)를 중심으로 외측에 배치되는 상기 케이스(20)를 고정시키는 기능을 하게 된다.In addition, each of the headers 30 and 40 has a function of fixing the case 20 disposed at the outer side with respect to the exhaust pipe 12.

본 실시예에서, 상기 제1 연결부재(50)는 상기 제1 헤더(30)에 대응하여 상기 케이스(20)의 일단과 상기 배기가스 파이프(12)의 일단부를 상호 연결하며, 상기 각 바이패스 홀(14)을 통해 배기가스가 내부로 유입된다.In this embodiment, the first connecting member 50 interconnects one end of the case 20 and one end of the exhaust gas pipe 12 in correspondence with the first header 30, and each of the bypasses. The exhaust gas flows into the inside through the hole 14.

상기 제2 연결부재(60)는 상기 제2 헤더(40)에 대응하여 상기 케이스(12)의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 미도시된 배기 배관이나 소음기와 연결되어 배기가스를 배출하게 된다.One end of the second connection member 60 is connected to the other end of the case 12 in response to the second header 40, and the other end is connected to an exhaust pipe or a silencer (not shown) to discharge the exhaust gas. .

본 실시예에서, 상기 오일 유동부(70)는 상기 배기 파이프(12)와 케이스(20)의 사이에서 인너 파이프(72)와 아웃터 파이프(74)로 구성되어 내부에 오일유로(75)를 형성하게 된다.In this embodiment, the oil flow part 70 is composed of an inner pipe 72 and an outer pipe 74 between the exhaust pipe 12 and the case 20 to form an oil flow path 75 therein. Done.

이러한 오일 유동부(70)는 상기 케이스(20)를 관통하여 상기 아웃터 파이프(74)와 연결된 오일 유입포트(76)와 오일 배출포트(78)를 통해 내부에 변속기오일을 유동시키게 된다.The oil flow part 70 flows the transmission oil therein through the oil inflow port 76 and the oil discharge port 78 connected to the outer pipe 74 through the case 20.

여기서, 상기 냉각수 유입포트(24)와 냉각수 배출포트(26)는 상기 오일 유입포트(76)와 오일 배출포트(78)에 대향하여 상기 케이스(20)의 일측과 타측에 각각 형성될 수 있다.Here, the coolant inlet port 24 and the coolant outlet port 26 may be formed at one side and the other side of the case 20 to face the oil inlet port 76 and the oil outlet port 78, respectively.

즉, 상기 냉각수 유입포트(24)는 상기 제2 헤더(40) 측에 형성되고, 상기 냉각수 배출포트(26)는 상기 제1 헤더(30) 측에서 상기 냉각수 유입포트(24)와 반대 방향에 형성된다.That is, the coolant inlet port 24 is formed at the second header 40 side, and the coolant outlet port 26 is opposite to the coolant inlet port 24 at the first header 30 side. Is formed.

그리고 상기 오일 유입포트(76)는 제2 헤더(40) 측에서 상기 냉각수 유입포트(24)와 반대방향에 형성되어 상기 오일 유동부(75)와 연결되고, 상기 오일 배출포트(78)는 제1 헤더(30) 측에서 상기 냉각수 배출포트(26)와 반대방향에 형성되어 변속기오일을 유동시키게 된다.In addition, the oil inflow port 76 is formed in a direction opposite to the cooling water inflow port 24 on the second header 40 side, and is connected to the oil flow unit 75, and the oil discharge port 78 is formed in a second direction. 1 is formed in the opposite direction to the coolant discharge port 26 on the header 30 side to flow the transmission oil.

본 실시예에서, 상기 방열유닛(80)은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 배기 파이프(12)와 오일 유동부(70) 사이와, 상기 케이스(20)와 오일 유동부(70)의 사이에 각각 구성된다.In this embodiment, the heat dissipation unit 80, as shown in Figures 2 and 3, between the exhaust pipe 12 and the oil flow portion 70, the case 20 and the oil flow portion ( It is comprised between 70).

이러한 방열유닛(80)은 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 돌출부(84)가 형성된 플레이트(82)를 결합해 상기 제1 연결부재(50)의 내부로 유입된 배기가스가 내부에서 이동하도록 연결유로(86)를 갖는 다수개의 결합관(88)을 형성한다.The heat dissipation unit 80 is coupled to the plate 82 formed with at least one protrusion 84 along the longitudinal direction so that the exhaust gas introduced into the interior of the first connection member 50 moves therein ( A plurality of joining tubes 88 having 86) are formed.

또한, 상기 방열유닛(80)은 다수개로 구성되며, 상기 결합관(88)의 외부에서 유동되는 냉각수, 및 변속기오일과 배기가스의 상호 열교환을 통해 상기 연결유로(86)를 내부와 외부를 통과하는 각 작동유체의 온도를 조절하며, 상기 제1 헤더(30)와 제2 헤더(40)를 상호 연결하게 된다.In addition, the heat dissipation unit (80) is composed of a plurality, the cooling water flowing from the outside of the coupling pipe (88), and through the connection flow path 86 through the internal and external heat exchange between the transmission oil and the exhaust gas. To adjust the temperature of each working fluid, and the first header 30 and the second header 40 are interconnected.

여기서, 상기 제1, 제2 헤더(30, 40)는 상기 각 방열유닛(80)에 대응하여 상호 마주하는 일면에 상기 각 방열유닛(80)의 양단부가 장착되는 다수개의 제1, 제2 장착홀(32, 42)이 각각 형성된다.Here, the first and second headers 30 and 40 are provided with a plurality of first and second mounting units having both ends of each of the heat dissipation units 80 mounted on one surface facing each other corresponding to the heat dissipation units 80. Holes 32 and 42 are formed, respectively.

즉, 상기 방열유닛(80)은 상기 제1, 제2 장착홀(32, 42)에 양단부가 삽입된 상태로, 장착되어 상기 제1 헤더(30)와 제2 헤더(40)를 연결하고, 상기 배기 파이프(12)에 장착된 밸브(16)의 폐쇄 시, 각 바이패스 홀(14)을 통해 제1 연결부재(50)의 내부로 유입되는 배기가스를 통과시켜 상기 제2 연결부재(60)를 통해 배출하게 된다.That is, the heat dissipation unit 80 is mounted with both ends inserted into the first and second mounting holes 32 and 42 to connect the first header 30 and the second header 40, When the valve 16 mounted on the exhaust pipe 12 is closed, the second connecting member 60 passes through the exhaust gas introduced into the first connecting member 50 through each bypass hole 14. Will be discharged through).

이와 같이 구성되는 상기 열교환기(10)는 상기 각 결합관(88)의 연결유로(86)를 통과하는 배기가스의 유동방향이 상기 오일유로(75)를 통과하는 변속기오일과, 상기 케이스(20)의 유동공간(22)을 통과하는 냉각수의 유동방향과 서로 반대방향으로 유동되면서, 상호 열교환이 이루어진다.The heat exchanger 10 configured as described above includes a transmission oil in which a flow direction of the exhaust gas passing through the connection passage 86 of each coupling pipe 88 passes through the oil passage 75, and the case 20. In the opposite direction to the flow direction of the cooling water passing through the flow space 22 of), mutual heat exchange is made.

따라서, 상기 열교환기(10)는 작동유체와 외기가 각각 다른 방향으로 유동됨에 따라, 보다 효율적인 열교환이 가능해 질 수 있다. Therefore, the heat exchanger 10 may be more efficient heat exchange as the working fluid and the outside air flows in different directions.

한편, 본 실시예에서, 상기 방열유닛(80)은 상기 배기 파이프(12)의 외주면과 오일 유동부(70)의 인너 파이프(72) 사이에서 상기 배기 파이프(12)의 외주면을 감싼 상태로 장착될 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, the heat dissipation unit 80 is mounted with the outer circumferential surface of the exhaust pipe 12 wrapped between the outer circumferential surface of the exhaust pipe 12 and the inner pipe 72 of the oil flow portion 70. Can be.

또한, 상기 방열유닛(80)은 상기 오일 유동부(70)의 아웃터 파이프(74)와 케이스(20)의 사이에서 일정각도로 이격되게 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 배기 파이프(12)를 중심으로 120°각도로 이격되어 구비된다.In addition, the heat dissipation unit 80 may be arranged to be spaced apart at an angle between the outer pipe 74 and the case 20 of the oil flow portion 70, in the present embodiment the exhaust pipe 12 It is provided spaced at an angle of 120 ° around.

본 실시예에서, 상기 각 돌출부(84)는, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 플레이트(82)의 길이방향을 따라 내측면과 외측면이 반원형의 나선 형상으로 형성된다.In the present embodiment, each of the protrusions 84, as shown in Figs. 4 and 5, the inner surface and the outer surface along the longitudinal direction of the plate 82 is formed in a semi-circular spiral shape.

여기서, 상기 각 돌출부(84)는 양단부의 설정구간이 상기 제1, 제2 헤더(30, 40)에 형성되는 제1, 제2 장착홀(32, 34)에 각각 삽입된 상태로 밀폐가 용이하도록 반원형의 직선구간으로 형성된다.Here, each of the protrusions 84 is easy to seal with a set section of both ends are inserted into the first and second mounting holes 32 and 34 formed in the first and second headers 30 and 40, respectively. It is formed into a semi-circular straight line so as to.

이러한 각 돌출부(84)는 프레스 성형을 통해 상기 플레이트(82)에 일체로 가공될 수 있다.Each of the protrusions 84 may be integrally processed on the plate 82 through press molding.

본 실시예에서, 상기 결합관(88)은 상기 각 돌출부(84)에 의해 원형의 파이프로서, 내주면과 외주면이 나선 형상으로 형성된다.In the present embodiment, the coupling tube 88 is a circular pipe by each of the protrusions 84, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is formed in a spiral shape.

이러한 각 결합관(88)은 상기 연결유로(86)의 내부로 유동되는 배기가스의 유동 시, 회전에 의한 소용돌이 흐름을 유도하게 된다.Each of the coupling pipes 88 induces a vortex flow due to rotation when the exhaust gas flowing into the connection passage 86 flows.

또한, 상기 각 결합관(88)은 외부를 통과하는 냉각수와 변속기오일에 난류형성을 유도함으로써, 배기가스와 냉각수 및 변속기오일의 상호 열교환 시, 열교환 효율을 향상시키게 된다.In addition, each coupling pipe 88 induces turbulence in the coolant and the transmission oil passing through the outside, thereby improving heat exchange efficiency during mutual heat exchange between the exhaust gas, the coolant, and the transmission oil.

여기서, 상기 결합관(88)은 각 플레이트(82)의 돌출부(84)가 각각 외측을 향하여 돌출되게 배치된 상태로, 상호 결합되어 파이프 형상의 관을 이루도록 형성될 수 있다.In this case, the coupling pipe 88 may be formed so that the protrusions 84 of each plate 82 are disposed to protrude outwards, and are coupled to each other to form a pipe-shaped pipe.

즉, 상기 방열유닛(80)은 상기 플레이트(82)에 형성되는 각 돌출부(84)의 내측면이 상호 마주하게 배치시킨 상태로, 두 개의 플레이트(82)를 상호 결합하여 연결유로(86)를 갖는 결합관(88)을 형성하게 된다.That is, the heat dissipation unit 80 is a state in which the inner surface of each of the protrusions 84 formed on the plate 82 are disposed to face each other, by coupling the two plates 82 to each other to connect the connection flow path 86 It forms the coupling pipe 88 which has.

여기서, 상기 각 플레이트(82)는 용접 등을 통해 상호 결합될 수 있다.Here, the plates 82 may be coupled to each other by welding or the like.

이와 같이 구성되는 상기 방열유닛(80)은 상기 케이스(20)의 크기에 따라 그 크기가 가변되는 제1, 제2 헤더(30, 40)와, 배기 파이프(12)의 직경 크기에 대응하여 상기 결합관(88)의 개수를 조절해 적용하도록 상기 각 결합관(88)을 기준으로 분리 가능하게 형성된다.The heat dissipation unit 80 configured as described above corresponds to the diameters of the first and second headers 30 and 40 and the exhaust pipe 12 whose sizes vary according to the size of the case 20. It is formed to be separated on the basis of each of the coupling tube 88 to adjust the number of the coupling tube 88 is applied.

즉, 본 실시예에서는, 다수개의 결합관(88)이 형성된 방열유닛(80)으로부터 8개의 결합관(88)이 구비되도록 분리시켜 상기 케이스(20)와 오일 유동부(70) 사이에 배치시키고, 상기 배기 파이프(12)와 오일 유동부(70) 사이에는 25개의 결합관(88)을 갖는 방열유닛(80)이 적용되었으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 배기 파이프(12)의 직경 크기와 제1, 제2 헤더(30, 40)의 크기에 따라, 결합관(88)의 개수를 조절하여 분리한 상태로 적용할 수 있다.That is, in the present embodiment, separated from the heat dissipation unit 80 in which a plurality of coupling pipes 88 are formed so that eight coupling pipes 88 are provided and disposed between the case 20 and the oil flow part 70. In addition, a heat dissipation unit 80 having 25 coupling pipes 88 is applied between the exhaust pipe 12 and the oil flow part 70, but is not limited thereto. According to the sizes of the first and second headers 30 and 40, the number of the coupling tubes 88 may be adjusted and separated.

또한, 본 실시예에서, 상기 방열유닛(80)은 원통 형상으로 형성되는 상기 배기 파이프(12)와 케이스(20)에 대응하여 편평한 형상에서 양단부를 구부려 호 형상으로 변경하여 적용된다.In addition, in the present embodiment, the heat dissipation unit 80 is applied by changing both ends in a flat shape in a flat shape corresponding to the exhaust pipe 12 and the case 20 formed in a cylindrical shape.

여기서, 상기 방열유닛(80)은 호 형상으로 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 방열유닛(80)의 형상은 배기 파이프(12)와 케이스(20)의 형상에 따라 변경하여 적용할 수 있다.Here, the heat dissipation unit 80 is described as an embodiment to be formed in an arc shape, but is not limited to this, the shape of the heat dissipation unit 80 is the shape of the exhaust pipe 12 and the case 20. It can be changed and applied according to.

한편, 본 실시예에서, 상기 각 플레이트(82)는 상기 각 돌출부(84)의 사이에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 유동홀(89)이 형성된다.Meanwhile, in the present embodiment, each plate 82 is formed with at least one flow hole 89 in the longitudinal direction between the protrusions 84.

상기 각 유동홀(89)은 상기 각 플레이트(82)에서 돌출부(84)의 프레스 성형 후, 펀칭공정을 통해 형성될 수 있다.Each of the flow holes 89 may be formed through a punching process after press molding of the protrusions 84 on the plates 82.

여기서, 상기 각 유동홀(89)은 상기 각 방열유닛(80)의 외부에서 이동하는 냉각수의 상, 하 이동을 유리하게 함으로써, 상기 각 결합관(88)의 외주면에 냉각수의 흐름을 고르게 분포시킬 수 있어 배기가스와의 열교환 효율을 더욱 증대시키는 기능을 하게 된다.Here, each of the flow holes 89 advantageously moves up and down of the coolant moving outside of the heat dissipation unit 80 to distribute the flow of the coolant evenly on the outer circumferential surface of the respective coupling pipes 88. It is possible to further increase the heat exchange efficiency with the exhaust gas.

한편, 본 실시예에서, 상기 방열유닛(80)은 두 개의 플레이트(82)가 상호 결합되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 하나의 플레이트(82)에 각각 형성되는 상기 돌출부(84)의 내측면이 상호 대응되게 배치되도록 상기 플레이트(82)를 접은 상태로, 결합하여 상기 연결유로(86)를 갖는 결합관(88)을 형성할 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the heat dissipation unit 80 has been described as an embodiment in which the two plates 82 are mutually coupled, but is not limited to this, each formed on one plate 82 The plate 82 may be folded in such a manner that the inner surfaces of the protrusions 84 are disposed to correspond to each other, thereby forming a coupling tube 88 having the connection passage 86.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and operation of the heat exchanger 10 according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 작동 상태도이다.6 is an operational state diagram of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

먼저, 차량의 초기 시동 시에는, 도 6의 (S1)과 같이, 상기 밸브(16)가 배기 파이프(12)를 폐쇄시키게 되며, 엔진으로부터 배출되어 배기 파이프(12)로 유입된 배기가스는 각 바이패스 홀(14)을 통해 제1 연결부재(50)의 내부로 유입된다.First, in the initial start-up of the vehicle, the valve 16 closes the exhaust pipe 12 as shown in FIG. 6 (S1), and the exhaust gas discharged from the engine and introduced into the exhaust pipe 12 is It is introduced into the first connecting member 50 through the bypass hole 14.

상기 제1 연결부재(50)로 유입된 배기가스는 상기 각 결합관(88)의 연결유로(86)로 유입되어 이동하게 되며, 이 때, 상기 각 결합관(88)이 상기 각 돌출부(84)가 상호 결합되어 나선형 파이프 형상으로 형성됨으로써, 연결유로(86)의 내부에서 유동되는 배기가스를 회전시켜 소용돌이 흐름을 발생시키게 된다.Exhaust gas introduced into the first connection member 50 flows into the connection flow path 86 of each of the coupling pipes 88, and at this time, the coupling pipes 88 each of the protrusions 84. ) Are coupled to each other to form a spiral pipe, thereby rotating the exhaust gas flowing in the connection passage 86 to generate a vortex flow.

여기서, 상기 방열유닛(80)의 외부에서 유동하는 냉각수는 상기 각 결합관(88)의 외부를 따라 유동됨으로써, 상기 각 돌출부(84)의 나선형상에 의해 냉각수의 난류형성이 촉진된다.Here, the cooling water flowing from the outside of the heat dissipation unit 80 flows along the outside of the respective coupling pipes 88, thereby promoting the turbulence formation of the cooling water by the helical shape of the protrusions 84.

이에 따라, 냉각수는 상기 각 방열유닛(80)의 상, 하부에 고르게 분포되어 배기가스와의 열교환이 효율적으로 이루어져 냉각수가 빠르게 가열된다.Accordingly, the cooling water is evenly distributed on the upper and lower portions of the heat dissipation units 80 so that heat exchange with the exhaust gas is efficiently performed, and the cooling water is quickly heated.

또한, 상기 오일 유동부(70)의 오일유로(75)를 통해 유동하는 변속기오일은 오일 유동부(70)의 내, 외측에서 이동하는 냉각수가 배기가스에 의해 빠르게 가열됨으로써, 냉각수와의 열교환을 통해 빠른 시간 내에 웜업이 가능해 진다.In addition, the transmission oil flowing through the oil flow passage 75 of the oil flow portion 70 is a cooling water moving in and out of the oil flow portion 70 is rapidly heated by the exhaust gas, thereby exchanging heat exchange with the cooling water This makes warming up fast.

이와는 반대로, 냉각수 및 변속기오일의 온도가 완전히 상승하여 웜업이 된 시점인 정상 주행 시에는, 도 6의 (S2)와 같이, 상기 밸브(16)를 완전히 개방하여 배기가스가 상기 각 방열유닛(80)으로 유입되는 것을 방지하면서 배기 파이프(12)를 통해 배출함으로써, 냉각수와 변속기오일의 온도가 상승하는 것을 방지하게 된다.On the contrary, during normal driving, when the temperatures of the coolant and the transmission oil have completely risen to warm up, as shown in (S2) of FIG. 6, the valve 16 is completely opened so that the exhaust gas is discharged to each of the heat dissipation units 80. By discharging through the exhaust pipe 12 while preventing the inflow into the water), the temperature of the cooling water and the transmission oil is prevented from rising.

이 때, 상기 냉각수는 상기 케이스(20)의 내부로 유입되며, 유입 시, 변속기오일의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지하도록 변속기오일과의 열교환을 통해 변속기오일을 냉각시키게 된다.At this time, the cooling water is introduced into the case 20, and when the inlet, the transmission oil is cooled by heat exchange with the transmission oil to prevent the temperature of the transmission oil from being excessively increased.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는 상기 방열유닛(80)을 통해 차량의 주행 상태에 따라 배기가스와 냉각수 및 변속기오일의 열교환을 통한 온도조절을 보다 효율적으로 수행할 수 있어 방열성능을 향상시키게 된다.That is, the heat exchanger 10 according to the embodiment of the present invention can more efficiently perform temperature control through heat exchange between the exhaust gas, the coolant, and the transmission oil according to the running state of the vehicle through the heat dissipation unit 80. Improve heat dissipation performance.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)를 적용하면, 고온의 배기열과 냉각수를 이용하여 내부에서 유동되는 변속기오일과 상호 열교환을 통해 작동유체의 온도를 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에서 유입되는 작동유체의 온도에 따라 작동유체의 웜업기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있다.Therefore, when the heat exchanger 10 according to the embodiment of the present invention configured as described above is applied, when the temperature of the working fluid is adjusted through mutual heat exchange with the transmission oil flowing therein using high temperature exhaust heat and cooling water. In addition, the warm-up function and the cooling function of the working fluid may be simultaneously performed according to the temperature of the working fluid flowing in the driving state of the vehicle or the initial starting condition.

또한, 내부로 이동하는 배기가스와, 외부에서 유동하는 냉각수에 흐름변경 및 난류형성을 촉진함으로써, 각 작동유체의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the heat exchange performance of each working fluid can be improved by promoting flow change and turbulence formation in the exhaust gas moving inside and the cooling water flowing outside.

또한, 차량의 상태에 따라 각 작동유체들의 온도 조절이 가능함으로써, 차량의 연비 개선, 및 난방성능을 향상시킬 수 있으며, 구성을 간소화하여 조립공수를 줄일 수 있다.In addition, by adjusting the temperature of each working fluid according to the state of the vehicle, it is possible to improve the fuel economy and heating performance of the vehicle, and to simplify the configuration can reduce the number of assembly labor.

또한, 나선형상의 돌출부(84)가 가공된 플레이트(82)가 상호 결합되어 작동유체가 유동되는 나선 형상의 연결유로(86)를 형성함으로써, 제작원가 절감 및 전체 중량을 낮출 수 있다.In addition, by forming a spiral connection passage 86 through which the plate 82 processed with the spiral protrusion 84 is coupled to each other to allow the working fluid to flow, it is possible to reduce manufacturing cost and lower the overall weight.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 열교환기 12 : 배기 파이프
14 : 바이패스 홀 16 : 밸브
20 : 케이스 22 : 유동공간
24 : 냉각수 유입포트 26 : 냉각수 배출포트
30 : 제1 헤더 32 : 제1 장착홀
40 : 제2 헤더 42 : 제2 장착홀
50 : 제1 연결부재 60 : 제2 연결부재
70 : 오일 유도부 72 : 인너 파이프
74 : 아웃터 파이프 75 : 오일유로
76 : 오일 유입포트 78 : 오일 배출포트
80 : 방열유닛 82 : 플레이트
84 : 돌출부 86 : 연결유로
88 : 결합관10 heat exchanger 12 exhaust pipe
14: bypass hole 16: valve
20 Case 22 Flow space
24: cooling water inlet port 26: cooling water discharge port
30: first header 32: first mounting hole
40: second header 42: second mounting hole
50: first connecting member 60: second connecting member
70: oil induction part 72: inner pipe
74: outer pipe 75: oil euro
76: oil inlet port 78: oil outlet port
80: heat dissipation unit 82: plate
84: protrusion 86: connection flow path
88: coupling tube

Claims (15)

일단부 외주면 둘레에 다수개의 바이패스 홀이 형성되며, 타단부에는 밸브가 장착되어 상기 밸브의 개폐작동에 따라, 배기가스를 바이패스 홀로 유입시키거나 배출하는 배기가스 파이프;
상기 배기가스 파이프를 중심에 두고, 외측에 배치되어 상기 배기가스 파이프와의 사이에 유동공간을 형성하며, 일측과 타측에 각각 냉각수 유입포트와 냉각수 배출포트가 형성되어 상기 유동공간에 냉각수를 유입 및 배출시키는 케이스;
상기 케이스의 양단부에 장착되어 상기 유동공간을 구획하는 제1, 제2 헤더;
상기 제1 헤더에 대응하여 상기 케이스의 일단과 상기 배기가스 파이프의 일단부를 상호 연결하며, 상기 각 바이패스 홀을 통해 배기가스가 내부로 유입되는 제1 연결부재;
상기 제2 헤더에 대응하여 상기 케이스의 타단에 일단이 연결되는 제2 연결부재;
상기 배기가스 파이프와 케이스의 사이에서 인너 파이프와 아웃터 파이프로 구성되어 내부에 오일유로를 형성하고, 상기 케이스를 관통하여 상기 아웃터 파이프와 연결된 오일 유입포트와 오일 배출포트를 통해 내부에 변속기오일을 유동시키는 오일 유동부; 및
상기 배기 파이프와 오일 유동부 사이와, 상기 케이스와 오일 유동부의 사이에 각각 구성되며, 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성된 플레이트를 결합해 상기 제1 연결부재의 내부로 유입된 배기가스가 내부에서 이동하도록 연결유로를 갖는 적어도 하나 이상으로 구비된 나선 형상의 결합관을 형성하고, 상기 결합관의 외부에서 유동되는 냉각수, 및 변속기오일과 배기가스의 상호 열교환을 통해 상기 연결유로의 내부와 외부를 통과하는 각 작동유체의 온도를 조절하며, 상기 제1 헤더와 제2 헤더를 상호 연결하는 적어도 하나 이상의 방열유닛;
을 포함하며,
상기 각 돌출부는
프레스 성형을 통해 상기 플레이트에 일체로 가공되는 것을 특징으로 하는 열교환기.A plurality of bypass holes are formed at one end of the outer circumferential surface, and a valve is mounted at the other end of the exhaust gas pipe to introduce or discharge the exhaust gas into the bypass hole according to the opening and closing operation of the valve;
The exhaust gas pipe is centered and disposed outside to form a flow space between the exhaust gas pipes, and a coolant inlet port and a coolant discharge port are formed at one side and the other side, respectively, to introduce coolant into the flow space. A discharge case;
First and second headers mounted at both ends of the case to partition the flow space;
A first connection member interconnecting one end of the case and one end of the exhaust gas pipe to correspond to the first header, and through which the exhaust gas flows through each of the bypass holes;
A second connecting member having one end connected to the other end of the case corresponding to the second header;
An inner pipe and an outer pipe are formed between the exhaust pipe and the case to form an oil flow path therein, and the transmission oil flows through the oil inlet port and the oil discharge port connected to the outer pipe through the case. Oil flow section to make; And
Composed between the exhaust pipe and the oil flow portion, and between the case and the oil flow portion, the exhaust gas introduced into the interior of the first connecting member by combining the plate formed with at least one protrusion along the longitudinal direction At least one spiral coupling tube having at least one coupling passage to move from the inside of the coupling passage through a mutual heat exchange between the coolant flowing through the coupling tube and transmission oil and exhaust gas At least one heat dissipation unit controlling a temperature of each working fluid passing through the at least one heat dissipation unit and interconnecting the first header and the second header;
/ RTI >
Each of the protrusions
Heat exchanger characterized in that it is integrally processed on the plate through press molding. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 돌출부는
상기 플레이트의 길이방향을 따라 내측면과 외측면이 반원형의 나선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The protrusion
Heat exchanger, characterized in that the inner surface and the outer surface is formed in a semi-circular spiral shape along the longitudinal direction of the plate. 제3항에 있어서,
상기 각 돌출부는
양단부의 설정구간이 상기 제1 헤더와 제2 헤더에 각각 삽입되도록 반원형의 직선구간으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 3,
Each of the protrusions
A heat exchanger, characterized in that the setting section of the both ends are formed in a semi-circular straight section so as to be inserted into the first header and the second header, respectively. 제1항에 있어서,
상기 각 결합관은
상기 각 돌출부에 의해 원형의 파이프로서, 내주면과 외주면이 나선 형상으로 형성되며, 상기 연결유로의 내부로 유동되는 배기가스의 유동 시, 회전에 의한 소용돌이 흐름을 유도하고, 외부를 통과하는 냉각수에 난류형성을 유도하는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
Each joining tube is
Each of the protrusions is a circular pipe, the inner circumferential surface and the outer circumferential surface is formed in a spiral shape, induces a vortex flow by the rotation when the exhaust gas flowing into the connection flow path, and turbulent flow to the cooling water passing through the outside Heat exchanger characterized by inducing formation. 제1항에 있어서,
상기 결합관은
각 플레이트의 돌출부가 각각 외측을 향하여 돌출되게 배치된 상태로, 상호 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The joining tube is
Heat exchanger, characterized in that the protrusions of each plate are formed so as to protrude toward the outside, respectively coupled to each other. 제1항에 있어서,
상기 방열유닛은
상기 배기 파이프의 직경 크기와 상기 제1 헤더와 제2 헤더의 크기에 따라, 상기 방열유닛에 포함된 결합관의 개수를 조절해 적용하도록 상기 각 결합관을 기준으로 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The heat dissipation unit
According to the size of the diameter of the exhaust pipe and the size of the first header and the second header, it is formed detachably based on each of the coupling pipes to adjust and apply the number of coupling pipes included in the heat dissipation unit. Heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 방열유닛은
상기 플레이트에 형성되는 각 돌출부의 내측면이 상호 마주하게 배치시킨 상태로, 두 개의 플레이트를 상호 결합하여 상기 연결유로를 갖는 결합관을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The heat dissipation unit
Heat exchanger, characterized in that to form a coupling tube having the connecting flow path by coupling the two plates to each other in the state that the inner surface of each protrusion formed on the plate facing each other. 제1항에 있어서,
상기 방열유닛은
상기 플레이트에 형성되는 상기 각 돌출부의 내측면이 상호 대응되게 배치되도록 하나의 플레이트를 접은 상태로, 결합하여 상기 연결유로를 갖는 결합관을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The heat dissipation unit
Heat exchanger, characterized in that to form a coupling tube having the connecting passage in the state in which one plate is folded, so that the inner surface of each of the protrusions formed on the plate are arranged to correspond to each other. 제1항에 있어서,
상기 방열유닛은
상기 배기 파이프의 외주면과 오일 유동부의 인너 파이프 사이에서 상기 배기 파이프의 외주면을 감싼 상태로 장착되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The heat dissipation unit
And an outer circumferential surface of the exhaust pipe is disposed between the outer circumferential surface of the exhaust pipe and the inner pipe of the oil flow portion. 제1항에 있어서,
상기 방열유닛은
상기 오일 유동부의 아웃터 파이프와 케이스의 사이에서 일정각도로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The heat dissipation unit
Heat exchanger, characterized in that spaced at a predetermined angle between the outer pipe and the case of the oil flow portion. 제1항에 있어서,
상기 플레이트는
상기 각 돌출부의 사이에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 유동홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The plate
Vehicle heat exchanger, characterized in that at least one flow hole is formed in the longitudinal direction between the projections. 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 헤더는
상기 각 방열유닛에 대응하여 상호 마주하는 일면에 상기 각 방열유닛의 양단부가 장착되는 다수개의 제1, 제2 장착홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The first and second headers are
Heat exchanger, characterized in that a plurality of first and second mounting holes for mounting both ends of each of the heat dissipation unit is formed on one surface facing each other corresponding to the heat dissipation unit. 제1항에 있어서,
상기 냉각수 유입포트와 냉각수 배출포트는
상기 오일 유입포트와 오일 배출포트에 대향하여 상기 케이스의 일측과 타측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The cooling water inlet port and the cooling water discharge port
Heat exchanger, characterized in that formed on one side and the other side of the case facing the oil inlet port and the oil discharge port, respectively. 제1항에 있어서,
상기 각 결합관의 연결유로를 통과하는 배기가스의 유동방향은 상기 오일유로를 통과하는 변속기오일과, 상기 케이스의 유동공간을 통과하는 냉각수의 유동방향과 서로 반대방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
The flow direction of the exhaust gas passing through the connection flow path of each of the coupling pipes flows in a direction opposite to that of the transmission oil passing through the oil flow path and the cooling water passing through the flow space of the case. group.
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