KR101338441B1 - Heat exchanger for vehicle - Google Patents
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Abstract
차량용 열교환기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 교번적으로 각기 다른 연결유로를 형성하고, 각기 다른 작동유체가 각각 유입되어 상기 각 연결유로를 통과하면서 상호 열교환이 이루어지며, 상기 각 연결유로 중 하나의 연결유로는 공급된 각 작동유체가 각각 별도로 순환되도록 구획되는 방열부; 및 상기 방열부에서 각 작동유체를 각각 유입 및 배출시키도록 형성된 복수의 유입홀과 배출홀 중 어느 하나의 유입홀과 배출홀을 상호 연결하며, 유입된 작동유체의 유량에 따라 작동유체를 바이패스시키는 분기부를 포함한다.A vehicle heat exchanger is disclosed. Vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention is a plurality of plates are stacked alternately to form different connection flow paths therein, different working fluids are introduced into each other through each connection flow path is made of mutual heat exchange, A heat dissipation unit configured to divide one of the connection flow paths so that each of the supplied working fluids is circulated separately; And interconnecting one of the inflow and outflow holes of the plurality of inflow and outflow holes formed to inflow and outflow the respective working fluids from the heat dissipation unit, and bypass the working fluids according to the flow rate of the inflowing working fluids. It includes a branch to make.
Description
본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각각의 작동유체가 내부로 유입되어 상호 열교환을 통해 온도가 조절되는 차량용 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heat exchanger, and more particularly to a vehicle heat exchanger in which the respective working fluid is introduced into the temperature is controlled through mutual heat exchange.
일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 것으로 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다. Generally, a heat exchanger transfers heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid through a heat transfer wall, and is used in a heater, a cooler, an evaporator, a condenser, and the like.
이러한 열교환기는 열에너지를 재사용하거나 유입되는 작동유체의 온도를 용도에 맞게 조절하게 되고, 보통 차량의 공조시스템이나 변속기 오일쿨러 등에 적용하며, 엔진룸에 장착된다.The heat exchanger reuses thermal energy or adjusts the temperature of the inflowing working fluid according to the use, and is usually applied to an air conditioning system or a transmission oil cooler of a vehicle and mounted in an engine room.
여기서, 열교환기는 한정적인 공간을 갖는 엔진룸에 장착 시, 공간확보 및 장착의 어려움이 발생하는 바, 소형, 경량화 및 고효율 고기능화를 위한 연구가 계속되고 있는 실정이다.Here, when the heat exchanger is installed in an engine room having a limited space, it is difficult to secure and mount the space, and research for reducing the size, weight, and high efficiency of the heat exchanger has been continued.
그러나 상기와 같은 종래의 열교환기는 차량의 상태에 따라 각기 작동유체의 온도를 조절하여 차량의 엔진 또는 변속기, 공조장치로 작동유체를 공급해야 하지만, 이를 위해서는 유입되는 열매 또는 냉매로 작용하는 작동유체의 유로 상에 별도의 분기회로 및 밸브를 설치해야 하는 바, 구성요소 및 조립공수가 증가되고, 레이아웃이 복잡해지는 문제점이 있다.However, such a conventional heat exchanger must supply the working fluid to the engine, the transmission, or the air conditioner of the vehicle by adjusting the temperature of the working fluid according to the state of the vehicle, but for this purpose, Since a separate branch circuit and a valve must be installed on the flow path, there is a problem in that the number of components and assembly work is increased and the layout is complicated.
또한, 별도의 분기회로 및 밸브의 미설치 시에는 작동유체의 유량에 따른 열교환 효율의 제어가 불가능하여 작동유체의 효율적인 온도조절이 불가능해지는 문제점도 있다.In addition, when the separate branch circuit and the valve is not installed, there is a problem that it is impossible to control the heat exchange efficiency according to the flow rate of the working fluid, so that the effective temperature control of the working fluid is impossible.
따라서, 본 발명의 실시예들은 각각의 작동유체가 내부에서 상호 열교환을 통한 온도 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 따라 작동유체의 유입 유량을 이용해 작동유체의 웜업 기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있도록 유입된 작동유체의 온도 조절이 가능한 차량용 열교환기를 제공하고자 한다.Accordingly, embodiments of the present invention simultaneously operate the warm-up function and the cooling function of the working fluid by using the inflow flow rate of the working fluid according to the running state of the vehicle or the initial starting condition when the respective working fluids are controlled by mutual heat exchange therein. It is to provide a vehicle heat exchanger capable of controlling the temperature of the introduced working fluid to perform.
또한, 작동유체가 유동되는 연결유로를 구획하여 각각 다른 작동유체를 유입 및 순환시키고, 차량의 상태에 따라 이 작동유체들의 온도 조절이 가능함으로써, 차량의 연비 개선, 및 난방성능을 향상시킬 수 있고, 구성을 간소화하여 조립공수를 절감시키도록 하는 차량용 열교환기를 제공하고자 한다.In addition, by dividing the connecting flow path through which the working fluid flows, different working fluids can be introduced and circulated, and the temperature of these working fluids can be adjusted according to the state of the vehicle, thereby improving fuel efficiency and heating performance of the vehicle. To provide a vehicle heat exchanger to simplify the configuration, reducing the assembly labor.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 순차적으로 각기 다른 연결유로를 교번되게 형성하고, 각기 다른 작동유체가 각각 유입되어 내부에서 상호 열교환이 이루어지는 방열부; 및 상기 방열부에서 각 작동유체를 각각 유입 및 배출시키도록 형성된 복수의 유입홀과 배출홀 중 어느 하나의 유입홀과 배출홀을 상호 연결하며, 유입된 작동유체의 유량에 따라 작동유체를 바이패스시키는 분기부를 포함하되, 상기 각 유입홀은 상기 방열부의 길이방향으로 일면 양측에 각각 형성되는 제1, 제2, 및 제3 유입홀을 포함하며, 상기 각 배출홀은 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀에 대응하여 상기 방열부의 길이방향으로 양측에서 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀과 각각 이격되게 형성되며, 상기 방열부의 내부에서 각각의 연결유로와 상호 연결되는 제1, 제2, 제3 배출홀을 포함하고, 상기 각 작동유체는 라디에이터로부터 유입되는 냉각수와, 자동변속기로부터 유입되는 변속기오일과, 엔진으로부터 유입되는 엔진오일로 구성되며, 상기 냉각수는 제1 유입홀과 제1 배출홀을 통해 순환되고, 상기 변속기오일은 제2 유입홀과 제2 배출홀을 통해 순환되며, 상기 엔진오일은 제3 유입홀과 제3 배출홀을 통해 순환되고, 상기 각 연결유로는 상기 방열부의 내부에서 상기 제1 유입홀을 통해 냉각수가 유입되어 이동하는 제1 연결유로와, 상기 제1 연결유로의 하부에 위치되며 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 변속기오일이 이동하는 제2 연결유로와, 상기 제1 연결유로의 상부에 위치되며, 상기 제3 유입홀을 통해 유입되는 엔진오일이 이동하는 제3 연결유로를 포함하며, 상기 제1, 제2, 및 제3 연결유로는 상기 제1 연결유로의 상부에 배치되는 제2 연결유로와, 하부에 배치되는 제3 연결유로로 구성된 3개의 각 연결유로를 1 셋트로 하여 다수개의 셋트로 형성되되, 상기 제1 연결유로는 상기 방열부의 내부에서 교번적으로 형성되며, 상기 제2 연결유로와 제3 연결유로는 상기 각 제1 연결유로의 사이에서 교차되게 형성될 수 있다.The vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention for achieving this purpose is formed by alternately forming a plurality of connection flow paths alternately inside a plurality of plates are stacked, and different working fluids are introduced into each other to exchange heat inside each other Heat dissipation unit; And interconnecting one of the inflow and outflow holes of the plurality of inflow and outflow holes formed to inflow and outflow the respective working fluids from the heat dissipation unit, and bypass the working fluids according to the flow rate of the inflowing working fluids. Including a branch portion, wherein each of the inlet hole comprises a first, second, and third inlet hole respectively formed on both sides of one surface in the longitudinal direction of the heat dissipation unit, each discharge hole is the first, second, And a first spaced apart from the first, second, and third inflow holes on both sides in the longitudinal direction of the heat dissipation part corresponding to the third inflow hole, and connected to the respective connection flow paths inside the heat dissipation part. And second and third discharge holes, and each working fluid includes a coolant flowing from a radiator, a transmission oil flowing from an automatic transmission, and an engine oil flowing from an engine. 1 is circulated through the inlet hole and the first outlet hole, the transmission oil is circulated through the second inlet hole and the second outlet hole, the engine oil is circulated through the third inlet hole and the third outlet hole, Each connection flow path includes a first connection flow path through which the coolant flows through the first inflow hole, and a transmission oil located under the first connection flow path and flowing through the second inflow hole. And a third connection passage, which is located above the first connection passage and moves, and a third connection passage through which the engine oil flowing through the third inlet hole moves. The third connection channel is formed in a plurality of sets by using one set of three connection channels each consisting of a second connection channel disposed above the first connection channel and a third connection channel disposed below. The connection flow path inside the heat dissipation unit Beonjeok is formed in the second connecting flow path and the third connecting flow path may be formed to cross between each of said first connecting passage.
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상기 분기부는 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀의 사이를 상호 연결하며, 상기 방열부의 일면으로 돌출되게 형성될 수 있다.The branch part may be formed to interconnect between the first inlet hole and the first outlet hole, and protrude to one surface of the heat dissipation unit.
상기 제1 유입홀과 제1 배출홀은 상기 방열부의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성될 수 있다.The first inlet hole and the first outlet hole may be formed at each corner in a diagonal direction from one surface of the heat dissipation unit.
상기 제2 유입홀과 제2 배출홀은 상기 방열부의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성되며, 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 서로 대향되게 형성될 수 있다.The second inlet hole and the second outlet hole may be formed at each corner in a diagonal direction from one surface of the heat dissipation unit, and may be formed to face each other in the first inlet hole and the first outlet hole.
상기 제3 유입홀과 제3 배출홀은 상기 방열부의 일면에서 상기 제2 유입홀과 제2 배출홀에 각각 이격된 위치에 대각선 방향으로 형성되며, 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 서로 대향되게 형성될 수 있다.The third inlet hole and the third outlet hole are formed in a diagonal direction at positions spaced apart from the second inlet hole and the second outlet hole on one surface of the heat dissipation unit, respectively, in the first inlet hole and the first outlet hole. It can be formed opposite.
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상기 분기부는 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 근접한 위치에서 상기 제1 연결유로와는 별도로 상기 제1 유입홀로 유입된 냉각수를 상기 제1 배출홀로 바로 배출시키도록 별도의 바이패스 유로를 형성할 수 있다.The branching portion forms a separate bypass flow path to discharge the coolant flowing into the first inlet hole directly to the first outlet hole separately from the first connection channel at a position proximate to the first inlet hole and the first outlet hole. can do.
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상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에 의하면, 각각의 작동유체가 내부에서 상호 열교환을 통한 온도 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 따라 작동유체의 유입 유량을 이용해 작동유체의 웜업 기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있도록 유입된 작동유체의 온도 조절을 효율적으로 수행할 수 있다.According to the heat exchanger for a vehicle according to the embodiment of the present invention as described above, when the respective working fluids control the temperature through mutual heat exchange therein, the working fluid using the inflow flow of the working fluid according to the running state or the initial starting conditions of the vehicle It is possible to efficiently control the temperature of the introduced working fluid so that the warm-up function and the cooling function can be performed simultaneously.
또한, 차량의 상태에 따라 작동유체의 온도 조절이 가능함으로써, 차량의 연비 개선, 및 난방성능을 향상시킬 수 있고, 구성을 간소화하여 조립공수를 줄일 수 있다.In addition, it is possible to adjust the temperature of the working fluid according to the state of the vehicle, it is possible to improve the fuel economy of the vehicle, and to improve the heating performance, it is possible to simplify the configuration to reduce the assembly labor.
또한, 종래 별도로 설치되던 분기회로를 제거하고 일체형으로 형성함으로써, 제작원가 절감 및 작업성을 향상시킬 수 있고, 협소한 엔진룸 내부에서 공간 활용성을 높이고, 연결호스들의 레이아웃을 간소할 수 있다.In addition, by eliminating the branch circuit that is conventionally installed separately and integrally formed, it is possible to reduce manufacturing cost and improve workability, increase space utilization in a narrow engine room, and simplify the layout of the connection hoses.
또한, 열교환 대상인 작동유체 중, 자동변속기 오일이 포함될 경우 냉시동 시에 마찰 저감을 위한 웜업 기능과, 주행 시 슬립 방지 및 내구 유지를 위한 냉각기능의 동시 수행이 가능하여 연비 및 변속기 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, among the working fluids that are subject to heat exchange, when the automatic transmission oil is included, it is possible to simultaneously perform a warm-up function for reducing friction during cold start and a cooling function for preventing slip and driving durability while driving, thereby improving fuel economy and transmission durability. Can be.
또한, 냉각수를 이용해 수냉식으로 자동변속기 오일과 엔진오일을 웜업 또는 냉각시킬 수 있어 공랭식 열교환기에 비해 열교환 효율을 향상시켜 차량 냉방 시스템의 전체적인 냉방성능과 난방성능을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to warm up or cool the automatic transmission oil and engine oil by water cooling using cooling water, thereby improving heat exchange efficiency compared to an air-cooled heat exchanger, thereby improving the overall cooling performance and heating performance of the vehicle cooling system.
또한, 냉각수가 유입되는 하나의 열교환기를 통해 2개의 작동유체를 냉각수와 각각 상호 열교환시킬 수 있어 냉각 시스템의 전체 패키지를 간소화할 수 있다.In addition, the two working fluids can be mutually heat exchanged with the cooling water through one heat exchanger through which the cooling water is introduced, thereby simplifying the overall package of the cooling system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기가 적용되는 냉각 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 C-C 선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 각 연결유로의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 각 연결유로의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 8과 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에 적용되는 각 작동유체의 유동방향을 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram of a cooling system to which a vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a perspective view of a vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
4 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2.
5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 2.
6 is a view showing the arrangement relationship of each connection flow path in the vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the arrangement relationship of each connection flow path in a vehicle heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
8 and 10 are views showing the flow direction of each working fluid applied to the vehicle 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 차량용 열교환기가 적용되는 냉각 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a cooling system to which a vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 열교환기(100) 는 각각의 작동유체가 내부에서 상호 열교환을 통한 온도 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 따라 작동유체의 유입 유량을 이용해 작동유체의 웜업 기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있도록 유입된 작동유체의 온도 조절이 가능한 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)가 적용되는 냉각 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로, 워터펌프(11)를 통해 냉각팬(13)이 장착된 라디에이터(15)를 통과하면서 냉각된 냉각수가 엔진(17)을 냉각시키는 냉각라인(Cooling Line : 이하 ‘C.L’이라 함)이 구비되고, 이 냉각라인(C.L) 상에는 미도시된 차량 난방시스템과 연결되는 히터 코어(19)를 포함하여 구성된다.To this end, the cooling system to which the
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템은 방열부(110)와, 분기부(120)를 포함하며, 워터펌프(11)와 히터코어(19) 사이에 구비되는 열교환기(100)를 포함한다.Here, the cooling system according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 방열부(110)는 상기 냉각라인(C.L) 상에 구비되며, 적어도 하나 이상의 작동유체가 유입되어 냉각수와 상호 열교환된다.Here, the
이러한 방열부(110)는 내부에서 냉각수가 순환되는 연결유로(113)를 사이에 두고, 상부와 하부에 각각 별도의 연결유로(113)를 각각 형성하게 된다.The
이와 같이 구성되는 방열부(110)에는 작동유체로서 엔진(17)과 자동변속기(21)로부터 각각 유입되는 엔진오일과 변속기오일이 별도의 각 연결유로(113)로 각각 유입되어 순환하면서 냉각수와 상호 열교환된다.In the
여기서, 상기 각 연결유로(113)는 냉각수가 순환되는 제1 연결유로(113a)와, 상기 제1 연결유로(113a)의 상부에 배치되어 자동변속기(21)로부터 유입되는 변속기오일이 순환되는 제2 연결유로(113b)와, 상기 제2 연결유로(113b)에 대응하여 상기 제1 연결유로(113a)의 하부에 배치되며, 상기 엔진(17)으로부터 유입되는 엔진오일이 순환되는 제3 연결유로(113c)로 구성될 수 있다.Here, each of the
한편, 상기 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)는 교번적으로 형성되는 제1 연결유로(113a)의 사이에서 교차되게 배치될 수 있다.Meanwhile, the second and
즉, 상기 각 연결유로(113)는 냉각수가 유동하는 제1 연결유로(113a)의 상, 하부에 각각 변속기오일과 엔진오일이 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)를 통해 유동되거나, 교번적으로 형성되는 제1 연결유로(113a)의 사이사이에 제2 연결유로(113b)또는 제3 연결유로(113c)가 교차되게 형성될 수 있다.That is, each of the
그리고 상기 분기부(120)는 냉각수의 유량에 따라 유입된 냉각수를 상기 방열부(110)의 통과 없이 바로 바이패스시켜 배출하거나 상기 방열부(110)의 내부로 유입시키게 된다.In addition, the
한편, 본 발명의 실시예에서 냉각 시스템에 적용되는 열교환기(100)의 세부 구성 및 작동에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.On the other hand, the detailed configuration and operation of the
그리고 상기 엔진(17)과 자동변속기(21)는 상기 방열부(110)와 오일이 유동하는 오일라인(Oil Line : 이하, ‘O.L’이라 함)인 제1, 제2 오일라인(O.L1, O.L2)을 통해 각각 상호 연결된다.In addition, the
즉, 본 실시예에서, 상기 각 작동유체는 라디에이터(15)로부터 유입되는 냉각수와, 자동변속기(21)로부터 유입되는 변속기오일과, 엔진(17)으로부터 유입되는 엔진오일로 구성되며, 상기 열교환기(100)를 통해 변속기오일과 엔진오일을 냉각수와 상호 열교환시켜 변속기오일 및 엔진오일의 온도를 조절하게 된다.That is, in this embodiment, each of the working fluid is composed of the coolant flowing from the
이러한 열교환기(100)는 전술한 바와 같이 방열부(110)와 분기부(120)를 포함하여 구성되며, 이를 도 2 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2의 C-C 선에 따른 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 각 연결유로의 배치관계를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a perspective view of a vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line BB of Figure 2, Figure 5 is a CC of Figure 2 6 is a cross-sectional view taken along a line, and FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement relationship of each connection channel in a vehicle heat exchanger according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 상기 방열부(110)는 다수개의 플레이트(111)가 적층되어 내부에 교번적으로 각기 다른 연결유로(113)를 형성하게 된다.First, the
각각의 연결유로(113)에는 각기 다른 작동유체가 각각 유입되어 상기 각 연결유로를 통과하면서 상호 열교환이 이루어진다.Different working fluids are introduced into each
여기서, 상기 방열부(110)는 각 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시키게 된다.Here, the
이와 같이 구성되는 상기 방열부(110)는 복수개의 플레이트(111)가 적층되는 플레이트형(또는, ‘판형’이라고도 함)으로 형성될 수 있다.The
그리고 상기 분기부(120)는 상기 방열부(110)에서 각 작동유체를 각각 유입 및 배출시키도록 형성된 복수의 유입홀(115)과 배출홀(117) 중 어느 하나의 유입홀(115)과 배출홀(117)을 상호 연결한다.In addition, the
이러한 분기부(121)는 유입된 작동유체의 유량에 따라 작동유체를 바이패스시키게 된다.This
본 실시예에서, 상기 각 유입홀(115)은 상기 방열부(110)의 길이방향으로 일면 양측에 각각 형성되는 제1, 제2, 제3 유입홀(115a, 115b, 115c)로 구성된다.In this embodiment, each of the inlet holes 115 is composed of first, second, third inlet holes (115a, 115b, 115c) formed on both sides of one surface in the longitudinal direction of the heat dissipation unit (110).
그리고 상기 각 배출홀(117)은 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀(115a, 115b, 115c)에 대응하여 상기 방열부(110)의 길이방향으로 양측에서 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀(115a, 115b, 115c)과 각각 이격되게 형성된다.Each of the discharge holes 117 corresponds to the first, second, and
이러한 각 배출홀(117)은 상기 방열부(110)의 내부에서 각각의 연결유로(113)를 통해 상호 연결되는 제1, 제2, 제3 배출홀(117a, 117b, 117c)을 포함할 수 있다.Each of the discharge holes 117 may include first, second, and
여기서, 상기 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117a)은 상기 방열부(110)의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성된다.Here, the
본 실시예에서, 상기 제2 유입홀(115b)과 제2 배출홀(117b)은 상기 방열부(110)의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성되며, 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117a)에 서로 대향되게 형성된다.In the present embodiment, the
그리고 상기 제3 유입홀(115c)과 제3 배출홀(117c)은 상기 방열부(110)의 일면에서 상기 제2 유입홀(115b)과 제2 배출홀(117b)에 각각 이격된 위치에 대각선 방향으로 형성되며, 상기 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117a)에 서로 대향되게 형성된다.The
그리고 상기 분기부(120)는 상기 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117a)의 사이를 상호 연결하며, 상기 방열부(110)의 일면으로 돌출되게 형성된다.The
본 실시예에서, 상기 냉각수는 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117a)을 통해 순환되고, 상기 변속기오일은 제2 유입홀(115b)과 제2 배출홀(117b)을 통해 순환되며, 상기 엔진오일은 제3 유입홀(115c)과 제3 배출홀(117c)을 통해 순환된다.In this embodiment, the coolant is circulated through the
한편, 상기 제1, 제2, 제3 유입홀(115a, 115b, 115c)과 제1, 제2, 제3 배출홀(117a, 117b, 117c)에는 각각 연결포트(미도시)가 장착될 수 있으며, 상기 연결포트에 연결호스 또는 연결배관 등을 통해 상기 라디에이터(15)와 자동변속기(21), 및 엔진(17)에 연결될 수 있다.Meanwhile, connection ports (not shown) may be mounted in the first, second, and
본 실시예에서, 상기 각 연결유로(113)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 제1, 제2, 제3 연결유로(113a, 113b, 113c)로 구분되며, 하기에서 이를 더욱 상세히 설명한다.In the present embodiment, each of the
먼저, 상기 제1 연결유로(113a)는 상기 방열부(110)의 내부에서 상기 제1 유입홀(115a)을 통해 냉각수가 유입되어 이동하게 된다.First, the first
본 실시예에서, 상기 제2 연결유로(113b)는 상기 제1 연결유로(113a)의 하부에 위치되며, 상기 제2 유입홀(115b)을 통해 유입되는 변속기오일이 이동하게 된다.In this embodiment, the
그리고 상기 제3 연결유로(113c)는 상기 제1 연결유로(113a)의 상부에 위치되며, 상기 제3 유입홀(115c)을 통해 유입되는 엔진오일이 이동하게 된다.In addition, the
여기서, 상기 제1, 제2, 및 제3 연결유로(113a, 113b, 113c)는 상기 제1 연결유로(113a)의 상부에 배치되는 제2 연결유로(113b)와, 하부에 배치되는 제3 연결유로(113c)로 구성된 3개의 각 연결유로(113)를 1 셋트로 하여 다수개의 셋트로 형성될 수 있다.Here, the first, second, and
즉, 상기 각 연결유로(113)는 냉각수가 이동하는 제1 연결유로(113a)를 중심으로 상, 하부에 각각 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)가 구성된 셋트가 방열부(110)의 내부에 다수개가 구비되어 냉각수와 변속기오일, 엔진오일을 상호 열교환시키게 된다.That is, each of the
이에 따라, 차량의 초기 시동 및 아이들 시, 변속기오일의 온도를 상승시켜야 할 경우, 온도상승이 빠른 냉각수와 엔진오일이 유동하는 제1, 제3 연결유로(113a, 113c)의 사이에 구성되는 제2 연결유로(113b)를 통해 변속기오일의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있게 된다.Accordingly, when the temperature of the transmission oil is to be increased during initial start-up and idling of the vehicle, the first and
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 각 연결유로의 배치관계를 도 7을 통해 설명한다.On the other hand, in the vehicle heat exchanger according to another embodiment of the present invention will be described with respect to the arrangement of each connection flow passage through FIG.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 각 연결유로의 배치관계를 나타낸 도면이다.7 is a view showing the arrangement relationship of each connection flow path in a vehicle heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 각 연결유로(213)는 냉각수가 이동되며, 상기 방열부(110)의 내부에서 교번적으로 형성되는 제1 연결유로(213a)와, 상기 각 제1 연결유로(213a)의 사이에서 변속기오일이 이동하는 제2 연결유로(213b)와 엔진오일이 이동하는 제3 연결유로(213c)가 교차되게 형성될 수 있다.Referring to the drawings, each connection flow path 213 according to another embodiment of the present invention is a cooling water is moved, the first connection flow path (213a) is formed alternately in the
즉, 상기 제2 연결유로(213b)와 제3 연결유로(213c)는 상기 방열부(110)의 내부에서 교대로 형성되는 제1 연결유로(213a)의 사이에 교차되게 배치됨으로써, 제1 연결유로(213a)를 통과하는 냉각수와 변속기오일 및 엔진오일을 상호 열교환시키게 된다.That is, the second
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)는 차량의 주행상태에 따라 변속기오일과 엔진오일의 냉각이 필요할 경우, 냉각수가 변속기오일과 엔진오일의 상하부로 유동하면서 열교환이 이루어져 냉각성능이 향상된다.Accordingly, when the
그리고 상기 분기부(120)는 상기 제1 유입홀(115a)과 제1 배출홀(117b)에 근접한 위치에서 상기 제1 연결유로(113a)와는 별도로 상기 제1 유입홀(115a)로 유입된 냉각수를 상기 제1 배출홀(117a)로 바로 배출시키도록 별도의 바이패스 유로(121)를 형성하게 된다.The
여기서, 상기 바이패스 유로(121)는 상기 제1 유입홀(115a)을 통해 냉각수의 유입 시, 유입된 냉각수의 유량이 작으면 상기 방열부(110)의 제1 연결유로(113a)로 유입시키지 않고, 상기 제1 배출홀(117a)로 바로 배출시키는 기능을 하게 된다.Here, the
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에 적용되는 각 작동유체의 유동방향을 도시한 도면이다.8 to 10 are views showing the flow direction of each working fluid applied to the vehicle heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
상기 바이패스 유로(121)는, 도 8의 (S1)과 같이, 차량의 주행 상태나 아이들 모드, 또는 초기 시동과 같이 차량의 상태나 모드에 따라 변속기오일의 웜업이 필요할 경우, 냉각수를 제1 연결유로(113a)로 유입시키지 않고 바이패스시킴으로써, 상기 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)를 통해 유동하는 엔진오일과 변속기오일이 냉각수와의 열교환을 통해 온도가 저하되는 것을 방지하게 된다.The
반대로, 냉각수의 유량이 많을 경우에는, 도 8의 (S2)와 같이, 상기 바이패스 유로(121)와 함께, 상기 제1 연결유로(113a)로 냉각수를 유입시키게 된다.On the contrary, when the flow rate of the cooling water is large, the cooling water is introduced into the
이에 따라, 제1 연결유로(113a)를 통과하는 냉각수는 상기 제2 유입홀(115b)과 제3 유입홀(115c)을 통해 자동변속기(21)와 엔진(17)으로부터 각각 유입되어 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)를 각각 통과하는 엔진오일과 변속기오일을 상기 방열부(110) 내부에서 상호 열교환시키게 된다.Accordingly, the coolant passing through the
여기서, 변속기오일과 엔진오일은, 도 9와 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 제2 유입홀(115b)과 제3 유입홀(115c)을 통해 각각 유입된다.Here, the transmission oil and the engine oil are introduced through the
이러한 변속기오일과 엔진오일은 상기 방열부(110)의 내부에서 제1 연결유로(113a)를 사이에 두고, 상, 하부에 각각 형성된 상기 제2, 제3 연결유로(113b, 113c)를 각각 통과하면서 제1 연결유로(113a)로 선택적으로 유입되는 냉각수와 열교환된 후, 제2 배출홀(117b)과 제3 배출홀(117c)을 통해 각각 배출되어 자동변속기(21)와 엔진(17)으로 순환된다.The transmission oil and the engine oil pass through the second and
이에 따라, 차량의 주행 시, 엔진(17)의 작동으로 온도가 상승된 엔진오일과, 토크 컨버터의 작동으로 인해 발생되는 유체 마찰로 발열되어 냉각이 필요한 변속기오일은 상기 방열부(110)에서 냉각수와의 상호 열교환을 통해 냉각된 상태로 엔진(17)과 자동변속기(21)로 공급된다.Accordingly, when the vehicle runs, the engine oil whose temperature is increased by the operation of the
즉, 상기 열교환기(100)는 차량의 주행 시, 엔진(17)과 고속으로 회전되는 자동변속기(21)로 냉각된 엔진오일과 변속기오일을 공급함으로써, 엔진(17)의 노킹(Knocking) 및 산패(rancidity, 酸敗) 현상 발생을 방지하고, 자동변속기(21)의 슬립 발생을 방지하게 된다.That is, the
반대로, 차량의 초기 시동 또는 아이들 상태일 경우에는 상기 열교환기(100)로 유입되는 냉각수의 유량이 작아 상기 분기부(120)의 바이패스 유로(121)로 냉각수가 우회됨으로써, 엔진오일과 변속기오일의 열교환이 작아 웜업이 가능하여 난방성능을 향상시킬 수 있다.On the contrary, when the vehicle is initially started or idled, the flow rate of the coolant flowing into the
또한, 차량의 시동 후, 중고속 운행 시에는 온도 상승이 빠른 냉각수로 상기 방열부(110)에서 열교환을 통해 엔진오일과 변속기오일의 온도를 상승시켜 엔진(17)과 자동변속기(21)로 공급함으로써, 엔진(17)과 자동변속기(21)에 마찰손실을 저감시켜 연비를 상승시킬 수 있게 된다.In addition, after the vehicle is started, during the high speed driving, the temperature of the engine oil and the transmission oil is increased by heat exchange in the
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)에 의하면, 각각의 작동유체가 내부에서 상호 열교환을 통한 온도 조절 시, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 따라 작동유체의 유입 유량을 이용해 작동유체의 웜업 기능과 냉각기능을 동시에 수행할 수 있도록 유입된 작동유체의 온도 조절을 효율적으로 수행할 수 있다.Therefore, according to the
또한, 차량의 상태에 따라 작동유체의 온도 조절이 가능함으로써, 차량의 연비 개선, 및 난방성능을 향상시킬 수 있고, 구성을 간소화하여 조립공수를 줄일 수 있다.In addition, it is possible to adjust the temperature of the working fluid according to the state of the vehicle, it is possible to improve the fuel economy of the vehicle, and to improve the heating performance, it is possible to simplify the configuration to reduce the assembly labor.
또한, 종래 별도로 설치되던 분기회로를 제거하고 분기부(120)를 일체로 형성함으로써, 제작원가 절감 및 작업성을 향상시킬 수 있고, 협소한 엔진룸 내부에서 공간 활용성을 높이고, 연결호스들의 레이아웃을 간소할 수 있다.In addition, by removing the branch circuit that is conventionally installed separately and forming the
또한, 열교환 대상인 작동유체 중, 변속기오일이 포함될 경우 냉시동 시에 마찰 저감을 위한 웜업 기능과, 주행 시 슬립 방지 및 내구 유지를 위한 냉각기능의 동시 수행이 가능하여 연비 및 변속기 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, when transmission oil is included among the working fluids that are subject to heat exchange, it is possible to simultaneously perform a warm-up function for reducing friction during cold start and a cooling function for preventing slippage and durability while driving, thereby improving fuel economy and transmission durability. have.
또한, 냉각수를 냉각매체로 사용하는 수냉식으로 변속기오일과 엔진오일을 웜업 또는 냉각시킬 수 있어 공랭식 열교환기에 비해 열교환 효율을 향상시켜 차량 냉방 시스템의 전체적인 냉방성능과 난방성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the transmission oil and engine oil can be warmed up or cooled by water cooling using cooling water as a cooling medium, thereby improving heat exchange efficiency compared to an air-cooled heat exchanger, thereby improving overall cooling performance and heating performance of the vehicle cooling system.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)를 설명함에 있어, 각 작동유체가 냉각수와 변속기오일로 이루어지는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 열교환을 통해 냉각 또는 온도 상승이 필요한 작동유체에는 모두 적용이 가능하다.On the other hand, in the description of the
그리고 본 발명이 실시예에 따른 차량용 열교환기를 설명하는데 있어, 도면 상에는 다수개의 플레이트(111)가 단순히 적층되어 구성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 열교환기(100)의 장착을 고려하여 일면과 타면에 각각 타 부품과의 접촉에 의한 파손을 방지하거나, 타 부품 또는 엔진룸 내부에 고정시키기 위한 커버, 브라켓 등이 장착될 수 있다.And in the present invention to describe a vehicle heat exchanger according to an embodiment, it has been described as an embodiment that the plurality of
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.
11 : 워터펌프
13 : 냉각팬
15 : 라디에이터
17 : 엔진
19 : 히터코어
21 : 자동변속기
100 : 열교환기
110 : 방열부
111 : 플레이트
113 : 연결유로
113a, 113b, 113c : 제1, 제2, 제3 연결유로
115 : 유입홀
115a, 115b, 115c : 제1, 제2, 제3 유입홀
117 : 배출홀
117a, 117b, 117c : 제1, 제2, 제3 배출홀
120 : 분기부
121 : 바이패스 유로
213a, 213b, 213c : 제1, 제2, 제3 연결유로11: water pump
13: cooling fan
15: radiator
17: engine
19: heater core
21: automatic transmission
100: heat exchanger
110: heat dissipation unit
111: plate
113: Euro connection
113a, 113b, and 113c: first, second, and third connection flow paths
115: inlet hole
115a, 115b, 115c: first, second and third inflow holes
117 discharge hole
117a, 117b, and 117c: first, second and third discharge holes
120: branch
121: Bypass Euro
213a, 213b, and 213c: first, second and third connection flow paths
Claims (17)
상기 방열부에서 각 작동유체를 각각 유입 및 배출시키도록 형성된 복수의 유입홀과 배출홀 중 어느 하나의 유입홀과 배출홀을 상호 연결하며, 유입된 작동유체의 유량에 따라 작동유체를 바이패스시키는 분기부;를 포함하되,
상기 각 유입홀은 상기 방열부의 길이방향으로 일면 양측에 각각 형성되는 제1, 제2, 및 제3 유입홀을 포함하며, 상기 각 배출홀은 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀에 대응하여 상기 방열부의 길이방향으로 양측에서 상기 제1, 제2, 및 제3 유입홀과 각각 이격되게 형성되며, 상기 방열부의 내부에서 각각의 연결유로와 상호 연결되는 제1, 제2, 제3 배출홀을 포함하고,
상기 각 작동유체는 라디에이터로부터 유입되는 냉각수와, 자동변속기로부터 유입되는 변속기오일과, 엔진으로부터 유입되는 엔진오일로 구성되며,
상기 냉각수는 제1 유입홀과 제1 배출홀을 통해 순환되고, 상기 변속기오일은 제2 유입홀과 제2 배출홀을 통해 순환되며, 상기 엔진오일은 제3 유입홀과 제3 배출홀을 통해 순환되고,
상기 각 연결유로는 상기 방열부의 내부에서 상기 제1 유입홀을 통해 냉각수가 유입되어 이동하는 제1 연결유로와, 상기 제1 연결유로의 하부에 위치되며 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 변속기오일이 이동하는 제2 연결유로와, 상기 제1 연결유로의 상부에 위치되며, 상기 제3 유입홀을 통해 유입되는 엔진오일이 이동하는 제3 연결유로를 포함하며,
상기 제1, 제2, 및 제3 연결유로는 상기 제1 연결유로의 상부에 배치되는 제2 연결유로와, 하부에 배치되는 제3 연결유로로 구성된 3개의 각 연결유로를 1 셋트로 하여 다수개의 셋트로 형성되되,
상기 제1 연결유로는 상기 방열부의 내부에서 교번적으로 형성되며, 상기 제2 연결유로와 제3 연결유로는 상기 각 제1 연결유로의 사이에서 교차되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.A plurality of plates stacked in order to alternately form different connection flow paths sequentially therein, and a heat dissipation part in which different working fluids are introduced to exchange heat inside each other; And
Interconnecting any one of the inlet and outlet holes of the plurality of inlet and outlet holes formed to inlet and discharge each working fluid in the heat dissipation unit, and bypassing the working fluid in accordance with the flow rate of the working fluid Including; but including,
Each of the inflow holes includes first, second, and third inflow holes respectively formed on both sides of one surface in the longitudinal direction of the heat dissipation part, and each of the discharge holes is formed in the first, second, and third inflow holes. Correspondingly, the first, second, and third inlet holes are spaced apart from the first, second, and third inlet holes on both sides in a length direction of the heat dissipation unit, and are respectively connected to the respective connection flow paths inside the heat dissipation unit. Including an exhaust hole,
Each working fluid includes a coolant flowing from a radiator, a transmission oil flowing from an automatic transmission, and an engine oil flowing from an engine.
The cooling water is circulated through the first inlet hole and the first outlet hole, the transmission oil is circulated through the second inlet hole and the second outlet hole, and the engine oil is through the third inlet hole and the third outlet hole. Circulated,
Each of the connection flow paths includes a first connection flow path through which the coolant flows through the first inflow hole, and a transmission oil positioned under the first connection flow path and flowing through the second inflow hole. The second connecting flow path is moved, and is positioned above the first connection flow path, and includes a third connection flow path through which the engine oil flowing through the third inflow hole,
The first, second, and third connection passages may include a plurality of three connection passages each including a second connection passage disposed above the first connection passage and a third connection passage disposed below the first connection passage. Formed of three
And the first connection channel is alternately formed inside the heat dissipation unit, and the second connection channel and the third connection channel are formed to cross each other between the first connection channel.
상기 분기부는
상기 제1 유입홀과 제1 배출홀의 사이를 상호 연결하며, 상기 방열부의 일면으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The branch portion
Wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger connect the first inlet hole and the first outlet hole to each other and protrude from one surface of the heat radiator.
상기 제1 유입홀과 제1 배출홀은
상기 방열부의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The first inlet hole and the first outlet hole
Vehicle heat exchanger, characterized in that formed on each corner in a diagonal direction from one surface of the heat radiating portion.
상기 제2 유입홀과 제2 배출홀은
상기 방열부의 일면에서 대각선 방향으로 각 모서리부에 형성되며, 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 서로 대향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The second inlet hole and the second outlet hole
A vehicle heat exchanger is formed in each corner portion in a diagonal direction from one surface of the heat dissipation unit, the first inlet hole and the first outlet hole are formed to face each other.
상기 제3 유입홀과 제3 배출홀은
상기 방열부의 일면에서 상기 제2 유입홀과 제2 배출홀에 각각 이격된 위치에 대각선 방향으로 형성되며, 상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 서로 대향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The third inlet hole and the third outlet hole
A vehicle heat exchanger is formed in a diagonal direction at positions spaced apart from the second inlet hole and the second outlet hole on one surface of the heat dissipation unit, and is formed to face the first inlet hole and the first outlet hole. .
상기 분기부는
상기 제1 유입홀과 제1 배출홀에 근접한 위치에서 상기 제1 연결유로와는 별도로 상기 제1 유입홀로 유입된 냉각수를 상기 제1 배출홀로 바로 배출시키도록 별도의 바이패스 유로를 형성하는 차량용 열교환기.The method of claim 1,
The branch portion
A vehicle heat exchanger for forming a separate bypass flow path to discharge the coolant flowing into the first inflow hole directly to the first discharge hole separately from the first connection channel at a position close to the first inflow hole and the first discharge hole. group.
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