KR101348871B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈형 열교환기에 있어서 코어를 지지하는 사이드 서포트의 구조를 개량하여 새로운 열교환매체 유로를 형성함으로써 공간효율성을 향상시키도록 하는 열교환기에 관한 것으로, 공기 유동방향에 나란하게 병렬로 배열되며 내부에 열교환 매체가 유동하는 다수개의 튜브와, 상기 이웃하는 튜브 사이에 개재되는 핀과, 상기 튜브 외측에 위치하여 상기 튜브를 지지하는 사이드 서포트를 포함하는 다수개의 모듈코어와; 상기 모듈코어의 상하에 위치하며, 상기 튜브와 연통되고, 일측에는 열교환매체가 유출입하는 유입관로 및 유출관로가 형성된 메인탱크를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 사이드 서포트는 일측이 개방된 형상의 단면을 가지도록 형성되며, 인접하는 모듈코어의 사이드 서포트와 개방단이 맞닿아 열교환매체 관로를 형성하고, 이 열교환매체 관로는 상기 메인탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

모듈코어, 사이드 서포트, 열교환매체관로

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모듈형 열교환기에 있어서 코어를 지지하는 사이드 서포트의 구조를 개량하여 새로운 열교환매체 유로를 형성함으로써 공간효율성을 향상시키도록 하는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 공조장치에 사용되는 열교환기는 냉,난방 시스템의 열교환 매체 유로상에 설치되어 그 내부에 흐르는 열교환 매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하여 소정 공간의 냉, 난방을 수행한다.

이러한 열교환기로는, 증발기, 히터코어, 응축기 및 라디에이터 등을 들 수 있다.

도 1은 종래의 모듈형 열교환기의 일부파단 분해 사시도이고, 도 2는 종래의 모듈형 열교환기의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 모듈형 열교환기는 상하 한 쌍의 메인탱크(2)를 구비하고, 상기 메인탱크(2)의 양단부가 볼트에 의하여 1쌍의 사이드 멤버(10)의 상하 양단에 체결 고정된다.

상기 메인탱크(2) 사이에는 복수의 모듈코어(3)가 설치되고, 각각의 모듈코어(3)의 상하단부에는 서브탱크(9)가 설치된다.

상기 모듈코어(3) 각각은, 일정간격을 두고 수직으로 배열되며 상기 서브탱크와 연통되어 형성된 다수개의 튜브(5)와, 상기 튜브 사이에 설치되는 핀(6)으로 이루어진다.

상기 서브 탱크의 연결용 파이프(8)는 메인탱크의 파이프부(4)와 연결된다.

이렇게 다수개의 모듈코어를 구비하는 상기 모듈형 열교환기는 각 코어를 비교적 작게 제작할 수 있으므로 제조가 용이하여 양산성이 좋으며, 하나의 모듈코어에 이상이 있는 경우, 이상이 있는 모듈코어만 교체하면 그 문제를 해결할 수 있어 유지보수가 용이하다는 장점을 가진다.

그러나, 상기 모듈코어를 다수개 구비하는 모듈형 열교환기는 상기 모듈코어(3)의 사이에 열교환이 일어나지 아니하는 불필요한 빈 공간이 발생하게 되어 공간 효율성이 떨어진다는 문제점을 가진다.

그리고, 종래의 상기 모듈형 열교환기는 서브탱크(9)를 통하여 각각의 모듈코어로 열교환매체를 공급하는 구조로 되어 있어, 열교환매체의 추가적인 압력 강하량이 발생한다는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 모듈형 열교환기의 사이드 서포트의 구조를 개선하여 불필요한 공간을 제거함으로써 공간 효율성을 향상시킴과 동시에, 모듈코어에 공급되는 열교환매체공급유로를 개선하여 열교환매체가 추가적으로 감압이 되는 것을 방지하는 열교환기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 유동방향에 나란하게 병렬로 배열되며 내부에 열교환 매체가 유동하는 다수개의 튜브와, 상기 이웃하는 튜브 사이에 개재되는 핀과, 상기 튜브 외측에 위치하여 상기 튜브를 지지하는 사이드 서포트를 포함하는 다수개의 모듈코어와; 상기 모듈코어의 상하에 위치하며, 상기 튜브와 연통되고, 일측에는 열교환매체가 유출입하는 유입관로 및 유출관로가 형성된 메인탱크를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 사이드 서포트는 일측이 개방된 형상의 단면을 가지도록 형성되며, 인접하는 모듈코어의 사이드 서포트와 개방단이 맞닿아 열교환매체 관로를 형성하고, 이 열교환매체 관로는 상기 메인탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

바람직하게, 상기 사이드 서포트는 "ㄷ" 자 형상의 단면을 가지며, 상기 사이드 서포트의 개방단은 내측으로 절곡된 절곡부를 구비한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 모듈형 열교환기에 따르면, 모듈코어 사이에서 모듈코어를 지지하는 사이드 서포트를 일측이 개방된 형상의 단면을 가지도록 형성하여 인접하는 사이드 서포트와 열교환매체 관로를 형성함으로써 모듈코어 사이의 불필요한 공간을 제거하고, 이 공간을 이용하여 열교환매체를 유동시키는 열교환매체유로를 형성함으로써, 공간 효율성을 향상시킨다.

그리고, 본 발명에 따르면, 사이드 서포트를 단면이 "ㄷ"자 형상인 부재로 형성하고 양 끝단 부를 내측으로 절곡시켜 인접하는 사이드 서포트와의 브레이징 결합면을 증가시켜 인접하는 코어간의 결합력 증가로 전체적인 구조가 안정화 된다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명은 메인탱크에서 직접 모듈코어로 직접 열교환매체를 공급함으로써 열교환매체의 추가적인 압력 강하를 방지한다.

그리고, 본 발명에 따르면, 불필요한 공간을 제거하면서도 기 생산된 모듈코어를 적층식으로 적용하도록 함으로써, 사이즈가 작은 코어를 이용할 수 있어 열교환기의 생산성을 향상시킨다.

그리고, 본 발명의 모듈형 열교환기는 다수의 모듈 코어 중 일부가 이상이 있을 경우, 이상이 있는 모듈코어만을 교체하여 이상을 제거함으로써 유지보수가 용이하다는 장점을 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 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.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈코어의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 B"의 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈코어 및 사이드 서포트의 결합사시도이며, 도 7은 도 6의 "C"부의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 모듈코어(13), 메인탱크(14)로 이루어진다.

상기 모듈코어(13)는 수직으로 배열 적층된 다수개의 튜브(11)와, 상기 튜브 사이에 형성된 핀(12)과 상기 튜브를 양측에서 지지하는 사이드 서포트(15)로 이루어진다. 본 실시예는 좌우측 두 개의 모듈코어(13a)(13b)를 구비한다.

상기 좌우측모듈코어(13a)(13b) 각각은 좌우측에 모듈코어를 지지하 는 사이드 서포트(15)를 구비한다.

상기 사이드 서포트(15) 중 상기 좌우측 모듈코어(13a)(13b)의 사이에 위치 하여 좌우측 모듈코어(13a)(13b)의 우측 및 좌측을 각각 지지하는 사이드 서포트(15a)(15b)는 일측이 개방된 "ㄷ"자 형상의 단면을 가지는 판재로 각각 형성된다.

좌측 모듈코어(13a)의 우측을 지지하는 제1사이드 서포트(15a)와 우측 모듈코어(13b)의 좌측을 지지하는 제2사이드 서포트(15b)는 서로의 개방단(15c)이 맞닿도록 결합되어 열교환매체 관로(16)를 형성한다.

상기 제1,2사이드 서포트(15a)(15b)는 서로 맞닿는 면이 브레이징 결합되며, 상기 열교환매체 관로(16)는 상측단은 상측메인탱크(14a)와 연통되고, 하측단은 하측메인탱크(14b)와 연통되도록 결합된다.

이에 따라, 상기 하측메인탱크(14b)로부터 공급된 열교환매체는 상기 열교환매체 관로(16)로 유입되며, 상기 열교환매체 관로(16)로 유입된 열교환매체는 상측 메인탱크(14a) 및 배출관로(18)를 통하여 외부로 배출된다.

그리고, 상기 제1,2사이드 서포트(15a)(15b)의 개방단은 내측으로 절곡되어 형성되는 절곡부(15c)(15d)를 구비한다.

상기 절곡부(15c)는 내측으로 돌출되도록 형성되며, 상기 제1사이드 서포트의 절곡부(15c) 외측면은 인접하는 제2사이드 서포트(15b)에 형성된 절곡부(15d)의 외측면과 맞닿아 브레이징 결합된다.

상기 절곡부(15c)(15d)는 인접하는 사이드 서포트와의 브레이징 결합면을 넓혀 줌으로써, 인접하는 사이드 서포트 간의 결합력을 향상시켜 코어간의 결합력을 증가하여 열교환기의 전체적인 구조를 안정화시킨다.

상기 핀(16)은 상기 튜브 외측면에 형성되어, 열교환 효율을 향상시키는 기능을 한다.

상기 메인탱크(14)는 상기 모듈코어의 상하에 각각 위치한다. 하측 메인탱크(14b)는 일측에 열교환매체가 유입되는 유입관로(17)를 구비하고, 상측 메인탱크(14a)는 열교환매체가 유출되는 배출관로(18)를 일측에 구비한다.

그리고, 상기 튜브(11)의 상하측에는 상,하측지지프레임(19a)(19b)이 형성된다. 이 상,하측 지지프레임(19a)(19b)은 각각 튜브(11)의 상하단을 지지하여 다수개의 튜브(11)가 일정간격으로 배열되도록 지지한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 열교환기의 열교환매체흐름을 살펴보면 다음과 같다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 하측 메인탱크(14b)의 일측에 형성된 유입관로(17)를 통하여 하측 메인탱크(14b)로 유입된 열교환매체는, 튜브(11)를 통하여 상측 메인탱크(14a)로 이동하며, 상측 메인탱크(14a)로 유입된 열교환매체는 상측 메인탱크 일측에 형성된 배출관로(18)를 통하여 외부로 배출된다.

상기 열교환매체가 상기 튜브를 통과할 때, 제2열교환매체인 공기는 튜브(11)의 일측에서 유입되어 튜브(11)를 지나는 열교환매체와 열교환한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 모듈형 열교환기의 일부파단 분해 사시도이다.

도 2는 종래의 모듈형 열교환기의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 정면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈코어의 분해 사시도이다.

도 5는 도 4의 B"의 확대도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈코어 및 사이드 서포트의 결합사시도이다.

도 7은 도 6의 "C"부의 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 열교환기 11 : 튜브

12 : 핀 13 : 모듈코어

14 : 메인탱크 15 : 사이드 서포트

16 : 열교환매체 관로 17 : 유입관로

18 : 배출관로

Claims (3)

1. 공기 유동방향에 나란하게 병렬로 배열되며, 내부에 열교환 매체가 유동하는 다수개의 튜브(11)와, 상기 이웃하는 튜브(11) 사이에 개재되는 핀(12)과, 상기 튜브 외측에 위치하여 상기 튜브를 지지하는 사이드 서포트(15)를 포함하는 다수개의 모듈코어(13)와; 상기 모듈코어(13)의 상하에 위치하며, 상기 튜브(11)와 연통되고, 일측에는 열교환매체가 유출입하는 유입관로(17) 및 유출관로(18)가 형성된 메인탱크(14)를 포함하는 열교환기에 있어서,

   상기 사이드 서포트(15)는 일측이 개방된 형상의 단면을 가지도록 형성되며, 인접하는 모듈코어(13)의 사이드 서포트(15)와 개방단이 맞닿아 열교환매체 관로(16)를 형성하고, 이 열교환매체 관로(16)는 상기 메인탱크(14)와 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 사이드 서포트(15)는 "ㄷ" 자 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 사이드 서포트(15)의 개방단은 내측으로 절곡되어 형성되는 절곡부(15c)(15d)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.

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