KR101411077B1

KR101411077B1 - 플라스틱 열교환기

Info

Publication number: KR101411077B1
Application number: KR1020070076090A
Authority: KR
Inventors: 안황재
Original assignee: 안황재
Priority date: 2007-07-28
Filing date: 2007-07-28
Publication date: 2014-06-25
Also published as: KR20090011986A

Abstract

본 발명은, 플라스틱 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상판열교환기와 하판열교환기가 이등분되며, 상기 상판열교환기와 하판열교환기에 각각 형성된 유체관, 상기 유체관 양단에 각각 형성되는 입구헤더탱크와 출구헤더탱크, 상기 입구·출구헤더탱크에 구성되어 유체의 입·출구 역할을 하는 유입구와 유출구, 상기 플라스틱 열교환기 내부를 유동하는 유체, 상기 유체관 양측에 열교환 효율을 향상시키기 위하여 형성된 방열핀, 상기 유체관 외측면 선단 공기의 유동 통로에 유로 저항을 최소화 하기 위하여 형성되는 안내부, 상기 상판열교환기와 하판열교환기의 서로 대응되는 접촉면에 형성되는 융착부, 상기 상판열교환기와 하판열교환기의 융착부를 용융시키는 저항체를 포함하여 구성됨으로써, 생산성이 향상되고, 제조원가를 절감하고, 안내부와 방열핀 등에 의해 흡입되는 공기와 열교환을 극대화할 수 있는 플라스틱 열교환기를 제공 할 수 있게 된다.

플라스틱 열교환기, 헤더탱크, 방열핀, 저항체, 융착부

Description

플라스틱 열교환기 {PLASTIC HEAT EXCHANGER}

도 1은, 일반적인 차량 공조시스템 개략도.

도 2는, 종래에 따른 열교환기의 분해사시도.

도 3은, 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기의 정면도.

도 4는, 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기의 분해 사시도.

도 5는, 본 발명에 따른 유체관과 방열핀의 사시도.

도 6은, 본 발명에 따른 헤더탱크와 유체관의 사시도.

※도면의 주요부위에 대한 도면부호의 설명

1 : 송풍팬 3 : 증발기

4 : 냉난방 개폐도어 5 : 열교환기 앗세이

6 : 온수히터 7 : 전기히터

50 : 플라스틱 열교환기 51 : 상판열교환기

52 : 하판열교환기 53 : 유입구

54 : 유출구 55: 유입헤더탱크

56 : 유출헤더탱크 57 : 유체관

58 : 방열핀 59 : 안내부

60 : 저항체 61 : 단자

62 : 융착부

본 발명은, 플라스틱 열교환기에 관한 것으로, 특히, 작동원에 의해 가열이나 냉각된 유체가 유동되는 유체관과 방열핀이 구성되어 외부에서 유입되는 공기와 열교환 효율을 극대화하고, 생산성 등을 향상하여 제조원가를 절감하기 위한 것이다.

열교환기는 주지된 바와 같이, 차량용 냉난방장치, 보일러시스템, 그밖에 냉·난방장치 등, 공기조화의 모든 분야에 걸쳐 사용이 가능하나 이하에서는 차량용 냉·난방 장치만을 예로 서술하도록 한다.

자동차의 공조장치는, 하절기와 동절기에 자동차의 실내를 냉·난방하여 차실내의 운전자나 탑승자에게 쾌적한 실내 환경을 만들기 위한 공기를 공급하거나, 우천시 및 동절기에 창의 습기나 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야를 확보 할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차 부품으로, 이런 공조장치는 통상적으로, 냉·난방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 선택한 후 공기를 가열 또는 냉각하여 자동차의 실내로 쾌적한 공기를 송풍 한다.

첨부한 도 1에서와 같이 통상의 차량용 냉·난방장치는 열교환기 앗세이(5)와 증발기(3)가 배치되며, 이는 냉·난방 전환 개폐도어(4)의 개폐방향에 따라 송풍팬(1), 증발기(3), 열교환기 앗세이(5)를 경유함으로써, 유입되는 공기와 열교환 으로 냉·난방 공기가 생성되고, 이를 차량 객실로 송풍하는 작동원리를 갖는다.

도 2는, 종래기술에 따른 플라스틱 열교환기의 분해사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 종래 플라스틱 열교환기(100)는, 크게 상판(110)과 하판(120)으로 구성되며, 상기 상판(110)에는 연속적으로 형성된 이등분된 냉매관(101)과, 상기 냉매관(101)의 양측단에 이등분된 상부 헤더(112)와 하부 헤더(122)가 형성된다. 상기 냉매관(101)은 냉매가 유동될 수 있도록 중공된 파이프 형상을 갖고 중공을 중심으로 상하로 상부 냉매관(102)과 하부 냉매관(104)으로 이등분되어 상판(110)과 하판(120)에 측방향으로 연속적으로 구비된다.

그리고, 상기 하판(120)에는 상판(110)과 마찬가지로 상판(110)의 상부 냉매관(102)과 상부 헤더(112)에 대응되는 이등분된 하부 냉매관(104)과 하부 헤더(122)가 형성된다. 한편, 상판(110)과 하판(120)의 측방향으로 연속된 상기 상부 냉매관(102)과 하부 냉매관(104)의 사이의 접촉면에 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)가 형성된다.

상기 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)는 서로 대응되어 접합되도록 상부 융착부(114)에 돌출된 형상을 갖는 돌출부(116)가 구비되고, 하부 융착부(124)에 함몰부(126)가 구비되어 요철결합되는 형상을 갖는다. 상기 돌출부(116)와 함몰부(126)는 각각 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)의 길이방향으로 형성되어 상부 헤더(112)와 하부 헤더(122)까지 연장되어 이루어 진다.

즉, 상기의 종래기술과 선행기술조사문헌(하기 참조)의 플라스틱 열교환기 기술의 용융시키는 방법으로 열교환기 일부에 국한 하던지, 또는 외부에서 접촉면 의 상부와 하부를 초음파나 고열로서 융착을 함으로써 융착기가 대형화 되고, 탱크를 헤더에 조립하여 융착을 하거나, 또는 이중사출로 열교환기를 제작 함으로써, 제조비용이 상승되고, 생산성이 저하되며, 융착기의 정밀도가 동반되어야 한다. 그리고 열교환 효율을 향상시키기 위한 방열핀 형상이 없거나 저효율 형상으로 구성되어 기존 금속(알루미늄, 구리) 열교환기 대비 성능의 열세를 극복하기 어려운 문제점이 있다.

선행기술조사문헌

대한민국 출원번호 10-2001-0031134

대한민국 출원번호 10-2001-0001598

대한민국 출원번호 10-2001-0001599

대한민국 출원번호 10-2005-0031226

대한민국 출원번호 10-2005-0032880

대한민국 출원번호 10-2002-0019935

대한민국 출원번호 10-1997-0024289

본 발명은, 전술한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 플라스틱 열교환기의 상판열교환기와 하판열교환기의 서로 대응되는 접촉면인 융착부에 저항체를 삽입하고 저항체에 외부에서 전기를 공급하여 발생되는 저항열로 융착부를 용융시켜 접합을 함으로써, 공정을 단순히하고 생산원가를 줄이는 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 플라스틱 열교환기의 상판유체관과 하판유체관 양측면에 방열핀을 일체로 형성하거나, 또는 조립시 삽입하여 열교환 효율을 향상시키는 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 플라스틱 열교환기의 유체관과 방열핀을 조립시 삽입하여 생산성을 향상시키는 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 플라스틱 열교환기의 유입구와 유출구를 볼트 등으로 조립하여 생산성을 향상시키는 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 플라스틱 열교환기의 상판열교환기에는 상판유체관, 상판방열핀, 상판헤더탱크, 상판유입구, 상판유출구와 하판열교환기에는 하판유체관, 하판방열핀, 하판헤더탱크, 하판유입구, 하판유출구의 틈사이로 누수가 발생되는 것을 방지하기 위해 각각 일체로 제작하고 서로 대응되는 접촉면인 융착부에 저항체를 삽입하여 융착시키거나, 또는 조립시 삽입 구성하는 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라스틱 열교환기에 있어서, 플라스틱 열교환기가 분리 구성된 상판열교환기와 하판열교환기; 상기 상판열교환기와 하판열교환기에 측면으로 각각 연속 형성된 유체관; 상기 유체관 양단에 형성되는 입구헤더탱크와 출구헤더탱크; 상기 입구·출구헤더탱크에 구성되어 유체의 입·출구 역할을 하는 유입구와 유출구; 상기 열교환기 내부를 유동하는 유체; 상기 유체관 간에 개재되는 방열핀; 상기 유체관 외측면 선단에서 유입되는 공기의 유로 저항을 줄일수 있도록 곡면으로 형성된 안내부; 상기 상판열교환기와 하판열교환기의 접촉면에 형성되는 상부융착부와 하부융착부; 상기 상판열교환기와 하판열교환기의 접촉면인 상부융착부와 하부융착부 사이에 삽입되어 저항열을 발생시켜 융착부을 용융시키는 저항체; 상기 저항체와 외부 전원 연결시키기 위한 단자로; 구성되며, 상기 상판열교환기와 하판열교환기가 각각 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기를 제공한다.

여기서, 상기 플라스틱 열교환기의 상부융착부와 하부융착부에는 요철부가 저항체와 같이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기의 상부융착부와 하부융착부에 저항체는 조립시 삽입 할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기는 열전도성이 향상된 수지로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기는 열교환을 향상시키고자 방열핀을 조립시 삽입하여 표면적을 증대 시킬수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기의 유입구와 유출구는 유입헤더탱크나 유출헤더탱크에 조립으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기의 저항체는 그 일측단 또는 양측단의 소정부위에 단자를 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하도록 한다.

단, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명의 기술적 사상이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어도 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

[제 1 실시예]

도 3은, 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기(50)의 정면도이다. 상기 플라스틱 열교환기(50)의 유체 연결 통로인 유입구(53)와 유출구(54), 상기 유입구(53)와 유출구(54)가 형성된 유입헤더탱크(55)와 유출헤더탱크(56), 상기 유체관(57) 내부를 유동하는 유체(미도시)와 외부로 부터 유입되는 공기가 효율적으로 열교환을 할 수 있도록 유체관(57) 간에 개재되는 방열핀(58), 상기 외부에서 유입되는 공기를 효율적으로 방열핀(58)과 열교환을 할 수 있도록 곡면 형태로 이루어진 안내부(미도시), 저항체(미도시)에 외부의 전원을 연결시키기 위하여 형성된 단자(미도시)를, 포함하는 개략적인 구성을 갖는다.

도 4는, 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기(50)의 분해 사시도이며, 상기 플라스틱 열교환기(50)가 이등분으로 분리된 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52); 상기 상판열교환기(51)에 연속적으로 형성된 복수개의 상판유체관(57-1); 상기 하판열교환기(52)의 연속적으로 형성된 복수개의 하판유체관(57-2); 상기 상판유체관(57-1)의 양단에 구성되는 상판유입헤더탱크(55-1)와 상판유출헤더탱크(56-1); 하판유체관(57-2)의 양단에 구성되는 하판유입헤더탱크(55-2)와 하판유출헤더탱크 (56-2); 상기 상판유입헤더탱크(55-1)와 상판유출헤더탱크(56-1)에 형성되는 상판유입구(53-1)와 상판유출구(54-1); 하판유입헤더탱크(55-2)와 하판유출헤더탱크(56-2)에 형성되는 하판유입구(53-2)와 하판유출구(54-2); 상기 유체관(57)과 헤더탱크에 유동하는 유체(미도시); 상기 상판유체관(57-1) 간에 개재되는 상판방열핀(58-1); 상기 하판유체관(57-2) 간에 개재되는 하판방열핀(58-2); 상기 외부에서 유입되는 공기의 유로 저항을 줄일수 있도록 유체관 외측면 선단에 형성된 안내부(59); 상기 상판열교환기(51)가 용융되어 융착되는 상판융착부(62-1); 상기 하판열교환기(52)가 용융되어 융착되는 하판융착부(62-2); 상기 플라스틱 열교환기(50)의 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)의 접촉면인 상판융착부(62-1)와 하판융착부(62-2)에서 저항열로 융착부를 용융시키기 위해 삽입되는 저항체(60); 상기 저항체(60)와 외부 전원 공급기(미도시)를 연결시키기 위한 단자(61)가; 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)에 각각 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기(50)를 제공한다.

상기 유체관(57)은 유체(미도시)가 유동될 수 있도록 중공 파이프 형상을 갖고 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)에 각각 상판유체관(57-1)과 하판유체관(57-2)으로 형성되며, 측방향으로 연속적으로 구비된다. 그리고, 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)의 접촉면에는 융착부(62)가 상판융착부(62-1)와 하판융착부(62-2)로 각각 형성되고, 상기에서 설명한 바와 같이 상판열교환기(51)과 하판열교환기(52)가 융착되어 기밀을 유지하면서 유체가 유동 할 수 있도록 한다.

상기, 융착부(62)의 다른 예로써는 상판융착부(62-1)와 하판융착부(62-2)가 서로 대응되는 접합부에 접합성을 향상 시킬수 있도록 저항체(60)를 사출후, 조립시 삽입이 되도록 구성을 하며, 저항체(60)나 융착부(62)에 요철을 형성하여 견고한 접합이 되도록 할 수 있다.

더불어, 상기 플라스틱 열교환기(50)는 열전도성 수지로 이루어지며, 열 전달이 잘되고 성형성이나 강도를 갖도록 구성한다.

따라서, 상기와 같은 플라스틱 열교환기(50)에는 방열핀(58), 상판유체관(57-1)과 하판유체관(57-2), 상판유입헤더탱크(55-1)와 하판유입헤더탱크(55-2), 상판유출헤더탱크(56-1)와 하판유출헤더탱크(56-2), 유입구(53)와 유출구(54)가 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52) 내에 각각 일체로 형성되고, 상기 융착부(62)를 용융 후에 융착 됨으로써 누수를 완벽하게 방지할 수 있고, 고성능 열전도 성수지를 사용하여 열교환 성능을 향상시키고, 방열핀(58)을 추가적으로 형성하여 한층 열교환 성능을 증대 시킬수 있으며, 수지의 사용으로 생산성이 향상되고 품질이 안정된 저가의 플라스틱 열교환기를 제조 할 수 있다.

도 5는, 본 발명에 따른 하판유체관(57-2)과 하판방열핀(58-2)을 나타낸 예시 사시도이고, 도면을 참조하여 설명하면, 상기 플라스틱 열교환기(50)는 유체(미도시)가 유동되는 다수의 유체관(57)과, 상기 유체관(57)이 이등분된 하판유체관(57-2) 간에 하판방열핀(58-2)이 일체로 구성되어 유입되는 유체와 열교환 효율을 증대 시킬수 있는 특징을 갖도록 한다.

도 6은, 본 발명에 따른 하판헤더탱크(56-2)와 하판유체관(57-2)을 나타낸 예시 사시도이고, 도면을 참조하여 설명하면, 상기 하판유체관(57-2)의 양단에 하 판유입헤더탱크(미도시)와 하판유출헤더탱크(56-2)가 일체로 구성되고, 상기 유체관(미도시)이 이등분된 하판유체관(57-2) 간에 하판방열핀(58-2)이 일체로 구성되고, 상판열교환기(미도시)에 형성된 상판유체관(미도시)과 하판열교환기(52)에 형성된 하판유체관(57-2)이 융착부(62-2)가 융착되어 유체의 기밀성을 향상 시킬수 있는 특징을 갖도록 한다.

[제 2 실시예]

상기 플라스틱 열교환기(50)의 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)에 유입구(53), 유체관(57), 방열핀(58), 유출구(54), 저항체(60), 단자(61) 등을 조립시 삽입 형성시킬수 있는 특징을 갖도록 한다.

[제 3 실시예]

상기 제 1, 2 실시예에서 플라스틱 열교환기(50)의 상판열교환기(51)와 하판열교환기(52)를 접착제나 볼트 등에 의하여 조립할 수 있도록 구성한다.

전술한, 실시예는 다양하게 변형실시 가능하다. 즉, 전술한 구성의 특정 구성물을 상호 조합 구성 가능하며, 이 또한 본 발명의 기술범주 내에 있다 할 것이다.

본 발명에 의한 플라스틱 열교환기는, 이등분된 상판열교환기와 하판열교환기 양단으로 유입헤더탱크, 유출헤더탱크, 유체관, 방열핀, 유입구, 유출구를 일체로 성형하고, 상기 상판융착부와 하판융착부를 융착시켜 기밀성이 유지되는 플라스틱 열교환기를 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기는 열전도성이 향상된 수지로 생산을 함으로써 방열성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기의 접합공정에서 종래의 압전장치를 간소화 할 수 있도록 저항체를 삽입시키고, 전기 공급시 발생되는 저항열로 융착부를 융착 함으로써 작업공정이 단순화되어, 플라스틱 열교환기의 생산성을 향상 시킬수 있다.

또한, 상기 플라스틱 열교환기의 유체관 외측면 공기가 유입되는 선단을 곡면 형태로 형성하고 측면에 방열핀을 형성하여 열교환 성능을 향상 시킬수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims

플라스틱 열교환기에 있어서;

이등분으로 분리된 상판열교환기와 하판열교환기;

상기 열교환기 내부를 유동하는 유체;

상기 유체의 유동 통로가 측방향으로 연속 형성된 상판유체관과 하판유체관;

상기 상판유체관과 하판유체관의 양단에 구비되는 유입헤더탱크와 유출헤더탱크;

상기 유체의 유동 통로인 상판유체관과 하판유체관에 열교환 효율을 향상시키기 위하여 형성된 방열핀;

상기 상판유체관과 하판유체관 선단에 외부에서 유입되는 공기의 유로 저항을 최소화 하기 위하여 형성된 안내부;

상기 유입헤더탱크와 유출헤더탱크에 형성된 유입구와 유출구;

상기 상판열교환기와 하판열교환기의 서로 대응되는 접촉면에 형성된 상판융착부와 하판융착부;

상기 상판열교환기와 하판열교환기을 융착시키기 위한 저항체를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.
제1항에 있어서;

상기 플라스틱 열교환기의 상판열교환기와 하판열교환기를 각각 일체로 사출 형성하여 융착하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.
제1항에 있어서;

상기 플라스틱 열교환기는 열전도성이 향상된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.
제1항 에 있어서;

상기 상판열교환기와 하판열교환기의 융착부와 저항체가 요철 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.
제1항에 있어서;

상기 플라스틱 열교환기의 상판열교환기와 하판열교환기에 유입구, 유체관, 방열핀, 유출구, 저항체, 단자를 조립시 삽입 형성하여 융착하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 플라스틱 열교환기의 상판열교환기와 하판열교환기를 접착제나 볼트에 의하여 조립하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기.