KR101414179B1

KR101414179B1 - 자동차용 열교환기

Info

Publication number: KR101414179B1
Application number: KR1020080038319A
Authority: KR
Inventors: 김광일; 이성제
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2014-07-01
Also published as: KR20090112427A

Abstract

본 발명은 자동차용 열교환기에 관한 것으로서, 루버와 주변 공기와의 접촉효율을 최대한 향상시켜 루버와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 극대화시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열교환기는, 튜브(Tube)와, 튜브들의 사이에 설치되는 방열핀들과, 방열핀을 통과하는 공기와 접촉할 수 있도록 방열핀의 표면에 형성되는 다수의 루버를 포함하는 자동차용 열교환기에 있어서, 방열핀을 통과하는 공기가 루버가 형성되지 않은 방열핀의 양쪽부분과 튜브 사이의 영역으로 바이패스되는 것을 제한할 수 있도록, 방열핀과 튜브 사이의 바이패스 영역으로 돌출되는 복수의 돌출부를 구비한다.

Description

자동차용 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 자동차용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 루버를 거치지 않고 통과하는 누설공기를 최소화함으로써 루버와 주변 공기와의 접촉효율을 향상시켜 루버와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 최대한 향상시킬 수 있는 자동차용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 열교환기가 설치된다. 예를 들면, 공조시스템의 응축기, 증발기 등이 있다. 응축기와 증발기는, 고온·고압, 저온·저압의 냉매를 도입한 다음, 주변의 공기와 열교환시킨다.

이러한 열교환기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1탱크(10)와 제 2탱크(20) 및, 제 1탱크(10)와 제 2탱크(20)를 연결하는 다수의 튜브(Tube)(30)와, 튜브(30)에 설치되는 방열핀(40)을 구비한다.

특히, 방열핀(40)은, 튜브(30)들의 사이에 코루게이트(Corrugate) 형태로 배열된 상태에서 양쪽의 튜브(30)에 브레이징 접합되는 것으로, 튜브(30)들의 사이로 통과하는 공기와 접촉면적을 높여준다. 따라서, 튜브(30)의 내부를 따라 흐르는 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 높여준다.

한편, 각각의 방열핀(40)에는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 그 표면에 다수의 루버(Louver)(42)가 형성되어 있다.

루버(42)는, 방열핀(40)을 절개한 다음, 절개된 부분을 밴딩하여 성형한 것으로, 공기의 흐름방향을 따라 간격을 두고 형성된다. 특히, 공기의 흐름방향을 따라 형성되어 있되, 방열핀(40)의 길이방향 중간부를 중심으로 상호 대칭되게 구성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 루버(42)들 사이로 도입된 공기가 물결형 흐름을 유지하면서 별다른 간섭없이 신속하게 통과할 수 있도록 한다.

이러한 루버(42)에 의하면, 방열핀(40)들의 사이로 도입된 공기와 접촉하므로, 공기와 접촉면적을 최대한으로 증가시키는 역할을 한다. 따라서, 튜브(30)의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율이 극대화될 수 있게 유도한다.

그런데, 이러한 종래의 루버(42)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 방열핀(40)을 절개한 다음, 절개된 부분을 밴딩하여 성형하는 구조이므로, 방열핀(40)의 양쪽 가장자리 부분까지 형성될 수 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 방열핀(40)의 양쪽 가장자리와 튜브(30)의 사이에 루버(42)가 형성되지 않는 영역("Z")이 존재한다는 문제점이 있다.

특히, 루버(42)가 형성되지 않는 영역("Z")이 존재하므로, 방열핀(40)들 사이로 도입된 공기가 루버(42)가 형성되지 않는 영역("Z")으로 바이패스(Bypass)되고, 바이패스된 공기가 루버(42)를 거치지 않고 누설된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 튜브(30)의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율이 저하된다는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 공기가 바이패스되는 영역을 최소화시킴으로써, 루버를 거치지 않는 누설공기를 최소화시킬 수 있는 자동차용 열교환기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 루버를 거치지 않는 누설공기를 최소화시킴으로써, 튜브의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 최대한으로 향상시킬 수 있는 자동차용 열교환기를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차용 열교환기는, 튜브(Tube)와, 상기 튜브들의 사이에 설치되는 방열핀들과, 상기 방열핀을 통과하는 공기와 접촉할 수 있도록 상기 방열핀의 표면에 형성되는 다수의 루버를 포함하는 자동차용 열교환기에 있어서, 상기 방열핀을 통과하는 공기가 상기 루버가 형성되지 않은 상기 방열핀의 양쪽부분과 상기 튜브 사이의 영역으로 바이패스되는 것을 제한할 수 있도록, 상기 방열핀과 상기 튜브 사이의 바이패스 영역으로 돌출되는 복수의 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 돌출부는, 상기 방열핀의 표면 양쪽 가장자리 부분으로부터 상기 바이패스 영역으로 돌출되도록 형성된다.

본 발명에 따른 자동차용 열교환기에 의하면, 루버가 형성되지 않은 영역을 최소화시키는 구조이므로, 루버를 거치지 않고 통과하는 누설공기를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 루버를 거치지 않고 통과하는 누설공기를 최소화시키는 구조이므로, 루버와 주변 공기와의 접촉효율을 향상시키며, 그 결과, 튜브의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율이 최대한 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 자동차용 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.).

먼저, 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 1과 도 4를 참조하여 차량용 열교환기에 대해 간략하게 살펴본다.

차량용 열교환기는, 제 1탱크(10)와 제 2탱크(20) 및, 제 1탱크(10)와 제 2탱크(20)를 연결하는 다수의 튜브(30)와, 튜브(30)에 설치되는 방열핀(40)을 포함한다.

특히, 방열핀(40)은, 튜브(30)들의 사이에 코루게이트 형태로 배열되며, 그 양쪽의 변곡부(變曲部)(40a)가 이에 대응되는 양쪽의 튜브(30) 각각에 브레이징 접합된다.

한편, 방열핀(40)의 표면에는 다수의 루버(42)가 형성되어 있다. 루버(42)는, 방열핀(40)을 절개한 다음, 절개된 부분을 밴딩하여 성형하는 것으로, 공기의 흐름방향을 따라 간격을 두고 형성된다. 특히, 공기의 흐름방향을 따라 형성되어 있되, 방열핀(40)의 길이방향 중간부를 중심으로 상호 대칭되게 구성된다.

이러한 루버(42)는, 방열핀(40)들의 사이로 도입된 공기와 접촉하여 공기와의 접촉면적을 최대한으로 증가시킨다. 따라서, 튜브(30)의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 극대화시킨다.

다음으로, 본 발명에 따른 열교환기의 특징부를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 본 발명의 열교환기는, 방열핀(40)의 표면 양쪽 가장자리에 형성되는 다수의 돌출부(50)를 갖는다.

돌출부(50)는, 방열핀(40)의 상,하면 양쪽 가장자리 부분에 돌출되게 형성된다. 특히, 루버(42)가 형성되지 않은 양쪽 가장자리 영역("Z")에 돌출되게 형성된다. 따라서, 루버(42)가 형성되지 않은 방열핀(40)의 상,하면 양쪽 가장자리 영역("Z")을 차단한다.

이러한 돌출부(50)는, 루버(42)가 형성되지 않은 방열핀(40)의 상,하면 양쪽 가장자리 영역을 차단함으로써, 루버(42)가 형성되지 않은 영역("Z"), 즉, 루버(42)와 튜브(30) 사이의 영역("Z")을 최소화시킨다.

따라서, 루버(42)를 거치지 않고 양쪽으로 바이패스되는 누설공기를 최소화시키고, 누설공기를 최소화시킴으로써, 방열핀(40)으로 도입된 공기의 대부분이 루버(42)를 통과할 수 있게 하며, 그 결과, 방열핀(40)으로 도입된 공기 대부분이 루버(42)를 통과하면서 루버(42)와 접촉할 수 있게 한다.

결과적으로, 루버(42)와 주변 공기와의 접촉효율이 향상되므로, 튜브(30)의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율은 극대화된다.

한편, 이러한 돌출부(50)는, 방열핀(40)의 양쪽 가장자리 부분을 상,하 프레스 가공함에 따라 상면과 하면으로 각각 돌출되게 성형된다. 경우에 따라, 돌출부(50)를 별도의 부품으로 제조한 다음, 방열핀(40)의 상,하면 양쪽 가장자리 부분에 접합하는 것도 가능하다.

그리고 돌출부(50)는, 그 돌출높이(ℓ)가 루버(42)의 높이(Ｌ)와 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 돌출부(50)는, 방열핀(40)의 앞부분과 중간부분과 뒷부분, 약 3개 형성하는 것이 바람직하다. 물론, 방열핀(40)의 길이가 짧을 경우에는, 흐름방향의 앞부분과 뒷부분에 형성하는 것도 가능하며, 앞부분 한 곳에만 형성하는 것도 가능하다. 그리고 방열핀(40)의 길이가 긴 경우에는, 3개 이상 형성하는 것도 가능하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은, 루버(42)가 형성되지 않은 영역을 최소화시키는 구조이므로, 루버(42)를 거치지 않고 통과하는 누설공기를 최소화시킬 수 있다.

또한, 루버(42)를 거치지 않고 통과하는 누설공기를 최소화시키는 구조이므로, 루버(42)와 주변 공기와의 접촉효율을 향상시키며, 그 결과, 튜브(30)의 냉매와 주변 공기 사이의 열교환 효율을 최대한 향상시킨다.

다음으로, 도 7과 도 8에는 돌출부(50)의 변형예를 나타내는 도면들이 도시되어 있다.

변형예의 돌출부(50)는, 방열핀(40)에 형성되는 상기 일실시예와는 달리, 튜브(30)의 일측부분에 형성되는 특징을 갖는다.

특히, 변형예의 돌출부(50)는, 튜브(30)의 일측부분으로부터 루버(42)가 형성되지 않은 방열핀(40)의 가장자리 영역("Z")을 향해 돌출되게 구성된다. 따라서, 루버(42)가 형성되지 않은 영역("Z"), 즉, 루버(42)와 튜브(30) 사이의 영역("Z")을 차단하고, 루버(42)와 튜브(30) 사이의 영역("Z")을 차단함으로써, 루버(42)를 거치지 않고 양쪽으로 바이패스되는 누설공기를 최소화시킨다.

이러한 변형예의 돌출부(50)는, 튜브(30)의 일측부분을 프레스 가공함에 따라 루버(42)가 형성되지 않은 영역("Z")으로 돌출되게 성형된다. 물론, 경우에 따라, 돌출부(50)를 별도의 부품으로 제조한 다음, 튜브(30)의 일측부분에 접합하는 것도 가능하다.

그리고 변형예의 돌출부(50)는, 튜브(30)의 앞부분과 중간부분과 뒷부분, 약 3개 형성하는 것이 바람직하다. 물론, 튜브(30)의 길이가 짧을 경우, 앞부분과 뒷부분에 형성하는 것도 가능하며, 앞부분 한 곳에만 형성하는 것도 가능하다. 그리고 튜브(30)의 길이가 긴 경우, 더 형성하는 것도 가능하다.

한편, 변형예의 돌출부(50)는, 튜브(30)의 일측부분에 돌출되게 형성되므로, 코루게이트 형태로 배열되는 방열핀(40)의 변곡부(40a) 내측에는 돌출될 수 없다.

따라서, 이러한 경우에는, 변곡부(40a)의 내측에 위치하는 방열핀(40)의 가장자리 영역에는, 방열핀(40)의 부분을 프레스 가공함에 따라 돌출부(50)를 형성한다.

다음으로, 도 9에는 돌출부(50)의 다른 변형예를 나타내는 도면들이 도시되어 있다.

다른 변형예의 돌출부(50)는, 방열핀(40)의 변곡부(40a) 내측에 형성되는 특징을 갖는다.

특히, 다른 변형예의 돌출부(50)는, 변곡부(40a)의 내측부분으로부터 루버(42)가 형성되지 않은 방열핀(40)의 가장자리 영역("Z")을 향해 돌출되게 구성된다. 따라서, 루버(42)가 형성되지 않은 영역("Z"), 즉, 루버(42)와 튜브(30) 사이의 영역("Z")을 차단하고, 루버(42)와 튜브(30) 사이의 영역("Z")을 차단함으로써, 루버(42)를 거치지 않고 양쪽으로 바이패스되는 누설공기를 최소화시킨다.

이러한 다른 변형예의 돌출부(50)는, 방열핀(40)의 변곡부(40a)를 프레스 가공함에 따라 루버(42)가 형성되지 않은 영역("Z")으로 돌출되게 성형된다. 물론, 경우에 따라, 돌출부(50)를 별도의 부품으로 제조한 다음, 변곡부(40a)의 내측부분에 접합하는 것도 가능하다.

한편, 다른 변형예의 돌출부(50)는, 방열핀(40)의 변곡부(40a) 내측부분에 돌출되게 형성되므로, 코루게이트 형태로 배열되는 방열핀(40)의 변곡부(40a) 외측부분에는 돌출될 수 없다.

따라서, 이러한 경우에는, 변곡부(40a)의 외측부분에 위치하는 방열핀(40)의 가장자리 영역에는, 튜브(30)의 일측부분을 프레스 가공함에 따라 돌출부(50)를 형성한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도 1은 종래의 자동차용 열교환기를 나타내는 도면,

도 2는 종래의 열교환기를 구성하는 방열핀과 루버를 상세하게 나타내는 부분 사시도,

도 3은 종래의 열교환기를 구성하는 방열핀과 루버를 상세하게 나타내는 도 2의 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 열교환기의 주요 특징부를 상세하게 나타내는 부분 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 주요 특징부를 상세하게 나타내는 정면도,

도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 주요 특징부를 상세하게 나타내는 평면도,

도 7은 본 발명의 열교환기를 구성하는 돌출부의 변형예를 나타내는 부분 사시도,

도 8은 변형예의 돌출부를 상세하게 나타내는 열교환기의 평면도이다.

도 9는 본 발명의 열교환기를 구성하는 돌출부의 다른 변형예를 나타내는 정면도이다.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 제 1탱크 20: 제 2탱크

30: 튜브(Tube) 40: 방열핀

40a: 변곡부(變曲部) 42: 루버(Louver)

50: 돌출부

Claims

튜브(30)와, 상기 튜브(30)들의 사이에 설치되는 방열핀(40)들과, 상기 방열핀(40)을 통과하는 공기와 접촉할 수 있도록 상기 방열핀(40)의 표면에 형성되는 다수의 루버(42)를 포함하는 자동차용 열교환기에 있어서,

상기 방열핀(40)을 통과하는 공기가 상기 루버(42)가 형성되지 않은 상기 방열핀(40)의 양쪽부분과 상기 튜브(30) 사이의 영역으로 바이패스되는 것을 제한할 수 있도록, 상기 방열핀(40)과 상기 튜브(30) 사이의 바이패스 영역으로 돌출되는 복수의 돌출부(50)를 구비하고,

상기 방열핀(40)은, 코루게이트(Corrugate)형으로서, 양쪽의 변곡부(變曲部)(40a)가 양쪽의 튜브(30) 각각에 브레이징 접합되고,

상기 변곡부(40a)의 내측에 형성되는 상기 바이패스 영역에는 상기 변곡부(40a)의 내측으로부터 돌출되는 상기 돌출부(50)가 형성되며,

상기 변곡부(40a)의 외측에 형성되는 상기 바이패스 영역에는 상기 튜브(30)의 일측부분으로부터 돌출되는 상기 돌출부(50)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 열교환기.
제 1항에 있어서,

상기 돌출부(50)는,

상기 방열핀(40)의 표면 양쪽 가장자리 부분으로부터 상기 바이패스 영역으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 열교환기.
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