KR101534876B1 - 차량의 공기조화장치용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유체가 측면으로 유입되는 제1탱크와, 상기 제1탱크와 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 유체가 측면으로 유출되는 제2탱크와, 양 단부가 상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 연통되며, 상기 제1탱크와 상기 제2탱크 사이에 수평 방향으로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 튜브들, 및 상기 튜브들 사이에 배치되는 복수 개의 방열핀들을 구비하는 코어부와, 상기 코어부의 양측에 배치되며, 상기 코어부의 측면을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하고, 상기 제1탱크의 헤더플레이트 및 상기 제2탱크의 헤더플레이트에는 상기 각 사이드 플레이트의 양단부에 형성된 돌출부들이 각각 삽입되어 고정되도록 딥 드로잉된 삽입부들이 형성되어 있는 차량의 공기조화장치용 열교환기를 제공한다.
따라서, 상기 사이드 플레이트의 돌출부가 상기 헤더플레이트의 삽입부에 둘러싸인 상태로 안정적으로 고정되기 때문에, 조립 불량이 발생되지 않을 뿐만 아니라, 브레이징 시 누수의 문제가 원천적으로 해소된다.

Description

차량의 공기조화장치용 열교환기 {Heat exchanger for a air-conditioner of a vehicle}

본 발명은 차량의 공기조화장치용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누수 가능성이 감소된 차량의 공기조화장치용 열교환기에 관한 것이다.

통상적으로 자동차에는 내외기를 가열하거나 냉각시켜 자동차의 실내로 유입 또는 순환시킴으로써 실내온도를 적정한 상태로 유지시킴으로써 탑승자에게 쾌적한 승차감을 주기 위한 공기조화장치가 구비되어 있다. 이러한 차량용 공기조화장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방 장치 및 차량의 실내를 난방하기 위한 난방 장치를 포함한다. 상기 난방 장치는 냉각수를 열교환기로 유입시켜 실내외기와 열교환시킴으로써 자동차의 실내를 난방하도록 구성된다.

상기 열교환기의 사이드 플레이트는 핀과 튜브 적층 방향으로 최외각에 위치하며, 브레이징 시에는 전체 형태를 유지하고, 브레이징 후에는 상기 열교환기에 이상 고압이 발생할 경우 상기 열교환기가 파손되는 것을 지연시키는 역할을 한다.

도 1은 일반적인 유-턴(U-Turn) 구조를 가지는 열교환기(1)의 부분 정면도이며, 도 2는 헤더 플레이트(10)의 측면도이고, 도 3은 사이드 플레이트(20)의 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 사이드 플레이트(20)와 상기 헤더 플레이트(10) 사이의 조립 방법을 살펴보면, 다음과 같다, 먼저 상기 헤더 플레이트(10)의 양 단부들을 절곡하여 고정부(11)들을 형성한 후, 상기 사이드 플레이트(20)의 삽입부(21)를 눌러 고정 시킨다. 그 후, 브레이징을 수행하여, 상기 고정부(11)와 상기 삽입부(21)를 고정한다. 그리고, 상기 열교환기(1)를 공기조화장치 내에 장착시키기 위하여, 상기 열교환기(1)의 외곽에 라이닝(미도시)을 부착한다. 그런데, 상기 헤더 플레이트(10)의 단부와 상기 사이드 플레이트(20)의 단부가 서로 일치하지 않아서, 단차가 발생된다. 따라서, 상기 라이닝 부착 시, 상기 단차를 통하여 상기 열교환기(1)로 유입된 공기가 새어나가, 상기 공기조화장치의 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 헤더 플레이트(10)에 상기 고정부(11)가 형성되어야 하기 때문에, 상기 헤더 플레이트(10)를 금형을 이용하여 제조할 때, 소재의 낭비가 많은 문제점이 있다.

스트레이트 플로우(straight flow) 구조의 열교환기에서는, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 새로운 고정 구조가 채택되고 있다. 도 4는 일반적인 스트레이트 플로우 구조를 가지는 열교환기(2)의 부분 정면도이며, 도 5는 헤더 플레이트(60)의 측면도이고, 도 6은 사이드 플레이트(70)의 평면도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 사이드 플레이트의 삽입부(71)가 상기 헤더 플레이트의 삽입홀(61)로 삽입 고정된다. 이 때, 상기 헤더 플레이트(60)의 단부와 상기 사이드 플레이트(70)의 단부가 서로 맞추어진 상태에서 라이닝(미도시)이 부착되기 때문에, 단차가 발생되지 않는다. 따라서, 단차 문제에 의한 공기의 누설을 방지할 수 있어서, 공기조화장치의 난방 성능 문제가 다소 해결되고 있다. 하지만, 이러한 스트레이트 플로우 구조의 열교환기의 경우, 상기 사이드 플레이트의 삽입부(71)의 두께에 제한이 있다. 또한, 상기 열교환기(2)에서는 조립 시, 조립불량의 발생위험이 크고, 브레이징 시 누수불량의 발생위험이 크기 때문에, 전체적인 생산성이 좋지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 누수 가능성이 감소된 차량의 공기조화장치용 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 유체가 측면으로 유입되는 제1탱크와, 상기 제1탱크와 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 유체가 측면으로 유출되는 제2탱크와, 양 단부가 상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 연통되며, 상기 제1탱크와 상기 제2탱크 사이에 수평 방향으로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 튜브들, 및 상기 튜브들 사이에 배치되는 복수 개의 방열핀들을 구비하는 코어부와, 상기 코어부의 양측에 배치되며, 상기 코어부의 측면을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하고, 상기 제1탱크의 헤더플레이트 및 상기 제2탱크의 헤더플레이트에는 상기 각 사이드 플레이트의 양단부에 형성된 돌출부들이 각각 삽입되어 고정되도록 딥 드로잉된 삽입부들이 형성되어 있는 차량의 공기조화장치용 열교환기를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 유체가 측면으로 유입되는 제1탱크와, 상기 제1탱크와 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 유체가 측면으로 유출되는 제2탱크와, 양 단부가 상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 연통되며, 상기 제1탱크와 상기 제2탱크 사이에 수평 방향으로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 튜브들, 및 상기 튜브들 사이에 배치되는 복수 개의 방열핀들을 구비하는 코어부와, 상기 코어부의 양측에 배치되며, 상기 코어부의 측면을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하고, 상기 제1탱크의 헤더플레이트 및 상기 제2탱크의 헤더플레이트에는 상기 각 사이드 플레이트의 양단부에 형성된 돌출부들이 각각 삽입되어 고정되며, 주변보다 두께가 얇고 오목하게 형성된 삽입부들이 형성되어 있는 차량의 공기조화장치용 열교환기를 제공한다.

본 발명의 차량의 공기조화장치용 열교환기에서는, 사이드 플레이트의 돌출부가 헤더플레이트의 삽입부에 둘러싸인 상태로 안정적으로 고정되기 때문에, 조립 불량이 발생되지 않을 뿐만 아니라, 브레이징 시 누수의 문제가 원천적으로 해소된다.

도 1은 일반적인 유-턴 구조를 가지는 열교환기의 부분 정면도다.
도 2는 도 1에 도시된 헤더 플레이트의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 사이드 플레이트의 평면도이다.
도 4는 일반적인 스트레이트 플로우 구조를 가지는 열교환기의 부분 정면도다.
도 5는 도 4에 도시된 헤더 플레이트의 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 사이드 플레이트의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공기조화장치용 열교환기의 정면도이다.
도 8은 도 7의 A부분의 확대도이다.
도 9는 도 1에 도시된 제1헤더플레이트의 측면도이다.
도 10은 도 1에 도시된 사이드 플레이트의 평면도이다.
도 11은 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선을 따라 취한 부분 확대 단면도이다.

도 7 내지 도 11에 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레이트 플로우 구조의 차량의 공기조화장치용 열교환기(이하, "열교환기"라 함)(100)가 도시되어 있다. 상기 열교환기(100)는 다양하게 이용될 수 있고, 본 실시예에서는 차량 실내로 공급되는 공기를 가열하는 히터코어로서 이용된다.

도 7은 상기 열교환기(100)의 정면도이고, 도 8은 도 7의 A부분의 확대도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 열교환기(100)는 제1탱크(110), 제2탱크(120), 코어부(160), 사이드 플레이트(130)들 및 라이닝(170)을 포함한다. 상기 제1탱크(110)는 유체가 측면으로 유입되도록 측면에 유입구 캡(111)이 형성되어 있다. 상기 제2탱크(120)는 상기 제1탱크(110)의 하방에 배치되어, 유체가 상기 제1탱크(110)와 동일한 측면으로 유출되도록 유출구 캡(121)이 형성되어 있다.

상기 제1탱크(110)는 제1커버(115) 및 제1헤더플레이트(140)를 포함한다. 상기 제1헤더플레이트(140)는 상기 제1커버(115)의 하부에 고정되며, 상기 제1커버(115)와 상기 제1헤더플레이트(140)에 의하여 상기 유입구 캡(111)으로부터 유입되는 유체가 저장되는 공간이 한정된다. 상기 제2탱크(120)도 제2커버(미표기) 및 제2헤더플레이트(150)를 포함한다. 상기 제2헤더플레이트(150)는 상기 제2커버(미표기)의 상부에 고정되며, 상기 제2커버(미표기)와 상기 제2헤더플레이트(150)에 의하여 상기 유출구 캡(121)을 통하여 유출되는 유체가 저장되는 공간이 한정된다.

상기 코어부(160)는 튜브(161)들 및 방열핀(미표기)들을 포함한다. 상기 튜브(161)들은 상기 제1탱크(110)와 상기 제2탱크(120) 사이에 수평 방향으로 배열되며, 상기 각 튜브(161)의 양단부들은 상기 제1헤더플레이트(140) 및 상기 제2헤더플레이트(150)를 통하여 상기 제1탱크(110) 및 상기 제2탱크(120)와 연통된다. 상기 방열핀(미표기)들은 상기 튜브(161)들 사이에 배치되어, 상기 튜브(161)들 내에 흐르는 유체의 열전달을 향상시킨다. 상기에서, 상기 튜브(161)들의 형상, 배치 구조와, 상기 방열핀(미표기)들의 형상 등은 당업자 수준에서 다양하게 선택될 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.

도 9에 상기 제1헤더플레이트(140)의 측면도가 도시되어 있다. 상기 제1헤더플레이트(140)의 양단부들에는 삽입부(141)들이 형성되어 있다. 상기 삽입부(141)들은 가운데 부분들에 비하여 상방으로 오목하게 후퇴된 구조를 가진다. 상기 제1헤더플레이트(140)는 일정한 두께를 가지는 금속 플레이트(특히, 알루미늄 플레이트)를 이용하여 제조된다. 만일, 상기 삽입부(141)들의 두께(t2)가 가운데 부분들의 두께(t1)와 동일할 경우, 상기 제1헤더플레이트(140)의 제조 시 상기 삽입부(141)의 상방 후퇴된 부분만큼 금속 플레이트가 더 필요하게 된다. 하지만, 본 실시예에서는, 상기 삽입부(141)의 두께(t2)가 주변의 두께(t1) 보다 얇게 형성되어 있기 때문에, 상기 삽입부(141)의 상방 후퇴된 부분이 원소재의 소성 변형으로 형성될 수 있다. 이러한 소성 변형 방법은 다양하게 선택될 수 있으며, 딥 드로잉 방법이 일 예이다. 상기 딥 드로링에 의하여 상기 삽입부(141)가 형성될 경우, 원소재의 추가적인 소모 없이 상기 삽입부가 형성될 수 있다. 상기 제2헤더플레이트(150)의 구조는 상기 제1헤더플레이트(140)의 구조와 유사한 바, 상세한 설명은 생략한다.

도 10은 상기 사이드 플레이트의 평면도(130)이고, 도 11은 도 9의 ?-?선을 따라 취한 부분 단면도이다. 도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 사이드 플레이트(130)들은 상기 코어부(160)의 양측에 배치되며, 상기 코어부(160)의 측면들을 지지한다. 상기 사이드 플레이트(130)의 양단부들에는 돌출부(131)들이 형성되어 있다. 상기 각 돌출부(131)가 상기 제1헤더플레이트의 삽입부(141)에 삽입되어 고정된다. 따라서, 상기 돌출부(131)가 상기 삽입부(141)에 둘러싸인 상태로 안정적으로 고정되기 때문에, 조립 불량이 발생되지 않을 뿐만 아니라, 브레이징 시 누수의 문제가 원천적으로 해소된다.

상기 돌출부(131)는 엠보 형상을 가지는 엠보부(132)를 포함한다. 상기 엡보부(132)는, 상기 돌출부(131)가 상기 삽입부(141)에 삽입 시, 상기 삽입부(141)의 내측면으로 탄성 복원력을 가한다. 상기 엠보부(132)에 의하여, 상기 돌출부(131)와 상기 삽입부(141) 사이의 결합력이 증가된다.

도 8 및 도 11을 참조하면, 상기 엠보부의 전방부(132a)는 경사지도록 형성되어 있다. 상기 경사진 전방부(132a)에 의하여, 상기 돌출부(131)가 상기 삽입부(141)로 용이하게 삽입될 수 있다. 상기 엠보부의 후방부(132b)는 편평한 형상을 가진다. 상기 엠보부의 후방부(132b)와 상기 삽입부(141) 내면 사이의 접촉 면적이 증가하기 때문에, 상기 돌출부(131)가 상기 삽입부(141) 내에서 안정적으로 고정될 수 있다. 상기 엠보부의 후방부(132b)의 폭은 다양하게 선택될 수 있으며, 본 실시예에서 상기 엠보부의 후방부(132b)의 폭은 상기 삽입부(141)의 폭과 동일하게 형성되어 있다.

도 7을 참조하면, 상기 열교환기(100)를 공기조화장치(미도시) 내에 장착시키기 위하여, 상기 열교환기(100)의 외곽에 라이닝(170)이 부착되어 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 차량의 공기조화장치용 열교환기 110: 제1탱크
120: 제2탱크 130: 사이드 플레이트
131: 돌출부 132: 엠보부
140: 제1헤더플레이트 141: 삽입부
150: 제2헤더플레이트 160: 코어부
170: 라이너

Claims (5)

1. 유체가 측면으로 유입되는 제1탱크;
   상기 제1탱크와 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 유체가 측면으로 유출되는 제2탱크;
   양 단부가 상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 연통되며, 상기 제1탱크와 상기 제2탱크 사이에 수평 방향으로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 튜브들, 및 상기 튜브들 사이에 배치되는 복수 개의 방열핀들을 구비하는 코어부; 및
   상기 코어부의 양측에 배치되며, 상기 코어부의 측면을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하고,
   상기 제1탱크의 헤더플레이트 및 상기 제2탱크의 헤더플레이트에는 상기 각 사이드 플레이트의 양단부에 형성된 돌출부들이 각각 삽입되어 고정되도록 딥 드로잉된 삽입부들이 형성되며,
   상기 돌출부는 엠보부를 포함하여, 상기 돌출부가 상기 삽입부에 삽입 시, 상기 엠보부가 탄성 복원력을 가하여, 상기 돌출부와 상기 삽입부 사이의 결합력을 증가시키는 차량의 공기조화장치용 열교환기.
2. 유체가 측면으로 유입되는 제1탱크;
   상기 제1탱크와 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 유체가 측면으로 유출되는 제2탱크;
   양 단부가 상기 제1탱크 및 상기 제2탱크에 연통되며, 상기 제1탱크와 상기 제2탱크 사이에 수평 방향으로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 튜브들, 및 상기 튜브들 사이에 배치되는 복수 개의 방열핀들을 구비하는 코어부; 및
   상기 코어부의 양측에 배치되며, 상기 코어부의 측면을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하고,
   상기 제1탱크의 헤더플레이트 및 상기 제2탱크의 헤더플레이트에는 상기 각 사이드 플레이트의 양단부에 형성된 돌출부들이 각각 삽입되어 고정되며, 주변보다 두께가 얇고 오목하게 형성된 삽입부들이 형성되며,
   상기 돌출부는 엠보부를 포함하여, 상기 돌출부가 상기 삽입부에 삽입 시, 상기 엠보부가 탄성 복원력을 가하여, 상기 돌출부와 상기 삽입부 사이의 결합력을 증가시키는 차량의 공기조화장치용 열교환기.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 돌출부가 상기 삽입부로의 삽입을 용이하게 하기 위하여, 상기 엠보부의 전방부는 경사지도록 형성되어 있는 차량의 공기조화장치용 열교환기.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 엠보부와 상기 삽입부 내면 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위하여, 상기 엠보부는 편평한 형상을 가지는 평면부를 포함하는 차량의 공기조화장치용 열교환기.

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