KR101543609B1 - A Integrated-type Heat Exchanger - Google Patents

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KR101543609B1
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김병주
이상옥
정순안
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한온시스템 주식회사
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular

Abstract

본 발명은 오일쿨러와 응축기가 일체로 형성된 일체형 열교환기에 관한 것으로 오일쿨러에 발생되는 압력강하량을 최소화하기 위한 것이다. 이를 위하여 입구와 출구가 일측의 헤더탱크에 구비되어 있되 배플로 구획됨으로 인하여 유턴타입(U-turn type)의 유동을 하는 오일쿨러에 있어서 상기 배플에 홀을 형성한 것을 특징으로 한다. 상기 홀은 유입되는 오일이 바이패스(by-pass)됨으로써 압력강하량을 개선시킬 수 있고 이에 따라 변속기 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.The present invention relates to an integrated heat exchanger in which an oil cooler and a condenser are integrally formed and minimizes a pressure drop generated in an oil cooler. In order to achieve this, an inlet and an outlet are provided in a header tank on one side, and are divided into baffles, thereby forming a U-turn type of oil cooler, in which holes are formed in the baffle. The holes can improve the durability of the transmission by allowing the introduced oil to be bypassed, thereby improving the pressure drop amount.

헤더탱크, 입구, 출구, 배플, 홀 Header tank, inlet, outlet, baffle, hole

Description

일체형 열교환기{A Integrated-type Heat Exchanger}[0001] The present invention relates to an integrated type heat exchanger,

본 발명은 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기와 오일쿨러가 일체로 형성된 일체형 열교환기에 있어서 오일쿨러 측의 입구와 출구를 구획하는 배플의 구조를 개선하여 압력 강하량을 개선시킨 일체형 열교환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated heat exchanger, and more particularly, to an integrated heat exchanger in which a condenser and an oil cooler are integrally formed to improve the structure of a baffle for partitioning an inlet and an outlet of an oil cooler will be.

자동차의 쿨링모듈은 라디에이터, 응축기, 팬 쉬라우드 및 오일쿨러 등으로 구성되어 있다. 라디에이터는 냉각수와 대기와의 열교환을 통하여 엔진을 냉각시키는 장치이다. 응축기는 자동차 엔진룸의 맨 앞에 위치하여 공기와의 열교환을 통해 압축기에서 전달된 고온 고압의 기체냉매를 차게 해 액체상태의 냉매로 전환해주는 역할을 한다. 응축기의 열교환은 에어컨 시스템상에서 차량의 내부에서 증발기에 의해 얻어진 열을 차량 외부로 방출시킨다. 라디에이터 및 응축기의 후방에 위치하여 팬을 동작시켜 바람을 강제적으로 통과하게 함으로써 라디에이터 및 응축기의 냉각 성능을 유지시키는 기능을 수행하는 것이 팬 쉬라우드이다. 바람개비 형태의 팬과 이를 돌려주는 모터, 그리고 모터 지지와 에어가이드 역할을 하는 쉬라우드로 구성되어 있으며 냉각수의 온도, 에어컨의 작동상태와 냉매의 압력 등에 따라 작동한다. 오일쿨러(Transmission Oil Cooler)는 오토 트랜스미션의 온도를 적정하게 유지시켜주는 냉각장치로 라디에이터 탱크 내에 장착되는 내장형 수냉식 오일 쿨러와 캐리어 또는 쿨링모듈 등에 장착되는 외장형 공랭식 오일 쿨러로 구분된다. 내장형 오일쿨러는 냉각수와, 외장형 오일쿨러는 대기와의 열교환을 통하여 트랜스미션 오일의 온도를 낮추는 역할을 수행한다. The automotive cooling module consists of a radiator, condenser, fan shroud and oil cooler. The radiator is a device that cools the engine through heat exchange between the cooling water and the atmosphere. The condenser is positioned at the front of the automobile engine room and serves to cool the high-temperature and high-pressure gas refrigerant transferred from the compressor through heat exchange with the air to convert it into a liquid-state refrigerant. The heat exchange of the condenser causes the heat obtained by the evaporator inside the vehicle to be discharged to the outside of the vehicle on the air conditioning system. The fan shroud functions to maintain the cooling performance of the radiator and the condenser by forcing the fan to operate by being positioned behind the radiator and the condenser and forcing the fan to pass the wind. It consists of a vane shaped fan, a motor that turns it, and a shroud that serves as a motor support and air guide. It operates according to the temperature of the cooling water, the operating condition of the air conditioner, and the pressure of the refrigerant. Transmission oil cooler (Transmission oil cooler) is a cooling device that keeps the temperature of auto transmission properly. It is divided into a built-in water-cooled oil cooler installed in the radiator tank and an external air-cooled oil cooler installed in a carrier or a cooling module. The built-in oil cooler and the external oil cooler lower the temperature of the transmission oil by exchanging heat with the atmosphere.

이러한 자동차의 쿨링모듈에 있어서, 응축기와 오일쿨러를 하나의 열교환기로 일체화함으로써 냉매가스의 액화작용과 오일의 냉각작용을 동시에 수행할 수 있는 응축기와 오일쿨러가 배플로 구획된 일체형 열교환기가 미국특허 등록번호 US 6,394,176호에 제공되고 있다.In such a cooling module of an automobile, a condenser and an oil cooler, which are capable of simultaneously performing a liquefaction operation of a refrigerant gas and an oil cooling operation by integrating a condenser and an oil cooler into a single heat exchanger, No. 6,394,176.

위 미국특허의 경우, 도 1 및 2를 참고하면 일체형 열교환기(10)의 상부측에는 오일이 유동하는 오일쿨러, 하부에는 냉매가 유동하는 응축기를 개시하고 있다. 오일쿨러의 경우 입구(51a)에서 오일이 유입되어 튜브(20)를 통하여 타측에 구비된 출구(51b)를 통하여 배출된다. 응축기의 경우 입구(52a)로 냉매가 유입되어 탱크(40, 50)에 구비된 배플(54, 55)로 인하여 튜브(60)를 따라 흐르는 냉매의 유로를 변동시켰으며 출구(52b)를 통하여 배출된다. 이러한 일체형 열교환기는 배플(53a, 53b)로 인하여 상기 오일 및 냉매가 독립 유동할 수 있도록 구비되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 오일쿨러 측의 튜브(20)는 하나의 격벽(21)을 통하여 두 개의 채널(22)이 형성되어 있다. 응축기 측의 튜브(60)의 경우 세 개의 격벽(61)을 통하여 네 개의 채널(62)이 형성된 형상을 채택하고 있다. 핀(30)이 튜브와 튜브사이에 개재됨은 일반적인 열교환기와 동일하다.1 and 2, an oil cooler in which oil flows and a refrigerant flows in the lower portion of the integrated heat exchanger 10 are disclosed. In the case of the oil cooler, the oil flows in the inlet 51a and is discharged through the tube 20 and the outlet 51b provided at the other side. The refrigerant flows into the inlet 52a of the condenser and the refrigerant flowing through the tube 60 is changed due to the baffles 54 and 55 provided in the tanks 40 and 50 and the refrigerant flows through the outlet 52b do. Such an integrated heat exchanger is provided so that the oil and the refrigerant can flow independently due to the baffles 53a and 53b. 2, the tube 20 on the oil cooler side is formed with two channels 22 through one partition 21. In the case of the tube 60 on the condenser side, four channels 62 are formed through three partition walls 61. The pin 30 interposed between the tube and the tube is the same as a general heat exchanger.

이러한 일체형 열교환기에 있어서, 위 미국특허는 동일한 크기 및 형태의 튜브에 오일과 냉매가 통과할 경우 오일이 냉매에 비하여 점성이 훨씬 크기 때문에 오일 쪽에서 압력 강하가 훨씬 빨리 일어나게 된다는 점에 착안하여, 양측 영역 각각의 튜브 수력직경(hydraulic diameter) 사이의 관계를 다음과 같은 부등식으로 한정하여 이러한 문제점을 해결하려 하였다.In this type of integrated heat exchanger, the above-mentioned U.S. patent discloses that when the oil and the refrigerant pass through the tube of the same size and shape, the oil is much viscous as compared with the refrigerant, so that the pressure drop on the oil side occurs much more quickly. We attempted to solve this problem by limiting the relationship between hydraulic diameters of each tube to the following inequality.

[식][expression]

0.8㎟ ≤ DHa×DHb ≤ 3.00 ㎟0.8 mm < 2 > DHa x DHb < 3.00 mm &

여기서 DH는 DH=4S/P로 정의되는 튜브의 수력직경(DH)이며, S는 튜브의 단면적(단위 ㎟)이고, P는 튜브 내부의 둘레 길이(wet perimeter, 단위 ㎜)이다.Where DH is the hydraulic diameter (DH) of the tube defined by DH = 4S / P, S is the cross-sectional area of the tube (unit mm 2), and P is the perimeter of the tube (wet perimeter, unit mm).

또 따른 일체형 열교환기로 미국특허공개번호 2005/0061489호가 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 오일쿨러는 하부에 응축기는 상부에 장착된 구조를 채택하고 있다. 여기서 오일쿨러는 유턴타입(U-turn type)의 유동이 가능하도록 입구(51b) 및 출구(51a)가 일측 탱크(40)에 구비되어 있으며, 상기 탱크(40)에 배플(42)이 형성되어 있다. 또한 응축기역시 입구(52a) 및 출구(52b)가 상기 탱크(40)에 형성되어 있으며 마찬가지로 냉매가 유턴될 수 있도록 배플(43)이 구비되어 있다. 이러한 일체형 열교환기(10)는 마찬가지로 한 쌍의 헤더탱크(40, 50), 튜브(20, 60) 및 핀(30)이 구비되어 있는 형태이다. 본 특허에서는 오일쿨러로 흐르는 트랜스미션 오일이 상대적으로 저압이면서 고점성을 갖는 액체이므로 오일 유동 압력을 증가시키기 위하여 오일의 입구와 출구가 열교환기의 맞은편에 위치하고 있음을 개시하고 있다. 그러나 일반적으로 차량에 장착할 때 상기 입구와 출구가 열교환기의 동일측면에 위치하여 U자형 흐름을 형성하는 것이 바람직하나 이는 압력손실의 문제가 있음을 개시하고 있다. 이를 해결하기 위하여 리턴 튜브의 단면의 면적 내지 형상을 변경하는 것에 대하여 개시하고 있다. U.S. Patent Publication No. 2005/0061489 discloses another integrated heat exchanger. As shown in FIG. 3, the oil cooler adopts a structure in which a condenser is mounted on an upper portion of the oil cooler. Here, the oil cooler is provided with an inlet 51b and an outlet 51a in one side tank 40 so that a U-turn type flow is possible, and a baffle 42 is formed in the tank 40 have. The condenser also has an inlet 52a and an outlet 52b formed in the tank 40, and a baffle 43 is provided so that the refrigerant can be turned on. The integrated heat exchanger 10 is also provided with a pair of header tanks 40 and 50, tubes 20 and 60, and a fin 30. In this patent, since the transmission oil flowing into the oil cooler is a liquid having a relatively low pressure and high viscosity, it is disclosed that the inlet and the outlet of the oil are located opposite the heat exchanger in order to increase the oil flow pressure. However, it is generally preferred that the inlet and outlet be located on the same side of the heat exchanger when mounted in a vehicle to form a U-shaped flow, which discloses a problem of pressure loss. In order to solve this problem, it is disclosed to change the area or shape of the end surface of the return tube.

위 미국특허 모두 일체형 열교환기의 오일쿨러에 있어서, 오일의 압력강하에 관계되는 것으로 수력직경이 클 경우 오일쿨러의 성능이 낮아지고, 그 반대의 경우 오일쿨러의 압력 강하량이 높아지는 문제가 발생된다는 문제점이 여전히 존재한다.In the oil cooler of the all-in-one type heat exchanger, if the hydraulic diameter is large, the performance of the oil cooler is lowered. On the contrary, when the oil cooler has a large pressure drop of the oil cooler, Is still present.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 입구와 출구가 열교환기의 일측에 형성되되 배플로 구획된 오일쿨러를 포함하는 일체형 열교환기에 있어서 상기 배플측에 소정 크기의 홀을 형성시켜 오일을 바이패스시킴으로써 압력 강하량을 개선시키기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an integrated heat exchanger having an inlet and an outlet formed on one side of a heat exchanger and partitioned by a baffle, So as to improve the pressure drop amount.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 내부에 냉매 및 오일이 각각 유동하며, 공기 송풍 방향으로 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브; 상기 냉매 및 오일이 각각 유출입이 가능하도록 입구와 출구가 형성되어 있으며, 이들이 독립적으로 유동할 수 있도록 제 1 및 제 2 배플이 구비된 한 쌍의 헤더탱크; 및 상기 튜브사이에 개재되어 상기 튜브사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀; 을 포함하는 일체형 열교환기에 있어서, 상기 어느 하나의 헤더탱크는 오일이 유동되는 입구와 출구가 인접 형성되어 있으며, 상기 오일이 유턴할 수 있도록 제 3 배플이 형성되어 있되, 상기 제 3 배플은 오일이 바이 패스될 수 있도록 홀이 형성되어 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a compressor comprising: a plurality of tubes each having a refrigerant and oil flowing therein and arranged in parallel at regular intervals in parallel with an air blowing direction; A pair of header tanks each having an inlet and an outlet for allowing the refrigerant and the oil to flow in and out, respectively, and having first and second baffles so that they can flow independently; And a pin interposed between the tubes to increase a heat transfer area between the tubes and the air flowing between the tubes; Wherein one of the header tanks has an inlet and an outlet adjacent to which the oil flows, and a third baffle is formed so that the oil can be turned on, Holes are formed so as to be bypassed.

또한, 제 3 배플에 형성된 홀의 직경(D)은 헤더탱크측에 삽입된 튜브의 단부에서 상기 삽입된 튜브의 단부가 마주보는 헤더탱크의 내측면까지의 최단 거리(L) 와 같거나 작다. The diameter D of the hole formed in the third baffle is equal to or smaller than the shortest distance L from the end of the tube inserted into the header tank to the inner surface of the header tank facing the end of the inserted tube.

제 3 배플에 형성된 홀의 외주면은 삽입된 튜브의 단부와 접하지 않도록 상기 튜브의 단부에서 소정거리(ℓ2)만큼 이격되어 있되, 제 3 배플에 형성된 홀의 외주면은 헤더탱크의 내측면으로부터 최단거리로 1mm 이상 이격되어 있다. The outer circumferential surface of holes formed in the baffle is a capping member by a predetermined distance from the end of the tube not in contact with the end of the insertion tube (ℓ 2), the outer circumferential surface of holes formed in the baffle is the closest distance from the inner surface of the header tank 1 mm or more apart.

제 3 배플에 형성된 홀의 단면적은 상기 제 3 배플의 단면적 대비 3 ~ 7%이다.The cross-sectional area of the hole formed in the third baffle is 3 to 7% of the cross-sectional area of the third baffle.

본 발명은 오일이 유턴타입(U-turn type)으로 유동하는 오일쿨러의 배플측에 소정 크기의 홀을 형성시켜 오일을 바이패스시킴으로써 압력 강하량을 개선시킬 수 있으며, 이에 따라 변속기의 내구 문제를 해결할 수 있다.The present invention can improve the pressure drop amount by bypassing the oil by forming a hole of a predetermined size on the baffle side of the oil cooler in which the oil flows in a U-turn type, thereby solving the problem of durability of the transmission .

본 발명은 오일쿨러와 응축기가 일체로 형성된 일체형 열교환기에 관한 것으로 오일쿨러에 발생되는 압력강하량을 최소화하기 위한 것이다. 이를 위하여 입구와 출구가 일측의 헤더탱크에 구비되어 있되 배플로 구획됨으로 인하여 유턴타입(U-turn type)의 유동을 하는 오일쿨러에 있어서 상기 배플에 홀을 형성한 것을 특징으로 한다. 상기 홀은 유입되는 오일이 바이패스(by-pass)됨으로써 압력강하량을 개선시킬 수 있고 이에 따라 변속기 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.The present invention relates to an integrated heat exchanger in which an oil cooler and a condenser are integrally formed and minimizes a pressure drop generated in an oil cooler. In order to achieve this, an inlet and an outlet are provided in a header tank on one side, and are divided into baffles, thereby forming a U-turn type of oil cooler, in which holes are formed in the baffle. The holes can improve the durability of the transmission by allowing the introduced oil to be bypassed, thereby improving the pressure drop amount.

이러한 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 상술하도록 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 오일쿨러측의 오일 유동을 나타내는 개념도이다. 도 6은 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 각각의 튜브의 단면을 나타내는 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 배플에 구비된 홀을 나타내는 단면도이다.FIG. 4 is a perspective view of an integral type heat exchanger according to the present invention, and FIG. 5 is a conceptual view showing oil flow on an oil cooler side in the integral type heat exchanger according to the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of each tube in the integrated heat exchanger according to the present invention, and FIG. 7 is a sectional view showing a hole provided in the baffle in the integrated heat exchanger according to the present invention.

본 발명에 대하여 상술하기 전에 도 4에 도시된 바와 같이 응축기(500)에서 들어온 냉매를 저장하여 항상 액체상태의 냉매를 팽창 밸브(미도시)로 보내는 역할을 하며, 사이클의 조건 변화에 따라 변화하는 냉매 순환량에 대응하여 냉방 사이클이 원활히 작동되도록 필요한 양의 냉매를 저장하는 리시버 드라이어(Receiver-drier; 300)가 탱크(110)측에 구비될 수 있음을 전제로 한다.As shown in FIG. 4, the refrigerant stored in the condenser 500 is always stored in the liquid refrigerant, and the refrigerant is always sent to an expansion valve (not shown) It is assumed that a receiver dryer (Receiver-drier) 300 may be provided on the side of the tank 110 to store a required amount of refrigerant so that the cooling cycle can be smoothly operated corresponding to the circulation amount of the refrigerant.

본 발명은 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 상부측에 오일쿨러(100), 하부측에 응축기(500)이 구비되어 있는 일체형 열교환기이다. 상기 오일쿨러(100) 및 응축기(500)는 그 위치가 변경될 수 있음은 물론이다. 이러한 일체형 열교환기(1000)는 내부에 냉매 및 오일이 각각 유동하며, 공기 송풍 방향으로 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(160, 170, 510), 상기 냉매 및 오일이 각각 유출입이 가능하도록 입구(130, 530)와 출구(140, 540)가 형성되어 있으며, 이들이 독립적으로 유동할 수 있도록 제 1 및 제 2 배플(300a, 300b)이 구비된 한 쌍의 헤더탱 크(110, 120) 및 상기 튜브(160, 170, 510)사이에 개재되어 상기 튜브사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(520)을 포함하고 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the present invention is an integrated heat exchanger having an oil cooler 100 on the upper side and a condenser 500 on the lower side. It goes without saying that the position of the oil cooler 100 and the condenser 500 can be changed. In this type of integrated heat exchanger 1000, a plurality of tubes 160, 170, and 510, in which coolant and oil flow respectively, are arranged in parallel at regular intervals in parallel to the air blowing direction, And a pair of header tanks 110 and 120 having first and second baffles 300a and 300b so that they can independently flow, And a fin 520 interposed between the tubes 160, 170, and 510 to increase the heat transfer area with air flowing between the tubes.

본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000) 중 오일쿨러(100)는 상기 어느 하나의 헤더탱크(110)에 오일이 유동되는 입구(130)와 출구(140)가 인접 형성되어 있다. 입구(130)와 출구(140)가 동일한 헤더탱크(110)에 형성되어 있으며, 이를 구획하여 상기 오일이 유턴할 수 있도록 제 3 배플(150)이 형성되어 있어 유턴타입(U-turn type)의 유로를 형성할 수 있는 것이다. 여기서 상기 제 3 배플(150)은 오일이 바이 패스될 수 있도록 홀(151)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 것이다. 따라서 응축기(500)의 입구(530) 및 출구(540)를 통하여 유출되는 냉매의 유로에 대하여는 특별히 제한됨이 없는 것이다. 즉, 응축기(500)의 튜브(510)를 따라 흐르는 냉매는 탱크(110, 120)에 다수의 격벽(미도시)을 두어 흐름을 복잡하게 할 수도 있으며, 도 4에는 입구(530)와 출구(540)를 동일한 탱크(120)에 구비한 것으로 도시하였으나, 그렇지 않을 수도 있음은 물론이다.In the oil cooler 100 of the integrated heat exchanger 1000 according to the present invention, the inlet 130 and the outlet 140 through which the oil flows to one of the header tanks 110 are formed adjacent to each other. The inlet 130 and the outlet 140 are formed in the same header tank 110 and the third baffle 150 is formed so that the oil can be turned on. Thereby forming a flow path. Here, the third baffle 150 is characterized in that a hole 151 is formed so that oil can be bypassed. Therefore, the flow path of the refrigerant flowing out through the inlet 530 and the outlet 540 of the condenser 500 is not particularly limited. That is, the refrigerant flowing along the tube 510 of the condenser 500 may complicate the flow by providing a plurality of partitions (not shown) in the tanks 110 and 120, and the inlet 530 and the outlet 540 are provided in the same tank 120, but it is needless to say that they are not.

위와 같은 기술적 사상에 기초하여 본 발명은 일체형 열교환기(1000)에 있어서 오일쿨러(100)에 구비되는 배플(150)에 특징이 있는 것이므로 이하에는 상기 배플(150)에 관하여 상술하도록 한다. The baffle 150 according to the present invention is characterized by the baffle 150 provided in the oil cooler 100 in the integrated heat exchanger 1000 based on the above technical idea.

도 7에 도시된 바와 같이 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 직경(D)은 헤더탱크(110)측에 삽입된 튜브(160, 170)의 단부에서 상기 삽입된 튜브(160, 170)의 단부가 마주보는 헤더탱크(110)의 내측면까지의 최단 거리(L)와 같거나 작다. 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 외주면은 삽입된 튜브(160, 170)의 단부와 접하지 않도록 상기 튜브(160, 170)의 단부에서 소정거리(ℓ2)만큼 이격있으며, 더 나아가 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 외주면은 헤더탱크(110)의 내측면으로부터 최단거리(ℓ1)로 1mm 이상 이격되어 있다.7, the diameter D of the hole 151 formed in the third baffle 150 is larger than the diameter D of the inserted tube 160, 170 at the end of the tube 160, 170 inserted in the header tank 110 side. 170 are equal to or smaller than the shortest distance L to the inner surface of the header tank 110 facing each other. The outer circumferential surface of the hole 151 formed in the third baffle 150 is spaced apart from the end of the tubes 160 and 170 by a predetermined distance l 2 so as not to contact the ends of the inserted tubes 160 and 170, The outer circumferential surface of the hole 151 formed in the third baffle 150 is separated from the inner surface of the header tank 110 by at least 1 mm at the shortest distance l 1 .

제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 단면적은 상기 제 3 배플(150)의 단면적 대비 3 ~ 7%이다. The cross-sectional area of the hole 151 formed in the third baffle 150 is 3 to 7% of the cross-sectional area of the third baffle 150.

도 6을 참고하면, 응축기(500) 튜브(510)의 형상은 다수의 격벽(511)을 통하여 다수개의 채널(512)로 구획되어 그 방열면적(냉매와 튜브와의 접촉면적)을 향상시켰다. 오일쿨러(100)의 튜브(160)의 경우 다수의 채널(610)이 형성될 수 있도록 격벽(610)으로 구획되어 있되, 상기 격벽(610)과 격벽(610)사이에 도 6(b)와 같은 형상의 또 다른 격벽(163)이 구비되어 있어 상기 방열면적을 더욱 향상시켰다. 이어 일측 탱크(110)에서 유입된 오일이 상기와 같은 형상을 지닌 튜브(160) 내를 유동한 이후 타측 탱크(120)에서 유턴하여 유턴튜브(170)를 통한 이후 출구(140)를 향하게 되는 것이다. 상기 유턴튜브(170)의 경우 상기 튜브(160)의 단면적보다는 넓으며 도 6(c)와 같은 형상의 단일의 격벽(171) 및 이로 인항 두 개의 채널(172)이 형성된 단면 구조를 갖는다.Referring to FIG. 6, the shape of the tube 510 of the condenser 500 is divided into a plurality of channels 512 through a plurality of partitions 511 to improve the heat radiating area (contact area between the refrigerant and the tube). The tube 160 of the oil cooler 100 is partitioned into a plurality of channels 610 such that a plurality of channels 610 can be formed and a plurality of channels 610 are formed between the partition 610 and the partition 610, Another partition wall 163 of the same shape is provided to further improve the heat radiation area. After the oil flowing in the one side tank 110 flows through the tube 160 having the above-described shape, the oil flows from the other side tank 120 to the outlet 140 through the U-turn tube 170 . The U-turn tube 170 has a cross-sectional structure that is wider than the cross-sectional area of the tube 160 and has a single partition 171 and two channels 172 formed therein as shown in FIG. 6 (c).

이와 같은 튜브(160, 170, 510)를 갖는 일체형 열교환기에 있어서 오일쿨러(100) 측에 형성된 배플(150)에 구비된 홀(151)로 인하여 발생되는 압력강하량 및 이에 따른 성능 등을 실험예를 통하여 상술한다.The amount of pressure drop due to the holes 151 provided in the baffle 150 formed in the oil cooler 100 and the performance of the integrated type heat exchanger having the tubes 160, .

[실험예][Experimental Example]

[표] 홀의 직경 및 위치에 따른 성능변화[Table] Performance change according to hole diameter and position

Figure 112009014472876-pat00001
Figure 112009014472876-pat00001

본 실험은 응축기(500)의 튜브(510)와 관련하여 그 형상은 도 6(a)에 도시된 바와 같으며 그 수력직경(hydraulic diameter, Dhc)은 0.70 ~ 0.878, 오일 쿨러(100)의 튜브(160)와 관련하여, 그 형상은 도 6(b)에 도시된 바와 같으며 그 수력직경(Dho)은 0.715 ~ 1.136, 리턴튜브(170)에서 그 형상은 도 6(c)에 도시된 바와 같고 그 수력직경(Dhr)은 6.122 ~ 6.351이고, 응축기 튜브(510)의 수력직경(Dhc)과 오일 쿨러(100)의 튜브(160)의 곱은 0.505 ~ 0.997㎟이며, 리턴튜브(170)의 수력직경(Dhr)과 오일 쿨러(100)의 튜브(160)의 곱은 4.328 ~ 5.576㎟인 조건에서 실험을 수행하였다. 6 (a), the hydraulic diameter (Dhc) thereof is 0.70 to 0.878 in relation to the tube 510 of the condenser 500, the tube of the oil cooler 100 6 (b), the hydraulic diameter Dho thereof is 0.715 to 1.136, and the shape of the return tube 170 is the same as that shown in Fig. 6 (c) The hydraulic diameter Dhc of the return tube 170 is in the range of 6.122 to 6.351 and the product of the hydraulic diameter Dhc of the condenser tube 510 and the tube 160 of the oil cooler 100 is 0.505 to 0.997 mm 2, The experiment was performed under the condition that the product of the diameter (Dhr) and the tube 160 of the oil cooler 100 was 4.328 to 5.576 mm < 2 >.

위 [표]는 오일쿨러(100) 측에 구비된 배플(150)에 홀(151)이 구비된 경우와 그렇지 않은 경우를 대비한 것이며, 구체적으로 배플(150)의 홀 직경(배이패스 비율) 및 위치에 따른 성능 변화를 나타내는 것이다. 이를 그래프로 나타내면 도 8과 같다.The table shows the case where the hole 151 is provided in the baffle 150 provided on the oil cooler 100 side and the case where the hole 151 is provided in the baffle 150. Specifically, And the performance change depending on the position. This is shown in FIG. 8 as a graph.

도 8 및 위에서 알 수 있는 바와 같이, 배플(150)의 홀(151)의 단면적은 배플 단면적 대비 3 ~ 7%일 경우 최적의 성능을 발휘하는 압력강하량을 보였으며, 홀(151)의 위치는 홀(151)의 외주면과 상기 튜브(160, 170)의 단부가 겹치지 않는 위치에 있어야 한다. 최적의 결과를 나타내는 조건은 상기 헤더탱크(110)의 내면으로부터 홀(151)의 내주면까지의 최단거리(ℓ1)가 1mm 이상 떨어져 있어야 하며, 헤더탱크(110)에 삽입된 튜브(160, 170)의 단부로부터 홀(151)의 외주면까지 소정거리(ℓ2)만큼 이격되어 있어야 한다.As can be seen from FIG. 8 and FIG. 7, the cross-sectional area of the hole 151 of the baffle 150 is 3 to 7% of the baffle cross-sectional area, The outer circumferential surface of the hole 151 and the end of the tubes 160 and 170 should not overlap. The optimum condition is that the shortest distance l 1 from the inner surface of the header tank 110 to the inner peripheral surface of the hole 151 should be at least 1 mm and the tubes 160 and 170 inserted into the header tank 110 To the outer circumferential surface of the hole 151 by a predetermined distance (? 2 ).

도 1은 종래 일체형 열교환기를 나타내는 개념도.1 is a conceptual view showing a conventional integrated heat exchanger;

도 2는 도 1의 튜브의 단면을 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a section of the tube of Fig.

도 3은 종래 또 다른 일체형 열교환기를 나타내는 개념도.3 is a conceptual view showing another conventional integrated heat exchanger.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 사시도4 is a perspective view of the integral type heat exchanger according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 오일쿨러측의 오일 유동을 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram showing the oil flow on the oil cooler side in the integral type heat exchanger according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 각각의 튜브의 단면을 나타내는 단면도.6 is a sectional view showing a cross section of each tube in the integral type heat exchanger according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 배플에 구비된 홀을 나타내는 단면도.7 is a sectional view showing a hole provided in the baffle in the integrated heat exchanger according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 성능과 압력강하량을 나타내는 그래프.8 is a graph showing the performance and the pressure drop in the integrated heat exchanger according to the present invention.

※ 주요 도면부호의 설명※ Explanation of Main Drawings

1000 : 열교환기 100 : 오일쿨러1000: Heat exchanger 100: Oil cooler

500 : 응축기 110, 120 : 탱크500: condenser 110, 120: tank

130 : 입구 140 : 출구130: inlet 140: outlet

150 : 배플 151 : 홀150: baffle 151: hole

Claims (5)

내부에 냉매 및 오일이 각각 유동하며, 공기 송풍 방향으로 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(160, 170, 510); 상기 냉매 및 오일이 각각 유출입이 가능하도록 입구(130, 530)와 출구(140, 540)가 형성되어 있으며, 상기 냉매 및 오일이 독립적으로 유동할 수 있도록 제 1 및 제 2 배플(300a, 300b)이 구비된 한 쌍의 헤더탱크(110, 120); 및 상기 튜브(160, 170, 510)사이에 개재되어 상기 튜브사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(520); 을 포함하는 일체형 열교환기(1000)에 있어서, A plurality of tubes (160, 170, 510) in which refrigerant and oil flow respectively and are arranged in parallel at regular intervals in parallel with the air blowing direction; The first and second baffles 300a and 300b are formed to have an inlet 130 and a outlet 530 and an outlet 140 and 540 for allowing the refrigerant and the oil to flow in and out, respectively, (110, 120); And a pin (520) interposed between the tubes (160, 170, 510) to increase a heat transfer area with air flowing between the tubes. (1000), wherein the heat exchanger 상기 어느 하나의 헤더탱크(110)는 오일이 유동되는 입구(130)와 출구(140)가 인접 형성되어 있으며, 상기 오일이 유턴할 수 있도록 제 3 배플(150)이 형성되어 있되, 상기 제 3 배플(150)은 오일이 바이 패스될 수 있도록 홀(151)이 형성되어 있으며,The third baffle 150 is formed on one of the header tanks 110 so that the oil inlet 130 and the outlet 140 are adjacent to each other. The baffle 150 is formed with a hole 151 so that the oil can be bypassed, 상기 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 직경(D)은 헤더탱크(110)측에 삽입된 튜브(160, 170)의 단부에서 상기 삽입된 튜브(160, 170)의 단부가 마주보는 헤더탱크(110)의 내측면까지의 최단 거리(L)와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.The diameter D of the hole 151 formed in the third baffle 150 is set such that the ends of the inserted tubes 160 and 170 are opposed to each other at the ends of the tubes 160 and 170 inserted into the header tank 110, (L) to the inner surface of the header tank (110). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 외주면은 삽입된 튜브(160, 170)의 단부와 접하지 않도록 상기 튜브(160, 170)의 단부에서 소정거리(ℓ2)만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.The outer circumferential surface of the hole 151 formed in the third baffle 150 is spaced apart from the end of the tubes 160 and 170 by a predetermined distance l 2 so as not to contact the ends of the inserted tubes 160 and 170 Characterized in that the heat exchanger is an integrated heat exchanger. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 외주면은 헤더탱크(110)의 내측면으로부터 최단거리로 1mm 이상 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.Wherein an outer circumferential surface of the hole (151) formed in the third baffle (150) is spaced from the inner surface of the header tank (110) by a minimum distance of 1 mm or more. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 3, and 4, 제 3 배플(150)에 형성된 홀(151)의 단면적은 상기 제 3 배플(150)의 단면적 대비 3 ~ 7% 인 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.Wherein a cross-sectional area of the hole (151) formed in the third baffle (150) is 3 to 7% of a cross sectional area of the third baffle (150).
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