KR101693242B1

KR101693242B1 - 열교환기

Info

Publication number: KR101693242B1
Application number: KR1020130008374A
Authority: KR
Inventors: 이덕호
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2017-01-06
Also published as: KR20140095700A

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 제1사이드 플레이트의 돌출부에 중공부가 형성됨으로써 돌출부가 형성된 영역 내부에서 진동 및 소음이 증폭되어 탑승객에 불쾌감을 줄 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기{A HEAT EXCHANGER}

차량의 공조장치는 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어와 같은 열교환기 및 상기 열교환기에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하는 장치로 이루어져 있다.

도 1에 일본 공개특허 2004-028393호에 개시된 열교환기를 나타내었다.

상기 열교환기(1)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 한 쌍의 헤더탱크(6, 7); 상기 한 쌍의 헤더탱크(6, 7)에 양단이 고정되는 튜브(3)와 상기 튜브(3) 사이에 개재되는 핀(4)을 포함하는 코어부(2); 상기 코어부(2)의 양측을 지지하는 사이드 플레이트(8); 상기 헤더탱크 일측에 형성되는 입출구형성부재(11, 12, 13)를 포함하여 형성된다.

이 때, 도 1에 도시한 열교환기(1)는 상기 사이드 플레이트(8)가 상기 헤더탱크(6, 7)에 양단이 고정되되, 도 1의 좌,우측 방향으로 돌출되는 부분이 헤더탱크(6, 7)의 단부에 대응되도록 형성된다.

그런데 상기 입출구형성부재(11, 12, 13)는 상기 헤더탱크(6, 7)의 일측으로 돌출(상측 헤더탱크(6)의 좌측이 좌측 방향으로 돌출)됨에 따라, 상기 입출구형성부재(11, 12, 13)가 형성되는 열교환기(1)의 일측 면은 상기 입출구형성부재(11, 12, 13)의 하측방향으로 도면부호 D로 표시한 폭방향 거리에 대응되는 이격공간이 형성된다.

이러한 이격공간은 공기가 공조케이스 내부에서 열교환기의 코어부를 통과하지 않고 그대로 통과될 수 있는 영역으로서, 코어부를 통과한 공기와 통과하지 않은 공기가 서로 혼합되어 실내로 공급됨에 따라 열교환효율을 저하시키는 원인이 된다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공조케이스의 형태는 변형하는 경우에, 공조케이스를 형성하기 위한 금형 자체의 변형이 유발되므로 전체 생산 단가가 높아질 수 밖에 없다.

또, 공조케이스와 열교환기 사이에 실링부재가 더 형성된다 하더라도, 공기의 리크(leak)를 완전히 차단할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 사이드 플레이트의 폭 두께를 늘리거나 별도의 부재를 결합하는 경우에, 그만큼 소재가 더 소비되어 원가가 상승될 수밖에 없으며, 내부가 빈 공간은 공명 현상이 유발될 가능성이 있어, 소음 및 진동에 의한 탑승객의 불쾌감이 커질 수 있다.

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일본 공개특허 2004-028393호(발명의 명칭 : 열교환기)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1사이드 플레이트의 돌출부에 중공부가 형성됨으로써 돌출부가 형성된 영역 내부에서 진동 및 소음이 증폭되어 탑승객에 불쾌감을 줄 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 제1사이드 플레이트에 돌출부가 형성되며, 매니폴드와 돌출부가 동일한 면(열교환기 길이방향에 수직한 면)을 형성함으로써 실링부재가 열교환기 주변을 감싸도록 형성되어 공기의 리크를 안정적으로 차단할 수 있으면서도, 돌출부 내부의 공명 현상에 의해 진동 및 소음이 증폭될 수 있는 가능성을 차단할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 제1사이드 플레이트를 제조하기 위한 소재를 줄여 생산 단가를 절감할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 열교환기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 구비되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(510) 및 배출되는 출구파이프(520)를 포함하는 입출구형성부재(300); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 튜브(610)와, 상기 튜브(610) 사이에 구비되는 핀(620)을 포함하는 코어부(600); 상기 튜브(610)의 적층방향으로 입출구형성부재(300)가 형성된 코어부(600)의 일측을 지지하는 제1지지부(711)와, 상기 제1지지부(711)로부터 높이방향으로 연장되어 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입고정되는 제1고정부(712)와, 상기 제1지지부(711)의 일정 영역이 외측방향으로 돌출되는 돌출부(713)와, 상기 돌출부(713)의 일정 영역이 중공되는 중공부(714)를 포함하는 제1사이드 플레이트(710); 및 상기 튜브(610)의 적층방향으로 코어부(600)의 타측을 지지하는 제2지지부(721)와, 상기 제2지지부(721)로부터 높이방향으로 연장되어 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입고정되는 제2고정부(722)를 포함하는 제2사이드 플레이트(720); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환기(1000)는 상기 입출구형성부재(300)가 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 일측에 형성되어 상기 입구파이프(510) 및 출구파이프(520)가 연결되는 매니폴드(400)를 포함하며, 상기 제1사이드 플레이트(710)의 돌출부(713)가 상기 매니폴드(400)와 동일한 면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 중공부(714)는 높이방향으로 복수개가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 열교환기는 제1사이드 플레이트의 돌출부에 중공부가 형성됨으로써 돌출부가 형성된 영역 내부에서 진동 및 소음이 증폭되어 탑승객에 불쾌감을 줄 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 열교환기는 제1사이드 플레이트에 돌출부가 형성되며, 매니폴드와 돌출부가 동일한 면(열교환기 길이방향에 수직한 면)을 형성함으로써 실링부재가 열교환기 주변을 감싸도록 형성되어 공기의 리크를 안정적으로 차단할 수 있으면서도, 돌출부 내부의 공명 현상에 의해 진동 및 소음이 증폭될 수 있는 가능성을 차단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 열교환기는 제1사이드 플레이트를 제조하기 위한 소재를 줄여 생산 단가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 사시도, 분해사시도, 및 정면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 입출구형성부재의 일 예를 나타낸 사시도 및 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 제1사이드 플레이트를 나타낸 사시도 및 단면도.(도 8은 도 7의 AA' 방향 단면도)
도 9는 본 발명에 따른 열교환기의 제2사이드 플레이트를 나타낸 사시도.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200), 입출구형성부재(300), 코어부(600), 제1사이드 플레이트(710), 및 제2사이드 플레이트(720)를 포함하여 형성된다.

상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 구성으로서, 헤더 및 탱크의 결합에 의해 형성될 수 있다.

상기 입출구형성부재(300)는 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200) 일측에 구비되어 열교환매체를 유입 및 배출하는 부재이다.

이 때, 상기 입출구형성부재(300)는 열교환매체가 유입되는 입구파이프(510)와, 열교환매체가 배출되는 출구파이프(520)를 포함한다.

상기 입출구형성부재(300)는 제1헤더탱크(100) 또는 헤더탱크에 구비되어 상기 입구파이프(510) 및 출구파이프(520)가 연결되는 매니폴드(400)를 이용할 수 있으며, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 매니폴드(400)를 이용함으로써 열교환기(1000) 길이방향으로의 길이를 줄일 수 있으며, 실링부재(2000)와의 접합면을 형성함에 따라 공기의 리크(Leak) 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.

더욱 상세하게, 상기 매니폴드(400)는 열교환기(1000)의 일측면 일정 영역을 형성하는 부분으로서, 입구파이프(510) 및 출구파이프(520)와의 연결부분이 열교환기(1000)의 전측 또는 후측(공기 흐름방향)에 형성되어 튜브(610)의 적층방향으로 코어부(600)가 형성가능한 영역을 증대하고, 실링부재(2000)와 접촉가능한 면을 형성하여 공기가 코어부(600)를 통과하지 못하고 열교환기(1000) 외측 부분을 통과하는 리크(Leak) 문제점을 방지한다.

도면에 열교환기(1000)의 길이, 폭 및 높이방향을 표시하였으며, 길이방향은 튜브(610)의 적층방향을 나타내고, 폭방향은 공기의 흐름방향 및 그 반대방향을 나타낸다.

도 2 및 도 3에서, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)가 높이방향으로 상측 및 하측에 형성되며, 상기 입출구형성부재(300)가 상측에 위치한 제1헤더탱크(100)의 일측(도면 좌측)에 형성된 예를 도시하였으나, 이는 일 실시예로, 다양하게 변형될 수 있다.

상기 매니폴드(400)는 다양하게 형성될 수 있으며, 도 5 및 도 6에 그 일예를 나타내었다.

도 5 및 도 6에 도시한 매니폴드(400)는 제1헤더탱크(100)의 일측을 폐쇄하는 입구홀(441) 및 출구홀(442)이 형성된 엔드캡(440)에 고정되는 하부 매니폴드(410)와, 상기 하부 매니폴드(410)와 결합되는 상부 매니폴드(420)로 이루어진다.

도 5 및 도 6에서, 상기 입구홀(441)이 공기 흐름방향으로 후측에, 상기 출구홀(442)이 공기 흐름방향으로 전측에 형성되는 예를 나타내었다.

상기 하부 매니폴드(410) 및 상부 매니폴드(420)는 상기 엔드캡(440)과 고정되는 제1영역(431)(폭방향으로 형성) 및 상기 제1영역(431)의 하면 중 후측(입구홀(441)이 형성된 부분)이 하측에서 전방으로 연장되는 제2영역(432)으로 이루어져 "ㄷ"자 형상을 갖는다.

상기 상부 매니폴드(420)는 상기 하부 매니폴드(410)의 둘레와 결합되되, 전측과 후측이 구획되도록 제1영역(431)의 중앙 부분이 격벽에 의해 서로 결합된다.

즉, 상부 매니폴드(420)는 상기 하부 매니폴드(410)의 출구홀(442)이 형성된 제1영역(431) 중 일부를 통해 출구측 열교환매체 유로를 형성하고, 상기 하부 매니폴드(410)의 입구홀(441)이 형성된 제1영역(431) 및 제2영역(432)을 통해 입구측 열교환매체 유로를 형성한다.

상기 매니폴드(400)(상부 매니폴드(420))는 실링부재(2000)와 접촉되는 부분으로, 상기 제1사이드 플레이트(710)(제2연장부(434))와 동일한 면을 형성하여 실링성을 확보할 수 있도록 평면형태인 것이 바람직하며, 이 때, 입구파이프(510) 및 출구파이프(520)의 연결이 용이하도록 제1연장부(433) 및 제2연장부(434)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1연장부(433)는 상기 출구측 열교환매체 유로를 형성하는 단부(제1영역(431))가 전방으로 연장되어 출구파이프(520)가 연결되며, 상기 제2연장부(434)는 상기 입구측 열교환매체 유로를 형성하는 단부(제2영역(432))가 전방으로 연장되어 입구파이프(510)가 연결된다.

상기 입출구형성부재(300)는 열교환매체의 유입 및 배출 흐름이 그 반대를 형성할수도 있고, 도 5 및 도 6에 도시한 형태 외에도 더욱 다양하게 형성가능하다.

상기 코어부(600)는 튜브(610) 및 핀(620)을 포함하는 구성으로, 상기 튜브(610)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성한다.

상기 튜브(610)는 길이방향으로 나란하게 복수개 형성된다.

상기 핀(620)은 상기 튜브(610) 사이에 개재되어 공기와의 접촉 면적을 증대하여 공기와 튜브(610) 내부의 열교환매체 사이의 열교환성능을 증대한다.

즉, 상기 코어부(600)는 열교환매체와 공기가 열교환되는 부분으로서, 코어부(600)의 형성 면적이 전체 열교환기(1000)의 열교환성능에 큰 영향을 끼친다.

상기 제1사이드 플레이트(710) 및 제2사이드 플레이트(720)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 길이방향으로 상기 코어부(600)의 양측을 각각 지지하는 구성이다.

본 발명에서, 상기 제1사이드 플레이트(710)는 길이방향으로 상기 코어부(600)의 양측 중 상기 입출구형성부재(300)가 형성된 측의 구성을 의미하며, 상기 제2사이드 플레이트(720)는 상기 코어부(600)의 양측 중 상기 입출구형성부재(300)가 형성되지 않은 측의 구성을 의미한다.

더욱 상세하게, 상기 제1사이드 플레이트(710) 및 제2사이드 플레이트(720)의 형태를 설명한다.

상기 제1사이드 플레이트(710)는 튜브(610)의 적층방향(열교환기(1000)의 길이방향)으로 입출구형성부재(300)가 형성된 일측을 지지하는 부분으로서, 도 2에서 좌측 부분에 형성된 예를 나타내었다.

상기 제1사이드 플레이트(710)는 제1지지부(711), 제1고정부(712), 돌출부(713), 및 중공부(714)를 포함하여 형성된다.

이 때, 상기 도 7은 본 발명의 열교환기(1000)에 따른 제1사이드 플레이트(710)를 나타낸 사시도이며, 도 8은 상기 도 7에 표시한 AA'방향 단면도이다.

상기 제1지지부(711)는 상기 튜브(610)의 적층방향으로 상기 코어부(600)의 일측을 지지한다.

상기 제1지지부(711)는 평면 형태이거나, 평면에 볼록 또는 오목한 요철이 높이방향으로 형성된 형태일 수 있다.

상기 제1고정부(712)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입되어 제1사이드 플레이트(710) 전체가 고정되도록 상기 제1지지부(711)로부터 높이방향으로 양측이 각각 연장형성되는 부분이다.

상기 돌출부(713)는 상기 제1지지부(711)의 일정영역이 외측방향(길이방향 중 상기 제1지지부(711)를 기준으로 코어부(600)가 형성된 측의 반대 방향을 의미함)으로 돌출되는 부분이다.

이 때, 상기 제1사이드 플레이트(710)는 상기 제1지지부(711)의 일정 영역이 상기 입출구형성부재(300) 중 매니폴드(400)와 맞닿는 부분으로서, 상기 돌출부(713)는 상기 매니폴드(400)의 장착 위치를 제외한 나머지 부분이 외측방향으로 돌출된다.

상기 돌출부(713)는 상기 매니폴드(400)와 함께 동일한 면을 형성하는 부분으로서, 상기 돌출부(713) 및 매니폴드(400)의 동일 면은 실링부재(2000)와 접촉된다.

본 발명에 따른 열교환기(1000)는 공조케이스와의 사이에 공기의 리크를 방지하기 위한 실링부재(2000)가 구비되므로, 상기 돌출부(713) 및 매니폴드(400)가 형성하는 동일한 면과 실링부재(2000)가 서로 접촉됨으로써 열교환기(1000)를 통과하는 공기가 리크(Leak)될 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.

특히, 공기는 열교환기(1000) 내부를 유동하는 열교환매체와 열교환되어 차량 실내로 공급되는 매체로서, 열교환이 유발되는 유효 영역(튜브(610) 및 핀(620)을 포함하는 코어부(600) 영역)을 통과해야 한다.

즉, 본 발명에 따른 열교환기(1000)는 상기 제1사이드 플레이트(710)에 돌출부(713)가 형성됨으로써, 돌출부(713) 및 매니폴드(400)가 열교환기(1000)의 길이방향에 수직한 하나의 면을 형성함으로써 실링부재(2000)가 상기 매니폴드(400) 및 돌출부(713)에 접촉되고, 공기의 리크를 안정적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

상기 중공부(714)는 상기 돌출부(713)의 일정 영역이 중공되는 부분으로서, 상기 중공부(714)는 하나 이상이 형성되며, 이 때, 복수개가 높이방향으로 형성될 수 있다.

이를 통해, 돌출부(713)에 의해 형성되는 내부 공간이 매니폴드(400) 등에 의해 전달되는 진동 및 소음을 증폭하는 것을 미연에 방지하고, 제1사이드 플레이트(710)를 제조하기 위한 소재 비용을 저감할 수 있다.

더욱 상세하게, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1사이드 플레이트(710)의 돌출부(713)가 형성됨으로써 생산 단가를 절감할 수 있으며, 진동 및 소음이 증폭되어 탑승객에게 전달됨으로써 유발될 수 있는 불쾌감을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기 제2사이드 플레이트(720)는 상기 제1사이드 플레이트(710)와 함께 상기 코어부(600)를 지지하는 부분으로서, 상기 튜브(610)의 적층방향으로 코어부(600)의 타측을 지지한다.

상기 제2지지부(721)는 평면 형태이거나, 평면에 볼록 또는 오목한 요철이 높이방향으로 형성된 형태일 수 있다.

상기 제2고정부(722)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입되어 제2사이드 플레이트(720) 전체가 고정되도록 상기 제2지지부(721)로부터 높이방향으로 양측이 각각 연장형성되는 부분이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 본 발명의 열교환기
100 : 제1헤더탱크 200 : 제1헤더탱크
300 : 입출구형성부재
400 : 매니폴드
410 : 하부 매니폴드 420 : 상부 매니폴드
431 : 제1영역 432 : 제2영역
433 : 제1연장부 434 : 제2연장부
440 : 엔드캡 441 : 입구홀
442 : 출구홀
510 : 입구파이프 520 : 출구파이프
600 : 코어부
610 : 튜브 620 : 핀
710 : 제1사이드 플레이트 711 : 제1지지부
712 : 제1고정부 713 : 돌출부
714 : 중공부
720 : 제2사이드 플레이트 721 : 제2지지부
722 : 제2고정부
2000 : 실링부재

Claims

일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200);
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 구비되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(510) 및 배출되는 출구파이프(520)를 포함하는 입출구형성부재(300);
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하는 튜브(610)와, 상기 튜브(610) 사이에 구비되는 핀(620)을 포함하는 코어부(600);
상기 튜브(610)의 적층방향으로 입출구형성부재(300)가 형성된 코어부(600)의 일측을 지지하는 제1지지부(711)와, 상기 제1지지부(711)로부터 높이방향으로 연장되어 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입고정되는 제1고정부(712)와, 상기 제1지지부(711)의 일정 영역이 외측방향으로 돌출되는 돌출부(713)와, 진동 및 소음이 증폭되는 것을 방지하도록 상기 돌출부(713)의 일정 영역이 중공되는 중공부(714)를 포함하는 제1사이드 플레이트(710);
상기 튜브(610)의 적층방향으로 코어부(600)의 타측을 지지하는 제2지지부(721)와, 상기 제2지지부(721)로부터 높이방향으로 연장되어 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 삽입고정되는 제2고정부(722)를 포함하는 제2사이드 플레이트(720); 및
상기 입출구형성부재(300)가 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 일측에 형성되어 상기 입구파이프(510) 및 출구파이프(520)가 연결되며, 외측면이 평면인 매니폴드(400);를 포함하고,
상기 돌출부(713)는 상부에 상기 매니폴드(400)가 인접하게 배치된 상태에서 상기 매니폴드(400)와 동일한 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 중공부(714)는 높이방향으로 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.