KR101817594B1 - 차량용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 라디에이터 탱크에 관한 것으로, 열교환매체가 흐르는 튜브와 상기 튜브의 양단에 구비되는 헤더플레이트(20) 및 상기 헤더플레이트(20)와 조립되는 탱크(30)와 상기 튜브와 튜브사이에 설치되는 방열핀을 포함하는 차량용 열교환기에 있어서, 상기 탱크(30)는 일측이 편심되도록 배치되는 편심발생부(31)를 포함하고, 상기 편심발생부(31)에 의해 발생되는 편심을 해소하기 위한 이탈방지부재(32)가 구비된 것에 그 기술적 특징이 있다.
상기와 같은 구조에 의해 본 발명은 차량용 라디에이터 탱크의 조립공정을 보다 안정적이고 수월하게 수행할 수 있다.

Description

차량용 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤더플레이트와의 조립 공정을 간편하고 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진룸 내부에는 엔진이 과열되는 것을 방지하기 위한 열교환기 및 차량의 실내공간을 쾌적하게 유지하기 위한 공기조화기 등이 구비되어 있는데, 이 열교환기의 종류로는 엔진 냉각용 라디에이터, 저온라디에이터, 인터쿨러 등이 있다.

이러한 열교환기는 최근 전기차/소형차 개발이 활발하게 진행됨에 따라 좁은 엔진 룸의 레이아웃(Layout) 내에 배치되는 경우가 많아지고, 이로 인해 열교환기의 탱크를 다양하게 설계 변경하고 있는데, 이러한 예로서 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 편심된 형태의 탱크(2), 즉 냉각수 주입부 또는 커넥터파이프 등과 같은 중량이 한쪽으로 치우친 형태의 편심발생부(4)가 형성되거나 기형적 형상의 탱크(2)가 사용되고 있으며, 이와 같은 중량이 편심되거나 특이한 형상의 탱크(2)는 점차적으로 그 수요가 증가할 것으로 예상된다.

상기와 같이 중량이 한쪽으로 편중된 형태의 탱크(2)는 헤더플레이트(6)와의 조립을 위해 이송될 때 도 2(a, b)에 도시된 바와 같이 상기 편심발생부(4) 때문에 무게가 한쪽으로 편심된 상태로 이송되고, 이 경우 탱크(2)가 이송과정에서 유동되어 탱크(2)의 원활하고 안정적인 이송이 저해될 뿐만 아니라 심한 경우 탱크(2)가 헤더플레이트(6)로부터 이탈되어 이송레일(R)로부터 낙하되는 경우도 발생된다.

또한 탱크(2)를 헤더플레이트(6)와 조립하기 위해 클램핑(clamping) 공정을 수행하게 되는데, 이 클램핑 과정에서도 탱크의 자세가 안정적으로 유지되지 않아 작업성이 저하되는 문제점도 있는데, 이처럼 탱크(2)가 클램핑 과정에서 안정적으로 고정되지 않으면, 헤더플레이트(6)와 탱크(2) 사이의 가스켓을 균일하게 누르지 못하기 때문에 리크가 발생하는 문제가 있다.

이는 결국, 차량용 탱크의 조립성과 작업성을 상대적으로 저하시키는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 헤더플레이트와의 조립 공정에 따른 이송 및 클램핑 작업시 그 위치 상태를 보다 견고하고 안정적으로 유지할 수 있는 차량용 열교환기를 제공하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 차량용 열교환기는, 열교환매체가 흐르는 튜브와 상기 튜브의 양단에 구비되는 헤더플레이트 및 상기 헤더플레이트와 조립되는 탱크와 상기 튜브와 튜브사이에 설치되는 방열핀을 포함하는 차량용 열교환기에 있어서, 상기 탱크는 일측이 편심되도록 배치되는 편심발생부를 포함하고, 상기 편심발생부에 의해 발생되는 편심을 해소하기 위한 이탈방지부재가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.

본 발명에 따르면 편심 구조로 이루어진 열교환기에 구비되는 수지재의 탱크에 이탈방지부재를 형성함으로서, 이에 의해 헤더플레이트에 걸림 지지된 상태가 그대로 유지될 수 있기 때문에 이송과정 중 탱크가 레일로부터 이탈되는 것이 방지되며, 또한 클램핑 작업시 탱크의 자세가 안정적으로 유지되어 중량의 불균형에 따른 작업성이 저하되는 것을 간편하고 효율적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 이탈방지부재가 연결부와 걸림부 및 만곡부를 포함하는 구조로 이루어져 있어 클램핑 작업시 탱크와 헤더플레이트의 결합상태가 보다 안정적이고 견고하게 유지될 수 있다.

이에 더하여 본 발명은 이탈방지부재에 의해 탱크의 설계 자유도를 높일 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 열교환기를 도시한 사시도,
도 2(a, b)는 종래의 차량용 열교환기의 편심 발생의 예를 보인 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 탱크를 도시한 사시도,
도 4(a, b)는 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 탱크에 마련되어 있는 이탈방지부재를 확대 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 열교환기의 탱크가 헤더플레이트에 걸림 지지된 상태를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 열교환기가 헤더플레이트에 걸림 지지되어서 클램핑된 상태를 도시하는 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 열교환기에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 각 도면에 있어서 구성품들의 구조는 본 발명에 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 열교환기를 도시한 사시도로서, 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 열교환매체가 흐르는 튜브와 상기 튜브의 양단에 구비되는 헤더플레이트(20) 및 상기 헤더플레이트(20)와 조립되는 탱크(30)와 상기 튜브와 튜브사이에 설치되는 방열핀을 포함하는 차량용 열교환기에 있어서, 상기 탱크(30)는 일측이 편심되도록 배치되는 편심발생부(31)를 포함하고, 상기 편심발생부(31)에 의해 발생되는 편중을 해소하기 위한 이탈방지부재(32)를 포함한다.

이탈방지부재(32)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 차량용 열교환기의 탱크에 연결되는 연결부(32a)와, 이 연결부(32a)에 연결되어 형성되며 헤더플레이트(20)에 걸림 지지되는 걸림부(32b)를 포함한다.

연결부(32a)는 탱크(30)에 부착되는 것으로 그 끝단에는 걸림부(32b)가 부착되는데, 이 연결부(32a)는 편심발생부(31)에 의해 가해지는 편하중에 충분히 견딜 수 있는 정도의 강성과 유연성을 가질 수 있도록 설계된다.

연결부(32a)의 끝단에 연결 설치되는 걸림부(32b)는 앞서 설명한 바와 같이 헤더플레이트(20)에 걸림되는 부분으로서 헤드 플레이트(20)의 측면부에 걸림상태가 그대로 유지되는 구조로 이루어지는 것이 바람직한데, 이를 위해 본 발명에서는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 탱크(30)의 측면에서 걸림부(32b)까지의 거리(L1)는 탱크(30) 측면에서 헤더플레이트(20)의 외측면까지의 거리(L2)보다 작거나 크게 형성되는 것이 바람직하며, 이때 연결부(32a)와 걸림부(32b) 사이에 내측으로 만곡되는 만곡부(32c)를 형성하고 이 만곡부(32c)의 하부 부분은 원형으로 형성하며, 결과적으로 전체적 형상은 물방울 형상이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 연결부(32a)와 걸림부(32b) 사이에 내측으로 만곡되어 이루어진 만곡부(32c)가 형성되어 있기 때문에 이에 의해 걸림부(32b)에 수축력(tension)이 발생되며, 이에 따라 걸림부(32b)를 헤더플레이트의 측면에 걸게 되면 이 수축력에 의해 걸림부(32b)가 헤더플레이트(20)에 밀착되고, 이에 의해 탱크(30)와 헤더플레이트(20) 간의 결합상태가 견고하게 유지된다.

그리고 상술한 바와 같은 구조로 이루어진 이탈방지부재(32)는 편심발생부(31)가 위치되는 반대편에 위치되면서 편심 하중을 지지하게 되는데, 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 편심 하중의 작용점과 이탈방지부재(32)에 가해지는 응력 및 재질 등을 고려하여 이탈방지부재(32)의 설치위치는 탱크(30)의 끝단으로부터 약 40 - 60mm의 범위의 거리(d)에 설치되는 것이 바람직하며, 50mm 정도의 위치에 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 라디에이터 탱크(30)가 헤더플레이트(20)에 걸림 지지된 상태를 도시한 사시도로서, 본 발명은 이탈방지부재(32)가 상기와 같은 구조로 이루어져 있기 때문에 이 도면에 도시된 바와 같이 탱크(30)가 레일(R)상에서 이송될 때 이탈방지부재(32)가 헤더플레이트(20)에 걸린 상태로 이송되기 때문에 탱크(30)가 헤더플레이트(20)에 결합된 상태가 그대로 유지되어 레일(R)로부터 탱크(30)가 이탈되지 않는다.

상기와 같이 탱크(30)가 헤더플레이트(20)에 결합된 상태로 이송되고 나면 이 이송된 탱크(30)와 헤더플레이트(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 헤더플레이트(20)의 탭(22)이 몸체부(30) 쪽으로 절곡되어 고정되는 클램핑 공정이 이루어지며, 이 과정에서도 이탈방지부재(32)에 의해 탱크(30)가 헤더플레이트(20)에 결합된 상태가 그대로 유지되고 이에 의해 탱크(30)의 평형상태가 이루어지기 때문에 작업자가 클램핑 작업을 위해 탱크(30)의 위치나 균형을 잡지 않고도 쉽게 클램핑 작업을 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 이탈방지부재(32)가 구비되어 있어 편심 구조를 가지는 라디에이터 탱크(30)가 헤더플레이트(20) 상에서 안정되고 견고하게 유지되고, 이에 의해 열교환기의 조립 공정에 따른 이송은 물론 클램핑 작업시에도 헤더플레이트(20)에 대한 탱크(30)의 자세가 안정적으로 유지되며, 그 결과 작업효율이 향상된다.

또한 본 발명은 이탈방지부재(32)를 탱크(30)의 특정 부품(냉각수 주입구 및 커넥터파이프 등)이 성형되지 않는 부분인 편심발생부(31)의 반대쪽에 배치함으로써 열교환기용 탱크(30)의 성형을 위한 금형 설계 및 제작의 복잡성을 줄일 수 있다.

이에 더하여 본 발명은 최근 증가하는 특이한 형상의 탱크(30)라 하더라도 이탈방지부재(32)에 의해 탱크(30)와 헤더플레이트(20) 사이의 결합상태가 안정되고 견고하게 유지됨으로써 편심발생부(31)의 발생 여부에 구애 받지 않고 열교환기의 헤더와 탱크(30)를 설계할 수 있기 때문에 그 설계 자유도가 높아질 수 있다.

20: 헤더플레이트 22: 탭
30: 탱크 31: 편심발생부
32: 이탈방지부재 32a: 연결부
32b: 걸림부 32c: 만곡부
L1, L2: 길이

Claims (4)

1. 열교환매체가 흐르는 튜브와 상기 튜브의 양단에 구비되는 헤더플레이트(20) 및 상기 헤더플레이트(20)와 조립되는 탱크(30)와 상기 튜브와 튜브사이에 설치되는 방열핀을 포함하는 차량용 열교환기에 있어서,
   상기 탱크(30)는 일측이 편심되도록 배치되는 편심발생부(31)를 포함하고, 상기 편심발생부(31)에 의해 발생되는 편중을 해소하기 위한 이탈방지부재(32)가 구비며,
   상기 편심발생부(31)는 상기 탱크(30)의 일단 일측면에 돌출 형성되고;
   상기 이탈방지부재(32)는 상기 탱크(30)의 타단에 위치되면서 상기 편심발생부(31)가 돌출 형성된 면의 반대쪽 측면에 형성됨으로써 상기 편심발생부(31)의 대각선상에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이탈방지부재(32)는 상기 탱크(30)에 연결되는 연결부(32a)와, 상기 연결부(32a)의 끝단에 설치되는 걸림부(32b) 및 상기 연결부(32a)와 걸림부(32b) 사이에 내측으로 만곡되어 형성되는 만곡부(32c)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
   
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 탱크(30)의 측면에서 상기 걸림부(32b)까지의 거리(L1)는 상기 탱크(30)의 측면에서 상기 헤더플레이트(20)의 외측면까지의 거리(L2)보다 작거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.

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