KR102148712B1 - Regenerator for vehicle - Google Patents

Regenerator for vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR102148712B1
KR102148712B1 KR1020140135284A KR20140135284A KR102148712B1 KR 102148712 B1 KR102148712 B1 KR 102148712B1 KR 1020140135284 A KR1020140135284 A KR 1020140135284A KR 20140135284 A KR20140135284 A KR 20140135284A KR 102148712 B1 KR102148712 B1 KR 102148712B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inner case
plate
heat storage
heat
shaped tube
Prior art date
Application number
KR1020140135284A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160041451A (en
Inventor
구중삼
신현근
오광헌
전영하
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020140135284A priority Critical patent/KR102148712B1/en
Priority to CN201580039296.0A priority patent/CN106536884B/en
Priority to PCT/KR2015/006032 priority patent/WO2016010266A1/en
Priority to EP15821457.7A priority patent/EP3170998B1/en
Priority to US15/327,132 priority patent/US10309364B2/en
Publication of KR20160041451A publication Critical patent/KR20160041451A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102148712B1 publication Critical patent/KR102148712B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/10Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat accumulator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

본 발명은 차량용 축열기에 관한 것으로, 상판과 하판으로 이루어진 판형 튜브가 다수 적층되어 열교환기가 구성되고, 그 열교환기와 내측케이스 사이에 열저장물질이 충진되며, 내측케이스를 진공단열재가 감싸고, 그 외측으로 외측케이스가 마련되는 구조로 이루어진다. 열교환 성능 및 축열 성능이 향상된다.The present invention relates to a vehicle heat storage device, wherein a plurality of plate-shaped tubes made of an upper plate and a lower plate are stacked to constitute a heat exchanger, and a heat storage material is filled between the heat exchanger and the inner case, and the inner case is wrapped by a vacuum insulating material, and It consists of a structure in which the outer case is provided. Heat exchange performance and heat storage performance are improved.

Description

차량용 축열기{Regenerator for vehicle}Regenerator for vehicle {Regenerator for vehicle}

본 발명은 차량용 축열기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 및 배기가스의 열을 냉각수를 이용하여 회수/저장하였다가 냉간 시동 및 난방에 사용할 수 있도록 하는 차량용 축열기에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heat storage device, and more particularly, to a vehicle heat storage device capable of recovering/storing heat from an engine and exhaust gas using coolant and then using it for cold starting and heating.

차량의 엔진은 연료를 연소시켜 발생한 열에너지를 기계적 에너지로 전환하는 기관이다.The engine of a vehicle is an engine that converts heat energy generated by burning fuel into mechanical energy.

그러나, 엔진 자체에서 발산되는 열 및 연소 배기가스의 형태로 배출되는 열 에 의해 많은 양의 에너지 손실이 발생하므로 이러한 폐열 에너지를 냉각수를 이용하여 흡수하고, 이를 난방에 이용하고 있다.However, since a large amount of energy is lost by heat emitted from the engine itself and heat discharged in the form of combustion exhaust gas, such waste heat energy is absorbed by using cooling water and used for heating.

그런데, 엔진이 충분히 가열되기 전에는 냉각수의 온도가 낮아서 폐열의 활용도가 낮으므로, 축열기를 이용하여 엔진 및 배기가스의 열을 흡수하여 두었다가 냉간 시동 성능을 향상시키고 시동 초기의 즉시 난방이 가능하도록 하는 기술이 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허출원 제10-2014-0091203호와 같이 개발되었다.However, before the engine is sufficiently heated, the temperature of the coolant is low, so the utilization of waste heat is low. Therefore, the heat from the engine and exhaust gas is absorbed by using a regenerator to improve the cold start performance and to enable immediate heating at the beginning of the start. The technology was developed in the same manner as Korean Patent Application No. 10-2014-0091203, which is the prior application of the present applicant.

상기 선행기술은 축열기를 주요 구성으로 포함하는바, 축열기의 성능이 냉간 시동 성능과 즉시 난방 성능을 좌우하게 되므로 보다 축열 성능이 우수한 다양한 구조의 축열기 개발이 요구되고 있다.Since the prior art includes a heat storage device as a main component, since the performance of the heat storage device determines the cold start performance and the immediate heating performance, it is required to develop a heat storage device having a variety of structures having superior heat storage performance.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구에 의하여 발명된 것으로, 축열 및 열교환 성능이 보다 우수한 새로운 구조의 차량용 축열기를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in response to the above requirements, and an object of the present invention is to provide a vehicle heat storage device having a new structure that has better heat storage and heat exchange performance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각수가 경유하는 열교환기와, 상기 열교환기가 수용되는 내측케이스와, 상기 열교환기와 내측케이스 사이에 충진되는 열저장물질과, 상기 내측케이스를 수용하는 외측케이스 및 상기 내측케이스와 외측케이스 사이에 형성된 단열공간을 포함하고, 상기 열교환기는 상판과 하판으로 이루어진 판형 튜브가 상호 연통되는 상태로 다수 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a heat exchanger through which cooling water passes, an inner case accommodating the heat exchanger, a heat storage material filled between the heat exchanger and the inner case, and an outer case accommodating the inner case And a heat insulating space formed between the inner case and the outer case, wherein the heat exchanger is formed by stacking a plurality of plate-shaped tubes made of an upper plate and a lower plate in a state in which they communicate with each other.

상기 판형 튜브의 사이에 냉각핀이 형성된다.Cooling fins are formed between the plate-shaped tubes.

상기 판형 튜브의 상판과 하판에 유입구와 배출구를 포함하는 연결부가 돌출 형성되고, 상측 판형 튜브와 하측 판형 튜브는 상기 연결부가 상호 연결되는 구조로 적층된다.A connecting portion including an inlet and an outlet is protruded from the upper plate and the lower plate of the plate-shaped tube, and the upper plate-shaped tube and the lower plate-shaped tube are stacked in a structure in which the connection portions are interconnected.

상기 판형 튜브에는 상기 유입구와 배출구 사이를 차단하는 배플이 형성된다.A baffle is formed in the plate-shaped tube to block between the inlet and the outlet.

상기 판형튜브에서 배플에 의해 구획된 양측 공간에 냉각수 흐름과 충돌하는 다수의 원형비드가 형성된다.In the plate-shaped tube, a plurality of circular beads colliding with the flow of cooling water are formed in both spaces partitioned by baffles.

상기 판형튜브에서 배플에 의해 구획된 양측 공간의 연결부에 냉각수 흐름을 부드럽게 유도해주는 곡선비드가 형성된다.Curved beads for smoothly guiding the flow of coolant are formed at the connection portions of the spaces on both sides of the plate-shaped tube divided by baffles.

상기 판형튜브의 상판과 하판에 각각 탭과 탭이 삽입되는 고정홈이 형성된다.Fixing grooves into which tabs and tabs are inserted are formed in the upper plate and the lower plate of the plate-shaped tube, respectively.

상기 열교환기의 상면에 유입구 및 배출구와 연결되는 파이프 삽입공이 형성된 암플랜지가 장착되고, 상기 내측케이스의 상부 개구부를 커버하는 내측케이스커버의 저면에 입구관과 출구관을 구비한 수플랜지가 형성되며, 상기 암플랜지와 수플랜지는 내측케이스커버 조립시 상호 결합되어 냉각수 유입경로와 배출경로를 형성한다.An female flange having a pipe insertion hole connected to the inlet and outlet is mounted on the upper surface of the heat exchanger, and a male flange having an inlet pipe and an outlet pipe is formed on the bottom of the inner case cover covering the upper opening of the inner case. , The female flange and the male flange are coupled to each other when assembling the inner case cover to form a cooling water inflow path and a discharge path.

상기 암플랜지와 수플랜지의 접촉면 사이와, 입구관 및 출구관과 그에 대응되는 파이프 삽입공의 접촉면 사이에 각각 오링이 설치된다.O-rings are respectively installed between the contact surfaces of the female flange and the male flange, and between the contact surfaces of the inlet pipe and the outlet pipe and the corresponding pipe insertion holes.

상기 입구관과 출구관이 인접 배치되어 내측케이스커버를 감싸는 진공단열재커버에 입구관과 출구관으로 인한 비단열면적이 감소된다.The inlet pipe and outlet pipe are disposed adjacent to each other to reduce the non-insulating area due to the inlet pipe and the outlet pipe in the vacuum insulating material cover surrounding the inner case cover.

상기 열저장물질은 PCM(Phase change material; 상변화물질)을 사용할 수 있다.The heat storage material may be a phase change material (PCM).

상기 내측케이스와 외측케이스 사이의 단열공간에 내측케이스를 둘러싸는 진공단열재가 설치된다.A vacuum insulator surrounding the inner case is installed in the insulating space between the inner case and the outer case.

상기 내측케이스의 외주 표면에 진공단열재의 내주 표면에 접촉되는 리브가 돌출 형성된다.Ribs contacting the inner circumferential surface of the vacuum insulating material are protruded on the outer circumferential surface of the inner case.

상기 내측케이스의 외주 표면에 외측케이스의 내주 표면에 접촉되는 리브가 돌출 형성된다.Ribs contacting the inner peripheral surface of the outer case are protruded on the outer peripheral surface of the inner case.

상기 리브는 다수의 가로부재 및 세로부재가 교차하여 격자 형상을 이룰 수 있다.The rib may form a lattice shape by intersecting a plurality of horizontal members and vertical members.

상기 내측케이스의 저면에 열저장물질을 주입하기 위한 주입구가 관통 형성된다.An injection hole for injecting a heat storage material is formed through the bottom of the inner case.

상기 주입구는 열저장물질의 주입이 완료된 후, 스크류가 체결되어 봉쇄된다.After the injection of the heat storage material is completed, the injection port is closed by fastening a screw.

상기 외측케이스의 상부 개구부를 덮는 외측케이스커버에는 입구관과 출구관이 각각 관통되는 파이프홀이 형성된다.The outer case cover covering the upper opening of the outer case is formed with a pipe hole through which the inlet pipe and the outlet pipe respectively pass.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래의 축열기와는 다른 새로운 구조의 축열기가 제공된다.According to the present invention as described above, a heat storage device having a new structure different from the conventional heat storage device is provided.

상기 축열기는 전술한 바와 같이 보다 향상된 열교환 성능 및 축열 성능을 가지므로 차량의 냉각수 라인에 설치되었을 때 냉각수로부터 많은 양의 열을 흡수하고, 장시간 보관할 수 있으며, 필요할 때 많은 양의 열을 냉각수로 방출할 수 있다.Since the heat storage device has improved heat exchange performance and heat storage performance as described above, it absorbs a large amount of heat from the cooling water when installed in the cooling water line of the vehicle, and can be stored for a long time, and when necessary, a large amount of heat is converted into Can be released.

따라서, 냉간 시동 성능과 즉시 난방 성능이 보다 향상되는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that the cold start performance and the immediate heating performance are further improved.

도 1은 본 발명에 따른 축열기의 사용 상태 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 축열기의 구성을 나타낸 전개 사시도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 열교환기의 사시도.
도 4는 상기 열교환기를 구성하는 판형 튜브의 사시도.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도로서, 판형 튜브의 단면도이고, 동일한 구조의 판형 튜브가 적층된 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4의 A부 확대도로서, 판형 튜브의 상판과 하판의 결합부 구조를 도시한 사시도.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도로서, 판형 튜브의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 8은 상기 열교환기가 내장된 내측케이스의 사시도.
도 9는 상기 내측케이스의 커버를 뒤집어 도시한 사시도.
도 10은 상기 내측케이스를 뒤집어 도시한 사시도.
도 11은 상기 내측케이스가 진공단열재로 감싸여진 상태를 도시한 사시도.
도 12는 상기 내측케이스와 진공단열재가 내장된 외측케이스의 사시도.
1 is an exemplary view in use of a heat storage device according to the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a heat storage device according to the present invention.
3 is a perspective view of a heat exchanger that is one configuration of the present invention.
4 is a perspective view of a plate tube constituting the heat exchanger.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG. 4, which is a cross-sectional view of a plate-shaped tube, showing a state in which plate-shaped tubes of the same structure are stacked.
6 is an enlarged view of part A of FIG. 4, and is a perspective view showing a structure of a coupling part between an upper plate and a lower plate of the plate-shaped tube.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 4, showing the inner side of the plate-shaped tube.
8 is a perspective view of an inner case in which the heat exchanger is incorporated.
9 is a perspective view showing the cover of the inner case upside down.
Figure 10 is a perspective view showing the inner case upside down.
11 is a perspective view showing a state in which the inner case is wrapped with a vacuum insulating material.
12 is a perspective view of the inner case and the outer case in which the vacuum insulation material is embedded.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The thickness of the lines or the size of components shown in the accompanying drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intentions or precedents of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 축열기의 사용 상태 예시도로서, 도시된 바와 같이, 축열기(100)는 엔진(10)과 배기열회수장치(20) 및 히터(30)를 연결하는 냉각수 라인중 배기열회수장치(20)와 히터(30)를 연결하는 라인에 병렬로 설치된다. 그 분기점에는 쓰리웨이밸브(40)가 설치되어, 냉각수가 직접 히터(30)로 유입되는 라인과 축열기(100)를 거치는 라인을 선택적으로 개폐할 수 있도록 되어 있다.1 is an exemplary view of a state of use of a heat accumulator according to the present invention. As shown, the heat accumulator 100 is an exhaust heat among the coolant lines connecting the engine 10 and the exhaust heat recovery device 20 and the heater 30. It is installed in parallel on the line connecting the recovery device 20 and the heater 30. A three-way valve 40 is installed at the branch point so as to selectively open and close a line through which coolant directly flows into the heater 30 and a line passing through the heat accumulator 100.

따라서, 냉각수의 온도가 높을 때 축열기(100) 라인을 개방하여 축열기(100)에 열을 저장하고, 이후 엔진 장시간 정지 후, 엔진이 다시 시동될 때 축열기(100) 라인을 다시 개방하여 축열기(100)에 저장된 열을 히터(30) 및 엔진(10)으로 보내 냉간 시동이나 즉시 난방에 이용할 수 있다.Therefore, when the temperature of the coolant is high, the heat accumulator 100 line is opened to store heat in the accumulator 100, and after the engine is stopped for a long time, the accumulator 100 line is opened again when the engine is restarted. The heat stored in the heat accumulator 100 can be sent to the heater 30 and the engine 10 and used for cold start or immediate heating.

상기 도시된 예는 배기열을 회수하는 경우의 예이나, 배기열회수장치(20)가 적용되지 않은 통상적인 엔진-히터 냉각수라인에서도 히터로의 냉각수 유입라인과 축열기를 병렬로 설치하면 엔진 열을 흡수/저장하였다가 동일한 방식으로 사용할 수 있다.The example shown above is an example of recovering exhaust heat, but even in a typical engine-heater cooling water line to which the exhaust heat recovery device 20 is not applied, engine heat is absorbed by installing a coolant inlet line to the heater and a heat accumulator in parallel. /Save and use in the same way.

도 2는 본 발명에 따른 축열기의 구성을 나타낸 전개 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축열기(100)는 냉각수가 경유하는 열교환기(110), 열교환기(110)가 수용되는 내측케이스(120), 열교환기(110)와 내측케이스(120) 사이에 충진되는 열저장물질, 내측케이스(120)를 수용하는 외측케이스(140), 내측케이스(120)와 외측케이스(140) 사이에 형성된 단열공간을 포함한다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the heat storage device according to the present invention, as shown, the heat storage device 100 according to the present invention is a heat exchanger 110, the heat exchanger 110 via the cooling water is received The inner case 120, the heat storage material filled between the heat exchanger 110 and the inner case 120, the outer case 140 accommodating the inner case 120, the inner case 120 and the outer case 140 It includes an insulating space formed between.

상기 열교환기(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 판형 튜브(111)가 다수 적층되어 구성된다. 열교환기(110)는 단열시 외부와의 열교환 면적을 최소화하기 위해서 원통형으로 제작한다. 따라서, 상기 판형 튜브(111)는 원판 형상을 가진다. 다수의 판형 튜브(111)는 적층 상태에서 상호 연통되어 냉각수가 모든 판형 튜브(111)를 유통할 수 있도록 되어 있다.The heat exchanger 110 is configured by stacking a plurality of plate-shaped tubes 111 as shown in FIG. 3. The heat exchanger 110 is manufactured in a cylindrical shape to minimize the heat exchange area with the outside during insulation. Therefore, the plate-shaped tube 111 has a disk shape. The plurality of plate-shaped tubes 111 communicate with each other in a stacked state so that cooling water can flow through all the plate-shaped tubes 111.

도 4 내지 도 7을 참조하여 판형 튜브(111)의 구조를 설명한다. 도시된 바와 같이, 판형 튜브(111)는 상판(111a)과 하판(111b)이 상호 접합되어 이루어진다. 상판(111a)과 하판(111b)의 테두리 부분은 브레이징(brazing ; 경납땜)을 통해 상호 접합된다.The structure of the plate-shaped tube 111 will be described with reference to FIGS. 4 to 7. As shown, the plate-shaped tube 111 is formed by bonding the upper plate 111a and the lower plate 111b to each other. The rim portions of the upper plate 111a and the lower plate 111b are bonded to each other through brazing.

상판(111a)과 하판(111b)의 사이에는 공간이 형성되어 있어서 냉각수가 유동할 수 있도록 되어 있다. 상판(111a)과 하판(111b)에는 각각 원형의 연결부(111c)가 돌출 형성되어 있다.A space is formed between the upper plate 111a and the lower plate 111b so that the coolant can flow. Circular connection portions 111c are formed on the upper plate 111a and the lower plate 111b, respectively.

연결부(111c)는 상호 인접한 좌우 한 쌍으로 형성되어 일측은 냉각수 유입구(111ca)로 사용되고, 타측은 냉각수 배출구(111cb)로 사용된다.The connection part 111c is formed as a pair of left and right adjacent to each other, so that one side is used as a cooling water inlet 111ca, and the other side is used as a cooling water outlet 111cb.

판형 튜브(111) 적층시에는 상측 판형 튜브와 하측 판형 튜브의 대응되는 연결부(111c)가 상호 결합된다. 이를 위해 유입구(111ca)와 배출구(111cb) 중 어느 한쪽에 삽입단(111cc)이 돌출 형성되어 판형 튜브(111) 적층시 대응되는 연결부(111c) 부분에 삽입 결합될 수 있도록 되어 있다. 서로 연결되는 연결부(111c)의 사이는 브레이징되어 누수를 방지한다.When the plate-shaped tube 111 is stacked, the corresponding connection portions 111c of the upper plate-shaped tube and the lower plate-shaped tube are coupled to each other. To this end, the insertion end 111cc is protruded at one of the inlet 111ca and the outlet 111cb, so that the plate-shaped tube 111 can be inserted into the corresponding connection part 111c when the plate-shaped tube 111 is stacked. Between the connection portions 111c connected to each other are brazed to prevent leakage.

한편, 상기 연결부(111c)의 돌출 높이로 인해 적층된 상/하 판형 튜브(111)의 사이에는 공간이 존재하게 되며, 이 공간에는 판형 튜브(111)의 열교환 면적을 증가시키기 위한 냉각핀(112)이 형성된다. 냉각핀(112)은 상측 판형 튜브 또는 하측 판형 튜브 또는 양자 모두에 형성될 수 있으며, 냉각핀(112)의 사이사이에 빈 공간이 존재한다.On the other hand, due to the protruding height of the connection part 111c, a space exists between the stacked upper/lower plate-shaped tubes 111, and in this space, cooling fins 112 for increasing the heat exchange area of the plate-shaped tube 111 ) Is formed. The cooling fins 112 may be formed in an upper plate-shaped tube or a lower plate-shaped tube, or both, and an empty space exists between the cooling fins 112.

상판(111a)과 하판(111b)을 상호 접합 고정할 때 상판(111a)과 하판(111b)이 서로 가고정 상태를 유지할 수 있도록 상판(111a)과 하판(111b)에는 탭(111da)과 고정홈(111db)이 형성된다. 탭(111da)과 고정홈(111db)은 상판(111a)과 하판(111b)의 테두리 부분에 복수개 형성되고, 상판(111a)과 하판(111b) 양측에 번갈아 형성될 수 있다. 탭(111da)이 고정홈(111db)에 삽입되어 상판(111a)과 하판(111b)이 가고정 상태를 유지하므로 브레이징 작업을 용이하게 실시할 수 있다.When the upper plate 111a and the lower plate 111b are bonded and fixed to each other, the upper plate 111a and the lower plate 111b are provided with a tab 111da and a fixing groove so that the upper plate 111a and the lower plate 111b can be temporarily fixed to each other. (111db) is formed. A plurality of tabs 111da and fixing grooves 111db are formed on the edges of the upper plate 111a and the lower plate 111b, and may be alternately formed on both sides of the upper plate 111a and the lower plate 111b. The tab 111da is inserted into the fixing groove 111db so that the upper plate 111a and the lower plate 111b are temporarily fixed, so that the brazing operation can be easily performed.

한편, 상판(111a)과 하판(111b)에는 판형 튜브(111)의 내측 공간을 향해 배플(112a), 원형비드(112b), 곡선비드(112c)가 돌출 형성된다.On the other hand, a baffle 112a, a circular bead 112b, and a curved bead 112c are formed on the upper plate 111a and the lower plate 111b toward the inner space of the plate-shaped tube 111.

도 7은 상판(111a)과 하판(111b)에 각각 원형비드(112b)가 형성된 단면 형상을 도시한 것인데, 상기 배플(112a)과 곡선비드(112c)도 이와 같은 방식으로 상판(111a)과 하판(111b) 각각에서 내측 공간으로 돌출된 부분이 상호 맞닿는 형상으로 형성된다.7 shows a cross-sectional shape in which a circular bead 112b is formed on the upper plate 111a and the lower plate 111b, respectively. The baffle 112a and the curved bead 112c are also shown in the same manner as the upper plate 111a and the lower plate. In each of (111b), portions protruding into the inner space are formed in a contact shape.

평면상으로 보면(도 4참조) 상기 배플(112a)은 냉각수 유입구(111ca)와 배출구(111cb)의 사이를 통해 판형 튜브(111)의 테두리 부분에서 내측으로 직선형으로 길게 형성된다. 즉, 배플(112a)은 판형 튜브(111)의 내측 공간을 냉각수가 유입되는 부분과 냉각수가 배출되는 부분으로 구분하여 판형 튜브(111) 내측으로 유입된 냉각수가 유입구(111ca)로부터 배출구(111ca)로 바로 배출되는 것을 막고 배플(112a)을 돌아 소정의 경로를 경유하여 배출될 수 있도록 하고 있다.(도시된 화살표는 냉각수의 흐름 방향을 나타낸다.) 즉, 열교환 패스(pass)의 길이를 충분히 확보하는 것이다.In plan view (refer to FIG. 4), the baffle 112a is formed in a straight line from the edge portion of the plate-shaped tube 111 through the space between the cooling water inlet 111ca and the outlet 111cb. That is, the baffle 112a divides the inner space of the plate-shaped tube 111 into a portion where cooling water is introduced and a portion where the cooling water is discharged, and the cooling water flowing into the plate-shaped tube 111 is discharged from the inlet 111ca from the outlet 111ca. The furnace is prevented from being immediately discharged and discharged through a predetermined path around the baffle 112a. (The arrow shown indicates the flow direction of the coolant.) That is, a sufficient length of the heat exchange pass is secured. Is to do.

상기 원형비드(112b)는 배플(112a)의 양측 공간에 각각 다수개 형성된다. 원형비드(112b)는 냉각수 흐름에 있어서 일정 간격으로 다수의 저항(충돌)체로서 작용하게 되는데, 난류 형태를 가지는 냉각수의 유동이 다수의 원형비드(112b)에 반복적으로 충돌하면서 원형비드(112b)의 후방에서 스트림라인을 형성하게 되어 전반적으로 안정적인 층류를 형성하게 된다. 흐름이 안정됨으로써 유입 냉각수가 판형 튜브(111c) 내부에서 전체적으로 고르게 흐를 수 있게 된다.A plurality of circular beads 112b are formed in spaces on both sides of the baffle 112a, respectively. The circular bead 112b acts as a plurality of resistance (collision) bodies at regular intervals in the flow of cooling water, and the flow of the cooling water having a turbulent flow repeatedly collides with the plurality of circular beads 112b while the circular bead 112b The stream line is formed at the rear of the motor to form a stable laminar flow overall. As the flow is stabilized, the inflow cooling water can flow evenly throughout the inside of the plate-shaped tube 111c.

곡선비드(112c)는 배플(112a)에 의해 구분된 냉각수 유입 공간과 냉각수 배출 공간의 중간에 곡선 형태로 형성되어 냉각수의 흐름을 냉각수 유입 공간으로부터 배출 공간으로 부드럽게 연결해주는 역할을 한다.The curved bead 112c is formed in a curved shape between the cooling water inflow space and the cooling water discharge space divided by the baffles 112a, and serves to smoothly connect the flow of cooling water from the cooling water inflow space to the discharge space.

상기 배플(112a), 원형비드(112b), 곡선비드(112c)에 의해 냉각수가 판형 튜브(111)의 내부를 안정적인 흐름 상태로, 전체적으로 균일하고 원활하게 흐를 수 있게 됨으로써 열교환 성능이 향상되고, 냉각수 유동에 의한 진동 및 소음이 저감되는 효과가 있다.The baffle 112a, the circular bead 112b, and the curved bead 112c allow cooling water to flow through the plate-shaped tube 111 in a stable flow state, thereby improving heat exchange performance and cooling water. There is an effect of reducing vibration and noise caused by flow.

상기와 같이 이루어진 열교환기(110)는 도 2와 도 8에 도시된 바와 같이, 내측케이스(120)에 수용된다. 내측케이스(120)는 원통형이며, 열교환기(110)를 삽입할 수 있도록 상부가 개방되어 있고, 열교환기(110) 삽입 후 개구부를 덮어주는 내측케이스커버(125)를 구비한다. 내측케이스(120)와 내측케이스커버(125)는 플라스틱 재질로 제작된다.The heat exchanger 110 made as described above is accommodated in the inner case 120 as shown in FIGS. 2 and 8. The inner case 120 has a cylindrical shape, the upper part is open to insert the heat exchanger 110, and includes an inner case cover 125 that covers the opening after the heat exchanger 110 is inserted. The inner case 120 and the inner case cover 125 are made of a plastic material.

내측케이스커버(125)에는 열교환기(110)로 냉각수가 유입 및 배출될 수 있도록 입구관(126)과 출구관(127)이 구비된다.The inner case cover 125 is provided with an inlet pipe 126 and an outlet pipe 127 to allow cooling water to flow into and out of the heat exchanger 110.

입구관(126)과 출구관(127)을 열교환기(110)에 연결하기 위하여 암수 한 쌍의 플랜지(210,220)가 사용된다.(도 3, 도 9 참조)A pair of male and female flanges 210 and 220 are used to connect the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 to the heat exchanger 110 (see FIGS. 3 and 9).

암플랜지(210)는 열교환기(110) 상단의 연결부(111c)에 장착된다. 암플랜지(210)는 알루미늄 재질로서 열교환기(110) 상단에 브레이징되고, 연결부(111c)의 유입구(111ca)와 배출구(111cb)에 연결되는 파이프 삽입공(211,212)이 양측에 형성되어 있다.The female flange 210 is mounted on the connection part 111c at the top of the heat exchanger 110. The female flange 210 is made of aluminum and is brazed on the top of the heat exchanger 110, and pipe insertion holes 211 and 212 connected to the inlet 111ca and the outlet 111cb of the connection part 111c are formed on both sides.

파이프 삽입공(211,212)의 사이에는 수플랜지(220)와의 볼트 체결을 위해 볼트공(213)이 형성된다.A bolt hole 213 is formed between the pipe insertion holes 211 and 212 for fastening bolts with the male flange 220.

암플랜지(210)의 상면 테두리 부분에는 오링(214)이 설치된다. 이 오링(214)은 암플랜지(210)와 수플랜지(220)의 접촉면 사이에서 작용하여 내측케이스(120)의 내부에 충진되는 열저장물질이 냉각수 유로로 침투하는 것을 막아준다.An O-ring 214 is installed on the upper edge of the arm flange 210. The O-ring 214 acts between the contact surfaces of the female flange 210 and the male flange 220 to prevent the heat storage material filled in the inner case 120 from penetrating into the cooling water passage.

내측케이스커버(125)의 저면에는 수플랜지(220)가 일체로 형성된다. 수플랜지(220)에는 상기 입구관(126)과 출구관(127)이 하방으로 돌출되도록 관통 설치된다. 입구관(126)과 출구관(127)은 별물로 제작되어 상기 수플랜지(220)에 나사 결합되거나, 또는 내측케이스커버(125) 및 수플랜지(220)와 함께 일체로 사출 성형될 수 있다.A male flange 220 is integrally formed on the bottom of the inner case cover 125. The male flange 220 is provided through the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 so as to protrude downward. The inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 may be manufactured separately and screwed to the male flange 220 or may be integrally injection molded together with the inner case cover 125 and the male flange 220.

입구관(126)과 출구관(127) 사이에는 암플랜지(210)와의 볼트 체결을 위한 볼트공(128)이 형성된다.A bolt hole 128 is formed between the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 for fastening bolts with the female flange 210.

수플랜지(220)의 하방으로 돌출된 입구관(126)과 출구관(127)의 외주에는 각각 오링(123)이 설치된다. 이 오링(123)은 입구관(126)및 출구관(127)과 대응 파이프 삽입공(211,212) 사이에 작용하여 열교환기(110)를 경유하는 냉각수가 열교환기(110) 외부로 누출되는 것을 막아준다.O-rings 123 are installed on the outer peripheries of the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 protruding downward of the male flange 220, respectively. This O-ring 123 acts between the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 and the corresponding pipe insertion holes 211 and 212 to prevent the cooling water passing through the heat exchanger 110 from leaking to the outside of the heat exchanger 110. give.

따라서, 암플랜지(210)가 설치된 열교환기(110)를 내측케이스(120)에 삽입하고, 그 상측 개구부에 수플랜지(220) 및 입구관(126)과 출구관(127)이 구비된 내측케이스커버(125)를 덮으면, 입구관(126)과 출구관(127)이 파이프 삽입공(211,212)에 삽입 연결되어 냉각수 유입경로와 배출경로가 형성된다. 상기 볼트공(128,213)으로 볼트를 삽입 체결하면 암/수 플랜지(210,220)의 결합이 견고해져 상기 오링(123,214)에 의한 냉각수 및 열저장물질의 실링 성능이 향상된다.Accordingly, the heat exchanger 110 in which the female flange 210 is installed is inserted into the inner case 120, and the male flange 220 and the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 are provided in the upper opening thereof. When the cover 125 is covered, the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 are inserted into the pipe insertion holes 211 and 212 to form a cooling water inlet path and a discharge path. When bolts are inserted and fastened through the bolt holes 128 and 213, the coupling of the female/male flanges 210 and 220 is strengthened, and the sealing performance of the cooling water and the heat storage material by the O-rings 123 and 214 is improved.

이때 상기 암플랜지(210)는 열교환기(110)와 같은 알루미늄 재질이고, 수플랜지(220)는 내측케이스커버(125)와 같은 플라스틱 재질이므로 양자 사이의 열전달이 원활히 이루어지지 않게 됨으로써 축열기(100) 외부로의 열손실이 감소하게 된다.At this time, the female flange 210 is made of aluminum, such as the heat exchanger 110, and the male flange 220 is made of plastic, such as the inner case cover 125, so that heat transfer between the two is not smoothly performed. ) The heat loss to the outside is reduced.

내측케이스(120)의 외주 표면에는 리브(121)가 돌출 형성된다. 리브(121)는 등간격으로 형성된 다수의 수평리브와 수직리브가 상호 교차되는 형태로 형성되어 있다. 리브(121)는 내측케이스(120)의 외주 표면으로부터 돌출되어 내측케이스(120)와 진공단열재(140;이후 설명)의 사이에 공간을 형성함으로써 이 공간이 단열공간으로 작용할 수 있도록 한다. 이 단열공간은 진공의 공간으로 형성될 수 있다. 단열공간에 의해 내측케이스(120)의 단열성능이 향상됨으로써 축열기(100)의 축열성능이 향상된다.Ribs 121 are protruded on the outer circumferential surface of the inner case 120. The rib 121 is formed in a form in which a plurality of horizontal ribs and vertical ribs formed at equal intervals cross each other. The rib 121 protrudes from the outer circumferential surface of the inner case 120 to form a space between the inner case 120 and the vacuum insulator 140 (described later) so that this space can function as an insulating space. This insulating space can be formed as a vacuum space. The heat storage performance of the heat storage device 100 is improved by improving the heat insulation performance of the inner case 120 by the heat insulation space.

또한, 리브(121)는 내측케이스(120)의 강성을 향상시킴으로써 내부에 충진된 PCM(상변화물질, 이하에서 설명)의 상변화에 따른 내압을 견딜 수 있도록 해 준다.In addition, the rib 121 improves the rigidity of the inner case 120 so that it can withstand the internal pressure due to the phase change of the PCM (phase change material, described below) filled therein.

상기와 같이 내측케이스(120)와 내측케이스커버(125)의 조립이 끝나면, 내측케이스(120)의 내부로 열저장물질을 주입한다. 이를 위해 내측케이스(120)의 저면에는 도 10과 같이, 주입구(122)가 관통 형성된다.When the assembly of the inner case 120 and the inner case cover 125 is completed as described above, a heat storage material is injected into the inner case 120. To this end, an injection hole 122 is formed through the bottom of the inner case 120 as shown in FIG. 10.

상기 주입구(122)를 통해 열저장물질을 주입하여 내측케이스(120)의 내부 공간 즉, 열교환기(110)와 내측케이스(120) 사이의 공간에 열저장물질을 충진한다. 열저장물질은 판형 튜브(111)의 냉각핀(112) 사이사이 공간에 완전히 충진된다. 상기 주입구(122)는 열저장물질 주입시 원활한 주입을 위한 공기빼기홀로도 이용된다. 열저장물질의 주입을 완료한 후에는 주입구(122)에 스크류를 체결하여 주입구(122)를 봉쇄한다.The heat storage material is injected through the inlet 122 to fill the inner space of the inner case 120, that is, the space between the heat exchanger 110 and the inner case 120. The heat storage material is completely filled in the space between the cooling fins 112 of the plate-shaped tube 111. The injection port 122 is also used as an air drain hole for smooth injection when the heat storage material is injected. After the injection of the heat storage material is completed, the injection hole 122 is sealed by fastening a screw to the injection hole 122.

열저장물질로는 PCM(Phase change material; 상변화물질, 상변화시의 잠열을 활용하여 최대한 많은 열량을 저장함)을 이용한다.As the heat storage material, PCM (Phase change material; a phase change material, which stores as much heat as possible by utilizing latent heat during phase change) is used.

상기와 같이 조립된 내측케이스(120)는 도 2 및 도 11과 같이, 진공단열재(130)로 감싸여진다. 진공단열재(VIP; Vacuum insulation panel)는 기밀성이 유지되는 봉지재에 심재를 넣고 내부를 진공상태로 처리한 것으로 기존의 일반 단열재에 비해 매우 우수한 단열 효과를 갖는다.The inner case 120 assembled as described above is wrapped with a vacuum insulating material 130 as shown in FIGS. 2 and 11. Vacuum insulation panel (VIP) is a core material placed in a sealing material that maintains airtightness, and the interior is vacuum-treated, and has a very good insulation effect compared to conventional insulation materials.

한편, 내측케이스커버(125)의 상부를 덮는 진공단열재커버(135)는 입구관(126)과 출구관(127) 때문에 내측케이스커버(125)의 상부면 전체를 덮어줄 수 없다. 즉, 진공단열재커버(135)에 입구관(126)과 출구관(127)의 주변부를 둘러싸는 절개부(136)가 형성될 수 밖에 없다.Meanwhile, the vacuum insulating material cover 135 covering the upper portion of the inner case cover 125 cannot cover the entire upper surface of the inner case cover 125 because of the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127. That is, a cutout 136 surrounding the periphery of the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 is inevitably formed in the vacuum insulating material cover 135.

이는 진공단열재라는 소재 자체의 제조상의 특성에 기인한 것으로, 입구관(126)과 출구관(127) 사이의 빈 공간을 모두 덮어줄 수 있는 정도의 세밀한 형상으로 진공단열재커버(135)를 제조하는 것이 불가하기 때문이다.This is due to the manufacturing characteristics of the material itself, which is a vacuum insulator, and manufactures the vacuum insulator cover 135 in a detailed shape enough to cover all the empty spaces between the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127. Because it is impossible.

따라서, 절개부(136)와 같은 비단열면적(열손실면적)을 최소화하기 위해서는 입구관(126)과 출구관(127)을 최대한 가깝게 형성하는 것이 바람직하며, 이를 위해 판형 튜브(111)의 유입구(111ca)와 배출구(111cb)가 배플(112a)을 사이에 두고 최대한 근접하여 가까이 형성된다.Therefore, in order to minimize the non-insulating area (heat loss area) such as the cutout 136, it is preferable to form the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 as close as possible, and for this purpose, the inlet of the plate-shaped tube 111 (111ca) and the discharge port (111cb) are formed as close as possible with the baffle (112a) between.

그러나, 입구관(126)과 출구관(127)이 상호 접촉하는 것은 지양해야 한다. 이 경우 배출 냉각수에 의해 유입 냉각수 열량이 흡수되어 축열기 관점에서 볼 때 유입 열량이 감소하기 때문이다.However, it should be avoided that the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 contact each other. In this case, it is because the inflow cooling water heat is absorbed by the discharged cooling water, and the inflow heat decreases from the point of view of the regenerator.

상기와 같이 진공단열재(130)로 감싸여진 내측케이스(120)는 도 2 및 도 12와 같이 외측케이스(140)에 삽입 수용된다. 외측케이스(140)에도 외측케이스커버(145)가 씌워지며, 외측케이스커버(145)에는 2개의 파이프홀(146,147)이 형성되어 내측케이스(120)의 입구관(126)과 출구관(127)이 상방으로 노출될 수 있도록 되어 있다. 외측케이스(140)와 외측케이스커버(145)는 플라스틱 재질로 제작된다.The inner case 120 wrapped with the vacuum insulating material 130 as described above is inserted into the outer case 140 as shown in FIGS. 2 and 12. The outer case cover 145 is also covered with the outer case 140, and two pipe holes 146 and 147 are formed in the outer case cover 145, so that the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 of the inner case 120 It is intended to be exposed upwards. The outer case 140 and the outer case cover 145 are made of a plastic material.

내측케이스(120)와 외측케이스(140)의 사이 공간은 진공단열재(130) 및 진공단열재커버(135)에 의해 채워지는데, 진공단열재(130)와 진공단열재커버(135)가 적용되지 않고, 단순한 빈 공간으로 남겨둘 수도 있다. 이 경우, 내측케이스(120)의 표면에 형성된 리브(121)의 돌출량을 증가시켜 리브(121)가 외측케이스(140)의 내주면에 접촉하도록 함으로써 내측케이스(120)가 외측케이스(140)에 대해 지지되도록 한다. 이때 내측케이스(120)와 외측케이스(140) 사이의 빈 공간은 단열공간으로 작용하게 된다. 단열공간에 의한 단열성능 향상으로 축열기(100)의 축열성능이 향상됨은 전술한 바와 같다. 단열공간을 진공으로 형성할 경우 단열성능은 더욱 향상된다.The space between the inner case 120 and the outer case 140 is filled by the vacuum insulation 130 and the vacuum insulation cover 135, but the vacuum insulation 130 and the vacuum insulation cover 135 are not applied, and a simple You can also leave it empty. In this case, by increasing the amount of protrusion of the ribs 121 formed on the surface of the inner case 120 so that the ribs 121 contact the inner circumferential surface of the outer case 140, the inner case 120 is moved to the outer case 140. To be supported. At this time, the empty space between the inner case 120 and the outer case 140 acts as an insulating space. It is as described above that the heat storage performance of the heat storage device 100 is improved by improving the heat insulation performance by the heat insulation space. If the heat insulation space is formed by vacuum, the heat insulation performance is further improved.

한편, 상기 진공단열재(130)와 진공단열재커버(135)는 각각 외측케이스(140)와 외측케이스커버(145)에 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 축열기(100)의 조립이 간편해진다.Meanwhile, the vacuum insulator 130 and the vacuum insulator cover 135 may be integrally formed by insert injection into the outer case 140 and the outer case cover 145, respectively. In this case, the assembly of the heat storage device 100 becomes simple.

상기와 같이, 본 발명에 따른 축열기(100)는 열저장 성능이 우수한 PCM을 이용하여 냉각수의 열을 흡수, 저장한다.As described above, the heat accumulator 100 according to the present invention absorbs and stores heat from the cooling water using PCM having excellent heat storage performance.

냉각수와 PCM 사이의 열교환을 위해 설치되는 열교환기(110)는 축열기(100)의 가장 내부에 위치하여 외부로의 열손실을 최소화하고 있다.The heat exchanger 110 installed for heat exchange between the cooling water and the PCM is located inside the heat storage device 100 to minimize heat loss to the outside.

특히, 열교환기(110)가 원통형으로 형성되어 다른 형상에 비하여 열손실 면적이 최소화되어 있다.In particular, since the heat exchanger 110 is formed in a cylindrical shape, the heat loss area is minimized compared to other shapes.

열교환기(110)는 다수의 판형 튜브(111)가 적층된 구조로 이루어지는데, 각각의 판형 튜브(111)에는 배플(112a), 원형비드(112b), 곡선비드(112c)가 형성되어 냉각수 흐름이 전체적으로 균일하고 안정적이며 충분한 패스 길이를 확보할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 판형 튜브(111)와 그 외측의 PCM 사이에 열교환이 원활히 이루어져 축열성능이 향상된다.The heat exchanger 110 has a structure in which a plurality of plate-shaped tubes 111 are stacked, and a baffle 112a, circular bead 112b, and curved bead 112c are formed in each plate-shaped tube 111 to flow cooling water. It is designed to ensure uniform, stable and sufficient path length throughout. Accordingly, heat exchange is smoothly performed between the plate-shaped tube 111 and the PCM on the outside, thereby improving heat storage performance.

또한, 판형 튜브(111) 사이 공간에는 냉각핀(112)이 형성되어 있어서 PCM과의 열교환이 더욱 활발하게 이루어질 수 있도록 되어 있다.In addition, a cooling fin 112 is formed in the space between the plate-shaped tubes 111 so that heat exchange with the PCM can be made more actively.

상기 열교환기(110)와 내측케이스커버(125)의 입구관(126)과 출구관(127) 연결부분에는 상호 다른 재질로 이루어진 암플랜지(210)와 수플랜지(220)가 적용되어 있어서, 입구관(126) 및 출구관(127) 설치 부위로 발생하는 열손실을 감소시킬 수 있도록 되어 있다. 수플랜지(220) 뿐만 아니라 입구관(126)과 출구관(127)도 플라스틱 재질로 내측케이스커버(125)와 함께 일체로 형성되는 경우 열전달 감소에 의해 열손실량은 더욱 감소된다. 또한, 부품수 감소에 의해 축열기(100) 조립 작업이 간편해지는 효과도 있다.The inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 of the heat exchanger 110 and the inner case cover 125 are connected with an female flange 210 and a male flange 220 made of different materials. The pipe 126 and the outlet pipe 127 is designed to reduce heat loss generated to the installation site. When the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 as well as the male flange 220 are formed integrally with the inner case cover 125 made of a plastic material, the amount of heat loss is further reduced by reducing heat transfer. In addition, there is an effect that the assembly work of the heat storage unit 100 is simplified by reducing the number of parts.

한편, 암플랜지(210)와 수플랜지(220)의 사이에는 외측부와 내측부에 각각 오링(123,214)이 이중으로 설치되어, 냉각수와 PCM이 상대방 영역으로 침투하는 것을 방지하고 있다.On the other hand, between the female flange 210 and the male flange 220, O-rings 123 and 214 are double installed on the outer and inner sides, respectively, to prevent the cooling water and PCM from penetrating into the other area.

판형 튜브(111)의 유입구(111ca)과 배출구(111cb)는 최대한 가깝게 형성되고, 이에 맞추어 내측케이스커버(125)의 입구관(126)과 출구관(127)의 거리도 가깝게 형성된다. 따라서, 진공단열재커버(135)를 설치할 때 단열재로 커버하지 못하는 부분의 면적을 최소화할 수 있게 됨으로써 열손실량이 감소되어 축열성능이 향상된다.The inlet 111ca and the outlet 111cb of the plate-shaped tube 111 are formed as close as possible, and accordingly, the distance between the inlet pipe 126 and the outlet pipe 127 of the inner case cover 125 is formed close. Accordingly, when the vacuum insulation cover 135 is installed, it is possible to minimize the area of the portion not covered by the insulation material, thereby reducing the amount of heat loss and improving the heat storage performance.

내측케이스(120)와 외측케이스(140)의 사이는 빈 공간으로 구성될 수 있다. 이 빈 공간은 단열공간으로 작용하여 축열기(100)의 열손실을 방지하므로 축열기(100)의 축열성능을 향상시킨다.An empty space may be formed between the inner case 120 and the outer case 140. This empty space acts as an adiabatic space and prevents heat loss of the heat storage device 100, thereby improving the heat storage performance of the heat storage device 100.

또한, 내측케이스(120)와 외측케이스(140) 사이의 공간에 진공단열재(130)이 설치될 수 있다. 이 경우 진공단열재(130)의 우수한 단열 성능에 의해 축열기(100)의 열손실이 방지되므로 축열기(100)의 축열성능이 향상된다.In addition, a vacuum insulating material 130 may be installed in the space between the inner case 120 and the outer case 140. In this case, since heat loss of the heat storage device 100 is prevented by the excellent heat insulation performance of the vacuum heat storage material 130, the heat storage performance of the heat storage device 100 is improved.

내측케이스(120)의 외주 표면에는 리브(121)가 돌출 형성되는데, 이 리브(121)가 내측케이스(120)와 외측케이스(140)를 상호 지지하고, 양자의 사이에 공간을 형성한다. 그 공간에 상기와 같이 진공단열재(130)가 설치되는 경우, 상기 리브(121)는 진공단열재(130)의 내주 표면에 접촉하는 정도의 돌출량을 갖게 된다. 어느 경우든 리브(121)에 의해 빈 공간이 형성되고, 그 빈 공간이 단열공간으로 작용하게 됨은 동일하다.Ribs 121 are protruding from the outer circumferential surface of the inner case 120, and the ribs 121 mutually support the inner case 120 and the outer case 140 and form a space between them. When the vacuum insulator 130 is installed in the space as described above, the rib 121 has a protruding amount of a contact with the inner circumferential surface of the vacuum insulator 130. In either case, an empty space is formed by the ribs 121, and the empty space acts as an insulating space.

상기 리브(121)는 다수의 가로부재와 세로부재가 상호 직교하는 격자 형상을 이루도록 형성될 수 있는데, 이와 같은 리브(121)는 내측케이스(120)의 강도를 보강하는 역할을 한다. 따라서, 내측케이스(120)는 내부에 충진된 PCM이 상변화하여 체적이 팽창함으로써 발생하는 내부 압력의 증가를 충분히 견딜 수 있게 된다.The rib 121 may be formed to form a lattice shape in which a plurality of horizontal members and vertical members are orthogonal to each other, and the rib 121 serves to reinforce the strength of the inner case 120. Accordingly, the inner case 120 can sufficiently withstand an increase in internal pressure caused by a phase change of the PCM filled therein and the volume expansion.

상기 외측케이스(140)는 축열기(100)의 최외측부를 이루는 부분으로서 내측의 진공단열재(130)를 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.The outer case 140 serves to protect the inner vacuum insulator 130 from impact as a portion constituting the outermost portion of the heat storage device 100.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 종래기술과 다른 새로운 구조의 축열기가 제공된다.As described above, according to the present invention, a heat storage device having a new structure different from the prior art is provided.

상기 축열기는 전술한 바와 같이 보다 향상된 열교환 성능 및 축열 성능을 가지므로 차량의 냉각수 라인에 설치되었을 때 냉각수로부터 많은 양의 열을 흡수하고, 장시간 보관할 수 있으며, 필요할 때 많은 양의 열을 냉각수로 방출할 수 있다. 따라서, 냉간 시동 성능과 즉시 난방 성능이 보다 향상되는 효과가 있다.
Since the heat storage device has improved heat exchange performance and heat storage performance as described above, it absorbs a large amount of heat from the cooling water when installed in the cooling water line of the vehicle and can be stored for a long time, and when necessary, a large amount of heat is transferred to the cooling water. Can be released. Therefore, there is an effect that the cold start performance and the immediate heating performance are further improved.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments are available from those of ordinary skill in the field to which the technology pertains. You will understand that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 축열기 110 : 열교환기
111 : 판형 튜브 120 : 내측케이스
125 : 내측케이스커버 126 : 입구관
127 : 출구관 130 : 진공단열재
135 : 진공단열재커버 140 : 외측케이스
145 : 외측케이스커버
100: heat storage 110: heat exchanger
111: plate tube 120: inner case
125: inner case cover 126: inlet pipe
127: outlet pipe 130: vacuum insulation
135: vacuum insulation cover 140: outer case
145: outer case cover

Claims (18)

냉각수가 경유하는 열교환기와;
상기 열교환기가 수용되는 내측케이스와;
상기 열교환기와 내측케이스 사이에 충진되는 열저장물질과;
상기 내측케이스를 수용하는 외측케이스 및;
상기 내측케이스와 외측케이스 사이에 형성된 단열공간을 포함하고,
상기 열교환기는 상판과 하판으로 이루어진 판형 튜브가 상호 연통되는 상태로 다수 적층되며, 상기 판형 튜브의 상판과 하판에 유입구와 배출구를 포함하는 연결부가 돌출 형성되고, 상측 판형 튜브와 하측 판형 튜브는 상기 연결부가 상호 연결되는 구조로 적층되되,
상기 열교환기의 상면에 유입구 및 배출구와 연결되는 파이프 삽입공이 형성된 암플랜지가 장착되고, 상기 내측케이스의 상부 개구부를 커버하는 내측케이스 커버의 저면에 입구관과 출구관을 구비한 수플랜지가 형성되며, 상기 암플랜지와 수플랜지는 내측케이스 커버 조립시 상호 결합되어 냉각수 유입경로와 배출경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
A heat exchanger through which cooling water passes;
An inner case accommodating the heat exchanger;
A heat storage material filled between the heat exchanger and the inner case;
An outer case accommodating the inner case;
Including an insulating space formed between the inner case and the outer case,
The heat exchanger is stacked in a state in which plate-shaped tubes composed of an upper plate and a lower plate are in communication with each other, and a connection portion including an inlet and an outlet is protruded from the upper plate and the lower plate of the plate-shaped tube, and the upper plate-shaped tube and the lower plate-shaped tube are the connecting portions. Are stacked in a structure that is interconnected,
An female flange having a pipe insertion hole connected to an inlet and an outlet is mounted on the upper surface of the heat exchanger, and a male flange having an inlet pipe and an outlet pipe is formed on the bottom surface of the inner case cover covering the upper opening of the inner case. , The female flange and the male flange are coupled to each other when assembling the inner case cover to form a cooling water inlet path and a discharge path.
청구항 1에 있어서,
상기 판형 튜브의 사이에 냉각핀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat storage device, characterized in that a cooling fin is formed between the plate-shaped tubes.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 판형 튜브에는 상기 유입구와 배출구 사이를 차단하는 배플이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat accumulator, characterized in that the plate-shaped tube has a baffle that blocks the inlet and the outlet.
청구항 4에 있어서,
상기 판형튜브에서 배플에 의해 구획된 양측 공간에 냉각수 흐름과 충돌하는 다수의 원형비드가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method of claim 4,
A vehicle heat storage device, characterized in that a plurality of circular beads colliding with the flow of coolant are formed in spaces on both sides of the plate-shaped tube divided by baffles.
청구항 4에 있어서,
상기 판형튜브에서 배플에 의해 구획된 양측 공간의 연결부에 냉각수 흐름을 부드럽게 유도해주는 곡선비드가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method of claim 4,
A vehicle heat storage device, characterized in that a curved bead for smoothly guiding the flow of coolant is formed at a connection portion of the space on both sides of the plate-shaped tube divided by a baffle.
청구항 1에 있어서,
상기 판형튜브의 상판과 하판에 각각 탭과 탭이 삽입되는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat accumulator, characterized in that fixing grooves into which tabs and tabs are inserted, respectively, are formed on an upper plate and a lower plate of the plate-shaped tube.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 암플랜지와 수플랜지의 접촉면 사이와, 입구관 및 출구관과 그에 대응되는 파이프 삽입공의 접촉면 사이에 각각 오링이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
An O-ring is installed between the contact surfaces of the female flange and the male flange, and between the contact surfaces of the inlet pipe and the outlet pipe and the corresponding pipe insertion hole.
청구항 1에 있어서,
상기 입구관과 출구관이 인접 배치되어 내측케이스커버를 감싸는 진공단열재커버에 입구관과 출구관으로 인한 비단열면적이 감소되도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The inlet pipe and the outlet pipe are disposed adjacent to each other to reduce the non-insulating area due to the inlet pipe and the outlet pipe in the vacuum insulating material cover surrounding the inner case cover.
청구항 1에 있어서,
상기 열저장물질은 PCM(Phase change material; 상변화물질)인 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The heat storage material is a vehicle heat accumulator, characterized in that the PCM (Phase change material; phase change material).
청구항 1에 있어서,
상기 내측케이스와 외측케이스 사이의 단열공간에 내측케이스를 둘러싸는 진공단열재가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A heat accumulator for a vehicle, characterized in that a vacuum insulating material surrounding the inner case is installed in an insulating space between the inner case and the outer case.
청구항 12에 있어서,
상기 내측케이스의 외주 표면에 진공단열재의 내주 표면에 접촉되는 리브가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method of claim 12,
A vehicle heat accumulator, characterized in that a rib contacting the inner circumferential surface of the vacuum insulating material is protruded on the outer circumferential surface of the inner case.
청구항 1에 있어서,
상기 내측케이스의 외주 표면에 외측케이스의 내주 표면에 접촉되는 리브가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat accumulator, characterized in that a rib contacting the inner circumferential surface of the outer case is protruded on the outer circumferential surface of the inner case.
청구항 13 또는 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리브는 다수의 가로부재 및 세로부재가 교차하여 격자 형상을 이룬 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to any one of claims 13 or 14,
The rib is a vehicle heat storage device, characterized in that a plurality of horizontal members and vertical members cross to form a grid shape.
청구항 1에 있어서,
상기 내측케이스의 저면에 열저장물질을 주입하기 위한 주입구가 관통 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat storage device, characterized in that an injection hole for injecting a heat storage material is formed through the bottom of the inner case.
청구항 16에 있어서,
상기 주입구는 열저장물질의 주입이 완료된 후, 스크류가 체결되어 봉쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method of claim 16,
The injection port is a vehicle heat storage device, characterized in that after the injection of the heat storage material is completed, the screw is fastened and sealed.
청구항 1에 있어서,
상기 외측케이스의 상부 개구부를 덮는 외측케이스커버에는 입구관과 출구관이 각각 관통되는 파이프홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
A vehicle heat accumulator, characterized in that a pipe hole through which the inlet pipe and the outlet pipe respectively pass through the outer case cover covering the upper opening of the outer case.
KR1020140135284A 2014-07-18 2014-10-07 Regenerator for vehicle KR102148712B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140135284A KR102148712B1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Regenerator for vehicle
CN201580039296.0A CN106536884B (en) 2014-07-18 2015-06-15 The exhaust gas heat regenerative apparatus of automobile
PCT/KR2015/006032 WO2016010266A1 (en) 2014-07-18 2015-06-15 Automobile exhaust heat storage device
EP15821457.7A EP3170998B1 (en) 2014-07-18 2015-06-15 Automobile exhaust heat storage device
US15/327,132 US10309364B2 (en) 2014-07-18 2015-06-15 Exhaust heat regenerator for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140135284A KR102148712B1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Regenerator for vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160041451A KR20160041451A (en) 2016-04-18
KR102148712B1 true KR102148712B1 (en) 2020-08-28

Family

ID=55916562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140135284A KR102148712B1 (en) 2014-07-18 2014-10-07 Regenerator for vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102148712B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306909B6 (en) * 2016-07-12 2017-09-06 Hanon Systems A chemical heat accumulator, especially for motors, and the method of accumulation and release of heat
KR20230010958A (en) 2021-07-13 2023-01-20 현대자동차주식회사 Connection Structure for Coolant of Vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008051446A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Calsonic Kansei Corp Thermal accumulator and on-vehicle thermal system using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352876B1 (en) * 1999-03-31 2002-09-16 한라공조주식회사 Plate for heat exchanger having enhanced evaporating performance and heat exchanger using it
KR100529727B1 (en) * 2003-04-17 2005-11-22 스리스타 주식회사 Plate type comdensor including inner fin
KR20140104674A (en) * 2013-02-21 2014-08-29 한라비스테온공조 주식회사 Heat Exchanger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008051446A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Calsonic Kansei Corp Thermal accumulator and on-vehicle thermal system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160041451A (en) 2016-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10309364B2 (en) Exhaust heat regenerator for vehicle
US7490659B2 (en) Integral-type heat exchanger
US8910704B2 (en) Heat exchanger
KR101506980B1 (en) Heat exchanger and baffle thereof
CN103486884A (en) Heat exchanger for vehicle
US9746245B2 (en) Heat exchanger equipped with cold reserving part and manufacturing method thereof
JP6498784B2 (en) Tube having a container of phase change material for heat exchanger
JP2018059705A (en) Heat exchanger
JP2013528773A (en) Compact plate-fin heat exchanger with integral heat conduction layer
KR102148712B1 (en) Regenerator for vehicle
JP6938669B2 (en) Heat exchanger for automatic vehicles
JP2008256241A (en) Heat storage tank
JP2011242098A (en) Evaporator having cold storage function
JP2503637B2 (en) Refrigerator compressor
US9518768B2 (en) Evaporator having a phase change material louvered clam shell housing
CN103776204A (en) Evaporator having a phase change material louvered clam shell housing
JP2007278614A (en) Core part structure for oil cooler
KR101461077B1 (en) Heat exchanger
KR20190024463A (en) Heat Regenerator of Vehicle
JP2003065437A (en) Pressure vessel
EP2846120A1 (en) Evaporator having a phase change material louvered clam shell housings
KR101280619B1 (en) Heat Exchanger
KR20180023374A (en) Heat regenerator of vehicle and regenerating system with the same
KR101331003B1 (en) Heat Exchanger
JP6809300B2 (en) Exhaust recirculation device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right