KR102173343B1 - 축냉 열교환기 - Google Patents

축냉 열교환기 Download PDF

Info

Publication number
KR102173343B1
KR102173343B1 KR1020170045808A KR20170045808A KR102173343B1 KR 102173343 B1 KR102173343 B1 KR 102173343B1 KR 1020170045808 A KR1020170045808 A KR 1020170045808A KR 20170045808 A KR20170045808 A KR 20170045808A KR 102173343 B1 KR102173343 B1 KR 102173343B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
header
tank
heat storage
row
Prior art date
Application number
KR1020170045808A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180114290A (ko
Inventor
백승수
전영하
이선미
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 KR1020170045808A priority Critical patent/KR102173343B1/ko
Priority to US15/896,746 priority patent/US10670342B2/en
Priority to DE102018106497.7A priority patent/DE102018106497A1/de
Priority to CN201810282053.5A priority patent/CN108709445B/zh
Publication of KR20180114290A publication Critical patent/KR20180114290A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102173343B1 publication Critical patent/KR102173343B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3227—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B60H1/005—Regenerative cooling means, e.g. cold accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/224—Longitudinal partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/226—Transversal partitions

Abstract

본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 폭 방향으로 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기에 관한 것이다.

Description

축냉 열교환기{Cold reserving heat exchanger}
본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 폭 방향으로 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기에 관한 것이다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
상기 하이브리드 차량은 신호대기 등의 정차 시 자동으로 엔진을 정지하고 다시 변속기의 조작으로 엔진이 재시동 되도록 하는 아이들 스톱/고 시스템을 채택되는 경우가 많다. 그러나 상기 하이브리드 차량의 경우에도 냉방장치는 엔진에 의해 작동되므로 엔진이 정지될 경우, 압축기도 정지하게 되고 이에 따라, 증발기의 온도가 상승되어 사용자의 쾌적함을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 증발기 내부의 냉매는 상온에서도 쉽게 기화되므로 압축기가 동작되지 않는 짧은 시간동안 냉매가 기화되어 다시 엔진이 작동되어 압축기 및 증발기가 작동되더라도 기화된 냉매를 압축하여 액화해야하므로 실내에 냉풍이 공급되기 위한 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 전체 에너지 소요량을 높이는 문제점이 있다.
이때, 하이브리드 차량에서는 축냉 증발기가 더 구비됨으로써, 냉방 성능 향상은 물론, 엔진 재시동 시간을 연장 또는 연기시킬 수 있다.
이와 관련한 기술로, 일본특허공개공보 제2000-205777호 (발명의 명칭 :　축냉 열교환기)가 제안된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같은 축냉 열교환기(90)는 냉매가 유통되는 냉매 통로(91e)와, 축냉재가 저장되는 축냉재실(91f，91f′)을 2중관 구조의 튜브(91)에 의하여 일체로 형성하고, 상기 2중관 구조의 튜브(91)의 외측에 상기 냉매와의 열교환 되는 유체의 통로(94)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
그러나 도 1에 도시된 바와 같은 상기 축냉 열교환기는 상기 튜브가 여러 개의 판재를 접합하여 형성되므로 접합 불량의 발생빈도가 높고 2중관 형태로 형성됨에 따라 제조상의 어려움이 있으며, 접합 불량이 발생되는 경우에 내부의 냉매와 축냉재가 혼합되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 접합 불량이 발생된다 하더라도 그 부분을 찾아내기 어려운 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 도 2와 같이, 2열의 튜브를 배열하여, 1열 및 3열에 냉매가 유동되고, 2열에 축냉재가 충진되는 구조의 축냉 열교환기가 개발된 바 있다.
상기 축냉 열교환기는 1열 및 3열 간에 냉매 이동을 위해, 추가적인 구조물이 필요하며, 도 2의 실시 예에서는 하부 탱크(12)의 일측 단부에 1열 및 3열 간에 냉매가 유동되도록 하기 위한 냉매 유동 통로부(13)가 더 구비되었다.
이 경우, 상기 축냉 열교환기는 1, 2, 3열 간에 유체를 구분하는 격벽이 각각의 부피를 차지함에 따라 증발기의 폭이 커질 뿐만 아니라, 냉매 유동 통로부로 인해 길이가 증가한다는 단점이 있다.
따라서 보다 콤팩트한 구조로, 부피 증가를 최소화한 축냉 열교환기의 개발이 필요하다.
일본특허공개공보 제2000-205777호 (발명의 명칭 :　축냉 열교환기)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기는 폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)에 냉각유체가 순환되고, 제2열 튜브(120)에 축냉재가 저장되는 복수개의 튜브(100); 상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)가 결합되는 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202); 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에 구비되어 공간을 분리하며, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 탱크(220) 측 방향으로 연장되는 2개의 헤더측 격벽부(310)와, 상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정되는 탱크측 격벽부(320)를 포함하는 격벽부(300); 및, 상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212)과, 제1열 튜브삽입홀(211) 사이 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 고정되거나, 위치할 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(211, 212, 213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일하거나, 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 연통홀(340)은 상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽부(300) 중 적어도 어느 한 곳에 형성될 수 있다.
또한, 상기 연통홀(340)은 상기 격벽부(300)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 일단부에 상기 헤더(210)측으로 돌출되는 헤더(210) 결합돌기가, 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 헤더(210)의 내측면이 오목하게 형성되는 제1안착홈(331)과, 상기 탱크측 격벽부(320)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 탱크(220)의 내측면이 오목하게 형성되는 제2안착홈(332)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(211, 212, 213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일할 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 냉매의 유동을 조절하는 배플(360)이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기는 3열로 배치되는 상기 튜브(100)가 동시에 압출되어 일체형으로 형성되거나, 3열로 배치되는 상기 튜브(100)가 각각 압출되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기는 각 열의 튜브(100) 사이에 핀(500)이 개재되되, 3열로 배치되는 튜브(100) 사이에 개재되는 핀(500)이 일체로 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기는 축냉재가 가운데에 위치한 튜브에 저장됨으로써, 냉매의 냉기를 효과적으로 저장하고, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지하고, 실내 공기를 일정하게 유지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상, 하부 헤더탱크 내에 축냉재가 저장되는 제2열 튜브를 감싸며, 제1열 및 제3열 튜브와 공간을 분리시키고, 제1열 및 제3열 튜브의 냉각유체가 순환되도록 연통홀이 형성된 격벽부를 포함함으로써, 축냉재와 냉각유체가 서로 섞이지 않게 할 뿐만 아니라, 공간 분리를 위해 불필요하게 차지하는 면적을 제거함으로써, 열교환기 전체 코어의 폭을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 상기 격벽부가 제2열 튜브 공간을 분리하면서도, 상, 하부 헤더탱크 내에서 제1열 및 제3열 튜브로 이동하는 냉각유체의 유동공간을 최대한 확보하도록 함으로써, 유동저항을 최소화할 수 있으며, 제1열 및 제3열 튜브의 냉각유체 간 이동을 위해 별도의 추가적인 구조물을 설치하지 않아도 됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 축냉재가 가운데 위치하도록 함으로써, 초기 에어컨 가동 시 속효성이 좋고, 플레이트 타입의 축냉 증발기에 비해 축냉재 주입량을 늘여 축냉 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 이중관 형태의 축냉 열교환기를 나타낸 단면도.
도 2는 종래 3열 축냉 열교환기를 나타낸 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기의 부분 분해사시도 및 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기의 상부 헤더탱크 측을 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 축냉 열교환기에서 상부 헤더탱크에 격벽부가 장착된 상태를 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명에서 다양한 실시 예에 따른 격벽부가 장착된 상태를 나타낸 정면도.
도 9 내지 도 12에는 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기에서 냉각유체의 흐름을 나타낸 흐름도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 축냉 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기(1)는 크게 튜브(100), 상부 헤더탱크(201), 하부 헤더탱크(202), 격벽부(300), 유입구(410) 및 배출구(420)를 포함하여 형성된다.
먼저, 상기 튜브(100)는 폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 및 제3열 튜브(130)에 냉각유체가 순환되고, 2열 튜브(100)에 축냉재가 저장된다.
이때, 상기 튜브(100)는 3열의 튜브(100)가 서로 연결되도록 형성되어, 동시에 일체로 압출공정을 통해 제작될 수 있는데, 이런 경우 제작이 간편하고 조립이 용이하다는 장점이 있다.
상기 축냉 열교환기(1)는 상기 튜브(100) 사이에 핀(500)이 더 개재될 수 있는데, 3열로 배치되는 튜브(100) 사이에 개재되는 핀(500)이 일체로 형성되어, 냉각유체가 유동되는 제1열 튜브(110) 및 제3열 튜브(130)와, 축냉재가 저장되는 제2열 튜브(120) 간 열교환이 상기 핀(500)을 통해 이루어질 수도 있다.
아울러, 상기 튜브(100)는 제1열 튜브(110), 제2열 튜브(120) 및 제3열 튜브(130)의 폭이 서로 동일하거나, 제2열 튜브(120)가 더 얇게 형성될 수도 있으나, 제2열 튜브(120) 내의 축냉재 저장 공간이 충분히 확보될 수 있도록, 제2열 튜브(120)의 폭 또는 너비가 좀 더 두껍게 형성될 수도 있으며, 제2열 튜브(120) 내에 내압성 향상을 위해 형성되는 격벽의 수가, 제1열 튜브(110) 및 제3열 튜브(130)보다 적게 형성될 수도 있다.
다음으로. 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는 상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)의 결합으로 형성된다.
상기 헤더(210)와 탱크(220)는 각각 프레스 공정에 의해 성형되고, 서로 브레이징 접합되어 하나의 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)를 구성하게 된다.
상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에는 제1공간부(231), 제2공간부(232) 및 제3공간부(233)의 분리를 위해 격벽부(300)가 더 구비된다.
상기 격벽부(300)는 크게 2개의 헤더측 격벽부(310)와 탱크측 격벽부(320)로 이루어질 수 있는데, 상기 헤더측 격벽부(310)는 상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212) 및 제1열 튜브삽입홀(211) 사이, 제2열 튜브삽입홀(212) 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 일단이 고정되고, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 상기 탱크(220) 측 방향으로 연장 형성된다.
상기 탱크측 격벽부(320)는 상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정된다.
이때, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 상기 격벽부(300)는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233) 간에 냉각유체가 이동 가능하도록, 상기 탱크측 격벽부(320) 상 일정 영역이 중공 형성되는 연통홀(340)을 포함한다.
상기 연통홀(340)은 상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는데, 상기 연통홀(340)의 위치는, 축냉 열교환기(1)의 냉각유체 유로에 따라 달라질 수 있으며, 여러 곳에 형성될 수도 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 연통홀(340)은 상기 격벽부(300)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성된 예가 도시되었는데, 냉각유체의 유동저항 및 격벽부(300)의 내압성을 고려하여 작게 형성된 연통홀(340)이 다수개 형성될 수도 있고, 크게 하나가 형성될 수도 있다.
도 6에 도시된 실시 예에서, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 일단부에 상기 헤더(210)측으로 돌출되는 헤더(210) 결합돌기가, 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성된다.
상기 헤더(210) 결합 돌기는 상기 격벽부(300)가 상기 헤더(210)의 일정 위치에 고정되도록 하는 것으로, 상기 헤더(210) 상에 형성된 돌기 삽입홈(214)에 삽입 고정된다.
또 다른 실시 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)의 고정을 위해, 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 헤더(210)의 내측면이 오목하게 형성되는 제1안착홈(331)과, 상기 탱크측 격벽부(320)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 탱크(220)의 내측면이 오목하게 형성되는 제2안착홈(332)을 포함할 수도 있다.
다시 설명하면, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210)의 2 지점에 헤더측 격벽부(310)가 고정되고, 상기 탱크(220)의 1 지점에 탱크측 격벽부(320)가 고정되는데, 각각 고정되는 지점에 상기 헤더측 격벽부(310) 및 탱크측 격벽부(320)가 안착될 수 있도록 내측면이 오목하게 제1안착홈(331) 및 제2안착홈(332)이 형성된다.
이후, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210) 및 탱크(220)와 함께 브레이징 결합됨으로써, 결합 부위의 밀폐가 이루어지도록 한다.
또 다른 실시 예로, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210) 및 탱크(220)에 고정 시, 제1안착홈(331) 및 제2안착홈(332) 또는 관통되는 돌기 삽입홈(214) 없이, 상기 헤더(210) 내측면에 안착된 후, 브레이징 됨으로써, 결합 고정될 수도 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)의 형상은 상기 헤더(210)의 2 지점에 헤더측 격벽부(310)가 고정되고, 상기 탱크(220)의 1 지점에 탱크측 격벽부(320)가 고정되도록 하면서, 제1공간부(231), 제2공간부(232) 및 제3공간부(233)로 공간이 분리되도록 한다면, 얼마든지 다양하게 변경 실시가 가능하다.
먼저 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.
다른 실시 예로, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.
또 다른 실시 예로, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일하게 형성됨으로써, 코어 폭이 최소화될 수 있다.
한편, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 유입구(410) 및 배출구(420)에는 매니폴드(430)를 통해 입구파이프(440) 및 출구파이프(450)가 연결될 수 있다.
또한, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 냉각유체의 유동을 조절하는 배플(360)이 더 구비됨으로써, 유로를 다양하게 변경할 수 있다.
도 9 내지 도 12에는 연통홀(340) 및 배플(360)의 위치를 달리 하여, 냉각유체의 유로를 다양하게 구성한 축냉 열교환기(1)가 도시되어 있다.
이하에서는, 도 9를 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 2 패스의 냉각유체 흐름을 설명하기로 한다.
도 9에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성될 수 있다.
먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 제1열 튜브(110)를 따라 하측으로 이동된 다음, 상기 하부 헤더탱크(202)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.
그 다음, 냉각유체는 상기 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)를 지나, 제3열 튜브(130)를 따라 다시 상측으로 이동된 후, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)로 유입되고, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.
다음으로, 도 10을 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 4 패스의 냉각유체의 흐름을 설명하기로 한다.
도 10에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성되며, 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 구비된다.
먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 유입된 냉각유체는 제1열 튜브(110)를 따라 하측, 상측 방향의 순서로 유동되어 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.
그 다음, 냉각유체는 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 연결된 제3열 튜브(130)를 따라 하측으로 이동된 후, 상기 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)를 따라 이동하다가, 다시 제3열 튜브(130)를 따라 상측 방향으로 유동되어 최종적으로 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.
다음으로, 도 11을 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 6 패스의 냉각유체 흐름을 설명하기로 한다.
도 11에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성되며, 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 구비된다.
먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 유입된 냉각유체는 제1열 튜브(110)를 따라 하측, 상측, 하측 방향의 순서로 유동되어 상기 하부 헤더탱크(202)에 도달한 다음, 상기 하부 헤더탱크(202)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.
그 다음, 냉각유체는 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)에 연결된 제3열 튜브(130)를 따라 상측으로 이동된 후, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)를 따라 이동하다가, 다시 제3열 튜브(130)를 따라 하측, 상측 방향의 순서로 유동되어 최종적으로 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.
마지막으로 도 12에는 8패스의 냉각유체 흐름을 갖는 축냉 열교환기(1)가 도시되어 있으며, 흐름은 도 11과 유사하되 하측에서 상측 방향으로, 상측에서 하측 방향으로 유동되는 패스 2개가 더 형성되도록 하기 위해, 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 하나 더 구비된다.
이에 따라, 본 발명은 상, 하부 헤더탱크(202) 내에 축냉재가 저장되는 제2열 튜브(120)를 감싸며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)와 공간을 분리시키고, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)의 냉각유체가 순환되도록 연통홀(340)이 형성된 격벽부(300)를 포함함으로써, 축냉재와 냉각유체가 서로 섞이지 않게 할 뿐만 아니라, 공간 분리를 위해 불필요하게 차지하는 면적을 제거함으로써, 열교환기 전체 코어의 폭을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 상기 격벽부(300)가 제2열 튜브(120) 공간을 분리하면서도, 상, 하부 헤더탱크(202) 내에서 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)로 이동하는 냉각유체의 유동공간을 최대한 확보하도록 함으로써, 유동저항을 최소화할 수 있으며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)의 냉각유체 간 이동을 위해 별도의 추가적인 구조물을 설치하지 않아도 됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 축냉 열교환기
100: 튜브
110, 120, 130: 제1열 내지 제3열 튜브
201, 202 : 상부 헤더탱크, 하부 헤더탱크
210 : 헤더
211, 212, 213 : 제1 내지 제3열 튜브삽입홀
214: 돌기 삽입홈
220 : 탱크
231, 232, 233 : 제1공간부, 제2공간부, 제3공간부
300: 격벽부
310: 헤더측 격벽부 320: 탱크측 격벽부
331: 제1안착홈 332: 제2안착홈
340 : 연통홀
360 : 배플
410, 420: 유입구, 배출구
430: 매니폴드
440, 450: 입구파이프, 출구파이프
500: 핀

Claims (17)

  1. 폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)에 냉각유체가 순환되고, 제2열 튜브(120)에 축냉재가 저장되는 복수개의 튜브(100);
    상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)가 결합되는 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202);
    상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에 구비되어 공간을 분리하며, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 탱크(220) 측 방향으로 연장되는 2개의 헤더측 격벽부(310)와, 상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정되는 탱크측 격벽부(320)를 포함하는 격벽부(300); 및, 상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212)과, 제1열 튜브삽입홀(211) 사이 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212)과, 제1열 튜브삽입홀(211) 사이 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  4. 제 2항 또는 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축냉 열교환기는
    상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(211, 212, 213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일하거나, 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233) 간에 냉각유체가 이동 가능하도록, 상기 탱크측 격벽부(320) 상 일정 영역이 중공 형성되는 연통홀(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연통홀(340)은
    상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽부(300) 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 연통홀(340)은
    상기 격벽부(300)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    상기 헤더측 격벽부(310)의 일단부에 상기 헤더(210)측으로 돌출되는 헤더(210) 결합돌기가, 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는
    상기 헤더측 격벽부(310)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 헤더(210)의 내측면이 오목하게 형성되는 제1안착홈(331)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는
    상기 탱크측 격벽부(320)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 탱크(220)의 내측면이 오목하게 형성되는 제2안착홈(332)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며,
    일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽부(300)는
    두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며,
    상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 축냉 열교환기는
    상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 냉매의 유동을 조절하는 배플(360)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 축냉 열교환기는
    3열로 배치되는 상기 튜브(100)가 동시에 압출되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 축냉 열교환기는
    3열로 배치되는 상기 튜브(100)가 각각 압출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
  17. 제 15항 및 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축냉 열교환기는
    각 열의 튜브(100) 사이에 핀(500)이 개재되되, 3열로 배치되는 튜브(100) 사이에 개재되는 핀(500)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
KR1020170045808A 2017-04-10 2017-04-10 축냉 열교환기 KR102173343B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170045808A KR102173343B1 (ko) 2017-04-10 2017-04-10 축냉 열교환기
US15/896,746 US10670342B2 (en) 2017-04-10 2018-02-14 Cold reserving heat exchanger
DE102018106497.7A DE102018106497A1 (de) 2017-04-10 2018-03-20 Kältespeichernder Wärmetauscher
CN201810282053.5A CN108709445B (zh) 2017-04-10 2018-04-02 保冷热交换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170045808A KR102173343B1 (ko) 2017-04-10 2017-04-10 축냉 열교환기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180114290A KR20180114290A (ko) 2018-10-18
KR102173343B1 true KR102173343B1 (ko) 2020-11-04

Family

ID=64133108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170045808A KR102173343B1 (ko) 2017-04-10 2017-04-10 축냉 열교환기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102173343B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220290925A1 (en) * 2019-10-23 2022-09-15 Uacj Corporation Heat-transferring double pipe, inner pipe for heat-transferring double pipe, and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3972501B2 (ja) 1999-01-18 2007-09-05 株式会社デンソー 蓄熱用熱交換装置および車両用空調装置
KR101291030B1 (ko) * 2011-05-11 2013-08-01 한라비스테온공조 주식회사 축냉 열교환기
KR101437055B1 (ko) * 2012-03-19 2014-09-02 한라비스테온공조 주식회사 축냉 열교환기
KR101947659B1 (ko) * 2013-01-25 2019-04-22 한온시스템 주식회사 축냉 열교환기
KR20170022015A (ko) * 2015-08-19 2017-03-02 한온시스템 주식회사 축냉 증발기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180114290A (ko) 2018-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10220673B2 (en) Cold-storage heat exchanger
US7637314B2 (en) Heat exchanger
JP5142109B2 (ja) エバポレータ
US20100223949A1 (en) Evaporator with cool storage function
JP2006132920A (ja) 熱交換器
KR20180064465A (ko) 집적된 코어 구조를 갖는 냉동 시스템
US20150007971A1 (en) Cold storage heat exchanger
JP2008180486A (ja) 熱交換器
US10337808B2 (en) Condenser
JP4786234B2 (ja) 熱交換器
US20050217839A1 (en) Integral primary and secondary heat exchanger
CN108709445B (zh) 保冷热交换器
JP2001147095A (ja) 熱交換器
KR101320329B1 (ko) 축냉 증발기
KR102173343B1 (ko) 축냉 열교환기
CN109642778B (zh) 空调单元
JP2005106329A (ja) サブクールタイプコンデンサ
KR20110034145A (ko) 축냉 열교환기
KR102161528B1 (ko) 축냉 열교환기
KR102173354B1 (ko) 축냉 열교환기
JP2008256234A (ja) エバポレータ
KR20170022015A (ko) 축냉 증발기
KR101385230B1 (ko) 열교환기
KR20170104230A (ko) 2열 응축기 및 이를 포함하는 쿨링 모듈
KR101291028B1 (ko) 축냉 증발기

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
GRNT Written decision to grant