KR102483754B1

KR102483754B1 - 열교환기

Info

Publication number: KR102483754B1
Application number: KR1020180056207A
Authority: KR
Inventors: 강병훈; 오광헌; 유석종; 이양우; 정순안
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2023-01-04
Also published as: KR20190131394A

Abstract

실시예는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 제1 열교환매체와 제2 열교환매체를 열교환시키는 코어부; 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 배치되어 상기 코어부와 상기 제1 열교환매체가 이동하는 유로를 형성하는 제1 탱크 및 제2 탱크; 및 상기 코어부의 단부에 결합되는 실링부재를 포함하며, 상기 실링부재는 상기 하우징과 결합되어 상기 제2 열교환매체가 상기 유로로 유출되는 것을 방지하는 열교환기에 관한 것이다. 이때, 상기 열교환기는 플라스틱과 같은 합성수지 재질을 이용하여 제조공정의 단순화, 성형성 향상 및 무게를 감소시킬 수 있다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

실시예는 열교환기에 관한 것이다. 상세하게, 실시예는 엔진의 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 수냉식으로 냉각시킬 수 있는 수냉식 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다. 여기서, 상기 열교환기는 인터쿨러라 불릴 수 있다.

상기 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되며, 그에 따라 차량의 실린더로 공급되는 공기의 충전효율이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 상기 열교환기는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 냉각시킴으로써, 상기 실린더에 대한 상기 공기의 흡입효율이 향상시켜 차량의 연비를 향상시킨다.

이러한 역할을 담당하는 열교환기는 냉각방식에 따라 수냉식과 공냉식으로 나눌 수 있다. 이 중 수냉식 열교환기는 공냉식 열교환기와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 열교환기를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.

도 1은 종래의 수냉식 열교환기를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 수냉식 열교환기(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1 헤더탱크(20) 및 제2 헤더탱크(30), 제1 헤더탱크(20)에 형성되어 공기가 유입되는 제1 입구파이프(40), 제2 헤더탱크(30)에 형성되어 공기가 배출되는 제1 출구파이프(50), 제1 헤더탱크(40) 및 제2 헤더탱크(50) 사이에 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수 개의 튜브(60), 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 핀(70) 및 상기 튜브(60)와 핀(70)의 조립체를 수용하는 커버부재(80)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 커버부재의 일측과 타측에 각각 형성된 개구에는 제1 헤더탱크(20) 및 제2 헤더탱크(30)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 커버부재(80)는 내부로 냉각수가 유입 및 배출될 수 있게 형성된 제2 입구파이프(81)와 제2 출구파이프(82)를 포함한다. 그에 따라, 상기 열교환기(10)는 튜브(60)를 따라 이송되는 공기를 커버부재(80) 내부에서 이동하는 냉각수를 이용하여 냉각시킬 수 있다.

이러한 종래의 열교환기(10)는 튜브(60)가 커버부재(80)에 고정되지 않기 때문에, 커버부재(80) 내부를 따라 이동하는 냉각수와의 마찰에 의해 튜브(60)가유격 또는 유동이 발생하는 문제가 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브(60)를 제1 헤더탱크(40) 및 제2 헤더탱크(50)에 금속 재질의 브라켓(21, 31)에 고정하는 경우, 크림핑 장치를 이용하여 고정하는 크림핑 공정을 수행하여야 한다. 그리고, 브라켓(21, 31)과 커버부재(80)사이에도 크림핑 공정을 수행되어야 한다. 그에 따라, 별도의 크림핑 장치를 설치하고 이를 이용하는 생산 공정이 부가되기 때문에 생산성이 감소되는 문제가 있다.

나아가, 상기 크림핑 공정의 경우 가압력 편차로 인한 밀폐기능 불량 문제 또는 플라스틱으로 형성된 상기 탱크 균열 문제 등을 내재하고 있다. 예컨데, 금속 재질의 브라켓(21, 31)과 달리 이종재질인 합성수지 재질로 형성되는 제1 헤더탱크(40) 및 제2 헤더탱크(50)는 상기 크림핑 공정에 의해 손상되는 문제가 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 브라켓(21, 31)은 커버부재(80)를 기준으로 커버부재(80)의 외측에 배치된다.

상기 냉각수에 의해 커버부재(80)의 내부에 압력이 형성됨에 따라, 상기 브라켓(21, 31)은 커버부재(80)와의 결합 상태에서 상기 냉각수에 의한 압력을 지지해야 한다. 따라서, 상기 압력에 의해 상술 된 밀폐기능 불량은 더욱 가속될 수 있다.

또한, 상기 크림핑 공정을 위해 종래의 열교환기(10)는 금속 재질의 브라켓(21, 31) 및 커버부재(80)를 사용하기 때문에, 무게가 증가되어 차량의 연비에 부정적 요인으로 작용됨과 동시에 다양한 차량에 적용할 수 있는 설계자유도가 떨어지는 문제가 있다. 이와 관련된 발명으로는 일본 공표특허공보 특표2013-514513호(2013.04.25.) 및 등록특허공보 제10-1569829호(2015.11.19.)가 있다.

실시예에 따른 본 발명은 플라스틱과 같은 합성수지 재질을 이용하여 제조공정을 단순화, 성형성 향상 및 무게를 감소시킬 수 있는 열교환기를 제공한다.

또한, 냉각수를 공급하는 커버와 하우징 간의 밀폐를 수행하는 실링수단을 하우징에 사출 방식으로 형성하여 밀폐력을 확보하면서도 구조 및 조립 공정을 단순화할 수 있는 열교환기를 제공한다.

또한, 냉각수가 코어 또는 탱크측으로 유입되는 것을 방지하는 실링부재에 상기 실링수단의 일부를 중첩하여 배치함으로써 실링에 대한 성능을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 실시예에 따라, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 제1 열교환매체와 제2 열교환매체를 열교환시키는 코어부; 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 배치되어 상기 코어부와 상기 제1 열교환매체가 이동하는 유로를 형성하는 제1 탱크 및 제2 탱크; 및 상기 코어부의 단부에 결합되는 실링부재를 포함하며, 상기 실링부재는 상기 하우징과 결합되어 상기 제2 열교환매체가 상기 유로로 유출되는 것을 방지하는 열교환기에 의해 달성된다.

그리고, 상기 열교환기는 상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 하우징 내부로 상기 제2 열교환매체를 유출입되게 하는 커버를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하우징은 하우징 본체; 및 상기 코어부의 길이방향으로 서로 이격되어 상기 하우징 본체의 상부에 배치되는 제1 바 및 제2 바를 포함하며, 상기 제1 바에는 상기 제1 탱크의 일 영역이 접촉되고, 상기 제2 바에는 상기 제2 탱크의 일 영역과 접촉될 수 있다.

그리고, 상기 하우징은 상기 하우징 본체의 내면을 따라 형성된 제1 홈을 포함하며, 상기 제1 홈에 배치되는 상기 실링부재의 상부는 상기 제1 바 또는 상기 제2 바에 의해 지지될 수 있다.

또한, 상기 코어부는 코어 및 상기 코어의 양단에 배치되는 헤더를 포함하며, 상기 헤더는 상기 실링부재의 내면을 따라 형성된 제2 홈에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 헤더는 상기 코어의 양단에 배치되는 판 형상의 헤더 본체; 및 상기 헤더 본체의 가장자리를 절곡하여 형성된 절곡부를 포함하며, 상기 절곡부는 상기 제2 홈에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 헤더 본체의 두께(t)는 상기 제2 홈의 폭(W)보다 작을 수 있다.

또한, 상기 코어는 상기 유로를 형성하는 복수 개의 튜브 및 상기 튜브에 배치되는 핀을 포함할 수 있다.

한편, 상기 열교환기는 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 실링수단을 더 포함하며, 상기 실링수단은 상기 하우징 본체와 일체로 사출되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 실링부재는 외면을 따라 형성된 제3 홈을 더 포함하며, 상기 실링수단의 단부는 상기 제3 홈에 배치될 수 있다.

또한, 상기 실링부재 및 상기 실링수단은 탄성 재료로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 하우징은 상기 제3 홈에 배치되게 상기 제1 홈에 형성된 지지돌기를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 하우징은 상기 하우징 본체에서 외측으로 돌출된 플랜지를 더 포함하며, 상기 커버는 고정부재를 통해 상기 플랜지에 결합될 수 있다.

또한, 상기 실링부재는 H 형상의 단면을 갖을 수 있다.

실시예에 따른 열교환기는 플라스틱과 같은 합성수지 재질을 이용하여 제조공정의 단순화, 성형성 향상 및 무게를 감소시킬 수 있다.

또한, 냉각수를 공급하는 커버와 하우징 간의 밀폐를 수행하는 실링수단을 하우징에 사출 방식으로 형성하여 밀폐력을 확보하면서도 구조를 단순화함으로써 생산 단가를 감소시킬 수 있다. 즉, 별도의 접착부재 또는 브레이징(Brazing)을 위한 랩(Wrap) 없이 사출 방식으로 하우징에 실링수단을 배치하여 밀폐력을 확보하면서도 조립 공정을 단순화할 수 있다.

또한, 냉각수가 코어 또는 탱크측으로 유입되는 것을 방지하는 실링부재에 상기 실링수단의 일부를 중첩하여 배치함으로써 실링에 대한 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 헤더에 절곡부를 구비하여 밀폐력, 실링부재에 대한 고정력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 절곡부를 통해 상기 헤더의 두께를 감소시켜 상기 열교환기의 무게를 감소킬 수 있다.

실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 수냉식 열교환기를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 수평단면도이고,
도 5는 실시예에 따른 열교환기의 하우징을 나타내는 도면이고,
도 6은 실시예에 따른 열교환기의 코어부를 나타내는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 열교환기의 실링부재를 나타내는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 열교환기의 실링부재과 실링수단의 결합관계를 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 열교환기의 하우징에 형성된 지지돌기를 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 수냉식 과급 공기 냉각기(WCAC)로 이용될 수 있는 수냉식 열교환기로 사용될 수 있다.

도 2는 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 수평단면도이다. 여기서, 도 4는 도 2의 A-A선을 나타내는 수평단면도이다. 또한, 도 2에 있어서, x 방향은 길이방향 또는 공기의 유동방향을 나타내고, y 방향은 폭 방향을 나타내며, z 방향은 수직 방향을 나타낼 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 열교환기(1)는 하우징(100), 하우징(100)의 내부에 배치되는 코어부(200), 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 배치되어 코어부(200)를 통해 제1 열교환매체가 이동하는 유로를 형성하는 제1 탱크(300) 및 제2 탱크(400), 하우징(100)의 상부에 배치되어 하우징(100) 내부로 제2 열교환매체를 유출입되게 하는 커버(500) 및 코어부(200)의 길이방향의 양측 단부에 각각 결합되는 실링부재(600)를 포함할 수 있다. 이때, 실링부재(600)는 하우징(100)에 결합되어 상기 제2 열교환매체가 상기 유로로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 제1 열교환매체는 공기로 제공되고, 상기 제2 열교환매체는 냉각수로 제공될 수 있는바, 이하 공기 및 냉각수로 설명한다.

따라서, 상기 열교환기(1)는 고온 및 고압으로 압축된 상기 공기를 상기 냉각수를 이용하여 수냉식으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 열교환기(1)는 하우징(100)과 커버(500) 사이에 배치되어 상기 냉각수가 유출되는 것을 방지하는 실링수단(700)을 더 포함할 수 있다.

하우징(100), 제1 탱크(300), 제2 탱크(400) 및 커버(500)는 상기 열교환기(1)의 외형을 형성한다. 이때, 하우징(100), 제1 탱크(300), 제2 탱크(400) 및 커버(500)의 결합에 의해 상기 열교환기(1)의 내부에는 코어부(200) 및 상기 냉각수가 배치될 수 있는 수용공간(S)이 형성될 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 열교환기의 하우징을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 하우징(100)은 하우징 본체(110), 제1 바(120) 및 제2 바(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 바(120) 및 제2 바(130)는 상기 길이방향으로 서로 이격되어 하우징 본체(110)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 하우징(100)은 하우징 본체(110)의 상부측 단부에서 외측으로 돌출된 플랜지(140)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 커버(500)는 나사, 볼트 및 너트와 같은 고정부재(2)를 이용하여 하우징(100)의 플랜지(140)에 결합될 수 있다.

여기서, 하우징 본체(110), 제1 바(120), 제2 바(130) 및 플랜지(140)는 일체로 형성될 수 있다.

하우징 본체(110)는 실링부재(600)의 일측이 결합되게 형성된 제1 홈(111)을 포함할 수 있다. 이때, 한 쌍의 실링부재(600) 각각은 제1 바(120) 및 제2 바(130) 중 어느 하나에 의해 지지될 수 있다.

제1 홈(111)은 하우징 본체(110)의 내면(112)을 따라 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 홈(111)은 상기 폭 방향 및 상기 수직 방향으로 하우징 본체(110)의 내면(112)에 형성될 수 있다.

하우징 본체(110)는 개구가 상방에 형성되도록 수직 단면이 ㄷ자 형상 또는 U 자 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 열교환기(1)가 설치되는 대상체(차량)의 구조를 고려하여 다양한 형상으로 상기 개구가 마련된 하우징 본체(110)가 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 하우징 본체(110)는 상호 이격되게 배치되는 제1 측벽부(113)와 제2 측벽부(114) 및 바닥부(115)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 바닥부(115)는 제1 측벽부(113)와 제2 측벽부(114)의 하부측 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 측벽부(113)와 제2 측벽부(114)의 상부측 사이에는 제1 바(120) 및 제2 바(130)가 상기 길이 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

따라서, 상기 제1 홈(111)은 제1 측벽부(113)와 제2 측벽부(114) 및 바닥부(115)에 의해 형성된 내면(112)을 따라 형성될 수 있다.

하우징 본체(110)의 상기 길이방향의 일측 및 제1 바(120)에 의해 하우징(100)의 상기 길이 방향의 외측에 형성되는 제1 면(116)에는 제1 탱크(300)가 접촉되고, 하우징 본체(110)의 타측 및 제2 바(130)에 의해 하우징(100)의 상기 길이 방향의 외측에 형성되는 제2 면(117)에는 제2 탱크(400)가 접촉된다. 여기서, 상기 길이방향에 대한 하우징 본체(110)를 기준으로 제1 면(116)과 제2 면(117)은 반대 방향일 수 있다.

제1 바(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폭 방향으로 하우징 본체(110)의 상부를 연결할 수 있다.

제1 바(120)의 일측(외측)에는 제1 탱크(300)가 배치되고, 타측(내측)에는 실링부재(600)가 배치될 수 있다. 따라서, 제1 바(120)는 제1 탱크(300)와 실링부재(600) 사이에 배치되어 제1 탱크(300) 및 실링부재(600)를 지지한다.

제2 바(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폭 방향으로 하우징 본체(110)의 상부를 연결할 수 있다.

제2 바(130)의 일측(외측)에는 제2 탱크(400)가 배치되고, 타측(내측)에는 실링부재(600)가 배치될 수 있다. 따라서, 제2 바(130)는 제2 탱크(400)와 실링부재(600) 사이에 배치되어 제2 탱크(400) 및 실링부재(600)를 지지한다.

한편, 하우징(100)은 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

그에 따라, 하우징(100)은 성형성이 향상되기 때문에 다양한 차량에 적용할 수 있는 설계자유도가 증가한다. 또한, 하우징(100)은 무게가 감소되어 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

그리고, 하우징(100)이 상기 합성수지 재질로 형성되는 경우, 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 형성되는 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400) 각각은 하우징(100)에 열융착 방식을 통해 결합될 수 있다. 여기서, 상기 열융착 방식으로 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)가 하우징(100)에 결합되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 초음파 융착 또는 볼트와 같은 고정부재를 이용하여 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400) 각각은 하우징(100)에 결합될 수도 있다.

따라서, 상기 크림핑 공정이 수행되는 종래의 열교환기(10)와 달리 실시예에 따른 열교환기(1)는 상기 크림핑 공정을 삭제할 수 있기 때문에, 생산성이 향상된다.

코어부(200)는 하우징(100)의 내부에서 공기가 이동할 수 있게 한다. 그리고, 코어부(200)의 외측을 따라 이동하는 상기 냉각수에 의해 상기 공기는 냉각된다.

도 6은 실시예에 따른 열교환기의 코어부를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 코어부(200)는 코어(210)와 한 쌍의 헤더(220)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 헤더(220)는 코어(210)의 양단에 배치될 수 있다.

코어(210)는 제1 탱크(300)로 유입된 공기를 제2 탱크(400)로 이동되게 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 코어(210)는 복수 개의 튜브(211) 및 튜브(211)의 외면에 배치되는 핀(212)을 포함할 수 있다.

튜브(211)는 상기 공기가 이동하는 유로를 형성한다.

그리고, 복수 개의 튜브(211)는 상기 폭 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 핀(212)은 튜브(211) 사이에 배치되어 튜브(211)와 상기 냉각수 사이의 열 교환 효율을 향상시킨다.

또한, 복수 개의 튜브(211)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상하로 이격되게 배치되어 상기 냉각수를 통한 코어(210)의 냉각을 더욱 향상시킬 수 있다.

핀(212)은 튜브(211)의 외면에 배치되어 튜브(211)의 냉각 성능을 향상시킨다. 여기서, 핀(212)은 주름형태로 형성될 수 있다.

여기서, 핀(212)은 튜브(211)의 외면에 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 핀(212)은 튜브(211)의 내면에 형성되어 튜브(211)를 통해 이송되는 공기에 대한 열전달 효과를 향상시킬 수 있다.

한편, 코어부(200)의 코어(210)의 실시예로 튜브(211)와 핀(212)을 이용하여 튜브(211)의 내부를 따라 이송되는 공기의 냉각을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 공기가 이동할 수 있는 유로가 형성되게 복수 개의 플레이트를 적층하여 코어(210)를 형성할 수도 있다.

헤더(220)는 코어(210)의 상기 길이 방향의 양측 단부에 결합될 수 있다. 여기서, 헤더(220)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 이때, 헤더(220)의 둘레를 따라 실링부재(600)가 배치되고, 상기 실링부재(600)는 하우징(100)의 제1 홈(111)에 결합된다. 따라서, 상기 수용공간(S)에 수용되는 상기 냉각수에 의해 압력이 형성되더라도 상기 금속 재질의 헤더(220)는 하우징(100)의 제1 홈(111), 제1 바(120) 또는 제2 바(130)에 의해 지지되어 상기 냉각수에 의해 형성되는 수압에 대응할 수 있다.

즉, 코어부(200)가 하우징(100)의 내부에 배치되더라도, 실링부재(600)가 결합된 헤더(220)가 하우징(100)의 제1 홈(111), 제1 바(120) 및 제2 바(130)에 의해 지지되어 상기 냉각수에 의한 압력에 대응할 수 있다.

그리고, 상기 헤더(220)에 인가되는 상기 압력에 의해 실링부재(600)는 하우징(100)에 밀착되어 실링 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 헤더(220)는 코어의 양단에 배치되는 판 형상의 헤더 본체(221) 및 헤더 본체(221)의 가장자리를 절곡하여 형성된 절곡부(222)를 포함할 수 있다. 여기서, 헤더 본체(221) 및 절곡부(222)는 소정의 두께(t)로 형성될 수 있다.

이때, 절곡부(222)는 실링부재(600)와 결합된다. 그리고, 절곡부(222)에 의해 실링부재(600)와의 접촉 면적이 증가한다. 그에 따라, 상기 냉각수에 대한 실링 성능은 향상된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 절곡부(222)는 ㄴ자 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 절곡부(222)는 ㄷ자 형상으로 형성될 수도 있다. 이때, 절곡부(222)는 코어(210)를 기준으로 서로 마주보게 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 하우징(100)의 길이에 따라 코어(210)에 결합되는 헤더(220)의 절곡부(222)의 배치 위치 또는 방향을 조절하여 하우징(100)의 사이즈에 용이하게 대응할 수 있다.

ㄷ자 형상으로 형성된 절곡부(222)의 경우 ㄴ자 형상으로 형성된 절곡부(222) 보다 접촉 면적이 향상되어 상기 냉각수에 대한 실링 성능은 더욱 향상된다.

한편, 코어부(200)는 하우징 본체(110)의 내면과 이격되게 배치될 수 있다 이때, 코어부(200)는 커버(500)와 이격되게 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 냉각수는 코어부(200)를 감싸도록 배치된다.

따라서, 하우징(100) 및 커버(500)와 이격되어 배치되는 코어부(200)의 배치구조는 상기 냉각수가 코어부(200)와 접촉되는 면적을 증대시킨다. 그에 따라 코어부(200)의 내부를 따라 이동되는 상기 공기에 대한 냉각 성능은 더욱 향상된다.

제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)는 상기 길이 방향을 기준으로 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 배치될 수 있다.

제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)는 과급 공기가 유출입되는 통로의 역할을 수행할 수 있다. 그에 따라, 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)는 상기 코어부(200)와 함께 상기 공기가 이동하는 유로를 형성한다.

제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)는 성형성이 향상되어 다양한 차량에 적용할 수 있는 설계자유도가 증가한다.

도 3을 참조하면, 제1 탱크(300)는 제1 유입구(311)가 형성된 제1 탱크 본체(310) 및 제1 레그(320)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 탱크 본체(310) 및 제1 레그(320)는 사출 성형을 통해 일체로 형성될 수 있다.

그리고, 제2 탱크(400)는 제1 유출구(411)가 형성된 제2 탱크 본체(410) 및 제2 레그(420)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 탱크 본체(410) 및 제2 레그(420)는 사출 성형을 통해 일체로 형성될 수 있다.

따라서, 제1 유입구(311)를 통해 유입된 공기는 코어부(200)를 통과하여 제1 유출구로 배출될 수 있다.

제1 레그(320)는 제1 탱크 본체(310)의 일측에 형성될 수 있다. 그리고, 제2 레그(420)는 제2 탱크 본체(410)의 일측에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 열교환기(1)가 설치되는 대상체(차량)의 구조를 고려하여 제1 레그(320) 및 제2 레그(420)는 다양한 형상 및 위치에 형성될 수 있다.

또한, 플라스틱으로 형성되는 제1 탱크(300)와 제2 탱크(400)에 의해 상기 열교환기(1)의 무게는 감소되어 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

커버(500)는 하우징(100)의 상부를 덮도록 배치된다. 그리고, 커버(500)는 하우징(100)의 내부로 상기 냉각수를 유출입되게 한다. 여기서, 커버(500)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 커버(500)는 판 형상의 커버 본체(510), 커버 본체(510)의 상부 일측에 배치되는 제2 유입구(520) 및 제2 유입구(520)와 이격되어 커버 본체(510)의 상부에 배치되는 제2 유출구(530)를 포함할 수 있다.

커버 본체(510)는 하우징(100)의 상부를 덮도록 배치된다. 그리고, 커버 본체는 고정부재(2)를 이용하여 하우징(100)의 플랜지(140)에 결합될 수 있다. 예컨데, 코어부(200) 또는 실링부재(600)의 유지 보수를 위해 상기 고정부재(2)를 이용한 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 커버(500)가 플라스틱 재질로 형성되는 경우 커버(500)와 하우징(100)은 열 융착 방식 등을 통해 결합할 수 있음은 물론이다.

제2 유입구(520) 및 제2 유출구(530) 각각은 하우징(100)의 내부와 연통되게 커버 본체(510)에 배치된다.

따라서, 제2 유입구(520)를 통해 하우징(100)의 내부로 유입된 냉각수는 제2 유출구(530)를 통해 배출된다. 그에 따라, 상기 냉각수는 코어부(200)를 냉각시킬 수 있다.

실링부재(600)는 코어부(200)의 양측 단부에 결합된다. 상세하게, 실링부재(600)는 헤더(220)를 감싸도록 배치된다. 이때, 실링부재(600)는 사각링 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 실링부재(600)로는 패킹이 제공될 수 있다. 그리고, 실링부재(600)는 실링 및 탄성력을 고려하여 고무와 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 실링부재(600)는 하우징(100)의 제1 홈(111)에 결합되어 하우징(100) 내부의 냉각수가 상기 유로로 유입되는 것을 방지한다.

도 7은 실시예에 따른 열교환기의 실링부재를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 실링부재(600)는 실링부재 본체(610), 실링부재 본체(610)의 내면(611)을 따라 오목하게 형성된 제2 홈(620) 및 실링부재 본체(610)의 외면(612)을 따라 오목하게 형성된 제3 홈(630)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실링부재(600)는 H 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

실링부재 본체(610)는 사각 링 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 실링부재 본체(610)는 탄성 재질로 형성되기 때문에, 하우징(100)의 제1 홈(111)에 밀착되게 배치될 수 있다.

실링부재 본체(610)의 내면(611)을 따라 오목하게 형성된 제2 홈(620)을 이용하여 실링부재(600)는 코어부(200)와 결합할 수 있다.

제2 홈(620)에는 헤더(220)가 배치될 수 있으며, 상기 헤더(220)는 제2 홈(620)에 밀착되게 배치되어 실링 능력을 확보케 한다.

도 4를 참조하면, 제2 홈(620)의 폭(W)은 헤더 본체(221)의 두께(t)보다 클 수 있다.

예컨데, 헤더 본체(221)의 두께(t)가 제2 홈(620)의 폭(W)과 동일한 경우 헤더 본체(221)의 단부를 직접 제2 홈(620)에 배치할 수 있다. 그러나, 헤더 본체(221)의 두께(t)를 제2 홈(620)의 폭(W)보다 작게 하고, 절곡부(222)를 통해 제2 홈(620)에 결합되는 헤더(220)보다 무게가 증가한다.

따라서, 실시예에 따른 헤더(220)는 헤더 본체(221)의 두께(t)를 제2 홈(620)의 폭(W)보다 작게 하고, 절곡부(222)를 통해 제2 홈(620)에 결합함으로써, 실링력 및 무게 감소라는 장점을 모두 확보할 수 있다. 또한, 상술 된 바와 같이, 절곡부(222)의 형상을 다양하게 형성함으로써 헤더(220)와 실링부재(600) 사이의 실링력을 더욱 확보할 수 있다.

실링부재 본체(610)의 외면(612)을 따라 오목하게 형성된 제3 홈(630)을 이용하여 실링부재(600)는 실링수단(700)과 결합될 수 있다. 그에 따라, 실링부재(600)와 실링수단(700)에 의해 상기 열교환기(1)의 실링 능력은 더욱 향상된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제3 홈(630)은 제1 홈(111)의 내부에 배치되며, 실링부재(600)가 제1 홈(111)에 결합됨에 따라 소정의 공간이 형성될 수 있다.

실링수단(700)은 하우징(100)과 커버(500) 사이에 배치되어 하우징(100)과 커버(500) 사이로 상기 냉각수가 유출되는 것을 방지한다.

실링수단(700)은 고무와 같은 탄성 재질로 형성될 수 있으며,

도 8은 실시예에 따른 열교환기의 실링부재과 실링수단의 결합관계를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 실링수단(700)은 하우징 본체(110)의 상부에 배치되게 바 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 실링수단(700)은 하우징 본체(110)와 일체로 형성될 수 있다. 예컨데, 실링수단(700)은 하우징 본체(110)와 이중 사출 방식을 통해 일체로 사출 성형될 수 있다. 그에 따라, 실링수단(700)을 하우징(100)에 고정하기 위한 별도의 수단 또는 구조없이, 실링수단(700)은 하우징(100)에 견고하게 고정될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 실링수단(700)의 단부는 하우징(100)의 제1 홈(111)에 결합된 실링부재(600)의 제3 홈(630)에 배치될 수 있다.

즉, 실링수단(700)의 일부가 실링부재(600)와 중첩되게 배치된 상태에서, 커버(500)에 의해 실링부재(600) 및 실링수단(700)이 가압되기 때문에, 상기 열교환기(1)의 실링 능력은 향상된다.

도 9는 실시예에 따른 열교환기의 하우징에 형성된 지지돌기를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 하우징(100)은 제1 홈(111)에서 돌출되게 형성된 지지돌기(118)를 더 포함할 수 있다.

지지돌기(118)는 실링부재(600)의 제3 홈(630)에 배치될 수 있다. 예컨데, 지지돌기(118)는 제3 홈(630)을 따라 형성될 수 있다. 그에 따라, 지지돌기(118)는 실링부재(600)가 제1 홈(111)에 배치되는 것을 안내할 수 있다. 또한, 지지돌기(118)는 실링부재(600)의 제3 홈(630)을 지지할 수 있다.

또한, 지지돌기(118)는 실링부재(600)의 제3 홈(630)과 결합되어 상기 열교환기(1)의 실링 능력을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 열교환기
100: 하우징 110: 하우징 본체
111: 제1 홈 112: 내면
120: 제1 바 130: 제2 바
140: 플랜지
200: 코어부 210: 코어
220: 헤더 222: 절곡부
300: 제1 탱크
400: 제2 탱크
500: 커버
600: 실링부재 620: 제2 홈
630: 제3 홈
700: 실링수단

Claims

하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되고, 제1 열교환매체와 제2 열교환매체를 열교환시키는 코어부;
상기 하우징의 일측과 타측에 각각 배치되어 상기 코어부와 상기 제1 열교환매체가 이동하는 유로를 형성하는 제1 탱크 및 제2 탱크; 및
상기 코어부의 단부에 결합되는 실링부재를 포함하며,
상기 실링부재는 상기 하우징과 결합되어 상기 제2 열교환매체가 상기 유로로 유출되는 것을 방지하고,
상기 하우징은 하우징 본체; 및 상기 코어부의 길이방향으로 서로 이격되어 상기 하우징 본체의 상부에 배치되는 제1 바 및 제2 바를 포함하며,
상기 제1 바에는 상기 제1 탱크의 일 영역이 접촉되고, 상기 제2 바에는 상기 제2 탱크의 일 영역과 접촉되는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 하우징 내부로 상기 제2 열교환매체를 유출입되게 하는 커버를 더 포함하는 열교환기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 탱크, 상기 제2 탱크 및 상기 하우징은 합성수지 재질로 형성되며,
상기 제1 탱크 및 상기 제2 탱크는 열 융착 방식에 의해 상기 하우징에 결합되는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징 본체의 내면을 따라 형성된 제1 홈을 포함하며,
상기 제1 홈에 배치되는 상기 실링부재의 상부는 상기 제1 바 또는 상기 제2 바에 의해 지지되는 열교환기.
하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되고, 제1 열교환매체와 제2 열교환매체를 열교환시키는 코어부;
상기 하우징의 일측과 타측에 각각 배치되어 상기 코어부와 상기 제1 열교환매체가 이동하는 유로를 형성하는 제1 탱크 및 제2 탱크; 및
상기 코어부의 단부에 결합되는 실링부재를 포함하며,
상기 실링부재는 상기 하우징과 결합되어 상기 제2 열교환매체가 상기 유로로 유출되는 것을 방지하고,
상기 코어부는 코어 및 상기 코어의 양단에 배치되는 헤더를 포함하며,
상기 헤더는 상기 실링부재의 내면을 따라 형성된 제2 홈에 배치되는 열교환기.
제6항에 있어서,
상기 헤더는
상기 코어의 양단에 배치되는 판 형상의 헤더 본체; 및
상기 헤더 본체의 가장자리를 절곡하여 형성된 절곡부를 포함하며,
상기 절곡부는 상기 제2 홈에 배치되는 열교환기.
제7항에 있어서,
상기 헤더 본체의 두께(t)는 상기 제2 홈의 폭(W)보다 작은 열교환기.
제6항에 있어서,
상기 코어는 상기 유로를 형성하는 복수 개의 튜브 및 상기 튜브에 배치되는 핀을 포함하는 열교환기.
제2항에 있어서,
상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 실링수단을 더 포함하며,
상기 실링수단은 상기 하우징 본체와 일체로 사출되어 형성되는 열교환기.
제10항에 있어서,
상기 실링부재는 외면을 따라 형성된 제3 홈을 더 포함하며,
상기 실링수단의 단부는 상기 제3 홈에 배치되는 열교환기.
제10항에 있어서,
상기 실링부재 및 상기 실링수단은 탄성 재료로 형성되는 열교환기.
제11항에 있어서,
상기 하우징은 상기 제3 홈에 배치되게 상기 하우징 본체의 내면을 따라 형성된 제1 홈에 형성된 지지돌기를 더 포함하는 열교환기.
제2항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징 본체에서 외측으로 돌출된 플랜지를 더 포함하며,
상기 커버는 고정부재를 통해 상기 플랜지에 결합되는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 실링부재는 H 형상의 단면을 갖는 열교환기.