KR102588667B1 - 칠러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1,2냉각수가 유입 및 유출되는 제1플레이트; 상기 제1플레이트와 연결되며 냉매가 유입 및 유출되는 제2플레이트; 상기 제1플레이트의 상면에 돌출되는 제1격벽; 상기 제2플레이트의 상면에 돌출되는 제2격벽;을 포함하되, 상기 제2격벽은, 상기 냉매가 상기 제1,2냉각수와 항시 대항류가 되도록 하기 위해 상기 냉매와 접하고 상기 제2플레이트의 내벽으로부터 연장되어 끝단이 기울어지도록 구비되는 칠러를 제공한다.

Description

칠러{Chiller}
본 발명은 칠러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매와 냉각수 사이의 열교환 성능을 향상시키는 칠러에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 위해 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기자동차이다.
전기자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동하고 배터리 냉난방 시스템을 차량의 실내 공조를 위한 공조 시스템과 통합하여 운용하는 통합열관리 칠러를 구비하고 있다.
이와 같은 통합열교환 칠러는 냉각수플레이트와 냉매플레이트 사이에 냉매유로를 통해 유동 되는 냉매가 냉각수유로를 통해 열교환 성능을 향상시키기 위해 유동되는 냉각수와 반대 방향으로 흐르도록 하는 대항류 흐름이 되도록 하기 위해 격벽이 설치가 되어 있으며 이와 같은 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2021-0010121호에 개시되어 있다.
하지만 이와 같은 통합열교환 칠러는 냉매가 냉매 입출구를 통해 유동 시 격벽에 의해 열교환에 좋지 않은 평행류 구간 및 정체공간이 발생하게 된다.
즉, 통합 열교환 칠러는 대항류 흐름을 형성하도록 하고자 하는 경우 칠러의 열교환 성능이 떨어지게 된다.
대한민국 공개특허 10-2021-0010121호(발명의 명칭 : 통합 열관리용 칠러 및 이를 포함하는 통합 열관리 모듈)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서 냉매가 정체되거나 역류가 생기는 것을 방지하고 냉각수와 대항류가 항시 가능하도록 하는 칠러를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
본 발명은, 제1,2냉각수가 유입 및 유출되는 제1플레이트; 상기 제1플레이트와 연결되며 냉매가 유입 및 유출되는 제2플레이트; 상기 제1플레이트의 상면에 돌출되는 제1격벽; 상기 제2플레이트의 상면에 돌출되는 제2격벽;을 포함하되, 상기 제2격벽은, 상기 냉매가 상기 제1,2냉각수와 항시 대항류가 되도록 하기 위해 상기 냉매와 접하고 상기 제2플레이트의 내벽으로부터 연장되어 끝단이 기울어지도록 구비되는 칠러를 제공한다.
상기 제2격벽은, 상기 제2플레이트의 중앙 전단내벽으로부터 연장되어 끝단이 기울어지게 구비되는 제2-1격벽과, 상기 제2-1격벽과 이격되어 상기 제2플레이트의 중앙 후단내벽으로부터 연장되어 끝단이 기울어지게 구비되는 제2-2격벽을 포함한다.
상기 제2-1격벽과 상기 제2-2격벽은, 끝단이 서로 반대방향으로 기울어지도록 구비된다.
상기 제1격벽은, 상기 제1플레이트의 상면에 돌출되어 좌우 내벽으로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제1-1격벽과, 상기 한 쌍의 제1-1격벽 사이에 상기 제1플레이트의 전후단 내벽에 연결되고 상기 제1플레이트의 상면에 상측으로 돌출되는 1-2격벽을 포함한다.
상기 1-2격벽은, 격벽돌출본체와, 상기 격벽돌출본체의 좌측에 연결되는 좌측격벽부와, 상기 격벽돌출본체의 후측에 연결되는 우측격벽부를 포함한다.
상기 좌측격벽부는, 상기 제2플레이트의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2격벽과 접하도록 구비되는 연장격벽과, 상기 제1연장격벽으로부터 연결되며, 상기 제2격벽과 인접하고 상기 제2플레이트의 후단내벽으로 연장되고, 좌측으로 제1돌기가 구비된 돌기격벽을 포함한다.
상기 우측격벽부는, 상기 제2플레이트의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2격벽과 인접하도록 구비되고, 우측으로 제2돌기가 구비된 돌출격벽과, 상기 돌출격벽과 연결되어 상기 제2플레이트의 후단 내벽으로 연장되고 상기 제2격벽과 접하도록 구비된 연결격벽을 포함한다.
상기 1-2격벽은 좌측격벽부와 우측격벽부가 2층류로 구비된다.
상기 연장격벽은, 상기 돌기격벽보다 전후 길이가 크게 형성된다.
상기 연결격벽은, 상기 돌출격벽보다 전후 길이가 크게 형성된다.
본 발명에 따른 칠러에 의하면 냉매가 유동되는 제2플레이트의 상면에 돌출되는 제2격벽이 제2플레이트의 내벽으로부터 연장된 상태로 끝단이 기울어지게 구비되어 제1플레이트의 제1격벽과 접합됨으로써, 냉매가 유동 시 제1,2냉각수와 대항류가 항시 되도록 하고 정체구간과 평행류 구간이 발생되는 것을 방지하도록 한다.
따라서 본 발명에 따른 칠러에 의하면 냉매가 유동 시 정체구간과 평행류 구간이 발생하지 않는 상태에서 제1,2냉각수와 대항류가 항시 되도록 하기에 방열효과를 최대로 내도록 하여 열교환율 및 내구성을 증진시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 칠러의 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1플레이트와 제2플레이트의 평면도이다.
도 3은 도 1의 제2플레이트와 제2플레이트가 결합된 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A’선을 따라 절단된 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B’선을 따라 절단된 단면도이다.
도 6은 도 3의 C-C’선을 따라 절단된 단면도이다.
도 7은 도 3의 D-D’선을 따라 절단된 단면도이다.
도 8은 도 3의 E-E’선을 따라 절단된 단면도이다.
도 9는 도 3의 F-F’선을 따라 절단된 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1 내지 도 8을 참고 하면 본 발명에 따른 칠러(100)는 제1플레이트(110), 제2플레이트(120), 제1격벽(130), 제2격벽(140)을 포함한다.
상기 제1플레이트(110)는 다수개로 구비가 되어 외부로부터 제1냉각수(111)와 제2냉각수(112)가 제1냉각수입출구(113,114)와 제2냉각수입출구(117,118)를 통해 유입 및 유출이 된다.
이때 상기 제1냉각수입출구(113,114)와 제2냉각수입출구(117,118)는 좌우에 서로 이격되어 형성된다.
그리고 상기 제1플레이트(110)는 상기 제1냉각수(111)와 상기 제2냉각수(112)가 유입 및 유출이 되는 상기 제1냉각수 입출구(113,114)와 상기 제2냉각수 입출구(117,118)에 제1,2냉각수 파이프(115,116)가 연결이 된다.
상기 제2플레이트(120)는 다수개로 상기 제1플레이트(110)와 번갈아가며 연결되고 냉매(121)가 유입 및 유출되는 냉매 입출구(122,123)를 통해 상기 냉매(121)가 유입되어 유출된다.
이때 상기 냉매입출구(122,123)는 중앙에 서로 이격되어 형성된다.
상기 제1격벽(130)은 상기 제1플레이트(110)의 상면에 2층류 형상으로 돌출형성이 되고 후술되는 상기 제2격벽(140)과 접합이 된다.
상기 제2격벽(140)은 상기 제2플레이트(120)에 상면에 돌출형성이 된다.
이하부터는 본 발명에 따른 칠러(100)에서 상기 냉매(121)가 제1,2냉각수(111,112)와 대항류가 항시되도록 하고 발열성능이 향상되도록 하는 상기 제1격벽(130)과 상기 제2격벽(140)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
첫 번째로 상기 제2격벽(140)에 대해 설명하도록 한다.
상기 제2격벽(140)은 제2-1격벽(141), 제2-2격벽(142)을 포함한다.
상기 제2-1격벽(141)은 상기 제2플레이트(120)의 중앙 전단내벽으로부터 연장되어 끝단(143)이 기울어지게 형성이 되고 상기 냉매유출구(123)와 접하도록 구비가 된다.
상기 2-2격벽(142)은 상기 제2-1격벽(141)과 이격되어 상기 제2플레이트(120)의 중앙 후단내벽으로부터 연장되어 끝단(144)이 기울어지게 형성이 되고 상기 냉매유입구(122)와 접하도록 구비가 된다.
여기서, 상기 제2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)은 각각 끝단(143,144)이 좌우 측 반대 방향으로 기울어지도록 구비된다.
즉, 본 발명의 칠러(100)는 상기 냉매유입구(122)를 통해 유입되는 상기 냉매(121)가 상기 제2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)을 거쳐 상기 냉매유출구(123)로 유동이 되기에 상기 냉매(121)가 유동 시 정체구간과 평행류 구간이 발생하지 않고 상기 제1냉각수(111) 및 상기 제2냉각수(112)와 대항류 흐름을 유지하도록 한다.
따라서 본 발명에 따른 칠러(100)는 발열성능이 최대화가 되도록 하는 것을 가능하게 한다.
두 번째로 상기 제1격벽(130)에 대해 설명하도록 한다.
상기 제1격벽(130)은 1-1격벽(131), 1-2격벽(132)을 포함한다.
상기 제1-1격벽(131)은 상기 제1플레이트(110)의 상면에 돌출되어 좌우 내벽으로부터 각각 연장되는 한 쌍으로 구비가 된다.
여기서, 상기 한 쌍의 제1-1격벽(131)은 상기 제1플레이트(110)가 상기 제2플레이트(120)와 결합 시 상기 제1플레이트(110)의 내벽으로부터 연장되는 끝단(131a)이 상기 2-1격벽(141) 및 상기 2-2격벽(142)의 각각 끝단(143,144)과 접합이 된다.
즉, 본 발명에 따른 칠러(100)는 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(120)가 결합 시 상기 한 쌍의 제1-1격벽(131)의 상기 제1플레이트(110)내벽으로부터 연장되는 끝단(131a)이 상기 제2-1격벽(141)의 끝단(143)과 상기 제2-2격벽(142)의 끝단(144)과 접합이 되기에 상기 냉매유입구(122)를 통해 유동되는 상기 냉매(121)가 접합된 상기 제2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)을 통해 상기 냉매유출구(123)로 유동되도록 하여 정체구간과 평행류 구간이 발생되지 않도록 함과 동시에 상기 냉매(121)가 상기 제1냉각수(111) 및 상기 제2냉각수(112)와 대항류 흐름을 항시 형성시키도록 유도할 수 있다.
상기 제1-2격벽(132)은 상기 한 쌍의 제1-1격벽(131) 사이에 상기 제1플레이트(110)의 전 후단 내벽에 연결되고 상기 제1플레이트(110)의 상면에 상측으로 돌출된다.
그리고 상기 제1-2격벽(132)은 격벽돌출본체(133), 좌측격벽부(134), 우측격벽부(135)를 포함한다.
상기 격벽돌출본체(133)는 상기 한 쌍의 제1-1격벽(131) 사이에 상기 제1플레이트(110)의 전후단 내벽에 연결되고 상기 제1플레이트(110)의 상면에 상측으로 돌출된다.
이때 상기 격벽돌출본체(133)는 상기 제1플레이트(110)가 상기 제2플레이트(120)와 결합 시 상기 2-1격벽(141) 및 상기 2-2격벽(142)과 접합되도록 한다.
상기 좌측격벽부(134)는 2층류 형상으로 구비되어 상기 격벽돌출본체(133)의 좌측에 연결된다.
여기서, 상기 좌측격벽부(134)는 상기 제2플레이트(120)의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2-1격벽(141)과 접하도록 구비되는 연장격벽(134a)과, 상기 연장격벽(134a)으로부터 연결되며 상기 제2-1격벽(141)과 인접하고 상기 제2플레이트(120)의 후단 내벽으로 연장되어 좌측으로 제1돌기(134c)가 구비된 돌기격벽(134b)을 포함한다.
이때 상기 연장격벽(134a)은 상기 돌기격벽(134b)보다 전후 길이가 크게 형성이 된다.
즉, 상기 좌측격벽부(134)는 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(120)가 결합 시 상기 연장격벽(134a)이 상기 2-1격벽(141)과 접합이 되도록 한다.
상기 우측격벽부(135)는 2층류 형상으로 구비되어 상기 격벽돌출본체(133)의 후측에 연결되며, 상기 좌측격벽부(134)와 이격된다.
여기서, 상기 우측격벽부(135)는 상기 제2플레이트(120)의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2-1격벽(141)과 인접하도록 구비되고 우측으로 제2돌기(135a)가 구비된 돌출격벽(135c)과, 상기 돌출격벽(135c)과 연결되며 상기 제2플레이트(120)의 후단내벽으로 연장되어 상기 제2-2격벽(142)과 접하는 연결격벽(135b)을 포함한다.
이때 상기 연결격벽(135b)은 상기 돌출격벽(135c)보다 전후 길이가 크게 형성이 된다.
이에 따라 상기 우측격벽부(135)는 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(120)가 결합 시 상기 연결격벽(135b)이 상기 2-2격벽(142)과 접합되도록 한다.
이와 같이 상기 1-2격벽(132)은 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(120)가 결합 시 상기 격벽돌출본체(133)와 상기 연장격벽(134a) 및 상기 연결격벽(135b)이 상기 제2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)과 접합하게 한다.
즉, 본 발명에 따른 칠러(100)는 상기 제1플레이트(110)와 상기 제2플레이트(120)가 결합 시 상기 격벽돌출본체(133)와 상기 연장격벽(134a) 및 상기 연결격벽(135b)이 상기 제2-1격벽(141) 및 상기 제2-2격벽(142)과 접합이 됨에 따라 상기 냉매유입구(122)를 통해 유동되는 상기 냉매(121)가 접합된 상기 2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)을 거쳐 정체구간과 평행류 구간이 발생되지 않은 상태에서 상기 냉매유출구(123)로 유동되도록 하고 상기 냉매(121)가 상기 제1냉각수(111) 및 상기 제2냉각수(112)와 대항류 흐름을 항시 형성시키도록 유도할 수 있다.
앞에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 칠러(100)는 냉매(121)가 유동되는 제2플레이트(120)의 상면에 돌출되는 상기 제2-1격벽(141)과 상기 제2-2격벽(142)이 각각 제2플레이트(120)의 내벽으로부터 연장된 상태로 각각 끝단(143,144)이 기울어지게 구비되어 제1플레이트(110)의 제1격벽(130)과 접합됨으로써, 냉매(121)가 유동 시 제1,2냉각수(111,112)와 대항류가 항시 되도록 하고 정체구간과 평행류 구간이 발생되는 것을 방지하도록 한다.
따라서 본 발명에 따른 칠러(100)는 냉매(121)가 유동 시 정체구간과 평행류 구간이 발생하지 않는 상태에서 제1,2냉각수(111,112)와 대항류가 항시 되도록 하기에 방열효과를 최대로 내도록 하여 열교환율 및 내구성을 증진시킨다.
100 : 칠러 110 : 제1플레이트
111 : 제1냉각수 112 : 제2냉각수
113 : 제1냉각수입구 114 : 제1냉각수출구
115 : 제1냉각수파이프 116 : 제2냉각수파이프
117 : 제2냉각수입구 118 : 제2냉각수출구
120 : 제2플레이트 121 : 냉매
122 : 냉매유입구 123 : 냉매유출구
130 : 제1격벽 131 : 1-1격벽
131a: 1-1격벽 끝단 132 : 1-2격벽
133 : 격벽돌출본체 134 : 좌측격벽부
134a : 연장격벽 134b: 돌기격벽
134c: 제1돌기 135 : 우측격벽부
135a: 제2돌기 135b: 연결격벽
135c: 돌출격벽 140 : 제2격벽
141 : 제2-1격벽 142 : 제2-2격벽
143 : 제2-1격벽 끝단 144 : 제2-2격벽 끝단

Claims (10)

  1. 직사각형 형태이고, 양단부에 각각 형성되는 제1,2 냉각수 입구와 제1, 2 냉각수 출구를 통해 제1, 2 냉각수가 유입 및 유출되는 제1플레이트;
    직사각형 형태이고, 상기 제1플레이트와 연결되며 중앙부에 형성되는 냉매 유입구와 냉매 유출구를 통해 냉매가 유입 및 유출되는 제2플레이트;
    상기 제1플레이트의 상면에 돌출되는 제1격벽;
    상기 제2플레이트의 상면에 돌출되는 제2격벽;을 포함하되,
    상기 제2격벽은,
    상기 냉매가 상기 제1,2냉각수와 항시 대항류가 되도록 하기 위해 상기 냉매와 접하고 상기 제2플레이트의 내벽으로부터 연장되어 끝단이 기울어지도록 구비되고,
    상기 제2격벽은,
    상기 제2플레이트의 장변측 중앙 전단내벽으로부터 대향하는 장변측 중앙 후단 내벽을 향하여 연장되고, 상기 냉매 유출구를 지나면 단변측 중앙 내벽을 향하여 끝단이 기울어지게 구비되는 제2-1격벽과,
    상기 제2-1격벽과 이격되어 상기 제2플레이트의 중앙 후단내벽으로부터 대향하는 장변측 중앙 전단 내벽을 향하여 연장되고, 상기 냉매 유입구를 지나면 끝단이 단변측 중앙 내벽을 향하여 기울어지되, 상기 제2-1격벽과 반대 방향으로 기울어지도록 구비되는 제2-2격벽을 포함하는 칠러.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1격벽은, 상기 제1플레이트의 상면에 돌출되어 좌우 내벽으로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제1-1격벽과,
    상기 한 쌍의 제1-1격벽 사이에 상기 제1플레이트의 전후단 내벽에 연결되고 상기 제1플레이트의 상면에 상측으로 돌출되는 1-2격벽을 포함하는 칠러.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 1-2격벽은,
    격벽돌출본체와,
    상기 격벽돌출본체의 좌측에 연결되는 좌측격벽부와,
    상기 격벽돌출본체의 후측에 연결되는 우측격벽부를 포함하는 칠러.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 좌측격벽부는,
    상기 제2플레이트의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2격벽과 접하도록 구비되는 연장격벽과,
    상기 연장격벽으로부터 연결되며, 상기 제2격벽과 인접하고 상기 제2플레이트의 후단내벽으로 연장되고, 좌측으로 제1돌기가 구비된 돌기격벽을 포함하는 칠러.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 우측격벽부는,
    상기 제2플레이트의 전단내벽으로부터 연장되어 상기 제2격벽과 인접하도록 구비되고, 우측으로 제2돌기가 구비된 돌출격벽과,
    상기 돌출격벽과 연결되어 상기 제2플레이트의 후단 내벽으로 연장되고 상기 제2격벽과 접하도록 구비된 연결격벽을 포함하는 칠러.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 1-2격벽은 좌측격벽부와 우측격벽부가 2층류로 구비되는 칠러.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 연장격벽은, 상기 돌기격벽보다 전후 길이가 크게 형성되는 칠러.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 연결격벽은, 상기 돌출격벽보다 전후 길이가 크게 형성되는 칠러.
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