KR20010001627U - 복합형 열교환기 - Google Patents
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Abstract
본 고안에 따른 복합형 열교환기는 동일한 높이에 장착된 단열배플(30)에 의해 내부 공간이 각각 상부 공간부(40a, 50a)와 하부 공간부(40b, 50b)로 나뉘는 한 쌍의 평행한 헤더파이프(40, 50)와; 상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 사이를 유체연통하도록 헤더파이프(40, 50)의 길이방향을 따라 평행하게 장착된 다수개의 튜브(60)와; 상기 각 튜브(60) 사이에 개재된 방열핀(62)과; 상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 상부 공간부(40a, 50a) 에 연통 접속된 냉매 유입포트(70)와; 상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 상부 공간부(40a, 50a)에 연통 접속된 냉매 유출포트(72)와; 상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 하부 공간부(40b, 50b) 에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유입포트(80); 그리고 상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 하부 공간부(40b, 50b)에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유출포트(82)를 포함하여 이루어진다. 본 고안에 따른 복합형 열교환기에 의하면 응축기와 트랜스미션 오일쿨러를 별도로 제작할 필요가 없기 때문에 차량의 생산성 향상에 도움이 되고, 기존 수냉식 외에 엔진냉각수의 냉각효율을 향상시키기 위해 차량에 별도로 장착되었던 외장형 오일쿨러를 대체하는 효과도 있다.
Description
본 고안은 차량에 적용되는 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응축기와 트랜스미션 오일쿨러가 일체로 구성되는 복합형 열교환기에 관한 것이다.
차량의 트랜스미션에서 각 동력전달요소 간의 직접적인 마찰을 방지하는 윤활작용과, 마찰에 따른 과열현상을 방지하는 냉각작용을 위해 사용되는 트랜스미션 오일은 마찰열로 인해 소정의 온도 이상으로 과열될 경우, 냉각작용은 물론 점성이 떨어져 윤활작용도 못하게 된다.
따라서, 차량에는 트랜스미션 오일의 냉각을 위한 트랜스미션 오일쿨링 시스템이 구비되어 있는데, 이러한 트랜스미션 오일쿨링 시스템은 공냉식과 수냉식으로 대별되며, 이 중에서 수냉식은 오일이 냉각수 라디에이터 탱크 내에 구비된 오일쿨러를 거치는 과정에서 라디에이터에서 냉각된 냉각수와 열교환하여 냉각되도록 하는 방식이다.
도 1에 나타난 것과 같이 수냉식 오일쿨링 시스템에 적용되는 트랜스미션 오일쿨러(10)는 냉각수 라디에이터의 하부탱크(20)에 내장된 외부 파이프(12)와 내부 파이프(14)(도 2참조) 및 상기 외부 파이프(12)의 좌 우 양단에 일단이 연결되며 타단이 상기 라디에이터 하부탱크(20)의 외부로 돌출되어 오일순환 파이프(미도시)와 연결된 오일 유입포트(16) 및 오일 유출포트(미도시)를 포함하여 이루어져 있다.
그리고, 도 2에 나타난 것과 같이 외부 파이프(12)와 내부 파이프(14)의 사이에는 방열핀(18)이 개재되어 있다.
여기서, 상기 외부 파이프(12)와 내부 파이프(14) 사이의 간극은 오일 유입포트(16) 및 유출포트와 연결된 폐쇄유로를 형성하고, 내부 파이프(14)는 냉각수가 통과하는 관로를 형성하는 구조로 이루어져 있다.
상술한 바와 같은 종래의 트랜스미션 오일쿨러에 의하면 가열된 트랜스미션 오일이 유입포트(16)를 통해 외부 파이프(12)와 내부 파이프(14) 사이의 간극에 유입되어 흐르는 동안 내 외부 파이프(14, 12) 및 방열핀(18)을 통해 그 주변에 흐르는 저온의 냉각수와 열교환됨으로써 냉각되고, 냉각된 트랜스미션 오일이 오일유출포트를 통해 유출되어 트랜스미션으로 보내지는 과정이 순환됨으로써 트랜스미션 오일의 냉각작용이 지속적으로 이루어지게 된다.
그러나, 이러한 종래기술에 의하면 트랜스미션 오일쿨러(10)가 냉각수 라디에이터 하부탱크(20)에 내장되기 때문에 상기 트랜스미션 오일쿨러(10)를 장착하기 위한 작업이 어려울 뿐만 아니라, 장착된 트랜스미션 오일쿨러(10)가 라디에이터 하부탱크(20) 내에서의 냉각수 흐름을 저해하여 냉각수의 순환속도가 늦어짐으로써 차량엔진의 냉각효율이 떨어지는 등의 문제점이 발생한다.
본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 기능상 응축기와 트랜스미션 오일쿨러의 역할을 동시에 수행하며, 구조상 기존의 응축기가 약간 변형된 형태로 이루어짐으로써, 차량의 생산성 및 성능 향상에 도움이 되는 복합형 열교환기의 제공을 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 냉각수 라디에이터와 상기 냉각수 라디에이터에 내장된 오일쿨러의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 복합형 열교환기의 구조를 나타낸 사시도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 트랜스미션 오일쿨러 12: 외부 파이프
14: 내부 파이프 16: 오일 유출입포트
18: 방열핀 20: 라디에이터 하부탱크
30: 단열배플 32: 유로전환용 배플
40: 좌측 헤더파이프 40a: 상부 공간부
40b: 하부 공간부 50: 우측 헤더파이프
50a: 상부 공간부 50b: 하부 공간부
60: 튜브 62: 방열핀
70: 냉매 유입포트 72: 냉매 유출포트
80: 오일 유입포트 82: 오일 유출포트
상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 복합형 열교환기는 동일한 높이에 장착된 단열배플에 의해 내부 공간이 각각 상부 공간부와 하부 공간부로 나뉘는 한 쌍의 평행한 헤더파이프와; 상기 한 쌍의 헤더파이프 사이를 유체연통하도록 헤더 파이프 사이에 평행하게 장착된 다수개의 튜브와; 상기 각 튜브 사이에 개재된 방열핀과; 상기 한 쌍의 헤더파이프 중의 어느 하나의 상부 공간부 측에 연통 접속된 냉매 유입포트와; 상기 한 쌍의 헤더파이프 중의 어느 하나의 상부 공간부 측에 연통 접속된 냉매 유출포트와; 상기 한 쌍의 헤더파이프 중의 어느 하나의 하부공간부 측에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유입포트와; 그리고, 상기 한 쌍의 헤더파이프 중의 어느 하나의 하부공간부 측에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유출포트를 구비함을 특징으로 하여 이루어진다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도 3을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
본 고안의 실시예에 따른 복합형 열교환기는 동일한 높이에 장착된 단열배플(30)에 의해 내부가 각각 상부 공간부(40a,50a)와 하부공간부(40b, 50b)로 나뉘는 평행한 좌우 헤더파이프(40, 50)와, 상기 각 헤더파이프(40, 50) 사이를 유체연통하도록 헤더 파이프(40, 50)의 길이방향을 따라 평행하게 장착된 다수개의 튜브(60)와, 상기 각 튜브(60) 사이에 개재된 방열핀(62)과, 좌우 헤더파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a) 중의 어느 하나에 연통 접속된 냉매 유입포트(70) 및 좌우 헤더 파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a)중의 어느 하나에 연통 접속된 냉매 유출포트(72)와, 좌우 헤더파이프(40, 50)의 하부공간부(40b, 50b) 중의 어느 하나에 연통 접속된 오일 유입포트(80) 및 좌우 헤더 파이프(40, 50)의 하부 공간부(40b, 50b)의 어느 하나에 연통 접속된 오일 유출포트(82)로 이루어진다. 여기서, 상기 단열배플(30)은 각 헤더 파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a)와 하부 공간부(40b, 50b)를 단열 차단해야 하므로 두께가 비교적 두껍고 단열 성능이 뛰어난 유리섬유 등의 재질로 이루어짐이 바람직하다.
상기 냉매 유입포트(70)와 유출포트(72)의 구성은 좌우 헤더파이프(40, 50) 중 어느 하나에 냉매 유입포트(70)가 연통 접속되고, 다른 하나에 냉매 유출포트(72)가 연통접속되는 좌우 분리식이나, 일측 헤더파이프에 냉매 유입포트(70)와 유출포트(72)가 모두 연통 접속되는 편향식으로 이루어지는데, 이러한 구성은 엔진룸의 전체적인 레이아웃 및 유로변경에 따른 냉각효율제고의 필요성 등에 따라 결정된다.
오일 유입포트(80)와 유출포트(82)의 구성 또한 상기 냉매 유입포트(70)와 유출포트(72)의 구성과 마찬가지로 엔진룸의 레이아웃 및 유로변경에 따른 냉각효율제고의 필요성 등에 따라 좌우 분리식 또는 편향식으로 이루어진다.
도 3에 도시한 예는 냉매 유출입포트(70, 72)가 양 헤더에 각각 하나씩 분리접속되는 한편 오일 유출입포트(80, 82)는 양 헤더파이프(40, 50) 중 어느 하나에 동시 접속된 예를 도시한 경우이지만, 이들 포트(70, 72, 80, 82)가 어느 헤더파이프에 형성되는가는 유로변경을 위한 배플(32) 구성여부 (갯수, 위치)와 관련하여 임의적이다.
예컨대, 상기 각 헤더파이프(40, 50)의 상부 공간부에는 냉매 유입포트(70)에서 시작된 냉매의 흐름이 좌우 헤더파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a) 사이를 왕복하며 냉매 유출포트(72)까지 이어지도록 하는 하나 이상의 유로전환용 배플(32)이 장착되며, 상기 유로전환용 배플(32)은 트랜스미션 오일이 흐르는 각 헤더파이프(40, 50)의 하부 공간부(40b, 50b)에도 마찬가지로 장착될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 복합형 열교환기의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 복합형 열교환기의 상부에서는 압축기로부터 이송된 고온 고압의 기상냉매가 냉매 유입포트(70)를 통해 일측 헤더파이프(50)의 상부 공간부(50a)로 유입되고, 유로전환용 배플(32)에 의해 좌우 헤더파이프(40, 50)를 왕복하면서 튜브(60)들을 순차적으로 통과하는 과정에서 방열되어 고온 고압의 액상냉매로 전환된 다음, 냉매 유출포트(72)를 통해 방출되는 응축작용이 이루어진다.
그리고, 본 복합형 열교환기의 하부에서는 트랜스미션에서 이송된 고온의 트랜스미션 오일이 오일 유입포트(80)를 통해 일측 헤더파이프(50)의 하부 공간부(50b)로 유입되고, 유로전환용 배플(32)에 의해 좌우 헤더파이프(40, 50)를 왕복하면서 튜브(60)들을 순차적으로 통과하는 과정에서 방열 냉각된 다음 오일 유출포트(82)를 통해 방출되는 냉각작용이 이루어진다.
여기서, 각 헤더파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a)와 하부 공간부(40b, 50b)로 각각 유입된 냉매와 트랜스미션 오일은 좌우 헤더파이프(40, 50)가 상대적으로 동일한 위치에서 단열배플(30)에 의해 단열 차단되어 있기 때문에 서로 섞이지 않으며, 서로 간의 열전달 또한 이루어지지 않는다.
즉, 상술한 바와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 복합형 열교환기는 단열배플(30)에 의해 각 헤더파이프(40, 50)가 상하 단열 분리된 구조로 이루어지므로, 상기 단열배플(30)을 기준으로 상하로 나누어 각기 다른 유체의 열교환을 위한 별개의 열교환기로서의 이용이 가능하다.
그리고, 본 복합형 열교환기는 전술한 바와 같이 그 구성이 기존 열교환기와 유사하게 한 쌍의 헤더파이프(40, 50)와 양 헤더 파이프(40, 50) 사이에 개재된 튜브(60) 및 방열핀(62)으로 이루어지므로, 양 헤더 파이프(40, 50)에 단열배플(60) 및 유체의 유입과 유출을 위한 포트를 별도로 한 쌍 더 구성하는 비교적 간단한 방식으로 제조 가능하다.
상기한 바와 같이 본 고안에 따른 복합형 열교환기에 의한 효과는 다음과 같다.
첫째, 응축기와 트랜스미션 오일쿨러를 별도로 제작할 필요가 없기 때문에 차량의 생산성 향상에 도움이 된다.
둘째, 트랜스미션 오일쿨러를 별도로 장착하기 위한 구성부품이 필요치 않게 된다.
셋째, 냉각수 라디에이터 하부탱크에 오일쿨러를 장착하기 위해 하부탱크를 의도적으로 크게 해야하는 설계상의 불합리한 점이 제거된다.
넷째, 트랜스미션의 발열이 냉각수에 영향을 미치게 되어 엔진의 냉각효율이 떨어지는 현상을 없앨 수 있어, 차량의 성능향상에 도움이된다.
Claims (7)
- 동일한 높이에 장착된 단열배플(30)에 의해 내부 공간이 각각 상부 공간부(40a, 50a)와 하부 공간부(40b, 50b)로 나뉘는 한 쌍의 평행한 헤더파이프(40, 50)와;상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 사이를 유체연통하도록 헤더파이프(40, 50) 사이에 평행하게 장착된 다수개의 튜브(60)와;상기 각 튜브(60) 사이에 개재된 방열핀(62)과;상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 상부 공간부(40a, 50a) 에 연통 접속된 냉매 유입포트(70)와;상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 상부 공간부(40a, 50a)에 연통 접속된 냉매 유출포트(72)와;상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 하부 공간부(40b, 50b) 에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유입포트(80)와; 그리고상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 어느 하나의 하부 공간부(40b, 50b)에 연통 접속된 트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유출포트(82)를 구비함을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제1항에 있어서,상기 냉매 유입포트(70) 및 냉매 유출포트(72)가 동일한 헤더파이프에 연통접속된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제1항에 있어서,상기 냉매 유입포트(70) 및 냉매 유출포트(72)가 각각 다른 헤더파이프에 연통 접속된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유입포트(80) 및 오일 유출포트(82)가 동일한 헤더파이프에 연통 접속된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,트랜스미션 오일쿨링라인의 오일 유입포트(80) 및 오일 유출포트(82)가 각각 다른 헤더파이프에 연통 접속된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제1항에 있어서,상기 한 쌍의 헤더파이프(40, 50) 중의 적어도 어느 하나에는 그 상부 공간부(40a, 50a) 및/또는 하부 공간부(40b, 50b) 내에 적어도 하나의 유로전환용 배플(32)이 장착된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
- 제1항에 있어서,상기 헤더파이프(40, 50)의 상부 공간부(40a, 50a)에는 오일 유출입포트(80, 82)가 연통접속되고, 헤더 파이프(40, 50)의 하부 공간부(40b, 50b)에는 냉매 유출입포트(70, 72)가 연통접속된 것을 특징으로 하는 복합형 열교환기.
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| KR100879190B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2009-01-16 | 한라공조주식회사 | 오일 쿨러 일체형 응축기 |
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1999
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| KR100879190B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2009-01-16 | 한라공조주식회사 | 오일 쿨러 일체형 응축기 |
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