KR20020085532A - 플라스틱 오일쿨러 - Google Patents

Abstract

생산공정에서 환경오염을 감소할 수 있으며 대량생산이 가능하고 재료비가 절감되며 내식성에 대한 염려가 없도록, 플라스틱으로 이루어지며 냉각하기 위한 오일이 흐르는 냉각유로를 제공하는 복수의 열교환관과, 열교환관의 양쪽 끝부분이 각각 고정 지지되고 복수의 열교환관과 모두 연통되어 열교환관을 흐르는 오일의 분배 또는 합류가 이루어지며 외주면 일부에 결합구멍이 형성되는 한쌍의 탱크부재와, 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 냉각하기 위한 오일이 유입되는 오일유입구와, 다른 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 열교환관을 통과한 오일이 배출되는 오일배출구를 포함하는 플라스틱 오일쿨러를 제공한다.

열교환관은 한쌍의 탱크부재의 서로 마주보는 면에 열교환관의 수와 동일한 수의 연결관을 돌출하여 형성하고 이 연결관에 열교환관을 삽입하여 고정하거나, 한쌍의 지지부재에 양쪽 끝부분이 각각 돌출하도록 일체로 고정하고 이 지지부재를 한쌍의 탱크부재에 결합하는 것에 의하여 탱크부재에 양쪽 끝부분을 각각 고정 지지한다.

Description

플라스틱 오일쿨러 {Plastic Oil Cooler}

본 발명은 차량용 오일쿨러에 있어서 원가절감 및 생산성 향상을 위하여 플라스틱을 이용하여 제조한 플라스틱 오일쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 오일쿨러는 차량에 있어서 변속기 오일의 냉각을 위하여 사용하는 장치이며, 소형 열교환기로 이루어지고, 공기중에 냉각을 행하는 공냉식과 라디에이터 내부에 설치되어 냉각을 행하는 수냉식으로 구분된다.

상기에서 수냉식 오일쿨러는 라디에이터 탱크에 삽입되어 설치되고, 이중관으로 이루어져 내부와 외부에서 라디에이터 냉각수와 접촉하면서 열교환이 이루어져 변속기 오일에 대한 냉각을 행한다.

종래의 오일쿨러는 열전도율이 높은 구리나 알루미늄 등의 금속으로 제조하며, 수냉식의 경우에는 계속하여 물과 접촉하므로 대부분 내식성이 우수한 구리를 이용하여 제조한다.

종래의 오일쿨러에 의하면, 알루미늄이나 구리, 황동 등의 금속으로 이루어지므로, 이중관을 형성하기 위하여 양쪽 끝부분에 용접(brazing)을 행하여야 하며, 변속기의 오일이 유입되는 오일유입구 및 오일이 배출되는 오일배출구를 이중관에 용접 등의 방법으로 조립 고정하여야 한다.

따라서 제작공정이 복잡하고 용접을 위한 브레이징로가 별도로 설치되어야 하므로 설비투자비가 많이 소요되며, 원가부담이 크다.

또 내식성 향상을 위하여 중금속인 크롬도금 등의 표면처리를 행하는 데, 이 도금공정에서 중금속이 함유된 산업폐수가 발생되므로, 환경파괴가 우려되며, 이를 방지하기 위하여 고액의 폐수처리 비용 등이 필요하다.

더욱이 우리나라에서는 도금업이 유해기피업종으로 작업자를 구하기도 어려워 오일쿨러의 대량생산에 걸림돌로 작용한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열교환기의 재질로 방열효율이 높은 플라스틱을 채택하고 레이저용접 등의 방법을 이용하여 조립공정을 행하므로 환경오염을 방지하고 생산성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 오일쿨러를 제공하기 위한 것이다.

또 본 발명의 목적은 열교환효율이 저하되지 않으면서 사출성형에 의하여 이중관을 대량으로 형성하는 것이 가능하고 재료비가 절감되며 내식성에 대한 염려가 없는 플라스틱을 이용하여 새로운 구성과 제조방법으로 생산하므로 원가절감과 생산성 향상을 동시에 도모할 수 있는 플라스틱 오일쿨러를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예를 나타내는 분해사시도.

도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예를 길이방향으로 자른 부분확대 단면도.

도 4는 도 3의 A-A선 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예에 있어서 열교환관의 다른 예를 나타내는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예에 있어서 열교환관의 또 다른 예를 나타내는 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제2실시예를 나타내는 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제2실시예를 나타내는 분해사시도.

도 9는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제2실시예를 길이방향으로 자른 부분확대 단면도.

도 10은 도 9의 B-B선 단면도.

도 11은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제3실시예를 나타내는 사시도.

도 12는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제3실시예를 나타내는 분해사시도.

도 13은 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제3실시예를 길이방향으로 자른 부분확대 단면도.

도 14는 도 13의 C-C선 단면도.

본 발명이 제안하는 플라스틱 오일쿨러는 플라스틱으로 이루어지며 냉각하기 위한 오일이 흐르는 냉각유로를 제공하는 복수의 열교환관과, 상기한 열교환관의 양쪽 끝부분이 각각 고정 지지되고 복수의 열교환관과 모두 연통되어 열교환관을 흐르는 오일의 분배 또는 합류가 이루어지며 외주면 일부에 결합구멍이 형성되는 한쌍의 탱크부재와, 상기한 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 냉각하기 위한 오일이 유입되는 오일유입구와, 상기한 다른 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 상기한 열교환관을 통과한 오일이 배출되는 오일배출구를 포함한다.

상기한 열교환관에는 하나의 냉각유로가 형성되는 것도 가능하고, 복수의 냉각유로가 형성되는 것도 가능하다.

상기한 열교환관은 상기한 한쌍의 탱크부재의 서로 마주보는 면에 열교환관의 수와 동일한 수의 연결관을 돌출하여 형성하고, 이 연결관에 열교환관을 삽입하여 고정하는 것에 의하여 상기한 탱크부재에 양쪽 끝부분을 각각 고정 지지한다.

또 상기한 열교환관은 한쌍의 지지부재에 양쪽 끝부분이 각각 돌출하도록 일체로 고정하고, 이 지지부재를 상기한 한쌍의 탱크부재에 결합하는 것에 의하여 상기한 탱크부재에 양쪽 끝부분을 각각 고정 지지하는 것도 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제1실시예는 도 1∼도 4에 나타낸바와 같이, 플라스틱으로 이루어지며 냉각하기 위한 오일이 흐르는 냉각유로를 제공하는 복수의 열교환관(20)과, 상기한 열교환관(20)의 양쪽 끝부분이 각각 고정 지지되고 복수의 열교환관(20)과 모두 연통되어 열교환관(20)을 흐르는 오일의 분배 또는 합류가 이루어지며 외주면 일부에 결합구멍(25), (27)이 형성되는 한쌍의 탱크부재(10)와, 상기한 하나의 탱크부재(10)에 형성된 결합구멍(25)에 설치되고 냉각하기 위한 오일이 유입되는 오일유입구(26)와, 상기한 다른 하나의 탱크부재(10)에 형성된 결합구멍(27)에 설치되고 상기한 열교환관(20)을 통과한 오일이 배출되는 오일배출구(28)를 포함한다.

상기한 열교환관(20)은 각각 독립된 하나의 냉각유로를 제공하는 플라스틱 관으로 이루어진다.

상기한 열교환관(20)은 직선형상으로 형성하는 것도 가능하고, 도 5에 나타낸 바와 같이 나선형상의 관으로 형성하여 열교환이 이루어지는 길이를 증대시켜 설치면적에 비하여 열교환율이 향상되도록 구성하는 것도 가능하고, 도 6에 나타낸 바와 같이 내면으로 일부가 돌출하도록 다수의 요철부(22)가 형성되는 딤플(dimple)형상의 관으로 형성하여 내부를 흐르는 오일에 난류를 형성시켜 열교환효율을 향상시키는 것도 가능하다.

상기한 한쌍의 탱크부재(10)의 서로 마주보는 면(15)에는 복수의 연결관(16)을 돌출하여 형성한다.

상기와 같이 탱크부재(10)에 형성되는 연결관(16)에 각각의 열교환관(20)의 끝부분을 삽입하여 고정하는 것에 의하여 열교환관(20)과 탱크부재(10)를 연결한다.

상기한 연결관(16)과 열교환관(20) 사이의 연결 고정은 접착제 등을 이용하여 행하는 것도 가능하고, 레이저용접이나 초음파용접 등을 이용하여 행하는 것도 가능하다.

상기한 한쌍의 탱크부재(10)는 소정의 간격을 두고 내관(12)과 외관(14)이 설치되는 고리형상의 이중관으로 이루어지고, 상기한 연결관(16)이 형성되는 서로 마주보는 면(15)의 내관(12)과 외관(14) 사이는 막힌 면으로 형성한다.

그리고 상기한 한쌍의 탱크부재(10)의 서로 마주보는 면(15)에 연결관(16)을 형성하는 대신에 상기한 열교환관(20)이 삽입되는 연결구멍(도면에 나타내지 않음)을 형성하는 것도 가능하다.

또 상기한 한쌍의 탱크부재(10)의 서로 마주보는 면(15)의 반대쪽 면에 있어서, 상기한 내관(12)과 외관(14) 사이는 고리형상의 밀봉부재(18)를 이용하여 밀봉을 행한다.

즉 상기한 밀봉부재(18)에 상기한 내관(12)과 외관(14) 사이에 삽입되는 밀봉돌기(19)를 형성하고, 이 밀봉돌기(19)를 삽입한 상태에서 밀봉부재(18)와 내관(12) 및 외관(14)을 레이저용접이나 초음파용접 등을 이용하여 용접하거나 접착제 등을 이용하여 접착하는 것에 의하여 밀봉을 행한다.

그리고 상기한 한쌍의 탱크부재(10)의 서로 마주보는 면(15)의 반대쪽 면에 있어서, 상기한 내관(12)과 외관(14) 사이를 직접 레이저용접이나 초음파용접 등으로 용접하여 밀봉을 행하는 것도 가능하다.

상기와 같이 밀봉을 행하면 상기한 탱크부재(10)의 내부에는 상기한 복수의 열교환관(20)과 모두 연통되는 공간이 형성되고, 상기한 오일유입구(26)가 결합되는 하나의 탱크부재(10)에서는 오일유입구(28)로 유입된 오일이 상기한 복수의 열교환관(20)으로 분배되어 흐르며, 상기한 오일배출구(28)가 결합되는 다른 하나의 탱크부재(10)에서는 복수의 열교환관(20)을 통과한 오일이 합류되어 오일배출구(28)로 배출된다.

상기한 오일유입구(26) 및 오일배출구(28)는 탱크부재(10)의 결합구멍(25), (27)에 각각 결합시킨 상태에서, 레이저용접이나 초음파용접 등으로 용접하거나 접착제로 접착하여 일체로 고정한다.

상기한 탱크부재(10), 열교환관(20) 및/또는 오일유입구(26), 오일배출구(28), 밀봉부재(18) 등을 형성하는 플라스틱은 내열성이 우수하고, 냉각을 행하는 오일 및/또는 라디에이터를 흐르는 냉각수에 대한 화학적 안정성을 보유하여야 한다.

상기한 플라스틱으로는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리부틸렌(polybutylene), 폴리염화비닐(polyvinyl cloride), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 테프론(teflon), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리설폰(polysulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리에테르이미드(polyetherimiide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), ABS수지, 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 나일론(nylon) 등에서 선정하는 것이 바람직하다.

또 상기한 플라스틱으로는 엔지니어링플라스틱이나 섬유강화플라스틱 등을 사용하여도 좋다.

그리고 상기한 플라스틱은 열용량을 높이고 열전도성을 향상시키기 위하여 카본블랙이나 금속분말을 함유시켜 사용하는 것도 가능하다.

일반적으로 오일의 온도가 125∼130℃ 이상이 되면 성능이 급격히 저하되어 유막의 형성이 나빠지므로 이를 냉각시켜 70∼80℃를 유지하기 위하여 오일쿨러를 사용한다.

따라서 상기한 플라스틱은 대략 150℃정도 이상의 내열성을 보유하는 재질을 선정하여 사용하는 것이 바람직하다.

또 상기한 플라스틱은 항상 오일과 접촉하므로 오일과의 화학적 안정성을 보유하는 재질을 선정하여 사용하는 것이 플라스틱 및/또는 오일의 변성이 발생하지 않으므로 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제2실시예는 도 7∼도 10에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 탱크부재(30)를 한쪽 면만 개방된 소정의 통형상으로 형성하고, 이 개방된 쪽에 각각 지지부재(50)를 결합 고정하고, 이 지지부재(50)에는 상기한 열교환관(20)을 끝부분이 탱크부재(30)쪽으로 돌출되도록 일체로 고정하여 이루어진다.

상기한 한쌍의 탱크부재(30)는 서로 마주보는 면이 개방된 통형상으로 형성하고, 개방된 면의 내면 끝부분에는 상기한 지지부재(50)가 결합되는 조립단(32)이형성된다.

상기한 탱크부재(30)의 형상은 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 원통형상으로 형성하는 것도 가능하고, 정육면체나 직육면체 형상으로 형성하는 것도 가능하며, 이외에도 여러가지의 통형상이 모두 적용 가능하다.

상기한 탱크부재(30)의 외주면 한쪽에는 각각 상기한 오일유입구(26)와 오일배출구(28)가 결합 설치되는 결합구멍(35)을 형성한다.

상기한 지지부재(50)에는 상기한 열교환관(20)이 각각 삽입되는 삽입구멍(52)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 상태에서 상기한 열교환관(20)을 상기한 삽입구멍(52)에 삽입한 다음, 오일의 누설이 발생하지 삽입구멍(52)과 열교환관(20) 사이의 틈새에 대한 밀봉을 행한다.

또 상기한 지지부재(50)와 열교환관(20)을 이중 사출성형방법 또는 인서트 사출성형방법을 이용하여 일체로 성형하는 것도 가능하다.

상기와 같이 지지부재(50)가 탱크부재(30)에 조립되면, 지지부재(50)와 탱크부재(30)에 의하여 형성되는 공간에서 열교환관(20)으로 오일이 분배되거나 합류된다.

상기한 제2실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 본 고안에 따른 플라스틱 오일쿨러의 제3실시예는 도 11∼도 14에 나타낸 바와 같이, 하나의 열교환관(40)에 복수의 냉각유로(42)가 형성된다.

상기한 열교환관(40)은 소정의 폭을 가진 판형상으로 형성되고, 소정의 간격으로 냉각유로(42)가 형성된다.

즉 상기한 열교환관(40)은 다수의 관이 길이방향으로 서로 맞붙어 연결되는 형상으로 형성되며, 1열 또는 2열 이상으로 냉각유로(42)를 형성한다.

상기와 같이 이루어지는 열교환관(40)은 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 상하로 복수의 층으로 배열하여 지지부재(70)에 고정 지지하는 것도 가능하고, 도면에 나타내지 않았지만 좌우 폭방향으로 복수의 열로 1층으로 배열하여 지지부재에 고정 지지하는 것도 가능하며, 2층 이상 복수의 열로 배열하여 지지부재에 고정하는 것도 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 열교환관(40)은 냉각유로(42)의 단면크기가 매우 작은 경우에도 제조공정이나 조립공정에서 취급이 용이하므로 매우 유용하다.

상기한 제3실시예에 있어서도 탱크부재(60)에 조립단(62) 및 결합구멍(65)이 형성된다.

상기한 제3실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기에서는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러에 의하면, 황동이나 알루미늄에 비하여 가격이 저렴한 플라스틱을 이용하여 제조하므로 원가절감이 이루어진다.

또 황동이나 알루미늄으로 제조하는 경우에 행하던 도금처리 등을 행하지 않아도 되므로 중금속에 의한 환경오염의 우려가 해소되고, 별도의 브레이징로를 설치할 필요가 없으므로 초기 투자비가 적게 소요되며, 브레이징로의 가동에 따른 운전비가 절감된다.

그리고 본 발명에 따른 플라스틱 오일쿨러에 의하면, 모든 부품을 사출성형이나 압출성형에 의하여 제조하고 레이저용접이나 초음파용접 등을 이용하여 조립하므로, 작업공정이 간단해지고 대량생산이 가능하다.

Claims (9)

1. 플라스틱으로 이루어지며 냉각하기 위한 오일이 흐르는 냉각유로를 제공하는 복수의 열교환관과,

   상기한 열교환관의 양쪽 끝부분이 각각 고정 지지되고 복수의 열교환관과 모두 연통되어 열교환관을 흐르는 오일의 분배 또는 합류가 이루어지며 외주면 일부에 결합구멍이 형성되는 한쌍의 탱크부재와,

   상기한 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 냉각하기 위한 오일이 유입되는 오일유입구와,

   상기한 다른 하나의 탱크부재에 형성된 결합구멍에 설치되고 상기한 열교환관을 통과한 오일이 배출되는 오일배출구를 포함하는 플라스틱 오일쿨러.
2. 제1항에 있어서, 상기한 열교환관은 각각 독립된 하나의 냉각유로를 제공하는 플라스틱 관으로 이루어지는 플라스틱 오일쿨러.
3. 제1항에 있어서, 상기한 한쌍의 탱크부재의 서로 마주보는 면에는 복수의 연결관을 돌출하여 형성하고,

   상기한 연결관에 상기한 각각의 열교환관 끝부분을 삽입하여 고정하는 플라스틱 오일쿨러.
4. 제1항에 있어서, 상기한 한쌍의 탱크부재는 소정의 간격을 두고 내관과 외관이 설치되는 고리형상의 이중관으로 이루어지는 플라스틱 오일쿨러.
5. 제4항에 있어서, 상기한 한쌍의 탱크부재의 서로 마주보는 반대쪽 면의 내관과 외관 사이는 고리형상의 밀봉부재를 이용하여 밀봉을 행하는 플라스틱 오일쿨러.
6. 제1항에 있어서, 상기한 한쌍의 탱크부재는 한쪽 면만 개방된 소정의 통형상으로 이루어지는 플라스틱 오일쿨러.
7. 제1항에 있어서, 상기한 한쌍의 탱크부재의 서로 마주보는 면에는 각각 지지부재를 결합 고정하고,

   상기한 지지부재에는 상기한 열교환관을 끝부분이 탱크부재쪽으로 돌출되도록 일체로 고정하는 플라스틱 오일쿨러.
8. 제1항에 있어서, 상기한 열교환관에는 각각 복수의 냉각유로가 형성되는 플라스틱 오일쿨러.
9. 제1항에 있어서, 상기한 탱크부재 및 열교환관을 형성하는 플라스틱으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리부틸렌, 폴리염화비닐, 폴리메타크릴레이트, 테프론, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, ABS수지, 폴리에스테르, 폴리아미드, 나일론, 엔지니어링플라스틱, 섬유강화플라스틱 중에서 선정하여 사용하는 플라스틱 오일쿨러.