KR20040014039A - 방열휜과 이를 이용한 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열휜을 가진 열교환기를 개시한다. 이 열교환기는 제1열교환 매체가 흐르는 복수개의 제1튜브들을 가지는 제1열교환 유니트와; 상기 제1열교환부와 소정간격 이격되며 제2열교환 매체가 흐르는 제2튜브들을 가지는 제2열교환유니트와; 상기 제1튜브들에 개재되는 제1방열부와, 상기 제2튜브들에 개재되는 제2방열부와, 상기 제1,2방열부의 산과 골부위에 절결부가 형성됨으로써 이들을 연결하는 연결부를 가지는 방열휜;을 포함하며, 상기 방열부의 연결부에 단면적을 축소하여 열전달을 차단하는 열전달 차단수단을 구비한다.

Description

방열휜과 이를 이용한 열교환기 {Fin and heat exchanger utilizing the same}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 제1,2방열부의 연결구조가 개선된 방열휜과 이를 이용한 열교환기에 관한 것이다

통상적으로 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 주위의 온도 및 습도와 공기의 환경을 적당하게 유지함으로써 쾌적한 분위기를 만들기 위한 것으로 냉방은 압축, 응축, 팽창 및 증발에 의하여 열교환매체를 순환시키는 냉동사이클을 이용하고, 난방은 자동차 엔진의 냉각수를 이용하게 된다.

이러한 자동차용 공기조화 장치에 있어서, 증발된 열교환 매체를 응축하기 위한 응축기와 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터는 자동차의 엔진룸에 설치되는데, 자동차의 기능이 다양화되고 자동차가 소형화 됨으로써 자동차의 엔진룸에 라디에이터와 응축기의 설치공간이 여유롭지 못하다. 그러므로 응축기와 라디에이터 즉, 방열기를 일체로 한 냉각모듈(cooling module)이 채택되고 있다.

일본 공개 특허 공보 09-222,293호에는 상술한 바와 같이 두 종류의 열교환 매체를 이용하여 열교환 할 수 있는 열교환기의 일예가 개시되어 있다.

개시된 열교환기는 제1매체가 흐르는 복수개의 제1튜브와, 상기 복수개의 제1튜브 사이에 배치되고 물결 형상으로 형성된 제1냉각핀을 구비하는 제1코어부와, 상기 제1튜브와 소정의 간극을 갖고 평행하게 배치되고 상기 제1매체 보다 높은 온도의 제2매체가 흐르는 복수개의 제2튜브와, 상기 복수개의 제2튜브 사이에 배치되고 물결 형상으로 형성된 제2냉각핀을 구비한 제2코어부와, 상기 양 냉각핀을 소정의 간극을 갖고 격리시킴과 동시에 상기 양 냉각핀을 부분적으로 결합한 복수개의 결합부를 구비하고, 양 냉각핀을 전개한 상태에서 상기 결합부 중 양 냉각핀의 길이 방향에 평행한 부위의 치수는 상기 복수개의 결합부 사이의 치수의 5% 이하이다.

그리고 일본 공개 특허 공보 평 11-148793호에는 일체로 결합되는 복수의 열교환기에 설치되며 서로 이웃하는 열교환기 사이의 열전달을 저감하는 절결부가 형성되는 휜(fin)과, 이 방열휜의 성형 방법이 개시되어 있다.

상기와 같이 제1,2코어에 설치되는 냉각핀들은 절결부와 결합부를 가지는데, 상기 결합부에는 루버가 형성되어 있지 않기 때문에 열차단 효율이 좋지 않은 문제점을 가지고 있다.

일본 특허 공개 공보 평1-61582호에는 방열휜을 두 개로 분리하여 응축기의 튜브사이와, 라디에이터의 튜브들 사이에 개재하였는데, 이는 조립상에 공정수를 추가시켜서 복잡하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서로 다른 온도의 열교환 매체가 흐르는 복수개의 열교환 유니트들에 설치되는 영역들 사이의 열차단 효율을 높일 수 있는 방열휜과 이를 이용한 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 일체형 열교환기를 도시한 사시도,

도 2는 방열휜이 튜브들 사이에 설치된 상태를 도시한 일부 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 A-A선 단면도로서 방열휜에 형성된 루버의 형성 방향을 나타내 보인 것이다.

도 4는 도 3에 도시된 방열휜의 전개도,

도 5는 튜브들의 사이에 방열휜이 설치된 단면도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열교환기의 튜브에 개재되는 방열휜은 코러 게이트 형상으로 밴딩되며 산과 골부위에 절결부가 형성되어 구획된 제1,2방열부 및 제1,2방열부를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부에는 단면적을 축소하여 열전달을 차단하는 열전달 차단수단를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 연결부에 형성된 열전달 차단수단은 상기 연결부에 다수개의 루버가 형성되어 이루어진다.

상기 목적을 달성하기 위한 열교환기의 다른 특징은 제1열교환 매체가 흐르는 복수개의 제1튜브들을 가지는 제1열교환 유니트와;

상기 제1열교환부와 소정간격 이격되며 제2열교환 매체가 흐르는 제2튜브들을 가지는 제2열교환유니트와;

상기 제1튜브들에 개재되는 제1방열부와, 상기 제2튜브들에 개재되는 제2방열부와, 상기 제1,2방열부의 산과 골부위에 절결부가 형성됨으로써 이들을 연결하는 연결부를 가지는 방열휜;을 포함하며, 상기 방열부의 연결부에 단면적을 축소하여 열전달을 차단하는 열전달 차단수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1방열부와 제2방열부에 형성된 루버의 형상은 서로 반대로 형성함이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 바람직한 실시예의 열교환기를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 열교환기의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 열교환기(100)는 제1열교환 유니트(110)와, 상기 제1열교환 유니트(110)와 인접되게 설치되어 제2열교환 유니트(120)와, 상기 제1,2열교환유니트(110)(120)의 튜브(111)(121)들의 사이에 설치되는 단일의 방열휜(130)을 포함한다.

상기 제1,2열교환 유니트(110)(120)는 각각 상호 평행하게 설치되는 한쌍의 헤더 파이프(111,112),(121,122)와, 상기 헤더 파이프(111,112),(121,122)들에 그 양단부가 연통 되도록 설치되는 복수개의 제1,2튜브(113)(123)들을 포함한다. 여기에서 상기 튜브(113)(123)는 압출튜브 또는 용접튜브가 이용될 수 있으며, 상기 헤더 파이프들은 단일의 관으로 이루어지거나 두 개의 관부재가 결합된 압출튜브가이용될 수 있으며, 상기 헤더 파이프는 상기 튜브와 결합되는 헤더 부재와 이 헤더 부재와 결합되어 관로를 형성하는 탱크부재로 이루어진 투 피스 타입(two-piece type)으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제1,2열교환 유니트(110)(120)의 최외곽측의 상단부 및 하단부에는 서포트 부재(115)가 설치되는데, 이 서포트 부재(115)는 제1,2열교환 유니트(110)(120)를 지지할 수 있도록 양 단부가 제1,2열교환유니트(110)(120)를 이루는 인접하는 헤더 파이프(111,121).(112,122)들과 결합되며, 그 폭은 실질적으로 열교환기의 폭과 동일하게 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 방열휜(130)들은 제1,2열교환유니트(110)(120)들의 제1튜브(113)들의 사이와 제2튜브(123)들의 사이에 설치되는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2 내지 도 5에 나타내 보였다. 도면을 참조하면, 방열휜(130)들은 각각 코러 게이트 형상 또는 파상으로 밴딩되어 이루어진 것으로, 제1열교환 유니트(110)의 제1튜브(113)들의 사이에 위치되는 제1방열부(131)와, 상기 제2열교환 유니트(120)의 제2튜브(123)들의 사이에 위치되는 제 2방열부(132)와 상기 제1,2방열부(131)(132)를 연결하는 연결부(133)를 포함한다.

상기 제1,2방열부(131)(132)에는 열전달효율을 높이기 위하여 루버(134)(135)들이 형성되는데, 이 루버(134)(135)들의 형성방향은 제1,2방열부 영역내에서 서로 반대 방향으로 형성될 수 있으며, 제1,2방열부에 형성된 루버가 서로 반대 방향으로 형성되어 제1,2열교환 유니트(110)(120)의 제1,2튜브(113)(123)들을 통과하는 공기와 열교환이 충분히 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 연결부(133)는 제1,2방열부(131)(132)의 산과 골부위에 절결부(136)가 형성됨으로써 산과 골을 제외한 영역에 형성되는데, 그 폭은 방열휜의 취급을 위한 구조적 강도를 약화시키지 않은 범위내에서 가능한 한 좁게 형성하여 제1,2방열부(131)(132)들의 사이에 열전달이 원활하게 이루어지지 않도록 함이 바람직하다. 그리고 상기 연결부(133)에는 상기 제1,2방열부(131)(132)들 상호간에 열전달을 차단하는 열전달 차단수단(140)이 설치된다. 이 열전달 차단수단(140)은 상기 연결부(133)에 복수개의 보조루버(141)들이 형성되어 이루어진다. 상기 보조루버(141)들은 연결부(133)의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 형성된다. 여기에서 상기 열전달 차단수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 상기 제1,2방열부(131)(132) 사이에 열전달을 차단 할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 열교환기는 제1열교환 유니트(110)와 제2열교환 유니트(120)가 근접되게 설치되고 이들의 방열휜(130)들이 연결되어 있으나 연결부에 열전달 차단수단이 설치되어 있으므로 제1열교환 유니트(110)와 제2열교환 유니트(120) 상호간에 열전달에 따른 간섭을 대폭 줄일 수 있다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제1열교환 유니트(110)가 엔진의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터로 이용되고, 제2열교환 유니트(110)가 압축기로부터 압축된 기상을 냉매로부터 열을 방출시키는 응축기로 이용하는 경우 제1,2열교환 유니트(110)(120)들의 내부를 흐르는 열교환 매체 즉, 냉각수와 응축되는 냉매의 온도차로 인하여 제1열교환 유니트(110)로부터 제2열교환 유니트(120)로 방열휜(130)을 통한 열전달이 이루어지게 된다. 특히 상기 제1,2열교환 유니트(110)(120)의 직접적인 연결은 제1,2방열부(131)(132)를 연결하는 연결부(133)이므로 직접적인 열전도가 이를 통하여 이루어지게 된다. 그러나 상기 연결부(133)에는 열전달 차단수단(140)인 보조루버(141)가 형성되어 있으므로 그 단면적이 상대적으로 적고, 이를 흐르는 공기와의 열교환이 원활하게 이루어져 제1튜브(113)들의 사이에 설치되어 상대적으로 온도가 높은 제1방열부(131)로부터 연결부(133)를 통하여 제2방열부(132)로의 열전도를 대폭 줄일 수 있다. 특히 본 발명에 따른 방열휜(130)은 튜브들과 열전달이 가장 활할한 산과 골부위가 절결되어 이 영역 이외의 사면에 연결부(133)가 형성되어 있으므로 제1,2방열부(131)(132) 사이의 열전달을 최소화 할 수 있다. 따라서 상대적으로 낮은 온도의 열교환 매체가 흐르는 열교환 유니트의 열교환 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 제1,2방열부(131)(132)에 각각 형성된 루버(134)(135)들은 그 형성방향이 상호 반대이므로 이를 흐르는 공기의 흐름를 난류화 시켜 열교환 효율을 높일 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 열교환기는 서로 다른 열교환매체가 유동하는 제1,2튜브들 사이의 열전달을 억제함으로써 각 열교환 매체와 공기와의 열전달 효율을 높일 수 있다. 그리고 제 1,2열교환 유니트가 근접되게 설치되고 이들의 방열휜들이 상호 연결되어 있으므로 방열휜의 취급이 용이하고 열교환기의 소형화가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 코러 게이트 형상으로 밴딩되며 산과 골부위에 절결부가 형성되어 구획된 제1,2방열부 및 제1,2방열부를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부에는 단면적을 축소하여 열전달을 차단하는 열전달 차단수단를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 방열휜.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연결부에 형성된 열전달 차단수단은 상기 연결부에 다수개의 루버가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 방열휜.
3. 제1열교환 매체가 흐르는 복수개의 제1튜브(111)들을 가지는 제1열교환 유니트와;

   상기 제1열교환부와 소정간격 이격되며 제2열교환 매체가 흐르는 제2튜브들을 가지는 제2열교환유니트와;

   상기 제1튜브들에 개재되는 제1방열부와, 상기 제2튜브들에 개재되는 제2방열부와, 상기 제1,2방열부의 산과 골부위에 절결부가 형성됨으로써 이들을 연결하는 연결부를 가지는 방열휜;을 포함하며, 상기 방열부의 연결부에 단면적을 축소하여 열전달을 차단하는 열전달 차단수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1방열부와 제2방열부에 형성된 루버의 형상은 서로 반대로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제1방열부와 또는 제2방열부에 형성된 루버들의 형성방향의 일정영역 내에서 서로 반대인 것을 특징으로 하는 열교환기.