KR20040099997A - 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기와 오일쿨러간의 열전달을 완전히 차단함과 아울러 이들을 구획하는 배플을 삭제함에 따라 콤팩트화에 유리한 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 관한 것이다.

이에 본 발명은 좌,우 한 쌍의 헤더파이프(110)와, 상기 한 쌍의 헤더파이프(110)내에 설치되는 튜브(112)와, 상기 튜브(112)들 사이에 개재되는 방열핀(113)와, 응축기(101)의 헤더파이프(110)상에 설치되는 입,출구파이프(115)(115a)와, 오일쿨러(102)의 헤더파이프(110)상에 설치되는 입,출구파이프(116)(116a)를 포함하여 이루어진 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 있어서, 상기 응축기(101)와 오일쿨러(102) 사이에는 열전달을 차단하기 위한 열차단 플레이트(120)(121)가 구비되고, 상기 각 헤더파이프(110) 내측에는 상기 열차단 플레이트(120)가 삽입 또는 안착되도록 지지수단(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기{heat exchanger having condenser and oil cooler installed therein}

본 발명은 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기와 오일쿨러간의 열전달을 완전히 차단함과 아울러 이들을 구획하는 배플을 삭제함에 따라 더욱 콤팩트한 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 냉,난방시스템의 열교환매체 유로상에 설치되어 그 내부를 흐르는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하여 소정공간을 냉,난방할 수 있게 한다.

여기서, 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템은 압축기에서 기체 상태의 냉매를액화되기 쉬운 고온,고압의 기체 상태로 압축하여 응축기 이송하고, 응축기에서는 이러한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 상변화시켜 팽창밸브로 이송한다.

이후, 팽창밸브에서는 액체 상태로 상변화된 냉매를 교축 작용에 의해 저온,저압의 습포화 증기 상태로 변화되어 증발기로 이송하고, 이렇게 증발기로 유입된 냉매는 주변의 공기로부터 증발에 필요한 열(증발잠열)을 흡수하여 스스로 증발함과 아울러 기체 상태로 변화한 다음 압축기(1)로 유입하는 사이클을 반복적으로 수행한다.

그리고, 자동차에는 엔진이나 변속기 등의 윤활 및 기밀유지를 위해 사용되는 오일을 냉각시키기 위해서 오일쿨러가 별도 장착되어 있다.

그러나, 상기와 같이 오일쿨러가 별개의 부품으로 구성됨에 따라 제작공수가 증가하여 생산성이 저하되고 제조비용도 상승함과 아울러 오일쿨러를 장착하기 위한 공간확보에도 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 상기 오일쿨러를 상기 응축기와 일체화한 기술이 국내 실용신안등록번호 제 173431호(명칭: 자동차용 응축기/오일쿨러 일체형 열교환기)에 개시되어 있으며, 도 1을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 상호 일정간격 이격되어 나란하게 배치되는 원통형의 제 1 및 제 2 헤더파이프(4)(5)와, 상기 제 1,2 헤더파이프(4)(5)간에 나란하게 배열되어 각각에 연통하는 다수의 평판형 튜브(6)와, 상기 각 튜브(6)들간에 개재되는 코러게이트형의 방열핀(7)과, 상기 제 1 및 제 2 헤더파이프(4)(5)의 상단 또는 하단으로부터 일정간격 이격되며 상호 대향하도록 각각 설치되어 각각의 내부를 차단함으로써 상기 냉매가 흐르는 응축기(2)와 상기 자동차의 엔진오일 또는 변속기오일이 흐르는 오일쿨러(3)로 구획하는 제 1 배플판(8)쌍과, 상기 냉매응축부(2) 쪽의 상기 제 1,2 헤더파이프(4)(5)에 대해 상호 교호적으로 배치되어 상기 냉매가 복수의 튜브(6)들을 재그재그 형태로 동시에 흐르도록 유도하는 복수의 제 2 배플판(9)을 구비하여 구성된다.

그리고, 상기 응축기(2)측과 오일쿨러(3)측의 헤더파이프(4)(5)에는 각각 입,출구파이프(10)(11)(12)(13)가 구비된다.

따라서, 별도의 오일쿨러 없이도 하나의 열교환기(1)만으로 냉매의 액화작용은 물론 엔진오일이나 변속기오일의 냉각작용도 동시에 수행할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기한 종래의 일체형 열교환기(1)는 응축기(2)와 오일쿨러(3)를 일체화 하기 위해 기존의 응축기(2)를 구성하는 헤더파이프(4)(5) 내부를 양측으로 구획하도록 단순히 제 1 배플판(8)을 설치하여 응축기(2) 영역과 오일쿨러(3) 영역으로 구분하고 각 영역에 입,출구파이프(10)(11)(12)(13)를 각각 설치한 것인 바,

이에 따라, 상기 응축기(2)와 오일쿨러(3)간의 열전달이 완전하게 차단되지 않으며 상기 응축기(2) 영역과 오일쿨러(3) 영역이 방열핀(7)으로 서로 연결되어 있어서 이들의 열교환성능이 더욱 저하됨과 아울러 이들을 구획하기 위해 별도의 배플(8)이 설치되어야 하는 등의 문제가 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 응축기와 오일쿨러간의 열전달을 완전히 차단하여 열교환성능을 향상함과 아울러 이들을 구획하는 배플을 삭제함에 따라 보다 콤팩트화가 가능한 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기를 나타내는 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기를 나타내는 정면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 도 2의 A-A선 단면도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 결합 상태를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 다른 결합 상태를 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 또 다른 결합 상태를 나타내는 단면도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단면도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 결합 상태를 나타내는 단면도,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 다른 결합 상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 열교환기 101: 응축기

102: 오일쿨러 110: 헤더파이프

111: 결합공 112: 튜브

113: 방열핀 114: 사이드서포트

115,116: 입구파이프 115a,116a: 출구파이프

117: 배플 120,121: 열차단 플레이트

121a: 코킹부 130: 지지수단

131: 돌기 132: 지지부재

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 좌,우 한쌍의 헤더파이프; 상기 한쌍의 헤더파이프내에 설치되는 튜브; 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀; 응축기의 헤더파이프상에 설치되는 입,출구파이프; 오일쿨러의 헤더파이프상에 설치되는 입,출구파이프를 포함하여 이루어진 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 있어서, 상기 응축기와 오일쿨러 사이에는 열전달을 차단하기 위한 열차단 플레이트가 구비되고, 상기 각 헤더파이프 내측에는 상기 열차단 플레이트가 삽입 또는 안착되도록 지지수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 결합 상태를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 다른 결합 상태를 나타내는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른열차단 플레이트와 헤더파이프의 또 다른 결합 상태를 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기(100)는 상호 일정한 간격을 두고 좌,우로 나란하게 배열되는 한 쌍의 헤더파이프(110)와, 상기 한 쌍의 헤더파이프(110) 내에서 이들을 연통시켜 열교환매체를 유통시키는 다수의 튜브(112)와, 상기 각 튜브(112)들 사이에 개재되어 상기 열교환매체의 열교환을 촉진시키는 방열핀(113)과, 튜브(112) 및 방열핀(113)을 보강하기 위해 이들의 최외측에 구비되는 사이드 서포트(114)로 구성되며,

그리고, 응축기(101)측 헤더파이프(110)상에는 냉매가 유입/배출될 수 있도록 입,출구파이프(115)(115a)가 구비되고, 오일쿨러(102)측 헤더파이프(110)상에는 오일이 유입/배출될 수 있도록 입,출구파이프(116)(116a)가 구비된다.

또한, 응축기(101)측과 오일쿨러(102)측 한 쌍의 헤더파이프(110) 내부에는 배플(117)이 상호 교호적으로 설치되어 응축기(101)와 오일쿨러(102)내를 냉매와 오일이 각각 복수의 튜브(112)를 지그재그 형태로 흐르도록 유도하게 된다.

여기서, 상기 배플(117)은 응축기(101)측 헤더파이프(110)에만 설치될 수도 있다.

이러한 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 있어서, 상기 응축기(101)와 오일쿨러(102) 사이에는 열전달을 차단하기 위한 열차단 플레이트(120)가 설치된다.

그리고, 상기 열차단 플레이트(120)가 설치되는 한 쌍의 헤더파이프(110) 내측에는 열차단 플레이트(120)의 양단부가 각각 삽입 또는 안착되도록지지수단(130)이 구비된다.

여기서, 상기 열차단 플레이트(120)는 일정한 간격으로 이격되어 2개가 설치되는 것이 바람직하다.

이렇게 열차단 플레이트(120)가 일정한 간격으로 이격됨으로써 열차단을 더욱 향상하게 된다.

또한, 상기 열차단 플레이트(120)의 외측면에는 클래드재가 도포되어 브래이징시 상기 헤더파이프(110)와의 결합력이 더욱 증가된다.

아울러, 상기 열차단 플레이트(120)가 상기 한 쌍의 헤더파이프(110)에 설치된 후에는 상기 한 쌍의 헤더파이프(110) 내부가 2개의 독립된 영역으로 구획되어 여기에 설치되는 튜브(112) 및 방열핀(113)들과 함께 상측은 응축기(101)가 형성하고, 하측은 오일쿨러(102)가 형성 된다.

이와는 반대로 도면에는 도시되지 않았지만 상측에 오일쿨러(102)가 형성되고, 하측에는 응축기(101)가 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 열차단 플레이트(120)의 양단부는 상기 헤더파이프(110) 내측에 설치되기 위해서 반원호형으로 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 열차단 플레이트(120)의 양단부가 반드시 반원호형으로 한정되는 것은 아니며, 상기 헤더파이프(110) 내측의 형상과 대응하여 다양하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 지지수단(130)은 상기 헤더파이프(110) 내측면에 상기 열차단 플레이트(120)의 양단부를 지지하도록 돌기(131)가 형성되어 구성되는 것이다.

아울러, 상기 돌기(131)는 상기 헤더파이프(110)를 이루도록 결합되는 헤더와 탱크 중 탱크의 내측면에만 형성되는 것이 바람직하지만, 도 5와 같이 냉매 및 오일 등의 리크를 더욱 방지할 수 있도록 헤더와 탱크의 내측면 모두에 환형으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 지지수단(130)은 상기한 돌기(131) 외에도 다양하게 변형이 가능하며, 도 6과 같이 상기 헤더파이프(110) 내측면에 별도의 지지부재(132)를 부착하여 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 열차단 플레이트(120)는 상기 헤더파이프(110) 내측면에 설치된 상태에서 브레이징 결합되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 2개의 열차단 플레이트(120) 사이에는 열차단을 위해 방열핀(113)이 설치되지 않는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 결합 상태를 나타내는 단면도이며, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차단 플레이트와 헤더파이프의 다른 결합 상태를 나타내는 단면도로서, 상기한 제 1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하고 반복되는 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 상기 열차단 플레이트(120)의 양단부에 상기 헤더파이프(110)와의 결합력을 증대하기 위해 일정한 형상으로 돌출되는 코킹부(121a)가 형성되고, 상기 헤더파이프(110)에는 상기 코킹부(121a)가 결합될 수 있도록 결합공(111)이 형성된다.

그리고, 상기 헤더파이프(110)의 내측면에는 상기한 제 1 실시예와 같이 열차단 플레이트(120)를 지지할 수 있도록 돌기(131)나 지지부재(132)가 형성될 수 있다.

한편, 제 2 실시예에서는 상기 코킹부(121a)에 의한 결합력 증가로 인해 상기 헤더파이프(110)에 형성되는 돌기(131)나 지지부재(132)는 생략될 수도 있다.

따라서, 제 1 실시예 보다 더욱 견고한 결합구조를 가지게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 따르면, 상기 열차단 플레이트(120) 2개를 상호 일정간격 이격시켜 그 양단부를 상기 한 쌍의 헤더파이프(110) 내측에 고정 설치하여 응축기(101) 영역과 오일쿨러(102) 영역을 완전히 독립되게 구분함으로써, 응축기(101)에서는 압축기에서 압축된 냉매를 외기와의 열교환으로 액화시킴과 함께 오일쿨러(102)에서는 엔진 또는 변속기 등의 오일을 외기와의 열교환으로 동시에 냉각시키게 된다.

그리고, 이 과정에서 응축기(101)와 오일쿨러(102)간의 열전달이 차단되어 각각의 열교환 성능이 향상되는 것이다.

아울러, 종래에 응축기(2:종래)와 오일쿨러(3:종래)를 구분하기 위한 배플(8:종래)을 삭제함으로써, 보다 콤팩트한 열교환기(100)의 제작이 가능한 것이다.

그리고, 이러한 일체형 열교환기(100)는 엔진룸에서의 공간활용도를 높이고, 제조비용도 절감되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 응축기(101)와 오일쿨러(102)를 일체형으로 제작함에 있어 2개의 열차단 플레이트(120)를 설치하여 이들의 열전달을 차단하는 경우에 대해서 설명하였지만, 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기(100) 외에도 다른 일체형 열교환기에 적용될 수 있음은 물론이다.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 응축기와 오일쿨러간의 열전달을 차단하도록 일정간격으로 이격된 2개의 열차단 플레이트를 한 쌍의 헤더파이프에 설치함으로써, 응축기와 오일쿨러간의 열전달이 완전히 차단되어 열교환성능이 향상된다.

그리고, 종래처럼 응축기와 오일쿨러를 구획하기 위한 배플을 삭제함에 따라 보다 콤팩트한 구조의 열교환기 제작이 가능한 것이다.

Claims (8)

1. 좌,우 한 쌍의 헤더파이프(110);

   상기 한 쌍의 헤더파이프(110)내에 설치되는 튜브(112);

   상기 튜브(112)들 사이에 개재되는 방열핀(113);

   응축기(101)의 헤더파이프(110)상에 설치되는 입,출구파이프(115)(115a);

   오일쿨러(102)의 헤더파이프(110)상에 설치되는 입,출구파이프(116)(116a)를 포함하여 이루어진 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기에 있어서,

   상기 응축기(101)와 오일쿨러(102) 사이에는 열전달을 차단하기 위한 열차단 플레이트(120)(121)가 구비되고, 상기 각 헤더파이프(110) 내측에는 상기 열차단 플레이트(120)가 삽입 또는 안착되도록 지지수단(130)이 구비되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열차단 플레이트(120)(121)가 2개 구비되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열차단 플레이트(120)(121)의 양단부가 반원호형인 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차단 플레이트(121)의 양단부에 헤더파이프(110)와의 결합력을 증대하기 위해 코킹부(121a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지수단(130)은 상기 헤더파이프(110) 내측면에 돌기(131)가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 지지수단(130)은 상기 헤더파이프(110) 내측면에 별도의 지지부재(132)가 부착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 응축기(101)는 오일쿨러(102)는 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 응축기(101)는 오일쿨러(102) 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기와 오일쿨러 일체형 열교환기.