KR20050104501A - 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 보다 증대된 냉각 효율을 발휘하고, 제조 공정 소요 시간과 제조 비용도 절감되며, 적층 플레이트에 대한 원활한 용접과 용접 강도의 증대를 구현한 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러를 개시한다.

본 발명의 구성은, 오일이 유동되는 오일 유동측 플레이트와 냉각수가 유동되는 냉각수 유동측 플레이트가 교번하여 적층된 상태에서 브레이징 접합되는 구조로 이루어지되, 상기 오일 유동측 플레이트에 다수의 딤플이 형성됨과 아울러 방열핀이 삽입되고, 상기 냉각수 유동측 플레이트 상에는 상기 오일 유동측 플레이트가 직접 적층되며, 상기 오일 유동측 플레이트와 상기 냉각수 유동측 플레이트의 오일 및 냉각수 유출입구 가장자리에 각각 서로 맞대어져 브레이징되는 벤딩부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러 {Water-Cooled Oil Cooler for Cooling of Automobile Engine Oil}

본 발명은 오일 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차 엔진의 각 부분에 윤활용으로 사용되는 엔진 오일을 적정 온도로 냉각시키는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러에 관한 것이다.

자동차의 엔진을 구성하는 여러 부분들에서는 엔진의 작동중에 마찰이 발생하는데, 각 마찰 요소의 원활한 작동과 밀봉 및 냉각을 위해서는 지속적으로 윤활유를 공급해줄 필요가 있다. 이에, 오일 펌프를 작동시켜 엔진의 각 부분으로 윤활용 오일을 공급하게 된다.

그런데, 엔진의 여러 부분에서 발생되는 고온의 열에 의해 윤활용 오일의 온도가 점차 상승하고 점도가 저하됨으로써 윤활유로서의 기능을 상실하게 되기 때문에, 윤활유 오일을 지속적으로 냉각시켜 주어야 한다.

이와 같이 윤활용 오일을 냉각시키기 위하여 사용하는 것이 바로 오일 쿨러(oil cooler)이다. 이러한 오일 쿨러는 냉각 방식에 따라 공냉식과 수냉식으로 분류되며, 이 가운데, 수냉식 오일 쿨러에 대한 예가 대한민국 등록특허 제389699호(명칭:수냉식 열교환기)에 개시되어 있다.

상기 등록특허 제389669호는 오일 유로와 냉각수 유로를 각각 형성하는 플레이트들이 교번하여 적층된 구조의 열교환기 즉 오일 쿨러를 개시하고 있는데, 첨부도면 도 1에는 그 적층 구조를 나타낸 도면이 발췌되어 있다. 도 1을 살펴보면, 상부 서포트(100)와 하부 서포트(200)의 사이에 각각 오일과 냉각수가 유동되는 두 종류의 플레이트(300,400)들이 서로 교번되도록 적층되고, 이들 플레이트(300,400) 사이에는 방열핀(500,500')이 개재된 상태에서 브레이징에 의해 접합된 구조가 나타나 있다. 그런데, 이러한 구조의 오일 쿨러에서는, 오일 유동측 플레이트(300)는 물론 냉각수 유동측 플레이트(400) 위에도 동일하게 방열핀(500')이 삽입됨으로 인해, 냉각수가 방열핀(500')을 경유하여 흘러가는 데에 따르는 유동 장애로 말미암아 냉각수 유동측 플레이트(400)에서의 압력 손실이 높아져 냉각 효율이 저하되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 제조 공정에서 냉각수 유동측 플레이트(400) 상에 방열핀(500')을 삽입하여야 하는 데에 따른 원가 상승 및 공정 소요 시간 증가의 문제점도 뒤따르고 있다.

한편, 종래 플레이트 적층 구조의 수냉식 오일 쿨러에서, 브레이징에 의해 용접되는 플레이트의 용접부위 중에, 도 2에 도시된 바와 같이, 오일 유동측 플레이트(600)의 오일 유출입구(600a) 부위와 냉각수 유동측 플레이트(700)의 냉각수 유출입구(700a) 부위가 벤딩된 부분이 없이 맞대어진 상태에서 용접이 이루어지고 있다. 이에 따라, 브레이징시에 플럭스의 유동이 원활하지 못하게 됨으로써 용접이 잘 이루어지지 못하게 되고, 용접 강도 또한 저하되는 문제점이 나타나고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 주된 목적은, 냉각수 유동 압력의 손실이 저감됨으로써 보다 증대된 냉각 효율을 발휘하고, 제조 공정 소요 시간과 제조 비용도 절감될 수 있는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 서로 적층된 플레이트들을 브레이징 용접할 때에 플럭스가 충분히 유동됨으로써 용접이 원활하게 이루어지고 용접 강도 또한 증대되는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러는, 오일이 유동되는 오일 유동측 플레이트와 냉각수가 유동되는 냉각수 유동측 플레이트가 교번하여 적층된 상태에서 브레이징 접합되는 구조로 이루어진 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러에 있어서, 상기 오일 유동측 플레이트에 다수의 딤플이 상기 냉각수 유통측 플레이트 방향으로 형성됨과 아울러 방열핀이 삽입되고, 상기 냉각수 유동측 플레이트의 윗 방향으로 상기 오일 유동측 플레이트가 직접 적층된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 오일 유동측 플레이트에는 오일 유출입구와 냉각수 유출입구가 형성되되, 상기 오일 유출입구에는 상기 딤플 형성 방향의 냉각수 유동측 플레이트쪽으로 돌출된 제1벤딩부가 형성되고, 상기 냉각수 유출입구에는 상기 제1벤딩부와 반대 방향으로 돌출된 제2벤딩부가 형성된 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 제1벤딩부와 상기 제2벤딩부는 각각 상기 방열핀의 1/2 높이로 돌출되도록 하는 것이 바람직하다. 또, 상기 제1벤딩부는 상기 딤플과 동일한 높이로 돌출되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 오일 유동측 플레이트에는 냉각수의 유로를 제어하기 위한 유로 형성 칸막이가 형성될 수도 있다. 이러한 유로 형성 칸막이는 상기 딤플과 동일한 높이로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각수 유동측 플레이트에는 오일 유출입구와 냉각수 유출입구가 형성되되, 상기 오일 유출입구는 편평한 구조로 이루어지고, 상기 냉각수 유출입구는 상기 방열핀이 설치된 방향으로 돌출된 벤딩부가 형성된 구조가 개시될 수 있다.

그리고, 상기 냉각수 유동측 플레이트와 이 냉각수 유동측 플레이트 바로 윗쪽의 오일 유동측 플레이트 사이의 높이는, 상기 오일 유동측 플레이트와 이 오일 유동측 플레이트 바로 윗쪽의 냉각수 유동측 플레이트 사이의 높이 보다 1/2 크기로 작게 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 상기 오일 유동측 플레이트와 상기 냉각수 유동측 플레이트 중 어느 하나에는 이들 플레이트를 구분하기 위한 홈이 형성될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

먼저, 첨부도면 도 3과 도 4는 각각 본 발명에 따른 오일 쿨러의 외관을 나타낸 정면측 사시도와 저면측 사시도로서, 오일 유출입구(1a,1a')와 연통되어 엔진 오일이 흐르게 되는 오일 유동측 플레이트(1), 그리고 냉각수 유출입구(2a,2a')와 연통되어 냉각수가 흐르게 되는 냉각수 유동측 플레이트(2)가 서로 교번하여 적층된 상태에서 브레이징 접합된 구조를 나타내고 있다.

이렇게 적층되는 본 발명의 오일 쿨러에 대한 상세한 단면 구조가 도 5에 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 오일 유동측 플레이트(1)와 냉각수 유동측 플레이트(2)가 번갈아 적층된 상태에서, 오일 유동측 플레이트(1) 상에는 오일이 흐르는 오일 라인(1b)이 형성되어 있고, 냉각수 유동측 플레이트(2) 상에는 냉각수가 흐르는 냉각수 라인(2b)이 형성되어 있다. 특히, 오일 유동측 플레이트(1)에는 그 하방에 위치한 냉각수 유동측 플레이트(2)를 향해 함몰된 형상으로 다수의 딤플(1c)들이 형성되어 있음과 아울러, 오일 유동측 플레이트(1) 상에 방열핀(3)이 배치되어 있다. 여기서, 오일 유동측 플레이트(1)에 딤플(1c)이 형성된 구조는 도 6을 통하여 보다 정확하게 이해할 수 있다. 한편, 냉각수 유동측 플레이트(2) 위에는 방열핀이 없이 오일 유동측 플레이트(1)가 직접 놓여져 있다. 이에 따라, 오일 유동측 플레이트(1)의 오일 라인(1b)을 통해 흐르는 엔진 오일은 방열핀(3)에 의해 방열이 이루어짐과 아울러 냉각수 유동측 플레이트(2)의 냉각수 라인(2b)을 통해 흐르는 냉각수에 의해 냉각이 이루어지게 된다. 이에 비해, 오일 유동측 플레이트(1)에 형성된 다수의 딤플(1c)은 그 하방에 놓인 냉각수 유동측 플레이트(2)에 대하여 종래 방열핀의 방열 작용을 대신함과 동시에 냉각수 유동측 플레이트(2)의 냉각수 라인(2b)을 통해 흐르는 냉각수의 유로를 형성하는 역할을 하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 오일 쿨러는, 냉각수 유동측 플레이트(2) 상에 방열핀을 대신하여 방열핀의 역할을 담당하는 딤플(1c)이 형성된 오일 유동측 플레이트(1)가 직접 배치되는 구조를 가지게 된다. 이에 따라, 종래에 냉각수 유동측 플레이트에 방열핀이 배치되어 이 방열핀을 통해 냉각수가 흘러감에 따라 유동의 장애로 인해 나타나는 냉각수 유동 압력의 손실이 본 발명의 오일 쿨러에서는 거의 발생하지 않게 될 뿐만 아니라, 방열핀 배제에 따른 제조상의 재료 비용 및 공정 시간도 절감되는 효과를 볼 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 오일 유동측 플레이트(10)와 냉각수 유동측 플레이트(20)에 각각 형성되어 있는 유일 유출입구(10a)와 냉각수 유출입구(20a)의 가장자리 부위에 서로 맞대어지도록 벤딩부(10b,20b)가 각각 형성될 수도 있다. 이에 따라, 클래드재를 이용한 브레이징 접합시 이 벤딩부(10b,20b)의 경사면에 클래드재가 융착됨으로써, 용접되는 용가재의 증가에 따라 용접부의 용접 강도가 크게 증가하게 된다. 또, 브레이징 부위에 도포되는 플럭스가 벤딩부(10b,20b)에서의 모세관 현상에 의해 충분하고 균일하게 유동됨으로써 용접이 원할하게 이루어지게 된다. 이러한 벤딩부(10b,20b)의 구성은 상기 도 3 내지 도 6을 참조로 설명한 본 발명의 실시예에 공통적으로 적용된다.

특히, 도 6을 다시 참조하여 보면, 오일 유동측 플레이트(1)에는 오일 유출입구(1a,1a')와 냉각수 유출입구(2a,2a')가 형성되어 있는데, 오일 유출입구(1a,1a')에는 딤플(1c) 형성 방향의 냉각수 유동측 플레이트(미도시)쪽으로 돌출된 제1벤딩부(1d,1d')가 형성되고, 냉각수 유출입구(2a,2a')에는 제1벤딩부(1d,1d')와 반대 방향으로 돌출된 제2벤딩부(1e,1e')가 형성됨으로써, 오일 유출입구(1a,1a')에는 냉각수의 유출입이 방지되면서 오일의 유출입만이 허용되고, 냉각수 유출입구(2a,2a')에는 오일의 유출입이 방지되면서 냉각수의 유출입만이 허용된다. 그리고, 만일 냉각수 유동측 플레이트에도 도 7에서와 같이 이들 제1벤딩부(1d,1d') 및 제2벤딩부(1e,1e')와 동일하게 벤딩부들이 형성되는 구조가 개시되는 경우에는, 제1벤딩부(1d,1d')와 제2벤딩부(1e,1e')가 각각 오일 유동측 플레이트(1) 위에 삽입되는 방열핀(3)의 1/2 높이를 갖도록 형성됨으로써 냉각수 유동측 플레이트의 벤딩부와 더불어 전체적으로는 방열핀(3)과 동일한 높이가 되며, 이와 아울러 제1벤딩부(1d,1d')는 딤플(1c)과 동일한 높이로 이루어진다. 그리고, 오일 유동측 플레이트(1)에는 냉각수의 유로를 제어하기 위하여 딤플(1c)과 동일한 높이로 냉각수 유동측 플레이트 방향을 향해 돌출된 유로 형성 칸막이(1f)가 형성되어 있다. 한편, 도면에는 나타나 있지 않지만, 냉각수 유동측 플레이트의 오일 유출입구와 냉각수 유출입구 구조에 있어서, 오일 유출입구는 편평한 구조로 이루어지고, 냉각수 유출입구는 방열핀이 설치된 방향으로 벤딩부가 돌출된 구조로 이루어질 수 있다.

다시 도 7을 참조하여 보면, 냉각수 유동측 플레이트(20)와 이 냉각수 유동측 플레이트(20) 바로 윗쪽의 오일 유동측 플레이트(10) 사이의 높이(H1)는, 오일 유동측 플레이트(10)와 이 오일 유동측 플레이트(10) 바로 윗쪽의 냉각수 유동측 플레이트(20) 사이의 높이(H2) 보다 1/2 크기로 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 이는, 도 6에서와 같은 딤플(1c)의 사용으로 의해 냉각수 유동측 플레이트(20)의 압력 손실이 감소되므로 그 높이(H1)를 낮출 수 있기 때문이며, 높이 H2를 높이 H1에 비해 크게 하는 것은 오일의 방열 증대를 위한 것이다.

한편, 전술한 구성 이외에, 도 4 또는 도 6에 나타난 바와 같이, 오일 유동측 플레이트(1)와 냉각수 유동측 플레이트(2)를 구분하기 용이하도록 하기 위해 둘 중 어느 하나에 구분용 홈(1f)을 형성하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러에서는, 냉각수 유동측 플레이트에 대한 방열핀의 배치가 배제됨으로써, 냉각수 라인을 흐르는 냉각수의 유동 압력 손실이 최소화되어 냉각 효율이 크게 증대되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 제조 비용과 공정 소요 시간도 절감되는 효과가 있다.

또한, 오일 유동측 플레이트와 냉각수 유동측 플레이트의 브레이징 용접시 오일 유출입구와 냉각수 유출입구 부위에서 플럭스가 충분히 유동됨으로써 용접이 원활하게 이루어지고 용접 강도도 증대되는 효과가 있다.

도 1 : 대한민국 등록특허 제389699호의 도 12에 대한 발췌도면

도 2 : 종래 수냉식 오일 쿨러에서 개시되고 있는 플레이트의 유출입구 부위에 대한 용접부를 나타낸 단면도

도 3 : 본 발명에 따른 오일 쿨러의 외관을 나타낸 정면측 사시도

도 4 ; 본 발명에 따른 오일 쿨러의 외관을 나타낸 저면측 사시도

도 5 : 본 발명에 따른 오일 쿨러의 플레이트 적층 구조를 나타낸 단면도

도 6 : 본 발명의 오일 쿨러에 적용되는 오일 유동측 플레이트를 나타낸 평면측 및 저면측 사시도

도 7 : 본 발명의 오일 쿨러에서 플레이트의 유출입구 부위에 대한 용접부를 나타낸 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,10 : 오일 유동측 플레이트 1a,1a',10a : 오일 유출입구

1b : 오일 라인 1c : 딤플

1d,1d' : 제1벤딩부 1e,1e' : 제2벤딩부

1f : 홈 2,20 : 냉각수 유동측 플레이트

2a,2a',20a : 냉각수 유출입구 2b : 냉각수 라인

3 : 방열핀 10b,20b : 벤딩부

Claims (9)

1. 오일이 유동되는 오일 유동측 플레이트와 냉각수가 유동되는 냉각수 유동측 플레이트가 교번하여 적층된 상태에서 브레이징 접합되는 구조로 이루어진 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러에 있어서,

   상기 오일 유동측 플레이트에 다수의 딤플이 상기 냉각수 유통측 플레이트 방향으로 형성됨과 아울러 방열핀이 삽입되고, 상기 냉각수 유동측 플레이트의 윗 방향으로 상기 오일 유동측 플레이트가 직접 적층된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오일 유동측 플레이트에는 오일 유출입구와 냉각수 유출입구가 형성되되,

   상기 오일 유출입구에는 상기 딤플 형성 방향의 냉각수 유동측 플레이트쪽으로 돌출된 제1벤딩부가 형성되고,

   상기 냉각수 유출입구에는 상기 제1벤딩부와 반대 방향으로 돌출된 제2벤딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1벤딩부와 상기 제2벤딩부는 각각 상기 방열핀의 1/2 높이로 돌출된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제1벤딩부는 상기 딤플과 동일한 높이로 돌출된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
5. 제1항에 있어서,

   상기 오일 유동측 플레이트에는 냉각수의 유로를 제어하기 위한 유로 형성 칸막이가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
6. 제5항에 있어서,

   상기 유로 형성 칸막이는 상기 딤플과 동일한 높이로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
7. 제1항에 있어서,

   상기 냉각수 유동측 플레이트에는 오일 유출입구와 냉각수 유출입구가 형성되되,

   상기 오일 유출입구는 편평한 구조로 이루어지고,

   상기 냉각수 유출입구는 상기 방열핀이 설치된 방향으로 돌출된 벤딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 냉각수 유동측 플레이트와 이 냉각수 유동측 플레이트 바로 윗쪽의 오일 유동측 플레이트 사이의 높이는, 상기 오일 유동측 플레이트와 이 오일 유동측 플레이트 바로 윗쪽의 냉각수 유동측 플레이트 사이의 높이 보다 1/2 크기로 작게 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.
9. 제1항에 있어서,

   상기 오일 유동측 플레이트와 상기 냉각수 유동측 플레이트 중 어느 하나에는 이들 플레이트를 구분하기 위한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 오일 냉각용 수냉식 오일 쿨러.