KR20060021442A - 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기 - Google Patents

직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 부품증가와, 매니폴드가 결합되는 해당부위의 튜브가 헤더탱크와 상통되지 못함으로써 나타나는 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 관한 것으로, 이를 위해 매니폴드가 부착되는 헤더탱크에 상기 매니폴드를 동일 높이로 수용할 수 있는 안착부를 형성하여 해당지점의 튜브 사용이 가능하되, 상기 각 매니폴드의 관입부위는 헤더탱크에 대해 직교한 방향으로 부착시켜 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기를 만족할 수 있는 특징이 있다.
열교환매체, 매니폴드, 자동차, 열교환기, 헤더, 탱크, 유로, 격벽

Description

직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기{Heat Exchanger With Straight Type Manifold Holding Structure For Vehicle}
도 1은 실시예에 따른 종래의 자동차용 열교환기를 나타내는 사시도,
도 2a는 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기를 나타내는 사시도,
도 2b는 도 2a에 따른 열교환매체의 순환을 도시한 개념도,
도 2c는 도 2a에서 발췌된 캡을 나타내는 사시도,
도 3은 도 2c의 다른 실시예를 나타내는 캡을 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 제 1헤더탱크 1a: 헤더
1b: 탱크 2: 매니폴드
3: 제 2헤더탱크 4: 튜브
5: 전열핀 9: 열교환기
10: 제 1헤더탱크 11: 헤더
12: 탱크 12a: 안착부
13: 격벽 20: 매니폴드
21: 몸체 22: 관로
30: 제 2헤더탱크 40: 튜브
50: 전열핀 50: 캡
51: 순환관로 52: 간격블록체
100: 열교환기
기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 부품증가와, 매니폴드가 결합되는 해당부위의 튜브가 헤더탱크와 상통되지 못함으로써 나타나는 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 자동차용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매니폴드가 부착되는 헤더탱크에 상기 각 매니폴드를 동일 높이로 수용할 수 있는 안착부를 형성하여 해당지점에 결합된 튜브 사용이 가능하되, 상기 각 매니폴드의 관입부위는 헤더탱크에 대해 직교한 방향으로 부착시켜 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기를 만족할 수 있는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 열교환기(9)는 상호 대향 배치되고 내부유로를 형성할 수 있도록 탱크(1b)와 헤더(1a)로 분리 구성되는 제 1, 2헤더탱크(1,3)와, 상기 각 헤더탱크(1,3)를 순환할 수 있도록 상기 각 헤더탱크(1,3)의 사이로 병렬 결합되는 튜브(4)와, 상기 각 튜브(4)를 순환하는 열교환매체가 열교환될 수 있도록 상기 각 튜브(4)의 사이에 결합되는 전열핀(5)으로 구성된다.
이러한 구조의 열교환기(9)는 열교환매체를 유/출입시키기 위한 매니폴드(2)가 부착되는데, 이 때 상기 매니폴드(2)는 대부분 제 1헤더탱크(1)의 양측에 부착되어 관입부위가 상기 제 1헤더탱크(1)의 수평선상으로 나란하게 설치되는 것이 대부분이다.
때문에 자동차의 내부 구조상 매니폴드(2)의 관입부위를 전면에 위치시키기 위해서는 별도의 배관을 매니폴드(2)에 연결하고, 배관이 전면에 위치하도록 배관을 구부려서 사용하는 것이 대부분이다.
이를 극복하고자 제 1헤더탱크(1) 중앙부위를 절개하여 제 1헤더탱크(1)를 2부분으로 독립되게 완전히 분리시킨 다음 그 중앙에 "ㄱ"자 형태의 매니폴드(2)을 설치하여 사용해왔다.(도 1에 도시)
그러나 이러한 구조는 단일의 제 1헤더탱크(1)를 2개의 헤더탱크로 분리하여야 됨으로 그 구조가 매우 복잡다단하고 체적이 감소되는 단점이 있다.
또한 분리된 제 1헤더탱크(1)의 사이로 매니폴드(2)를 설치하기 때문에 매니폴드(2)가 설치된 해당 튜브(4)는 제 1헤더탱크(1)와 상통되지 못함으로 열교환 효율이 저하되는 문제점이 발생된다.
즉, 매니폴드(2)가 설치된 부분에 연결된 튜브(4)는 제 1헤더탱크(1)와 상통되지 못하게 됨으로 그 부위의 튜브(4)는 사용치 못하게 되는 문제점이 발생되어 열교환 효율이 저하되는 것이다.
때문에 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 부품증가와, 매니폴드가 결합되는 해당부위의 튜브가 헤더탱크와 상통되지 못함으 로써 나타나는 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 자동차용 열교환기가 요구되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 부품증가와, 매니폴드가 결합되는 해당부위의 튜브가 헤더탱크와 상통되지 못함으로써 나타나는 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 구조의 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.
아울러 제 2목적은, 매니폴드가 부착되는 헤더탱크에 상기 매니폴드를 동일 높이로 수용할 수 있는 안착부를 형성하여 해당지점의 튜브 사용이 가능한 구조의 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.
그리고 제 3목적은, 제 1, 2목적에 따른 호환성과, 조립성, 열효율성을 향상시킬 수 있는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해 달성된다.
이러한 본 발명의 목적들은, 내부유로를 순환하는 열교환매체의 순환경로를 증가시키기 위해 상기 내부유로를 구획하는 격벽(13)이 내설된 제 1, 2헤더탱크(10,30)와, 상기 각 헤더탱크(10,30)가 상통될 수 있도록 상기 각 헤더탱크(10,30)의 사이로 병렬 결합되는 튜브(40)와, 상기 각 튜브(40)를 순환하는 열교환매체가 열교환될 수 있도록 상기 각 튜브(40)의 사이에 결합되는 전열핀(50)으로 구성되는 자동차용 열교환기에 있어서,
상기 제 1헤더탱크(10)를 통해 열교환매체가 유출/입될 수 있도록 상기 제 1헤더탱크(10)의 중앙부위 영역에 부착되는 한쌍의 매니폴드(20); 및 상기 매니폴드(20)를 통해 제 1헤더탱크(10)에서 유입된 열교환매체를 제 1헤더탱크(10)로 재 유출시키기 위해 상기 제 2헤더탱크(30)의 양단에 결합되는 캡(50);을 포함하여 이루어지며,
상기 각 매니폴드(20)는 몸체(21) 및 관로(22)로 구성되고, 상기 관로(22)가 상기 제 1헤더탱크(10)에 대해 직교한 방향으로 부착되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.
상기에서 제 1헤더탱크(10)의 헤더(11)는 부착된 상기 각 매니폴드(20)를 동일 높이로 수용하기 위해 안측으로 파여진 안착부(11a)가 형성된 구조인 것이 바람직하다.
상기에서 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 구획된 제 1헤더탱크(10)의 2개 내부유로 중 선택되는 어느 하나의 내부유로와 상통되는 구조인 것이 바람직하다.
상기에서 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 상호간 반대측의 내부유로와 상통되는 것이 바람직하다.
상기에서 각 매니폴드(20)는 프레스를 통해 성형된 것이 바람직하다.
상기에서 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도할 수 있도록 외측에 형성된 순환관로(51)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기에서 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도 하기 위해 내측에 형성된 간격블록체(52)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 따른 열교환매체의 순환을 도시한 개념도이며, 도 2c는 도 2a에서 발췌된 캡을 나타내는 사시도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기(9)에서 나타나는 체적감소 및 부품증가와, 매니폴드(20)가 결합되는 해당부위의 튜브(40)가 헤더탱크(10)와 상통되지 못함으로써 나타나는 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기(100)에 관한 것이다.
이러한 자동차용 열교환기(100)는 크게 3부분으로 나뉘어지는데, 이는 상호 대향 배치되는 제 1, 2헤더탱크(10,30)와, 상기 각 헤더탱크(10,30)가 상통될 수 있도록 상기 각 헤더탱크(10,30)의 사이로 병렬 결합되는 튜브(40)와, 상기 각 튜브(40)를 순환하는 열교환매체가 열교환될 수 있도록 상기 각 튜브(40)의 사이에 결합되는 전열핀(50)으로 구성된다.
여기서 상기 각 헤더탱크(10,30)는 열교환매체의 순환을 위해 내부유로가 형성될 수 있도록 탱크(12)와 헤더(11)로 분리 구성되며, 이 때 상기 각 내부유로로는 순환하는 열교환매체의 순환경로를 2배로 증가시켜 열교환매체의 열교환 효율을 증대시키기 위해 내부유로를 구획할 수 있는 단일의 격벽(13)이 각각 내설되어 구성된다.
아울러 열교환기(100)의 상부에 배치된 상기 제 1헤더탱크(10)인데, 상기 제 1헤더탱크(10)의 중앙부위 영역으로는 열교환매체를 유출/입시키기 위한 한쌍의 매니폴드(20)가 부착된다.
이러한 상기 각 매니폴드(20)는 프레스를 통해 성형된 것으로, 몸체(21) 및 관로(22)로 구성되며, 상기 관로(22)가 상기 제 1헤더탱크(10)에 대해 직교한 방향으로 위치되게 상기 몸체(21)의 바닥면이 상기 제 1헤더탱크(10)의 탱크(12)에 부착된다.
이 때 상기 제 1헤더탱크(10)의 탱크(12)는 부착된 상기 각 매니폴드(20)를 동일 높이로 수용할 수 있도록 안측으로 파여진 안착부(12a)가 형성되기 때문에, 상기 탱크(12)는 이러한 상기 안착부(12a)를 통해 상기 각 매니폴드(20)를 수용하면서 하부에 배치된 헤더(11)와 결합될 수 있는 구조가 마련된다.
때문에 상기 매니폴드(20)가 부착된 부분에 연결된 해당하는 탱크(12) 또한 헤더(11)와 결합되어 있는 구조이므로, 기존에 열교환기(9)에서 나타나는 해당 부위의 튜브(40)를 사용하지 못하게 되는 문제점을 극복할 수 있다.
즉, 기존의 열교환기(9)는 제 1헤더탱크(1)의 중앙을 절개하여 2개의 헤더탱크로 분리하기 때문에 분리된 부위의 튜브(4)는 헤더(1a)와 결합된체 외부로 노출된다. 따라서 그 부위의 튜브(4)는 제거되거나 또는 순환하는 열교환매체의 순환을 방지하기 위해 별도의 밀봉제나 용접을 통해 밀봉하게 되는 것이다.
이에 반해 본원 발명은 상기 매니폴드(20)가 부착된 부분에 연결된 해당하는 탱크(12) 또한 헤더(11)와 결합되어 있는 구조이므로 상기와 같은 문제점을 극복할 수 있는 것이다.
아울러 상기 제 1헤더탱크(10)에 부착된 상기 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 도 2b와 같이, 구획된 제 1헤더탱크(10)의 2개 내부유로 중 선택되는 어느 하나의 내부유로와 상통된다. 이 때 상기 각 매니폴드(20)의 상통구조는 유입된 열교환매체가 곧 바로 반대편의 매니폴드(20)로 유출되지 않고 내부를 순환한 다음 유출될 수 있도록 구획된 내부유로에 대해 각각 엇갈리게(상호간 반대편의 내부유로에) 상통된다.
이는 결국 열교환매체가 제 1헤더탱크(10)를 통해 유입되어 튜브(40)와 제 2헤더탱크(30)를 거쳐 다시 제 1헤더탱크(10)로 유출될 수 있게 하기 위함이다.
그리고 상기 제 2헤더탱크(30)는 매니폴드(20)를 통해 유입된 열교환매체가 순환될 수 있도록 양단을 밀폐시키는 캡(50)이 부착되어 구성된다. 이러한 상기 캡(50)은 상기 제 2헤더탱크(30)를 밀폐시키면서 순환하는 열교환매체를 구획되어진 다른 내부유로로 유도될 수 있도록 외측에 형성된 순환관로(51)를 더 포함하여 구성된다.
도 3은 도 2c의 다른 실시예를 나타내는 캡을 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡(50)은 실시예로 순환하는 열교환매체를 유도하기 위해 내측에 형성된 간격블록체(52)를 포함하여 구성할 수 있다..
이러한 상기 간격블록체(52)는 제 2헤더탱크(30)의 내부유로를 구획하는 격벽(13)에 밀착되어 격벽(13)과 캡(50)의 사이에 간격블록체 만큼의 갭을 형성하기 위함이다.
이러한 갭을 따라 열교환매체는 구획되어진 다른 내부유로로 유도될 수 있는 구조가 마련되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 따르면, 매니폴드가 부착되는 헤더탱크에 상기 매니폴드를 동일 높이로 수용할 수 있는 안착부를 형성하여 해당지점의 튜브 사용이 가능하며, 또한 제 2헤더탱크를 밀폐하는 캡에 순환관로 또는 간격블록체를 형성함으로써, 순환하는 열교환매체의 열교환 효율을 상승시킬 수 있는 특징이 있다.
각 튜브의 전반에 걸쳐 열교환매체를 균등하게 분배 함으로써, 실제 열교환 면적이 극대화되어 열교환기의 성능을 향상시키는데 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (7)

  1. 내부유로를 순환하는 열교환매체의 순환경로를 증가시키기 위해 상기 내부유로를 구획하는 격벽(13)이 내설된 제 1, 2헤더탱크(10,30)와, 상기 각 헤더탱크(10,30)가 상통될 수 있도록 상기 각 헤더탱크(10,30)의 사이로 병렬 결합되는 튜브(40)와, 상기 각 튜브(40)를 순환하는 열교환매체가 열교환될 수 있도록 상기 각 튜브(40)의 사이에 결합되는 전열핀(50)으로 구성되는 자동차용 열교환기에 있어서,
    상기 제 1헤더탱크(10)를 통해 열교환매체가 유출/입될 수 있도록 상기 제 1헤더탱크(10)의 중앙부위 영역에 부착되는 한쌍의 매니폴드(20); 및
    상기 매니폴드(20)를 통해 제 1헤더탱크(10)에서 유입된 열교환매체를 제 1헤더탱크(10)로 재 유출시키기 위해 상기 제 2헤더탱크(30)의 양단에 결합되는 캡(50);을 포함하여 이루어지며,
    상기 각 매니폴드(20)는 몸체(21) 및 관로(22)로 구성되고, 상기 관로(22)가 상기 제 1헤더탱크(10)에 대해 직교한 방향으로 부착되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1헤더탱크(10)의 탱크(12)는 부착된 상기 각 매니폴드(20)를 동일 높이로 수용하기 위해 안측으로 파여진 안착부(12a)가 형성된 구조인 것을 특징으 로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 구획된 제 1헤더탱크(10)의 2개 내부유로 중 선택되는 어느 하나의 내부유로와 상통되는 구조인 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 상호간 반대측의 내부유로와 상통되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 각 매니폴드(20)는 프레스를 통해 성형된 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도할 수 있도록 외측에 형성된 순환관로(51)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도하기 위해 내측에 형성된 간격블록체(52)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 수용 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019178804A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置

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