KR20060021445A - 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 복잡 다단성으로 인한 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 관한 것으로, 이를 위해 몸체 및 관로로 구성된 매니폴드의 몸체를 상기 헤더탱크의 양단에 부착시킴으로써, 기존의 열교환기에서 나타나는 체적감소에 따른 열교환 효율저하를 극복할 수 있다. 이 때 상기 매니폴더의 관입부위를 헤더탱크에 대해 직교한 방향으로 부착시켜 직교형 매니폴드 결합식 열교환기를 만족할 수 있는 특징이 있다.

열교환매체, 매니폴드, 자동차, 열교환기, 헤더, 탱크, 유로, 격벽

Description

직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기{Heat Exchanger With Straight Type Manifold Union Structure For Vehicle}

도 1은 실시예에 따른 종래의 자동차용 열교환기를 나타내는 사시도,

도 2a는 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 결합 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 13: 격벽

20: 매니폴드 21: 몸체

22: 관로 30: 제 2헤더탱크

40: 튜브 50: 전열핀

50: 캡 51: 순환관로

52: 간격블록체 100: 열교환기

본 발명은 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기에서 나타나는 체적감소 및 복잡 다단성으로 인한 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 자동차용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몸체 및 관로로 구성된 매니폴드의 몸체를 상기 헤더탱크의 양단에 부착시킴으로써, 기존의 열교환기에서 나타나는 체적감소에 따른 열교환 효율저하를 극복할 수 있으며, 또한 헤더탱크에 부착된 매니폴더는 관입부위를 상기 헤더탱크에 대해 직교한 방향으로 부착시켜 기존의 직교형 매니폴드 열교환기를 만족할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 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 사용한다.

이를 극복하고자 제 1헤더탱크(1) 중앙부위를 절개하여 제 1헤더탱크(1)를 2개로 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 복잡 다단성으로 인한 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 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 복잡 다단성으로 인한 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.

아울러 제 2목적은, 몸체 및 관로로 구성된 매니폴드의 몸체를 상기 헤더탱크의 양단에 부착시킴으로써, 기존의 열교환기에서 나타나는 체적감소에 따른 열교환 효율저하를 극복할 수 있으며, 이 때 상기 매니폴더의 관입부위를 헤더탱크에 대해 직교한 방향으로 부착시켜 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기를 만족할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.

그리고 제 3목적은, 제 1, 2목적에 따른 호환성과, 조립성, 열효율성을 향상시킬 수 있는 직교형 매니폴드 결합 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 열교환기에 있어서,

상기 제 1헤더탱크(10)를 통해 열교환매체가 유출/입될 수 있도록 상기 제 1 헤더탱크(10) 양단에 부착되는 매니폴드(20); 및 상기 튜브(40)를 통해 제 1헤더탱크(10)에서 유입된 열교환매체를 제 1헤더탱크(10)로 재 유출시키기 위해 상기 각 헤더탱크(10,30)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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 의해서 달성된다.

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 상기 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도할 수 있도록 외측에 형성된 순환관로(51)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기에서 상기 제 2헤더탱크(30)에 결합된 캡(50)은 순환하는 열교환매체를 유도하기 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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명에 따른 직교형 매니폴드 결합 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, 본 발명은 기존의 직교형 매니폴드 결합식 열교환기(9)에서 나타나는 체적감소 및 복잡 다단성으로 인한 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 직교형 매니폴드 결합 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 2개로 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 양단으로는 열교환매체를 유출/입시키기 위한 매니폴드(20)가 부착된다.

이러한 상기 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 측면이 상기 제 1헤더탱크(10)의 단부에 부착된다.

이를 통해 상기 매니폴드(20)의 관입부위가 상기 열교환기(100)의 전면에 위치될 수 있는 구조이면서, 직교형 매니폴드 결합식 열교환기를 만족하되, 기존의 열교환기(9)에서 나타나는 체적감소를 극복할 수 있다.

이 때 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 유입된 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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기에 따르면, 몸체 및 관로로 구성된 매니폴드의 몸체를 상기 헤더탱크의 양단에 부착시킴으로써, 기존의 열교환기에서 나타나는 체적감소에 따른 열교환 효율저하를 극복할 수 있는 특징이 있다.

또한 기존의 열교환기 쉽게 적용할 수 있어 별도의 조립시설이 필요치 않은 장점이 있다. 이로인해 기존의 직교형 매니폴드 결합형 열교환기에 비해 호환성과, 조립성, 열효율성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지 만, 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 (6)

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) 양단에 부착되는 매니폴드(20); 및

   상기 튜브(40)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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
2. 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 직교 형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 각 매니폴드(20)의 몸체(21)는 상호간 반대측의 내부유로와 상통되는 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 각 매니폴드(20)는 프레스를 통해 성형된 것을 특징으로 하는 직교형 매니폴드 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
5. 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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.
6. 제 5항에 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 결합 구조를 갖는 자동차용 열교환기.

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