KR20060074724A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20060074724A
KR20060074724A KR1020040113838A KR20040113838A KR20060074724A KR 20060074724 A KR20060074724 A KR 20060074724A KR 1020040113838 A KR1020040113838 A KR 1020040113838A KR 20040113838 A KR20040113838 A KR 20040113838A KR 20060074724 A KR20060074724 A KR 20060074724A
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김기홍
이정재
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 열교환매체 유입부측에 경사진 가이드판을 형성함으로서 유량배분을 균일하게 하여 온도편차를 줄임과 동시에 열교환기를 통과한 공기온도를 균일하게 할 수 있는 열교환기에 관한것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, by forming an inclined guide plate on the heat exchange medium inlet side of the heat exchanger to uniformize the flow distribution to reduce the temperature deviation and at the same time to uniformize the air temperature passing through the heat exchanger. It's about a heat exchanger.

이에 본 발명은 상호 나란하게 일정간격 이격되고 내부에 통로가 형성된 상,하부 헤더탱크(110)(120)와, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에 그 양단부가 결합되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140)과, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 측면에 형성되는 입,출구 파이프(160)(161)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 입구파이프(160)와 인접한 헤더탱크의 내부에는 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 입구파이프(160)를 중심으로 하여 열교환매체의 유동방향과 동일방향으로 경사진 가이드판(170)이 형성되는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention is spaced apart side by side in parallel with each other, the upper and lower header tanks 110 and 120 formed with a passage therein, and a plurality of tubes coupled to both ends of the upper and lower header tanks 110 and 120, respectively. 130, a heat dissipation fin 140 interposed between the tubes 130, and inlet and outlet pipes 160 and 161 formed on side surfaces of the upper and lower header tanks 110 and 120. In the heat exchanger made of a guide plate inclined in the same direction as the flow direction of the heat exchange medium around the inlet pipe (160) so as to uniformly distribute the flow in the header tank adjacent to the inlet pipe (160) ( 170) is formed.

열교환기, 헤더탱크, 가이드판, 입출구파이프, 튜브Heat exchanger, header tank, guide plate, inlet and outlet pipe, tube

Description

열교환기{Heat exchanger}Heat exchanger

도 1 은 종래의 열교환기를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional heat exchanger,

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도,2 is a perspective view of a heat exchanger according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a heat exchanger according to the present invention;

도 4 는 도 3 에서의 A-A선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.

도 5 는 도 4에서 가이드판을 변형한 일예를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating an example in which the guide plate is modified in FIG. 4.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 열교환기 110: 상부 헤더탱크100: heat exchanger 110: upper header tank

111,121: 헤더 112,122: 탱크111,121: header 112,122: tank

120: 하부 헤더탱크 130: 튜브120: lower header tank 130: tube

140: 방열핀 150: 사이드 서포트140: heat sink fin 150: side support

160: 입구파이프 161: 출구파이프160: inlet pipe 161: outlet pipe

170: 가이드판170: guide plate

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 열교환매 체 유입부측에 경사진 가이드판을 형성함으로서 유량배분을 균일하게 하여 온도편차를 줄임과 동시에 열교환기를 통과한 공기온도를 균일하게 할 수 있는 열교환기에 관한것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, by forming an inclined guide plate on the heat exchange medium inlet side of the heat exchanger to uniformize the flow distribution to reduce the temperature deviation and at the same time to uniformize the air temperature passing through the heat exchanger. It is about a heat exchanger that can.

자동차 공조장치에 사용되는 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.The heat exchanger used in the automotive air conditioner is installed on the heat exchange medium flow path of the cooling and heating system so that the heat exchange medium flowing therein absorbs outside heat or radiates its own heat to the outside. Allow the room to cool and heat.

상기한 열교환기로는 증발기, 히터코어, 응축기, 라디에이터 등을 들수 있으며, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기를 열교환시켜 차실내를 냉,난방하는 공조케이스에는 이들 중 증발기와 히터코어가 선택적으로 설치된다.Examples of the heat exchanger include an evaporator, a heater core, a condenser, and a radiator. Among the heat exchangers, an evaporator and a heater core are selectively installed in an air conditioning case that heats and heats the air blown by the blower.

도 1 은 이러한 열교환기(1) 중에서 히터코어를 일예로 도시한 것이며, 이를 설명하면, 상하로 일정간격 이격되어 상호 나란하게 배열되는 상,하부 헤더탱크(2)(3)와, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)에 그 양단부가 결합되는 다수의 튜브(4)와, 상기 튜브(4)들 사이에 각각 개재되는 방열핀(5)과, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3) 중 소정의 위치에 열교환매체를 각각 유입하고 배출하도록 형성되는 입,출구파이프(7)(8)로 이루어진다.1 illustrates an example of a heater core in the heat exchanger 1, and when it is described, upper and lower header tanks 2 and 3 arranged side by side at a predetermined interval up and down, and the upper, A plurality of tubes 4 coupled to both ends of the lower header tanks 2 and 3, a heat dissipation fin 5 interposed between the tubes 4, and the upper and lower header tanks 2 ( It consists of inlet and outlet pipes (7) (8) which are formed to inlet and discharge the heat exchange medium to each of the predetermined position of 3).

그리고, 상기 튜브(4)들과 방열핀(5)들을 보강하기 위해 이들의 최외곽에는 사이드 서포트(6)가 구비된다.And, in order to reinforce the tubes 4 and the heat dissipation fins 5, side supports 6 are provided at their outermost sides.

따라서, 상기 열교환매체는 상기 입구파이프(7)를 통해 상기 상부 헤더탱크(2)의 내부로 유입되어 충전된 후 튜브(4)들을 따라 흐르면서 상기 하부 헤더탱크 (3)의 내부로 유입된다.Therefore, the heat exchange medium is introduced into the upper header tank 2 through the inlet pipe 7 and filled, and then flows through the tubes 4 and flows into the lower header tank 3.

계속해서, 상기 하부 헤더탱크(3)로 유입된 열교환매체는 상기 출구파이프(8)를 통해 배출되는 것이다.Subsequently, the heat exchange medium introduced into the lower header tank 3 is discharged through the outlet pipe 8.

여기서, 상기 열교환매체는 상기 튜브(4)들을 통과하면서 방열핀(5)에 열을 전달하여 외부공기와 활발한 열교환을 수행하게 되는 것이다.Here, the heat exchange medium transfers heat to the heat radiation fins 5 while passing through the tubes 4 to actively perform heat exchange with external air.

그러나, 상기한 종래의 열교환기(1)는 상기 입구파이프(7)를 통해 유입된 열교환매체가 상부 헤더탱크(2)에 충전된 후 전체 튜브(4)들로 균일하게 유입되어야 하지만, 중력에 의해 상기 입구파이프(7)와 인접한 튜브(4)들로는 많은 양의 열교환매체가 유입되고 입구파이프(7)와 먼측에 위치한 튜브(4)들로는 갈수록 적은 양의 열교환매체가 유입되는 문제가 있다.However, the conventional heat exchanger 1 should be uniformly introduced into the entire tubes 4 after the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 7 is filled in the upper header tank 2, As a result, a large amount of heat exchange medium flows into the inlet pipe 7 and the adjacent tubes 4, and a smaller amount of heat exchange medium flows into the tube 4 located far from the inlet pipe 7.

이에 따라, 열교환기(1)의 온도편차가 심해져 열교환기(1)를 통과한 공기의 온도 역시 불균일하게 되어 차량의 탑승자에게 불쾌감을 주는 등 많은 문제가 있었다.As a result, the temperature deviation of the heat exchanger 1 is increased so that the temperature of the air passing through the heat exchanger 1 is also uneven, which causes a lot of problems such as discomfort to the occupant of the vehicle.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열교환기의 입구파이프와 인접한 헤더탱크의 내부에 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 경사진 가이드판을 형성함으로서, 입구파이프를 통해 유입된 열교환매체가 각 튜브들로 균일하게 배분되어 온도편차를 줄임과 동시에 열교환기를 통과한 공기온도를 균일하게 할 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to form an inclined guide plate to uniformly distribute the flow in the inside of the header tank adjacent to the inlet pipe of the heat exchanger, the heat exchange medium introduced through the inlet pipe It is to provide a heat exchanger that can be uniformly distributed to each tube to reduce the temperature deviation and at the same time equalize the air temperature passed through the heat exchanger.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상호 나란하게 일정간격 이격되고 내부에 통로가 형성된 상,하부 헤더탱크와, 상기 상,하부 헤더탱크에 그 양단부가 결합되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀과, 상기 상,하부 헤더탱크의 측면에 형성되는 입,출구 파이프를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 입구파이프와 인접한 헤더탱크의 내부에는 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 입구파이프를 중심으로 하여 열교환매체의 유동방향과 동일방향으로 경사진 가이드판이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an upper and lower header tanks spaced apart from each other and parallel to each other, and a plurality of tubes having both ends coupled to the upper and lower header tanks, and between the tubes. In the heat exchanger comprising a heat dissipation fin interposed therebetween and inlet and outlet pipes formed on the upper and lower header tanks, an inlet pipe is provided inside the header tank adjacent to the inlet pipe so as to uniformly distribute the flow. It characterized in that the guide plate is inclined in the same direction as the flow direction of the heat exchange medium as a center.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.Repeated description of the same construction and operation as in the prior art will be omitted.

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 사시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 열교환기를 나타내는 단면도이며, 도 4 는 도 3 에서의 A-A선 단면도이고, 도 5 는 도 4에서 가이드판을 변형한 일예를 나타내는 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a heat exchanger according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a heat exchanger according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line AA in Figure 3, Figure 5 is an example of a modified guide plate in Figure 4 It is sectional drawing which shows.

본 발명에 따른 열교환기(100)는 상하로 일정간격 이격되어 상호 나란하게 배열되고 내부에는 열교환매체가 유동할 수 있도록 통로가 형성된 상,하부 헤더탱크(110)(120)와, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에 그 양단부가 결합되어 상,하부 헤더탱크(110)(120)를 연통시키는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되어 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(140)과, 상기 튜브(130) 및 방열핀(140)을 보호하기 위해 이들의 최외곽에 설치되는 사이드 서포트(150)로 구성된다.The heat exchanger 100 according to the present invention is spaced up and down at a predetermined interval and arranged in parallel with each other, the upper and lower header tanks 110 and 120 formed with a passage to allow the heat exchange medium to flow therein, and the upper and lower parts. Both ends of the header tanks 110 and 120 are coupled to each other, and the upper and lower header tanks 110 and 120 communicate with each other, and a plurality of tubes 130 are interposed between the tubes 130 to widen the heat transfer area. The heat dissipation fin 140 to promote heat exchange, and the tube 130 and the side support 150 is installed on the outermost to protect the heat dissipation fin 140.

그리고, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)는 튜브(130)들의 양단이 결합될 수 있도록 다수의 튜브홀(미도시)이 형성된 헤더(111)(121)와, 상기 헤더(111)(121)와 결합되어 열교환매체가 유동할 수 있는 통로를 형성하는 탱크(112)(122)가 결합하여 이루어진다.The upper and lower header tanks 110 and 120 may include headers 111 and 121 in which a plurality of tube holes (not shown) are formed so that both ends of the tubes 130 may be coupled to each other. The tanks 112 and 122 are combined to form a passage through which the heat exchange medium may flow.

또한, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 소정의 위치에는 열교환매체를 각각 유입하고 배출할 수 있도록 입,출구 파이프(160)(161)가 형성된다.In addition, inlet and outlet pipes 160 and 161 are formed at predetermined positions of the upper and lower header tanks 110 and 120 so as to introduce and discharge heat exchange media, respectively.

즉, 상기 상부 헤더탱크(110)의 일측면에는 입구파이프(160)가 수평으로 설치되고, 하부 헤더탱크(120)의 일측면에는 출구파이프(161)가 수평으로 설치된다.That is, the inlet pipe 160 is horizontally installed on one side of the upper header tank 110, and the outlet pipe 161 is horizontally installed on one side of the lower header tank 120.

이러한, 상기 각 구성요소들은 가조립된 상태에서 브레이징 의해 상호 접합되는 것이다.Each of these components is joined together by brazing in a preassembled state.

그리고, 상기 입구파이프(160)와 인접한 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부에는 입구파이프(160)를 통해 유입된 열교환매체의 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 가이드판(170)이 형성된다.In addition, a guide plate 170 is formed inside the upper header tank 110 adjacent to the inlet pipe 160 to uniformly distribute the flow rate of the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 160.

즉, 상기 가이드판(170)은 상기 입구파이프(160)와 상기 첫번째 튜브(130)사이에 형성되는 것이다.That is, the guide plate 170 is formed between the inlet pipe 160 and the first tube 130.

따라서, 상기 입구파이프(160)를 통해 유입된 열교환매체는 상기 튜브(130)에 도달하기 전에 상기 가이드판(170)에 먼저 부딪치게 되며, 상기 가이드판(170)에 부딪친 열교환매체는 상부 헤더탱크(110)의 내부 양측을 따라 유동하면서 입구파이프(160)로부터 먼측에 설치된 튜브(130)들에까지 충분한 양이 도달하여 각 튜브(130)들로 열교환매체가 균일하게 유입되는 것이다.Therefore, the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 160 hits the guide plate 170 before reaching the tube 130, and the heat exchange medium hit the guide plate 170 is the upper header tank ( Sufficient amount reaches to the tubes 130 installed on the far side from the inlet pipe 160 while flowing along both inner sides of the 110, so that the heat exchange medium is uniformly introduced into the respective tubes 130.

여기서, 상기 가이드판(170)은 상기 상부 헤더탱크(110)의 바닥에 형성되되, 상기 입구파이프(160)를 중심으로 하여 열교환매체의 유동방향과 동일방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Here, the guide plate 170 is formed on the bottom of the upper header tank 110, it is preferable to be inclined in the same direction as the flow direction of the heat exchange medium around the inlet pipe 160.

한편, 상기 가이드판(170)은 가이드판(170)의 경사부분을 만곡되게 형성할 수 도 있다.On the other hand, the guide plate 170 may be formed to bend the inclined portion of the guide plate 170.

이처럼, 상기 가이드판(170)은 상기와 같은 형상 외에도 더욱 다양하게 변형하여 형성할 수 있음은 물론이다.As such, the guide plate 170 may be formed in various ways in addition to the shape as described above.

또한, 상기 가이드판(170)의 높이는 상기 입구파이프(160)의 중심 보다 작고 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부로 돌출된 튜브(130)의 단부 보다 큰 것이 바람직하다.In addition, the height of the guide plate 170 is preferably smaller than the center of the inlet pipe 160 and larger than the end of the tube 130 protruding into the upper header tank 110.

만일, 상기 가이드판(170)의 높이가 상기 입구파이프(160)의 중심 보다 클 경우에는 열교환매체의 유동저항이 커지게 되어 좋지 않으며, 상기 가이드판(170)의 높이가 튜브(130)의 단부 보다 작게 되면 가이드판(170)을 설치하여 얻을 수 있는 효과가 미미하게 된다.If the height of the guide plate 170 is greater than the center of the inlet pipe 160, the flow resistance of the heat exchange medium is not good, and the height of the guide plate 170 is the end of the tube 130. If it becomes smaller, the effect obtained by installing the guide plate 170 becomes insignificant.

이와 같이, 경사지거나 또는 만곡되게 형성된 상기 가이드판(170)은 입구파이프(160)와 가까운 튜브(130)측으로 열교환매체가 곧바로 유입되는 것을 방지하고, 이 열교환매체를 입구파이프(160)로부터 먼측에 위치한 튜브(130)들에게 까지 균일하게 보냄과 동시에 열교환매체의 흐름에 대한 저항을 최소화 하게 된다.As such, the guide plate 170 which is formed to be inclined or curved prevents the heat exchange medium from directly flowing to the tube 130 close to the inlet pipe 160, and moves the heat exchange medium away from the inlet pipe 160. Evenly sent to the tube 130 is positioned to minimize the resistance to the flow of the heat exchange medium.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(100)는, 상기 입구파이프(160)를 통해 유입된 열교환매체는 상기 상부 헤더탱크(110)의 내부로 유입되어 충전되는데, 이때 상기 열교환매체는 상기 튜브(130)에 도달하기전에 상기 가이드판(170) 에 먼저 부딪치게 되고, 상기 가이드판(170)에 부딪친 열교환매체는 상부 헤더탱크(110)의 내부 양측으로 따라 유동하여 상기 입구파이프(160)로부터 먼측에 위치한 튜브(130)들에게 까지 충분한 양이 공급되어 전체 튜브(130)들로 균일한 양이 유입되게 된다.As described above, the heat exchanger 100 according to the present invention, the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 160 is introduced into the upper header tank 110 is filled, the heat exchange medium is the Before reaching the tube 130, the guide plate 170 is first hit, and the heat exchange medium hit by the guide plate 170 flows along both sides of the upper header tank 110 from the inlet pipe 160 A sufficient amount is supplied to the tubes 130 located at the far side so that a uniform amount is introduced into the entire tubes 130.

계속해서, 상기 튜브(130)들로 유입된 열교환매체는 튜브(130)를 따라 흐르는 과정에서 외부공기와 활발한 열교환을 수행한 후 상기 하부 헤더탱크(120)의 내부로 유입된다. 상기 하부 헤더탱크(120)의 내부로 유입된 열교환매체는 상기 출구파이프(161)를 통해 최종 배출되는 것이다.Subsequently, the heat exchange medium introduced into the tubes 130 is introduced into the lower header tank 120 after active heat exchange with external air in the course of flowing along the tube 130. The heat exchange medium introduced into the lower header tank 120 is finally discharged through the outlet pipe 161.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 열교환기의 입구파이프와 인접한 헤더탱크의 내부에 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 경사진 가이드판을 형성함으로서, 입구파이프를 통해 유입된 열교환매체가 각 튜브들로 균일하게 배분되어 열교환기의 온도편차를 줄일 수 있고, 아울러 열교환기를 통과한 공기온도가 균일하게 유지 된다.According to the present invention, by forming an inclined guide plate to uniformly distribute the flow in the header tank adjacent to the inlet pipe of the heat exchanger, the heat exchange medium introduced through the inlet pipe is uniform to each tube. The temperature difference of the heat exchanger can be reduced, and the air temperature passed through the heat exchanger is maintained uniformly.

Claims (3)

상호 나란하게 일정간격 이격되고 내부에 통로가 형성된 상,하부 헤더탱크(110)(120)와, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에 그 양단부가 결합되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140)과, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 측면에 형성되는 입,출구 파이프(160)(161)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서,The upper and lower header tanks 110 and 120 spaced apart from each other by a predetermined interval in parallel with each other, and the plurality of tubes 130 coupled to both ends of the upper and lower header tanks 110 and 120. , A heat dissipation fin 140 interposed between the tubes 130 and the inlet and outlet pipes 160 and 161 formed on side surfaces of the upper and lower header tanks 110 and 120. In 상기 입구파이프(160)와 인접한 헤더탱크의 내부에는 유량배분을 균일하게 할 수 있도록 입구파이프(160)를 중심으로 하여 열교환매체의 유동방향과 동일방향으로 경사진 가이드판(170)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.Inside the header tank adjacent to the inlet pipe 160, a guide plate 170 inclined in the same direction as the flow direction of the heat exchange medium is formed around the inlet pipe 160 so as to uniformly distribute the flow rate. Heat exchanger characterized by the above. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가이드판(170)은 경사부분이 만곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The guide plate 170 is a heat exchanger, characterized in that the inclined portion is formed to be curved. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 가이드판(170)의 높이는 상기 입구파이프(160)의 중심 보다 작고 상기 헤더탱크의 내부로 돌출된 튜브(130)의 단부 보다 큰 것을 특징으로 하는 열교환기.The height of the guide plate (170) is smaller than the center of the inlet pipe (160) and heat exchanger, characterized in that greater than the end of the tube (130) protruding into the header tank.
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