KR20070064958A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팬쉬라우드가 설치된 영역의 방열핀 밀도를 주변 영역 보다 높게 함으로서 열교환성능을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.

이에 본 발명은 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140)과, 상기 튜브(130)의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크(110)(120)를 포함하여 구성되며, 일측에 설치되는 팬쉬라우드(180)로부터 강제송풍되는 공기에 의해 냉각되는 열교환기에 있어서, 상기 방열핀(140)의 밀도는 풍량이 많을수록 높고, 풍량이 적을수록 낮은 것을 특징으로 한다.

열교환기, 방열핀, 밀도, 팬쉬라우드

Description

열교환기{Heat exchanger}

도 1 은 종래의 라디에이터를 나타내는 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기에 팬쉬라우드가 설치된 상태를 나타내는 정면도,

도 3 은 본 발명에 따른 열교환기에서 팬쉬라우드 설치영역의 방열핀 밀도를 높게한 상태를 나타내는 정면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 열교환기 110: 상부 탱크

111,121: 헤더 112,122: 탱크

120: 하부 탱크 130: 튜브

140: 방열핀 150: 사이드서포트

160: 입구파이프 161: 출구파이프

170: 캡 180: 팬쉬라우드

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팬쉬라우드가 설치된 영역의 방열핀 밀도를 주변 영역 보다 높게 함으로서 열교환성능을 향상시킨 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 특정 유로상에 설치되어 그 내부를 순환하는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하는 것이다.

이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.

이하, 본 발명에서는 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터를 일예로 설명하기로 한다.

상기 라디에이터(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 상호 나란하게 일정간격 이격되고 냉각수를 유입/배출 할 수 있도록 입,출구파이프(4)(5)가 구비된 상,하부 헤더탱크(2)(3)와, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)를 연통하도록 설치되는 다수의 튜브(6)와 상기 튜브(6)들 사이에 개재되는 방열핀(7)과, 상기 튜브(6)와 방열핀(7)의 변형을 방지할 수 있도록 이들의 최외곽에 설치되는 사이드 서포트(8)로 구성된다.

여기서, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)는 상기 튜브(6)들의 양단에 결합되는 헤더(2b)(3b)와 상기 헤더(2b)(3b)에 조립되어 내부에 통로를 형성하는 탱크(2a)(3a)로 이루어진다.

그리고, 상기 상부 헤더탱크(2)에는 냉각수의 보충/교환의 통로 기능을 수행 함과 아울러 라디에이터(1) 내부의 압력이 과도하게 상승했을 때 그 압력을 조절하도록 캡(9)이 설치된다.

상기 캡(9)은 오버플로우 호스(미도시)를 통해 리저버탱크(미도시)와 연결됨으로서, 상기 라디에이터(1)내의 냉각수가 고온일때는 냉각수가 팽창하며 이때 팽창된 냉각수는 오버플로우 호스를 통해 리저버탱크로 유입되고, 반대로 라디에이터(1)내의 냉각수가 저온일때는 수축이 일어나며 이때는 상기 리저버탱크내의 냉각수가 오버플로우 호스를 통해 다시 라디에이터(1) 내부로 유입된다.

한편, 상기 라디에이터(1)의 일측에는 팬쉬라우드(미도시)가 설치되어 튜브(6) 및 방열핀(7)측으로 공기를 강제송풍함으로서 라디에이터(1)의 방열을 공기의 강제송풍에 의하여 촉진하도록 하고 있다.

일반적으로 라디에이터(1)에 대한 공기 송풍방식에 따라 푸셔타입(Pusher type)과 풀러타입(Puller type)으로 분류된다.

푸셔타입은 라디에이터(1)의 앞쪽에 설치되어 라디에이터(1)의 앞쪽에서 뒤쪽으로 공기를 강제송풍하도록 이루어진 것으로, 이 푸셔타입은 라디에이터(1)에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진룸 중 라디에이터(1) 뒤쪽에 팬 쉬라우드를 설치할 만한 여유공간이 협소한 경우에 주로 사용된다.

풀러타입은 라디에이터(1)의 뒤쪽에 설치되어 라디에이터(1)의 앞쪽으로부터 흡입되는 공기가 라디에이터(1)를 통과하도록 함으로써 라디에이터(1)의 방열을 수행하도록 되어 있다. 이 풀러타입은 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높을 뿐만 아니라 공기저항을 줄이기 위한 유선형 차체에 푸셔타입을 적용하는 것은 곤란하다는 등의 이유 때문에 최근에는 대부분 이 풀러타입이 적용되고 있다.

이러한 상기 라디에이터(1)는 상기 입구파이프(4)를 통해 엔진으로부터 유입되는 고온의 냉각수를 전열면적이 넓고 열전달이 우수한 상기 튜브(6)내로 통과시켜 팬쉬라우드에 의해 강제송풍되는 공기와의 열교환이 급속히 이루어지도록 하여 고온의 냉각수를 저온상태로 냉각시키고 이 저온의 냉각수를 상기 출구파이프(5)를 통해 다시 엔진으로 보내는 기능을 반복하게 되는 것이다.

그러나, 상기 종래의 라디에이터(1)는 상기 튜브(6)들 사이에 개재되는 방열핀(7)의 밀도가 풍량이 많은 영역이든 적은 영역이든 균일하게 설치됨으로서, 열교환성능을 향상시키기에는 비효율적이었다. 이에 따라, 열교환성능을 향상시키기 위해서는 팬쉬라우드의 용량을 높혀야 하는 등의 문제도 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 팬쉬라우드가 설치된 영역의 방열핀 밀도를 주변 영역 보다 높게 함으로서 열교환성능을 향상시키고 이에 따라 팬쉬라우드의 용량도 낮출 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀과, 상기 튜브의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크를 포함하여 구성되며, 일측에 설치되는 팬쉬라우드로부터 강제송풍되는 공기에 의해 냉각되는 열교환기에 있어서, 상기 방열핀의 밀도는 풍량이 많을수록 높고, 풍량이 적을수록 낮은 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기에 팬쉬라우드가 설치된 상태를 나타내는 정면도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 열교환기에서 팬쉬라우드 설치영역의 방열핀 밀도를 높게한 상태를 나타내는 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(100)는 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(130)와 상기 튜브(130)들 사이에 개재되며 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(140)과, 상기 튜브(130)의 양단부에 결합되는 상,하부 헤더탱크(110)(120)와, 상기 튜브(130)와 방열핀(140)을 보호할 수 있도록 이들의 최외곽에 배치되어 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)의 양단부에 결합되는 사이드서포트(150)로 구성된다.

또한, 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)에는 냉각수를 유입/배출할 수 있도록 입,출구파이프(160)(161)가 구비된다.

이러한 상기 상,하부 헤더탱크(110)(120)는 길이방향으로 상기 튜브(130)들의 양단이 연결 접합되도록 다수의 튜브홀(미도시)이 일정간격으로 형성되는 헤더(111)(121)와, 상기 헤더(111)(121)와 결합되어 냉각수가 유동할 수 있는 통로를 형성하는 탱크(112)(122)로 이루어진다.

그리고, 상기 상부 헤더탱크(110)에는 냉각수의 보충/교환의 통로 기능을 수행함과 아울러 열교환기(100) 내부의 압력이 과도하게 상승했을 때 그 압력을 조절하도록 캡(170)이 설치된다.

따라서, 냉각수가 입구파이프(160)를 통해 상부의 헤더탱크(110)로 유입되어 튜브(130)들을 흐르는 과정에서 외기와 활발한 열교환을 수행하면서 점차 냉각된 후 상기 하부의 헤더탱크(120)로 유입되고, 이후 상기 출구파이프(161)를 통해 유로상으로 배출되어 과열된 자동차 엔진의 냉각시킴을 반복하게 된다.

한편, 상기 열교환기(100)의 일측에는 팬쉬라우드(180)가 설치되어 상기 튜브(130) 및 방열핀(140)측으로 공기를 강제송풍함으로서 열교환기(100)의 방열을 공기의 강제송풍에 의하여 촉진하게 된다. 여기서 상기 팬쉬라우드(180)는 열교환기(100)의 대략 중앙부에 설치되는 것이 바람직하지만, 설계목적에 따라 다양한 변경이 가능하다. 아울러 팬쉬라우드(180)는 공지된 것이므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

상기한 상기 열교환기(100)에 있어서, 상기 방열핀(140)의 밀도는 풍량이 많을수록 높고, 풍량이 적을수록 낮은 것이 바람직하다.

즉, 상기 방열핀(140)은 파형 형태로 반복절곡되어 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는데, 이때 풍량이 많을수록 파형의 피치가 작고(고밀도), 풍량이 적을수록 파형의 피치가 큰(저밀도) 것이다.

따라서, 본 발명에서는 풍량이 상대적으로 많은 상기 팬쉬라우드(180)가 설치된 영역을 주변 영역 보다 방열핀(140)의 밀도를 높게 한 것이다.

도 3에서는 팬쉬라우드(180)가 설치된 점선 영역이 방열핀(140) 고밀도 영역이고, 점선의 바깥부분 영역이 방열핀(140) 저밀도 영역이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기 팬쉬라우드(180)에 의해 풍량이 많은 영역에 방열핀(140)의 밀도를 높힘으로서 그 만큼 전열면적이 넓어지게 되어 열교환기(100)의 공기측 압력강하를 증가시키지 않으면서 열교환성능이 향상되며, 이에 따라 열교환성능의 향상으로 인해 팬쉬라우드(180)의 용량을 낮출수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 팬쉬라우드(180)가 설치된 영역의 방열핀(140) 밀도를 높혀 열교환성능을 향상시킨 구조를 열교환기(100) 중 라디에이터에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 응축기에도 동일하게 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 팬쉬라우드가 설치된 영역의 방열핀 밀도를 주변 영역 보다 높게 함으로서 열교환성능을 향상시키고 이에 따라 팬쉬라우드의 용량도 낮출 수 있다.

Claims (2)

1. 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들 사이에 개재되는 방열핀(140)과, 상기 튜브(130)의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크(110)(120)를 포함하여 구성되며, 일측에 설치되는 팬쉬라우드(180)로부터 강제송풍되는 공기에 의해 냉각되는 열교환기에 있어서,

   상기 방열핀(140)의 밀도는 풍량이 많을수록 높고, 풍량이 적을수록 낮은 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열핀(140)의 밀도는 상기 팬쉬라우드(180)가 설치된 영역이 주변 영역 보다 높은 것을 특징으로 하는 열교환기.

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