KR20070102171A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이물질 유입방지를 위해 헤더탱크의 외측면에 설치되는 커버에 공기가이드부를 형성하여 열교환기의 상부로 누설되는 공기를 코어측으로 가이드함으로서 열교환성능을 향상하여 엔진냉각성능을 향상하고 이에 따라 냉각팬의 용량을 낮출 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

이에 본 발명은 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(7) 및 상기 튜브(7)들 사이에 개재되는 방열핀(8)으로 구성된 코어(6)와, 상기 튜브(7)의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크(2)(3)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 상부 헤더탱크(2)에는 열교환성능을 향상할 수 있도록 상부 헤더탱크(2)측으로 유동하는 공기를 상기 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드수단(110)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

열교환기, 라디에이터, 헤더탱크, 커버, 공기가이드부

Description

열교환기{Heat exchanger}

도 1 은 종래의 라디에이터를 나타내는 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기에서 상부 헤더탱크의 커버에 공기가이드수단이 형성된 상태를 나타내는 사시도,

도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도,

도 4 는 본 발명에 따른 열교환기에서 상부 헤더탱크에 공기가이드수단이 형성된 상태를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 열교환기 2: 상부 헤더탱크

2a,3a: 탱크 2b,3b: 헤더

3: 하부 헤더탱크 4: 입구파이프

5: 출구파이프 6: 코어

7: 튜브 8: 방열핀

9: 사이드서포트 10: 캡

100: 커버 110: 공기가이드수단

111,111a: 공기가이드부 112: 날개부

113: 체결홈 114: 체결돌기

115: 라운드면

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이물질 유입방지를 위해 헤더탱크의 외측면에 설치되는 커버에 공기가이드부를 형성하여 열교환기의 상부로 누설되는 공기를 코어측으로 가이드함으로서 열교환성능을 향상하여 엔진냉각성능을 향상하고 이에 따라 냉각팬의 용량을 낮출 수 있는 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 튜 브(7) 및 상기 튜브(7)들 사이에 개재되는 방열핀(8)으로 구성된 코어(6)와, 상기 튜브(7)와 방열핀(8)의 변형을 방지할 수 있도록 이들의 최외곽에 설치되는 사이드 서포트(9)로 구성된다.

여기서, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)는 상기 튜브(7)들의 양단에 결합되는 헤더(2b)(3b)와 상기 헤더(2b)(3b)에 조립되어 내부에 통로를 형성하는 탱크(2a)(3a)로 이루어진다.

한편, 상기 상부 헤더탱크(2)의 외측면에는 별도의 커버(미도시)를 설치하여 상부 헤더탱크(2)측으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 상기 상부 헤더탱크(2)에는 냉각수의 보충/교환의 통로 기능을 수행함과 아울러 라디에이터(1) 내부의 압력이 과도하게 상승했을 때 그 압력을 조절하도록 캡(10)이 설치된다.

상기 캡(10)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.

이러한 상기 라디에이터(1)는 상기 입구파이프(4)를 통해 엔진으로부터 유입되는 고온의 냉각수를 전열면적이 넓고 열전달이 우수한 상기 튜브(7)내로 통과시켜 공기와의 열교환이 급속히 이루어지도록 하여 고온의 냉각수를 저온상태로 냉각시키고 이 저온의 냉각수를 상기 출구파이프(5)를 통해 다시 엔진으로 보내는 기능 을 반복하게 되는 것이다.

그러나, 상기 라디에이터(1)가 차량의 엔진룸에 설치 되는데, 이때 엔진룸 내부로 유입된 공기 중 상당량이 라디에이터(1)의 상부로 누설되어 열교환성능이 저하되는 문제가 있다.

또한, 라디에이터(1)의 열교환성능이 저하됨에 따라 엔진냉각성능이 저하됨은 물론 라디에이터(1)를 냉각시키기 위해 설치되는 냉각팬의 용량도 높혀야 하는 등의 문제도 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이물질 유입방지를 위해 상부 헤더탱크의 외측면에 설치되는 커버에 공기가이드부를 형성하여 열교환기의 상부로 누설되는 공기를 코어측으로 가이드함으로서 열교환성능을 향상하여 엔진냉각성능을 향상하고 이에 따라 냉각팬의 용량을 낮출 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브 및 상기 튜브들 사이에 개재되는 방열핀으로 구성된 코어와, 상기 튜브의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 상부 헤더탱크에는 열교환성능을 향상할 수 있도록 상부 헤더탱크측으로 유동하는 공기를 상기 코어측으로 가이드하는 공기가이드수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.

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

종래와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 열교환기에서 상부 헤더탱크의 커버에 공기가이드수단이 형성된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 열교환기에서 상부 헤더탱크에 공기가이드수단이 형성된 상태를 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(1)는 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(7) 및 상기 튜브(7)들 사이에 개재되며 전열면적을 넓혀 열교환을 촉진시키는 방열핀(8)으로 구성된 코어(6)와, 상기 튜브(7)의 양단부에 결합되는 상,하부 헤더탱크(2)(3)와, 상기 튜브(7)와 방열핀(8)을 보호할 수 있도록 이들의 최외곽에 배치되어 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)의 양단부에 결합되는 사이드서포트(9)로 구성된다.

또한, 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)에는 냉각수를 유입/배출할 수 있도록 입,출구파이프(4)(5)가 구비된다.

이러한 상기 상,하부 헤더탱크(2)(3)는 길이방향으로 상기 튜브(7)들의 양단이 연결 접합되도록 다수의 튜브홀(2d)이 일정간격으로 형성되는 헤더(2b)(3b)와, 상기 헤더(2b)(3b)와 결합되어 냉각수가 유동할 수 있는 통로를 형성하는 탱크(2a)(3a)로 이루어진다.

그리고, 상기 상부 헤더탱크(2)에는 냉각수의 보충/교환의 통로 기능을 수행함과 아울러 라디에이터(1) 내부의 압력이 과도하게 상승했을 때 그 압력을 조절하도록 캡(10)이 설치된다.

따라서, 냉각수가 입구파이프(4)를 통해 상부의 헤더탱크(2)로 유입되어 튜브(7)들을 흐르는 과정에서 외기와 활발한 열교환을 수행하면서 점차 냉각된 후 상기 하부의 헤더탱크(3)로 유입되고, 이후 상기 출구파이프(5)를 통해 유로상으로 배출되어 과열된 자동차 엔진의 냉각시킴을 반복하게 된다.

상기한 상기 열교환기(1)에 있어서, 상기 상부 헤더탱크(2)에는 열교환성능을 향상할 수 있도록 상부 헤더탱크(2)측으로 유동하는 공기를 상기 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드수단(110)이 설치된다.

상기 공기가이드수단(110)은 이물질 유입방지를 위해 상기 상부 헤더탱크(2)의 외측면에 설치되는 커버(100)의 전방면에 공기를 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드부(111)를 구비하여 이루어진다.

이때, 상기 공기가이드부(111)는 상기 커버(100)와 일체로 사출 성형되는 것이 바람직하지만, 상기 공기가이드부(111)를 상기 커버(100)에 탈착가능하게 결합하는 구조로 설치할 수도 있다.

여기서, 상기 커버(100)는 상부 헤더탱크(2)의 전방을 향한 면에 설치되어 외부로부터 유입되는 이물질을 차단하게 되며, 커버(100)에 형성된 체결돌기(114) 및 체결홈(113)을 이용하여 상기 헤더(2b)와 탱크(2a)측에 체결하게 된다. 즉, 커버(100)의 하부에 형성된 체결돌기(114)는 헤더(2b)의 하단부에 체결하고 상부에 형성된 체결홈(113)은 탱크(2a)에 형성된 후크(2c)에 체결하여 고정하게 된다.

이러한, 상기 공기가이드부(111)는 상기 커버(100)에서 차량 전면방향을 향하도록 형성되되 상측방향으로 일정각도 경사지게 형성되고 양단부는 공기를 내측 으로 모아줄 수 있도록 날개부(112)가 형성되어 있다.

상기 날개부(112)는 공기가이드부(111)의 양단부에서 하향 절곡된 형태로 되어 있다.

또한, 상기 공기가이드부(111)와 상기 커버(100)가 연결되는 부분은 라운드면(115)으로 형성하여 공기가 코어(6)측으로 원활하게 가이드 될 수 있도록 할 수 있다.

따라서, 차량의 엔진룸 내부로 유입된 공기 중 열교환기(1)의 상부로 누설되는 공기가 상기 공기가이드부(111)에 의해 코어(6)측으로 가이드됨으로서 열교환성능이 향상되고 이에 따라 엔진냉각성능도 향상되는 것이다. 아울러 열교환성능의 향상으로 인해 열교환기(1)의 전방 또는 후방측에 설치되는 냉각팬(미도시)의 용량을 낮출수 있게 된다.

한편, 상기에서는 공기가이드수단(110)인 공기가이드부(111)를 상기 커버(100)에 형성하였지만, 이 외에도 도 4와 같이, 상기 커버(100)가 설치지되지 않은 열교환기(1)에는 상기 상부 헤더탱크(2)의 전방면에 공기를 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드부(111a)를 직접 설치할 수도 있다.

이때에는 상기 공기가이드부(111a)를 탱크(2a)의 전방면에 일체로 형성하거나 또는 탈착가능하게 결합하는 것이 바람직하다. 물론 헤더(2b)측에 결합할 수도 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 상부 헤더탱크(2)에 공기가이드수단(110)을 형성하여 열교환성능을 향상시킨 구조를 열교환기(1) 중 라디에이 터에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 응축기에도 동일하게 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따르면, 이물질 유입방지를 위해 상부 헤더탱크의 외측면에 설치되는 커버에 공기가이드부를 형성하여 열교환기의 상부로 누설되는 공기를 코어측으로 가이드함으로서 열교환성능이 향상되어 엔진냉각성능이 향상되고 이에 따라 냉각팬의 용량을 낮출 수 있다.

Claims (7)

1. 일정간격으로 배열되는 다수의 튜브(7) 및 상기 튜브(7)들 사이에 개재되는 방열핀(8)으로 구성된 코어(6)와, 상기 튜브(7)의 양단에 결합되는 상,하부 헤더탱크(2)(3)를 포함하여 이루어진 열교환기에 있어서,

   상기 상부 헤더탱크(2)에는 열교환성능을 향상할 수 있도록 상부 헤더탱크(2)측으로 유동하는 공기를 상기 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드수단(110)이 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기가이드수단(110)은 이물질 유입방지를 위해 상기 상부 헤더탱크(2)의 외측면에 설치되는 커버(100)의 전방면에 공기를 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드부(111)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공기가이드부(111)는 상기 커버(100)와 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 공기가이드부(111)와 상기 커버(100)가 연결되는 부분에는 공기가 코 어(6)측으로 원활하게 가이드 될 수 있도록 라운드면(115)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기가이드수단(110)은 상기 상부 헤더탱크(2)의 전방면에 공기를 코어(6)측으로 가이드하는 공기가이드부(111a)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 공기가이드부(111a)는 상기 상부 헤더탱크(2)와 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
7. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 공기가이드부(111)(111a)는 상측방향으로 일정각도 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.

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