KR20080065846A

KR20080065846A - 오일 쿨러

Info

Publication number: KR20080065846A
Application number: KR1020070003005A
Authority: KR
Inventors: 이종두; 김혁
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-15

Abstract

본 발명은 오일 쿨러에 구비되는 튜브를 한 쌍의 플레이트를 상호 접합하여 형성하되 상기 플레이트의 일면 또는 양면에 다수개의 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 오일 쿨러에 관한 것이다. 본 발명의 오일 쿨러는 한 쌍의 플레이트가 접합되며, 상기 플레이트의 내면 또는 양면에 돌기가 구비되고, 내부에 유로를 형성하는 다수개의 튜브와 상기 튜브들의 양단에 연통가능하게 설치되며 오일이 유동하는 한 쌍의 헤더탱크와 상기 헤더탱크에 각각 형성되어 상기 오일이 유입 및 배출되는 오일 유입파이프 및 오일 배출파이프를 구비한 것을 포함하는 오일 쿨러이다.

이에 따라 본 발명의 오일쿨러는 종래 오일쿨러에 비해 열교환율의 증대를 기대할 수 있고 오일유동시 압력 강하량을 최소화 할 수 있으며, 오일 쿨러의 제조성과 생산성을 향상시켜 제조 원가를 절감시키며, 오일 쿨러의 중량을 감소시킬 수 있다. 아울러 자유로운 튜브 길이 조절이 가능하므로 오일 쿨러의 사이즈(Size)를 별도의 툴(Tool)개발 없이 변경 시킬 수 있는 효과가 있다.

오일유입파이프, 헤더탱크, 튜브, 플레이트, 내부돌기, 외부돌기

Description

오일 쿨러 {Oil Cooler}

도 1은 종래 오일 쿨러의 정면도 및 종래 또 다른 오일 쿨러의 일부 단면도

도 2는 종래 오일 쿨러의 분해 사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 오일 쿨러의 단면도

도 4a는 본 발명에 따른 오일 쿨러의 분해 사시도

도 4b는 본 발명에 따른 오일 쿨러의 또 다른 분해 사시도

도 5a, b는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 튜브의 분해 사시도

도 5c는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 튜브의 측면도

도 6a은 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 또 다른 튜브의 분해 사시도

도 6b는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 또 다른 튜브의 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오일 유입파이프 20 : 오일 배출파이프

30 : 헤더탱크

40 : 튜브

41 : 상부 플레이트 42 : 하부 플레이트

43 : 외부돌기 44 : 내부돌기

본 발명은 오일 쿨러(Oil Cooler)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 플레이트를 상호 접합하여 형성한 튜브의 높이 조절 및 길이 조절을 가능하게 할 뿐만 아니라, 상기 플레이트의 일면 또는 양면에 다수개의 돌기가 구비되어 유로를 형성함으로써 튜브의 제작비용을 감소시키고, 유체의 접촉면적을 넓힘으로서 열교환율을 높일 수 있는 오일 쿨러에 관한 것이다.

자동차 구성품의 하나인 트랜스미션(Transmission)은 엔진에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속장치이며, 상기 트랜스미션에 사용되는 오일을 적정한 온도로 냉각하기 위해 오일 쿨러가 사용된다.

한편, 트랜스미션 오일 쿨러(Transmission Oil Cooler)는 그 냉각방식에 따라 내장형과 외장형으로 나뉜다. 전자인 내장형 오일 쿨러는 대부분 엔진 냉각수 냉각용 라디에이터의 하부 탱크에 내장되어 트랜스미션 오일이 유동하도록 변속기와 연결됨으로써, 라디에이터 내부를 유동하는 과정에서 라디에이터의 외부에 장착된 냉각팬의 방열작용에 의하여 냉각된 냉각수에 의해 변속기 오일을 냉각하는 수냉식 구조를 가지며, 수냉식 오일 쿨러는 크게 2가지로 구분되는데 그것이 바로 이중관식과 적층형이다. 주로 이중관식에 비해 성능이 우수한 적층형 오일 쿨러를 사용한다. 후자인 외장형 오일 쿨러는 라디에이터 외부의 엔진룸중 적당한 공간에 장착되어 냉각팬에 의하여 송풍되는 공기에 의하여 변속기 오일을 냉각하는 공랭식 구조를 가지고 있다.

오일 쿨러는 트랜스미션의 오일의 과열을 방지하기 위한 것이므로 트랜스미션의 오일에서 라디에이터의 냉각수에 전달되는 열교환율이 높아야 하며, 오일의 원활한 유동을 위해 오일 압력강하량이 적어야 하고, 제작이 용이하고 제작비용이 절감되는 오일 쿨러를 제작하는 것이 바람직하다.

이를 위한 종래기술의 일례를 도 1 및 도 2에 개시하였다. 도 1은 종래 오일 쿨러의 정면도 및 종래 또 다른 오일 쿨러의 일부 단면도이며, 도 2는 종래 오일 쿨러의 분해 사시도이다. 도 1 (a)에 도시한 바와 같은 오일 쿨러(100)는 이중관식 오일 쿨러보다 성능이 다소 우수하나 오일 쿨러의 길이에 맞게 플레이트(plate)를 개발해야하므로 오일 쿨러의 길이 변화에 제한을 받으며 오일 쿨러의 길이(L)를 변화시키기 위해서는 플레이트 툴(plate tool)을 재개발해야하는 문제점이 있었다. 도 2에 도시한 바와 같은 오일 쿨러(300)는 내부핀(301) 및 외부핀(302)을 포함하여 구성한 것이다. 그러나 이러한 오일 쿨러(300)는 상기한 문제점인 오일 쿨러의 길이를 변화시키기 위해서는 플레이트 툴을 재개발해야하는 문제점이 있었다. 도 1 (b)에 도시한 바와 같은 오일 쿨러는 도 1 (a) 및 도 2에 도시한 바와 같은 오일 쿨러의 문제점을 해결하고자 튜브(201)의 길이 변경을 용이하게 제공하고자 한 것이나, 튜브(201)의 제작 또한 용이하지 않고, 방열핀이 없어 열교환율이 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 튜브 제작에 있어서 한 쌍의 플레이트로 접합하고, 상기 플레이트의 일면 또는 양면에 돌기를 형성함으로써 열교환율 증대 및 압력강하량 감소 등을 기대할 있고 오일의 유로저항을 감소시켜 오일의 냉각성능을 향상시키고 부품수의 감소 및 구조를 간단하게 하여 제조성과 생산성을 향상시켜 제조 원가를 절감시키며, 중량 감소를 도모할 수 있도록 하였다. 아울러 튜브는 한 쌍의 플레이트를 접합하여 제작되므로 튜브 양 끝단 개방됨으로써 오일 쿨러의 사이즈(Size)를 별도의 툴(Tool)개발 없이 변화 시킬 수 있게 하여 오일 쿨러의 제작비용을 대폭 절감시키는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 오일 쿨러는 한 쌍의 플레이트가 접합되어 내부에 유로를 형성하며 다수개가 나란히 적층 배열된 튜브와 상기 튜브들의 양단과 연통가능하게 결합되며 일정한 간격을 두고 나란하게 설치됨과 아울러 오일이 유동하는 한 쌍의 헤더탱크와 상기 헤더탱크에 각각 결합되어 상기 오일이 각각 유입 및 배출되는 오일 유입파이프 및 오일 배출파이프를 구비된 오일 쿨러에 있어서, 각각의 플레이트는 내면에 다수개의 내부돌기 및 외부돌기가 형성되는 것을 특징으로

또한 본 발명은 상기 튜브의 플레이트 대향면에 각각 형성된 내부돌기끼리 상호 접하며 내부에 다수개의 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 플레이트 외면에 형성된 외부돌기는 인접한 플레이트 외면에 형성된 외부돌기와 상호 접하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 플레이트의 폭방향으로 같은 열에 형성된 내부돌기(44, 46)와 외부돌기(43, 45)는 이웃하는 열에 형성된 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43, 45)와 교호(交互)적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명인 오일 쿨러를 상술하도록 한다.

도 1은 종래 오일 쿨러의 정면도이고, 도 2 는 종래 또 다른 오일 쿨러의 일부 단면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 오일 쿨러의 단면도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 오일 쿨러의 분해 사시도이며, 도 4b는 본 발명에 따른 오일 쿨러의 또 다른 분해 사시도이다. 도 5a, b는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 튜브의 분해 사시도이며, 도 5c는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 튜브의 측면도이다. 마지막으로 도 6a는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 또 다른 튜브의 분해 사시도이며, 도 6b는 본 발명에 따른 오일 쿨러에 있어서 또 다른 튜브의 측면도이다.

본 발명에 의한 오일 쿨러는 도 3에 도시된 바와 같이, 오일이 유입·배출을 가이드하는 오일 유입파이프(10)와 오일 배출파이프(20), 상부에 상기 오일 유입파 이프(10) 또는 상기 오일 배출파이프(20)가 구비되고 오일이 통과하도록 내부에 유로가 형성된 한 쌍의 헤더탱크(30)와 상기 오일을 유동시키는 다수의 튜브(40)를 포함하여 이루어진다.

더욱 상세하게는 도 3 내지 도 6b을 참고하여 본 발명에 따른 오일 쿨러를 서술한다. 본 발명에 따른 오일 쿨러는 한 쌍의 플레이트(41, 42)가 접합되어 내부에 유로를 형성하며, 다수개가 나란히 적층되어 오일을 유동시키는 튜브(40); 와 상기 튜브(40)들의 양단에 연통가능하게 설치되며 일정한 간격을 두고 나란히 배열 설치됨과 아울러 상기 오일이 유동하는 한 쌍의 헤더탱크(30); 와 상기 헤더탱크(30)에 각각 형성되어 상기 오일이 유입 및 배출되는 오일 유입파이프(10) 및 오일 배출파이프(20); 를 구비한 오일 쿨러에 있어서, 각각의 플레이트(41, 42)는 내면에 다수개의 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43,45)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 튜브(40)는 한 쌍의 플레이트(41, 42)를 상호 접합하여 유로를 형성한 구성으로 각각의 플레이트(41, 42)가 서로 마주보게 되는 대향면에 다수개의 내부돌기(44, 46)가 형성되어 있어 유동하는 오일과 튜브(40)의 접촉면적을 넓게 함과 동시에 내부돌기(44, 46)의 형상이 반구형으로 이루어져 오일 유동시 튜브(40)와의 마찰을 적게하는 대신 접촉면적을 넓히고, 유동하는 오일이 난류(turbulence) 내지 와류가 형성되어 열교환율이 증대될 수 있다.

상기 플레이트(41, 42)에 있어서 내부돌기(44, 46)는 일렬로 나란히 다수개 의 열로 규칙적으로 형성될 수 있으나 반면, 불규칙하게 형성 될 수도 있다. 또한 한 쌍의 플레이트(41, 42)를 상호 접합시 오일이 밖으로 유출되지 않도록 접합하여야 하며, 이를 위해 바람직하게는 상호 용접을 한다.

상기 헤더탱크(30)는 다양한 형상으로 제작될 수 있으나, 육면체형상을 구비한 것이 바람직하며, 도 4a에 도시한 바와 같이 헤더탱크(30)에 있어서 튜브(40)의 일단부가 삽입되는 튜브 삽입면(31)은 헤더탱크(30) 가공시 동시에 구비될 수도 있으나 도 4b에 도시한 바와 같이 상기 튜브 삽입면(31)을 별도로 제작하여 헤더탱크에 접합시킬 수도 있다. 후자는 튜브의 삽입공(32)을 적절한 수로 조절할 수 있어 튜브(40)의 개수를 조절할 수 있다. 또한 상기 튜브(40)와 상기 헤더탱크(30)를 상호 접합함에 있어서 오일이 밖으로 유출되지 않도록 접합하여야 하며, 이를 위해 바람직하게는 상호 용접을 한다.

상기 오일 유입파이프(10) 또는 오일 배출파이프(20)는 상기 헤더탱크(30)에 각각 결합되어 상기 오일이 유입 또는 배출되는 구성을 갖는다. 상기 오일 유입/배출 파이프(10, 20)와 상기 헤더탱크(30)와의 결합은 마찬가지로 오일이 유출되지 않도록 상호 견고히 체결하여야 하며, 이를 위해 고무패킹(미도시)을 구비한 볼트체결을 할 수도 있으며, 상호 용접을 할 수도 있다.

또한 본 발명은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 튜브(40)에 있어서 플레이트 (41, 42) 대향면에 각각 형성된 내부돌기(44)끼리 상호 접촉되어 내부에 다수개의 유로를 형성할 수 있다. 이를 위해 각각의 플레이트(41, 42)가 상호 대칭되도록 설계 제작되어야 하며 또한 양 플레이트(41, 42)에서 각각의 돌기의 반경을 합하면 튜브의 높이(H)가 되어야 한다.

또는 본 발명은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 튜브(40)에 있어서 플레이트(41, 42)에 속이 빈 반구형상을 구비한 다수개의 내부돌기(46)를 구비할 수 있다. 이로써 내부에 흐르는 오일의 접촉면적뿐만 아니라 외부면의 접촉면적까지 넓힐 수 있어 열교환율을 증대시킬 수 있다.

또한 본 발명은 도 5 또는 도 6에 도시한 바와 같이 상기 튜브(40)의 플레이트(41, 42) 외면에 다수개의 외부돌기(43, 45)가 부가된 것이 바람직하다. 플레이트의 외면에 형성된 외부돌기(43, 45)는 오일 쿨러 외부와의 접촉면적을 넓힘으로써, 열전달율을 좋게 할 뿐만 아니라, 종래의 발명에 있어서 방열핀의 역할을 수행할 수 있다.

즉 플레이트(41, 42)의 내면에만 내부돌기(44, 46)가 형성된 구성만으로도 오일 쿨러의 기능을 충분히 수행할 수 있을 것이나, 오일 쿨러의 열전달율을 더욱 좋게하기 위해서 플레이트의 외면에도 외부돌기(43, 45)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 외부에 구비된 외부돌기(43, 45)는 불규칙한 간격으로 다수개 배열될 수도 있으나, 일정한 간격으로 규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한 각각의 튜브(40)의 외부돌기(43, 45) 상호간 접한 형태로 오일 쿨러는 제작될 수 있다. 이 는 플레이트간 상호 접합할 때 각각의 플레이트에 형성된 상기 외부돌기(43, 45)끼리 상호 접합할 수 있을 것이므로, 그만큼 플레이트의 접합 강도는 증가하게 된다. 이러한 접합강도의 증가로 내압성 및 내구성이 우수하다는 장점이 있다.

상기 플레이트의 폭방향으로 같은 열에 형성된 내부돌기(44, 46)와 외부돌기(43, 45)는 이웃하는 열에 형성된 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43, 45)와 교호(交互)적으로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 단순히 유로가 일정한 방향으로 형성되는 것을 방지하기 위함인데, 도 5(b)에 도시된 바와 같은 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43, 45)를 형성할 경우 내·외부를 흐르는 유체의 흐름을 더욱 복잡하게 함으로써 그만큼 열전달시간을 길게하기 위함이다. 이러한 구성으로 인하여 더욱 향상된 오일쿨러의 열전달효과를 얻을 수 있을 것이다. 마찬가지로 도 6에 도시된 구성도 내·외부돌기가 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상호 교호적으로 구성(미도시)될 수 있을 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 오일 쿨러는 튜브를 한쌍의 플레이트로 제작하고, 일면 또는 양면에 돌기를 형성함으로써 종래의 오일 쿨러에 비해 열교환율의 증대를 기대할 수 있고 오일유동시 압력강하량의 최소화를 도모할 수 있다. 또한 오일 쿨러의 부품수의 감소 및 구조를 간단하게 하여 제조성과 생산성을 향상시켜 제조 원가를 절감시키며, 오일 쿨러의 중량을 감소시킬 수 있다. 아울 러 튜브의 길이 조절이 자유로워 오일 쿨러의 사이즈(Size)를 별도의 툴(Tool)개발 없이 변경 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

한 쌍의 플레이트(41, 42)가 접합되어 내부에 유로를 형성하며 다수개가 나란히 적층 배열된 튜브(40)와, 상기 튜브(40)들의 양단에 연통가능하게 결합되며 일정한 간격을 두고 나란하게 설치되는 한 쌍의 헤더탱크(30)와, 상기 헤더탱크(30)에 각각 결합되며 오일이 각각 유입 및 배출되는 오일 유입파이프(10) 및 오일 배출파이프(10)가 구비된 오일 쿨러에 있어서,

각각의 플레이트(41, 42)는 내면에 다수개의 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43,45)가 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러.
제 1 항에 있어서,

상기 튜브(40)는 플레이트 대향면에 각각 형성된 내부돌기(44, 46)끼리 상호 접하며, 내부에 다수개의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러.
제 2 항에 있어서,

상기 플레이트 외면에 형성된 외부돌기(43, 45)는 인접한 플레이트 외면에 형성된 외부돌기와 상호 접하여 형성하는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러.
제 3 항에 있어서,

상기 플레이트의 폭방향으로 같은 열에 형성된 내부돌기(44, 46)와 외부돌기(43, 45)는 이웃하는 열에 형성된 내부돌기(44, 46) 및 외부돌기(43, 45)와 교호(交互)적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러.