KR20090056415A - 오일쿨러 - Google Patents

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조병선
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Abstract

본 발명은 오일쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입구파이프와 연통되는 입출구 보스부에 오일안내부가 형성된 하부캡이 구비되어 상기 튜브로 오일이 원활히 유동되도록 함으로써 오일 흐름을 원활히 하고 열교환효율을 높일 수 있는 오일쿨러에 관한 것이다.
본 발명의 오일쿨러는 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 입출구 보스부; 상기 입출구 보스부에 각각 결합되는 입구파이프 및 출구파이프; 및 상기 입출구 보스부에 양 단이 결합되어 오일 유로를 형성하는 튜브를 포함하여 이루어진 오일쿨러에 있어서, 상기 오일쿨러는 상기 입구파이프가 연결되는 입출구 보스부의 하측을 밀폐하는 하부캡이 구비되고, 상기 하부캡은 외면이 상기 입출구 보스부의 내부에 밀착되며, 단면이 삼각형상을 갖도록 상기 하부캡과 소정각도 경사지는 경사면이 형성되어 상기 튜브로 오일을 안내하는 오일안내부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 오일쿨러는 입출구 보스부의 하부에 오일을 안내하는 오일안내부가 형성된 하부캡이 구비되어 각각의 튜브로 오일을 분배하여 오일 흐름을 원활히 하고, 입출구 보스부의 공간을 증대하여 오일쿨러 내부를 유동하는 오일 유량을 충분히 확보함으로써 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
오일쿨러, 적층, 튜브, 오일

Description

오일쿨러{Oilcooler}
본 발명은 오일쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입구파이프와 연통되는 입출구 보스부에 오일안내부가 형성된 하부캡이 구비되어 상기 튜브로 오일이 원활히 유동되도록 함으로써 오일 흐름을 원활히 하고 열교환효율을 높일 수 있는 오일쿨러에 관한 것이다.
라디에이터는 엔진의 온도가 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터펌프에 의해 순환되어 상기 라디에이터를 통과하면서 외부에 열을 방출하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.
한편, 오일쿨러(Oil Cooler)는 자동변속 차량에 구비되는 것으로 토크 컨버터나 동력전달 계통의 엔진오일을 냉각시키는 장치이다. 상기 오일쿨러 내부를 연통하는 자동변속기 오일의 온도는 상기 라디에이터의 온도보다 높은 상태이므로 라디에이터의 엔진 냉각수를 이용하여 열교환이 이루어져 냉각된다.
상기 오일쿨러는 크게 라디에이터 탱크 내부에 구비되는 내장형 오일쿨러와, 외장형 오일쿨러로 구분할 수 있으며, 상기 내장형 오일쿨러는 이중관 형태를 갖는 이중관형 오일쿨러, 및 적층형 오일쿨러로 구분할 수 있다.
상기 적층형 오일쿨러를 도 1에 도시하였으며, 상기 적층형 오일쿨러(10)는 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 입출구 보스부(11); 상기 입출구 보스부(11)에 각각 결합되는 입구파이프(12) 및 출구파이프(13); 및 상기 입출구 보스부(11)에 양 단이 결합되어 오일 유로를 형성하는 튜브(14);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 튜브 내부에는 유동되는 오일이 열교환되는 면적을 늘려 열교환효율을 높이기 위해 이너핀이 구비될 수 있으며, 상기 튜브 외측의 튜브와 튜브 사이에는 아우터핀이 더 구비될 수 있다.
상기 적층형 오일쿨러는 일반적인 열교환기의 구성인 튜브를 이용하여 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있으나, 상기 입구파이프 및 출구파이프가 오일의 유동방향(튜브의 길이방향, x축 방향)과 수직(z축 방향)으로 형성되고, 유동되는 오일의 점성이 높아 그 흐름이 원활하지 않는 문제점이 있다.
특히, 상기 입구파이프와 연통되는 입출구 보스부에는 상기 입구파이프를 통해 유입되는 오일의 관성에 따라 상기 입출구 보스부의 하부까지 진행되고 부딪친 후 여러 방향으로 분산되어 상기 튜브로 원활히 이동되지 못하는 문제점이 있다. 더욱이 최근 적층형 오일쿨러는 점성이 높은 오일의 흐름을 원활히 하기 위해 상기 입구파이프 및 입출구 보스부의 내경이 증가되는 추세이며, 이에 따라 상기 입구파이프를 통해 유입된 오일이 튜브로 원활히 분배되지 못하는 문제점이 더욱 커지고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 입출구 보스부의 하부에 오일을 안내하는 오일안내부가 형성된 하부캡이 구비되어 오일을 균일하게 분배할 수 있고, 입출구 보스부의 공간을 증대하여 오일 유량을 충분히 확보하고 흐름을 원활히 함으로써 열교환 효율을 높일 수 있는 오일쿨러를 제공하는 것이다.
본 발명의 오일쿨러는 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 입출구 보스부; 상기 입출구 보스부에 각각 결합되는 입구파이프 및 출구파이프; 및 상기 입출구 보스부에 양 단이 결합되어 오일 유로를 형성하는 튜브를 포함하여 이루어진 오일쿨러에 있어서, 상기 오일쿨러는 상기 입구파이프가 연결되는 입출구 보스부의 하측을 밀폐하는 하부캡이 구비되고, 상기 하부캡은 외면이 상기 입출구 보스부의 내부에 밀착되며, 단면이 삼각형상을 갖도록 상기 하부캡과 소정각도 경사지는 경사면이 형성되어 상기 튜브로 오일을 안내하는 오일안내부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입구파이프 또는 출구파이프의 내경이 5 내지 10 mm 일 때, 상기 입출구 보스부의 내경은 상기 입구파이프 또는 출구파이프 내경의 1.4 내지 1.6 배로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 오일안내부의 폭은 상기 입출구 보스부 내경의 0.35 내지 0.65 배로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 오일안내부의 경사각은 40 내지 50 °로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 오일쿨러는 입출구 보스부의 하부에 오일을 안내하는 오일안내부가 형성된 하부캡이 구비되어 각각의 튜브로 오일을 분배하여 오일 흐름을 원활히 하고, 입출구 보스부의 공간을 증대하여 오일쿨러 내부를 유동하는 오일 유량을 충분히 확보함으로써 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 오일쿨러(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 하부캡(160) 사시도이며, 도 4는 상기 도 2에 도시한 오일쿨러(100)의 부분 단면도이다.
상기 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오일쿨러(100)는 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 입출구 보스부(110); 상기 입출구 보스부(110)에 각각 결합되는 입구 파이프(120) 및 출구 파이프(130); 및 상기 입출구 보스부(110)에 양 단이 결합되어 오일 유로를 형성하는 튜브(140)를 포함하여 이루어진 오일쿨러(100)에 있어서, 상기 오일쿨러(100)는 상기 입구 파이프(120)가 연결되는 입출구 보스부(110)의 하측을 밀폐하는 하부캡(160)이 구비되고, 상기 하부캡(160)은 외면(162)이 상기 입출구 보스부(110)의 내부에 밀착되며, 단면이 삼각형상을 갖도록 상기 하부캡(160)과 소정각도 경사지는 경사면(163)이 형성되어 상기 튜브(140)로 오일을 안내하는 오일안내부(161)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부캡(160)은 상기 입출구 보스부(110)의 하측을 밀폐하는 구성으로 상기 입구 파이프(120)를 통해 오일이 유입되어 상기 튜브(140)로 분배되는 공간 내측으로 오일안내부(161)가 돌출 형성된다.
상기 오일안내부(161)는 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 입구 파이프(120)를 통해 입출구 보스부(110) 내로 유입된 오일이 상기 각각의 튜브(140)로 균일하게 분배되어 유동될 수 있도록 하부캡(160)과 소정각도 경사지게 형성되는 경사면(163)과, 상기 경사면(163)을 지지하고 상기 입출구 보스부(110) 내부에 밀착되는 외면(162)으로 형성되어 단면이 직삼각형을 형성한다.
상기 입구 파이프(120) 또는 출구 파이프(130)의 내경(LA)이 5 내지 10 mm 일 때, 상기 입출구 보스부(110)의 내경(LB)은 상기 입구 파이프(120) 또는 출구 파이프(130) 내경(LA)의 1.4 내지 1.6배로 형성되도록 한다.
상기 오일안내부(161)가 형성된 하부캡(160)은 상기 입구 파이프(120)가 형 성된 입출구 보스부(110)의 하부에 구비되는 구성으로 상기 각각의 튜브(140)로 오일을 분배하는 기능을 하지만, 상기 오일안내부(161)가 상기 입출구 보스부(110) 내측으로 돌출 형성되므로 오일이 유동하는 일정 공간은 삭제된다.
따라서 오일이 유동되는 충분한 공간을 확보하기 위하여 상기 입출구 보스부(110)의 내경(LB)은 상기 입구 파이프(120) 또는 출구 파이프(130) 내경(LA)의 1.4 내지 1.6 배로 형성되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 부분 흐름개략도로, 그 흐름을 설명하기 위해 이너핀(150)의 구성을 삭제하고 도시하였다. 본 발명의 오일쿨러(100)는 상기 오일안내부(161)가 형성된 하부캡(160)이 구비되어 상기 입구 파이프(120)를 통해 유입된 오일의 유동저항을 줄일 수 있으며, 각각의 튜브(140)로 분배되는 오일의 양을 균일화함으로써 전체적인 오일쿨러(100)의 방열성능을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 튜브(140)와 튜브(140) 사이에 아우터핀이 더 구비될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 오일안내부(161) 폭(LC) 비교 도면으로, 본 발명에서 오일안내부(161)의 폭(LC)이란 상기 하부캡(160)과 만나는 부분에서 최대거리를 의미하며(상기 입출구 보스부(110)와 만나는 부분으로부터), 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)이란, 상기 오일안내부(161)가 형성되는 하부 캡(160) 면과 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)이 형성하는 각도를 의미한다.
상기 도 6은 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)을 45°로 고정하고 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)을 변경한 것으로, 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)이 변경됨에 따라 오일안내부(161)의 높이(h,오일안내부(161) 외면(162)의 수직방향의 최대 길이) 역시 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)에 비례하여 증가된다.
상기 도 6 (a)와 같이, 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)이 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.75 배로 형성되는 경우에는 상기 오일안내부(161)의 높이(h)도 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.75 배로 형성되므로, 상기 입출구 보스부(110) 내부의 오일이 유동되는 공간을 과도하게 축소하게 되어, 상기 입구 파이프(120)를 통해 유입된 오일이 유동되는 공간이 확보되지 않는 문제점이 있다.
또한, 상기 도 6 (b)와 같이, 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)이 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.25 배로 형성되는 경우에는 상기 오일안내부(161)에 의한 오일 분배 균일화의 효과가 미비하게 되므로, 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)은 오일이 유동되는 공간을 확보하면서도 상기 오일안내부(161)에 의해 오일이 원활히 분배될 수 있도록 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.35 내지 0.65 배로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 오일안내부(161) 경사각(θ) 비교 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 오일쿨러(100)의 경사각(θ)에 따른 유량 그래프이다.
상기 도 7에 도시된 비교도면은 상기 오일안내부(161)의 폭(LC)을 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.5로 고정하고, 상기 오일안내부(161)의 경사각(θ)을 변경하였을 때 오일 흐름을 간략히 나타낸 도면으로, 더욱 상세하게, 상기 도 7 (a)는 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 45 °, 도 7 (b)는 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 15 °, 도 7 (c)는 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 75 °로 형성된 예를 도시하였다.
상기 도 7 (a)는 상기 입구 파이프(120)를 통해 유입된 오일이 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)에 충돌하여 상부에 위치한 튜브(140)까지 오일이 분배되는 반면에, 상기 도 7 (b)와 같이, 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)이 작은 경우에는 상기 오일안내부(161)의 경사면(163)에 의해 오일이 안내된다 하더라도 그 효과가 미비하여, 상부에 위치한 튜브(140)까지 오일이 원활히 이동되지 못하여 종래 오일쿨러(100)의 문제점을 그대로 가지고 있게 된다.
또한, 상기 도 7 (c)와 같이, 상기 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 큰 경우에는 상기 입구 파이프(120)를 통해 유입된 오일이 상기 경사면(163)에 충돌되어 상기 상부 튜브(140)로 이동되는 양에 비해 상기 경사면(163)을 따라 하측으로 이동되는 양이 많아져 상부에 위치한 튜브(140)까지 오일이 원활히 분배되지 못하는 문제점을 그대로 가지고 있게 된다.
따라서 본 발명의 오일쿨러(100)는 상기 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 40 내지 50 °로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 오일안내부(161)의 경사각(θ)이 40 내지 50 °로 형성되는 경우에 상기 오일쿨러(100)를 유동하는 유량이 도 8에 도시한 바와 같이 최대가 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 적층형 오일쿨러를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 오일쿨러의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 오일쿨러의 하부 캡 사시도.
도 4는 상기 도 2에 도시한 오일쿨러의 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 오일쿨러의 부분 흐름개략도.
도 6은 본 발명에 따른 오일쿨러의 오일안내부 폭 비교 도면.
도 7은 본 발명에 따른 오일쿨러의 오일안내부 경사각 비교 도면.
도 8은 본 발명에 따른 오일쿨러의 경사각에 따른 유량 그래프.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 오일쿨러
110 : 입출구 보스부
120 : 입구 파이프 130 : 출구 파이프
140 : 튜브
150 : 이너핀
160 : 하부캡 161 : 오일안내부
162 : 외면 163 : 경사면
LA : 입구 파이프 또는 출구 파이프의 내경
LB : 입출구 보스부의 내경
LC : 오일안내부의 폭
h : 오일안내부의 높이
θ : 오일안내부의 경사각

Claims (4)

  1. 일정거리 이격되어 구비되는 한 쌍의 입출구 보스부(110); 상기 입출구 보스부(110)에 각각 결합되는 입구 파이프(120) 및 출구 파이프(130); 및 상기 입출구 보스부(110)에 양 단이 결합되어 오일 유로를 형성하는 튜브(140)를 포함하여 이루어진 오일쿨러(100)에 있어서,
    상기 오일쿨러(100)는 상기 입구 파이프(120)가 연결되는 입출구 보스부(110)의 하측을 밀폐하는 하부캡(160)이 구비되고, 상기 하부캡(160)은 외면(162)이 상기 입출구 보스부(110)의 내부에 밀착되며, 단면이 삼각형상을 갖도록 상기 하부캡(160)과 소정각도 경사지는 경사면(163)이 형성되어 상기 튜브(140)로 오일을 안내하는 오일안내부(161)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구 파이프(120) 또는 출구 파이프(130)의 내경(LA)이 5 내지 10 mm 일 때,
    상기 입출구 보스부(110)의 내경(LB)은 상기 입구 파이프(120) 또는 출구 파이프(130) 내경(LA)의 1.4 내지 1.6 배로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오일안내부(161)의 폭(LC)은 상기 입출구 보스부(110) 내경(LB)의 0.35 내지 0.65 배로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  4. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일안내부(161)의 경사각(θ)은 40 내지 50 °로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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