KR20100054012A - 레이디에이터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동하는 냉각수를 외부 공기와 열교환시켜서 냉각시키는 방열코어의 하단에 연결되는 로어 헤더, 상기 로어 헤더의 양단에 각각 결합되는 프레임, 상기 프레임을 상기 로어 헤더와 결합시키기 위해 마련된 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는, 일단에 상기 로어 헤더와 결합되는 헤더 결합부가 형성되고, 타단에 상기 프레임에 결합되는 프레임 결합부가 형성되며, 상기 헤더 결합부와 상기 프레임 결합부를 연결하도록 배치되고, 상부가 하부에 비해 열팽창이 잘되는 합금으로 이루어진 바이메탈부를 포함하여 구성됨으로써, 상기 방열코어가 열팽창하면 상기 로어 헤더가 상기 프레임에 대해 하측으로 이동하기 때문에, 열팽창으로 인한 레이디에이터의 파손을 방지할 수 있는 레이디에이터장치를 제공한다.

레이디에이터, 방열코어, 헤더, 프레임, 바이메탈

Description

레이디에이터장치{Radiator apparatus}

본 발명은 레이디에이터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수의 온도변화에 따라 로어 헤더가 프레임에 대해 상하 이동 가능한 레이디에이터장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진 실린더 내에 연료와 공기의 혼합기를 분사하여 피스톤의 압축에 의한 폭발력을 구동바퀴로 전달하여 진행하는바, 상기 엔진은 폭발에 의한 고열을 식히기 위해 냉각수가 순환하는 워터자켓을 갖게되고, 상기 워터자켓을 순환하여 상기 엔진으로부터 열을 흡수한 고온상태의 냉각수는 레이디에이터의 방열코어에서 냉각된 후, 다시 상기 워터자켓으로의 순환을 반복하게 된다.

상기 레이디에이터는 상기 엔진에서 열을 흡수한 고온상태의 냉각수가 이동하면서 외부공기와 열교환되어 냉각되기 위한 방열코어와, 상기 방열코어의 상하단에 각각 연결되는 어퍼 헤더 및 로어 헤더와, 상기 방열코어의 좌우측에 각각 배치되는 프레임을 포함하여 구성된다.

상기 엔진으로부터 열을 흡수한 냉각수는 상기 로어 헤더로 유입된 후, 상기 방열코어로 이동되고 상기 방열코어를 지나면서 외부공기와 열교환되어 냉각된 후, 상기 어퍼 헤더로 이동되어 채워진 후, 상기 엔진으로의 순환을 반복하게 된다.

이때, 상기 방열코어는 냉각수의 온도에 의해 열팽창되어 그 길이가 길어지게 된다.

한편, 상기 프레임은 차체에 고정되고, 상기 어퍼 헤더 및 로어 헤더의 양단은 상기 프레임에 고정된다.

그러나, 종래 기술에 따른 레이디에이터장치는, 상기 어퍼 헤더 및 로어 헤더의 양단이 상기 프레임에 고정되어 있기 때문에, 상기 방열코어가 냉각수의 온도에 의해 열팽창될 때 레이디에이터의 파손이 발생되어, 냉각수가 누수되는 문제점이 있다.

본 발명은 방열코어가 열팽창하면 로어 헤더가 프레임에 대해 하측으로 이동하기 때문에, 열팽창으로 인한 레이디에이터의 파손을 방지할 수 있는 레이디에이터장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 이동하는 냉각수를 외부 공기와 열 교환시켜서 냉각시키는 방열코어의 하단에 연결되는 로어 헤더, 상기 로어 헤더의 양단에 각각 결합되는 프레임, 상기 프레임을 상기 로어 헤더와 결합시키기 위해 마련된 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는, 일단에 상기 로어 헤더와 결합되는 헤더 결합부가 형성되고, 타단에 상기 프레임에 결합되는 프레임 결합부가 형성되며, 상기 헤더 결합부와 상기 프레임 결합부를 연결하도록 배치되고, 상부가 하부에 비해 열팽창이 잘되는 합금으로 이루어진 바이메탈부를 포함하는 레이디에이터장치를 제공한다.

본 발명에 따른 레이디에이터장치는, 이동하는 냉각수를 외부 공기와 열교환시켜서 냉각시키는 방열코어의 하단에 연결되는 로어 헤더, 상기 로어 헤더의 양단에 각각 결합되는 프레임, 상기 프레임을 상기 로어 헤더와 결합시키기 위해 마련된 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재는, 일단에 상기 로어 헤더와 결합되는 헤더 결합부가 형성되고, 타단에 상기 프레임에 결합되는 프레임 결합부가 형성되며, 상기 헤더 결합부와 상기 프레임 결합부를 연결하도록 배치되고, 상부가 하부에 비해 열팽창이 잘되는 합금으로 이루어진 바이메탈부를 포함하여 구성됨으로써, 상기 방열코어가 열팽창하면 상기 로어 헤더가 상기 프레임에 대해 하측으로 이동하기 때문에, 열팽창으로 인한 레이디에이터의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기한 효과가 있는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 레이디에이터장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레이디에이터장치는, 엔진에서 열을 흡수한 고온상태의 냉각수가 이동하면서 외부공기와 열교환되어 냉각되기 위한 방열코어(10)와, 방열코어(10)의 상하단에 각각 연결되는 어퍼 헤더(20) 및 로어 헤더(30)와, 방열코어(10)의 좌우측에 각각 배치되는 프레임(40,50)을 포함하여 구성된다.

방열코어(10)는 도면에 도시하지는 않았지만, 냉각수가 이동하는 복수개의 워터튜브와, 상기 복수개의 워터튜브의 사이에 배치되어 외부공기에 대하여 접촉면을 증가시켜서 냉각수의 냉각성능을 향상시키기 위한 핀으로 이루어진다.

상기 엔진으로부터 열을 흡수한 냉각수는 로어 헤더(30)로 유입된 후, 방열코어(10)로 이동되고 방열코어(10)를 지나면서 외부공기와 열교환되어 냉각된 후, 어퍼 헤더(20)로 이동되어 채워진 후, 상기 엔진으로의 순환을 반복하게 된다.

이때, 방열코어(10)는 냉각수의 온도가 높아지면 열팽창하여 길이가 길어진다.

어퍼 헤더(20) 및 로어 헤더(30)는 방열코어(10)에 알루미늄 브레이징 용접으로 접합되어 연결된다.

프레임(40,50)은 어퍼 헤더(20)의 좌측단과 로어 헤더(30)의 좌측단에 결합되는 좌측 프레임(40)과, 어퍼 헤더(20)의 우측단과 로어 헤더(30)의 우측단에 결 합되는 우측 프레임(50)으로 이루어지고, 방열코어(10)와는 직접적으로 연결되지 아니하고 소정거리 이격되어 배치된다.

또한, 프레임(40,50)은 차체(미도시)에 고정되고, 로어 헤더(30)의 양단은 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(40,50)에 끼움되어 상하 이동이 가능도록 배치된다.

도 2는 도 1에 점선으로 구획한 " A "부의 상세도로서, (a)도는 방열코어(10)가 열팽창되기 전 도면이고, (b)도는 방열코어(10)가 열팽창된 후 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 결합부재(60)의 사시도이다. 이하, 프레임(40,50)은 우측 프레임만을 예로 들어 우측 프레임(50)의 도면부호 " 50 "을 사용하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이디에이터장치는, 프레임(50)을 로어 헤더(30)와 결합시키기 위해 마련된 결합부재(60)를 포함하여 구성된다.

결합부재(30)는, 일단에 로어 헤더(30)와 결합되는 헤더 결합부(62)가 형성되고, 타단에 프레임(50)에 결합되는 프레임 결합부(64)가 형성되며, 헤더 결합부(62)와 프레임 결합부(64)를 연결하도록 배치되고, 상부(66a)가 하부(66b)에 비해 열팽창이 잘되는 합금으로 이루어진 바이메탈부(66)를 포함하여 구성된다.

헤더 결합부(62)는 로어 헤더(30)에 용접 접합되는 사각 판체로 이루어지고, 프레임 결합부(64)는 프레임(50)에 볼트(70) 결합될 수 있도록 볼트(70)가 끼워질 수 있는 중공 원통형으로 이루어진다.

바이메탈부(66)는 열팽창이 서로 다른 두 합금을 접합하여 이루어지고, 열팽 창이 적은 쪽은 니켈-철 합금이 사용되고, 열팽창이 큰 쪽은 구리-아연 합금, 니켈-망간-철 합금, 니켈-몰리브덴-철 합금, 망간-니켈-구리 합금 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 레이디에이터장치에 포함되는 바이메탈부(66)는, 상부(66a)가 열팽창이 잘되는 합금인 구리-아연 합금으로 이루어지고, 하부(66b)가 상부(66a)에 비해 상대적으로 열팽창이 적은 니켈-철 합금으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 레이디에이터장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 엔진에서 열을 흡수하여 고온상태로 된 냉각수가 로어 헤더(30)로 유입된 후 방열코어(10)로 이동되고, 방열코어(10)를 이동하면서 외부공기와 열교환되어 냉각되게 된다. 이때 방열코어(10)는 냉각수의 온도에 의해 열팽창되어 그 길이가 길어지게 된다.

초기 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는 방열코어(10)의 길이변화가 없고, 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 방열코어(10)의 길이가 도 2에 도시된 D만큼 길어지게 되는데, 이때 로어 헤더(30)의 온도가 결합부재(60)의 바이메탈부(66)로 열전달이 이루어져서, 상부(66a)가 하부(66b)보다 열팽창이 큰 바이메탈부(66)는 초기 도 2의 (a)도에 도시된 상태에서 도 2의 (b)도에 도시된 것처럼 휘어지게 되고, 방열코어(10)의 하단에 연결된 로어 헤더(30)는 방열코어(10)의 길이가 길어짐에 따라 하측으로 이동이 가능하게 되어 로어 헤더(30)는 D만큼 하측으로 이동된다.

한편, 엔진의 가동이 정지되어 냉각수의 온도가 내려가게 되면, 방열코 어(10)는 다시 수축되어 원래 길이로 되고, 바이메탈부(66)도 도 3에 (a)도처럼 원래 위치로 복귀되며, 로어 헤더(30)도 상측으로 이동되어 원래 위치로 복귀된다.

도 1은 본 발명에 따른 레이디에이터장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 도 1에 점선으로 구획한 " A "부의 상세도로서, (a)도는 방열코어가 열팽창되기 전 도면이고, (b)도는 방열코어가 열팽창된 후 도면,

도 3은 도 2에 도시된 결합부재의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10:방열코어 20:어퍼 헤더

30:로어 헤더 40,50프레임

60:결합부재 62:헤더 결합부

64:프레임 결합부 66:바이메탈부

66a:바이메탈부의 상부 66b:바이메탈부의 하부

70:볼트

Claims (4)

1. 이동하는 냉각수를 외부 공기와 열교환시켜서 냉각시키는 방열코어의 하단에 연결되는 로어 헤더;

   상기 로어 헤더의 양단에 각각 결합되는 프레임; 및

   상기 프레임을 상기 로어 헤더와 결합시키기 위해 마련된 결합부재;를 포함하고,

   상기 결합부재는, 일단에 상기 로어 헤더와 결합되는 헤더 결합부가 형성되고, 타단에 상기 프레임에 결합되는 프레임 결합부가 형성되며, 상기 헤더 결합부와 상기 프레임 결합부를 연결하도록 배치되고, 상부가 하부에 비해 열팽창이 잘되는 합금으로 이루어진 바이메탈부를 포함하는 레이디에이터장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 헤더 결합부는 상기 로어 헤더에 용접 접합되는 사각 판체로 이루어지고,

   상기 프레임 결합부는 상기 프레임에 볼트 결합될 수 있도록 상기 볼트가 끼워질 수 있는 중공 원통형으로 이루어지는 레이디에이터장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 바이메탈부는,

   상부가 구리-아연 합금으로 이루어지고, 하부가 니켈-철 합금으로 이루어지 는 레이디에이터장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 로어 헤더의 양단은 상기 프레임에 끼움되어 상하 이동이 가능한 레이디에이터장치.

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