KR20100136127A - 차량용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최외곽의 방열핀을 지지하는 서포트와 헤더 사이의 열응력발생을 최소화할 수 있는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

본 발명은 한 쌍의 헤더, 각 헤더측에 개별적으로 결합되는 한 쌍의 헤더탱크, 한 쌍의 헤더 사이를 가로질러 설치되는 복수의 튜브, 복수의 튜브들 사이에 개재되는 복수의 방열핀, 최외곽 방열핀을 지지하도록 설치되는 한 쌍의 서포트를 가진 차량용 열교환기에 있어서, 상기 각 서포트의 단부들은 상기 헤더로부터 일정간격으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기 서포트의 각 단부에 인접한 부분에는 걸림돌기가 폭방향으로 형성하고, 상기 걸림돌기는 방열핀을 향해 돌출되며, 상기 최외곽 방열핀의 각 단부는 상기 서포트의 걸림돌기에 걸려져 구속되는 것을 특징으로 한다.

열교환기, 서포트, 헤더, 열응력, 이격, 걸림돌기

Description

차량용 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최외곽의 방열핀을 지지하는 서포트와 헤더 사이의 열응력발생을 최소화할 수 있는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

널리 주지된 바와 같이, 차량 내에는 응축기, 라디에이터, 인터쿨러, 오일쿨러 등과 같은 다양한 차량용 열교환기가 설치되어 있다. 이러한 차량용 열교환기는 내부에 열교환매체가 유동할 수 있는 유로를 가지고, 이러한 유로를 통해 열교환매체가 흐르는 동안 주위의 유체(공기, 냉각수 등)와 열교환하도록 구성된다.

이러한 열교환기는 한 쌍의 헤더(1), 각 헤더(1)측에 개별적으로 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(4), 한 쌍의 헤더(1) 사이를 가로질러 설치되는 복수의 튜브(2), 복수의 튜브(2)들 사이에 개재되는 복수의 방열핀(3), 최외곽의 방열핀(3)을 지지하도록 설치된 한 쌍의 서포트(5)를 포함한다. 각 튜브(2)의 양단부는 헤더(1)에 소통되게 연결되고, 튜브(2) 내의 유로를 통해 열교환매체가 유동한다.

한편, 열교환기는 각 구성요소가 브레이징 용접에 의해 결합되고, 이러한 브레이징 용접은 각 구성요소 즉, 헤더(1), 헤더탱크(4), 튜브(2), 방열핀(3), 서포 트(5)들이 가조립된 후에 브레이징 로 내에 장입된 후에 함께 브레이징 용접되는 것을 의미한다.

그리고, 한 쌍의 서포트(5)들은 최외곽에 배치되는 방열핀(3)을 지지하도록 한 쌍의 헤더(1)들 사이를 가로질러 배치되고, 각 서포트(5)의 단부들은 헤더(1)와 접촉한 후에 브레이징 용접결합된다.

한편, 열교환기 중에서 차지 에어쿨러(charge air cooler)의 경우 열교환매체가 고온/고압의 공기이므로 그 열교환작동 중에 열응력(thermal stress)이 크게 발생하고, 특히 서포트(5)의 단부와 헤더(1) 사이에 열응력의 발생이 집중되어 열교환기에 변형이 크게 발생하는 단점이 있었다.

이에, 종래의 서포트(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 각 단부에 절곡부(5a)를 형성함으로써 열응력을 완화시키도록 구성된다.

하지만, 종래의 서포트(5a)는 각 단부에 복잡한 형상의 절곡부(5a)를 형성하여야 함에 따라 그 제조비용이 증대되는 단점이 있었다.

또한, 종래의 서포트(5a)는 최외곽 방열핀(3)을 구속하기 위한 기술구성이 없어 서포트(5a)와 방열핀(3) 사이의 브레이징 용접시에 방열핀(3)의 위치가 변동되어 전체 열교환기의 조립정밀도를 저하시키는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 서포트와 헤더 사이에 발생하는 열응력을 최소화함으로써 열교환기의 변형을 방지할 수 있는 차량용 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한 쌍의 헤더, 각 헤더측에 개별적으로 결합되는 한 쌍의 헤더탱크, 한 쌍의 헤더 사이를 가로질러 설치되는 복수의 튜브, 복수의 튜브들 사이에 개재되는 복수의 방열핀, 최외곽 방열핀을 지지하도록 설치되는 한 쌍의 서포트를 가진 차량용 열교환기에 있어서,

상기 각 서포트의 단부들은 상기 헤더로부터 일정간격으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 서포트의 각 단부에 인접한 부분에는 걸림돌기가 폭방향으로 형성되고, 상기 걸림돌기는 방열핀을 향해 돌출되며, 상기 최외곽 방열핀의 각 단부는 상기 서포트의 걸림돌기에 걸려져 구속되는 것을 특징으로 한다.

상기 서포트는 그 양측에 절곡부를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 서포트의 중앙부에는 누름리브가 길이방향으로 형성되고, 상기 누름리브는 상기 방열핀을 향해 돌출되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 서포트의 각 단부가 헤더로부터 이격되도록 설치됨으로써 서포트와 헤더 사이에 발생하는 열응력을 최소화함으로써 열교환기의 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 서포트의 중앙부에 누름리브를 길이방향으로 형성하고, 이 누름리브를 방열핀을 향해 돌출시킴으로써 길이방향 강성의 보강 및 방열핀의 정밀한 위치결정을 구현할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 열교환기(10)는 한 쌍의 헤더(11), 각 헤더(11)측에 개별적으로 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(14), 한 쌍의 헤더(11) 사이를 가로질러 설치되는 복수의 튜브(12), 복수의 튜브(12)들 사이에 개재되는 복수의 방열핀(13), 최외곽의 방열핀(13)을 지지하도록 설치된 한 쌍의 서포트(15)를 포함한다.

각 튜브(12)의 양단부는 각 헤더(11)에 소통되게 연결되고, 튜브(12) 내의 유로를 통해 열교환매체가 유동한다. 각 헤더(11)는 튜브(12)의 각 단부를 수용하는 수용슬롯(미도시)을 가지고, 이에 튜브(12)의 각 단부가 헤더(11)측에 소통되게 연결된다.

방열핀(13)은 산부분(13a) 및 골부분(13b)이 연속적으로 형성된 파형구조로 형성된다.

한 쌍의 서포트(15)들은 최외곽에 배치되는 방열핀(13)을 지지하도록 한 쌍의 헤더(11)들 사이를 가로질러 배치되고, 서포트(15)의 일면이 최외곽 방열핀(13)의 산부분(13a)과 접촉한 후에 브레이징 용접을 통해 결합된다.

각 서포트(15)의 단부들은 헤더(11)와 접촉하지 않도록 헤더(11)로부터 일정간격(K)으로 이격되게 설치된다. 이에, 서포트(15)는 헤더(11)측에 브레이징 용접결합되지 않는다.

이와 같이, 본 발명은 서포트(15)의 각 단부를 헤더(11)로부터 일정간격 이격시킴으로써 서포트(15)와 헤더(11) 사이에 집중되는 열응력(thermal stress)를 최소화할 수 있다.

서포트(15)의 각 단부에 인접한 부분에는 걸림돌기(16)가 폭방향으로 연장되어 형성하고, 이 걸림돌기(16)는 방열핀(13)을 향해 돌출되며, 엠보싱 공정 등을 통해 형성된다. 이에, 방열핀(13)의 각 단부는 서포트(15)의 걸림돌기(16)에 걸려짐으로써 구속되어 그 조립위치가 정확하게 결정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 서포트(15)의 걸림돌기(16)에 방열핀(13)의 단부가 구속되는 구조로 인해 브레이징 용접 도중에 방열핀(13)의 조립위치가 변동됨을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 서포트(15)는 그 양측에 절곡부(15a)를 가지고, 이 절곡부(15a)에 의해 서포트(15)는 그 길이방향의 강성이 보강되어 비틀림 또는 휨 등에 대한 저항 력이 향상될 수 있다. 또한, 서포트(15)의 중앙부에는 누름리브(17)가 길이방향으로 형성되고, 이 누름리브(17)는 방열핀(13)을 향해 돌출되도록 엠보싱 가공될 수 있다. 이에, 누름리브(17)와 걸림돌기(16)는 상호 직교하게 형성된다. 누름리브(17)는 서포트(15)의 길이방향 강성을 더욱 보강할 뿐만 아니라 방열핀(13)을 눌러(가압)줌에 따라 브레이징 용접 도중에 방열핀(13)의 조립위치가 변동됨을 확실하게 방지하여 브레이징 용접성능을 강화시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 열교환기를 도시한 정면도이다.

도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한 정면도이다.

도 4는 도 3의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 5는 도 4의 화살표 C방향을 따라 도시한 평면도이다.

도 6은 도 5의 D-D선을 따라 취한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 관한 간단한 설명 *

10: 차량용 열교환기 11: 헤더

12: 튜브 13: 방열핀

14: 헤더탱크 15: 서포트

16: 걸림돌기 17: 누름리브

Claims (4)

1. 한 쌍의 헤더, 각 헤더측에 개별적으로 결합되는 한 쌍의 헤더탱크, 한 쌍의 헤더 사이를 가로질러 설치되는 복수의 튜브, 복수의 튜브들 사이에 개재되는 복수의 방열핀, 최외곽 방열핀을 지지하도록 설치되는 한 쌍의 서포트를 가진 차량용 열교환기에 있어서,

   상기 각 서포트의 단부들은 상기 헤더로부터 일정간격으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 서포트의 각 단부에 인접한 부분에는 걸림돌기가 폭방향으로 형성되고, 상기 걸림돌기는 방열핀을 향해 돌출되며, 상기 최외곽 방열핀의 각 단부는 상기 서포트의 걸림돌기에 걸려져 구속되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 서포트는 그 양측에 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 서포트의 중앙부에는 누름리브가 길이방향으로 형성되고, 상기 누름리 브는 상기 방열핀을 향해 돌출되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.

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