KR20160082887A - Heat exchanger for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 열교환기에 독립된 구조물 형태로 설치되던 밸브조립체와 작동유체의 유입포트 및 배출포트를 일체화함으로써 열교환기의 부품 수를 감소시켜 제작단가를 절감시킬 수 있고 생산성을 높일 수 있는 차량용 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicular heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger for a vehicle, which integrates an inlet port and an exhaust port of a working fluid with a valve assembly installed in an existing structure of an existing heat exchanger, thereby reducing the number of parts of the heat exchanger, And a vehicle heat exchanger capable of increasing productivity.
일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 것으로 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다.Generally, a heat exchanger transfers heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid through a heat transfer wall, and is used in a heater, a cooler, an evaporator, a condenser, and the like.
이러한 열교환기는 열에너지를 재사용하거나 용도에 맞게 유입되는 작동유체의 온도를 조절하게 되고, 보통 차량의 공조시스템이나 변속기 오일쿨러 등에 적용하며, 엔진룸에 장착된다.Such a heat exchanger regulates the temperature of the working fluid which is suited for the purpose of reuse of the heat energy or the use of the heat energy. The heat exchanger is usually applied to the air conditioning system of the vehicle, the transmission oil cooler, and the like.
여기서, 차량에 장착되는 열교환기는 한정적인 공간을 갖는 엔진룸에 장착 시, 공간확보 및 장착의 어려움이 발생하게 되는데, 이러한 공간확보 및 장착 등의 어려움을 해소하고자 열교환기의 소형, 경량화 및 고효율 고기능화를 위한 연구가 계속되고 있는 실정이다.Here, when a heat exchanger mounted on a vehicle is installed in an engine room having a limited space, it is difficult to secure and mount a space. In order to solve the difficulty of securing and mounting the space, a heat exchanger is required to be compact, lightweight, Research is continuing.
한편 종래의 열교환기는 차량의 상태에 따라 각기 작동유체의 온도를 조절하여 차량의 엔진 또는 변속기, 공조장치로 작동유체를 공급해야 하는데, 이를 위해서는 유입되는 작동유체의 유로 상에 별도의 분기회로 및 밸브를 설치해야 한다.Meanwhile, in the conventional heat exchanger, the working fluid is supplied to the engine, the transmission, and the air conditioner of the vehicle by adjusting the temperature of the working fluid according to the state of the vehicle. To this end, Should be installed.
도 1은 종래의 차량용 열교환기의 일 예를 보여주는 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 열교환기는 상하로 적층된 다수의 플레이트 사이에 서로 다른 작동유체가 이동되는 유로가 형성되어 상기 유로를 통해 흐르는 서로 다른 작동유체가 상호 열교환되는 방열부(10)를 구비한다.FIG. 1 shows an example of a conventional vehicle heat exchanger. As shown in the drawing, a conventional heat exchanger includes a plurality of plates stacked vertically, and a flow path through which different working fluids are moved is formed, And a heat dissipation part (10) in which different working fluids flow therethrough are mutually heat exchanged.
그리고 방열부(10)의 최상단에는 고온의 작동유체(예를 들어, 변속기 오일, 냉각수) 유입되는 유입측 파이프(40)와, 상기 유입측 파이프(40)로 고온의 작동유체가 유입되어 방열부(10) 내부에서 열교환 된 후 다시 냉각된 상태로 배출되는 배출측 파이프(30)와, 방열부(10) 유입측 파이프(40)로 유입되는 작동유체의 흐름을 선택적으로 개폐하는 밸브(20)를 포함하여 구성된다.The upper end of the
그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 차량용 열교환기에서는 작동유체가 유입 및 배출되는 유입측 파이프(40) 및 배출측 파이프(30)와, 방열부(10) 내부로 작동유체의 유입 및 배출을 선택적으로 개폐하는 밸브(20)가 열교환기의 유로 위치에 따라 서로 다른 위치상에 독립된 구조물 형태로 장착되기 때문에, 장착 구조물들의 개수 증가로 인해 열교환기 주변의 레이아웃이 복잡해지고, 이는 결국 엔진 룸 내부의 공간활용성을 저하시키게 되는 문제가 있었다.However, in the conventional vehicular heat exchanger having the above-described configuration, the
아울러, 열교환기 주변에 다수의 개별 구조물 설치에 따른 별도의 추가 부품이 요구되기 때문에 제품의 조립성이 떨어지고 조립공수가 증가되어 결국 제품의 생산성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.
In addition, since additional additional parts are required for installing a plurality of individual structures around the heat exchanger, the assemblability of the product is lowered and the number of the assembled products is increased, resulting in a problem of deteriorating the productivity of the product.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존의 열교환기에서 독립된 개별 구조물 형태로 설치되던 밸브조립체와 작동유체의 유입 및 배출 포트를 일체화시켜 구성함으로써, 열교환기에 조립되는 개별 부품 수를 최소화하여 제품의 생산단가를 절감시킬 수 있고, 열교환기 주변의 레이아웃 배치를 간단하게 구현하여 엔진 룸 내부의 공간활용성을 높일 수 있도록 한 차량용 열교환기를 제공하는 데에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a valve assembly for an internal combustion engine, Thereby minimizing the number of individual components to be assembled in the heat exchanger and thereby reducing the production cost of the product and simplifying the layout arrangement around the heat exchanger to improve the space utilization inside the engine room. To provide.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 열교환기는, 다수개의 플레이트 적층되어 내부에 상호 교대로 연결유로를 형성하며, 상기 각 연결유로로 서로 다른 유체가 유입되어 상호 열교환되며, 일면에 복수 개의 유입홀과 배출홀이 형성되어 상기 각 연결유로와 각각 연결되는 방열부; 상기 방열부의 일측에 일체로 형성되며, 상기 방열부 내의 연결유로를 선택적으로 개폐하는 밸브조립체를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicular heat exchanger including a plurality of plates stacked to form mutually alternate connection passages, wherein different fluids flow into the respective connection passages to mutually heat exchange, A heat dissipation unit having a plurality of inlet holes and exhaust holes formed therein and connected to the connection flow channels, respectively; And a valve assembly integrally formed on one side of the heat dissipation unit and selectively opening and closing the connection passage in the heat dissipation unit.
상기 밸브조립체는, 방열부의 연결유로로 유체가 유입되는 방향을 따라 유입측 입구 및 출구가 순차적으로 형성되고, 유체가 배출되는 방향을 따라 배출측 입구 및 출구가 순차적으로 형성된 밸브 하우징과; 상기 밸브 하우징 내에서 직선운동하며 상기 유입측 입구 및 출구, 상기 배출측 입구 및 출구를 선택적으로 개폐하는 밸브체;를 포함하여 구성될 수 있다.The valve assembly includes a valve housing having an inlet side inlet and an outlet side sequentially formed along a direction in which a fluid flows into a connection channel of the heat dissipation unit and a discharge side inlet and an outlet formed sequentially along a direction in which the fluid is discharged; And a valve body that linearly moves within the valve housing and selectively opens and closes the inlet side inlet and outlet, the outlet side inlet, and the outlet.
이때, 상기 유입측 입구 및 배출측 출구는 상기 밸브 하우징의 일측면에 평행하게 배치되도록 구성할 수 있다.At this time, the inlet side inlet and outlet side outlet may be arranged parallel to one side of the valve housing.
또는, 상기 유입측 입구와 출구를 상기 밸브 하우징의 서로 다른 측면에 수직하게 배치되도록 구성할 수도 있다.Alternatively, the inlet-side inlet and the outlet may be arranged vertically on different sides of the valve housing.
또는, 상기 배출측 입구와 출구를 상기 밸브 하우징의 대향하는 양 측면에 일직선상에 위치하도록 평행하게 배치할 수도 있다.Alternatively, the discharge-side inlet and the outlet may be arranged in parallel so as to be positioned in a straight line on opposite sides of the valve housing.
그리고, 상기 밸브체는, 밸브 하우징 내부에 고정되는 캡과; 상기 캡의 일측에 직선이동 가능하게 결합되는 피스톤 밸브와; 상기 캡과 피스톤 밸브 사이 공간에 개재되며, 주변의 온도변화에 따라 팽창 또는 수축되어 피스톤 밸브를 직선이동시키는 열팽창수단과; 피스톤 밸브를 지지하며 탄성 복귀력을 제공하는 리턴 스프링;을 포함하여 구성될 수 있다.The valve body includes: a cap fixed inside the valve housing; A piston valve coupled to one side of the cap so as to be linearly movable; A thermal expansion means interposed in the space between the cap and the piston valve for linearly expanding or contracting the piston valve to change the temperature of the piston valve; And a return spring that supports the piston valve and provides an elastic return force.
여기서, 상기 플레이트에는 상기 연결유로 내부를 통과하는 유체의 유턴(U-turn) 흐름을 유도하기 위한 격벽이 형성될 수 있다.Here, the plate may be provided with a partition wall for guiding a U-turn flow of the fluid passing through the connection passage.
아울러, 상기 플레이트는 장축과 단축이 구비된 사각형 형상으로 형성되며, 상기 격벽은 상기 장축과 평행하게 형성될 수 있다.In addition, the plate may have a rectangular shape with a long axis and a short axis, and the partition may be formed parallel to the long axis.
또한, 상기 유입홀과 배출홀 사이의 이격거리가 최소화되도록 상기 유입홀과 배출홀은 상기 단축과 평행하게 배치될 수 있다.The inlet hole and the outlet hole may be arranged parallel to the short axis so that a distance between the inlet hole and the outlet hole is minimized.
또한, 상기 유입홀과 배출홀은 상기 플레이트의 일측에 편향되게 배치될 수 있다.In addition, the inflow hole and the discharge hole may be arranged to be deflected to one side of the plate.
한편, 본 발명에 따른 차량용 열교환기에는 밸브 하우징의 유입측 입구에 연결되는 유입측 파이프와; 상기 방열부 내의 연결유로와 상기 밸브 하우징의 배출측 입구를 연결하는 제1배출측 파이프와; 상기 제1배출측 파이프와 연통되도록 상기 배출측 출구에 연결되는 제2배출측 파이프;가 구비될 수 있다.Meanwhile, the vehicle heat exchanger according to the present invention includes an inlet pipe connected to the inlet of the inlet of the valve housing; A first discharge side pipe connecting the connection passage in the heat dissipation unit and the discharge side inlet of the valve housing; And a second discharge side pipe connected to the discharge side outlet so as to communicate with the first discharge side pipe.
이때, 상기 밸브 조립체는 방열부의 최상면 플레이트에 브레이징(brazing)을 통해 고정될 수 있다.At this time, the valve assembly may be fixed to the uppermost plate of the heat dissipating unit through brazing.
한편, 본 발명에 따른 차량용 열교환기 제조방법은, 다수 개의 플레이트를 적층하는 단계와; 상기 플레이트 중 최상면 플레이트에 밸브 하우징을 적층하는 단계와; 상기 플레이트 및 밸브 하우징을 일체로 브레이징하는 단계와; 상기 밸브 하우징 내부에 피스톤 밸브, 열팽창 수단, 리턴 스프링을 조립하는 단계와; 캡을 조립하여 상기 밸브 하우징을 폐쇄하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
Meanwhile, a method of manufacturing a heat exchanger for a vehicle according to the present invention includes: stacking a plurality of plates; Stacking a valve housing on a top surface plate of the plate; Brazing the plate and the valve housing together; Assembling a piston valve, a thermal expansion means, and a return spring inside the valve housing; And assembling the cap to close the valve housing.
상술한 본 발명의 차량용 열교환기 구조에 따르면, 기존의 열교환기에 독립된 구조물 형태로 설치되던 밸브조립체와 방열부 내,외로 작동유체를 유입 및 배출시키기 위한 유입배관 및 배출배관을 통합시켜 하나의 밸브조립체 구조물에 일체화시켜 구성함으로써, 열교환기에 장착되는 부품 수를 최소화하여 조립공수를 최소화하고, 열교환기 제품의 생산단가를 떨어뜨려 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 열교환기 주변의 레이아웃이 간단하게 구현될 수 있기 때문에 엔진 룸 내부의 공간활용성을 높일 수 있다.According to the vehicle heat exchanger structure of the present invention, the valve assembly, which is installed in the existing heat exchanger in the form of an independent structure, and the inflow pipe and the discharge pipe for introducing and discharging the working fluid into and out of the heat dissipating unit, The number of components mounted on the heat exchanger can be minimized to minimize the number of assemblies, and the productivity of the product can be improved by lowering the production cost of the heat exchanger product. In addition, since the layout around the heat exchanger can be easily implemented, space utilization in the engine room can be enhanced.
또한, 열교환기에 설치되는 밸브조립체를 유입되는 작동유체의 온도변화에 따라 내부의 열팽창수단의 팽창 또는 수축작용에 의해 피스톤 밸브를 직선 운동시켜 작동유체의 흐름을 개폐하도록 하는 왁스 엑츄에이터 형태로 채용함으로써, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 맞게 밸브조립체 내부로 유입되는 작동유체의 온도에 따라 밸브의 개폐동작이 자동으로 이루어질 수 있도록 하여 작동유체의 웜업기능과 냉각기능을 선택적으로 수행할 수 있고, 작동유체의 온도 조절을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.The valve assembly installed in the heat exchanger is employed in the form of a wax actuator for opening and closing the flow of the working fluid by linearly moving the piston valve by the expansion or contraction action of the internal thermal expansion means according to the temperature change of the incoming working fluid, The opening and closing operation of the valve can be automatically performed in accordance with the temperature of the working fluid flowing into the valve assembly according to the running state of the vehicle or the initial starting condition, thereby selectively performing the warming function and the cooling function of the working fluid, The temperature of the fluid can be efficiently controlled.
또한, 밸브조립체의 유입측 입구 및 배출측 출구를 밸브 하우징의 일측면에 평행하게 배치하고, 유입측 입구와 출구를 밸브 하우징의 서로 다른 측면에 수직하게 배치하는 한편, 배출측 입구와 출구를 밸브 하우징의 대향하는 양 측면에 일직선상에 위치하도록 평행하게 배치함으로써, 밸브조립체를 통해 방열부 내부로 유출입되는 작동유체의 유동통로를 단순화시켜 밸브의 개폐성능을 향상시킬 수 있고, 밸브조립체를 작고 콤팩트한 구조로 구현이 가능해질 뿐 아니라, 밸브조립체 주변에 설치되는 작동유체의 유입 및 배출 포트를 최소화하여 정렬된 형태로 배열할 수 있게 되어 열교환기 주변의 레이아웃 설계에 대한 자유도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the inlet side inlet and the outlet side outlet of the valve assembly are arranged in parallel to one side of the valve housing, and the inlet side inlet and the outlet are vertically arranged on different sides of the valve housing, The opening and closing performance of the valve can be improved by simplifying the flow path of the working fluid flowing into and through the inside of the heat dissipating unit through the valve assembly, and the valve assembly can be made compact and compact It is possible to arrange them in an aligned form by minimizing the inflow and outflow ports of the working fluid installed around the valve assembly, thereby improving the freedom of layout design around the heat exchanger. .
도 1은 종래의 열교환기 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 열교환기 구조를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 분리 사시도.
도 4는 고온의 작동유체 유입 시 열교환기 내부에서의 작동유체 흐름을 보여주는 작동상태도.
도 5는 도 4와 같은 상태에서 밸브조립체 내부에서의 작동유체의 흐름을 보여주는 단면도.
도 6은 저온의 작동유체 유입 시 열교환기 내부에서의 작동유체 흐름을 보여주는 작동상태도.
도 7은 도 6과 같은 상태에서 밸브조립체 내부에서의 작동유체의 흐름을 보여주는 단면도.1 is a perspective view showing a conventional heat exchanger structure;
2 is a perspective view illustrating a structure of a heat exchanger for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2;
4 is an operating state diagram showing the working fluid flow inside the heat exchanger when hot working fluid is introduced.
5 is a cross-sectional view showing the flow of working fluid inside the valve assembly in the state of FIG. 4;
FIG. 6 is an operating state diagram showing the working fluid flow inside the heat exchanger when the low temperature working fluid is introduced. FIG.
7 is a cross-sectional view showing the flow of working fluid inside the valve assembly in the state of FIG. 6;
이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the present invention as claimed. It should be understood that various equivalents and modifications may be substituted.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 열교환기 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분리 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a heat exchanger for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 열교환기는 외부로부터 서로 다른 두 종류의 작동유체가 유입되어 상호 열교환작용을 수행하게 되는 방열부(200)와, 방열부(200)의 일측에 일체로 형성되며 상기 방열부(200) 내부로의 작동유체 유입을 선택적으로 개폐하도록 하는 밸브조립체를 포함하여 구성된다.2 and 3, the vehicle heat exchanger according to the present invention includes a
방열부(200)는 외부로부터 유입된 두 종류의 작동유체(예를 들어, 냉각수와 변속기 오일)가 서로 반대방향으로 교차되어 유동되며 상호 열교환이 이루어지도록 한다.The
이러한 방열부(200)는 판 형상을 갖는 복수 개의 플레이트(210)가 적층되어 이루어지며, 그 내부에는 각각의 플레이트(210)를 사이에 두고 상호 교대로 연결유로(220)가 형성되어, 상기 각 연결유로(220)로 서로 다른 작동유체가 유입되어 상호 열교환된다.The
그리고, 상기 방열부(200)에는 각각의 연결유로(220)와 서로 연결되는 복수 개의 유입홀(230)과 배출홀(240)이 형성된다.The plurality of
아울러, 상기 방열부(200)를 구성하는 각 플레이트(210)의 내측에는 각 연결유로(220) 내부를 통과하는 작동유체의 유턴(U-turn) 흐름을 유도하기 위한 격벽(250)이 형성된다.A
상기 플레이트(210)는 장축(a)과 단축(b)이 구비된 사각형 형상으로 형성되며, 상기 격벽(250)은 상기 장축(a)과 평행하게 형성된다.The
이때, 상기 유입홀(230)과 배출홀(240) 사이의 이격거리(X)가 최소화되도록 상기 유입홀(230)과 배출홀(240)은 상기 단축(b)과 평행하게 배치된다.The
또한, 상기 유입홀(230)과 배출홀(240)은 상기 플레이트(210)의 일측에 편향되도록 배치된다.The
한편, 상기 방열부(200)의 최상단 플레이트(210)에는 복수 개의 유입홀(230)과 배출홀(240) 중 어느 하나의 유입홀(230)과 배출홀(240)을 상호 연결하며 복수 개의 연결유로(220)를 선택적으로 개폐하는 밸브조립체가 일체로 설치된다.The
상기 밸브조립체는 외부로부터 유입되는 작동유체의 온도에 따라 내부의 열팽창수단(123)을 팽창 또는 수축시켜 피스톤 밸브(122)를 전후로 진퇴시키는 동작을 통해 방열부(200) 내부로 작동유체의 유입을 선택적으로 개방 또는 차단하도록 한다.The valve assembly expands or contracts the internal thermal expansion means 123 according to the temperature of the working fluid flowing from the outside to move the
이와 같은 밸브조립체는, 방열부(200)의 최상단 플레이트(210)에 고정되는 밸브 하우징(110)과, 밸브 하우징(110)의 내부에 장착되어 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브체(120)를 포함한다.The valve assembly includes a
밸브 하우징(110)에는 방열부(200) 내부의 연결유로(220)를 향하여 작동유체가 유입되는 방향을 따라 유입측 입구(112)와 출구(114)가 순차적으로 구비된다.The
이때, 상기 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)에는 외부에서 작동유체를 유입시킬 수 있도록 유입측 파이프(255)가 연결된다.At this time, an inlet side pipe (255) is connected to an inlet side inlet (112) of the valve housing (110) so as to allow a working fluid to flow from the outside.
그리고, 밸브 하우징(110)에는 방열부(200) 내부의 연결유로(220)로부터 작동유체가 배출되는 방향을 따라 배출측 입구(116)와 출구(118)가 순차적으로 구비된다.The
이때, 상기 유입측 입구(112)와 배출측 출구(118)는 밸브 하우징(110)의 일측면 상에 평행하게 배치된다.At this time, the
또한, 상기 유입측 입구(112)와 출구(114)는 밸브 하우징(110)의 서로 다른 측면에 수직하게 배치된다.In addition, the
이에 따라, 상기 유입측 입구(112)를 통해 수평방향으로 유입된 작동유체는 밸브 하우징(110) 내부의 밸브체(120)를 거쳐 수직 하방에 배치된 유입측 출구(114)를 통해 배출되어 방열부(200) 내의 연결유로(220)로 유입하게 된다.Accordingly, the working fluid introduced in the horizontal direction through the
아울러, 상기 배출측 입구(116)와 출구(118)는 밸브 하우징(110)의 대향하는 양 측면에 서로 마주보는 일직선상에 위치되도록 평행하게 배치된다.In addition, the discharge-
이때, 방열부(200) 내의 연결유로(220)와 밸브 하우징(110)의 배출측 입구(116) 사이에는 제1배출측 파이프(260)가 연결 설치되고, 배출측 출구(118)에는 상기 제1배출측 파이프(260)와 연통되도록 제2배출측 파이프(270)가 연결 설치된다.At this time, a first discharge side pipe (260) is connected between the connection passage (220) in the heat dissipating part (200) and the discharge side inlet (116) of the valve housing (110) And a second discharge side pipe (270) is connected and connected to the first discharge side pipe (260).
상기 유입측 파이프(255)를 비롯한 제1배출측 파이프(260)와 제2배출측 파이프(270)는 플랙서블한 연결호스 또는 연결배관 등의 형태로 적용될 수 있다.The first
한편, 상기와 같은 구성을 갖는 밸브 하우징(110)은 방열부(200)의 최상단 플레이트(210)의 상면부에 브레이징(brazing) 용접을 고정된다.Meanwhile, in the
그리고 밸브 하우징(110) 내부에는 전후 직선운동을 수행하며 밸브 하우징(110)의 유입측 입,출구(112)(114)를 선택적으로 개폐하는 밸브체(120)가 구비된다.The
상기 밸브체(120)는, 캡(121), 피스톤 밸브(122), 열팽창수단(123) 및 리턴 스프링(124)을 포함하여 구성된다.The
밸브 하우징(110) 내부에는 피스톤 밸브(122)가 직선운동 가능하게 설치된다.Inside the
그리고, 상기 밸브 하우징(110) 내부에는 주변의 온도에 따라 팽창 또는 수축되며 피스톤 밸브(122)를 직선이동시키는 구동력을 제공하는 열팽창수단(123)이 구비된다.The
아울러, 밸브 하우징(110)의 내부에는 피스톤 밸브(122)를 탄성 지지하며 상기 피스톤 밸브(122)에 탄성 복귀력을 제공하는 리턴 스프링(124)이 구비된다.A
캡(121)은 밸브 하우징(110) 내부에 상기 피스톤 밸브(122), 열팽창수단(123), 리턴 스프링(124)을 포함하는 밸브의 주요 구성품을 모두 삽입한 상태에서 상기 밸브 하우징(110)을 폐쇄하도록 결합된다.The
상기 열팽창수단(123)으로는 밸브 하우징(110) 내부로 유입된는 작동유체의 온도에 따라 수축 및 팽창작용이 이루어질 수 있는 왁스(Wax) 소재가 적용될 수 있다.The thermal expansion means 123 may be a wax material that flows into the
상기 왁스 소재는 온도가 높아지면 부피가 팽창되었다가 온도가 낮아지면 다시 수축되어 초기 부피로 복원되는 성질을 갖는 소재이다.The wax material is a material having the property that the volume is expanded when the temperature is increased and is restored to the initial volume when the temperature is lowered.
따라서, 밸브조립체의 유입측 입구(112)를 통해 고온의 작동유체가 유입될 경우 온도 상승에 의해 열팽창수단(123)의 부피가 팽창됨으로써 캡(121) 상의 초기 위치에 있던 피스톤 밸브(122)가 리턴 스프링(124)을 압축시키며 전방 측으로 전진되고, 이후 열팽창수단(123)의 온도가 다시 낮아질 경우 부피가 축소되면서 리턴 스프링(124)의 탄성 복원력에 의해 피스톤 밸브(122)는 다시 초기 위치상에 복귀된다.Accordingly, when the high temperature working fluid flows through the
상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 열교환기 제조방법을 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a heat exchanger for a vehicle according to the present invention having the above-described configuration will now be described.
먼저, 방열부(200) 내부에 상호 교대로 연결유로(220)가 형성되도록 다수 개의 플레이트(210)를 적층하여 밀봉되도록 결합한다.First, a plurality of
그리고, 상기 적층된 다수 개의 플레이트(210) 중에서 최상면 플레이트(210)의 상면에 밸브 하우징(110)을 적층한다.The
다음으로, 상기 최상면 플레이트(210) 및 밸브 하우징(110)을 브레이징(brazing)하여 일체로 결합한다.Next, the
그런 다음, 상기 밸브 하우징(110)의 내부에 피스톤 밸브(122)와, 열팽창 수단(123)과, 리턴 스프링(124)을 조립한다.Then, the
마지막으로, 상기 피스톤 밸브(122), 열팽창 수단(123), 리턴 스프링(124)이 조립된 밸브 하우징(110)의 끝단에 캡(121)을 조립하여 상기 밸브 하우징(110)을 폐쇄함으로써, 열교환기의 조립을 완성하게 된다.Finally, the
도 4는 고온의 작동유체 유입 시 열교환기 내부에서의 작동유체 흐름을 보여주는 작동 상태도이고, 도 5는 도 4와 같은 상태에서의 밸브조립체 내부의 작동유체의 흐름을 보여주는 단면도이다. Fig. 4 is an operational state view showing a working fluid flow inside the heat exchanger when a hot working fluid is introduced, and Fig. 5 is a sectional view showing a flow of working fluid inside the valve assembly in a state as shown in Fig.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)를 통해 고온(약 70℃ 이상)의 작동유체가 유입될 경우, 밸브 하우징(110)의 내부 온도가 상승됨에 따라 캡(121)과 피스톤 밸브(122) 사이에 있는 열팽창수단(123)이 팽창하여 피스톤 밸브(122)를 전방 측으로 전진시키게 된다. As shown in FIGS. 4 and 5, when a high temperature (about 70 ° C. or more) working fluid flows into the
이때, 상기 열팽창수단(123)의 팽창력에 의해 피스톤 밸브(122)는 리턴 스프링(124)을 탄성 압축시키면서 전방 측으로 전진하게 되고, 상기 피스톤 밸브(122)의 전진에 의해 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)와 출구(114) 사이를 연결하는 유로와, 배출측 입구(116)와 출구(118) 사이를 연결하는 유로를 개방하게 된다.At this time, due to the expansion force of the thermal expansion means 123, the
이에 따라, 고온의 작동유체가 유입측 입구(112) 및 출구(114)를 통해 방열부(200) 내부의 복수의 유입홀(230)을 거쳐 각 플레이트(210) 내부에 있는 연결유로(220)로 유입되고, 상기 각 연결유로(220)를 통과하면서 열교환이 이루어진 후 냉각된 상태에서 복수의 배출홀(240)을 통해 배출되어 배출측 입구(116) 및 출구(118)를 거쳐 밸브 하우징(110) 외부로 배출된다.The high temperature working fluid flows through the
한편, 도 6은 저온의 작동유체 유입 시 열교환기 내부에서의 작동유체 흐름을 보여주는 작동 상태도이고, 도 7은 도 6과 같은 상태에서의 밸브조립체 내부에서의 작동유체의 흐름을 보여주는 단면도이다.FIG. 6 is an operational state view showing a working fluid flow inside the heat exchanger when the low-temperature working fluid is introduced, and FIG. 7 is a sectional view showing a flow of the working fluid inside the valve assembly in the state shown in FIG.
도 6 및 도 7을 참조하면, 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)를 통해 저온(약 70℃ 미만)의 작동유체가 유입될 경우에는, 캡(121)과 피스톤 밸브(122) 사이에 있는 열팽창수단(123)은 팽창 또는 수축이 발생되지 않아 피스톤 밸브(122)의 위치 가변이 이루어지지 않게 된다. 즉, 피스톤 밸브(122)은 리턴 스프링(124)의 탄성력을 제공받은 상태에서 초기의 수축 상태를 유지하게 된다.6 and 7, when a low-temperature working fluid (less than about 70 ° C) flows into the
이러한 경우에는, 피스톤 밸브(122)에 의해 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)와 출구(114) 사이의 유로가 폐쇄되어 방열부(200) 내부로 작동유체의 유입이 이루어지지 않게 되어, 상기 유입측 입구(112)를 통해 유입된 작동유체는 방열부(200) 내부로 유입되지 않고 배출측 출구(118)로 바이패스(by-pass)되어 다시 외부로 배출된다.In this case, the flow path between the
이와 같이, 밸브조립체는 내부로 유입되는 작동유체의 온도변화에 따라 열팽창수단(123)에 의한 선택적인 팽창 또는 수축 변형을 통해 피스톤 밸브(122)의 직선 변위를 발생시키며 방열부(200)로 유입되는 유로를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하여 유입측 입구(112)를 통해 유입된 작동유체를 방열부(200) 내부로 유입시켜 열교환시키거나, 작동유체를 방열부(200) 내부로 유입시키지 않고 바이 패스(By-pass)시키도록 한다.In this way, the valve assembly generates a linear displacement of the
이에 따라, 차량의 상태에 따라 작동유체의 온도 조절이 가능해져서 차량의 연비와 난방성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the temperature of the working fluid can be adjusted according to the state of the vehicle, so that the fuel consumption and the heating performance of the vehicle can be improved.
그리고, 기존의 열교환기에 독립된 구조물 형태로 설치되던 밸브조립체와 방열부 내,외로 작동유체를 유입 및 배출시키기 위한 유입배관 및 배출배관을 통합시켜 하나의 밸브조립체 구조물에 일체화시켜 구성함에 따라, 열교환기에 장착되는 부품 수를 최소화하여 조립공수를 줄일 수 있기 때문에 열교환기 제품의 생산단가를 절감시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 열교환기 주변의 레이아웃이 간단하게 구현될 수 있기 때문에 엔진 룸 내부의 공간활용성을 높일 수 있다.In addition, since the valve assembly, which is installed as an independent structure in the existing heat exchanger, and the inflow pipe and the discharge pipe for introducing and discharging the working fluid into and out of the heat dissipating unit are integrated into one valve assembly structure, Since the number of components to be mounted can be minimized to reduce the number of assembling steps, the productivity of the product can be improved by reducing the production cost of the heat exchanger product. In addition, since the layout around the heat exchanger can be easily implemented, space utilization in the engine room can be enhanced.
또한, 밸브조립체를 작동유체의 온도에 따라 팽창 또는 수축되며 피스톤 밸브의 직선변위를 발생시켜 작동유체의 흐름을 개폐하는 엑츄에이터 형태로 적용함으로써, 차량의 주행상태나 초기 시동 조건에 맞게 밸브조립체 내부로 유입되는 작동유체의 온도에 따라 밸브의 개폐동작이 자동으로 이루어지도록 할 수 있고, 이에 따라, 작동유체의 웜업기능과 냉각기능이 선택적으로 수행 가능하고, 작동유체의 온도 조절을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.The valve assembly is expanded or contracted according to the temperature of the working fluid and is applied to the actuator in the form of an actuator that opens and closes the flow of the working fluid by generating a linear displacement of the piston valve. The opening and closing operation of the valve can be automatically performed according to the temperature of the introduced working fluid. Accordingly, the warming up function and the cooling function of the working fluid can be selectively performed, and the temperature of the working fluid can be efficiently controlled There is an advantage.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.
110 : 밸브 하우징
112,114 : 유입측 입,출구
116,118 : 배출측 입,출구
120 : 밸브체
121 : 캡
122 : 피스톤 밸브
123 : 열팽창 수단
124 : 스프링
200 : 방열부
210 : 플레이트
220 : 연결유로
230 : 유입홀
240 : 배출홀
255 : 유입측 파이프
260 : 제1배출측 파이프
270 : 제2배출측 파이프110:
116, 118: exhaust side inlet, outlet 120: valve body
121: cap 122: piston valve
123: thermal expansion means 124: spring
200: heat radiating part 210: plate
220: connecting flow channel 230: inlet hole
240: exhaust hole 255: inflow pipe
260: first discharge side pipe 270: second discharge side pipe
Claims (13)
상기 방열부(200)의 일측에 일체로 형성되며, 상기 방열부(200) 내의 연결유로(220)를 선택적으로 개폐하는 밸브조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
A plurality of plates 210 are stacked to form a connection passage 220 alternately in the interior of the connection passage 220. Different fluids flow into the connection passage 220 to exchange heat with each other, And a discharge hole (240) formed in the discharge hole (240) and connected to the connection passage (220);
And a valve assembly integrally formed on one side of the heat dissipation unit and selectively opening and closing the connection passage in the heat dissipation unit.
상기 방열부(200)의 연결유로(220)로 유체가 유입되는 방향을 따라 유입측 입구(112) 및 출구(114)가 순차적으로 형성되고, 상기 연결유로(220)로부터 유체가 배출되는 방향을 따라 배출측 입구(116) 및 출구(118)가 순차적으로 형성된 밸브 하우징(110);
상기 밸브 하우징(110) 내에서 직선운동을 하며 상기 유입측 입구(112) 및 출구(114), 상기 배출측 입구(116) 및 출구(118)를 선택적으로 개폐하는 밸브체(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
2. The valve assembly of claim 1,
The inlet side inlet 112 and the outlet side 114 are sequentially formed along the direction in which the fluid flows into the connection channel 220 of the heat dissipation unit 200 and the direction in which the fluid is discharged from the connection channel 220 is A valve housing 110 in which a discharge side inlet 116 and an outlet 118 are sequentially formed;
And a valve body 120 which linearly moves within the valve housing 110 and selectively opens and closes the inlet side inlet 112 and the outlet 114, the outlet side inlet 116 and the outlet 118 And the second heat exchanger.
3. The vehicle heat exchanger according to claim 2, wherein the inlet side inlet (112) and the outlet side outlet (118) are arranged parallel to one side of the valve housing (110).
3. The vehicle heat exchanger of claim 2, wherein the inlet inlet (112) and the outlet (114) are vertically disposed on different sides of the valve housing (110).
3. The vehicle heat exchanger according to claim 2, wherein the discharge side inlet (116) and the outlet (118) are disposed in parallel so as to be positioned on opposite sides of opposite sides of the valve housing (110).
상기 밸브 하우징(110) 내부에 고정되는 캡(121);
상기 캡(121)의 일측에 직선이동 가능하게 결합되는 피스톤 밸브(122);
상기 캡(121)과 상기 피스톤 밸브(122) 사이 공간에 개재되며, 주변의 온도변화에 따라 팽창 또는 수축되어 상기 피스톤 밸브(122)를 직선이동시키는 열팽창수단(123);
상기 피스톤 밸브(122)를 지지하며 탄성 복귀력을 제공하는 리턴 스프링(124);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
The valve according to claim 2, wherein the valve body (120)
A cap 121 fixed inside the valve housing 110;
A piston valve 122 coupled to one side of the cap 121 so as to be linearly movable;
Thermal expansion means (123) interposed in the space between the cap (121) and the piston valve (122) and expanding or contracting according to the temperature change of the periphery to linearly move the piston valve (122);
And a return spring (124) for supporting the piston valve (122) and providing a resilient return force.
The vehicle heat exchanger of claim 1, wherein a partition wall (250) for guiding a U-turn flow of fluid passing through the connection passage (220) is formed in the plate (210).
상기 플레이트(210)는 장축(a)과 단축(b)이 구비된 사각형 형상으로 형성되며,
상기 격벽(250)은 상기 장축(a)과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
8. The method of claim 7,
The plate 210 is formed in a rectangular shape having a long axis a and a short axis b,
Wherein the partition wall (250) is formed parallel to the long axis (a).
상기 유입홀(230)과 배출홀(240) 사이의 이격거리(X)가 최소화되도록 상기 유입홀(230)과 배출홀(240)은 상기 단축(b)과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
9. The method of claim 8,
Characterized in that the inflow hole (230) and the discharge hole (240) are arranged parallel to the short axis (b) so that the distance X between the inflow hole (230) heat transmitter.
상기 유입홀(230)과 배출홀(240)은 상기 플레이트(210)의 일측에 편향 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
The method according to claim 1,
Wherein the inflow hole (230) and the discharge hole (240) are disposed on one side of the plate (210).
상기 밸브 하우징(110)의 유입측 입구(112)에 연결되는 유입측 파이프(255);
상기 방열부(200) 내의 연결유로(220)와 상기 밸브 하우징(110)의 배출측 입구(116)를 연결하는 제1배출측 파이프(260);
상기 제1배출측 파이프(260)와 연통되도록 상기 배출측 출구(118)에 연결되는 제2배출측 파이프(270);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
3. The method of claim 2,
An inlet pipe (255) connected to an inlet inlet (112) of the valve housing (110);
A first discharge side pipe (260) connecting the connection passage (220) in the heat dissipating unit (200) and the discharge side inlet (116) of the valve housing (110);
And a second discharge side pipe (270) connected to the discharge side outlet (118) to communicate with the first discharge side pipe (260).
The vehicle heat exchanger according to claim 1, wherein the valve assembly is fixed to the uppermost surface plate (210) of the heat dissipating unit (200) through brazing.
상기 플레이트 중 최상면 플레이트에 밸브 하우징을 적층하는 단계;
상기 플레이트 및 밸브 하우징을 일체로 브레이징하는 단계;
상기 밸브 하우징 내부에 피스톤 밸브, 열팽창 수단, 리턴 스프링을 조립하는 단계;
캡을 조립하여 상기 밸브 하우징을 폐쇄하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기 제조 방법.
Stacking a plurality of plates;
Stacking a valve housing on a top surface plate of the plate;
Brazing the plate and the valve housing together;
Assembling a piston valve, a thermal expansion means, and a return spring in the valve housing;
Assembling the cap to close the valve housing;
Wherein the heat exchanger comprises a heat exchanger.
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