KR20170031515A - 열교환기 - Google Patents

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KR20170031515A
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신성홍
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 열교환기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크; 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 이격방향으로 각각 그 내부를 구획하여 마주보는 내측에 제1공간부와, 그 외측에 제2공간부를 형성하는 제1구획부재 및 제2구획부재; 양단이 상기 제1공간부와 연통되어 제1열교환매체 유로를 형성하는 제1유로형성부와, 상기 제1유로형성부와 나란하게 중공되는 안착부가 형성되는 제1튜브; 상기 제1튜브의 안착부에 삽입되어 일체로 조립되며, 양단이 상기 제2공간부와 연통되도록 상기 제1튜브보다 길게 형성되어 제2열교환매체 유로를 형성하는 제2유로형성부가 형성된 제2튜브; 및 제1튜브 및 제2튜브 조립체 사이에 개재되는 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 본 발명의 열교환기는 제1열교환매체의 유로를 형성하고, 외부 공기를 통해 열교환되는 제1튜브와, 제2열교환매체의 유로를 형성하며 냉각수에 의해 열교환되는 제2튜브가 일체로 조립되어, 공기에 의한 냉각외에 냉각수에 의해서 추가 냉각됨에 따라 열교환기의 성능을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

열교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 제1열교환매체의 유로를 형성하는 제1튜브와 제2열교환매체의 유로를 형성하는 제2튜브가 일체로 조립되며, 제1튜브가 공냉식으로 제1열교환매체를 열교환함과 동시에, 제2튜브 수냉식으로 제2열교환매체를 열교환할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다. 그리고 열교환기는 구조나 열전달 방향 등에 따라 여러 종류의 것이 존재한다.
차량용 공조장치에 사용되는 열교환기는, 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 열교환매체를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 더욱 상세하게는, 상기 증발기에서 압축기로 유입되는 기체 상태의 열교환매체는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 압축된 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되며, 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써, 저온 및 저압의 기체 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기체화 되는 사이클을 이루게 된다.
이와 같이 차량용 공조장치에 사용되는 열교환기 중 응축기는, 고온 및 고압의 기체 상태인 열교환매체가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출된다. 그리고 열교환매체를 냉각시키는 방법으로 공기를 이용하는 공랭식, 액체를 이용하는 수냉식으로 형성될 수 있다.
이러한 응축기는 통상적으로 양측에 한 쌍의 헤더탱크를 설치하고, 헤더탱크 사이에 다수의 튜브를 적층시켜 그 단부를 헤더탱크에 연결하는 것이라고 할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 응축기의 일예를 도 1 및 도 2에 도시하였다.
상기 도 1 및 도 2에 도시한 응축기는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 2 헤더탱크(20)에 구비되어 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(40) 및 출구파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(30); 상기 제 1 헤더탱크(10)와 제 2 헤더탱크(20)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 및 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(80)를 포함하여 이루어지며, 상기 기액분리기(80)에서 액상 냉매만을 포집함으로써 과냉각(Sub cooling)을 유도하도록 하는 구조로 되어 있다.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 응축기의 내부 흐름을 살펴보면, 압축기에 의해 고온고압으로 압축된 기상 냉매는 제 1 헤더탱크의 입구파이프로 유입되며 내부에 구비된 배플에 의해 제 2 헤더탱크로 이동된다. 이때, 상기 응축기 내부에서는 이미 응축이 일어나게 되므로 기상과 액상이 혼합되어 있는 상태가 되므로 대체적으로 기상 냉매는 상부로 액상 냉매는 하부로 이동된다.
상기 배플에 의해 형성된 유로를 따라 각각 상부 및 하부 영역을 거쳐 기액분리기의 하측에 포집된 냉매는 대부분 액상인 냉매가 모이게 되며, 다시 상기 액상 냉매가 과냉 영역을 통과하면서 과냉각이 발생함에 의해 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있어 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.
이와 같이 응축기는, 고온 및 고압의 기체 상태의 열교환매체를 어느 정도 과냉각 시키느냐에 따라 응축기의 성능이 좌우된다. 응축기의 열교환 면적을 크게 할 경우 열교환효율을 높일 수 있으나, 차량의 엔진룸 내부의 공간에서 다른 부품들의 배치가 쉽지 않은 문제가 있다.
대한민국공개특허 2013-0012986호(발명의 명칭 : 쿨링모듈 및 그 제어 방법)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1열교환매체를 외부 공기와 공랭식으로 열교환하여 냉각하고, 동시에 제2열교환매체와 수랭식으로 열교환하여 냉각할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제1열교환매체의 유로를 형성하는 제1튜브 및 제2열교환매체의 유로를 형성하는 제2튜브가 일체로 조립되어 소형화 가능하며, 소재의 양을 줄임으로써, 원가를 절약할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 열교환기는, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크; 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 이격방향으로 각각 그 내부를 구획하여 마주보는 내측에 제1공간부와, 그 외측에 제2공간부를 형성하는 제1구획부재 및 제2구획부재; 양단이 상기 제1공간부와 연통되어 제1열교환매체 유로를 형성하는 제1유로형성부와, 상기 제1유로형성부와 나란하게 중공되는 안착부가 형성되는 제1튜브; 상기 제1튜브의 안착부에 삽입되어 일체로 조립되며, 양단이 상기 제2공간부와 연통되도록 상기 제1튜브보다 길게 형성되어 제2열교환매체 유로를 형성하는 제2유로형성부가 형성된 제2튜브; 및 제1튜브 및 제2튜브 조립체 사이에 개재되는 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 열교환기는 제1열교환매체의 유로를 형성하고, 외부 공기를 통해 열교환되는 제1튜브와, 제2열교환매체의 유로를 형성하며 냉각수에 의해 열교환되는 제2튜브가 일체로 조립되어, 공기에 의한 냉각외에 냉각수에 의해서 추가 냉각됨에 따라 열교환기의 성능을 증대 시킬 수 있는 장점이 있다.
이 때, 상기 제1튜브 및 제2튜브 조립체는, 상기 제2튜브의 일측면이 상기 핀과 직접 접촉하도록 상기 제1튜브의 안착부가 개방되되, 공기 흐름 방향으로 상기 제2튜브의 양측을 고정하는 형태인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1튜브는 폴디드 튜브(Folded tube)이고, 상기 제2튜브는 압출 튜브일 수 있고, 상기 제1튜브 및 제2튜브는 모두 압출 튜브일 수 있다.
아울러, 상기 제1튜브의 제1유로형성부 및 상기 제2튜브의 제2유로형성부는 각각 이너핀이 형성될 수 있다.
또, 상기 열교환기는, 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 길이방향으로 내부의 일측 영역에만 상기 제1구획부재 및 제2구획부재가 구비되도록 각각 구획하는 한 쌍의 배플; 상기 배플에 의해 구획되는 타측 영역에 양단이 고정되어 제1열교환매체가 유동되는 응축튜브; 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크의 응축튜브 형성 영역에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프; 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크의 제1공간부와 연통되어 제1열교환매체가 배출되는 제1출구파이프; 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크 중 하나의 제2공간부와 연통되어 제2열교환매체가 유입되는 제2입구파이프 및 배출되는 제2출구파이프를 포함한다.
이 때, 상기 열교환기는 상기 제1열교환매체가 냉매이며, 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크에 기액분리기를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 제6항에 있어서, 상기 열교환기는 상기 제2열교환매체가 냉각수인 것이 바람직하다.
또, 상기 열교환기는, 상기 제1입구파이프를 통해 유입된 제1열교환매체가 상기 응축튜브를 유동하면서 외기와 열교환되어 응축되는 응축영역; 상기 응축영역을 통과한 제1열교환매체가 상기 기액분리기를 유동하면서 응축된 제1열교환매체만 배출되는 기액분리영역; 및 상기 기액분리영역을 통과한 제1열교환매체가 제1튜브 및 제2튜브 조립체의 제1유로형성부를 통과하면서 제2열교환매체와 열교환되고, 외기와 열교환되어 과냉각되는 과냉각영역을 통과하여 상기 제1출구파이프를 통해 배출된다.
또한, 상기 열교환기는 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 이격방향으로 상기 제1튜브 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브 내부의 제2열교환매체 흐름이 서로 반대일수도 있고, 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 이격방향으로 상기 제1튜브 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브 내부의 제2열교환매체 흐름이 동일할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 열교환기는 제1열교환매체를 외부 공기와 공랭식으로 열교환하여 냉각하고, 동시에 제2열교환매체와 수랭식으로 열교환할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 열교환기는 제1열교환매체의 유로를 형성하는 제1튜브 및 제2열교환매체의 유로를 형성하는 제2튜브가 일체로 조립되어 소형화 가능하며, 소재의 양을 줄임으로써, 원가를 절약할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 도시한 열교환기의 열교환매체 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 튜브 조립체의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 헤더탱크의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 제1열교환매체 흐름을 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 열교환기의 제2열교환매체 흐름을 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 열교환기의 다른 예를 나타낸 단면도.(제2열교환매체 흐름 표시)
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 열교환기(1000)의 사시도, 분해사시도, 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열교환기(1000)의 튜브조립체의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 헤더탱크의 단면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 열교환기(1000)의 열교환매체 흐름을 나타낸 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 열교환기(1000)의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100), 제2헤더탱크(200), 튜브 조립체(400) 및 핀(500)을 포함한다.
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 내부에 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향으로 각각 그 내부를 구획하여 마주보는 내측에 제1공간부(101)와, 그 외측에 제2공간부(102)를 형성하는 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(210)가 구비된다.
그리고 상기 튜브 조립체(400)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 헤더에 양단이 고정되어 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 유로를 형성한다. 더욱 상세하게, 상기 튜브 조립체(400)는 제1튜브(410) 및 제2튜브(420)으로 구성되며, 상기 제1튜브(410)는 제1열교환매체의 유로를 형성하고, 상기 제2튜브(420)는 제2열교환매체의 유로를 형성한다. 또한 상기 튜브 조립체(400)는 복수개 형성되며, 상기 튜브 조립체(400) 사이에 개재되는 핀(500)을 포함한다.
이 때, 상기 튜브 조립체(400)의 제1튜브(410)는 제1열교환매체의 유로를 형성하는 제1유로형성부(411)와, 제1유로형성부(411)와 나란하게 중공 되는 안착부(412)가 구비된다. 그리고 상기 제1튜브(410)는 양단이 상기 제1공간부(101)와 연통된다. 이 때, 상기 제1튜브(410)는 접는방식으로 제작되는 폴디드튜브(FOLDED TUBE)로 형성되며, 내부에 이너핀(411a)이 형성되어 제2열교환매체가 유동할 수 있는 복수개의 유로(통로)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1튜브(410)는 압출튜브일 수 있으며, 이너핀(411a)을 대신하여 복수개의 격벽에 의해 복수개의 유로를 g형성할 수도 있다.
더욱 상세하게, 상기 제1튜브(410)는 열교환기(1000)의 길이방향으로 제1열교환매체가 유동되는 유로(공간)을 형성하는 상기 제1유로형성부(411)가 형성된다. 또한 상기 제1튜브(410)의 안착부(412)는 상기 제1유로형성부(411)와 나란하게 중공되며 상기 제2튜브(420)와 고정되어 일체로 조립될 수 있다. 즉, 상기 안착부(412)는 공기 흐름 방향(열교환기(1000)의 폭방향)으로 상기 제2튜브(420)의 양측을 고정하는 형태이며, 도시한 실시예에서는 일정부분이 개방되며, 상기 제2튜브(420)를 고정할 수 있는 갈고리 형태로 성형된다. 그리고 상기 안착부(412)는 상기 제2튜브(420)를 고정할 수 있는 다른 형태 역시 가능하다. 상기 제1튜브(410)는 상기 제1튜브(410)의 안착부(412) 일정부분이 개방되어 제2튜브(420)가 핀(500)과 직접 접촉되어 제2열교환매체가 공기에 의해 원활히 냉각되도록 하며, 제1튜브(410)를 형성하는데 필요한 소재의 양을 줄일 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 전체 튜브 조립체(400) 폭방향으로의 길이(열교환기(1000)의 높이방향으로의 길이)를 줄여 소형화가 가능하며, 이에 따라 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 유동가능한 공간을 더 늘릴 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 튜브 조립체(400)의 제2튜브(420)는 제2열교환매체의 유로를 형성하는 제2유로형성부(421)를 형성하며, 앞에서 상술한 바와 같이 상기 제1튜브(410)의 안착부(412)에 삽입되어 일체로 조립된다. 그리고 상기 제2튜브(420)는 상기 제1튜브(410) 보다 길게 형성되어 상기 제2공간부(102)와 연통된다. 이 때, 상기 제2튜브(420)는 압출방식으로 제작되는 압출튜브로 형성되며, 내부에 격벽(421a)이 형성되어 제2열교환매체가 유동할 수 있는 통로를 형성한다.
앞에서 상술한 바와 같이, 상기 튜브 조립체(400)는 서로 다른 열교환매체의 유로를 형성하는 제1튜브(410) 및 제2튜브(420)를 일체로 조립되는 것이라고 할 수 있다. 그리고 상기 제2튜브(420)의 제2유로형성부(421) 일측이 상기 제1튜브(410)의 안착부(412)에 안착되어 일체로 조립되고, 상기 제2유로형성부(421)의 타측은 상기 핀(500)과 맞닿아 형성된다.
또한, 제1튜브(410)의 제1유로형성부(411)에 유동하는 제1열교환매체는 외부의 공기에 의해 공냉식으로 냉각되며, 상기 제2튜브(420)의 제2유로형성부(421)에 유동하는 제2열교환매체에 의해서 수냉식으로 냉각된다. 즉, 상기 제1튜브(410)의 제1열교환매체는 외부 공기에 의해 공냉식으로 냉각되고, 상기 제2튜브(420)의 제2열교환매체에 의해 수냉식으로 냉각되어 열교환 성능을 높일 수 있다. 그리고 상기 제2튜브(420)는 일측면이 상기 핀(500)과 직접 접촉하여 제2열교환매체가 상기 핀(500)에 의하여 공냉식으로 냉각된다, 이는 결과적으로 열교환기(1000) 전체에서 제1열교환매체의 열교환 성능을 보다 높일 수 있다.
또, 상기 튜브 조립체(400)는 상기 제1튜브(410)의 제1유로형성부(411)에 유동되는 제1열교환매체와 상기 제2튜브(420)의 제2유로형성부(421)에 유동되는 제2열교환매체가 혼합되는 것을 방지하기 위해 서로 다른 길이로 성형되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 튜브 조립체(400)는 상기 안착부(412)를 통하여 상기 제1튜브(410) 및 제2튜브(420)가 가조립된 상태를 유지할 수 있는 장점이 있으며, 상기 튜브 조립체(400) 먼저 일체화되는 공정과, 나중에 상기 튜브 조립체(400)와 연결되는 다른 구성들과 함께 일체화되는 공정 모두 가능하다. 그리고 상기 튜브 조립체(400)는 상기 제1튜브(410)에 일정부분 개방된 안착부(412)를 형성함으로써, 상기 제1튜브(410)를 형성하는 소재의 양을 줄여, 상기 제1튜브(410)의 중량 및 제조단가를 낮출 수 있기 때문에 생산성을 높일 수 있다.
다음에는 상기 튜브 조립체(400)가 적용되는 열교환기(1000)의 일예 중 응축기에 대하여 설명하고자 한다. 상기 응축기는 제1헤더탱크(100), 제2헤더탱크(200), 튜브 조립체(400), 응축튜브(300), 핀(500) 및 기액분리기(800)를 포함한다.
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 내부에는 적어도 하나 이상의 배플(120)이 설치되어 있어, 다수의 튜브 조립체(400) 및 응축튜브(300)에 의해 복수의 열교환냉매 유로를 형성하는 것도 가능하다.
도 4에 도시한 실시예에서는, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 내부의 일측 영역에만 상기 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(120)가 구비되도록 각각 구획하는 한 쌍의 배플(120)이 형성된다. 또한, 상기 한 쌍의 배플(120)은 상기 응축튜브(300)를 통해 제1열교환매체가 열교환하는 응축영역(A1)과, 상기 튜브 조립체(400)를 통해 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 열교환하는 과냉각영역(A3)을 구획한다.
더욱 상세하게, 상기 응축튜브(300)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 헤더에 형성되는 제2중공부(100b)에 고정되어, 상기 한 쌍의 배플(120)에 의하여 구획된 제1공간부(101) 및 제2공간부(102)의 타측과 연통된다. 그리고 상기 튜브 조립체(400)는 상기 제1공간부(101) 및 제2공간부(102)와 연결되며, 상기 제1공간부(101)에 해당하는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 헤더에 형성된 제1중공부(100a)에 고정된다.
또한, 상기 튜브 조립체(400)는 앞에서 상술한 바와 같이 상기 제2튜브(420)와 상기 제1튜브(410)는 서로 다른 길이로 성형된다. 도 5에 도시한 실시예에서는 상기 제2튜브(420)가 상기 제1튜브(410) 보다 길게 성형되어, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 내부를 구획하는 상기 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(210)에 형성된 제3중공부(110a)에 고정된다.
그리고 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 상기 응축영역(A1)에 연통되어, 상기 응축튜브(300)로 제1열교환매체를 공급하는 제1입구파이프(610)가 형성되며, 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 제1공간부(101a)와 연통되어, 상기 제1열교환매체가 배출되는 제1출구파이프(620)가 형성된다.
그리고 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 중 하나의 제2공간부(102)와 연통되어 상기 제2튜브(420)로 제2열교환매체가 유입되는 제2입구파이프(710)와, 배출되는 제2출구파이프(720)가 형성된다.
이때, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체가 냉매이고, 상기 제2열교환매체가 냉각수인 것이 바람직하다.
또한, 상기 응축튜브(300) 및 튜브 조립체(400)는 복수개 형성되며 각각의 사이에 핀(500)을 구비하는 것이 바람직하다.
도 8 및 도 9에서는, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 유동 방향을 화살표로 도시하였다. 도 8에서는 제1열교환매체의 유동 방향을 도시하였고, 도 9에서는 제2열교환매체의 유동 방향을 도시하였다. 아울러, 도 10은 다른 형태의 열교환기(1000)로서, 제2열교환매체의 유동 방향을 도시하였다.
본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1입구파이프(610)를 통하여 유입된 제1열교환매체가 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제1공간부(101) 및 응축튜브(300)를 이동하면서 외부의 공기와 공냉식으로 열교환되어 냉각되는 응축영역(A1)이 형성된다. 그리고 상기 응축영역(A1)을 통과한 제1열교환매체가 상기 기액분리기(800)를 유동하면서 기상 제1열교환매체와 액상 제1열교환매체를 분리하여 응축된 액상 제1열교환매체만 배출되는 기액분리영역(A2)이 형성된다. 그리고 상기 기액분리영역(A2)에서 배출된 제1열교환매체가 상기 튜브 조립체(400)의 제1유로형성부(411)를 통과하면서 외부의 공기와 공냉식으로 열교환되어 상기 제1출구파이프(620)로 배출되고, 상기 제2입구파이프(710)를 통하여 유입된 제2열교환매체가 상기 제2유로형성부(421)를 통과하여 상기 제2출구파이프(720)를 통하여 배출되면서 과냉각되는 과냉각영역(A3)을 형성한다.
이 때, 상기 과냉각영역(A3)은 제1열교환매체가 상기 제1튜브(410)를 통과하면서 공냉식으로 열교환됨과 동시에 상기 제2튜브(420)를 통과하는 제2열교환매체와 열교환 되면서 수냉식으로 열교환되어 열교환기(1000)의 냉각 성능을 높일 수 있다.
상기 도 8 및 도 9에 도시한 열교환기(1000)는 상기 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향(도면 좌우방향)으로 상기 제1튜브(410) 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브(420) 내부의 제2열교환매체 흐름이 서로 반대인 예를 나타내었다. 더욱 상세하게, 상기 튜브 조립체(400)는 상기 제1튜브(410) 내부에서 제1열교환매체가 도면 우측에서 좌측 방향으로 이동되고, 상기 제2튜브(420) 내부에서 제2열교환매체가 도면 좌측에서 우측 방향으로 이동되어 서로 반대 흐름을 갖는 예를 나타내었다.
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 상기 제1입구파이프(610), 제1출구파이프(620), 제2입구파이프(710), 및 제2출구파이프(220)의 형성 위치를 더욱 다양하게 조절할 수 있으며, 상기 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향으로 상기 제1튜브(410) 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브(420) 내부의 제2열교환매체 흐름이 동일할 수 있다. 상기 도 10에 도시한 열교환기(1000)에서, 상기 도 8에 도시한 형태와 비교하여 상기 제2입구파이프(710), 및 제2출구파이프(220)의 위치만 차이가 있는 것으로, 상기 제1열교환매체의 흐름은 도 8에 도시한 것과 같다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 열교환기
100 : 제1헤더탱크
100a : 제1중공부 100b : 제2중공부
101 : 제1공간부 102 : 제2공간부
110 : 제1구획부재 110a : 제3중공부
120 : 배플
200 : 제2헤더탱크
210 : 제2구획부재
300 : 응축튜브
400 : 튜브 조립체
410 : 제1튜브
411 : 제1유로형성부 411a : 이너핀
412 : 안착부
420 : 제2튜브
421 : 제2유로형성부 421a : 격벽
500 : 핀
610 : 제1입구파이프 620 : 제1출구파이프
710 : 제2입구파이프 720 : 제2출구파이프
800 : 기액분리기
A1 : 응축영역 A2 : 기액분리영역
A3 : 과냉각영역

Claims (11)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200);
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향으로 각각 그 내부를 구획하여 마주보는 내측에 제1공간부(101)와, 그 외측에 제2공간부(102)를 형성하는 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(210);
    양단이 상기 제1공간부(101)와 연통되어 제1열교환매체 유로를 형성하는 제1유로형성부(411)와, 상기 제1유로형성부(411)와 나란하게 중공되는 안착부(412)가 형성되는 제1튜브(410);
    상기 제1튜브(410)의 안착부(412)에 삽입되어 일체로 조립되며, 양단이 상기 제2공간부(102)와 연통되도록 상기 제1튜브(410)보다 길게 형성되어 제2열교환매체 유로를 형성하는 제2유로형성부(421)가 형성된 제2튜브(420); 및
    제1튜브 및 제2튜브 조립체(400) 사이에 개재되는 핀(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브 및 제2튜브 조립체(400)는,
    상기 제2튜브(420)의 일측면이 상기 핀(500)과 직접 접촉하도록 상기 제1튜브(410)의 안착부(412)가 개방되되, 공기 흐름 방향으로 상기 제2튜브(420)의 양측을 고정하는 형태인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브(410)는 폴디드 튜브(Folded tube)이고, 상기 제2튜브(420)는 압출 튜브인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브(410) 및 제2튜브(420)는 압출 튜브인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브(410)의 제1유로형성부(411) 및 상기 제2튜브(420)의 제2유로형성부(421)는 각각 복수개의 유로로 구획되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향으로 상기 제1튜브(410) 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브(420) 내부의 제2열교환매체 흐름이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 이격방향으로 상기 제1튜브(410) 내부의 제1열교환매체 흐름과 상기 제2튜브(420) 내부의 제2열교환매체 흐름이 동일한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는,
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 내부의 일측 영역에만 상기 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(210)가 구비되도록 각각 구획하는 한 쌍의 배플(120);
    상기 배플(120)에 의해 구획되는 타측 영역에 양단이 고정되어 제1열교환매체가 유동되는 응축튜브(300);
    상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 응축튜브(300) 형성 영역에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(610);
    상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)의 제1공간부(101)와 연통되어 제1열교환매체가 배출되는 제1출구파이프(620);
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 중 하나의 제2공간부(102)와 연통되어 제2열교환매체가 유입되는 제2입구파이프(710) 및 배출되는 제2출구파이프(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체가 냉매이며, 상기 제1헤더탱크(100) 또는 제2헤더탱크(200)에 기액분리기(800)를 포함하는 응축기인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는 상기 제2열교환매체가 냉각수인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열교환기(1000)는,
    상기 제1입구파이프(610)를 통해 유입된 제1열교환매체가 상기 응축튜브(300)를 유동하면서 외기와 열교환되어 응축되는 응축영역(A1);
    상기 응축영역을 통과한 제1열교환매체가 상기 기액분리기(800)를 유동하면서 응축된 제1열교환매체만 배출되는 기액분리영역(A2); 및
    상기 기액분리영역을 통과한 제1열교환매체가 제1튜브 및 제2튜브 조립체(400)의 제1유로형성부(411)를 통과하면서 제2열교환매체와 열교환되고, 외기와 열교환되어 과냉각되는 과냉각영역(A3)을 통과하여 상기 제1출구파이프(620)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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