KR20170069089A - 차량용 라디에이터 - Google Patents

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KR20170069089A
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KR1020150176335A
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김재연
조완제
김연호
한정완
김재용
이상옥
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
한온시스템 주식회사
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Abstract

차량용 라디에이터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터는 일측에는 엔진으로부터 냉각수가 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 엔진으로 냉각수를 배출하는 배출구가 형성되는 제1 헤더 탱크; 상기 제1 헤더 탱크와 이격되게 배치되는 제2 헤더 탱크; 및 상기 제1 헤더 탱크와 상기 제2 헤더 탱크를 냉각수가 흘러갈 수 있도록 연결하며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각하도록 된 열교환부;를 포함하고, 상기 제1 헤더 탱크의 내부에는 상기 유입구로 유입되는 냉각수와 상기 배출구로 배출되는 냉각수의 혼입을 방지하도록 격막유닛이 구비될 수 있다.

Description

차량용 라디에이터{RADIATOR FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 라디에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진으로 공급되는 냉각수를 냉각시키도록 하는 차량용 라디에이터에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 엔진의 실린더 내에 연료과 공기의 혼합기를 분사하고, 상기 혼합기를 태워 발생하는 폭발력을 구동바퀴로 전달하여 주행한다. 상기 엔진은 혼합기의 연소에 의한 고열을 식히기 위해 워터자켓과 같은 냉각장치를 갖게 되고, 상기 워터자켓을 순환하며 온도가 상승된 냉각수를 다시 식혀주는 기능을 라디에이터가 수행한다.
상기 라디에이터는 냉각 방식에 따라 공랙식 라디에이터와 수랭식 라디에이터로 구분되고, 냉각수의 흐름 방향에 따라 크로스플로우(Cross-Flow) 라디에이터 및 다운플로우(Down-Flow) 라디에이터로 구분된다.
상기 공랭식 라디에이터는 외기에 의해서 냉각수가 냉각되는 라디에이터이며, 소형엔진을 비롯해 가장 보편적으로 사용된다. 수냉식 라디에이터는 대형엔진에 사용되는 것으로 별도의 냉각수를 이용하여 라디에이터 내부의 냉각수를 식히는 방식이다.
상기 크로스플로우 라디에이터 및 다운플로우 라디에이터는 냉각수의 흐름방향에 따라 결정된다.
종래 기술에 따른 라디에이터는 냉각수가 유입되는 인렛 탱크와 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크가 이격되게 배치되고, 인렛 탱크 및 아웃렛 탱크의 사이를 상호 연결하는 복수개의 튜브가 적층되게 장착되어 있었다. 냉각수는 상기 복수개의 튜브 내에서 유동되며, 외기와의 열교환을 통해 냉각되었다.
여기서, 크로스플로우 타입의 라디에이터는 인렛 탱크와 및 아웃렛 탱크가 좌, 우측에 배치되고 튜브들이 횡방향으로 장착되는 라디에이터이다. 따라서, 크로스플로우 라디에이터에서는 냉각수가 횡방향으로 흐르면서 순환하면서 냉각된다.
그리고 다운플로우 라디에이터는 인렛 탱크와 아웃렛 탱크가 상, 하로 배치되고, 튜브들이 세로방향으로 장착되는 라디에이터이다. 따라서, 다운플로우 라디에이터는 냉각수가 상하방향으로 흐르면서 냉각된다.
상기 라디에이터는 차량의 주행 중, 유입되는 차가운 외기와 냉각수가 열교환되도록 보통 차량의 엔진룸 내부에서 전방을 향하여 배치된다.
그러나 종래 기술에 따른 라디에이터는 인렛 탱크와 아웃렛 탱크의 길이방향으로 유동되는 냉각수의 유동저항으로 인해 열교환 성능을 저하시켜 라디에이터의 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 라디에이터의 냉각효율이 저하될 경우에는 냉각수를 요구되는 온도로 냉각시키지 못한 상태로 엔진에 공급함으로써, 엔진을 적절히 냉각할 수 없게 되어 차량의 전체적인 냉각성능이 저하되는 단점도 내포하고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 헤더 탱크에 냉각수가 유입 및 배출되는 U-Turn 방식 구조에서 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수가 혼입되는 것을 방지함으로써, 냉각수의 냉각효율을 향상시키도록 하는 차량용 라디에이터를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터는 일측에는 엔진으로부터 냉각수가 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 엔진으로 냉각수를 배출하는 배출구가 형성되는 제1 헤더 탱크; 상기 제1 헤더 탱크와 이격되게 배치되는 제2 헤더 탱크; 및 상기 제1 헤더 탱크와 상기 제2 헤더 탱크를 냉각수가 흘러갈 수 있도록 연결하며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각하도록 된 열교환부;를 포함하고, 상기 제1 헤더 탱크의 내부에는 상기 유입구로 유입되는 냉각수와 상기 배출구로 배출되는 냉각수의 혼입을 방지하도록 격막유닛이 구비될 수 있다.
상기 제1 헤더 탱크와 상기 제2 헤더 탱크는 상기 튜브가 연결되는 제1, 및 제2 헤더 플레이트와, 상기 제1, 및 제2 헤더 플레이트에 장착되는 제1, 및 제2 탱크 하우징을 포함할 수 있다.
격막유닛은 상기 제1 탱크 하우징의 내부에서 상기 유입구와 상기 배출구를 구획하며, 상기 제1 헤더 플레이트를 향하여 돌출 형성되는 격막; 및 상기 격막에 장착되며, 상기 격막으로부터 돌출되는 일단이 상기 제1 헤더 플레이트의 내면에 접촉되는 리크 방지부재를 포함할 수 있다.
상기 격막은 상기 제1 탱크 하우징으로부터 돌출된 일단에 장착홈이 형성될 수 있다.
상기 리크 방지부재는 상기 장착홈에 일단부가 삽입되는 삽입부; 상기 삽입부의 타단부에 일체로 형성되며, 상기 제1 헤더 플레이트의 내면에 접촉되는 접촉부; 및 상기 삽입부와 상기 접촉부의 사이에 형성되며, 상기 격막의 돌출된 일단에 지지되는 플랜지부를 포함할 수 있다.
상기 삽입부의 외주면에는 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림돌기가 일체로 형성될 수 있다.
상기 걸림돌기는 단면의 형상이 상기 제1 탱크 하우징을 향하여 경사진 삼각형상으로 형성될 수 있다.
상기 장착홈에는 상기 걸림돌기에 대응하여 적어도 하나의 걸림턱이 형성될 수 있다.
상기 리크 방지부재는 그 재질이 고무소재로 형성될 수 있다.
상기 유입구는 상기 제1 헤더 탱크의 길이방향으로 상부에 위치되고, 상기 배출구는 상기 제1 헤더 탱크의 길이방향으로 하부에 위치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 의하면, 하나의 헤더 탱크에 냉각수가 유입 및 배출되는 U-Turn 방식 구조에서 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수가 혼입되는 것을 방지함으로써, 냉각수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 용량의 증대 없이도 엔진의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하며, 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 정면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 격막유닛의 분해 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 정면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 격막유닛의 분해 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는 하나의 헤더 탱크에 냉각수가 유입 및 배출되는 U-Turn 방식 구조에서 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수가 혼입되는 것을 방지함으로써, 냉각수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제1, 제2 헤더 탱크(110, 120)와, 열교환부(130)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 헤더 탱크(110)는 일측에는 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 유입구(116)가 형성되고, 타측에는 상기 엔진으로 냉각수를 배출하는 배출구(118)가 형성된다.
여기서, 상기 유입구(116)는 상기 제1 헤더 탱크(110)의 길이방향으로 상부에 위치된다. 상기 배출구(118)는 상기 제1 헤더 탱크(110)의 길이방향으로 하부에 위치된다.
상기 제2 헤더 탱크(120)는 상기 제1 헤더 탱크(110)와 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치된다.
그리고 상기 제1 헤더 탱크(110)와 제2 헤더 탱크(120) 사이에는 열교환부(130)가 배치된다. 상기 열교환부(130)는 다수개의 튜브(132)와 방열핀(134)을 포함하며, 상기 튜브(132)들을 통해 유동되는 냉각수와 외기 사이에 열교환이 이루어진다. 상기 열교환부(130)는 상기 제1 헤더 탱크(110)와 제2 헤더 탱크(120)의 내측을 상호 연결한다.
본 실시예에서, 상기 제1 헤더 탱크(110)와 상기 제2 헤더 탱크(120)는 상기 튜브(132)가 연결되는 제1, 및 제2 헤더 플레이트(112, 122)와, 상기 제1, 및 제2 헤더 플레이트(112, 122)에 장착되는 제1, 및 제2 탱크 하우징(114, 214)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 헤더 탱크(110)의 내부에는 상기 유입구(116)로 유입되는 냉각수와 상기 배출구(118)로 배출되는 냉각수의 혼입을 방지하도록 격막유닛(140)이 구비될 수 있다.
상기 격막유닛(140)은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 격막(142)과 리크 방지부재(144)를 포함한다.
상기 격막(142)은 상기 제1 탱크 하우징(114)의 내부에서 길이방향으로 상, 하부에 각각 배치되는 상기 유입구(116)와 상기 배출구(118)를 구획한다. 이러한 격막(142)은 상기 제1 헤더 플레이트(112)를 향하여 돌출 형성된다.
여기서, 상기 격막(142)에는 상기 제1 탱크 하우징(114)으로부터 돌출된 일단으로부터 타단을 향하여 장착홈(141)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 리크 방지부재(144)는 상기 격막(142)의 장착홈(141)에 장착된다. 이러한 리크 방지부재(144)는 상기 격막(142)으로부터 돌출되는 일단이 상기 제1 헤더 플레이트(112)의 내면에 접촉된다.
여기서, 상기 리크 방지부재(144)는 삽입부(145), 접촉부(146), 및 플랜지부(147)를 포함한다.
상기 삽입부(145)의 일단부는 상기 장착홈(141)에 삽입된다. 여기서, 상기 삽입부(145)의 외주면에는 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림돌기(148)가 일체로 돌출 형성될 수 있다.
상기 걸림돌기(148)는 상기 삽입부(145)의 길이방향을 따라 복수개가 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 걸림돌기(148)는 상기 제1 탱크 하우징(114)으로부터 상기 제1 헤더 플레이트(112)를 향하여 상향 경사진 경사면과, 상기 경사면과 상기 삽입부(145)를 수직하게 연결하는 수직면으로 구성될 수 있다.
이에 따라, 상기 걸림돌기(148)는 그 단면의 형상이 상기 제1 탱크 하우징(112)을 향하여 경사진 삼각형상으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 장착홈(141)에는 상기 걸림돌기(148)에 대응하여 적어도 하나의 걸림턱(143)이 형성될 수 있다. 상기 걸림턱(143)은 상기 걸림돌기(148)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 삽입부(145)가 상기 장착홈(141)에 삽입되면, 상기 걸림돌기(148)들이 상기 걸림턱(143)들에 걸려서 고정됨으로써, 상기 리크 방지부재(144)가 상기 장착홈(141)으로부터 쉽게 이탈되는 것이 방지된다.
본 실시예에서, 상기 접촉부(146)는 상기 삽입부(145)의 타단부에 일체로 형성된다. 이러한 접촉부(146)는 상기 제1 헤더 플레이트(112)의 내면에 접촉된다.
그리고 상기 플랜지부(147)는 상기 삽입부(145)와 상기 접촉부(146)의 사이에 형성되며, 상기 격막(142)의 돌출된 일단에 지지된다.
이러한 플랜지부(147)는 상기 삽입부(145)가 상기 장착홈(141)의 내부로 일정깊이 이상 삽입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 장착홈(141)의 내부로 냉각수의 유입을 방지할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 리크 방지부재(144)는 그 재질이 탄성력을 가진 고무소재로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 리크 방지부재(144)는 상기 제1 헤더 플레이트(112)와 상기 제1 탱크 하우징(114)의 조립할 경우, 조립 공차 및 간섭 회피를 위해 적용되는 일정간격의 갭을 통하여 냉각수가 혼입되는 것이 방지되도록 상기 제1 헤더 탱크(110)의 내부를 기밀하게 구획할 수 있다.
즉, 상기와 같이 구성되는 격막유닛(140)은 상기 유입구(116)로 유입되는 냉각수와, 상기 열교환부(130)를 통과하면서 냉각이 완료되어 상기 배출구(118)로 배출되는 냉각수가 서로 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)를 적용하면, 제1 헤더 탱크(110)에서 냉각수가 유입 및 배출되는 U-Turn 방식 구조에서 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수가 혼입되는 것을 방지함으로써, 냉각수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 용량의 증대 없이도 엔진의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하며, 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 라디에이터
110 : 제1 헤더 탱크
112 : 제1 헤더 플레이트
114 : 제1 탱크 하우징
116 : 유입구
118 : 배출구
120 : 제2 헤더 탱크
122 : 제2 헤더 플레이트
124 : 제2 탱크 하우징
130 : 열교환부
132 : 튜브
134 : 방열핀
140 : 격막유닛
141 : 장착홈
142 : 격막
143 : 걸림턱
144 :리크 방지부재
145 : 삽입부
146 : 접촉부
147 : 플랜지부
148 : 걸림돌기

Claims (10)

  1. 일측에는 엔진으로부터 냉각수가 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 엔진으로 냉각수를 배출하는 배출구가 형성되는 제1 헤더 탱크;
    상기 제1 헤더 탱크와 이격되게 배치되는 제2 헤더 탱크; 및
    상기 제1 헤더 탱크와 상기 제2 헤더 탱크를 냉각수가 흘러갈 수 있도록 연결하며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각하도록 된 열교환부;를 포함하고,
    상기 제1 헤더 탱크의 내부에는 상기 유입구로 유입되는 냉각수와 상기 배출구로 배출되는 냉각수의 혼입을 방지하도록 격막유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 헤더 탱크와 상기 제2 헤더 탱크는
    상기 튜브가 연결되는 제1, 및 제2 헤더 플레이트와, 상기 제1, 및 제2 헤더 플레이트에 장착되는 제1, 및 제2 탱크 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    격막유닛은
    상기 제1 탱크 하우징의 내부에서 상기 유입구와 상기 배출구를 구획하며, 상기 제1 헤더 플레이트를 향하여 돌출 형성되는 격막; 및
    상기 격막에 장착되며, 상기 격막으로부터 돌출되는 일단이 상기 제1 헤더 플레이트의 내면에 접촉되는 리크 방지부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 격막은
    상기 제1 탱크 하우징으로부터 돌출된 일단에 장착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리크 방지부재는
    상기 장착홈에 일단부가 삽입되는 삽입부;
    상기 삽입부의 타단부에 일체로 형성되며, 상기 제1 헤더 플레이트의 내면에 접촉되는 접촉부; 및
    상기 삽입부와 상기 접촉부의 사이에 형성되며, 상기 격막의 돌출된 일단에 지지되는 플랜지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 삽입부의 외주면에는 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림돌기가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 걸림돌기는
    단면의 형상이 상기 제1 탱크 하우징을 향하여 경사진 삼각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 장착홈에는
    상기 걸림돌기에 대응하여 적어도 하나의 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 리크 방지부재는
    그 재질이 고무소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유입구는 상기 제1 헤더 탱크의 길이방향으로 상부에 위치되고, 상기 배출구는 상기 제1 헤더 탱크의 길이방향으로 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
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