KR20170085547A - 열교환기용 부착 장치 - Google Patents

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KR20170085547A
KR20170085547A KR1020177016024A KR20177016024A KR20170085547A KR 20170085547 A KR20170085547 A KR 20170085547A KR 1020177016024 A KR1020177016024 A KR 1020177016024A KR 20177016024 A KR20177016024 A KR 20177016024A KR 20170085547 A KR20170085547 A KR 20170085547A
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heat exchanger
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KR1020177016024A
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딘-루엔 뉴엔
카림 아랍
나탈리에 지라르
페르난도 페레이라
다니엘 페레이라
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발레오 시스템므 떼르미끄
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Abstract

본 발명은, 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열교환하는 코어(23)를 포함하는 열교환기(2)를 위한 부착 장치(3)로서, 상기 코어(23)에는 제 1 유체를 위한 적어도 하나의 콜렉터들(21)이 구비되고, 상기 열교환기(2)는 실린더(25)를 포함하며, 상기 실린더(25)와 상기 콜렉터들(21) 중 하나는 상기 제 1 유체로 하여금 전자에서 후자까지 통과할 수 있게 하며, 상기 부착 장치(3)는, 상기 실린더(25)를 폐쇄하기 위해 설치되는 몸체와, 코어(23)를 홀더(4)에 고정시킬 수 있게 하는 연장부를 포함하는, 부착 장치(3)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 같은 부착 장치(3)를 포함하는 실린더(25), 이러한 실린더(25)를 포함하는 열교환기(2), 및 이러한 열교환기(2)를 포함하는 열교환 모듈에 관한 것이기도 하다.

Description

열교환기용 부착 장치{ATTACHMENT DEVICE FOR HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기 및 이와 관련된 분야, 특히 관련된 부착 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 특히 자동차 분야에서 사용될 수 있다.
열교환 코어, 2개의 콜렉터, 및 콜렉터들 중 하나와 관련된 실린더를 포함하는 열교환기가 공지되어 있다. 이들을 설치하기 위해, 상기 열교환기에는 열교환기를 홀더에 고정시킬 수 있게 하는 부착 장치가 마련된다. 열교환 코어와 홀더 사이에 직접 고정된 것으로서 일반적으로 열교환기 하나 당 4개, 즉 열교환기의 각 모서리에 하나씩 있는 플랜지가 지금까지 알려져 있다. 또한, 실린더는 내부 공간(interior volume)을 한정하는 역할을 하는 여러 부품으로 이루어져 있다.
상기 유형의 설치에서 겪게 되는 문제점 중 하나는 각 부착 요소가 비용, 생산 단계, 및 조립 단계를 구성한다는 것이다. 또한, 각 부착 요소는 대체로 이미 현저하게 밀집되어 있는 설치 환경 내에서 중요한 공간을 차지해버린다.
본 발명의 한 가지 목적은 상기 상황을 개선하려는 것이다.
따라서, 본 발명은, 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열교환하는 코어를 포함하는 열교환기를 위한 부착 장치로서, 상기 코어에는 제 1 유체를 위한 적어도 하나의 콜렉터가 구비되고, 상기 열교환기는 실린더를 포함하며, 상기 부착 장치는, 상기 실린더를 폐쇄하기 위해 설치되는 몸체(body)와, 코어를 홀더에 연결시킬 수 있게 하는 연장부를 포함하는, 부착 장치에 관한 것이다.
이렇게 함에 있어서, 열교환기의 실린더의 부품들 중 하나는 예를 들어 라디에이터, 팬-모터 조립체, 또는 차량 섀시의 요소일 수 있는 홀더와 상기 열교환기 사이에 부착 기능을 제공하는 데 사용된다. 이렇게 해서, 상기 요소는 지금까지 사용되어온 4개의 플랜지 중 적어도 하나는 없어도 되게 한다.
상기 실린더와, 상기 적어도 하나의 콜렉터 중 하나의 콜렉터는, 상기 제 1 유체로 하여금 어느 한 쪽에서 다른 쪽까지 통과하게 하는 것임을 주지해야 한다.
함께 또는 개별적으로 취할 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 다음과 같다.
- 상기 몸체와 상기 연장부는 하나의 재료로 형성된다.
- 상기 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다.
- 상기 몸체는 상기 실린더를 위한 캡으로서의 역할을 하기에 적합하다.
- 상기 연장부는 고정 브래킷(fixing bracket)이다.
- 상기 고정 브래킷은 코어를 홀더에 고정하기에 적합한 절결부를 구비한다.
- 상기 고정 브래킷은 열교환기를 나사 체결, 크림핑(crimping), 용접, 클립 체결(clipping) 등에 의해 홀더에 부착시킬 수 있게 구성된다.
- 상기 몸체는 상기 부착 장치를 나사 체결, 크림핑, 브레이징(brazing), 또는 접합에 의해 상기 실린더에 부착시킬 수 있게 구성된다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 부착 장치를 포함하는 실린더에 관한 것이기도 하다. 함께 또는 개별적으로 취할 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 다음과 같다.
- 상기 실린더는 소위 주 방향(main direction)으로서의 길이 방향 연장부의 주 방향을 따라 연장되고, 또한 상기 실린더는 소위 바닥 단부로서의 제 1 단부와, 소위 상단부로서의 제 2 단부를 구비하며, 상기 바닥 단부는 주 방향을 따라 상기 상단부의 반대측에 있다.
- 상기 부착 장치는 상기 바닥 단부 부근에 위치된다.
- 상기 부착 장치는 상기 상단부 부근에 위치된다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 실린더를 포함하는 열교환기에 관한 것이기도 하다. 함께 또는 개별적으로 취할 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 다음과 같다.
- 상기 열교환기는 플랜지들을 추가로 포함하며, 모서리들이 있는 형태를 가지며, 상기 플랜지는 상기 모서리에 위치된다.
- 상기 부착 장치의 부근에 위치된 상기 모서리들 중 하나에는 어떠한 플랜지도 없다.
- 상기 열교환기는 응축기이다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 열교환기를 포함하는 열교환 모듈에 관한 것이기도 하다. 함께 또는 개별적으로 취할 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 다음과 같다.
- 상기 제 1 열교환기의 홀더는 상기 모듈의 제 2 열교환기이다.
- 상기 제 2 열교환기는 라디에이터이다.
- 상기 모듈은 차량, 특히 자동차의 엔진 격실에 설치되도록 구성된다.
첨부된 개략적인 도면을 참조하여 하나의 예시로서 단지 예시적으로 제시되며 결코 제한적이지 않은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 대한 아래의 상세한 설명을 위한 기재를 읽는 중에, 본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 본 발명의 그 밖의 다른 목적들, 세부 사항들, 특징들, 및 장점들도 더 명확하게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부착 장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환 모듈의 일 실시예를 여기서는 상하를 뒤집어 도시한 부분 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 상기 부착 장치를 수용하도록 변경한 열교환기의 한 예를 도시하는 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 열교환기(2)용, 그 중에서도 특히 차량, 특히 자동차의 열교환기용 부착 장치(3)에 관한 것이다. 상기 부착 장치(3)는 이러한 차량의 엔진 격실에 사용되도록 의도되는 것이 유리하다.
상기 열교환기(2)는 열교환기(2) 내부를 순환하는 제 1 유체와 열교환기(2)를 통해 순환하는 제 2 유체 사이에 열교환이 이루어지게 한다. 유리한 방식에 있어서, 상기 열교환기(2)는 응축기이고, 제 1 유체는 열교환기(2) 내에 액상 및/또는 기상으로 다르게 존재하는 냉매 유체이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제 2 유체는 공기류, 특히 차량 라디에이터 그릴을 사전에 통과한 주위 공기류이다.
상기 열교환기(2)는 상기 제 1 유체와 상기 제 2 유체 사이에서 열을 교환하기 위한 코어(23)를 포함한다. 상기 코어(23)는, 예를 들면, 서로 평행한 것이 바람직하고 내부에서 제 1 유체가 순환하는 한 세트의 튜브(22)를 포함한다.
또한, 상기 코어(23)에는 제 1 유체용 콜렉터들(21)이 구비된다. 콜렉터(21)는 상기 제 1 유체가 코어(23)의 튜브(22) 내에서 순환할 수 있게 하는 관 형태를 갖는 요소로서 이해되어야 한다. 이를 위해, 상기 튜브들(22)은 이들의 단부들 각각에서 상기 콜렉터들(21) 중 하나로 개방된다. 바꾸어 말하면, 상기 코어(23)에는 튜브들(22)의 양측에 위치한 2개의 콜렉터(21)가 구비된다. 콜렉터들(21) 중 하나는 입구 콜렉터 역할을 할 수 있고, 다른 콜렉터는 제 1 유체의 출구 콜렉터 역할을 할 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 동일한 콜렉터(21)가 제 1 유체의 입구 역할과 출구 역할을 모두 할 수 있다. 상기 콜렉터들(21)에는 상기 제 1 유체를 상기 코어(23) 내에서 여러 단계로 순환할 수 있게 하는 내부 격벽들이 구비될 수 있다. 상기 콜렉터들(21) 중 하나의 바닥부를 도 2에서 볼 수 있는데, 이 바닥부는 도 2를 뒤집은 방향에서 보이는 곳에 있는 것이다.
상기 코어(23)는 제 2 유체와의 열교환을 위한 표면을 증가시키도록 상기 튜브들(22) 사이에 위치되는 분배기들(40)을 더 포함할 수 있다.
상기 열교환기(2)는 실린더(25)를 추가로 포함한다. 상기 실린더(25)와, 상기 콜렉터들(21) 중 도 2에서 볼 수 있는 하나의 콜렉터는 이들 사이를 상기 제 1 유체가 통과할 수 있게 배열되고 구성된다.
상기 실린더(25)는 예를 들면 긴 원통형 용기이다. 이 실린더는 상기 제 1 유체의 상이한 액상 및/또는 기상을 분리하도록 설계된다. 상기 실린더(25)는, 상기 제 1 유체의 액상만 순전히 하류로 순환하게 하며 있을 수 있는 기상은 실린더(25) 내에 차단된 채로 남아 있게 하는 것을 보장하는 데에 열교환기(2)가 사용되도록 한, 공기 조화 루프의 작동을 최적화한다. 상기 실린더(25)는 필터 및/또는 건조기(desiccator)를 포함할 수 있다.
상기 열교환기(2)의 콜렉터들(21) 중 하나와 실린더(25) 사이에서 냉매 유체가 순환할 수 있도록, 실린더(25)는 예를 들어 열교환기(2)의 콜렉터들(21) 중 하나에 브레이징 또는 나사 체결에 의해 부착시킴으로써 코어(23)와 일체로 이루어진다.
상기 실린더(25)는 본 발명에 따른 상기 부착 장치(3)에 의해 폐쇄되도록 구성된다. 또한, 부착 장치(3)는 홀더(4)에 상기 코어(23)가 고정되게 한다. 여기에 도시된 실시예에서, 상기 홀더(4)는 제 2 열교환기, 특히 라디에이터이고, 응축기(2)는 상기 라디에이터(4)의 콜렉터를 필요로 한다.
상기 부착 장치(3)는 몸체(31) 및 연장부(35)를 포함하고, 이들 두 요소는 하나의 재료로 형성되는 것이 유리하다. 바꾸어 말하면, 몸체(31)와 연장부(35)는 단일품으로 되어 있다.
특히, 상기 몸체(31)는 기부(39) 및 융기 가장자리(33)를 포함한다. 상기 기부(39)는 여기서는 실질적으로 평면의 원형 형태를 갖는 재료의 디스크이다. 상기 기부(39)의 가장자리는 상기 실린더(25)의 측벽 내로 용이하게 삽입할 수 있도록 약간 둥글게 형성된다. 바꾸어 말하면, 상기 기부(39)는 상기 융기 가장자리(33)에 의해 둥글게 연장된 판이다. 융기 가장자리(33)는 상기 실린더(25)의 내부 공간(internal volume)의 단면 형태에 맞추어지도록 한 링 형태로 설계되는 것이 바람직하다. 상기 융기 가장자리(33)는 여기서는 상기 기부(39)에 실질적으로 직교하게 배향된다.
즉, 이렇게 기부(39)와 융기 가장자리(33)로 구성된 몸체(31)는 상기 실린더(25)의 뚜껑으로서 작동하도록 설계된다. 달리 말하면, 상기 몸체(31)는 상기 실린더(25)를 폐쇄한다.
융기 가장자리(33)와 상기 기부(39)가 하나의 재료로 형성되는 것이 유리하다는 점을 주지해야 한다. 여기서, 상기 몸체(31)는 상기 융기 가장자리(33)를 이용하여 실린더(25)의 측벽에 브레이징된다. 이에 대한 대안으로서, 예를 들어 유지 보수 작업을 위해 사용자가 실린더(25)를 여전히 개방할 수 있도록 하기 위해, 몸체(31)를 상기 실린더(25)에 비한정적인 방식으로 고정시킬 수 있다. 따라서, 몸체(31)와 실린더(25) 사이의 상기 고정은 나사 체결에 의해 이루어질 수 있다.
상기 연장부(35)는 여기서는 상기 융기 가장자리(33)로부터 형성되어, 동일한 방향으로 연장된다. 상기 몸체(31)와 상기 연장부(35)는 초기에는 분리된 상태에 있다가 함께 조립되는 2개의 부분일 수 있음을 주지해야 한다. 몸체(31)와 연장부(35)로 구성된 조립체는, 엔진 격실에서 겪을 수 있는 여러 가지의 응력에 견딜 수 있고 이와 동시에 일반적인 형태를 유지할 수 있으며 실린더를 밀봉된 채로 유지하는 기능을 유지할 수 있도록 충분히 견고한 조립체인 것이 유리하다.
상기 연장부(35)는 예를 들어 고정 브래킷이고, 아래와 같이 지정될 것이다. 고정 브래킷(35)은 판, 특히 직사각형 형태의 금속판인 것이 바람직하다. 이 고정 브래킷은 둥근 모서리들과 단부들을 갖는 것이 바람직하다. 상기 고정 브래킷(35)은, 특히 타원형이며 조립 수단의 통과를 허용하는 절결부(37)(구멍, 중공부, 공동이라고도 칭함)를 갖는다. 예를 들어 너트와 나사 조립체가 구현될 수 있다.
따라서, 상기 형태(37)는 고정 브래킷(35)과 홀더(4)가 고정될 수 있게 한다. 다른 실시예에서, 상기 고정 브래킷(35)은 크림핑에 의해서나, 혹은 용접에 의해서도 홀더(4)에 고정될 수 있다. 크림핑 또는 용접에 의해 고정하는 경우, 고정 브래킷(35)은 절결부(37)를 구비할 필요가 없다.
여기에 기술된 상기 고정 브래킷(35)의 형태는 제한되지 않는다. 다른 실시예에서는 다른 형태를 생각할 수 있다. 예를 들어, 고정 브래킷(35)은 만곡형일 수 있다.
고정 브래킷(35)의 폭은, 예를 들어 상기 고정 브래킷(35)과 융기 가장자리(33) 사이의 연결부에서는, 감소된다. 상기 고정 브래킷(35)에 의해 형성된 평면이 상기 기부(39)에 대해 수직이 되도록, 상기 고정 브래킷(35)의 긴 형태는 예를 들어 X축에 평행한 주 방향을 따라 연장되어 기부(39)의 대칭축을 형성한다.
다른 실시예에서, 고정 브래킷(35)은 몸체(31)에 대해 다른 배치 방향을 갖는다. 예를 들어, 고정 브래킷(35)은 기부(39)를 포함해서 0도 내지 90도의 각도를 형성할 수 있고, 이에 따라 고정 브래킷을 엔진 격실 및/또는 홀더(4)의 특정 배치에 맞출 수 있다.
부착 장치(3)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 열교환기의 잔여 부분으로서 설계될 수 있다.
그렇다 해도, 상기 실린더(25)는, 여기서는, 부착 장치(3)의 X축과 결합되도록 한 Y축, 소위 주 방향(Y)을 기준으로 한 종방향 연장부의 주 방향을 따라 연장된다.
상기 실린더(25)는 제 1 단부, 소위 바닥 단부(24)와, 제 2 단부, 소위 상단부(26)를 구비하며, 상기 바닥 단부(24)는 주 방향을 따라 상기 상단부(26)의 반대 측에 있다. 상기 바닥 단부(24)는 상기 액상의 냉매 유체와 접촉하도록 의도된 것인 반면, 상기 상단부(26)는 상기 기상의 냉매 유체와 접촉하도록 의도된 것이다.
상기 부착 장치(3)는 바닥 단부(24)에서 실린더(25)를 폐쇄하는데, 실린더는 도 2에서 볼 수 있는 바, 도 2의 방향을 뒤집어서 볼 때에 상부에서 볼 수 있다.
상기 실린더(25)는 바닥 부분에 도시되고 상기 부착 장치(3)가 구비된 기부와, 덜 두껍고 상기 기부를 축 방향으로 연장시키는 몸체를 포함하는 것이 유리하다. 코어(23)와 실린더(25) 사이의 유체의 통과는 상기 기부에서 이루어질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 플랜지들(28)을 더 포함하며, 여기서는, 모서리들(27)이 있는 실질적으로 직사각형인 형태를 가지며, 상기 플랜지(28)는 모서리(27)에 위치된다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 열교환기(2)에는 일반적으로 4개의 플랜지(28), 즉 각 모서리(27)에 하나씩의 플랜지(28)가 구비된다. 본 발명은, 상기 부착 장치(3)와, 상기 실린더(25)를 폐쇄하고 이 실린더를 상기 홀더(4)에 체결하는 상기 부착 장치의 이중 기능의 덕택으로, 상기 부착 장치(3)에 가장 가까이 위치되는 플랜지(28) - 이 플랜지(28)는 도면에 X 표로 표시되었음 - 를 필요 없게 한다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 상기 열교환기(2)는 부착 장치(3) 근처에 위치하는 모서리(27) - 여기서는, 우측 하부 모서리 - 에 어떠한 플랜지(28)도 없다는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 열교환기(2)를 포함하는 차량용, 특히 자동차용 열교환 모듈(여기에는 도시되지 않음)에 관한 것이기도 하다. 상기 열교환 모듈은 상기 차량의 엔진 격실에 통합되도록 의도된다. 상기 모듈은, 여기서는 이미 언급한 바와 같이 제 2 열교환기이며 이 실시예의 경우에서는 라디에이터인 상기 열교환기(2)의 홀더(4)를 포함할 수 있다. 상기 라디에이터는, 엔진의 불필요한 열에너지가 주변 공기류로 전달되도록 상기 제 1 열교환기(2)를 가로지르는 주변 공기류와 열전달 유체 사이의 열교환을 작동시키도록 구성된다.

Claims (10)

  1. 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열교환하는 코어(23)를 포함하는 열교환기(2)를 위한 부착 장치(3)에 있어서,
    상기 코어(23)에는 상기 제 1 유체를 위한 적어도 하나의 콜렉터(21)가 구비되고,
    상기 열교환기(2)는 실린더(25)를 포함하며,
    상기 부착 장치(3)는, 상기 실린더(25)를 폐쇄하기 위해 설치되는 몸체(body)와, 상기 코어(23)를 홀더(4)에 고정시킬 수 있게 하는 연장부(35)를 포함하는,
    부착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체(31)와 상기 연장부(35)는 하나의 재료로 형성되는
    부착 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연장부(35)는 고정 브래킷(fixing bracket)인
    부착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 브래킷(35)은 상기 코어(23)를 상기 홀더(4)에 고정하기에 적합한 절결부(37)를 구비하는
    부착 장치.
  5. 실린더(25)에 있어서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 부착 장치(3)를 포함하는
    실린더.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실린더(25)는 소위 주 방향(main direction)으로서의 길이 방향 연장부의 주 방향으로 연장되고, 또한 상기 실린더(25)는 소위 바닥 단부로서의 제 1 단부(24)와, 소위 상단부로서의 제 2 단부(26)를 구비하며, 상기 바닥 단부(24)는 상기 주 방향을 따라 상기 상단부(26)의 반대 측에 있고, 상기 부착 장치(3)는 상기 바닥 단부(24) 부근에 위치되는
    실린더.
  7. 열교환기(2)에 있어서,
    제 5 항 또는 제 6 항에 따른 실린더(25)를 포함하는
    열교환기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    플랜지들(28)을 추가로 포함하고,
    상기 열교환기(2)는 모서리들(27)이 있는 형태를 가지며, 상기 플랜지들(28)은 상기 모서리들(27)에 위치되고, 상기 부착 장치(3)의 부근에 위치되어 있는 상기 모서리들(27) 중 하나의 모서리에는 플랜지(28)가 마련되어 있지 않은
    열교환기.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 따른 열교환기(2)를 제 1 열교환기로서 포함하는
    열교환 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀더(4)가 상기 열교환 모듈의 제 2 열교환기인
    열교환 모듈.
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