KR20190091789A - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성된 입구 탱크부 및 출구 탱크부, 및 상기 탱크부들에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하며 서로 이격되어 배치된 복수개의 튜브를 포함하며, 외측면에서 오목하게 실링부재 삽입홈이 형성된 코어부; 및 상기 코어부의 실링부재 삽입홈에 일측이 삽입되어 결합된 몸체, 및 상기 몸체에서 연장 형성되어 코어부의 외측면에서 돌출된 립씰을 포함하는 실링부재; 를 포함하여 이루어져, 실링부재를 코어부에 결합하기 용이하며 하우징의 내부에 코어부가 삽입되어 수용되었을 때 실링부재에 의해 코어부와 하우징과의 이격된 사이가 밀폐되어, 하우징과 코어부 사이로 공기가 바이패스 되지 않도록 함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 엔진의 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 냉각시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
열교환기 중 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.
과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율이 저하되는 현상이 발생된다. 따라서 인터쿨러는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 냉각되도록 함으로써, 엔진 실린더의 흡입효율이 높아지도록 하며 연소효율이 향상되어 연비가 높아지도록 한다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 이 중 수랭식 인터쿨러(10)는 공랭식 인터쿨러와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 인터쿨러를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.
도 1에 도시된 수랭식 인터쿨러(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(20) 및 제2헤더탱크(30); 상기 제1헤더탱크(20) 또는 제2헤더탱크(30)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 제1입구파이프(40) 및 배출되는 제1출구파이프(50); 상기 제1헤더탱크(40) 및 제2헤더탱크(50)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 및 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 핀(70); 상기 튜브(60)와 핀(70)의 조립체가 수용되며, 상기 튜브(60)의 일측 단부가 위치하는 일측면과 타측면에 개구되는 커버부재(80); 및 상기 커버부재(80)의 일측면에 형성되며, 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(41) 및 배출되는 제2출구파이프(51); 를 포함하여 형성된다.
또한, 이와는 반대로 냉각수가 튜브의 내부를 통과하고 헤더탱크들, 튜브 및 핀이 조립된 조립체인 열교환기 코어를 내측에 배치하고 코어를 둘러싸도록 케이스를 형성하여, 케이스의 내측을 공기가 통과하면서 코어에 의해 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
그런데 이와 같은 수랭식 인터쿨러는 공기가 케이스의 내측과 코어의 외측 사이로 통과되지 않도록 하여 공기가 전부 코어를 통과하도록 함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나 케이스의 내측에 코어를 삽입하여 조립하기 위해 케이스의 외측과 코어의 외측이 이격되도록 유격이 있어야 하므로, 케이스와 코어의 이격된 사이를 통해 공기가 바이패스되어 열교환 성능이 저하될 수 있다. 또는, 케이스의 내측과 코어의 외측이 이격되지 않고 밀착되도록 결합하기 위해서는 케이스를 여러 개의 조각으로 형성한 후 조립해야 하므로, 구조 및 조립이 복잡하고 케이스의 구조적인 강도가 저하될 수 있다.
KR 10-1116844 B1 (2012.02.08)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환기 코어부와 하우징의 이격된 사이의 공간을 통해 공기가 바이패스되지 않도록 실링부재를 설치하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기(1000)는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성된 입구 탱크부(110) 및 출구 탱크부(120), 및 상기 탱크부(110, 120)들에 양단이 연결되어 냉각수 유로(C)를 형성하며 서로 이격되어 배치된 복수개의 튜브(130)를 포함하며, 외측면에서 오목하게 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 코어부(100); 및 상기 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 일측이 삽입되어 결합된 몸체(210), 및 상기 몸체(210)에서 연장 형성되어 코어부(100)의 외측면에서 돌출된 립씰(220)을 포함하는 실링부재(200); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 코어부(100)는, 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 결합에 의해 내부에 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(C)가 형성된 튜브(130)들이 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 코어부(100)는, 상기 튜브(130)들이 높이방향으로 적층 배열되며, 상기 튜브(130)들의 적층에 의해 형성된 길이방향 양쪽 측면 중 일측면 이상에 상기 실링부재 삽입홈(150)이 형성될 수 있다.
또한, 제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)의 외곽이 서로 접합되어 제1접합부(201)가 형성되며, 상기 제1접합부(201)를 형성하는 제1수평부(131)에서 제1수직부(132)가 연장 형성되고 상기 제1수직부(132)에서 제2수평부(133)가 연장 형성되며, 이웃하는 튜브(130)들의 서로 마주보는 제1플레이트(130a)의 제2수평부(133)와 제2플레이트(130b)의 제2수평부(133)가 서로 접합되어 제2접합부(202)가 형성되며, 상기 제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)는 제2수평부(133)에서 제2수직부(134)가 연장 형성되며, 상기 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수평부(133) 및 제2수직부(134)의 일부가 제거된 형태로 오목하게 상기 실링부재 삽입홈(150)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)는 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 삽입된 몸체(210)가 상기 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수직부(134)에 걸려서 삽입된 반대방향으로 빠지지 않도록 실링부재 삽입홈(150)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)는 몸체(210)의 폭(WB)에 비해 립씰(220)의 폭(WL)이 좁게 형성될 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)는, 상기 코어부(100)의 길이방향 측면에 형성된 실링부재 삽입홈(150)에 삽입되어 결합된 측면 밀폐부(200-1), 및 상기 측면 밀폐부(200-1)의 하단에서 폭방향으로 연장 형성되어 상기 코어부(100)의 하면 아래쪽에 배치된 하단 밀폐부(200-2)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 오목하게 형성되어 상기 실링부재(200)가 결합된 코어부(100)가 삽입되어 내부에 수용되며, 일측에 공기가 유입되는 공기 유입구(710)가 형성되고 타측에 공기가 배출되는 공기 배출구(720)가 형성된 하우징(700)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 실링부재(200)는 립씰(220)이 하우징(700)의 측벽 내측면에 접촉되어, 상기 코어부(100)와 하우징(700)의 사이가 밀폐될 수 있다.
또한, 상기 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)의 바닥면과 하우징(700)의 측벽 내측면 사이의 간격(L1)보다 길이방향으로 실링부재(200)의 길이(L2)가 더 길게 형성될 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)의 립씰(220)은 하우징(700) 측벽의 내측면에 수직인 방향을 기준으로 특정각도 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 립씰(220)은 공기의 유동방향으로 전방쪽을 향해 휘어져 자유단 부분의 폭방향쪽 일면이 하우징에 접촉될 수 있다.
그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기(1000)는, 제1유체로서 과급 공기가 제1방향으로 유동되도록 입구 및 출구가 구비된 하우징(700); 상기 하우징(700)에 삽입되고, 상기 제1유체가 유동되도록 상기 제1방향으로 개구되어 있으며, 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체로서 냉각수가 유동하는 코어부(100); 및 상기 코어부(100)와 하우징(700) 사이로 상기 제1유체가 유동하는 것을 방지하기 위한 실링부재(200); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)는 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장하여 상기 코어부(100)와 상기 하우징(700) 사이를 실링할 수 있다.
또한, 상기 실링부재(200)는 상기 코어부(100) 및 상기 하우징부(700) 중 어느 하나에 고정될 수 있다.
본 발명의 열교환기는, 실링부재에 의해 코어부와 하우징의 이격된 사이의 공간을 통해 공기가 바이패스 되지 않아 열교환 효율이 향상되는 장점이 있다.
또한, 별도의 접착제나 보강을 위한 리브가 없이 실링부재를 하우징에 용이하게 결합할 수 있어 조립이 용이한 장점이 있다.
도 1은 종래의 수랭식 인터쿨러를 나타낸 분해사시도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도, 조립사시도 및 평면 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 열교환기 형태의 코어부를 나타낸 분해사시도 및 정면 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어부, 실링부재 및 하우징이 결합된 상태에서의 밀폐구조를 나타낸 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링부재를 나타낸 사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도, 조립사시도 및 평면 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(1000)는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성된 입구 탱크부(110) 및 출구 탱크부(120), 및 상기 탱크부(110, 120)들에 양단이 연결되어 냉각수 유로(C)를 형성하며 서로 이격되어 배치된 복수개의 튜브(130)를 포함하며, 외측면에서 오목하게 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 코어부(100); 및 상기 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 일측이 삽입되어 결합된 몸체(210), 및 상기 몸체(210)에서 연장 형성되어 코어부(100)의 외측면에서 돌출된 립씰(220)을 포함하는 실링부재(200); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 본 발명의 열교환기(1000)는 크게 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 코어부(100) 및 실링부재(200)로 구성될 수 있으며, 하우징(700)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 실링부재 삽입홈(150)에 실링부재(200)의 일부분이 삽입되어 실링부재(200)가 코어부(100)에 결합될 수 있으며, 코어부(100)에 실링부재(200)가 결합된 상태에서 하우징(700)의 내부에 삽입되어 코어부(100)와 하우징(700)의 이격된 사이가 실링부재(200)에 의해 밀폐될 수 있다.
코어부(100)는 입구 탱크부(110), 출구 탱크부(120) 및 튜브(130)로 구성될 수 있으며, 이웃하는 튜브(130)들의 이격된 사이에 개재되어 결합된 핀(140)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 입구 탱크부(110)는 외부에서 유입된 냉각수가 내부에 저장될 수 있고 냉각수가 내부를 따라 유동될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 높이방향으로 형성되어 입구 파이프(111)에 연결될 수 있다. 출구 탱크부(120)는 코어부(100)를 통과하는 공기와 열교환된 냉각수가 모여 저장되고, 냉각수가 내부를 따라 유동되어 외부로 배출될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 출구 파이프(121)와 연결되도록 높이방향으로 형성될 수 있다. 튜브(130)는 입구 탱크부(110)에 일단이 연결되고 출구 탱크부(120)에 타단이 연결되어, 냉각수가 유동되면서 공기와 열교환될 수 있는 냉각수 유로(C)를 형성하는 부분이며, 복수개가 높이방향으로 이격되게 배열되어 나란하게 형성될 수 있다. 이때, 탱크부들(110, 120)과 튜브(130)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 적층형 열교환기 형태로 형성될 수 있으며, 관 형태의 탱크 또는 헤더탱크들에 관 형태의 복수개의 튜브(130)가 연결되어 고정된 압출 튜브식 열교환기 형태로 형성될 수도 있다. 튜브(130)들의 사이에는 열교환 효율을 향상시키기 위한 핀(140)이 개재될 수 있으며, 일례로 핀(140)들은 주름진 코루게이트 핀 형태로 형성되어 튜브(130)들에 결합될 수 있다. 또한, 탱크부들은 길이방향의 양측 중 한 쪽에 배치되거나 양쪽에 배치될 수도 있으나, 도면에서는 길이방향의 일측에 탱크부들이 형성된 것을 나타내었으며, 이와 같은 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 또한, 도시된 바와 같이 탱크부들과 튜브(130)들은 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 적층형 열교환기 형태를 기준으로 설명하기로 한다. 여기에서, 코어부(100)는 입구 탱크부(110)로 유입된 냉각수가 튜브(130)를 따라 유턴하는 형태로 유동되어 출구 탱크부(120)를 통해 외부로 배출될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 외부에서 유입된 냉각수가 입구 탱크부(110)를 따라 높이방향으로 유동되면서 튜브(130)들로 분배되고 튜브(130)들을 따라 길이방향으로 유동되어 유턴되어 출구 탱크부(120)로 모여 높이방향으로 유동되어 외부로 배출될 수 있다. 이때, 공기는 코어부(100)의 폭방향으로 전방측에서 후방측으로 유동될 수 있으며, 공기가 튜브(130)들이 사이를 통과하면서 열교환되어 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
또한, 코어부(100)의 하면에는 하부 보강판(400)이 결합되고 코어부(100)의 상면에는 상부 보강판(500)이 결합되어 코어부(100)의 강도를 보강할 수 있으며, 코어부(100)를 구성하는 부품들 및 보강판들은 조립된 후 브레이징 또는 용접 등으로 접합되어 결합될 수 있다. 그리고 입구 파이프(111) 및 출구 파이프(121)는 상부 보강판(500)에 관통 형성된 결합공을 관통하도록 결합될 수 있으며, 입구 파이프(111) 및 출구 파이프(121)는 브레이징 또는 용접 등을 통해 상부 보강판(500)에 결합되어 고정될 수 있다.
그리고 일례로 코어부(100)는 외측면들 중 길이방향 양쪽 측면에 실링부재 삽입홈(150)이 오목하게 형성될 수 있다. 이때, 실링부재 삽입홈(150)은 코어부(100)의 길이방향 측면에 형성될 수 있고, 폭방향으로 중앙부분에 형성되되 높이방향을 따라 연속되게 형성될 수 있으며, 상부 보강판(500)을 제외하고 튜브(130)들 및 하부 보강판(400)을 포함하여 상단에서 하단까지 형성될 수 있다.
실링부재(200)는 탄성이 있고 유연한 재질로 형성될 수 있으며, 실링부재(200)는 몸체(210) 및 립씰(220)로 구성되어, 몸체(210)가 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 삽입되어 결합될 수 있다. 몸체(210)는 실링부재 삽입홈(150)에 삽입될 수 있도록 높이방향으로 연속되게 형성된 막대 형태로 형성될 수 있으며, 실링부재 삽입홈(150)을 향하는 쪽의 모서리 부분이 모따기되어 실링부재 삽입홈(150)에 실링부재(200)의 몸체(210)가 삽입되기 용이할 수 있다. 그리고 몸체(210)에서는 코어부(100)를 향하는 반대쪽면의 폭방향 중앙부분에서 길이방향으로 바깥쪽을 향해 립씰(220)이 연장 형성되며, 립씰(220)은 몸체(210)와 같이 높이방향으로 연속되게 형성되어 몸체에 비해 상대적으로 폭이 좁은 얇은 판 형태로 형성될 수 있다. 여기에서 실링부재(200)는 몸체(210)가 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 삽입되어 결합된 상태에서, 실링부재(200)의 립씰(220)이 코어부(100)의 외측면에서 돌출되어 있는 형태로 형성될 수 있다.
하우징(700)은 오목하게 형성되어 내부가 중공되고 상측이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 일측에 공기가 유입되는 공기 유입구(710)가 형성되고 타측에 공기가 배출되는 공기 배출구(720)가 형성될 수 있다. 그리고 하우징(700)의 내부에 실링부재(200)가 결합된 코어부(100)가 삽입되어 수용될 수 있다. 이때, 코어부(100)의 상측에 결합된 상부 보강판(500)은 코어부(100)의 상면보다 너비가 넓게 형성되고 상부 보강판(500)의 둘레부에 상하를 관통하는 관통구멍들이 형성되어, 하우징(700)의 내부에 코어부(100)가 삽입되도록 조립한 후 체결수단 등을 이용해 상부 보강판(500)을 하우징(700)에 결합할 수 있다.
이때, 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)과 실링부재(200)의 몸체(210)가 서로 대향되는 길이방향 면끼리 서로 밀착되며, 실링부재(200)의 립씰(220)이 하우징(700)의 길이방향 측벽 내측면에 접촉되어 밀착되어, 하우징(700)의 측벽 내측면과 코어부(100)의 길이방향 측면 사이가 실링부재(200)에 의해 밀폐될 수 있다. 이에 따라, 하우징(700)의 공기 유입구(710)로 유입된 공기는 코어부(100)의 튜브(130)들 사이를 통과하여 공기 배출구(720)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.
그리하여 본 발명의 열교환기는, 실링부재에 의해 코어부와 하우징의 이격된 사이의 공간을 통해 공기가 바이패스 되지 않아 열교환 효율이 향상될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 열교환기 형태의 코어부를 나타낸 분해사시도 및 정면 단면도이다.
도 6을 참조하면, 코어부(100)는 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 결합에 의해 내부에 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(C)가 형성된 튜브(130)들이 적층되어 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이 코어부(100)는 복수개의 튜브(130)들이 높이방향으로 적층되어 접합된 형태로 형성될 수 있으며, 튜브(130)는 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 접합에 의해 형성될 수 있다. 이때, 튜브(130)는 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 외곽에 길이방향 및 폭방향의 평면인 수평방향으로 각각 제1수평부(131)가 형성되어, 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 제1수평부(131)들이 접촉되도록 적층된 후 브레이징 등으로 접합되어 제1접합부(201)가 형성될 수 있다. 그리하여 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 접합에 의해 외곽이 밀폐될 수 있으며, 접합된 접합부(201)의 내측에는 열교환매체인 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 유로(C)가 형성될 수 있다. 그리고 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)는 각각 냉각수 유로(C)가 형성되는 측으로 플레이트(135)의 면에서 유동조절 비드(137) 및 돌출 비드(138)가 돌출되도록 형성될 수 있으며, 유동조절 비드(137)는 냉매의 흐름을 안내하도록 냉각수 유로(C)를 구획하거나 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 형태로 길게 형성될 수 있고 돌출 비드(138)는 냉각수와의 열교환 면적을 크게 할 수 있도록 원기둥 형태 등으로 형성될 수 있다. 또한, 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)는 플레이트(135)의 면에서 비드(137, 138)들과는 반대방향인 이웃하는 튜브(130)를 향하는 방향으로 컵부(136)가 돌출 형성될 수 있으며, 컵부(136)의 돌출된 단부는 상하를 관통하는 연통공이 형성될 수 있고 컵부(136)는 돌출된 단부의 일부가 내측을 향해 수평으로 형성되어 서로 이웃하는 튜브(130)들의 컵부(136)끼리 용이하게 접합되어 결합될 수 있다. 이에 따라 튜브(130)들의 컵부(136)에 의해 형성된 공간이 연결되도록 형성되어 입구 탱크부(110) 및 출구 탱크부(120)로 각각 형성될 수 있다. 그리하여 일례로 도시된 바와 같이 길이방향 일측에 입구 탱크부(110)와 출구 탱크부(120)가 모두 형성되는 경우에는, 입구 파이프(111)를 통해 입구 탱크부(110)로 유입된 냉매는 각각의 튜브(130)로 분배되어 유입된 후 유동조절 비드(137)에 의해 각각의 튜브(130)들에 형성된 폭방향 일측의 냉각수 유로(C)를 따라 길이방향으로 유동된 후 유턴하여 폭방향 타측에 형성된 냉각수 유로(C)를 따라 길이방향으로 유동된 후 출구 탱크부(120)로 모여 출구 파이프(121)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)는 동일한 형태로 형성되어 제1플레이트(130a)를 뒤집어 놓은 것이 제2플레이트(130b)가 될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)가 다른 형태로 형성될 수도 있다.
이때, 코어부(100)는 튜브(130)들이 높이방향으로 적층 배열되며, 튜브(130)들의 적층에 의해 형성된 길이방향 측면에 실링부재 삽입홈(150)이 형성될 수 있으며, 실링부재 삽입홈(150)은 코어부(100)의 길이방향 양쪽 측면에 한쪽면에만 형성되거나 양쪽면에 모두에 형성될 수도 있다. 일례로 도시된 바와 같이 코어부(100)의 길이방향 양쪽 측면에 실링부재 삽입홈(150)이 모두 형성되어, 양쪽에 실링부재(200)가 각각 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 코어부(100)의 튜브(130)들은 제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)의 외곽이 서로 접합되어 제1접합부(201)가 형성되며, 상기 제1접합부(201)를 형성하는 제1수평부(131)에서 제1수직부(132)가 연장 형성되고 상기 제1수직부(132)에서 제2수평부(133)가 연장 형성되며, 이웃하는 튜브(130)들의 서로 마주보는 제1플레이트(130a)의 제2수평부(133)와 제2플레이트(130b)의 제2수평부(133)가 서로 접합되어 제2접합부(202)가 형성되며, 상기 제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)는 제2수평부(133)에서 제2수직부(134)가 연장 형성되며, 상기 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수평부(133) 및 제2수직부(134)의 일부가 제거된 형태로 오목하게 상기 실링부재 삽입홈(150)이 형성될 수 있다.
즉, 튜브(130)는 상기한 제1접합부(201)가 형성되는 제1플레이트(130a)의 제1수평부(131)와 제2플레이트(130b)의 제1수평부(131)의 길이방향 바깥쪽 단부에서 서로 마주보는 반대쪽을 향해 높이방향으로 각각 제1수직부(132)가 연장 형성될 수 있다. 그리고 제1수직부(132)들의 높이방향 단부에서 길이방향 바깥쪽 방향을 향해 제2수평부(133)들이 연장 형성될 수 있다. 즉, 제1접합부(201)가 형성되는 제1플레이트(130a)의 제1수평부(131)의 단부에서 상측으로 제1수직부(132)가 연장 형성되고 제1수직부(132)의 단부에서 바깥쪽으로 제2수평부(133)가 연장 형성되며, 제1접합부(201)가 형성되는 제2플레이트(130b)의 제1수평부(131)의 단부에서 하측으로 제1수직부(132)가 연장 형성되고 제1수직부(132)의 단부에서 바깥쪽으로 제2수평부(133)가 연장 형성될 수 있다. 그리하여 이웃하는 튜브(130)들이 서로 접합되어 결합되되, 하나의 튜브(130)의 제2수평부(133)와 다른 하나의 튜브(130)의 제2수평부(133)가 서로 접합되어 제2접합부(202)가 형성될 수 있다.
이에 따라 튜브(130)들이 접합되어 결합되는 부분인 제1접합부(201)의 바깥쪽에 제2접합부(202)가 더 형성되므로, 하나의 튜브(130)의 제1수직부(132)의 단부와 다른 하나의 튜브(130)의 제1수직부(132)의 단부가 제1접합부(201) 및 제2접합부(202)에 의해 모두 결합되어, 전체적으로는 높이방향으로 튜브(130)들의 제1수직부(132)들이 모두 연결되어 결합된 형태로 형성될 수 있다. 그러므로 보강재 역할을 하는 제1수직부(132)들, 제2수평부(133)들 및 제2접합부(202)에 의해 코어부(100) 측면의 강성이 커질 수 있으며, 제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)에 일체로 강도를 보강할 수 있는 보강재가 형성되므로, 플레이트들의 적층 및 접합에 의해 튜브의 형성, 열교환기 코어의 형성 및 강도의 보강이 이루어질 수 있다. 그리고 보강재 역할을 하는 제2수평부(133) 및 제2접합부(202)의 일부를 절단하여 제거한 형태로 오목하게 실링부재 삽입홈(150)을 형성하여 실링부재(200)를 삽입하여 결합할 수 있다.
또한, 실링부재(200)는 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 삽입된 몸체(210)가 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수직부(134)에 걸려서 삽입된 반대방향으로 빠지지 않도록 실링부재 삽입홈(150)에 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, 일례로 실링부재(200)는 탄성재질로 형성되되 몸체(210)의 폭(WB)이 실링부재 삽입홈(150)의 폭(WG)보다 약간 크게 형성되어, 실링부재 삽입홈(150)에 실링부재(200)의 몸체(210)를 길이방향으로 삽입하여 결합할 때 몸체(210)가 눌려 폭이 줄어들면서 실링부재 삽입홈(150)에 억지로 삽입되며, 실링부재 삽입홈(150)에 몸체(210)가 삽입된 상태에서 탄성에 의해 몸체(210)가 원래의 폭으로 복원되어 몸체(210)가 코어부(100)의 제2수직부(134)에 걸려 고정될 수 있다. 그리하여 몸체(210)가 실링부재 삽입홈(150)에 길이방향으로 삽입된 상태에서 삽입된 반대방향으로 쉽게 빠지지 않을 수 있으며, 별도의 구조 및 부재를 이용하지 않아도 실링부재를 코어부에 용이하게 결합하여 고정되도록 할 수 있다.
또한, 실링부재(200)는 몸체(210)의 폭(WB)에 비해 립씰(220)의 폭(WL)이 좁게 형성되어, 립씰(220)부분을 잡은 상태에서 몸체(210) 부분을 밀어서 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 실링부재(200)를 용이하게 결합할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면 실링부재(200)는, 코어부(100)의 길이방향 측면에 형성된 실링부재 삽입홈(150)에 삽입되어 결합된 측면 밀폐부(200-1), 및 측면 밀폐부(200-1)의 하단에서 폭방향으로 연장 형성되어 코어부(100)의 하면 아래쪽에 배치된 하단 밀폐부(200-2)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 실링부재(200)가 "L"자 형태로 형성되어, 실링부재(200)가 코어부(100)의 측면쪽 전체 및 하면쪽 일부 영역에 걸쳐 연결되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 도 3과 같이 코어부(100)에 실링부재(200)를 결합한 상태에서 이를 하우징(700)의 내부에 삽입하여 조립할 때, 실링부재(200)의 측면 밀폐부(200-1)의 립씰(220)이 하우징(700)과 접촉되면서 삽입되더라도 실링부재(200)의 하단 밀폐부(200-2)가 코어부(100)의 하면에 걸려 있는 상태이므로, 측면 밀폐부(200-1)가 밀려 올라가지 않을 수 있어 측면 밀폐부(200-1)가 변형되거나 이탈되지 않을 수 있다.
또한, 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)의 바닥면(길이방향쪽 면)과 하우징(700)의 길이방향 측벽 내측면 사이의 간격(L1)보다 길이방향으로 실링부재(200)의 길이(L2)가 더 길게 형성될 수 있다.
이에 따라 실링부재(200)가 코어부(100)에 결합된 상태에서 코어부(100)를 하우징(700)의 내부에 삽입하여 조립할 때, 실링부재(200)의 립씰(220)이 휘어져 변형된 상태로 삽입될 수 있으며 삽입이 완료된 상태에서도 립씰(220)이 휘어져 하우징(700)의 측벽에 밀착된 상태가 된다. 그리하여 실링부재(200)의 립씰(220)이 하우징(700)에 밀착되어 기밀이 확실하게 유지될 수 있다.
이때, 실링부재(200)의 립씰(220)은 하우징(700) 측벽의 내측면에 수직인 방향을 기준으로 특정각도 예각으로 경사지게 형성될 수 있다. 그리하여 실링부재(200)가 코어부(100)에 결합된 상태에서 코어부(100)를 하우징(700)의 내부에 삽입하여 조립할 때, 립씰(220)의 각도에 의해 립씰(220)이 폭방향으로 한쪽으로만 휘어질 수 있어 보다 확실하게 기밀이 유지될 수 있다.
또한, 립씰(220)은 공기의 유동방향으로 전방쪽을 향해 휘어져 자유단 부분의 폭방향쪽 일면이 하우징(700)에 접촉될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 립씰(220)의 자유단 부분이 공기가 유입되는 쪽을 향해 휘어져 있도록 하우징(700)에 접촉되어 있어, 하우징(700) 내부로 유입된 고압의 공기에 의해서도 립씰(220)이 하우징(700)의 측벽 내측면과 이격되지 않을 수 있다.
또한, 하우징(700)의 내측과 코어부(100)의 외측이 이격되도록 형성될 수 있다. 즉, 하우징(700)의 내부 빈 공간에 코어부(100)를 삽입하기 용이하도록 상측에서 바라보았을 때 하우징(700)의 내측 공간의 면적보다 코어부(100)의 면적이 작게 형성되어, 하우징(700)의 내측면과 코어부(100)의 외측면이 이격되도록 배치될 수 있다. 그리하여 길이방향으로 코어부(100)의 외측 양측면과 하우징(700)의 내측 양측면 사이가 각각 서로 이격되도록 형성되어, 하우징(700)의 개방된 상측을 통해 상측에서 하측방향으로 코어부(100)가 하우징(700)의 내부에 쉽게 삽입되어 조립될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 상기 실시예에서 실링부재(200)는 코어부(100)에 고정되는 것으로 설명하였으나, 실링부재(200)는 코어부(100) 및 하우징(700) 중 어느 하나에 고정될 수도 있다. 이때, 최적으로서는 코어부(100)에 실링부재(200)가 고정된 상태에서 하우징(700)에 결합하는 것이 바람직하다. 그 이유는 실링부재(200)가 코어부(100)에 결합된 상태로 하우징(700)에 삽입되는 것이 더 용이하기 때문이다.
또한, 실링부재(200)는 실링 능력 향상을 위해 립씰(220)이 다수개로 형성될 수 있다.
1000 : 열교환기
100 : 코어부
110 : 입구 탱크부 111 : 입구 파이프
120 : 출구 탱크부 121 : 출구 파이프
130 : 튜브
130a : 제1플레이트 130b : 제2플레이트
131 : 제1수평부 132 : 제1수직부
133 : 제2수평부 134 : 제2수직부
135 : 플레이트 136 : 컵부
137 : 유동조절 비드 138 : 돌출 비드
140 : 핀 150 : 실링부재 삽입홈
200 : 실링부재
200-1 : 측면 밀폐부 200-2 : 하단 밀폐부
210 : 몸체 220 : 립씰
400 : 하부 보강판
500 : 상부 보강판
700 : 하우징
710 : 공기 유입구 720 : 공기 배출구

Claims (14)

  1. 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성된 입구 탱크부(110) 및 출구 탱크부(120), 및 상기 탱크부(110, 120)들에 양단이 연결되어 냉각수 유로(C)를 형성하며 서로 이격되어 배치된 복수개의 튜브(130)를 포함하며, 외측면에서 오목하게 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 코어부(100); 및
    상기 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 일측이 삽입되어 결합된 몸체(210), 및 상기 몸체(210)에서 연장 형성되어 코어부(100)의 외측면에서 돌출된 립씰(220)을 포함하는 실링부재(200);
    를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어부(100)는,
    제1플레이트(130a)와 제2플레이트(130b)의 결합에 의해 내부에 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(C)가 형성된 튜브(130)들이 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코어부(100)는,
    상기 튜브(130)들이 높이방향으로 적층 배열되며, 상기 튜브(130)들의 적층에 의해 형성된 길이방향 양쪽 측면 중 일측면 이상에 상기 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제2항에 있어서,
    제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)의 외곽이 서로 접합되어 제1접합부(201)가 형성되며, 상기 제1접합부(201)를 형성하는 제1수평부(131)에서 제1수직부(132)가 연장 형성되고 상기 제1수직부(132)에서 제2수평부(133)가 연장 형성되며, 이웃하는 튜브(130)들의 서로 마주보는 제1플레이트(130a)의 제2수평부(133)와 제2플레이트(130b)의 제2수평부(133)가 서로 접합되어 제2접합부(202)가 형성되며, 상기 제1플레이트(130a) 및 제2플레이트(130b)는 제2수평부(133)에서 제2수직부(134)가 연장 형성되며,
    상기 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수평부(133) 및 제2수직부(134)의 일부가 제거된 형태로 오목하게 상기 실링부재 삽입홈(150)이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실링부재(200)는 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)에 삽입된 몸체(210)가 상기 제1플레이트(130a)들 및 제2플레이트(130b)들의 제2수직부(134)에 걸려서 삽입된 반대방향으로 빠지지 않도록 실링부재 삽입홈(150)에 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재(200)는 몸체(210)의 폭(WB)에 비해 립씰(220)의 폭(WL)이 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재(200)는,
    상기 코어부(100)의 길이방향 측면에 형성된 실링부재 삽입홈(150)에 삽입되어 결합된 측면 밀폐부(200-1), 및 상기 측면 밀폐부(200-1)의 하단에서 폭방향으로 연장 형성되어 상기 코어부(100)의 하면 아래쪽에 배치된 하단 밀폐부(200-2)를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    오목하게 형성되어 상기 실링부재(200)가 결합된 코어부(100)가 삽입되어 내부에 수용되며, 일측에 공기가 유입되는 공기 유입구(710)가 형성되고 타측에 공기가 배출되는 공기 배출구(720)가 형성된 하우징(700)을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 실링부재(200)는 립씰(220)이 하우징(700)의 측벽 내측면에 접촉되어, 상기 코어부(100)와 하우징(700)의 사이가 밀폐된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어부(100)의 실링부재 삽입홈(150)의 바닥면과 하우징(700)의 측벽 내측면 사이의 간격(L1)보다 길이방향으로 실링부재(200)의 길이(L2)가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 실링부재(200)의 립씰(220)은 하우징(700) 측벽의 내측면에 수직인 방향을 기준으로 특정각도 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 립씰(220)은 공기의 유동방향으로 전방쪽을 향해 휘어져 자유단 부분의 폭방향쪽 일면이 하우징(700)에 접촉된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제1유체가 제1방향으로 유동되도록 입구 및 출구가 구비된 하우징(700);
    상기 하우징(700)에 삽입되고, 상기 제1유체가 유동되도록 상기 제1방향으로 개구되어 있으며, 상기 제1유체와 열교환하는 제2유체가 유동하는 코어부(100); 및
    상기 코어부(100)와 하우징(700) 사이로 상기 제1유체가 유동하는 것을 방지하기 위한 실링부재(200);
    를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 실링부재(200)는 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장하여 상기 코어부(100)와 상기 하우징(700) 사이를 실링하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 실링부재(200)는 상기 코어부(100) 및 상기 하우징부(700) 중 어느 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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