KR20200098912A - 차량용 열교환기 - Google Patents

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KR20200098912A
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KR1020190016620A
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김상욱
정영근
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에스트라오토모티브시스템 주식회사
(주)신아엠피씨
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Abstract

싱글 패스 방식의 열교환기는 서로 마주하도록 배치되는 냉각수 유입 탱크와 냉각수 배출 탱크, 그리고 상기 냉각수 유입 탱크와 상기 냉각수 배출 탱크를 연결하는 복수의 냉각수 튜브를 포함한다. 상기 냉각수 유입 탱크를 구성하는 바닥부에는 상기 냉각수 튜브가 삽입되는 복수의 슬롯이 형성되며, 상기 바닥부는 상기 슬롯에 삽입된 상기 냉각수 튜브의 끝단을 지지하여 상기 냉각수 튜브 삽입 시에 스톱퍼 기능을 수행하는 지지벽을 구비한다.

Description

차량용 열교환기{Heat exchanger for vehicle}
본 발명은 차량용 열 교환기에 관한 것이다.
차량의 열교환기(즉, 히터 코어)는 차량의 엔진 냉각수에서 승객실로 열을 전달하는 장치이며 엔진 냉각수와 승객실로 공급되는 공기와의 열 교환이 가능하도록 구성된다.
히터 코어는 서로 대향하도록 배치되며 냉각수가 유입되고 배출되는 한 쌍의 냉각수 탱크, 그리고 한 쌍의 냉각수 탱크를 연결하는 복수의 냉각수 튜브를 포함한다. 이러한 히터 코어는 냉각수가 냉각수 유입 탱크, 냉각수 튜브, 그리고 냉각수 배출 탱크를 차례를 흘러 배출되는 냉각수 흐름을 가진다. 냉각수 튜브 사이에는 열 교환 핀이 형성되며, 공기가 열 교환 핀 사이를 통과하면서 열전달이 이루어진다. 이때 냉각수 튜브는 냉각수 탱크의 길이 방향을 따라 배열되며 양측 단부가 냉각수 유입 탱크와 냉각수 배출 탱크에 각각 삽입되어 냉각수의 이동이 가능하도록 구성된다.
복수의 냉각수 튜브가 냉각수 탱크를 구성하는 바닥부에 형성되는 슬롯에 삽입되는데 이때 냉각수 튜브의 삽입량을 균일하게 유지하는 것이 어렵다. 냉각수 튜브의 삽입량이 균일하지 못하면 냉각수 튜브 정렬이 고르지 못하게 된다. 냉각수 튜브의 고르지 못한 정렬은 냉각수 흐름에 저항으로 작용하여 냉각수 압력 강하가 증가되어 열교환기 내에서의 냉각수 흐름 특성이 나빠진다.
이러한 냉각수 튜브의 불균일한 삽입의 문제를 해결하기 위해 슬롯에 삽입된 튜브의 끝단을 지지하여 냉각수 튜브의 삽입량을 균일하게 유지하는 방법이 소개되었다. 그러나 이러한 기존의 방법은 냉각수 탱크 내에 스톱퍼 기능을 하는 별도의 부재가 추가되어야 하기 때문에 구조가 복잡할 뿐만 아니라 추가되는 부재가 냉각수 흐름에 저항으로 작용하는 문제가 있었다.
공개특허공보 제10-2015-0003001호 (공개일자: 2015년01월08일) 일본 공개특허공보 제2008-57952호 (공개일자: 2008년03월13일) 공개특허공보 제10-2015-0094002호 (공개일자: 2015년08월19일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 부재의 추가 없이 냉각수 튜브의 삽입량을 균일하게 유지할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기는 서로 마주하도록 배치되는 냉각수 유입 탱크와 냉각수 배출 탱크, 그리고 상기 냉각수 유입 탱크와 상기 냉각수 배출 탱크를 연결하는 복수의 냉각수 튜브를 포함한다. 상기 냉각수 유입 탱크를 구성하는 바닥부에는 상기 냉각수 튜브가 삽입되는 복수의 슬롯이 형성되며, 상기 바닥부는 상기 슬롯에 삽입된 상기 냉각수 튜브의 끝단을 지지하여 상기 냉각수 튜브 삽입 시에 스톱퍼 기능을 수행하는 지지벽을 구비한다.
상기 지지벽은 상기 각 냉각수 튜브의 중심부를 지지하도록 형성될 수 있다.
상기 지지벽은 상기 각 냉각수 튜브의 양측 단부를 각각 지지하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 냉각수 유입 탱크를 구성하는 바닥부가 냉각수 튜브의 단부를 지지하는 지지벽을 구비함으로써, 별도의 부재를 추가하지 않고 냉각수 튜브의 삽입 위치를 규제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기의 냉각수 유입 탱크의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기의 냉각수 유입 탱크의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기의 냉각수 유입 탱크를 구성하는 바닥부의 사시도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 싱글 패스 방식의 열교환기의 냉각수 유입 탱크의 저면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기, 즉 히터 코어(heater core)는 냉각수 유입 탱크(10), 냉각수 배출 탱크(20) 그리고 복수의 냉각수 튜브(30)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 히터 코어는 냉각수가 냉각수 유입 탱크(10), 냉각수 튜브(30) 그리고 냉각수 배출 탱크(20)를 차례로 흐르는 싱글 패스 방식의 열교환기이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수 유입 탱크(10)는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(11)를 포함하며, 냉각수 배출 탱크(20)는 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(21)를 포함한다. 냉각수 유입 탱크(10)와 냉각수 배출 탱크(20)는 냉각수 흐름 방향으로 길게 연장되는 관 형상을 가질 수 있으며, 냉각수 튜브(30)는 냉각수 유입 탱크(10)와 냉각수 배출 탱크(20)의 연장 방향과 수직인 방향으로 연장되는 판 형태를 가질 수 있다. 이때 복수의 냉각수 튜브(30)는 냉각수 유입 탱크(10)의 냉각수 흐름 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수 유입 탱크(10)의 냉각수 유입구(11)와 냉각수 배출 탱크(20)의 냉각수 배출구(21)는 같은 쪽에 형성될 수 있으며, 냉각수 유입 탱크(10)와 냉각수 배출 탱크(20)의 냉각수 유입(11)와 냉각수 배출구(21)가 구비되는 반대 측 단부는 폐쇄되도록 형성된다.
냉각수 튜브(30)의 양측 단부는 냉각수 유입 탱크(10)와 냉각수 배출 탱크(20) 내로 각각 삽입되어 냉각수 유입 탱크(10)의 냉각수가 냉각수 튜브(30)를 통해 냉각수 배출 탱크(20)로 이동될 수 있다. 이때, 냉각수 튜브(30) 사이에는 공기와의 열 교환을 위한 열 교환 핀(40)(도 1에는 일부만 도시되어 있음)이 배치될 수 있다. 이에 의해 승객실로 공급되는 공기가 열 교환 핀(40) 사이를 통과하는 과정에서 이루어지는 냉각수와의 열 교환을 통해 온도 조절이 된 후 승객실로 공급될 수 있다.
냉각수 유입 탱크(10)를 구성하는 바닥부(12)에는 냉각수 튜브(30)가 삽입되는 복수의 슬롯(13)이 형성된다. 냉각수 튜브(30)의 일 측 단이 슬롯(13)에 삽입됨으로써 냉각수 유입 탱크(10)에 체결될 수 있다. 여기서 바닥부(12)는 냉각수 유입 탱크(10)를 형성하는 부분 중 냉각수 튜브(30)를 향하는 쪽에 위치하여 냉각수 튜브(30)가 체결되는 부분이다. 바닥부(12)는 별도의 부재로 형성될 수도 있고 냉각수 유입 탱크(10)를 형성하는 전체 또는 부분의 일 부분으로 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 냉각수 배출 탱크(20)에도 복수의 슬롯이 형성될 수 있고, 냉각수 튜브(30)의 반대 측 단은 냉각수 배출 탱크(20)의 슬롯에 삽입될 수 있다. 냉각수 튜브(30)가 슬롯(13)에 삽입된 상태에서 냉각수 튜브(30)의 입구가 냉각수 유입 탱크(10) 내의 냉각수가 채워진 공간에 노출됨으로써 냉각수가 냉각수 튜브(30)로 유입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 바닥부(12)가 슬롯(13)을 부분적으로 막는 지지벽(14)을 구비한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지벽(14)은 냉각수 흐름 방향(도 3에서 우측 방향)을 따라 슬롯(13)을 가로지르는 브릿지(bridge) 형태로 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 지지벽(14)은 슬롯(13)에 삽입된 냉각수 튜브(30)의 끝단을 지지함으로써 냉각수 튜브(30)의 삽입 시에 냉각수 튜브(30)의 삽입 위치를 제한하는 스톱퍼 기능을 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 지지벽(14)은 냉각수 튜브(30)의 중심부를 지지하도록 배치될 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지벽(14)은 슬롯(13)의 외측 단부, 즉 도 4에서 상측 단부를 막도록 구성될 수 있다. 이에 의해 별도의 부재를 추가하지 않고도 냉각수 튜브(30)의 삽입 위치를 규제할 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는, 지지벽(24)이 슬롯(13)의 양측 단부에 형성되어 냉각수 튜브(30)의 양측 단부를 각각 지지하도록 배치된다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 냉각수 유입 탱크
11: 냉각수 유입구
20: 냉각수 배출 탱크
30: 냉각수 튜브
40: 열 교환 핀
12: 바닥부
13: 슬롯
14, 24: 지지벽

Claims (3)

  1. 서로 마주하도록 배치되는 냉각수 유입 탱크와 냉각수 배출 탱크, 그리고
    상기 냉각수 유입 탱크와 상기 냉각수 배출 탱크를 연결하는 복수의 냉각수 튜브를 포함하고,
    상기 냉각수 유입 탱크를 구성하는 바닥부에는 상기 냉각수 튜브가 삽입되는 복수의 슬롯이 형성되며,
    상기 바닥부는 상기 슬롯에 삽입된 상기 냉각수 튜브의 끝단을 지지하여 상기 냉각수 튜브 삽입 시에 스톱퍼 기능을 수행하는 지지벽을 구비하는
    싱글 패스 방식의 열교환기.
  2. 제1항에서,
    상기 지지벽은 상기 각 냉각수 튜브의 중심부를 지지하도록 형성되는 싱글 패스 방식의 열교환기.
  3. 제1항에서,
    상기 지지벽은 상기 각 냉각수 튜브의 양측 단부를 각각 지지하도록 형성되는 싱글 패스 방식의 열교환기.
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KR20150003001A (ko) 2013-06-28 2015-01-08 주식회사 두원공조 차량용 히터 코어
KR20150094002A (ko) 2014-02-10 2015-08-19 한국델파이주식회사 공기조화기용 증발기

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