KR20210119692A - 열 교환기 - Google Patents

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KR20210119692A
KR20210119692A KR1020200036117A KR20200036117A KR20210119692A KR 20210119692 A KR20210119692 A KR 20210119692A KR 1020200036117 A KR1020200036117 A KR 1020200036117A KR 20200036117 A KR20200036117 A KR 20200036117A KR 20210119692 A KR20210119692 A KR 20210119692A
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heat exchange
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KR1020200036117A
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한지훈
고광옥
이상민
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 서로 수평하게 배치되어, 각각 서로 다른 온도의 열교환매체가 흐르는 제1튜브와 제2튜브를 포함하는 열 교환기에 있어서, 열팽창 편차를 고려하여 열 교환기를 설계함으로써, 제1튜브와 제2튜브에 흐르는 열교환매체의 온도차로 인해 열팽창 편차가 발생하더라도, 헤더와 튜브가 분리되지 않게 하거나, 내구성이 저하되는 등의 문제점을 방지할 수 있는 열 교환기에 관한 것이다.

Description

열 교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열 교환기에 관한 것이다.
차량의 공조장치에 사용되는 응축기는 열교환기의 범주에 포함되는 구성요소로, 냉방 사이클 과정 중에 압축기에서 송출되는 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축하고, 팽창수단으로 송출한다.
차량의 공조장치에 사용되는 라디에이터 또한 열교환기의 범주에 포함되는 구성요소로, 엔진의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하는 것을 방지한다.
일반적으로 내연기관은 항상 고온, 고압의 가스를 연소시키는 과정에서 매우 많은 양의 열이 발생되며, 상기 열이 적절히 냉각되지 않으면 과열로 인하여 실린더와 피스톤을 포함하는 각종 부품이 손상되므로, 상기 실린더 주위에 냉각수를 수용하는 재킷을 구비하고, 상기 재킷 내부의 냉각수를 순환시킴으로써 상기 냉각수가 엔진으로부터 발생하는 열을 흡수함으로써 엔진이 냉각되도록 하고 있다. 즉, 라디에이터는 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터펌프에 의해 순환되면서, 외부에 열을 방출하도록 하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전 상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.
한편, 하이브리드 차량에서는 엔진 외에도 모터, 인버터, 배터리 스택 등을 포함하는 전기, 전자 구성품인 전장부품 역시 냉각해야하는데, 상기 엔진을 통과한 냉각수와 전장부품을 통과한 냉각수는 일정 온도 차이가 발생되어 하나의 냉각 시스템을 갖지 못한다. 따라서 차량용 냉각 시스템은 크게 엔진 냉각용 시스템과, 전장부품 냉각용 시스템이 개별적으로 구비되며, 엔진 냉각을 위한 라디에이터와 전장부품 냉각을 위한 라디에이터가 개별적으로 구비된다.
상기 전장부품 냉각용 라디에이터는 일반적으로 별도로 제작되어 응축기의 상측 또는 하측에 조립된다. 이러한 방식은 전장부품 냉각용 라디에이터와 응축기의 조립을 위한 부품이 필요하며, 조립 공정 추가에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같이 전장부품 냉각용 라디에이터를 상기 응축기의 하측 또는 상측에 조립할 경우, 제한된 공간 내에 구비되어야 하기 때문에 상기 응축기의 전면 면적이 축소될 수밖에 없어 냉방 성능이 저하될 수 있으며, 상기 응축기의 하측 영역에 형성되는 과냉각 영역이 차량의 범퍼 빔에 가려져 외부에서 유입되는 공기가 충분하지 못하다는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해, 서로 다른 유로를 형성하는 2열의 튜브를 포함하는 일체형 라디에이터가 소개되고 있으며, 도 1은 2열의 튜브를 포함하는 일체형 라디에이터를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 2열의 튜브를 포함하는 일체형 라디에이터는, 높이 방향으로 일정 간격 이격되어 적층되는 제1튜브(11), 상기 제1튜브(11)의 수평한 방향에 배치되어, 제1튜브(11)와 동일한 방향으로 일정 간격 이격되어 적층되는 제2튜브(12), 제1튜브(11)와 제2튜브(12)의 양단에 각각 결합되는 헤더(20), 상기 헤더(20)에 결합되는 탱크(30) 및 상기 헤더(20)와 탱크(30) 사이에 배치되는 가스켓(40)을 포함할 수 있다. 열팽창이 발생하기 이전, 즉 제작단계에서 제1튜브(11)와 제2튜브(12)의 길이는 서로 동일할 수 있다.
일반적으로 제1튜브(11)와 제2튜브(12)에는 서로 다른 온도의 열교환매체가 흐르는데, 제1튜브(11)와 제2튜브(12) 각각에 흐르는 열교환매체의 온도차로 인해, 헤더(20)의 열 팽창이 균일하게 일어나지 않아, 동일한 온도의 열교환매체가 흐르는 경우에 비하여 헤더의 형상이 더 변형되거나, 균일하게 변형되지 않아 헤더와 튜브가 분리되어 열교환매체가 누출되거나, 헤더탱크가 파손되어 내구성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
한국 공개특허공보 제10-2018-0023184호("일체형 라디에이터 및 이의 조립 방법", 공개일 2018.03.07.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 열 교환기의 목적은, 서로 수평하게 배치되어, 각각 서로 다른 온도의 열교환매체가 흐르는 제1튜브와 제2튜브를 포함하는 열 교환기에 있어서, 열팽창 편차를 고려하여 열 교환기를 설계함으로써, 제1튜브와 제2튜브에 흐르는 열교환매체의 온도차로 인해 열팽창 편차가 발생하더라도, 헤더와 튜브가 분리되지 않게 하거나, 내구성이 저하되는 등의 문제점을 방지할 수 있는 열 교환기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 열 교환기는, 일측으로 연장 형성되어 제1열교환매체가 내부 유로를 따라 흐르고, 다수개가 서로 이격되어 높이 방향으로 적층 배열되는 제1튜브, 일측으로 연장 형성되어 상기 제1열교환매체보다 높은 온도의 제2열교환매체가 내부 유로를 따라 흐르고, 다수개가 서로 이격되어 높이 방향으로 적층 배열되는 제2튜브, 한 쌍이 각각 튜브의 양단에 각각 결합되되, 상기 제1튜브의 단부와 상기 제2튜브의 단부가 각각 삽입되는 제1튜브 삽입홀과 제2튜브 삽입홀이 서로 이격되어 형성되는 헤더, 한 쌍이 상기 헤더에 각각 결합되되, 내부공간을 상기 헤더에 결합된 상기 제1튜브의 단부가 위치하는 제1내부공간과 상기 제2튜브의 단부가 위치하는 제2내부공간으로 구획하는 배플을 포함하는 한 쌍의 탱크 및 상기 제1튜브 삽입홀과 상기 제2튜브 삽입홀 사이에 형성되어 상기 제1열교환매체와 상기 제2열교환매체간의 온도차에 의한 열변형을 흡수하는 변형 흡수 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 단일의 상기 헤더는, 상기 제1튜브 삽입홀과 상기 제2튜브 삽입홀 사이에 위치하는 중앙리브를 더 포함하고, 상기 변형 흡수 수단은, 상기 중앙 리브에 형성되는 변형 방지홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변형 방지홀은, 상기 중앙리브의 길이 방향으로 연장 형성되고, 상기 중앙리브의 길이 방향을 기준으로, 상기 변형 방지홀의 일단, 상기 제1튜브 삽입홀의 일단 및 상기 제2튜브 삽입홀의 일단의 위치는 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤더와 상기 탱크 사이에 위치하는 가스켓을 더 포함하고, 상기 가스켓은, 상기 헤더의 외곽부분에 위치하여 상기 헤더와 상기 탱크의 외곽부분에 의해 가압되는 외곽 가스켓부 및 상기 중앙리브와 맞닿도록 위치하여 상기 중앙리브와 상기 배플의 단부에 의해 가압되되, 상기 헤더측 일면에 상기 변형 방지홀에 삽입되는 돌기가 다수개 형성되는 중단 가스켓부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌기는 상기 변형 방지홀에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1내부공간과 상기 제2내부공간 중 선택되는 어느 하나의 내부공간에 이어지도록 상기 탱크의 상측에 형성되는 입구파이프 및 상기 제1내부공간과 상기 제2내부공간 중, 상기 입구파이프가 이어진 내부공간이 아닌 다른 내부공간과 이어지도록 상기 탱크의 하측에 형성되는 출구파이프를 포함하고, 상기 한 쌍의 탱크는 각각에 형성된 상기 입구파이프와 상기 출구파이프가 서로 지그재그로 위치하도록 상기 한 쌍의 헤더에 결합되며, 상기 변형 흡수 수단은 상기 헤더의 상측 및 하측에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브가 적층된 방향의 외곽에 위치하여 상기 헤더와 결합되는 서포트를 더 포함하고, 상기 서포트는 상기 제1튜브에 대응되는 위치에 배치되는 제1변형부와, 상기 제2튜브에 대응되는 위치에 배치되되, 상기 제1변형부와 이격되는 제2변형부를 포함하며, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이에 형성되어 상기 제1열교환매체와 상기 제2열교환매체의 온도차로 인한 상기 서포트의 열 변형을 방지하는 변형 흡수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변형 흡수부는, 일측으로 연장되어 상기 제1변형부와 상기 제2변형부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부는, 복수개가 상기 서포트의 길이 방향을 기준으로 중앙에서 서로 대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1튜브의 길이방향을 기준으로, 상기 연결부의 상기 제1튜브측 단부는 상기 제2튜브측 단부보다 중앙에 가깝게 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변형 흡수부는, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이의 공간인 슬릿을 포함하고, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부의 폭 방향을 기준으로, 상기 슬릿의 양단의 위치는 상기 변형 흡수 수단의 양단의 위치와 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부는 상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이에 복수개가 서로 이격되도록 형성되고, 상기 변형 흡수부는, 복수개의 상기 연결부, 상기 제1변형부 및 상기 제2변형부로 둘러싸인 내부 슬릿과, 외부와 연결되는 외부 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤더는, 상기 제1변형부 및 상기 제2변형부 측으로 각각 연장 형성되어, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부를 개별적으로 고정하는 제1고정부 및 제2고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 일체형 라디에이터의 부분 분해 사시도.
도 2는 도 1의 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 부분 분해 사시도.
도 4는 도 3의 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더의 상면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더의 상면도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더와 가스켓의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더와 가스켓의 결합 단면도.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 서포트의 상면도.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 정면도.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 열 교환기의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 일부분이 분해된 상태를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 일부분을 확대 도시한 것이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기는, 제1튜브(110), 제2튜브(120), 제1헤더(210), 제2헤더(도번 미도시), 가스켓(300), 제1탱크(410), 제2탱크(420) 및 서포트(500)를 포함할 수 있다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제1튜브(110)와 제2튜브(120)는 각각 일측으로 연장 형성되고, 서로 이격된다. 제1튜브(110)와 제2튜브(120)는 각각이 높이 방향으로 이격되어 적층 배열된다. 제1튜브(110)에는 제1열교환매체가 내부의 유로를 따라 흐르고, 제2튜브(120)는 제2열교환매체가 내부의 유로를 따라 흐른다. 제1열교환매체와 제2열교환매체는 서로 온도가 다를 수 있으며, 본 실시예에서는 제1튜브(110)의 후방에 위치한 제2튜브(120)에 흐르는 제2열교환매체의 온도가 제1열교환매체의 온도보다 높을 수 있다.
배경기술에서 상술했듯, 제1열교환매체와 제2열교환매체 사이의 헤더(200)에는 열팽창 편차가 발생하고, 이를 방지하기 위해, 헤더(200)에는 변형 흡수 수단으로 변형 방지홀(214)이 형성된다.
제1헤더(210)와 제2헤더는 각각이 제1튜브(110)와 제2튜브(120)의 양단에 결합된다. 제1헤더(210)와 제2헤더는 서로 동일한 구성이므로, 제1헤더(210)만을 설명한다.
도 5는 제1헤더(210)의 상면을 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1헤더(210)에는 제1튜브 삽입홀(211)과 제2튜브 삽입홀(212)이 서로 폭 방향으로 이격되어 형성된다. 또한, 제1튜브 삽입홀(211)과 제2튜브 삽입홀(212) 사이에는 중앙리브(213)가 형성되며, 중앙리브(213)에는 변형 방지홀(214)이 형성된다. 변형 방지홀(214)은 제1헤더(210)의 열팽창 편차로 인한 응력을 흡수하여 제1헤더(210)의 다른 부분에 변형이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성되는 것으로, 본 실시예에서 변형 방지홀(214)은 일측(중앙리브가 연장 형성된 방향)으로 연장 형성되어, 단면이 직사각형 형상일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 헤더(200)가 연장 형성된 방향을 기준으로 동일한 위치에 형성되는 한 쌍의 제1튜브 삽입홀(211)과 제2튜브 삽입홀(212) 사이에는 하나의 변형 방지홀(214)이 형성될 수 있다. 상기 중앙리브가 연장된 길이 방향을 기준으로, 변형 방지홀(214)의 양단의 위치는 제1튜브 삽입홀(211)과 제2튜브 삽입홀(212) 각각의 양단의 위치와 동일할 수 있다. 이렇듯 변형 방지홀(214)의 위치를 한정하는 것은, 제1튜브와 제2튜브간의 온도차로 인해 열팽창 편차가 발생했을 때의 응력이 보다 용이하게 변형 방지홀(214)로 흡수되도록 하여, 제1헤더(210)의 내구성 저하를 방지하기 위함이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기에서 제1헤더(210)의 상면을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기에서 변형 방지홀(214)의 형상은 제1실시예와 달리 두 개의 타원이 서로 겹쳐져 형성된 형상으로, 피넛(peanut) 형상이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙 리브(213)가 연장된 길이 방향을 기준으로, 피넛 형상의 변형 방지홀(214)의 양단의 위치 또한, 해당 변형 방지홀(214)에 인접한 제1튜브 삽입홀(211)과 제2튜브 삽입홀(212)의 양단의 위치와 동일할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더(210)와 이에 결합되는 가스켓(300)만을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 제1헤더(210)와 이에 결합된 가스켓(300)의 단면을 도시한 것이다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 가스켓(300)은 외곽 가스켓부(310)와 중단 가스켓부(320)를 포함할 수 있다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 외곽 가스켓부(310)는 제1헤더(210)와 제1탱크(미도시)가 서로 결합될 때, 제1헤더(210)의 외곽 부분에 위치하여 제1헤더(210)와 제1탱크의 외곽 부분에 의해 가압된다. 중단 가스켓부(320)는 외곽 가스켓부(310)의 중앙 부분을 Z축 방향으로 연결하고, 제1헤더(210)와 제1탱크가 서로 결합될 때, 중앙리브와 제1탱크의 내부에 형성된 배플 사이에 위치하는 부분이다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 중단 가스켓부(320)의 제1헤더(210)측 일면에는 변형 방지홀(214)에 삽입되는 돌기(321)가 다수개 형성되어 있다. 돌기(321)의 형상은 변형 방지홀(214)에 대응되는 형상으로, 변형 방지홀(214)에 삽입됨으로써 제1탱크의 배플에 의해 형성되는 제1내부공간과 제2내부공간을 씰링한다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 서포트(500)의 상면을 도시한 것이다.
본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 서포트(500)는 높이 방향으로 적층 형성되는 다수개의 튜브의 최외곽에 배치되고, 양단이 제1헤더와 제2헤더에 각각 결합되는 부재이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 서포트(500)는 제1변형부(510) 및 제2변형부(520)를 포함할 수 있으며, 본 발명은 서포터(500)에 적용되는 변형 방지부로써, 제1변형부(510)와 제2변형부(520)를 연결하는 연결부(530)를 포함할 수 있다.
제1변형부(510)와 제2변형부(520)는 각각 서로 제1튜브와 제2튜브각각이 연장 형성된 방향과 동일한 방향으로 연장 형성되고, 제1튜브와 제2튜브 각각의 폭 방향으로 일정 정도 이격되어 형성된다.
상술한 변형 방지부는, 제1튜브와 제2튜브 각각의 내부를 흐르는 제1열교환매체와 제2열교환매체간의 온도차로 인해 서포트(500)에도 열 변형이 발생할 수 있어 이를 방지하기 위한 것으로, 변형 방지부에 포함되는 연결부(530)는 일단은 제1변형부(510)에 연결되고, 타단은 제2변형부(520)에 연결되어 제1변형부(510)와 제2변형부(520)를 연결한다. 다수개의 연결부(530)는 서포트(500)가 연장 형성된 길이 방향을 기준으로, 중앙선(C)에서 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 본 실시예가 상기한 바와 같이 제1변형부(510), 제2변형부(520) 및 연결부(530)의 구성을 가지는 이유는, 열팽창시 제1변형부(510)와 제2변형부(520)가 개별적으로 움직일 수 있도록 하기 위함이다.
서로 이격된 제1변형부(510)와 제2변형부(520) 사이의 공간을 슬릿이라고 할 때, 본 실시예는 다수개의 연결부(530)가 제1변형부(510)와 제2변형부(520) 사이에 형성됨에 따라, 슬릿은 서로 인접한 두 개의 연결부(530), 제1변형부(510) 및 제2변형부(520)로 둘러싸인 공간인 내부 슬릿(541)과 일측이 개방되고, 하나의 연결부(530), 제1변형부(510) 및 제2변형부(520)로 둘러싸인 공간인 외부 슬릿(542)을 포함할 수 있다. 이 중 외부 슬릿(542)의 경우, 일측이 개방됨으로써 열팽창시 제1변형부(510)와 제2변형부(520)가 더욱 유연하게 움직이도록 할 수 있다. 서포트(500) 또는 제1튜브 및 제2튜브의 폭 방향을 기준으로, 내부 슬릿(541)과 제2외부 슬릿(542)의 양단은, 서포트(500)의 양단에 결합되는 제1헤더 및 제2헤더 각각에 형성된 변형 방지홀의 양단과 동일한 위치에 있을 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 연결부(530)의 좌측 일단은, 우측 타단보다 중앙선(C)에 가깝도록 기울어져 있다. 도 9를 기준으로 제1변형부(510) 방향에는 높은 온도의 제1열교환매체가 흐르는 제1튜브가 서포트(500)의 높이 방향에 배치되고, 제2변형부(520) 방향에는 제1열교환매체보다 낮은 온도의 제2열교환매체가 흐르는 제2튜브가 서포트(500)의 높이 방향에 배치될 수 있다. 이렇게 배치될 경우, 제1튜브가 위치하는 부분이 제2튜브가 위치하는 부분보다 열팽창이 더 발생하게 된다. 서포트(500) 또한 열팽창시 제1변형부(510)가 제2변형부(520)에 비해, 서포트(500)의 길이 방향으로 더 늘어나게 되는데, 이러한 상황에서 제1변형부(510)와 제2변형부(520)의 구조적인 안정성을 위하여, 연결부(530)의 좌측 일단이 우측 타단보다 중앙선(C)에 가깝게 기울어지며, 이렇게 될 경우, 열팽창시 기울어졌던 연결부(530)들이 수평에 가깝게 변형된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1변형부(510)와 제2변형부(520) 각각은, 양단에 제1결합부(511)와 제2결합부(521)가 형성될 수 있다.
제1결합부(511)와 제2결합부(521)는 헤더에 각각 결합되는 부분으로, 헤더 또한 제1결합부(511)와 제2결합부(521)가 삽입되어 결합될 수 있도록, 제1고정부와 제2고정부가 서로 이격되어 형성될 수 있다. 도 7에는 제1헤더(210)의 일단에 서로 이격되어 형성된 제1고정부(215)와 제2고정부(216)가 형성되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 서포트(500)에 포함되는 제1변형부(510)와 제2변형부(520) 각각에는 핀(fin)을 고정하기 위한 제1핀 고정수단(512)과 제2핀 고정수단(522)이 각각 형성될 수 있다. 앞선 도면에는 별도로 표시하지는 않았지만, 높이 방향으로 적층 배열된 인접한 튜브 사이 또는, 튜브와 서포트 사이에는 핀이 배치될 수 있다. 상술한 제1핀 고정수단(512)과 제2핀 고정수단(522)은 최외곽에 배치된 튜브와 서포트(500) 사이에 배치되는 핀을 고정시키기 위한 것으로, 제1핀 고정수단(512)과 제2핀 고정수단(522)은 제1변형부(510)와 제2변형부(520) 각각의 일부분이 인접한 튜브 측으로 함몰 형성됨으로써, 서포트(500)와 서포트(500)에 인접하게 배치된 튜브 사이에 배치되는 핀을 고정시킨다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 전면을 도시한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1헤더(210)와 제2헤더(220)에는 각각 제1탱크(410)와 제2탱크(420)가 결합되어 있다. 제1탱크(410)의 상측에는 제1입구파이프(411)가 형성되고, 하측에는 제1출구파이프(412)가 형성된다. 제2탱크(420)의 상측에는 제2입구파이프(421)가 형성되고, 하측에는 제2출구파이프(422)가 형성된다. 제1튜브의 내부를 통과하는 제1열교환매체는 제2입구파이프(421)를 통해 유입된 후, 제1출구파이프(412)로 배출되고, 제2튜브의 내부를 통과하는 제2열교환매체는 제1입구파이프(411)를 통해 유입된 후, 제2출구파이프(422)로 배출된다. 이러한 열교환매체가 흐를 경우, 제1열교환매체와 제2열교환매체의 온도차가 가장 크게 나는 부분은 제1입구파이프(411), 제2입구파이프(421), 제1출구파이프(412), 제2출구파이프(422)가 형성되는 코너 부분이다. 따라서 변형 방지홀은 제1헤더(210)와 제2헤더(220) 각각의 중앙리브의 전체에 형성되는 것이 아니라, 입구파이프와 출구파이프가 형성되는 열 교환기의 코너 부분에만 국부적으로 형성될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
11 : 제1튜브 12 : 제2튜브
20 : 헤더 30 : 탱크
40 : 가스켓
110 : 제1튜브 120 : 제2튜브
210 : 제1헤더 211 : 제1튜브 삽입홀
212 : 제2튜브 삽입홀 213 : 중앙리브
214 : 변형 방지홀 215 : 제1고정부
216 : 제2고정부 300 : 가스켓
310 : 외곽 가스켓부 320 : 중단 가스켓부
321 : 돌기 410 : 제1탱크
411 : 제1입구파이프 412 : 제1출구파이프
420 : 제2탱크 421 : 제2입구파이프
422 : 제2출구파이프 500 : 서포트
510 : 제1변형부 511 : 제1결합부
512 : 제1핀 고정수단 520 : 제2변형부
521 : 제2결합부 522 : 제2핀 고정수단
530 : 연결부 541 : 내부슬릿
542 : 외부슬릿

Claims (13)

  1. 일측으로 연장 형성되어 제1열교환매체가 내부 유로를 따라 흐르고, 다수개가 서로 이격되어 높이 방향으로 적층 배열되는 제1튜브;
    일측으로 연장 형성되어 상기 제1열교환매체보다 높은 온도의 제2열교환매체가 내부 유로를 따라 흐르고, 다수개가 서로 이격되어 높이 방향으로 적층 배열되는 제2튜브;
    한 쌍이 각각 튜브의 양단에 각각 결합되되, 상기 제1튜브의 단부와 상기 제2튜브의 단부가 각각 삽입되는 제1튜브 삽입홀과 제2튜브 삽입홀이 서로 이격되어 형성되는 헤더;
    한 쌍이 상기 헤더에 각각 결합되되, 내부공간을 상기 헤더에 결합된 상기 제1튜브의 단부가 위치하는 제1내부공간과 상기 제2튜브의 단부가 위치하는 제2내부공간으로 구획하는 배플을 포함하는 한 쌍의 탱크; 및
    상기 제1튜브 삽입홀과 상기 제2튜브 삽입홀 사이에 형성되어 상기 제1열교환매체와 상기 제2열교환매체간의 온도차에 의한 열변형을 흡수하는 변형 흡수 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    단일의 상기 헤더는,
    상기 제1튜브 삽입홀과 상기 제2튜브 삽입홀 사이에 위치하는 중앙리브를 더 포함하고,
    상기 변형 흡수 수단은, 상기 중앙 리브에 형성되는 변형 방지홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변형 방지홀은, 상기 중앙리브의 길이 방향으로 연장 형성되고,
    상기 중앙리브의 길이 방향을 기준으로, 상기 변형 방지홀의 일단, 상기 제1튜브 삽입홀의 일단 및 상기 제2튜브 삽입홀의 일단의 위치는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 헤더와 상기 탱크 사이에 위치하는 가스켓;을 더 포함하고,
    상기 가스켓은,
    상기 헤더의 외곽부분에 위치하여 상기 헤더와 상기 탱크의 외곽부분에 의해 가압되는 외곽 가스켓부; 및
    상기 중앙리브와 맞닿도록 위치하여 상기 중앙리브와 상기 배플의 단부에 의해 가압되되, 상기 헤더측 일면에 상기 변형 방지홀에 삽입되는 돌기가 다수개 형성되는 중단 가스켓부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 변형 방지홀에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1내부공간과 상기 제2내부공간 중 선택되는 어느 하나의 내부공간에 이어지도록 상기 탱크의 상측에 형성되는 입구파이프; 및
    상기 제1내부공간과 상기 제2내부공간 중, 상기 입구파이프가 이어진 내부공간이 아닌 다른 내부공간과 이어지도록 상기 탱크의 하측에 형성되는 출구파이프;
    를 포함하고,
    상기 한 쌍의 탱크는 각각에 형성된 상기 입구파이프와 상기 출구파이프가 서로 지그재그로 위치하도록 상기 한 쌍의 헤더에 결합되며,
    상기 변형 흡수 수단은 상기 헤더의 상측 및 하측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브 및 상기 제2튜브가 적층된 방향의 외곽에 위치하여 상기 헤더와 결합되는 서포트;를 더 포함하고,
    상기 서포트는 상기 제1튜브에 대응되는 위치에 배치되는 제1변형부와, 상기 제2튜브에 대응되는 위치에 배치되되, 상기 제1변형부와 이격되는 제2변형부를 포함하며,
    상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이에 형성되어 상기 제1열교환매체와 상기 제2열교환매체의 온도차로 인한 상기 서포트의 열 변형을 방지하는 변형 흡수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변형 흡수부는, 일측으로 연장되어 상기 제1변형부와 상기 제2변형부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결부는, 복수개가 상기 서포트의 길이 방향을 기준으로 중앙에서 서로 대칭되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1튜브의 길이방향을 기준으로, 상기 연결부의 상기 제1튜브측 단부는 상기 제2튜브측 단부보다 중앙에 가깝게 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 변형 흡수부는, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이의 공간인 슬릿을 포함하고,
    상기 제1변형부와 상기 제2변형부의 폭 방향을 기준으로, 상기 슬릿의 양단의 위치는 상기 변형 흡수 수단의 양단의 위치와 서로 동일한 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제1변형부와 상기 제2변형부 사이에 복수개가 서로 이격되도록 형성되고,
    상기 변형 흡수부는, 복수개의 상기 연결부, 상기 제1변형부 및 상기 제2변형부로 둘러싸인 내부 슬릿과, 외부와 연결되는 외부 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 헤더는, 상기 제1변형부 및 상기 제2변형부 측으로 각각 연장 형성되어, 상기 제1변형부와 상기 제2변형부를 개별적으로 고정하는 제1고정부 및 제2고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
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