KR20220127398A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유체가 유동되며, 일정간격으로 배치되는 다수개의 제1튜브; 상기 제1튜브 사이에 개재되는 방열핀; 상기 제1튜브가 삽입되는 제1삽입홀이 형성되는 제1공간과 제2공간을 갖는 헤더; 상기 헤더의 상측에 결합되는 유로가 유통되는 공간이 형성되는 탱크; 및 상기 탱크와 상기 헤더의 사이에 배치되는 가스켓;을 포함하되, 상기 헤더는, 내부에 상기 가스켓이 안착되고 상기 제1,2공간 사이에 상기 제1,2공간보다 하측으로 함몰되어 제2튜브가 삽입되는 제2삽입홀이 형성된 제3공간을 구비하는 헤더본체부와, 상기 헤더본체부의 상기 제3공간 내부에 상기 가스켓과 인접되도록 설치되어 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기를 포함하는 열교환기를 제공한다.
본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 가스켓이 안착되는 헤더에 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기가 설치됨으로써, 가스켓의 길이방향 유동을 최소화하고 가스켓의 접촉면을 균일하게 유지하여 적합한 씰링이 되도록 한다.
따라서 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 헤더와 탱크 사이에 설치되는 가스켓의 유동을 최소화하여 적합한 씰링을 가능하게 하여 기밀을 유지하고 차량의 내구성을 유지시킨다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 내부를 통과하는 유체와 외부를 통과하는 공기와의 열교환시키는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라, 엔진 등과 같은 차량 내 각 부품을 냉각하거나 또는 차량 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 라디에이터, 인터쿨러, 응축기 증발기 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비된다. 이와 같은 열교환기는 일반적으로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환매체가 유동되는 헤더와 탱크 사이에 튜브가 삽입되고, 씰링을 가능하게 하기 위해 가스켓이 안착된다.

하지만 종래의 열교환기는 헤더와 탱크 사이에 가스켓이 안착되는 경우 가스켓과 튜브홀 사이의 간극 때문에 가스켓의 길이 방향 유동이 자주 발생이 되어 적합한 씰링이 되지 못하게 된다.

이로 인하여 열교환기의 적합한 기밀을 유지하지 못하게 되며 차량의 내구성이 떨어지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서 헤더와 탱크사이에 안착되는 가스켓의 적합한 씰링을 가능하게 하는 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 유체가 유동되며, 일정간격으로 배치되는 다수개의 제1튜브; 상기 제1튜브 사이에 개재되는 방열핀; 상기 제1튜브가 삽입되는 제1삽입홀이 형성되는 제1공간과 제2공간을 갖는 헤더; 상기 헤더의 상측에 결합되는 유로가 유통되는 공간이 형성되는 탱크; 및 상기 탱크와 상기 헤더의 사이에 배치되는 가스켓;을 포함하되, 상기 헤더는, 내부에 상기 가스켓이 안착되고 상기 제1,2공간 사이에 상기 제1,2공간보다 하측으로 함몰되어 제2튜브가 삽입되는 제2삽입홀이 형성된 제3공간을 구비하는 헤더본체부와, 상기 헤더본체부의 상기 제3공간 내부에 상기 가스켓과 인접되도록 설치되어 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기를 포함하는 열교환기를 제공한다.

상기 가스켓은, 메인가스켓부와, 상기 메인가스켓부의 내부에 연결되며, 상기 제2삽입홀을 감싸는 한 쌍의 보조가스켓부를 포함하며, 상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부와 접하도록 배치된다.

상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부의 내부에 배치된다.

상기 헤더는, 상기 제2삽입홀을 형성하는 헤더내벽을 더 포함하며, 상기 유동방지돌기는, 상기 헤더내벽으로부터 상단까지의 길이가 상기 헤더내벽으로부터 상기 제2삽입홀의 상단까지의 길이와, 상기 헤더내벽으로부터 상기 제1삽입홀의 상단까지의 길이보다 낮게 형성된다.

상기 헤더내벽으로부터 상기 제1삽입홀의 상단까지의 길이는, 상기 헤더내벽으로부터 상기 제2삽입홀의 상단부까지의 길이보다 크게 형성된다.

상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 사이에 두고 서로 이격 배치되며, 상기 제2삽입홀을 사이에 두고 복수개로 서로 이격 배치된다.

상기 헤더는, 상기 제2삽입홀을 형성하는 헤더내벽을 더 포함하며, 상기 유동방지돌기는, 상기 헤더내벽으로부터 상기 메인가스켓부 측으로 연장된다.

상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부의 내부에 배치되는 제1연장돌출부재를 포함한다.

상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 사이에 두고 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 감싸는 한 쌍의 제2연장돌출부재를 포함한다.

상기 제1연장돌출부재는, 상기 제2삽입홀을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더 내벽 면과 평행하게 배치된다.

상기 제2연장돌출부재는, 상기 제2삽입홀을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더 내벽 면과 평행하게 배치된다.

본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 가스켓이 안착되는 헤더에 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기가 설치됨으로써, 가스켓의 길이방향 유동을 최소화하고 가스켓의 접촉면을 균일하게 유지하여 적합한 씰링이 되도록 한다.

따라서 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 헤더와 탱크 사이에 설치되는 가스켓의 유동을 최소화하여 적합한 씰링을 가능하게 하여 기밀을 유지하고 차량의 내구성을 유지시킨다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 헤더와 탱크를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A부분의 헤더의 확대사시도이다.
도 4는 도 2의 A부분의 확대도이다.
도 5는 도 4의 B-B’선을 따라 절단된 단면의 일부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 헤더의 확대사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 7의 C-C’선을 따라 절단된 단면의 일부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 헤더의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 헤더의 평면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면 본 발명에 제1실시예에 따른 열교환기(100)는 제1튜브(110), 방열핀(120), 헤더(130), 탱크(140), 가스켓(150), 사이드플레이트(160)를 포함한다.

상기 제1튜브(110)는 유체가 유동되며, 다수개로 일정간격으로 이격되어 배치된다.

상기 방열핀(120)은 다수개의 상기 제1튜브(110) 사이에 개재된다.

상기 헤더(130)는 상기 제1튜브(110)가 삽입되는 제1삽입홀(132)이 형성되는 제1공간(131a)과 제2공간(131b)을 갖는다.

여기서, 상기 헤더(130)는 내부에 상기 가스켓(150)이 안착되고 상기 제1공간(131a)과 상기 제2공간(131b) 사이에 상기 제1공간(131a)과 상기 제2공간(131b)보다 하측으로 함몰되어 제2튜브(111)가 삽입되는 제2삽입홀(133)이 형성된 제3공간(131c)을 구비하는 헤더본체부(131)를 갖는다.

그리고 상기 헤더(130)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제3공간(131c) 내부에 상기 가스켓(150)과 인접되도록 설치되어 상기 가스켓(150)의 유동을 방지하는 한 쌍의 유동방지돌기(135)를 포함하는데 이에 대한 설명은 후에 하기로 한다.

상기 탱크(140)는 상기 헤더(130)의 상측에 결합되어 유로가 유통되는 공간이 형성된다.

한편, 상기 헤더(130)는 상기 탱크(140)가 결합되는 결합공정을 원활하게 하기 위한 절곡되는 절곡부(136)를 갖는다.

상기 가스켓(150)은 상기 탱크(140)와 상기 헤더(130) 사이에 배치된다.

여기서, 상기 가스켓(150)은 메인가스켓부(151)와, 상기 메인가스켓부(151)와 일체로 연결되며, 상기 제2삽입홀(133)을 감싸는 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 포함하고 이때 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)는 상기 제3공간(131c) 내부에 설치되는 상기 한 쌍의 유동방지돌기(135)와 접하도록 배치되는데 이에 대한 상세한 설명은 후에 하기로 한다.

상기 사이드플레이트(160)는 상기 제1튜브(110)와 상기 방열핀(120)으로 구비된 본 발명의 열교환기(100)의 코어를 좌/우 외곽에서 지지하도록 한다.

이하부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기(100)에서 상기 제3공간(131c) 내부에 상기 가스켓(150)과 인접되도록 설치되어 상기 가스켓(150)의 유동을 방지하도록 설치되는 상기 한 쌍의 유동방지돌기(135)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.

상기 한 쌍의 유동방지돌기(135)는 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)의 내부에 배치되며, 상기 제2삽입홀(133)을 사이에 두고 서로 이격 배치된다.

여기서, 상기 한 쌍의 유동방지돌기(135)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제3공간(131c)의 상기 제2삽입홀(133)을 형성하는 헤더내벽(130a) 상단까지의 길이(h1)가 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제2삽입홀(133)의 상단까지의 길이(h2)와, 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제1삽입홀(132)의 상단까지의 길이(h3)보다 낮게 형성된다.

그리고 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제1삽입홀(132)의 상단까지의 길이(h3)는 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제2삽입홀(133)의 상단까지의 높이(h2)보다 크게 형성된다.

즉, 이와 같이 한 쌍의 상기 유동방지돌기(135)가 상기 제3공간(131c)에서 상기 제2삽입홀(133)을 사이에 두고 상기 보조가스켓부(152)의 내부에 배치되기에 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 상기 가스켓(150)의 접촉면을 균일하게 유지하여 적합한 씰링이 되도록 한다.

이하부터는 도6 내지 도8을 참조하면 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기(100)에서 상기 헤더본체부(131)의 상기 제3공간(131c) 내부에 상기 가스켓(150)과 인접되도록 설치되어 상기 가스켓(150)의 유동을 방지하도록 설치되는 유동방지돌기(235)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 하며 이때 본 발명의 제1실시예와 동일한 설명은 생략하기로 한다.

상기 유동방지돌기(235)는, 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 사이에 두고 서로 이격 배치되며, 제2삽입홀(133)을 사이에 두고 서로 복수개로 이격 배치된다.

여기서, 복수개의 상기 유동방지돌기(235)는 상기 헤더내벽(130a) 상단까지의 길이(h1)가 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제2삽입홀(133)의 상단까지의 길이(h2)와, 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 제1삽입홀(132)의 상단까지의 길이(h3)보다 낮게 형성된다.

즉, 이와 같이 상기 유동방지돌기(235)가 상기 제3공간(131c)에서 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 사이에 두고 복수개로 이격 배치되기에 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 상기 가스켓(150)의 접촉면을 균일하게 유지하여 적합한 씰링이 되도록 한다.

이하부터는 도 9를 참조하면 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기(100)에서 상기 헤더본체부(131)의 상기 제3공간(131c) 내부에 상기 가스켓(150)과 인접되도록 설치되어 상기 가스켓(150)의 유동을 방지하도록 설치되는 제1연장돌출부재(335)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 하며 이때 본 발명의 제1,2실시예와 동일한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1연장돌출부재(335)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀(133)을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 메인가스켓부(151) 측으로 연장되며, 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)의 내부에 배치된다.

여기서, 상기 제1연장돌출부재(335)는 도면에 도시된바와 같이 타원의 형상으로 구비될 수 있으며 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

그리고 상기 제1연장돌출부재(335)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀(133)을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)보다 상하길이가 작거나 크게 형성이 가능하며 상기 제2튜브의 외측에 배치가 된다.

또한, 상기 제1연장돌출부재(335)는 상기 제2삽입홀(133)을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더내벽(130a) 면과 평행하게 배치가 된다.

또한, 상기 제1연장돌출부재(335)는 상기 제2삽입홀(133)보다 좌우 폭이 크게 형성된다.

즉, 이와 같이 상기 제1연장돌출부재(335)가 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 메인가스켓부(151) 측으로 연장되고 상기 보조가스켓부(152)의 내부에 배치되기에 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 상기 헤더본체부(131)의 상기 가스켓(150)의 비워있게 되는 부분을 잡아주도록 한다.

따라서 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 상기 가스켓(150)의 비워있게 되는 부분을 잡아주도록 하기에 가스켓(150)의 접촉면을 균일하게 유지하여 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기(100)의 적합한 씰링이 되도록 한다.

이하부터는 도 10을 참조하면 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기(100)에서 상기 헤더본체부(131)의 상기 제3공간(131c) 내부에 상기 가스켓(150)과 인접되도록 설치되어 상기 가스켓(150)의 유동을 방지하도록 설치되는 제2연장돌출부재(435)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 하며 이때 본 발명의 제1 내지 제3실시예와 동일한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제2연장돌출부재(435)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀(133)을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 메인가스켓부(151) 측으로 연장되며, 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 사이에 두고 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 감싸도록 배치된다.

그리고 상기 제2연장돌출부재(435)는 상기 제2삽입홀(133)을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더내벽(130a)면과 평행하게 배치가 된다.

여기서, 상기 제2연장돌출부재(435)는 도면에 도시된바와 같이 타원의 형상으로 구비될 수 있으며 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

그리고 상기 제2연장돌출부재(435)는 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)보다 상하길이가 작거나 크게 형성이 가능하며 상기 제2튜브의 외측에 배치가 된다.

또한, 상기 제2연장돌출부재(435)는 상기 제2삽입홀(133)보다 좌우폭이 크게 형성된다.

즉, 이와 같이 상기 제2연장돌출부재(435)가 상기 헤더본체부(131)의 상기 제2삽입홀(133)을 형성하는 상기 헤더내벽(130a)으로부터 상기 메인가스켓부(151) 측으로 연장되며, 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 사이에 두고 상기 한 쌍의 보조가스켓부(152)를 감싸도록 배치되어 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 상기 헤더본체부(131)의 상기 가스켓(150)의 비워있게 되는 부분을 잡아주도록 한다.

따라서 상기 가스켓(150)의 길이방향 유동을 최소화하고 비워있게 되는 부분을 잡아주도록 하기에 상기 가스켓(150)의 접촉면을 균일하게 유지하여 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기(100)의 적합한 씰링이 되도록 한다.

하지만 종래의 열교환기는 헤더와 탱크 사이에 가스켓이 안착되는 경우 가스켓과 튜브홀 사이의 간극 때문에 가스켓의 길이 방향 유동이 자주 발생이 되어 적합한 씰링이 되지 못하게 되었다.

이로 인하여 열교환기의 적합한 기밀을 유지하지 못하게 되며 차량의 내구성이 떨어지게 되었다.

하지만 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 가스켓이 안착되는 헤더에 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기가 설치됨으로써, 가스켓의 길이방향 유동을 최소화하고 가스켓의 접촉면을 균일하게 유지하여 적합한 씰링이 되도록 한다.

따라서 본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 헤더와 탱크 사이에 설치되는 가스켓의 유동을 최소화하여 적합한 씰링을 가능하게 하여 기밀을 유지하고 차량의 내구성을 유지시킨다.

100 : 열교환기 110 : 제1튜브
111 : 제2튜브 120 : 방열핀
130 : 헤더 130a: 헤더내벽
131 : 헤더본체부 131a: 제1공간
131b: 제2공간 131c: 제3공간
132 : 제1삽입홀 133 : 제2삽입홀
135,235 : 유동방지돌기 136 : 절곡부
140 : 탱크 150 : 가스켓
151 : 메인가스켓부 152 : 보조가스켓부
160 : 사이드 플레이트 235 : 제2방지돌기
335 : 제1연장돌출부재 435 : 제2연장돌출부재

Claims (11)

1. 유체가 유동되며, 일정간격으로 배치되는 다수개의 제1튜브;
   상기 제1튜브 사이에 개재되는 방열핀;
   상기 제1튜브가 삽입되는 제1삽입홀이 형성되는 제1공간과 제2공간을 갖는 헤더;
   상기 헤더의 상측에 결합되는 유로가 유통되는 공간이 형성되는 탱크; 및
   상기 탱크와 상기 헤더의 사이에 배치되는 가스켓;을 포함하되,
   상기 헤더는,
   내부에 상기 가스켓이 안착되고 상기 제1,2공간 사이에 상기 제1,2공간보다 하측으로 함몰되어 제2튜브가 삽입되는 제2삽입홀이 형성된 제3공간을 구비하는 헤더본체부와,
   상기 헤더본체부의 상기 제3공간 내부에 상기 가스켓과 인접되도록 설치되어 가스켓의 유동을 방지하는 유동방지돌기를 포함하는 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스켓은,
   메인가스켓부와,
   상기 메인가스켓부의 내부에 연결되며, 상기 제2삽입홀을 감싸는 한 쌍의 보조가스켓부를 포함하며,
   상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부와 접하도록 배치되는 열교환기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부의 내부에 배치되는 열교환기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 헤더는,
   상기 제2삽입홀을 형성하는 헤더내벽을 더 포함하며,
   상기 유동방지돌기는,
   상기 헤더내벽으로부터 상단까지의 길이가 상기 헤더내벽으로부터 상기 제2삽입홀의 상단까지의 길이와, 상기 헤더내벽으로부터 상기 제1삽입홀의 상단까지의 길이보다 낮게 형성되는 열교환기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 헤더내벽으로부터 상기 제1삽입홀의 상단까지의 길이는, 상기 헤더내벽으로부터 상기 제2삽입홀의 상단부까지의 길이보다 크게 형성되는 열교환기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 사이에 두고 서로 이격 배치되며, 상기 제2삽입홀을 사이에 두고 복수개로 서로 이격 배치되는 열교환기.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 헤더는,
   상기 제2삽입홀을 형성하는 헤더내벽을 더 포함하며,
   상기 유동방지돌기는, 상기 헤더내벽으로부터 상기 메인가스켓부 측으로 연장되는 열교환기.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부의 내부에 배치되는 제1연장돌출부재를 포함하는 열교환기.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 유동방지돌기는, 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 사이에 두고 상기 한 쌍의 보조가스켓부를 감싸는 한 쌍의 제2연장돌출부재를 포함하는 열교환기.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1연장돌출부재는, 상기 제2삽입홀을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더 내벽 면과 평행하게 배치되는 열교환기.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2연장돌출부재는, 상기 제2삽입홀을 중심으로 대칭으로 구비되고 상기 헤더 내벽 면과 평행하게 배치되는 열교환기.

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