KR20220153825A - 열교환기 - Google Patents

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임홍영
신성홍
신현근
이원택
조위삼
한지훈
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 열교환기는 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 헤더탱크, 폭방향으로 2열로 형성되어 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 연결된 복수의 튜브, 및 상기 튜브들 사이에 개재되어 튜브에 결합된 복수의 핀을 포함하고, 상기 헤더탱크는 폭방향 중앙부에 중앙 절곡부가 형성된 하나의 헤더에 제1탱크와 제2탱크가 각각 결합되도록 구성되어, 두 열교환기의 헤더와 탱크를 조립하기 용이하며 두 열교환매체의 온도차에 의한 열응력을 차단하여 두 열교환기가 결합되어 있는 결합부 또는 브레이징에 의한 접합부가 파손되는 것이 방지됨에 따라 열교환매체의 누수를 예방할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 차량의 엔진 또는 전장부품 냉각을 위한 라디에이터와 실내 냉방을 위한 콘덴서가 일체로 형성된 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관 차량에는 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 차량 실내의 냉방에 이용되는 냉매를 냉각시키기 위한 콘덴서가 구비되며, 라디에이터와 콘덴서를 적층하고 일면에 공기의 송풍을 위한 팬 쉬라우드를 장착하여 쿨링 모듈로 구성된다. 그리고 연료전지 차량이나 전기 자동차 등에서는 라디에이터가 전장부품들의 냉각에 이용된다.
이러한 라디에이터와 콘덴서는 각각 별개로 형성되어 서로 결합되는 구조를 갖는데, 라디에이터와 콘덴서는 각각 조립이 이루어지기 때문에 각각의 헤더와 탱크를 결합하여 헤더탱크를 형성해야 하므로 조립에 어려움이 있었다.
또한, 종래에는 라디에이터와 콘덴서를 일체로 형성한 기술들이 있으나 이종 열교환매체들 간의 온도가 다르기 때문에 라디에이터의 튜브들과 콘덴서의 튜브들 간의 온도차로 인해 열응력이 발생하여, 두 열교환기가 결합되어 있는 결합부 또는 브레이징에 의한 접합부가 파손되어 열교환매체의 누수가 발생할 수 있다.
KR 10-0391943 B1 (2003.07.05)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 엔진 또는 전장부품 냉각을 위한 라디에이터와 실내 냉방을 위한 콘덴서가 일체로 형성하되 조립이 용이하고 열응력에 의한 파손을 방지할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 헤더탱크, 폭방향으로 2열로 형성되어 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 연결된 복수의 튜브, 및 상기 튜브들 사이에 개재되어 튜브에 결합된 복수의 핀을 포함하고, 상기 한 쌍의 헤더탱크 중 어느 하나 이상은, 상기 복수의 튜브들이 삽입되는 튜브 삽입홀들이 2열로 형성되며 제1열의 튜브 삽입홀들과 제2열의 튜브 삽입홀들 사이에 중앙 절곡부가 돌출 형성된 헤더; 상기 중앙 절곡부를 기준으로 상기 헤더의 일측에 결합되어 내부에 열교환매체가 유동되는 공간을 형성하는 제1탱크; 및 상기 중앙 절곡부를 기준으로 상기 헤더의 타측에 결합되어 내부에 열교환매체가 유동되는 공간을 형성하는 제2탱크; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 헤더의 중앙 절곡부는, 상기 튜브 삽입홀들이 형성된 수평부의 폭방향으로 이격된 위치에서 각각 상기 제1탱크 및 제2탱크 쪽을 향해 연장된 한 쌍의 수직부 및 상기 한 쌍의 수직부들의 끝단을 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부는 적어도 일부분이 곡선 단면 형태일 수 있다.
또한, 상기 연결부에는 양면을 관통하는 응축수 배수홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤더는 중앙 절곡부의 폭방향 중앙부에 상기 중앙 절곡부에 대응되는 형태의 돌출 절곡부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출 절곡부는 적어도 일부분이 절단되어 제거될 수 있다.
또한, 상기 헤더는 수평부의 폭방향 양단에서 각각 상기 제1탱크 및 제2탱크 쪽을 향해 측면 절곡부가 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 핀들은 제1열 튜브에 폭방향 일측이 결합되고 제2열 튜브에 타측이 결합된 일체형 핀일 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 헤더탱크는 각각 상기 헤더 및 제1탱크에 결합되어 내부 공간을 구획하는 배플을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배플에 의해 구획된 서로 다른 영역에는 온도가 서로 다른 열교환매체가 유동될 수 있다.
또한, 상기 배플은 서로 이격된 한 쌍이 헤더탱크들에 각각 구비되며, 이격된 한 쌍의 배플 사이에 대응되는 위치에는 더미 튜브가 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1열 튜브들을 포함하여 제1열에 배치된 제1열교환부가 라디에이터이고, 상기 제2열 튜브들을 포함하여 제2열에 배치된 제2열교환부가 콘덴서이며, 상기 제1열교환부가 냉각 공기의 유동 방향으로 상류쪽에 배치되고 상기 제2열교환부는 하류쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 열교환기는 두 열교환기의 헤더와 탱크를 조립하기 용이하며, 두 열교환매체의 온도차에 의한 열응력을 차단하여 두 열교환기가 결합되어 있는 결합부 또는 브레이징에 의한 접합부가 파손되는 것이 방지됨에 따라 열교환매체의 누수를 예방할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기를 나타낸 부분 분해사시도 및 조립사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 부분단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 헤더의 중앙 절곡부에 응축수 배수홀이 형성된 것을 나타낸 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기에서 헤더의 중앙 절곡부에 추가로 돌출부가 형성된 것을 나타낸 부분단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 배치 구조를 나타낸 개략도이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기를 나타낸 부분 분해사시도 및 조립사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 부분단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기는 크게 한 쌍의 헤더탱크(100), 복수의 튜브(200) 및 복수의 핀(300)을 포함하여 구성될 수 있다. 한 쌍의 헤더탱크(100)는 서로 이격되어 배치되며, 헤더탱크(100)들은 내부에 열교환매체가 저장 및 유동될 수 있는 공간이 형성된다. 그리고 도시되지는 안았으나 헤더탱크(100)에는 열교환매체가 유입되는 입구 및 출구가 다양하게 형성될 수 있으며, 입구와 출구에 연결되는 입구 파이프 및 출구 파이프가 형성될 수 있다. 또한, 헤더탱크(100)들은 각각 헤더(110), 제1탱크(120) 및 제2탱크(130)를 포함할 수 있으며, 배플(140)을 더 포함할 수 있다. 헤더(110)는 대략 폭방향에 비해 높이방향으로 긴 장방형 판 형태의 수평부(111)에 길이방향으로 양면을 관통하는 복수의 튜브 삽입홀(111a)들이 형성될 수 있으며, 튜브 삽입홀(111a)들은 2열로 형성될 수 있다. 그리고 헤더(110)는 제1열의 튜브 삽입홀(111a)들과 제2열의 튜브 삽입홀(111a)들 사이를 따라 중앙 절곡부(112)가 돌출 형성될 수 있다. 또한, 헤더(110)는 수평부(111)의 폭방향 양단에서 각각 측면 절곡부(115)가 형성될 수 있다. 이때, 중앙 절곡부(112) 및 측면 절곡부(115)는 수평부(111)에서 제1탱크(120) 및 제2탱크(130) 측을 향해 연장되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 제1탱크(120)는 헤더(110)와 마주보는 면이 개방되어 있는 용기 형태로 형성될 수 있으며, 제1탱크(120)는 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)와 폭방향 일측의 측면 절곡부(115) 사이에 삽입될 수 있다. 제2탱크(130)는 헤더(110)와 마주보는 면이 개방되어 있는 용기 형태로 형성될 수 있으며, 제2탱크(130)는 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)와 폭방향 타측의 측면 절곡부(115) 사이에 삽입될 수 있다. 그리고 헤더(110), 제1탱크(120) 및 제2탱크(130)는 조립 후 브레이징에 의해 결합될 수 있다. 그리하여 중앙 절곡부(112)를 기준으로 폭방향 일측에 제1탱크(120)와 헤더(110)의 결합에 의해 형성된 내부 공간과 폭방향 타측에 제2탱크(130)와 헤더(110)의 결합에 의해 형성된 내부 공간이 서로 연통되지 않게 구획될 수 있다.
튜브(200)는 내부에 열교환매체가 유동되는 유로를 형성하는 부분이다. 복수의 튜브(200)는 제1열 튜브(210)들 및 제2열 튜브(220)들을 포함할 수 있으며, 튜브(200)들은 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 연결될 수 있다. 제1열 튜브(210)들은 헤더(110)에 형성된 튜브 삽입홀(111a)들 중 제1열의 튜브 삽입홀들에 삽입되고, 제2열 튜브(220)들은 헤더(110)에 형성된 튜브 삽입홀(111a)들 중 제2열의 튜브 삽입홀들에 삽입될 수 있다. 그리고 튜브(200)들은 헤더(110)에 조립된 후 브레이징에 의해 결합될 수 있다. 그리하여 복수의 튜브(200)는 폭방향으로 2열로 배치되어 제1열 튜브(210)들과 제2열 튜브(220)들이 폭방향으로 이격 배치된 형태가 될 수 있다. 그리고 복수의 튜브(200)는 각각의 열을 이루는 튜브들끼리 서로 높이방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1열 튜브(210)들과 제2열 튜브(220)들은 서로 대응되는 높이에 배치될 수 있다.
핀(300)은 튜브(200)들에 결합되어 전도에 의해 튜브(200)의 내부를 유동하는 열교환매체의 열을 외부로 방열함으로써 열교환 효율을 향상시키는 역할을 한다. 그리고 핀(300)은 높이방향으로 이웃하는 튜브(200)들 사이에 각각 개재되어 결합될 수 있다. 여기에서 핀(300)은 제1열 튜브(210)에 폭방향 일측이 결합되고 제2열 튜브(220)에 타측이 결합된 일체형 핀일 수 있다. 즉, 핀(300)은 제1열 튜브(210)와 제2열 튜브(220)에 걸쳐 하나로 연결되어 있는 형태일 수 있다. 그리하여 핀(300)의 냉각 공기측 열전달 면적이 늘어나는 효과가 있어 열교환 성능이 향상될 수 있다. 또한, 핀(300)에는 공기의 유동 방향을 바꾸거나 접촉 면적을 늘려 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 루버가 형성될 수 있다.
그리하여 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)를 중심으로 헤더(110)의 폭방향 일측과 제1탱크(120) 및 제1열 튜브(210)들을 포함한 제1열교환부(R)가 제1열에 배치될 수 있다. 그리고 중앙 절곡부(112)를 중심으로 헤더(110)의 폭방향 타측과 제2탱크(130) 및 제2열 튜브(220)들을 포함한 제2열교환부(C)가 제2열에 배치될 수 있다. 또한, 일체형으로 형성된 헤더(110)와 일체형으로 형성된 핀(300)들에 의해 제1열교환부(R)와 제2열교환부(C)가 일체로 형성될 수 있다.
여기에서 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)는 제1열의 튜브 삽입홀들과 제2열의 튜브 삽입홀들 사이의 폭방향으로 이격된 위치에서 각각 상기 제1탱크(120) 및 제2탱크(130) 쪽을 향해 연장 형성된 한 쌍의 수직부(112a) 및 상기 한 쌍의 수직부(112a)의 끝단을 연결하는 연결부(112b)를 포함할 수 있다. 즉, 중앙 절곡부(112)는 평판 형태의 수평부(111)를 절곡하여 폭방향의 중앙부분에 중앙 절곡부(112)가 제1탱크(120) 및 제2탱크(130) 쪽으로 볼록하게 돌출되어 있는 형태가 될 수 있다. 이때, 연결부(112b)는 단면 형태가 곡선 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 반원 형태로 형성될 수 있다. 또는 연결부(112b)가 수직부(112a)에 연결되는 모서리 부분만 라운드가 형성되고 양측 라운드 사이는 직선 형태가 될 수도 있다. 이외에도 중앙 절곡부(112)는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
그리하여 헤더가 일체형으로 형성되어 하나의 헤더에 두 개의 탱크를 조립할 수 있어 조립이 용이하며, 헤더에 형성된 중앙 절곡부가 제1열과 제2열을 따라 흐르는 열교환매체의 온도차에 의해 발생할 수 있는 열응력을 차단할 수 있어, 브레이징에 의해 결합되어 있는 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 열교환매체의 누수를 예방할 수 있다. 또한, 종래의 각각의 열교환기들을 차량에 장착하는 것에 비해 본 발명의 열교환기는 차량에 장착되는 마운팅 수를 줄일 수 있으며, 조립된 후 브레이징에 의해 일체로 형성되므로 진동에 대한 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)의 연결부(112b)에는 양면을 관통하는 응축수 배수홀(113)이 형성될 수 있다. 즉, 제2열교환부(C)는 히트펌프 시스템에서 실외기로 작동하여 표면에 응축수가 발생할 수 있으므로, 연결부(112b)에 형성된 응축수 배수홀(113)을 통해 응축수를 배수하기 용이할 수 있다. 이때, 응축수 배수홀(113)은 일례로 높이방향으로 헤더탱크(100)의 하단부 영역에만 형성될 수 있으며, 헤더탱크(100)의 배치 등에 따라 다양한 위치 및 개수로 형성될 수 있다. 또한 응축수 배수홀(113)에 의해 추가로 열응력을 줄일 수 있다.
또한, 헤더(110)는 중앙 절곡부(112)의 연결부(112b)의 폭방향 중앙부에 돌출 절곡부(114)가 형성될 수 있으며, 돌출 절곡부(114)는 중앙 절곡부(112)에 대응되는 형태로 형성되되 중앙 절곡부(112)를 축소시킨 형태로 연결부(112b)에서 돌출될 수 있다. 그리하여 돌출 절곡부(114)에 의해 열응력을 더욱 감소시킬 수 있다. 그리고 돌출 절곡부(114)는 수평부(111)에서 중앙 절곡부(112)가 돌출된 방향과 동일한 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 브레이징에 의한 헤더와 탱크들의 결합 후 돌출 절곡부(114)는 절단되어 제거될 수 있다.
<실시예 2>
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기는 상기한 제1실시예와 동일한 구성에 배플(140)들이 추가되어, 헤더(110)와 제1탱크(120)의 결합에 의해 형성된 내부 공간이 구획된 형태가 될 수 있다. 이때, 배플(140)은 한 쌍의 헤더탱크(100)에 각각 구비될 수 있다. 그리고 배플(140)은 하나의 헤더탱크(100)에 각각 한 쌍이 구비될 수 있으며, 하나의 헤더탱크(100)에 구비된 한 쌍의 배플(140)은 서로 높이방향으로 이격되게 배치되어, 한 쌍의 배플(140) 사이에 구획된 내부 공간이 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 배플(140) 사이에 대응되는 위치에 더미 튜브(230)가 연결될 수 있으며, 한 쌍의 배플 사이(140)의 공간과 더미 튜브(230)의 내부에는 열교환매체가 흐르지 않을 수 있다. 그리하여 제1열교환부(R)는 배플(140)들 및 더미 튜브(230)에 의해 높이방향으로 배플(140)들의 상측이 고온용 라디에이터(HTR)가 되고 하측이 저온용 라디이에터(LTR)가 될 수 있다. 여기에서 고온용 라디에이터(HTR)는 엔진의 냉각수를 냉각하는 엔진용 라디에이터이고 저온용 라디이에터(LTR)는 전장부품의 냉각수를 냉각하는 전장용 라디에이터가 될 수 있다. 그리고 배플(140)들에 의해 구획된 서로 다른 영역인 고온용 라디에이터(HTR) 측과 저온용 라디이에터(LTR) 측에는 온도가 서로 다른 열교환매체가 유동될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기는 엔진 및 전장부품을 모두 냉각시켜야 하는 하이브리드 자동차에 적용될 수 있다. 또한, 배플(140)들 및 더미 튜브(230)에 의해 고온용 라디에이터(HTR)와 저온용 라디이에터(LTR)간의 열전달이 차단되어 열응력을 감소시킬 수 있으며, 각각 적절한 냉각이 이루어질 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 배치 구조를 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기는 제1열 튜브(210)들을 포함하여 제1열에 배치된 제1열교환부(R)가 라디에이터이고, 제2열 튜브(220)들을 포함하여 제2열에 배치된 제2열교환부(C)가 콘덴서이며, 제1열교환부(R)가 냉각 공기의 유동 방향으로 상류쪽에 배치되고 제2열교환부(C)가 하류쪽에 배치될 수 있다. 내연기관의 경우 엔진 라디에이터의 냉각수 온도가 약 섭씨 110도 이며 이는 콘덴서의 냉매 온도보다 높아, 라디에이터가 냉각 공기의 유동 방향으로 상류측에 배치되는 경우 콘덴서의 성능에 불리하다. 반면, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 경우 배터리 또는 전장부품의 냉각을 위한 전장용 라디에이터가 구성되고, 전장용 라디에이터의 냉각수 온도는 약 섭씨 65도 이며 이는 콘덴서의 냉매 온도보다 낮아, 라디에이터를 냉각 공기의 유동 방향으로 상류측에 배치하면 라디에이터 및 콘덴서의 성능 측면에서 유리하다. 즉, 상기한 바와 같은 열교환기의 배치 구조는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 적합한 구성이라 할 수 있다.
또한, 일례로 제1열 튜브(210)와 제2열 튜브(220)는 높이 방향으로의 치수는 동일하나, 폭 및 내부 형상은 서로 다를 수도 있다. 그리고 제1탱크(120)와 제2탱크(130)는 서로 형상 및 재질이 다를 수 있다. 또한, 헤더(110)의 중앙 절곡부(112)에서 한 쌍의 수직부(112a)의 사이 간격은 3mm 이내가 바람직하다. 간격이 너무 넓으면 열교환기의 전체 부피가 커져 불리한 점이 있고, 반대로 간격이 너무 좁으면 열응력 감소 효과가 떨어질 수 있으며 응축수 배수홀(113)을 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 콘덴서 역할을 하는 제2열교환부(C)의 제2탱크(130)에는 기액분리기가 브레이징에 의해 접합되어 있을 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.
100 : 헤더탱크
110 : 헤더 111 : 수평부
111a : 튜브 삽입홀 112 : 중앙 절곡부
112a : 수직부 112b : 연결부
113 : 응축수 배수홀 114 : 돌출 절곡부
115 : 측면 절곡부
120 : 제1탱크 130 : 제2탱크
140 : 배플
200 : 튜브
210 : 제1열 튜브 220 : 제2열 튜브
230 : 더미 튜브
300 : 핀
R : 제1열교환부(라디에이터)
C : 제2열교환부(콘덴서)
HTR : 고온용 라디에이터
LTR : 저온용 라디에이터

Claims (12)

  1. 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 헤더탱크, 폭방향으로 2열로 형성되어 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단이 연결된 복수의 튜브, 및 상기 튜브들 사이에 개재되어 튜브에 결합된 복수의 핀을 포함하고,
    상기 한 쌍의 헤더탱크 중 어느 하나 이상은,
    상기 복수의 튜브들이 삽입되는 튜브 삽입홀들이 2열로 형성되며 제1열의 튜브 삽입홀들과 제2열의 튜브 삽입홀들 사이에 중앙 절곡부가 돌출 형성된 헤더;
    상기 중앙 절곡부를 기준으로 상기 헤더의 일측에 결합되어 내부에 열교환매체가 유동되는 공간을 형성하는 제1탱크; 및
    상기 중앙 절곡부를 기준으로 상기 헤더의 타측에 결합되어 내부에 열교환매체가 유동되는 공간을 형성하는 제2탱크;
    를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤더의 중앙 절곡부는,
    상기 튜브 삽입홀들이 형성된 수평부의 폭방향으로 이격된 위치에서 각각 상기 제1탱크 및 제2탱크 쪽을 향해 연장된 한 쌍의 수직부 및 상기 한 쌍의 수직부들의 끝단을 연결하는 연결부를 포함하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 적어도 일부분이 곡선 단면 형태인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결부에는 양면을 관통하는 응축수 배수홀이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 헤더는 중앙 절곡부의 폭방향 중앙부에 상기 중앙 절곡부에 대응되는 형태의 돌출 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출 절곡부는 적어도 일부분이 절단되어 제거된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 헤더는 수평부의 폭방향 양단에서 각각 상기 제1탱크 및 제2탱크 쪽을 향해 측면 절곡부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 핀들은 제1열 튜브에 폭방향 일측이 결합되고 제2열 튜브에 타측이 결합된 일체형 핀인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 헤더탱크는 각각 상기 헤더 및 제1탱크에 결합되어 내부 공간을 구획하는 배플을 더 포함하는 열교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배플에 의해 구획된 서로 다른 영역에는 온도가 서로 다른 열교환매체가 유동되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배플은 서로 이격된 한 쌍이 헤더탱크들에 각각 구비되며, 이격된 한 쌍의 배플 사이에 대응되는 위치에는 더미 튜브가 연결된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1열 튜브들을 포함하여 제1열에 배치된 제1열교환부가 라디에이터이고, 상기 제2열 튜브들을 포함하여 제2열에 배치된 제2열교환부가 콘덴서이며,
    상기 제1열교환부가 냉각 공기의 유동 방향으로 상류쪽에 배치되고 상기 제2열교환부는 하류쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000032408A (ko) * 1998-11-14 2000-06-15 신영주 열교환기
KR100755376B1 (ko) * 2000-12-30 2007-09-04 한라공조주식회사 일체형 열교환기
KR100590658B1 (ko) * 2004-04-28 2006-06-19 모딘코리아 유한회사 자동차용 증발기의 헤더 파이프
KR101372303B1 (ko) * 2007-08-09 2014-03-11 한라비스테온공조 주식회사 열교환기
KR20110133154A (ko) * 2010-06-04 2011-12-12 한라공조주식회사 통합형 라디에이터
KR101405234B1 (ko) * 2013-06-05 2014-06-10 현대자동차 주식회사 차량용 라디에이터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100391943B1 (ko) 2000-08-30 2003-07-16 가부시키가이샤 덴소 컨덴서 및 라디에이터를 갖춘 복식 열교환기

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