KR20230023976A - 열교환기 - Google Patents

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KR20230023976A
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신성홍
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉각수 배출구 측에 분기관을 구비함으로써 열교환 시스템 전체의 소형화가 가능하고 패키징성을 증대시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉각수 배출구 측에 분기관을 구비함으로써 열교환 시스템 전체의 소형화가 가능하고 패키징성을 증대시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨의 냉동 사이클에서는, 액체 상태의　열교환매체가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의　열교환매체는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 압축된 기체 상태의　열교환매체가　컨덴서를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 액화된　열교환매체가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.
즉,　컨덴서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어　열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되며, 냉매를 냉각시키는　열교환매체로서 공기를 이용하는 공랭식, 액체를 이용하는 수냉식으로 형성될 수 있다. 이 중 최근에는 전기자동차의 보급으로 인해 수냉식 컨덴서가 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래의 수냉식 컨덴서를 나타낸 도면으로서, 수냉식　컨덴서(20)는 복수의 플레이트(20)가 적층된　구조로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 수냉식　컨덴서(20)는 복수개의 플레이트(20)가 적층되어 제1 열교환매체 및 제2 열교환매체가 각각 유동되는 제1 유동부(21)와 제2 유동부(22)가 형성되고, 제1 열교환매체가 유입 및 배출되는 제1 입구파이프(31) 및 제1 출구파이프(32)와, 제2 열교환매체가 유입 및 배출되는 제2 입구파이프(41) 및 제2 출구파이프(42)와, 제1 열교환매체를 기상　열교환매체와 액상　열교환매체로 분리하는 기액분리기(50)와, 제1 유동부(21)의 응축 영역과 기액분리기(50)를 연결하는 제1 연결파이프(51)와, 기액분리기(50)와 제1 유동부(21)의 과냉 영역을 연결하는 제2 연결파이프(52)를 포함하여 이루어질 수 있다.
수냉식　컨덴서(20)에서는, 제1 입구파이프(31)를 통해 유입된 제1 열교환매체가 제1 유동부(21)의 응축 영역을 유동하고, 제1 연결파이프(51)를 통해 기액분리기(50)로 이동하며, 다시 제2 연결파이프(52)를 통해 제1 유동부(21)의 과냉 영역을 유동한 뒤, 제1 출구파이프(32)를 통해 배출된다. 이때, 제2 열교환매체는 제2 입구파이프(52)를 통해 유입되어 제1 유동부(21)와 교번되어 형성되는 제2 유동부(22)에 유동됨으로써 제1 열교환매체와 제2 열교환매체 간 열교환이 발생할 수 있다. 이때 제1 열교환매체는 냉매에 해당하고, 제2 열교환매체는 냉각수에 해당할 수 있다.
한편, 전기자동차에서 수냉식 컨덴서는, 냉방시에는 냉매를 응축시키는 컨덴서 기능을 수행하고, 난방시에는 냉매를 증발시키는 증발기 기능을 수행하게 된다. 냉방시, 즉 컨덴서 기능을 위해서는 상대적 저온의 냉각수로 냉매를 증발시켜야 하며, 이를 위해 냉각수는 라디에이터에서의 열교환을 통해 상대적 저온을 유지하게 된다. 난방시, 즉 증발기 기능을 위해서는 상대적 고온의 냉각수로 냉매를 가열해야 하며, 이를 위해 냉각수는 PE 부품(전장부품) 폐열을 통해 상대적 고온을 유지하게 된다. 이 경우 난방시에는 라디에이터를 통한 냉각수의 냉각은 불요하다.
이와 같은 적절한 기능 수행을 위해 냉각수 경로를 조절해야 할 필요가 있으며, 이에 따라 종래에는 밸브 등을 냉각수 경로 상에 설치하였다. 그러나, 한정된 공간과 패키지 상의 제약으로 인해 밸브를 설치하는 것이 어려울 뿐만 아니라 불필요한 공간 차지와 밸브 설치 공정 등이 추가되는 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제2021-0034954호(2021.03.31.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉각수 배출구 측에 분기관을 구비함으로써 열교환 시스템 전체의 소형화가 가능하고 패키징성을 증대시킬 수 있는 열교환기를 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예에 따른 열교환기는, 냉매와 냉각수 간 열교환이 일어나는 코어부; 상기 코어부로 냉매가 유입되는 냉매 유입구와, 상기 코어로부터 냉매가 배출되는 냉매 배출구; 상기 코어부로 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 상기 코어로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구; 및 상기 냉각수 배출구 측에 구비되며, 상기 냉각수를 서로 다른 경로로 분기시키는 분기관;을 포함할 수 있다.
상기 분기관은 상기 냉각수 배출구로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 배출관과, 상기 냉각수 배출관으로부터 분기되는 제1 분기관과 제2 분기관을 가질 수 있다.
상기 제1 분기관은 상기 냉각수를 제1 냉각수 경로로 보내고, 상기 제2 분기관은 상기 냉각수를 제2 냉각수 경로로 보내며, 상기 제1 냉각수 경로는 상기 냉각수가 냉각되는 경로이고, 상기 제2 냉각수 경로는 상기 냉각수가 가열되는 경로일 수 있다.
상기 제1 분기관으로 이동한 냉각수는 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위해 외부 공기와 열교환하는 라디에이터를 경유하는 경로로 이동하고, 상기 제2 분기관으로 이동한 냉각수는 상기 냉각수에 비해 상대적으로 온도가 높은 전장부품의 폐열에 의해 가열될 수 있다.
상기 제1 분기관의 외경은 상기 제2 분기관의 외경에 비해 크거나 같을 수 있다.
상기 냉각수 배출관은 상기 제1 분기관과 상기 제2 분기관보다 중력방향 아래쪽에 배치될 수 있다.
상기 분기관은 상기 제1, 제2 분기관이 일체형 파이프로 이루어지고, 상기 일체형 파이프의 측면 중간에 상기 냉각수 배출관의 단부가 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 일체형 파이프와 상기 냉각수 배출관은 용접 결합될 수 있다.
상기 냉각수 배출관의 결합측 단부에는 결합면이 상기 일체형 파이프의 외주면에 밀착되는 형태를 가진 비드부가 마련될 수 있다.
상기 일체형 파이프에는, 상기 일체형 파이프의 외주면을 따라 링 형태로 돌출되는 돌출부가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 열교환기는 상기 분기관을 고정하는 고정 구조;를 더 포함할 수 있다.
상기 고정 구조는 일측 단부가 상기 냉각수 배출관에 고정되고, 타측 단부가 상기 코어부에 고정될 수 있다.
상기 냉각수 배출관은 상기 코어부로부터 연장되어 상기 제1, 제2 분기관을 향해 절곡된 절곡부를 포함하며, 상기 고정 구조는 일측 단부가 상기 냉각수 배출관의 일 지점에 고정되고, 타측 단부가 상기 냉각수 배출관의 타 지점에 고정되되, 상기 일 지점과 타 지점 사이에는 상기 절곡부가 위치할 수 있다.
상기 고정 구조는 일측 단부와 타측 단부 중 적어도 하나가 상기 냉각수 배출관의 외주면을 감쌀 수 있다.
상기 분기관은 상기 코어부보다 상부에 위치할 수 있다.
상기 코어부는 냉매의 응축 영역과 과냉 영역을 포함하고, 상기 코어부의 일측에 구비되는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.
상기 코어부는 냉각수가 유동하는 복수의 플레이트와, 냉매가 유동하는 복수의 플레이트가 교대로 적층되어, 상기 냉각수와 냉매를 열교환할 수 있다.
본 발명에 의하면, 냉각수 배출구 측에 분기관을 구비함으로써 열교환 시스템 전체의 소형화가 가능하고 패키징성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 수냉식 컨덴서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 열교환기를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 4, 5는 본 발명의 일 예에 따른 분기관을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 분기관의 평면도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 용접 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 고정 구조를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 예에 따른 고정 구조를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 열교환기를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 분해사시도를 나타낸 것으로, 열교환기(10)는 냉매와 냉각수 간 열교환이 일어나는 코어부(100)와, 냉각수가 유입/배출되는 냉각수 유입구(110A)/배출구(110B)와, 냉매가 유입/배출되는 냉매 유입구(120A)/배출구(120B)를 포함하고, 기액분리기(200)를 더 포함할 수 있다.
코어부(100)는 내부에 냉매와 냉각수가 유동하여 냉매와 냉각수 간 서로 열교환이 일어나는 곳으로서, 배경기술에서 설명한 바와 같이 코어부(100)는 일 예로서 냉각수가 유동하는 복수의 플레이트와 냉매가 유동하는 복수의 플레이트가 교대로 적층되어 내부에 냉매 유동부와 냉각수 유동부가 형성된 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 구조에 있어서 코어부(100)는 냉매의 응축 영역과 과냉 영역을 포함할 수 있다.
냉각수 유입구(110A)는 코어부의 일측, 예를 들어 도면상 코어부의 우측 하부에 구비되어 외부로부터 코어부 내부로 냉각수가 유입될 수 있으며, 냉각수 배출구(110B)는 코어부의 타측, 예를 들어 도면상 코어부의 우측 상부에 구비되어 냉각수가 외부로 배출될 수 있다. 냉각수 유입구(110A) 측에는 후술하는 바와 같이 분기관(300)이 구비될 수 있으며, 냉각수 배출구(110B) 측에는 일반적인 냉각수 배출 파이프가 구비될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 열교환기는 양면형 열교환기로서, 제1 냉각수 경로를 순환하는 냉각수가 유동되는 제1 코어부(100-1)와, 제2 냉각수 경로를 순환하는 냉각수가 유동되는 제2 코어부(100-2)가 도면상 좌우로 적층된 구조(일반적으로 코어부를 기준으로 할 경우 상하로 적층되었다고 표현하기도 함)로 병합된 것으로, 도면상 좌측에 구비된 두개의 파이프는 각각 제2 냉각수 경로를 순환하는 냉각수가 유입/배출되는 제2 냉각수 유입 파이프(110A-2)/배출 파이프(110B-2)에 해당할 수 있다. 단, 후술하는 본 발명의 특징들은, 도시된 바와 같은 양면형 열교환기 뿐만 아니라, 제1 냉각수 경로와 제2 냉각수 경로를 통합하는 통합형 열교환기, 또는 하나의 냉각수 경로 상에 설치되는 단일 코어부를 가진 열교환기에도 얼마든지 적용 가능함은 물론이다.
기액분리기(200)는 코어부의 일측에 구비되어 액체와 기체가 혼합된 상태의 냉매에서 액체와 기체를 서로 분리하는 기능을 수행하는 것으로서, 코어부의 일측, 예를 들어 도면상 코어부의 좌측에 브레이징을 통해 코어부에 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
냉매 유입구(120A)는 코어부의 일측, 예를 들어 도면상 코어부의 우측 하부에 구비되어 외부로부터 코어부 내부로 냉매가 유입될 수 있으며, 냉매 배출구(120B)는 기액분리기의 일측, 예를 들어 도면상 기액분리기의 하측에 구비되어 냉매가 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 열교환기(10)에 있어서, 본 발명은 냉각수 배출구(110B) 측에, 냉각수 배출구(110B)에서 배출되는 냉각수를 서로 다른 경로로 분기시키는 분기관(300)이 구비될 수 있다. 냉각수 배출구 측에 분기관이 설치됨에 따라, 코어부에서 열교환을 마치고 배출된 냉각수를 적절한 경로로 보낼 수 있고, 이때 종래와 같이 열교환기와 별도의 위치에 분기관 또는 밸브 등을 설치하지 않아도 되어 추가 부품을 줄이고 열교환 시스템 전체의 소형화가 가능하며, 열교환기의 패키징성을 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 분기관에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 4, 5는 본 발명의 일 예에 따른 분기관을 나타낸 것으로, 분기관(300)은, 냉각수 배출구(110B)와 연결되어 냉각수 배출구로부터 배출되는 냉각수가 유입되는 냉각수 배출관(303)과, 냉각수 배출관(303)으로부터 각각 제1, 제2 방향으로 분기되는 제1, 제2 분기관(301, 302)을 가질 수 있다. 즉, 분기관(300)은 도시된 바와 같이 T자 형태로서, 분기점을 기준으로 도면상 좌측 부분이 제1 분기관(301)에 해당하고, 도면상 우측 부분이 제2 분기관(302)에 해당하며, 도면상 아래측 부분이 냉각수 배출관(303)에 해당할 수 있다. 단, 분기관의 형태는 이에 한정되는 것이 아니고, Y자 형태이거나, 또는 본관에서 하나 이상의 지관이 분기된 형태 등 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이다. 이때, 냉각수 배출관(303)은 제1 분기관(301)과 제2 분기관(302)보다 중력방향 아래쪽에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 분기관(301)은 냉각수를 제1 냉각수 경로로 보내고, 제2 분기관(302)은 냉각수를 제2 냉각수 경로로 보낼 수 있으며, 이때 제1 냉각수 경로는 냉각수가 냉각되는 경로이고, 제2 냉각수 경로는 냉각수가 가열되는 경로일 수 있다. 즉 앞에서 설명한 바와 같이, 차량 냉방시에는 열교환기가 냉매를 응축시켜야 하므로 상대적 저온의 냉각수를 마련하기 위해 외부 공기와 열교환하는 라디에이터를 통해 냉각수를 냉각시킬 수 있는데, 이때의 냉각수 경로가 본 발명에서 제1 냉각수 경로에 해당할 수 있다. 또한 차량 난방시에는 열교환기가 냉매를 가열해야 하므로 상대적 고온의 냉각수를 마련하기 위해 PE 부품(전장 부품)의 폐열을 통해 냉각수를 가열할 수 있는데, 이때의 경로가 본 발명에서 제2 냉각수 경로에 해당할 수 있다. 제1 냉각수 경로로 배출된 냉각수는 배터리 라인 측의 저온 라디에이터(Low Temperature Radiator; LTR)를 지날 수 있으며, 제2 냉각수 경로로 배출된 냉각수는 PE 부품(예를 들어, 모터나 인버터 등) 라인 측의 고온 라디에이터(High Temperature Radiator; HTR)를 지날 수 있다.
이때, 본 발명에서 제1 분기관(301)의 외경(301_D)은 제2 분기관(302)의 외경(302_D)에 비해 크거나 같게 구성될 수 있다. 냉방시, 즉 제1 분기관(301)을 통해 제1 냉각수 경로로 냉각수를 유동시키는 경우 냉각수의 유량이 큰 것에 비해, 난방시, 즉 제2 분기관(302)을 통해 제2 냉각수 경로로 냉각수를 유동시키는 경우에는 냉각수의 점도나 PE 부품의 냉각 부하가 작아 상대적으로 냉각수의 유량이 작으므로, 이에 대응하여 제1 분기관(301)의 외경이 제2 분기관(302)의 외경에 비해 크거나 같게 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 분기관(301)의 출구측 단부의 외경이 제2 분기관(302)의 출구측 단부의 외경에 비해 크거나 같게 구성될 수 있고, 이를 위해 제2 분기관(302)의 출구측 단부로부터 제1 분기관(301)의 출구측 단부로 갈수록 점진적으로 외경이 증가하는 형태로 형성되거나, 또는 분기점 부근에서 외경이 변화되고 이외의 부분에서는 제1 분기관(301)의 외경이 전체적으로 제2 분기관(302)의 외경에 비해 크거나 같게 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 분기관의 평면도이고, 도 7은 도 6의 단면도로서, 도시된 바와 같이 분기관은 T자 형태로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상술한 제1, 제2 분기관(301, 302)은 일체형 파이프(304)로 이루어지고, 일체형 파이프(304)의 측면 중간에 냉각수 배출관(303)의 단부가 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
이때 일체형 파이프(304)와 냉각수 배출관(303)은 서로 용접 결합될 수 있다. 즉, 일체형 파이프(304)와 냉각수 배출관(303) 각각은 압출파이프로 이루어질 수 있으며, 일체형 파이프(304)의 측면 중간에 냉각수 배출관(303)을 고정하고 용접하여 T자 형태의 분기관(300)이 제작될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 분기관(300)은 일체형 파이프(304)와 냉각수 배출관(303)이 용접 결합되어 제작될 수 있으며, 이를 위해 도 5와 같이 냉각수 배출관(303)의 결합측 단부에는 결합면이 일체형 파이프(304)의 외주면에 밀착되는 형태의 비드부(310)가 마련될 수 있다. 즉, 비드부(310)는 안장 형상으로 형성되어 일체형 파이프(304)에 밀착될 수 있으므로, 냉각수 배출관(303)의 위치를 고정하는 것에 유리하고, 나아가 용접 부분이 다른 부분에 비해 두껍게 형성됨으로써 강한 용접이 가능해져 둘 간의 결합력을 증대시키는 데 도움이 될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 용접 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이 일체형 파이프(304)의 길이방향이 중력방향과 나란하도록 일체형 파이프(304)를 수직하게 위치시키고, 단부측이 수평방향으로 배치된 냉각수 배출관(303)에 일체형 파이프(304)의 측면을 고정하여 서로 용접 결합이 이루어질 수 있다. 즉, 분기관 제작 공정시 냉각수 배출관(303)을 먼저 코어부(100)에 용접 결합 등을 통해 고정한 이후, 냉각수 배출관(303)의 개방된 단부에 일체형 파이프(304)를 용접 결합할 수 있다. 이때 후술하는 바와 같이 분기관(300)이 코어부(100)보다 상부에 위치하도록 하기 위해 냉각수 배출관(303)이 코어부(100)의 상부 측으로 절곡된 형태를 가질 수 있고, 그에 따라 열교환기(10)를 눕힌 상태에서 냉각수 배출관(303)의 단부측이 수평하게 배치될 수 있으며, 이러한 냉각수 배출관(303)의 수평한 단부 측에 일체형 파이프(304)를 수직하게 위치하도록 고정한 이후 용접을 실시할 수 있다.
이 경우, 용접시 비드부(310)에서 발생하는 용접물이 중력에 의해 일체형 파이프(304)를 타고 흘러내려 오염이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 일체형 파이프(304)에는 일체형 파이프(304)의 외주면을 따라 링 형태로 돌출되는 돌출부(320)가 하나 이상 구비될 수 있으며, 이에 따라 용접물에 의한 오염을 방지할 수 있다. 이때, 제작 편이성 등을 위해 돌출부(320)가 제1 분기관(301)과 제2 분기관(302)에 각각 구비될 수 있으며, 제1 분기관(301)과 제2 분기관(302) 각각에 돌출부가 2개 이상씩 구비될 수도 있다.
이와 달리, 본 발명의 다른 예에 따른 분기관(300)은, 앞의 예에서 압출 파이프들을 서로 용접하여 분기관을 구성하는 것과 달리, 제1, 제2 분기관(301, 302)과 냉각수 배출관(303)이 일체로 이루어질 수 있다. 즉, 분기관은 사출성형 등을 통해 전체가 일체로 이루어진 단품 형태로 제작될 수 있으며, 이와 같이 별도의 단품으로 제작된 분기관을 코어부의 냉각수 배출구 측에 고정하여 열교환기를 제작할 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 고정 구조에 대해 살펴보기로 한다. 도9는 본 발명의 일 예에 따른 고정 구조를 나타내고, 도 10은 본 발명의 다른 예에 따른 고정 구조를 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 열교환기는 분기관(300)을 고정하기 위한 고정 구조(400)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 고정 구조(400)는, 도 9에 도시된 바와 같이 고정 구조(400)의 일측 단부(400A)는 냉각수 배출관(303)에 고정되고, 타측 단부(400B)는 코어부(100)에 고정될 수 있다. 이와 같이 고정 구조의 일측과 타측이 각각 분기관을 구성하는 냉각수 배출관과 코어부에 결합 고정됨에 따라, 분기관과 코어부 간의 결합력을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따른 고정 구조(400)는, 도 10에 도시된 바와 같이 고정 구조(400)의 일측 단부(400A)와 타측 단부(400B)가 모두 냉각수 배출관(303)에 고정될 수 있다. 즉, 고정 구조(400)의 일측 단부는 냉각수 배출관(303)의 일 지점에 고정되고, 타측 단부는 냉각수 배출관(303)의 타 지점에 고정될 수 있다. 냉각수 배출관(303)은 상술한 바와 같이 중간 지점이 절곡된 절곡부(C)를 포함할 수 있고, 절곡부(C)의 하부는 지면과 평행하고 절곡부(C)의 상부는 지면과 수직한 구조로 이루어질 수 있으며, 이 경우 고정 구조(400)의 일측 단부(400A)는 중간 지점(C)의 하부에 고정되고 타측 단부(400B)는 중간 지점(C)의 상부에 고정될 수 있다. 이는 냉각수 유동시 냉각수 배출관의 절곡된 부분에 집중되는 스트레스가 고정 구조에 의해 분산되어 냉각수 배출관의 내구성을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다.
나아가, 따로 도시하지는 않았으나, 고정 구조는 상술한 두 예의 구조가 결합된 방식, 즉 고정 구조의 제1, 제2 측이 냉각수 배출관에 고정되고, 제3 측이 코어부에 고정되는 방식으로 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 9, 10에 도시된 바와 같이, 고정 구조(400)는 기다란 판 형태로 형성될 수 있으며, 고정 구조(400)의 일측 단부와 타측 단부 중 적어도 하나는 냉각수 배출관(303)의 외주면을 감싸는 형태로 이루어질 수 있다. 고정 구조가 판 형태로 형성됨에 따라 고정 구조와 고정대상(즉, 냉각수 배출관 또는 코어부) 간 접촉면적이 넓어져 고정력이 증대될 수 있으며, 고정 구조가 냉각수 배출관의 외주면을 감싸도록 구성됨으로써 냉각수 배출관과 고정 구조 간 결합력이 증대될 수 있음은 물론 별도의 용접 공정 없이도 두 구성요소 간 결합이 가능한 이점이 있다.
한편, 본 발명의 열교환기(10)에 있어서, 분기관(300)은 코어부(100)보다 상부에 위치할 수 있다. 즉, 도 2를 다시 참조하면, 분기관(300), 보다 구체적으로는 분기관(300)의 분기점, 내지는 제1 분기관(301)과 제2 분기관(302)이 코어부(100)보다 지면을 기준으로 높은 위치에 배치될 수 있다. 이는 열교환기가 차량에 설치될 시 분기관이 상부에 위치하게 됨에 따라, 코어부 내 공기빼기 등을 위한 작업시 작업자의 접근이 용이하다는 이점이 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
10: 열교환기
100: 코어부
110A: 냉각수 유입구
110B: 냉각수 배출구
120A: 냉매 유입구
120B: 냉매 배출구
200: 기액분리기
300: 분기관
301: 제1 분기관
302: 제2 분기관
303: 냉각수 배출관
304: 일체형 파이프
400: 고정 구조

Claims (17)

  1. 냉매와 냉각수 간 열교환이 일어나는 코어부;
    상기 코어부로 냉매가 유입되는 냉매 유입구와, 상기 코어로부터 냉매가 배출되는 냉매 배출구;
    상기 코어부로 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 상기 코어로부터 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구; 및
    상기 냉각수 배출구 측에 구비되며, 상기 냉각수를 서로 다른 경로로 분기시키는 분기관;을 포함하는, 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분기관은
    상기 냉각수 배출구로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 배출관과, 상기 냉각수 배출관으로부터 분기되는 제1 분기관과 제2 분기관을 가지는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 분기관은 상기 냉각수를 제1 냉각수 경로로 보내고, 상기 제2 분기관은 상기 냉각수를 제2 냉각수 경로로 보내며,
    상기 제1 냉각수 경로는 상기 냉각수가 냉각되는 경로이고, 상기 제2 냉각수 경로는 상기 냉각수가 가열되는 경로인 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 분기관으로 이동한 냉각수는 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위해 외부 공기와 열교환하는 라디에이터를 경유하는 경로로 이동하고,
    상기 제2 분기관으로 이동한 냉각수는 상기 냉각수에 비해 상대적으로 온도가 높은 전장부품의 폐열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 분기관의 외경은 상기 제2 분기관의 외경에 비해 크거나 같은 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 냉각수 배출관은 상기 제1 분기관과 상기 제2 분기관보다 중력방향 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분기관은
    상기 제1, 제2 분기관이 일체형 파이프로 이루어지고,
    상기 일체형 파이프의 측면 중간에 상기 냉각수 배출관의 단부가 결합된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 일체형 파이프와 상기 냉각수 배출관은 용접 결합되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 냉각수 배출관의 결합측 단부에는
    결합면이 상기 일체형 파이프의 외주면에 밀착되는 형태를 가진 비드부가 마련되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 일체형 파이프에는, 상기 일체형 파이프의 외주면을 따라 링 형태로 돌출되는 돌출부가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 분기관을 고정하는 고정 구조;를 더 포함하는, 열교환기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고정 구조는
    일측 단부가 상기 냉각수 배출관에 고정되고, 타측 단부가 상기 코어부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 냉각수 배출관은 상기 코어부로부터 연장되어 상기 제1, 제2 분기관을 향해 절곡된 절곡부를 포함하며,
    상기 고정 구조는
    일측 단부가 상기 냉각수 배출관의 일 지점에 고정되고, 타측 단부가 상기 냉각수 배출관의 타 지점에 고정되되, 상기 일 지점과 타 지점 사이에는 상기 절곡부가 위치하는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 고정 구조는
    일측 단부와 타측 단부 중 적어도 하나가 상기 냉각수 배출관의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 분기관은 상기 코어부보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 코어부는 냉매의 응축 영역과 과냉 영역을 포함하고,
    상기 코어부의 일측에 구비되는 기액분리기를 더 포함하는, 열교환기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 코어부는
    냉각수가 유동하는 복수의 플레이트와 냉매가 유동하는 복수의 플레이트가 교대로 적층되어 열교환하는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
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