KR20240036850A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 튜브가 삽입되는 튜브 삽입홀이 형성된 튜브 접합부를 포함한 헤더에서, 튜브 접합부의 형상을 요철 형태로 형성하여 열교환매체 튜브와 튜브 접합부의 접촉 면적(접합 면적)을 증대시킴으로써, 튜브 및 튜브 접합부에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.The present invention is to increase the contact area (joint area) of the heat exchange medium tube and the tube joint by forming the shape of the tube joint into an uneven shape in the header including the tube joint where the tube insertion hole into which the tube is inserted is formed. It relates to a heat exchanger that can reduce thermal stress acting on.
Description
본 발명은 복수의 열교환부가 일체로 형성되는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger in which a plurality of heat exchange units are integrally formed.
일반적으로 열교환기는 특정 유로상에 설치되어 그 내부를 순환하는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하는 장치이다.In general, a heat exchanger is a device that is installed on a specific flow path and performs heat exchange by allowing the heat exchange medium circulating inside the heat exchanger to absorb heat from outside air or dissipate its own heat to the outside.
이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어, 또한 엔진 및 변속기 등의 내부를 유동하는 오일을 냉각하기 위해 오일을 열교환매체로 사용하는 오일쿨러 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.These heat exchangers include condensers and evaporators that use refrigerant as a heat exchange medium, radiators and heater cores that use coolant as a heat exchange medium, and oil that uses oil as a heat exchange medium to cool the oil flowing inside the engine and transmission. They are manufactured in a variety of ways depending on the purpose and use, such as coolers.
그리고 근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며, 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.In recent years, as global interest in the environment and energy has increased in the automobile industry, research has been conducted to improve fuel efficiency, and research and development for weight reduction, miniaturization, and high functionality are continuously conducted to satisfy the needs of various consumers. .
그런데 자동차에 사용되는 열교환기에 있어서 복수의 열교환기를 별개로 제작하여 설치하는 경우 제작공수가 많아져 생산성이 낮을 뿐만 아니라, 재료의 낭비가 심해 원가 상승과 더불어 각각의 열교환기들을 장착하기 위한 공간을 확보하는 데에도 어려움이 있었다. 그리하여 이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 열교환기를 일체화하여 형성하는 다양한 기술이 개발되어 사용되고 있다.However, in the case of heat exchangers used in automobiles, if multiple heat exchangers are manufactured and installed separately, not only does the manufacturing process increase, resulting in low productivity, but also the waste of materials increases, increasing the cost and securing space to install each heat exchanger. There were also difficulties in doing so. Therefore, in order to solve this problem, various technologies for integrating a plurality of heat exchangers have been developed and used.
도 1 및 도 2는 종래의 일체형 열교환기용 헤더탱크 및 헤더를 나타낸 사시도이다.Figures 1 and 2 are perspective views showing a conventional header tank and header for an integrated heat exchanger.
도시된 바와 같이 종래의 일체형 열교환기의 헤더탱크는 크게 탱크(10), 헤더(20) 및 가스켓(30)을 포함하여 이루어지고, 헤더(20)와 탱크(10) 사이에 가스켓(30)이 개재된 상태에서 헤더(20)와 탱크(10)가 밀착되어 결합될 수 있다. 그리고 탱크(10)에는 배플(11)이 일체로 형성되어 있고, 가스켓(30)에는 둘레부(31)의 중앙부에 브리지(32)가 연결되어 있으며, 헤더(20)에는 가스켓(30)이 안착되는 안착부(21)가 형성되고 중앙부에는 열차단을 위한 더미튜브가 삽입되는 더미튜브 삽입홀(22)이 형성되며 중앙부의 양측으로 열교환매체 튜브가 삽입되는 튜브 삽입홀(23)들이 형성되어 있다.As shown, the header tank of a conventional integrated heat exchanger largely includes a tank 10, a header 20, and a gasket 30, and a gasket 30 is provided between the header 20 and the tank 10. In the interposed state, the header 20 and the tank 10 can be tightly coupled to each other. In addition, a baffle 11 is formed integrally with the tank 10, a bridge 32 is connected to the gasket 30 at the center of the circumference 31, and the gasket 30 is seated on the header 20. A seating portion 21 is formed, a dummy tube insertion hole 22 into which a dummy tube for heat insulation is inserted is formed in the central portion, and tube insertion holes 23 into which a heat exchange medium tube is inserted are formed on both sides of the central portion. .
그런데 종래의 일체형 열교환기용 헤더탱크에서는 헤더와 탱크가 결합되는 결합부로부터 열교환매체 튜브의 끝단의 거리가 상대적으로 가까워서, 열교환매체 튜브와 헤더가 접합된 부분에서 응력이 크게 발생한다. 이로 인해 열교환매체 튜브와 헤더의 접합부에 크랙이 발생하여 냉각수의 누수가 발생할 수 있으며, 이는 곧 열교환기의 기대 수명을 낮추는 요인이 된다.However, in a conventional header tank for an integrated heat exchanger, the distance between the end of the heat exchange medium tube and the joint where the header and the tank are joined is relatively close, so a large amount of stress occurs at the joint where the heat exchange medium tube and the header are joined. As a result, cracks may occur at the joint between the heat exchange medium tube and the header, resulting in leakage of coolant, which in turn reduces the life expectancy of the heat exchanger.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 열교환부가 일체로 형성되는 열교환기에서 튜브에 작용하는 열응력 저감시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems described above, and the purpose of the present invention is to provide a heat exchanger capable of reducing thermal stress acting on tubes in a heat exchanger in which a plurality of heat exchange parts are integrally formed.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 베이스부, 상기 베이스부를 관통하는 튜브 삽입홀이 형성되고 상기 튜브 삽입홀의 둘레에서 탱크를 향하여 돌출 형성되며 길이방향으로 이격되어 배열된 복수의 튜브 접촉부, 및 상기 복수의 튜브 접촉부 중 적어도 일부에는 폭방향 양단 사이에 상기 튜브 접촉부가 돌출된 반대방향으로 오목하게 형성된 오목부를 포함하는 헤더; 상기 헤더와 결합되어 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 탱크; 및 상기 헤더의 튜브 삽입홀에 삽입되어 튜브 접촉부와 결합된 복수의 열교환매체 튜브; 를 포함하여 이루어질 수 있다.The heat exchanger of the present invention for achieving the above-described object is formed with a base portion, a tube insertion hole penetrating the base portion, and a plurality of plurality of tube insertion holes protruding toward the tank around the tube insertion hole and arranged to be spaced apart in the longitudinal direction. a header including a tube contact portion, and at least some of the plurality of tube contact portions including a concave portion formed between both ends in the width direction to be concave in a direction opposite to the protrusion of the tube contact portion; A tank coupled to the header to form a space within which a heat exchange medium is stored and flows; and a plurality of heat exchange medium tubes inserted into the tube insertion hole of the header and coupled to the tube contact portion. It can be done including.
또한, 서로 인접한 튜브 접촉부들 사이에는 그루브가 형성되고, 상기 그르부 중 적어도 일부는 상기 오목부와 같은 방향으로 오목한 함몰부가 형성될 수 있다.Additionally, grooves may be formed between tube contact parts adjacent to each other, and at least some of the grooves may be formed with recesses that are concave in the same direction as the recesses.
또한, 상기 함몰부는 함몰부가 아닌 그루브의 나머지 부분보다 탱크의 반대쪽으로 더 돌출될 수 있다.Additionally, the depression may protrude further to the opposite side of the tank than the remaining portion of the groove that is not a depression.
또한, 상기 함몰부와 오목부의 폭은 서로 동등한 수준으로 형성될 수 있다.Additionally, the widths of the depression and the concave portion may be formed to be equal to each other.
또한, 상기 함몰부와 오목부의 요입된 깊이는 서로 동등한 수준으로 형성될 수 있다.Additionally, the recessed depths of the depression and the concave portion may be formed at an equal level.
또한, 상기 함몰부와 오목부는 동시에 형성될 수 있다.Additionally, the depression and the concave portion may be formed simultaneously.
또한, 상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부가 형성되고, 상기 양단의 직선부 사이에 오목부가 배치될 수 있다.Additionally, straight portions with flat upper surfaces may be formed at both ends in the width direction of the tube contact portion, and concave portions may be disposed between the straight portions at both ends.
또한, 상기 직선부의 돌출된 높이는 상기 오목부의 돌출된 높이보다 더 높게 형성될 수 있다.Additionally, the protruding height of the straight portion may be formed to be higher than the protruding height of the concave portion.
또한, 상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단의 직선부와 오목부는 경사지게 연결될 수 있다.Additionally, the straight portions and concave portions at both ends of the tube contact portion in the width direction may be connected at an angle.
또한, 상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부가 없으며, 상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단은 오목부와 경사지게 연결될 수 있다.In addition, there are no straight portions with flat upper surfaces at both widthwise ends of the tube contact portion, and both widthwise ends of the tube contact portion may be inclinedly connected to concave portions.
또한, 길이방향으로 양단에 위치한 튜브 접촉부의 바깥쪽에는 그루브 및 오목부가 없이 베이스부가 존재할 수 있다.Additionally, a base portion may exist without grooves or concave portions outside the tube contact portions located at both ends in the longitudinal direction.
또한, 상기 헤더는, 상기 베이스부를 관통하는 더미튜브 삽입홀이 형성되고 상기 더미튜브 삽입홀의 둘레에서 탱크를 향하여 돌출 형성된 더미튜브 접촉부를 더 포함하고, 상기 더미튜브 접촉부 및 더미튜브 접촉부에 인접한 길이방향 양측은 폭방향 중앙부에서 양단으로 가면서 하측으로 경사지게 형성될 수 있다.In addition, the header further includes a dummy tube contact portion formed with a dummy tube insertion hole penetrating the base portion and protruding toward the tank around the dummy tube insertion hole, and a longitudinal direction adjacent to the dummy tube contact portion and the dummy tube contact portion. Both sides may be formed to slope downward from the central portion in the width direction to both ends.
또한, 상기 더미튜브 접촉부의 폭방향 양단은 중앙부보다 돌출된 높이가 낮게 형성될 수 있다.Additionally, both ends of the dummy tube contact portion in the width direction may have a protruding height lower than that of the central portion.
또한, 상기 베이스부의 길이방향 양측에 복수의 튜브 접촉부가 배치되고 길이방향 양측 사이에 더미튜브 접촉부가 배치될 수 있다.Additionally, a plurality of tube contact parts may be disposed on both sides of the base portion in the longitudinal direction, and a dummy tube contact portion may be disposed between both sides in the longitudinal direction.
또한, 상기 헤더는 베이스부의 둘레를 따라 하측으로 오목하게 가스켓 안착홈이 형성되고, 상기 가스켓 안착홈의 바깥쪽 테두리를 따라 탱크 결합부가 형성되며, 상기 헤더의 가스켓 안착홈에 둘레부가 삽입되고 상기 둘레부를 폭방향으로 연결하며 상기 헤더의 더미튜브 접촉부에 인접하여 배치된 한 쌍의 브리지를 포함하는 가스켓; 을 더 포함하고, 상기 탱크는 헤더의 가스켓 안착홈에 하단이 삽입되어 헤더의 탱크 결합부에 결합되며, 상기 탱크는 내측에 한 쌍의 배플이 일체로 형성되어 상기 배플이 브리지에 밀착되어 결합될 수 있다.In addition, the header has a gasket seating groove formed concave downward along the circumference of the base portion, a tank coupling portion is formed along the outer edge of the gasket seating groove, a peripheral portion is inserted into the gasket seating groove of the header, and the peripheral portion is inserted into the gasket seating groove of the header. A gasket connecting parts in the width direction and including a pair of bridges disposed adjacent to a dummy tube contact part of the header; The tank further includes a lower end inserted into the gasket seating groove of the header and coupled to the tank coupling part of the header, and a pair of baffles are integrally formed on the inside of the tank so that the baffles are in close contact with the bridge. You can.
또한, 상기 헤더의 더미튜브 삽입홀에 삽입되어 더미튜브 접촉부와 결합된 더미튜브; 및 상기 복수의 열교환매체 튜브의 사이에 개재된 방열핀; 을 더 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, a dummy tube inserted into the dummy tube insertion hole of the header and coupled to the dummy tube contact portion; and a heat dissipation fin disposed between the plurality of heat exchange medium tubes. It may be further included.
본 발명의 열교환기는 헤더와 튜브의 접합 면적이 증대되어, 열 및 충격 등에 의해 튜브에 작용하는 응력을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.The heat exchanger of the present invention has the advantage of increasing the joint area between the header and the tube, thereby reducing the stress acting on the tube due to heat and shock.
이에 따라 헤더와 튜브의 접합부에서 크랙에 의한 누수발생 가능성을 줄일 수 있으며, 열교환기의 수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the possibility of water leakage due to cracks at the joint between the header and the tube can be reduced, and the lifespan of the heat exchanger can be increased.
도 1 및 도 2는 종래의 일체형 열교환기용 헤더탱크 및 헤더를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 상측 평면도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 AA', BB', CC' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 상측 평면도이다.
도 12 및 도 13은 도 11의 DD', EE' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.Figures 1 and 2 are perspective views showing a conventional header tank and header for an integrated heat exchanger.
3 and 4 are perspective views showing the header of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a top plan view showing the header of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
Figures 6 to 9 are cross-sectional views showing cross-sections taken along lines AA', BB', and CC' of Figure 5.
Figure 10 is a perspective view showing the header of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
Figure 11 is a top plan view showing the header of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention.
Figures 12 and 13 are cross-sectional views showing cross-sections taken along lines DD' and EE' of Figure 11.
Figures 14 and 15 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the heat exchanger of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도 및 상측 평면도이며, 도 6 내지 도 9는 도 5의 AA', BB', CC' 단면을 나타낸 단면도이다.Figures 3 to 5 are perspective views and top plan views showing the header of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, and Figures 6 to 9 are cross-sectional views taken along lines AA', BB', and CC' of Figure 5.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 헤더(110)는 크게 베이스부(110-1), 튜브 삽입홀(112)이 형성된 튜브 접촉부(113) 및 오목부(113-1)를 포함할 수 있으며, 가스켓 안착홈(111) 및 탱크 결합부(111-1)를 더 포함할 수 있다.As shown, the
우선, 헤더(110)는 프레스를 이용해 한 장의 금속 판재를 소성 변형시키는 가공을 하여 일체로 형성될 수 있다. 그리고 헤더(110)는 대략적인 형상이 폭에 비해 상대적으로 길이가 긴 장방형으로 형성될 수 있다.First, the
베이스부(110-1)는 기준이 되는 부분이며, 베이스부(110-1)를 기준으로 튜브 접촉부(113)가 상측인 탱크쪽을 향해 돌출 형성되고 그루브(115)가 하측인 튜브 접촉부(113)가 돌출된 반대방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 베이스부(110-1)는 튜브 접촉부(113)와 그루브(115)가 만나는 부분이 될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 베이스부(110-1)는 매우 미소한 부분으로 형성될 수 있으며, 헤더(110)의 크기나 튜브 접촉부(113)들 사이의 간격 등에 따라 베이스부(110-1)가 거의 없거나 상대적으로 넓은 면적을 갖게 형성될 수도 있다.The base portion 110-1 is a reference portion, and the
가스켓 안착홈(111)은 이후에 설명할 가스켓이 삽입되어 안착되는 부분이며, 가스켓 안착홈(111)은 베이스부(110-1)의 둘레 전체를 따라 하측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고 가스켓 안착홈(111)은 그루브(115)보다 더 하측으로 오목하게 형성될 수 있다.The
탱크 결합부(111-1)는 헤더(110)에 탱크(130)를 결합하여 고정시킬 수 있는 부분이며, 탱크 결합부(111-1)는 가스켓 안착홈(111)의 바깥쪽 테두리를 따라 형성될 수 있다. 일례로 탱크 결합부(111-1)는 가스켓 안착홈(111)의 바깥쪽 테두리 상단에서 상측으로 돌출 형성되며, 복수의 탱크 결합부(111-1)가 가스켓 안착홈(111)의 바깥쪽 테두리를 전체를 따라가면서 서로 이격되어 배열될 수 있다.The tank coupling portion 111-1 is a part that can be fixed by coupling the
튜브 접촉부(113)는 내부를 따라 열교환매체가 유동되는 열교환매체 튜브가 삽입되어 브레이징에 의해 접합됨으로써 헤더(110)와 열교환매체 튜브를 연결시켜주는 부분이다. 튜브 접촉부(113)에는 튜브 삽입홀(112)이 형성되어 있고, 열교환매체 튜브는 튜브 삽입홀(112)에 삽입될 수 있다. 그리고 튜브 접촉부(113)는 튜브 삽입홀(112)의 둘레에서 상측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 튜브 접촉부(113)는 복수로 형성되어 복수의 튜브 접촉부(113)가 길이방향으로 이격되어 배열될 수 있다.The
오목부(113-1)는 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단 사이에 형성되며, 오목부(113-1)는 튜브 접촉부(113)의 상단에서 하측으로 오목하게 형성될 수 있다.The concave portion 113-1 is formed between both ends of the
그리하여 헤더의 튜브 접촉부와 열교환매체 튜브의 접촉 면적(접합 면적)이 증대되어 열 및 충격 등에 의해 튜브에 작용하는 응력을 저감시킬 수 있다. 이에 따라 헤더와 튜브의 접합부에서 크랙에 의한 누수발생 가능성을 줄일 수 있으며, 열교환기의 수명을 증가시킬 수 있다.Therefore, the contact area (joining area) between the tube contact portion of the header and the heat exchange medium tube is increased, thereby reducing the stress acting on the tube due to heat and shock. Accordingly, the possibility of water leakage due to cracks at the joint between the header and tube can be reduced, and the lifespan of the heat exchanger can be increased.
또한, 서로 이웃하여 인접한 튜브 접촉부(113)들의 사이에는 베이스부(110-1)를 기준으로 하측으로 오목하게 그루브(115)가 형성되며, 그루브(115)에는 튜브 접촉부(113)에 형성된 오목부(113-1)에 대응되게 하측으로 오목한 함몰부(115-1)가 형성될 수 있다. 그리하여 오목부(113-1)의 깊이를 상대적으로 깊게 형성할 수 있어, 튜브 접촉부(113)와 열교환매체 튜브와의 접촉 면적을 더욱 증대시킬 수 있다. 그리고 급격한 곡면 발생을 줄여서 프레스 성형 시 형상에 따른 소재의 두께를 균일하게 관리하는데 유리할 수 있다. 또한, 그루브(115)의 폭방향 양단은 바닥면이 폭방향과 수평인 수평부(115-2)가 형성되고, 수평부(115-2)들의 사이에 함몰부(115-1)가 형성될 수 있다.In addition, a
또한, 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부(113-2)가 형성되고, 직선부(113-2)의 사이에 오목부(113-1)가 형성될 수 있다. 그리고 직선부(113-2)와 오목부(113-1)는 경사지게 연결될 수 있다. 즉, 폭방향 양측의 직선부(113-2)에서 가운데의 오목부(113-1) 쪽으로 가면서 하측으로 경사진 형태로 연결될 수 있다. 그리하여 튜브 접촉부(113)와 열교환매체 튜브와의 접촉 면적을 더욱 증대시킬 수 있다.Additionally, straight portions 113-2 with flat upper surfaces may be formed at both ends of the
또한, 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단의 직선부(113-2)는 가스켓 안착홈(111)에 인접하게 배치될 수 있다. 그리하여 열 또는 진동에 대한 충격이 큰 헤더(110)의 가장자리쪽에 상대적으로 열교환매체 튜브와의 접합 면적이 넓은 직선부(113-2)가 위치하므로 응력을 줄일 수 있다.Additionally, the straight portions 113-2 at both ends of the
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 헤더를 나타낸 사시도 및 상측 평면도이고, 도 12 및 도 13은 도 11의 DD', EE' 단면을 나타낸 단면도이다.Figures 10 and 11 are perspective views and top plan views showing the header of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention, and Figures 12 and 13 are cross-sectional views taken along lines DD' and EE' of Figure 11.
도시된 바와 같이 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단은 가스켓 안착홈(111)에서 폭방향 내측으로 이격되게 형성될 수 있다. 즉, 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부가 없으며, 튜브 접촉부(113)의 폭방향 양단은 오목부(113-1)와 곧바로 경사지게 연결될 수 있다. 그리하여 열 또는 진동에 대한 충격이 큰 헤더(110)의 가장자리 쪽으로부터 이격된 위치에 튜브 접촉부(113)가 배치되므로 응력을 줄일 수 있다.As shown, both ends of the
또한, 도 9를 참조하면 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예 모두에서 헤더(110)의 길이방향으로 양단에 위치한 튜브 접촉부(113)의 바깥쪽에는 그루브 및 오목부가 없이 베이스부(110-1)가 존재할 수 있다. 그리하여 헤더(110)의 가스켓 안착홈(111)에 가스켓을 삽입하고 탱크(130)를 결합할 때, 가스켓의 이탈에 의한 가스켓 씹힘을 방지할 수 있다.In addition, referring to FIG. 9, in both the first and second embodiments of the present invention, the
그리고 본 발명의 열교환기용 헤더(110)는 더미튜브 접촉부(117)를 더 포함할 수 있으며, 더미튜브 접촉부(117)에는 더미튜브 삽입홀(116)이 형성되어 있고, 더미튜브는 더미튜브 삽입홀에 삽입될 수 있다. 그리고 더미튜브 접촉부(117)는 더미튜브 삽입홀(116)의 둘레에서 상측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 더미튜브 접촉부(117)는 복수로 형성되어 더미튜브 접촉부(117)가 길이방향으로 이격되어 배열될 수 있다. 또한, 튜브 접촉부(113)들이 헤더(110)의 길이방향 양측에 배치되고 그 사이에 더미튜브 접촉부(117)가 배치될 수 있다. 또한, 더미튜브 접촉부(117) 및 더미튜브 접촉부(117)에 인접한 길이방향 양측인 더미튜브 접촉부(117)들의 사이는 폭방향 중앙부에서 폭방향 양단쪽으로 가면서 하측으로 경사지게 형성될 수 있다. 그리고 더미튜브 접촉부(117)에 인접한 길이방향 양측의 폭방향 양단은 가스켓 안착홈(111)의 바닥면에 경사지게 연결될 수 있다.In addition, the
그리하여 튜브 접촉부(113)들이 형성된 영역과 더미튜브 접촉부(117)들이 형성된 영역의 복합적인 구조에 의해 헤더(110)와 튜브들의 접합부에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다.Therefore, the thermal stress acting on the joint between the
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.Figures 14 and 15 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 열교환기를 구성하는 헤더탱크(100)는, 상기 헤더(110), 가스켓(120) 및 배플(140)이 구비된 탱크(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown, the
가스켓(120)은 둘레부(121) 및 한 쌍의 브리지(122)를 포함할 수 있다. 둘레부(121)의 전체적인 형상은 헤더(110)의 가스켓 안착홈(111)에 대응되는 형태로 형성될 수 있으며, 둘레부(121)의 단면은 원형으로 형성될 수 있다. 그리고 한 쌍의 브리지(122)는 둘레부(121)를 폭방향으로 연결하며, 한 쌍의 브리지(122)는 더미튜브 접촉부(117)를 사이에 두고 양쪽으로 배치될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 브리지(122)는 납작한 띠 형태로 형성될 수 있다.The
탱크(130)는 헤더(110)와 결합되어 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 부분이며, 탱크(130)는 용기를 엎어놓는 형태로 형성되어 하단인 테두리부분에 풋부(131)가 돌출 형성될 수 있다. 풋부(131)는 헤더(110)의 가스켓 안착홈(111)에 삽입되며, 풋부(131)와 가스켓 안착홈(111)의 사이에 가스켓(120)의 둘레부(121)가 개재된 상태에서 헤더(110)의 탱크 결합부(111-1)를 풋부(131)쪽으로 눌러 절곡해서 헤더(110)에 탱크(130)가 결합 및 고정될 수 있다. 그리고 탱크(130)에는 한 쌍의 배플(140)이 일체로 형성될 수 있으며, 배플(140)은 브리지(122)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 헤더(110)에 가스켓(120)을 조립한 후 탱크(130)를 결합할 때, 배플(140)과 헤더(110) 사이에 브리지(122)가 눌려서 밀착될 수 있다.The
그리하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 헤더탱크(100)는 한 쌍의 배플(140)을 기준으로 길이방향 양측에 유동되는 열교환매체가 서로 섞이지 않고 유동될 수 있다. 그리고 한 쌍의 배플(140) 사이의 공간은 열교환매체가 존재하지 않아 양쪽의 열을 차단하는 역할을 할 수 있다.Therefore, in the
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 크게 한 쌍의 헤더탱크(100), 복수의 열교환매체 튜브(200), 더미튜브(300) 및 복수의 방열핀(400)을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the
헤더탱크(100)는 열교환매체가 유동되는 유로를 형성하며, 일정거리 이격되어 나란하게 배치될 수 있다. 그리고 헤더탱크(100)의 탱크에는 열교환매체가 유입되는 입구 파이프 및 배출되는 출구 파이프가 형성될 수 있다.The
열교환매체 튜브(200)는 헤더탱크(100)의 헤더(110)에 형성된 튜브 삽입홀(112)에 삽입된 후 브레이징 등에 의해 양단이 고정되어 열교환매체 유로를 형성하며, 열교환매체가 통과하며 열교환을 일으키는 부분이다.The heat
더미튜브(300)는 헤더탱크(100)의 헤더(110)에 형성된 더미튜브 삽입홀(116)에 삽입된 후 브레이징 등에 의해 양단이 고정될 수 있다. 그리고 더미튜브(300)는 양단이 막혀있는 형태일 수 있으며, 더미튜브(300)의 내부에는 열교환매체가 유동되지 않을 수 있다.The
방열핀(400)은 열교환매체 튜브(200)들의 사이에 개재되어 브레이징 등으로 결합될 수 있으며, 방열핀(400)은 방열 면적을 넓게 하여 열교환 효율을 높이는 역할을 할 수 있다. 그리고 방열핀(400)은 더미튜브(300)들의 사이에 개재될 수도 있으며, 방열핀(400)은 더미튜브(300)와 열교환매체 튜브(200)의 사이에 개재될 수도 있다.The
그리하여 본 발명의 열교환기는 배플(140) 및 더미튜브(300)를 기준으로 길이방향 일측에 제1열교환부(1000-1)가 형성되고 타측에 제2열교환부(1000-2)가 형성될 수 있다. 그리고 제1열교환부(1000-1)와 제2열교환부(1000-2)에는 각각 입구 파이프와 출구 파이프가 형성되어, 제1열교환부(1000-1)의 내부와 제2열교환부(1000-2)의 내부에 서로 다른 열교환매체가 유동되거나 서로 온도가 다른 열교환매체가 유동될 수 있다.Therefore, in the heat exchanger of the present invention, the first heat exchange part 1000-1 may be formed on one side in the longitudinal direction based on the
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.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and its scope of application is diverse, and anyone skilled in the art can understand it without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.
1000 : 열교환기
1000-1 : 제1열교환부
1000-2 : 제2열교환부
100 : 헤더탱크
110 : 헤더
110-1 : 베이스부
111 : 가스켓 안착홈
111-1 : 탱크 결합부
112 : 튜브 삽입홀
113 : 튜브 접촉부
113-1 : 오목부
113-2 : 직선부
115 : 그루브
115-1 : 함몰부
115-2 : 수평부
116 : 더미튜브 삽입홀
117 : 더미튜브 접촉부
120 : 가스켓
121 : 둘레부
122 : 브리지
130 : 탱크
131 : 풋부
140 : 배플
200 : 열교환매체 튜브
300 : 더미튜브
400 : 방열핀1000: heat exchanger
1000-1: First heat exchange unit 1000-2: Second heat exchange unit
100: Header tank
110: header 110-1: base part
111: Gasket seating groove 111-1: Tank coupling part
112: tube insertion hole 113: tube contact part
113-1: Concave portion 113-2: Straight portion
115: groove 115-1: depression
115-2: Horizontal part 116: Dummy tube insertion hole
117: Dummy tube contact part
120: gasket 121: peripheral part
122: bridge
130: Tank 131: Foot part
140: baffle
200: Heat exchange medium tube
300: Dummy tube
400: Heat dissipation fin
Claims (16)
상기 헤더와 결합되어 내부에 열교환매체가 저장 및 유동되는 공간을 형성하는 탱크; 및
상기 헤더의 튜브 삽입홀에 삽입되어 튜브 접촉부와 결합된 복수의 열교환매체 튜브;
를 포함하여 이루어지는 열교환기.
A base portion, a tube insertion hole penetrating the base portion, a plurality of tube contact portions that protrude toward the tank around the tube insertion hole and are arranged to be spaced apart in the longitudinal direction, and at least some of the plurality of tube contact portions have a width direction a header including a concave portion formed between both ends to be concave in the opposite direction from which the tube contact portion protrudes;
A tank coupled to the header to form a space within which a heat exchange medium is stored and flows; and
a plurality of heat exchange medium tubes inserted into the tube insertion holes of the header and coupled with tube contact portions;
A heat exchanger comprising:
서로 인접한 튜브 접촉부들 사이에는 그루브가 형성되고, 상기 그르부 중 적어도 일부는 상기 오목부와 같은 방향으로 오목한 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 1,
A heat exchanger, wherein grooves are formed between adjacent tube contact parts, and at least some of the grooves have recesses formed in the same direction as the recesses.
상기 함몰부는 함몰부가 아닌 그루브의 나머지 부분보다 탱크의 반대쪽으로 더 돌출된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 2,
A heat exchanger, wherein the recessed portion protrudes more toward the opposite side of the tank than the remaining portion of the groove that is not a recessed portion.
상기 함몰부와 오목부의 폭은 서로 동등한 수준으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 2,
A heat exchanger, wherein the widths of the depressions and the concave portions are formed to be equal to each other.
상기 함몰부와 오목부의 요입된 깊이는 서로 동등한 수준으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 2,
A heat exchanger, characterized in that the recessed depths of the depression and the concave portion are formed at an equal level.
상기 함몰부와 오목부는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 2,
A heat exchanger, characterized in that the depression and the concave portion are formed simultaneously.
상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부가 형성되고, 상기 양단의 직선부 사이에 오목부가 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 1,
A heat exchanger, wherein straight portions with flat upper surfaces are formed at both ends in the width direction of the tube contact portion, and concave portions are disposed between the straight portions at both ends.
상기 직선부의 돌출된 높이는 상기 오목부의 돌출된 높이보다 더 높은 것을 특징으로 하는 열교환기.
In clause 7,
A heat exchanger, characterized in that the protruding height of the straight portion is higher than the protruding height of the concave portion.
상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단의 직선부와 오목부는 경사지게 연결된 것을 특징으로 하는 열교환기.
In clause 7,
A heat exchanger, characterized in that the straight portions and concave portions at both ends in the width direction of the tube contact portion are obliquely connected.
상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단에는 상면이 평평한 직선부가 없으며, 상기 튜브 접촉부의 폭방향 양단은 오목부와 경사지게 연결된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 1,
A heat exchanger, characterized in that there are no straight portions with flat upper surfaces at both widthwise ends of the tube contact portion, and both widthwise ends of the tube contact portion are obliquely connected to concave portions.
길이방향으로 양단에 위치한 튜브 접촉부의 바깥쪽에는 그루브 및 오목부가 없이 베이스부가 존재하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 1,
A heat exchanger characterized by a base portion without grooves or concave portions outside the tube contact portions located at both ends in the longitudinal direction.
상기 헤더는, 상기 베이스부를 관통하는 더미튜브 삽입홀이 형성되고 상기 더미튜브 삽입홀의 둘레에서 탱크를 향하여 돌출 형성된 더미튜브 접촉부를 더 포함하고,
상기 더미튜브 접촉부 및 더미튜브 접촉부에 인접한 길이방향 양측은, 폭방향 중앙부에서 양단으로 가면서 하측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to paragraph 1,
The header further includes a dummy tube insertion hole formed through the base portion and a dummy tube contact portion protruding toward the tank around the dummy tube insertion hole,
A heat exchanger, wherein the dummy tube contact portion and both longitudinal sides adjacent to the dummy tube contact portion are inclined downward from the central portion in the width direction to both ends.
상기 더미튜브 접촉부의 폭방향 양단은 중앙부보다 돌출된 높이가 낮은 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to clause 12,
A heat exchanger, wherein both ends of the dummy tube contact portion in the width direction have a protruding height lower than that of the central portion.
상기 베이스부의 길이방향 양측에 복수의 튜브 접촉부가 배치되고 길이방향 양측 사이에 더미튜브 접촉부가 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to clause 12,
A heat exchanger, characterized in that a plurality of tube contact portions are disposed on both longitudinal sides of the base portion and a dummy tube contact portion is disposed between both longitudinal sides.
상기 헤더는 베이스부의 둘레를 따라 하측으로 오목하게 가스켓 안착홈이 형성되고, 상기 가스켓 안착홈의 바깥쪽 테두리를 따라 탱크 결합부가 형성되며,
상기 헤더의 가스켓 안착홈에 둘레부가 삽입되고 상기 둘레부를 폭방향으로 연결하며 상기 헤더의 더미튜브 접촉부에 인접하여 배치된 한 쌍의 브리지를 포함하는 가스켓; 을 더 포함하고,
상기 탱크는 헤더의 가스켓 안착홈에 하단이 삽입되어 헤더의 탱크 결합부에 결합되며, 상기 탱크는 내측에 한 쌍의 배플이 일체로 형성되어 상기 배플이 브리지에 밀착되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
According to clause 12,
The header has a gasket seating groove formed concave downward along the circumference of the base portion, and a tank coupling portion is formed along the outer edge of the gasket seating groove,
a gasket having a peripheral portion inserted into the gasket seating groove of the header, connecting the peripheral portion in the width direction, and including a pair of bridges disposed adjacent to a dummy tube contact portion of the header; It further includes,
The bottom of the tank is inserted into the gasket seating groove of the header and coupled to the tank coupling part of the header, and a pair of baffles are integrally formed on the inside of the tank, and the baffles are tightly coupled to the bridge. energy.
상기 헤더의 더미튜브 삽입홀에 삽입되어 더미튜브 접촉부와 결합된 더미튜브; 및
상기 복수의 열교환매체 튜브의 사이에 개재된 방열핀;
을 더 포함하여 이루어지는 열교환기.According to clause 15,
A dummy tube inserted into the dummy tube insertion hole of the header and coupled to the dummy tube contact portion; and
a heat dissipation fin interposed between the plurality of heat exchange medium tubes;
A heat exchanger further comprising:
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