KR20240098789A

KR20240098789A - 열 교환기

Info

Publication number: KR20240098789A
Application number: KR1020220180864A
Authority: KR
Inventors: 황영국
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2024-06-28

Abstract

본 발명은 종래 튜브 내부에서 냉각 메체의 흐름 저항을 개선하여, 성능을 향상시킨 열 교환기에 관한 것으로, 제1헤더탱크, 상기 제1헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 유입되는 입구파이프, 상기 제1헤더탱크와 이격되어 배치되는 제2헤더탱크, 상기 제2헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 배출되는 출구파이프 및 상기 제1헤더탱크와 상기 제2헤더탱크 사이에 배치되어, 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크측으로 냉각 매체가 유동하는 공간을 형성하고, 전방에서 후방으로 관통 형성되어 공기가 통과하는 홀을 적어도 하나 이상 포함하는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열 교환기{Heat exchanger}

본 발명은 열 교환기에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래 튜브부의 형상을 변경해 해당 부분에서의 흐름 저항을 개선하여 성능을 향상시킨 열 교환기에 관한 것이다.

라디에이터(Radiator)와 같은 열 교환기는, 한 쌍의 헤더탱크가 서로 이격되어 배치되고, 한 쌍의 헤더탱크 사이에 다수개의 튜브가 적층되어 위치해서, 헤더탱크 중 어느 하나에서 유입된 냉각 매체가 튜브를 통과해 다른 헤더탱크로 이동하고, 냉각 매체가 튜브를 통과하는 과정에서 공기와 열교환하여 냉각 매체를 냉각시킨다.

종래 이러한 열 교환기 중 냉각 매체가 흐르는 튜브는 단면적이 작기 때문에 냉각 매체의 흐름을 방해하는 역할을 하며, 이러한 문제점으로 인해 튜브 내부에서 유량이 감소하여, 방열 성능이 감소되는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2022-0123281호("차량용 열교환기의 수집기 및 그 열교환기", 공개일 2022.09.06.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 의한 열 교환기의 목적은, 종래 튜브 내부에서 냉각 메체의 흐름 저항을 개선하여, 성능을 향상시킨 열 교환기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 열 교환기는, 제1헤더탱크, 상기 제1헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 유입되는 입구파이프, 상기 제1헤더탱크와 이격되어 배치되는 제2헤더탱크, 상기 제2헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 배출되는 출구파이프 및 상기 제1헤더탱크와 상기 제2헤더탱크 사이에 배치되어, 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크측으로 냉각 매체가 유동하는 공간을 형성하고, 전방에서 후방으로 관통 형성되어 공기가 통과하는 홀을 적어도 하나 이상 포함하는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀은, 상기 냉각부의 표면에 위치하는 제1열 및 제2열 각각의 열을 따라 복수개가 형성되고, 상기 제1열에 형성된 홀들 중 적어도 하나인 제1홀은, 상기 제1열에 수직한 방향을 기준으로 상기 제1열에 인접한 제2열에 형성된 홀들 중, 상기 제1홀에 가장 가까운 제2홀과 서로 어긋나도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀은, 상기 냉각부의 표면에 위치하는 적어도 두 개의 열 각각에 열을 따라 복수개가 형성되고, 제1열에 형성된 홀들 중 적어도 하나인 제1홀은, 상기 제1열에 수직한 방향을 기준으로 상기 제1열에 인접한 제2열에 형성된 홀들 중, 상기 제1홀에 가장 가까운 제2홀과 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부는, 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역의 단위 면적당 홀의 개수는, 상기 제2영역의 단위 면적당 홀의 개수보다 많은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1영역은, 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크 방향을 기준으로, 상기 제2영역보다 상기 입구파이프 측에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1헤더탱크가 연장 형성된 방향을 기준으로, 상기 입구파이프와 상기 출구파이프는 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 제1영역은, 상기 제2영역보다 상기 입구파이프 측에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀의 단면은, 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀에 삽입되는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부는, 전방 또는 후방으로 휜 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부는, 전방으로 휜 형상의 제3영역과 후방으로 휜 형상의 제4영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3영역과 상기 제4영역은 서로 맞닿고, 상기 제3영역과 상기 제4영역은 곡면으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 단일의 상기 홀이 관통된 방향과 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크까지의 방향 사이의 각도는 예각인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 열 교환 시스템은, 열 교환기 및 상기 열 교환기의 전방에 설치되는 팬을 포함하며, 상기 냉각부 중, 상기 팬과 겹쳐지는 영역에는, 다른 영역보다 단위 면적당 홀의 개수가 많이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 열 교환 시스템은, 차량 전방에 형성된 개구부의 후방에 배치되는 열 교환기를 포함하되, 상기 냉각부는, 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역의 단위 면적당 홀의 개수는, 상기 제2영역의 단위 면적당 홀의 개수보다 많으며, 상기 제1영역은 상기 개구부의 후방에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 열 교환기에 의하면, 종래 다수개의 튜브를 통 형상의 냉각부로 대체하여, 냉각부 내부에서의 냉각 매체의 흐름 저항을 개선하여, 열 교환기의 냉각 효율을 증가시키거나, 냉각 매체를 이송시키기 위한 펌프의 용량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 냉각이 필요한 부분에 홀의 개수를 더 많이 위치시켜, 본 발명이 적용되는 시스템이나, 특징에 따라 냉각 효율이 개선된 열 교환기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 냉각부가 절곡된 형상을 가져, 패키징 측면에서 보다 유연한 열 교환기를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 냉각부에 형성된 홀의 방향이 냉각수의 표면에서 대각선 방향으로 형성되어, 공기와 냉각부간의 열접촉 면적이 증가하므로, 냉각 효율이 개선된 열 교환기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 냉각부의 사시도이며,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 수평 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이며,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이며,
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제5실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이며,
도 9는 본 발명의 제6실시예에 의한 열 교환기의 수평 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제7실시예에 의한 열 교환기의 수평 단면도이며,
도 11은 본 발명의 제8실시예에 의한 열 교환기의 사시도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1 및 /또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 ∼사이에와 바로 ∼사이에 또는 ∼에 인접하는과 ∼에 직접 인접하는 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

[제1실시예]

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 사시도이다.

도 1에 도시된 열 교환기는 라디에이터(Radiator)일 수 있으나, 본 발명은 열 교환기의 종류를 라디에이터에 한정하는 것은 아니며, 다양한 종류의 열 교환기일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기는, 제1헤더탱크(110), 입구파이프(210), 제2헤더탱크(120), 출구파이프(220) 및 냉각부(300)를 포함한다.

제1헤더탱크(110)와 제2헤더탱크(120)는 서로 일정간격 이격되어 배치된다. 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120) 각각은 헤더와 탱크가 결합되는 일종의 조립체로, 내부에 냉각 매체가 유동하는 공간을 형성한다. 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120) 각각에 포함되는 헤드는, 서로 바라보는 면에 일종의 삽입홀이 형성될 수 있으며, 삽입홀에는 후술할 냉각부(300)가 조립된다.

입구파이프(210)는 제1헤더탱크(110)에 형성되어 냉각 매체가 유입된다.

출구파이프(220)는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 냉각 매체가 배출된다.

도 1에 도시된 본 실시예에서 입구파이프(210)는 제1헤더탱크(110)의 상측에 위치하고, 출구파이프(220)는 제2헤더탱크(120)의 하측에 위치한다.

냉각부(300)는 일단이 제1헤더탱크(110)에 포함된 헤더의 삽입홀에 삽입되고, 타단이 제2헤더탱크(120)에 포함된 헤더의 삽입홀에 삽입된다. 냉각부(300)는 박스 형태로, 제1헤더탱크(110)에서 제2헤더탱크(120)측으로 냉각 매체가 유동하는 공간을 형성하며, 전방에서 후방으로 관통 형성되어, 공기가 통과하는 홀(310)을 적어도 하나 이상 포함한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 냉각부의 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 냉각부(300)는 통 형상으로, 일단(제1헤더탱크에 삽입되는 측)이 개방된 상태가 도시되어 있다. 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 냉각부(300)의 타단(제2헤더탱크에 삽입되는 측) 또한 개방되어, 일단에서 타단으로 공간이 형성된다. 따라서 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기에서 냉각 매체는 입구파이프(210), 제1헤더탱크(110), 냉각부(300), 제2헤더탱크(120), 제2헤더탱크(120) 및 출구파이프(220) 순서대로 흐르며, 냉각부(300)를 통과할 때 홀(310)을 통과하는 공기와 열교환하여 냉각된다. 본 실시예에서 냉각 매체는 물일 수 있지만, 본 발명은 냉각 매체의 종류를 물로 한정하는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기에서 홀(310)은, 냉각부(300) 상에 일정 간격 이격되어 다수개가 관통 형성될 수 있다.

본 발명은 상기한 종래 열 교환기에서 사용되는 다수개의 튜브 대신에 박스 또는 통 형태의 냉각부(300)를 사용하여, 종래 튜브의 작은 면적으로 인한 높은 흐름 저항을 개선하여 냉각 매체의 흐름성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 본 발명이 설치되는 시스템, 예를 들어 차량의 경우 냉각 매체를 펌핑하는 펌프의 용량을 축소할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 열 교환기 자체의 냉각 성능을 향상시킬 수 있고, 종래의 튜브보다 단순한 방식을 통해, 튜브의 역할을 하는 냉각부(300)를 제조할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의한 열 교환기는, 홀(310)의 형상이나 배치에 따라 다양한 실시예를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 홀(310)은 냉각부(300)의 표면을 기준으로 형성된 다수개의 열을 따라 관통 형성된다. 이때, 인접한 두 개의 열 각각에서 가장 가까운 두 개의 홀(310)은 서로 어긋나도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1열(C1)과 제2열(C2) 각각에는 복수개의 홀(310)이 각각의 열을 따라 일정간격 이격되어 형성된다. 이때, 제1열(C1)에 위치한 제1홀(311)을, 제2열(C2)측으로 투영했을 때, 제2열(C2)에 형성된 홀들 중, 제1홀(311)과 가장 가까운 제2홀(312)은, 제1홀(311)과 일정 부분만이 겹쳐지거나, 서로 겹쳐지이 않을 수 있다. 본 명세서에서는 이를 제1홀(311)과 제2홀(312)이 서로 어긋나도록 배치된다고 한다.

본 발명은 제1홀(311)과 제2홀(312)이 서로 어긋나도록 배치되어 냉각 매체의 경로를 연장시켜, 열교환 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 도 4에 도시된 본 실시에에서 제1홀(311)과 제2홀(312)의 단면의 형상은 정사각형인데, 제1홀(311)과 제2홀(312)의 단면의 형상에 더해, 제1홀(311)과 제2홀(312)을 서로 어긋나도록 배치하여 냉각 매체가 홀(310)의 표면에서 난류를 형성하도록 하여, 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 단, 본 발명은 홀(310)의 단면의 형상을 정사각형으로 한정하는 것은 아니며, 홀(310)이 다각형, 원형 및 타원형과 같은 단면을 가지는 실시예 또한 있을 수 있다.

단, 본 발명은 서로 인접한 열에 형성된 홀들이 서로 어긋나도록 형성되는 것에 한정되지 않고, 각각의 열에 수직한 방향을 기준으로, 제1홀과 제2홀이 서로 동일한 위치에 배치되는 실시예 또한 있을 수 있으며, 제1홀과 제2홀이 서로 어긋나게 위치하고, 또 다른 서로 인접한 다른 열 각각에 형성된 두 개의 홀이 서로 동일한 위치에 배치되어 조합되는 실시예 또한 있을 수 있다.

[제2실시예 ~ 제5실시예]

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제2실시예 ~ 제5실시예에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명의 제2실시예 ~ 제5실시예에 관한 열 교환기는, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기에 있어서, 냉각부(300)의 영역에 따라 홀(310)의 밀도가 달라지는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 열 교환기의 냉각부(300)는, 제1영역(S1)과 제2영역(S2)을 포함한다.

제1영역(S1)은 단위 면적당 홀(310)의 개수가 제2영역(S2)의 단위 면적당 홀의 개수보다 많은 부분이다. 즉, 제1영역(S1)에서는 제2영역(S2)보다 냉각 매체의 흐름 저항이 높고, 보다 많은 개수의 홀(310)을 통해 제1영역(S1)을 통과하는 공기의 양을 증가시켜, 제1영역(S1)이 제2영역(S2)보다 더 냉각되도록 한다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 제1영역(S1)은 수평방향(제1헤더탱크에서 제2헤더탱크측 방향)을 기준으로 제2영역(S2)보다 입구파이프(210)측에 위치할 수 있다. 이는 입구파이프(210)로 유입되는 냉각 매체가 상대적으로 높은 온도를 가져, 해당 부분의 냉각매체의 냉각이 더 필요하기 때문이다. 도 5에 도시된 본 실시예에서 수평방향을 기준으로 제1영역(S1)이 제2영역(S2)보다 입구파이프(210)측에 위치한다. 본 발명은 마찬가지의 이유로, 수직한 방향을 기준으로 제1영역(S1)이 제2영역(S2)보다 입구파이프(210)측에 위치하는 실시예 또한 있을 수 있다. 이 경우, 입구파이프(210)와 출구파이프(220)는 수직한 방향을 기준으로 서로 다른 위치에 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도로, 도 6a는 본 발명의 제3실시예에 의한 열 교환기와 팬을 포함하는 열 교환 시스템의 개략도이고, 도 6b는 도 6a에서 팬을 생략한 개략도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 의한 열 교환기에서 냉각부(300)에 포함되는 제1영역(S1)은, 가운데 부분에 위치하고, 제2영역(S2)은 제1영역(S1)의 좌우방향에 위치할 수 있다. 이는 본 발명의 제3실시예에 의한 열 교환기가 적용된 열 교환 시스템에서 열 교환기의 전면에 위치한 팬(40)을 포함하되, 팬(40)의 냉각부(300)의 전방에 및 중심부분에 위치할 경우, 팬(40)과 중첩되는 영역으로 보다 많은 양의 공기가 통과할 것이기 때문에, 해당 부분에 보다 많은 홀(310)이 형성되는 것이 냉각 매체의 냉각에 보다 효율적이기 때문이다. 이는, 본 발명에 의한 열 교환 시스템에 포함되는 팬(40)의 위치에 따라 제1영역(S1) 또한 이동할 수 있음을 의미한다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 의한 열 교환기에서 냉각부(300)에 포함되는 제1영역(S1)은, 냉각부(300)의 하측에 위치하고, 제2영역(S2)은 제1영역(S1)의 상측에 위치한다. 이는 본 발명의 제4실시예에 의한 열 교환기가 차량 전방에 형성된 개구부에 배치될 때, 개구부와 중첩되는 영역에 제1영역(S1)이 위치해야 냉각 효율이 보다 높기 때문이다. 즉, 도 7에 도시된 본 실시예에서 차량의 개구부는 제1영역(S1)과 중첩된다. 도 7은 제1영역(S1)이 배치되는 일예일 뿐으로, 차량의 개구부 후방이 냉각부(300)의 상부일 경우, 제1영역(S1)은 개구부를 따라 이동할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 의한 열 교환기의 수직 단면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 의한 열 교환기는, 제1영역(S1)과 제2영역(S2)이 제1헤더탱크(110)에서 제2헤더탱크(120)방향을 기준으로 서로 이격되며, 제1영역(S1)에서는 수평한 변이 수직한 변보다 긴 직사각형 형태의 홀(310)이 형성되고, 제2영역(S2)에서는 수평한 변이 수직한 변보다 짧은 직사각형 형태의 홀(310)이 형성될 수 있다.

[제6실시예]

도 9는 본 발명의 제6실시예에 의한 열 교환기의 수평 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시예에 의한 열 교환기는, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기에 있어서, 냉각부(300)는 제3영역(S3)과 제4영역(S4)을 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제3영역(S3)은 전방으로 휜 형상을 가지며, 제4영역(S4)은 후방으로 휜 형상을 가진다. 냉각부(300)가 제3영역(S3) 및 제4영역(S4)을 포함하는 이유는, 본 발명에 의한 열 교환기를 특정 위치에 설치할 때, 냉각부(300)가 단순한 평판형인 경우보다, 제3영역(S3) 및 제4영역(S4)과 같이 휜 형상인 경우 보다 패키징 적인 측면에서 보다 유리한 경우가 있을 수 있기 때문이다.

제3영역(S3) 및 제4영역(S4)이 서로 만나는 부분은 곡면으로 연결될 수 있다. 이는 제3영역(S3)과 제4영역(S4)이 서로 만나는 부분이 곡면이 아닌 절곡된 면으로 연결될 경우, 냉각부(300) 내부를 이동하는 냉각 매체의 흐름 저항이 크게 높아져, 자칫 열 교환기의 냉각 효율이 저하될 수 있기 때문이다.

도 9에 도시된 본 실시예에 의한 열 교환기는 제3영역(S3)과 제4영역(S4)을 포함하여 두 개가 휜 형상이지만, 냉각부(300)가 전방으로만 휘거나, 후방으로만 휜 호 형상으로 형성되는 실시예 또한 있을 수 있다.

[제7실시예]

도 10은 본 발명의 제7실시예에 의한 열 교환기의 수평 단면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 의한 열 교환기는, 단일의 홀(310)이 관통 형성된 방향(L1)과 제1헤더탱크(110)에서 제2헤더탱크(120)까지의 방향(L2) 사이의 각도는 예각일 수 있다. 이는 앞서 설명했던 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기의 홀(310)이 냉각부(300)의 표면에서 수직한 방향으로 관통 형성된 경우와 다르다. 본 실시예는 L1과 L2가 서로 예각을 이루도록 홀(310)이 형성되어, 홀(310) 자체의 길이를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 홀(310)을 통과하는 공기와 냉각부(300) 내부를 통과하는 냉각 매체간의 열 접촉 시간 및 면적이 증가하므로, 열 교환기의 냉각 효율이 증가하는 효과가 있다.

도 10에 도시된 본 발명의 제7실시예에 의한 열 교환기에서 홀(310)은 냉각부(300)의 표면에서 대각선 방향으로 형성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 홀(310) 자체가 절곡되어 관통 형성되는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.

[제8실시예]

도 11은 본 발명의 제8실시예에 의한 열 교환기의 사시도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제8실시예에 의한 열 교환기는, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 열 교환기에 있어서, 홀(310)에 삽입되는 핀(400)을 더 포함한다. 핀(400)은 냉각부(300) 내부에서 이동하는 냉각 매체로부터 열을 전달받아, 홀(310)을 통과하는 공기와 열교환하여 냉각부(300) 내부를 이동하는 냉각 매체의 냉각 효율을 증가시키는 역할을 한다. 즉, 핀(400)은 열 교환기의 방열량을 증가시킨다. 핀(400)은 단일의 금속판을 절곡하여 형성할 수 있다. 특히 본 발명에서 사용되는 핀(400)은 홀(310) 각각에 삽입되는 형태이기 때문에, 단일의 금속판을 절곡하여 물결 또는 지그재그 형상을 만든 후, 저1절곡된 판을 홀(310)의 크기에 맞춰 절단하여 제조할 수 있다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 핀(400)의 표면에는 필요에 따라 루버가 형성될 수 있다. 루버란 핀(400)의 표면을 절개하여, 공기의 접촉 면적을 증가시킨 것으로, 열 교환기의 냉각 효율을 증가시키는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 기술 사상은 개시된 각각의 실시예 뿐 아니라, 개시된 실시예들의 조합을 포함하고, 나아가, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물로서 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

40 : 팬
110 : 제1헤더탱크
120 : 제2헤더탱크
210 : 입구파이프
220 : 출구파이프
300 : 냉각부
310 : 홀
311 : 제1홀
312 : 제2홀
400 : 핀
C1 : 제1열
C2 : 제2열
S1 : 제1영역
S2 : 제2영역
S3 : 제3영역
S4 : 제4영역

Claims

제1헤더탱크;
상기 제1헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 유입되는 입구파이프;
상기 제1헤더탱크와 이격되어 배치되는 제2헤더탱크;
상기 제2헤더탱크에 형성되어 냉각 매체가 배출되는 출구파이프; 및
상기 제1헤더탱크와 상기 제2헤더탱크 사이에 배치되어, 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크측으로 냉각 매체가 유동하는 공간을 형성하고, 전방에서 후방으로 관통 형성되어 공기가 통과하는 홀을 적어도 하나 이상 포함하는 냉각부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 홀은,
상기 냉각부의 표면에 위치하는 제1열 및 제2열 각각의 열을 따라 복수개가 형성되고,
상기 제1열에 형성된 홀들 중 적어도 하나인 제1홀은, 상기 제1열에 수직한 방향을 기준으로 상기 제1열에 인접한 제2열에 형성된 홀들 중, 상기 제1홀에 가장 가까운 제2홀과 서로 어긋나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 홀은,
상기 냉각부의 표면에 위치하는 적어도 두 개의 열 각각에 열을 따라 복수개가 형성되고,
제1열에 형성된 홀들 중 적어도 하나인 제1홀은, 상기 제1열에 수직한 방향을 기준으로 상기 제1열에 인접한 제2열에 형성된 홀들 중, 상기 제1홀에 가장 가까운 제2홀과 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
제1영역 및 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역의 단위 면적당 홀의 개수는, 상기 제2영역의 단위 면적당 홀의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제4항에 있어서,
상기 제1영역은,
상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크 방향을 기준으로, 상기 제2영역보다 상기 입구파이프 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제4항에 있어서,
상기 제1헤더탱크가 연장 형성된 방향을 기준으로, 상기 입구파이프와 상기 출구파이프는 서로 다른 위치에 형성되고,
상기 제1영역은,
상기 제2영역보다 상기 입구파이프 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 홀의 단면은,
다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 홀에 삽입되는 핀;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
전방 또는 후방으로 휜 형상인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
전방으로 휜 형상의 제3영역과 후방으로 휜 형상의 제4영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
상기 제3영역과 상기 제4영역은 서로 맞닿고, 상기 제3영역과 상기 제4영역은 곡면으로 연결되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항에 있어서,
단일의 상기 홀이 관통된 방향과 상기 제1헤더탱크에서 상기 제2헤더탱크까지의 방향 사이의 각도는 예각인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
제1항 내지 제12항 중 선택되는 어느 한 항의 열 교환기; 및
상기 열 교환기의 전방에 설치되는 팬;
를 포함하며,
상기 냉각부 중, 상기 팬과 겹쳐지는 영역에는, 다른 영역보다 단위 면적당 홀의 개수가 많이 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
차량 전방에 형성된 개구부의 후방에 배치되는 제1항 내지 제12항 중 선택되는 어느 한 항의 열 교환기;
를 포함하되,
상기 냉각부는,
제1영역 및 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역의 단위 면적당 홀의 개수는, 상기 제2영역의 단위 면적당 홀의 개수보다 많으며, 상기 제1영역은 상기 개구부의 후방에 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.