WO2010140833A2

WO2010140833A2 - 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러

Info

Publication number: WO2010140833A2
Application number: PCT/KR2010/003534
Authority: WO
Inventors: 송이석
Original assignee: 삼성공조 주식회사
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2010-12-09
Also published as: WO2010140833A3; KR20100130806A; KR101116844B1

Abstract

본 발명은 복수의 열교환판이 서로 이격되면서 적층되어 이루어진 열교환장치; 상기 열교환장치의 어느 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 공기의 유출입을 위한 공기 유입구 및 공기 유출구가 형성된 한 쌍의 공기 유출입측 커버; 상기 열교환장치의 다른 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 냉각수의 유출입을 위한 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 형성된 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버; 그리고, 상기 열교환장치를 구성하는 각 열교환판 간의 대향면 중 냉각수가 유동되는 부위의 대향면에 돌출 형성되면서 냉각수의 유동을 난류화시키는 복수의 비드:를 포함하여 구성되며, 이러한 구성으로 인해 별도의 터뷸레이터를 설치하지 않고도 냉각수의 흐름이 난류화될 수 있도록 함과 더불어 생산성을 높일 수 있게 된 효과를 가진다.

Description

열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러

본 발명은 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 냉각수가 통과하면서 열교환되는 부위의 열교환판에 대한 구조 개선을 통해 별도의 터뷸레이터를 설치하지 않고도 냉각수의 흐름이 난류화될 수 있도록 함과 더불어 조립 작업이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여, 생산성을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 자동차용 인터쿨러(intercooler)는 임펠러(impller)와 흡기 다기관(intake manifold) 사이에 설치되어 과급된 공기를 냉각시키는 역할을 수행하는 장치이다.

즉, 임펠러에 의해 과급된 공기가 인터쿨러에 의해 냉각된 후 엔진으로 공급될 수 있도록 함으로써 과급된 공기의 온도 상승에 따른 공기 밀도의 증대 비율 감소로 인한 노킹(knocking)의 발생 및 충전 효율의 저하를 방지하게 되는 것이다.

상기한 자동차용 인터쿨러는 주행 중에 제공받는 공기를 이용하여 상기 과급 공기를 냉각시키는 공냉식 인터쿨러(air cooled intercooler)와 냉각수를 이용하여 상기 과급 공기를 냉각시키는 수냉식 인터쿨러(water cooled intercooler)로 구분된다.

여기서, 상기 수냉식 인터쿨러의 경우 공기가 유동되는 방향과는 수직한 방향을 향해 냉각수의 유동이 이루어지면서 상기 공기를 냉각시키도록 구성된다.

특히, 종래의 수냉식 인터쿨러의 경우 공기 및 냉각수가 교차되면서 통과되는 각 열교환판(heat exchanging plate)들 사이에 상기 열교환판과는 별개로 제조된 터뷸레이터(Turbulator)가 설치됨으로써 상기 각 열교환판을 통과하는 공기 혹은, 냉각수가 난류를 발생시키도록 하고, 이로 인해 공기와 냉각수 간의 열교환 성능이 더욱 향상될 수 있도록 구성되고 있다.

하지만, 상기한 종래의 수냉식 인터쿨러는 상기 각 열교환판들 사이에 설치되는 터뷸레이터로 인해 전체적인 구조가 복잡하고, 제조 단가가 증가되었을 뿐 아니라 전체적인 조립 작업이 비교적 오래 걸릴 수밖에 없었던 문제점을 가진다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 냉각수가 통과하면서 열교환되는 부위의 열교환판에 대한 구조 개선을 통해 별도의 터뷸레이터를 설치하지 않고도 냉각수의 흐름이 난류화될 수 있도록 함과 더불어 조립 작업이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여, 생산성을 극대화할 수 있는 새로운 형태의 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러를 제공하는데 있다.

본 발명의 자동차용 수냉식 인터쿨러에 따르면 복수의 열교환판이 서로 이격되면서 적층되어 이루어지고, 상기 각 열교환판 사이에는 냉각수 혹은, 공기의 유동 공간을 구획하는 복수의 메인 구획바가 구비되어 이루어진 열교환장치; 상기 열교환장치의 어느 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 공기의 유출입을 위한 공기 유입구 및 공기 유출구가 형성된 한 쌍의 공기 유출입측 커버; 상기 열교환장치의 다른 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 냉각수의 유출입을 위한 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 형성된 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버; 그리고, 상기 열교환장치를 구성하는 각 열교환판 간의 대향면 중 냉각수가 유동되는 부위의 대향면에 돌출 형성되며, 두 열교환판 간을 적층시킬 경우 서로간의 일부는 맞닿음과 더불어 나머지 일부는 서로 이격되면서 냉각수의 유동을 난류화시키는 복수의 비드:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버 중 어느 한 냉각수 유출입측 커버에는 상기 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 모두 형성되고, 다른 한 냉각수 유출입측 커버는 그 내부로 냉각수의 유동이 이루어지는 유동 공간을 갖도록 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구는 각각 복수로 제공되면서 상기 어느 한 냉각수 유출입측 커버에 교대로 배치되도록 각각 형성되고, 다른 한 냉각수 유출입측 커버의 유동 공간 내부에는 냉각수의 유동 방향을 안내하기 위한 구획격벽이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 비드는 평면에서 볼 때 중앙 부위를 기준으로 양측 끝단으로 갈수록 점차 외측을 향해 경사지는 형상 혹은, 평면에서 볼 때 냉각수의 유동 방향과는 어슷한 방향을 향하여 경사지는 형상으로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 비드는 냉각수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 복수의 열을 이루도록 형성되고, 동일 열에 형성되는 비드들은 서로 간의 형상이 동일하게 형성됨과 더불어 인접된 다른 열에 형성되는 비드들과는 반대의 형상으로 형성되어 두 열교환판 간을 마주보게 겹쳤을 경우 상기 각 비드가 향하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 설치되며, 상기 각 열 사이에는 서로 간의 공간을 구획하는 보조 구획바가 각각 구비됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 각 열교환판의 각 비드가 돌출 형성된 면 중 각 열의 비드를 향한 냉각수 유입측 및 냉각수 유출측에는 복수의 밀착 돌기가 돌출 형성됨을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 열교환장치에 따르면 서로 이격되면서 적층되는 복수의 열교환판; 그리고, 상기 각 열교환판 간의 대향면에 돌출 형성되며, 서로 대응되는 두 열교환판 간을 적층시킬 경우 서로간의 일부는 맞닿음과 더불어 나머지 일부는 서로 이격되면서 유체의 유동을 난류화시키는 복수의 비드:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수의 비드는 평면에서 볼 때 중앙 부위를 기준으로 양측 끝단으로 갈수록 점차 외측을 향해 경사지는 형상 혹은, 평면에서 볼 때 유체의 유동 방향과는 어슷한 방향을 향하여 경사지는 형상으로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 비드는 유체의 유동 방향을 기준으로 볼 때 복수의 열을 이루도록 형성되고, 동일 열에 형성되는 비드들은 서로 간의 형상이 동일하게 형성됨과 더불어 인접된 다른 열에 형성되는 비드들과는 반대의 형상으로 형성되어 두 열교환판 간을 마주보게 겹쳤을 경우 상기 각 비드가 향하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 설치되며, 상기 각 열 사이에는 서로 간의 공간을 구획하는 보조 구획바가 각각 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 열교환판의 각 비드가 돌출 형성된 면 중 각 열의 비드를 향한 유체 유입측 및 유체 유출측에는 복수의 밀착 돌기가 돌출 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러는 냉각수 유동을 난류화하기 위한 복수의 비드를 열교환판에 일체형으로 형성되기 때문에 별도의 터뷸레이터와 같은 난류화를 위한 구성의 설치로 인한 작업을 생략할 수 있게 되고, 이로 인해 작업 시간이 줄어듦으로써 생산성의 향상을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기한 각 비드는 서로 대응되는 두 열교환판 간의 적층시 일부가 맞닿도록 구성하여 냉각수가 수평 방향으로 유동될 수 있도록 함과 더불어 수직 방향으로도 유동될 수 있도록 함으로써 냉각수가 더욱 원활히 난류화될 수 있게 되어 열교환 성능의 향상을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러의 구조를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러의 일부 결합 상태를 설명하기 위해 나타낸 사시도

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러 중 열교환판의 형상을 설명하기 위해 나타낸 사시도

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러 중 열교환판의 형상을 설명하기 위해 나타낸 평면도

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러 중 열교환판의 다른 실시예에 대한 형상을 설명하기 위해 나타낸 평면도

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러 중 열교환판 간의 적층에 의해 각 비드간이 맞닿는 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도

도 7은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 8은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 9은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러에 의한 냉각수의 유동 상태를 설명하기 위해 나타낸 정면도

이하, 본 발명의 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러는 첨부된 도 1과 같이 크게 열교환장치(100)와, 한 쌍의 공기 유출입측 커버(210,220)와, 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320)와, 복수의 비드(bead)(400)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열교환장치(100)는 과급된 공기를 제공받아 냉각시킨 후 배출되도록 하는 일련의 구성으로써, 복수의 열교환판(110)과, 복수의 메인 구획바(120)를 포함하여 구성된다.

상기 복수의 열교환판(110)은 각각 사각의 박판으로 형성됨과 더불어 서로 이격되면서 적층되도록 설치된다. 이러한 각 열교환판(110) 사이로는 냉각수 및 공기가 서로 구획된 상태로 교차되면서 통과하게 된다.

예컨대, 어느 한 열교환판(이하, “제1열교환판”이라 함)(111)과 그의 직하방에 위치되는 다른 한 열교환판(이하, “제2열교환판”이라 함)(112) 사이로 냉각수가 통과되도록 구성되고, 상기 제2열교환판(112)과 그의 직하방에 위치되는 또 다른 한 열교환판(이하, “제3열교환판”이라 함)(113) 사이로는 공기가 통과되도록 구성되며, 상기 공기와 상기 냉각수의 유동 방향은 서로 직교되도록 구성되는 것이다.

또한, 상기 복수의 메인 구획바(120)는 상기 각 열교환판(110) 사이에 구비되면서 냉각수 혹은, 공기의 유동 공간을 구획하는 구성이다.

이때, 상기한 각 메인 구획바(120)는 냉각수 혹은, 공기의 유동 방향을 기준으로 볼 때 각 열교환판(110) 사이의 양측 부위를 가로막도록 구비된다. 이는 첨부된 도 1과 도 7 내지 도 9와 같다.

예컨대, 냉각수가 통과되는 제1열교환판(111)과 제2열교환판(112) 사이에는 상기 냉각수의 통과 방향과는 수직한 방향측의 양 부위를 가로막도록 구비되고, 공기가 통과되는 제2열교환판(112)과 제3열교환판(113) 사이에는 상기 공기의 통과 방향과는 수직한 방향측의 부위를 가로막도록 구비되는 것이다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 3 및 도 4와 같이 상기 각 열교환판(110)의 냉각수 유입측 및 냉각수 유출측에는 복수의 밀착 돌기(160)가 돌출 형성됨을 추가로 제시한다.

이때, 상기 각 밀착 돌기(160)는 대응되는 두 열교환판(110) 간의 적층시 서로 밀착되면서 가압력을 제공하도록 하여 상기 메인 구획바(120)와 상기 두 열교환판(110) 간의 밀착성을 향상시키도록 한 일련의 구성이다.

다음으로, 상기 한 쌍의 공기 유출입측 커버(210,220)는 상기 열교환장치(100) 내로의 공기 유입 및 상기 열교환장치(100) 외부로의 공기 유출을 위한 구성으로써, 외부 공기를 제공받아 열교환장치(100) 내로 제공하는 공기 유입측 커버(210)와, 상기 열교환장치(100) 내를 통과한 공기를 외부로 유출시키는 공기 유출측 커버(220)로 구성된다.

여기서, 상기 공기 유입측 커버(210)는 상기 열교환장치(100)의 둘레 벽면 중 공기가 통과되는 방향을 기준으로 볼 때 공기의 유입측 벽면을 감싸도록 구비되고, 상기 공기 유출측 커버(220)는 상기 열교환장치(100)의 둘레 벽면 중 공기가 통과되는 방향을 기준으로 볼 때 공기의 유출측 벽면(공기의 유입측 벽면과는 반대되는 벽면)을 감싸도록 구비된다.

이때, 상기 공기 유입측 커버(210)에는 공기의 유입을 위한 공기 유입구(211)가 형성되고, 상기 공기 유출측 커버(220)에는 공기의 유출을 위한 공기 유출구(221)가 형성된다.

다음으로, 상기 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320)는 열교환장치(100) 내로의 냉각수 유입 및 열교환장치(100) 외부로의 냉각수 유출을 위한 구성이다.

상기한 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320)는 상기 열교환장치(100)의 둘레 벽면 중 상기 공기 유입측 커버(210)와 공기 유출측 커버(220)가 설치된 벽면과는 직교된 방향측의 벽면을 각각 감싸도록 구비된다.

이때, 상기 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320) 중 어느 한 냉각수 유출입측 커버(이하, “제1냉각수 커버”라 함)(310)에는 냉각수 유입구(311,313) 및 냉각수 유출구(312,314)가 모두 형성되며, 다른 한 냉각수 유출입측 커버(이하, “제2냉각수 커버”라 함)(320)에는 그 내부로 냉각수의 유동이 이루어지는 유동 공간을 갖도록 형성된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1냉각수 커버(310)에 형성되는 냉각수 유입구(311,313) 및 냉각수 유출구(312,314)가 각각 복수로 제공되면서 각각이 교대로 배치되게 형성되고, 상기 제2냉각수 커버(320)의 내부에는 냉각수의 유동 방향을 안내하기 위한 구획격벽(321)이 형성되어 구성됨을 제시한다.

예컨대, 첨부된 도 1 및 도 2와 같이 냉각수 유입구(311,313) 및 냉각수 유출구(312,314)가 각각 두 개씩 제공되면서 서로 간은 교대되면서 순차적으로 배치되도록 구성하는 것이다.

이의 경우, 가장 저부에 구비된 냉각수 유입구(이하, “제1냉각수 유입구”라 함)(311)를 통해 열교환장치(100) 내로 유입된 냉각수는 상기 열교환장치(100)를 거쳐 열교환 된 후 제2냉각수 커버(320)를 경유하면서 구획격벽(321)의 안내를 받아 인접된 냉각수 유출구(이하, “제1냉각수 유출구”라 함)(312)를 향해 배출되며, 상기 제1냉각수 유출구(312)를 통해 배출된 냉각수는 또 다른 한 냉각수 유입구(이하, “제2냉각수 유입구”라 함)(313)를 통해 재 유입된 상태로 열교환장치(100)를 거치면서 재차적인 열교환이 이루어진 다음 제2냉각수 커버(320)를 경유하여 인접된 냉각수 유출구(이하, “제2냉각수 유출구”라 함)(314)를 통해 배출된다.

이때, 상기 제1냉각수 유출구(312)와 상기 제2냉각수 유입구(313) 간을 연결하는 배관은 예컨대, 오일 쿨러(도시는 생략됨)와 연결되도록 함으로써 일차적인 열교환이 이루어진 냉각수가 상기 오일 쿨러를 통해 재 냉각된 후 열교환장치(100)로 제공되어 재차적인 열교환이 이루어질 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 도시는 생략한다.

다음으로, 상기 복수의 비드(400)는 열교환장치(100)의 냉각수가 유동하는 경로 상에 구비되면서 상기 유동되는 냉각수를 난류화시켜 열교환 성능이 향상될 수 있도록 하는 일련의 구성으로써, 각 열교환판(110) 간의 대향면 중 냉각수가 유동되는 부위의 대향면에 각각 대응되게 돌출 형성됨을 제시한다.

즉, 상기와 같이 냉각수가 유동되는 경로상에 냉각수의 유동을 난류화시키는 구조는 다양한 형태로써 많이 제공되고 있으나, 본 발명의 실시예에서는 열교환판(110)에 복수의 비드(400)가 일체로 성형되도록 함으로써 냉각수의 난류화를 위한 별도의 구성품(예컨대, 종래의 터뷸레이터 등)의 제공이 생략되도록 하고, 이로 인해 제조 시간의 단축을 이루어 생산성이 극대화될 수 있도록 한 것이다. 이는, 첨부된 도 3 및 도 4와 같다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 6과 같이 두 열교환판(110) 간을 마주보도록 적층시킬 경우 해당 열교환판(110)간의 대향면에 형성된 각 비드(400)가 서로간의 일부가 맞닿음과 더불어 나머지 일부는 서로 이격되는 형태로 구성함을 특징으로 제시한다.

즉, 첨부된 도 7 내지 도 9와 같이 각 비드(400) 간의 맞닿는 부위(401)에 의해 냉각수의 유동이 수평 방향(냉각수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 좌측 혹은, 우측 방향)을 향하도록 유도하고, 서로 맞닿지 않는 부위는 냉각수의 유동이 수직 방향(냉각수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 상측 혹은, 하측 방향)을 향하도록 유도하여 전체적인 냉각수의 유동이 난류화될 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 상기한 각 비드(400)는 평면에서 볼 때 중앙 부위를 기준으로 양측 끝단으로 갈수록 점차 외측을 향해 경사지는 형상으로 형성된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 비드(400)가 냉각수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 복수의 열을 이루도록 형성되고, 동일 열에 형성되는 비드(400)들은 서로 간의 형상이 동일하게 형성됨과 더불어 인접된 다른 열에 형성되는 비드(400)들과는 반대의 형상으로 형성되어 동일하게 제조된 두 열교환판(100) 간을 마주보게 겹쳤을 경우 상기 각 비드(400)가 향하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 설치됨을 제시한다. 이와 함께, 상기 각 비드(400)들의 열과 열 사이에는 서로 간의 공간을 구획하는 보조 구획바(130)가 각각 구비된다.

물론, 상기한 각 비드(400)는 첨부된 도 2 및 도 5와 같이 열교환판(100)을 평면에서 볼 때 냉각수의 유동 방향과는 어슷한 방향(바람직하게는 대각 방향)을 향하여 경사지게 형성할 수도 있다.

한편, 열교환장치(100)를 이루는 각 열교환판(110) 사이의 공간 중 공기가 통과되는 공간에는 상기 열교환판(110)과는 별도로 제조되는 터뷸레이터(turbulator)(도시는 생략됨)가 설치된다. 물론, 상기한 공기가 통과하는 부위에도 전술된 실시예와 같이 서로 맞닿도록 형성되는 비드(400)로 구성할 수도 있다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러의 조립 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 복수의 열교환판(110)을 준비한다. 이때, 상기 각 열교환판(110)은 어느 한 표면을 향해 복수 열을 이루는 비드(400)가 돌출 형성되도록 제조된다.

이후, 상기와 같이 준비된 각 열교환판(110)을 상기 각 비드(400)가 돌출 형성된 면 간이 서로 마주보도록 함과 동시에 각 비드(400)가 돌출되지 않은 면은 또 다른 열교환판(110)의 비드(400)가 돌출되지 않은 면 간이 서로 마주보도록 순차적으로 위치시킨다.

이때, 상기 각 열교환판(110)의 비드(400)가 돌출 형성되지 않은 면 사이에는 공기가 유동하는 공간을 이루면서 상기 열교환판(110)과는 별도 제조된 터뷸레이터(도시는 생략됨)를 설치한다.

이후, 각 열교환판(110)을 동일하게 형성된 면 간이 대향되도록 순차적으로 적층함으로써, 상기 각 열교환판(110)의 비드(400)가 돌출 형성된 면 사이로는 냉각수가 유동되는 공간을 이루도록 함과 더불어 상기 각 열교환판(110)의 비드(400)가 돌출 형성되지 않은 면 사이로는 공기가 유동되는 공간을 이루도록 한다.

이때, 상기 각 열교환판(110)의 대향면에 서로 대응 형성된 비드(400)는 해당 열교환판(110) 간의 적층에 의해 일부가 서로 맞닿으면서 교차되는 형상으로 배치되며, 이로 인해 상기 공간에는 냉각수의 난류화를 위한 별도의 터뷸레이터를 설치하지 않더라도 냉각수의 난류화가 가능하게 된다.

또한, 상기 각 열교환판(110)을 적층하는 도중 각 열교환판(110)의 둘레측에는 메인 구획바(120)를 설치하고, 상기 각 열교환판(110)에 형성된 각 비드(400)가 이루는 열 사이에는 보조 구획바(130)를 설치함으로써 냉각수 및 공기의 유동 방향이 결정될 수 있도록 한다.

그리고, 전술한 일련의 과정에 의해 제조되는 열교환장치(100)의 둘레벽면으로 한 쌍의 공기 유출입측 커버(210,220) 및 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320)를 서로 대응되는 구성간이 대향되도록 각각 결합함으로써 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러가 완성된다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 자동차용 수냉식 인터쿨러의 작용을 첨부된 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

우선, 과급기(turbo-charger)로부터 제공받은 고온의 공기는 공기 유입측 커버(210)의 공기 유입구(211)를 통해 열교환판(110) 사이의 공간 중 비드가 돌출되지 않은 부분의 공간 내로 각각 유입되어 해당 공간을 통과하면서 열교환판(110)과 열교환됨과 더불어 공기 유출측 커버(220)의 공기 유출구(221)를 통해 배출된다.

또한, 상기한 과정이 진행되는 도중에는 제1냉각수 커버(310)의 제1냉각수 유입구(311)를 통해 냉각수의 유입이 이루어지게 되고, 이렇게 유입된 냉각수는 상기 공기의 유동 방향과는 수직한 방향을 따라 열교환판(110) 사이의 공간 중 비드(400)가 돌출된 부분의 공간 내로 통과하면서 열교환판(110)과 열교환되어 열교환판(110) 사이의 여타 공간을 유동하는 공기를 냉각시키게 된다.

이후, 상기 냉각수는 제2냉각수 커버(320) 및 그 내부의 구획격벽(321)에 의한 안내를 받아 다시금 역방향(최초 유입에 따른 유동 방향과는 반대의 방향)으로 유동된 후 제1냉각수 유출구(312)를 통해 오일 쿨러(도시는 생략됨)로 유출되고, 계속해서 상기 오일 쿨러를 통과하면서 재차적으로 냉각된 냉각수는 제2냉각수 유입구(313)를 통해 열교환장치(100)를 통과하면서 상기 열교환판(110)들과 재차적으로 열교환하여 공기를 냉각시킴과 더불어 제2냉각수 커버(320)의 안내를 받아 제2냉각수 유출구(314)를 통해 유출된다.

이때, 전술한 바와 같이 냉각수의 유동이 이루어지는 도중 상기 냉각수는 각 열교환판(110) 간의 대향면에 형성되면서 일부가 서로 맞닿도록 위치된 복수의 비드(400)에 의해 유동의 난류화가 이루어진다.

즉, 상기 냉각수는 상기 대향되는 비드(400) 간의 서로 맞닿는 부위(401)에 의해 수평 유동이 이루어짐과 더불어 상기 대향되는 비드(400) 간의 서로 맞닿지 않는 부위에 의해 수직 유동을 수행하면서 난류화되는 것이다.

이렇듯, 냉각수의 수평 유동과 수직 유동이 동시에 이루어지면서 통과하기 때문에 상기 냉각수에 대한 난류화가 더욱 원활히 이루어질 수 있게 되고, 이로 인해 냉각수와 열교환판(110)간의 우수한 열교환 효과를 얻을 수 있게 된다.

즉, 종래 기술과 같이 냉각수가 수평 방향으로만 유동하면서 난류화를 이루도록 하거나 혹은, 수직 방향으로만 유동하면서 난류화를 이루도록 한 것에 비해 월등히 우수한 열교환효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 수냉식 인터쿨러의 구성 중 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버(310,320)는 전술된 실시예의 구성으로만 형성하여야만 하는 것은 아니다.

예컨대, 제1냉각수 커버(310)에는 냉각수 유입구만 형성함과 더불어 제2냉각수 커버(320)에 냉각수 유출구만을 형성할 수도 있고, 제1냉각수 커버(310)에 하나의 냉각수 유입구(311) 및 하나의 냉각수 유출구(312)를 각각 형성함과 더불어 제2냉각수 커버(320)는 단순히 냉각수의 유동만 이루어지도록 구성할 수도 있는 등 다양한 구조로 형성될 수 있는 것이다.

또한, 열교환판(110)에 전술된 실시예와 같은 형상의 복수의 비드(400)가 성형되어 이루어진 열교환장치(100)의 구조는 본 발명의 실시예와 같이 자동차용 수냉식 인터쿨러에만 적용될 수 있는 것은 아니다.

즉, 통상의 공기조화기용 열교환기나 라디에이터 등 다양한 분야에 적용될 수도 있는 것이다.

Claims

복수의 열교환판이 서로 이격되면서 적층되어 이루어지고, 상기 각 열교환판 사이에는 냉각수 혹은, 공기의 유동 공간을 구획하는 복수의 메인 구획바가 구비되어 이루어진 열교환장치;

상기 열교환장치의 어느 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 공기의 유출입을 위한 공기 유입구 및 공기 유출구가 형성된 한 쌍의 공기 유출입측 커버;

상기 열교환장치의 다른 한 측 벽면 및 이에 대향되는 측의 벽면에 각각 구비되면서 냉각수의 유출입을 위한 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 형성된 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버; 그리고,

상기 열교환장치를 구성하는 각 열교환판 간의 대향면 중 냉각수가 유동되는 부위의 대향면에 돌출 형성되며, 두 열교환판 간을 적층시킬 경우 서로간의 일부는 맞닿음과 더불어 나머지 일부는 서로 이격되면서 냉각수의 유동을 난류화시키는 복수의 비드:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
제 1 항에 있어서,

상기 한 쌍의 냉각수 유출입측 커버 중 어느 한 냉각수 유출입측 커버에는 상기 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구가 모두 형성되고,

다른 한 냉각수 유출입측 커버는 그 내부로 냉각수의 유동이 이루어지는 유동 공간을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
제 2 항에 있어서,

상기 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구는 각각 복수로 제공되면서 상기 어느 한 냉각수 유출입측 커버에 교대로 배치되도록 각각 형성되고,

다른 한 냉각수 유출입측 커버의 유동 공간 내부에는 냉각수의 유동 방향을 안내하기 위한 구획격벽이 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 비드는

평면에서 볼 때 중앙 부위를 기준으로 양측 끝단으로 갈수록 점차 외측을 향해 경사지는 형상 혹은, 평면에서 볼 때 냉각수의 유동 방향과는 어슷한 방향을 향하여 경사지는 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
제 4 항에 있어서,

상기 각 비드는 냉각수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 복수의 열을 이루도록 형성되고,

동일 열에 형성되는 비드들은 서로 간의 형상이 동일하게 형성됨과 더불어 인접된 다른 열에 형성되는 비드들과는 반대의 형상으로 형성되어 두 열교환판 간을 마주보게 겹쳤을 경우 상기 각 비드가 향하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 설치되며,

상기 각 열 사이에는 서로 간의 공간을 구획하는 보조 구획바가 각각 구비됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
제 5 항에 있어서,

상기 각 열교환판의 각 비드가 돌출 형성된 면 중 각 열의 비드를 향한 냉각수 유입측 및 냉각수 유출측에는 복수의 밀착 돌기가 돌출 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 인터쿨러.
서로 이격되면서 적층되는 복수의 열교환판; 그리고,

상기 각 열교환판 간의 대향면에 돌출 형성되며, 서로 대응되는 두 열교환판 간을 적층시킬 경우 서로간의 일부는 맞닿음과 더불어 나머지 일부는 서로 이격되면서 유체의 유동을 난류화시키는 복수의 비드:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열교환장치.
제 7 항에 있어서,

상기 복수의 비드는

평면에서 볼 때 중앙 부위를 기준으로 양측 끝단으로 갈수록 점차 외측을 향해 경사지는 형상 혹은, 평면에서 볼 때 유체의 유동 방향과는 어슷한 방향을 향하여 경사지는 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 열교환장치.
제 8 항에 있어서,

상기 각 비드는 유체의 유동 방향을 기준으로 볼 때 복수의 열을 이루도록 형성되고,

동일 열에 형성되는 비드들은 서로 간의 형상이 동일하게 형성됨과 더불어 인접된 다른 열에 형성되는 비드들과는 반대의 형상으로 형성되어 두 열교환판 간을 마주보게 겹쳤을 경우 상기 각 비드가 향하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 설치되며,

상기 각 열 사이에는 서로 간의 공간을 구획하는 보조 구획바가 각각 구비됨을 특징으로 하는 열교환장치.
제 9 항에 있어서,

상기 각 열교환판의 각 비드가 돌출 형성된 면 중 각 열의 비드를 향한 유체 유입측 및 유체 유출측에는 복수의 밀착 돌기가 돌출 형성됨을 특징으로 하는 열교환장치.