WO2012134089A2 - 열교환기 - Google Patents

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WO2012134089A2
WO2012134089A2 PCT/KR2012/001972 KR2012001972W WO2012134089A2 WO 2012134089 A2 WO2012134089 A2 WO 2012134089A2 KR 2012001972 W KR2012001972 W KR 2012001972W WO 2012134089 A2 WO2012134089 A2 WO 2012134089A2
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WO
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heat
heat exchange
heat exchanger
exchange pipe
radiator
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PCT/KR2012/001972
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Inventor
박효문
Original Assignee
Park Hyo-Moon
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Publication date
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Application filed by Park Hyo-Moon filed Critical Park Hyo-Moon
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Publication of WO2012134089A2 publication Critical patent/WO2012134089A2/ko
Publication of WO2012134089A3 publication Critical patent/WO2012134089A3/ko

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0452—Combination of units extending one behind the other with units extending one beside or one above the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0443—Combination of units extending one beside or one above the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/187—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding at least one of the parts being non-metallic, e.g. heat-sealing plastic elements

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, a radiator and an oil cooler used for automobiles, tractors, excavators, forklifts, etc. to cool, and a condenser for auxiliary heating and cooling air conditioners, and an auxiliary bucket using a lightweight synthetic resin material to produce a split body ( Heat, vibration) to fix the fusion, improve heat exchange efficiency and maximize heat dissipation, and to provide a heat exchanger with improved manufacturing convenience.
  • radiators and oil coolers are manufactured separately and mounted inside an engine room such as a car, a lot of manufacturing costs are required, and a lot of time is required for assembling and installation processes, and workability is deteriorated and space occupies a lot. There was an urgent need for a solution to this problem.
  • the heat exchange of the refrigerant is carried out through a condenser.
  • the non-metallic pipe of the outdoor unit for the air conditioning and heating air conditioner is used when the temperature drops below 5 degrees below zero. This was there.
  • the inventor of the present invention has applied for a heat exchanger having an improved configuration.
  • a condenser such as a radiator, an oil cooler, an auxiliary bucket, and an air-conditioning and air conditioner is manufactured using a lightweight synthetic resin material, which is divided into two parts, to be fused and fixed, and to radiate heat.
  • the heat dissipation fin coupling part of the main body can be firmly assembled to reduce heat emission, simplify the manufacturing process, reduce cost, ease of installation, space occupancy, and disclose a heat exchanger having excellent heat dissipation.
  • the fluid passage through the fluid is simply made of a tubular body, so that the surface area for heat exchange is limited, and therefore, the improvement of heat exchange efficiency is inevitably limited.
  • the welding surface was large, so it was difficult to accurately fix the welding on the mold, and the defect rate of the product was high, such that leakage occurred at the welding site because the welding surface was not accurately welded.
  • the heat exchanger provided in the present invention is intended to circumvent the problems of the present inventor's prior patent application in which the radiator, the oil cooler and the condenser, and the auxiliary bucket are integrally manufactured.
  • the heat exchanger of the present invention is to provide a heat exchanger that can minimize the troublesome post-processing and product failure rate generated during the fusion operation by minimizing the fusion site.
  • the present invention is to provide a heat exchanger that can maximize the surface area for heat exchange to improve the excellent heat exchange efficiency and heat dissipation.
  • the present invention provides the following heat exchanger in order to achieve the above problems.
  • the upper body and the lower body are divided into upper and lower parts by using a synthetic resin material, and the main body is divided into a radiator, an oil cooler, and a condenser, and a coupling formed on the second body of the upper body.
  • the heat exchanger pipe is fitted through the coupling hole formed in the first body of the ball and the lower body, and the heat exchanger pipes fitted in the coupling hole are fusion-fixed to each other, and the first body and the lower body on the upper part of the second body of the upper body.
  • a second main body is fused and fixed to the lower part of the first body of the main body, and heat dissipation fins are fitted and assembled between the heat exchange pipes, and the radiator, the oil cooler, and the condenser communicate with the fluid passage and the lower outlet of the heat exchange pipe. It is characterized by.
  • the present invention is the heat exchanger body is divided into the upper body and the lower body up and down using a synthetic resin material, the main body is formed of a radiator, oil cooler, condenser, the second body and the lower body of the upper body
  • the first body of the heat dissipation pipe is assembled to the heat dissipation fin, and then the supporter cap is fitted to the fluid passage of the heat exchange pipe and then inserted into the injection molding machine to be configured integrally with the heat exchange pipe during insert injection molding
  • the second of the upper body The first body and the lower body of the first body and the lower body of the second body is fixed to the second body, and the radiator, the oil cooler, the condenser, the upper inlet is characterized in that the communication with the fluid passage and the lower outlet of the heat exchange pipe. do.
  • the present invention is characterized in that a plurality of protrusions are formed in the fluid passage of the heat exchange pipe to increase the heat transfer surface area.
  • the heat exchange pipe is characterized in that a metal coating layer such as aluminum (Al), copper (Cu) is formed.
  • the heat exchanger of the present invention is manufactured by using a lightweight synthetic resin material such as a radiator and an oil cooler, an auxiliary bucket, and a heating and cooling air conditioner, which are used in automobiles, tractors, excavators, forklifts, etc. It is manufactured to maximize the heat transfer surface area of the heat exchange pipe, and after assembly, the body is assembled (heat and vibration) for fusion fixing or insert injection molding.
  • the heat dissipation fin can be firmly assembled to the heat dissipation fin joint of the main body to minimize product defect rate. And no post-processing treatment is required, heat exchange efficiency can be maximized.
  • the present invention is a large invention that can reduce the water pollution at the same time to reduce the carbon emissions during the production of heat exchanger can also reduce water pollution, and can greatly contribute to the weight reduction of the product.
  • FIG. 1 is a front configuration diagram of a partially disassembled state showing a preferred embodiment of the radiator provided in the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing the state before assembly of the upper body and the heat exchange pipe in the heat exchanger provided in the present invention
  • Figure 3 is a heat exchanger provided in the present invention, the perspective view showing the state before assembly in another embodiment of the upper body and the heat exchange pipe
  • Figure 4 is a heat exchanger provided in the present invention, the perspective view showing the state before assembly in another embodiment of the upper body and the heat exchange pipe
  • Figure 5 is a heat exchanger provided in the present invention, a perspective view showing some other embodiments for fitting the heat exchange pipe assembly in the body
  • Figure 6 is a perspective view of the heat exchanger body of the present invention produced by dividing the body in three directions
  • FIG. 7 is a front configuration view showing another embodiment of the heat dissipation fin coupled to the heat exchange pipe in the heat exchanger provided in the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional configuration of a state in which the insert injection molding by coupling the supporter cap to the heat exchange pipe in the heat exchanger provided in the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional configuration of a state in which a product is completed after insert injection molding by combining a supporter cap with a heat exchange pipe in a heat exchanger provided by the present invention
  • Figure 11 is a perspective view of the main parts extracted when insert injection molding by coupling the supporter cap to the heat exchange pipe in the heat exchanger provided in the present invention
  • FIG. 12 is a perspective view of the main portion of the insert injection molding when the heat exchanger pipe is provided in two or more stages in the front and rear direction in the heat exchanger provided in the present invention
  • FIG. 13 is a planar configuration diagram when the heat exchanger pipe is provided in two or more stages in the front-rear direction in the heat exchanger provided by the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a preferred embodiment of a heat exchanger provided by the present invention.
  • the heat exchanger 1 of the present invention injection molding the main body using a material such as nylon resin than the non-metal aluminum and the like.
  • the main body of the heat exchanger 1 is separately extruded so as to be installed between the upper body 8 which is injection-molded in a vertical split type, the lower body 9 which is separately injection-molded, and between the upper body 8 and the lower body 9. It consists of a plurality of heat exchange pipes (6) produced by a method such as molding, a plurality of heat radiation fins (7) assembled between the heat exchange pipes (6).
  • the upper body (8) comprises a radiator (2), an oil cooler (3), a condenser (4) and an auxiliary bucket (5), which are injection molded into a vertical split type.
  • the upper main body 8 is configured to vertically divide the upper first main body 8a and the lower second main body 8b, which is fusion-fixed upper part of the heat exchange pipe 6 with the second main body 8b. It is to.
  • the heat exchange pipe 6, which is mainly manufactured by a method such as extrusion molding using a separate synthetic resin material, is cut into a desired length and then fitted into a coupling hole 10 formed in the second body 8b of the upper body 8. After fusion is fixed.
  • the heat exchange pipes 6 and the heat dissipation fins 7 may maximize the heat dissipation fins 7 and the thermal conductivity by forming a film layer such as aluminum (Al) and copper (Cu) having excellent heat transfer to a predetermined thickness.
  • a method of forming a metal film layer on the heat exchange pipe 6 and the heat dissipation fins 7 is performed.
  • a chemical treatment is performed for plating in a state in which the heat dissipation fins 7 are coupled to the heat exchange pipe 6, and then the outer surface portion is formed.
  • Electroplating is performed after the metal coating is applied to form a metal coating layer of aluminum (Al) or copper (Cu) having a predetermined thickness.
  • Al aluminum
  • Cu copper
  • the shape of the heat exchange pipe 6 may be composed of a rectangular, small rectangular, long oval shape, such as a large cross section as shown in Figures 2 to 4, in order to maximize the heat transfer surface area in the fluid passage 11 therein A plurality of protrusions 12 are formed at predetermined intervals.
  • the upper part of the heat exchange pipe 6 is fused after fitting with the coupling hole 10 of the second body 8b, and the lower part of the coupling hole formed in the first body 9a forming the upper part of the lower body 9. (13) and it is fixed after fusion.
  • the fusion fixing method of the heat exchange pipe 6 may be performed using thermal fusion, vibration fusion, adhesive, or the like.
  • the second resin is made of synthetic resin.
  • the method is such that the thermal fusion is fixed or the coupling holes 10 and 13.
  • the surrounding edge is melted and pressed toward the heat exchange pipe (6), the inner portion of the coupling hole (10, 13) is melted to the center portion and thermally fused and fixed.
  • various known welding methods such as vibration welding can be used.
  • Figure 5 is an enlarged perspective view of the main portion showing some other embodiments of the present invention.
  • the heat exchange pipe 6 and the front surface of the second body (8b) of the upper body (8) in order to increase the convenience when fitting the fitting holes (10, 13) of the upper body (8) and the lower body (9)
  • the front surface of the first body 9a of the lower body 9 can be closed using a separately manufactured panel 14, and the front surfaces of the coupling holes 10 and 13 are opened to form a heat exchange pipe 6 ) Can be assembled from the front.
  • the heat exchange pipe 6 is first assembled into the front surface, and then the panel 14 is connected to the second body 8b and the lower body 9 of the upper body 8.
  • the first main body 9a is fixed by heat fusion or the like, and the heat exchange pipe 6 coupled to the coupling holes 10 and 13 is fixed by heat fusion or the like.
  • FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, in which heat dissipation fins 7 having coupling holes equal to the cross-sectional shape of heat exchange pipes 6 are sequentially coupled to the heat exchange pipes 6 in the vertical direction. This is to make the heat exchange pipe 6 and the heat dissipation fin 7 separately, and then insert the mold into the mold more easily when the main body is injection molded, so as to maximize the speed and convenience of the work during the molding by the insert molding method. It is.
  • the present invention manufactures the heat exchange pipe 6 and the heat dissipation fin 7 separately coupled through the coupling holes 10 and 13 and inserts the main body into the mold during injection molding, and then inserts the mold into the insert injection molding method. You can maximize your writing.
  • a support cap 18 is fitted to both ends of the fluid passage 11 of the heat exchange pipe 6.
  • the supporter cap 18 is made of a material having heat resistance and pressure resistance to protect and support the heat exchange pipe 6 so as not to deform even at high temperature and high pressure generated in the injection molding machine when insert injection molding is performed.
  • the supporter cap 18 is separated from the fluid passage 11 of the heat exchange pipe 6.
  • the thickness of the heat exchanger 1 can be thickened by making the heat exchanger pipe 6 at least two stages before and after.
  • the second body 8b of the upper body 8 is injection molded separately using a synthetic resin material, and then fitted to the upper part of the heat exchange pipe 6, and a separate support body 19 is formed. 2 Assemble the assembly to have a predetermined distance in the lower part of the main body 8b, and then insert it into a mold and insert injection molding as in the embodiment described above to fill the synthetic resin material between the second main body 8b and the support main body 19 while the second is filled.
  • the main body 8b and the support main body 19 are to be fixed in a state in which two or more steps are coupled back and forth.
  • reference numeral 15 is a bracket
  • 16 is an inlet
  • 17 is an outlet
  • 20 is a mold
  • the heat exchanger of the present invention which can be variously implemented as described above, is first integrated with a radiator 2 and an oil cooler 3, a condenser 4, and an auxiliary bucket 5 when mounted on various equipment such as an automobile.
  • a radiator 2 and an oil cooler 3, a condenser 4, and an auxiliary bucket 5 when mounted on various equipment such as an automobile.
  • the main body of the heat exchanger (1) is injection molded using a synthetic resin material, and the first body for fixing the upper body (8) and the lower body (9) by fitting heat exchange pipes (6), and then fixing them by thermal fusion or the like. (8a, 9a) and the second body (8b, 9b) divided by minimizing the heat-sealed portion can minimize the defective rate when the product is completed, heat exchange pipe (6) and heat radiation fins (7) by assembling the injection molding machine It is also possible to manufacture the heat exchanger 1 by using the insert injection molding method by inserting.
  • a plurality of protrusions 12 are formed in the fluid passage 11 of the heat exchange pipe 6, and a metal film layer such as aluminum and copper having excellent thermal conductivity is formed on the heat exchange pipe 6 and the heat dissipation fin 7 to heat transfer surface area. To maximize the heat exchange efficiency will be increased.
  • the heat dissipation fins (7) are sandwiched between the heat exchange pipes (6), so it is very easy to handle with light weight, and the installation is completed by connecting only the piping lines to the inlet (16) and the outlet (17). It is.
  • fluids and gases such as cooling water, cooling oil, and refrigerant introduced through the inlet 16 into the radiator 2, the oil cooler 3, and the condenser 4, respectively, are naturally dropped through the fluid passage 11 while the fluid flows down naturally.
  • the heat exchange is made through the heat dissipation fins 7 outside the passage 11, which can minimize the pressure by a natural dropping method.
  • the synthetic resin material constituting the heat exchanger (1) body is made of a synthetic resin material such as nylon resin, heat dissipation is superior to materials such as aluminum (Al) and copper (Cu) at room temperature, thereby maximizing the heat dissipation effect together with the heat dissipation fins (7).
  • the fluid flowing out of the outlet 17 is continuously circulated to the cooling line of the engine, the air conditioner, and the like to efficiently perform the heat exchange operation.
  • the present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, a radiator and an oil cooler used for automobiles, tractors, excavators, forklifts, etc. to cool, and a condenser for auxiliary heating and cooling air conditioners, and an auxiliary bucket using a lightweight synthetic resin material to produce a split body ( Heat, vibration) to fix the fusion, improve heat exchange efficiency and maximize heat dissipation, and can be used in the field of heat exchanger with improved manufacturing convenience.
  • a heat exchanger and more particularly, a radiator and an oil cooler used for automobiles, tractors, excavators, forklifts, etc. to cool
  • a condenser for auxiliary heating and cooling air conditioners and an auxiliary bucket using a lightweight synthetic resin material to produce a split body ( Heat, vibration) to fix the fusion, improve heat exchange efficiency and maximize heat dissipation, and can be used in the field of heat exchanger with improved manufacturing convenience.

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 라디에이터와 오일쿨러, 냉난방 에어컨용 콘덴서, 보조물통을 경량화 합성수지재를 사용하여 분할형 본체로 제작하여 (열, 진동)융착 고정토록 하고, 열교환 효율 향상 및 방열성을 극대화 할 수 있도록 하며, 제조상의 편의성을 높인 열교환기를 제공코자 하는 것이다. 즉, 본 발명의 열교환기 본체는 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고, 상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며, 상기 상부본체의 제 2 본체에 형성된 결합공과 하부본체의 제 1 본체에 형성된 결합공을 통해 열교환파이프를 끼움조립토록 하며, 상기 결합공에 끼움조립된 열교환파이프는 상호 융착 고정하며, 상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며, 상기 열교환파이프 사이에는 방열핀이 끼움조립되며, 상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차 및 트랙터, 굴삭기, 지게차 등에 사용되어 냉각을 행하는 라디에이터와 오일쿨러, 냉난방 에어컨용 콘덴서, 보조물통을 경량화 합성수지재를 사용하여 분할형 본체로 제작하여 (열, 진동)융착 고정토록 하고, 열교환 효율 향상 및 방열성을 극대화 할 수 있도록 하며, 제조상의 편의성을 높인 열교환기를 제공코자 하는 것이다.
통상 자동차, 트랙터, 굴삭기, 지게차 등에서는 엔진부에서 발생되는 고온의 열, 파워스티어링 오일 등을 냉각시키기 위해 냉각수 또는 오일을 순환시켜 라디에이터 또는 오일쿨러 등과 같은 열교환기를 통해 방열을 행하게 된다.
이와 같은 라디에이터 및 오일쿨러 등은 별도로 제작된 후 자동차 등의 엔진룸 내부에 장착되므로, 제작원가가 많이 소요되며, 조립 및 설치과정에 많은 시간이 소요되어 작업성이 저하되며, 공간점유률도 많이 차지하게 되어 이를 해결할 수 있는 방안이 절실히 요망되었던 것이다.
또한 냉난방용 에어컨의 경우 콘덴서를 통해 냉매의 열교환을 수행하게 되는데, 일반적으로 사용되고 있는 냉난방 에어컨용 실외기의 비금속 배관은 영하 5도 이하로 기온이 하강하면 냉매가 결빙되어 압축모터가 작동불능이 되는 폐단이 있었던 것이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 발명자는 기히 개선된 구성의 열교환기를 출원한 바 있다.
즉, 국내 특허 출원번호 10-2010-0019125 에는 열교환기를 구성함에 있어서, 라디에이터와 오일쿨러, 보조물통 및 냉난방 에어컨 등의 콘덴서를 경량화 합성수지재를 사용하여 양분된 본체로 제작하여 융착 고정토록 하고, 방열핀은 본체의 방열핀결합부에 견고하게 조립될 수 있도록 하여 저 탄소 배출, 제조공정의 단순화, 원가절감, 장착 용이성, 공간점유률을 최소화 할 수 있으며, 방열성이 우수한 열교환기를 개시하고 있으나, 상기 선특허 출원된 발명은 유체가 경유하는 유체통로가 단순히 관체로 제작되어 열교환을 위한 표면적 증대에 한계가 있었고, 그로 인해 열교환 효율의 향상 역시 제한될 수 밖에 없었던 것이다.
그리고 본체 전부를 전후 양분체로 형성하여 융착하므로 융착면이 넓고, 융착작업을 행할 시 합성수지액이 흘러 내리게 되어 본체를 융착 고정시킨 후 후가공 처리를 필수적으로 행하여야 하므로 제조 공정이 매우 번거롭고 생산성이 떨어지는 문제점도 안고 있었다.
또한 융착면이 넓어 금형상 정확하게 융착고정하는데 어려움이 많았으며, 융착면이 정확하기 융착 고정되지 않아 융착 부위로 누수 등이 발생하는 등 제품의 불량률도 높았던 것이다.
이에 본 발명에서 제공하는 열교환기는 라디에이터, 오일쿨러와 콘덴서, 보조물통 등을 일체로 제작한 본 발명자의 선특허 출원이 안고 있는 제반 문제점을 일소코자 하는 것이다.
즉, 본 발명의 열교환기는 융착 부위를 최소화하여 융착작업 시 발생되는 번거로운 후가공 처리 및 제품의 불량률을 최소화 할 수 있는 열교환기를 제공코자 한다.
또한 본 발명은 열교환을 위한 표면적을 극대화시켜 보다 우수한 열교환 효율 및 방열성을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공코자 하는 것이다.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위해 다음과 같은 열교환기를 제공한다.
즉, 본 발명은 열교환기 본체를 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고, 상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며, 상기 상부본체의 제 2 본체에 형성된 결합공과 하부본체의 제 1 본체에 형성된 결합공을 통해 열교환파이프를 끼움조립토록 하며, 상기 결합공에 끼움조립된 열교환파이프는 상호 융착 고정하며, 상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며, 상기 열교환파이프 사이에는 방열핀이 끼움조립되며, 상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 열교환기 본체는 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고, 상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며, 상기 상부본체의 제 2 본체 및 하부본체의 제 1 본체는 열교환파이프에 방열핀을 조립 후 열교환파이프의 유체통로에 서포터캡을 끼움결합 후 사출성형기에 인서트 시켜 인서트 사출성형시 열교환파이프와 일체로 구성될 수 있도록 하며, 상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며, 상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 열교환파이프의 유체통로 내부에는 전열 표면적을 높이기 위한 수개의 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열교환파이프에는 알루미늄(Al), 동(Cu)과 같은 금속 피막층을 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 열교환기는 자동차 및 트랙터, 굴삭기, 지게차 등에 사용되어 냉각을 행하는 라디에이터와 오일쿨러, 보조물통 및 냉난방 에어컨 등의 콘덴서를 경량화 합성수지재를 사용하여 제작하되, 본체의 상하부를 분할형 본체로 제작하고 열교환파이프의 전열 표면적을 극대화할 수 있도록 제작하여 본체 끼움조립 후 (열, 진동)융착 고정 또는 인서트 사출성형토록 하고, 방열핀은 본체의 방열핀결합부에 견고하게 조립될 수 있도록 하여 제품 불량률을 최소화하고, 후가공 처리가 필요 없고, 열교환 효율은 보다 극대화 할 수 있는 것이다.
또한 본 발명은 열교환기 제작 시에 탄소배출을 줄임과 동시에 납을 사용하지 않아 수질오염 등도 줄일 수 있으며, 제품의 경량화 등에도 크게 일조할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 큰 발명이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 라디에이터의 바람직한 일 실시예를 보인 일부 분해 상태의 정면 구성도
도 2는 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 상부본체와 열교환파이프의 조립 전 상태를 보인 발췌 사시도
도 3은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 상부본체와 열교환파이프의 다른 실시예로 조립 전 상태를 보인 발췌 사시도
도 4는 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 상부본체와 열교환파이프의 다른 실시예로 조립 전 상태를 보인 발췌 사시도
도 5는 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 본체에 열교환파이프를 끼움조립하기 위한 일부 다른 실시예를 보인 발췌 사시도
도 6은 본 발명의 열교환기 본체를 전후 방향으로 3등분하여 제작한 경우의 사시도
도 7은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프에 결합되는 방열핀의 다른 실시예를 보인 정면 구성도
도 8은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프에 서포터캡을 결합하여 인서트 사출성형 할 시의 분리상태 단면 구성도
도 9는 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프에 서포터캡을 결합하여 인서트 사출성형 한 상태의 단면 구성도
도 10은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프에 서포터캡을 결합하여 인서트 사출성형 후 제품을 완성한 상태의 단면 구성도
도 11은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프에 서포터캡을 결합하여 인서트 사출성형 할 시의 요부 발췌 사시도
도 12는 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프가 전후방향으로 2단 이상으로 설치될 경우 인서트 사출성형 할 시의 요부 발췌 사시도
도 13은 본 발명에서 제공하는 열교환기에 있어서, 열교환파이프가 전후방향으로 2단 이상으로 설치될 경우의 평면 구성도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명키로 한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 열교환기의 바람직한 일 실시예를 보인 사시도이다.
즉, 본 발명의 열교환기(1)는 나일론 수지와 같이 방열성이 비금속인 알루미늄 보다 우수한 소재 등을 사용하여 본체를 사출성형한다.
이러한 열교환기(1) 본체는 상하 분할형으로 사출 성형되는 상부본체(8)와, 별도 사출 성형되는 하부본체(9), 그리고 상부본체(8)와 하부본체(9) 사이에 설치되도록 별도 압출 성형 등의 방법으로 제작되는 다수개의 열교환파이프(6), 상기 열교환파이프(6) 사이에 조립되는 다수개의 방열핀(7)으로 이루어진다.
상기 상부본체(8)는 라디에이터(2)와 오일쿨러(3), 콘덴서(4) 및 보조물통(5)을 구성하는데, 이는 상하 분할형으로 사출성형한다.
즉, 상부본체(8)는 상부의 제 1 본체(8a)와 하부의 제 2 본체(8b)를 상하 분할형으로 구성하며, 이는 열교환파이프(6) 상부를 제 2 본체(8b)와 융착 고정하기 위한 것이다.
별도 합성수지재를 사용하여 주로 압출성형 등의 방법으로 제작되는 열교환파이프(6)는 원하는 길이로 절단시킨 후 상부본체(8)의 제 2 본체(8b)에 형성된 결합공(10)에 끼움조립된 후 융착 고정된다.
상기 열교환파이프(6)와 방열핀(7)은 전열성이 우수한 알루미늄(Al), 동(Cu)과 같은 피막층을 일정 두께로 형성하여 방열핀(7)과 열전도율을 극대화시킬 수도 있는 것이다.
열교환파이프(6)와 방열핀(7)에 금속 피막층을 형성하는 방법은 일반적으로 알려져 있듯이, 먼저 열교환파이프(6)에 방열핀(7)이 결합된 상태에서 도금을 위해 약품처리를 행한 후 외면부에 금속 피막을 입힌 뒤 전기도금을 하여 일정한 두께의 알루미늄(Al) 또는 동(Cu) 등의 금속 피막층을 형성하게 되는 것이다. 이와 같이 금속 피막층을 형성할 경우 열교환파이프(6)와 방열핀(7)을 끼움결합 시 두 소재 사이에 발생된 틈을 금속 피막층이 메우게 되며, 그로 인해 열전도성도 배가되는 것이다.
상기 열교환파이프(6)의 형상은 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이 단면이 큰 직사각형, 작은 직사각형, 장타원형 등으로 구성될 수 있으며, 내부의 유체통로(11)에는 전열 표면적을 극대화하기 위해 다수개의 돌기(12)를 정해진 간격으로 형성한다.
상기 열교환파이프(6)의 상부는 제 2 본체(8b)의 결합공(10)과 끼움조립 후 융착되며, 하부는 하부본체(9)의 상부를 형성하는 제 1 본체(9a)에 형성된 결합공(13)과 끼움조립 후 융착고정된다.
상기 열교환파이프(6)의 융착 고정방법은 열 융착, 진동 융착, 접착제 등을 사용하여 작업이 가능하며, 일예로 열판을 상하의 결합공(10,13) 주위를 가압하면 합성수지재로 제작된 제 2 본체(8b)와 제 1 본체(9a)의 결합공(10,13) 주변이 용융되면서 열교환파이프(6)와 용융상태에서 경화되면 열 융착 고정이 되도록 한 방법, 또는 결합공(10,13) 주위 테두리를 용융시켜 열교환파이프(6) 쪽으로 가압하면 결합공(10,13) 내측 부위가 중앙 부위로 용융되면서 열 융착 고정되는 방법. 또는 진동 융착 등 기존 알려진 다양한 융착 방법이 사용될 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예를 보인 요부 확대 사시도이다.
즉, 열교환파이프(6)를 상부본체(8)와 하부본체(9)의 결합공(10,13)에 끼움조립할 시에 편의성을 높이기 위해 상부본체(8)의 제 2 본체(8b) 전면과 하부본체(9)의 제 1 본체(9a)의 전면을 별도로 제작된 패널(14)을 사용하여 폐쇄할 수 있도록 하고, 상기 결합공(10,13)의 전면을 개방형으로 구성하여 열교환파이프(6)를 전면에서 끼움조립을 할 수 있도록 한 것이다.
즉, 결합공(10,13) 전면이 개방되어 있으므로 전면으로 먼저 열교환파이프(6)를 끼움조립 한 후 패널(14)을 상부본체(8)의 제 2 본체(8b)와 하부본체(9)의 제 1 본체(9a)에 열 융착 등의 방법으로 고정하고, 결합공(10,13)에 결합된 열교환파이프(6)를 열 융착 등의 방법으로 고정시킨다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 사시도이다.
즉, 열교환기(1)의 전후 두께를 두껍게 제작코자 할 시에 본체를 전후 방향으로 3등분하여 제작도 가능한 경우를 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일부 다른 실시예를 보인 것으로서, 이는 열교환파이프(6)의 단면 형상과 같은 결합공을 갖는 방열핀(7)을 각각의 상하 방향으로 순차적으로 열교환파이프(6)에 결합시킨 것으로서, 이는 열교환파이프(6)와 방열핀(7)을 별도로 제작한 후 본체를 사출성형시 금형에 인서트 작업을 보다 용이하게 수행토록 하여, 인서트 성형방법으로 성형시 작업의 신속성 및 편의성을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.
한편, 본 발명은 결합공(10,13)을 통해 결합되는 열교환파이프(6)와 방열핀(7)을 별도로 제작한 후 본체를 사출성형시 금형에 인서트 시킨 후 인서트 사출성형방법으로 성형토록 하여 제작성을 보다 극대화시킬 수 있다.
이와 같이 열교환파이프(6)에 방열핀(7)을 조립한 후 사출성형기에 인서트 사출성형을 행할 시에는 사출기의 높은 압력과 온도로 인해 합성수지로 기 제작된 열교환파이프(6)가 변형되거나 변형된 틈새로 사출코자 하는 용융상태의 수지가 유입되어 인서트 사출성형이 불가하거나 불량이 발생 할 가능성이 매우 높다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 8 내지 도 11에서 보는 바와 같이 열교환파이프(6)의 유체통로(11) 양 단부에 서포터캡(support cap, 18)을 끼움결합한다.
상기 서포터캡(18)은 내열성과 내압성을 갖는 소재로 제작하여 인서트 사출성형을 행할 시 사출성형기에서 발생되는 고온, 고압에도 열교환파이프(6)가 변형되지 않도록 보호 지지하게 된다.
인서트 사출성형이 완료된 후 상기 서포터캡(18)은 열교환파이프(6)의 유체통로(11)로부터 분리시킨다.
도 12,13은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도 및 평면도이다.
즉, 열교환기(1)의 열교환파이프(6)의 폭은 좁게, 높이를 높게 할 수 있는 한계가 있기에 열교환파이프(6)를 전후 2단 이상으로 하여 열교환기(1)의 두께를 두껍게 할 수 있는 바, 이러한 경우에는 상부본체(8)의 제 2 본체(8b)를 별도로 합성수지재를 사용하여 사출성형한 후 열교환파이프(6) 상부에 끼움결합하고, 별도의 지지본체(19)를 상기 제 2 본체(8b) 하부에 소정 간격을 갖도록 끼움조립 한 후 금형에 투입하여 전기한 실시예와 같이 인서트 사출성형토록 하여 제 2 본체(8b)와 지지본체(19) 사이에 합성수지재가 충진되면서 제 2 본체(8b)와 지지본체(19)를 전후로 2단 이상 결합한 상태에서 고정시킬 수 있도록 한 것이다.
도면중의 부호 15는 브라켓, 16은 유입구, 17은 유출구, 20은 금형을 도시한 것이다.
이와 같이 다양하게 실시될 수 있는 본 발명의 열교환기는 자동차 등 각종 장비 등에 장착할 시에 우선 라디에이터(2) 및 오일쿨러(3), 콘덴서(4), 보조물통(5) 등이 일체로 제작되어 있어 포장, 운반은 물론 브라켓(15)을 사용하여 장착위치에 용이하게 장착이 가능하며, 공간점유률 역시 최소화 할 수 있는 이점이 있는 것이다.
또한 열교환기(1) 본체를 합성수지재를 사용하여 사출성형하되, 상부본체(8)와 하부본체(9)를 열교환파이프(6)를 끼움조립 후 열 융착 등의 방법으로 고정하기 위해 제 1 본체(8a,9a)와 제 2 본체(8b,9b)로 분할 구성하여 열 융착 부위를 최소화함으로서 제품 완성시 불량률을 최소화시킬 수 있고, 열교환파이프(6)와 방열핀(7)을 조립하여 사출성형기에 인서트 시켜 인서트 사출성형 방법을 사용하여 열교환기(1)를 제작할 수도 있는 것이다.
그리고 열교환파이프(6)의 유체통로(11) 내부에 다수개의 돌기(12)를 형성하고, 열교환파이프(6)와 방열핀(7)에 열전도율이 우수한 알루미늄, 동 등과 같은 금속 피막층을 형성하여 전열 표면적을 극대화하여 열교환 효율을 높일 수 있는 것이다.
또한 열교환파이프(6) 사이에 방열핀(7)을 끼움조립하므로 경량화로 취급이 매우 용이하고, 유입구(16)와 유출구(17)에 배관라인만 연결하면 장착작업이 완료되므로 조립시간도 대폭 줄일 수 있는 것이다.
그리고 라디에이터(2) 및 오일쿨러(3), 콘덴서(4)로 각각 유입구(16)를 통해 유입된 냉각수, 냉각오일, 냉매 등의 유체 및 기체 등은 유체통로(11)를 통해 자연낙하하면서 유체통로(11) 외부의 방열핀(7)을 통해 열교환이 이루어지게 되는데, 자연낙하 방식에 의해 압력을 최소화 할 수 있는 것이다.
그리고 열교환기(1) 본체를 구성하는 합성수지재가 나일론 수지와 같은 합성수지재로 이루어지므로 방열성이 상온에서 알루미늄(Al), 동(Cu) 등의 재질 보다 우수하여 방열효과를 방열핀(7)과 함께 극대화시킬 수 있으며, 유체통로(10)를 경유하면 유출구(17)로 유출된 유체는 엔진의 냉각라인, 에어컨 등으로 연속 순환하여 열교환 작업을 효율적으로 수행하게 되는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차 및 트랙터, 굴삭기, 지게차 등에 사용되어 냉각을 행하는 라디에이터와 오일쿨러, 냉난방 에어컨용 콘덴서, 보조물통을 경량화 합성수지재를 사용하여 분할형 본체로 제작하여 (열, 진동)융착 고정토록 하고, 열교환 효율 향상 및 방열성을 극대화 할 수 있도록 하며, 제조상의 편의성을 높인 열교환기 분야에 이용가능하다.

Claims (4)

  1. 열교환기를 구성함에 있어서;
    상기 열교환기 본체는 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고,
    상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며,
    상기 상부본체의 제 2 본체에 형성된 결합공과 하부본체의 제 1 본체에 형성된 결합공을 통해 열교환파이프를 끼움조립토록 하며,
    상기 결합공에 끼움조립된 열교환파이프는 상호 융착 고정하며,
    상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며,
    상기 열교환파이프 사이에는 방열핀이 끼움조립되며,
    상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 열교환기를 구성함에 있어서;
    상기 열교환기 본체는 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고,
    상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며,
    상기 상부본체의 제 2 본체 및 하부본체의 제 1 본체는 열교환파이프에 방열핀을 조립 후 열교환파이프의 유체통로에 서포터캡을 끼움결합 후 사출성형기에 인서트 시켜 인서트 사출성형시 열교환파이프와 일체로 구성될 수 있도록 하며,
    상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며,
    상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 열교환기를 구성함에 있어서;
    상기 열교환기 본체는 합성수지재를 사용하여 상부본체와 하부본체를 상하로 분할 구성하고,
    상기 본체는 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서로 구분 형성되며,
    상기 상부본체의 제 2 본체 및 하부본체의 제 1 본체는 합성수지재를 별도로 사출 성형하여 전후 2단 이상의 열교환파이프에 방열핀을 조립 후 상기 제 2 본체의 하부에 지지본체를 별도 합성수지재로 사출성형하여 열교환파이프에 결합토록 하며,
    상기 열교환파이프의 유체통로에 서포터캡을 끼움결합 후 사출성형기에 인서트 시켜 인서트 사출성형시 제 2 본체와 지지본체 사이에 합성수지재가 충진되면서 열교환파이프와 일체로 구성될 수 있도록 하며,
    상기 상부본체의 제 2 본체 상부에 제 1 본체 및 하부본체의 제 1 본체 하부에 제 2 본체를 상호 융착 고정하며,
    상기 라디에이터, 오일쿨러, 콘덴서에는 상부 유입구가 열교환파이프의 유체통로 및 하부 유출구와 연통되도록 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서;
    상기 열교환파이프와 방열핀에는 알루미늄(Al), 동(Cu)과 같은 금속 피막층을 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기.
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