WO2020111458A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2020111458A1
WO2020111458A1 PCT/KR2019/011004 KR2019011004W WO2020111458A1 WO 2020111458 A1 WO2020111458 A1 WO 2020111458A1 KR 2019011004 W KR2019011004 W KR 2019011004W WO 2020111458 A1 WO2020111458 A1 WO 2020111458A1
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heat exchanger
case
bent portion
shape
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손정욱
이양우
채현근
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Hanon Systems Corp
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Hanon Systems Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and relates to a heat exchanger capable of cooling compressed air at high temperature and pressure by a supercharger to increase the output of the engine.
  • An intercooler among heat exchangers is a device that cools compressed air at high temperature and high pressure by a supercharger to increase engine power.
  • the air compressed rapidly by the supercharger has a very high temperature, which causes the volume to expand and the oxygen density to fall, resulting in a decrease in the filling efficiency in the cylinder. Therefore, the intercooler cools the compressed high-temperature air in the supercharger, thereby increasing the intake efficiency of the engine cylinder and improving the combustion efficiency, thereby increasing fuel efficiency.
  • the intercooler that plays this role can be divided into a water cooling type and an air cooling type according to the cooling method.
  • the water-cooled intercooler is similar in principle to the air-cooled intercooler, but differs in that it cools compressed air by using cooling water or water from a vehicle instead of outside air when cooling the intercooler through which hot air passes.
  • the water-cooled intercooler 10 illustrated in FIG. 1 includes a first header tank 20 and a second header tank 30 spaced apart at a predetermined distance and arranged side by side; A first inlet pipe 40 and a first outlet pipe 50 through which air is formed and formed in the first header tank 20 or the second header tank 30, respectively; A plurality of tubes 60 fixed to both ends of the first header tank 20 and the second header tank 30 to form an air passage; And a fin 70 interposed between the tubes 60.
  • the tube 60 and the assembly of the pin 70 is accommodated, the cover member 80 which is opened on one side and the other side on which one end of the tube 60 is located; And is formed on one side of the cover member 80, the second inlet pipe 41 and the second outlet pipe 51 is discharged cooling water flow; It is formed including.
  • the coolant passes through the inside of the tube, and the heat exchanger core, which is an assembly in which header tanks, tubes, and fins are assembled, is disposed inside and a case is formed to surround the core, while air passes through the inside of the case, and the core It can be configured to cool the air.
  • the heat exchanger core which is an assembly in which header tanks, tubes, and fins are assembled
  • the core in such a water-cooled intercooler, the core must be fixed inside the case, and there must be no spaced apart gap to prevent air from passing between the case and the core. Accordingly, it is not easy to assemble the core by inserting it into the inside of the case.
  • the core formed by stacking the tubes where the flow path of the cooling water is formed by laminating the flow path plates into the inside of the case, so that the flow path plates are in close contact It is difficult to assemble the core to the case because the core must be inserted and assembled inside the case while the core is compressed.
  • the present invention has been devised to solve the problems as described above, and the object of the present invention is to assemble by inserting laminated plate type tubes into the case by forming two members and combining them to form a case. It is to provide a heat exchanger that is easy to couple a header to a case formed by combining two members.
  • the receiving space is formed therein by the combination of the first member and the second member, the first member and the second member are formed by combining the open both side ends
  • the header is inserted into the housing case is formed header is formed;
  • a plurality of flow path plates provided inside the case and forming flow paths through which cooling water and air flow by stacking;
  • a pair of headers respectively inserted into and coupled to the header matching portion of the case. It can be made including.
  • first member and the second member may be formed integrally by being bent in an L shape, respectively.
  • the second member may be formed in a form in which the first member is rotated 180 degrees.
  • first member and the second member of the case may be formed with a case coupling portion at which ends of one side adjacent to each other are bent outside the receiving space inside the case.
  • case coupling portion of the second member may be in surface contact with the inner surface of the first member, and the case coupling portion of the first member may be in surface contact with the inner surface of the second member.
  • both ends of the corner where the first member and the second member are in surface contact with the case coupling portion and the body are connected are formed in an angled shape, and the body and the header matching portion of the portion in surface contact with the case coupling portion are connected.
  • the corners can be formed in an angled shape.
  • the header-joining portion of the first member and the second member includes: a first bent portion bent out of the receiving space inside the body at both ends in the longitudinal direction of the body; And a second bent portion bent outward in the longitudinal direction from the end of the first bent portion. It can be made including.
  • first bent portion may be formed with a connection portion of an L-shaped bent corner portion.
  • connecting portion and the first bent portion may be integrally formed with the body.
  • first member and the second member may first bend a portion corresponding to the first bent portion using a single plate, and then bend the body in an L-shape, so that the connecting portion is integrally formed with the first bent portion. have.
  • first member and the second member bend a portion corresponding to the first bending portion using a single plate, and bend the portion corresponding to the body in an L-shape, so that the connecting portion and the first bending portion are integral with the body. It can be formed of.
  • first member and the second member the first bending portion bent out of the receiving space inside the body at both ends in the longitudinal direction of the body; And a second bent portion bent outward in the longitudinal direction from the end of the first bent portion. It can be made, including the width of the first end of the bent portion and the longitudinal end of the case coupling portion can be formed integrally connected to each other.
  • both ends of the corner where the first member and the second member are in surface contact with the case coupling portion and the body are connected are formed in an angled shape, and the edges where the first bending portion and the case coupling portion are connected are formed in an angled shape.
  • the edge where the first bent portion adjacent to the case coupling portion and the body are connected is formed in an angled shape, and the edge where the body and the header mating portion of the portion in contact with the case coupling portion are connected may be formed in an angled shape.
  • first bent portion of the first member and the first bent portion of the second member may be formed so that there is no gap with the header.
  • a second bent portion may not be formed in a portion where the connecting portions of the first member and the second member are formed.
  • the heat exchanger of the present invention is easy to assemble by inserting and stacking flow path plates that form a flow path of cooling water and air by lamination inside the case, and has the advantage of easily coupling a header to a case formed by combining two members. have.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a conventional water-cooled intercooler.
  • FIGS. 2 and 3 are perspective and exploded perspective views showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 and 5 is an exploded perspective view and an assembly perspective view showing a stacked structure of flow path plates and fins in a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA′ in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB' in FIG. 6.
  • FIG 9 and 10 is an exploded perspective view and an assembly perspective view showing the coupling structure of the first member and the second member constituting the case in the heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 is a front exploded view and a front assembly view showing the coupling structure of the first member and the second member constituting the case in the heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are assembly and exploded perspective views showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4 and 5 are stacked structures of flow path plates and pins in a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. It is an exploded perspective view and an assembled perspective view.
  • Figure 6 is a front view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention
  • Figures 7 and 8 are AA' direction cross-sectional view and BB' direction cross-sectional view of FIG.
  • the heat exchanger is largely formed by the combination of the first member 100-1 and the second member 100-2, the case 100, a plurality of flow path plates 200 ) And a pair of headers 300.
  • a pair of headers 300 may be combined with a header so that a tank can be coupled to form a space through which air can flow.
  • the tank may be formed in the form of a container with an open side facing the header, and the tank may be formed with an inlet and an outlet through which air is introduced.
  • Case 100 may be composed of a first member (100-1) and a second member (100-2), the first member (100-1) and the second member (100-2) is coupled to the inside An accommodation space can be formed.
  • the case 100 is formed with header fitting portions 110-1 and 110-2 at both ends where the first member 100-1 and the second member 100-2 are coupled, and thus the header fitting portion 110 is formed. Headers 300 may be inserted into -1, 110-2) and accommodated.
  • the body 130-1, 130-2 may be formed in a square tube shape, and the header fitting portions 110 formed at both open ends of the bodies 130-1, 130-2 -1, 110-2) may be formed in a form in which both ends of the body are extended to the outside.
  • the first member 100-1 and the second member 100-2 constituting the case 100 may be bent and formed in an L-shape, respectively. That is, the first member 100-1 is bent in an L-shape, so that the body 130-1 and the header fitting portions 110-1 on both sides may be integrally formed, and likewise, the second member 100-2 is also provided. Bend in an L-shape, the body 130-2 and the header fitting portions 110-2 on both sides may be integrally formed.
  • the second member 100-2 may be formed by rotating the first member 100-1 by 180 degrees. That is, the first member 100-1 and the second member 100-2 have the same shape, but only the arrangement may be configured to rotate 180 degrees from each other.
  • the case 100 may be coupled by bonding end portions adjacent to each other of the first member 100-1 and the second member 100-2.
  • the header fitting portions 110-1 and 110-2 of the first member 100-1 and the second member 100-2 are provided at both ends in the longitudinal direction of the bodies 130-1 and 130-2 ( 130-1, 130-2) Bend in the longitudinal direction from the ends of the first bent portions 111-1, 111-2 and the first bent portions 111-1, 111-2, which are bent outside the receiving space inside. It may be composed of the second bent portion (121-1, 121-2).
  • the first bending portion (111-1, 111-2) may be bent in a direction perpendicular to the body (130-1, 130-2), the second bending portion (121-1, 121-2) The first bent portion may be bent toward the outside in the longitudinal direction.
  • the plurality of flow path plates 200 may be stacked and joined in the height direction, and after being stacked, they may be joined by brazing or the like, and cooling water flow paths through which cooling water flows and air flow paths through which air can flow may be formed, respectively.
  • the flow path plates 200 are formed with holes penetrating up and down on both sides in the longitudinal direction, and the inlet tank portion 210 through which cooling water flows into one side in the longitudinal direction is formed by stacking the flow path plates, and on the other side.
  • An outlet tank unit 220 through which cooling water is discharged may be formed.
  • the flow path plate 200 is formed of one tube in which two flow path plates are stacked and bonded so as to face each other, and a cooling water flow path is formed therein, and a corrugated fin 400 is interposed between the tubes. And an empty space between the tubes may be formed as an air passage through which air flows.
  • 4 and 5 shows an assembly in which pins 400 are interposed between two flow path plates 200, and air flows between the two flow path plates 200 in which the fins 400 are disposed.
  • a flow path can be formed.
  • a plurality of assemblies as described above may be stacked to form an assembly in which channel plates and pins are stacked and assembled.
  • the shape of the pin is not shown in FIGS. 2 and 3, and the shape of the pin 400 is only partially illustrated in FIG. 6, but the pins are arranged in a uniform arrangement as described above and the illustrated structure. Can be.
  • the header 300 is a portion that is combined with the tank as described above to form a space through which air can flow, and the header 300 has header fitting portions 110-1 and 110-2 on both sides of the case 100. ) After being inserted into each, it can be joined by brazing.
  • the header 300 is formed in a square frame shape, and an opening 330 penetrating both surfaces in the longitudinal direction is formed inside, and the opening 330 can be connected to an air flow path formed by stacking the flow path plates 200. have.
  • the cooling water flowing into the cooling water inlet part 131-2 formed in the second member 100-2 of the case 100 flows into the inlet tank part 210 formed by the lamination of the flow path plates 200 and flows Cooling water outlets 131 formed on the second member 100-2 of the case 100 gathered at the outlet tank part 220 formed by lamination of the flow path plates 200 through the cooling water flow paths formed by the plates 200 -1).
  • air may flow from one side of the header 300 toward the other side, and the air passes through the air flow path between the flow path plates 200 through the opening 330 of the one side side header 300 and the other side of the lengthwise header. It may flow through the opening 330 of (300).
  • the heat exchanger of the present invention is easy to assemble by inserting after stacking flow path plates forming a flow path of cooling water and air by lamination inside the case, and combining headers to a case formed by combining two members. There is this.
  • two L-shaped members are combined to form a case, two types can be formed in the same shape and one of the two can be rotated 180 degrees to be used. There is an advantage that can be used.
  • FIGS. 9 and 10 are exploded perspective and assembly perspective views showing the coupling structure of the first member and the second member constituting the case in the heat exchanger according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 11 and 12 are views of the present invention It is a front exploded view and a front assembly view showing the coupling structure of the first and second members constituting the case in the heat exchanger according to the embodiment.
  • the first member (100-1) and the second member (100-2) constituting the case 100 are cases in which the ends of one side adjacent to each other are bent outside the receiving space inside the case (100).
  • Coupling portions 120-1 and 120-2 may be formed. That is, the right end of the first surface portion 130-1a, which is a portion disposed in the horizontal direction among the bodies 130-1 of the first member 100-1, is bent upward and the case coupling portion 120-1 is It may be formed, the case coupling portion 120-1 of the first member (100-1) is a second surface portion of the body 130-2 of the second member (100-2) disposed in the vertical direction ( 130-2b) may be in contact with the surface of the inner surface to be joined by bonding.
  • the left end of the first surface portion 130-2a which is a portion disposed in the horizontal direction among the bodies 130-2 of the second member 100-2, is bent downward, thereby forming the case coupling portion 120-2.
  • the case coupling portion 120-2 of the second member 100-2 is the second surface portion 130 which is a part disposed in the vertical direction of the body 130-1 of the first member 100-1 -1b) is in contact with the inner surface may be joined by bonding.
  • first member and the second member may be easy.
  • the area of the portion where the first member and the second member are joined to each other is relatively wide, so that airtightness can be secured after bonding.
  • the corners of the portion in which the first member 100-1 and the second member 100-2 are in contact with each other, which are adjacent portions, are formed in an angled shape, so that the first member 100-1 and The two members 100-2 may be formed so that there is no empty space at a portion where they are adjacent to each other.
  • the corner portion RC in a round shape and the corner portion AC formed in an angled shape are shown.
  • the corner portion of the header fitting portion 110-1 of the first member 100-1 where the first bending portion 111-1 and the body 130-1 meet is formed in a round shape by bending. It is bound to be.
  • the edge of the portion adjacent to the second member 100-2 among the corner portions where the first bending portion 111-1 and the body 100-1 of the first member 100-1 meet is bent.
  • the shape of the outer edge portion which was a round shape, may be deformed and formed into an angular shape by a forming process in which the outer side is supported by a jig and pressed from the bent inner side to the jig.
  • both ends of the case coupling portion 120-1 of the first member 100-1 may be integrally formed in a form connected to the first bending portions 111-1 of the header matching portion 110-1.
  • the corner portion to which the case coupling portion 120-1 and the first bending portion 111-1 are connected may also be formed in an angled shape.
  • a portion adjacent to the first bent portion 111-1 of the corner portions where the case coupling portion 120-1 and the body 130-1 may meet may be formed in an angled shape.
  • the first member (100-1) and the second member (100-2) of the case engaging portion of the surface contact portion (120-1, 120-2) and the body (130-1, 13-2) is connected to the edge Both ends of the are formed in an angled shape, the first bent portion (111-1, 111-2) and the case coupling portion (120-1, 120-2) is connected to the corner is formed in an angled shape, the case coupling portion
  • the corners where the first bends (111-1, 111-2) and the bodies (130-1, 13-2) adjacent to (120-1, 120-2) are connected are formed in an angled shape, where the three corners meet. All of them can be formed in an angled form without a round in the part.
  • edges of the body 130-1, 130-2 and the header fitting portions 110-1, 110-2 connected to the case coupling portions 120-1, 120-2 are in an angled form. Can be formed. Also, the second member 100-2 may be formed in the same shape as the first member.
  • a gap with the header 300 occurs at a portion where the first bent portion 111-1 of the first member 100-1 meets the first bend portion 111-2 of the second member 100-2. Since it is not, the airtightness at the part where the case and the header are joined can be secured.
  • first bent portions 111-1 and 111-2 of the header fitting portions 110-1 and 110-2 of the case 100 are the L-shaped bent corner connecting portions 111-1a and 111- 2a) may be formed, and the connecting portions 111-1a and 111-2a may be integrally formed with the first bent portions 111-1 and 111-2 and the bodies 130-1 and 130-2. . That is, as shown, when the first member 100-1 and the second member 100-2 constituting the case 100 are formed in an L-shape, header fitting portions 110-1 and 110-2 ), the first bent portions 111-1 and 111-2 may also be formed in an L shape.
  • the connecting portions 111-1a and 111-2a may be integrally formed with the first bending portions 111-1 and 111-2 and the bodies 130-1 and 130-2 by bending.
  • a portion corresponding to the first bent portion is first bent using one flat plate, and then the portion corresponding to the body is bent in an L-shape, so that the connecting portions 111-1a and 111-2a are the first bent portion. It may be formed integrally with (111-1, 111-2).
  • the portion corresponding to the connecting portions 111-1a and 111-2a is formed integrally connected to the first bending portions 111-1 and 111-2 while being stretched. You can.
  • the second bent portions 112-1 and 112-2 are not formed in the portions where the connecting portions 111-1a and 111-2a of the first member 100-1 and the second member 100-2 are formed. No, it is possible to make it easy to form the connecting portions 111-1a and 111-2a by bending.
  • 110-1 header matching portion
  • 111-1 first bending portion
  • 130-1a first surface portion
  • 130-1b second surface portion
  • connection part 120-2: case coupling part
  • 130-2 body, 130-2a: first surface portion

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 제1부재와 제2부재의 결합에 의해 내부에 수용 공간이 형성되며, 상기 제1부재와 제2부재가 결합되어 형성된 개방된 양측 단부에 헤더가 삽입되어 수용되는 헤더 형합부가 형성된 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되며, 적층에 의해 냉각수 및 공기가 유동되는 유로를 각각 형성하는 복수개의 유로 플레이트; 및 상기 케이스의 헤더 형합부에 각각 삽입되어 결합된 한 쌍의 헤더; 를 포함하여 이루어져, 케이스 내부에 적층에 의해 냉각수의 유로를 형성하는 유로 플레이트들을 삽입하여 조립하기 용이하며, 두 개의 부재를 결합하여 형성되는 케이스에 헤더를 결합하기 용이한 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 엔진의 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 냉각시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
열교환기 중 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.
과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율이 저하되는 현상이 발생된다. 따라서 인터쿨러는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 냉각되도록 함으로써, 엔진 실린더의 흡입효율이 높아지도록 하며 연소효율이 향상되어 연비가 높아지도록 한다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 이 중 수랭식 인터쿨러는 공랭식 인터쿨러와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 인터쿨러를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.
도 1에 도시된 수랭식 인터쿨러(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(20) 및 제2헤더탱크(30); 상기 제1헤더탱크(20) 또는 제2헤더탱크(30)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 제1입구파이프(40) 및 배출되는 제1출구파이프(50); 상기 제1헤더탱크(20) 및 제2헤더탱크(30)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 및 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 핀(70); 상기 튜브(60)와 핀(70)의 조립체가 수용되며, 상기 튜브(60)의 일측 단부가 위치하는 일측면과 타측면에 개구되는 커버부재(80); 및 상기 커버부재(80)의 일측면에 형성되며, 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(41) 및 배출되는 제2출구파이프(51); 를 포함하여 형성된다.
또한, 이와는 반대로 냉각수가 튜브의 내부를 통과하고 헤더탱크들, 튜브 및 핀이 조립된 조립체인 열교환기 코어를 내측에 배치하고 코어를 둘러싸도록 케이스를 형성하여, 케이스의 내측을 공기가 통과하면서 코어에 의해 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
그런데 이와 같은 수랭식 인터쿨러는 케이스의 내부에 코어가 고정되어야 하고 케이스와 코어 사이로 공기가 통과되지 않도록 이격된 틈이 없어야 한다. 이에 따라 케이스의 내측에 코어를 삽입하여 조립하기가 용이하지 않으며, 특히 유로 플레이트들의 적층에 의해 냉각수의 유로가 형성되는 튜브들이 적층되어 형성된 코어를 케이스의 내부에 삽입하여 유로 플레이트들이 밀착되도록 하기 위해서는, 코어를 압축한 상태에서 케이스의 내부에 코어를 삽입해서 조립해야 하므로 케이스에 코어를 조립하기 어렵다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
KR 10-1116844 B1 (2012.02.08)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 두 개의 부재를 형성하고 이를 결합하여 케이스로 형성함으로써 케이스 내부에 적층 플레이트형 튜브들을 삽입하여 조립하기 용이하며, 두 개의 부재를 결합하여 형성되는 케이스에 헤더를 결합하기 용이한 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 제1부재와 제2부재의 결합에 의해 내부에 수용 공간이 형성되며, 상기 제1부재와 제2부재가 결합되어 형성된 개방된 양측 단부에 헤더가 삽입되어 수용되는 헤더 형합부가 형성된 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되며, 적층에 의해 냉각수 및 공기가 유동되는 유로를 각각 형성하는 복수개의 유로 플레이트; 및 상기 케이스의 헤더 형합부)에 각각 삽입되어 결합된 한 쌍의 헤더; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재는 각각 L자형으로 절곡되어 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재를 180도 회전시킨 형태로 제2부재가 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 제1부재 및 제2부재는 서로 인접하는 일측의 단부가 케이스 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 케이스 결합부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재의 내측면에 상기 제2부재의 케이스 결합부가 면접촉되며, 상기 제2부재의 내측면에 상기 제1부재의 케이스 결합부가 면접촉될 수 있다.
또한, 상기 제1부재와 제2부재가 면접촉되는 부분의 케이스 결합부와 몸체가 연결된 모서리의 양단부는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 면접촉되는 부분의 몸체와 헤더 형합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재의 헤더 형합부는, 몸체의 길이방향 양단에서 몸체 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 제1절곡부; 및 상기 제1절곡부의 단부에서 길이방향 바깥쪽으로 절곡된 제2절곡부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1절곡부는 L자형으로 절곡된 모서리 부분의 연결부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결부 및 제1절곡부는 몸체와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재는 하나의 판재를 이용해 제1절곡부에 해당되는 부분을 먼저 절곡한 다음 L자형으로 몸체를 절곡하여, 상기 연결부가 제1절곡부와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재는 하나의 판재를 이용해 제1절곡부에 해당되는 부분을 절곡하고, L자형으로 몸체에 해당되는 부분을 절곡하여, 상기 연결부와 제1절곡부가 몸체와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재는, 몸체의 길이방향 양단에서 몸체 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 제1절곡부; 및 상기 제1절곡부의 단부에서 길이방향 바깥쪽으로 절곡된 제2절곡부; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1절곡부의 폭방향 단부와 케이스 결합부의 길이방향 단부가 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재와 제2부재가 면접촉되는 부분의 케이스 결합부와 몸체가 연결된 모서리의 양단부는 각진 형태로 형성되며, 상기 제1절곡부와 케이스 결합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 인접한 제1절곡부와 몸체가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 면접촉되는 부분의 몸체와 헤더 형합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재의 제1절곡부와 제2부재의 제1절곡부가 만나는 부분에서 헤더와의 틈이 없도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1부재 및 제2부재의 연결부가 형성된 부분에는 제2절곡부가 형성되지 않을 수 있다.
본 발명의 열교환기는 케이스 내부에 적층에 의해 냉각수 및 공기의 유로를 형성하는 유로 플레이트들을 적층한 후 삽입하여 조립하기 용이하며, 두 개의 부재를 결합하여 형성되는 케이스에 헤더를 결합하기 용이한 장점이 있다.
또한, L자형 부재 두 개를 결합하여 케이스를 형성하는 구조이므로, 두 개의 형태를 동일한 형태로 형성하고 둘 중 하나를 180도 돌려서 사용할 수 있으므로, 하나의 금형으로 2종의 케이스를 제작하여 공용으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 수랭식 인터쿨러를 나타낸 분해사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 유로 플레이트들과 핀의 적층 구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 정면도이다.
도 7은 도 6의 AA'방향 단면도이다.
도 8은 도 6의 BB'방향 단면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 케이스를 구성하는 제1부재 및 제2부재의 결합구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 케이스를 구성하는 제1부재 및 제2부재의 결합구조를 나타낸 정면 분해도 및 정면 조립도이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 유로 플레이트들과 핀의 적층 구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 정면도이며, 도 7 및 도 8은 도 6의 AA'방향 단면도 및 BB'방향 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는 크게 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)의 결합에 의해 형성되는 케이스(100), 복수개의 유로 플레이트(200) 및 한 쌍의 헤더(300)로 구성될 수 있다. 그리고 도시되지는 않았으나 한 쌍의 헤더(300)에는 각각 헤더와 결합되어 내부에 공기가 유동될 수 있는 공간을 형성하도록 탱크가 결합될 수 있다. 이때, 탱크는 헤더와 마주보는 쪽이 개방된 용기 형태로 형성될 수 있으며, 탱크에는 공기가 유입되는 입구 및 배출되는 출구가 형성될 수 있다.
케이스(100)는 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)로 구성될 수 있으며, 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 결합되어 내부에 수용 공간이 형성될 수 있다. 그리고 케이스(100)는 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 결합된 양측 단부에 헤더 형합부(110-1, 110-2)가 형성되어, 헤더 형합부(110-1, 110-2)에 헤더(300)가 삽입되어 수용될 수 있다. 여기에서 케이스(100)는 몸체(130-1, 130-2) 부분이 사각관 형태로 형성될 수 있으며, 몸체(130-1, 130-2)의 개방된 양측 단부에 형성된 헤더 형합부(110-1, 110-2)는 몸체의 양단부가 외측으로 확장된 형태로 형성될 수 있다.
일례로 케이스(100)를 구성하는 제1부재(100-1) 및 제2부재(100-2)는 각각 L자형으로 절곡되어 일체로 형성될 수 있다. 즉, 제1부재(100-1)는 L자형으로 절곡되어 몸체(130-1)와 양측 헤더 형합부(110-1)가 일체로 형성될 수 있으며, 마찬가지로 제2부재(100-2)도 L자형으로 절곡되어 몸체(130-2)와 양측 헤더 형합부(110-2)가 일체로 형성될 수 있다. 여기에서 제2부재(100-2)는 제1부재(100-1)를 180도 회전시킨 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)는 형태는 동일하되 배치만 서로 180도 회전된 형태로 구성될 수 있다. 그리하여 제1부재와 제2부재가 동일하므로 부품의 수를 줄일 수 있다. 그리고 케이스(100)는 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 서로 인접하는 단부가 접합되어 결합될 수 있다. 또한, 제1부재(100-1) 및 제2부재(100-2)의 헤더 형합부(110-1, 110-2)는 몸체(130-1, 130-2)의 길이방향 양단에서 몸체(130-1, 130-2) 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 제1절곡부(111-1, 111-2) 및 제1절곡부(111-1, 111-2)의 단부에서 길이방향으로 절곡된 제2절곡부(121-1, 121-2)로 구성될 수 있다. 이때, 제1절곡부(111-1, 111-2)는 몸체(130-1, 130-2)에 수직인 방향으로 절곡될 수 있으며, 제2절곡부(121-1, 121-2)는 제1절곡부에 수직인 길이방향 바깥쪽을 향해 절곡 형성될 수 있다.
복수개의 유로 플레이트(200)들은 높이방향으로 적층되어 접합될 수 있으며, 적층된 후 브레이징 등으로 접합되어 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 유로 및 공기가 유동될 수 있는 공기 유로가 각각 형성될 수 있다. 일례로 도시된 바와 같이 유로 플레이트(200)들은 길이방향 양측에 상하를 관통하는 구멍이 형성되어, 유로 플레이트들의 적층에 의해 길이방향 일측에 냉각수가 유입되는 입구 탱크부(210)가 형성되고 타측에 냉각수가 배출되는 출구 탱크부(220)가 형성될 수 있다. 그리고 유로 플레이트(200)는 일례로 두 장의 유로 플레이트가 마주보도록 적층 및 접합되어 내부에 냉각수 유로가 형성되는 하나의 튜브로 형성되고, 튜브들 사이에는 코루게이트 형태의 핀(400)이 개재되어 튜브와 접합될 수 있으며 튜브들 사이의 빈 공간이 공기가 유동되는 공기 유로로 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5에서는 두 장의 유로 플레이트(200) 사이에 핀(400)이 개재되어 적층되는 조립체를 나타내었으며, 핀(400)이 배치된 두 장의 유로 플레이트(200)들 사이로 공기가 유동되는 공기 유로가 형성될 수 있다. 그리고 상기한 바와 같은 조립체가 복수개 적층되어 도 3과 같이 유로 플레이트들과 핀들이 적층 조립된 조립체가 형성될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 핀의 형태를 도시하지 않았으며, 도 6에서는 일부분에만 핀(400)의 형태를 도시하였으나, 상기 설명한바 및 도시된 구조와 같이 핀이 일정하게 배열된 형태로 배치될 수 있다.
헤더(300)는 상기한 바와 같이 탱크와 결합되어 내부에 공기가 유동될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 헤더(300)는 케이스(100) 양측의 헤더 형합부(110-1, 110-2)에 각각 삽입된 후 브레이징 등으로 접합되어 결합될 수 있다. 그리고 헤더(300)는 사각의 프레임 형태로 형성되어 내측에 길이방향으로 양면을 관통하는 개구(330)가 형성되며, 개구(330)가 유로 플레이트(200)들의 적층에 의해 형성된 공기 유로와 연결될 수 있다.
여기에서 케이스(100)의 제2부재(100-2)에 형성된 냉각수 입구부(131-2)로 유입되는 냉각수는 유로 플레이트(200)들의 적층에 의해 형성된 입구 탱크부(210)로 유동되어 유로 플레이트(200)들에 의해 형성된 냉각수 유로를 거쳐 유로 플레이트(200)들의 적층에 의해 형성된 출구 탱크부(220)에 모여 케이스(100)의 제2부재(100-2)에 형성된 냉각수 출구부(131-1)로 배출될 수 있다. 그리고 공기는 일측 헤더(300)쪽에서 타측 헤더를 향해 유동될 수 있으며, 공기는 길이방향 일측 헤더(300)의 개구(330)를 통해 유로 플레이트(200)들 사이의 공기 유로를 거쳐 길이방향 타측 헤더(300)의 개부(330)를 통해 유동될 수 있다.
그리하여 본 발명의 열교환기는 케이스 내부에 적층에 의해 냉각수 및 공기의 유로를 형성하는 유로 플레이트들을 적층한 후 삽입하여 조립하기 용이하며, 두 개의 부재를 결합하여 형성되는 케이스에 헤더를 결합하기 용이한 장점이 있다. 또한, L자형 부재 두 개를 결합하여 케이스를 형성하는 구조이므로, 두 개의 형태를 동일한 형태로 형성하고 둘 중 하나를 180도 돌려서 사용할 수 있으므로, 하나의 금형으로 2종의 케이스를 제작하여 공용으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 케이스를 구성하는 제1부재 및 제2부재의 결합구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이며, 도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기에서 케이스를 구성하는 제1부재 및 제2부재의 결합구조를 나타낸 정면 분해도 및 정면 조립도이다.
도시된 바와 같이, 케이스(100)를 구성하는 제1부재(100-1) 및 제2부재(100-2)는 서로 인접하는 일측의 단부가 케이스(100) 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 케이스 결합부(120-1, 120-2)가 형성될 수 있다. 즉, 제1부재(100-1)의 몸체(130-1) 중 수평방향으로 배치된 부분인 제1면부(130-1a)의 우측단이 상측으로 절곡되어 케이스 결합부(120-1)가 형성될 수 있으며, 제1부재(100-1)의 케이스 결합부(120-1)는 제2부재(100-2)의 몸체(130-2) 중 수직방향으로 배치된 부분인 제2면부(130-2b)의 내측면에 면접촉되어 접합에 의해 결합될 수 있다. 마찬가지로 제2부재(100-2)의 몸체(130-2) 중 수평방향으로 배치된 부분인 제1면부(130-2a)의 좌측단이 하측으로 절곡되어 케이스 결합부(120-2)가 형성될 수 있으며, 제2부재(100-2)의 케이스 결합부(120-2)는 제1부재(100-1)의 몸체(130-1) 중 수직방향으로 배치된 부분인 제2면부(130-1b)의 내측면에 면접촉되어 접합에 의해 결합될 수 있다.
그리하여 제1부재와 제2부재의 조립 및 접합이 용이할 수 있다. 또한, 제1부재와 제2부재의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 유로 플레이트들을 적층한 후 유로 플레이트들이 적층된 방향인 높이방향으로 압축되도록 제1부재와 제2부재를 가압하기 용이하며, 절곡된 케이스 결합부가 없는 것에 비해 제1부재와 제2부재가 서로 접합되는 부분의 면적이 상대적으로 넓어져 접합된 후 기밀성을 확보할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 인접한 부분인 면접촉되는 부분의 모서리는 각진 형태로 형성되어, 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 서로 인접하여 접합되는 부분에서 빈 공간이 없도록 형성될 수 있다. 참고로 도면에서는 라운드 형태의 모서리부(RC)와 각진 형태로 형성된 모서리부(AC)를 표시하였다. 보다 상세하게는 제1부재(100-1)의 헤더 형합부(110-1) 중 제1절곡부(111-1)와 몸체(130-1)가 만나는 모서리 부분은 절곡에 의해 라운드 형태로 형성될 수밖에 없다. 여기에서 제1부재(100-1)의 제1절곡부(111-1)와 몸체(100-1)가 만나는 모서리 부분 중 제2부재(100-2)에 인접하는 부분의 모서리는, 절곡된 바깥쪽을 지그로 받치고 절곡된 안쪽에서 지그로 가압하는 포밍 가공에 의해 라운드 형태이던 바깥쪽 모서리 부분의 형태가 변형되어 각진 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제1부재(100-1)의 케이스 결합부(120-1)의 양단은 헤더 형합부(110-1)의 제1절곡부(111-1)들과 연결되어 있는 형태로 일체로 형성될 수 있으며, 케이스 결합부(120-1)와 제1절곡부(111-1)가 연결되는 모서리 부분도 각진 형태로 형성될 수 있다. 또한, 케이스 결합부(120-1)와 몸체(130-1)가 만나는 모서리 부분 중 제1절곡부(111-1)에 인접한 부분도 각진 형태로 형성될 수 있다.
그리하여 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 면접촉되는 부분의 케이스 결합부(120-1, 120-2)와 몸체(130-1, 13-2)가 연결된 모서리의 양단부는 각진 형태로 형성되며, 상기 제1절곡부(111-1, 111-2)와 케이스 결합부(120-1, 120-2)가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부(120-1, 120-2)에 인접한 제1절곡부(111-1, 111-2)와 몸체(130-1, 13-2)가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되어, 세 개의 모서리가 만나는 부분에서 라운드가 없이 모두 각진 형태로 형성될 수 있다. 그리고 상기 케이스 결합부(120-1, 120-2)에 면접촉되는 부분의 몸체(130-1, 130-2)와 헤더 형합부(110-1, 110-2)가 연결된 모서리도 각진 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제2부재(100-2)도 제1부재와 마찬가지로 형태로 형성될 수 있다.
그리하여 제1부재(100-1)의 제1절곡부(111-1)와 제2부재(100-2)의 제1절곡부(111-2)가 만나는 부분에서 헤더(300)와의 틈이 발생하지 않으므로, 케이스와 헤더가 접합된 부분에서의 기밀성을 확보할 수 있다.
또한, 케이스(100)의 헤더 형합부(110-1, 110-2)에서 제1절곡부(111-1, 111-2)는 L자형으로 절곡된 모서리 부분의 연결부(111-1a, 111-2a)가 형성될 수 있으며, 연결부(111-1a, 111-2a)는 제1절곡부(111-1, 111-2) 및 몸체(130-1, 130-2)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 케이스(100)를 구성하는 제1부재(100-1)와 제2부재(100-2)가 L자 형태로 형성되는 경우, 헤더 형합부(110-1, 110-2)에서 제1절곡부(111-1, 111-2)도 L자형으로 형성될 수 있다. 이때, 연결부(111-1a, 111-2a)는 절곡에 의해 제1절곡부(111-1, 111-2) 및 몸체(130-1, 130-2)와 일체로 형성될 수 있다. 보다 상세하게는 하나의 평평한 판재를 이용해 제1절곡부에 해당되는 부분을 먼저 절곡한 후, L자형으로 몸체에 해당되는 부분을 절곡하여 연결부(111-1a, 111-2a)가 제1절곡부(111-1, 111-2)와 일체로 형성될 수 있다. 여기에서 L자형으로 몸체에 해당되는 부분을 절곡할 때 연결부(111-1a, 111-2a)에 해당되는 부분은 인장되면서 제1절곡부(111-1, 111-2)와 연결된 일체로 형성될 수 있다. 여기에서 제1부재(100-1) 및 제2부재(100-2)의 연결부(111-1a, 111-2a)가 형성된 부분에는 제2절곡부(112-1, 112-2)가 형성되지 않아, 절곡에 의해 연결부(111-1a, 111-2a) 부분을 형성하기 용이하도록 할 수 있다.
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.
[부호의 설명]
100 : 케이스, 100-1 : 제1부재
110-1 : 헤더 형합부, 111-1 : 제1절곡부
112-1 : 제2절곡부, 111-1a : 연결부
120-1 : 케이스 결합부, 130-1 : 몸체
130-1a : 제1면부, 130-1b : 제2면부
131-1 : 냉각수 출구부
100-2 : 제2부재, 110-2 : 헤더 형합부
111-2 : 제1절곡부, 112-2 : 제2절곡부
111-2a : 연결부, 120-2 : 케이스 결합부
130-2 : 몸체, 130-2a : 제1면부
130-2b : 제2면부, 131-2 : 냉각수 입구부
200 : 유로 플레이트, 210 : 입구 탱크부
220 : 출구 탱크부
300 : 헤더, 310 : 프레임부
320 : 보강 리브, 330 : 개구
400 : 핀

Claims (15)

  1. 제1부재와 제2부재의 결합에 의해 내부에 수용 공간이 형성되며, 상기 제1부재와 제2부재가 결합되어 형성된 개방된 양측 단부에 헤더가 삽입되어 수용되는 헤더 형합부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 내부에 구비되며, 적층에 의해 냉각수 및 공기가 유동되는 유로를 각각 형성하는 복수개의 유로 플레이트; 및
    상기 케이스의 헤더 형합부에 각각 삽입되어 결합된 한 쌍의 헤더;
    를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재는 각각 L자형으로 절곡되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재를 180도 회전시킨 형태로 제2부재가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 제1부재 및 제2부재는 서로 인접하는 일측의 단부가 케이스 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 케이스 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1부재의 내측면에 상기 제2부재의 케이스 결합부가 면접촉되며, 상기 제2부재의 내측면에 상기 제1부재의 케이스 결합부가 면접촉된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1부재와 제2부재가 면접촉되는 부분의 케이스 결합부와 몸체가 연결된 모서리의 양단부는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 면접촉되는 부분의 몸체와 헤더 형합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재의 헤더 형합부는,
    몸체의 길이방향 양단에서 몸체 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 제1절곡부; 및 상기 제1절곡부의 단부에서 길이방향 바깥쪽으로 절곡된 제2절곡부; 를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1절곡부는 L자형으로 절곡된 모서리 부분의 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결부 및 제1절곡부는 몸체와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재는 하나의 판재를 이용해 제1절곡부에 해당되는 부분을 먼저 절곡한 다음 L자형으로 몸체를 절곡하여, 상기 연결부가 제1절곡부와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재는 하나의 판재를 이용해 제1절곡부에 해당되는 부분을 절곡하고, L자형으로 몸체에 해당되는 부분을 절곡하여, 상기 연결부와 제1절곡부가 몸체와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재는,
    몸체의 길이방향 양단에서 몸체 내부의 수용 공간 바깥쪽으로 절곡된 제1절곡부; 및 상기 제1절곡부의 단부에서 길이방향 바깥쪽으로 절곡된 제2절곡부; 를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1절곡부의 폭방향 단부와 케이스 결합부의 길이방향 단부가 서로 연결되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1부재와 제2부재가 면접촉되는 부분의 케이스 결합부와 몸체가 연결된 모서리의 양단부는 각진 형태로 형성되며, 상기 제1절곡부와 케이스 결합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 인접한 제1절곡부와 몸체가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성되며, 상기 케이스 결합부에 면접촉되는 부분의 몸체와 헤더 형합부가 연결된 모서리는 각진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1부재의 제1절곡부와 제2부재의 제1절곡부가 만나는 부분에서 헤더와의 틈이 없도록 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재의 연결부가 형성된 부분에는 제2절곡부가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 열교환기.
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