WO2020138851A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2020138851A1
WO2020138851A1 PCT/KR2019/018167 KR2019018167W WO2020138851A1 WO 2020138851 A1 WO2020138851 A1 WO 2020138851A1 KR 2019018167 W KR2019018167 W KR 2019018167W WO 2020138851 A1 WO2020138851 A1 WO 2020138851A1
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WO
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header tank
tank
heat exchanger
throttle
header
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/018167
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤한길
백승수
이상옥
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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Publication date
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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
    • F28D1/053—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 the conduits being straight
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • 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
    • 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

Definitions

  • the embodiment relates to a heat exchanger. More particularly, it relates to a heat exchanger, such as an evaporator, which has improved performance through a change in structure.
  • the heat exchange system includes a heat exchanger that absorbs heat from the surroundings, a compressor that compresses refrigerant or heat, a condenser that discharges heat to the environment, a refrigerant, or heat. It consists of an expansion valve that expands.
  • the gaseous refrigerant flowing into the compressor from the heat exchanger is compressed at high temperature and high pressure in the compressor, and liquefied heat is released to the surroundings while the compressed gaseous refrigerant passes through the condenser and is liquefied.
  • the liquefied refrigerant passes through the expansion valve again, it becomes a low-temperature and low-pressure wet-saturated vapor state, and then flows into the heat exchanger again to vaporize to form a cycle. It is caused by a heat exchanger that absorbs and vaporizes.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant that has passed through the expansion valve flows through the connecting pipe to the heat exchanger, and in the heat exchanger, the refrigerant absorbs surrounding heat and becomes in a state of high temperature and high pressure. Therefore, it is natural that the heat exchanger should be made of a material and structure capable of withstanding high temperature and high pressure as well as rapid phase change of the refrigerant contained therein.
  • the heat exchanger corresponds to the core configuration of the cooling system, and continuous development is being conducted.
  • the embodiment aims to increase efficiency and reduce costs through changing the structure of the heat exchanger.
  • the first header tank and the second header tank are arranged to be spaced a predetermined distance in the height direction, disposed between the first header tank and the second header tank, the core having a plurality of tubes and fins
  • the first header tank partitions a space formed by the combination of the first header plate, the first tank, and the first header plate and the first tank to form a first partition wall forming a plurality of flow paths.
  • the first partition wall is provided with a main communication hole and an auxiliary communication hole, the area ratio of the auxiliary communication hole may be characterized in that 3 to 7% of the area of the main communication hole.
  • the first header tank and the second header tank are disposed to be spaced a predetermined distance in the height direction, disposed between the first header tank and the second header tank, a plurality of tubes and fins
  • the second header tank is to partition the space formed by the combination of the second header plate, the second tank and the second header plate and the second tank to form a plurality of flow paths
  • a throttle having a second partition wall and a throttle hole is disposed in a flow path formed through the second partition wall, and the throttle may be spaced apart from one side of the second header tank.
  • the throttle may have a separation distance of 55 to 70 mm from one side of the second header tank.
  • the throttle hole may have a size of 10 to 20% of the total area of the throttle.
  • the throttle has a third fixing portion and a fourth fixing portion, the third fixing portion is fixed to the second header plate, and the fourth fixing portion can be inserted and fixed to the second tank.
  • a fourth fixing groove is provided in the fourth fixing portion, and an area of the second partition wall may be inserted and fixed in the fourth fixing groove.
  • a second throttle fixing hole in which the fourth fixing part is inserted is disposed in the second tank, and the second throttle fixing hole may be disposed to cover a space partitioned by the second partition wall.
  • the tube has a plurality of flow holes through the plurality of partition walls, and the outermost wall of the tube may be characterized in that it is thicker than the thickness of the partition wall.
  • the thickness of the partition wall and the outermost wall may have a ratio of 1:1.9 to 2.1.
  • 13 to 15 flow holes may be provided.
  • the width and height of the tube may have a ratio of 1:0.08 to 0.085.
  • the first header tank and the second header tank have a two-row structure, and a baffle is disposed inside the first header tank to form a 4-pass flow path.
  • a throttle may be disposed in each of the first row and the second row in the second header tank.
  • the throttle is the second header tank is divided into four zones through the baffle disposed in the first header tank, the throttle may be respectively disposed in the second zone and the fourth zone.
  • the throttle may be characterized in that it is arranged in the center of the zone.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a coupling structure of the first header tank, which is a component of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a partition wall that is a component of FIG. 1,
  • FIG. 4 and 5 are views showing the structure of a header, which is a component of FIG. 1,
  • Figure 6 is a table showing the degree of improvement in heat dissipation performance according to the auxiliary communication hole
  • FIG. 7 is a perspective view of the first header tank and the end plate of the components of Figure 1,
  • FIG. 8 is a side view of FIG. 7,
  • FIG. 9 is a front view of FIG. 7,
  • FIG. 10 is a perspective view of an end cap that is a component of FIG. 7;
  • FIG. 10 is a side view of FIG. 10,
  • FIG. 12 is a perspective view of the manifold which is a component of FIG. 1,
  • FIG. 12 is an exploded view of FIG. 12,
  • FIG. 14 is a view showing a combination of the manifold and the end cap of the components of Figure 1,
  • FIG. 16 is a view showing a structure in which the throttle is coupled to the header tank in FIG. 1,
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the throttle which is a component of FIG. 16,
  • FIG. 18 is a view showing the structure of the baffle that is a component of FIG. 1;
  • FIG. 19 is a view showing the structure of the first end plate which is a component of FIG. 1,
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of FIG. 19,
  • FIG. 21 is a view showing the structure of the second end plate which is a component of FIG. 1,
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of FIG. 21,
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of a tube that is a component of FIG. 1,
  • FIG. 24 is a side view of FIG. 1,
  • FIG. 25 is a view showing the coupling structure of the baffle which is a component of FIG. 1,
  • FIG. 26 is a view showing the structure of a flow path formed by FIG. 1.
  • a singular form may also include a plural form unless specifically stated in the phrase, and is combined with A, B, C when described as “at least one (or more than one) of A and B, C”. It can contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
  • a component when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also to the component It may also include the case of'connected','coupled' or'connected' due to another component between the other components.
  • top (top) or bottom (bottom) when described as being formed or disposed in the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only when two components are in direct contact with each other, but also one It also includes a case in which another component described above is formed or disposed between two components.
  • up (up) or down (down) when expressed as “up (up) or down (down)”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the first header tank 100 and the second header tank 200, the first header tank 100 and the first header tank 100 is disposed to be spaced apart a predetermined distance in the height direction 2 may include a core portion 900 having a tube 910 and a fin 930 disposed between the header tanks 200.
  • the first header tank 100 and the second header tank 200 may be partitioned into a first flow path and a second flow path by partition walls. Inside the first header tank 100 and the second header tank 200, a baffle 300 is provided to control the flow of refrigerant.
  • An end cap 400 is connected to one side of the first header tank 100, and a manifold 500 is connected to the end cap 400 to allow refrigerant to flow in and out.
  • the second header tank 200 is provided with a throttle 800 to control the flow of refrigerant.
  • a core portion 900 including a tube 910 and a fin 930 may be disposed to exchange heat.
  • the first end plate 600 and the second end plate 700 may be coupled to one side and the other side of the core portion 900.
  • FIG. 2 is a view showing a coupling structure of a first header tank 100 which is a component of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view showing a structure of a partition wall that is a component of FIG. 1
  • FIGS. 4 and 5 are of FIG. 1 It is a diagram showing the structure of a header which is a component.
  • the first header tank 100 may form a header tank through a combination of the first header plate 110 and the first tank 130.
  • the first header plate 110 may be provided such that both ends are bent and have an inclination toward the center.
  • the first header plate 110 may have a symmetrical structure left and right relative to the center.
  • the first header plate 110 may have an inclination angle of 4 to 6 degrees, preferably an inclination angle of 5 degrees, and may have a symmetrical structure left and right based on the first partition wall 150.
  • the first header plate 110 having such a slope may be discharged by flowing condensed water along the slope.
  • a second end cap fixing hole 211 for fixing the end cap 400 may be formed at one end of the first header plate 110.
  • the second end cap fixing holes 211 may be provided on both sides based on the first partition wall 150.
  • a first partition wall 150 may be provided at the center of the first header plate 110.
  • the first partition wall 150 may be provided as a separate structure and coupled to the first header plate 110, but the first header plate 110 may be used to prevent leakage of refrigerant moving inside the first header tank 100. ) And the first partition wall 150 may be integrally combined.
  • the first partition wall 150 may be provided to be connected to the first header plate 110 to protrude a certain height.
  • the first partition wall 150 may partition the first header tank 100 to have a pair of flow paths.
  • the first header plate 110 may be provided with a plurality of tube coupling holes 113 on both sides based on the first partition wall 150.
  • the tube coupling hole 113 is formed in a direction perpendicular to the first partition wall 150, and the tube 910 may be inserted into the tube coupling hole 113.
  • the shape of the plurality of tube coupling holes 113 is not limited, but the plurality of tube coupling holes 113 are provided symmetrically with respect to the first partition wall 150 for uniform movement of the refrigerant and ease of production. It is preferably provided in the same shape.
  • an emboss 115 may be disposed between the tube coupling holes 113.
  • the embossing 1150 is formed in the same direction as the direction of the tube coupling hole 113 to supplement the rigidity of the first header plate 110.
  • the first partition wall 150 may be provided with a main communication hole 151 and an auxiliary communication hole 153.
  • the main communication hole 151 and the auxiliary communication hole 153 connect the first passage and the second passage where the refrigerant is formed as the first partition wall 150 so that the refrigerant can move.
  • FIG. 6 is a table showing the degree of improvement in heat dissipation performance according to the provision of the auxiliary communication hole 153.
  • Figure 6 compares the heat dissipation performance when using only the conventional main communication hole 151 and the heat dissipation performance when using the auxiliary communication hole 153.
  • the effect of the auxiliary communication hole 153 was tested based on the heat dissipation performance when using the conventional main communication hole 151.
  • the shape of the auxiliary communication hole 153 is shown in a circular shape, but this is only an example and can be modified in various shapes.
  • the area ratio of the auxiliary communication hole 153 is 10% or more compared to the area of the main communication hole 151, it is confirmed that the refrigerant is deflected more than necessary in the auxiliary communication hole 153, thereby deteriorating the refrigerant distribution and reducing the flame retardant performance.
  • the area ratio of the auxiliary communication hole 153 is 3 to 7% compared to the main communication hole 151, the distribution of refrigerant passing through the communication hole is improved, and accordingly, the heat dissipation performance is improved in the range of 0.8 to 1.7%. can confirm.
  • the first tank 130 may have a structure in which both side ends are bent, and a concave portion 131 in which a partition is inserted and disposed may be provided in one region in the center.
  • the concave portion 131 may be provided along the longitudinal direction of the first header tank 100, and may be in close contact with the first partition wall 150.
  • the concave portion 131 and the first partition wall 150 may partition a flow path partitioned by the first partition wall 150 through close coupling, but are not limited thereto and may be combined through brazing welding.
  • the concave portion 131 is arranged in a structure in which the valley and the floor are repeated, thereby increasing the utilization of the limited space.
  • An emboss 135 disposed to face the emboss 115 formed on the first header plate 110 may be disposed in the first tank 130.
  • the emboss 135 may supplement the rigidity of the first tank 130.
  • a first end cap fixing hole 133 for coupling the end cap 400 may be provided at one side of the first tank 130.
  • the bent area of the first header plate 110 and the bent area of the first tank 130 are arranged to overlap each other, and the overlapped areas may form a closed structure by brazing welding.
  • the maximum height (H) of the first header tank 100 and the height (h) of the region where the first header plate 110 and the first tank 130 are welded are in a ratio of 1:0.115 to 1:0.125. It may be arranged to have.
  • the header plate has a flat structure, and the height of the header tank and the area where the header plate and the tank are welded are arranged to have a ratio of 1:0.15 to 1:0.16.
  • the first header plate 110 is provided to have a slope for discharge of condensate, and the height of the welded area is secured without changing the overall height.
  • the first header tank 100 forms a flow path having various passes using the baffle 300.
  • a structure in which the baffle 300 is inserted into a groove formed in the tank is provided.
  • the conventional groove was removed and the whole was changed to an embossed structure, and the assembly was performed by inserting the baffle 300 into the embo to improve durability compared to the conventional one.
  • FIG. 7 is a perspective view of the first header tank 100 and the first end plate among the components of FIG. 1, FIG. 8 is a side view of FIG. 7, FIG. 9 is a front view of FIG. 7, and FIG. 10 is a view of FIG.
  • the component is a perspective view of the end cap 400
  • FIG. 11 is a side view of FIG. 10
  • FIG. 12 is a perspective view of the component manifold 500 of FIG. 1
  • FIG. 13 is an exploded view of FIG. 12
  • FIG. 14 1 is a view showing the manifold 500 and the end cap 400, which are the components of FIG. 1
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the coupling state of FIG.
  • the end cap 400 is connected to one side of the first header tank 100, and the end cap 400 is coupled to the manifold 500 to cause inflow and outflow of refrigerant. have.
  • the end cap 400 penetrates the end cap plate 410, the end cap plate 410, and the inlet 431 through which the refrigerant flows into the first header tank 100 and the refrigerant inside the first header tank 100. It may include an outlet 451 that flows out.
  • the end cap plate 410 may be inserted and fixed at a certain distance inside the end of the first header tank 100.
  • the end cap plate 410 may be provided in the same cross-sectional shape as the inner space of the first header tank 100.
  • the end cap plate 410 may be provided with a plurality of fixing portions for fixing with the first header tank 100.
  • the end cap plate 410 is provided with a first fixing portion 411 on the surface in contact with the first tank 130, the end cap plate 410 is in contact with the first header plate 110
  • a pair of second fixing parts 413 may be provided on the surface.
  • the first fixing part 411 may be inserted and fixed into the first end cap fixing hole 133 formed in the first tank 130.
  • the first fixing part 411 may be formed to span the first flow path and the second flow path partitioned by the partition wall, and a confusion preventing portion 412 for preventing confusion in the insertion direction may be provided at one side.
  • the confusion prevention unit 412 is provided to have a step, thereby preventing incorrect assembly during assembly.
  • An insertion groove 415 for inserting the first partition wall 150 may be formed under the first fixing part 411.
  • the insertion groove 415 may be provided to have the same height as the height of the first partition wall 150 in the region where the end cap plate 410 is disposed to form a closed structure.
  • the second fixing portions 413 may be respectively disposed on both sides of the insertion groove 415 to be inserted and fixed to the second end cap fixing hole 111 formed in the first header plate 110.
  • the surface in which the end cap plate 410 contacts the first header plate 110 may be provided to have the same inclination as the inclined surface formed in the first header plate 110.
  • close contact portions 416 may be provided on both sides of the end cap plate 410.
  • the close contact portion 416 serves to seal the stepped region generated when the first tank 130 and the first header plate 110 are coupled.
  • the shape of the close contact portion 416 may be provided in the same shape as the stepped region generated by the combination of the first tank 130 and the first header plate 110.
  • the inflow coupling protrusion 430 is formed with an inlet 431 through which a refrigerant can move in the center, coupled with an inflow passage 510 provided in the manifold 500, and outside when coupled to the first header tank 100. Can be extruded.
  • the shape of the inflow coupling protrusion 430 may be provided in the same shape as that of the inflow passage 510 formed in the manifold 500.
  • the outflow coupling protrusion 450 is formed with an outlet 451 through which a refrigerant can be discharged in the center, coupled with the outflow passage 530 provided in the manifold 500, and coupled to the first header tank 100. It may protrude outward.
  • the manifold 500 may include an inflow channel 510 for introducing refrigerant into the first header tank 100 and an outflow channel 530 for flowing refrigerant from the second header tank 200.
  • the inflow coupling protrusion 430 and the outflow coupling protrusion 450 may be connected to ends of the inflow passage 510 and the outflow passage 530.
  • the inflow passage protrusion 511 is inserted and coupled to the inside of the inflow coupling protrusion 430, and the outflow passage protrusion 531 may be inserted and coupled to the outflow coupling protrusion 450.
  • the inflow passage 510 is connected to the inlet 431, and the outflow passage 530 is connected to the outlet 451 to allow refrigerant to flow in and out of the first header tank 100.
  • the inflow passage 510 and the outflow passage 530 may have different areas.
  • the inflow passage 510 may have a smaller area than the outflow passage 530.
  • Cross sections of the inflow passage 510 and the outflow passage 530 may be provided to have a ratio of 1:3.5 to 4.9.
  • the inflow passage 510 may have an area of 28 to 38 mm 2 .
  • the shapes of the inflow passage 510 and the outflow passage 530 are not limited, but the inflow passage 510 may be provided to have a circular shape in order to smoothly flow the refrigerant flowing therein.
  • the outflow coupling protrusion 450 and the outflow passage 530 may be combined in the same structure as that of the inflow coupling protrusion 430 and the inflow passage 510.
  • the coupling structure between the inflow coupling protrusion 430 and the inflow passage 510 will be described.
  • the inflow passage protrusion 511 may be inserted and coupled into the inflow coupling protrusion 430.
  • the inner surface of the inflow coupling protrusion 430 and the outer surface of the inflow coupling protrusion 430 may be provided in the same shape to be closely coupled.
  • the insertion depth D of the inflow passage protrusion 511 can be set within a range of 3.8 to 4.2 mm to secure assembly strength and maximize space efficiency.
  • the end of the inner surface of the inflow coupling protrusion 430 may have a curved surface or a slope. Through this, it is possible to facilitate the coupling of the inflow passage protrusion 511.
  • a coupling protrusion 512 may be provided in one region of the outer circumferential surface of the inflow passage protrusion 511. This can prevent separation by increasing the binding force.
  • the coupling protrusion 512 may be provided at an end of the inflow passage protrusion 511, or may be provided at one central region.
  • the coupling protrusion 512 When the coupling protrusion 512 is provided at the end of the inflow passage protrusion 511, the coupling protrusion 512 may be supported by the inner wall of the inflow coupling protrusion 430.
  • an engaging groove 433 may be formed on the inner surface of the inflow coupling protrusion 430. Coupling groove 433 may be provided in a shape to be combined with the engaging projection 512, it may be modified in various shapes.
  • FIG. 16 is a view illustrating a structure in which the throttle 800 is coupled to the second header tank 200 in FIG. 1, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the throttle 800 which is a component of FIG. 16.
  • the throttle 800 may be disposed in a region partitioned from the second header tank 200 through the second partition wall 250.
  • the second header tank 200 may have the same structure as the first header tank 100.
  • the basic structure of the throttle 800 is provided with a structure that is fixed to the first flow path or the second flow path partitioned through the second partition wall 250, and may be provided with a tightly coupled portion 416 for sealing the outside. .
  • the throttle hole 810 is disposed in one region in the center of the throttle 800 to control the flow of refrigerant.
  • the throttle 800 may prevent the refrigerant from being biased toward the end when moving, thereby increasing the efficiency of the refrigerant distribution.
  • the throttle 800 may be disposed at a position spaced apart from the end of the flow path of the second header tank 200 (based on the flow of the flow path). In one embodiment, the throttle 800 may be arranged to have a separation distance of 55 to 70 mm from one side of the second header tank 200.
  • the throttle hole 810 may be formed to have a size of 10 to 20% of the total area of the throttle 800.
  • the shape of the throttle hole 810 is not limited, and is preferably disposed at the center of the throttle 800 area.
  • the throttle 800 may include a third fixing portion 820 and a fourth fixing portion 830 for fixing the throttle 800.
  • the third fixing part 820 may be inserted into the first throttle 800 fixing hole 211 formed in the second header plate 210.
  • the fourth fixing part 830 is inserted into the second throttle fixing hole 231 formed in the second tank 230, and the second throttle fixing hole 231 spans a space partitioned by the second partition wall 250. To be disposed in the second tank 230.
  • a fourth fixing groove 831 is provided in the fourth fixing portion 830, and an area of the second partition wall 250 may be inserted. At this time, the fourth fixing part 830 may be provided in a hook structure.
  • the throttle 800 may be applied to the left and right symmetrical structures so that it can be commonly used when changing positions on the first flow path and the second flow path.
  • FIG. 18 is a view showing the structure of the baffle 300 which is a component of FIG. 1.
  • the baffle 300 is provided inside the first header tank 100 or the second header tank 200 to control the flow of refrigerant.
  • the baffle 300 is provided in the form of a plate that blocks refrigerant flow in the longitudinal direction of the first header tank 100 or the second header tank 200, and can control the flow of refrigerant moving through the core portion 900. have.
  • a first partition wall insertion groove 320 is formed in a central area, and the first partition wall 150 is inserted, and the first tank 130 is opposite the first partition wall insertion groove 320.
  • the concave portion 131 that is in close contact with the formed concave portion 131 may be disposed.
  • the baffle 300 may be provided with a structure in close contact with the inner space where the first header plate 110 and the first tank 130 are coupled, and through this, the baffle 300 may be disposed at various positions.
  • FIG. 19 is a view showing the structure of the first end plate 600 which is a component of FIG. 1, and FIG. 20 is a cross-sectional view of FIG. 19.
  • the first end plate 600 supports the core portion 900 at one side of the core portion 900 composed of the tube 910 and the fin 930. can do.
  • the first end plate 600 may be disposed on the opposite side of the side to which the manifold 500 is coupled.
  • a plurality of first fixing protrusions 610 inserted into first fixing grooves provided in the first header tank 100 and the second header tank 200 may be provided at both ends of the first end plate 600.
  • the first inclined portion 620 may be provided on the side surface of the first fixing protrusion 610.
  • the arrangement of the first fixing protrusion 610 and the first inclined portion 620 coupled with the first header tank 100 is the first fixed protrusion 610 and the first inclined portion coupled with the second header tank 200. It may be different from the arrangement of 620.
  • the first fixing protrusion 610 coupled to the first header tank 100 may be provided with a first inclined portion 620 on the same side.
  • the arrangement of the first inclined portions 620 may have the same inclination as that of the first header plate 110.
  • the first fixing protrusion 610 coupled with the second header tank 200 may be provided with a first inclined portion 620 on opposite sides. This prevents mis-assembly when assembling the first end plate 600 and can also act as a stopper.
  • the first fixing protrusion 610 may be vertically coupled to the first header plate 110. At this time, the position where the first fixing protrusion 610 is coupled is disposed outside the end cap plate 410, thereby preventing leakage due to defective welding that occurs during blast welding.
  • the first end plate 600 may increase a support force using a plurality of bending structures.
  • the bending structure may be provided as a bending structure or a structure in which one region is incorporated.
  • the first end plate 600 includes a first center bending portion 630 and a first outer bending portion 640 at both ends of the first central bending portion 630, and the first central bending portion 630 and At least one first additional bending part may be provided between the first outer bending parts 640.
  • the height of the first central bending portion 630 may be lower than the height of the first outer bending portion 640.
  • the first outer bending portion 640 is provided on both sides of the first central bending portion 630, it can be bent at an angle of 90 degrees.
  • the first central bending portion 630 may be designed to have a height of 1.8 to 2.3mm.
  • FIG. 21 is a view showing the structure of a second end plate which is a component of FIG. 1, and FIG. 22 is a cross-sectional view of FIG. 21.
  • the second end plate 700 may support the core portion 900 on the opposite side of the first end plate 600.
  • the second end plate 700 may have a structure in which a central region protrudes to secure a space for coupling of the manifold 500.
  • the second fixing protrusion 710 and the second inclined portion 720 provided in the second end plate 700 may be disposed to have the same structure as the first end plate 600.
  • the second end plate 700 may include a second central bending portion 730 and a second outer bending portion 740 provided on both sides of the second central bending portion 730, respectively.
  • the second central bending portion 730 may be set to have a higher height than the first central bending portion 630, and may have a flat area of a certain width to secure support force.
  • the second center bending portion 730 may be set to have a height (h 21 ) of 13.0 to 13.5 mm, and may include a flat area (d 21 ) of 10 mm or more.
  • the height h 22 of the second outer bending portion 740 may be set to have a height lower than the height h 21 of the second central bending portion 730. In one embodiment, the second outer bending portion 740 may be set to have a height of 2.5mm.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of the tube 910 which is a component of FIG. 1, and FIG. 24 is a side view of FIG. 1.
  • the tube 910 which is a component of the core may be connected to the first header tank 100 and the second header tank 200 to provide a passage through which cold water moves.
  • the tube 910 may be provided in plural, and may be inserted and fixed into a tube coupling hole 113 formed in a header plate disposed to face each other in the first header tank 100 and the second header tank 200.
  • the number of tubes 910 is increased by reducing the thickness h 3 of the tubes 910. Through this, an area capable of heat exchange through the refrigerant increases, thereby increasing the efficiency of the heat exchanger.
  • the width of the tube and the height of the tube can be set to have a ratio of 1: 0.08 to 0.085.
  • the height (h 3 ) of the tube 910 may have a height of 1.75 to 1.85 mm.
  • a plurality of flow holes 913 may be disposed in the tube 910.
  • the tube 910 is reduced in height and accordingly the number of flow holes 913 is increased.
  • the resistance of the fluid increases, thereby increasing the performance of heat exchange.
  • 14 flow holes 913 may be disposed in the tube 910.
  • the thickness (t 31 ) of the upper wall 911 and the lower wall 912 of the tube 910 may be set to have a thickness of 0.22 mm, and the thickness t 32 of the partition wall 914 may be 0.15 mm. It can have a thickness. Through this, it is possible to reduce the cost compared to the conventional tube structure.
  • outermost wall 915 disposed on both sides of the tube 910 may be provided thicker than the thickness of the upper wall 911 and the lower wall 912. This is to solve the problem of leakage due to corrosion in the outermost wall 915 when using the heat exchanger.
  • the outermost wall 915 of the tube 910 may be set to have a thickness of 1.9 to 2.1 times the thickness of the partition wall 914.
  • the thickness of the outermost wall 915 may be set to 0.3 mm.
  • Both end portions of the tube 910 may include a locking portion 916. This is to adjust the depth at which the tube 910 is inserted into the tube coupling hole 113, and the end may have an inclined or curved structure to facilitate insertion.
  • FIG. 25 is a view showing a coupling structure of a baffle which is a component of FIG. 1.
  • the baffle 300 may be disposed between the first header plate 110 and the embosses 115 and 135 arranged to face the first tank 130.
  • the first header plate 110 and the first tank 130 were formed with embosses 115 and 135 to compensate for stiffness, and between the embossers 115 and emboss 135. It is provided with a structure for arranging and fixing the baffle 300.
  • the baffle 300 may be disposed to be in close contact with the inside of the embossing 115,135 through surface contact.
  • the position of the baffle 300 can be adjusted as necessary, and the number or position of the flow paths can be variously formed.
  • FIG. 26 is a view showing the structure of a flow path formed by FIG. 1.
  • the first header tank 100 may have a two-row structure through the first partition wall 150 and the second header tank 200 through the second partition wall 250.
  • a baffle 300 is disposed in one region of the first header tank 100 to form a flow path.
  • the refrigerant flowing into the first row of the first header tank 100 moves upward and then moves up the first row of the second header tank 200 to rise. Thereafter, the refrigerant moves from the first column to the second column of the first header tank 100, and the refrigerant moved to the second column descends and then moves along the second column of the second header tank 200, and then rises. By passing through the second column of the first header tank 100 is discharged.
  • the second header tank 200 is divided into four zones by the batch disposed in the first header tank 100, the throttle 800 in each of the first row and the second row of the second header tank 200 It can be placed.
  • the throttle 800 may be disposed in the second zone and the fourth zone of the second header tank 200, respectively.
  • the throttle 800 may be disposed in the center of the second zone and the fourth zone.
  • the baffle 300 may be disposed in an area partitioning 15 rows (N1) and 18 rows (N2) based on the inflow side of the refrigerant.
  • the throttle disposed in the second zone is arranged to partition 9 (N21) and 9 rows (N22), and the throttle disposed in the fourth zone is positioned to separate the 7th row (N11) and the 8th row (N12). Can be deployed.
  • the baffle 300 may be disposed in an area that partitions 18 rows (N1) and 19 rows (N2) based on the inflow side of the refrigerant.
  • the throttle disposed in the second zone is disposed in the region dividing the 10th row (N21) and 9th row (N22), and the throttle disposed in the fourth zone is divided into 9th row (N11) and 9th row (N12) Can be placed in an area.

Abstract

본 발명은 높이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되며 복수의 튜브와 핀을 구비하는 코어부를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 제1 헤더탱크는 제1 헤더플레이트, 제1 탱크 및 상기 제1 헤더플레이트와 제1 탱크의 결합으로 형성되는 공간을 구획하여 복수의 유로를 형성하는 제1 격벽을 구비하고, 상기 제1 격벽에는 주연통홀과 보조연통홀이 구비되며, 상기 보조연통홀의 면적비는 상기 주연통홀의 면적대비 3~7%인 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

Description

열교환기
실시예는 열교환기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구조의 변경을 통해 성능을 향상시킨 열교환기 예컨데 증발기에 관한 것이다.
세계적으로 에너지 및 환경 문제에 관한 관심사가 커져 감에 따라, 최근 자동차 생산 산업에 있어서 연비를 포함한 각 파트의 효율 개선이 꾸준히 이루어지고 있으며, 또한 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위하여 자동차 외관의 형태 역시 다양화되고 있는 추세이다. 이러한 경향에 따라, 차량의 각 부품들은 점차로 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 꾸준한 연구 개발이 이루어지고 있다. 특히 차량용 냉각장치에 있어서, 대개 엔진룸 내부에서 충분한 공간을 확보하기 어려운 실정이기 때문에 작은 크기를 가지면서도 높은 효율을 가지는 열교환 시스템을 제조하기 위한 노력이 있어 왔다.
한편, 통상적으로 열교환 시스템은 주변으로부터 열을 흡수하는 열교환기, 냉매(冷媒) 혹은 열매(熱媒)를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매(冷媒) 혹은 열매(熱媒)를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다.
냉각 시스템에서는, 상기 열교환기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며,상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 열교환기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 되며, 실질적인 냉각 작용은 액체 상태의 냉매가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 열교환기에 의해 일어나게 된다.
상술한 바와 같이, 팽창밸브를 통과한 저온 및 저압의 냉매는 연결 파이프를 지나 열교환기로 유입되고, 열교환기에서 냉매는 주위의 열을 흡수하여 고온 및 고압의 상태가 된다. 따라서 열교환기는 내부에 수용된 냉매의 빠른 상변화와 더불어 고온 및 고압을 견딜 수 있는 재질과 구조로 되어야 함은 당연하다.
이처럼 열교환기는 냉각시스템의 핵심구성에 해당하는 바, 이에 대한 지속적인 개발이 이뤄지고 있는 실정이다.
실시예는 열교환기의 구조의 변경을 통해 효율을 증대시키고, 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 높이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되며 복수의 튜브와 핀을 구비하는 코어부를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 제1 헤더탱크는 제1 헤더플레이트, 제1 탱크 및 상기 제1 헤더플레이트와 제1 탱크의 결합으로 형성되는 공간을 구획하여 복수의 유로를 형성하는 제1 격벽을 구비하고, 상기 제1 격벽에는 주연통홀과 보조연통홀이 구비되며, 상기 보조연통홀의 면적비는 상기 주연통홀의 면적대비 3~7%인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는, 높이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되며 복수의 튜브와 핀을 구비하는 코어부를 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 제2 헤더탱크는 제2 헤더플레이트, 제2 탱크 및 상기 제2 헤더플레이트와 제2 탱크의 결합으로 형성되는 공간을 구획하여 복수의 유로를 형성하는 제2 격벽을 구비하고, 상기 제2 격벽을 통해 형성되는 유로에는 스로틀홀을 구비하는 스로틀이 배치되며, 상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크의 일측으로부터 이격배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크의 일측으로부터 55~70mm의 이격거리를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스로틀홀은 상기 스로틀의 전체 면적 대비 10~20%의 크기를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 스로틀은 제3 고정부와 제4 고정부를 구비하며, 상기 제3 고정부는 상기 제2 헤더플레이트에 고정되며, 상기 제4 고정부는 상기 제2 탱크에 삽입고정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제4 고정부에는 제4 고정홈이 구비되며, 상기 제4 고정홈에는 상기 제2 격벽의 일 영역이 삽입고정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 탱크에는 상기 제4 고정부가 삽입되는 제2 스로틀고정홀이 배치되며, 상기 제2 스로틀고정홀은 상기 제2 격벽으로 구획되는 공간을 걸치도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 튜브는 복수의 구획벽을 통해 복수의 유동홀을 구비하며, 상기 튜브의 최외벽은 구획벽의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구획벽과 상기 최외벽의 두께는 1:1.9~2.1의 비를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유동홀은 13~15개로 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 튜브의 폭과 높이는 1:0.08~0.085의 비를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 헤더탱크 및 상기 제2 헤더탱크는 2열구조를 구비하며, 상기 제1 헤더탱크 내부에는 배플이 배치되어 4-pass 의 유로를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 헤더탱크에는 제1 열과 제2 열 각각에 스로틀이 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크는 상기 제1 헤더탱크에 배치되는 상기 배플을 통해 4 구역으로 구획되며, 상기 스로틀은 제2 구역 및 제4 구역에 각각 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스로틀은 구역의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 종래 대비 열교환기의 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 누설 또는 체결력을 향상시켜 품질을 향상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 열교환기의 열교환 성능을 증대할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 구성요소인 제1 헤더탱크의 결합구조를 나타내는 도면이고,
도 3는 도 1의 구성요소인 격벽의 구조를 나타내는 도면이고,
도 4 및 도 5는 도 1의 구성요소인 헤더의 구조를 나타내는 도면이고,
도 6은 보조연통홀 구비에 따른 방열성능의 개선정도를 나타내는 표이고,
도 7는 도 1의 구성요소 중 제1 헤더탱크와 엔드 플레이트의 결합사시도이고,
도 8은 도 7의 측면도이고,
도 9는 도 7의 정면도이고,
도 10은 도 7의 구성요소인 엔드캡의 사시도이고,
도 11은 도 10의 측면도이고,
도 12는 도 1의 구성요소인 매니폴드의 사시도이고,
도 13은 도 12의 분해도이고,
도 14는 도 1의 구성요소인 매니폴드와 엔드캡을 결합을 나타내는 도면이고,
도 15는 도 14의 A-A`의 단면도이고,
도 16은 도 1에서 헤더탱크에 스로틀이 결합된 구조를 나타내는 도면이고,
도 17은 도 16의 구성요소인 스로틀의 단면도이고,
도 18은 도 1의 구성요소인 배플의 구조를 나타내는 도면이가.
도 19는 도 1의 구성요소인 제1 엔드 플레이트의 구조를 나타내는 도면이고,
도 20은 도 19의 단면도이고,
도 21은 도 1의 구성요소인 제2 엔드 플레이트의 구조를 나타내는 도면이고,
도 22는 도 21의 단면도이고,
도 23는 도 1의 구성요소인 튜브의 단면도이고,
도 24는 도 1의 측면도이고,
도 25는 도 1의 구성요소인 배플의 결합구조를 나타내는 도면이고,
도 26은 도 1에 의해 형성되는 유로의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 26은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 높이 방향으로 일정거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200), 상기 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 사이에 배치되는 튜브(910)와 핀(930)을 구비하는 코어부(900)를 포함할 수 있다.
제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)는 격벽에 의해 제1 유로 및 제2 유로로 내부가 구획될 수 있다. 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200) 내부에는 배플(300)이 구비되어 냉매의 흐름을 조절할 수 있다.
제1 헤더탱크(100) 일측에는 엔드캡(400)이 연결되며, 엔드캡(400)에는 매니폴드(500)가 연결되어 냉매가 유입 및 유출될 있다.
또한, 제2 헤더탱크(200) 에는 스로틀(800)이 구비되어 냉매의 흐름을 조절할 수 있다.
제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)사이에는 튜브(910)와 핀(930)을 포함하는 코어부(900)가 배치되어 열교환이 일어날 수 있다.
코어부(900)의 일측과 타측에는 제1 엔드플레이트(600)와 제2 엔드플레이트(700)가 결합할 수 있다.
도 2는 도 1의 구성요소인 제1 헤더탱크(100)의 결합구조를 나타내는 도면이고, 도 3는 도 1의 구성요소인 격벽의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4 및 도 5는 도 1의 구성요소인 헤더의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 헤더탱크(100)는 제1 헤더플레이트(110)와 제1 탱크(130)의 결합을 통해 헤더탱크를 형성할 수 있다.
제1 헤더플레이트(110)는 양측 단부가 절곡되며, 중심부를 향해 경사를 가지도록 마련될 수 있다. 일실시예로, 제1 헤더플레이트(110)는 중심부를 기준으로 좌우 대칭구조를 가질 수 있다. 제1 헤더플레이트(110)는 4~6도의 경사각을 가질 수 있으며, 바람직하게는 5도의 경사각을 가지며, 제1 격벽(150)을 기준으로 좌우 대칭구조를 구비할 수 있다. 이러한 경사를 가지는 제1 헤더플레이트(110)는 응축수가 경사를 따라 흘러 배출될 수 있다.
제1 헤더플레이트(110)의 일측단부에는 엔드캡(400)이 고정되기 위한 제2 엔드캡고정홀(211)이 형성될 수 있다. 일실시예로, 제2 엔드캡고정홀(211)은 제1 격벽(150)을 기준으로 양측에 각각 구비될 수 있다.
제1 헤더플레이트(110)의 중앙에는 제1 격벽(150)이 마련될 수 있다. 제1 격벽(150)은 별물의 구조로 마련되어 제1 헤더플레이트(110)에 결합될 수 있으나, 제1 헤더탱크(100)의 내부를 이동하는 냉매의 누설을 방지하기 위해 제1 헤더플레이트(110)와 제1 격벽(150)은 일체로 결합될 수 있다.
제1 격벽(150)은 제1 헤더플레이트(110)와 연결되어 일정높이 돌출되도록 마련될 수 있다. 제1 격벽(150)은 제1 헤더탱크(100)를 한 쌍의 유로를 가지도록 구획할 수 있다.
제1 헤더플레이트(110)에는 제1 격벽(150)을 기준으로 양측에 복수의 튜브결합홀(113)이 구비될 수 있다.
튜브결합홀(113)을 제1 격벽(150)에 수직이 되는 방향으로 형성되며, 튜브결합홀(113)에는 튜브(910)가 삽입결합될 수 있다. 복수의 튜브결합홀(113)의 형상에는 제한이 없으나, 복수의 튜브결합홀(113)은 제1 격벽(150)을 기준으로 좌우 대칭으로 마련되며, 냉매의 균일한 이동 및 생산의 용이성을 위해 동일한 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 튜브결합홀(113)의 사이에는 엠보(115)가 배치될 수 있다. 일실시예로, 엠보(1150는 튜브결합홀(113)의 방향과 동일한 방향으로 형성되어 제1 헤더플레이트(110)의 강성을 보완할 수 있다.
제1 격벽(150)에는 주연통홀(151)과 보조연통홀(153)이 구비될 수 있다. 주연통홀(151)과 보조연통홀(153)은 냉매가 제1 격벽(150)으로 형성되는 제1 통로와 제2 통로를 연결하여 냉매가 이동할 수 있도록 한다.
도 6은 보조연통홀(153) 구비에 따른 방열성능의 개선 정도를 나타내는 표이다.
도 6은 종래의 주연통홀(151)만 사용하는 경우의 방열성능과 보조연통홀(153)을 사용하는 경우의 방열성능을 비교하고 있다.
종래의 주연통홀(151)을 사용하는 경우의 방열성능을 기준으로 하여 보조연통홀(153)의 효과를 시험하였다.
실험데이터 #1을 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 20%의 면적을 가질때, 방열성능이 97.9%로 하강하였다.
실험데이터 #1을 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 20%의 면적을 가질때, 방열성능이 97.9%로 하강하였다.
실험데이터 #2를 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 14.7%의 면적을 가질때, 방열성능이 98.8%로 하강하였다.
실험데이터 #3을 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 10.8%의 면적을 가질때, 방열성능이 98.7%로 하강하였다.
실험데이터 #4를 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 6.5%의 면적을 가질때, 방열성능이 100.8%로 상승하였다.
실험데이터 #5를 참조하면, 보조연통홀(153)의 면적이 주연통홀(151)의 면적 기준으로 3.7%의 면적을 가질때, 방열성능이 101.7%로 상승하였다.
위 실험데이터(#1~#5)를 살펴보면, 냉매의 통과를 위해 격벽에 배치되는 주연통홀(151)에 일정거리 이격되도록 배치되는 보조연통홀(153)은 면적에 따라 방열성능이 달라짐을 확인할 수 있다. 단순하게 보조연통홀(153)을 구비한다고 하여 방열성능이 개선되지 않음을 확인할 수 있으며, 주연통홀(151) 대비 일정면적 범위 내에서만 성능이 향상하고 있다.
본 발명에서 보조연통홀(153)의 형상은 원형으로 나타나고 있으나, 이는 실시예에 불과하여 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.
보조연통홀(153)의 면적비가 주연통홀(151)의 면적 대비 10%이상인 경우, 냉매가 보조연통홀(153)에 필요이상으로 쏠리게 되어 냉매배분이 악화되고, 이에 따라 방연성능이 저하됨을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 보조연통홀(153)의 면적비가 주연통홀(151) 대비 3~7%인 경우, 연통홀을 통과하는 냉매의 분배가 개선되며, 이에 따라 방열성능이 0.8~1.7%의 범위에서 개선됨을 확인할 수 있다.
제1 탱크(130)는 양측단부가 절곡되는 구조를 구비할 수 있으며, 중앙의 일영역에는 격벽이 삽입배치되는 오목부(131)가 구비될 수 있다.
오목부(131)는 제1 헤더탱크(100)의 길이방향을 따라 구비될 수 있으며, 제1 격벽(150)과 밀착결합될 수 있다. 오목부(131)와 제1 격벽(150)은 밀착결합을 통해 제1 격벽(150)에 의해 구획되는 유로를 구획할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 브레이징 용접을 통해 결합될 수 있다. 또한, 오목부(131)는 골과 마루가 반복되는 구조로 배치되어 제한된 공간의 활용도를 증대할 수 있다.
제1 탱크(130)에는 제1 헤더플레이트(110)에 형성되는 엠보(115)와 마주보도록 배치되는 엠보(135)가 배치될 수 있다. 엠보(135)는 제1 탱크(130)의 강성을 보완할 수 있다.
또한, 제1 탱크(130)의 일측에는 엔드캡(400)이 결합하기 위한 제1 엔드캡고정홀(133)이 구비될 있다.
제1 헤더플레이트(110)의 절곡되는 영역과 제1 탱크(130)의 절곡되는 영역은 서로 겹쳐지도록 배치되며, 겹쳐지는 영역은 브레이징 용접으로 밀폐구조를 형성할 수 있다.
이때, 제1 헤더탱크(100)의 최대 높이(H)와 제1 헤더플레이트(110)와 제1 탱크(130)가 용접되는 영역의 높이(h)는 1:0.115~1:0.125 범위의 비를 가지도록 배치될 수 있다.
종래의 헤더탱크는 헤더플레이트가 평면의 구조를 가지고 있었으며, 헤더탱크의 높이와 헤더플레이트와 탱크가 용접되는 영역의 높이가 1:0.15~1:0.16의 비를 가지도록 배치되었다.
그러나, 본원발명에서는 응축수의 배출을 위해 제1 헤더플레이트(110)가 경사를 가지도록 구비되고 있으며, 전체 높이의 변경을 가져오지 않으면서 용접되는 영역의 높이를 확보하였다.
또한, 제1 헤더탱크(100)는 배플(300)을 이용하여 다양한 패스를 가지는 유로를 형성한다. 종래에는 배플(300)이 탱크에 형성되는 홈에 삽입되는 구조를 구비하였다.
그러나, 이러한 종래 구조는 홈을 형성하기 위해 엠보구조가 미적용되 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 내구성 문제를 해결하기 위해 종래의 홈을 제거하고 전체를 엠보구조로 변경하였으며, 엠보에 배플(300)을 삽입하는 방식으로 조립하여 종래에 비해 내구성을 향상하고 있다.
도 7는 도 1의 구성요소 중 제1 헤더탱크(100)와 제1 엔드 플레이트의 결합사시도이고, 도 8은 도 7의 측면도이고, 도 9는 도 7의 정면도이고, 도 10은 도 7의 구성요소인 엔드캡(400)의 사시도이고, 도 11은 도 10의 측면도이고, 도 12는 도 1의 구성요소인 매니폴드(500)의 사시도이고, 도 13은 도 12의 분해도이고, 도 14는 도 1의 구성요소인 매니폴드(500)와 엔드캡(400)을 결합을 나타내는 도면이고, 도 15는 도 14의 결합상태의 단면도이다.
도 7 내지 도 15를 참조하면, 제1 헤더탱크(100)의 일측에는 엔드캡(400)이 연결되며, 엔드캡(400)은 매니폴드(500)와 결합되어 냉매의 유입 및 유출이 일어날 수 있다.
엔드캡(400)은 엔드캡플레이트(410), 엔드캡플레이트(410)를 관통하며 제1 헤더탱크(100) 내부로 냉매가 유입되는 유입구(431) 및 제1 헤더탱크(100) 내부의 냉매가 유출되는 유출구(451)를 포함할 수 있다.
엔드캡플레이트(410)는 제1 헤더탱크(100)의 단부에서 일정거리 내측에서 삽입고정될 수 있다. 엔드캡플레이트(410)는 제1 헤더탱크(100)의 내측공간과 동일한 단면 형상으로 마련될 수 있다.
엔드캡플레이트(410)에는 제1 헤더탱크(100)와 고정을 위한 복수의 고정부가 구비될 수 있다. 일실시예로, 엔드캡플레이트(410)가 제1 탱크(130)와 접촉하는 면에는 제1 고정부(411)가 구비되며, 엔드캡플레이트(410)가 제1 헤더플레이트(110)와 접촉하는 면에는 한 쌍의 제2 고정부(413)가 구비될 수 있다.
제1 고정부(411)는 제1 탱크(130)에 형성되는 제1 엔드캡고정홀(133)에 삽입고정될 수 있다. 제1 고정부(411)는 격벽에 의해 구획되는 제1 유로와 제2 유로에 걸치도록 형성될 수 있으며, 일측에는 삽입방향의 혼동 방지를 위한 혼동방지부(412)가 구비될 수 있다. 일실시예로, 혼동방지부(412)는 단차를 가지도록 구비되어 조립시 오조립을 방지할 수 있다.
제1 고정부(411) 하부에는 제1 격벽(150)이 삽입되기 위한 삽입홈(415)이 형성될 수 있다. 삽입홈(415)은 엔드캡플레이트(410)가 배치되는 영역의 제1 격벽(150)의 높이와 동일한 높이를 가지도록 마련되어 밀폐구조를 형성할 수 있다.
또한, 제2 고정부(413)는 삽입홈(415)의 양측에 각각 배치되어 제1 헤더플레이트(110)에 형성되는 제2 엔드캡고정홀(111)에 삽입고정될 수 있다.
엔드캡플레이트(410)가 제1 헤더플레이트(110)와 접촉하는 면은 제1 헤더플레이트(110)에 형성되는 경사면과 동일한 경사를 가지도록 구비될 수 있다.
또한, 엔드캡플레이트(410)의 양측 각각에는 밀착결합부(416)가 구비될 수 있다. 밀착결합부(416)는 제1 탱크(130)와 제1 헤더플레이트(110)가 결합되는 경우 발생되는 단차 영역을 밀폐시키는 역할을 수행한다. 밀착결합부(416)의 형상은 제1 탱크(130)와 제1 헤더플레이트(110)의 결합으로 발생하는 단차영역과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.
유입결합돌출부(430)는 중앙에 냉매가 이동할 수 있는 유입구(431)가 형성되고, 매니폴드(500)에 구비되는 유입유로(510)와 결합하며, 제1 헤더탱크(100)에 결합시 외측으로 돌출될 수 있다. 유입결합돌출부(430)의 형상은 매니폴드(500)에 형성되는 유입유로(510)의 형상과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.
유출결합돌출부(450)는 중앙에 냉매가 유출될 수 있는 유출구(451)가 형성되고, 매니폴드(500)에 구비되는 유출유로(530)와 결합하며, 제1 헤더탱크(100)에 결합시 외측으로 돌출될 수 있다.
매니폴드(500)는 제1 헤더탱크(100) 내부로 냉매를 유입하는 유입유로(510)와 제2 헤더탱크(200)의 냉매를 유출하는 유출유로(530)를 구비할 수 있다.
유입유로(510)와 유출유로(530)의 단부에는 유입결합돌출부(430) 및 유출결합돌출부(450)가 연결될 수 있다.
일실시예로, 유입유로돌출부(511)는 유입결합돌출부(430)의 내측으로 삽입결합되며, 유출유로돌출부(531)는 유출결합돌출부(450)에 삽입결합될 수 있다. 이때, 유입유로(510)는 유입구(431)와 연결되며, 유출유로(530)는 유출구(451)와 연결되어 냉매가 제1 헤더탱크(100) 내부로 유출입할 수 있다.
유입유로(510)와 유출유로(530)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 유입유로(510)는 유출유로(530)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 유입유로(510)와 유출유로(530)의 단면은 1:3.5~4.9의 비율을 가지도록 마련될 수 있다.
일실시예로, 유출유로(530)의 면적이 138mm2으로 설정되는 경우, 유입유로(510)는 28~38mm2의 면적을 구비할 수 있다.
유입유로(510)와 유출유로(530)의 형상은 제한이 없으나, 유입유로(510)는 유입되는 냉매의 흐름을 원할하게 하기 위해 원형의 형상을 가지도록 마련될 수 있다.
유출결합돌출부(450)와 유출유로(530)는 유입결합돌출부(430)와 유입유로(510)의 결합 구조와 동일한 구조로 결합할 수 있다. 이하, 유입결합돌출부(430)와 유입유로(510)의 결합구조를 중심으로 설명하도록 한다.
유입유로돌출부(511)는 유입결합돌출부(430) 내측으로 삽입결합될 수 있다. 유입결합돌출부(430)의 내측면과 유입결합돌출부(430)의 외측면은 동일한 형상으로 구비되어 밀착결합할 수 있다.
이때, 유입유로돌출부(511)의 삽입깊이(D)는 3.8~4.2mm의 범위에서 설정되도록 하여 조립강도를 확보하며, 공간효율을 최대화할 수 있다.
유입결합돌출부(430)의 내측면의 단부는 곡면 또는 경사를 구비할 수 있다. 이를 통해 유입유로돌출부(511)의 결합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 유입유로돌출부(511)의 외주면의 일 영역에는 결합돌기(512)가 구비될 수 있다. 이는 결합력을 증대시켜 이탈을 방지할 수 있다. 결합돌기(512)는 유입유로돌출부(511)의 단부에 구비되거나, 중앙의 일영역에 구비될 수 있다.
결합돌기(512)는 유입유로돌출부(511)의 단부에 구비되는 경우, 결합돌기(512)는 유입결합돌출부(430)의 내측벽에 의해 지지될 수 있다. 또한, 결합돌기(512)가 유입유로돌출부(511)의 중앙부 일 영역에 구비되는 경우, 유입결합돌출부(430)의 내측면에는 결합홈부(433)가 형성될 수 있다. 결합홈부(433)는 결합돌기(512)와 형합되는 형상으로 마련될 수 있으며, 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.
도 16은 도 1에서 제2 헤더탱크(200)에 스로틀(800)이 결합된 구조를 나타내는 도면이고, 도 17은 도 16의 구성요소인 스로틀(800)의 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 스로틀(throttle, 800)은 제2 헤더탱크(200)에서 제2 격벽(250)을 통해 구획되는 일영역에 배치될 수 있다. 제2 헤더탱크(200)는 제1 헤더탱크(100)와 동일한 구조를 구비할 수 있다.
스로틀(800)의 기본적인 구조는 제2 격벽(250)을 통해 구획되는 제1 유로 또는 제2 유로에 삽입고정되는 구조를 구비하며, 외측을 밀폐하기 위한 밀착결합부(416)가 구비될 수 있다.
스로틀(800)의 중앙의 일영역에는 스로틀홀(810)이 배치되어 냉매의 흐름을 조절할 수 있다. 스로틀(800)은 냉매가 이동시 단부로 치우치는 것을 방지하여, 냉매 분배의 효율을 증대할 수 있다. 스로틀(800)은 제2 헤더탱크(200)의 유로의 단부(유로의 흐름을 기준)에서 일정거리 이격된 위치에 배치될 수 있다. 일실시예로, 스로틀(800)은 제2 헤더탱크(200)의 일측으로부터 55~70mm의 이격거리를 가지도록 배치될 수 있다.
스로틀홀(810)은 스로틀(800)의 전체 면적 대비 10~20%의 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 스로틀홀(810)의 형상에는 제한이 없으며, 스로틀(800) 면적의 중심에 배치되는 것이 바람직하다.
스로틀(800)에는 스로틀(800)을 고정하기 위한 제3 고정부(820)와 제4 고정부(830)를 구비할 수 있다.
제3 고정부(820)는 제2 헤더플레이트(210)에 형성되는 제1 스로틀(800)고정홀(211)에 삽입될 수 있다.
제4 고정부(830)는 제2 탱크(230)에 형성되는 제2 스로틀고정홀(231)에 삽입되며, 제2 스로틀고정홀(231)은 제2 격벽(250)으로 구획되는 공간을 걸치도록 제2 탱크(230)에 배치될 수 있다.
*제4 고정부(830)에는 제4 고정홈(831)이 구비되어 제2 격벽(250)의 일영역이 삽입될 수 있다. 이때, 제4 고정부(830)는 갈고리 구조로 마련될 수 있다.
스로틀(800)은 제1 유로과 제2 유로에 위치변경시 공용으로 사용될 수 있도록 좌우대칭구조가 적용될 수 있다
도 18은 도 1의 구성요소인 배플(300)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 배플(300)은 제1 헤더탱크(100) 또는 제2 헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절할 수 있다. 배플(300)은 제1 헤더탱크(100) 또는 제2 헤더탱크(200)의 길이방향으로 냉매흐름을 차단하는 판형태로 구비되며, 코어부(900)를 통해 이동하는 냉매의 흐름을 조절할 수 있다.
배플(300)에는 중앙의 일영역에 제1 격벽삽입홈(320)이 형성되어 제1 격벽(150)이 삽입되며, 제1 격벽삽입홈(320)의 맞은편에는 제1 탱크(130)에 형성되는 오목부(131)와 밀착결합되는 오목부삽입부(310)가 배치될 수 있다.
배플(300)은 제1 헤더플레이트(110)와 제1 탱크(130)가 결합하는 내부공간에 밀착결합하는 구조를 구비할 수 있으며, 이를 통해 다양한 위치에 배플(300)이 배치될 수 있다.
도 19는 도 1의 구성요소인 제1 엔드플레이트(600)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 20은 도 19의 단면도이다.
도 7, 도 9, 도 19 및 도 20를 참조하면, 제1 엔드플레이트(600)는 튜브(910)와 핀(930)으로 구성되는 코어부(900)의 일측에서 코어부(900)를 지지할 수 있다. 제1 엔드플레이트(600)는 매니폴드(500)가 결합되는 측의 반대측에 배치될 수 있다.
제1 엔드플레이트(600)의 양측 단부에는 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)에 각각 구비되는 제1 고정홈에 삽입되는 복수의 제1 고정돌기(610)가 구비될 수 있으며, 제1 고정돌기(610)의 측면에는 제1 경사부(620)가 구비될 수 있다.
제1 헤더탱크(100)와 결합하는 제1 고정돌기(610) 및 제1 경사부(620)의 배치는 제2 헤더탱크(200)와 결합하는 제1 고정돌기(610) 및 제1 경사부(620)의 배치와 달라질 수 있다.
일실시예로, 제1 헤더탱크(100)와 결합하는 제1 고정돌기(610)는 같은 측면에 제1 경사부(620)가 배치될 수 있다. 제1 경사부(620)의 배치는 제1 헤더플레이트(110)의 경사와 동일한 경사를 가질 수 있다. 또한, 제2 헤더탱크(200)와 결합하는 제1 고정돌기(610)는 서로 반대측에 제1 경사부(620)가 배치될 수 있다. 이는 제1 엔드플레이트(600) 조립시 오조립을 방지함과 동시에 스토퍼의 역할을 수행할 수 있다.
제1 고정돌기(610)는 제1 헤더플레이트(110)와 수직으로 결합할 수 있다. 이때, 제1 고정돌기(610)가 결합되는 위치는 엔드캡플레이트(410) 외측에 배치되며, 이를 통해 블레이징 용접시 발생하는 불량 용접으로 인한 누수를 방지할 수 있다.
제1 엔드플레이트(600)는 복수의 벤딩 구조를 이용하여 지지력을 증대할 수 있다. 벤딩 구조는 절곡구조나 일영역이 함입되는 구조로 마련될 수 있다.
제1 엔드플레이트(600)는 제1 중심벤딩부(630)와 제1 중심벤딩부(630) 양측단부 각각에 제1 외측벤딩부(640)를 구비하며, 제1 중심벤딩부(630)와 제1 외측벤딩부(640) 사이에 적어도 하나의 제1 추가벤딩부를 구비할 수 있다.
제1 중심벤딩부(630)의 높이는 제1 외측벤딩부(640)의 높이보다 낮은 높이를 구비할 수 있다. 제1 외측벤딩부(640)는 제1 중심벤딩부(630)의 양측에 구비되며, 90도의 각도로 벤딩될 수 있다.
일실시예로, 제1 외측벤딩부(640)가 2.5mm의 높이를 가지는 경우, 제1 중심벤딩부(630)는 1.8~2.3mm의 높이를 가지도록 설계될 수 있다.
도 21은 도 1의 구성요소인 제2 엔드 플레이트의 구조를 나타내는 도면이고, 도 22는 도 21의 단면도이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 제2 엔드플레이트(700)는 제1 엔드플레이트(600)의 반대측에서 코어부(900)를 지지할 수 있다. 제2 엔드플레이트(700)는 매니폴드(500)의 결합을 위한 공간을 확보하기 위해 중앙의 일영역이 돌출되는 구조를 구비할 수 있다.
제2 엔드플레이트(700)에 구비되는 제2 고정돌기(710)와 제2 경사부(720)는 제1 엔드플레이트(600)와 동일한 구조를 가지도록 배치될 수 있다.
제2 엔드플레이트(700)는 제2 중심벤딩부(730)와 제2 중심벤딩부(730) 양측에 각각 구비되는 제2 외측벤딩부(740)를 포함할 수 있다.
제2 중심벤딩부(730)는 제1 중심벤딩부(630)보다 높은 높이를 가지도록 설정될 수 있으며, 지지력 확보를 위해 일정 너비의 평면 영역을 구비할 수 있다.
일실시예로, 제2 중심벤딩부(730)는 13.0~13.5mm의 높이(h21)를 가지도록 설정될 수 있으며, 10mm 이상의 평면영역(d21)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 외측벤딩부(740)의 높이(h22)는 제2 중심벤딩부(730)의 높이(h21)보다 낮은 높이를 가지도록 설정될 수 있다. 일실시예로, 제2 외측벤딩부(740)는 2.5mm의 높이를 가지도로 설정될 수 있다.
도 23는 도 1의 구성요소인 튜브(910)의 단면도이고, 도 24는 도 1의 측면도이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 코어의 구성요소인 튜브(910)는 제1 헤더탱크(100) 및 제2 헤더탱크(200)에 연결되어 냉며가 이동하는 통로를 제공할 수 있다.
튜브(910)는 복수로 마련되며, 제1 헤더탱크(100)와 제2 헤더탱크(200)에서 서로 마주보도록 배치되는 헤더플레이트에 형성되는 튜브결합홀(113)에 삽입 고정될 수 있다.
종래의 열교환기 구조에서는 튜브(910)가 30개 내외로 배치되었으나, 본 발명에서는 튜브(910)의 두께(h3)를 감소시켜 튜브(910)의 개수를 증가시켰다. 이를 통해 냉매를 통해 열교환할 수 있는 면적이 증가하여 열교환기의 효율을 증대할 수 있다. 튜브의 폭와 튜브의 높이는 1: 0.08~0.085의 비를 가지도록 설정될 수 있다.
일실시예로, 튜브(910)의 높이(h3)는 1.75~1.85mm의 높이를 가질 수 있다.
튜브(910)에는 복수의 유동홀(913)이 배치될 수 있다. 본원발명에서 튜브(910)는 높이를 축소하고 이에 따라 유동홀(913)의 개수를 증가하였다. 종래 튜브(910) 구조에 비해 홀의 개수가 증가함에 따라 유체의 저항이 증가하고 이를 통해 열교환의 성능이 증가한다.
일실시예로, 튜브(910)에는 14개의 유동홀(913)이 배치될 수 있다.
튜브(910)의 상부벽(911)과 하부벽(912)의 두께(t31)는 0.22mm의 두께를 가지도록 설정될 수 있으며, 구획벽(914)의 두께(t32)는 0.15mm의 두께를 가질 수 있다. 이를 통해 종래 튜브 구조 대비 비용을 절감할 수 있다.
또한, 튜브(910)의 양측에 배치되는 최외벽(915)은 상부벽(911) 및 하부벽(912)의 두께보다 두껍게 구비될 수 있다. 이는 열교환기의 사용시 최외벽(915)에서 부식으로 인한 누수가 발생되는 문제를 해결하기 위함이다.
일실시예로, 튜브(910)의 최외벽(915)은 구획벽(914)의 두께의 1.9~2.1배의 두께를 가지도록 설정될 수 있다. 구획벽(914)의 두께가 0.15mm가 사용되는 경우 최외벽(915)의 두께는 0.3mm로 설정될 수 있다.
튜브(910)의 양측단부는 걸림부(916)를 구비할 수 있다. 이는 튜브(910)가 튜브결합홀(113)에 삽입되는 깊이를 조정하기 위함이며, 삽입을 용이하게 하기 위해 단부가 경사 또는 곡면 구조를 구비할 수 있다.
도 25는 도 1의 구성요소인 배플의 결합구조를 나타내는 도면이다.
도 25를 참조하면, 배플(300)은 제1 헤더플레이트(110)와 제1 탱크(130)에 마주보도록 배치되는 엠보(115, 135) 사이에 배치될 수 있다.
종래에는 배플을 고정하기 위해 홈이 제1 헤더플레이트와 제1 탱크에 각각 구비되었다. 이러한 구조에서는 배플이 삽입되는 부분에는 엠보가 형성되기 어려운 구조였으며, 엠보가 형성되지 않는 영역에서는 강성이 약해지는 문제가 있었다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 제1 헤더플레이트(110)와 제1 탱크(130)의 전체에 엠보(115, 135)를 형성하여 강성을 보완하였으며, 엠보(115)와 엠보(135) 사이에 배플(300)을 배치하여 고정하는 구조를 구비하고 있다.
일실시예로, 배플(300)은 엠보(115,135)의 내측에 면 접촉을 통해 밀착되도록 배치될 수 있다.
이러한, 종래의 결합홈을 생략하여, 배플(300)의 위치를 필요에 따라 조정할 수 있으며, 유로의 개수나 위치를 다양하게 형성할 수 있다.
도 26은 도 1에 의해 형성되는 유로의 구조를 나타내는 도면이다.
도 26을 참조하면, 제1 헤더탱크(100)는 제1 격벽(150)을 통해, 제2 헤더탱크(200)는 제2 격벽(250)을 통해 2열 구조를 구비할 수 있다. 이때, 제1 헤더탱크(100)의 일 영역에는 배플(300)이 배치되어 유로를 형성한다.
도 26에 나타나는 것과 같이 제1 헤더탱크(100) 의 제1 열로 유입되는 냉매는 하부로 이동한후 제2 헤더탱크(200)의 제1 열을 이동하여 상승하게 된다. 이후 냉매는 제1 헤더탱크(100)의 제1 열에서 제2 열로 이동하게 되며, 제2 열로 이동한 냉매는 하강한 후 제2 헤더탱크(200)의 제2 열을 따라 이동한 후, 상승하여 제1 헤더탱크(100)의 제2 열을 지나 유출된다.
이때, 제2 헤더탱크(200)는 제1 헤더탱크(100)에 배치되는 배츨에 의해 4구역으로 구획되며, 제2 헤더탱크(200)의 제1 열 및 제2 열 각각에는 스로틀(800)이 배치될 수 있다.
스로틀(800)은 제2 헤더탱크(200)의 제2 구역과 제4 구역에 각각 배치될 수 있다.
이때, 스로틀(800)은 제2 구역과 제4 구역의 중앙부에 배치될 수 있다.
일실시예로, 열교환기가 33열 구조(N)를 구비하는 경우, 배플(300)은 냉매의 유입측을 기준으로 15열(N1)과 18열(N2)을 구획하는 영역에 배치될 수 있다. 이때, 제2 구역에 배치되는 스로틀은 9(N21)열과 9열(N22)을 구획하도록 배치되며, 제4 구역에 배치되는 스로틀을 7 열(N11)과 8열(N12)을 구분하는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 열교환기가 37열 구조(N)를 구비하는 경우, 배플(300)은 냉매의 유입측을 기준으로 18열(N1)과 19열(N2)을 구획하는 영역에 배치될 수 있다. 이때, 제2 구역에 배치되는 스로틀은 10열(N21)과 9열(N22)을 구획하는 영역에 배치되며, 제4 구역에 배치되는 스로틀은 9열(N11)과 9열(N12)을 구획하는 영역에 배치될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
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.
[부호의 설명] 100 : 제1 헤더탱크, 110 : 제1 헤더플레이트, 111 : 제2 엔드캡고정홀, 113 : 튜브결합홀, 115, 135 : 엠보, 130 : 제1 탱크, 131 : 오목부, 133 : 제1 엔드캡고정홀, 150 : 제1 격벽, 151 : 주연통홀, 153 : 보조연통홀, 200 : 제2 헤더탱크, 210 : 제2 헤더플레이트, 211 : 제1 스로틀고정홀, 230 : 제2 탱크, 231 : 제2 스로틀고정홀, 250 : 제2 격벽, 300 : 배플, 400 : 엔드캡, 410 : 엔드캡플레이트, 411 : 제1 고정부, 412 : 혼동방지부, 413 : 제2 고정부, 415 : 삽입홈, 416 : 밀착결합부, 430 : 유입결합돌출부, 431 : 유입구, 433 : 결합홈부, 450 : 유출결합돌출부, 451 : 유출구, 500 : 매니폴드, 510 : 유입유로, 511 : 유입유로돌출부, 512 : 결합돌기, 530 : 유출유로, 531 : 유출유로돌출부, 600 : 제1 엔드플레이트, 610 : 제1 고정돌기, 620 : 제1 경사부, 630 : 제1 중심벤딩부, 640 : 제1 외측벤딩부, 700 : 제2 엔드플레이트,710 : 제2 고정돌기, 720 : 제2 경사부, 730 : 제2 중심벤딩부, 740 : 제2 외측벤딩부, 800 : 스로틀, 810 : 스로틀홀, 820 : 제3 고정부, 830 : 제4 고정부, 831 : 제4 고정홈, 900 : 코어부, 910 : 튜브, 911 : 상부벽, 912 : 하부벽, 913 : 유동홀, 914 : 구획벽, 915 : 최외벽, 916 : 걸림부, 930 : 핀

Claims (15)

  1. 높이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되며 복수의 튜브와 핀을 구비하는 코어부를 포함하는 열교환기에 있어서,
    상기 제1 헤더탱크는 제1 헤더플레이트, 제1 탱크 및 상기 제1 헤더플레이트와 제1 탱크의 결합으로 형성되는 공간을 구획하여 복수의 유로를 형성하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 제1 격벽에는 주연통홀과 보조연통홀이 구비되며,
    상기 보조연통홀의 면적비는 상기 주연통홀의 면적대비 3~7%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 높이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크, 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 배치되며 복수의 튜브와 핀을 구비하는 코어부를 포함하는 열교환기에 있어서,
    상기 제2 헤더탱크는 제2 헤더플레이트, 제2 탱크 및 상기 제2 헤더플레이트와 제2 탱크의 결합으로 형성되는 공간을 구획하여 복수의 유로를 형성하는 제2 격벽을 구비하고,
    상기 제2 격벽을 통해 형성되는 유로에는 스로틀홀을 구비하는 스로틀이 배치되며, 상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크의 일측으로부터 이격배치되는 열교환기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크의 일측으로부터 55~70mm의 이격거리를 구비하는 열교환기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 스로틀홀은 상기 스로틀의 전체 면적 대비 10~20%의 크기를 가지는 열교환기.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 스로틀은 제3 고정부와 제4 고정부를 구비하며,
    상기 제3 고정부는 상기 제2 헤더플레이트에 고정되며,
    상기 제4 고정부는 상기 제2 탱크에 삽입고정되는 열교환기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제4 고정부에는 제4 고정홈이 구비되며,
    상기 제4 고정홈에는 상기 제2 격벽의 일 영역이 삽입고정되는 열교환기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 탱크에는 상기 제4 고정부가 삽입되는 제2 스로틀고정홀이 배치되며, 상기 제2 스로틀고정홀은 상기 제2 격벽으로 구획되는 공간을 걸치도록 배치되는 열교환기.
  8. 제1 항 또는 2항에 있어서,
    상기 튜브는 복수의 구획벽을 통해 복수의 유동홀을 구비하며,
    상기 튜브의 최외벽은 구획벽의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 구획벽과 상기 최외벽의 두께는 1:1.9~2.1의 비를 구비하는 열교환기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 유동홀은 13~15개로 구비되는 열교환기.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 튜브의 폭과 높이는 1:0.08~0.085의 비를 구비하는 열교환기.
  12. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 헤더탱크 및 상기 제2 헤더탱크는 2열구조를 구비하며,
    상기 제1 헤더탱크 내부에는 배플이 배치되어 4-pass 의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 헤더탱크에는 제1 열과 제2 열 각각에 스로틀이 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스로틀은 상기 제2 헤더탱크는 상기 제1 헤더탱크에 배치되는 상기 배플을 통해 4 구역으로 구획되며, 상기 스로틀은 제2 구역 및 제4 구역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 스로틀은 구역의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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