WO2024136249A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2024136249A1
WO2024136249A1 PCT/KR2023/020276 KR2023020276W WO2024136249A1 WO 2024136249 A1 WO2024136249 A1 WO 2024136249A1 KR 2023020276 W KR2023020276 W KR 2023020276W WO 2024136249 A1 WO2024136249 A1 WO 2024136249A1
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WO
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refrigerant
plate
core
hole
heat exchanger
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PCT/KR2023/020276
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English (en)
French (fr)
Inventor
신성홍
이종찬
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Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
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Publication date
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
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    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
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    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/12—Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger that is provided with a connection flange connecting a refrigerant manifold to ensure ease of assembly between the heat exchanger and the refrigerant manifold.
  • a vehicle air conditioning system is a device for cooling or heating the vehicle interior by introducing air from outside the vehicle into the vehicle interior or heating or cooling the air in the vehicle interior during circulation.
  • the interior of the air conditioning case is equipped with a cooling device for cooling.
  • An evaporator, a heater core for heating, and air cooled or heated by the evaporator or heater core are selectively blown to each part of the vehicle interior using a door for switching the blowing mode.
  • a conventional water-cooled heat exchanger (9) is made by stacking a plurality of plates (1), and has a refrigerant inlet (2) on one side through which the refrigerant flows and a refrigerant outlet (2) through which the refrigerant is discharged.
  • a coolant inlet 4 through which coolant flows in and a coolant outlet 5 through which coolant discharges are formed.
  • a plurality of plates 1 are stacked to form a refrigerant flow path and a coolant flow path therein.
  • the refrigerant flowing into the refrigerant inlet 2 flows through the refrigerant passage formed by the plate 1 and is discharged to the refrigerant outlet 3, thereby forming a refrigerant flow path 7 as shown in FIG. 2.
  • the coolant flowing into the coolant inlet 4 flows through the coolant flow path formed by the plate 1 and is discharged to the coolant outlet 5, thereby forming the coolant flow path 8 as shown in FIG. 2.
  • the refrigerant in the refrigerant flow path (7) and the coolant in the coolant flow path (8) exchange heat with each other.
  • FIG. 3 is a diagram showing the assembly structure of a conventional plate heat exchanger. As shown, the AC pipe (P1), the coolant hose (P2), etc. are assembled to the plate heat exchanger (9).
  • the present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to provide a heat exchanger that is provided with a connection flange connecting the refrigerant manifold to ensure ease of assembly between the heat exchanger and the refrigerant manifold.
  • a thermal efficiency pipe includes a core in which a plurality of plates are stacked to exchange heat with a heat exchange medium; a top plate disposed on top of the core; and a connection flange provided on the top plate and configured to be fastened to an external component, wherein the connection flange includes a body, an inlet pipe formed on one side of the body through which refrigerant flows, and an inlet pipe formed on one side of the body through which refrigerant flows, and a connection flange configured to be connected to an external component. It includes an outlet pipe through which refrigerant is discharged, and the inlet pipe and outlet pipe of the connection flange are eccentric to one side with respect to the longitudinal center of the top plate and are close to each other.
  • the plurality of plates are stacked to form a plurality of refrigerant passages through which the refrigerant flows between adjacent plates.
  • the refrigerant passage located at the top of the plurality of refrigerant passages is called the uppermost refrigerant passage, and the remaining refrigerant passages are called the core refrigerant.
  • the inlet pipe of the connecting flange communicates with the core refrigerant flow path, and the outlet pipe of the connecting flange directly communicates with the uppermost refrigerant flow path.
  • the refrigerant flowing into the inlet pipe of the connection flange moves to the core refrigerant passage, flows through the core refrigerant passage, and then flows into the uppermost refrigerant passage, and the refrigerant flowing into the uppermost refrigerant passage flows through the uppermost refrigerant passage. It is configured to be discharged through the outlet pipe of the connection flange.
  • the height of the uppermost refrigerant passage is formed to be larger than the height of the core refrigerant passage.
  • a first through hole and a second through hole are formed through which the refrigerant penetrates each plate, and the plate located at the top of the plurality of plates is referred to as the uppermost plate and the remaining plates are referred to as the core plate.
  • the first through hole and the second through hole of the core plate are located at one end and the other end in the longitudinal direction of the core plate, respectively, and the first through hole of the uppermost plate is located above and below the first through hole of the core plate. They are located parallel to each other, and the second through hole of the top plate is spaced horizontally from the second through hole of the core plate and is located close to the first through hole of the top plate.
  • a cup portion is formed around the first through hole and the second through hole of the core plate, respectively, with peripheral portions of the first through hole and the second through hole protruding toward the lower plate, and the first through hole of the uppermost plate.
  • a cup portion is formed around the through hole in which the circumferential portion of the first through hole protrudes toward the lower plate.
  • the first cup portion includes a cylindrical side wall portion and a horizontal portion extending horizontally from an end of the side wall portion
  • the second cup portion includes a cylindrical side wall portion and a horizontal portion extending horizontally from an end portion of the side wall portion. And, the portion where the side wall portion of the first cup portion and the side wall portion of the second cup portion meet each other are brazed.
  • the first cup portion includes a cylindrical side wall portion and a horizontal portion extending horizontally from an end of the side wall portion
  • the second cup portion includes a cylindrical side wall portion and a horizontal portion extending horizontally from an end portion of the side wall portion. And, the portion where the horizontal portion of the first cup portion and the horizontal portion of the second cup portion meet each other are brazed.
  • An inlet pipe of the connecting flange is connected to a first through hole in the top plate, and an outlet pipe of the connecting flange is connected to a second through hole in the top plate.
  • a reinforcement plate is interposed between the top plate and the uppermost plate of the plurality of plates of the core.
  • the top plate is formed with a refrigerant inlet connected to the inlet pipe of the connection flange through which the refrigerant flows, and a refrigerant outlet connected to the outlet pipe of the connection flange through which the refrigerant is discharged.
  • the refrigerant inlet and the refrigerant outlet of the top plate are formed. They are eccentric to one side relative to the longitudinal center of the top plate and are arranged close to each other.
  • the refrigerant inlet and refrigerant outlet of the top plate each have a burred structure at the top, and the end of the inlet pipe of the connection flange is inserted and brazed into the refrigerant inlet of the burred structure, and the refrigerant outlet of the burred structure.
  • the end of the outlet pipe of the connecting flange is inserted and brazed.
  • connection flange connecting the refrigerant manifold is provided to ensure ease of assembly between the heat exchanger and the refrigerant manifold.
  • connection flange by configuring the inlet pipe and outlet pipe of the connection flange close to each other, bending deformation of the connection flange can be prevented, the size can be reduced, and processing and manufacturing tolerances can be minimized.
  • Figure 1 is a perspective view showing a conventional water-cooled heat exchanger.
  • Figure 2 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional water-cooled heat exchanger.
  • Figure 3 is a diagram showing the assembly structure of a conventional plate heat exchanger.
  • Figure 7 is a top perspective view of the top plate.
  • Figure 8 is a lower perspective view of the top plate.
  • Figure 10 is a lower perspective view of the connecting flange.
  • Figure 13 is a rear perspective view of the core plate.
  • Figure 14 is a rear perspective view of the top plate.
  • FIG. 15 is a diagram showing FIG. 12 again.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the heat exchanger.
  • the core 100 is formed by stacking a plurality of plates 110 to exchange heat with a heat exchange medium.
  • the heat exchange medium may be a refrigerant or a coolant, and the core 100 is configured to alternately flow the refrigerant and the coolant between the stacked plates, so that heat exchange occurs between the refrigerant and the coolant.
  • the top plate 200 may be formed with a refrigerant inlet 210 through which refrigerant flows into the core 100 from the outside and a refrigerant outlet 220 through which refrigerant is discharged from the core 100 to the outside. Additionally, in addition to the refrigerant inlet 210 and the refrigerant outlet 220, the top plate 200 may be formed with a coolant inlet 230 through which coolant flows in and a coolant outlet 240 through which coolant is discharged, and the coolant inlet 230 A coolant inlet pipe 231 may be coupled to the coolant outlet 240, and a coolant outlet pipe 241 may be coupled to the coolant outlet 240.
  • the arrangement structure of the refrigerant inlet 210, refrigerant outlet 220, coolant inlet 230, and coolant outlet 240 of the top plate 200 can be freely modified and designed, and the positions of the inlet and outlet can be reversed. You can.
  • connection flange 300 is provided on the top of the top plate 200 and is configured to be fastened to an external component.
  • the external component may be a refrigerant manifold through which refrigerant flows, as described above.
  • the connection flange 300 corresponds to an assembly structure that serves as a medium when mounting the heat exchanger on the refrigerant manifold.
  • a bolt fastening groove 390 may be formed in the connection flange 300, and the connection flange 300 may be bolted to the refrigerant manifold using the bolt fastening groove 390. As the connection flange 300 is provided in the heat exchanger, ease of assembly between the heat exchanger and the refrigerant manifold can be secured.
  • the inlet pipe 320 and the outlet pipe 330 of the connection flange 300 are configured to be close to each other. More specifically, as shown in FIG. 4, the inlet pipe 320 and the outlet pipe 330 of the connection flange 300 are eccentric to one side (right side in the drawing) with respect to the longitudinal center of the top plate 200 and are close to each other. It is composed of
  • the refrigerant inlet and refrigerant outlet of the top plate are formed at both longitudinal ends of the top plate.
  • the inlet pipe 320 of the connection flange 300 is connected to the refrigerant inlet, and the connection flange is connected to the refrigerant outlet.
  • the outlet pipe 330 of 300 it is necessary to configure the refrigerant inlet and refrigerant outlet of the top plate in close proximity.
  • a return passage is needed to guide the refrigerant outlet located close to one longitudinal end of the top plate 200 toward the refrigerant inlet located at the opposite end.
  • the present invention solves this problem by using a refrigerant passage already formed inside the core 100 as a return passage.
  • FIG. 11 is a view re-illustrating FIG. 6, and FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing the connection flange portion in FIG. 11.
  • a plurality of plates 110 are stacked on the core 100, and a plurality of plates 110 are stacked between adjacent plates 110.
  • a plurality of refrigerant passages (RC) through which the refrigerant flows are formed, and coolant passages (CC) are formed alternating with the refrigerant passages (RC).
  • RC refrigerant passages
  • CC coolant passages
  • the connection flange 300 of the present invention is a configuration related to the refrigerant, the following will focus only on the refrigerant or refrigerant flow path.
  • a plurality of refrigerant flow paths are formed as described above.
  • the refrigerant flow path (RC) located at the top among the plurality of refrigerant flow paths (RC) is called the uppermost refrigerant flow path (RC-T)
  • the inlet pipe 320 of the connection flange 300 communicates with the core refrigerant passage (RC-C)
  • the outlet pipe of the connection flange 300 ( 330) is configured to communicate directly with the uppermost refrigerant flow path (RC-T). Accordingly, as shown in FIG.
  • the refrigerant flowing into the inlet pipe 320 moves to the core refrigerant flow path (RC-C), flows through the core refrigerant flow path (RC-C), and then flows through the uppermost refrigerant flow path (RC-T). ), and the refrigerant flowing into the uppermost refrigerant passage (RC-T) passes through the uppermost refrigerant passage (RC-T) and is discharged through the outlet pipe 330 of the connection flange 300.
  • the present invention uses the uppermost refrigerant passage (RC-T) among the plurality of refrigerant passages already formed inside the core 100 as a return passage, and one end of the core 100 in the longitudinal direction (left end in FIG. 11) is used as a return passage. ), the refrigerant that flows in the up and down direction and gathers at one end (left end in FIG. 11) of the uppermost refrigerant passage (RC-T) is guided in the opposite direction (right direction in FIG. 11), and through this structure, the connection flange ( The inlet pipe 320 and outlet pipe 330 of 300 can be placed close to each other.
  • the present invention uses the uppermost refrigerant flow path (RC-T) already formed inside the core 100 as a return flow path, so it does not require an additional structure for a separate return flow path, so the structure is simple and the entire heat exchanger is improved. There is an advantage in preventing the size from increasing.
  • R-T refrigerant flow path
  • the height (RC-T-h) of the uppermost refrigerant passage (RC-T) is larger than the height (RC-C_h) of the core refrigerant passage (RC-C). It can be.
  • the height (RC-C_h) of each of the remaining refrigerant passages (RC-C), excluding the uppermost refrigerant passage (RC-T) corresponding to the core refrigerant passage (RC-C) may be formed to be the same.
  • the height (RC-T_h) of the uppermost refrigerant passage (RC-T) may be formed to be larger than the height (RC-C_h) of each of the remaining refrigerant passages (RC-C). This helps improve the function as a return passage by reducing the flow resistance of the refrigerant inside the uppermost refrigerant passage (RC-T).
  • a first through hole 111 and a second through hole 112 through which refrigerant passes through each plate 110 are formed in each of the plurality of plates 110 of the core 100. Additionally, coolant through-holes 113 and 114 through which coolant passes may be formed in each plate 110, but description of the coolant through-holes will be omitted.
  • the present invention is a through hole of the top plate 110T.
  • the formation position of the through hole of the core plate 110C is configured to be different.
  • FIG. 13 is a rear perspective view of the core plate
  • FIG. 14 is a rear perspective view of the top plate.
  • the first through hole 111C and the second through hole 112C of the core plate 110C are each core While located at one end and the other end in the longitudinal direction of the subplate (110C)
  • the first through hole (111T) of the top plate (110T) is located in the vertical direction with the first through hole (111C) of the core plate (110C). They are located side by side, and the second through hole 112T of the top plate 110T is spaced horizontally from the second through hole 112C of the core plate 110C, and the first through hole 111T of the top plate 110T ) is located close to.
  • the uppermost refrigerant flow path (RC-T) formed between the uppermost plate 110T and a plate adjacent to the lower part of the uppermost plate 110T (for example, 110-2) as described above is a return flow path. It can function as
  • the first through hole 111C and the second through hole 112C are formed around the first through hole 111C and the second through hole 112C of the core plate 110C, respectively.
  • These cup portions 111C-C and 112C-C are configured to overlap each other in the vertical direction and act as a partition wall that separates the refrigerant flow path (RC) and the coolant flow path (CC) from each other.
  • a cup portion 111T-C is formed around the first through hole 111T of the uppermost plate 110T, with the peripheral portion of the first through hole 111T protruding toward the lower plate.
  • FIG 15 is a view again showing Figure 12, in which the cup formed around the first through hole 111T of the top plate 110T is called the first cup part C1, and the lower plate adjacent to the top plate 110T ( If the cup formed around the first through hole of 110-2) is referred to as the second cup part C2, the first cup part C1 is inserted into and coupled to the inside of the second cup part C2.
  • the refrigerant flowing in through the refrigerant pipe 320 of the connection flange 300 passes directly through the uppermost refrigerant passage (RC-T) and is discharged to the outside through the refrigerant pipe 330 of the connection flange 300. This can be prevented, and thus cooling efficiency can be prevented from being reduced.
  • R-T refrigerant passage
  • Figure 16 is an enlarged view of the first and second cup parts in Figure 15, wherein the first and second cup parts C1 and C2 are respectively cylindrical side wall parts C1-S and C2-S and the corresponding side walls. It may be configured to include horizontal portions (C1-L, C2-L) extending in the horizontal direction from the ends of the portions (C1-S, C2-S), wherein the side wall portion (C1-S) of the first cup portion ) and the side wall portion (C2-S) of the second cup portion may be brazed, and simultaneously or separately, the horizontal portion (C1-L) of the first cup portion and the horizontal portion (C2-L) of the second cup portion may be brazed.
  • the part where L) meet each other can be brazed. This helps improve adhesion, rigidity, and sealing properties in the bonding structure between the plates.
  • the height (RC-T_h) of the uppermost refrigerant passage (RC-T) may be formed to be larger than the height (RC-C_h) of the core refrigerant passage (RC-C), and correspondingly,
  • the height (C1_h) of the first cup part may be formed to be larger than the height (C2_h) of the second cup part.
  • a cup portion is not formed around the second through hole 112T of the uppermost plate 110T, but is formed in a flat shape. can be formed. Since the second through hole 112T of the uppermost plate 110T is not parallel to the second through hole 112C of the core plate 110C in the vertical direction, there is no need to form a cup portion here.
  • the inlet pipe 320 of the connection flange 300 is connected to the first through hole 111T of the top plate 110T, and the outlet pipe 330 of the connection flange 300 is connected to the top plate. It is connected to the second through hole 112T of (110T), and accordingly, as described above, the inlet pipe 320 of the connection flange 300 communicates with the core refrigerant flow path RC-C and the connection flange 300
  • the outlet pipe 330 may be in direct communication with the uppermost refrigerant passage (RC-T), and based on this structure, a refrigerant flow is formed with the uppermost refrigerant passage (RC-T) as the return passage in the heat exchanger of the present invention. It becomes possible.
  • the heat exchanger can be designed in a structure in which the refrigerant flows in through the return passage.
  • the inlet pipe 320 of the connection flange 300 is in direct communication with the uppermost refrigerant flow path (RC-T), and the outlet pipe 330 of the connection flange 300 is in direct communication with the core refrigerant flow path (RC-C). It can be configured to communicate, and the remaining detailed configuration based on this can also be changed in design in the opposite way to what was described above.
  • a reinforcement plate 400 may be interposed between the top plate 200 and the uppermost plate 110T.
  • 17 is a rear perspective view of the reinforcement plate, in which the reinforcement plate has through holes 410, 420, 430, and 440 formed at the same positions as the through holes 210, 220, 230, and 240 formed in the top plate 200. It can be structured.
  • This reinforcement plate 400 prevents the plates 110 of the core 100 from being exposed, thereby improving corrosion and durability of the core 100.
  • the reinforcement plate 400 may be brazed and integrated with the top plate 200 and the uppermost plate 110T, respectively.
  • the top plate 200 has a refrigerant inlet 210 connected to the inlet pipe 320 of the connection flange 300 through which the refrigerant flows, and a refrigerant inlet 210 of the connection flange 300. It is connected to the outlet pipe 330 to form a refrigerant outlet 220 through which the refrigerant is discharged.
  • the refrigerant inlet 210 and the refrigerant outlet 220 of the top plate 200 are located at the longitudinal center of the top plate 200. They are eccentric to one side as a standard and placed close to each other. This is the same as the reason why the inlet pipe 320 and the outlet pipe 330 of the above-described connection flange 300 are configured to be close to each other.
  • the refrigerant inlet 210 and the refrigerant outlet 220 of the top plate 200 each have a burred structure at the top, and the connection flange 300 to the refrigerant inlet 210 has a burred structure.
  • the end of the inlet pipe 320 may be inserted and brazed, and the end of the outlet pipe 330 of the connection flange 300 may be inserted into the refrigerant outlet 220 of the burred structure and brazed.
  • the connection flange 300 can be firmly fixed to the top plate 200, and thus the top plate 200 and the connection flange 300 can be formed as one piece.

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Abstract

본 발명은 냉매 매니폴드를 연결하는 연결 플랜지가 구비되어 열교환기와 냉매 매니폴드 간 조립 용이성을 확보할 수 있으며, 연결 플랜지의 입구 파이프와 출구 파이프가 근접 구성되어 가공 및 제조 공차를 최소화할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기
본 발명은 냉매 매니폴드를 연결하는 연결 플랜지가 구비되어 열교환기와 냉매 매니폴드 간 조립 용이성을 확보할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
선 출원된 대한민국 등록특허 10-1151758호에는 판형 열교환기가 게시된바 있다. 도 1은 종래의 수냉식 열교환기를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 수냉식 열교환기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 수냉식 열교환기(9)는 다수의 플레이트(1)가 적층되어 이루어지며, 일 측에 냉매가 유입되는 냉매 유입구(2) 및 냉매가 배출되는 냉매 배출구(3)가 형성됨과 아울러, 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(4) 및 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(5)가 형성된다. 다수의 플레이트(1)는 적층되어 내부에 냉매 유로 및 냉각수 유로를 형성한다.
냉매 유입구(2)로 유입된 냉매는 플레이트(1)에 의해 형성되는 냉매 유로를 유동하여 냉매 배출구(3)로 배출됨으로써, 도 2와 같은 냉매 유동 경로(7)를 형성한다. 아울러, 냉각수 유입구(4)로 유입된 냉각수는 플레이트(1)에 의해 형성되는 냉각수 유로를 유동하여 냉각수 배출구(5)로 배출됨으로써, 도 2와 같은 냉각수 유동 경로(8)를 형성한다. 냉매 유동 경로(7)의 냉매와 냉각수 유동 경로(8)의 냉각수는 서로 열교환된다.
한편, 기존에는 판형 열교환기의 냉매/냉각수의 입구/출구가 별도로 구성되어 각각이 상대 부품(예를 들어, AC 배관, 냉각수 호스 등)과 별도로 조립되는 구조로 이루어진다. 도 3은 종래 판형 열교환기의 조립 구조를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 판형 열교환기(9)에 AC 배관(P1), 냉각수 호스(P2) 등이 각각 조립된다.
이와 관련하여, 최근에는 냉매/냉각수 모듈화가 진행되면서, 여러 개의 AC 배관이 하나의 매니폴드로 구성되어 판형 열교환기와 조립되는 통합 구조가 제안되고 있다. 통합 냉각 모듈은, 중심부의 냉매 매니폴드에 열교환기를 포함한 각각의 열교환 컴포넌트들, 예를들어, 칠러, 어큐뮬레이터 등이 장착 조립되어 하나의 통합 냉각 모듈을 형성하는 구조로 이루어진다.
이때, 종래 각각의 AC 배관을 판형 열교환기에 조립하는 것에는 큰 어려움이 없으나, 최근 매니폴더 구조가 적용되는 경우에는 부품 가공 공차 및 코어 제조 공차 등에 의해 열교환기를 매니폴더에 조립하는 것에 어려움이 있는 실정이다.
관련 선행문헌으로는 한국 등록특허 제10-1151758호(2012.05.24. 등록)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉매 매니폴드를 연결하는 연결 플랜지가 구비되어 열교환기와 냉매 매니폴드 간 조립 용이성을 확보할 수 있는 열교환기를 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예에 따른 열효관기는, 복수의 플레이트가 적층되어 열교환매체가 열교환되는 코어; 상기 코어의 상부에 배치되는 탑 플레이트; 및 상기 탑 플레이트에 구비되며, 외부의 컴포넌트와 체결되도록 구성되는 연결 플랜지;를 포함하고, 상기 연결 플랜지는 바디와, 상기 바디의 일측에 형성되어 냉매가 유입되는 입구 파이프와, 상기 바디의 타측에 형성되어 냉매가 배출되는 출구 파이프를 포함하며, 상기 연결 플랜지의 입구 파이프와 출구 파이프는 상기 탑 플레이트의 길이방향 중앙을 기준으로 일측으로 편심되어 서로 근접하게 구성된다.
상기 코어에는 상기 복수의 플레이트가 적층되어 인접한 플레이트들 사이에 냉매가 유동되는 냉매 유로가 다수 형성되며, 상기 다수의 냉매 유로 중 최상부에 위치한 냉매 유로를 최상부 냉매 유로라 하고 나머지 냉매 유로들을 코어부 냉매 유로라 하면, 상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 코어부 냉매 유로와 연통되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 최상부 냉매 유로와 직접 연통된다.
상기 연결 플랜지의 입구 파이프로 유입된 냉매는 상기 코어부 냉매 유로로 이동되어 상기 코어부 냉매 유로를 유동한 뒤 상기 최상부 냉매 유로로 유입되고, 상기 최상부 냉매 유로로 유입된 냉매는 상기 최상부 냉매 유로를 지나 상기 연결 플랜지의 출구 파이프를 통해 배출되도록 구성된다.
상기 최상부 냉매 유로의 높이는 상기 코어부 냉매 유로의 높이에 비해 크게 형성된다.
상기 코어의 복수의 플레이트 각각에는 각 플레이트를 관통하여 냉매가 관통되는 제1 관통공과 제2 관통공이 형성되고, 상기 복수의 플레이트 중 최상부에 위치한 플레이트를 최상부 플레이트라 하고 나머지 플레이트들을 코어부 플레이트라 하면, 상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 제2 관통공은 각각 상기 코어부 플레이트의 길이방향 일측 단부와 타측 단부에 위치하고, 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공은 상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 상하방향으로 나란하게 위치하고, 상기 최상부 플레이트의 제2 관통공은 상기 코어부 플레이트의 제2 관통공으로부터 수평방향으로 이격되어 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공에 근접하게 위치한다.
상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 제2 관통공의 주변에는 각각 해당 제1 관통공과 제2 관통공의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 형태의 컵부가 형성되고, 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공의 주변에는 해당 제1 관통공의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 형태의 컵부가 형성된다.
상기 최상부 플레이트의 제1 관통공의 주변에 형성된 컵부를 제1 컵부라 하고, 상기 최상부 플레이트에 인접한 하부의 플레이트의 제1 관통공의 주변에 형성된 컵부를 제2 컵부라 하면, 상기 제1 컵부는 상기 제2 컵부의 내부에 삽입된다.
상기 제1 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장되는 수평부를 포함하고, 상기 제2 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장되는 수평부를 포함하며, 상기 제1 컵부의 측벽부와 상기 제2 컵부의 측벽부가 서로 만나는 부분이 브레이징된다.
상기 제1 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장된 수평부를 포함하고, 상기 제2 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장된 수평부를 포함하며, 상기 제1 컵부의 수평부와 상기 제2 컵부의 수평부가 서로 만나는 부분이 브레이징된다.
상기 제1 컵부의 높이는 상기 제2 컵부의 높이에 비해 크게 형성된다.
상기 최상부 플레이트의 제2 관통공의 주변은 평면 형태로 형성된다.
상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공에 연결되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 최상부 플레이트의 제2 관통공에 연결된다.
상기 코어에는 상기 복수의 플레이트가 적층되어 인접한 플레이트들 사이에 냉매가 유동되는 냉매 유로가 다수 형성되며, 상기 다수의 냉매 유로 중 최상부에 위치한 냉매 유로를 최상부 냉매 유로라 하고 나머지 냉매 유로들을 코어부 냉매 유로라 하면, 상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 최상부 냉매 유로와 직접 연통되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 코어부 냉매 유로와 연통된다.
상기 탑 플레이트와 상기 코어의 복수의 플레이트 중 최상부에 위치한 최상부 플레이트의 사이에는 보강 플레이트가 개재된다.
상기 탑 플레이트에는 상기 연결 플랜지의 입구 파이프와 연결되어 냉매가 유입되는 냉매 유입구와, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프와 연결되어 냉매가 배출되는 냉매 배출구가 형성되고, 상기 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구는 상기 탑 플레이트의 길이방향 중앙을 기준으로 일측으로 편심되어 서로 근접하게 배치된다.
상기 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구는 각각 상부로 버링된 구조로 이루어지며, 상기 버링된 구조의 냉매 유입구에 상기 연결 플랜지의 입구 파이프의 단부가 삽입되어 브레이징되고, 상기 버링된 구조의 냉매 배출구에 상기 연결 플랜지의 출구 파이프의 단부가 삽입되어 브레이징된다.
본 발명에 의하면 냉매 매니폴드를 연결하는 연결 플랜지가 구비되어 열교환기와 냉매 매니폴드 간 조립 용이성을 확보할 수 있다.
또한, 연결 플랜지의 입구 파이프와 출구 파이프를 근접 구성함으로써, 연결 플랜지의 휨 변형을 방지하고, 크기를 감소시키며, 가공 및 제조 공차를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 수냉식 열교환기를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 수냉식 열교환기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 종래 판형 열교환기의 조립 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 5는 도 4의 열교환기의 분해 사시도이다.
도 6은 열교환기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 탑 플레이트의 상부 사시도이다.
도 8은 탑 플레이트의 하부 사시도이다.
도 9는 연결 플랜지의 상부 사시도이다.
도 10은 연결 플랜지의 하부 사시도이다.
도 11은 도 6을 다시 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11에서 연결 플랜지 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 13은 코어부 플레이트의 후면 사시도이다.
도 14는 최상부 플레이트의 후면 사시도이다.
도 15는 도 12를 다시 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15에서 제1 컵부와 제2 컵부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 17은 보강 플레이트의 후면 사시도이다.
[부호의 설명]
10: 열교환기
100: 코어
110: 플레이트
111: 제1 관통홀
112: 제2 관통홀
110T: 최상부 플레이트
110C: 코어부 플레이트
200: 탑 플레이트
210: 냉매 유입구
220: 냉매 배출구
300: 연결 플랜지
310: 바디
320: 입구 파이프
330: 출구 파이프
400: 보강 플레이트
RC: 냉매 유로
CC: 냉각수 유로
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 5는 도 4의 열교환기의 분해 사시도로서, 본 발명의 열교환기는 크게 코어(100)와, 탑 플레이트(200)와, 연결 플랜지(300)를 포함한다.
도 6은 열교환기의 단면을 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 코어(100)는 복수의 플레이트(110)들이 적층되어 열교환매체를 열교환하도록 형성된다. 열교환매체는 냉매 또는 냉각수일 수 있으며, 코어(100)는 적층된 플레이트들 사이로 냉매와 냉각수가 교번하여 유동되도록 구성되어 냉매와 냉각수간 열교환이 일어나게 된다.
도 7은 탑 플레이트의 상부 사시도이고, 도 8은 탑 플레이트의 하부 사시도이다. 탑 플레이트(200)는 코어(100)의 플레이트(110)들과는 다른 플레이트로서, 코어(100)의 상부에 구비되는 일종의 커버에 해당한다.
탑 플레이트(200)에는 외부로부터 코어(100)로 냉매가 유입되는 냉매 유입구(210)와 코어(100)로부터 외부로 냉매를 배출하는 냉매 배출구(220)가 형성될 수 있다. 또한, 탑 플레이트(200)에는 냉매 유입구(210)와 냉매 배출구(220) 외에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(230)와 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(240)가 형성될 수 있으며, 냉각수 유입구(230)에는 냉각수 입구 파이프 (231)가 결합되고, 냉각수 배출구(240)에는 냉각수 출구 파이프 (241)가 결합될 수 있다. 탑 플레이트(200)의 냉매 유입구(210), 냉매 배출구(220), 냉각수 유입구(230), 및 냉각수 배출구(240)의 배치 구조는 자유로이 변형 설계될 수 있고, 입구와 출구의 위치가 반대로 형성될 수 있다.
도 9는 연결 플랜지의 상부 사시도이고, 도 10은 연결 플랜지의 하부 사시도이다. 연결 플랜지(300)는 탑 플레이트(200)의 상부에 구비되어 외부의 컴포넌트와 체결되도록 구성된다. 외부의 컴포넌트는 상술한 바와 같이 내부에 냉매가 유동되는 냉매 매니폴드일 수 있다. 즉, 연결 플랜지(300)는 냉매 매니폴드에 열교환기를 장착할 시 매개체가 되는 조립 구조물에 해당한다. 연결 플랜지(300)에는 볼트 체결홈(390)이 형성될 수 있고, 해당 볼트 체결홈(390)을 이용해 연결 플랜지(300)가 냉매 매니폴드와 볼팅결합될 수 있다. 이와 같이 열교환기에 연결 플랜지(300)가 구비됨에 따라 열교환기와 냉매 매니폴드 간의 조립 용이성을 확보할 수 있다.
연결 플랜지(300)는 바디(310)와, 바디(310)의 일측에 형성되어 냉매가 유입되는 입구 파이프(320)와, 바디(310)의 타측에 형성되어 냉매가 배출되는 출구 파이프(330)를 포함한다. 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)는 각각 바디(310)를 관통하는 관 구조와, 그로부터 외측으로 연장되어 돌출된 파이프 구조를 의미할 수 있다.
이때, 본 발명은 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)가 서로 근접하게 구성된다. 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)는 탑 플레이트(200)의 길이방향 중앙을 기준으로 일측(도면상 우측)으로 편심되어 서로 근접하게 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 연결 플랜지(300)를 통해 열교환기가 냉매 매니폴드에 장착되어 브레이징 되는데, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)가 서로 멀리 이격배치되는 경우에는 블레이징 시 가압에 의한 연결 플랜지(300)의 휨 변형이 있을 수 있고, 연결 플랜지(300)의 크기가 커지며, 조립 단차를 맞추기 어려운 등의 문제가 있으므로, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330) 사이의 거리를 줄이는 것이 필요하다. 이러한 점에 기초하여, 본 발명은 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)를 서로 근접하게 구성하며, 그에 따라 상술한 문제를 해결할 수 있다.
한편, 일반적으로 판형 열교환기에 있어서 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구는 탑 플레이트의 길이방향 양측 단부에 형성되는데, 냉매 유입구에 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)가 연결되고 냉매 배출구에 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)가 결합되는 것을 고려할 때, 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구를 근접 구성해야 할 필요가 있다. 이를 위해서는 예를 들어, 탑 플레이트(200)의 길이방향 일측 단부에 근접하게 위치하는 냉매 배출구를 그 반대측 단부에 위치하는 냉매 유입구 쪽으로 유도하기 위한 리턴 유로가 필요하다. 본 발명은 코어(100) 내부에 기 형성된 냉매 유로를 리턴 유로로 사용하여 이를 해결한다. 이하, 이와 같은 구조에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 11은 도 6을 다시 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11에서 연결 플랜지 부분을 확대하여 나타낸 단면도로서, 먼저 코어(100)에는 복수의 플레이트(110)가 적층되어 인접한 플레이트(110)들 사이에 냉매가 유동되는 냉매 유로(RC)가 다수 형성되고, 냉매 유로(RC)와 교번하여 냉각수 유로(CC)가 형성된다. 다만 본 발명의 연결 플랜지(300)는 냉매와 연관이 있는 구성이므로, 이하에서는 냉매 또는 냉매 유로에 대해서만 집중적으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 코어(100)에는 이와 같이 다수의 냉매 유로(RC)가 형성되며, 이때 다수의 냉매 유로(RC) 중 최상부에 위치한 냉매 유로(RC)를 최상부 냉매 유로(RC-T)라 하고, 나머지 냉매 유로들을 코어부 냉매 유로(RC-C)라 하면, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)는 코어부 냉매 유로(RC-C)와 연통되고, 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)는 최상부 냉매 유로(RC-T)와 직접 연통되도록 구성된다. 그리고, 그에 따라 도 11과 같이 입구 파이프(320)로 유입된 냉매는 코어부 냉매 유로(RC-C)로 이동되어 코어부 냉매 유로(RC-C)를 유동한 뒤 최상부 냉매 유로(RC-T)로 유입되고, 최상부 냉매 유로(RC-T)로 유입된 냉매는 최상부 냉매 유로(RC-T)를 지나 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)를 통해 배출된다.
즉, 본 발명은 코어(100)의 내부에 기 형성된 다수의 냉매 유로들 중 최상부 냉매 유로(RC-T)를 리턴 유로로 사용하여, 코어(100)의 길이방향 일측 단부(도 11의 좌측 단부)에서 상하방향으로 유동하여 최상부 냉매 유로(RC-T)의 일측 단부(도 11의 좌측 단부)로 모여지는 냉매를 반대 방향(도 11의 우측 방향)으로 유도하며, 이러한 구조를 통해 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)를 근접하게 배치할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 코어(100)의 내부에 기 형성된 최상부 냉매 유로(RC-T)를 리턴 유로로 사용함으로써 별도의 리턴 유로를 위한 추가 구조를 필요로 하지 않아 그 구조가 단순하고 열교환기 전체의 크기가 증대되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 코어(100)에서 최상부 냉매 유로(RC-T)의 높이(RC-T-h)는 코어부 냉매 유로(RC-C)의 높이(RC-C_h)에 비해 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어부 냉매 유로(RC-C)에 해당하는 최상부 냉매 유로(RC-T)를 제외한 나머지 냉매 유로(RC-C)들 각각의 높이(RC-C_h)는 서로 동일하게 형성될 수 있고, 이러한 나머지 냉매 유로(RC-C)들 각각의 높이(RC-C_h)보다 최상부 냉매 유로(RC-T)의 높이(RC-T_h)가 크게 형성될 수 있다. 이는 최상부 냉매 유로(RC-T) 내부에서 냉매의 유동 저항을 감소시켜 리턴 유로로서의 기능을 향상시키는데 도움이 된다.
다음으로, 코어(100)의 플레이트들의 구조에 대해 보다 구체적으로 살펴본다. 일반적인 판형 열교환기와 마찬가지로, 코어(100)의 복수의 플레이트(110) 각각에는 각 플레이트(110)를 관통하여 냉매가 관통되는 제1 관통공(111)과 제2 관통공(112)이 형성된다. 그리고, 각 플레이트(110)에는 냉각수가 관통되는 냉각수 관통공(113, 114)이 형성될 수 있으며, 다만 냉각수 관통공에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 복수의 플레이트(110) 중 최상부에 위치한 플레이트를 최상부 플레이트(110T)라 하고, 나머지 플레이트들을 코어부 플레이트(110C)라 하면(도 12 참조), 본 발명은 최상부 플레이트(110T)의 관통공의 형성 위치와 코어부 플레이트(110C)의 관통공의 형성 위치가 상이하게 구성된다.
도 13은 코어부 플레이트의 후면 사시도이고, 도 14는 최상부 플레이트의 후면 사시도로서, 도시된 바와 같이 코어부 플레이트(110C)의 제1 관통공(111C)과 제2 관통공(112C)은 각각 코어부 플레이트(110C)의 길이방향 일측 단부와 타측 단부에 위치하는 반면, 최상부 플레이트(110T)의 제1 관통공(111T)은 코어부 플레이트(110C)의 제1 관통공(111C)과 상하방향으로 나란하게 위치하고, 최상부 플레이트(110T)의 제2 관통공(112T)은 코어부 플레이트(110C)의 제2 관통공(112C)으로부터 수평방향으로 이격되어 최상부 플레이트(110T)의 제1 관통공(111T)에 근접하게 위치한다.
이와 같이 구성됨으로써, 상술한 바와 같이 최상부 플레이트(110T)와 해당 최상부 플레이트(110T)의 하부에 인접한 플레이트(예를 들어, 110-2) 사이에 형성되는 최상부 냉매 유로(RC-T)가 리턴 유로로 기능하게 될 수 있다.
도 12 내지 14를 다시 참조하면, 코어부 플레이트(110C)의 제1 관통공(111C)과 제2 관통공(112C)의 주변에는 각각 해당 제1 관통공(111C)과 제2 관통공(112C)의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 컵부(111C-C, 112C-C)가 형성된다. 이러한 컵부(111C-C, 112C-C)들은 상하방향으로 서로 겹쳐지게 구성되어, 냉매 유로(RC)와 냉각수 유로(CC)를 서로 분리하는 격벽으로 작용하게 된다. 그리고, 최상부 플레이트(110T)의 제1 관통공(111T)의 주변에는 해당 제1 관통공(111T)의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 형태의 컵부(111T-C)가 형성된다.
도 15는 도 12를 다시 나타낸 도면으로서, 최상부 플레이트(110T)의 제1 관통공(111T)의 주변에 형성된 컵부를 제1 컵부(C1)라 하고, 최상부 플레이트(110T)에 인접한 하부의 플레이트(110-2)의 제1 관통공의 주변에 형성된 컵부를 제2 컵부(C2)라 하면, 제1 컵부(C1)는 제2 컵부(C2)의 내부에 삽입되어 결합된다. 이와 같이 구성됨으로써 연결 플랜지(300)의 냉매 파이프(320)를 통해 유입된 냉매가 바로 최상부 냉매 유로(RC-T)를 지나 연결 플랜지(300)의 냉매 파이프(330)를 통해 외부로 배출되는 것이 방지될 수 있으며, 그에 따라 냉각 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 도 15에서 제1 컵부와 제2 컵부를 확대하여 나타낸 도면으로서, 제1, 제2 컵부(C1, C2)는 각각 원통 형태의 측벽부(C1-S, C2-S)와 해당 측벽부(C1-S, C2-S)의 단부로부터 수평방향으로 연장되는 수평부(C1-L, C2-L)를 포함하는 형태로 구성될 수 있으며, 이때 제1 컵부의 측벽부(C1-S)와 제2 컵부의 측벽부(C2-S)가 서로 만나는 부분이 브레이징 될 수 있고, 이와 동시에 또는 별개로, 제1 컵부의 수평부(C1-L)와 제2 컵부의 수평부(C2-L)가 서로 만나는 부분이 브레이징 될 수 있다. 이는 플레이트들 간 결합 구조에 있어서 밀착성과 견고성, 및 밀봉성을 향상시키는 것에 도움이 된다.
또한, 상술한 바와 같이 최상부 냉매 유로(RC-T)의 높이(RC-T_h)가 코어부 냉매 유로(RC-C)의 높이(RC-C_h)에 비해 크게 형성될 수 있으며, 그에 대응하여 제1 컵부의 높이(C1_h)가 제2 컵부의 높이(C2_h)에 비해 크게 형성될 수 있다.
또한, 도 14, 15와 같이 최상부 플레이트(110T)의 제2 관통공(112T)의 주변에는 코어부 플레이트(110C)의 제2 관통공(112C)의 주변과 달리 컵부가 형성되지 않고 평면 형태로 형성될 수 있다. 최상부 플레이트(110T)의 제2 관통공(112T)은 코어부 플레이트(110C)의 제2 관통공(112C)과 상하방향으로 나란하지 않으므로, 여기에 컵부를 형성하지 않아도 된다.
나아가, 도 15와 같이, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)는 최상부 플레이트(110T)의 제1 관통공(111T)에 연결되고, 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)는 최상부 플레이트(110T)의 제2 관통공(112T)에 연결되며, 그에 따라 상술한 바와 같이 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)가 코어부 냉매 유로(RC-C)에 연통되고 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)가 최상부 냉매 유로(RC-T)와 직접 연통될 수 있으며, 이러한 구조에 기초하여 본 발명의 열교환기에서 최상부 냉매 유로(RC-T)를 리턴 유로로 한 냉매 흐름이 형성될 수 있게 된다.
한편, 이상에서는 리턴 유로를 통해 냉매가 배출되는 구조를 기준으로 설명하였으나, 이와 반대로 리턴 유로를 통해 냉매가 유입되는 구조로 열교환기가 설계될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)가 최상부 냉매 유로(RC-T)와 직접 연통되고 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)가 코어부 냉매 유로(RC-C)와 연통되도록 구성될 수 있으며, 이에 기초한 나머지 상세 구성 역시 상술한 바와 반대로 설계 변경될 수 있다.
도 15를 다시 참조하면, 탑 플레이트(200)와 최상부 플레이트(110T)의 사이에는 보강 플레이트(400)가 개재될 수 있다. 도 17은 보강 플레이트의 후면 사시도로서, 보강 플레이트는 탑 플레이트(200)에 형성된 관통공들(210, 220, 230, 240)과 동일한 위치에 관통공들(410, 420, 430, 440)이 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 보강 플레이트(400)는 코어(100)의 플레이트(110)들의 노출을 방지하며, 그에 따라 코어(100)의 부식과 내구성능을 향상시킬 수 있다. 보강 플레이트(400)는 탑 플레이트(200) 및 최상부 플레이트(110T)와 각각 브레이징되어 일체로 구성될 수 있다.
도 6 내지 8을 다시 참조하면, 상술한 바와 같이 탑 플레이트(200)에는 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 연결되어 냉매가 유입되는 냉매 유입구(210)와, 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)와 연결되어 냉매가 배출되는 냉매 배출구(220)가 형성되며, 이때 탑 플레이트(200)의 냉매 유입구(210)와 냉매 배출구(220)는 탑 플레이트(200)의 길이방향 중앙을 기준으로 일측으로 편심되어 서로 근접하게 배치된다. 이는 상술한 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)와 출구 파이프(330)가 서로 근접하게 구성되는 이유와 동일하다.
그리고, 도시된 바와 같이 탑 플레이트(200)의 냉매 유입구(210)와 냉매 배출구(220)는 각각 상부로 버링된 구조로 이루어지며, 버링된 구조의 냉매 유입구(210)에 연결 플랜지(300)의 입구 파이프(320)의 단부가 삽입되어 브레이징되고, 버링된 구조의 냉매 배출구(220)에 연결 플랜지(300)의 출구 파이프(330)의 단부가 삽입되어 브레이징될 수 있다. 이러한 체결 구조를 통해 탑 플레이트(200)에 연결 플랜지(300)가 견고하게 고정될 수 있으며, 그에 따라 탑 플레이트(200)와 연결 플랜지(300)가 일체로 구성될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 복수의 플레이트가 적층되어 열교환매체가 열교환되는 코어;
    상기 코어의 상부에 배치되는 탑 플레이트; 및
    상기 탑 플레이트에 구비되며, 외부의 컴포넌트와 체결되도록 구성되는 연결 플랜지;를 포함하고,
    상기 연결 플랜지는 바디와, 상기 바디의 일측에 형성되어 냉매가 유입되는 입구 파이프와, 상기 바디의 타측에 형성되어 냉매가 배출되는 출구 파이프를 포함하며,
    상기 연결 플랜지의 입구 파이프와 출구 파이프는 상기 탑 플레이트의 길이방향 중앙을 기준으로 일측으로 편심되어 서로 근접하게 구성되는,
    열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 복수의 플레이트가 적층되어 인접한 플레이트들 사이에 냉매가 유동되는 냉매 유로가 다수 형성되며,
    상기 다수의 냉매 유로 중 최상부에 위치한 냉매 유로를 최상부 냉매 유로라 하고 나머지 냉매 유로들을 코어부 냉매 유로라 하면,
    상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 코어부 냉매 유로와 연통되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 최상부 냉매 유로와 직접 연통되는,
    열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 플랜지의 입구 파이프로 유입된 냉매는 상기 코어부 냉매 유로로 이동되어 상기 코어부 냉매 유로를 유동한 뒤 상기 최상부 냉매 유로로 유입되고, 상기 최상부 냉매 유로로 유입된 냉매는 상기 최상부 냉매 유로를 지나 상기 연결 플랜지의 출구 파이프를 통해 배출되도록 구성되는,
    열교환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 최상부 냉매 유로의 높이는 상기 코어부 냉매 유로의 높이에 비해 크게 형성되는,
    열교환기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 코어의 복수의 플레이트 각각에는 각 플레이트를 관통하여 냉매가 관통되는 제1 관통공과 제2 관통공이 형성되고,
    상기 복수의 플레이트 중 최상부에 위치한 플레이트를 최상부 플레이트라 하고 나머지 플레이트들을 코어부 플레이트라 하면,
    상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 제2 관통공은 각각 상기 코어부 플레이트의 길이방향 일측 단부와 타측 단부에 위치하고,
    상기 최상부 플레이트의 제1 관통공은 상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 상하방향으로 나란하게 위치하고,
    상기 최상부 플레이트의 제2 관통공은 상기 코어부 플레이트의 제2 관통공으로부터 수평방향으로 이격되어 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공에 근접하게 위치하는,
    열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코어부 플레이트의 제1 관통공과 제2 관통공의 주변에는 각각 해당 제1 관통공과 제2 관통공의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 형태의 컵부가 형성되고,
    상기 최상부 플레이트의 제1 관통공의 주변에는 해당 제1 관통공의 둘레 부분이 하부의 플레이트를 향해 돌출된 형태의 컵부가 형성되는,
    열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최상부 플레이트의 제1 관통공의 주변에 형성된 컵부를 제1 컵부라 하고, 상기 최상부 플레이트에 인접한 하부의 플레이트의 제1 관통공의 주변에 형성된 컵부를 제2 컵부라 하면,
    상기 제1 컵부는 상기 제2 컵부의 내부에 삽입되는,
    열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장되는 수평부를 포함하고, 상기 제2 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장되는 수평부를 포함하며,
    상기 제1 컵부의 측벽부와 상기 제2 컵부의 측벽부가 서로 만나는 부분이 브레이징되는,
    열교환기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장된 수평부를 포함하고, 상기 제2 컵부는 원통 형태의 측벽부와 해당 측벽부의 단부로부터 수평방향으로 연장된 수평부를 포함하며,
    상기 제1 컵부의 수평부와 상기 제2 컵부의 수평부가 서로 만나는 부분이 브레이징되는,
    열교환기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 컵부의 높이는 상기 제2 컵부의 높이에 비해 크게 형성되는,
    열교환기.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 최상부 플레이트의 제2 관통공의 주변은 평면 형태로 형성되는,
    열교환기.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 최상부 플레이트의 제1 관통공에 연결되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 최상부 플레이트의 제2 관통공에 연결되는,
    열교환기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 복수의 플레이트가 적층되어 인접한 플레이트들 사이에 냉매가 유동되는 냉매 유로가 다수 형성되며,
    상기 다수의 냉매 유로 중 최상부에 위치한 냉매 유로를 최상부 냉매 유로라 하고 나머지 냉매 유로들을 코어부 냉매 유로라 하면,
    상기 연결 플랜지의 입구 파이프는 상기 최상부 냉매 유로와 직접 연통되고, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프는 상기 코어부 냉매 유로와 연통되는,
    열교환기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 탑 플레이트와 상기 코어의 복수의 플레이트 중 최상부에 위치한 최상부 플레이트의 사이에는 보강 플레이트가 개재되는,
    열교환기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 탑 플레이트에는 상기 연결 플랜지의 입구 파이프와 연결되어 냉매가 유입되는 냉매 유입구와, 상기 연결 플랜지의 출구 파이프와 연결되어 냉매가 배출되는 냉매 배출구가 형성되고,
    상기 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구는 상기 탑 플레이트의 길이방향 중앙을 기준으로 일측으로 편심되어 서로 근접하게 배치되는,
    열교환기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탑 플레이트의 냉매 유입구와 냉매 배출구는 각각 상부로 버링된 구조로 이루어지며,
    상기 버링된 구조의 냉매 유입구에 상기 연결 플랜지의 입구 파이프의 단부가 삽입되어 브레이징되고,
    상기 버링된 구조의 냉매 배출구에 상기 연결 플랜지의 출구 파이프의 단부가 삽입되어 브레이징되는,
    열교환기.
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