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KR102633918B1 - 차량용 쿨링 모듈 - Google Patents

차량용 쿨링 모듈 Download PDF

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KR102633918B1
KR102633918B1 KR1020160069435A KR20160069435A KR102633918B1 KR 102633918 B1 KR102633918 B1 KR 102633918B1 KR 1020160069435 A KR1020160069435 A KR 1020160069435A KR 20160069435 A KR20160069435 A KR 20160069435A KR 102633918 B1 KR102633918 B1 KR 102633918B1
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coolant
radiator tank
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이순종
안병훈
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주식회사 두원공조
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 의하면, 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터; 상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되고 상기 냉각수가 유입되는 측으로 배치되는 제1 라디에이터 탱크와 상기 냉각수가 배출되는 측으로 배치되는 제2 라디에이터 탱크를 포함하며, 외기와의 열교환을 통해 전장품으로 냉각된 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터; 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서; 상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서; 를 포함하는 차량용 쿨링 모듈을 제공한다.
본 발명은, 전장 라디에이터에 수냉식 컨덴서를 장착하고, 전장 라디에이터의 상부에는 공냉식 컨덴서를 배치하며, 후방으로 엔진라디에이터를 배치하여 전체적인 크기가 감소되고, 이로 인해 쿨링 모듈의 통기 저항이 감소될 수 있다.

Description

차량용 쿨링 모듈{Cooling module for vehicle}
본 발명은 차량용 쿨링 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 쿨링 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린 차량의 냉각계는 엔진냉각을 위한 라디에이터와 에어컨 냉매를 냉각하기 위한 컨덴서를 필요로 하는데 반해 하이브리드 차량에서는 이와 더불어 전장품을 냉각시키기 위한 전장 라디에이터를 더 갖추게 된다.
하이브리드 자동차는 일반적인 연료로 작동하는 엔진과 함께, 전기 배터리로부터 공급되는 전기를 이용해 모터를 구동시켜 구동력을 발생시키게 되는 바, 배터리, 및 모터로부터 발생되는 열을 효과적으로 제거해야만 모터의 성능을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 하이브리드 자동차에 구비되는 종래의 냉각 장치는 엔진에 냉각수를 공급하는 엔진용 라디에이터, 인버터와 모터를 포함하는 전장품에 냉각수를 공급하는 전장용 라디에이터, 에어컨 시스템의 냉매를 응축하는 컨덴서 및 쿨링팬으로 구성되는 쿨링모듈을 포함한다.
공개특허 2015-0079448호에는 차량용 쿨링모듈이 개시되었다.
상기한 차량용 쿨링모듈을 살펴보면, 쿨링팬, 메인 라디에이터, 서브 라디에이터 및 공냉식 컨덴서가 배치되어 있고, 서브 라디에이터 일측으로는 수냉식 컨덴서가 배치되어 있음을 알 수 있다.
여기서, 서브 라디에이터는 차량의 전장품으로 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터이다.
상기한 기술은 공냉식 컨덴서, 서브 라디에이터, 엔진라디에이터가 3열을 이루며 배치되어 있어, 전체 배치 공간이 증대되고, 이에 따라 전체 제작 비용이 상승한다. 또한, 공냉식 컨덴서, 서브 라디에이터, 엔진라디에이터를 공기가 지나가므로, 전체적인 통기저항이 증대되는 문제점이 있다. 또한, 전방으로 유입되는 공기가 공냉식 컨덴서를 통과하면서 온도가 증가된 상태로 서브 라디에이터와 엔진라디에이터로 유입되므로 서브 라디에이터와 엔진라디에이터에서의 냉각 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 미국공개특허 2011-0232868호에는 "Combined Heat exchanger"가 개시되었다.
상기한 기술을 살펴보면, 공냉식 컨덴서의 상부에 전장 라디에이터가 배치되고, 전장 라디에이터의 후방으로 엔진라디에이터가 배치되어 전체 배치 공간이 감소됨을 알 수 있다.
상기한 기술은 공냉식 컨덴서보다 무거운 전장 라디에이터가 상부에 배치되어 공냉식 컨덴서와 전장 라디에이터가 체결되는 부분에 하중이 인가되어 체결부가 파손될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전장 라디에이터에 수냉식 컨덴서를 장착하고, 전장 라디에이터의 상부에는 공냉식 컨덴서를 배치하며, 전장 라디에이터의 후방으로 엔진라디에이터를 배치하여 전체적인 크기가 감소되는 차량용 쿨링 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하중이 큰 전장 라디에이터가 하부에 배치되므로 전체적인 무게 중심이 하부에 위치되도록 하는 차량용 쿨링 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부의 공기가 전장 라디에이터로 직접 유입되도록 하여 전체적인 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 쿨링 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 의하면, 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터; 상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되고 상기 냉각수가 유입되는 측으로 배치되는 제1 라디에이터 탱크와 상기 냉각수가 배출되는 측으로 배치되는 제2 라디에이터 탱크를 포함하며, 외기와의 열교환을 통해 전장품으로 냉각된 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터; 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서; 상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서; 를 포함하는 차량용 쿨링 모듈을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 의하면, 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터; 상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되고 상기 냉각수가 유출되는 측으로 배치되는 제1 라디에이터 탱크와 상기 냉각수가 유입되는 측으로 배치되는 제2 라디에이터 탱크를 포함하며, 외기와의 열교환을 통해 전장품으로 냉각된 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터; 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서; 상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서; 를 포함하는 차량용 쿨링 모듈을 제공한다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 높이는, 상기 전장 라디에이터의 열교환부 높이와 상기 공냉식 컨덴서의 높이의 합에 대응할 수 있다.
상기 제2 라디에이터 탱크의 높이는, 상기 전장 라디에이터의 열교환부의 높이에 대응할 수 있다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 높이는, 상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경될 수 있다.
상기 제2 라디에이터 탱크의 높이는, 상기 전장 라디에이터의 열교환부의 높이에 대응할 수 있다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은 상기 제2 라디에이터 탱크의 내부 체적보다 클 수 있다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은, 상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경될 수 있다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상부에서 하부로 복수개가 배치되어, 상기 냉각수의 흐름을 지그재그 형태로 가이드하는 냉각수 가이드를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 가이드는, 일측은 상기 제1 라디에이터 탱크의 내주에 결합되고, 타측으로는 상기 냉각수가 유동하는 유동 공간이 형성될 수 있다.
상기 냉각수 가이드는, 상기 유동 공간이 교번하며 서로 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 라디에이터 탱크의 헤더 플레이트에는 냉각수 가이드 결합홀이 형성되고, 상기 냉각수 가이드의 외주로는, 상기 냉각수 가이드 결합홀에 삽입되는 결합단이 돌출될 수 있다.
상기 수냉식 컨덴서는, 상기 냉각수 가이드의 유동 공간을 통해 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상하로 배치되고 내측으로는 냉매가 유동하는 컨덴서 본체와, 상기 컨덴서 본체의 상부로 연결되어 상기 공냉식 컨덴서로 냉매를 유출하는 냉매 유출관과, 상기 컨덴서 본체의 하부로 연결되어 외부의 압축기에서 공급되는 냉매가 상기 컨덴서 본체로 유입되도록 하는 냉매 유입관을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 전장 라디에이터에 수냉식 컨덴서를 장착하고, 전장 라디에이터의 상부에는 공냉식 컨덴서를 배치하며, 후방으로 엔진라디에이터를 배치하여 전체적인 크기가 감소되고, 이로 인해 쿨링 모듈의 통기 저항이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명은 하중이 큰 전장 라디에이터가 하부에 배치되므로 전체적인 무게 중심이 하부에 배치되도록 하여 안정감이 향상된다.
또한, 본 발명은 외부의 공기가 전장 라디에이터로 직접 유입되도록 하여 전장 라디에이터의 방열 성능이 증대되고, 이에 대응하여 수냉식 컨덴서의 방열 성능도 증대되어, 전체적인 열교환 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 쿨링 모듈의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 쿨링 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 제1 라디에이터 탱크의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 냉각수 가이드의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 라디에이터 탱크의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7과 도 8은 냉각수 가이드와 컨덴서 본체의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에서 사용하는 수냉식 컨덴서의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 전장 라디에이터의 우측면 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈의 구성을 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 쿨링 모듈의 측면도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 차량용 쿨링 모듈의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈(100)은 엔진 라디에이터(110), 전장 라디에이터(120), 공냉식 컨덴서(130) 및 수냉식 컨덴서(140)를 포함한다.
엔진 라디에이터(110)는 차량의 엔진으로 냉각수를 공급하여 엔진의 동작 중 발생한 열을 방출한다. 엔진 라디에이터(110)는 엔진룸의 전방에 배치되되 차량의 전후방을 기준으로 후방에 배치되며, 외기와의 열교환을 통해 냉각된 냉각수를 엔진으로 공급한다.
엔진 라디에이터(110)의 후방으로는 쿨링팬(111)이 장착되어 주행 중 유입되는 외기와 함께 엔진 라디에이터(110)에 외기가 공급될 수 있도록 함으로써, 냉각수가 보다 효율적으로 냉각될 수 있게 한다.
전장 라디에이터(120)는 엔진 라디에이터(110)의 전방 하부에 배치된다. 전장 라디에이터(120)는 외기와의 열교환에 의해 냉각수를 온도를 낮추도록 한 후, 냉각수를 차량의 전장품으로 공급한다.
도 2에서, 화살표는 외기의 유입 방향을 나타낸다. 따라서, 외기는 공냉식 컨덴서를 통하지 않고, 전장 라디에이터(120)로 직접 유입되어 열교환될 수 있다.
전장 라디에이터(120)는 그 전방면의 면적이 엔진 라디에이터(110)의 전방면의 면적보다 작게 이루어진다. 전장 라디에이터(120)의 폭은 엔진 라디에이터(110)의 폭에 대응하는 것이 바람직하다.
육면체 형상의 전장 라디에이터(120)의 본체 내측으로는 냉각수와 외부의 공기가 열교환하는 열교환부가 내장된다. 따라서, 후술하는 설명에서 전장 라디에이터(120)의 열교환부는 전장 라디에이터(120)의 본체인 것으로 상정하고 설명하기로 한다.
전장 라디에이터(120)의 일측으로는 즉, 전장 라디에이터(120)의 냉각수 유입 측으로는 제1 라디에이터 탱크(122A)가 배치된다. 그리고, 전장 라디에이터(120)의 타측 즉, 전장 라디에이터(120)의 냉각수 유출 측으로는 제2 라디에이터 탱크(122B)가 배치된다.
또한, 사용자의 필요에 따라서, 전장 라디에이터(120)의 냉각수 유입측에 제2 라디에이터 탱크(122B)가 배치되고, 냉각수 유출 측으로 제1 라디에이터 탱크(122A)가 배치되어, 냉각수 온도가 보다 더 낮아진 상태에서 후술하는 수냉식 컨덴서(140)와 열교환되도록 할 수 있다.
이후의 설명에서는 전장 라디에이터(120)의 냉각수 유입측으로는 제1 라디에이터 탱크(122A)가 배치되고, 전장 라디에이터(120)의 냉각수 배출측으로는 제2 라디에이터 탱크(122B)가 배치되는 것으로 상정하고 설명하기로 한다.
제1 라디에이터 탱크(122A)는 'ㄷ'형태의 단면 구조를 갖는 헤더 탱크(123)와 플레이트 형태로서 헤더 탱크(123)의 개방부위의 형태에 대응하는 헤더 플레이트(124)로 이루어질 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
제1 라디에이터 탱크(122A)의 높이는 전장 라디에이터(120)의 열교환부와 후술하는 공냉식 컨덴서(130)의 높이의 합에 대응하고, 제2 라디에이터 탱크(122B)의 높이는 전장 라디에이터(120)의 열교환부 높이에 대응하도록 형성된다. 따라서, 제1 라디에이터 탱크(122A)의 높이는 제2 라디에이터 탱크(122B)의 높이보다는 높게 형성된다.
제1 라디에이터 탱크(122A)의 높이는 후술하는 수냉식 컨덴서(140)의 응축 능력에 대응하여 변경될 수 있다.
그리고, 차량의 전장부의 열적부하가 적어짐에 따라 제2 라디에이터 탱크(122B)의 높이가 낮아질 수 있고, 그 반대의 경우에는 높이가 높아질 수 있다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 제1 라디에이터 탱크(122A)의 헤더 플레이트(124)의 상부로는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(125)가 배치된다.
헤더 플레이트(124)는 라디에이터의 탱크부를 이루는 구성요소이다. 헤더 플레이트(124)는 라디에이터의 튜브가 삽입된 후, 브레이징 공정으로 함께 결합된다. 헤더 플레이트(124)는 알루미늄으로 이루어지는 것이 일반적이다.
여기서, 헤더 플레이트(124)의 일측으로는 헤더 탱크(123)가 결합된다. 헤더 탱크(123)는 라디에이터의 탱크부를 이루는 구성요소로서, 대략 'ㄷ'형태의 단면으로 이루어질 수 있다. 헤더 탱크(123)는 알루미늄 또는 플라스틱 사출물로 이루어질 수 있다. 헤더 탱크(123)가 알루미늄 재질인 경우, 헤드 플레이트와 브레이징(brazing) 또는 용접으로 결합되고, 플라스틱 사출물인 경우에는 헤더 플레이트와의 사이에 고무재질의 팩을 삽입한 후 클런칭 공정에 의해 결합할 수 있다.
냉각수 유입구(125)를 통해 제1 라디에이터 탱크(122A)로 유입된 냉각수는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 상부에서 하부로 이동한 후, 전장 라디에이터(120)로 공급된다.
전장 라디에이터(120)의 냉각수 유입측에 제2 라디에이터 탱크(122B)가 배치되고, 냉각수 유출 측으로 제1 라디에이터 탱크(122A)가 배치되는 경우, 냉각수는 제2 라디에이터 탱크(122B)로 유입되고, 제2 라디에이터 탱크(122B)의 상부에서 하부로 이동한 후 전장 라디에이터(120)로 공급된다.
여기서, 냉각수의 이동 경로를 연장하고, 다른 구성 요소와의 접촉면을 확장하기 위하여 냉각수의 이동 경로가 지그재그 형태가 되도록 하는 냉각수 가이드(128)가 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측에 복수로 배치된다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 냉각수 가이드의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 냉각수 가이드(128)는 소정의 면적을 갖는 평판 형태로서, 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측 상부에서 하부까지 적정 간격으로 복수개가 수평으로 배치된다.
냉각수 가이드(128)는 외주의 형상이 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측의 평단면 형태에 대응한다. 본 실시예에서, 제1 라디에이터 탱크(122A)는 평단면 형태가 사각형이므로, 냉각수 가이드(128)도 사각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
냉각수 가이드(128)는 외주 중 일측이 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측면에 결합된다. 그리고, 냉각수 가이드(128)의 타측으로는 소정의 크기를 갖는 냉각수 유동부(129)가 형성된다. 따라서, 냉각수 가이드(128)는 대략 'ㄷ'형태로 이루어질 수 있다.
냉각수 가이드(128)는 헤더 탱크(123)가 플라스틱에 의해 제작되는 경우, 플라스틱 사출에 의해 헤더 탱크(123)와 일체로 제작될 수 있다. 또한, 냉각수 가이드(128)는 알루미늄으로 제작된 후, 용접에 의해 헤더 탱크(123)에 체결될 수 있다.
도 6은 제1 라디에이터 탱크의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6에서, 제1 라디에이터 탱크의 헤더 플레이트(124)의 일측이 개방된 것으로 도시되어 있으나, 이는 내부 구성을 나타내기 위한 것으로 실제로는 폐쇄된 상태인 것으로 인식하여야 한다.
도 6을 참조하면, 냉각수 유동부(129)의 배치 방향이 서로 반대임을 알 수 있다.
이를 보다 상세히 살펴보기로 한다.
냉각수 가이드(128)는 제1 및 제2 냉각수 가이드(128A, 128B)를 포함할 수 있다.
제1 냉각수 가이드(128A)는 냉각수 유동부(129)가 냉각수 유입구(125)의 반대편을 향하여 형성되고, 제2 냉각수 가이드(128B)는 냉각수 유동부(129)가 냉각수 유입구(125)를 향하여 형성된다.
도면에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 냉각수 가이드(128A, 128B)의 냉각수 유동부(129)는 교번하며 반대 방향을 향하도록 배치하여 제1 라디에이터 탱크(122A) 내측에서의 냉각수 유동 경로가 지그재그 형태가 될 수 있다.
냉각수 가이드(128)는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 헤더 플레이트(124)와 일체로 제작되거나, 별도로 제작된 후 제1 라디에이터 탱크(122A)의 헤더 플레이트(124)와 결합되는 등, 사용자의 필요에 따라 다양한 방법으로 제작될 수 있다.
도 7과 도 8은 냉각수 가이드의 배치 상태의 일 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 냉각수 가이드(128B)는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측으로 배치되어 결합된다. 이때, 제2 냉각수 가이드(128B)는 헤더 탱크(123)에 배치되되, 헤더 플레이트(124)와 대향하는 위치에 배치됨을 알 수 있다. 여기서, 제2 냉각수 가이드(128B)는 헤더 탱크(123)와 일체로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 냉각수 가이드(128A)는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측으로 배치되어 결합된다. 이때, 제1 냉각수 가이드(128A)는 헤더 플레이트(124)에 결합된 상태로 배치될 수 있다.
제1 냉각수 가이드(128A)는 헤더 플레이트(124)와 별도로 제작될 수 있다. 이때, 헤더 플레이트(124)에는 냉각수 가이드 결합홀(1241)이 형성되고, 제1 냉각수 가이드(128A)의 외주 일측으로는 냉각수 가이드 결합홀(1241)에 삽입되는 결합단(1281)이 돌출되는 것이 바람직하다.
도 7과 도 8을 참조하면, 컨덴서 본체(141)는 냉각수 가이드(128)의 유동부(129)에 배치되어 있고, 냉각수 가이드(128)에 의해 지그재그 형태로 이동 경로를 따라 이동하는 냉각수에 의해 냉매의 응축이 이루어지도록 한다.
공냉식 컨덴서(130)는 전장 라디에이터(120)의 상부에 배치된다. 공냉식 컨덴서(130)는 수냉식 컨덴서(140)에서 응축된 냉매를 다시 응축한다.
공냉식 컨덴서(130)의 폭은 전장 라디에이터(120)의 폭에 대응한다. 그리고, 공냉식 컨덴서(130)와 전장 라디에이터(120)의 높이의 합은 엔진 라디에이터(110)의 높이에 대응하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명에서 사용하는 수냉식 컨덴서의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
수냉식 컨덴서(140)는 제1 라디에이터 탱크(122A)의 내측으로는 배치된다. 수냉식 컨덴서(140)는 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시킨다.
도 9를 참조하면, 수냉식 컨덴서(140)는 플레이트를 이용하여 제작되고 내부에 냉매유로가 형성된 컨덴서 본체(141), 컨덴서 본체(141)의 하부에 연결되어 압축기에서 공급되는 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입관(142), 컨덴서 본체(141)의 상부에 연결되어 공냉식 컨덴서(130)로 냉매가 유출되도록 하는 냉매 유출관(144)을 포함한다. 도면부호 146은 공냉식 컨덴서(130)에서 배출되는 냉매를 증발기로 유도하는 냉매 유도관이다.
컨덴서 본체(141)는 제1 라디에이터 탱크(122A) 본체의 내측으로 배치된다. 이때, 컨덴서 본체(141)는 냉각수 가이드(128)의 유동부(129) 상에 배치되도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 쿨링 모듈(200)은 엔진 라디에이터(110), 전장 라디에이터(220), 공냉식 컨덴서(130) 및 수냉식 컨덴서(140)를 포함한다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
전장 라디에이터(220)는 엔진 라디에이터(110)의 전방 하부에 배치되어, 외기와의 열교환에 의해 냉각수를 온도를 낮추도록 한 후, 냉각수를 차량의 전장품으로 공급한다.
전장 라디에이터(220)의 냉각수 유입 측으로는 제1 라디에이터 탱크(222A)가 배치되고, 전장 라디에이터(220)의 냉각수 유출 측으로는 제2 라디에이터 탱크(222B)가 배치된다.
제1 라디에이터 탱크(222A)와 제2 라디에이터 탱크(222B)의 높이는 전장 라디에이터(220)의 열교환부의 높이의 합에 대응할 수 있다. 따라서, 제1 라디에이터 탱크(122A)의 높이는 제2 라디에이터 탱크(122B)의 높이와 동일할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 전장 라디에이터의 우측면 사시도이다.
도 11을 참조하면, 제1 라디에이터 탱크(222A)의 내부 체적은 제2 라디에이터 탱크(222B) 내부 체적보다 크다. 여기서, 제1 라디에이터 탱크(222A)의 내부 체적은 수냉식 컨덴서(140)의 응축 능력에 대응하여 변경될 수 있다.
그리고, 차량의 전장부의 열적부하가 적어짐에 따라 제2 라디에이터 탱크(222B)의 높이가 낮아질 수 있고, 그 반대의 경우에는 높이가 높아질 수 있다.
제1 라디에이터 탱크(222A)와 제2 라디에이터 탱크(222B)는 내부 구성은 이전의 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 본 발명은, 전장 라디에이터에 수냉식 컨덴서를 장착하고, 전장 라디에이터의 상부에는 공냉식 컨덴서를 배치하며, 후방으로 엔진라디에이터를 배치하여 전체적인 크기가 감소되고, 이로 인해 쿨링 모듈의 통기 저항이 감소될 수 있고, 하중이 큰 전장 라디에이터가 하부에 배치되므로 전체적인 무게 중심이 하부에 배치되도록 하여 안정감이 향상된다. 또한, 본 발명은 외부의 공기가 전장 라디에이터로 직접 유입되도록 하여 전장 라디에이터의 방열 성능이 증대되고, 이에 대응하여 수냉식 컨덴서의 방열 성능도 증대되어, 전체적인 열교환효율을 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 차량용 쿨링 모듈
110: 엔진 라디에이터 120, 220: 전장 라디에이터
130: 공냉식 컨덴서 140: 수냉식 컨덴서

Claims (25)

  1. 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터;
    육면체 형상으로 이루어지고, 상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되며, 상기 냉각수가 유입되는 측으로 제1 라디에이터 탱크가 배치되고, 상기 냉각수가 유출되는 측으로 제2 라디에이터 탱크가 배치되며, 내측으로는 상기 냉각수와 외부의 공기가 열교환하는 열교환부가 내장되고, 상기 열교환부에서 열교환된 상기 냉각수는 전장품으로 공급하는 전장 라디에이터;
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서; 및
    상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서를 포함하고,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 하부와 상기 제2 라디에이터 탱크의 하부는 상기 전장 라디에이터의 하부에 대응하도록 배치되며,
    상기 제1 라디에이터 탱크 상부의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 상기 열교환부의 높이와 상기 공냉식 컨덴서의 높이의 합에 대응하고,
    상기 제2 라디에이터 탱크 상부의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 상기 열교환부의 높이에 대응하며,
    상기 제1 라디에이터 탱크 상부의 높이는,
    상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경되고,
    상기 제1 라디에이터 탱크 상부의 높이는 상기 제2 라디에이터 탱크 상부의높이 보다 높게 이루어지되,
    차량의 전장부의 열적부하가 감소하면 상기 제2 라디에이터 탱크 상부 배치 높이는 낮아지고, 열적부하가 증가하면 상기 제2 라디에이터 탱크 상부 배치 높이는 높아지는 차량용 쿨링 모듈.
  2. 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터;
    육면체 형상으로 이루어지고, 상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되며, 상기 냉각수가 유입되는 측으로 제2 라디에이터 탱크가 배치되고, 상기 냉각수가 유출되는 측으로 제1 라디에이터 탱크가 배치되며, 내측으로는 상기 냉각수와 외부의 공기가 열교환하는 열교환부가 내장되고, 상기 열교환부에서 열교환된 상기 냉각수는 전장품으로 공급하는 전장 라디에이터;
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서; 및
    상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서를 포함하고,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 하부와 상기 제2 라디에이터 탱크의 하부는 상기 전장 라디에이터의 하부에 대응하도록 배치되며,
    상기 제1 라디에이터 탱크 상부의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 상기 열교환부의 높이와 상기 공냉식 컨덴서의 높이의 합에 대응하고,
    상기 제2 라디에이터 탱크 상부의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 상기 열교환부의 높이에 대응하며,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 상부 높이는,
    상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경되고,
    상기 제1 라디에이터 탱크 상부는 상기 제2 라디에이터 탱크 상부보다 높게 배치되되,
    차량의 전장부의 열적부하가 감소하면 상기 제2 라디에이터 탱크 상부 배치 높이는 낮아지고, 열적부하가 증가하면 상기 제2 라디에이터 탱크 상부 배치 높이는 높아지는 차량용 쿨링 모듈.
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  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은 상기 제2 라디에이터 탱크의 내부 체적보다 큰 차량용 쿨링 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은,
    상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경되는 차량용 쿨링 모듈.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상부에서 하부로 복수개가 배치되어, 상기 냉각수의 흐름을 지그재그 형태로 가이드하는 냉각수 가이드를 포함하는 차량용 쿨링 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각수 가이드는,
    일측은 상기 제1 라디에이터 탱크의 내주에 결합되고, 타측으로는 상기 냉각수가 유동하는 유동 공간이 형성되는 차량용 쿨링 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각수 가이드는,
    상기 유동 공간이 교번하며 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 차량용 쿨링 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 헤더 플레이트에는 냉각수 가이드 결합홀이 형성되고,
    상기 냉각수 가이드의 외주로는,
    상기 냉각수 가이드 결합홀에 삽입되는 결합단이 돌출되는 차량용 쿨링 모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수냉식 컨덴서는,
    상기 냉각수 가이드의 유동 공간을 통해 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상하로 배치되고 내측으로는 냉매가 유동하는 컨덴서 본체와,
    상기 컨덴서 본체의 상부로 연결되어 상기 공냉식 컨덴서로 냉매를 유출하는 냉매 유출관과,
    상기 컨덴서 본체의 하부로 연결되어 외부의 압축기에서 공급되는 냉매가 상기 컨덴서 본체로 유입되도록 하는 냉매 유입관을 포함하는 차량용 쿨링 모듈.
  14. 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터;
    상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되고 상기 냉각수가 유입되는 측으로 배치되는 제1 라디에이터 탱크와 상기 냉각수가 유출되는 측으로 배치되는 제2 라디에이터 탱크를 포함하며, 외기와의 열교환을 통해 전장품으로 냉각된 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터;
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서;
    상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서; 및
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상부에서 하부로 복수개가 배치되어, 상기 냉각수의 흐름을 지그재그 형태로 가이드하는 냉각수 가이드를 포함하는 차량용 쿨링 모듈.
  15. 외기와의 열교환을 통해 엔진에 냉각된 냉각수를 공급하는 엔진 라디에이터;
    상기 엔진 라디에이터의 전방 하부로 배치되고 상기 냉각수가 유출되는 측으로 배치되는 제1 라디에이터 탱크와 상기 냉각수가 유입되는 측으로 배치되는 제2 라디에이터 탱크를 포함하며, 외기와의 열교환을 통해 전장품으로 냉각된 냉각수를 공급하는 전장 라디에이터;
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측으로 배치되어 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키는 수냉식 컨덴서;
    상기 전장 라디에이터의 상부에 배치되어 외기와의 열교환에 의해 냉매를 응축시키는 공냉식 컨덴서; 및
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상부에서 하부로 복수개가 배치되어, 상기 냉각수의 흐름을 지그재그 형태로 가이드하는 냉각수 가이드를 포함하는 차량용 쿨링 모듈.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 열교환부 높이와 상기 공냉식 컨덴서의 높이의 합에 대응하는 차량용 쿨링 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 라디에이터 탱크의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 열교환부의 높이에 대응하는 차량용 쿨링 모듈.
  18. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 높이는,
    상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경되는 차량용 쿨링 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 라디에이터 탱크의 높이는,
    상기 전장 라디에이터의 열교환부의 높이에 대응하는 차량용 쿨링 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은 상기 제2 라디에이터 탱크의 내부 체적보다 큰 차량용 쿨링 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 내부 체적은,
    상기 수냉식 컨덴서의 응축 능력에 대응하여 변경되는 차량용 쿨링 모듈.
  22. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 냉각수 가이드는,
    일측은 상기 제1 라디에이터 탱크의 내주에 결합되고, 타측으로는 상기 냉각수가 유동하는 유동 공간이 형성되는 차량용 쿨링 모듈.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 냉각수 가이드는,
    상기 유동 공간이 교번하며 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 차량용 쿨링 모듈.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 라디에이터 탱크의 헤더 플레이트에는 냉각수 가이드 결합홀이 형성되고,
    상기 냉각수 가이드의 외주로는,
    상기 냉각수 가이드 결합홀에 삽입되는 결합단이 돌출되는 차량용 쿨링 모듈.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 수냉식 컨덴서는,
    상기 냉각수 가이드의 유동 공간을 통해 상기 제1 라디에이터 탱크의 내측에 상하로 배치되고 내측으로는 냉매가 유동하는 컨덴서 본체와,
    상기 컨덴서 본체의 상부로 연결되어 상기 공냉식 컨덴서로 냉매를 유출하는 냉매 유출관과,
    상기 컨덴서 본체의 하부로 연결되어 외부의 압축기에서 공급되는 냉매가 상기 컨덴서 본체로 유입되도록 하는 냉매 유입관을 포함하는 차량용 쿨링 모듈.
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