KR20080004852A - heat transmitter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 냉각 장치에 사용되는 열교환기에 있어서, 튜브에서의 냉매 흐름 특성을 개선함으로써 열교환 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger that can further improve heat exchange performance by improving a refrigerant flow characteristic in a tube in a heat exchanger used in a vehicle cooling apparatus.
냉매 유입구(310) 측을 가지는 유입측 튜브군; 냉매 유출구(320) 측을 가지는 유출측 튜브군; 상기 유입측 튜브군과 유출측 튜브군 사이에 배치된 중간측 튜브군; 유입측 튜브군과 중간측 튜브군의 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 중 어느 일측단을 서로 접속하기 위한 냉매 유통로가 형성된 유로캡(111); 상기 유로캡(111)이 형성된 상기 중간측 튜브군의 탱크(110) 내에는 상기 탱크 내부공간을 탱크의 길이방향을 따라 상하의 공간으로 구획하는 배플(400);을 포함하여 이루어지는 열교환기(1000)에 있어서,An inlet tube group having a refrigerant inlet port 310 side; An outlet side tube group having a refrigerant outlet 320 side; An intermediate tube group disposed between the inlet tube group and the outlet tube group; A flow path cap 111 having a refrigerant flow path for connecting any one end of the upper tank 110 or the lower tank 120 of the inflow tube group and the intermediate tube group to each other; In the tank 110 of the intermediate tube group in which the flow path 111 is formed baffle 400 for partitioning the inner space of the tank into the upper and lower spaces along the longitudinal direction of the tank; heat exchanger (1000) To
상기 상부탱크(110) 내와 하부탱크(120) 내의 냉매 유동 방향이 반대인 중간측 튜브군(제2열) 중에서 유로캡(111)이 구비된 탱크(110) 내에는 상기 탱크 내부공간을 탱크의 길이방향을 따라 상하의 공간으로 구획하는 배플(400)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 배플(400)에는 복수 개의 냉매유통구(410)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The inner space of the tank is provided in the tank 110 provided with the flow cap 111 in the middle tube group (second row) in which the refrigerant flow direction in the upper tank 110 and the lower tank 120 are opposite. Characterized in that it comprises a baffle 400 partitioned into the upper and lower space along the longitudinal direction of the. At this time, the baffle 400 is characterized in that a plurality of refrigerant flow openings 410 are formed.
또한 상기 열교환기 튜브군은 3열이며, 상기 배플(400)은 중간측 튜브군에 장착되는 것을 특징으로 한다. 더불어, 상기 배플(400)에 형성되는 냉매유통구(410)는 상기 배플(400)이 형성된 상기 튜브군의 냉매 유입방향에서 유출 방향으로 상기 탱크 길이방향으로 진행함에 따라 그 크기가 증가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchanger tube group is three rows, the baffle 400 is characterized in that it is mounted to the middle side tube group. In addition, the size of the refrigerant flow opening 410 formed in the baffle 400 increases in the length direction of the tank from the inflow direction to the outflow direction of the coolant in the tube group in which the baffle 400 is formed. It is done.
Description
도 1은 종래의 3열 열교환기의 사시도.1 is a perspective view of a conventional three-row heat exchanger.
도 2는 3열 열교환기 내부에서의 냉매 흐름.2 is a refrigerant flow inside a three-row heat exchanger.
도 3은 본 발명에 의한 3열 열교환기의 사시도.3 is a perspective view of a three-row heat exchanger according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 3열 열교환기의 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view of a three row heat exchanger according to the present invention.
도 5는 본 발명에 포함되는 배플에 형성되는 냉매유통구의 다양한 형상.5 is a variety of shapes of the refrigerant flow opening formed in the baffle included in the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 3열 열교환기의 유로캡 형태.6 is a flow path form of a three-row heat exchanger according to the present invention.
도 7은 간략하게 도시한 종래기술 및 본 발명에 의한 3열 열교환기 내에서의 냉매 흐름.Figure 7 is a simplified flow of refrigerant in a three-row heat exchanger according to the prior art and the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 3열 열교환기의 배플 단면 형태.8 is a cross-sectional view of the baffle of the three-row heat exchanger according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
110: 상부탱크110: upper tank
111: 상부유로캡 112: 상부폐쇄캡111: upper euro cap 112: upper closure cap
120: 하부탱크120: lower tank
121: 하부유로캡 122: 하부폐쇄캡121: lower euro cap 122: lower closure cap
200: 튜브200: tube
310: 유입구 320: 유출구310: inlet 320: outlet
400: 배플 410: 냉매유통구400: baffle 410: refrigerant distribution port
1000: 본 발명에 의한 열교환기1000: heat exchanger according to the present invention
본 발명은 열교환기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량용 냉각 장치에 사용되는 열교환기에 있어서, 튜브에서의 냉매 흐름 특성을 개선함으로써 열교환 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger. More particularly, the present invention relates to a heat exchanger that can further improve heat exchange performance by improving a refrigerant flow characteristic in a tube in a heat exchanger used in a vehicle cooling apparatus.
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 열교환기를 제조하기 위한 노력이 있어 왔다.As concerns about energy and environmental issues are growing around the world, the efficiency of each part including fuel economy has been steadily improved in the automobile production industry. In addition, the appearance of automobiles is also varied in order to satisfy various consumer needs. It is becoming a trend. In accordance with this tendency, each part of the vehicle has been steadily researched and developed for weight reduction, miniaturization and high functionality. In particular, in the vehicle cooling apparatus, since it is difficult to secure enough space in the engine room, efforts have been made to manufacture a heat exchanger having a small size and high efficiency.
종래의 3열 열교환기에서의 냉매의 흐름은 도 1과 같이 되어 있다. 도시된 바와 같이, 냉매는 먼저 유입구(310)를 통하여 하부탱크(120)의 제1열로 유입된다. 상부폐쇄캡(112)에는 냉매가 외부에서 상부탱크(110) 제1열로 유입될 수 있는 유입구(310) 및 냉매가 상부탱크(110) 제3열에서 외부로 유출될 수 있는 유출구(320)가 형성되어 있다. 이 때 B 방향의 캡들, 즉 상부폐쇄캡(112) 및 하부폐쇄캡(112)은 모두 각 열들이 서로 개방되지 않도록 폐쇄되어 있다.The flow of the refrigerant in the conventional three-row heat exchanger is as shown in FIG. As shown, the refrigerant is first introduced into the first row of the
상부유로캡(111)은 상부탱크(110)의 제1열과 제2열이 서로 개방되고 제3열은 폐쇄되도록 형성되어 있으며, 하부유로캡(111)은 하부탱크(120)의 제2열과 제 3열이 서로 개방되고 제1열이 폐쇄되도록 형성되어 있다. 따라서 먼저 하부탱크(120)의 제1열로 유입된 냉매는 B→A 방향으로 흐르면서 동시에 제1레이어 튜브(200)들을 따라 하→상 방향으로 흘러 상부탱크(110)의 제1열로 유입된다. 상술한 바와 같이 상부유로캡(111)이 상부탱크(110)의 제1열과 제2열을 서로 개방시키고 있으므로 냉매는 상부탱크(110)의 제2열로 유입된다. 유입된 냉매는 상부탱크(110)의 제2열을 따라 A→B 방향으로 흐르면서 동시에 제2레이어 튜브(200)들을 따라 상→하 방향으로 흘러 하부탱크(120)의 제2열로 유입된다. 역시 상술한 바와 같이, 하부유로캡(111)은 하부탱크(120)의 제2열과 제3열을 서로 개방시키고 있으므로 냉매는 하부탱크(120)의 제 3열로 유입된다. 유입된 냉매는 하부탱크(120)의 제3열을 따라 B→A 방향으로 흐르면서 동시에 제3레이어 튜브(200)들을 따라 하→상 방향으로 흘러 상부탱크(110)의 제3열로 유입되게 된다. 상부탱크(110)의 제3열로 유입된 냉매는 상부유로캡(111)의 A쪽 면이 폐쇄되어 있기 때문에 A→B 방향으로 흘러, 유출구(320)를 통해 열교환기를 빠져나오게 된다.The
이와 같은 냉매의 흐름 경로를 보면, 3열 열교환기의 경우 냉매가 제1열에서 제2열로 흘러들어가는 부분(상부유로캡(111))과 냉매가 제2열에서 제3열로 흘러들어가는 부분(하부유로캡(111))이 똑같이 A 방향에 형성되어 있다. 그런데 이와 같이 제1열-제2열 유통로와 제2열-제3열 유통로가 같은 방향에 형성되어 있기 때문에, 상부탱크(110) 제2열 및 하부탱크(120) 제2열의 B 방향 쪽 내부 구간에 수용되는 냉매는 원활하게 흐르지 못하게 될 뿐 아니라, 냉매의 분포 상태 역시 B 방향(유통로가 위치하는 방향) 쪽에는 냉매가 밀집되어 있고 A 방향(경로가 모두 폐쇄되어 있는 방향) 쪽으로는 냉매가 잘 분포하지 않아 균일하지 못하게 된다. 만일 제1열-제2열 유통로와 제2열-제3열 유통로가 각각 반대 방향에 형성되어 있다면 이와 같이 탱크 내 일부 구간에서 흐름이 원활하지 못하게 되는 경향은 크게 줄일 수 있겠으나, 상술한 바와 같이 차량용 냉각장치가 엔진룸 내부에서 충분한 공간을 차지하기란 대개 어려운데 냉매 유입구(310)와 유출구(320)가 같은 방향에 위치하도록 설계된 것은 바로 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공간 절약의 측면에서 안출된 것으로서, 유입구(310) 및 유출구(320)의 위치를 변경하지 않은 채 해결책을 찾아야만 한다.In the flow path of the refrigerant, in the case of a three-row heat exchanger, a portion of the refrigerant flowing from the first row to the second row (upper flow cap 111) and a portion of the refrigerant flowing from the second row to the third row (lower) The
이와 같이 냉매 분배의 비균일성을 해소하기 위하여 다양한 기술이 개시되어 있다. 일본특허공개 제2005-195317호(선행기술1)에서는 냉매 출구 헤더탱크 내부에 배플(baffle)을 형성시킴으로써 헤더탱크 단면의 가로 방향으로 복수 개로 구획되게 하고, 상기 배플에 냉매 통과 구멍을 형성하도록 되어 있는 열교환기 구조를 개시하고 있다. 상기 선행기술1에서는 출구 헤더 부분에서의 냉매 분포를 균일하게 함으로써 냉각 성능 향상을 도모하고자 하였으나, 선행기술1의 효과는 헤더탱크가 2열로 되어 있는 경우 이외에는 적용하기 어려우며, 선행기술1의 청구항에서도 상기 기술을 2열 열교환기에서 적용되는 것으로 제한하고 있다. 따라서 상기 선행기술1의 구조로는 본 발명에서 제시하는 문제점 즉 3열 열교환기의 상, 하부탱크 각 제2열에서의 냉매 분포 불균일 문제를 해소할 수 없다.As such, various techniques have been disclosed to address non-uniformity of refrigerant distribution. In Japanese Patent Laid-Open No. 2005-195317 (prior art 1), a baffle is formed inside a refrigerant outlet header tank so as to be partitioned into a plurality of cross sections in the cross section of the header tank, and a refrigerant passage hole is formed in the baffle. A heat exchanger structure is disclosed. The prior art 1 is intended to improve the cooling performance by uniformizing the distribution of the refrigerant in the outlet header portion, the effect of the prior art 1 is difficult to apply except when the header tank is in two rows, even in the claims of the prior art 1 The technique is limited to those applied in two-row heat exchangers. Therefore, the structure of the prior art 1 cannot solve the problem presented in the present invention, that is, the problem of uneven distribution of refrigerant in each of the second row of the upper and lower tanks of the three-row heat exchanger.
일본특허공개 제1997-14885호(선행기술2)에서는 헤더탱크 내부에 헤더탱크의 길이 방향 및 헤더탱크 단면의 가로방향으로 형성되는 적정길이의 부재를 삽입하도록 되어 있다. 상기 부재들은 헤더탱크의 길이보다 짧게 형성되어 있으며, 헤더탱크로 냉매가 유입되는 유입구의 단면을 적당한 유량으로 나누어지도록 복수 개로 구획한다. 상기 부재가 복수 개일 경우 헤더탱크 단면에서 보았을 때 하측에서부터 상측으로 가면서 부재의 길이가 점점 길어지도록 되어 있으며, 따라서 유입된 냉매는 부재를 따라 흐르다가 부재가 끝나는 곳에서 아래쪽으로 흘러갈 수 있게 된다. 상기 선행기술2에서, 유입구의 상측 구획으로 흘러들어온 냉매는 헤더탱크의 뒤쪽(유입구에서 먼 쪽)으로, 유입구의 하측 구획으로 흘러들어온 냉매는 헤더탱크의 앞쪽(유입구에서 가까운 쪽)으로 흘러내려간다. 상기 선행기술2에서는 이와 같은 부재를 헤더탱크 내에 2개 내지 3개 삽입하는 실시예를 보여주고 있으며, 상술한 방법으로 냉매 분포 불균일 문제가 어느 정도 해소될 수 있다. 그런데, 이와 같이 부재를 여러 개 삽입하여야만 하기 때문에 헤더탱크 제조시에 탱크 본체에 무리가 가게 될 가능성이 있으며, 또한 이렇게 다수 개의 부재에 대해서 각각의 길이, 위치 등을 정확히 맞추어야만 하는 불편함이 있다. 또한 이러한 문제를 피하기 위해 다른 제조방식을 사용하려 하여도, 압출성형과 같은 방식으로 제조하기에는 너무 복 잡한 형태를 가지고 있어 사용자 편의에 맞추어 제조방식을 변경하기가 어렵다. 이와 같이 선행기술2에 따르면 냉매 분포 불균일 문제를 어느 정도 해소한다고 해도 오히려 새로운 문제점들이 생겨나게 되어, 본 발명에서 제기한 문제점에 대한 최선의 해결책이라고 전혀 할 수 없다.In Japanese Patent Laid-Open No. 1997-14885 (prior art 2), a member of a proper length formed in the longitudinal direction of the header tank and the transverse direction of the header tank cross section is inserted into the header tank. The members are formed to be shorter than the length of the header tank, and divided into a plurality of sections so that the cross section of the inlet through which the refrigerant is introduced into the header tank is divided into appropriate flow rates. When there are a plurality of members, the length of the member becomes longer as it goes from the lower side to the upper side when viewed from the header tank section, so that the introduced refrigerant flows along the member and can flow downward from the end of the member. In the prior art 2, the refrigerant flowing into the upper compartment of the inlet flows to the rear of the header tank (far side from the inlet), and the refrigerant flowing into the lower compartment of the inlet flows to the front of the header tank (near the inlet). . The prior art 2 shows an embodiment in which two or three such members are inserted into the header tank, and the problem of non-uniformity of refrigerant distribution may be solved to some extent by the above-described method. However, since a plurality of members have to be inserted in this way, there is a possibility that the tank body may be overwhelmed at the time of manufacturing the header tank, and there is an inconvenience in that the lengths, positions, etc. of the plurality of members must be exactly adjusted. . In addition, in order to avoid such a problem, it is difficult to change the manufacturing method to the user's convenience because it has a form that is too complicated to be manufactured in the same way as the extrusion molding, even if trying to use another manufacturing method. As described above, according to the related art 2, even if the problem of refrigerant distribution nonuniformity is solved to some extent, new problems arise, which is not the best solution to the problem posed by the present invention.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 열교환 성능을 향상시키기 위하여 냉매 흐름 특성을 개선하는 열교환기를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a heat exchanger for improving the refrigerant flow characteristics in order to improve the heat exchange performance.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 냉매 유입구(310) 측을 가지는 유입측 튜브군; 냉매 유출구(320) 측을 가지는 유출측 튜브군; 상기 유입측 튜브군과 유출측 튜브군 사이에 배치된 중간측 튜브군; 유입측 튜브군(제1열)과 중간측 튜브군의 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 중 어느 일측단을 서로 접속하기 위한 냉매 유통로가 형성된 유로캡(111); 상기 유로캡(111)이 형성된 상기 중간측 튜브군의 탱크 내에는 상기 탱크 내부공간을 탱크의 길이방향을 따라 상하의 공간으로 구획하는 배플(400);을 포함하여 이루어지는 열교환기(1000)에 있어서,Heat exchanger of the present invention for achieving the above object, the inlet side tube group having a
상기 상부탱크(110) 내와 하부탱크(120) 내의 냉매 유동 방향이 반대인 중간측 튜브군 중에서 유로캡(111)이 구비된 탱크(110) 내에는 상기 탱크 내부공간을 탱크의 길이방향을 따라 상하의 공간으로 구획하는 배플(400)을 포함하여 이루어지 는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 배플(400)에는 복수 개의 냉매유통구(410)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The inner space of the tank in the
또한 상기 열교환기 튜브군은 3열이며, 상기 배플(400)은 중간측 튜브군에 장착되는 것을 특징으로 한다. 더불어, 상기 배플(400)에 형성되는 냉매유통구(410)는 상기 배플(400)이 형성된 상기 튜브군의 냉매 유입방향에서 유출 방향으로 상기 탱크 길이방향으로 진행함에 따라 그 크기가 증가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchanger tube group is three rows, the
또한, 상기 튜브군으로 냉매가 최초유입되는 탱크는 상부탱크(110)이며, 상기 유로캡(111)은 상기 상부탱크(110)의 상부공간 일측으로만 냉매가 유입되도록 냉매유통로를 형성하거나, 또는 상기 튜브군으로 냉매가 최초유입되는 탱크는 하부탱크(120)이며, 상기 유로캡(121)은 상기 하부탱크(120)의 하부공간 일측으로만 냉매가 유입되도록 냉매유통로를 형성하는 것을 특징으로 한다. 더불어, 상기 배플(400)을 상기 탱크(110)에 조립할 수 있도록 상기 배플(400)이 접촉하는 상기 탱크(110) 내부 위치에 요철부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the tank into which the refrigerant is first introduced into the tube group is the
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a heat exchanger according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 3열 열교환기의 사시도이며, 도 2는 3열 열교환기에서의 냉매 흐름 형태를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1레이어 및 제3레이어에 서는 해당 레이어에 냉매가 유입되는 방향과 유출되는 방향이 서로 반대이기 때문에 냉매의 흐름이 원활하고 전체적으로 잘 분배될 수 있지만, 제2레이어에서는 냉매 유입 방향 및 유출 방향이 서로 같아서 흐름이 U-flow 형태를 이루게 됨으로써 B 방향으로 갈수록 냉매의 분포가 줄어들게 된다. 상술한 바와 같이, 이와 같은 냉매 분포의 불균일성은 열교환기의 냉각 성능을 떨어뜨리게 되는 큰 원인이 된다.1 is a perspective view of a conventional three-row heat exchanger, and FIG. 2 illustrates a refrigerant flow form in a three-row heat exchanger. As shown in FIG. 2, in the first layer and the third layer, since the direction in which the refrigerant flows into the layer and the direction in which the refrigerant flows out are opposite to each other, the flow of the refrigerant can be smoothly and well distributed throughout, but the second layer In the refrigerant inflow direction and the outflow direction is the same as the flow to form a U-flow, the distribution of the refrigerant is reduced toward the B direction. As described above, the nonuniformity of the refrigerant distribution is a great cause of deterioration in the cooling performance of the heat exchanger.
도 3은 본 발명에 의한 3열 열교환기의 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 3열 열교환기(1000)의 상부탱크(110) 제2열 내부에는, 탱크 단면에 대해 가로 방향의 배플(400)이 삽입된다. 상기 배플(400)에는 다수 개의 냉매유통구(410)가 뚫려 있음으로써, 상기 배플(400)에 의해 분리된 상부탱크(110) 내부의 구획 간에 냉매가 통과하여 흐를 수 있게 한다.3 is a perspective view of a three-row heat exchanger according to the present invention. As shown in FIG. 3, the
도 4는 본 발명에 의한 3열 열교환기의 분해사시도이며, 도 5는 상기 배플(400)에 형성되는 냉매유통구의 다양항 형상을 따로 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래와 같은 구성으로 되어 있는 3열 열교환기의 상부탱크(110) 제2열 내부에 냉매유통구(410)가 형성되어 있는 배플(400)을 삽입한다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 배플(400)에 형성되어 있는 냉매유통구(410)는, 도시된 A→B 방향으로 가면서 점점 직경이 커지도록 되어 있다. 이와 같이 냉매유통구(410)의 크기가 위치에 따라 달라지게 형성함으로써, 상기 배플(400)에 의해 구획된 탱크 내부의 양쪽 공간을 넘나드는 냉매 유량을 조절할 수 있다. 만일 상기 배플(400)로 구획된 상부탱크(110) 제2열 상부공간에 냉매가 균일한 밀도로 분포되 어 있다면, 상기 배플(400)에 형성된 냉매유통구(410)들의 직경이 점점 커지기 때문에 하부공간으로 흘러가는 냉매의 유량은 직경이 큰 쪽으로 갈수록(즉 A→B 방향으로 갈수록) 커지게 된다. 그러나 상부탱크(110) 제2열의 경우, 상술한 바와 같이 상부탱크(110) 제2열-튜브(200) 제2레이어-하부탱크(120) 제2열 순으로 통과하는 냉매 흐름이 U-flow를 형성하고 있어, A→B 방향으로 갈수록 냉매 밀도가 줄어들게 된다. 즉, 냉매의 밀도는 A→B 방향으로 갈수록 줄어드는 경향을 가지고 있고, 통과 유량은 A→B 방향으로 갈수록 커지는 경향을 가지고 있으므로, 두 가지 경향이 상쇄되어 결국 상기 배플(400)로 구획된 상부탱크(110) 제2열 하부공간에는 냉매가 균일한 밀도로 분포될 수 있게 되는 것이다.Figure 4 is an exploded perspective view of a three-row heat exchanger according to the present invention, Figure 5 shows separately the various shapes of the refrigerant flow opening formed in the baffle (400). As shown in FIG. 4, the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배플(400)에 형성되는 냉매유통구(410)는 원(도 5 (A)), 타원(도 5(B)), 다각형(도 5(C)), 톱니형(도 5(D)) 또는 꽃잎형(도 5(E)) 중 어떤 형상이어도 무방하다. 원, 타원 또는 다각형 형상은 제작이 쉬운 장점이 있으며, 톱니형 또는 꽃잎형 형상은 냉매가 냉매유통구(410) 통과 후 더 잘 분산된다는 장점이 있다.As shown in FIG. 5, the
이와 같이 배플(400)을 삽입함으로써 냉매의 배분을 균일하게 하고자 하기 위해서는, 상부탱크(110) 제2열의 상부공간에 냉매가 유입되도록 해야 하며, 이에 따라 상부탱크(110) 제1열-제2열을 개통시키는 부분, 즉 상부유로캡(111)의 구조 역시 달라져야 한다. 도 6은 상부유로캡(111) 및 하부유로캡(111)의 형태를 도시한 사시도이다. 하부유로캡(111)은 도 6(B)에 도시되어 있는 바와 같이, 하부탱크(120) 제2열-제3열을 개통시켜 주도록 되어 있다. 상부유로캡(111)은 상부탱크 (110) 제2열에서 배플(400)에 의해 구획된 두 공간 중 상부공간에만 냉매가 유입되도록 해야 하기 때문에, 하부공간 측은 폐쇄되고 상부공간 측만 개통되도록 도 6(A)에 도시되어 있는 바와 같이 형성된다.In order to uniformly distribute the refrigerant by inserting the
도 7은 종래의 3열 열교환기에서의 냉매 흐름 및 본 발명의 배플이 삽입된 3열 열교환기에서의 냉매 흐름을 간략히 도시한 것이다. 상술한 바와 같이 제2열에서는 상부탱크 제2열-튜브-하부탱크 제2열로 통과하는 흐름이 도 7(A)에 도시된 것처럼 나타나, 흐름이 원활하지 않은 부분이 존재하게 된다. 그러나 본 발명에 의하면, 상부탱크 제2열에 냉매유통구가 형성된 배플이 삽입되되, 상기 냉매유통구는 냉매의 분포 밀도가 높은 부분에서는 직경이 작고 밀도가 낮은 부분에서는 직경이 크도록 되어 있어, 즉 냉매의 분포 밀도가 높은 부분에서는 유량이 많고 밀도가 낮은 부분에서는 유량이 적어지므로 결과적으로 도 7(B)에 도시된 것과 같이 냉매가 전체적으로 균일하게 분포되어 흐를 수 있게 된다. 이와 같이 배플의 삽입만으로도 냉매가 전체적으로 균일하게 분포됨으로써, 각 레이어별로 온도 분포 역시 일정해질 수 있게 되어 결과적으로 냉각 성능이 향상될 수 있게 된다.7 is a simplified view showing a refrigerant flow in a conventional three-row heat exchanger and a refrigerant flow in a three-row heat exchanger in which the baffle of the present invention is inserted. As described above, in the second row, the flow passing through the second column of the upper tank, the second column, the tube, and the lower tank is shown as shown in FIG. According to the present invention, however, a baffle having a coolant flow port formed therein is inserted into the second row of the upper tank. The coolant flow port has a small diameter at a portion having a high distribution density and a large diameter at a portion having a low density. Since the flow rate decreases in the portion having a high distribution density and decreases in the portion with a low density, the refrigerant can be uniformly distributed and flow as a whole as shown in FIG. 7 (B). As such, the refrigerant is evenly distributed evenly through the insertion of the baffle, so that the temperature distribution of each layer may be constant, and consequently, the cooling performance may be improved.
도 8은 본 발명에 의한 배플의 여러 가지 삽입 형태를 도시한 것이다. 도 8(A)는 상부탱크 내벽 양측, 배플이 삽입되는 위치에 요부를 형성시키고 여기에 배플을 끼워 배플의 위치가 변동되지 않도록 고정시켜 주는 방식이며, 도 8(B)는 상부탱크의 형태에는 변화를 주지 않으면서 배플이 꽉 끼워짐으로써 위치가 고정되도록 하는 방식이다. 배플은 도 4 및 도 5에 보인 바와 같이 중간에 냉매유통구가 다수 개 뚫려 있기 때문에, 형상에 따른 구조 상 배플 자체의 강도가 약화될 가능성 이 있으므로, 도 8(C) 및 7(D)와 같이 배플 중간에 부재를 덧대어 줌으로써 조립 중 또는 열교환기 작동 중 배플 형태의 손상 가능성을 줄일 수 있다. 이 경우에도 역시 배플 고정 방식으로는 도 8(A)처럼 탱크 내벽에 요부를 형성하고 그 자리에 배플을 끼워 고정시키거나, 도 8(B)처럼 탱크 내벽과 크기를 잘 맞추어 꽉 끼워짐으로써 위치가 고정되도록 하는 방식 중 어떤 것을 채택하여도 무방하다. 도 8(C)에서는 탱크 내벽에서 덧댄 부재가 끼워지는 위치에만 요부를 형성하였고, 도 8(D)에서는 배플과 탱크 내벽이 접촉하는 세 위치 모두에 요부를 형성하였다. 또한, 도 8(E)와 같이, 탱크 내관 직경보다 더 긴 길이의 너비를 갖는 부재의 양 끝을 꺾어 줌으로써 배플을 형성하여도 된다. 도 8(E)에 도시된 바와 같이 배플의 양단에 꺾인 부분이 존재함으로써 배플의 구조적인 강도는 상승하며, 도 8(C), (D)보다 간단한 형태로 되어 있어 제작이 용이하다는 장점도 있다. 물론, 도 8(E)와 같이 배플 양단 꺾인 부분이 상부공간에 위치하여도 좋고, 반대로 하부공간에 위치하게 하여도 무방하며, 양끝을 꺾어올린 배플의 너비가 여전히 탱크 내관 직경보다 약간 커서 끼웠을 때 배플이 소정의 내경을 갖도록 하여, 휘어진 배플이 탱크 내벽을 밀어내는 힘에 의해 더욱 단단히 고정되도록 하여도 무방하다. 도 8(F)는 배플 단면이 H자 형태를 갖도록 함으로써, 양쪽 탱크 내벽에 접촉하는 부분이 도 8(E)에서의 꺾인 부분과 같은 역할을 하도록 해주는 것도 바람직하다. 이에 더불어, 상술한 바와 같이 배플을 따로 제작하여 탱크 내부에 삽입하여 제작하여도 무방하지만, 탱크를 성형할 때 아예 배플이 형성되도록 하여 일체형으로 구성하는 것도 바람직하다.Figure 8 shows the various insertion forms of the baffle according to the present invention. 8 (A) is a method of forming recesses at both sides of the inner wall of the upper tank and the position where the baffle is inserted and fixing the baffle to prevent the position of the baffle from changing. FIG. 8 (B) shows the shape of the upper tank. The baffle fits tightly without changing the position. Since the baffle has a plurality of coolant flow openings in the middle as shown in FIGS. 4 and 5, the strength of the baffle itself may be weakened due to the structure according to the shape. Likewise, by adding a member in the middle of the baffle, it is possible to reduce the possibility of damage in the form of baffle during assembly or during operation of the heat exchanger. In this case, too, the baffle fixing method forms a recess in the inner wall of the tank as shown in FIG. 8 (A) and fixes the baffle in place, or fits tightly with the tank inner wall as shown in FIG. 8 (B). It is acceptable to adopt any of the methods to ensure that is fixed. In FIG. 8 (C), recesses are formed only at the position where the pad member is fitted in the tank inner wall, and in FIG. 8 (D), recesses are formed at all three positions where the baffle and the tank inner wall contact each other. In addition, as shown in Fig. 8E, the baffles may be formed by bending both ends of the member having a length longer than the tank inner tube diameter. As shown in FIG. 8E, the bent portions of the baffles are present, thereby increasing the structural strength of the baffle. Also, the baffles have a simpler shape than those of FIGS. . Of course, as shown in FIG. 8 (E), the bent portion of the baffle may be located in the upper space, or conversely, it may be located in the lower space. At this time, the baffle may have a predetermined inner diameter so that the bent baffle may be more firmly fixed by the force pushing the inner wall of the tank. Fig. 8 (F) preferably has a H-shaped cross section so that the portions in contact with both tank inner walls play the same role as the bent portion in Fig. 8E. In addition, as described above, the baffles may be separately manufactured and inserted into the tank, but the baffles may be formed when the tank is molded.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 3열 열교환기에서 가운데 열(제2열) 내부에서 냉매가 균일하게 분포하지 못하고 원활히 순환하지 못했던 문제를 해결함으로써, 종래의 3열 열교환기에 비해 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의한 구조는 헤더탱크 자체의 내압성을 높여 주는 효과가 있으며, 따라서 열교환기 자체의 수명이나 안정성을 높여주는 효과까지 부가적으로 생기게 된다. 또한, 본 발명에 의한 구조를 적용한 제품을 실제로 제조하는 데 있어서, 상대적으로 간단한 구조를 가지고 있기 때문에 제조하기 용이하며, 3열 열교환기 탱크 내부에 부재를 삽입하거나 압출성형 방식을 통해 일체형으로 제조하는 등 사용자에게 편리한 여러 가지 제조방식을 사용할 수 있다.As described above, according to the present invention, by solving the problem that the refrigerant is not uniformly distributed in the middle row (second row) in the conventional three-row heat exchanger and did not circulate smoothly, cooling performance compared to the conventional three-row heat exchanger There is an effect to improve. In addition, the structure according to the present invention has the effect of increasing the pressure resistance of the header tank itself, and thus additionally increases the life or stability of the heat exchanger itself. In addition, in the actual production of the product to which the structure according to the present invention is applied, it is easy to manufacture because it has a relatively simple structure, by inserting the member inside the three-row heat exchanger tank or integrally manufactured by extrusion molding method Various manufacturing methods convenient for the user can be used.
Claims (6)
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2006
- 2006-07-07 KR KR1020060063682A patent/KR20080004852A/en not_active Ceased
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