KR100457495B1 - 자동차의 공조장치용 히터 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 공조장치용 열교환기인 히터 코어에 관한 것으로, 그 기술적 구성은, 한 쌍을 이루는 상·하부의 탱크와, 상기 상·하부 탱크에 각각 연결되어 있는 상·하부 헤더와, 냉각수를 유입·배출하는 유입파이프 및 배출파이프와, 상기 상·하부 헤더에 끼워져 고정되고 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 구비되는 방열핀들과, 상기 상·하부 헤더 사이에 고정되며 상기 튜브들의 양측에 구비되는 서포트를 포함하는 히터코어에 있어서, 상기 하부탱크 및 하부헤더의 일측 중앙부위를 돌출시켜 파이프 고정공을 형성하고 상기 유입파이프를 상기 고정공을 통해 상기 튜브의 길이방향과 나란하게 결합하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 공조장치용 히터 코어{Heater Core for an Air Conditioning System of a Car}

본 발명은 자동차의 공기조화장치에 사용되는 열 교환기인 히터 코어 (Heater Core)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하부 탱크 및 하부헤더의 일측 중앙부위를 돌출시켜 상기 돌출부위에 파이프 고정공을 형성하고 상기 고정공을 통해 유입파이프를 튜브의 길이 방향과 나란하게 결합시킴으로써 히터코어의 길이 조정을 용이하게 할 수 있고 히터코어를 콤팩트화 하여 히터코어의 탑재성을 향상 시킬 수 있도록 한 히터코어에 관한 것이다.

자동차의 공기조화장치에 사용되는 히터 코어는, 엔진을 순환하며 연소시 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수를 이용하여 자동차의 실내에 더운 공기를 공급해주는 열교환기로서, 일반적으로 온수를 유입하고 배출하는 유입 및 배출파이프, 상·하부 탱크, 상·하부 헤더, 튜브, 핀 및 서포트 등으로 이루어져 있다. 즉, 엔진의 열에 의해 가열된 고온의 냉각수를 히터코어의 튜브 및 핀을 통과시켜 외부에서 공급된 공기와 열교환을 하고 이로 인해 따뜻해진 공기를 자동차의 실내로 공급하는 역할을 하는 장치이다.

예컨대, 종래기술에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유입파이프 및 배출파이프(13)(14)와, 한 쌍을 이루는 상·하부 탱크(11)(12)와, 냉각수가 통과하는 튜브(15)와 결합되며 상기 상·하부 탱크에 연결된 상·하부 헤더(11a)(12a)와, 상기 튜브(15)사이에 구비되는 핀(16) 및 상기 튜브(15)와 핀(16)을 측면에서 지지하는 서포트(17)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구조의 히터코어는, U-턴식 히터코어로 불리우는 것으로 상부탱크(11) 및 상부헤더(11a)가 칸막이(미도시)로 나뉘어 입구측 헤더와 출구측 헤더가 서로 분리되어 있다. 이와 같은 구조의 히터코어에서는, 상기 입구측헤더로 유입된 온수가 좌측의 튜브(15)를 통해 하부의 탱크로 흐른뒤 다시 우측의 튜브를 통해 상부의 탱크로 흐른다음 배출파이프를 통해 배출되므로 온수의 흐름이 U 자 형태를 이루게 된다. 따라서, 상기와 같은 U-턴방식 히터코어에서는 튜브(15)의 절반이 온수의 유입통로로 사용되고 다른 절반이 온수의 귀환통로로 사용되고 있어 압력손실이 커져 히터코어의 방열성능을 저하시키게 되는 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 한쪽의 헤더를 온수의 입구측 헤더로 하고 다른 한쪽의 헤더를 온수의 출구측 헤더로 하는 이른바 One-Way 방식의 히터코어를 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 One-Way방식의 히터코어는 온수의 유량을 늘려 방열성능을 향상시킬 수는 있으나 온수의 유입파이프와 배출파이프가 서로 반대방향에 위치하게 되어 배관이 복잡하게 되고 결과적으로 히터코어의 탑재성을 저하시키게 되는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 히터코어로서, 도2에 도시된 바와 같은 구조의 One-Way방식 히터코어가 제안된 바 있다. 이와 같은 형식의 히터코어(20)는 유입파이프(23)및 배출파이프(24)가 동일한 방향으로 배치되어 있어 상기 유입파이프(23)로 유입된 고온의 냉각수가 하부탱크(22)로 흐른뒤 다시 배출파이프(24)로 배출되는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조의 히터코어는 온수가 튜브(25)의 일방향으로만 흐르기 때문에 온수통로의 단면적이 증가하여 방열성능이 향상되고 온수의 유입파이프와 배출파이프가 동일방향으로 배치되어 있어 히터코어의 탑재가 용이하다는 장점을 지니고 있다.

그러나, 상기와 같은 구조에서는 상부헤더의 일단에 나란하게 설치되는 상기 유입파이프와 배출파이프를 연결하기 위해 별도의 연결부재를 필요로 하는 문제점이 있었다. 또한, 방열성능을 높이기 위해 히터코어의 크기를 키우기 위해서는 양 파이프간의 거리를 늘이거나 탱크의 크기를 키워야 하는데, 이런 경우 탱크와 탱크를 연결하는 튜브 및 핀의 수가 증가되어 작업공수를 증가시키고 제작원가를 상승시키는 문제점이 있었다. 또한, 히터코어의 크기를 키우게 되면 상기 유입파이프와 배출파이프간의 거리가 멀어지게 되어 히터코어의 탑재시 많은 공간을 차지하게 되는 문제점을 지니고 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, One-Way 방식의 히터코어에 있어서 별도의 연결부재 없이 유입파이프와 배출파이프를 동일방향으로 나란히 고정될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 히터코어의 크기가 증가되더라도 증가되는 부품수를 최소화 하여 작업공수를 줄이고 제작원가를 낮추도록 하는 데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 히터 코어의 부피를 콤팩트화 하여 히터코어의 탑재성을 향상시키고 기존의 쿨링 및 히팅 유닛의 레이아웃(Layout)을 크게 변경하지 않고도 히터코어를 간편하게 장착 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 U턴 방식 히터 코어의 사시도이고,

도 2는 종래 기술에 의한 One-Way 방식 히터코어의 단면도이며,

도 3은 본 발명에 의한 자동차의 공조장치용 히터 코어의 사시도이고,

도 4은 본 발명에 의한 히터코어의 정면도이며,

도 5는 도3의 A-A선 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 히터 코어의 설치 상태를 도시한 단면도이다.

** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100...히터 코어 110...상부 탱크

110a...상부 헤더 112...제 1씨일부재

113...제 2씨일부재 120...하부 탱크

120a...하부 헤더 120b...파이프 고정공

130...유입 파이프 140...배출 파이프

150...튜브 152...방열핀

160...서포트 C...케이스

H...쿨링 및 히팅 유닛 E...증발기

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 자동차 공조장치용 히터 코어는, 한 쌍을 이루는 상·하부의 탱크와, 상기 상·하부 탱크에 각각 연결되어 있는 상·하부 헤더와, 온수를 유입·배출하는 유입파이프 및 배출파이프와, 상기 상·하부 헤더에 끼워져 고정되고 온수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 구비되는 핀과, 상기 상·하부 헤더 사이에 고정되며 상기 튜브들의 양측에 구비되는 서포트를 포함하는 히터코어에 있어서, 상기 하부탱크 및 하부헤더의 일측 중앙부위를 돌출시켜 유입파이프 고정공을 형성하고 상기 유입파이프를 상기 고정공을 통해 상기 튜브의 길이방향과 나란하게 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 히터코어가 쿨링 및 히팅유닛 케이스 내부로 조립된 후에는 공기의 누설을 막기 위해 상기 케이스와 유입파이프 사이에는 제 1씨일부재를, 상기 케이스와 상부탱크 사이에는 제 2씨일부재를 설치하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명에 의한 자동차의 공조장치용 히터 코어의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 히터코어의 정면도이며, 도 5는 도3의 A-A선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 히터코어를 쿨링 및 히팅 유닛에 설치한 상태를 도시한 단면도이다.

즉, 본 발명에 따른 자동차의 공조장치용 히터 코어(100)는, 한 쌍을 이루는 상·하부 탱크(110)(120)와, 상기 상·하부 탱크(110)(120)에 연결되는 상·하부 헤더(110a)(120a)와, 고온의 냉각수를 유입·배출하는 유입파이프(130) 및 배출파이프(140)와, 상기 상·하부 헤더(110a)(120a)에 각각 끼워져 고정되고 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브(150)와, 상기 튜브(150)들 사이에 구비되는 방열핀(152)들과, 상기 상·하부 헤더(110a)(120a)의 사이에 고정되며 상기 튜브(150)들의 양측에 구비되는 서포트(160)를 포함하는 히터코어에 있어서, 상기 상부탱크(110)의 중앙부위에 배출파이프(140)를 형성하고, 하부탱크(120) 및 하부헤더(120a)의 일측 중앙부위를 돌출시켜 파이프 고정공(120b)을 형성하여 상기 유입파이프(130)를 상기 고정공을 통해 상기 튜브(150)의 길이방향과 나란하게 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 히터코어는 도 3내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하부탱크(120) 및 하부헤더(120a)의 중앙부 일측에 유입파이프(130) 고정공(120b)이 구비된 돌출부를 형성하고 상기 유입파이프 고정공에 유입파이프를 끼워 용접한 것을 그 특징으로 하고 있는 것이다. 한편, 상기 히터코어를 쿨링 및 히팅유닛의 케이스(C)(도5 및 도6참조)에 조립시에는 히터코어와 상기 케이스(C)간의 공기 누설을 막기 위해 상기 유입파이프(130)와 히팅유닛의 케이스(C)(제5도 참조)가 접하는 부위에는 제 1씨일부재(112)를 설치하고, 상부탱크(110)와 상기 쿨링 및 히팅유닛 케이스(C)가 접하는 부위에는 제 2 씨일부재(113)를 설치한다. 또한, 상기 히터코어를 수용하는 상기 쿨링 및 히팅유닛 케이스 내부는 상기 히터코어의 돌출된 외관 형상을 감안하여 상기 히터코어의 삽입이 용이하도록 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 작용을 도 5및 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 자동차의 공조장치용 히터 코어(100)에 의하면, 유입파이프(130)를 통해 화살표 방향으로 유입된 고온의 냉각수가 하부탱크(120)를 거쳐 튜브(150)를 통과하면서 외부의 공기와 열교환을 하고 배출파이프(140)를 통해 배출된다. 따라서, 외부로 부터 공급된 공기는 상기 히터코어를 통과하면서 튜브와 핀의 열교환에 의해 데워진 뒤 자동차의 실내로 공급되는 것이다.

본 실시예에서는 편의상 상기 배출파이프(140)돠 연결된 탱크(110)를 상부탱크로, 유입파이프(130)와 연결된 탱크(120)를 하부탱크로 하여 설명 하였으나, 상기 히터코어는 횡방향으로 설치될 수 있음은 물론이다. 또한, 도5에서 좌측의 파이프를 유입파이프로, 우측의 파이프를 배출파이프로 하여 설명 하였지만 도 5에서의 화살표와는 반대로 즉, 우측의 파이프를 유입파이프로 하여 고온의 냉각수를 공급할 수도 있다.

도 6은 일반적으로 사용되고 있는 쿨링 및 히팅유닛의 단면을 도시한 것으로E는 증발기를 표시한 것이고 화살표는 공기의 흐름을 나타낸 것이다. 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 히터코어는 유입 및 배출파이프간의 거리가 짧으므로 상기 쿨링 및 히팅유닛의 내부구조를 약간만 변경하면 용이하게 상기 히터코어를 장착할 수가 있다. 도 2와 같은 종래의 One-Way방식에 의하면 히터코어의 크기가 증가할 때 배출파이프 고정부를 포함한 히터코어 전체폭(W)이 증가하게 되나, 본 발명에 의하면 순수하게 튜브와 핀의 수만 증가하게 되므로 상기 쿨링 및 히팅유닛에의 탑재성을 크게 향상시킬 수가 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 공조장치용 히터 코어에 의하면, 별도의 연결부재 없이도 유입파이프와 배출파이프를 동일한 방향으로 나란히 배치할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 다른 효과는, 히터코어의 크기가 증가되더라도 증가되는 부품수를 최소화하여 작업공수를 줄이고 제작원가를 낮출 수 있다는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 효과는 One-Way방식 히터코어의 장점을 살리면서 히터코어의 부피를 콤팩트화 하여 히터코어의 탑재성을 향상시키고, 기존 히팅유닛의 레이아웃을 크게 변경하지 않고서도 히터코어를 간편하게 장착할 수가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 한 쌍을 이루는 상·하부 탱크(110)(120)와, 상기 상·하부탱크에 각각 연결되어 있는 상·하부 헤더(110a)(120a)와, 고온의 냉각수룰 유입·배출하는 유입파이프(130) 및 배출파이프(140)와, 상기 상·하부 헤더에 끼워져 고정되고 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브(150)와, 상기 튜브들 사이에 구비되는 방열핀(160)들과, 상기 상·하부 헤더 사이에 고정되며 상기 튜브들의 양측에 구비되는 서포트(160)를 포함하는 자동차의 공조장치에 사용되는 히터 코어에 있어서,

   상기 상부탱크(110)의 중앙부위에 배출파이프(140)를 형성하고, 상기 하부탱크(120) 및 하부헤더(120a)의 일측 중앙부위를 돌출시켜 유입파이프 고정공(120b)을 형성하여 상기 유입파이프(130)가 상기 고정공을 통해 상기 튜브(150)의 길이방향으로 나란하게 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 히터코어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 히터코어가 쿨링 및 히팅유닛의 케이스(C)에 조립될 때 상기 유입파이프(130)와 히팅유닛의 케이스(C)가 접하는 부위에는 제1 씨일부재(112)를 구비하고, 상부탱크(110)와 상기 쿨링 및 히팅유닛 케이스(C)가 접하는 부위에는 제2 씨일 부재(113)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 히터코어.