KR100868273B1 - 자동차 공조장치용 히터 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 공조장치용 히터 코어에 관한 것으로, 냉각수가 모든 튜브에 균등하게 분배되도록 하여 난방성능을 높이는 것을 목적으로 한다.

개시된 자동차 공조장치용 히터 코어는, 제1 및 제2헤더탱크(110,120)와, 상기 제1 및 제2헤더탱크에 양단부가 각각 연결되는 복수의 튜브(130)와, 상기 튜브들의 사이에 설치되는 복수의 방열핀(140)과, 상기 제1 및 제2헤더탱크에 각각 연결되는 냉각수 입구관(150) 및 냉각수 출구관(160)을 포함하여 이루어진다. 상기 제1 및 제2헤더탱크는 판상의 헤더(111,121), 이 헤더에 결합되는 대략 디귿자 단면의 탱크(112,122) 및 이 헤더와 탱크 조립체의 좌우 양측 개구부에 결합되는 엔드 캡(113,114,123,124)으로 이루어진다. 상기 제1헤더탱크의 내부에는 상기 제1탱크에 유입된 냉각수가 모든 튜브들에 균등하게 분배되도록 냉각수 분배홀(171)이 구비된 분배플레이트(170)가 설치된다. 이에 의하여, 냉각수 유입관을 통해 유입된 냉각수가 상기 냉각수 분배홀에 의해 튜브들에 균등하게 분배되어 모든 튜브를 통과하는 공기가 동일한 조건으로 냉각수와 열교환된다.

히터코어, U턴, 일방향, 분배

Description

자동차 공조장치용 히터 코어{HEATER CORE FOR CAR AIR-CONDITIONER}

도 1 및 도 2는 각각 종래 기술에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어를 보인 것으로,

도 1은 유턴 방식의 히터 코어이며,

도 2는 일방향 흐름방식의 히터 코어이다.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어의 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어에 적용된 제1탱크의 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어에 적용된 분배플레이트의 사시도.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어에 적용된 냉각수 분배공의 변형예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어를 도시한 요부 발췌 분해 사시도.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어를 도시한 요부 발췌 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 히터 코어, 110,120 : 헤더탱크

111,121 : 헤더, 112,122 : 탱크

113,114,123,124 : 엔드 캡, 114a,124a : 연결 튜브

130 : 튜브, 140 : 방열핀

150 : 냉각수 입구관, 160 : 냉각수 출구관

170 : 분배플레이트, 171,181 : 냉각수 분배홀

180 : 서포트, 182 : 탱크 삽입부

본 발명은 자동차 공조장치용 히터 코어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각수가 모든 튜브들에 균등하게 분배되어 모든 튜브 주위를 통과하는 공기와 동일한 조건하에서 열교환되도록 함으로써 난방성능을 높일 수 있도록 한 자동차 공조장치용 히터 코어에 관한 것이다.

일반적으로 공조장치는 환기장치, 냉난방장치 등으로 구성되며, 여러 가지 기후나 주행조건에서도 승차원에게 쾌적한 환경을 만들어주고, 유리창의 흐림과 서리 등을 제거하여 운전자의 시계를 확보하고 안전한 운전을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

난방장치는, 엔진에서 나오는 고온의 냉각수가 히터 코어를 지나 다시 엔진으로 귀환하는 순환 중에 히터 코어를 통과하는 공기를 히터 코어 내부를 흐르는 고온의 냉각수와 열교환시켜 고온으로 상승시키고, 이 고온의 공기를 실내에 공급함으로써 실내를 난방하는 것이다.

냉방장치는, 압축기에서 고온고압으로 압축된 냉매가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하는 중에 증발기를 통과하는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 온도를 낮추고, 이 저온의 공기를 차내에 공급함으로써 차내를 냉방하는 것이다.

히터 코어는, 냉각수의 흐름방식에 따라 유턴(U-TURN) 방식과 일방향 흐름 방식(One-way flow type)으로 구분되며, 그 방식에 상관없이 히터 코어의 기본 구성은, 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이, 제1 및 제2탱크(1,2)와, 제1 및 제2탱크(1,2)의 사이에 나란하게 배열되며 양측 단부가 제1 및 제2탱크(1,2)에 각각 삽입 연결되는 다수의 튜브(3)와, 그리고, 튜브(3)들의 사이에 각각 설치되는 다수의 방열핀(4)으로 구성된다.

이러한 구조에서 냉각수의 흐름 방식에 따라 유턴 방식의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1탱크(1)의 내부에 배플이 설치되어 제1탱크(1)를 제1 및 제2챔버(1a,1b)로 구획하고, 각 챔버(1a,1b)에 냉각수 유입관(6)과 토출관(7)이 각각 연결되어, 냉각수 유입관(6)을 통해 유입된 냉각수가 튜브(3)들로 구성되는 제1유로(P1)를 거치는 과정에서 공기와 열교환되고, 이후, 제2탱크(2)에 유입되어 튜브(3)들로 구성되는 제2탱크(2)에서 제2유로(P2)측으로 유턴하여 제2유로(P2)를 따라 흐르면서 공기와 열교환된 후, 제2챔버(1b)를 통해 토출관(7)으로 토출된다.

한편, 도 2에서 보이는 바와 같이, 일방향 흐름방식의 경우에는 제1탱크(1)에 냉각수 유입관(6)이 연결되고, 제2탱크(2)에 냉각수 토출관(7)이 연결되어, 냉각수 유입관(6)을 통해 유입된 냉각수가 모든 튜브(3)를 따라 직진으로 통과하면서 공기와 열교환된 후, 제2탱크(2)을 거쳐 냉각수 토출관(7)으로 토출된다. 즉, 냉각수 유입방향과 냉각수 토출방향이 동일하다.

종래 기술에 따른 유턴 방식과 일방향 흐름방식은 각각의 장점과 단점을 갖고 있다. 즉, 유턴 방식은 상대적으로 유로의 길이가 길기 때문에 전열면적이 넓으므로 난방성능이 높은 장점이 있지만, 유턴하는 지점에서 압력강하가 크기 때문에 냉각수의 유량이 적은 단점이 있다. 그리고, 일방향 흐름방식은 냉각수가 직진으로 유동하기 때문에 상대적으로 압력강하가 작으므로 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있지만, 유로의 길이가 짧기 때문에 난방성능이 떨어지는 단점이 있다.

특히, 일방향 흐름방식 히터 코어에 있어서, 냉각수가 제1탱크 유입될 때, 제1탱크의 구조 및 냉각수 입구관의 설치 위치상 유입된 냉각수가 관성에 의해 냉각수가 제1탱크 내부에 균등하게 분포되지 못하고 헤더 탱크의 끝단부에 위치한 튜브에 집중되어 제2탱크로 유입되므로 열교환 효율이 낮아지며, 결과적으로 최대의 난방성능을 발휘하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 일방향 흐름방식에 서 냉각수가 모든 튜브에 균등하게 분배되도록 한 자동차 공조장치용 히터 코어를 제공하려는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 공조장치용 히터코어는, 판상의 헤더, 이 헤더에 결합되는, 대략 단면이 디귿자인 탱크 및 상기 헤더와 탱크 결합체의 좌우 양측 개구부에 결합되는 엔드 캡을 구비하는 제1 및 제2헤더탱크와; 상기 제1 및 제2헤더탱크의 사이에 나란히 배열되는 복수의 튜브와; 상기 튜브들의 사이에 설치되는 방열핀과; 상기 제1 및 제2탱크의 일측 엔드캡에 각각 설치되는 냉각수 입구관 및 냉각수 출구관;을 포함하여 이루어지고,

상기 제1헤더탱크의 내부에는 상기 냉각수 입구관을 통해 유입된 냉각수가 모든 튜브로 균등하게 분배되도록 냉각수 분배홀이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 분배홀은, 상기 제1헤더탱크 내부에 설치되는 분배플레이트에 형성될 수 있다.

상기 분배플레이트는 상기 냉각수 입구관에 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 냉각수 분배홀은, 상기 튜브들의 최외측 단부에 설치되는 서포트 중 상기 냉각수 입구관측에 인접하는 서포트의 단부에 연장되어 제1헤더탱크 내부에 삽입되는 탱크 삽입부에 형성될 수도 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더 욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

< 실시예 1 >

도 3에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어(100)는, 서로 나란하게 배치되는 제1 및 제2헤더탱크(110,120)와, 제1 및 제2헤더탱크(110,120)에 그 양단부가 유체 연통 가능하게 설치되는 다수의 튜브(130)와, 상기 튜브(130)들의 사이에 각각 개재되는 다수의 방열핀(140)과, 하측의 제1헤더탱크(120)에 설치되는 냉각수 입구관(150)과, 그리고, 제2헤더탱크(110)의 일측에 설치되는 냉각수 출구관(160)으로 이루어진다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 제1 및 제2헤더탱크(110,120)는, 판상의 헤더(111,121), 대략 디귿자 단면으로 이루어져 상기 헤더(111,121)에 결합되는 탱크(112,122) 및 상기 헤더(111,121)와 탱크(112,122) 조립체의 좌우 양측 개구부에 각각 결합되는 엔드 캡(113,114,123,124)으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에 따른 히터 코어(10)에 따르면, 냉각수가 냉각수 유입관(150)을 통해 제1헤더탱크(110)에 유입되어 튜브(130)들을 통과한 후, 제2헤더탱크(120)의 냉각수 출구관(160)을 통해 토출되는 일방향 흐름방식에 관한 것으로, 제1 및 제2헤더탱크(110,120)의 일측 엔드캡(114,124)에는 각각 냉각수 입구관(150)과 냉각수 출구관(160)이 각각 연결되는 연결 튜브(114a,124a)가 설치될 수 있다.

이와 같이 구성된 히터 코어(100)에 의하면, 냉각수가 냉각수 입구관(150)을 통해 제1헤더탱크(110)에 유입되어 제1헤더탱크(110) 내부에서 다수의 튜브(130)들로 분배되어 튜브(130)들을 따라 흐르면서 주위 공기와 열교환되고, 이후, 제2헤더탱크(120)를 거쳐 일측의 냉각수 출구관(160)을 통해 토출된다.

이때, 제1헤더탱크(110)에 유입된 냉각수가 모든 튜브(130)들에 균등하게 분배될 수 있도록 제1헤더탱크(110)의 내부에는 분배수단이 설치될 수 있다.

분배수단은, 판상으로 이루어지며, 그 외주면이 헤더(111)와 탱크(112)의 내주면에 밀착되어 그 사이에 공간이 형성되지 않도록 하며, 제1헤더탱크(110)의 단면적보다 작은 단면적의 냉각수 분배홀(171)이 구비된 분배플레이트(170)가 채용될 수 있다.

냉각수 분배홀(171)은 원형, 타원형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

분배플레이트(170)는, 냉각수가 모든 튜브(130)에 균등하게 분배될 수 있도록 냉각수 입구관(150)에 인접하게 설치될 수 있다.

도 6a에서 보이는 바와 같이, 상기 분배플레이트(170)의 냉각수 분배홀(171)에는 리브(172)가 더 형성될 수도 있고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 냉각수 분배홀(171)은 다수개가 메쉬형태로 이루어질 수도 있다. 상기 리브(172)는 십자형에 한정되지 않고, 여러 가지 형태일 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어의 작용은 다음과 같다.

냉각수 입구관(150)을 통해 제1헤더탱크(110)에 유입되는 냉각수는 분배플레 이트(170)의 냉각수 분배홀(171)에 의한 압력차에 의해 제1헤더탱크(110) 내부의 전 영역에 동일하게 분배된다.

제1헤더탱크(110)에 분배된 냉각수는 모든 튜브(130)에 동일한 양이 유입되어 튜브(130)를 따라 흐르며, 이 과정에서 튜브(130) 주위를 통과하는 공기와 열교환된다.

냉각수는 튜브(130)를 통과한 후 제2헤더탱크(120)를 거쳐 냉각수 출구관(160)을 통해 토출된다.

< 실시예 2 >

도 7 및 도 8에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어(100)에 따르면, 히터 코어(100)의 형상 유지를 위해 튜브(130)(도 8에 도시됨)의 최외측에 설치되는 서포트(180)에 냉각수 분배홀(181)이 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 냉각수 입구관(150)(도 8에 도시됨)이 설치되는 제1헤더탱크(110)의 헤더(111)에 서포트 삽입공(111a)이 형성되며, 냉각수 입구관(150)에 인접하는 서포트(180)의 단부에는 상기 서포트 삽입공(111a)에 삽입 고정되는 탱크 삽입부(182)가 연장 형성되고, 상기 탱크 삽입부(182)에는 냉각수 분배홀(181)이 형성된다.

본 실시예에 따른 상기 냉각수 분배홀(181)은 전술한 실시예 1의 냉각수 분배홀(171)과 마찬가지로 변형 가능할 것이다.

서포트(180)의 고정 구조는 예컨대, 도 8에서 보이는 바와 같이, 탱크(112)에 타발가공으로 서포트 안착홈(112a)을 형성하고, 서포트(180)를 헤더(111)의 서 포트 삽입공(111a)을 통해 삽입하여 그 단부가 서포트 안착홈(112a)에 안착되도록 하며, 이 상태에서 브레이징 결합할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 기존 부품의 형상을 변경함으로써 냉각수를 모든 튜브에 균등하게 분배할 수 있으므로 별도의 부품을 설치하는 작업이 없어지는 장점이 있다.

본 실시예에 따른 냉각수 분배작용은 실시예 1과 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 냉각수가 모든 튜브(130)에 균등하게 분배되어 냉각수 입구관(150)에서 먼 곳을 통과하는 공기도 냉각수와 열교환될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 공조장치용 히터 코어에 의하면, 냉각수가 모든 튜브에 균등하게 분배되어 히터 코어의 전 영역을 통과하는 공기가 효과적으로 열교환됨으로써 난방성능이 향상되는 등의 효과가 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 판상의 헤더(111,121), 이 헤더에 결합되는, 대략 단면이 디귿자인 탱크(112,122) 및 상기 헤더와 탱크 결합체의 좌우 양측 개구부에 결합되는 엔드 캡(113,114,123,124)을 구비하는 제1 및 제2헤더탱크(110,120)와; 상기 제1 및 제2헤더탱크의 사이에 나란히 배열되는 복수의 튜브(130)와; 상기 튜브들의 사이에 설치되는 방열핀(140)과; 상기 제1 및 제2탱크의 일측 엔드캡(114,124)에 각각 설치되는 냉각수 입구관(150) 및 냉각수 출구관(160);을 포함하여 이루어지고,

   상기 제1헤더탱크의 내부에는 분배플레이트가 설치되고, 상기 냉각수 입구관을 통해 유입된 냉각수가 모든 튜브로 균등하게 분배되도록 상기 분배플레이트에 냉각수 분배홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 히터 코어.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 분배플레이트는 상기 냉각수 입구관에 인접하게 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 히터 코어.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수 분배홀(181)은, 상기 튜브들의 최외측 단부 에 설치되는 서포트 중 상기 냉각수 입구관측에 인접하는 서포트(180)의 단부에 연장되어 제1헤더탱크 내부에 삽입되는 탱크 삽입부(182)에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 히터 코어.

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