KR102173354B1 - Cold reserving heat exchanger - Google Patents

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백승수
전영하
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 폭 방향으로 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a storage cooling heat exchanger, and in more detail, among the tubes arranged in three rows in the width direction, a storage cooling material is stored in the second row tube, and the cooling fluid flowing in the first row and the third row tube can move to each other. It is formed so that it effectively stores the cool air of the cooling fluid and releases cool air when the engine is stopped, thereby preventing a sudden temperature increase in the interior of the vehicle, thereby improving the user's cooling comfort, and energy and time consumed during recooling. It relates to a heat storage heat exchanger that can minimize the.

Description

축냉 열교환기{Cold reserving heat exchanger}Cold storage heat exchanger {Cold reserving heat exchanger}

본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 폭 방향으로 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a storage cooling heat exchanger, and in more detail, among the tubes arranged in three rows in the width direction, a storage cooling material is stored in the second row tube, and the cooling fluid flowing in the first row and the third row tube can move to each other. It is formed so that it effectively stores the cool air of the cooling fluid and releases cool air when the engine is stopped, thereby preventing a sudden temperature increase in the interior of the vehicle, thereby improving the user's cooling comfort, and energy and time consumed during recooling. It relates to a heat storage heat exchanger that can minimize the.

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다. In recent years, as interest in the environment and energy increases worldwide, research to improve fuel efficiency is being conducted, and research and development for light weight, miniaturization, and high functionality are continuously being conducted to satisfy the needs of various consumers.

상기 하이브리드 차량은 신호대기 등의 정차 시 자동으로 엔진을 정지하고 다시 변속기의 조작으로 엔진이 재시동 되도록 하는 아이들 스톱/고 시스템을 채택되는 경우가 많다. 그러나 상기 하이브리드 차량의 경우에도 냉방장치는 엔진에 의해 작동되므로 엔진이 정지될 경우, 압축기도 정지하게 되고 이에 따라, 증발기의 온도가 상승되어 사용자의 쾌적함을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 증발기 내부의 냉매는 상온에서도 쉽게 기화되므로 압축기가 동작되지 않는 짧은 시간동안 냉매가 기화되어 다시 엔진이 작동되어 압축기 및 증발기가 작동되더라도 기화된 냉매를 압축하여 액화해야하므로 실내에 냉풍이 공급되기 위한 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 전체 에너지 소요량을 높이는 문제점이 있다.In many cases, the hybrid vehicle employs an idle stop/go system in which the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped, such as waiting for a signal, and the engine is restarted by operating the transmission again. However, even in the case of the hybrid vehicle, since the cooling device is operated by the engine, when the engine is stopped, the compressor is also stopped, and accordingly, the temperature of the evaporator rises, thereby reducing user comfort. In addition, since the refrigerant inside the evaporator is easily evaporated even at room temperature, the refrigerant is vaporized for a short period of time when the compressor is not operated and the engine is operated again, and even if the compressor and evaporator are operated, the vaporized refrigerant must be compressed and liquefied. As well as taking a long time, there is a problem of increasing the total energy consumption.

이때, 하이브리드 차량에서는 축냉 증발기가 더 구비됨으로써, 냉방 성능 향상은 물론, 엔진 재시동 시간을 연장 또는 연기시킬 수 있다.In this case, the hybrid vehicle may further include a storage cooling evaporator, thereby improving cooling performance and extending or delaying the engine restart time.

이와 관련한 기술로, 일본특허공개공보 제2000-205777호 (발명의 명칭 :　축냉 열교환기)가 제안된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.As a technology related to this, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-205777 (name of the invention: 　 cold storage heat exchanger) has been proposed, which is shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같은 축냉 열교환기(90)는 냉매가 유통되는 냉매 통로(91e)와, 축냉재가 저장되는 축냉재실(91f，91f′)을 2중관 구조의 튜브(91)에 의하여 일체로 형성하고, 상기 2중관 구조의 튜브(91)의 외측에 상기 냉매와의 열교환 되는 유체의 통로(94)가 형성되는 것을 특징으로 한다.The refrigerant heat storage heat exchanger 90 as shown in FIG. 1 integrates the refrigerant passage 91e through which refrigerant flows and the refrigerant storage compartments 91f and 91f' in which refrigerant is stored by a tube 91 having a double tube structure. And a passage 94 for the fluid to be heat-exchanged with the refrigerant outside the tube 91 of the double tube structure.

그러나 도 1에 도시된 바와 같은 상기 축냉 열교환기는 상기 튜브가 여러 개의 판재를 접합하여 형성되므로 접합 불량의 발생빈도가 높고 2중관 형태로 형성됨에 따라 제조상의 어려움이 있으며, 접합 불량이 발생되는 경우에 내부의 냉매와 축냉재가 혼합되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 접합 불량이 발생된다 하더라도 그 부분을 찾아내기 어려운 문제점이 있었다.However, in the heat storage heat exchanger as shown in FIG. 1, since the tube is formed by bonding several plates, the occurrence of bonding failure is high, and as it is formed in a double tube shape, there is difficulty in manufacturing. There may be a problem that the refrigerant inside and the storage coolant are mixed. In addition, even if a bonding failure occurs, there is a problem in that it is difficult to find the part.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 도 2와 같이, 2열의 튜브를 배열하여, 1열 및 3열에 냉매가 유동되고, 2열에 축냉재가 충전되는 구조의 축냉 열교환기가 개발된 바 있다.In order to solve the above-described problem, a heat storage heat exchanger having a structure in which a refrigerant flows in the first and third rows by arranging two rows of tubes as shown in FIG. 2 and a refrigerant storage material is filled in the second row has been developed.

상기 축냉 열교환기는 1열 및 3열 간에 냉매 이동을 위해, 추가적인 구조물이 필요하며, 도 2의 실시 예에서는 하부 탱크(12)의 일측 단부에 1열 및 3열 간에 냉매가 유동되도록 하기 위한 냉매 유동 통로부(13)가 더 구비되었다.The storage cooling heat exchanger requires an additional structure to move the refrigerant between the first and third rows, and in the embodiment of FIG. 2, a refrigerant flow for allowing the refrigerant to flow between the first and third rows at one end of the lower tank 12 The passage portion 13 was further provided.

이 경우, 상기 축냉 열교환기는 1, 2, 3열 간에 유체를 구분하는 격벽이 각각의 부피를 차지함에 따라 증발기의 폭이 커질 뿐만 아니라, 냉매 유동 통로부로 인해 길이가 증가한다는 단점이 있다.In this case, the heat storage heat exchanger has a disadvantage in that the width of the evaporator increases as the partition walls separating the fluid between the first, second, and third rows occupy each volume, and the length increases due to the refrigerant flow passage.

또한, 상기 2열 튜브 내에 충전된 축냉재는 온도에 따라서 부피가 달라지고 올라갈수록 부피가 커지기 때문에, 과도한 양을 주입 시에는 재료비가 상승하고 외부기온에 따라 폭발의 위험성이 있으며, 부족한 양을 주입 시에는 축냉 성능이 부족해진다는 문제점이 있다.In addition, since the volume of the cold storage material filled in the second row tube varies depending on the temperature and increases in volume as it rises, the material cost increases when an excessive amount is injected, and there is a risk of explosion depending on the external temperature, and an insufficient amount is injected. At the time, there is a problem that the storage cooling performance becomes insufficient.

따라서 보다 콤팩트한 구조로, 부피 증가를 최소화할 수 있으며, 적절한 양의 축냉재가 주입될 수 있는 축냉 열교환기의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a heat storage heat exchanger that has a more compact structure, can minimize an increase in volume, and can inject an appropriate amount of cold storage material.

일본특허공개공보 제2000-205777호 (발명의 명칭 :　축냉 열교환기)Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-205777 (Name of invention: 　 Cold storage heat exchanger)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 3열 배치되는 튜브 중, 제2열 튜브에 축냉재가 저장되고, 제1열 및 제3열 튜브에 유동되는 냉각유체가 서로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 냉각유체의 냉기를 효과적으로 저장하는 동시에, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and an object of the present invention is that of the tubes arranged in three rows, a regenerator material is stored in a second row tube, and flows in the first row and third row tubes. As the cooling fluids are formed to be movable with each other, it effectively stores the cool air of the cooling fluid and releases cool air when the engine is stopped, preventing a sudden temperature increase in the interior of the vehicle, thereby improving the user's cooling comfort and re-cooling. It is to provide a heat storage heat exchanger that can minimize the energy and time consumed during the period.

아울러, 본 발명의 목적은 제2열 튜브에 충전되는 축냉재의 충전량을 적절한 수준으로 충전함으로써, 외부공기 온도에 따라 상변화 물질의 내부압이 변하더라도 안정성 및 최적의 성능을 보장할 수 있는 축냉 열교환기를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to ensure stability and optimum performance even if the internal pressure of the phase change material changes according to the external air temperature by filling the amount of refrigerant to be charged in the second heat tube to an appropriate level. It is to provide a heat exchanger.

본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기는 폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 및 제3열 튜브(130)에 냉각유체가 순환되고, 제2열 튜브(120)에 축냉재가 저장되는 복수개의 튜브(100); 상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)가 결합되는 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202); 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에 구비되어 냉각유체가 순환되는 공간인 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)와, 축냉재 저장 공간이 배치되는 제2공간부(232)를 분리하는 격벽부(300); 상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420); 상기 제2공간부(232)에 형성되어 축냉재가 주입되는 축냉재 주입구(600); 를 포함하되, 상기 제2열 튜브(120)와, 상기 상ㆍ하부 헤더탱크(201, 202)의 제2공간부(232) 내에 최대로 축냉재가 충전되는 최대 충전량 대비, 실제 충전량은 70~90%인 것을 특징으로 한다.The storage cooling heat exchanger according to the embodiment of the present invention is arranged in three rows in the width direction, the cooling fluid is circulated in the first and third row tubes 130, and a plurality of coolant storage materials are stored in the second row tube 120. Dog tubes 100; A first space part 231 and a second row tube 120 are fixed to both ends in the length direction of the tube 100 and are separated into three spaces in the width direction, and communicate with the first row tube 110. ) And a second space part 232 communicating with and a third space part 233 communicating with the third row tube 130, and an upper header tank to which the header 210 and the tank 220 are coupled ( 201) and a lower header tank 202; A first space part 231 and a third space part 233, which are spaces provided inside the upper header tank 201 and the lower header tank 202 to circulate cooling fluid, and a storage space for storage coolant A partition wall portion 300 separating the two space portions 232; An inlet 410 through which the cooling fluid flows and an outlet 420 formed in the first space 231 or the third space 233; A cold storage material injection hole 600 formed in the second space part 232 and into which a cold storage material is injected; Including, but the second row tube 120, and the actual filling amount compared to the maximum filling amount in which the cool storage material is maximally filled in the second space portion 232 of the upper and lower header tanks 201 and 202 It is characterized by being 90%.

또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 제2열 튜브(120) 전체 길이의 75~85% 길이만큼 축냉재가 충전될 수 있다.In addition, the heat storage heat exchanger may be filled with a storage cooling material by 75 to 85% of the total length of the second heat tube 120.

또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 제2열 튜브(120)의 단부 및 상부 헤더탱크(201)의 헤더(210) 사이에 위치하는 지점까지 축냉재가 충전될 수 있다.In addition, the heat storage heat exchanger may be filled with a cooling material to a point positioned between the end of the second heat tube 120 and the header 210 of the upper header tank 201.

또한, 상기 격벽부는 상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212)과, 제1열 튜브삽입홀(211) 사이 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 일단이 고정되고, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 탱크(220) 측 방향으로 연장되는 2개의 헤더측 격벽부(310); 및 상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정되는 탱크측 격벽부(320); 를 포함할 수 있다.In addition, one end of the partition wall portion is fixed between the second row tube insertion hole 212 of the header 210, the first row tube insertion hole 211 and the third row tube insertion hole 213, and the Two header-side partitions 310 that surround the second row tube 120 and extend in a direction toward the tank 220; And a tank-side bulkhead part 320 where the header-side bulkhead part 310 meets at a certain point and extends in the same direction so that the other end is fixed at any one point of the tank 220. It may include.

또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 헤더측 격벽부(310) 내부에 상기 제2공간부(232)가 형성되며, 상기 제2공간부(232) 내에 위치한 튜브의 상단부 내부 공간을 포함한 제2공간부의 축냉재 충전 가능량이, 상기 최대 충전량 대비 5~10%일 수 있다.In addition, in the heat storage heat exchanger, the second space part 232 is formed inside the header-side partition 310, and the shaft of the second space part including the inner space of the upper end of the tube located in the second space part 232 The coolant filling amount may be 5 to 10% of the maximum filling amount.

또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.In addition, the partition wall portion 300 has two header-side partition wall portions 310 are bent at the end of the second row tube 120, the tank side partition wall portion 320 is formed with a predetermined inclination. It can extend in a straight line towards a point.

또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.In addition, the partition wall portion 300 is any one in which the two header-side partition wall portions 310 are curved in a round shape at the end of the second row tube 120 to form the tank-side partition wall portion 320. It can extend in a straight line towards the point.

또한, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장될 수 있다.In addition, the partition wall portion 300 is toward any one point where the two header-side partition wall portions 310 are bent at the ends of the second row tube 120, and the tank-side partition wall portion 320 is formed. It can extend horizontally.

또한, 상기 격벽부(300)는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233) 간에 냉각유체가 이동 가능하도록, 상기 탱크측 격벽부(320) 상 일정 영역이 중공 형성되는 연통홀(340)을 포함할 수 있다.In addition, the partition wall part 300 is a communication hole in which a predetermined area is formed hollow on the tank side partition part 320 so that the cooling fluid can move between the first space part 231 and the third space part 233 It may include 340.

또한, 상기 연통홀(340)은 상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽부(300) 중 적어도 어느 한 곳에 형성될 수 있다.In addition, the communication hole 340 may be formed in at least one of the partition wall portions 300 provided in the upper header tank 201 or the lower header tank 202.

또한, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(211, 212, 213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일할 수 있다.In addition, the heat storage heat exchanger 1 may have the same thickness as the spacing between the first to third row tube insertion holes 211, 212, 213 and the header-side partition 310.

또한, 상기 축냉재 주입구(600)는 상기 제2열 튜브(120) 전체 길이의 75~85% 길이에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.In addition, the cold storage material injection hole 600 may be formed at a position corresponding to a length of 75 to 85% of the total length of the second row tube 120.

또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 상부 헤더탱크(201)의 일측에 구비되며, 상기 유입구(410) 및 배출구(420)와 연통되도록 형성되는 매니폴드(430); 상기 매니폴드(430)를 통해 유입구(410)와 연통되며, 냉각유체가 유입되는 입구파이프(440); 및 상기 매니폴드(430)를 통해 배출구(420)와 연통되며, 냉각유체가 배출되는 출구파이프(450); 를 포함할 수 있다.In addition, the storage cooling heat exchanger is provided on one side of the upper header tank 201, the manifold 430 formed to communicate with the inlet 410 and the outlet 420; An inlet pipe 440 communicated with the inlet 410 through the manifold 430 and into which a cooling fluid is introduced; And an outlet pipe 450 in communication with the outlet 420 through the manifold 430 and through which the cooling fluid is discharged. It may include.

또한, 상기 축냉 열교환기는 상기 입구파이프(440)의 하단부와 상기 출구파이프(450)의 하단부 사이 높이까지, 상기 제2열 튜브(120) 내에 축냉재가 충전될 수 있다.In addition, in the heat storage heat exchanger, a cooling material may be filled in the second heat tube 120 to a height between the lower end of the inlet pipe 440 and the lower end of the outlet pipe 450.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기는 축냉재가 가운데에 위치한 튜브에 저장됨으로써, 냉매의 냉기를 효과적으로 저장하고, 엔진 정지 시 냉기를 방출하여 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지하고, 실내 공기를 일정하게 유지함으로써, 사용자의 냉방 쾌적성을 높일 수 있으며, 재 냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, in the regenerator heat exchanger according to the embodiment of the present invention, the regenerator material is stored in the center tube, thereby effectively storing cool air of the refrigerant, and releasing cool air when the engine is stopped to prevent a sudden temperature increase in the vehicle interior. By maintaining the air constant, the user's cooling comfort can be improved, and energy and time consumed during re-cooling can be minimized.

또한, 본 발명은 상, 하부 헤더탱크 내에 축냉재가 저장되는 제2열 튜브를 감싸며, 제1열 및 제3열 튜브와 공간을 분리시키고, 제1열 및 제3열 튜브의 냉각유체가 순환되도록 연통홀이 형성된 격벽부를 포함함으로써, 축냉재와 냉각유체가 서로 섞이지 않게 할 뿐만 아니라, 공간 분리를 위해 불필요하게 차지하는 면적을 제거함으로써, 열교환기 전체 코어의 폭을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention encloses the second row tube in which the cool storage material is stored in the upper and lower header tanks, separates the space from the first row and third row tubes, and the cooling fluid of the first row and third row tubes circulates. By including the partition wall portion in which the communication hole is formed as possible, not only does not mix the regenerator material and the cooling fluid with each other, but also removes an area unnecessarily occupied for space separation, thereby minimizing the width of the entire core of the heat exchanger.

아울러, 본 발명은 상기 격벽부가 제2열 튜브 공간을 분리하면서도, 상, 하부 헤더탱크 내에서 제1열 및 제3열 튜브로 이동하는 냉각유체의 유동공간을 최대한 확보하도록 함으로써, 유동저항을 최소화할 수 있으며, 제1열 및 제3열 튜브의 냉각유체 간 이동을 위해 별도의 추가적인 구조물을 설치하지 않아도 됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention minimizes flow resistance by securing a maximum flow space of the cooling fluid moving to the first and third row tubes in the upper and lower header tanks while the partition wall separates the second row tube space. In addition, manufacturing cost can be reduced as it is not necessary to install a separate additional structure to move the cooling fluid of the first row and the third row tube.

또한, 본 발명은 축냉재가 가운데 위치하도록 함으로써, 초기 에어컨 가동 시 속효성이 좋고, 플레이트 타입의 축냉 증발기에 비해 축냉재 주입량을 늘여 축냉 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that the cooling storage material is located in the center, so that the initial air conditioner is operated in a quick-acting manner, and the injection amount of the storage cooling material is increased compared to the plate-type storage cooling evaporator to improve the storage cooling performance.

또한, 본 발명은 제2열 튜브에 충전되는 축냉재의 충전량을 적절한 수준으로 충전함으로써, 외부공기 온도에 따라 상변화 물질의 내부압이 변하더라도 안정성 및 최적의 성능을 보장할 수 있으며, 불필요하게 축냉재를 많이 충전하지 않아 원가 절감을 이룰 수 있다.In addition, the present invention can ensure stability and optimum performance even if the internal pressure of the phase change material changes according to the external air temperature by filling the filling amount of the regenerator material to be filled in the second heat tube to an appropriate level. Cost reduction can be achieved by not filling a lot of coolant.

도 1은 종래 이중관 형태의 축냉 열교환기를 나타낸 단면도.
도 2는 종래 3열 축냉 열교환기를 나타낸 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기의 부분 분해사시도 및 사시도.
도 5는 용기 내에 충전된 축냉재의 충전량별로, 외부 온도에 따라 용기가 지지할 수 있는 임계압력의 변화를 나타낸 그래프.
도 6은 추가적인 에너지를 차단한 상태에서 냉방할 때, 토출되는 공기가 일정 온도에 도달하는 시간을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기의 정단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기의 상부 헤더탱크 측을 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 축냉 열교환기에서 격벽부가 장착된 상태를 나타낸 정면도.
도 11은 본 발명에서 다양한 실시 예에 따른 격벽부가 장착된 상태를 나타낸 정면도.
도 12는 도 11의 격벽부 형상에 따른 각 영역의 축냉재 충전량을 나타낸 표.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기에서 냉각유체의 흐름을 나타낸 흐름도.1 is a cross-sectional view showing a conventional double-tube heat storage heat exchanger.
2 is a perspective view showing a conventional three-row heat storage heat exchanger.
3 and 4 are partially exploded perspective views and perspective views of a regenerator heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a change in a critical pressure that a container can support according to an external temperature, for each amount of refrigerant filled in the container.
6 is a graph showing the time when the discharged air reaches a certain temperature when cooling is performed in a state where additional energy is blocked.
7 is a front cross-sectional view of a heat storage heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are a perspective view and an exploded perspective view showing an upper header tank side of a regenerator heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
10 is a front view showing a state in which a partition wall portion is mounted in the heat storage heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
11 is a front view showing a state in which a partition wall portion is mounted according to various embodiments of the present disclosure.
12 is a table showing the amount of refrigerant charged in each region according to the shape of the partition wall of FIG. 11;
13 to 16 are flow charts showing the flow of cooling fluid in the heat storage heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 축냉 열교환기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat storage heat exchanger according to an embodiment of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 축냉 열교환기(1)는 크게 튜브(100), 상부 헤더탱크(201), 하부 헤더탱크(202), 격벽부(300), 유입구(410), 배출구(420) 및 축냉재 주입구를 포함하여 형성된다.3 and 4, the heat storage heat exchanger 1 according to the embodiment of the present invention is largely a tube 100, an upper header tank 201, a lower header tank 202, and a partition wall part 300. , An inlet 410, an outlet 420, and a cold storage material inlet.

먼저, 상기 튜브(100)는 폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 및 제3열 튜브(130)에 냉각유체가 순환되고, 2열 튜브(100)에 축냉재가 저장된다.First, the tubes 100 are arranged in three rows in the width direction, the cooling fluid is circulated in the first row and the third row tubes 130, and the cold storage material is stored in the second row tubes 100.

이때, 상기 튜브(100)는 3열의 튜브(100)가 서로 연결되도록 형성되어, 동시에 일체로 압출공정을 통해 제작될 수 있는데, 이런 경우 제작이 간편하고 조립이 용이하다는 장점이 있다.At this time, the tube 100 is formed so that the three rows of tubes 100 are connected to each other, and can be simultaneously manufactured through an extrusion process. In this case, there is an advantage in that manufacturing is simple and assembly is easy.

상기 축냉 열교환기(1)는 상기 튜브(100) 사이에 핀(500)이 더 개재될 수 있는데, 3열로 배치되는 튜브(100) 사이에 개재되는 핀(500)이 일체로 형성되어, 냉각유체가 유동되는 제1열 튜브(110) 및 제3열 튜브(130)와, 축냉재가 저장되는 제2열 튜브(120) 간 열교환이 상기 핀(500)을 통해 이루어질 수도 있다.In the heat storage heat exchanger 1, fins 500 may be further interposed between the tubes 100, and fins 500 interposed between the tubes 100 arranged in three rows are integrally formed, so that the cooling fluid Heat exchange between the first heat tube 110 and the third heat tube 130 through which the heat storage material is stored and the second heat tube 120 in which the cool storage material is stored may be performed through the fin 500.

아울러, 상기 튜브(100)는 제1열 튜브(110), 제2열 튜브(120) 및 제3열 튜브(130)의 폭이 서로 동일하거나, 제2열 튜브(120)가 더 얇게 형성될 수도 있으나, 제2열 튜브(120) 내의 축냉재 저장 공간이 충분히 확보될 수 있도록, 제2열 튜브(120)의 폭 또는 너비가 좀 더 두껍게 형성될 수도 있으며, 제2열 튜브(120) 내에 내압성 향상을 위해 형성되는 격벽의 수가, 제1열 튜브(110) 및 제3열 튜브(130)보다 적게 형성될 수도 있다.In addition, the tube 100 has the same width as the first row tube 110, the second row tube 120, and the third row tube 130, or the second row tube 120 is formed to be thinner. Although it may be, the width or width of the second row tube 120 may be formed to be thicker so that the storage space for the storage coolant in the second row tube 120 is sufficiently secured, and within the second row tube 120 The number of partition walls formed to improve pressure resistance may be formed to be less than that of the first row tube 110 and the third row tube 130.

다음으로, 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는 상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)의 결합으로 형성된다.Next, the upper header tank 201 and the lower header tank 202 are fixed at both ends in the length direction of the tube 100, and the spaces are separated into three in the width direction, so that the first row tube 110 It consists of a first space part 231 in communication with, a second space part 232 in communication with the second row tube 120, and a third space part 233 in communication with the third row tube 130 It is formed by a combination of the header 210 and the tank 220.

상기 헤더(210)와 탱크(220)는 각각 프레스 공정에 의해 성형되고, 서로 브레이징 접합되어 하나의 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)를 구성하게 된다.The header 210 and the tank 220 are each formed by a press process and brazed to each other to form one upper header tank 201 or a lower header tank 202.

상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에는 제1공간부(231), 제2공간부(232) 및 제3공간부(233)의 분리를 위해 격벽부(300)가 더 구비된다.In the upper header tank 201 and the lower header tank 202, a partition wall part 300 is further provided to separate the first space part 231, the second space part 232, and the third space part 233. It is equipped.

다음으로, 상기 축냉재 주입구는 상기 제2공간부(231)에 형성되는 것으로, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제2공간부(231)에 형성될 수도 있고, 하부 헤더탱크(202)의 제2공간부(231)에 형성될 수도 있다.Next, the cold storage material injection hole is formed in the second space part 231, and may be formed in the second space part 231 of the upper header tank 201, or the first of the lower header tank 202. It may be formed in the two-space part 231.

특히, 본 발명에서는 적절한 축냉재 충전량을 통해 축냉 열교환기의 안정성과 성능을 보장하기 위해, 상기 제2열 튜브와, 상기 상ㆍ하부 헤더탱크의 제2공간부 내에 최대로 축냉재가 충진되는 최대 충전량 대비, 실제 충전량이 70~90%가 되도록 한다.In particular, in the present invention, in order to ensure the stability and performance of the regenerated heat exchanger through an appropriate amount of refrigerant filling, the maximum refrigerant is filled in the second heat tube and the second space of the upper and lower header tanks. Compared to the charging amount, make sure that the actual charging amount is 70-90%.

도 5에는 용기 내에 충전된 축냉재의 충전량별로, 외부 온도에 따라 용기가 지지할 수 있는 임계압력의 변화를 나타낸 그래프가 도시되어 있다.FIG. 5 is a graph showing a change in a critical pressure that can be supported by the container according to an external temperature for each amount of the refrigerant filled in the container.

축냉재는 온도에 따라 부피가 달라지는데, 온도가 증가할수록 부피가 커지게 된다. 따라서, 일정 크기의 용기에 주입된 경우, 온도가 증가함에 따라, 축냉재가 주입된 용기의 내부압이 커져, 용기가 지지할 수 있는 힘의 임계점을 벗어나게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 용기의 95%이상 축냉재가 충전된 경우에는, 외부공기 온도가 증가할 경우 용기가 지지할 수 있는 힘의 임계점에 도달하게 되지만, 용기의 90% 정도 축냉재가 충전된 경우에는 외부공기 온도가 증가하더라도, 용기의 임계 압력에 도달하지 않는 것을 확인할 수 있다The volume of the cold storage material varies depending on the temperature, and the volume increases as the temperature increases. Accordingly, when injected into a container of a certain size, as the temperature increases, the internal pressure of the container into which the cold storage material is injected increases, and the critical point of the force that the container can support is deviated. As shown in Fig. 5, when 95% or more of the container is filled with the refrigerant, the critical point of the force that the container can support is reached when the external air temperature increases, but about 90% of the container is When filled, it can be confirmed that even if the external air temperature increases, the critical pressure of the container is not reached.

도 6은 추가적인 에너지를 차단한 상태에서 냉방할 때, 토출되는 공기가 일정 온도에 도달하는 시간을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the time for the discharged air to reach a certain temperature when cooling is performed while blocking additional energy.

축냉 열교환기의 경우, 축냉재의 양에 따라서, 잠열을 이용할 수 있는 시간이 결정된다. 도 6에서 보는 바와 같이, 추가적인 에너지를 차단한 상태에서 냉방 시, 토출되는 공기가 12도, 15도에 도달하는 시간은 80%이상 충전되는 경우, 그 효과가 비슷한 것을 확인할 수 있다.In the case of a storage cooling heat exchanger, the time during which latent heat can be used is determined according to the amount of the cooling material. As shown in FIG. 6, when cooling with the additional energy blocked, when the discharged air reaches 12 degrees and 15 degrees when 80% or more is charged, it can be seen that the effect is similar.

따라서 상기와 같은 실험 결과와, 오차범위를 고려하여, 상기 제2열 튜브와, 상기 상ㆍ하부 헤더탱크의 제2공간부 내에 최대로 축냉재가 충진되는 최대 충전량 대비, 실제 충전량은 70~90%인 것이 바람직하다.Therefore, in consideration of the above experimental results and the error range, the actual filling amount is 70 to 90 compared to the maximum filling amount of the second row tube and the second space of the upper and lower header tanks. It is preferably %.

이때, 상기 축냉 열교환기는 제2열 튜브 전체 길이의 75~85% 길이만큼 축냉재가 충전될 수 있다.In this case, the regenerator heat exchanger may be filled with regenerator material by 75 to 85% of the total length of the second heat tube.

상기 축냉재 주입구는 상기 제2열 튜브 전체 길이의 75~85% 길이에 대응될 수 있는데, 이 경우, 축냉재가 충전되는 최대 높이에 해당되는 지점에 형성됨으로써, 축냉재 충전 시, 최대 높이보다 더 많이 충전하게 되면 축냉재가 외부로 흘러나와 충전량을 확인할 수 있다.The cold storage material injection hole may correspond to a length of 75 to 85% of the total length of the second row tube, in this case, by being formed at a point corresponding to the maximum height to which the cold storage material is filled, If you charge more, the coolant will flow out and you can check the amount of charge.

또한, 축냉 열교환기는 상기 상부 헤더탱크의 일측에 구비되며, 상기 유입구 및 배출구와 연통되도록 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드를 통해 유입구와 연통되며, 냉각유체가 유입되는 입구파이프와, 상기 매니폴드를 통해 배출구와 연통되며, 냉각유체가 배출되는 출구파이프를 포함할 수 있다.In addition, the heat storage heat exchanger is provided on one side of the upper header tank, the manifold is formed to communicate with the inlet and the outlet, the inlet pipe through which the cooling fluid is introduced and the manifold communicates with the inlet through the manifold. It communicates with the outlet through the outlet, and may include an outlet pipe through which the cooling fluid is discharged.

상기 입구파이프 및 출구파이프는 폭 방향과 나란하게 수평으로 설치되고, 이를 위해, 상기 매니폴드가 상기 입구파이프 및 출구파이프 측으로 각각 연장되며 대략 'L'자 형태로 구부러져 형성될 수 있다.The inlet pipe and the outlet pipe are installed horizontally in parallel with the width direction, and for this purpose, the manifold may extend toward the inlet pipe and the outlet pipe, respectively, and may be formed to be bent in an approximately'L' shape.

이때, 상술한 바와 같은 축냉재 충전 높이를 고려하면, 상기 축냉 열교환기는At this time, considering the height of the regenerator filling as described above, the regenerator heat exchanger

상기 입구파이프의 하단부와 상기 출구파이프의 하단부 사이 높이까지, 상기 제2열 튜브 내에 축냉재가 충진되는 것이 바람직하다.It is preferable that the cooling material is filled in the second row tube to a height between the lower end of the inlet pipe and the lower end of the outlet pipe.

한편, 도 7과 같이, 상기 격벽부(300)는 크게 2개의 헤더측 격벽부(310)와 탱크측 격벽부(320)로 이루어질 수 있는데, 상기 헤더측 격벽부(310)는 상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212) 및 제1열 튜브삽입홀(211) 사이, 제2열 튜브삽입홀(212) 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 일단이 고정되고, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 상기 탱크(220) 측 방향으로 연장 형성된다.On the other hand, as shown in FIG. 7, the partition wall part 300 may be largely composed of two header-side partition wall parts 310 and a tank-side partition wall part 320, wherein the header-side partition wall part 310 is the header 210 ), one end is fixed between the second row tube insertion hole 212 and the first row tube insertion hole 211, between the second row tube insertion hole 212 and the third row tube insertion hole 213, and the It surrounds the second row tube 120 and extends toward the tank 220.

상기 탱크측 격벽부(320)는 상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정된다.The tank-side bulkhead part 320 is extended in the same direction as the header-side bulkhead part 310 meets at a certain point, and the other end is fixed to any one point of the tank 220.

이때, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼, 상기 격벽부(300)는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233) 간에 냉각유체가 이동 가능하도록, 상기 탱크측 격벽부(320) 상 일정 영역이 중공 형성되는 연통홀(340)을 포함한다.In this case, as shown in FIGS. 8 and 9, the partition wall part 300 is the tank side partition part 320 so that the cooling fluid can move between the first space part 231 and the third space part 233. ) And a communication hole 340 in which a predetermined area is formed hollow.

상기 연통홀(340)은 상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는데, 상기 연통홀(340)의 위치는, 축냉 열교환기(1)의 냉각유체 유로에 따라 달라질 수 있으며, 여러 곳에 형성될 수도 있다.The communication hole 340 is formed in at least one of the partition walls provided in the upper header tank 201 or the lower header tank 202, and the location of the communication hole 340 is It may vary depending on the cooling fluid flow path, and may be formed in several places.

도 8 및 도 9에 도시된 연통홀(340)은 상기 격벽부(300)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성된 예가 도시되었는데, 냉각유체의 유동저항 및 격벽부(300)의 내압성을 고려하여 작게 형성된 연통홀(340)이 다수개 형성될 수도 있고, 크게 하나가 형성될 수도 있다.An example in which a plurality of communication holes 340 shown in FIGS. 8 and 9 are spaced at a certain interval in the longitudinal direction of the partition wall part 300 is shown, taking into account the flow resistance of the cooling fluid and the pressure resistance of the partition wall part 300 Thus, a plurality of communication holes 340 formed small may be formed, or one large may be formed.

도 9에 도시된 실시 예에서, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 일단부에 상기 헤더(210)측으로 돌출되는 헤더(210) 결합돌기가, 길이방향으로 일정간격 이격되어 다수개 형성된다.In the embodiment shown in FIG. 9, the partition wall portion 300 has a header 210 engaging protrusion protruding toward the header 210 at one end of the header-side partition wall portion 310, spaced at regular intervals in the longitudinal direction. Is formed in a number.

상기 헤더(210) 결합 돌기는 상기 격벽부(300)가 상기 헤더(210)의 일정 위치에 고정되도록 하는 것으로, 상기 헤더(210) 상에 형성된 돌기 삽입홈(214)에 삽입 고정된다.The header 210 coupling protrusion allows the partition wall portion 300 to be fixed to a predetermined position of the header 210 and is inserted and fixed in the protrusion insertion groove 214 formed on the header 210.

또 다른 실시 예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)의 고정을 위해, 상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)는 상기 헤더측 격벽부(310)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 헤더(210)의 내측면이 오목하게 형성되는 제1안착홈(331)과, 상기 탱크측 격벽부(320)의 단부가 일정 위치에 안착되도록 상기 탱크(220)의 내측면이 오목하게 형성되는 제2안착홈(332)을 포함할 수도 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 10, in order to fix the partition wall portion 300, the upper header tank 201 and the lower header tank 202 have ends of the header-side partition wall portion 310 The inside of the tank 220 so that the first seating groove 331 in which the inner surface of the header 210 is concavely formed to be seated at a predetermined position, and the end of the tank-side partition part 320 is seated at a predetermined position. It may also include a second seating groove 332 that has a concave side surface.

다시 설명하면, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210)의 2 지점에 헤더측 격벽부(310)가 고정되고, 상기 탱크(220)의 1 지점에 탱크측 격벽부(320)가 고정되는데, 각각 고정되는 지점에 상기 헤더측 격벽부(310) 및 탱크측 격벽부(320)가 안착될 수 있도록 내측면이 오목하게 제1안착홈(331) 및 제2안착홈(332)이 형성된다.In other words, in the partition wall part 300, the header-side partition wall part 310 is fixed at two points of the header 210, and the tank-side partition wall part 320 is fixed at one point of the tank 220. , A first seating groove 331 and a second seating groove 332 are formed so that the header-side partition 310 and the tank-side partition 320 can be seated at each fixed point. .

이후, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210) 및 탱크(220)와 함께 브레이징 결합됨으로써, 결합 부위의 밀폐가 이루어지도록 한다.Thereafter, the partition wall portion 300 is brazed together with the header 210 and the tank 220 so that the coupling portion is sealed.

또 다른 실시 예로, 상기 격벽부(300)는 상기 헤더(210) 및 탱크(220)에 고정 시, 제1안착홈(331) 및 제2안착홈(332) 또는 관통되는 돌기 삽입홈(214) 없이, 상기 헤더(210) 내측면에 안착된 후, 브레이징 됨으로써, 결합 고정될 수도 있다.In another embodiment, when the partition wall portion 300 is fixed to the header 210 and the tank 220, the first seating groove 331 and the second seating groove 332 or the protrusion insertion groove 214 passing through Without, after being seated on the inner surface of the header 210, it may be fixed and coupled by brazing.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)의 형상은 상기 헤더(210)의 2 지점에 헤더측 격벽부(310)가 고정되고, 상기 탱크(220)의 1 지점에 탱크측 격벽부(320)가 고정되도록 하면서, 제1공간부(231), 제2공간부(232) 및 제3공간부(233)로 공간이 분리되도록 한다면, 얼마든지 다양하게 변경 실시가 가능하다.As shown in FIG. 11, the shape of the partition wall portion 300 is that the header side partition wall portion 310 is fixed at two points of the header 210, and the tank side partition wall portion at one point of the tank 220 If the space is separated into the first space part 231, the second space part 232, and the third space part 233 while the 320 is fixed, various changes can be implemented as much as possible.

먼저 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.First, as shown in FIG. 11(a), the partition wall part 300 has two header-side partition wall parts 310 bent at the ends of the second row tube 120, and has a predetermined inclination. It may extend in a straight line toward any one point where the side partition wall portion 320 is formed.

다른 실시 예로, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장될 수 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 11(b), in the partition wall part 300, the two header-side partition wall parts 310 are curved in a round shape at the end of the second row tube 120, It may extend in a straight line toward any one point where the tank-side bulkhead portion 320 is formed.

또 다른 실시 예로, 도 11(c)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(300)는 두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장될 수 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 11(c), in the partition wall part 300, the two header-side partition wall parts 310 are bent at the ends of the second row tube 120, and the tank It may extend in a horizontal direction toward any one point where the side partition wall portion 320 is formed.

이때, 도 12에 도시된 바와 같이, 도 11의 격벽부 형상에 따라 각 영역의 축냉재 충전량은 약간씩 달라질 수 있으며, 상기 축냉 열교환기는 상기 헤더측 격벽부 내부에 형성되는 상기 제2공간부와, 그 내부에 위치한 튜브의 상단부 내측 공간을 포함한 축냉재 충전 가능량이, 상기 최대 충전량 대비 5~10%일 수 있다.In this case, as shown in FIG. 12, the amount of refrigerant material charged in each region may vary slightly according to the shape of the partition wall portion of FIG. 11, and the heat storage heat exchanger includes the second space portion formed inside the header side partition wall. , The amount of refrigeration material that can be filled, including the space inside the upper end of the tube located therein, may be 5 to 10% of the maximum charging amount.

도 12를 참고로 적절한 축냉재 충전량에 대해 살펴보면, 튜브의 전체길이가 242mm인 경우, 90%이하로 충전되도록 하기 위해서는 축냉재가 상기 제2열 튜브의 206mm를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 12, when the total length of the tube is 242 mm, it is preferable that the cooling material does not exceed 206 mm of the second row tube in order to be filled to 90% or less.

이때, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일하게 형성됨으로써, 코어 폭이 최소화될 수 있다.At this time, the heat storage heat exchanger 1 has the same spacing between the first to third row tube insertion holes 213 and the thickness of the header-side partition 310, so that the core width can be minimized. have.

한편, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420)가 형성될 수 있다.Meanwhile, the heat storage heat exchanger 1 may be formed in the first space 231 or the third space 233 to have an inlet 410 through which a cooling fluid is introduced and an outlet 420 through which the cooling fluid is discharged. .

이때, 상기 유입구(410) 및 배출구(420)에는 매니폴드(430)를 통해 입구파이프(440) 및 출구파이프(450)가 연결될 수 있다.In this case, an inlet pipe 440 and an outlet pipe 450 may be connected to the inlet 410 and the outlet 420 through a manifold 430.

또한, 상기 축냉 열교환기(1)는 상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 냉각유체의 유동을 조절하는 배플(360)이 더 구비됨으로써, 유로를 다양하게 변경할 수 있다.In addition, the heat storage heat exchanger 1 is further provided with a baffle 360 for controlling the flow of the cooling fluid in the first and third spaces 231 and 233, so that the flow path can be variously changed. .

도 13 내지 도 16에는 연통홀(340) 및 배플(360)의 위치를 달리 하여, 냉각유체의 유로를 다양하게 구성한 축냉 열교환기(1)가 도시되어 있다.13 to 16 illustrate a heat storage heat exchanger 1 in which the communication hole 340 and the baffle 360 are positioned differently to form a flow path of the cooling fluid in various ways.

이하에서는, 도 13을 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 2 패스의 냉각유체 흐름을 설명하기로 한다.Hereinafter, the flow of the cooling fluid in two passes in the heat storage heat exchanger 1 will be described with reference to FIG. 13.

도 13에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성될 수 있다.In the heat storage heat exchanger 1 shown in FIG. 13, the inlet 410 and the outlet 420 are formed in the upper header tank 201, and the communication hole 340 is on the partition wall provided in the lower header tank 202. It can be formed in one place.

먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 제1열 튜브(110)를 따라 하측으로 이동된 다음, 상기 하부 헤더탱크(202)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.First, the cooling fluid is introduced through the inlet 410 formed in the first space 231 of the upper header tank 201, and is moved downward along the first row tube 110, and then the lower header tank It is introduced into the third space 233 through the communication hole 340 formed on the partition wall portion 300 of 202.

그 다음, 냉각유체는 상기 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)를 지나, 제3열 튜브(130)를 따라 다시 상측으로 이동된 후, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)로 유입되고, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.Then, the cooling fluid passes through the third space 233 of the lower header tank 202 and moves upward along the third row tube 130, and then the third space of the upper header tank 201 It is introduced into the space 233 and discharged along the discharge port 420 formed in the third space 233 of the upper header tank 201.

다음으로, 도 14를 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 4 패스의 냉각유체의 흐름을 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 14, the flow of the cooling fluid in four passes in the heat storage heat exchanger 1 will be described.

도 14에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성되며, 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 구비된다.In the heat storage heat exchanger 1 shown in FIG. 14, the inlet 410 and the outlet 420 are formed in the upper header tank 201, and the communication hole 340 is formed on the partition wall provided in the lower header tank 202. It is formed in one place, and baffles 360 are respectively provided in the first space 231 and the third space 233 of the upper header tank 201.

먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 유입된 냉각유체는 제1열 튜브(110)를 따라 하측, 상측 방향의 순서로 유동되어 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.First, the cooling fluid is introduced through the inlet 410 formed in the first space portion 231 of the upper header tank 201, and the introduced cooling fluid is directed downward and upward along the first heat tube 110. It flows in order to reach the upper header tank 201 and then flows into the third space 233 through the communication hole 340 formed on the partition wall portion 300 of the upper header tank 201.

그 다음, 냉각유체는 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 연결된 제3열 튜브(130)를 따라 하측으로 이동된 후, 상기 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)를 따라 이동하다가, 다시 제3열 튜브(130)를 따라 상측 방향으로 유동되어 최종적으로 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.Then, the cooling fluid is moved downward along the third row tube 130 connected to the third space part 233 of the upper header tank 201, and then the third space part of the lower header tank 202 ( After moving along 233, it flows upwardly along the third row tube 130 and finally reaches the upper header tank 201, and then the third space part 233 of the upper header tank 201 ) Is discharged along the outlet 420 formed in.

다음으로, 도 15를 참고로 축냉 열교환기(1) 내, 6 패스의 냉각유체 흐름을 설명하기로 한다.Next, the flow of the cooling fluid in 6 passes in the heat storage heat exchanger 1 will be described with reference to FIG. 15.

도 15에 도시된 축냉 열교환기(1)는 상기 유입구(410) 및 배출구(420)가 상부 헤더탱크(201)에 형성되고, 연통홀(340)이 하부 헤더탱크(202) 내에 구비되는 격벽 상 한 곳에 형성되며, 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 구비된다.In the heat storage heat exchanger 1 shown in FIG. 15, the inlet 410 and the outlet 420 are formed in the upper header tank 201, and the communication hole 340 is formed on the partition wall provided in the lower header tank 202. It is formed in one place, and baffles 360 are provided in the first space 231 and the third space 233 of the upper header tank 201 and the lower header tank 202, respectively.

먼저, 냉각유체는 상기 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231)에 형성된 유입구(410)를 통해 유입되며, 유입된 냉각유체는 제1열 튜브(110)를 따라 하측, 상측, 하측 방향의 순서로 유동되어 상기 하부 헤더탱크(202)에 도달한 다음, 상기 하부 헤더탱크(202)의 격벽부(300) 상 형성된 연통홀(340)을 지나 제3공간부(233)로 유입된다.First, the cooling fluid is introduced through the inlet 410 formed in the first space 231 of the upper header tank 201, and the introduced cooling fluid is lower, upper, and lower along the first heat tube 110. It flows in the order of direction, reaches the lower header tank 202, passes through the communication hole 340 formed on the partition wall portion 300 of the lower header tank 202, and flows into the third space 233. .

그 다음, 냉각유체는 하부 헤더탱크(202)의 제3공간부(233)에 연결된 제3열 튜브(130)를 따라 상측으로 이동된 후, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)를 따라 이동하다가, 다시 제3열 튜브(130)를 따라 하측, 상측 방향의 순서로 유동되어 최종적으로 상기 상부 헤더탱크(201)에 도달한 다음, 상기 상부 헤더탱크(201)의 제3공간부(233)에 형성된 배출구(420)를 따라 배출된다.Then, the cooling fluid is moved upward along the third row tube 130 connected to the third space 233 of the lower header tank 202, and then the third space part of the upper header tank 201 ( 233), then flows in the order of downward and upward along the third row tube 130 to finally reach the upper header tank 201, and then the third row of the upper header tank 201 It is discharged along the discharge port 420 formed in the space part 233.

마지막으로 도 16에는 8패스의 냉각유체 흐름을 갖는 축냉 열교환기(1)가 도시되어 있으며, 흐름은 도 15와 유사하되 하측에서 상측 방향으로, 상측에서 하측 방향으로 유동되는 패스 2개가 더 형성되도록 하기 위해, 상부 헤더탱크(201)의 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)에 각각 배플(360)이 하나 더 구비된다.Finally, FIG. 16 shows a heat storage heat exchanger 1 having an 8-pass cooling fluid flow, and the flow is similar to that of FIG. 15, but two more passes flowing from the bottom to the top and from the top to the bottom are formed. To do this, one more baffle 360 is provided in each of the first space 231 and the third space 233 of the upper header tank 201.

이에 따라, 본 발명은 상, 하부 헤더탱크(202) 내에 축냉재가 저장되는 제2열 튜브(120)를 감싸며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)와 공간을 분리시키고, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)의 냉각유체가 순환되도록 연통홀(340)이 형성된 격벽부(300)를 포함함으로써, 축냉재와 냉각유체가 서로 섞이지 않게 할 뿐만 아니라, 공간 분리를 위해 불필요하게 차지하는 면적을 제거함으로써, 열교환기 전체 코어의 폭을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the present invention surrounds the second row tube 120 in which the cool storage material is stored in the upper and lower header tanks 202, separates the space from the first and third row tubes 110 and 130, and By including the partition wall portion 300 in which the communication hole 340 is formed so that the cooling fluid of the first and third row tubes 110 and 130 is circulated, not only does not mix the cold storage material and the cooling fluid with each other, but also separates the space. There is an advantage in that the width of the entire core of the heat exchanger can be minimized by removing an area that is unnecessarily occupied.

아울러, 본 발명은 상기 격벽부(300)가 제2열 튜브(120) 공간을 분리하면서도, 상, 하부 헤더탱크(202) 내에서 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)로 이동하는 냉각유체의 유동공간을 최대한 확보하도록 함으로써, 유동저항을 최소화할 수 있으며, 제1열 및 제3열 튜브(110, 130)의 냉각유체 간 이동을 위해 별도의 추가적인 구조물을 설치하지 않아도 됨에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, in the present invention, while the partition wall portion 300 separates the space of the second row tube 120, it moves to the first row and third row tubes 110 and 130 in the upper and lower header tanks 202. By securing the flow space of the cooling fluid as much as possible, flow resistance can be minimized, and it is manufactured as there is no need to install a separate additional structure for the movement between the cooling fluids of the first and third row tubes (110, 130). You can save money.

본 발명은 상기한 실시 예에 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 thereof is diverse, as well as anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

1 : 축냉 열교환기
100: 튜브
110, 120, 130: 제1열 내지 제3열 튜브
201, 202 : 상부 헤더탱크, 하부 헤더탱크
210 : 헤더
211, 212, 213 : 제1 내지 제3열 튜브삽입홀
214: 돌기 삽입홈
220 : 탱크
231, 232, 233 : 제1공간부, 제2공간부, 제3공간부
300: 격벽부
310: 헤더측 격벽부 320: 탱크측 격벽부
331: 제1안착홈 332: 제2안착홈
340 : 연통홀
360 : 배플
410, 420: 유입구, 배출구
430: 매니폴드
440, 450: 입구파이프, 출구파이프
500: 핀
600: 축냉재 주입구1: heat storage heat exchanger
100: tube
110, 120, 130: first to third row tubes
201, 202: upper header tank, lower header tank
210: header
211, 212, 213: 1st to 3rd row tube insertion holes
214: projection insertion groove
220: tank
231, 232, 233: first space part, second space part, third space part
300: bulkhead
310: header side bulkhead 320: tank side bulkhead part
331: first seating groove 332: second seating groove
340: communication hall
360: baffle
410, 420: inlet, outlet
430: manifold
440, 450: inlet pipe, outlet pipe
500: pin
600: cold storage material inlet

Claims (14)

폭 방향으로 3열 배치되며, 제1열 튜브(110) 및 제3열 튜브(130)에 냉각유체가 순환되고, 제2열 튜브(120)에 축냉재가 저장되는 복수개의 튜브(100);
상기 튜브(100)의 길이방향으로 양단에 고정되며, 너비방향으로 공간이 세 개로 분리되어, 상기 제1열 튜브(110)와 연통되는 제1공간부(231), 상기 제2열 튜브(120)와 연통되는 제2공간부(232) 및 상기 제3열 튜브(130)와 연통되는 제3공간부(233)로 이루어지며, 헤더(210) 및 탱크(220)가 결합되는 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202);
상기 상부 헤더탱크(201) 및 하부 헤더탱크(202) 내부에 구비되어 냉각유체가 순환되는 공간인 제1공간부(231) 및 제3공간부(233)와, 축냉재 저장 공간이 배치되는 제2공간부(232)를 분리하는 격벽부(300);
상기 제1공간부(231) 또는 제3공간부(233)에 형성되어 냉각유체가 유입되는 유입구(410) 및 배출되는 배출구(420);
상기 제2공간부(232)에 형성되어 축냉재가 주입되는 축냉재 주입구(600); 를 포함하되,
상기 제2열 튜브(120)와, 상기 상ㆍ하부 헤더탱크(201, 202)의 제2공간부(232) 내에 최대로 축냉재가 충전되는 최대 충전량 대비, 실제 충전량은 70~90%인 것을 특징으로 하며,
상기 격벽부는
상기 헤더(210)의 제2열 튜브삽입홀(212)과, 제1열 튜브삽입홀(211) 사이 및 제3열 튜브삽입홀(213) 사이에 일단이 고정되고, 상기 제2열 튜브(120)를 감싸며 탱크(220) 측 방향으로 연장되는 2개의 헤더측 격벽부(310); 및
상기 헤더측 격벽부(310)가 일정 지점에서 만나 동일 방향으로 연장되어 타단이 상기 탱크(220)의 어느 한 지점에 고정되는 탱크측 격벽부(320); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
A plurality of tubes 100 arranged in three rows in the width direction, in which cooling fluid is circulated in the first row tube 110 and the third row tube 130, and the coolant storage material is stored in the second row tube 120;
A first space part 231 and a second row tube 120 are fixed to both ends in the length direction of the tube 100 and are separated into three spaces in the width direction, and communicate with the first row tube 110. ) And a second space part 232 communicating with and a third space part 233 communicating with the third row tube 130, and an upper header tank to which the header 210 and the tank 220 are coupled ( 201) and a lower header tank 202;
A first space part 231 and a third space part 233, which are spaces provided inside the upper header tank 201 and the lower header tank 202 to circulate cooling fluid, and a storage space for storage coolant A partition wall portion 300 separating the two space portions 232;
An inlet 410 through which the cooling fluid flows and an outlet 420 formed in the first space 231 or the third space 233;
A cold storage material injection hole 600 formed in the second space part 232 and into which a cold storage material is injected; Including,
The actual filling amount is 70 to 90% compared to the maximum filling amount of the second row tube 120 and the second space 232 of the upper and lower header tanks 201 and 202 Characterized by,
The partition wall part
One end is fixed between the second row tube insertion hole 212 of the header 210, the first row tube insertion hole 211 and the third row tube insertion hole 213, and the second row tube ( Two header-side bulkheads 310 that surround 120 and extend in the direction toward the tank 220; And
A tank-side bulkhead part 320 where the header-side bulkhead part 310 meets at a certain point and extends in the same direction so that the other end is fixed at any one point of the tank 220; Regenerated cooling heat exchanger comprising a.
 제 1항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 제2열 튜브(120) 전체 길이의 75~85% 길이만큼 축냉재가 충전되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 1,
The heat storage heat exchanger
A storage cooling heat exchanger, characterized in that the second heat tube 120 is filled with a storage cooling material for 75 to 85% of the total length.
 제 1항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 제2열 튜브(120)의 단부 및 상부 헤더탱크(201)의 헤더(210) 사이에 위치하는 지점까지 축냉재가 충전되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 1,
The heat storage heat exchanger
A heat storage heat exchanger, characterized in that the heat storage material is filled up to a point positioned between the end of the second heat tube 120 and the header 210 of the upper header tank 201.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 헤더측 격벽부(310) 내부에 상기 제2공간부(232)가 형성되며,
상기 제2공간부(232) 내에 위치한 튜브의 상단부 내부 공간을 포함한 제2공간부의 축냉재 충전 가능량이, 상기 최대 충전량 대비 5~10%인 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 1,
The heat storage heat exchanger
The second space part 232 is formed inside the header-side partition wall part 310,
A storage cooling heat exchanger, characterized in that an amount of the second space part including the inner space of the upper end of the tube located in the second space part 232 is 5 to 10% of the maximum charging amount.
 제 5항에 있어서,
상기 격벽부(300)는
두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며,
일정 기울기를 갖고 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 5,
The partition wall part 300 is
The two header-side partition walls 310 are bent at the ends of the second row tube 120,
A heat storage heat exchanger, characterized in that it has a certain inclination and extends in a straight line toward any one point where the tank side partition part 320 is formed.
 제 5항에 있어서,
상기 격벽부(300)는
두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 라운드 형태로 만곡되어, 상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 일직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 5,
The partition wall part 300 is
The two header-side bulkheads 310 are curved in a round shape at the end of the second row tube 120 and extend in a straight line toward any one point where the tank-side bulkheads 320 are formed. Heat storage heat exchanger.
 제 5항에 있어서,
상기 격벽부(300)는
두 개의 상기 헤더측 격벽부(310)가 상기 제2열 튜브(120)의 단부에서 절곡되며,
상기 탱크측 격벽부(320)가 형성되는 어느 한 지점을 향해 수평방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 5,
The partition wall part 300 is
The two header-side partition walls 310 are bent at the ends of the second row tube 120,
A heat storage heat exchanger, characterized in that it extends in a horizontal direction toward a point at which the tank side partition part 320 is formed.
 제 5항에 있어서,
상기 격벽부(300)는
상기 제1공간부(231) 및 제3공간부(233) 간에 냉각유체가 이동 가능하도록, 상기 탱크측 격벽부(320) 상 일정 영역이 중공 형성되는 연통홀(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 5,
The partition wall part 300 is
It characterized in that it comprises a communication hole 340 in which a predetermined area is hollow formed on the tank-side partition part 320 so that the cooling fluid can move between the first space part 231 and the third space part 233 Heat storage heat exchanger made.
 제 9항에 있어서,
상기 연통홀(340)은
상기 상부 헤더탱크(201) 또는 하부 헤더탱크(202)에 구비되는 격벽부(300) 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 9,
The communication hole 340 is
A heat storage heat exchanger, characterized in that it is formed in at least one of the partition walls 300 provided in the upper header tank 201 or the lower header tank 202.
 제 5항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 제1열 내지 제3열 튜브삽입홀(211, 212, 213) 사이 간격과, 상기 헤더측 격벽부(310)의 두께가 동일한 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 5,
The heat storage heat exchanger
A heat storage heat exchanger, characterized in that the spacing between the first to third row tube insertion holes 211, 212, 213 and the thickness of the header side partition 310 are the same.
 제 2항에 있어서,
상기 축냉재 주입구(600)는
상기 제2열 튜브(120) 전체 길이의 75~85% 길이에 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 2,
The cold storage material injection port 600 is
The heat storage heat exchanger, characterized in that formed at a location corresponding to a length of 75 to 85% of the total length of the second heat tube 120.
 제 2항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 상부 헤더탱크(201)의 일측에 구비되며, 상기 유입구(410) 및 배출구(420)와 연통되도록 형성되는 매니폴드(430);
상기 매니폴드(430)를 통해 유입구(410)와 연통되며, 냉각유체가 유입되는 입구파이프(440); 및
상기 매니폴드(430)를 통해 배출구(420)와 연통되며, 냉각유체가 배출되는 출구파이프(450); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
The method of claim 2,
The heat storage heat exchanger
A manifold 430 provided on one side of the upper header tank 201 and formed to communicate with the inlet 410 and the outlet 420;
An inlet pipe 440 communicated with the inlet 410 through the manifold 430 and into which a cooling fluid is introduced; And
An outlet pipe 450 in communication with the outlet 420 through the manifold 430 and through which the cooling fluid is discharged; Regenerated cooling heat exchanger comprising a.
 제 13항에 있어서,
상기 축냉 열교환기는
상기 입구파이프(440)의 하단부와 상기 출구파이프(450)의 하단부 사이 높이까지, 상기 제2열 튜브(120) 내에 축냉재가 충전되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.The method of claim 13,
The heat storage heat exchanger
A heat storage heat exchanger, characterized in that a regenerator material is filled in the second heat tube 120 to a height between the lower end of the inlet pipe 440 and the lower end of the outlet pipe 450.
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