KR102644177B1 - 일체형 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 제1헤더탱크 내부에 길이방향으로 이동가능한 제1배플을 포함하여, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 냉각이 이루어지는 영역을 조절할 수 있어 최소의 크기로도 높은 효율을 냉각 성능을 갖는 일체형 열교환기에 관한 것이다.

Description

일체형 열교환기 {Integrated heat exchanger}
본 발명은 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 제1헤더탱크 내부에 길이방향으로 이동가능한 제1배플을 포함하여, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 냉각이 이루어지는 영역을 조절할 수 있어 최소의 크기로도 높은 효율을 냉각 성능을 갖는 일체형 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 특정 유로 상에 설치되어 그 내부를 순환하는 열교환매체가 외기열을 흡열하도록 하거나 또는 자신의 열을 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 하는 장치이다.
이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어, 또한 엔진 및 변속기 등의 내부를 유동하는 오일을 냉각하기 위해 오일을 열교환매체로 사용하는 오일쿨러 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.
그리고 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.
그런데 자동차에 사용되는 열교환기에 있어서 복수의 열교환기를 별개로 제작하여 설치하는 경우 제작공수가 많아져 생산성이 낮을 뿐만 아니라, 재료의 낭비가 심해 원가 상승과 더불어 각각의 열교환기들을 장착하기 위한 공간을 확보하는 데에도 어려움이 있었다. 그리하여 이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 열교환기를 일체화하여 형성하는 다양한 기술이 개발되어 사용되고 있다.
이와 관련된 종래 기술로 한국공개특허(10-2007-0081635)인 일체형 열교환기가 개시되어 있으며, 도 1은 종래의 일체형 열교환기를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 종래의 일체형 열교환기는 제1유체가 유통되는 복수개의 제1튜브(11), 상기 제1튜브(11)의 사이에 개재되어진 제1방열핀(12) 및 상기 제1튜브(11)의 양단에 각각 결합되는 제1헤더(13)로 이루어진 제1코어부(10)와, 제2유체가 유통되는 복수개의 제2튜브(21), 상기 제2튜브(21)의 사이에 개재되어진 제2방열핀(22) 및 상기 제2튜브(21)의 양단에 각각 결합되는 제2헤더(23)로 이루어진 제2코어부(20)와, 상하로 배열되는 상기 제1,2코어부(10)(20)의 제1헤더(12) 및 제2헤더(22)에 동시에 결합되어 상기 제1,2유체가 유동되는 공간을 형성하는 단일의 탱크(30)와, 상기 탱크(30)의 내부에 적어도 하나 이상 설치되어 제1유체와 제2유체를 분리하는 배플(60)을 포함하여 이루어진다. 이와 같이 종래의 일체형 열교환기는 단일 탱크(30) 내부를 배플(60)로 구획하여 두 가지 열교환매체를 동시에 냉각시킬 수 있도록 하였다.
그런데 이때 일체형 열교환기는 온도가 다른 두 가지의 열교환매체가 배플(60)로 구획된 하나의 탱크 내부를 순환하게 된다. 이 때, 상기 배플(60)에 의해 구획되는 두 개의 영역은 변화되지 않으므로, 다양한 차량 환경에 따라 각각의 열교환매체를 냉각할 수 있도록 두 개의 영역이 모두 최대 냉각 능력을 확보할 수 있는 크기로 설계되어야 하는 문제가 있다. 즉, 전체 일체형 열교환기의 크기가 커질 수 밖에 없으며, 그렇지 않은 경우 열교환매체의 냉각 성능이 저하될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
KR 10-2007-0081635 A (2007.08.17)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 더욱 상세하게 제1헤더탱크 내부에 길이방향으로 이동가능한 제1배플을 포함하여, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 냉각이 이루어지는 영역을 조절할 수 있어 최소의 크기로도 높은 효율을 냉각 성능을 갖는 일체형 열교환기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 공급 유량을 조절하는 제1유량조절부 및 제2유량조절부를 이용하여 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 공급 유량에 따른 압력 차이에 의해 제1배플이 이동되어 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역(각각 제1영역 및 제2영역)을 조절가능하여, 제1열교환매체의 빠른 냉각이 필요한 경우, 제1영역의 크기를 증대하고, 제2열교환매체의 빠른 냉각이 필요한 경우, 제2영역의 크기를 증대하여 냉각 성능을 용이하게 조절할 수 있는 일체형 열교환기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 제1헤더탱크 내면과 제1배플에 서로 대응되는 제1안내부 및 제1대응부가 형성되거나, 제1탄성수단이 구비되어 제1배플이 제1헤더탱크 내부에서 용이하게 이동될 수 있는 일체형 열교환기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 제1입구부 및 제2입구부가 제1헤더탱크의 길이방향으로 양측에 구비되어 제1배플이 이동가능한 이동영역을 충분히 형성할 수 있는 일체형 열교환기를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 제1열교환매체가 배터리모듈 냉각을 위한 냉각수이고, 제2열교환매체가 전장부품 냉각을 위한 냉각수로, 배터리모듈 및 전장부품의 냉각 필요성이 차량 상태에 따라 변화되는 바, 이에 빠르게 대응하여 배터리모듈 및 전장부품을 냉각할 수 있는 일체형 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(500)를 포함하는 일체형 열교환기(1000)에 있어서, 상기 일체형 열교환기(1000)는, 상기 제1헤더탱크(100)에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구부(310); 상기 제1헤더탱크(100)에 형성되어 제2열교환매체가 유입되는 제2입구부(410); 상기 제1헤더탱크(100)를 길이방향으로 각각 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 2개의 영역으로 구획하되, 상기 제1헤더탱크(100) 길이방향을 따라 이동가능한 제1배플(110)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체의 공급 유량을 조절하는 제1유량조절부(710) 및 상기 제2열교환매체의 공급 유량을 조절하는 제2유량조절부(720)를 포함하고, 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 공급 유량에 따른 압력 차이에 의해 상기 제1배플(110)이 이동되어 각각 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역의 크기를 조절가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 길이방향으로 중앙에 상기 제1배플(110)이 이동가능한 이동영역(A')을 형성하며, 상기 제1입구부(310) 및 제2입구부(410)가 상기 이동영역(A')의 양측에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 서로 혼합가능한 냉각수이되, 각각 다른 부품을 냉각하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체가 배터리모듈(B) 냉각을 위한 냉각수이며, 상기 제2열교환매체가 전장부품(E) 냉각을 위한 냉각수인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A') 양측의 제2헤더탱크(200)에 각각 제1열교환매체가 배출되는 제1출구부(320) 및 제2열교환매체가 배출되는 제2출구부(420)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)를 길이방향으로 2개의 영역으로 구획하되, 상기 제2헤더탱크(200) 길이방향을 따라 이동가능한 제2배플(210)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A')을 형성하는 상기 제1헤더탱크(100) 내면에 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제1안내부(121)가 형성되고, 상기 제1배플(110)에 상기 제1안내부(121)에 대응되는 제1대응부(122)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 일측과 상기 제1배플(110)을 연결하며 탄성력을 갖는 제1탄성수단(130)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A')을 형성하는 상기 제2헤더탱크(200) 내면에 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제2안내부(221)가 형성되고, 상기 제2배플(210)에 상기 제2안내부(221)에 대응되는 제2대응부(222)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 일측과 상기 제2배플(210)을 연결하며 탄성력을 갖는 제2탄성수단(230)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 일체형 열교환기는 더욱 상세하게 제1헤더탱크 내부에 길이방향으로 이동가능한 제1배플을 포함하여, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 냉각이 이루어지는 영역을 조절할 수 있어 최소의 크기로도 높은 효율을 냉각 성능을 갖는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일체형 열교환기는 공급 유량을 조절하는 제1유량조절부 및 제2유량조절부를 이용하여 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 공급 유량에 따른 압력 차이에 의해 제1배플이 이동되어 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역(각각 제1영역 및 제2영역)을 조절가능하여, 제1열교환매체의 빠른 냉각이 필요한 경우, 제1영역의 크기를 증대하고, 제2열교환매체의 빠른 냉각이 필요한 경우, 제2영역의 크기를 증대하여 냉각 성능을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일체형 열교환기는 제1헤더탱크 내면과 제1배플에 서로 대응되는 제1안내부 및 제1대응부가 형성되거나, 제1탄성수단이 구비되어 제1배플이 제1헤더탱크 내부에서 용이하게 이동될 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 일체형 열교환기는 제1입구부 및 제2입구부가 제1헤더탱크의 길이방향으로 양측에 구비되어 제1배플이 이동가능한 이동영역을 충분히 형성할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 일체형 열교환기는 제1열교환매체가 배터리모듈 냉각을 위한 냉각수이고, 제2열교환매체가 전장부품 냉각을 위한 냉각수로, 배터리모듈 및 전장부품의 냉각 필요성이 차량 상태에 따라 변화되는 바, 이에 빠르게 대응하여 배터리모듈 및 전장부품을 냉각할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 일체형 열교환기를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 다른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 부분 절개 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 또 다른 단면도.
도 7은 상기 도 3에 도시한 일체형 열교환기를 이용한 시스템을 나타낸 도면.
도 8 및 도 9는 배터리모듈 냉각 성능을 높인 본 발명에 따른 일체형 열교환기 및 이를 포함한 시스템을 나타낸 도면.(제1영역 확대)
도 10 및 도 11은 전장부품 냉각 성능을 높인 본 발명에 따른 일체형 열교환기 및 이를 포함한 시스템을 나타낸 도면.(제2영역 확대)
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일체형 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000)의 사시도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000)의 다른 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000)의 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 부분 절개 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000)의 또 다른 단면도이며, 도 7은 상기 도 3에 도시한 일체형 열교환기(1000)를 이용한 시스템을 나타낸 도면이고, 도 8 및 도 9는 배터리모듈(B) 냉각 성능을 높인 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000) 및 이를 포함한 시스템을 나타낸 도면이며, 도 10 및 도 11은 전장부품(E) 냉각 성능을 높인 본 발명에 따른 일체형 열교환기(1000) 및 이를 포함한 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100), 제2헤더탱크(200), 튜브(500), 제1입구부(310), 및 제2입구부(410)를 포함한다.
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 구성으로, 상기 제1헤더탱크(100)는 제1열교환매체가 유입되는 제1입구부(310) 및 제2열교환매체가 유입되는 제2입구부(410)가 형성된다.
상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체는 모두 냉각수로, 서로 혼합되어도 무방하되, 각각 서로 다른 냉각 대상을 갖는 것일 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 제1열교환매체는 배터리모듈(B)을 냉각하기 위한 냉각수이고, 상기 제2열교환매체는 전장부품(E)을 냉각하기 위한 냉각수일 수 있다.
상기 튜브(500)는 복수개가 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 상기 제1입구부(310)를 통해 유입된 제1열교환매체 또는 상기 제2입구부(410)를 통해 유입된 제2열교환매체가 이동되면서 열교환된다.
복수개의 상기 튜브(500) 사이에는 외부를 유동하는 공기와의 열전달면적을 높이기 위하여 핀(600)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 내부에 구비되어 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역을 구획하는 제1배플(110)이 구비되되, 상기 제1배플(110)은 제1헤더탱크(100)의 길이방향을 따라 이동된다. 즉, 상기 제1배플(110)에 의해 제1열교환매체가 이동되는 영역과 제2열교환매체가 이동되는 영역을 변화할 수 있다.
본 발명에서, 제1열교환매체가 이동되는 영역을 제1영역(A1)으로, 제2열교환매체가 이동되는 영역으로 정의하며, 상기 제1영역(A1)은 상기 제1배플(110)에 의해 구획되는 영역 중 제1유입부와 연통되는 영역 전체를 의미하는 것으로, 상기 제1유입부가 형성된 제1헤더탱크(100), 튜브(500), 및 제2헤더탱크(200) 영역 모두를 의미한다. 또, 상기 제2영역(A2)은 상기 제2배플(210)에 의해 구획되는 영역 중 제2유입부와 연통되는 영역 전체를 의미하는 것으로, 상기 제2유입부가 형성된 제2헤더탱크(200), 튜브(500) 및 제2헤더탱크(200) 영역 모두를 의미한다. (도 3 참조)
상기 제1배플(110)이 이동되는 것을 조절하는 것은 공조제어부를 통해 직접 그 위치를 조절할 수도 있고, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 유입량을 조절하여 수행될 수 있다.
구체적인 예로서, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제1유량조절부(710) 및 제2유량조절부(720)를 포함하여 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 공급 유량에 따른 압력 차이에 의해 상기 제1배플(110)이 이동될 수 있으며, 상기 제1배플(110)의 이동에 의해 각각 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역의 크기를 조절가능하다. 상기 제1유량조절부(710)는 상기 제1열교환매체의 공급유량을 조절하는 수단이며, 상기 제2열교환매체의 공급유량을 조절하는 수단이다.
이를 통해, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 차량 상황에 따라 주로 냉각되어야 하는 대상이 변화되는데, 이를 즉각적으로 반영하여 특정 대상을 냉각하는 냉각수(제1열교환매체 또는 제2열교환매체)의 이동공간을 늘려 빠르고 효과적으로 외부 공기와 열교환되어 냉각 효율을 높일 수 있다.
또, 상기 제2헤더탱크(200)에는 제1열교환매체가 배출되는 제1출구부(320) 및 제2열교환매체가 배출되는 제2출구부(420)가 형성된다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제2헤더탱크(200) 내부에도 제2헤더탱크(200) 길이방향으로 2개의 영역으로 구획하는 제2배플(210)이 더 구비될 수도 있다. 상기 제2배플(210) 역시, 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 유입량에 따라 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향(도 4의 높이방향)으로 거의 같은 위치에 존재한다.
또, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1배플(110)이 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로의 이동이 용이하도록 상기 제1헤더탱크(100) 내면에 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제1안내부(121)가 형성되고, 상기 제1배플(110)에 상기 제1안내부(121)에 대응되는 제1대응부(122)가 형성될 수 있다. 상기 도 5에 도시한 형태는 상기 제1안내부(121)가 돌출되며, 상기 제1대응부(122)가 제1안내부(121)가 삽입되도록 오목한 예를 나타내었다.
또한, 이와 같이, 상기 제2헤더탱크(200) 내면에 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제2안내부(221)가 형성되고, 상기 제2배플(210)에 상기 제2안내부(221)에 대응되는 제2대응부(222)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1배플(110) 및 제2배플(210)은 각각 상기 제1헤더탱크(100)의 제1안내부(121) 및 제2헤더탱크(200)의 제2안내부(221)를 따라 높이방향(제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향)으로 이동될 수 있다.
또한, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100) 내부에 제1배플(110) 일면과 제1헤더탱크(100)를 연결하며 탄성을 갖는 제1탄성수단(130)이 구비될 수 있다. 상기 제1탄성수단(130)은 제1배플(110)을 고정하며, 상기 제1유량조절부(710) 및 제2유량조절부(720)의 작동에 의해 압축되거나 늘어난다.
또, 상기 제2헤더탱크(200) 내부에도, 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 일측과 상기 제2배플(210)을 연결하며 탄성력을 갖는 제2탄성수단(230)이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제1탄성수단(130) 및 제2탄성수단(230)에 의해 상기 제1유량조절부(710) 및 제2유량조절부(720)의 작동에 의한 제1배플(110) 및 제2배플(120)의 이동을 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1배플(110) 및 제2배플(210)이 각각 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 내부에서 이동가능한 이동영역(A')을 최대한 확보할 수 있도록, 상기 제1입구부(310) 및 제2입구부(410)가 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 양측에 형성되고, 상기 제1출구부(320) 및 제2출구부(420)가 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 양측에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 이동영역(A')은 일체형 열교환기(1000)의 높이방향으로 중앙영역에 형성되며, 제1영역(A1) 및 제2영역(A2)을 크게 변화할 수 있다.
아래에서 본 발명의 일체형 열교환기(1000)를 이용한 시스템을 설명한다. 먼저, 배터리모듈(B) 및 전장부품(E)의 냉각이 고르게 필요한 경우, 상기 제4에 도시한 바와 같이, 상기 제1배플(110)은 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 중앙에 위치한다. 먼저, 배터리모듈(B) 냉각을 위한 제1열교환매체는 배터리모듈(B)을 통과한 후, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)의 제1영역(A1)을 통과하면서 냉각되어 순환된다. 또한, 제2열교환매체는 전장부품(E)을 통과한 후, 일체형 열교환기(1000)의 제2영역(A2)을 통과하면서 냉각되어 순환된다.
한편, 제1열교환매체 및 제2열교환매체를 저장하는 서지탱크(S)가 제1열교환매체 순환라인 및 제2열교환매체 순환라인에 연결된다. 이 때, 도 7, 9 및 11에서, 제1열교환매체 및 제2열교환매체는 동일한 냉각수이나, 그 흐름을 용이하게 설명하기 위하여 제1열교환매체 순환라인 및 제2열교환매체 순환라인을 서로 다른 점선으로 표시하였고, 상기 서지탱크(S)와 연결되는 라인을 제1열교환매체 순환라인과 동일한 점선으로 표시하였다.
또, 시스템 상, 냉매가 순환되어 차량 실내 냉방 및 난방을 위한 압축기(2100), 응축기(2200), 제1팽창수단(2300) 및 증발기(2400)가 구비되며, 도 7, 9 및 11에서, 이들이 연결되는 냉매순환라인을 실선으로 표시하였다. 또한, 응축기(2200)를 통과한 냉매가 제2팽창수단(2500)을 통과하여 제1열교환매체와 열교환되는 배터리칠러(2600)가 더 구비될 수 있다.
상기 도 7에 도시한 경우는 3방향밸브인 조절밸브(2610)에 의해 상기 배터리칠러(2600) 측으로는 제1열교환매체가 공급되지 않는다.
아울러, 배터리모듈(B)의 최대 냉각이 필요한 경우, 제1배플(110)은 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제1영역(A1)을 최대한 증가하는 위치로 이동조절되고, 제1열교환매체의 이동량이 증대되어 배터리모듈(B)을 통과하면서 최대 냉각을 수행한다. 이 경우에도, 상기 조절밸브(2610)에 의해 상기 배터리칠러(2600) 측으로는 제1열교환매체가 공급되지 않는다.
또, 전장부품(E)의 최대 냉각이 필요한 경우, 제1배플(110)은 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 제2영역(A2)을 최대한 증가하는 위치로 이동조절되고, 제1열교환매체의 이동량이 증대되어 전장부품(E)을 통과하면서 최대 냉각을 수행한다. 이 경우, 배터리모듈(B)의 냉각은 상기 조절밸브(2610)에 의해 배터리칠러(2600)에 의해서만 수행되도록 제어될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 더욱 상세하게 제1헤더탱크(100) 내부에 길이방향으로 이동가능한 제1배플(110)을 포함하여, 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 냉각이 이루어지는 영역을 조절할 수 있어 최소의 크기로도 높은 효율을 냉각 성능을 갖는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 일체형 열교환기(1000)는 제1열교환매체가 배터리모듈(B) 냉각을 위한 냉각수이고, 제2열교환매체가 전장부품(E) 냉각을 위한 냉각수로, 배터리모듈(B) 및 전장부품(E)의 냉각 필요성이 차량 상태에 따라 변화되는 바, 이에 빠르게 대응하여 배터리모듈(B) 및 전장부품(E)을 냉각할 수 있는 장점이 있다.
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.
1000 : 일체형 열교환기
100 : 제1헤더탱크
110 : 제1배플
121 : 제1안내부 122 : 제1대응부
130 : 제1탄성수단
200 : 제2헤더탱크
210 : 제2배플
221 : 제2안내부 222 : 제2대응부
230 : 제2탄성수단
310 : 제1입구부 320 : 제1출구부
410 : 제2입구부 420 : 제2출구부
500 : 튜브
600 : 핀
710 : 제1유량조절부 720 : 제2유량조절부
A1 : 제1영역
A2 : 제2영역
A' : 이동영역(제1배플이 이동가능한 영역)
B : 배터리모듈
E : 전장부품
S : 서지탱크
2100 : 압축기
2200 : 응축기
2300 : 제1팽창수단
2400 : 증발기
2500 : 제2팽창수단
2600 : 배터리칠러
2610 : 조절밸브

Claims (11)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(500)를 포함하는 일체형 열교환기(1000)에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는,
    상기 제1헤더탱크(100)에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구부(310);
    상기 제1헤더탱크(100)에 형성되어 제2열교환매체가 유입되는 제2입구부(410);
    상기 제1헤더탱크(100)를 길이방향으로 각각 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 2개의 영역으로 구획하되, 상기 제1헤더탱크(100) 길이방향을 따라 이동가능한 제1배플(110)을 포함하고,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체의 공급 유량을 조절하는 제1유량조절부(710) 및 상기 제2열교환매체의 공급 유량을 조절하는 제2유량조절부(720)를 포함하고, 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 공급 유량에 따른 압력 차이에 의해 상기 제1배플(110)이 이동되어 각각 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 이동되는 영역의 크기를 조절가능한 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100) 길이방향으로 중앙에 상기 제1배플(110)이 이동가능한 이동영역(A')을 형성하며, 상기 제1입구부(310) 및 제2입구부(410)가 상기 이동영역(A')의 양측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 서로 혼합가능한 냉각수이되, 각각 다른 부품을 냉각하는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체가 배터리모듈(B) 냉각을 위한 냉각수이며, 상기 제2열교환매체가 전장부품(E) 냉각을 위한 냉각수인 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A') 양측의 제2헤더탱크(200)에 각각 제1열교환매체가 배출되는 제1출구부(320) 및 제2열교환매체가 배출되는 제2출구부(420)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)를 길이방향으로 2개의 영역으로 구획하되, 상기 제2헤더탱크(200) 길이방향을 따라 이동가능한 제2배플(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  8. 제3항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A')을 형성하는 상기 제1헤더탱크(100) 내면에 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제1안내부(121)가 형성되고, 상기 제1배플(110)에 상기 제1안내부(121)에 대응되는 제1대응부(122)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  9. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 일측과 상기 제1배플(110)을 연결하며 탄성력을 갖는 제1탄성수단(130)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 이동영역(A')을 형성하는 상기 제2헤더탱크(200) 내면에 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 길게 돌출되거나 오목한 형상의 제2안내부(221)가 형성되고, 상기 제2배플(210)에 상기 제2안내부(221)에 대응되는 제2대응부(222)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 일체형 열교환기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 일측과 상기 제2배플(210)을 연결하며 탄성력을 갖는 제2탄성수단(230)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기.
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