KR19990029943U - heat transmitter - Google Patents

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KR19990029943U
KR19990029943U KR2019970042612U KR19970042612U KR19990029943U KR 19990029943 U KR19990029943 U KR 19990029943U KR 2019970042612 U KR2019970042612 U KR 2019970042612U KR 19970042612 U KR19970042612 U KR 19970042612U KR 19990029943 U KR19990029943 U KR 19990029943U
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Abstract

본 고안은 고온의 냉각수 일부를 바이패스시켜 관내 유동손실을 줄임으로써 압력손실을 극복하여 박형, 경량화를 실현할 수 있는 열교환기에 관한 것으로, 헤더와 탱크의 결합에 의해 냉각수로가 형성되고 상호 이격되어 배설되는 커넥터탱크(10) 및 리턴탱크(20)와, 상기 커넥터탱크와 리턴탱크의 각각의 헤더에 연통되는 다수의 튜브(31)와, 상기 튜브들 사이에 설치되는 코루게이트핀(32)과, 상기 커넥터탱크(10) 내부를 제1쳄버(13)와 제2쳄버(14)로 구획하는 배플(40)이 설치되고; 상기 배플은 두께방향으로 냉각수를 바이패스시키는 바이패스홀(42)이 형성됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a heat exchanger capable of bypassing a part of the high temperature cooling water and reducing the flow loss in the pipe to overcome the pressure loss, thereby realizing a thinner and lighter weight. A connector tank 10 and a return tank 20 to be provided, a plurality of tubes 31 connected to respective headers of the connector tank and the return tank, and a corrugated pin 32 disposed between the tubes; A baffle (40) is provided which partitions the inside of the connector tank (10) into a first chamber (13) and a second chamber (14); The baffle is characterized in that the bypass hole 42 for bypassing the cooling water in the thickness direction.

Description

열교환기heat transmitter

본 고안은 차량 엔진실린더를 냉각시키는 고온의 냉각수를 이용하여 실내를 난방하는 열교환기에 관한 것으로, 특히 열교환기에 유입된 냉각수의 일부를 바이패스시킬 수 있도록 하는 배플구조를 개선한 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for heating a room using a high temperature cooling water for cooling a vehicle engine cylinder, and more particularly, to a heat exchanger having an improved baffle structure for bypassing a part of the cooling water introduced into the heat exchanger.

열교환기는 대시하부에 장착되어 있는 소형 라디에이터로 엔진을 경유한 뜨거운 냉각수를 열원으로 하고 블로어로 공기를 순환시켜 실내를 난방하게 된다.The heat exchanger is a small radiator mounted under the dash and heats the room by circulating the air with a blower as the heat source with hot coolant via the engine.

최근에는 열교환기의 박형, 경량화에 따른 기술이 요구되고 있으나 일정한 냉각수량을 유지하면서 압력손실을 저감할 수 있는 박형의 열교환기를 제조하는데 어려움이 있다.Recently, a technology for thinner and lighter heat exchangers is required, but it is difficult to manufacture a thin heat exchanger capable of reducing pressure loss while maintaining a constant amount of cooling water.

일예로 종래의 열교환기는 도 5와 같이 헤더(11)와 탱크(12)로 결합되어 있는 커넥터탱크(10)에 유동하는 냉각수의 전열시간을 높여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 배플(40)에 의해 내부를 구획하고 상기 배플(40)을 중심으로 냉각수를 리턴탱크(20;도 1참조)에서 U턴시킴으로써 유동거리를 증대시키고 있다.For example, the conventional heat exchanger is provided by the baffle 40 to increase the heat transfer time of the coolant flowing in the connector tank 10 coupled to the header 11 and the tank 12 as shown in FIG. 5 to improve the cooling efficiency. The flow distance is increased by dividing the inside and U-turning the coolant in the return tank 20 (see FIG. 1) around the baffle 40.

그러나 종래 고안은 배플에 의해 리턴탱크가 구획되어 이웃하는 쳄버와 완전히 밀폐되어 있기 때문에 냉각수가 항상 동일한 유로를 통해 동일량이 유동하게 되고 따라서 열교환기를 박형으로 제작할 경우 압력손실을 극복할 수 없거나 또는 압력손실을 고려할 경우 냉각수량을 감소시켜야 하는 등 성능이 저하되는 문제가 있다.However, in the conventional design, since the return tank is partitioned by the baffle and completely enclosed with the neighboring chambers, the coolant always flows in the same amount through the same flow path. Therefore, when the heat exchanger is made thin, pressure loss or pressure loss cannot be overcome. Considering this, there is a problem in that performance decreases, such as the amount of cooling water to be reduced.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 고온의 냉각수 일부를 바이패스시켜 관내 유동손실을 줄임으로써 압력손실을 극복함으로써 박형, 경량화를 실현할 수 있는 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can realize a thinner and lighter weight by overcoming a pressure loss by bypassing a part of a high temperature cooling water to reduce a flow loss in a pipe.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 헤더와 탱크의 결합으로 형성되고 상호 이격되어 배설되는 커넥터탱크 및 리턴탱크와, 상기 커넥터탱크와 리턴탱크의 각각의 헤더에 연통되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 설치되는 냉각핀과, 상기 커넥터탱크 내부를 제1쳄버와 제2쳄버로 구획하는 배플이 설치되고; 상기 배플은 두께방향으로 냉각수를 바이패스시키는 바이패스홀이 형성되며, 그 외주면이 상기 탱크들의 내주면과 접면되고, 일측이 탱크에 형성된 슬릿에 삽입되는 돌기를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving this purpose is a connector tank and return tank formed by coupling the header and the tank and spaced apart from each other, a plurality of tubes in communication with each header of the connector tank and the return tank, and the tubes A cooling fin installed between the baffle and a baffle partitioning the inside of the connector tank into a first chamber and a second chamber; The baffle is characterized in that the bypass hole for bypassing the cooling water in the thickness direction is formed, the outer circumferential surface is in contact with the inner circumferential surface of the tank, one side has a projection inserted into the slit formed in the tank.

상기 바이패스홀은 배플과 커넥터탱크의 헤더와의 조합에 의해 형성되게 하거나 또는 배플에 홀을 천공하여 형성할 수도 있다.The bypass hole may be formed by combining the header of the baffle and the connector tank, or may be formed by drilling a hole in the baffle.

이러한 구성에 의하면, 제1쳄버로 유입된 냉각수중 일부가 배플에 형성된 바이패스홀을 통해 제2쳄버로 바이패스되며, 동시에 바이패스되지 않은 고온의 냉각수가 튜브를 통해 유동하면서 냉각된 후 바이패스된 냉각수와 함께 제2쳄버에서 혼합되어 유출된다.According to this configuration, a portion of the coolant flowing into the first chamber is bypassed to the second chamber through a bypass hole formed in the baffle, and at the same time, the high temperature coolant that is not bypassed is cooled while flowing through the tube and then bypassed. The mixed coolant is mixed in the second chamber and flowed out.

도 1은 본 고안에 따른 열교환기 정면도,1 is a front view of a heat exchanger according to the present invention,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 배플을 보인 도1의 A-A선 요부단면도,2 is a sectional view taken along line A-A of FIG. 1 showing a baffle according to an embodiment of the present invention;

도 3 및 도 4는 배플의 다른 실시예를 보인 단면도,3 and 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the baffle,

도 5는 종래 배플의 형상을 보인 단면도,5 is a cross-sectional view showing the shape of a conventional baffle,

도 6은 본 고안에 따른 실험장치를 보인 계략도,6 is a schematic view showing an experimental apparatus according to the present invention,

도 7은 본 고안의 실차 장착후의 실험 결과를 보인 그래프,7 is a graph showing the experimental results after the actual vehicle mounting of the present invention,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10;커넥터탱크 13;제1쳄버10; connector tank 13; first chamber

14;제2쳄버 20;리턴탱크14; second chamber 20; return tank

30;코어 31;튜브30; core 31; tube

40;배플 42-44;바이패스홀40; baffle 42-44; bypass hole

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 열교환기를 도시한 정면도이고, 도 2는 실시예에 따른 배플의 형상을 설명하기 위한 도 1의 A-A선 단면도이다.1 is a front view showing a heat exchanger according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1 for explaining the shape of the baffle according to the embodiment.

전체 부호를 1로 표시한 열교환기는 헤더(11)(21)와 탱크(12)(22)의 결합에 의해 냉매 통로를 형성하는 커넥터탱크(10)와 리턴탱크(20)가 대향되게 이격되어 수평으로 설치되며, 상기 커넥터탱크(10)의 탱크(11)에는 각각 유입파이프(10a)와 유출파이프(10b)가 결합된다.The heat exchanger indicated by the reference numeral 1 is horizontally spaced apart so that the connector tank 10 and the return tank 20, which form the refrigerant passage, by the combination of the headers 11, 21 and the tanks 12, 22 are opposed to each other. The inlet pipe 10a and the outlet pipe 10b are respectively coupled to the tank 11 of the connector tank 10.

상기 커넥터탱크(10)와 리턴탱크(20) 사이에는 각각의 헤더(11)(21)와 연통되게 다수의 튜브(31)가 수직방향으로 배열되며, 상기 튜브(31)들의 사이에는 코루게이트핀(32)이 배열되어 냉각수를 열교환시키는 코어(30)를 형성하고 있다.Between the connector tank 10 and the return tank 20, a plurality of tubes 31 are arranged in a vertical direction so as to communicate with each of the headers 11 and 21, and corrugated pins between the tubes 31. 32 is arranged to form the core 30 for heat-exchanging the cooling water.

상기 커넥터탱크(10) 내부에는 중앙에 배플(40)이 설치되어 각각의 냉각수 유동공간을 갖는 제1쳄버(13)와 제2쳄버(14)로 구획하게 되며, 상기 배플(40)은 냉각수를 U턴시켜 열교환 면적을 증대시킨다.A baffle 40 is installed in the center of the connector tank 10 to partition the first chamber 13 and the second chamber 14 having respective cooling water flow spaces, and the baffle 40 separates the cooling water. U turn to increase heat exchange area.

상기 배플(40)은 커넥터탱크(10)의 평단면 내주면과 동일한 직사각형상으로 일측에 탱크(12)에 형성된 슬릿(12a)에 삽입되는 돌기(41)가 일체로 형성되며 하부 양측에는 냉각수를 바이패스시키기 위한 바이패스홀(42)이 형성되어 있다.The baffle 40 has the same rectangular shape as the inner circumferential surface of the flat end surface of the connector tank 10 and is formed integrally with protrusions 41 inserted into the slit 12a formed in the tank 12 on one side thereof. The bypass hole 42 for passing is formed.

실시예에서는 배플(40)의 하부 양단을 절개하여 상기 배플(40)과 탱크(12)와의 조합에 의해 홀을 형성하고 있으나 다른 실시예로 도 3과 같이 하나의 바이패스홀(43)을 형성하여 동일한 면적을 유지할 수 있고, 또한 도 4와 같이 배플(40)의 중앙에 바이패스홀(44)을 두께방향으로 천공할 수 있다.In the embodiment, the lower end of the baffle 40 is cut to form a hole by the combination of the baffle 40 and the tank 12, but in another embodiment, one bypass hole 43 is formed as shown in FIG. 3. The same area can be maintained, and the bypass hole 44 can be drilled in the thickness direction in the center of the baffle 40 as shown in FIG. 4.

상기 바이패스홀(42)의 직경은 냉각수의 통과량이 500cc/분 이하의 바이패스량을 갖는 면적을 형성하며, 바람직하게는 30mm2이하의 개방면적을 갖는게 좋다.The diameter of the bypass hole 42 forms an area having a bypass amount of 500 cc / min or less, and preferably has an open area of 30 mm 2 or less.

이와 같이 구성된 본 고안의 열교환기는 커넥터탱크(10)의 상부에 결합된 유입파이프(10a)를 통해 실린더에서 열교환된 고온.고압의 냉각수가 제1쳄버(13)로 유입되면 배플(40)에 의해 리턴탱크(20)로 유동하고 상기 리턴탱크(20)에서 U턴한 후 제2쳄버(14)를 경유하여 유출파이프(10b)로 토출된다.The heat exchanger of the present invention configured as described above has a high temperature and high pressure cooling water that is heat-exchanged in a cylinder through the inlet pipe 10a coupled to the upper portion of the connector tank 10 by the baffle 40. It flows to the return tank 20 and is U-turned in the return tank 20 and is discharged to the outflow pipe 10b via the second chamber 14.

이러한 냉각수의 유동과정에 있어서, 커넥터탱크(10)의 제1쳄버(13)로 유입된 고온의 냉각수중 미소량이 커넥터탱크(10) 중앙에 위치한 배플(40)의 바이패스홀(42)을 통과해 곧바로 제2쳄버(14)로 바이패스되고, 나머지 냉각수는 코어(30)를 통과하면서 열교환된 후 상기 바이패스된 냉각수와 함께 제2쳄버(14)에서 합류되어 유출파이프(10b)로 유출된다.In the flow of the cooling water, a small amount of the high-temperature cooling water flowing into the first chamber 13 of the connector tank 10 passes through the bypass hole 42 of the baffle 40 located in the center of the connector tank 10. It is bypassed immediately to the second chamber 14, and the remaining cooling water is heat-exchanged while passing through the core 30, and then joined with the bypassed cooling water in the second chamber 14 to flow out of the outflow pipe 10b. .

이때 상기 바이패스홀(42)을 통과하는 냉각수량은 약 500cc/분 이하로 통과되도록 홀의 개방면적을 유지할 필요가 있다. 바이패스량이 기준치 보다 많을 경우에는 튜브의 압력손실을 줄일 수 있으나 열교환량이 감소되어 엔진 냉각에 부적합하며, 반대로 바이패스량이 적을 경우에는 열교환량은 증대되지만 튜브의 압력손실이 증가하여 열교환기의 박형 또는 경량화를 실현할 수 없으므로 적당량의 냉각수가 바이패스될 수 있도록 홀의 면적을 실험에 의해 설정하여야 한다.At this time, it is necessary to maintain the open area of the hole so that the amount of cooling water passing through the bypass hole 42 passes at about 500 cc / min or less. If the bypass amount is higher than the standard value, the pressure loss of the tube can be reduced, but the heat exchange amount is reduced, which is not suitable for engine cooling. On the contrary, if the bypass amount is small, the heat exchange amount is increased, but the pressure loss of the tube increases, so that Since the weight reduction cannot be realized, the area of the hole must be set by experiment so that an appropriate amount of cooling water can be bypassed.

상기한 바이패스홀(42)의 면적을 설정함에 있어 본 고안은 도 6과 같은 실험을 통해 바이패스량을 측정하였다.In setting the area of the bypass hole 42, the present invention measured the bypass amount through the experiment as shown in FIG.

본 고안의 실험장치(50)는 일정한 저수량을 갖는 수조(51)의 일측에 유입파이프(52)를 설치하고, 상기 수조(51)의 측벽에는 냉각수가 넘칠 경우 배출하기 위한 드레인파이프(53)를 설치하고 있다. 또한 상기 수조(51)의 하부에는 본 고안에 따른 열교환기(1)의 커넥터탱크(10)에 결합된 유입파이프(10a)와 연통되게 배관(54)을 설치하고, 유출파이프(10b) 하방에는 메스실린더(55)를 구비하고 있으며, 이때 상기 열교환기(1)의 리턴탱크(20)의 높이는 수조의 오버플로우 한계높이 보다 높이 설정하여 커넥터탱크(10)로 유동되지 않게 한다.Experiment apparatus 50 of the present invention is installed inlet pipe 52 on one side of the water tank 51 having a constant water storage, the drain pipe 53 for discharging when the coolant overflows on the side wall of the water tank 51 I install it. In addition, the lower portion of the water tank 51 is provided with a pipe 54 in communication with the inlet pipe (10a) coupled to the connector tank 10 of the heat exchanger (1) according to the present invention, and below the outlet pipe (10b) The measuring cylinder 55 is provided, and the height of the return tank 20 of the heat exchanger 1 is set higher than the overflow limit height of the water tank so as not to flow into the connector tank 10.

여기서 수조(51)의 유입파이프(52)로 유입되는 냉각수의 압력 및 수량은 실차에 적용된 것과 동일하게 적용하였다.Here, the pressure and quantity of the coolant flowing into the inlet pipe 52 of the water tank 51 were applied in the same manner as applied to the actual vehicle.

상기 실험장치를 통해 커넥터탱크(10)를 구획하고 있는 배플(40)의 바이패스홀(42)의 면적을 조절하면서 통과하는 누수량의 분당 체적을 측정한 후 실차에 적용한 결과 바이패스홀(42)을 통해 분당 500cc 정도 통과하는 약 30mm2이하의 통과면적일 때 튜브의 압력손실을 줄이면서 전체 유량을 동일하게 할 수 있는 이상적인 결과를 얻었다.By measuring the volume per minute of the amount of water leaked while adjusting the area of the bypass hole 42 of the baffle 40 partitioning the connector tank 10 through the experimental device after applying to the actual vehicle bypass hole 42 With the pass area of about 30mm 2 or less, passing about 500cc per minute, the ideal result was obtained to equalize the total flow rate while reducing the pressure loss of the tube.

도 7은 본 고안에 따른 실험결과를 그래프로 도시한 것으로, 도시한 그래프에 의하면 바이패스홀(42)을 통과하는 냉각수량을 분당 500cc로 유지할 경우 커넥터탱크가 완전히 밀폐된 상태보다 방열량은 약 2% 정도 감소하는 미세한 차이를 보이고 있으나, 압력손실은 약 20%까지 상승됨을 알 수 있다.7 is a graph showing the experimental results according to the present invention. According to the graph, the heat dissipation amount is about 2 than the state in which the connector tank is completely sealed when the amount of cooling water passing through the bypass hole 42 is 500 cc / min. Although there is a slight difference of about% decrease, it can be seen that the pressure loss is increased to about 20%.

따라서 열교환기의 성능을 거의 일정하게 유지시키고 압력 강하를 적게하여 전체 냉각수량을 요구하는 양 만큼 유지시킬 수 있다. 그래프중 A구간은 방열량과 압력강하의 최적화가 되는 구간이다.Therefore, the performance of the heat exchanger can be maintained almost constant and the pressure drop can be kept small to maintain the required amount of cooling water. Section A in the graph is the section where the heat dissipation amount and pressure drop are optimized.

이상과 같이 열교환기에서 유입된 냉각수중 일부를 바이패스시킴으로 인해 코어를 유동하는 나머지 유동 냉각수량을 상대적으로 줄일 수 있음으로 인해 튜브내 냉각수의 유동저항을 줄일 수 있어 박형의 열교환기에 있어서도 유량을 저감시키지 않고 압력손실을 줄일 수 있게 되는 것이다.By bypassing some of the coolant flowing from the heat exchanger as described above, the remaining flow of coolant flowing through the core can be relatively reduced, thereby reducing the flow resistance of the coolant in the tube, thereby reducing the flow rate even in the thin heat exchanger. It is possible to reduce the pressure loss without doing so.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 제1실시예는 헤더와 탱크의 결합으로 형성되고 상호 이격되어 배설되는 커넥터탱크 및 리턴탱크와, 상기 커넥터탱크와 리턴탱크의 각각의 헤더에 연통되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 설치되는 냉각핀과, 상기 커넥터탱크와 리턴탱크 내부에 냉매를 사행으로 유동시키는 배플이 설치되고; 상기 배플은 중앙에 두께방향으로 액냉매를 바이패스시키는 바이패스홀이 형성되며, 그 외주면이 상기 탱크들의 내주면과 접면되고, 일측이 탱크에 형성된 슬릿에 삽입되는 돌기를 갖는 구조로 커넥터탱크 및 리턴탱크에 설치되고 중앙에 바이패스홀이 천공된 배플들에 의해 액냉매중 일부를 바이패스시킴으로 나머지 냉매에 대한 유동저항을 감소시킬 수 있고, 아울러 그 구조가 간단하여 경량화가 가능하게 된다.As described above, the first embodiment of the present invention includes a connector tank and a return tank formed by combining a header and a tank and spaced apart from each other, and a plurality of tubes communicating with respective headers of the connector tank and the return tank. A cooling fin installed between the tubes and a baffle for meandering the refrigerant in the connector tank and the return tank; The baffle has a bypass hole for bypassing the liquid refrigerant in the thickness direction at the center thereof, the outer circumferential surface thereof is in contact with the inner circumferential surface of the tank, and one side has a protrusion having a protrusion inserted into a slit formed in the tank to return the connector tank. By bypassing a part of the liquid refrigerant by the baffles installed in the tank and the bypass hole in the center, the flow resistance of the remaining refrigerant can be reduced, and the structure thereof can be simplified to reduce the weight.

Claims (5)

헤더와 탱크의 결합으로 형성되고 상호 이격되어 배설되는 커넥터탱크 및 리턴탱크와, 상기 커넥터탱크와 리턴탱크의 각각의 헤더에 연통되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 설치되는 냉각핀과, 상기 커넥터탱크 내부에 냉각수를 U턴으로 유동시키는 배플이 설치되고; 상기 배플은 두께방향으로 냉각수를 바이패스시키는 바이패스홀이 적어도 1개소 이상 형성되며, 그 외주면이 커넥터탱크 내주면과 접면되고, 일측이 탱크에 형성된 슬릿에 삽입되는 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.A connector tank and a return tank formed by coupling a header and a tank and spaced apart from each other, a plurality of tubes communicating with respective headers of the connector tank and the return tank, cooling fins installed between the tubes, and A baffle is installed inside the connector tank for flowing the coolant to the U-turn; The baffle is a heat exchanger characterized in that at least one bypass hole for bypassing the cooling water in the thickness direction is formed, the outer peripheral surface thereof is in contact with the inner peripheral surface of the connector tank, the one side has a projection inserted into the slit formed in the tank . 제 1항에 있어서, 상기 배플의 바이패스홀은 배플과 탱크와의 조합에 의해 홀이 형성됨을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger of claim 1, wherein the bypass hole of the baffle is formed by a combination of a baffle and a tank. 제 1항 있어서, 상기 바이패스홀은 배플의 중앙을 관통하여 형성됨을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger of claim 1, wherein the bypass hole is formed through a center of a baffle. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배플의 바이패스홀은 약 30mm2이하의 냉각수 통과면적을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger of claim 1, wherein the bypass hole of the baffle has a cooling water passage area of about 30 mm 2 or less. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배플의 바이패스홀의 통과면적은 냉각수량이 약 500cc/분 이하의 통과량을 갖도록 함을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the passage area of the bypass hole of the baffle is such that the amount of cooling water has a passage amount of about 500 cc / min or less.
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