KR20110086994A - Heat enchanger of a stacked plate type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오일쿨러나 오일워머로 사용되는 플레이트 적층형 오일열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a plate stacked oil heat exchanger used as an oil cooler or oil warmer.
자동차에 사용되면서 고온의 엔진오일을 냉각시키거나 적정온도로 데워주는 오일열교환기로서, 플레이트 적층형 오일열교환기는 오일측의 열전달율을 향상시키기 위해 한 층의 공간으로는 오일이 흐르고, 다음 층의 공간으로는 워터가 흐르는 형식에 의해 열교환이 이루어진다. 각각의 공간에는 입출구부가 형성되고 오일이 흐르는 오일층과 워터가 흐르는 워터층에는 열교환 효율을 높이도록 플레이트 사이에 삽입된 인너핀이 구비되어 있다. 상기 인너핀에는 파형의 돌출부가 형성되어 있다.An oil heat exchanger that cools or warms high-temperature engine oil while being used in automobiles. Plate stacked oil heat exchangers allow oil to flow in one layer to improve heat transfer on the oil side. The heat exchange takes place by the flow of water. In each space, the inlet and outlet portions are formed, and the inner oil layer and the flowing water layer are provided with inner pins inserted between the plates to increase heat exchange efficiency. The inner pin has a corrugated protrusion.
그런데, 종래 플레이트 적층형 오일열교환기에서는 높은 성능이 요구되는 경우에 적층단수가 많아져야 하고 이로 이해 중량이 증가된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional plate-laminated oil heat exchanger, when the high performance is required, the number of laminated stages has to be increased, thereby increasing the weight.
또한 고성능 경량의 오일열교환기가 요구됨에 따라 오일층에는 파형의 돌출부를 구비한 인너핀이 구비되는데 이 경우에 유체(오일 및 워터)의 저항이 증가하게 되면 이로 인해 특히 오일의 수명이 저하하며 오일 열교환이 필요한 장비(엔진, 자동변속기)에 심각한 손상을 초래한다는 문제점이 있었다.In addition, as the high-performance lightweight oil heat exchanger is required, the oil layer is provided with inner pins having corrugated protrusions. In this case, when the resistance of the fluid (oil and water) increases, the life of the oil decreases, in particular, and the oil heat exchange. There was a problem that caused serious damage to this necessary equipment (engine, automatic transmission).
한편, 겨울과 같은 저온시나 초기 차량 구동시에 냉각수가 일정온도(약 85℃)이상 되지 않으면, 수온센서에 의해 라디에이터내에 워터가 흐르지 않게 하고 오일은 라디에이터내에 순환되게 하여 오일워머로 작동하게 하는데, 이 경우에 종래 플레이트 적층형 오일열교환기에서는 오일과 워터간의 온도차에 따라 오일온도가 낮아지고 오일온도가 낮아지면 오일의 점도가 높아져 저항으로 작용하여 자동변속기의 동력전달효율을 떨어뜨린다는 문제점이 있었다.On the other hand, if the coolant does not go above a certain temperature (about 85 ° C) during low temperatures such as in winter or during initial vehicle operation, water does not flow into the radiator by the water temperature sensor, and oil is circulated in the radiator to operate as an oil warmer. In this case, the conventional plate-laminated oil heat exchanger has a problem that the oil temperature is lowered according to the temperature difference between the oil and the water, and when the oil temperature is lowered, the viscosity of the oil is increased, which acts as a resistance, thereby lowering the power transmission efficiency of the automatic transmission.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 오일쿨러 및 오일워머로 작용할 시에 오일을 적정온도로 유지하여 내구성을 증대시키고 유동저항을 감소시키는 플레이트 적층형 오일열교환기를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a plate laminated oil heat exchanger to increase the durability and reduce the flow resistance by maintaining the oil at an appropriate temperature when acting as an oil cooler and oil warmer There is.
본 발명에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기는, 제1플레이트와 제2플레이트가 순차적으로 적층하여 워터가 흐르는 워터층과 오일이 흐르는 오일층이 형성되고, 상기 워터층에 연통하는 워터 출입구와 상기 오일층에 연통하는 오일 출입구가 형성된 플레이트 적층형 오일열교환기에 있어서, 상기 오일층의 내부에는 상기 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제1열교환율 향상수단이 구비되며, 상기 워터층의 내부에는 상기 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제2열교환율 향상수단이 구비되되, 상기 제1열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부를 가진 인너핀 플레이트이고, 상기 인너핀 플레이트에는 오일의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부가 제거된 오일 유동가이드 통로가 상기 오일 출입구에 연통하여 형성된 것을 특징으로 한다.The plate-laminated oil heat exchanger according to the present invention is formed by sequentially stacking a first plate and a second plate to form a water layer through which water flows and an oil layer through which oil flows, and to the water inlet and the oil layer communicating with the water layer. In a plate-laminated oil heat exchanger having an oil inlet communicating therewith, a first heat exchange rate improving means for increasing a heat exchange rate between the oil and the water is provided inside the oil layer, and the heat exchange between the oil and the water is provided inside the water layer. A second heat exchange rate improving means for increasing the rate is provided, wherein the first heat exchange rate improving means is an inner pin plate having a projected waved portion, and the inner pin plate has an inner pressure plate to improve pressure loss due to flow resistance of oil. An oil flow guide passage having a corrugated protrusion removed is formed in communication with the oil inlet. .
상기 제1열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부를 가진 인너핀 플레이트이고, 상기 제2열교환율 향상수단은 상기 제1플레이트 또는 제2플레이트에 엠보 형성된 엠보돌기이며, 상기 인너핀 플레이트에는 오일의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부가 제거된 오일 유동가이드 통로가 상기 오일출입구에 연통하여 형성될 수도 있다.The first heat exchange rate improving means is an inner pin plate having a projected portion of the corrugated wave, the second heat exchange rate improving means is an embossed protrusion embossed on the first plate or the second plate, the inner pin plate An oil flow guide passage in which the corrugated protrusion is removed may be formed in communication with the oil inlet to improve pressure loss due to flow resistance.
상기 제1열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부로 된 인너핀 플레이트이고, 상기 제2열교환율 향상수단은 상기 제1플레이트 또는 제2플레이트에 엠보 형성된 엠보돌기이며, 워터의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 엠보돌기가 제거된 워터 유동가이드 통로가 상기 워터 출입구에 연통하여 구비되어 있을 수도 있다.The first heat exchange rate improving means is an inner pin plate formed of a projected wave shaped protrusion, and the second heat exchange rate improving means is an embossed protrusion formed on the first plate or the second plate, and the pressure due to the flow resistance of water. A water flow guide passage from which the embossing has been removed may be provided in communication with the water entrance to improve the loss.
상기 제1, 제2열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부로 된 인너핀 플레이트이고, 상기 인너핀 플레이트에는 오일 또는 워터의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부가 제거된 유동가이드 통로가 상기 오일 출입구 또는 워터 출입구에 연통하여 형성되어 있을 수도 있다.The first and second heat exchange rate improving means is an inner pin plate formed of a protrusion of the corrugated wave, and the inner pin plate has a flow guide from which the protrusion of the corrugated portion is removed to improve pressure loss due to the flow resistance of oil or water. A passage may be formed in communication with the oil inlet or the water inlet.
본 발명에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기에 의하면, 오일의 출입구와 워터의 출입구에 연통하는 유동가이드 통로를 형성함으로써, 오일쿨러 및 오일워머로 작용할 시에 오일을 적정온도로 유지하여 내구성을 증대시키고 열교환율을 효율적으로 유지하면서 유동저항을 효과적으로 감소시키는 효과가 있다.According to the plate-laminated oil heat exchanger according to the present invention, by forming a flow guide passage communicating with the inlet and the outlet of the water, the oil is maintained at an appropriate temperature when acting as an oil cooler and oil warmer to increase durability and increase heat exchange rate. It is effective to effectively reduce the flow resistance while maintaining the efficiency.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기를 나타내는 사시도,
도2는 도1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,
도3은 본 발명의 제1실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기의 일부 분리 사시도(하측에서 바라본 분리 사시도),
도4는 본 발명의 제2실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기의 인너핀 플레이트를 나타낸 사시도(하측에서 바라본 사시도),
도5는 본 발명의 제3실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a plate laminated oil heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1;
3 is a partially separated perspective view (separated perspective view from below) of a plate stacked oil heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view (in perspective view from below) of the inner pin plate of the plate stacked oil heat exchanger according to the second embodiment of the present invention,
5 is a perspective view showing a plate stacked oil heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기를 나타내는 사시도이도, 도2는 도1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 플레이트 적층형 열교환기(100)는 베이스 플레이트(110) 상에 제1플레이트(120)와 제2플레이트(130)가 순차적으로 적층하여 제1플레이트(120)와 제2플레이트(130) 사이에는 워터가 흐르는 워터층(WS)과 오일이 흐르는 오일층(OS)이 순차적으로 형성되고, 상 플레이트(140)로 상측이 마감되며, 상기 상 플레이트(140)에는 워터 유입관(151)과 워터 유출관(152)이 서로 대각 방향으로 설치되는 한편 오일 유입관(161)과 오일 유출관(162)이 서로 대각방향으로 설치되어 상기 제1, 제2플레이트(120)(130)의 후술하는 워터 유입구/유출구 또는 오일 유입/유출구에 연통하는 구조로 되어 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a perspective view showing a plate stacked oil heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the arrow A-A in FIG. As illustrated, the plate stacked
그리고, 상기 오일층(OS)의 내부에는 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제1열교환율 향상수단(170)이 구비되고, 상기 워터층(WS)의 내부에는 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제2열교환율 향상수단(180)이 구비된다.In addition, a first heat exchange rate improving
도3에 도시한 바와 같이, 상기 제1플레이트(120)와 제2플레이트(130)는 대체로 사각판 형태로서, 그 가장자리를 따라 절곡부(121)(131)가 형성되어 접시형을 이루며, 그 모서리부에는 상기 워터 유입관(151)과 워터 유출관(152)에 각각 연통하는 워터 유입구(Wi)와 워터 유출구(Wo)가 서로 대각방향으로 형성되는 한편 상기 오일 유입관(161)과 오일 유출관(162)에 각각 연통하는 오일 유입구(Oi)와 오일 유출구(Oo)가 서로 대각방향으로 형성되고, 그 표면에는 다수의 엠보(122)(132)가 돌출 형성되어 상기 제2열교환율 향상수단(180)을 이룬다. 상기 엠보(122)(132)는 상기 오일층(OS)을 향하여 오목하고 상기 워터층(WS)을 향하여 볼록하게 형성되어 상기 제2열교환율 향상수단(180)을 이룬다.As shown in FIG. 3, the
또한, 상기 제1플레이트(120)와 제2플레이트(130)의 워터 유입구(Wi)와 워터 유출구(Wo)와 오일 유입구(Oi) 및 오일 유출구(Oo)에는 상기 오일층(OS)의 오일 흐름과 워터층(WS)의 워터 흐름을 분리하도록 서로 반대방향으로 절곡되어 형성된 플랜지부(123, 133)(124, 134)가 서로 용착된다.In addition, the oil flow of the oil layer (OS) in the water inlet (Wi), the water outlet (Wo), the oil inlet (Oi) and the oil outlet (Oo) of the
상기 베이스 플레이트(110) 또는 상 플레이트(140)에 접하는 제1플레이트 또는 제2플레이트에는 상기 플랜지부(123, 133)(124, 134)가 선택적으로 형성되어 있지 않을 수도 있다. The
상기 제1열교환율 향상수단(170)은 절기된 파형의 돌출부(171a)를 가진 인너핀 플레이트(171)로 되어 있으며, 상기 인너핀 플레이트(171)에는 오일의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부(171a)가 제거된 오일 유동가이드 통로(G1)가 형성된다. 상기 인너핀 플레이트(171)의 모서리부에는 상기 오일 유입구(Oi) 및 오일 유출구(Oo)에 각각 연통하는 오일 입구(171b) 및 오일 출구(171c)가 형성되어 있는 한편 상기 플랜지부(123, 133)가 통과하는 구멍(171d, 171e)가 형성된다. 상기 오일 유동가이드 통로(G1)는 상기 오일 입구(171b)에서 상기 구멍(171d) 방향을 향해 형성되어 있다.The first heat exchange rate improving means 170 is an
상기 제2열교환율 향상수단(180)은 상기 제1플레이트(120) 및/또는 제2플레이트(130)의 표면에 형성된 상기 엠보(122)(123)의 볼록면이 이루는 엠보 돌기이며, 워터의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 제1플레이트(120) 및/또는 제2플레이트(130)의 표면에 형성된 상기 엠보 돌기가 제거되어 다수의 워터 유동가이드 통로(G2)가 형성된다. 상기 워터 유동가이드 통로(G2)는 워터 유입구(Wi)에서 워터 유출구(Wo) 방향을 향해 형성되어 있다.The second heat exchange rate improving
도4는 본 발명의 제2실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기의 인너핀 플레이트(제1열교환율 향상수단 : 270)를 나타낸 사시도(하측에서 바라본 사시도)이다. 본 실시예에서는 오일 유동 가이드 통로(G1)가 상기 오일 입구(171b)에서 상기 구멍(171d) 방향을 향해 형성되어 있을 뿐만 아니라 오일 출구(171c)에서 구멍(171e) 방향을 향해 형성되어 있다. 나머지 구성은 제1실시예의 제1열교환율 향상수단(170)과 동일하므로 동일한 부호를 붙이고 자세한 설명은 생략한다.Figure 4 is a perspective view (viewed from the bottom) showing an inner pin plate (first heat exchange rate improving means: 270) of a plate stacked oil heat exchanger according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the oil flow guide passage G1 is formed not only in the direction of the
도5는 본 발명의 제3실시예에 의한 플레이트 적층형 오일열교환기를 나타내는 구성도이다. 본 실시예에서는 제1, 제2열교환율 향상수단(370, 380)이 모두 제1실시예의 인너핀 플레이트(170)로 되어 있다. 나머지 구성은 제1실시예와 동일하므로 동일한 부호를 붙이고 자세한 설명은 생략한다. 5 is a block diagram showing a plate-laminated oil heat exchanger according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first and second heat exchange rate improving
110 : 베이스 플레이트 120 : 제1플레이트
130 : 제2플레이트 140 : 상 플레이트
151 : 워터 유입관 152 : 워터 유출관
161 : 오일 유입관 162 : 오일 유출관
170 : 제1열교환율 향상수단 180 : 제2열교환율 향상수단
G1 : 오일 유동가이드 통로 G2 : 워터 유동가이드 통로
OS : 오일층 WS : 워터층
Oi : 오일 유입구 Oo : 오일 유출구
Wi : 워터 유입구 Wo : 워터 유출구110: base plate 120: first plate
130: second plate 140: upper plate
151: water inlet pipe 152: water outlet pipe
161: oil inlet pipe 162: oil outflow pipe
170: first heat exchange rate improving means 180: second heat exchange rate improving means
G1: Oil flow guide passage G2: Water flow guide passage
OS: Oil layer WS: Water layer
Oi: oil inlet Oo: oil outlet
Wi: Water Inlet Wo: Water Outlet
Claims (4)
상기 오일층의 내부에는 상기 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제1열교환율 향상수단이 구비되며, 상기 워터층의 내부에는 상기 오일과 워터간의 열교환율을 높이는 제2열교환율 향상수단이 구비되되,
상기 제1열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부를 가진 인너핀 플레이트이고, 상기 인너핀 플레이트에는 오일의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부가 제거된 오일 유동가이드 통로가 상기 오일 출입구에 연통하여 형성된 것을 특징으로 하는 플레이트 적층형 오일열교환기.The first plate and the second plate are sequentially stacked to form a water layer in which water flows and an oil layer in which oil flows, and a plate laminated oil heat exchange in which a water inlet communicating with the water layer and an oil inlet communicating with the oil layer are formed. In the phase,
Inside the oil layer is provided a first heat exchange rate improving means for increasing the heat exchange rate between the oil and water, and inside the water layer is provided with a second heat exchange rate improving means for increasing the heat exchange rate between the oil and water,
The first heat exchange rate improving means is an inner pin plate having a protruding portion of the corrugated wave, and the oil flow guide passage in which the protruding portion of the corrugated portion is removed to improve the pressure loss due to the flow resistance of the oil is formed in the inner pin plate. Plate laminated oil heat exchanger, characterized in that formed in communication with the entrance.
상기 제2열교환율 향상수단은 상기 제1플레이트 또는 제2플레이트에 엠보 형성된 엠보돌기인 것을 특징으로 하는 플레이트 적층형 오일열교환기.Claim 1
The second heat exchange rate improving means is a plate laminated oil heat exchanger, characterized in that the embossed projection embossed on the first plate or the second plate.
워터의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 엠보돌기가 제거된 워터 유동가이드 통로가 상기 워터 출입구에 연통하여 구비된 것을 특징으로 하는 플레이트 적층형 오일열교환기.The method according to claim 2,
And a water flow guide passage from which the embossed protrusion is removed in communication with the water inlet to improve pressure loss due to water flow resistance.
상기 제2열교환율 향상수단은 절기된 파형의 돌출부를 가진 인너핀 플레이트이고, 상기 제2열교환율 향상수단인 인너핀 플레이트에는 워터의 유동저항에 의한 압력손실을 개선하도록 상기 파형의 돌출부가 제거된 워터 유동가이드 통로가 상기 워터 출입구에 연통하여 형성된 것을 특징으로 하는 플레이트 적층형 오일열교환기.
The method according to claim 1,
The second heat exchange rate improving means may be an inner pin plate having a projected wave shaped protrusion, and the second heat exchange rate improving means may be provided with an inner pin plate having the corrugated protrusion removed to improve pressure loss due to flow resistance of water. A plate stacked oil heat exchanger, characterized in that the water flow guide passage is formed in communication with the water inlet.
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