KR20160084757A - 통합형 열교환기 - Google Patents

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KR20160084757A
KR20160084757A KR1020150001422A KR20150001422A KR20160084757A KR 20160084757 A KR20160084757 A KR 20160084757A KR 1020150001422 A KR1020150001422 A KR 1020150001422A KR 20150001422 A KR20150001422 A KR 20150001422A KR 20160084757 A KR20160084757 A KR 20160084757A
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heat exchange
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exchange medium
tube
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조아라
전태수
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 제1구획부재(110); 제2구획부재(210); 제1튜브(300); 열교환관(500); 제2튜브(400); 및 핀(600)을 포함하여 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 제1구획부재(110) 및 제2구획부재(210)에 의해 분리되어 각각 외부 공기와 열교환되며, 제2-1공간부(201) 내부에 열교환관(500)이 삽입되어 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환될 수 있어 서로 다른 다수개의 열교환기가 하나의 열교환기 내에서 구현될 수 있는 장점이 있다.

Description

통합형 열교환기 {Integrated heat exchanger}
본 발명은 통합형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 헤더탱크 내부 공간을 분리하고 일측 헤더탱크의 상측 공간에 열교환관이 구비됨으로써, 제1열교환매체와 열교환관 내부의 제2열교환매체가 열교환하고, 하측 공간을 통해 제2열교환매체와 외부 공기가 열교환하여 제1열교환매체를 공랭식으로, 제2열교환매체를 수냉식 및 공랭식으로 열교환할 수 있는 통합형 열교환기에 관한 것이다.
상기 라디에이터 및 인터쿨러는 열교환기의 범주에 포함되는 구성요소로서, 먼저 상기 라디에이터(Radiator)는 엔진 또는 전장부품의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성이다.
일반적으로 내연기관은 항상 고온ㆍ고압의 가스를 연소시키는 과정에서 매우 많은 양의 열이 발생되며, 상기 열이 적절히 냉각되지 않으면 과열로 인하여 실린더와 피스톤을 포함하는 각종 부품이 손상된다. 따라서 상기 실린더 주위에 냉각수를 수용하는 재킷을 구비하고, 상기 재킷 내부의 냉각수를 순환시킴으로써 상기 냉각수가 엔진으로부터 발생하는 열을 흡수함으로써 엔진이 냉각되도록 하고 있다. 즉, 라디에이터는 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터펌프에 의해 순환되면서, 외부에 열을 방출하도록 하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전 상태가 유지되도록 하는 열교환기이다. 또한, 최근 다양한 전장부품이 차량 내부에 장착되는 바, 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터 및 다양한 전장부품을 냉각하기 위한 냉각수가 순환되면서 외부에 열을 방출하도록 하는 라디에이터가 더 구비된다.
한편, 상기 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.
대체적으로 디젤 기관을 사용하는 차량에 있어서 엔진의 출력을 향상시키기 위해 엔진의 실린더 내부로 압축공기를 공급하는 과급기를 사용한다. 그러나 상기 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더 안에서의 충전 효율이 저하되는 현상이 발생된다. 따라서, 상기 인터쿨러가 상기 과급기에 의해 압축된 고온의 공기를 냉각함으로써, 상기 인터쿨러가 구비되는 차량은 엔진 실린더의 흡입효율이 높아지고, 연소 효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론 이산화탄소 및 매연 등 환경에 유해한 배기가스의 배출도 크게 줄어든다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수냉식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 공랭식 인터쿨러(10′)의 일예를 도 1에 도시하였으며, 상기 도 1에 도시한 인터쿨러는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(20′) 및 제2헤더탱크(30′); 상기 제1헤더탱크(20′) 또는 제2헤더탱크(30′)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(40′) 및 배출되는 출구파이프(50′); 상기 제1헤더탱크(20′) 및 제2헤더탱크(30′)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60′); 및 상기 튜브(60′) 사이에 개재되는 핀(70′); 을 포함하여 형성된다. 이 때, 상기 인터쿨러(10′)는 외부 공기가 엔진의 배기압에 의한 터빈의 회전에 의해 압축된 상태로 강제 송풍되어 상기 입구파이프(40′)를 통해 상기 제1헤더탱크(20′)로 유입된다. 이 때, 상기 인터쿨러(10′)는 외부 공기가 엔진의 배기압에 의한 터빈의 회전에 의해 압축된 상태로 강제 송풍되어 상기 입구파이프(40′)를 통해 상기 제1헤더탱크(20′)로 유입된다. 상기 제1헤더탱크(20′)로 유입된 공기는 상기 튜브(60′)의 공기 유로를 따라 상기 제2헤더탱크(30′)로 이동되면서 외부 핀(70′) 사이를 통과하는 공기와 열교환되어 냉각되고, 상기 제2헤더탱크(30′)의 출구파이프(50′)를 통해 배출된다.
한편, 수냉식 인터쿨러(10)는 공랭식 인터쿨러(10′)와 그 원리는 유사하나, 내부의 과급공기를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물을 이용하여 냉각시키는 방식으로 냉각효율은 우수하나 구조가 복잡하여 설치가 어려울 뿐만 아니라 유지보수가 어렵다는 문제점이 있다.
도 2에서는 종래의 수냉식 인터쿨러(10)가 구성되는 냉각 시스템을 간략하게 도시하였다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 수냉식 인터쿨러(10)는 상기 과급기에 의해 압축된 고온의 공기와 열교환된 냉각수를 다시 냉각하기 위한 보조 라디에이터(20)가 추가로 구비된다. 또한, 상기 수냉식 인터쿨러(10) 및 보조 라디에이터(20) 내부에 유동되는 냉각수가 순환되도록 냉각수 유로(40) 및 별도의 워터펌프(30)가 구비된다. 이와 같이, 수냉식 인터쿨러를 포함하는 냉각 시스템은 수냉식 인터쿨러 외에 별도로 구비되어야 하는 부품수가 많고, 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 냉각수와의 열교환만으로는 냉각될 수 있는 온도에 한계가 있어 열교환 효율이 다소 저하될 수도 있다.
이에 따라, 상기 과급기에 의해 압축된 고온의 공기와 열교환 방식이 간단하며, 조립이 간편하고, 공간 활용이 용이한 과급공기 냉각시스템의 개발이 필요하다.
국내공개특허 제2002-0085153호(공개일 2002.11.16, 명칭 : 인터쿨러와 일체로 형성된 라디에이터
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더탱크 내부 공간을 분리하고 일측 헤더탱크의 상측 공간에 열교환관이 구비됨으로써, 제1열교환매체와 열교환관 내부의 제2열교환매체가 열교환하고, 하측 공간을 통해 제2열교환매체와 외부 공기가 열교환하여 제1열교환매체를 공랭식으로, 제2열교환매체를 수냉식 및 공랭식으로 열교환할 수 있는 통합형 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 통합형 열교환기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크; 상기 제1헤더탱크 내부 공간을 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 분리하여 제1-1공간부 및 제1-2공간부를 형성하는 제1구획부재; 높이방향으로 상기 제1구획부재가 구비되는 동일한 위치에 상기 제2헤더탱크 내부 공간을 제2헤더탱크의 길이방향으로 분리하여 제2-1공간부 및 제2-2공간부로 분리하는 제2구획부재; 상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 상기 제2헤더탱크의 제2-1공간부에 양단이 고정되어 제1열교환매체 유로를 형성하는 제1튜브; 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 긴 관형태로 상기 제2헤더탱크의 상기 제2-1공간부에 삽입되며, 상기 제2구획부재를 관통하여 제2-2공간부로 제2열교환매체를 전달하는 열교환관; 상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부 및 상기 제2헤더탱크의 제2-2공간부에 양단이 고정되어 제2열교환매체 유로를 형성하는 제2튜브; 및 상기 제1튜브 사이 및 제2튜브 사이에 구비되는 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 통합형 열교환기는 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 제1구획부재 및 제2구획부재에 의해 분리되어 각각 외부 공기와 열교환되며, 제2-1공간부 내부에 열교환관이 삽입되어 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 열교환될 수 있어 서로 다른 다수개의 열교환기가 하나의 열교환기 내에서 구현될 수 있는 장점이 있다.
이 때, 상기 열교환관은 외주면에 나선형 돌출부가 돌출형성되어 외부의 제1열교환매체와 접촉되는 면적을 넓혀 열교환효율을 더욱 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열교환관은 둘 이상 구비되어 제2열교환매체의 이동량을 충분히 확보할 수 있으면서도 제1열교환매체와 열교환되는 면적을 넓일 수 있다.
또, 상기 통합형 열교환기는, 상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 제2헤더탱크의 제2-1공간부 중 하나에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구부; 상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 제2헤더탱크의 제2-1공간부 중 하나에 형성되어 제1열교환매체가 배출되는 제1출구부; 상기 제2헤더탱크의 제2-1공간부에 형성되어 상기 열교환관으로 제2열교환매체가 유입되는 제2입구부; 및 상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부에 형성되어 제2열교환매체가 배출되는 제2출구부를 포함한다.
상기 통합형 열교환기는, 상기 제2헤더탱크의 일측과 제2입구부 사이를 구획하는 제3구획부재가 더 구비되어 제2헤더탱크 내부의 제1열교환매체가 유동되는 공간을 형성하며, 상기 제2입구부를 통해 제2열교환매체가 상기 열교환관으로 유입된다.
또, 상기 제2입구부는 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 형성되며, 관형태의 연결부와, 상기 연결부로부터 내부 직경이 증가되도록 연장되는 확장부와, 상기 확장부로부터 연장되어 상기 제2헤더탱크의 일측과 고정되는 고정부를 포함하여, 과급공기를 복수개의 열교환부에 원활히 공급할 수 있도록 한다.
이 때, 상기 제2입구부를 통해 유입된 제2열교환매체는, 상기 열교환관을 통과하면서 제1열교환매체와 열교환되는 제1열교환영역; 상기 제2헤더탱크의 제2-2공간부, 제2튜브, 및 상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부를 통과하면서 외기와 열교환되는 제2열교환영역을 거쳐 상기 제2출구부를 통해 배출된다. 즉, 특히, 본 발명의 통합형 열교환기는 제2열교환매체를 수냉식 및 공랭식으로 열교환하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 열교환부를 통해 수냉식으로 열교환된 후, 제2-2공간부로 직접 이동됨으로써 배관 구성을 단순화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존에 각각의 구성을 별도로 형성하여 배관 연결 하던 것에 비해 패키지 크기가 축소될 수 있으며, 조립 및 제작이 간편해져 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1튜브 및 제2튜브는 각각 내부를 유동하는 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 물적 특성을 고려하여 서로 다른 수력직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 통합형 열교환기는 상기 제1-2공간부 및 제2-2공간부가 차량 높이방향으로 하측에 위치되어 주행풍의 유입량이 상대적으로 많아 제2열교환매체의 열교환효율을 보다 높일 수 있다.
상기 통합형 열교환기는 상기 제1열교환매체가 전장부품 냉각수이고, 상기 제2열교환매체가 과급공기로서, 전장부품 라디에이터, 수냉식 인터쿨러, 공랭식 인터쿨러, 및 수냉식 인터쿨러를 통합할 수 있으며, 수냉식 인터쿨러 역할을 하는 열교환부를 통해 과급공기를 냉각하여 차량의 초기 시동 시, 이슬점보다 높은 온도를 유지하기 때문에 응축수 생성을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 통합형 열교환기는 헤더탱크 내부 공간을 분리하고 일측 헤더탱크의 상측 공간에 열교환관이 구비됨으로써, 제1열교환매체와 열교환관 내부의 제2열교환매체가 열교환하고, 하측 공간을 통해 제2열교환매체와 외부 공기가 열교환하여 제1열교환매체를 공랭식으로, 제2열교환매체를 수냉식 및 공랭식으로 열교환할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 인터쿨러를 나타낸 도면.
도 2는 수냉식 인터쿨러의 냉각 시스템 개략도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 통합형 열교환기의 사시도, 분해사시도, 단면도 및 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 통합형 열교환기의 제2헤더탱크 단면도.(제2-1공간부 형성 영역)
도 8은 본 발명에 따른 통합형 열교환기의 열교환관을 나타낸 사시도.
도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 통합형 열교환기의 제1열교환매체 및 제2열교환매체 흐름을 나타낸 개략도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 통합형 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 통합형 열교환기(1000)의 사시도, 분해사시도, 단면도 및 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 통합형 열교환기(1000)의 제2헤더탱크(200) 단면도(제2-1공간부(201) 형성 영역)이며, 도 8은 본 발명에 따른 통합형 열교환기(1000)의 열교환관(500)을 나타낸 사시도이고, 도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 통합형 열교환기(1000)의 제1열교환매체 및 제2열교환매체 흐름을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 제1헤더탱크(100), 제2헤더탱크(200), 제1구획부재(110), 제2구획부재(210), 제1튜브(300), 열교환관(500), 제2튜브(400) 및 핀(600)을 포함한다.
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되어 내부에 제1열교환매체 또는 제2열교환매체가 유동되는 공간을 형성한다.
더욱 상세하게, 상기 제1헤더탱크(100)는 내부에 제1구획부재(110)가 구비되어 상기 제1헤더탱크(100) 길이방향으로 제1-1공간부(101) 및 제1-2공간부(102)로 구획된다. 상기 제1-1공간부(101)는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1구획부재(110)에 의해 구획된 하나의 공간으로서, 제1열교환매체가 유동된다. 또한, 상기 제1-2공간부(102)는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1구획부재(110)에 의해 구획된 나머지 공간으로서, 제2열교환매체가 유동된다.
또한, 상기 제2헤더탱크(200)는 내부에 제2구획부재(210)가 구비되어 상기 제2헤더탱크(200) 길이방향으로 제2-1공간부(201) 및 제2-2공간부(202)로 구획된다. 상기 제2구획부재(210)는 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 상기 제1구획부재(110)가 구비되는 동일한 위치에 구비되어 상기 제2헤더탱크(200) 내부를 분리하며, 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 상기 제2-1공간부(201)는 상기 제1-1공간부(101)에 대응되는 위치에 형성되고, 상기 제2-2공간부(202)는 상기 제1-2공간부(102)에 대응되는 위치에 형성된다. 이 때, 상기 제2-1공간부(201)는 상기 제1열교환매체가 유동되되, 내부에 제2열교환매체가 유동되는 열교환관(500)이 구비되어 서로 열교환되며, 상기 제2-2공간부(202)는 제2열교환매체가 유동된다.
도 3 내지 도 6에서, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)가 도면 좌, 우측 방향으로 이격된 예를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 높이방향 상, 하측 방향으로 이격될 수도 있다.
상기 제1튜브(300)는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-1공간부(101) 및 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201)에 양단이 고정되어 제1열교환매체 유로를 형성한다.
상기 열교환관(500)은 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 긴 관형태로, 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201)에 삽입되며, 상기 제2구획부재(210)를 관통하여 상기 제2-2공간부(202)로 제2열교환매체를 전달한다. 즉, 상기 열교환관(500)은 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201) 내부에 구비되어 내부에 제2열교환매체가 유동되어 외부의 제1열교환매체와 열교환됨으로써 1차로 제2열교환매체를 냉각하고, 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-2공간부(202)로 제2열교환매체를 공급한다. 상기 열교환관(500)은 수냉식으로 제2열교환매체가 냉각되도록 하며, 도 4에 도시한 바와 같이 원통형태로 형성될 수도 있고, 도 8에 도시한 바와 같이, 외주면에 나선형 돌출부(501)가 돌출될 수도 있다. 본 발명에서, 상기 원통이란, 단면이 원형 및 타원형인 것 모두를 포함하는 것으로 정의한다. 상기 도 8에 도시한 형태는 상기 돌출부(501)에 의해 상기 제1열교환매체와의 열전달면적을 더욱 증대한 예로서, 열교환효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 열교환관(500)은 상기 제2구획부재(210)를 관통하여 상기 제2열교환매체를 제2헤더탱크(200)의 제2-2공간부(202)로 전달하므로, 상기 제2구획부재(210)는 상기 열교환관(500)에 대응되는 삽입홀(211)이 형성된다.
상기 제2튜브(400)는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-2공간부(102) 및 제2헤더탱크(200)의 제2-2공간부(202)에 양단이 고정되어 제2열교환매체 유로를 형성한다.
상기 핀(600)은 상기 제1튜브(300) 사이 및 제2튜브(400) 사이에 개재된다.
본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 제1열교환매체를 유입하기 위한 제1입구부(710), 배출하기 위한 제1출구부(720), 제2열교환매체를 유입하기 위한 제2입구부(730) 및 배출하기 위한 제2출구부(740)를 포함한다.
상기 제1입구부(710) 및 제1출구부(720)는 각각 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-1공간부(101) 및 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201)에 형성되어 제1열교환매체를 유입하고 배출한다. 상기 도 9는 상기 제1입구부(710)가 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-1공간부(101)와 연통되며, 상기 제1출구부(720)가 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201)와 연통되도록 형성된 예를 나타낸 것으로서, 상기 제1입구부(710)를 통해 유입된 제1열교환매체는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-1공간부(101) 및 제1튜브(300)를 통해 상기 제2-1공간부(201)로 이동되면서 외기와 열교환되고, 상기 제1출구부(720)를 통해 배출되는 예를 나타내었다. 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 상기 제1입구부(710) 및 제1출구부(720)의 위치가 도시된 예 외에도 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
상기 제2입구부(730)는 상기 제2열교환매체가 유입되는 부분으로서, 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-1공간부(201)에 형성되어 상기 열교환관(500)으로 상기 제2열교환매체를 공급한다. 이 때, 상기 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 형성되며, 관형태의 연결부(731)와, 상기 연결부(731)로부터 내부 직경이 증가되도록 연장되는 확장부(732)와, 상기 확장부(732)로부터 연장되어 상기 제2헤더탱크(200)의 일측과 고정되는 고정부(733)를 포함할 수
있다. 이를 통해, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 제2열교환매체를 공급하기 위한 파이프와의 연결이 용이하며, 제2열교환매체의 압력손실을 최소화할 수 있다.
이 때, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)의 일측과 제2입구부(730) 사이를 구획하는 제3구획부재(220)가 더 구비된다. 상기 제3구획부재(220)는 판형태로서, 제2헤더탱크(200) 내부의 제1열교환매체가 유동되는 공간을 형성하며, 상기 제2입구부(730)를 통해 제2열교환매체가 상기 열교환관(500)으로 유입되도록, 상기 열교환관(500)에 대응되는 삽입홀(221)이 중공형성된다.
상기 제2출구부(740)는 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-2공간부(102)에 형성되어 제2열교환매체가 배출된다.
이를 통해, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 상기 제2입구부(730)를 통해 유입된 제2열교환매체가 수냉식으로 열교환되는 제1열교환영역(A1), 및 공랭식으로 열교환되는 제2열교환영역(A2)을 거친 후, 상기 제2출구부(740)를 통해 배출된다. 이 때, 상기 제1열교환영역(A1)은 제2열교환매체가 상기 열교환관(500)을 통과하면서 제1열교환매체와 열교환되는 영역이며, 상기 제2열교환영역(A2)은 상기 제2헤더탱크(200)의 제2-2공간부(202), 제2튜브(400), 및 상기 제1헤더탱크(100)의 제1-2공간부(102)를 통과하면서 외기와 열교환되는 영역이다. (도 10 참조)
이 때, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 상기 제1튜브(300) 내부에 제1열교환매체가 유동되고, 상기 제2튜브(400) 내부에 제2열교환매체가 유동되는 것으로서, 서로 물적 특성이 다른 매체가 유동됨에 따라 상기 제1튜브(300) 및 제2튜브(400)의 수력직경이 서로 다르게 형성되는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 상기 제1열교환매체가 전장부품 냉각수이며, 상기 제2열교환매체가 과급공기일 수 있다. 본 발명에서, 상기 전장부품은 엔진 외에 모터, 인버터, 배터리 스택 등을 포함하는 전기, 전자 구성품으로서, 이 외에도 엔진보다 낮은 발열온도를 가지며 냉각해야하는 전자 구성품들일 수 있다. 즉, 본 발명의 통합형 열교환기(1000)는 전장부품 열교환기 및 인터쿨러를 열교환기 내에서 구현될 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 통합형 열교환기
100 : 제1헤더탱크
101 : 제1-1공간부 102 : 제1-2공간부
110 : 제1구획부재
200 : 제2헤더탱크
201 : 제2-1공간부 202 :제2-2공간부
210 : 제2구획부재 211 : 삽입홀
220 : 제3구획부재 221 : 삽입홀
300 : 제1튜브
400 : 제2튜브
500 : 열교환관 501 : 돌출부
600 : 핀
710 : 제1입구부
720 : 제1출구부
730 : 제2입구부 731 : 연결부
732 : 확장부 733 : 고정부
740 : 제2출구부
A1 : 제1열교환영역
A2 : 제2열교환영역

Claims (10)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크;
    상기 제1헤더탱크 내부 공간을 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 분리하여 제1-1공간부 및 제1-2공간부를 형성하는 제1구획부재;
    상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 상기 제1구획부재가 구비되는 동일한 위치에 상기 제2헤더탱크 내부 공간을 분리하여 제2-1공간부 및 제2-2공간부로 분리하는 제2구획부재;
    상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 상기 제2헤더탱크의 제2-1공간부에 양단이 고정되어 제1열교환매체 유로를 형성하는 제1튜브;
    상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 긴 관형태로 상기 제2헤더탱크의 상기 제2-1공간부에 삽입되며, 상기 제2구획부재를 관통하여 제2-2공간부로 제2열교환매체를 전달하는 열교환관;
    상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부 및 상기 제2헤더탱크의 제2-2공간부에 양단이 고정되어 제2열교환매체 유로를 형성하는 제2튜브;
    상기 제1튜브 사이 및 제2튜브 사이에 구비되는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2헤더탱크는
    상기 열교환관은 외주면에 나선형 돌출부가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통합형 열교환기는 상기 열교환관이 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통합형 열교환기는,
    상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 제2헤더탱크의 제2-1공간부 중 하나에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구부;
    상기 제1헤더탱크의 제1-1공간부 및 제2헤더탱크의 제2-1공간부 중 하나에 형성되어 제1열교환매체가 배출되는 제1출구부;
    상기 제2헤더탱크의 제2-1공간부에 형성되어 상기 열교환관으로 제2열교환매체가 유입되는 제2입구부 ; 및
    상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부에 형성되어 제2열교환매체가 배출되는 제2출구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통합형 열교환기는,
    상기 제2헤더탱크의 일측과 제2입구부 사이를 구획하는 제3구획부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2입구부는 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 형성되며,
    관형태의 연결부와, 상기 연결부로부터 내부 직경이 증가되도록 연장되는 확장부와, 상기 확장부로부터 연장되어 상기 제2헤더탱크의 일측과 고정되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2입구부를 통해 유입된 제2열교환매체는,
    상기 열교환관을 통과하면서 제1열교환매체와 열교환되는 제1열교환영역;
    상기 제2헤더탱크의 제2-2공간부, 제2튜브, 및 상기 제1헤더탱크의 제1-2공간부를 통과하면서 외기와 열교환되는 제2열교환영역을 거쳐 상기 제2출구부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1튜브 및 제2튜브는 서로 다른 수력직경을 갖는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 통합형 열교환기는 상기 제1-2공간부 및 제2-2공간부가 차량 높이방향으로 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합형 열교환기는 상기 제1열교환매체가 전장부품 냉각수이고, 상기 제2열교환매체가 과급공기인 것을 특징으로 하는 통합형 열교환기.
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