KR20180023229A - 열교환기 - Google Patents

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KR20180023229A
KR20180023229A KR1020160108216A KR20160108216A KR20180023229A KR 20180023229 A KR20180023229 A KR 20180023229A KR 1020160108216 A KR1020160108216 A KR 1020160108216A KR 20160108216 A KR20160108216 A KR 20160108216A KR 20180023229 A KR20180023229 A KR 20180023229A
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 상측에 결합되며 판형으로 형성된 제1상부 보강판(500); 및 상측으로 볼록하게 리브(610)가 형성되고 상기 리브(610)가 돌출된 반대측은 오목하게 공간부(620)가 형성되어, 상기 제1상부 보강판(500)의 상측에 결합되되 상기 제1상부 보강판(500)과 접촉되는 면이 접합된 제2상부 보강판(600); 을 포함하여 이루어져, 제1상부 보강판과 제2상부 보강판이 접합되어 형성된 상부 플레이트의 구조적인 강성이 향상됨으로써 하우징 내부에서 유동되는 공기의 압력에 의해 상부 플레이트가 변형되지 않을 수 있어, 공기가 하우징의 외부로 누설되지 않도록 할 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 엔진의 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 수랭식으로 냉각시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
열교환기 중, 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.
과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율이 저하되는 현상이 발생된다. 따라서 인터쿨러는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 냉각되도록 함으로써, 엔진 실린더의 흡입효율이 높아지도록 하며 연소효율이 향상되어 연비가 높아지도록 한다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 이 중 수랭식 인터쿨러(10)는 공랭식 인터쿨러와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 인터쿨러를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.
도 1에 도시된 수랭식 인터쿨러(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(20) 및 제2헤더탱크(30); 상기 제1헤더탱크(20) 또는 제2헤더탱크(30)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 제1입구파이프(40) 및 배출되는 제1출구파이프(50); 상기 제1헤더탱크(40) 및 제2헤더탱크(50)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 및 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 핀(70); 상기 튜브(60)와 핀(70)의 조립체가 수용되며, 상기 튜브(60)의 일측 단부가 위치하는 일측면과 타측면에 개구되는 커버부재(80); 및 상기 커버부재(80)의 일측면에 형성되며, 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(41) 및 배출되는 제2출구파이프(51); 를 포함하여 형성된다.
또한, 이와는 반대로 냉각수가 튜브의 내부를 통과하고 헤더탱크들, 튜브 및 핀이 조립된 조립체인 열교환기 코어를 내측에 배치하고 코어를 둘러싸도록 하우징을 형성하여, 하우징의 내측을 공기가 통과하면서 코어에 의해 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다. 그리고 이와 같은 수랭식 인터쿨러는 열교환기 코어의 상면에 강도 보강을 위해 상부 플레이트가 결합될 수 있으며, 상부 플레이트는 플랜지 형태로 형성되어 열교환기 코어가 수용되는 하우징의 개방된 부분에 체결수단 등으로 결합되어 고정될 수 있다.
그런데 하우징의 내부를 통과하는 공기는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 통과되므로, 공기의 압력에 의해 열교환기 코어에 결합된 상부 플레이트가 변형되어 하우징과 상부 플레이트의 접촉면 사이가 벌어져 공기가 하우징의 외부로 누설될 수 있다.
이에 따라 열교환기 코어에 결합되는 상부 플레이트가 하우징 내부에서 유동되는 공기의 압력에 의해 변형되지 않을 수 있도록 충분한 강성을 갖도록 설계되어야 한다.
KR 10-1116844 B1 (2012.02.08)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환기 코어에 결합되며 하우징의 개방부를 막도록 결합되는 상부 플레이트의 구조적인 강성을 향상시켜, 하우징 내부에서 유동되는 공기의 압력에 의해 상부 플레이트가 변형되지 않을 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 상측에 결합되며 판형으로 형성된 제1상부 보강판(500); 및 상측으로 볼록하게 리브(610)가 형성되고 상기 리브(610)가 돌출된 반대측은 오목하게 공간부(620)가 형성되어, 상기 제1상부 보강판(500)의 상측에 결합되되 제1상부 보강판(500)과 접촉되는 면이 접합된 제2상부 보강판(600); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 둘레가 서로 일치하도록 형성되며, 서로 접합된 면적의 비율이 50% 내지 80%로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)은 하나의 판재를 프레싱하여 리브(610) 및 공간부(620)가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 코어부(100) 상면보다 폭방향 및 길이방향으로 넓게 형성되고, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)의 둘레부에 상하면을 관통하는 체결공(501, 601)들이 형성되며, 상기 제2상부 보강판(600)의 체결공(601)들 사이에 리브(610)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600) 중 어느 하나 이상은 클래드 판재로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 돌출되어 입구 파이프(111)가 연결되는 관형의 입구부(630)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 볼록하고 그 반대측은 오목하게 형성된 출구부(640)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출구부(640)의 폭방향 또는 길이방향 측면에 출구 파이프(121)가 연결되는 연통공(642)이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 열교환기는, 하우징의 개방부를 막도록 결합되는 상부 플레이트의 구조적인 강성이 향상되어 하우징 내부에서 유동되는 공기의 압력에 의해 상부 플레이트가 변형되지 않을 수 있으며, 이에 따라 공기가 하우징의 외부로 누설되지 않도록 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 수랭식 인터쿨러를 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기가 하우징 내에 삽입되어 조립된 상태를 나타낸 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도, 분해사시도 및 부분단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 접합률 45%, 60%의 제2상부 보강판에 형성된 리브의 형태를 나타낸 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 접합률에 따른 제1상부 보강판 및 제2상부 보강판이 접합되어 형성된 상부 플레이트의 응력 및 변형률을 나타낸 그래프.
도 9는 종래의 단일 평판으로 형성된 상부 플레이트의 응력 분포를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 제1상부 보강판 및 제2상부 보강판이 접합되어 형성된 상부 플레이트가 종래의 단일 평판과 동일한 두께로 형성되어, 접합률 45%, 60%로 형성된 경우 응력 분포를 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기가 하우징 내에 삽입되어 조립된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도, 분해사시도 및 부분단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 열교환기(1000)는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 상측에 결합되며 판형으로 형성된 제1상부 보강판(500); 및 상측으로 볼록하게 리브(610)가 형성되고 상기 리브(610)가 돌출된 반대측은 오목하게 공간부(620)가 형성되어, 상기 제1상부 보강판(500)의 상측에 결합되되 제1상부 보강판(500)과 접촉되는 면이 접합된 제2상부 보강판(600); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 본 발명의 열교환기(1000)는 내부를 냉각수가 유동될 수 있도록 코어부(100)가 형성될 수 있다. 그리고 판형으로 형성된 제1상부 보강판(500)의 상측에 제2상부 보강판(600)이 접합되어 상부 플레이트로 형성될 수 있으며, 상부 플레이트가 코어부(100)의 상면에 결합될 수 있다.
코어부(100)는 입구 헤더탱크(110), 출구 헤더탱크(120), 튜브(130) 및 핀(140)을 포함하여 형성될 수 있다. 입구 헤더탱크(110)는 외부에서 유입된 냉각수가 내부에 저장될 수 있고 냉각수가 내부를 따라 유동될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 높이방향으로 형성될 수 있다. 출구 헤더탱크(120)는 코어부(100)의 튜브(130) 및 핀(140)들 사이를 통과하는 공기와 열교환된 냉각수가 모여 저장되며 내부를 따라 유동되어 외부로 배출될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 높이방향으로 형성될 수 있다. 튜브(130)는 입구 헤더탱크(110)에 일단이 연결되고 출구 헤더탱크(120)에 타단이 연결되어, 냉각수가 유동되며 공기와 열교환될 수 있는 유로를 형성하는 부분이며, 복수개가 높이방향으로 이격되도록 배열되어 길이방향으로 나란하게 형성될 수 있다. 이때, 헤더탱크들(110,120)과 튜브(130)들은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 판형 열교환기 형태로 형성될 수 있으며, 관 형태의 헤더탱크들(110,120)에 관 형태의 복수개의 튜브(130)가 연결되어 고정된 압출 튜브식 열교환기 형태로 형성될 수도 있다. 튜브(130)들의 사이에는 열교환 효율을 향상시키기 위한 핀(140)이 개재될 수 있으며, 일례로 핀(140)들은 주름형태로 형성되어 튜브(130)들에 결합될 수 있다.
그리고 여기에서 헤더탱크들(110,120)은 길이방향의 양측 중 한 쪽에 배치되거나 양쪽에 배치될 수도 있으나, 도면에서는 길이방향의 일측에 헤더탱크들(110,120)이 형성된 것을 나타내었으며, 이와 같은 실시예로 설명하기로 한다. 또한, 도시된 바와 같이 헤더탱크들(110,120)과 튜브(130)들은 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 판형 열교환기 형태로 설명하기로 한다. 이때, 입구 헤더탱크(110)로 유입된 냉각수가 튜브(130)를 따라 유턴하는 형태로 유동되어 출구 헤더탱크(120)를 통해 외부로 배출될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 외부에서 유입된 냉각수가 입구 헤더탱크(110)를 따라 높이방향으로 유동되면서 튜브(130)들로 분배되고 튜브(130)들을 따라 길이방향으로 유동되어 유턴되어 출구 헤더탱크(120)로 모여 높이방향으로 유동되어 외부로 배출될 수 있다. 그리고 공기는 코어부(100)의 폭방향으로 전방측에서 후방측으로 유동될 수 있으며, 공기가 튜브(130) 및 핀(140)들의 사이를 통과하면서 열교환되어 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
제1상부 보강판(500)은 일례로 평판으로 형성되어 코어부(100)의 상측인 상면에 결합될 수 있으며, 일례로 제1상부 보강판(500)은 코어부(100)와 브레이징 등으로 접합되어 결합될 수 있다. 그리고 제1상부 보강판(500)은 결합공(510)이 형성되어, 결합공(510)이 입구 헤더탱크(110) 또는 출구 헤더탱크(120)와 연결되도록 결합될 수 있다. 그리하여 제1상부 보강판(500)에 의해 코어부(100)의 구조적인 강성이 향상될 수 있다.
제2상부 보강판(600)은 제1상부 보강판(500)의 상측인 상면에 결합될 수 있으며, 일례로 브레이징에 의해 제2상부 보강판(600)이 제1상부 보강판(500)에 접합되어 결합될 수 있다. 이때, 제2상부 보강판(600)은 평판의 형태에서 상면으로부터 상측으로 볼록하게 리브(610)가 형성되며, 리브(610)가 형성된 반대측은 리브(610)의 돌출된 형태와 대응되도록 하면으로부터 오목하게 공간부(620)가 형성될 수 있다. 그리하여 공간부(620)가 형성된 부분을 제외한 제2상부 보강판(600)의 하면이 제1상부 보강판(500)의 상면에 접촉되어 브레이징 등으로 접합되어 접합부(550)가 형성될 수 있으며, 제1상부 보강판(500)과 제2상부 보강판(600)이 접합되어 하나의 상부 플레이트로 형성될 수 있다.
이에 따라 제1상부 보강판(500) 및 이에 접합된 제2상부 보강판(600)에 의해 코어부(100)의 구조적인 강성이 크게 향상되어, 코어부(100)의 변형 및 상부 플레이트의 변형이 방지될 수 있다.
그리고 여기에서 종래와 같이 두께 3t의 하나의 평판을 상부 플레이트로 사용했을 때보다 본 발명의 두께 1.5t의 두 개의 평판을 이용해 이중 하나의 플레이트에 리브를 형성하고 두 플레이트를 접합시킨 것을 사용했을 때에는, 동일한 양의 재료가 사용되어 무게의 증가가 없으면서 상부 플레이트 자체의 구조적인 강성이 커질 수 있어 상부 플레이트의 변형을 방지할 수 있으며, 코어부의 변형도 방지될 수 있다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 둘레가 서로 일치하도록 형성되며, 서로 접합된 면적의 비율이 50% 내지 80%로 형성될 수 있다.
즉, 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 둘레(외곽) 형태가 서로 동일하도록 형성되어, 둘레가 서로 일치하도록 결합될 수 있다. 이때, 도 8을 참조하면 두 판재가 서로 접합된 면적의 비율인 접합률이 50% 내지 80% 범위로 형성될 수 있으며, 접합률이 100%인 것(즉, 두 판재가 모두 평판으로 형성되어 면 전체가 접합된 경우)에 비해 적당한 변형량 및 응력 범위를 갖기 위해서는 상기 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)이 접합되어 형성된 상부 플레이트의 변형을 방지하기 위해서는, 도시된 그래프와 같이 접합률이 100%인 것에 비해 변형량이 작은 범위인 접합율이 약 55% 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)은 하나의 판재를 프레싱하여 리브(610) 및 공간부(620)가 일체로 형성될 수 있다.
즉, 제2상부 보강판(600)은 하나의 판재를 이용하여 프레싱 또는 열간프레스성형 등의 소성가공을 통해 평판형태의 판에서 상면보다 상측으로 돌출되도록 리브(610)가 형성되고 리브(610)가 형성된 부분은 하면에서 상측으로 오목하게 공간부(620)가 형성되어 일체로 형성될 수 있다.
이에 따라 제2상부 보강판(600)의 형태를 용이하게 제작할 수 있으며, 다양한 리브 형태를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 코어부(100) 상면보다 폭방향 및 길이방향으로 넓게 형성되고, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)의 둘레부에 상하면을 관통하는 체결공(501, 601)들이 형성되며, 상기 제2상부 보강판(600)의 체결공(601)들 사이에 리브(610)가 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)이 코어부(100)의 폭방향 양면 및 길이방향 양면에서 바깥쪽으로 내민 형태로 코어부(100)보다 넓게 형성되어, 내민 부분인 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)의 둘레부에 상하면을 관통하는 체결공(501, 601)들이 형성될 수 있으며, 이 체결공들을 통해 체결수단 등으로 하우징(700)에 결합될 수 있다. 여기에서 도 6과 같이 제2상부 보강판(600)의 체결공(601)들 사이에 리브(610)가 형성될 수 있다.
그리하여 체결공(601)들 사이의 강성이 커져 하우징(700)에 체결되지 않는 부분인 체결공(601)들 사이 부분의 변형이 방지될 수 있다. 즉 도 9와 같이 리브가 형성되지 않은 하나의 판재를 상부 플레이트로 사용하여 하우징에 체결하면 하우징(700) 내부를 통과하는 고압의 공기로 인해 상부 플레이트에서 체결공들 사이의 위치에 응력이 작용하되 판재의 둘레 끝부분까지 응력이 작용하는 것을 알 수 있다. 반면 도 10 및 11과 같이 본 발명에 따른 리브(610)가 형성된 제2상부 보강판(600)과 평판형태의 제1상부 보강판(500)이 접합되어 형성된 상부 플레이트를 하우징(700)에 체결하였을 때에는 도시된 바와 같이 판재의 둘레 끝부분에서 이격된 부분인 리브(610)가 형성된 부분까지만 응력이 작용하는 것을 알 수 있으며, 체결공(610)들 사이의 위치에서의 응력이 보다 작은 것을 알 수 있다.
또한, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600) 중 어느 하나 이상은 클래드 판재로 형성될 수 있다.
즉, 제1상부 보강판(500)은 코어부(100)의 상면에 접합되어 결합될 수 있으며 제2상부 보강판(600)은 제1상부 보강판(500)의 상면에 접합되어 결합된다. 그러므로 일례로 제1상부 보강판(500)의 하면과 제2상부 보강판(600)의 하면에 각각 클래드층이 형성된 클래드 판재로 제1상부 보강판(500)과 제2상부 보강판(600)이 형성될 수 있다. 또는 제1상부 보강판(500)의 상하 양면에 클래드층이 형성된 클래드 판재로 제1상부 보강판(500)이 형성될 수도 있다. 또는 코어부(100)의 상면에 클래드층으로 형성되고 제2상부 보강판(600)의 하면이 클래드층으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 돌출되어 입구 파이프(111)가 연결되는 관형의 입구부(630)가 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 제2상부 보강판(600)의 상면에서 상측으로 돌출된 형태로 입구부(630)가 형성되되, 입구부(630)는 관형으로 형성되어 상하방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
그리하여 상기 제2상부 보강판(600)에 입구 파이프(111)가 조립되기 용이하고 브레이징 등에 의해 용이하게 결합되어 연결될 수 있으며, 입구부(630)에 의해 제2상부 보강판(600)의 구조적인 강성이 더욱 향상될 수도 있다.
또한, 상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 볼록하고 그 반대측은 오목하게 형성된 출구부(640)가 형성될 수 있다.
즉, 출구부(640)는 리브(610)와 유사하게 제2상부 보강판(600)의 상면에서 상측으로 볼록하게 돌출 형성되고 그 아래쪽은 하면에서 상측으로 오목하게 형성되어 돔 형태로 형성될 수 있다. 그리고 출구부(640)에는 출구 파이프(121)가 연결되도록 관통된 연통공(642)이 형성될 수 있다.
그리하여 입구부(630)와 마찬가지로 출구부(640)에 의해 제2상부 보강판(600)의 구조적인 강성이 더욱 향상될 수도 있다.
또한, 상기 출구부(640)의 폭방향 또는 길이방향 측면에 출구 파이프(121)가 연결되는 연통공(642)이 형성된 것을 특징으로 한다.
즉, 도시된 바와 같이 출구부(640)의 길이방향 측면에 연통공(642)이 형성되어 출구 파이프(121)가 연통공(642)에 연결될 수 있다.
그리하여 출구 파이프(121)의 구조를 단순화 할 수 있으며, 출구 파이프(121)를 출구부(640)에 조립 및 결합하는 것도 용이하게 할 수 있다. 또한, 출구 파이프(121)도 브레이징 등으로 출구부(640)와 결합되어 연결될 수 있다.
그리고 본 발명의 열교환기(1000)는, 코어부(100)의 길이방향 측면에 측면 보강판(200)이 배치될 수 있으며, 공기의 유동방향인 폭방향과 나란하고 높이방향에 나란한 판으로 형성되어 코어부(100)의 길이방향 양측면에 결합될 수 있다. 이때, 측면 보강판(200)은 코어부(100)의 측면을 보강하는 역할을 할 수 있으며, 제1상부 보강판(500)에 측면 보강판(200)이 결합되어 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)이 접합되어 형성된 상부 플레이트의 변형을 더욱 방지할 수 있다. 또한, 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 결합된 하부 보강판(400)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 코어부(100)의 길이방향 양측에 측면 보강판(200)이 결합되고, 상기 코어부(100)의 하면에 하부 보강판(400)이 결합되며, 측면 보강판(200)들과 하부 보강판(400)이 결합될 수 있다.
그리하여 코어부의 상하좌우 면들을 둘러싸도록 보강판들이 결합된 상태로 하우징(700)의 내부 공간에 코어부(100)가 수용되도록 상측에서 삽입되도록 조립된 후 상부 플레이트가 하우징(700)에 체결되어 하우징(700)의 개방된 상측이 밀폐되도록 상부 플레이트와 결합될 수 있다. 이때, 하우징(700)에는 일측에 공기가 유입되는 공기 유입구(710)가 형성되고 타측에는 공기가 배출되는 공기 배출구(720)가 형성되어, 하우징(700)의 내부로 유입된 공기가 코어부(100)의 튜브(130)와 핀(140)들 사이를 통과하면서 코어부(100)의 내부를 통과하는 냉각수와 열교환되어 냉각된 후 하우징(700)의 외부로 배출될 수 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 : 열교환기
100 : 코어부
110 : 입구 헤더탱크 111 : 입구 파이프
120 : 출구 헤더탱크 121 : 출구 파이프
130 : 튜브 140 : 핀
200 : 측면 보강판
400 : 하부 보강판
500 : 제1상부 보강판 501 : 체결공
510 : 결합공 550 : 접합부
600 : 제2상부 보강판 601 : 체결공
610 : 리브 620 : 공간부
630 : 입구부 640 : 출구부
641 : 연통 공간 642 : 연통공
700 : 하우징
710 : 공기 유입구 720 : 공기 배출구

Claims (8)

  1. 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100);
    상기 코어부(100)의 상측에 결합되며 판형으로 형성된 제1상부 보강판(500); 및
    상측으로 볼록하게 리브(610)가 형성되고 상기 리브(610)가 돌출된 반대측은 오목하게 공간부(620)가 형성되어, 상기 제1상부 보강판(500)의 상측에 결합되되 제1상부 보강판(500)과 접촉되는 면이 접합된 제2상부 보강판(600);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 둘레가 서로 일치하도록 형성되며, 서로 접합된 면적의 비율이 50% 내지 80%로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2상부 보강판(600)은 하나의 판재를 프레싱하여 리브(610) 및 공간부(620)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)은 코어부(100) 상면보다 폭방향 및 길이방향으로 넓게 형성되고, 상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600)의 둘레부에 상하면을 관통하는 체결공(501, 601)들이 형성되며,
    상기 제2상부 보강판(600)의 체결공(601)들 사이에 리브(610)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부 보강판(500) 및 제2상부 보강판(600) 중 어느 하나 이상은 클래드 판재로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 돌출되어 입구 파이프(111)가 연결되는 관형의 입구부(630)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2상부 보강판(600)에는 상측으로 볼록하고 그 반대측은 오목하게 형성된 출구부(640)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 출구부(640)의 폭방향 또는 길이방향 측면에 출구 파이프(121)가 연결되는 연통공(642)이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4273492A1 (fr) * 2022-05-04 2023-11-08 Liebherr-Aerospace Toulouse SAS Dispositif d échange thermique comprenant des plaques externes présentant au moins un évidement, système de conditionnement d air et véhicule

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0798192A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Hisaka Works Ltd プレート式熱交換器
JPH087248Y2 (ja) * 1989-07-18 1996-03-04 昭和アルミニウム株式会社 インタークーラ
JP3221740B2 (ja) * 1991-09-13 2001-10-22 ベール ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー 熱交換器用、特に冷却剤コンデンサ用の接続ボックス
JP2007131872A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Mitsubishi Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2008275210A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 T Rad Co Ltd 熱交換器
KR101116844B1 (ko) 2009-06-04 2012-03-06 삼성공조 주식회사 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH087248Y2 (ja) * 1989-07-18 1996-03-04 昭和アルミニウム株式会社 インタークーラ
JP3221740B2 (ja) * 1991-09-13 2001-10-22 ベール ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー 熱交換器用、特に冷却剤コンデンサ用の接続ボックス
JPH0798192A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Hisaka Works Ltd プレート式熱交換器
JP2007131872A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Mitsubishi Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2008275210A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 T Rad Co Ltd 熱交換器
KR101116844B1 (ko) 2009-06-04 2012-03-06 삼성공조 주식회사 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4273492A1 (fr) * 2022-05-04 2023-11-08 Liebherr-Aerospace Toulouse SAS Dispositif d échange thermique comprenant des plaques externes présentant au moins un évidement, système de conditionnement d air et véhicule
FR3135318A1 (fr) * 2022-05-04 2023-11-10 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Dispositif d’échange thermique comprenant des plaques externes présentant au moins un évidement, système de conditionnement d’air et véhicule

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