KR20230102526A - Water-cooled Heat Exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 고압으로 압축된 과급공기를 수랭식으로 냉각시킬 수 있는 수랭식 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기 코어로 냉각수 유동 시 발생될 수 있는 냉각수의 차압을 낮출 수 있는 구조를 적용하여 냉각수 유동을 위한 펌프의 로드를 줄인 수랭식 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a water-cooled heat exchanger capable of water-cooling supercharged air compressed to high temperature and high pressure by a supercharger in order to increase engine output, and more particularly, to reduce the differential pressure of coolant that may occur when coolant flows into a heat exchanger core. It relates to a water-cooled heat exchanger in which the load of a pump for cooling water flow is reduced by applying a structure that can be lowered.
Description
본 발명은 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 고압으로 압축된 과급공기를 수랭식으로 냉각시킬 수 있는 수랭식 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기 코어로 냉각수 유동 시 발생될 수 있는 냉각수의 차압을 낮출 수 있는 구조를 적용하여 냉각수 유동을 위한 펌프의 로드를 줄인 수랭식 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a water-cooled heat exchanger capable of water-cooling supercharged air compressed to high temperature and high pressure by a supercharger in order to increase engine output, and more particularly, to reduce the differential pressure of coolant that may occur when coolant flows into a heat exchanger core. It relates to a water-cooled heat exchanger in which the load of a pump for cooling water flow is reduced by applying a structure that can be lowered.
열교환기 중 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온, 고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.Among heat exchangers, an intercooler is a device that cools compressed air at high temperature and high pressure by a supercharger to increase engine output.
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.The temperature of the rapidly compressed air by the supercharger becomes very high, the volume expands, and the oxygen density decreases, resulting in a decrease in the charging efficiency in the cylinder. Therefore, the intercooler cools the high-temperature air compressed by the supercharger, thereby increasing the intake efficiency of the engine cylinder and improving combustion efficiency to increase fuel efficiency.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 이 중 수랭식 인터쿨러는 공랭식 인터쿨러와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 인터쿨러를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.The intercooler that plays this role can be divided into a water-cooled type and an air-cooled type according to the cooling method. Among them, the water-cooled intercooler has a similar principle to the air-cooled intercooler, but is different in that compressed air is cooled by using vehicle cooling water or water instead of outside air when cooling the intercooler through which high-temperature air passes.
도 1에 도시된 수랭식 인터쿨러(10)는 내부에 공기가 유동하는 열교환 공간을 포함하는 탱크부(20, 30, 80)와, 내부에 냉각수가 유동하는 코어부(50)를 포함한다.The water-cooled
탱크부는, 내부에 열교환 공간이 형성되며 양측이 개방된 하우징(80); 하우징(80)의 개방면을 밀폐하도록 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1 헤더탱크(20) 및 제2 헤더탱크(30); 제1 헤더탱크(20) 또는 제2 헤더탱크(30)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 제1 입구파이프(40) 및 배출되는 제1 출구파이프(60)를 포함하고, 코어부(50)는, 제1 헤더탱크(20) 및 제2 헤더탱크(30)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 플레이트(51)와 플레이트(51) 사이에 개재되는 핀(55); 하우징(80)의 일면에 형성되며, 냉각수를 플레이트(51)에 유입시키는 제2 입구파이프(41) 및 플레이트(51)에서 열교환된 냉각수를 배출하는 제2 출구파이프(51); 를 포함하여 형성된다.The tank unit includes a
도 2에는 종래의 적층형 열교환기 형태의 코어부(50)를 나타낸 분해사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 코어부(50)는 제1 플레이트(51a)와 제2 플레이트(52b)의 결합에 의해 내부에 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(C)가 형성된 플레이트(51)들이 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 플레이트(51)와 플레이트(51) 사이에는 열교환 면적을 증가시키기 위한 핀(55)이 결합될 수 있다.2 is an exploded perspective view showing a
접합된 제1 및 제2 플레이트(51a, 51b)의 내측에는 열교환매체인 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(C)가 형성되며, 냉매의 흐름을 안내하도록 냉각수 유로(C)를 구획하거나 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 형태로 돌출 형성된 유동조절 비드(53)와, 열교환 면적을 증대시키기 위한 돌출 비드(54)를 포함한다.A cooling water passage C through which cooling water, which is a heat exchange medium, flows is formed inside the first and
또한, 제1 플레이트(51a)와 제2 플레이트(51b)에는 이웃하는 플레이트(51)를 향하는 방향으로 냉각수의 유입 및 유출을 위한 컵부(52)가 돌출 형성될 수 있으며, 컵부(52)는 이웃하는 컵부(52)와 서로 연통되어 냉각수 유입 탱크부와 냉각수 유출 탱크부를 형성한다. 따라서 코어부(50)로 유입된 냉매는 냉각수 유입 탱크부를 통해 각각의 플레이트(51)로 분배되어 냉각수 유로(C)로 유입된 후 유동조절 비드(53)에 의해 냉각수 유로(C)를 경유하며, 과급 공기와 열교환 한 냉각수 유출 탱크부를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.In addition, a
이때, 하우징(80)에 형성되어 제2 입구파이프(41) 및 제2 출구파이프(51)에 연결되는 입구홀과 출구홀은 냉각수의 유동저항 즉 냉각수의 차압을 최소화하기 위해 플레이트(51)의 상기 냉각수 유입 탱크부의 유입단과 상기 냉각수 유출 탱크부의 유출단에 각각 인접하여 형성될 수 있다.At this time, the inlet hole and the outlet hole formed in the
한편, 열교환기의 설계 조건 상 상기 입구홀 및 출구홀과 제2 입구파이프(41) 및 제2 출구파이프(51)의 위치가 이격되어야 하는 경우 상기 입구홀 및 출구홀과 제2 입구파이프(41) 및 제2 출구파이프(51)는 각각 러너를 통해 연통시킨다. 또한, 입구홀과 출구홀이 이격되어 배치되는 경우도 발생한다.On the other hand, when the positions of the inlet and outlet holes, the
그러나 러너의 경로가 길어지거나 꺾이는 부위가 많아질수록 또는 입구홀과 출구홀이 이격 배치된 경우 냉각수의 차압(유동 저항)이 증가하기 때문에 냉각수의 유동을 위한 펌프에 가해지는 부하가 상승하여 펌프의 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다. However, as the path of the runner becomes longer or the number of bent parts increases, or when the inlet and outlet holes are spaced apart, the differential pressure (flow resistance) of the cooling water increases, so the load applied to the pump for the flow of the cooling water increases, causing the pump to The problem of poor durability arises.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 하우징의 냉각수 유입을 위한 입구홀과, 냉각수가 유입되는 입구파이프를 연결하는 입구 러너와, 하우징의 냉각수 유입을 위한 출구홀과, 냉각수가 유출되는 출구파이프를 연결하는 출구 러너를 연통하는 바이패스 유로를 형성하여 러너로 인한 냉각수의 차압을 낮춘 수랭식 열교환기를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is an inlet hole for cooling water inflow of a housing, an inlet runner connecting an inlet pipe through which cooling water flows, and an outlet for cooling water inflow of the housing. An object of the present invention is to provide a water-cooled heat exchanger in which a differential pressure of cooling water due to the runner is reduced by forming a bypass flow path communicating with an outlet runner connecting a hole and an outlet pipe through which cooling water is discharged.
또한, 입구홀과 출구홀이 서로 대향 배치되는 열교환기의 경우 출구홀 측 하우징 상에 출구홀 측에 근접 배치되는 플레이트의 냉각수 유입 컵부와 냉각수 유출 컵부에 대응되는 크기를 갖는 포밍부를 형성하여 냉각수의 차압을 낮춘 수랭식 열교환기를 제공함에 있다. In addition, in the case of a heat exchanger in which the inlet hole and the outlet hole are disposed opposite to each other, a forming part having a size corresponding to the cooling water inlet cup portion and the cooling water outlet cup portion of the plate disposed close to the outlet hole side is formed on the housing at the side of the outlet hole, so that the cooling water It is to provide a water-cooled heat exchanger with a reduced differential pressure.
본 발명의 일실시 예에 따른 수랭식 열교환기는, 내부에 열교환 공간이 형성되며 양측이 개방된 하우징과, 상기 하우징의 개방면을 밀폐하도록 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1 헤더탱크 및 제2 헤더탱크와, 상기 제1 헤더탱크에 형성되어 과급공기가 유입되는 공기유입구 및 상기 제2 헤더탱크에 형성되어 공기가 배출되는 공기배출구를 포함하는 탱크부; 및 상기 열교환 공간에 수용되며, 내부에 냉각수 유로가 형성되고, 상류단이 냉각수 유입라인과 연결되고 하류단이 냉각수 유출라인과 연결되는 복수 개의 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트들 사이 공기가 유동하는 유로를 형성하는 코어부; 를 포함하되, 상기 코어부는, 상기 냉각수 유입라인으로 유입되는 냉각수 중 일부가 상기 냉각수 유출라인으로 바이패스 되도록 상류단이 상기 냉각수 유입라인에 연결되고, 하류단이 상기 냉각수 유출라인에 연결된 바이패스 유로를 포함한다.A water-cooled heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a housing having a heat exchanging space inside and open on both sides, and a first header tank and a second header formed side by side and spaced apart from each other by a predetermined distance to seal the open surface of the housing. a tank unit including a tank, an air inlet formed in the first header tank through which charged air is introduced, and an air outlet formed in the second header tank through which air is discharged; and a plurality of plates accommodated in the heat exchange space, having a cooling water passage formed therein, having an upstream end connected to a cooling water inlet line and a downstream end connected to a cooling water outlet line, wherein air flows between the plates. Core portion to form; wherein the core part has an upstream end connected to the cooling water inlet line and a downstream end connected to the cooling water outlet line so that some of the cooling water flowing into the cooling water inlet line is bypassed to the cooling water outlet line. includes
또한, 상기 냉각수 유입라인은, 상기 냉각수가 유입되는 입구파이프와, 상기 입구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유입구와, 상류단이 상기 입구파이프에 연결되고 하류단이 상기 유입구에 연결되는 제1 러너를 포함하며, 상기 냉각수 유출라인은, 상기 냉각수가 유출되는 출구파이프와, 상기 출구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유출구와, 상류단이 상기 유출구에 연결되고, 하류단이 상기 출구파이프에 연결되는 제2 러너를 포함하고, 상기 바이패스 라인은, 상기 제1 러너와 상기 제2 러너를 연결하는 것을 특징으로 한다. In addition, the cooling water inlet line includes an inlet pipe into which the cooling water flows, an inlet formed through the housing so that the inlet pipe and the cooling water flow path communicate with each other, an upstream end connected to the inlet pipe, and a downstream end connected to the inlet pipe. It includes a first runner connected to the inlet, and the cooling water outlet line includes an outlet pipe through which the cooling water flows out, an outlet formed through the housing so that the outlet pipe communicates with the cooling water passage, and an upstream end of the outlet pipe. A second runner connected to an outlet and having a downstream end connected to the outlet pipe, wherein the bypass line connects the first runner and the second runner.
또한, 상기 유입구와 상기 입구파이프 및 상기 유출구와 상기 출구파이프는 각각 일정 거리 이격 배치된다. In addition, the inlet and the inlet pipe and the outlet and the outlet pipe are spaced apart from each other by a predetermined distance.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 수랭식 열교환기는, 내부에 열교환 공간이 형성되며 양측이 개방된 하우징과, 상기 하우징의 개방면을 밀폐하도록 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1 헤더탱크 및 제2 헤더탱크와, 상기 제1 헤더탱크에 형성되어 과급공기가 유입되는 공기유입구 및 상기 제2 헤더탱크에 형성되어 공기가 배출되는 공기배출구를 포함하는 탱크부; 및 상기 열교환 공간에 수용되며, 내부에 냉각수 유로가 형성되고, 상류단이 냉각수 유입라인과 연결되고 하류단이 냉각수 유출라인과 연결되는 복수 개의 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트들 사이 공기가 유동하는 유로를 형성하는 코어부; 를 포함하되, 상기 코어부는, 길이 방향 일측에 형성되며 상기 냉각수 유입라인으로부터 상기 냉각수를 유입 받아 각 플레이트로 전달하는 입구탱크와, 길이 방향 타측에 형성되며 상기 각 플레이트를 경유한 냉각수를 유입 받아 상기 냉각수 유출라인으로 전달하는 출구탱크를 포함하며, 상기 입구탱크와 연결되는 냉각수 유입라인이 상기 복수 개의 플레이트의 적층방향 일측에 구비되고, 상기 출구탱크와 연결되는 상기 냉각수 유출라인이 상기 적층방향 타측에 구비되되, 상기 하우징은, 상기 입구탱크의 하류단부와 상기 냉각수 유출라인을 연결하는 포밍부를 포함한다. A water-cooled heat exchanger according to another embodiment of the present invention includes a housing having a heat exchanging space inside and open on both sides, and a first header tank and a second header formed side by side and spaced apart from each other by a predetermined distance so as to seal the open surface of the housing. a tank unit including a tank, an air inlet formed in the first header tank through which charged air is introduced, and an air outlet formed in the second header tank through which air is discharged; and a plurality of plates accommodated in the heat exchange space, having a cooling water passage formed therein, having an upstream end connected to a cooling water inlet line and a downstream end connected to a cooling water outlet line, wherein air flows between the plates. Core portion to form; The core part includes an inlet tank formed on one side in the longitudinal direction and receiving the cooling water from the cooling water inlet line and transferring it to each plate, and an inlet tank formed on the other side in the longitudinal direction and receiving the cooling water passing through the respective plates It includes an outlet tank passing to a cooling water outlet line, a cooling water inlet line connected to the inlet tank is provided on one side of the plurality of plates in the stacking direction, and the cooling water outlet line connected to the outlet tank is provided on the other side in the stacking direction. The housing includes a forming part connecting the downstream end of the inlet tank and the coolant outlet line.
또한, 상기 포밍부는, 상기 하우징 상에 형성되되, 상기 냉각수 유출라인이 연결되는 면에 형성되고, 상기 냉각수 유동 공간을 형성하도록 상기 하우징의 외측으로 돌출된 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다. The forming part is formed on the housing, is formed on a surface to which the cooling water outlet line is connected, and protrudes outward from the housing to form the cooling water flow space.
또한, 상기 포밍부는, 상류측이 상기 플레이트 중 상기 냉각수 유입라인에서 최대 이격된 플레이트 상에 형성된 입구탱크와 연통된다. Further, the forming part communicates with an inlet tank formed on a plate, the upstream side of which is most spaced apart from the coolant inlet line among the plates.
또한, 상기 냉각수 유출라인은, 상기 냉각수가 유출되는 출구파이프와, 상기 출구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유출구와, 상류단이 상기 유출구에 연결되고, 하류단이 상기 출구파이프에 연결되는 출구러너를 포함하고, 상기 포밍부는, 하류측이 상기 출구러너와 연통된다. In addition, the cooling water outlet line includes an outlet pipe through which the cooling water flows out, an outlet formed through the housing so that the outlet pipe communicates with the cooling water passage, an upstream end connected to the outlet, and a downstream end connected to the outlet. and an outlet runner connected to the outlet pipe, and a downstream side of the forming portion communicates with the outlet runner.
아울러, 상기 포밍부는, 상기 하우징의 면방향을 따라 일정 면적을 갖도록 형성되되, 상기 플레이트의 적층 방향을 기준으로 상기 입구탱크와 상기 출구탱크가 모두 중첩되는 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the forming part is formed to have a certain area along the surface direction of the housing, and has an area where both the inlet tank and the outlet tank overlap based on the stacking direction of the plates.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 수랭식 열교환기는, 러너가 구비된 경우에도 냉각수의 차압을 낮춰 냉각수 유동을 위한 펌프의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.The water-cooled heat exchanger of the present invention according to the above configuration has an effect of reducing the load of the pump for the flow of the cooling water by lowering the differential pressure of the cooling water even when the runner is provided.
또한, 하우징 상의 입구파이프 연결을 위한 입구홀과, 출구파이프 연결을 위한 출구홀이 서로 이격되어 대향 배치되는 경우에도 냉각수의 차압을 낮춰 냉각수 유동을 위한 펌프의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, even when the inlet hole for connecting the inlet pipe on the housing and the outlet hole for connecting the outlet pipe are spaced apart from each other and disposed opposite to each other, the load of the pump for the flow of the coolant can be reduced by lowering the differential pressure of the coolant.
도 1은 일반적인 수랭식 열교환기의 분해사시도
도 2는 일반적인 적층형 열교환기 코어의 분해사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수랭식 열교환기의 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 적층형 열교환기 코어의 정면도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플레이트의 평면도
도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 수랭식 열교환기의 평면개략도
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기의 사시도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기의 내부 정면도
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플레이트의 평면도
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기의 내부 정면개략도1 is an exploded perspective view of a general water-cooled heat exchanger
Figure 2 is an exploded perspective view of a typical laminated heat exchanger core
3 is a perspective view of a water-cooled heat exchanger according to a first embodiment of the present invention
4 is a front view of the multilayer heat exchanger core according to the first embodiment of the present invention
5 is a plan view of a plate according to a first embodiment of the present invention
6 is a plan schematic view of a water-cooled heat exchanger according to a first embodiment of the present invention
7 is a perspective view of a water-cooled heat exchanger according to a second embodiment of the present invention
8 is an internal front view of a water-cooled heat exchanger according to a second embodiment of the present invention
9 is a plan view of a plate according to a second embodiment of the present invention
10 is a schematic front view of the inside of a water-cooled heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention as described above will be described in detail with reference to the drawings.
- 실시 예 1 (입구파이프와 출구파이프 근접 형)- Example 1 (inlet pipe and outlet pipe proximity type)
도 3에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 적층형 열교환기 코어(500)의 정면도가 도시되어 있다. 또한, 도 5에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 플레이트(510)의 평면도가 도시되어 있다. 3 is a perspective view of a water-cooled heat exchanger 1000 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of a multilayer
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)는, 내부에 공기가 유동하는 열교환 공간을 포함하는 탱크부(100, 200)와, 탱크부에 수용되며, 내부에 냉각수가 유동하여 상기 공기와 열교환 하는 코어부(500)를 포함한다. 탱크부(100, 200)는, 내부에 열교환 공간이 형성되며 양측이 개방된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일측 개방면을 밀폐하도록 하우징(100)의 일측 개방면에 결합되는 제1 헤더탱크(200)와, 하우징(100)의 타측 개방면을 밀폐하도록 하우징(100)의 타측 개방면에 결합되는 제2 헤더탱크(미도시, 도 1의 30 참조)를 포함하고, 제1 헤더탱크로 과급공기가 유입되며, 제2 헤더탱크로 열교환된 과급공기가 배출된다. 3 and 4, the water-cooled heat exchanger 1000 according to the first embodiment of the present invention includes
코어부(500)는, 제1 헤더탱크(200) 및 제2 헤더탱크에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 플레이트(510)와 플레이트(510) 사이에 개재되는 핀(550)과, 하우징(100)의 일면에 형성되며, 냉각수를 플레이트(510)에 유입시키는 입구파이프(110) 및 플레이트(510)에서 열교환된 냉각수를 배출하는 출구파이프(120)를 포함하여 형성된다.The
도 4 및 도 5를 참조하면, 코어부(500)는 복수개의 플레이트(510)들이 높이방향으로 적층되어 접합된 형태로 형성될 수 있으며, 플레이트(510)는 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)의 접합에 의해 형성될 수 있다. 이때 제1 플레이트(510a)는 상측으로 볼록하게 형성되고, 제2 플레이트(510b)는 하측으로 볼록하게 형성되어 각각의 둘레부에 형성된 접합부(510a)가 접합됨에 따라 내부에 냉각수 유로(511)를 형성한다. 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)는 브레이징 등으로 접합될 수 있다. 따라서 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)의 접합에 의해 외곽이 밀폐될 수 있으며, 내측에 열교환매체인 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 유로(511)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)는 각각 냉각수 유로(511)가 형성되는 측으로 유동조절 비드(514)가 돌출되도록 형성될 수 있으며, 유동조절 비드(514)는 냉매의 흐름을 안내하도록 냉각수 유로(511)를 구획하거나 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 형태로 길게 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5 , the
한편, 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)에는 비드(514)들과는 반대 방향인 이웃하는 플레이트(510)를 향하는 방향으로 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a)가 돌출 형성될 수 있다. 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a)의 돌출된 단부에는 제1 플레이트(510a) 및 제2 플레이트(510b)를 관통하는 연통공이 형성될 수 있고, 돌출된 단부의 일부가 반경 방향 내측 또는 외측을 향해 수평하게 연장 형성되어 서로 이웃하는 플레이트(510)들의 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a) 끼리 용이하게 접합되어 결합될 수 있다.Meanwhile, an
즉 제1 플레이트(510a)의 유입 컵부(512a)는 상방으로 돌출되며, 제1 플레이트(510a)의 상측에 위치한 플레이트(510)의 제2 플레이트(510b)의 유입 컵부(512a)는 하방으로 돌출되어 서로 접합될 수 있다. 이에 따라 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a) 들에 의해 형성된 공간이 연결되도록 형성되며, 유입 컵부(512a)를 통해 입구 탱크(512)를 형성하고, 유출 컵부(513a)를 통해 출구 탱크(513)를 형성할 수 있다. 그리하여 일례로 도시된 바와 같이 길이방향 일측에 입구 탱크(512)와 출구 탱크(513)가 모두 형성되는 경우에는, 냉각수 유입구(101)를 통해 입구 탱크(512)로 유입된 냉매는 각각의 플레이트(510)로 분배되어 유입된 후 유동조절 비드(514)에 의해 각각의 플레이트(510)들에 형성된 냉각수 유로(511)를 따라 이동한 후 출구 탱크(513)로 모여 냉각수 유출구(102)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.That is, the
또한, 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)는 동일한 형태로 형성되어 제1 플레이트(510a)를 뒤집어 놓은 것이 제2 플레이트(510b)가 될 수 있으며, 다른 실시 예로, 제1 플레이트(510a)와 제2 플레이트(510b)가 다른 형태로 형성될 수도 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 설계 요구조건에 따라 하우징(100) 내부로 냉각수를 유입시키기 위한 유입구(101, 도 5 참조)와, 하우징(100) 외부로 냉각수를 유출시키기 위한 유출구(102, 도 5 참조)는 입구 탱크(512)와 출구 탱크(513)의 단부와 인접한 하우징(100)의 상측에 근접하여 형성되는 반면, 입구파이프(110)와 출구파이프(120)는 하우징(100)의 측면에 형성됨에 따라 서로 이격 배치될 수 있다.In addition, the heat exchanger 1000 of the present invention has an inlet (101, see FIG. 5) for introducing cooling water into the
따라서 열교환기(1000)는 하우징(100) 상에 결합 또는 일체로 형성되되 상류측이 입구파이프(110)에 연결되고, 하류측이 유입구(101)에 연결되는 제1 러너(310)와, 하우징(100) 상에 결합 또는 일체로 형성되되 상류측이 유출구(102)에 연결되고, 하류측이 출구파이프(120)에 연결되는 제2 러너(320)를 포함할 수 있다. Therefore, the heat exchanger 1000 is coupled or integrally formed on the
이때 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기(1000)는, 유입구(101)와 입구파이프(110)가 이격 형성됨에 따라 구비되는 제1 러너(310)로 인해 발생될 수 있는 냉각수의 차압 상승을 방지하기 위해 바이패스 유로(400)를 포함하여 형성될 수 있다. At this time, the heat exchanger 1000 according to an embodiment of the present invention prevents an increase in the differential pressure of the cooling water that may occur due to the
이하, 도면을 참조하여 바이패스 유로(400)의 세부 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the detailed configuration of the
도 6에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)의 평면개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 하우징(100)의 상면에 형성된 유입구(101) 및 유출구(102)와, 하우징(100)의 측면에 형성된 입구파이프(110) 및 출구파이프(120)를 각각 연결하기 위해 제1 러너(310) 및 제2 러너(320)가 하우징(100)에 결합 또는 하우징(100)에 일체로 성형될 수 있다. 6, a schematic plan view of a water-cooled heat exchanger 1000 according to an embodiment of the present invention is shown. As shown, the first runner connects the
이때, 바이패스 유로(400)는 상류측이 제1 러너(310) 상에 연결되고, 하류측이 제2 러너(320) 상에 연결될 수 있다. 따라서 제1 러너(310)를 통해 유입구(101)로 유입되는 냉각수의 차압이 상승할 경우 바이패스 유로(400)를 통해 일부 냉각수가 코어부(500)를 경유하지 않고, 제2 러너(320)를 통해 출구파이프(120)로 배출되도록 하여 냉각수의 차압 상승을 방지하도록 구성된다. In this case, the
- 실시 예 2 (입구파이프와 출구파이프 대향 배치 형)- Example 2 (inlet pipe and outlet pipe opposite arrangement type)
도 7에는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)의 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)의 내부 정면도가 도시되어 있다. 또한, 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플레이트(510)의 평면도가 도시되어 있다.7 is a perspective view of a water-cooled heat exchanger 1000 according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an internal front view of the water-cooled heat exchanger 1000 according to a second embodiment of the present invention. has been 9 is a plan view of a
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)는, 내부에 공기가 유동하는 열교환 공간을 포함하는 탱크부(100, 200, 250)와, 탱크부에 수용되며, 내부에 냉각수가 유동하여 상기 공기와 열교환 하는 코어부(500)를 포함한다. 탱크부(100, 200, 250)는, 내부에 열교환 공간이 형성되며 양측이 개방된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일측 개방면을 밀폐하도록 하우징(100)의 일측 개방면에 결합되는 제1 헤더탱크(200)와, 하우징(100)의 타측 개방면을 밀폐하도록 하우징(100)의 타측 개방면에 결합되는 제2 헤더탱크(250)를 포함하고, 제1 헤더탱크(200)에는, 과급공기를 유입시키기 위한 공기유입구(210)가 형성되고, 제2 헤더탱크(250)에는, 열교환된 과급공기를 배출시키기 위한 공기배출구(260)가 형성된다. Referring to FIGS. 7 and 8 , a water-cooled heat exchanger 1000 according to a second embodiment of the present invention includes
코어부(500)는, 제1 헤더탱크(200) 및 제2 헤더탱크(250)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 플레이트(510, 도 4 참조)와 플레이트(510) 사이에 개재되는 핀(550, 도 4 참조)과, 하우징(100)의 일면에 형성되며, 냉각수를 플레이트(510)에 유입시키는 입구파이프(110) 및 플레이트(510)에서 열교환된 냉각수를 배출하는 출구파이프(120)를 포함하여 형성된다. The
도 8 및 도 9를 참조하면, 코어부(500)는 복수개의 플레이트(510)들이 높이방향으로 적층되어 접합된 형태로 형성될 수 있으며, 플레이트(510)는 제1 플레이트(510a, 도 4 참조)와 제2 플레이트(510b, 도 4 참조)의 접합에 의해 외곽이 밀폐될 수 있으며, 내측에 열교환매체인 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 유로(511)가 형성될 수 있다. 또한, 플레이트(510)는 냉각수 유로(511)가 형성되는 측으로 유동조절 비드(514)가 돌출되도록 형성될 수 있으며, 유동조절 비드(514)는 냉매의 흐름을 안내하도록 냉각수 유로(511)를 구획하거나 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있는 형태로 길게 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9 , the
한편, 플레이트(510)에는 비드(514)들과는 반대 방향인 이웃하는 플레이트(510)를 향하는 방향으로 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a)가 돌출 형성될 수 있다. 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a)의 돌출된 단부에는 제1 플레이트(510a) 및 제2 플레이트(510b)를 관통하는 연통공이 형성될 수 있고, 돌출된 단부의 일부가 반경 방향 내측 또는 외측을 향해 수평하게 연장 형성되어 서로 이웃하는 플레이트(510)들의 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a) 끼리 용이하게 접합되어 결합될 수 있다.Meanwhile, an
즉 제1 플레이트(510a)의 유입 컵부(512a)는 상방으로 돌출되며, 제1 플레이트(510a)의 상측에 위치한 플레이트(510)의 제2 플레이트(510b)의 유입 컵부(512a)는 하방으로 돌출되어 서로 접합될 수 있다. 이에 따라 유입 컵부(512a) 및 유출 컵부(513a) 들에 의해 형성된 공간이 연결되도록 형성되며, 유입 컵부(512a)를 통해 입구 탱크(512)를 형성하고, 유출 컵부(513a)를 통해 출구 탱크(513)를 형성할 수 있다. That is, the
이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 코어부(500)는 냉각수를 유입 받아 각 플레이트(510)로 전달하는 입구 탱크(512)가 플레이트(510)의 길이방향 일측(도면상의 우측)에 형성되고, 각 플레이트(510)를 경유한 냉각수를 유입 받아 출구 파이프(120)로 전달하는 출구 탱크(520)가 플레이트(520)의 길이 방향 타측(도면상의 좌측)에 형성될 수 있다. 이에 따라 입구파이프(110)는 하우징(100)의 하측의 길이 방향 일측에 배치될 수 있고, 출구파이프(120)는 하우징(100)의 상측의 길이 방향 타측에 배치될 수 있다. At this time, in the
또한, 본 발명의 열교환기(1000)는 설계 요구조건에 따라 하우징(100) 내부로 냉각수를 유입시키기 위한 유입구(101, 도 5 참조)와, 하우징(100) 외부로 냉각수를 유출시키기 위한 유출구(102, 도 5 참조)는 입구 탱크(512)와 출구 탱크(513)의 단부와 인접한 하우징(100)의 상측에 근접하여 형성되는 반면, 입구파이프(110)와 출구파이프(120)는 하우징(100)의 측면에 형성됨에 따라 서로 이격 배치될 수 있다.In addition, the heat exchanger 1000 of the present invention has an inlet (101, see FIG. 5) for introducing cooling water into the
따라서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열교환기는, 입구파이프(110)와 출구파이프(120)가 이격 대향 배치됨에 따라 발생될 수 있는 냉각수의 차압 상승을 방지하기 위해 하우징(100)의 출구파이프(120) 측에 대응되는 면에 형성되는 포밍부(150)를 포함하여 형성될 수 있다. Therefore, in the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention, the outlet pipe of the housing 100 ( 120) may be formed by including the forming
이하, 도면을 참조하여 포밍부(150)의 세부 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the detailed configuration of the forming
도 10에는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수랭식 열교환기(1000)의 내부 정면개략도가 도시되어 있다. 10 is a schematic front view of the inside of a water-cooled heat exchanger 1000 according to a second embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 입구파이프(110)를 통해 유입되는 냉각수는 입구 탱크(512)로 유입된 후 복수의 플레이트(510)의 냉각수 유로(511)를 경유하여 출구 탱크(513)에 전달되고, 출구 탱크(513)에 유입된 냉각수는 출구파이프(120)를 통해 배출된다. 다만, 입구 탱크(512)와 출구 탱크(513)가 서로 이격 배치되고, 이에 따라 입구파이프(110)와 출구파이프(120)가 대향 배치됨에 따라 입구 탱크(512)로 유입되는 냉각수의 차압이 상승할 수 있다. As shown, the cooling water introduced through the
따라서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열교환기(1000)는 입구 탱크(512)의 하류단부와, 출구파이프(120)를 연결하는 포밍부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Therefore, the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention may include a forming
포밍부(150)는 하우징(100) 상에 형성되되, 출구파이프(120)와 대응되는 면에 형성될 수 있고, 포밍부(150)는 하우징(100)의 상면에서 상측으로 돌출된 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 포밍부(150)는 상류측이 플레이트(510) 중 입구파이프(110)에서 최대 이격된 플레이트(510)의 유입컵부(512a)와 연통되고, 하류측이 출구파이프(120)와 하우징(100) 사이에 형성된 출구러너(125)와 연통되도록 구성된다.The forming
또한, 포밍부(150)는 냉각수의 차압 상승 방지 효율을 향상시키기 위해 도 9의 A로 표시한 바와 같이 유입컵부(512a)와 유출컵부(513a)를 모두 수용할 정도의 면적을 갖도록 형성될 수 있다. In addition, the forming
따라서 입구파이프(110)를 통해 입구탱크(512)로 유입되는 냉각수의 차압이 상승할 경우 포밍부(150)를 통해 일부 냉각수가 플레이트(510)의 냉각수 유로(511)를 경유하지 않고, 출구러너(125)를 통해 출구파이프(120)로 배출되도록 하여 냉각수의 차압 상승을 방지하도록 구성된다. Therefore, when the differential pressure of the cooling water flowing into the
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.Technical ideas should not be interpreted as being limited to the above-described embodiments of the present invention. Not only the scope of application is diverse, but also various modifications and implementations are possible at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Therefore, such improvements and changes fall within the protection scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
1000 : 수랭식 열교환기
100 : 하우징
101 : 유입구
102 : 유출구
110 : 입구파이프
120 : 출구파이프
125 : 출구러너
150 : 포밍부
200 : 제1 헤더탱크
210 : 공기유입구
250 : 제2 헤더탱크
260 : 공기배출구
310 : 제1 러너
320 : 제2 러너
400 : 바이패스 유로
500 : 코어부
510 : 플레이트
510a : 제1 플레이트
510b : 제2 플레이트
511 : 냉각수 유로
512 : 입구 탱크
512a : 유입 컵부
513 : 출구 탱크
513a : 유출 컵부
514 : 유동조절 비드
550 : 핀1000: water-cooled heat exchanger
100: housing
101: inlet 102: outlet
110: inlet pipe 120: outlet pipe
125: exit runner 150: forming unit
200: first header tank 210: air inlet
250: second header tank 260: air outlet
310: first runner 320: second runner
400: bypass euro
500: core part
510:
510b: second plate 511: cooling water passage
512:
513
514: flow control bead
550: pin
Claims (8)
상기 열교환 공간에 수용되며, 내부에 냉각수 유로가 형성되고, 상류단이 냉각수 유입라인과 연결되고 하류단이 냉각수 유출라인과 연결되는 복수 개의 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트들 사이 공기가 유동하는 유로를 형성하는 코어부; 를 포함하되,
상기 코어부는,
상기 냉각수 유입라인으로 유입되는 냉각수 중 일부가 상기 냉각수 유출라인으로 바이패스 되도록 상류단이 상기 냉각수 유입라인에 연결되고, 하류단이 상기 냉각수 유출라인에 연결된 바이패스 유로:
를 포함하는, 수랭식 열교환기.
A housing with a heat exchange space formed therein and opened on both sides, a first header tank and a second header tank formed side by side and spaced apart from each other by a certain distance so as to seal the open surface of the housing, and supercharging formed in the first header tank a tank unit including an air inlet through which air is introduced and an air outlet formed in the second header tank through which air is discharged; and
A plurality of plates accommodated in the heat exchange space, having a cooling water passage formed therein, having an upstream end connected to a cooling water inlet line and a downstream end connected to a cooling water outlet line, and including a passage through which air flows between the plates. a core part to form; Including,
the core part,
A bypass flow path having an upstream end connected to the cooling water inlet line and a downstream end connected to the cooling water outlet line so that some of the cooling water flowing into the cooling water inlet line is bypassed to the cooling water outlet line;
Including, water-cooled heat exchanger.
상기 냉각수 유입라인은,
상기 냉각수가 유입되는 입구파이프와, 상기 입구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유입구와, 상류단이 상기 입구파이프에 연결되고 하류단이 상기 유입구에 연결되는 제1 러너를 포함하며,
상기 냉각수 유출라인은,
상기 냉각수가 유출되는 출구파이프와, 상기 출구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유출구와, 상류단이 상기 유출구에 연결되고, 하류단이 상기 출구파이프에 연결되는 제2 러너를 포함하고,
상기 바이패스 라인은,
상기 제1 러너와 상기 제2 러너를 연결하는 것을 특징으로 하는, 수랭식 열교환기.
According to claim 1,
The cooling water inlet line,
An inlet pipe into which the cooling water flows, an inlet formed through the housing so that the inlet pipe communicates with the cooling water passage, and a first runner having an upstream end connected to the inlet pipe and a downstream end connected to the inlet contains,
The cooling water outflow line,
An outlet pipe through which the cooling water flows out, an outlet formed through the housing so that the outlet pipe communicates with the cooling water passage, and a second runner having an upstream end connected to the outlet and a downstream end connected to the outlet pipe. including,
The bypass line,
Characterized in that connecting the first runner and the second runner, water-cooled heat exchanger.
상기 유입구와 상기 입구파이프 및 상기 유출구와 상기 출구파이프는 각각 일정 거리 이격 배치되는, 수랭식 열교환기.
According to claim 2,
Wherein the inlet and the inlet pipe and the outlet and the outlet pipe are spaced apart from each other by a predetermined distance, the water-cooled heat exchanger.
상기 열교환 공간에 수용되며, 내부에 냉각수 유로가 형성되고, 상류단이 냉각수 유입라인과 연결되고 하류단이 냉각수 유출라인과 연결되는 복수 개의 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트들 사이 공기가 유동하는 유로를 형성하는 코어부; 를 포함하되,
상기 코어부는,
길이 방향 일측에 형성되며 상기 냉각수 유입라인으로부터 상기 냉각수를 유입 받아 각 플레이트로 전달하는 입구탱크와, 길이 방향 타측에 형성되며 상기 각 플레이트를 경유한 냉각수를 유입 받아 상기 냉각수 유출라인으로 전달하는 출구탱크를 포함하며,
상기 입구탱크와 연결되는 냉각수 유입라인이 상기 복수 개의 플레이트의 적층방향 일측에 구비되고, 상기 출구탱크와 연결되는 상기 냉각수 유출라인이 상기 적층방향 타측에 구비되되,
상기 하우징은, 상기 입구탱크의 하류단부와 상기 냉각수 유출라인을 연결하는 포밍부를 포함하는, 수랭식 열교환기.
A housing with a heat exchange space formed therein and opened on both sides, a first header tank and a second header tank formed side by side and spaced apart from each other by a certain distance so as to seal the open surface of the housing, and supercharging formed in the first header tank a tank unit including an air inlet through which air is introduced and an air outlet formed in the second header tank through which air is discharged; and
A plurality of plates accommodated in the heat exchange space, having a cooling water passage formed therein, having an upstream end connected to a cooling water inlet line and a downstream end connected to a cooling water outlet line, and including a passage through which air flows between the plates. a core part to form; Including,
the core part,
An inlet tank formed on one side in the longitudinal direction to receive the cooling water from the cooling water inlet line and deliver it to each plate, and an outlet tank formed on the other side in the longitudinal direction to receive the cooling water passing through each plate and deliver it to the cooling water outlet line. Including,
The cooling water inlet line connected to the inlet tank is provided on one side of the plurality of plates in the stacking direction, and the cooling water outlet line connected to the outlet tank is provided on the other side in the stacking direction,
The water-cooled heat exchanger of claim 1, wherein the housing includes a forming portion connecting a downstream end of the inlet tank and the cooling water outlet line.
상기 포밍부는,
상기 하우징 상에 형성되되, 상기 냉각수 유출라인이 연결되는 면에 형성되고, 상기 냉각수 유동 공간을 형성하도록 상기 하우징의 외측으로 돌출된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는, 수랭식 열교환기.
According to claim 4,
The forming part,
The water-cooled heat exchanger is formed on the housing, formed on a surface to which the cooling water outlet line is connected, and protrudes outward from the housing to form the cooling water flow space.
상기 포밍부는,
상류측이 상기 플레이트 중 상기 냉각수 유입라인에서 최대 이격된 플레이트 상에 형성된 입구탱크와 연통되는, 수랭식 열교환기.
According to claim 5,
The forming part,
The water-cooled heat exchanger, wherein the upstream side communicates with an inlet tank formed on a plate most spaced apart from the cooling water inlet line among the plates.
상기 냉각수 유출라인은,
상기 냉각수가 유출되는 출구파이프와, 상기 출구파이프와 상기 냉각수 유로를 연통하도록 상기 하우징을 관통하여 형성되는 유출구와, 상류단이 상기 유출구에 연결되고, 하류단이 상기 출구파이프에 연결되는 출구러너를 포함하고,
상기 포밍부는,
하류측이 상기 출구러너와 연통되는, 수랭식 열교환기.
According to claim 6,
The cooling water outflow line,
An outlet pipe through which the cooling water flows out, an outlet formed through the housing so that the outlet pipe communicates with the cooling water passage, and an outlet runner having an upstream end connected to the outlet and a downstream end connected to the outlet pipe. include,
The forming part,
A water-cooled heat exchanger, wherein the downstream side communicates with the outlet runner.
상기 포밍부는,
상기 하우징의 면방향을 따라 일정 면적을 갖도록 형성되되, 상기 플레이트의 적층 방향을 기준으로 상기 입구탱크와 상기 출구탱크가 모두 중첩되는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 수랭식 열교환기.According to claim 5,
The forming part,
The water-cooled heat exchanger is formed to have a certain area along the surface direction of the housing, and has an area where both the inlet tank and the outlet tank overlap based on the stacking direction of the plates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210192727A KR20230102526A (en) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | Water-cooled Heat Exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210192727A KR20230102526A (en) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | Water-cooled Heat Exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230102526A true KR20230102526A (en) | 2023-07-07 |
Family
ID=87153976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020210192727A KR20230102526A (en) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | Water-cooled Heat Exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230102526A (en) |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210192727A patent/KR20230102526A/en unknown
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