KR20240084182A

KR20240084182A - Heat exchanger

Info

Publication number: KR20240084182A
Application number: KR1020220168721A
Authority: KR
Inventors: 전영하; 이상옥
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-06-13
Also published as: WO2024122870A1

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로써, 열교환매체의 패스흐름을 단순화하고 열교환매체의 유량을 조절함으로써 열교환기의 성능을 높일 수 있다.The present invention relates to a heat exchanger, and the performance of the heat exchanger can be improved by simplifying the pass flow of the heat exchange medium and controlling the flow rate of the heat exchange medium.

Description

열교환기{Heat exchanger}Heat exchanger

본 발명은 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to heat exchangers.

일반적으로 열교환기는 내부를 순환하는 열교환매체가 외부로부터 흡열하거나 외부로 방열하는 방식으로 열교환을 수행하도록 특정 유로 상에 설치되는 장치이다. 이러한 열교환기는 냉매를 열교환매체로 사용하는 응축기와 증발기, 그리고 냉각수를 열교환매체로 사용하는 라디에이터와 히터코어, 그리고 엔진 및 변속기 등에서 사용된 오일을 열교환매체로 사용하는 오일쿨러 등 사용목적과 용도에 따라 다양하게 제작되고 있다.In general, a heat exchanger is a device installed on a specific flow path to perform heat exchange in a way that the heat exchange medium circulating inside absorbs heat from the outside or radiates heat to the outside. These heat exchangers include condensers and evaporators that use refrigerant as a heat exchange medium, radiators and heater cores that use coolant as a heat exchange medium, and oil coolers that use oil used in engines and transmissions as a heat exchange medium, depending on their purpose and use. It is produced in various ways.

이때 열교환기는 일반적으로, 내부 유체와 외부 유체 사이의 전열(傳熱)이 이루어지는 복수의 튜브의 양단에 헤더탱크가 결합되는 형태로 이루어진다. 그리고 상기 헤더탱크에는 열교환매체가 유동되는 유입구 및 배출구를 포함하는 매니폴드가 구성되되, 상기 매니폴드에는 파이프가 고정 결합되어, 다른 기관으로부터 열교환매체가 유입되거나, 다른 기관으로 전열이 이루어진 열교환매체를 배출하도록 마련된다.At this time, the heat exchanger is generally configured with a header tank attached to both ends of a plurality of tubes through which heat is transferred between the internal fluid and the external fluid. The header tank is comprised of a manifold including an inlet and outlet through which the heat exchange medium flows, and a pipe is fixedly coupled to the manifold to allow the heat exchange medium to flow in from another engine or the heat exchange medium to be transferred to another engine. It is prepared to be discharged.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a conventional heat exchanger.

종래의 열교환기(10)는 제1 헤더탱크(11)와 제2 헤더탱크(12)가 높이 방향으로 이격하여 형성한다. 제1 헤더탱크(11)와 제2 헤더탱크(12)의 사이에는 열교환매체가 유동하는 다수의 튜브가 전후방 2열로 형성된 튜브열(13)로 높이 방향으로 배열된다. 제1 헤더탱크(11)는 열교환매체를 유출입할 수 있는 매니폴드(14)를 구비한다. The conventional heat exchanger 10 is formed by having a first header tank 11 and a second header tank 12 spaced apart in the height direction. Between the first header tank 11 and the second header tank 12, a plurality of tubes through which a heat exchange medium flows are arranged in a height direction in a tube row 13 formed in two rows at the front and rear. The first header tank 11 is provided with a manifold 14 through which a heat exchange medium can flow in and out.

열교환매체는 제1 헤더탱크(11)에 구비한 매니폴드(14)의 입구(14a)를 통해 제1 헤더탱크(11)로 유입한다. 열교환매체는 튜브(13)를 유동하면서 외부 공기에 의해 냉각된다. 냉각된 열교환매체는 다시 제1 헤더탱크(11)에 구비한 매니폴드(14)의 출구(14b)로 유출한다.The heat exchange medium flows into the first header tank (11) through the inlet (14a) of the manifold (14) provided in the first header tank (11). The heat exchange medium flows through the tube 13 and is cooled by external air. The cooled heat exchange medium flows out again through the outlet (14b) of the manifold (14) provided in the first header tank (11).

매니폴드(14)의 입구(14a)로 유입한 열교환매체는 튜브열(13)에서 다수의 패스흐름을 형성하고 매니폴드(14)의 출구(14b)유출한다.The heat exchange medium flowing into the inlet 14a of the manifold 14 forms multiple pass flows in the tube row 13 and flows out of the outlet 14b of the manifold 14.

이렇게 종래의 열교환기(10)는 열교환매체가 유동하는 패스흐름이 복잡하게 형성될 수 있다. 이는 펌프로 열교환매체를 유동시키는 상황에서 열교환매체의 유량을 충분히 확보하기 부족하다. 열교환매체의 얍력강하량을 낮은 수준으로 유지하기가 어렵다. In this way, the conventional heat exchanger 10 may have a complicated path flow through which the heat exchange medium flows. This is insufficient to secure a sufficient flow rate of the heat exchange medium in a situation where the heat exchange medium is flowed by a pump. It is difficult to maintain the pressure drop of the heat exchange medium at a low level.

열교환매체로 저온의 냉각수를 사용하는 경우, 유동이 지속될수록 냉각수의 점성은 증가한다. 냉각수 점성의 증가는 압력강하량에 큰 영향을 끼쳐 냉각수의 충분한 유량을 확보하기 어렵다.When low-temperature coolant is used as a heat exchange medium, the viscosity of the coolant increases as the flow continues. An increase in coolant viscosity has a significant impact on the pressure drop, making it difficult to secure a sufficient flow rate of coolant.

한국공개특허 제10-2019-0143757호 (공개일: 2019.12.31.)Korean Patent Publication No. 10-2019-0143757 (Publication Date: 2019.12.31.)

본 발명의 목적은 충분한 열교환성능을 확보하면서도 열교환매체의 압력강하량을 감소시킬 수 있는 구조를 가진 열교환기를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide a heat exchanger with a structure that can reduce the pressure drop of the heat exchange medium while securing sufficient heat exchange performance.

본 발명에 따르면, 유입하는 공기 흐름 상 전후방 2열로 배치된 복수의 튜브; 상기 복수의 튜브의 일측 끝과 결합하는 제1 헤더탱크; 상기 제1 헤더탱크와 이격하고, 상기 복수의 튜브의 타측 끝과 결합하는 제2 헤더탱크; 열교환매체가 유입하는 유입구를 일측에 형성하고, 유입한 상기 열교환매체가 상기 제1 헤더탱크 또는 상기 제2 헤더탱크 중 어느 하나로 유동하도록 연결된 유입 매니폴드; 상기 열교환매체가 유출하는 유출구를 일측에 형성하고, 상기 열교환매체가 상기 제1 헤더탱크 또는 상기 제2 헤더탱크 중 어느 하나로 유동하도록 연결된 유출 매니폴드; 상기 열교환매체의 유동은 상기 유입 매니폴드에서 상기 복수의 튜브를 거쳐 상기 유출 매니폴드로 이어지는 단일 패스흐름에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 열교환기가 제공될 수 있다.According to the present invention, a plurality of tubes arranged in two rows front and rear on the incoming air flow; A first header tank coupled to one end of the plurality of tubes; a second header tank spaced apart from the first header tank and coupled to the other end of the plurality of tubes; an inlet manifold forming an inlet on one side through which a heat exchange medium flows, and connected so that the inflow heat exchange medium flows into either the first header tank or the second header tank; an outlet manifold forming an outlet on one side through which the heat exchange medium flows, and connected to allow the heat exchange medium to flow into either the first header tank or the second header tank; A heat exchanger may be provided, wherein the flow of the heat exchange medium is formed by a single pass flow from the inlet manifold through the plurality of tubes to the outlet manifold.

본 발명에 따른 열교환기는 열교환매체의 패스흐름을 단순화 및 열교환매체의 유량을 조절을 통해 열교환기의 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.The heat exchanger according to the present invention has the effect of improving the performance of the heat exchanger by simplifying the pass flow of the heat exchange medium and controlling the flow rate of the heat exchange medium.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교한기를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 일부 확대도를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 일부 확대도를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a conventional heat exchanger.
Figure 2 is a diagram showing a thermal exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a partially enlarged view of Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing a partially enlarged view of Figure 2.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다. In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shapes of elements in the drawing may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that identical members in each drawing may be indicated by the same reference numerals. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기를 도 1 내지 도 4를 참고로 설명한다. Hereinafter, a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는, 복수의 튜브(100), 헤더탱크(200), 매니폴드(300)를 포함하여 구성한다. A heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a plurality of tubes 100, a header tank 200, and a manifold 300.

본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는 유입하는 공기의 흐름 상 전방에 배치하는 1열 튜브(110)와 후방에 배치하는 2열 튜브(120)의 복수 개의 튜브(100)를 형성한다. 복수의 튜브(100)는 공기의 유입방향인 전방에서 1열 튜브(110)를 형성하고 냉각공기의 유출방향인 후방에서 2열 튜브(120)를 형성한다. 복수의 튜브(100)는 높이방향으로 배치된다.The heat exchanger according to an embodiment of the present invention forms a plurality of tubes 100, including a first-row tube 110 disposed at the front and a second-row tube 120 disposed at the rear in the flow of incoming air. The plurality of tubes 100 form a first row of tubes 110 at the front, which is the inflow direction of air, and a second row of tubes 120 at the rear, which is the outflow direction of cooling air. A plurality of tubes 100 are arranged in the height direction.

복수의 튜브(100)의 내부에는 열교환매체(1)가 유동한다. 열교환매체(1)는 복수의 튜브(100)의 전방으로 유입하는 공기와 열교환한다.A heat exchange medium (1) flows inside the plurality of tubes (100). The heat exchange medium 1 exchanges heat with air flowing into the front of the plurality of tubes 100.

복수의 튜브(100)는 열교환매체(1)가 복수의 튜브(100)로 유입한 후 외부의 공기와 열교환한 후, 복수의 튜브(100)에서 배출할 수 있도록 헤더탱크(200)가 연결된다. 헤더탱크(200)는 제1 헤더탱크(210)와 제2 헤더탱크(220)로 구성된다.The plurality of tubes 100 are connected to a header tank 200 so that the heat exchange medium 1 flows into the plurality of tubes 100, exchanges heat with external air, and then discharges from the plurality of tubes 100. . The header tank 200 consists of a first header tank 210 and a second header tank 220.

복수의 튜브(100)의 일측 끝에는 제1 헤더탱크(210)가 연결된다. 제1 헤더탱크(210)는 내부에 유로를 구분하는 격벽(230)을 구비한다. 격벽(230)은 열교환매체(1)가 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)에 대응하여 유동할 수 있도록 유로를 구분한다.A first header tank 210 is connected to one end of the plurality of tubes 100. The first header tank 210 has a partition wall 230 inside it that divides the flow path. The partition wall 230 divides the flow path so that the heat exchange medium 1 can flow corresponding to the first-row tube 110 and the second-row tube 120.

복수의 튜브(100)의 타측 끝에는 제1 헤더탱크(210)과 이격하여 제2 헤더탱크(220)가 연결된다. 제2 헤더탱크(220)는 내부에 유로를 구분하는 격벽(230)을 구비한다. 격벽(230)은 열교환매체(1)가 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)에 대응하여 유동할 수 있도록 유로를 구분한다.A second header tank 220 is connected to the other end of the plurality of tubes 100 and is spaced apart from the first header tank 210. The second header tank 220 has a partition wall 230 inside it that divides the flow path. The partition wall 230 divides the flow path so that the heat exchange medium 1 can flow corresponding to the first-row tube 110 and the second-row tube 120.

유입 매니폴드(310)는 제1 헤더탱크(210) 또는 상기 제2 헤더탱크(220) 중 어느 하나로 유동하도록 연결될 수 있다. 그리고 유출 매니폴드(320)는 제1 헤더탱크(210) 또는 상기 제2 헤더탱크(220) 중 어느 하나로 유동하도록 연결될 수 있다. The inlet manifold 310 may be connected to flow into either the first header tank 210 or the second header tank 220. And the outlet manifold 320 may be connected to flow into either the first header tank 210 or the second header tank 220.

이하에서는 제1 헤더탱크(210)가 복수의 튜브열(100)의 높이 방향에서 상측에 배치하고, 제2 헤더탱크(220)가 하측에 배치한 것을 기준으로 설명한다. Hereinafter, the description will be made based on the fact that the first header tank 210 is disposed on the upper side in the height direction of the plurality of tube rows 100, and the second header tank 220 is disposed on the lower side.

1열 튜브(110)와 2열 튜브(120)의 내부에서 열교환매체(1)의 흐름은 모두 중력방향을 거슬러 올라가는 방향을 형성한다. 그리고 1열 튜브(110) 내부를 유동하는 열교환매체(1)의 흐름과 2열 튜브(120) 내부를 유동하는 열교환매체(1)의 흐름은 같은 방향을 형성한다.The flow of the heat exchange medium 1 inside the first-row tube 110 and the second-row tube 120 all forms an upward direction against the direction of gravity. And the flow of the heat exchange medium 1 flowing inside the first-row tube 110 and the flow of the heat exchange medium 1 flowing inside the second-row tube 120 form the same direction.

열교환매체(1)는 복수의 튜브(100) 내에서 중력방향을 거슬러 올라가는 흐름을 형성하여야 복수의 튜브(100) 내에 공기가 차 있을 때 상측으로 열교환매체(1)를 따라 이동하여 열교환기 외부로 빠져나갈 수 있다. 이는 복수의 튜브(100) 내에 공기가 채워지지 않도록 함으로써 열교환 영역을 높여 열교환성능을 향상시키기 위함이다.The heat exchange medium (1) must form a flow that goes against the direction of gravity within the plurality of tubes (100), so that when the plurality of tubes (100) are filled with air, it moves upward along the heat exchange medium (1) to the outside of the heat exchanger. You can get out. This is to improve heat exchange performance by increasing the heat exchange area by preventing air from filling the plurality of tubes 100.

헤더탱크(200)는 열교환매체(1)를 헤더탱크(200)로 유입하거나 유출할 수 있는 매니폴드(300)를 구비한다.The header tank 200 is provided with a manifold 300 that allows the heat exchange medium 1 to flow into or out of the header tank 200.

제2 헤더탱크(220)에는 유입 매니폴드(310)가 연결된다. 유입 매니폴드(310)는 열교환매체(1)가 유입하는 유입구(311)를 일측에 형성한다. 유입구(311)로 유입한 열교환매체(1)는 제2 헤더탱크(220)로 유동한다.An inlet manifold 310 is connected to the second header tank 220. The inlet manifold 310 forms an inlet 311 on one side through which the heat exchange medium 1 flows. The heat exchange medium 1 flowing into the inlet 311 flows into the second header tank 220.

제1 헤더탱크(210)에는 유출 매니폴드(320)가 연결된다. 유출 매니폴드(320)는 열교환매체(1)가 유출하는 유출구(321)를 일측에 형성한다. 열교환매체(1)는 제1 헤더탱크(210)에서 유출구(321)로 유동하고 외부로 배출된다.An outlet manifold 320 is connected to the first header tank 210. The outlet manifold 320 forms an outlet 321 on one side through which the heat exchange medium 1 flows. The heat exchange medium 1 flows from the first header tank 210 to the outlet 321 and is discharged to the outside.

제2 헤더탱크(220)에 연결하는 유입 매니폴드(310)는 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)로 유동하는 열교환매체(1)의 유량을 분기한다.The inlet manifold 310 connected to the second header tank 220 diverges the flow rate of the heat exchange medium 1 flowing into the first-row tube 110 and the second-row tube 120.

유입 매니폴드(310)는 전방 분기홀(330)과 후방 분기홀(340)을 형성한다. 전방 분기홀(330)과 후방 분기홀(340)에 의해 유입 매니폴드(310)는 제2 헤더탱크(220)의 내부와 연결된다. 전방 분기홀(330)은 1열 튜브(110) 측에 배치되고 후방 분기홀(340)은 2열 튜브(120) 측에 배치된다.The inlet manifold 310 forms a front branch hole 330 and a rear branch hole 340. The inlet manifold 310 is connected to the inside of the second header tank 220 by the front branch hole 330 and the rear branch hole 340. The front branch hole 330 is placed on the first-row tube 110 side, and the rear branch hole 340 is placed on the second-row tube 120 side.

유입 매니폴드(310)가 제2 헤더탱크(220)에 연결되면, 전방 분기홀(330)은 제2 헤더탱크(220)에서 1열 튜브(110) 측으로 유로를 분기하고, 후방 분기홀(340)은 제2 헤더탱크(220)에서 2열 튜브(120) 측으로 유로를 분기한다.When the inlet manifold 310 is connected to the second header tank 220, the front branch hole 330 branches a flow path from the second header tank 220 to the first-row tube 110, and the rear branch hole 340 ) branches the flow path from the second header tank 220 to the second row tube 120.

이때, 전방 분기홀(330)과 후방 분기홀(340)이 유동하는 열교환매체(1)의 유량을 조절하기 위해 각각 설정된 홀면적를 형성할 수 있다. 즉 전방 분기홀(330)의 개구 단면적과 후방 분기홀(340)의 개구 단면적은 각각 설정된 단면적을 형성할 수 있다. 이는 전방 분기홀(330)과 후방 분기홀(340)의 개구 단면적이 서로 상이하도록 형성할 수 있는 것이다.At this time, the front branch hole 330 and the rear branch hole 340 may each form a set hole area to control the flow rate of the flowing heat exchange medium 1. That is, the opening cross-sectional area of the front branch hole 330 and the opening cross-sectional area of the rear branch hole 340 may each form a set cross-sectional area. This means that the opening cross-sectional areas of the front branch hole 330 and the rear branch hole 340 can be formed to be different from each other.

또한 전방 분기홀(330)의 개구 단면적이 후방 분기홀(340)의 개구 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 전방 분기홀(330)이 후방 분기홀(340)보다 크게 형성되어야 전방 1열 튜브(110)로 열교환매체가 더 많이 유동할 수 있다. 이는 후방의 2열 튜브(120) 는 전방의 1열 튜브(110)와 열교환을 거친 공기와 열교환하므로 상대적으로 공기 온도가 높기 때문에 공기 흐름상 전방 측이 상대적으로 온도가 낮은 공기와 열교환하므로 전방의 1열 튜브(110)로 열교환매체가 더 유동해야 열교환 성능에 유리하기 때문이다. Additionally, the opening cross-sectional area of the front branch hole 330 may be formed to be larger than that of the rear branch hole 340. The front branch hole 330 must be formed larger than the rear branch hole 340 so that more heat exchange medium can flow into the front first-row tube 110. This is because the rear two-row tube 120 exchanges heat with air that has undergone heat exchange with the front first-row tube 110, so the air temperature is relatively high, so the front side exchanges heat with air of a relatively low temperature in the air flow, so the front side This is because the heat exchange performance is advantageous when the heat exchange medium flows more through the first row tube 110.

열교환매체(1)는 복수의 튜브(100)의 하측에 연결된 제2 헤더탱크(220)로 유입한다. 열교환매체(1)는 펌프의 압력에 의해 제2 헤더탱크(220)에서 복수의 튜브(100)을 거쳐 제1 헤더탱크(210)로 유동한다.The heat exchange medium 1 flows into the second header tank 220 connected to the lower side of the plurality of tubes 100. The heat exchange medium 1 flows from the second header tank 220 to the first header tank 210 through a plurality of tubes 100 by the pressure of the pump.

전방 분기홀 홀면적(a1)과 후방 분기홀 홀면적(a2)에 의해 제2 헤더탱크(220)에서 복수의 튜브(100)의 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)로 유동하는 열교환매체(1)의 유량이 정해진다. 각 정해진 유량이 펌프에 의한 일정한 압력으로 지속적으로 공급되므로 시간이 지남에 따른 열교환매체(1)의 압력강하량은 낮은 수준으로 유지될 수 있다.Flowing from the second header tank 220 to the first row tube 110 and the second row tube 120 of the plurality of tubes 100 by the front branch hole hole area (a1) and the rear branch hole hole area (a2) The flow rate of the heat exchange medium 1 is determined. Since each set flow rate is continuously supplied at a constant pressure by a pump, the pressure drop of the heat exchange medium 1 over time can be maintained at a low level.

유출 매니폴드(320)도 전방 분기홀(미도시)과 후방 분기홀(미도시)을 형성한다. 상기 전방 분기홀과 후방 분기홀에 의해 유출 매니폴드(320)는 제1 헤더탱크(210)의 내부와 연결된다. 상기 전방 분기홀은 1열 튜브(110) 측에 배치되고 상후방 분기홀은 2열 튜브 측(120)에 배치된다.The outlet manifold 320 also forms a front branch hole (not shown) and a rear branch hole (not shown). The outlet manifold 320 is connected to the inside of the first header tank 210 by the front branch hole and the rear branch hole. The front branch hole is disposed on the first-row tube 110 side, and the upper and rear branch holes are disposed on the second-row tube side 120.

유출 매니폴드(320)에 형성한 상기 전방 분기홀과 후방 분기홀도 열교환매체(1)의 유량조절을 위해 설정된 홀면적을 형성할 수 있다. 열교환매체(1)는 중력 방향의 역방향으로 유동한다. 위에 기술한 것과 같이 열교환매체(1)의 압력강하량을 낮은 수준으로 유지하기 위해 유출 매니폴드(320) 측의 홀면적도 조절할 수 있다.The front branch hole and the rear branch hole formed in the outlet manifold 320 may also form a hole area set for controlling the flow rate of the heat exchange medium (1). The heat exchange medium 1 flows in a direction opposite to the direction of gravity. As described above, the hole area on the outlet manifold 320 side can also be adjusted to maintain the pressure drop of the heat exchange medium 1 at a low level.

본 발명의 일실시예에서 유입 매니폴드(320)와 유출 매니폴드(320)는 제1 헤더탱크(210)의 일측과 제2 헤더탱크(220)의 일측에 각각 연결될 수 있다. 유입 매니폴드(320)와 유출 매니폴드(320)는 높이 방향에서 서로 마주보도록 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the inlet manifold 320 and the outlet manifold 320 may be connected to one side of the first header tank 210 and one side of the second header tank 220, respectively. The inlet manifold 320 and the outlet manifold 320 may be formed to face each other in the height direction.

또는 본 발명의 다른 실시예에서 유입 매니폴드(310)와 유출 매니폴드(320)는 제1 헤더탱크(210)와 제2 헤더탱크(220)의 일측 또는 타측에 각각 연결될 수 있다. 이 경우, 유입 매니폴드(320)와 유출 매니폴드(320)는 높이 방향에서 서로 대각선 방향으로 엇갈려 형성될 수 있다. Alternatively, in another embodiment of the present invention, the inlet manifold 310 and the outlet manifold 320 may be connected to one side or the other of the first header tank 210 and the second header tank 220, respectively. In this case, the inlet manifold 320 and the outlet manifold 320 may be formed to cross each other diagonally in the height direction.

본 발명의 실시예들에 따른 열교환기는 열교환매체(1)를 저온의 냉각수를 사용할 수 있다. 열교환기는 쿨러저온의 냉각수를 제2 헤더탱크(220)로 유입하고 복수의 튜브(100)에서 외부의 공기와 열교환을 통해 외기 온도를 낮추는 쿨러(cooler)일 있다.The heat exchanger according to embodiments of the present invention may use low-temperature cooling water as the heat exchange medium 1. The heat exchanger is a cooler that introduces low-temperature cooling water into the second header tank 220 and lowers the outside temperature through heat exchange with external air in the plurality of tubes 100.

하지만, 펌프를 통해 열교환매체(1)를 유동시키되 열교환매체(1)의 압력강하량을 낮은 수준으로 유지가 필요한 열교환기에는 제한 없이 적용가능하다.However, it can be applied without limitation to a heat exchanger that flows the heat exchange medium (1) through a pump but needs to maintain the pressure drop of the heat exchange medium (1) at a low level.

이렇듯, 본 발명의 실시예들에 따른 열교환기는 펌프에 의한 열교한매체(1)의 강제 유동에서 수반할 수 있는 열교환매체(1)의 압력강하량을 낮게 유지함으로써, 열교환기의 성능을 높일 수 있다.In this way, the heat exchanger according to embodiments of the present invention can improve the performance of the heat exchanger by maintaining low the pressure drop of the heat exchange medium (1) that may accompany the forced flow of the heat exchange medium (1) by the pump. .

먼저, 열교환매체(1)가 유입 매니폴드(310), 복수의 튜브(100), 및 유출 매니폴드(320)로 유동하는 패스흐름이 단일 패스흐름을 형성한다. First, the pass flow through which the heat exchange medium 1 flows to the inlet manifold 310, the plurality of tubes 100, and the outlet manifold 320 forms a single pass flow.

유입 매니폴드(310)로 들어온 열교환매체(1)는 유입 매니폴드(310)내 구분 형성된 유로로 나뉘고, 각각 1열 튜브(110) 및 2열 튜브(120)로 흐른다. 1열 튜브(110) 및 2열 튜브(120)에서 각각 중력 반대방향으로 유동한 열교환매체(1)는 유출 매니폴드(320)내 구분 형성된 유로를 각각 흘러 유출 매니폴드(320)로 모인다. The heat exchange medium 1 entering the inlet manifold 310 is divided into separate passages within the inlet manifold 310 and flows into the first row tube 110 and the second row tube 120, respectively. The heat exchange medium 1 flowing in the direction opposite to gravity in the first-row tube 110 and the second-row tube 120 flows through separate passages in the outlet manifold 320 and collects in the outlet manifold 320.

즉, 열교환매체(1)는 복잡하지 않은 단순한 단일 패스흐름을 형성하여, 열교환매체(1)가 유동과정에 발생하는 압력손실을 막을 수 있다.In other words, the heat exchange medium 1 forms a simple, single pass flow that is not complicated, and can prevent pressure loss occurring during the flow process of the heat exchange medium 1.

또한, 유입 매니폴드(310)에서 제2 헤더탱크(220)와의 연결부위에 형성된 전방 분기홀(330) 및 후방 분기홀(340)의 홀면적을 최적화하도록 설계함으로써 열교환매체(1)의 압력강하량을 낮게 유지할 수 있다.In addition, the pressure drop of the heat exchange medium 1 is designed to optimize the hole area of the front branch hole 330 and the rear branch hole 340 formed at the connection portion of the inlet manifold 310 with the second header tank 220. can be kept low.

전후방 2열로 형성하는 복수의 튜브(100)에서 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)을 흐르는 열교환매체(1)는 외부 공기와의 온도차가 서로 다르다. 이는 1열 튜브(110)과 2열 튜브(120)에서의 열교환 성능의 차이를 가져온다. 외부 공기는 1열 튜브(110)을 거쳐 2열 튜브(120)로 유입하므로 2열 튜브(120)에서 열교환매체(1)와 공기와의 온도차가 더 작다. 열교환매체(1)의 유량이 동일하다는 조건에서 외부 공기와의 온도차로 인해 각 열에서의 열교환 성능에 차이가 발생할 수 있다. In the plurality of tubes 100 formed in two rows, front and rear, the heat exchange medium 1 flowing through the first row tube 110 and the second row tube 120 has a different temperature difference from the outside air. This results in a difference in heat exchange performance between the first-row tube 110 and the second-row tube 120. Since the outside air flows into the second row tube 120 through the first row tube 110, the temperature difference between the heat exchange medium 1 and the air in the second row tube 120 is smaller. Under the condition that the flow rate of the heat exchange medium 1 is the same, differences in heat exchange performance in each row may occur due to a temperature difference with the external air.

따라서, 유출 매니폴드(320) 내 전방 분기홀(330)과 후방 분기홀(340)의 홀면적을 조절하여 2열 튜브(120)로의 유량을 충분히 확보함으로써, 복수의 튜브(100) 전체의 온도를 낮게 유지할 수 할 수 있다. 열교환기의 성능 향상으로 이어질 수 있다.Therefore, by adjusting the hole areas of the front branch hole 330 and the rear branch hole 340 in the outlet manifold 320 to sufficiently secure the flow rate to the two-row tube 120, the temperature of the entire plurality of tubes 100 is increased. can be kept low. This can lead to improved performance of the heat exchanger.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해하여야 한다.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the detailed description above. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims. In addition, the present invention should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

1: 열교환매체
100: 튜브열
110: 1열 튜브
120: 2열 튜브
200: 헤더탱크
210: 제1 헤더탱크
220: 제2 헤더탱크
230: 격벽
300: 매니폴드
310: 유입 매니폴드
311: 유입구
320: 유출 매니폴드
321: 유출구
330: 전방 분기홀
340: 후방 분기홀1: Heat exchange medium
100: tube row
110: 1 row tube
120: 2-row tube
200: Header tank
210: 1st header tank
220: 2nd header tank
230: Bulkhead
300: Manifold
310: Inlet manifold
311: inlet
320: outlet manifold
321: outlet
330: Front branch hole
340: Rear branch hole

Claims

유입하는 공기 흐름 상 전후방 2열로 배치된 복수의 튜브;
상기 복수의 튜브의 일측 끝과 결합하는 제1 헤더탱크;
상기 제1 헤더탱크와 이격하고, 상기 복수의 튜브의 타측 끝과 결합하는 제2 헤더탱크;
열교환매체가 유입하는 유입구를 일측에 형성하고, 유입한 상기 열교환매체가 상기 제1 헤더탱크 또는 상기 제2 헤더탱크 중 어느 하나로 유동하도록 연결된 유입 매니폴드;
상기 열교환매체가 유출하는 유출구를 일측에 형성하고, 상기 열교환매체가 상기 제1 헤더탱크 또는 상기 제2 헤더탱크 중 어느 하나로 유동하도록 연결된 유출 매니폴드;
상기 열교환매체의 유동은 상기 유입 매니폴드에서 상기 복수의 튜브를 거쳐 상기 유출 매니폴드로 이어지는 단일 패스흐름에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
A plurality of tubes arranged in two rows front and rear in the incoming air flow;
A first header tank coupled to one end of the plurality of tubes;
a second header tank spaced apart from the first header tank and coupled to the other end of the plurality of tubes;
an inlet manifold forming an inlet on one side through which a heat exchange medium flows, and connected so that the inflow heat exchange medium flows into either the first header tank or the second header tank;
an outlet manifold forming an outlet on one side through which the heat exchange medium flows, and connected to allow the heat exchange medium to flow into either the first header tank or the second header tank;
Characterized in that the flow of the heat exchange medium is formed by a single pass flow from the inlet manifold through the plurality of tubes to the outlet manifold,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 제1 헤더탱크는 상기 1열 튜브와 2열 튜브에 대응하는 유로를 각각 형성하도록 내부는 격벽으로 분리된 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The first header tank is characterized in that the interior is separated by a partition wall to form flow paths corresponding to the first and second row tubes, respectively.
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 제2 헤더탱크는 상기 1열 튜브와 2열 튜브에 대응하는 유로를 각각 형성하도록 내부는 격벽으로 분리된 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The second header tank is characterized in that the interior is separated by a partition wall to form flow paths corresponding to the first and second row tubes, respectively.
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 유입 매니폴드는 상기 1열 튜브와 2열 튜브로 유동하는 상기 열교환매체의 유량을 분기하는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The inlet manifold is characterized in that it branches the flow rate of the heat exchange medium flowing into the first row tube and the second row tube,
heat exchanger.

제4항에 있어서,
상기 유입 매니폴드는 전방 분기홀과 후방 분기홀을 형성하여 상기 전방 분기홀과 후방 분기홀에 의해 상기 제2 헤더탱크 내부와 연결되되, 상기 전방 분기홀은 상기 1열 튜브 측에 배치되고 상기 후방 분기홀은 상기 2열 튜브 측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 4,
The inlet manifold forms a front branch hole and a rear branch hole and is connected to the inside of the second header tank by the front branch hole and the rear branch hole, and the front branch hole is disposed on the first row tube side and the rear branch hole. Characterized in that the branch hole is disposed on the second row tube side,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 유출 매니폴드는 전방 분기홀과 후방 분기홀을 형성하여 상기 전방 분기홀과 후방 분기홀에 의해 상기 제1 헤더탱크 내부와 연결되되, 상기 전방 분기홀은 상기 1열 튜브 측에 배치되고 상기 후방 분기홀은 상기 2열 튜브 측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The outlet manifold forms a front branch hole and a rear branch hole and is connected to the inside of the first header tank by the front branch hole and the rear branch hole, and the front branch hole is disposed on the first row tube side and the rear branch hole. Characterized in that the branch hole is disposed on the second row tube side,
heat exchanger.

제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 전방 분기홀과 후방 분기홀의 개구 단면적은 유동하는 상기 열교환매체의 유량을 조절하기 위해 각각 설정된 단면적을 형성하는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to claim 5 or 6,
Characterized in that the opening cross-sectional areas of the front branch hole and the rear branch hole form a cross-sectional area set to control the flow rate of the flowing heat exchange medium,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 상기 제1 헤더탱크의 일측과 제2 헤더탱크의 일측에 각각 연결된 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The inlet manifold and the outlet manifold are respectively connected to one side of the first header tank and one side of the second header tank,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 상기 제1 헤더탱크와 제2 헤더탱크의 일측 또는 타측에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
The inlet manifold and the outlet manifold are respectively connected to one side or the other of the first header tank and the second header tank,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 1열 튜브의 내부를 유동하는 열교환매체의 흐름과 상기 2열 튜브의 내부를 유동하는 열교환매체의 흐름이 같은 방향으로 나란한 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
Characterized in that the flow of the heat exchange medium flowing inside the first-row tube and the flow of the heat exchange medium flowing inside the second-row tube are parallel in the same direction,
heat exchanger.

제1항에 있어서,
상기 1열 튜브의 내부의 열교환매체의 흐름과 상기 2열 튜브의 내부의 열교환매체의 흐름은 모두 중력방향을 거슬러 올라가는 방향인 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to paragraph 1,
Characterized in that both the flow of the heat exchange medium inside the first row tube and the flow of the heat exchange medium inside the second row tube are in a direction against the direction of gravity,
heat exchanger.

제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 전방 분기홀과 후방 분기홀의 개구 단면적은 서로 상이한 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to claim 5 or 6,
Characterized in that the opening cross-sectional areas of the front branch hole and the rear branch hole are different from each other,
heat exchanger.

제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 전방 분기홀의 개구 단면적이 상기 후방 분기홀의 개구 단면적보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는,
열교환기.
According to claim 5 or 6,
Characterized in that the opening cross-sectional area of the front branch hole is formed to be larger than the opening cross-sectional area of the rear branch hole,
heat exchanger.