KR0139889Y1

KR0139889Y1 - 열교환기의 고정너트 고정장치

Info

Publication number: KR0139889Y1
Application number: KR2019930006993U
Authority: KR
Inventors: 김광일
Original assignee: 정몽원; 한라공조주식회사
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1993-04-29
Publication date: 1999-05-15
Also published as: KR940025292U

Abstract

본 고안은 열교환기의 고정너트 고정장치를 개시한다.

본 고안은 열교환기의 탱크부에 고정설치된 복수개의 고정구와, 각 고정구의 전방벽으로 부터 소정거리 이격된 위치에 고정설치되며 고정턱이 마련되어 고정구에 삽입되는 너트를 고정하는 탄성편을 포함하여 된 열교환기의 고정너트 고정장치에 있어서, 탄성편의 고정턱의 하단부로 부터 상기 너트의 진행 방향으로 소정길이와 깊이를 가지는 요홈을 형성하여 된 것으로서, 탄성편의 일측에 요홈을 마련하여 탄성편 자체의 탄성력을 항상 시킨 것이어서, 너트의 삽입이 용이하고 고정구에 대해 너트를 견고하게 고정할 수 있다. 그리고 본 고안은 열교환기의 고정 또는 열교환기에 부착되는 어태치먼트의 고정뿐만 아니라 너트의 삽입 및 고정이 각종기계에 널리 사용할 수 있는 이점을 가진다.

Description

열교환기의 고정너트 고정장치

제1도는 일반적인 열교환기의 고정너트 고정장치의 개략적 사시도.

제2도 내지 제6도는 종래 너트의 최초 삽입과정에서 부터 삽입 완료 상태까지 탄성편에 가해지는 하중을 컴퓨터로 분석하여 나타낸 개략적 정면도 및 사시도.

제7도 내지 제11도는 본 고안에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치에 있어 너트의 삽입 시 발생되는 탄성편의 각 부위의 하중 및 변형상태를 컴퓨터로 분석하여 나타낸 개략적 사시도 및 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 고정너트 고정장치 32 : 고정구

32c' : 탄성편 32d : 고정턱

33 : 요홈 40 : 너트

본 고안은 열교환기의 고정너트 고정장치에 관한 것으로서, 상세하게는 열교환기의 고정 또는 열교환기에 부착되는 어태치먼트를 고정하기 위한 너트의 구조를 개선한 열교환기의 고정너트 고정장치에 관한 것이다.

통상적으로 열교환기에는 열교환기의 고정 또는 열교환기의 열교환 효율을 향상시키기 위한 냉각팬과 이 냉각팬의 보호 및 송풍효율을 향상시키기 위해 팬 쉬라우드(fan shroud)등의 어태치먼트를 고정하기 위한 고정장치가 구비된다. 그리고 열교환기의 탱크부에는 상기 고정장치의 너트를 고정하여 어태치먼트와 볼트의 결합을 용이하게 하는 별도의 고정너트 고정장치가 구비된다.

제1도에는 종래 열교환기의 고정너트 고정장치(30)가 도시되어 있다.

열교환기의 고정너트 고정장치(30)는, 열교환기(100)의 탱크부(101)에 열교환기를 고정하거나 또는 송풍팬, 팬 쉬라우드 등과 같은 어태치먼트의 고정이 용이하도록 너트를 고정지지하는 것으로서, 열교환기(100)의 탱크부(101)에 복수개의 고정구(32)와, 이 고정구(32)에 삽입지지되어 소정의 볼트(50)과 결합되는 너트(40)를 구비한다.

상기 고정구(32)는, 그 상면이 개방된 사각상자 형상으로 전방벽(32a)에 상기 볼트(50)가 삽입되는 관통공(32b)이 형성되고 전방벽(32a)으로 부터 소정간격 즉, 상기 너트(40)의 두께에 해당하는 길이만큼 이격된 위치에는 탄성편(32c)이 마련된다. 그리고 이 탄성편(32c)의 단부에는 고정구(32)의 전방벽(32a)을 향하여 돌출된 고정턱(32d)이 형성된다. 그리고 이 탄성편(32c)과 대향되는 고정구(32)의 측벽(32f)에는 너트(40)의 삽입시 이를 안내하며 너트(40)가 후방으로 밀리는 것을 방지하는 지지턱(32e)이 마련된다. 여기에서 탄성편(32c)은 고정구(32)의 마닥면과 일체로 형성된다.

그리고 너트(40)는 그 중공부(41)에 형성된 나선의 진행방향과 직각을 이루는 양면의 적어도 일측면에 단턱(42)이 형성되어 있는데, 이 단턱(42)은 상술한 나선의 진행방향과 직각 방향을 이루는 면에 중공부(41)의 직경보다 큰 직경의 인입부(42a)를 형성함으로써 형성된다. 도면에서 미설명된 부호 60은 열교환기에 고정되는 어테치먼트의 브라켓이다.

상술한 바와같이 구성된 열교환기의 고정너트 고정장치를 갖는 열교환기에 어태치먼트가 고정되는 과정을 컴퓨터 분석에 의한 결과를 토대로 설명한다.

먼저 고정구(32)에 너트(40)을 삽입하여 너트(40)의 측면에 형성된 단턱(42)이 탄성편(32c)의 고정턱(32d)에 걸리도록 한다. 이때, 고정구(32)에 너트(40)가 삽입되는 과정에서 탄성편(32c)의 고정턱(32d)이 전방벽(32a)측으로 소정길이 돌출되어 있다 하여도 너트(40)의 삽입시 탄성편(32c)이 그 탄성력에 의해 제쳐진 상태로 삽입되게 되고, 너트(40)가 완전히 삽입된 상태에서는 탄성편(32c)이 탄성력에 의해 너트(40) 측으로 탄성바이어스되어 그 단부에 형성된 고정턱(32d)이 단턱(42)에 삽입되게 됨으로써, 너트(40)가 고정구(32)에 고정되게 되는것이다. 여기에서 탄성편(32c)의 고정턱(32d)은 단턱(42)에 접촉되어도 나사부가 형성된 중공부측으로 돌출되지 않게 된다. 즉, 단턱(42)은 중공부의 직경보다 큰 직경의 인입부가 형성되어 된 것이므로, 고정턱(32d)이 중공부의 내부면으로 돌출되지 않게 되는 것이다.

이 상태에서 열교환기에 고정시키고자 하는 부품 또는 열교환기를 지지하는 볼트(50)를 고정구(32)의 전방벽(32a)에 형성된 관통공을 통하여 탄성편(32c)에 의해 지지되는 너트(40)와 결합시킴으로써 열교환기 또는 부품을 고정할 수 있다.

그러나 상술한 바와 같은 종래 열교환기의 고정 너트 결합장치에 있어서는, 너트(40)가 삽입되는 과정에서 탄성편(32c)의 가장 취약한 부위 즉, 최하단부가 파손될 우려가 있다.

따라서 종래에는 제5도에 도시된 바와 같이, 탄성편(32c)의 최하단부 4곳에 즉, 그 폭이 넓은 좌측면(32g)과 그 폭이 좁은 전,후면(32h)에 각각 탄성편(32c)의 파손을 방지하기 위한 보강부(32g')(32h')를 일체로 형성하였다.

그러나 상기 보강부(32bg')(32h')에 의해 너트(40)가 삽입되는 과정에서 탄성편(32c)의 파손은 어느정도 방지할 수 있는 것이나, 폭이 좁은 전, 후면(32h)에 일체로 마련된 보강부(32h')는 탄성편(32c)의 유연성 즉, 그 탄성력을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 너트(40)의 삽입시 무리한 힘을 가하여야 하는 문제점이 있으며, 특히 제2도 내지 제5도에 도시된 바와 같이, 너트(40)의 삽입과정에서 탄성편(32c)의 각 부위에 무리한 하중이 걸리는 문제점이 있다. 이를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 너트(40)의 최조 삽입과정에서 탄성편(32c)에 가해지는 하중을 나타내 보인 것이며, 제3도는 너트(40)의 삽입 완료 직전에 탄성편(32c)이 받는 하중을 나타낸 것이다. 그리고 제4도는 너트(40)의 삽입 완료후 너트(40)의 자중에 의해 탄성편(32c)의 고정턱(32d)에 걸리는 하중을 나타내 보인 것이며, 제5도는 너트(40)의 삽입과정에서 탄성편(32c)의 각 부위에 걸리는 하중을 나타내 보인 사시도이다.

즉, 제5도에 도시된 바와 같이, 너트(40)의 삽입 과정에서 상기 너트(40)의 단턱(42)에 걸림 고정되는 탄성편(32c)의 걸림턱(32d)의 하단부로부터 탄성편의 최하부에 이루기 까지는 대략 27-75MPa 정도의 하중이 걸린다. 그리고 탄성편(32c)의 a부위에는 87MPa의 하중이, b부분에는 100MPa의 하중이, c부위에는 75Mpa의 하중이, 그리고 d부분에는 63Mpa정도의 하중이 걸린다. (이때 1MPa=100×10⁶(N/m²)) 그리고 탄성편(32c)이 너트(40)의 삽입 과정에서 변형되는 변형률은 제6도에 도시된 바와 같이 약 0.6㎜정도이다.

이상에서와 같이 종래의 탄성편은 그 탄성편이 좋지 않기 때문에 너트의 삽입 과정에서 탄성편의 각 부위는 매우 큰 하중이 걸리게 된다. 따라서, 너트의 삽입이 용이하지 않아 그 조립성이 떨어지는 문제점이 있으며, 특히 무리하게 너트를 삽입함으로써 탄성편의 각 부위에서 파손이 발생될 우려가 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 열교환기의 너트 고정장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 탄성편의 탄성력을 보완하여 탄성편의 각 부위에 걸리는 하중을 줄임으로써 탄성편의 각 부위에 파손이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 열교환기의 고정너트 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 열교환기의 고정너트 고정장치는, 열교환기의 탱크부에 고정설치된 복수개의 고정구와, 각 고정구의 전방벽으로 부터 소정거리 이격된 위치에 고정설치되며 고정턱이 마련되어 고정구에 삽입되는 너트를 고정하는 탄성편을 포함하고, 상기 고정턱에 인접하는 탄성편의 일측에 요홈이 형성되는데, 상기 요홈의 길이는 상기 탄성편의 고정턱 하단부로부터 최하부까지의 길이에 대해 실질적으로 50%이고, 상기 요홈의 깊이는 상기 탄성편의 폭에 대해 실질적으로 20%인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 열교환기의 고정너트 고정장치는 탄성편의 측면에 형성된 요홈에 의해 탄성편의 탄성력이 더욱 향상된 것이어서, 너트의 삽입이 용이하고 따라서 탄성편의 각 부위에 무리한 하중이 걸리지 않아, 탄성편의 각 부위에 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다.

이하 본 고안에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제7도는 본 고안에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치에 있어 탄성편을 발췌하여 도시한 사시도이다. 그리고 제8도 및 제9도는 너트의 삽입 과정 및 삽입 완료 상태에서 탄성편의 변형을 도시한 정면도이며, 제10도 및 제11도는 너트의 삽입 과정 및 삽입 완료 된 상태에서 탄성편의 각 부위에 걸리는 하중의 분포를 나타낸 정면도이다. 그리고 본 실시예에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치는 제1도에 도시된 일반적인 열교환기의 고정너트 고정장치와 그 기본적 구성은 같으며, 단지 탄성편의 형상을 달리한다.

제1도 및 제7도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치는, 열교환기(100)의 탱크부(101)에 열교환기를 고정하거나 송풍팬, 팬 쉬라우드등과 같은 어태치먼트의 고정이 용이하도록 너트를 고정지지하는 것으로서, 열교환기(100)의 탱크부(101)에 마련되는 복수개의 고정구(32)와, 이 고정구(32)에 삽입지지되어 소정의 볼트(50)과 결합되는 너트(40)를 구비한다.

고정구(32)는 상면에 개방된 사각상자 형상으로 전방벽(32a)에 볼트(50)가 삽입되는 관통공(32b)이 형성되고 전방벽(32a)으로 부터 소정간격 즉, 너트(40)의 두께에 해당하는 길이만큼 이격된 위치에는 그 하단부의 넓은 좌측면에 보강부(32g')를 가지는 탄성면(32c')이 형성되고, 이 탄성면(32c)의 상단부에는 고정부(32)의 전방벽(32a)측으로 돌출된 고정턱(32d)이 형성된다.

이때 탄성편(32c')은 본 고안의 특징적인 요소를 가지는 것으로서, 고정턱(32d)에 인접하는 탄성편(32c')의 일측에 요홈(33)이 형성된다. 상기 요홈(33)의 형상은, 제7도 및 제8도에 도시된 바와 같이, 홈의 양가장자리로부터 중앙부쪽으로 갈수록 더 깊게 파여지는 형상(예를 들면 원추 형상)을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 요홈(33)의 길이(1)는 고정턱(32d)의 하단부로부터 그 최하부까지의 길이(L)에 대해 약 50%정도가 되도록 형성하고, 상기 요홈(33)의 깊이(t)는 상기 탄성편(32c')의 폭(T)에 대해 약 20%정도가 되도록 형성한다. 이와 같은 형상 및 크기의 요홈(33)을 가지는 탄성편(33c')이 최대의 탄성력을 가지게 된다.

한편, 탄성편(32c')과 대향되는 고정구(32)의 측벽(32f)에는 너트(40)의 삽입시 이를 안내하며 너트(40)가 후방으로 밀리는 것을 방지하는 지지턱(32e)이 형성된다. 여기에서 탄성편(32c')은 고정구(32)의 바닥면과 일체로 형성된다.

그리고 너트(40)는 그 중공부(41)에 형성된 나선 진행방향과 직각을 이루는 양면의 적어도 일측면에 환형 단턱(42)이 형성되어 있는데, 이 단턱(42)은 나사축에 대해 직각을 이루는 면에 상기 중공부(41)의 직경보다 큰 직경의 인입부(42a)를 형성함으로써 형성된다. 도면에서 미설명 부호 60은 열교환기에 고정되는 어테치먼트의 브라켓이다.

이와같이 구성된 본 고안에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치의 작용을 열교환기에 어태치먼트를 고정하는 것으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 고정구(32)에 너트(40)를 삽입하여 너트(40)의 측면에 형성된 단턱(42)이 탄성면(32c')의 고정턱(32d)에 걸리도록 한다. 이때에 고정구(32)에 너트(40)가 삽입되는 과정에서 탄성편(32c')의 고정턱(32d)이 전방벽(32a)측으로 소정길이 돌출되어 있다 하여도, 너트(40)의 삽입시 탄성편(32c')이 그 탄성력에 의해 제처진 상태에서 삽입된다. 따라서 너트(40)가 완전히 삽입된 상태에서는 탄성편 (32c')이 탄성력에 의해 너트(40)측으로 탄성바이어스되어 그 단부에 형성된 고정턱(32d)이 단턱(42)에 삽입되게 됨으로써, 너트(40)가 고정구(32)에 고정되어진다. 여기에서 탄성편(32c')의 고정턱 (32d)은 단턱(42)에 접촉되어도 상기 나사부가 형성된 중공부측으로 돌촐되지 않게 된다. 즉, 단턱(42)은 중공부의 직경보다 큰 직경의 인입부가 형성되어 된것이므로, 고정턱(32d)이 중공부의 내부면으로 돌출되지 않게 되는 것이다.

이 상태에서 열교환기에 고정시키고자 하는 부품 또는 열교환기를 지지하는 볼트(50)를 고정구(32)의 전방벽(32a)에 형성된 관통공을 통하여 탄성편(32c')에 의해 지지되는 너트(40)와 결합함으로써, 열교환기 또는 부품을 고정할 수 있다.

한편, 너트(40)의 초기 삽입과정에서 탄성편(32c')은, 제8도에 도시된 바와 같이 변형된다. 이때 탄성편(32c')의 최대 변형량(δmax)이 5.1e-2㎜임을 알 수 있다. 그리고 제9도에 도시된 바와 같이, 너트(40)의 삽입 완료시 너트(40)의 자중 및 외력에 의한 상기 탄성편(32c')의 최대 변형량(δmax)이 5.1e-3㎜임을 알 수 있다.

그리고 너트(40)의 초기 삽입과정에서 즉, 너트(40)의 하단부와 탄성편(32c')의 고정턱(32d)의 접촉되어 탄성편(32c')이 제8도에 도시된 바와 같이 변형되는 과정에서는, 탄성편(32c')에 제10도에 도시된 바와 같이 그 각 부위에 소정의 하중이 걸리게 된다. 즉, 너트(40)의 삽입시의 외력은 대략 10.08N/㎟ 정도이다. 이에 의한 탄성편(32')의 a부위에는 13MPa 정도의 하중이, 그리고 b부위에는 25MPa의 하중이 걸린다. 또한 c부위에는 21MPa의 하중이, d부위에는 5MPa의 하중이, 그리고 e부위에는 21MPa정도의 하중이 걸림을 알 수 있다.

그리고 제11도에 도시된 바와 같이 너트(40)가 삽입 완료된 상태에서, 탄성편(32c')에는 너트(40)의 자중등에 의하여 대략 0.25N/㎟정도의 외력이 걸리게 된다. 이에 의한 탄성편(32c')의 각 부위에는 소정의 하중이 걸리게 된다. 즉, 탄성편(32c')의 a부위에는 0.9MPa의 하중이, b부위에는 1.3MPa의 하중이 걸린다. 그리고 c부위에는 1.0MPa의 하중이, 최하단부인 d부위에는 0.2MPa의 하중이 걸림을 알 수 있다.

한편, 제7도에 도시된 바와 같이 너트(40)의 삽입 진행과정에서, 즉, 상기 탄성편(32c')의 변형량(δmax)이 최대가 될때, 탄성편(32c')의 각 부위에는 최대 하중이 걸린다. 즉, A부위에는 24-74MPa정도의 하중이, B부위에는 83MPa 정도의 하중이 걸린다. 그리고 C부위에는 71MPa의 하중이, D부위에는 59MPa의 하중이 걸림을 알 수 있다.

상기와 같은 본 고안은, 탄성편(32c')의 일측에 요홈(33)을 형성함으로써, 탄성편(32c')의 탄성력을 증진시킨 것이다. 이에 의해서, 너트(40)의 삽입이 용이해지며 너트(40)의 삽입시 발생되는 탄성편(32c')의 각 부위의 하중이 요홈을 형성하지 않은 종래의 탄성편(32c)에 비하여 현저히 작아진다. 따라서 너트(40)의 삽입시 발생되는 탄성편(32c')의 각 부위의 파손을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 열교환기의 고정너트 고정장치는, 탄성편의 일측에 요홈을 마련하여 탄성편 자체의 탄성력을 향상시킴으로써, 너트이 삽입이 용이하고 고정구에 대해 너트를 견고하게 고정할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 본 고안은 열교환기의 고정 또는 열교환기에 부착되는 어태치먼트의 고정 뿐만 아니라, 너트의 삽입 및 고정 구조를 가지는 각종 기계에 널리 사용할 수 있다.

Claims

열교환기의 탱크부에 고정설치된 복수개의 고정구와, 각 고정구의 전방벽으로 부터 소정거리 이격된 위치에 고정설치되며 고정턱이 마련되어 고정구에 삽입되는 너트를 고정하는 탄성면을 포함하여 된 열교환기의 고정너트 고정장치에 있어서, 상기 고정턱(32d)에 인접하는 탄성면(32c')의 일측에 요홈(33)이 형성되는데, 상기 요홈의 길이는 상기 탄성력의 고정턱 하단부로부터 최하부까지의 길이에 대해 실질적으로 50%이고, 상기 요홈의 깊이는 상기 탄성편의 폭에 대해 실질적으로 20%인 것을 특징으로 하는 열교환기의 고정너트 고정장치.