KR100193961B1 - Aluminum Charge Air Cooler and Manufacturing Method - Google Patents

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KR100193961B1
KR100193961B1 KR1019920009849A KR920009849A KR100193961B1 KR 100193961 B1 KR100193961 B1 KR 100193961B1 KR 1019920009849 A KR1019920009849 A KR 1019920009849A KR 920009849 A KR920009849 A KR 920009849A KR 100193961 B1 KR100193961 B1 KR 100193961B1
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에이.브레틀 리차드
알.데로시아 댄
이.굳리모트 찰스
씨.코탈 피터
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파블리크 월터 이.
모다인 매뉴팩츄어링 컴파니
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like

Abstract

헤더플레이트(26,28)는 측면에 각부(82,84)가 형성된 중앙웨브(80)를 가지는 채널로 형성되고, 튜브(36)의 단부를 수용하기 위한 장공(86)이 형성된 구성에 의해 차지공냉기의 헤더플레이트(26,28)에서의 열과 압력에 관련된 피로 또는 응력이 배제된다. 각부(82,84) 사이에 연장되는 장공(86)에는 주변 플랜지(88,90,92,94)가 형성되고, 그 반대측에는 둥근 캠면(96,98)에 의해 대략 포위된다.The header plates 26 and 28 are formed of a channel having a central web 80 having angles 82 and 84 formed on the side thereof, and are occupied by a configuration in which a long hole 86 for receiving an end of the tube 36 is formed. Fatigue or stress associated with heat and pressure in the header plates 26 and 28 of the air cooler is excluded. Peripheral flanges 88, 90, 92 and 94 are formed in the long holes 86 extending between the corner portions 82 and 84, and are substantially surrounded by round cam surfaces 96 and 98 on the opposite sides.

Description

알루미늄차지공냉기 및 그 제조방법Aluminum Charge Air Cooler and Manufacturing Method

제1도는 본 발명에 따라 제조되고, 종래의 차지공냉기와 외형이 동일한 열교환기, 특히 차지공냉기의 측면도.1 is a side view of a heat exchanger, in particular a charge air cooler, produced according to the invention and having the same appearance as a conventional charge air cooler.

제2도는 종래 기술에 따라 제조된 헤더플레이트의 부분사시도.2 is a partial perspective view of a header plate made according to the prior art.

제3도는 종래 기술에 따라 보다 개선된 헤더플레이트의 제2도와 유사한 부분사시도.3 is a partial perspective view similar to that of FIG. 2 of a further improved header plate according to the prior art.

제4도는 본 발명에 따라 제조된 헤더플레이트의 제2도 및 제3도와 유사한 부분사시도.4 is a partial perspective view similar to FIGS. 2 and 3 of a header plate made in accordance with the present invention.

제5도는 제4도의 5-5선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.

제6도는 제4도의 6-6선 단면도.6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG.

제7도는 제4도의 7-7선 단면도.7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG.

제8도는 헤더의 부분저면도.8 is a partial bottom view of the header.

제9도는 헤더의 구성에 있어서 중간상태의 부분평면도.9 is a partial plan view of an intermediate state in the construction of a header.

제10도는 헤더의 형성시에 사용가능한 다이 또는 고정구의 사시도.10 is a perspective view of a die or fixture usable in the formation of a header.

제11도는 제10도의 다이와 함께 사용되는 펀치의 입면도.11 is an elevation view of a punch used with the die of FIG.

제12도는 제11도에 대해 90° 전향된 펀치의 입면도.FIG. 12 is an elevation of the punch turned 90 ° with respect to FIG. 11. FIG.

제13도는 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법의 공정을 설명하는 플로도.13 is a flow diagram illustrating a process of the manufacturing method of the heat exchanger according to the present invention.

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 특히 알루미늄 열교환기 및 내연기관 시스템에서 소위 차지(charge)공냉기로서 사용하기에 적합한 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to heat exchangers, and in particular to heat exchangers suitable for use as so-called charge air coolers in aluminum heat exchangers and internal combustion engine systems.

여러 가지의 이유로 인하여 내연기관 시스템에서는 터보과급기(turbocharger)의 사용이 증가되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 터보과급기는 엔진으로부터의 배기가스에 의해 구동되어 로타리압축기를 구동하는 터빈휠을 포함하여 구성하고, 로타리압축기는 연소공기가 내연기관의 연소실로 유입되기 전에 연소공기를 압축한다. 이러한 종류의 시스템에서는 불완전하게 소비된 배기가스가 일을 하지 않고 팽창되거나 그 내연기관 자체의 기하학적 구조에 의해 얻어지는 것보다 높은 압축비를 나타내는 경우에 발생하는 소비에너지의 일부를 회수한다.For various reasons, the use of turbochargers is increasing in internal combustion engine systems. As is well known, the turbocharger comprises a turbine wheel driven by exhaust gas from the engine to drive a rotary compressor, the rotary compressor compressing the combustion air before the combustion air enters the combustion chamber of the internal combustion engine. This type of system recovers some of the energy consumed when incompletely consumed exhaust gas expands without work or exhibits a higher compression ratio than is achieved by the geometry of the internal combustion engine itself.

유입되는 연소공기가 터보과급기에 의해 압축되는 경우에는 이와 동시에 가열되어 그 밀도가 감소되는 것이 알려져 있다. 따라서, 주어진 압력에서 터보과급기로부터의 고온의 공기의 단위체적당 연소용 산소함량은 동일 압력에서의 찬 공기의 동일 체적에서의 함량보다 적다. 이로 인해 내연기관의 주어진 동작사이클에서 연소될 수 있는 연료량이 제한되어 그 내연기관의 출력이 제한된다. 따라서, 특히 차량에 적용하는데 있어서 그 압축기 스테이지 사이 또는 터보과급기의 압축기측과 내연기관용 흡기매니폴드(또는 이에 상당하는 것)와의 사이에 소위 차지공냉기를 삽입하였다. 터보과급기로부터의 고온의 연소공기는 차지공냉기를 통해 엔진으로 보내지고, 동시에 대기는 연소공기로부터 분리되어 있으면서 연소공기와 열교환 관계에 있는 유로내의 차지공냉기를 통과한다. 따라서, 연소공기가 냉각되면 그 연소공기의 밀도가 증가함으로서 결국 엔진으로의 충전공기에 대한 산소의 양이 증대되어 연소를 돕는다.It is known that when the incoming combustion air is compressed by the turbocharger, it is simultaneously heated to reduce its density. Thus, the oxygen content for combustion per unit volume of hot air from the turbocharger at a given pressure is less than the content at the same volume of cold air at the same pressure. This limits the amount of fuel that can be combusted in a given operating cycle of the internal combustion engine, thereby limiting the output of the internal combustion engine. Thus, in particular in so-called vehicle applications, so-called charge air coolers are inserted between the compressor stages or between the compressor side of the turbocharger and the intake manifold (or equivalent) for the internal combustion engine. The hot combustion air from the turbocharger is sent to the engine through the charge air cooler, and at the same time the atmosphere passes through the charge air cooler in the flow path which is in heat exchange with the combustion air while being separated from the combustion air. Therefore, when the combustion air is cooled, the density of the combustion air is increased, thereby increasing the amount of oxygen to the charge air to the engine, thereby assisting combustion.

연소공기의 상승된 압력에 의해 대기와 다른 비교적 작은 압력차가 생겨도 차지공냉기는 비교적 응력이 미치는 환경에서 작동하게 됨을 쉽게 알 수 있다. 전형적으로 차지공냉기는 차량에 채용되므로, 차량이 지면을 주행할 때 큰 진동과 충격을 받게 된다.It can be easily seen that the charge air cooler operates in a relatively stressful environment even when the pressure of the combustion air causes a relatively small pressure difference from the atmosphere. The charge air cooler is typically employed in a vehicle, so that the vehicle is subject to great vibrations and shocks when traveling on the ground.

또, 차지공냉기는 열사이클 즉 차량엔진이 온 또는 오프될 때는 물론 변속시의 운전중에 가열 및 냉각이 반복된다. 전형적인 차지공냉기의 탱크내에서 엔진속도의 변화에 따른 연소공기 속도의 변화에 의해서 하나의 튜브로부터 다음의 튜브까지 25℉의 높은 온도구배를 초래하고, 이는 일정시간도안 튜브에서 헤더조인트에 응력을 가할 수 있다.In addition, the charge air cooler is repeatedly heated and cooled during the heat cycle, that is, when the vehicle engine is turned on or off, as well as during operation during shifting. In a typical charge air cooler tank, a change in combustion air speed with a change in engine speed results in a high temperature gradient of 25 ° F. from one tube to the next, which stresses the header joint in the tube over time. Can be added.

끝으로, 전술한 바와 같이 전형적인 차지공냉기는 전술한 대기의 압력에서는 작동하지 않아도 차지공냉기가 최소의 저항으로 대량의 연소공기를 엔진으로 통과시킬 필요가 있으므로, 비교적 큰 표면적으로 형성되는 대형 유로를 채용한다. 매우 낮은 압력차가 큰 표면적에 걸쳐 인가되는 경우에는 상당한 힘이 존재하는 것을 알 수 있으므로, 차지공냉기의 구성요소에 응력이 더욱 가해진다.Finally, as described above, a typical charge air cooler does not operate at the above-mentioned atmospheric pressure, but the charge air cooler needs to pass a large amount of combustion air to the engine with minimal resistance, and thus employs a large flow path formed with a relatively large surface area. do. When a very low pressure difference is applied over a large surface area, it can be seen that a significant force exists, which further stresses the components of the charge air cooler.

본 발명의 전술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.It is to solve the above problems of the present invention.

본 발명의 주목적은 신규의 개선된 열교환기를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 차지공냉기로서 사용될 수 있는 신규의 개선된 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The primary object of the present invention is to provide a novel improved heat exchanger. In particular, it is an object of the present invention to provide a novel improved heat exchanger which can be used as a charge air cooler and a method of manufacturing the same.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 특징에 따르면, (a) 소정간격으로 평행한 튜브와 그 사이에 개재된 핀과의 계면에 납땜 피복재를 가진 핀 및 튜브조립체를 설치하고, (b) 양측에 납땜 피복재를 가진 금속채널을 설치하고, (c) 채널의 웨브내에 튜브의 단면과 동일한 형상으로 튜브의 간격에 따라 이격되고, 주위에 웨브로부터 채널의 각부(脚部) 방향으로 돌출되는 플랜지가 형성된 일련의 장공을 형성함으로써 헤더플레이트를 형성하고, (d) 튜브를 각 장공에 삽입하여 그 플랜지내에 위치하는 핀조립체와 헤더를 조립하고, (e) 핀 및 튜브조립체의 반대측 헤더에 금속탱크를 조립하고, (f) 단계 (e)에서 얻어진 조립체에 있어서, 핀을 튜브에 납땜하고, 튜브를 플랜지에 납땜하고, 헤더를 탱크에 납땜하는데 충분한 납땜 조건으로 유지시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to one feature of the invention, (a) to install a fin and tube assembly having a solder coating at the interface between the parallel tube and a pin interposed therebetween, (b) A metal channel having a brazing coating on both sides, and (c) spaced apart in the web of the channel in the same shape as the cross section of the tube, spaced apart along the gap of the tube, and protruding in the direction of the channel from the web around the channel. Forming a header plate by forming a series of flanged long holes, (d) inserting a tube into each of the holes to assemble the header with the pin assembly located within the flange, and (e) the metal on the header opposite the pin and tube assembly. Assemble the tank and (f) the assembly obtained in step (e), wherein the pins are soldered to the tubes, the tubes are soldered to the flanges and the headers are kept in soldering conditions sufficient to solder the tanks. It provides a process for the production of a heat exchanger which comprises a.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 헤더, 튜브 및 탱크는 알루미늄으로 형성된다.In a preferred embodiment, the header, tube and tank are formed of aluminum.

보다 바람직한 실시예에 있어서, 단계 (c)는 먼저 상기 튜브의 단면보다 크기가 작은 장공을 웨브에 소정간격으로 형성한 후, 상기 장공을 통해 튜브의 단면과 유사한 단면을 가진 펀치를 구동하여 상기 장공과 이에 연결된 플랜지를 형성함으로써 행한다.In a more preferred embodiment, step (c) first forms a long hole in the web with a predetermined interval smaller than the cross section of the tube, and then drives the punch having a cross section similar to the cross section of the tube through the long hole. And a flange connected thereto.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 튜브는 납작한 튜브이고, 상기 장공은 상기 각부 사이에서 길게 연장되고, 상기 장공의 단부에서 상기 플랜지가 상기 각부와 접함으로서, 어느 소정의 탱크치수에 대해 열교환기 코어의 깊이를 최소로 하는 것을 가능하게 한다.Further, according to the present invention, the tube is a flat tube, the long hole extends between the respective parts, and at the end of the long hole the flange is in contact with the respective parts, so that the Makes it possible to minimize the depth.

또한, 본 발명은 펀치를 구동하는 단계는 단계 (d)의 수행중에 상기 각 장공내에 튜브를 캠에 의해 정합하는 파일롯면을 형성하기 위하여 상기 플랜지와 반대측의 각 장공 주위에 적어도 부분적으로 둥근 캠면을 형성함으로써 행한다.Further, the present invention drives the punch at least partially rounded cam surface around each long hole opposite the flange to form a pilot face for mating the tube by cam in each long hole during the step (d). It is performed by forming.

본 발명의 다른 특징에 따르면, (a) 소정간격으로 평행한 튜브와 그 사이에 개재된 핀으로 구성된 핀 및 튜브조립체를 설치하고, (b) 웨브와 상호 이격된 각부를 가진 채널을 설치하고, (c) 채널의 웨브내에 튜브의 단면과 동일한 형상으로 튜브의 간격에 따라 이격되고, 주위에 웨브로부터 채널의 각부 방향으로 플랜지가 형성된 일련의 장공을 형성하고, 또한 장공내에 튜브를 캠에 의해 정합하는 파일롯면을 형성하기 위하여 상기 플랜지와 반대측의 각 장공 주위에 적어도 부분적으로 둥근 캠면을 형성함으로써 헤더플레이트를 형성하고, (d) 단계 (c)에서 형성된 헤더플레이트를 상기 핀 및 튜브조립체에 접촉시키고, 이들을 서로 상대측을 향해 이동시켜서, 처음에 튜브를 상기 둥근 캠면과 접촉시킴으로써 안내에 의해 또는 안내없이 각 장공내에 삽입하고, (e) 채널의 각부 사이에 탱크를 고정하고, (f) 튜브와 탱크를 채널에 접합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법을 제공한다.According to another feature of the invention, (a) to install a fin and tube assembly consisting of a parallel tube and a pin interposed therebetween at a predetermined interval, (b) to install a channel having a corner portion spaced apart from the web, (c) forming a series of holes in the web of the channel spaced apart in the same shape as the cross section of the tube, spaced along the gaps of the tubes, with a flange formed in the direction of the channel from the web to the periphery of the channel, and also mating the tubes by the cam in the hole. A header plate is formed by forming a cam surface at least partially rounded around each of the long holes opposite the flange to form a pilot surface, and (d) the header plate formed in step (c) is brought into contact with the fin and tube assembly. They are inserted into each slot with or without guidance by first moving them towards each other and then first bringing the tube into contact with the round cam surface. And, (e) fixing the tank between each section of the channel and, (f) provides a method for producing a heat exchanger, characterized in that comprising the step of bonding the tube and the tank channel.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 단계 (f)는 납땜에 의해 행한다.In a preferred embodiment of the present invention, step (f) is performed by soldering.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 각각 열교환 유체포트와 헤더플레이트수용 개구부를 가지고, 각각 연결된 포트로부터 단면이 점차 작아지도록 테이퍼 가공되고, 서로 이격되어 대향하는 길다란 제1 및 제2탱크와, 한 쌍의 헤더플레이로서 각 탱크에 대해 각각 하나씩 설치되고, 측면에 평행하게 이격된 각부가 형성된 플래트한 중앙 웨브를 가진 길다란 채널에 의해 각각 형성되고, 각 헤더플레이트의 각부는 결합된 탱크의 헤더플레이트수용 개구부의 양측에 대응하여 이에 밀봉접합되고, 각 헤더플레이트의 웨브는 대략 각부 사이에 연장되는 소정간격의 복수의 장공을 포함하고, 각부와 동일측으로 웨브측에서 각 장공은 주위에 플랜지를 가지고, 장공의 단부에서의 플랜지부분은 연결된 각부와 대략 접하고, 각 장공은 플랜지의 반대측의 웨브측에서 튜브를 장공내에 안내하기 위해 둥근 파일롯면에 의해 적어도 부분적으로 포위되는 한 쌍의 헤더플레이트와, 상기 탱크 사이에 연장되고, 상기 한 쌍의 헤더플레이트의 대향하는 단부에 상기 장공과 정합되는 단부를 가진 소정간격의 평행한 복수의 납작한 튜브와, 상기 인접한 튜브 사이에 개재되어 그 튜브에 접합된 S자형 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 차지공냉기를 제공한다.Further, according to another feature of the present invention, each of the elongated first and second tanks having a heat exchange fluid port and an opening for receiving a header plate, tapered to gradually decrease in cross section from each connected port, and spaced apart from each other, One pair of header plays, one for each tank, each formed by an elongated channel with flat central webs formed with portions spaced parallel to the sides, each portion of each header plate receiving the header plate of the combined tank. The web of each header plate comprises a plurality of long holes of predetermined intervals extending approximately between the respective parts corresponding to both sides of the opening, each hole having a flange around the web side on the same side as each part, The flange portion at the end of the abutment is approximately in contact with the connected corner portion, and each long hole is a web on the opposite side of the flange. A pair of headerplates at least partially surrounded by a round pilot surface for guiding the tube in the long hole and an end extending between the tank and mating with the long hole at an opposite end of the pair of headerplates. It provides a charge air cooler for an internal combustion engine comprising a plurality of parallel flat tubes having a predetermined interval and an S-shaped pin interposed between the adjacent tubes and bonded to the tubes.

보다 바람직한 실시예에 있어서, 열교환기는 내연기관용 공냉기이고, 각 탱크는 연결된 열교환기 유체포트로부터 단면이 점차 작아지도록 테이퍼 가공되고, S자형 핀이 인접한 튜브 사이에 개재되어 그 튜브에 접합된다.In a more preferred embodiment, the heat exchanger is an air cooler for an internal combustion engine, and each tank is tapered so that the cross section is gradually smaller from the connected heat exchanger fluid port, and an S-shaped fin is interposed between adjacent tubes and joined to the tube.

보다 바람직한 실시예에 있어서, 상기 헤더플레이트는 그 양측이 알루미늄 및 납땜피복되고, 각 장공 주위의 플랜지내부는 헤더플레이트의 일측면으로 형성되어 그 면에 납땜 피복재를 가지며, 상기 튜브는 알루미늄으로 형성되어 상기 플랜지의 내부에 위치한 일측으로부터 납땜 피복재에 의해 상기 헤더에 납땜되며, 상기 각부의 대향측은 상기 헤더플레이트의 다른측으로부터 납땜 피복재를 가지고, 상기 탱크는 알루미늄으로 제조되어 상기 헤더플레이트의 다른측상의 납땜 피복재에 의해 상기 헤더플레이트에 납땜된다.In a more preferred embodiment, the header plate is aluminum and solder coated on both sides thereof, and the flange inner portion around each hole is formed on one side of the header plate and has a solder coating on the side, and the tube is formed of aluminum. Soldered to the header by solder coating from one side located inside the flange, the opposite side of each of the portions having a solder coating from the other side of the header plate, the tank being made of aluminum to solder on the other side of the header plate It is soldered to the header plate by a covering material.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

제1도에는 본 발명에 따라 제조된 열교환기의 일실시예가 차지공냉기 형태로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 이점은 차지공냉기 이외의 다른 용도로 사용되는 열교환기에 유리하게 채용될 수 있으며, 특허청구의 범위에 정의한 범위내에서 차지공냉기로 제한되는 것은 아니다. 먼저, 제1도에 도시된 차지공냉기는 동일한 헤더플레이트를 고려하는 것을 제외하면 통상의 것임을 주목한다. 그러한 배경을 기초로 제1도에 대하여 상세히 설명한다.1 shows an embodiment of a heat exchanger manufactured according to the present invention in the form of a charge air cooler. However, the advantages of the present invention can be advantageously employed in heat exchangers used for other purposes than charge air coolers, and are not limited to charge air coolers within the scope defined in the claims. First, note that the charge air cooler shown in FIG. 1 is conventional except for considering the same header plate. Based on such a background, FIG. 1 is explained in full detail.

차지공냉기는 바람직하게는 알루미늄으로 형성된 대향하는 탱크(10,12)를 포함하고, 탱크(10,12)에는 각 탱크(10 또는 12)의 길이에 따라 그 길이보다 약간 짧은 길이로 장방향 개구부(14,16)가 형성되어 있다.The charge air cooler preferably comprises opposing tanks 10, 12 formed of aluminum, the tanks 10, 12 having a lengthwise opening (s) with a length slightly shorter than the length of each tank 10 or 12. 14,16 are formed.

탱크(10,12)는 그 상단에 제1도에서 볼 수 있는 바와 같이 후방으로 연장되는 열교환유체포트(18,20)을 구비하고 있고, 이들 포트(18,20)중 하나의 포트는 내연기관 시스템의 터보과급기 형성부의 배출구에, 또한 다른 하나의 포트는 내연기관의 입구측에 통상의 방법에 의해 접속된다.The tanks 10 and 12 have heat exchange fluid ports 18 and 20 extending rearward at their upper ends, as shown in FIG. 1. One of these ports 18 and 20 is an internal combustion engine. The other port is also connected to the outlet of the turbocharger formation of the system by the usual method on the inlet side of the internal combustion engine.

중량을 최소화하고 양호한 유량분배를 위한 적절한 유동면적을 제공하기 위해, 각 탱크(10,12)는 도면 참조부호 (22),(24)에서 결합포트(18,20)로부터 점차 테이퍼 처리된다. 따라서, 각 탱크(10,12)의 각 내부 단면적은 포트(18,20)로부터의 거리가 멀어질수록 점차 감소된다.In order to minimize weight and provide adequate flow area for good flow distribution, each tank 10, 12 is tapered gradually from the coupling ports 18, 20 at reference numerals 22, 24. Thus, each internal cross-sectional area of each tank 10, 12 gradually decreases as the distance from the ports 18, 20 increases.

탱크(10,12)의 개구부(14,16)는 채널형상의 헤더플레이트(26,28)에 의해 완전히 덮여진다. 이 헤더플레이트(26,28)는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 다음의 설명에서는 하나에 대해서만 설명한다.The openings 14, 16 of the tanks 10, 12 are completely covered by channel shaped header plates 26, 28. The header plates 26 and 28 may be formed identical to each other. Therefore, only one is described in the following description.

헤더플레이트(26,28) 사이에는 참조부호 (30)으로 표시된 핀(fin) 및 튜브조립체가 배설되고, 이 조립체(30)는 3개의 구성요소, 즉 조립체(30)의 상면 및 저면의 측판(32,34)과, 헤더플레이트(26,28) 사이에 연장되어 탱크(10,12)의 내측과 유체연통되도록 탱크(10,12)에 삽입되는 평행으로 연장된 복수의 납작합 튜브(36)와, 인접한 튜브(36) 사이 또는 튜브(36) 중 하나의 튜브와 인접한 측판(32,34) 사이에 위치한 S자형 핀(38)으로 구성된다. 제1도로부터 측판(32,34)이 헤더플레이트(26,28) 사이의 거리보다 짧은 길이로 길게 형성된 것을 알 수 있다.Between the header plates 26, 28, a fin and tube assembly, denoted by reference numeral 30, is disposed, which is comprised of three components, namely the side plates of the top and bottom surfaces of the assembly 30. 32, 34 and a plurality of parallelly extending flat tube 36 which is inserted between tanks 10 and 12 so as to be in fluid communication with the inside of tanks 10 and 12, extending between header plates 26 and 28; And S-shaped pins 38 located between adjacent tubes 36 or between one of the tubes 36 and adjacent side plates 32 and 34. It can be seen from FIG. 1 that the side plates 32 and 34 are formed to have a length shorter than the distance between the header plates 26 and 28.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예의 설명을 잠시 중단하고, 종래의 헤더의 구성을 설명한다. 전술한 바와 같이, 헤더(26,28)는 채널로 형성되고, 여기까지는 제2도에 도시된 참조부호 (40)의 종래의 헤더와 동일하다. 헤더(40)는 플래트한 중앙웨브(42)와, 이 중앙웨브(42)의 측면에 형성된 평행한 2개의 각부(脚部)(44,46)를 구비하고 있다. 웨브내에는 튜브(36) 사이의 간격에 대응하는 거리로 이격되어 각부(44,46) 사이에서 연장되는 방향으로 길게 형성되는 일련의 장공(48)이 있다. 이 장공(48)의 종방향 길이는 각 튜브(36)의 단면의 종방향 길이와 동일하다. 여기서, 종래의 헤더(40)에 있어서, 장공(48)의 단부(50)에서 각각 점선(52,54)으로 표시된 각부(44,46)의 내측 표면까지 짧은 간격이 형성되도록 거리를 두고 단부(50)가 형성된다. 통상의 경우에 있어서, 튜브(36)는 장공(48)내에 납땜된다.Next, the description of the preferred embodiment of the present invention will be interrupted for a while, and the structure of the conventional header will be described. As described above, the headers 26 and 28 are formed as channels, so far, the same as the conventional header of the reference numeral 40 shown in FIG. The header 40 is provided with a flat center web 42 and two parallel corners 44 and 46 formed on the side surface of the center web 42. Within the web is a series of long holes 48 that are formed elongated in a direction extending between the corners 44 and 46 at a distance corresponding to the distance between the tubes 36. The longitudinal length of this long hole 48 is equal to the longitudinal length of the cross section of each tube 36. Here, in the conventional header 40, the end portion 50 at a distance such that a short distance is formed from the end portion 50 of the long hole 48 to the inner surface of each of the portions 44 and 46 indicated by the dotted lines 52 and 54, respectively. 50) is formed. In the normal case, the tube 36 is soldered into the long hole 48.

헤더(40)를 차지공냉기의 일부로서 사용하는 경우에, 헤더(40)는 그 각부(44,46) 사이의 표면상에서 압력변화를 받고, 그러한 구조는 각 장공(48)의 주위의 웨브(42)의 영역이 결합탱크(10 또는 12) 내의 압력변화에 따라 다이어프램과 유사하게 굴곡된다. 그 결과, 튜브-헤더조인트에 그러한 굴곡이 생겨서 응력 및 피로의 결과로서 사용할 수 없게 된다.In the case of using the header 40 as part of the charge air cooler, the header 40 is subjected to a change in pressure on the surface between the corner portions 44 and 46, and such a structure is a web (around the periphery of each long hole 48). The area of 42 is curved similar to the diaphragm in response to the pressure change in the coupling tank 10 or 12. As a result, such bending occurs in the tube-header joint, making it unusable as a result of stress and fatigue.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 제3도에서 참조부호 (60)으로 표시된 헤더 구성을 채용하였다. 이 경우에도, 플래트한 중앙웨브(62)의 측면에 평행한 각부(64,66)가 형성된다. 튜브(36)를 수용하도록 길게 형성된 장공(68)은 각부(64,66) 사이에서 연장된다. 하지만, 이 경우에 있어서 장공의 단부(70)는 각각 점선(72,74)으로 표시된 바와 같이 각부(62,64)의 내측 표면까지 연장된다. 즉, 제3도의 종래 구조에서는 각 장공(48)의 단부(50)와 인접한 각부(44 또는 46)의 내측표면(52 또는 54)과의 사이의 웨브(42)의 영역이 제거되어, 제2도의 구조에서 볼 수 있는 다이어프램 굴곡효과를 현저히 감소시키거나 제거하게 된다.In order to solve such a problem, conventionally, the header configuration indicated by reference numeral 60 in FIG. 3 is employed. Also in this case, the angle parts 64 and 66 parallel to the side surface of the flat center web 62 are formed. A long hole 68 formed long to receive the tube 36 extends between the legs 64, 66. In this case, however, the end 70 of the long hole extends to the inner surface of the corners 62 and 64, respectively, as indicated by dashed lines 72 and 74, respectively. That is, in the conventional structure of FIG. 3, the area of the web 42 between the end 50 of each long hole 48 and the inner surface 52 or 54 of the adjacent corner portion 44 or 46 is removed, and the second It will significantly reduce or eliminate the diaphragm bending effect seen in the structure of the figure.

그러나, 제3도의 종래의 구성도 제2도의 실시예에서 볼 수 있는 다른 문제점을 가지며, 예를 들어 웨브(62)의 강성(剛性)이 원하는 것보다 작다는 것이다. 또, 알루미늄 튜브를 장공(68) 또는 장공(48)에 납땜하기 위해서는 납땜금속이 코너주위의 웨브(62 또는 42)의 표면으로부터 장공(68 또는 48)으로 유동되어야 하거나 튜브 자체가 납땜피복되어야 한다. 전자의 경우에는 조인트가 불완전하게 형성되거나 약하게 형성될 확률이 크고, 후자의 경우에는 그 단부에서 납땜하는데 이용하기 위하여 모든 튜브의 전체 길이에 따라 납땜피복하게 되어 고가로 되므로, 바람직하지 않다.However, the conventional arrangement of FIG. 3 also has other problems seen in the embodiment of FIG. 2, for example, the stiffness of the web 62 is smaller than desired. In addition, in order to solder the aluminum tube to the hole 68 or the hole 48, the brazing metal must flow from the surface of the web 62 or 42 around the corner to the hole 68 or 48 or the tube itself must be brazed. . In the former case, there is a high possibility that the joint is incompletely or weakly formed, and in the latter case, it is expensive because it is soldered over the entire length of all the tubes for use in soldering at the end thereof.

또, 조립이 어렵다는 다른 문제점에 직면하게 되며, 실제의 경우에 있어서, 핀 및 튜브조립체(30)는 고정구에 형성되어 배치되고, 그 양단에는 헤더플레이트가 위치되어 튜브(36)의 단부와 정합된다. 튜브(36)의 결합된 단부를 통해 헤더플레이트(26,28)를 상대적으로 이동시키는 동안 상기 측판(32,34)중 하나 또는 양쪽에는 다른 측판을 향해 횡방향 압력이 가해진다. 그 압력은 상기 핀 및 튜브조립체(30)를 충분히 압축하여 튜브(36)의 단부를 정합시킴으로써 웨브(42 또는 62)의 장공(48 또는 68)에 용이하게 삽입되도록 하기 위한 것이다. 그러나, 이 공정은 다소 번거롭고, 튜브(36)의 단부를 보다 용이하게 수용하도록 상기 구멍을 확장함으로써 고속화하고자 하는 경우에는 연속적인 납땜공정에서 튜브-헤더조인트가 부적절하게 형성되는 경향이 높아지게 된다.In addition, it is faced with another problem that assembly is difficult, and in practice, the pin and tube assembly 30 is formed and disposed in the fixture, and the header plate is positioned at both ends thereof to mate with the end of the tube 36. . One or both of the side plates 32 and 34 are subjected to lateral pressure toward the other side plate while relatively moving the header plates 26 and 28 through the combined end of the tube 36. The pressure is intended to sufficiently compress the pin and tube assembly 30 to mate the ends of the tube 36 so that they are easily inserted into the long holes 48 or 68 of the web 42 or 62. However, this process is rather cumbersome and there is a high tendency for tube-header joints to be improperly formed in a continuous soldering process if it is desired to speed up by expanding the hole to accommodate the end of the tube 36 more easily.

전술한 점을 고려하여, 본 발명의 개량된 헤더(26,28)에 대해 설명하며, 전술한 바와 같이 2개의 헤더(26,28)가 동일하므로, 헤더(26)에 대해서만 설명한다. 제4도 내지 제8도에 있어서, 헤더(26)에는 그 중앙의 플래트한 웨브(80)의 측면에 평행으로 길게 각부(82,84)가 형성된다. 전형적으로 헤더(26)는 알루미늄으로 제조되고, 또한 그 양측이 납땜 피복재로 피복된다.In view of the foregoing, the improved headers 26 and 28 of the present invention are described, and since the two headers 26 and 28 are the same as described above, only the header 26 will be described. 4 to 8, the headers 26 are formed with long portions 82 and 84 extending parallel to the sides of the flat web 80 in the center thereof. Typically the header 26 is made of aluminum and both sides are covered with a braze coating.

장공(86)은 상기 웨브(80)에 위치되어 각부(82,84) 사이에 연장된다. 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같이, 각 장공(86)의 주위는 각부(82,84) 사이에 위치하는 플랜지(88,90,92,94)에 의해 완전히 포위되어 있다. 제5도에 도시된 바와 같이, 플랜지(88,90,92,94)는 2개의 긴 플랜지(88,90)를 가지고, 제6도에 도시된 바와 같이 플랜지(88,90)는 둥근 단부 플랜지(92,94)로 연결되어, 제8도에 도시된 바와 같이 연속적인 단일의 플랜지(88,90,92,94)를 형성하고, 이 플랜지의 단부 플랜지(92,94)는 인접한 각부(82,84)와 접하게 된다. 이로 인해, 장공(86)은 장공(68)에서와 같은 다이어프램 효과를 최소화하거나 제거하는 길이를 갖는다. 또한, 장공(86)을 임의의 주어진 탱크 및/또는 헤더 크기에 대해 플랜지(92,94)가 대응하는 각부(82,84)에 접하는 지점까지 확장함으로써 코너깊이를 최대화한다. 대부분의 경우에 있어서, 이는 코어 표면적을 증가시키지 않고 효율을 증가시키게 된다. 또한, 웨브(80)의 평면에 대해 수직인 플랜지(88,90)는 상호 강성을 부여하여 제2도 및 제3도에 도시된 종래의 헤더(40,60)상에서 웨브의 강성을 향상시킨다.The long hole 86 is located in the web 80 and extends between the corners 82 and 84. As shown in FIGS. 5 and 6, the periphery of each long hole 86 is completely surrounded by flanges 88, 90, 92, 94 located between the corners 82, 84. FIG. As shown in FIG. 5, the flanges 88, 90, 92, 94 have two elongated flanges 88, 90, and as shown in FIG. 6, the flanges 88, 90 have rounded end flanges. (92,94) connected to form a continuous single flange (88,90,92,94) as shown in FIG. 8, the end flanges (92,94) of the flange being adjacent corners (82) , 84). As such, the long hole 86 has a length that minimizes or eliminates the diaphragm effect as in the long hole 68. In addition, the corner depth is maximized by extending the long hole 86 to the point where the flanges 92,94 abut the corresponding angles 82,84 for any given tank and / or header size. In most cases, this will increase efficiency without increasing core surface area. In addition, the flanges 88, 90 perpendicular to the plane of the web 80 impart mutual stiffness to improve the stiffness of the web on the conventional headers 40, 60 shown in FIGS.

각 장공(86) 주위에 플랜지(88,90,92,94)를 설치한 것외에, 웨브(80)의 각부(82,84)의 반대측에는 각 장공(86)의 길이 방향에 따라 형성된 긴 부재(96)와 각 장공(86)의 단부에 형성된 단부부재(98)로 구성된 둥근 캠면에 의해 장공(86)이 적어도 부분적으로 포위된다. 캠면(96,98)은 헤더(86)의 튜브 수용측에 위치하고, 그에 따라 헤더와 튜브가 상호 상대적으로 이동되는 경우, 오정합된 튜브는 캠면에 접하여 캠에 의해 장공(86)내로 정합됨으로써 플랜지(88,90,92,94)의 내면(100)과 계합한다. 이 내면(100)은 튜브(36)의 단부의 외형과 매우 유사하게 구성되어, 우수한 납땜접합이 이루어지도록 한다.In addition to providing flanges 88, 90, 92, and 94 around each of the long holes 86, long members formed along the longitudinal direction of the long holes 86 on opposite sides of the parts 82, 84 of the web 80. The long hole 86 is at least partially surrounded by a round cam surface composed of an 96 and an end member 98 formed at the end of each long hole 86. The cam faces 96 and 98 are located on the tube receiving side of the header 86, whereby when the header and tube are moved relative to each other, the mismatched tubes are brought into flanges by mating into the long holes 86 by the cam in contact with the cam surface. Engage with the inner surface 100 of (88,90,92,94). This inner surface 100 is constructed very similar to the outer shape of the end of the tube 36, so that a good solder joint is achieved.

헤더(26)를 형성하는 방법은 제9도 내지 제12도에 도시되어 있다. 채널은 양측에서 납땜피복한 알루미늄시트를 형타가공(型打加工)함으로써 형성될 수 있고, 장공(110)이 장공(86)의 중앙에서 웨브(80)에 형성되고, 끝으로 장공(86)이 웨브(80)에 형성된다. 제9도에 도시된 바와 같이, 장공(110)은 장공(86)보다 더 좁고, 웨브에 걸치는 길이가 장공(86)보다 더 짧다.The method of forming the header 26 is shown in FIGS. 9-12. The channel can be formed by die-casting the aluminum sheet soldered on both sides, the long hole 110 is formed in the web 80 in the center of the long hole 86, and the long hole 86 is finally It is formed in the web (80). As shown in FIG. 9, the long hole 110 is narrower than the long hole 86 and the length over the web is shorter than the long hole 86.

다음에, 이 채널은 제10도에 도시된 바와 같이, 고정구 즉 다이(111) 내에 배치된다. 제10도에 도시된 고정구는 각부(82,84)를 각각 수용하는 평행한 슬롯(112,114)을 구비하고 있다. 필요한 경우, 고정구(111)의 상면에는 채널을 고정구(111)에 적절하게 위치시키기 위해 장공(110)중 최선단의 것에 수용될 수 있는 파일롯돌기(116)를 포함할 수도 있다.This channel is then placed in a fixture or die 111, as shown in FIG. The fixture shown in FIG. 10 has parallel slots 112 and 114 which receive corners 82 and 84, respectively. If necessary, the upper surface of the fixture 111 may include a pilot protrusion 116 that can be accommodated at the top of the long hole 110 to properly position the channel in the fixture 111.

고정구(111)의 상면에는 끝으로 형성될 장공(86)의 중앙에 대응하는 중앙에 크로스슬롯(118)이 위치하고, 각 슬롯(118)의 단부에는 평행한 슬롯(112 또는 114)의 반대측에 릴리프(120)가 형성된다. 릴리프(120)는 각 슬롯(118)의 폭과 거의 동일한 폭을 가지고, 그 길이는 평행한 슬롯(112,114)의 각 슬롯 깊이의 1/2 정도이다.A cross slot 118 is positioned at the center of the upper surface of the fixture 111 corresponding to the center of the long hole 86 to be formed as an end, and at the end of each slot 118, the relief is opposite to the parallel slot 112 or 114. 120 is formed. The relief 120 has a width approximately equal to the width of each slot 118, the length of which is about one half the depth of each slot of the parallel slots 112, 114.

또한, 장공(86)을 형성하는데 있어서, 제11도 및 제12도에서 참조부호 (122)로 표시된 바와 같은 펀치가 사용된다. 펀치는 중앙의 평탄부(126)를 포함하는 단부(124)를 구비하고, 그 4개의 측면에는 모두 베벨(bevel)(128)이 형성되어 있다. 베벨(128)은 플랜지(88,90,92,94)의 내면(100)과 동일한 구성 또는 형상을 가진 펀치부(130)에 연결된다. 펀치부(130)는 또한 약간 오목한 베벨, 즉 캠면(96,98)과 동일한 형상의 내부원형부(132)에 연결되고, 다음에 원형부(132)는 펀치의 잔여부분(134)에 연결된다.Also, in forming the long hole 86, a punch as indicated by reference numeral 122 in FIGS. 11 and 12 is used. The punch has an end portion 124 including a central flat portion 126, and bevels 128 are formed on all four sides thereof. The bevel 128 is connected to the punch portion 130 having the same configuration or shape as the inner surface 100 of the flanges 88, 90, 92, 94. The punch portion 130 is also connected to a slightly concave bevel, i.e., an inner circular portion 132 of the same shape as the cam faces 96 and 98, and then the circular portion 132 is connected to the remaining portion 134 of the punch. .

장공(110)이 장공(86)보다 작다는 것을 고려하면, 채널이 고정구(111)와 장공(110)에 의해 작용하는 펀치에 배치되는 경우, 각 장공(110)을 포위하고, 펀치부(130)의 범위내에 있는 재료가 변형되어 플랜지(88,90,92,94)를 형성한다. 펀치(122)가 슬롯(118)내로 완전히 삽입되면 원형부(132)가 웨브(80)의 상면과 접촉되어, 각 장공(86)을 포위하는 둥근 캠면(96,98)이 형성된다. 전형적으로, 펀치(122)는 단일의 헤더플레이트에 있는 일부 또는 모든 플랜지(88,90,92,94)가 동시에 형성되도록 크기가 설정된다.Considering that the long hole 110 is smaller than the long hole 86, when the channel is disposed in the punch acting by the fastener 111 and the long hole 110, it surrounds each long hole 110 and punches 130 The material within the range of c) deforms to form the flanges 88, 90, 92, 94. When the punch 122 is fully inserted into the slot 118, the circular portion 132 is in contact with the top surface of the web 80 to form round cam surfaces 96 and 98 surrounding each long hole 86. Typically, punch 122 is sized such that some or all flanges 88, 90, 92, 94 in a single header plate are formed simultaneously.

실제로 이와 같은 형태의 플랜지(88,90,92,94)의 형성에 의해 플랜지부분(92,94)의 영역에 외력이 가해져서, 제8도에 도시된 바와 같이 각부(82,84)의 외면이 참조부호 (140)에서처럼 약간 볼록해지게 된다. 그러나, 이들 볼록한 부분은 고정구(111)의 릴리프(120)내로 향하고, 그 결과 고정구(111)내에서 헤더가 웨지를 형성하는 것을 피할 수 있다.In fact, by the formation of the flanges 88, 90, 92, 94 of this type, an external force is applied to the areas of the flange portions 92, 94, so that the outer surfaces of the corner portions 82, 84 are shown in FIG. It becomes slightly convex as in reference numeral 140. However, these convex portions are directed into the relief 120 of the fixture 111, as a result of which the header forming the wedge can be avoided.

제13도는 본 발명에 따른 차지공냉기 등의 열교환기의 제조방법을 플로도로 나타낸 도면으로 단계(140,142)는 전술한 바와 같이 헤더의 형성 단계를 나타낸다. 이들 단계는 양측에 납땜피복과 초기 슬롯 형성가공된 웨브를 가진 알루미늄 채널을 형성하고, 슬롯 주위에 펀칭에 의해 플랜지를 형성하여 헤더플레이트르 형성하는 단계를 나타낸다. 본 발명의 다른 초기 단계를 단계(144)에 나타냈으며, 이 단계는 측판(32,34)과, 튜브(36)와, 튜브(36) 사이 또는 튜브(36)와 측판(32,34)중 하나의 측판 사이에 위치한 S자형 핀(38)으로 구성되는 핀 및 튜브조립체(30)를 형성하는 단계를 나타낸다. 이 단계는 종래의 방법에서와 같이 튜브와 핀을 교번적으로 적층한 후, 적절한 고정구를 사용하여 그 튜브와 핀을 조립 관계로 유지시킴으로써 행해진다.FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heat exchanger such as a charge air cooler according to the present invention. Steps 140 and 142 represent a step of forming a header as described above. These steps represent the formation of an aluminum channel with solder coating and initial slotted webs on both sides and a flange plate formed by punching around the slots to form a header plate. Another initial step of the present invention is shown in step 144, which is between the side plates 32 and 34, the tube 36 and the tube 36, or between the tube 36 and the side plates 32 and 34. A step of forming a fin and tube assembly 30 consisting of S-shaped fins 38 located between one side plate is shown. This step is done by alternately stacking the tubes and fins as in conventional methods, and then using the appropriate fixtures to hold the tubes and fins in an assembly relationship.

통상의 경우에, 튜브(36)는 알루미늄으로 형성되고, 핀(38)도 알루미늄으로 형성된다. 대체로 , 튜브(36)는 사출성형된다. 전형적으로 핀은 알루미늄 납땜시트로 형성되어 튜브(36)와 측판(32,34)에 접합하는데에 필요한 납땜금속을 제공한다.In the usual case, the tube 36 is formed of aluminum and the fins 38 are also formed of aluminum. In general, the tube 36 is injection molded. Typically the fin is formed of an aluminum braze sheet to provide the braze metal needed to join the tube 36 and the side plates 32 and 34.

또한, 통상의 경우에 있어서 튜브(36)에는 예를 들어 랜스(lanced)형 오프셋 터뷸레이터와 같은 내부 터뷸레이터가 미리 설치된다. 이러한 터뷸레이터가 설치되면, 납땜동작에 앞서 튜브가 터뷸레이터에 부딪히는 일이 종종 있다.Also in the usual case the tube 36 is pre-installed with an internal turbulator, for example a lanced offset turbulator. When such a turbulator is installed, the tube often hits the turbulator prior to the soldering operation.

단계 (146)에서는 헤더(26,28)를 핀 및 튜브조립체(30)에 조립하며, 이는 핀 및 튜브조립체(30)와 하나의 헤더(26)의 상대적인 이동에 의해 그 조립체와 헤더가 서로 상대측을 향해 이동함으로써 이루어진다. 대응하는 장공(86)과 완전하게 정합되는 튜브(36)의 단부는 용이하게 그 장공에 삽입되고, 오정합된 단부는 캠면(96,98)과 접하여 대응하는 장공(86)내로 안내된다. 튜브단부는 장공(86)에 적어도 플랜지(88,90,92,94)의 깊이까지 삽입되도록 한다. 잘 알려진 바와 같이, 핀 및 튜브조립체(30)에 조립된 헤더(26,28)를 유지하기 위해 고정구가 사용될 수 있다.In step 146, the headers 26 and 28 are assembled to the pin and tube assembly 30, which is caused by the relative movement of the pin and tube assembly 30 and one header 26 relative to each other. By moving towards The end of the tube 36, which is fully mated with the corresponding long hole 86, is easily inserted into the long hole, and the mismatched end is guided into the corresponding long hole 86 in contact with the cam faces 96, 98. The tube end is inserted into the long hole 86 at least to the depth of the flange (88, 90, 92, 94). As is well known, fixtures may be used to hold the headers 26 and 28 assembled to the pin and tube assembly 30.

다음에, 단계 (148)는 탱크(10,12)와 헤더(26,28)를 각각 조립하는 것이다. 제1도에 도시된 바와 같이, 탱크(10,12)는 각 헤더(26,28)의 각부(82,84) 사이에서 헤더수용 개구부(14,16) 전체를 덮는 방향으로 위치된다. 또한, 헤더에 조립된 탱크(10)를 유지하기 위해 적절한 고정구가 사용될 수 있다.Next, step 148 is to assemble the tanks 10 and 12 and the headers 26 and 28, respectively. As shown in FIG. 1, the tanks 10 and 12 are positioned in a direction covering the entire header receiving openings 14 and 16 between the respective portions 82 and 84 of the respective headers 26 and 28. As shown in FIG. In addition, suitable fixtures may be used to hold the tank 10 assembled to the header.

다음에, 단계 (150)는 납땜을 행하는 것이다. 이 납땜동작에는 핀(38)이 튜브(36)에 납땜되고, 튜브단부가 플랜지(88,90,92,94)에 납땜되고, 각부(82,84)가 탱크(10,12)에 납땜되고, 각부(82,84) 사이의 웨브(80) 측면에 대해 그 단부에서 개구부(14,16)의 단부에 인접한 탱크(10,12)에 납땜되도록 충분한 시간동안 탱크-헤더-핀 및 튜브조립체를 납땜조건으로 유지시키는 것이 포함된다.Next, step 150 is to solder. In this soldering operation, the pin 38 is soldered to the tube 36, the tube ends are soldered to the flanges 88, 90, 92 and 94, and the respective parts 82 and 84 are soldered to the tanks 10 and 12. The tank-header-pin and tube assembly for sufficient time to be soldered to the tanks 10,12 adjacent to the ends of the openings 14, 16 at their ends with respect to the side of the web 80 between the legs 82,84. Maintenance under soldering conditions is included.

상기 납땜동작이 완료되면 단계 (152)와 같이 상기 고정구를 제거한다.When the soldering operation is completed, the fixture is removed as in step 152.

전술한 바와 같이, 본 발명으로부터 주요한 이점들이 유도된다. 그 중 하나는 각 장공(86)을 포위하는 캠면(96,98)을 형성함으로써 튜브(36)의 단부를 장공(86)에 삽입하기 위한 준비수단에 의하여 조립이 용이하다는 것이다. 또, 각 장공(86) 주위에 플랜지(88,90,92,94)를 설치함으로써 2가지의 이점이 있다. 그 하나는 웨브(80)를 웨브 횡단방향에서 강성화할 수 있다는 것이고, 다른 하나는 양측이 납땜피복된 알루미늄 시트로부터 전술한 방법으로 형성되므로 납땜피복이 플랜지(88,90,92,94)의 내면(100)에 유지되어 양호한 접합부가 형성된다. 즉, 납땜된 튜브-헤더조인트에는 헤더상에서 어느 다른 위치로부터의 납땜 피복재의 유동이 필요없고, 또한 튜브(36)상에 납땜 피복할 필요가 없다. 플랜지(92,94)의 면이 채널의 각부에 접하는 경우에 코어 깊이는 최대화되어 효율이 향상된다. 이에 대해, 다른 소정의 코어에 대하여 헤더 깊이가 감소될 수 있어서 열교환기의 체적이 최소화된다.As mentioned above, major advantages derive from the present invention. One of them is that the assembly is easy by means of preparation for inserting the end of the tube 36 into the long hole 86 by forming cam surfaces 96 and 98 surrounding each long hole 86. In addition, there are two advantages by providing flanges 88, 90, 92 and 94 around each long hole 86. One is that the web 80 can be rigidized in the cross-web direction, and the other is formed from the soldered aluminum sheet on both sides in the manner described above, so that the solder coating is the inner surface of the flanges 88,90,92,94. Hold | maintained at 100, and a favorable junction part is formed. That is, the soldered tube-header joint does not require the flow of the solder coating from any other location on the header, nor does it need to be solder coated on the tube 36. In the case where the faces of the flanges 92 and 94 abut each corner of the channel, the core depth is maximized to improve efficiency. In this regard, the header depth can be reduced for other predetermined cores, thereby minimizing the volume of the heat exchanger.

이와 동시에, 헤더(26)가 형성된 시트의 대향면상의 납땜피복은 각부(82,84)의 내면에 납땜 피복재를 형성하여 상기 각 탱크(10,12)와 상기 각부에 따라 납땜밀봉된 조인트를 형성한다. 원래의 시트의 동일측에서 웨브(80)의 하측에 있는 납땜 피복재도 탱크(10,12)에 대한 헤더(26 또는 28)의 각 단부에서 납땜밀봉된 조인트를 형성한다.At the same time, the solder coating on the opposite surface of the sheet on which the header 26 is formed forms a solder coating on the inner surface of each of the sections 82 and 84 to form a solder-sealed joint along the respective tanks 10 and 12 and the sections. do. The braze coating below the web 80 on the same side of the original sheet also forms a solder-sealed joint at each end of the header 26 or 28 to the tanks 10, 12.

따라서, 본 발명은 차지공냉기로서 사용될 수 있는 열교환기의 개선된 제조방법을 제공할 뿐만 아니라, 차량에 채용되는 차지공냉기에 의해 직면하는 부적절한 환경에서 이상적으로 사용하기에 적합한 개선된 열교환기를 제공한다.Accordingly, the present invention not only provides an improved method of manufacturing a heat exchanger that can be used as a charge air cooler, but also provides an improved heat exchanger suitable for use in an inappropriate environment faced by a charge air cooler employed in a vehicle. .

Claims (12)

(a) 소정간격으로 평행한 튜브와 그 사이에 개재된 핀과의 계면에 납땜 피복재를 가진 핀 및 튜브조립체를 설치하고, (b) 양측에 납땜 피복재를 가진 금속채널을 설치하고, (c) 채널의 웨브내에 튜브의 단면과 동일한 형상으로 튜브의 간격에 따라 이격되고, 주위에 웨브로부터 채널의 각부(脚部) 방향으로 돌출되는 플랜지가 형성된 일련의 장공을 형성함으로써 헤더플레이트를 형성하고, (d) 튜브를 각 장공에 삽입하여 그 플랜지내에 위치하는 핀조립체와 헤더를 조립하고, (e) 핀 및 튜브조립체의 반대측 헤더에 금속탱크를 조립하고, (f) 단계 (e)에서 얻어진 조립체에 있어서, 핀을 튜브에 납땜하고, 튜브를 플랜지에 납땜하고, 헤더를 탱크에 납땜하는데 충분한 납땜 조건으로 유지시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.(a) a fin and tube assembly with solder coating is installed at the interface between the parallel tubes and the pins interposed therebetween, (b) metal channels with solder coating on both sides, and (c) The header plate is formed by forming a series of long holes in the web of the channel, spaced apart from each other in the same shape as the cross section of the tube, and having flanges protruding from the web toward the corners of the channel. d) insert a tube into each slot to assemble the header with the pin assembly located in the flange, (e) assemble the metal tank with the header opposite the pin and tube assembly, and (f) the assembly obtained in step (e) And soldering the fins to the tube, soldering the tube to the flange, and maintaining the header in soldering conditions sufficient to solder the tank. 제1항에 있어서, 상기 헤더, 튜브 및 탱크는 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.The method of claim 1, wherein the header, tube and tank are made of aluminum. 제1항에 있어서, 단계 (c)는 먼저 상기 튜브의 단면보다 크기가 작은 장공을 웨브에 소정간격으로 형성한 후, 상기 장공을 통해 튜브의 단면과 유사한 단면을 가진 펀치를 구동하여 상기 장공과 이에 연결된 플랜지를 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.The method of claim 1, wherein step (c) comprises first forming a hole having a smaller size than a cross section of the tube at a predetermined interval, and then driving a punch having a cross section similar to the cross section of the tube through the long hole. Method for producing a heat exchanger, characterized in that for forming a flange connected thereto. 제3항에 있어서, 상기 튜브는 납작한 튜브이고, 상기 장공은 상기 각부 사이에서 길게 연장되고, 상기 장공의 단부에서 상기 플랜지가 상기 각부와 접하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the tube is a flat tube, the long hole extends between the respective parts, and the flange contacts the each part at an end of the long hole. 제4항에 있어서, 펀치를 구동하는 단계는 단계 (d)의 수행중에 상기 각 장공내에 튜브를 캠에 의해 정합하는 파일롯면을 형성하기 위하여 상기 플랜지와 반대측의 각 장공 주위에 적어도 부분적으로 둥근 캠면을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.5. The cam surface as claimed in claim 4, wherein the actuating of the punch comprises at least partially rounded cam surfaces around each of the long holes opposite the flange to form a pilot surface for mating the tubes by cams in the respective long holes during the step (d). Method for producing a heat exchanger, characterized in that to form a. (a) 소정간격으로 평행한 튜브와 그 사이에 개재된 핀으로 구성된 핀 및 튜브조립체를 설치하고, (b) 웨브와 상호 이격된 각부를 가진 채널을 설치하고, (c) 채널의 웨브내에 튜브의 단면과 동일한 형상으로 튜브의 간격에 따라 이격되고, 주위에 웨브로부터 채널의 각부 방향으로 플랜지가 형성된 일련의 장공을 형성하고, 또한 장공내에 튜브를 캠에 의해 정합하는 파일롯면을 형성하기 위하여 상기 플랜지와 반대측의 각 장공 주위에 적어도 부분적으로 둥근 캠면을 형성함으로써 헤더플레이트를 형성하고, (d) 단계 (c)에서 형성된 헤더플레이트를 상기 핀 및 튜브조립체에 접촉시키고, 이들을 서로 상대측을 향해 이동시켜서, 처음에 튜브를 상기 둥근 캠면과 접촉시킴으로써 안내에 의해 또는 안내없이 각 장공내에 삽입하고, (e) 채널의 각부 사이에 탱크를 고정하고, (f) 튜브와 탱크를 채널에 접합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.(a) install a fin and tube assembly consisting of parallel tubes at predetermined intervals and pins interposed therebetween; (b) a channel having angular portions spaced apart from the web; and (c) a tube in the web of the channel. To form a series of long holes spaced apart along the gap of the tube in the same shape as the cross section of the flange, the flanges in the direction of the channel from the web to the periphery, and also to form a pilot face for mating the tube by the cam in the long hole. Forming a header plate by forming a cam surface at least partially rounded around each long hole opposite the flange, and (d) the header plate formed in step (c) is brought into contact with the pin and tube assembly and is moved toward each other relative to each other. By inserting a tube into each slot with or without guidance by first contacting the tube with the round cam surface, and (e) The fixed and, (f) method of manufacturing a heat exchanger, characterized in that comprising the step of bonding the tube and the tank channel. 제6항에 있어서, 단계 (f)는 납땜에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.7. The method of claim 6, wherein step (f) is performed by soldering. 각각 열교환 유체포트와 헤더플레이트수용 개구부를 가지고, 각각 연결된 포트로부터 단면이 점차 작아지도록 테이퍼 가공되고, 서로 이격되어 대향하는 길다란 제1 및 제2탱크와, 한 쌍의 헤더플레이로서 각 탱크에 대해 각각 하나씩 설치되고, 측면에 평행하게 이격된 각부가 형성된 플래트한 중앙 웨브를 가진 길다란 채널에 의해 각각 형성되고, 각 헤더플레이트의 각부는 결합된 탱크의 헤더플레이트수용 개구부의 양측에 대응하여 이에 밀봉접합되고, 각 헤더플레이트의 웨브는 대략 각부 사이에 연장되는 소정간격의 복수의 장공을 포함하고, 각부와 동일측으로 웨브측에서 각 장공은 주위에 플랜지를 가지고, 장공의 단부에서의 플랜지부분은 연결된 각부와 대략 접하고, 각 장공은 플랜지의 반대측의 웨브측에서 튜브를 장공내에 안내하기 위해 둥근 파일롯면에 의해 적어도 부분적으로 포위되는 한 쌍의 헤더플레이트와, 상기 탱크 사이에 연장되고, 상기 한 쌍의 헤더플레이트의 대향하는 단부에 상기 장공과 정합되는 단부를 가진 소정간격의 평행한 복수의 납작한 튜브와, 상기 인접한 튜브 사이에 개재되어 그 튜브에 접합된 S자형 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 차지공냉기.Each of which has a heat exchange fluid port and an opening for receiving the header plate, each of which is tapered to have a smaller cross section from the connected port, and is spaced apart from each other to face the first and second tanks facing each other, and a pair of header plays for each tank, respectively. One by one, each formed by an elongate channel having flat central webs formed with portions spaced parallel to the sides, each portion of each header plate correspondingly sealingly joined to both sides of the header plate receiving opening of the combined tank; The web of each header plate includes a plurality of holes having a predetermined interval extending between the respective parts, each hole having a flange around the web side on the same side as the respective parts, and the flange portion at the end of the hole is connected to the connected parts. Approximately in contact with each long hole to guide the tube into the long hole on the web side opposite the flange. A plurality of parallel gaps of predetermined intervals having a pair of header plates at least partially surrounded by a round pilot surface and ends extending between the tank and mating with the long holes at opposite ends of the pair of header plates; A charge air cooler for an internal combustion engine, comprising: a flat tube and an S-shaped pin interposed between the adjacent tube and bonded to the tube. 제8항에 있어서, 상기 헤더플레이트는 그 양측이 알루미늄 및 납땜피복되고, 각 장공 주위의 플랜지내부는 헤더플레이트의 일측면으로 형성되어 그 면에 납땜 피복재를 가지며, 상기 튜브는 알루미늄으로 형성되어 상기 플랜지의 내부에 위치한 일측으로부터 납땜 피복재에 의해 상기 헤더에 납땜되며, 상기 각부의 대향측은 상기 헤더플레이트의 다른측으로부터 납땜 피복재를 가지고, 상기 탱크는 알루미늄으로 제조되어 상기 헤더플레이트의 다른측상의 납땜 피복재에 의해 상기 헤더플레이트에 납땜되는 것을 특징으로 하는 차지공냉기.9. The header plate of claim 8, wherein both sides of the header plate are aluminum coated and solder coated, and a flange inside each of the holes is formed on one side of the header plate and has a solder coating on the side thereof. The header is soldered to the header by a solder coating from one side located inside the flange, the opposite side of each of the sections having a solder coating from the other side of the header plate, the tank being made of aluminum and the solder coating on the other side of the header plate. Charge air cooler, characterized in that soldered to the header plate by. 각각 열교환 유체포트와 헤더플레이트수용 개구부를 가지고, 서로 이격되어 대향하는 길다란 제1 및 제2탱크와, 한 쌍의 헤더플레이로서 각 탱크에 대해 각각 하나씩 설치되고, 측면에 평행하게 이격된 각부가 형성된 플래트한 중앙 웨브를 가진 길다란 채널에 의해 각각 형성되고, 각 헤더플레이트의 각부는 결합된 탱크의 헤더플레이트수용 개구부의 양측에 대응하여 이에 밀봉접합되고, 각 헤더플레이트의 웨브는 대략 각부 사이에 연장되는 소정간격의 복수의 장공을 포함하고, 각부와 동일측으로 웨브측에서 각 장공은 주위에 플랜지를 가지고, 장공의 단부에서의 플랜지부분은 연결된 각부와 대략 접하고, 각 장공은 플랜지의 반대측의 웨브측상에서 튜브를 장공내에 안내하기 위해 둥근 파일롯면에 의해 적어도 부분적으로 포위되는 한 쌍의 헤더플레이트와, 상기 탱크 사이에 연장되고, 상기 한 쌍의 헤더플레이트의 대향하는 단부에 상기 장공과 정합되는 단부를 가진 소정간격의 평행한 복수의 납작한 튜브와, 상기 튜브 사이에 개재되어 그 튜브에 접합된 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.Each of which has a heat exchange fluid port and an opening for receiving a header plate, each of which has an elongated first and second tank spaced apart from each other and a pair of header plays, one for each tank, each having a spaced portion parallel to the side surface thereof. Respectively formed by elongated channels with flat central webs, each part of each header plate correspondingly sealingly joined to both sides of the header plate receiving opening of the combined tank, the webs of each header plate extending approximately between the respective parts; A plurality of long holes of predetermined intervals, each side having a flange at the same side as the respective parts, the flange having a circumference, the flange portion at the end of the long hole being substantially in contact with the connected corner, and each long hole on the web side opposite the flange A pair of headers at least partially surrounded by a round pilot face for guiding the tube into the hole A plurality of parallel flat tubes at predetermined intervals extending between the plate and the tank, the ends of which are mated with the long holes at opposite ends of the pair of header plates, interposed between the tubes and bonded to the tubes Heat exchanger, characterized in that consisting of a fin. 제10항에 있어서, 상기 헤더, 탱크, 튜브 및 핀은 금속으로 형성되어 함께 납땜되는 것을 특징으로 하는 열교환기.11. The heat exchanger of claim 10, wherein the headers, tanks, tubes and fins are formed of metal and soldered together. 제11항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄이고, 상기 헤더플레이트는 그 양측상에 납땜피복된 것을 특징으로 하는 열교환기.12. The heat exchanger of claim 11, wherein the metal is aluminum and the header plate is solder coated on both sides thereof.
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