KR100458166B1 - Heat exchanger for improving joining force by increasing a contact area between a radiating fin and a plate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat exchanger is provided to enlarge a contact area by inserting a slit into a concave portion of a plate or deforming elastically the slit in a convex portion and to expand a heat transfer area by increasing a contact area between a radiating fin and the plate. CONSTITUTION: A heat exchanger is composed of a tube formed by layering plates having a predetermined-shape uneven part; a manifold for sucking in and discharging a heat-exchanging medium for the tube; and a radiating fin having a plurality of louvers(33) interposed between the plates. The radiating fin comprises a protruded portion(31) and a recessed portion(32) formed by folding a metal flat plate member and a plurality of slits(34) formed by cutting and deforming upward the top of the protruded portion into a predetermined shape or cutting and deforming downward the lowest point of the recessed portion. When the radiating fin having plural slits is interposed between the plates, the radiating fin is contacted with the plate by inserting the slit into a concave portion of the plate and elastically straining the slit in a convex portion of the plate.

Description

열교환기heat transmitter

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플레이트 사이에서의 고정력이 향상되도록 형상이 개선된 방열용 휜(fin)을 구비한 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger having a fin for heat dissipation improved in shape to improve the fixing force between the plates.

열교환기는 냉각수나 냉매와 같은 열교환용 매체가 유동할 수 있는 유로를구비하여, 매체가 유로를 흐르는 동안 외기와 열교환을 행할 수 있도록 하는 장치이다. 차량에는 통상적으로 엔진을 냉각시키기 위한 라디에이터와, 차량 실내의 공기 조화를 위해 히터 코어 및 증발기등의 열교환기가 구비된다. 열교환기는 열교환 매체로서 사용되는 냉매의 종류 및 열교환기 내부에서 발생하는 내부 압력에 따라 다양한 방식이 개발되어 있다. 도 1에는 다양한 형태의 열교환기중 하나에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 열교환기(10)는 소정 형상의 요철 부분을 가지는 플레이트(17)를 적층시킴으로써 튜브 및 탱크를 형성하고, 그 사이에 방열 휜(16)을 배치한다. 플레이트(17)는 전체적으로 평판인 알루미늄 재료에 소정 형상의 요철면을 형성함으로써, 2 장의 플레이트가 상호 마주보는 상태에서 브레이징 접합되었을때 그 안에 열교환 매체의 유로가 형성될 수 있다. 플레이트(17) 사이에는 열 교환 매체의 공급관을 접속시킬 수 있는 매니폴드(14) 및 유출관을 접속시킬 수 있는 매니폴드(15)가 배치된다. 열교환 매체의 공급관(12)은 별도로 제공되는 열교환 장치로부터 열교환기(10)의 탱크로 열교환 매체를 공급하며, 열교환 매체는 다시 접합된 플레이트(17) 사이에 형성된 유로를 순환한 이후에 유출관(13)을 통해 다시 열교환기(10)의 외부로 순환 배출된다. 열교환 매체의 유출관(13)은 매니폴드(15)에 접속된다.The heat exchanger is a device that has a flow path through which a heat exchange medium such as cooling water or a coolant can flow, so that the medium can exchange heat with outside air while the medium flows through the flow path. The vehicle is typically equipped with a radiator for cooling the engine and heat exchangers such as a heater core and an evaporator for air conditioning in the vehicle interior. Heat exchangers have been developed in various ways depending on the type of refrigerant used as the heat exchange medium and the internal pressure generated inside the heat exchanger. 1 shows a schematic perspective view of one of the various types of heat exchangers. The heat exchanger 10 forms a tube and a tank by stacking plates 17 having uneven portions of a predetermined shape, and arranges heat dissipation fins 16 therebetween. The plate 17 is formed of an uneven surface having a predetermined shape in the aluminum material, which is generally a flat plate, so that the flow path of the heat exchange medium can be formed therein when the two plates are brazed together with each other. Between the plates 17, the manifold 14 which can connect the supply pipe of a heat exchange medium, and the manifold 15 which can connect the outflow pipe are arrange | positioned. The supply pipe 12 of the heat exchange medium supplies the heat exchange medium to the tank of the heat exchanger 10 from a heat exchanger device provided separately, and the heat exchange medium circulates the flow path formed between the plates 17 to be joined again. 13 is circulated to the outside of the heat exchanger 10 again. The outlet pipe 13 of the heat exchange medium is connected to the manifold 15.

위와 같은 열교환기에서 방열용 휜(16)은 열교환 매체가 외기와 접촉하는 면적을 확대시키기 위하여 접합된 플레이트(17) 사이에 게재된다. 방열용 휜(16)은 박판의 알루미늄 재료에 루버(louver)를 형성하고 이를 소정 형태로 접어서 형성하며, 브레이징 작업을 통해 플레이트(17)의 사이에 고정시킨다.In the heat exchanger as described above, the heat dissipation fins 16 are placed between the bonded plates 17 to enlarge the area where the heat exchange medium contacts the outside air. The heat dissipation fin 16 is formed by forming a louver in a thin aluminum material, folding it into a predetermined shape, and fixing it between the plates 17 through a brazing operation.

도 2에는 일반적인 방열용 휜의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.2 is a schematic perspective view of a general heat dissipation fin.

도면을 참조하면, 방열용 휜(20)은 알루미늄 평판 재료를 접어서 다수의 산 부분(21)과 골 부분(22)을 가지도록 형성한 것이다. 완성된 열교환기에서 산 부분(21)의 높이(H)는 방열용 휜(20)이 끼워지는 브레이징 접합된 플레이트들 사이의 거리에 해당하며, 알루미늄 재료의 폭(W)은 플레이트의 폭에 해당한다. 또한 접혀진 알루미늄 재료의 길이(L)는 방열용 휜이 끼워지는 플레이트의 길이에 해당한다. 방열용 휜(20)에는 다수의 루버(louver, 23)가 형성된다. 루버(23)는 재료의 표면을 소정의 길이로 절개하고, 절개된 부분을 재료의 평면으로터 돌출되도록 변형한 것이다.Referring to the drawings, the heat dissipation fins 20 are formed by folding the aluminum flat material so as to have a plurality of mountain portions 21 and valleys 22. In the finished heat exchanger, the height H of the mountain portion 21 corresponds to the distance between the brazed bonded plates into which the heat dissipation fins 20 are fitted, and the width W of the aluminum material corresponds to the width of the plate. do. In addition, the length L of the folded aluminum material corresponds to the length of the plate into which the heat dissipation fins are fitted. The louver 20 for heat dissipation is provided with a plurality of louvers 23. The louver 23 cuts the surface of the material to a predetermined length and deforms the cut portion to protrude from the plane of the material.

위와 같은 방열용 휜(20)은 브레이징 접합을 통해서 플레이트들 사이의 소정 위치에 고정된다. 공지된 바와 같이, 브레이징 접합 공정은 표면에 용융점이 낮은 클래드(clad)가 형성된 재료를 브레이징 로에 넣고 가열 접합하는 방식이다. 방열용 휜(20)을 플레이트 사이에 배치하면 도 2에서 산 부분(21)과 골 부분(22)이 플레이트의 표면과 접촉하게 되며, 따라서 브레이징 접합이 해당 부분에서 이루어질 수 있다.The heat dissipation fin 20 as described above is fixed at a predetermined position between the plates through brazing bonding. As is known, the brazing joining process is a method in which a material having a low melting point clad formed on a surface thereof is placed in a brazing furnace and heated joined. When the heat dissipation fins 20 are disposed between the plates, the hill portion 21 and the valley portion 22 are in contact with the surface of the plate in FIG. 2, so that brazing bonding can be performed at the portion.

위에서 설명한 바와 같이 각각의 플레이트는 그 사이에 유로를 형성할 수 있도록 소정 형상의 요철이 형성되므로, 산 부분(21)과 골 부분(22) 전체가 균일하게 플레이트의 표면과 접촉하지 않는다. 즉, 플레이트 표면의 돌출 부분(볼록한 부분)에는 산 부분(21)이나 골 부분(22)이 접촉하지만, 플레이트 표면의 오목한 부분이나 또는 굴곡된 부분에 대해서는 방열용 휜(20)의 그 어떤 부분도 접촉하지 않게되는 현상이 발생한다. 따라서 플레이트와 방열용 휜 사이에서 브레이징 접합이 이루어지지 않는 부분이 생기게 되며, 이와 같은 현상은 방열용 휜(10)의 접합성을 저하시키는 원인이 된다.As described above, each plate is formed with irregularities having a predetermined shape so as to form a flow path therebetween, so that the entire mountain portion 21 and the valley portion 22 do not uniformly contact the surface of the plate. That is, the protruding portion (convex portion) of the plate surface is in contact with the hill portion 21 or the valley portion 22, but any portion of the heat dissipation fin 20 for the concave portion or the curved portion of the plate surface The phenomenon of not coming into contact occurs. Therefore, a portion in which the brazing joint is not formed between the plate and the heat dissipation fin is generated, and this phenomenon causes a decrease in the bonding property of the heat dissipation fin 10.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 형상의 방열용 휜을 가지는 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger having a heat dissipation fin of the improved shape.

본 발명의 다른 목적은 접합성이 향상된 방열용 휜을 가지는 열교환기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a heat exchanger having heat dissipation fins with improved adhesion.

도 1은 일반적인 열교환기의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a general heat exchanger.

도 2는 일반적인 방열용 휜의 개략적인 사시도.Figure 2 is a schematic perspective view of a general heat dissipation fin.

도 3은 본 발명에 따른 방열용 휜의 개략적인 사시도.Figure 3 is a schematic perspective view of the heat dissipation fin according to the present invention.

도 4는 도 3의 일부에 대한 확대 사시도.4 is an enlarged perspective view of a portion of FIG. 3;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11. 플레이트 14.15. 매니폴드11.Plate 14.15. Manifold

16. 방열용 휜 21.31. 산 부분16. Heat dissipation fan 21.31. Mountain part

22.32. 골 부분 23.33. 루버(louver)22.32. Goal part 23.33. Louver

34. 슬릿34. Slit

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 소정 형상의 요철 부분을 가지는 플레이트를 적층시켜서 구성된 튜브와; 상기 튜브에 대한 열교환 매체의 유입 및 유출용 매니폴드와; 상기 플레이트들 사이에 게재되며 다수의 루버(louver)가 형성된 방열용 휜;을 포함하는 열교환기에 있어서, 상기 방열용 휜은 금속 평판 부재를 접어서 산 부분 및 골 부분을 형성함으로써 이루어지며, 상기 산 부분의 정점을 소정 형상으로 절개하여 상방향으로 변형시키거나 상기 골 부분의 저부를 절개하여 하방향으로 변형시켜서 형성된 다수의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a tube formed by stacking a plate having an uneven portion of a predetermined shape; A manifold for inlet and outlet of heat exchange medium to the tube; And a heat dissipation fin disposed between the plates and having a plurality of louvers formed therein, wherein the heat dissipation fin is formed by folding a metal flat member to form a hill portion and a valley portion. A heat exchanger is provided having a plurality of slits formed by cutting a vertex in a predetermined shape to deform upwards or by cutting a bottom of the valley part downward to deform downwards.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 슬릿을 구비한 방열용 휜이 상기 플레이트들 사이에 게재되었을때 플레이트의 오목한 부분에는 슬릿이 삽입됨으로써 접촉이 이루어지며 플레이트의 볼록한 부분에는 슬릿이 탄성 변형함으로써 접촉이 이루어진다.According to another feature of the present invention, when the heat dissipation fin having the slit is placed between the plates, contact is made by inserting the slit into the concave portion of the plate, and contact is made by the elastic deformation of the slit in the convex portion of the plate. Is done.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명에 따른 방열용 휜의 일 실시예가 개략적인 사시도로서 도시되어 있으며, 도 4에는 도 4의 일부에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다.3 shows an embodiment of a heat dissipation fin according to the invention as a schematic perspective view, and FIG. 4 shows an enlarged perspective view of a portion of FIG. 4.

도면을 참조하면, 방열용 휜(30)의 전체적인 형상은 도 2에 도시된 것과 유사하다. 방열용 휜(30)는 알루미늄 평판 재료를 화면에 도시된 형상을 가지도록 접은 것으로서, 산 부분(31)과 골 부분(32)을 가진다. 방열용 휜(30)의 높이(H), 폭(W) 및, 길이(L)는 완성된 열교환기에서 접합된 플레이트 사이의 거리, 플레이트의 폭 및, 길이에 각각 해당된다. 또한 방열용 휜(30)에는 루버 부분(33)이 형성될 수 있다.Referring to the drawings, the overall shape of the heat dissipation fins 30 is similar to that shown in FIG. The heat dissipation fin 30 is folded to have an aluminum flat material having a shape shown on the screen, and has a hill portion 31 and a valley portion 32. The height H, the width W, and the length L of the heat dissipation fin 30 correspond to the distance between the plates joined in the completed heat exchanger, the width of the plates, and the lengths, respectively. In addition, a louver portion 33 may be formed in the heat dissipation fin 30.

본 발명의 특징에 따르면, 방열용 휜(30)의 산 부분(31)과 골 부분(32)에는 각각 다수의 슬릿(34)이 형성된다 슬릿(34)은 도 4에 명확히 도시된 바와 같이, 산 부분(31)의 정점 부분을 소정 형태로 절개하여 (도면에서 보았을때 상방향으로) 벌려놓거나, 또는 골 부분(32)의 최저부를 소정 형태로 절개하고 이를 (도면에서 보았을때 하방향으로) 벌려 놓은 것이다. (실제에 있어서 산 부분(31)과 골 부분(32)은 동일한 것이며, 이것은 방열용 휜(30)의 위치를 역전시키면 명확하게 이해될 수 있는 것이다.)According to a feature of the present invention, a plurality of slits 34 are formed in each of the hill portion 31 and the valley portion 32 of the heat dissipation fin 30. The slits 34 are clearly shown in FIG. The apex portion of the peak portion 31 is cut in a predetermined shape and opened (upward in view of the drawing), or the lowest part of the valley portion 32 is cut in a predetermined shape and cut in a predetermined shape (downward in view of the drawing). It is open. (In fact, the hill portion 31 and the valley portion 32 are the same, and this can be clearly understood by reversing the position of the heat dissipation fin 30.)

슬릿(34)은 산 부분(31)의 정점으로부터 상방향으로 돌출되거나 골 부분(32)의 최저부로부터 하방향으로 돌출되도록 벌려져있으므로, 방열용 휜(30)을 열교환기의 플레이트 사이에 끼워넣을때 방열용 휜(30)의 최대 높이(H)는 슬릿(34)의 돌출 높이만큼 증가하게 된다. 따라서 만일 요철이 형성된 열교환기의 플레이트 사이에 본 발명의 방열용 휜(30)이 게재된다면, 방열용 휜(30)의 산 부분(31) 또는 골 부분(32)은 플레이트의 볼록한 부분에 접촉하고, 방열용 휜(30)의 슬릿(34)은 플레이트의 오목한 부분에 삽입하여 접촉할 수 있을 것이다. 또한 슬릿(34)은 어느정도 탄력성을 가지므로, 슬릿(34)이 플레이트의 볼록한 부분에 대응되는 경우라 할지라도 슬릿(34)이 탄성 변형됨으로써 접촉 면적이 유지 또는 확대될 수 있다. 따라서 방열용 휜(30)과 열교환기의 플레이트 사이 접촉 면적은 전체적으로 현저하게 확장될 수 있으며, 후공정에서 브레이징 작업이 수행될 경우 보다 견고한 접합이 이루어질 수 있다.Since the slit 34 protrudes upward from the peak of the peak portion 31 or protrudes downward from the lowest portion of the valley portion 32, a heat dissipation fin 30 is sandwiched between the plates of the heat exchanger. When placed, the maximum height H of the heat dissipation fin 30 is increased by the protruding height of the slit 34. Thus, if the heat dissipation fin 30 of the present invention is placed between the unevenly formed heat exchanger plate, the hill 31 or valley 32 of the heat dissipation fin 30 is in contact with the convex portion of the plate. The slit 34 of the heat dissipation fins 30 may be inserted into and in contact with the concave portion of the plate. In addition, since the slit 34 has some elasticity, even if the slit 34 corresponds to the convex portion of the plate, the slit 34 is elastically deformed so that the contact area can be maintained or enlarged. Therefore, the contact area between the heat dissipation fins 30 and the plate of the heat exchanger can be significantly expanded as a whole, and when the brazing operation is performed in a later process, a more firm bonding can be achieved.

본 발명에 따른 열교환기는 다음과 같은 장점을 가진다. 우선 방열용 휜과 플레이트 사이의 접촉 면적이 증가하게 되며 그에 따라 향상된 접합성을 가지게 된다. 즉, 슬릿이 플레이트의 오목한 부분에 삽입되거나 또는 볼록한 부분에서 탄성 변형됨으로써 접촉 면적이 증가되고, 이러한 접촉 면적은 직접적으로 브레이징 면적이 될 수 있다. 아울러 방열용 휜과 플레이트 사이의 접촉 면적이 확대되는 것은 전열·면적이 확장되는 것을 의미하므로 열교환 성능이 향상될 수 있다.The heat exchanger according to the present invention has the following advantages. Firstly, the contact area between the heat dissipation fin and the plate is increased, thereby improving the adhesion. That is, the contact area is increased by inserting the slit into the concave portion of the plate or by elastically deforming at the convex portion, and this contact area can be directly the brazing area. In addition, the expansion of the contact area between the heat dissipation fin and the plate means that the heat transfer and the area are expanded, thereby improving heat exchange performance.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (1)

소정 형상의 요철 부분을 가지는 플레이트를 적층시켜서 구성된 튜브와; 상기 튜브에 대한 열교환 매체의 유입 및 유출용 매니폴드와; 상기 플레이트들 사이에 게재되며 다수의 루버(louver)가 형성된 방열용 휜;을 포함하는 열교환기에 있어서,A tube formed by stacking plates having uneven portions of a predetermined shape; A manifold for inlet and outlet of heat exchange medium to the tube; In the heat exchanger comprising a heat dissipation fin disposed between the plates and a plurality of louvers (louver) formed; 상기 방열용 휜은 금속 평판 부재를 접어서 산 부분 및 골 부분을 형성함으로써 이루어지며, 상기 산 부분의 정점을 소정 형상으로 절개하여 상방향으로 변형시키거나 상기 골 부분의 저부를 절개하여 하방향으로 변형시켜서 형성된 다수의 슬릿을 구비하며,The heat dissipation fin is formed by folding a metal flat member to form a peak portion and a valley portion, and the top of the peak portion is cut into a predetermined shape to be deformed upwards, or the bottom of the valley portion is cut away to be deformed downward. It has a plurality of slits formed by 상기 슬릿을 구비한 방열용 휜이 상기 플레이트들 사이에 게재되었을때 플레이트의 오목한 부분에는 슬릿이 삽입됨으로써 접촉이 이루어지며 플레이트의 볼록한 부분에는 슬릿이 탄성 변형함으로써 접촉이 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 교환기.And when the heat dissipation fin having the slit is placed between the plates, contact is made by inserting a slit into the concave portion of the plate, and contact is made by elastically deforming the slit to the convex portion of the plate.
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