KR100967254B1 - A heat exchanging plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가공시에 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있으며, 또한 접합부의 이파(penetration bead)가 유로에 들어가는 것을 방지할 수 있고, 접합에 의한 덮개의 변형을 방지하는 것에 관한 것이다. 단면 관측시 사각 형상을 갖는 적어도 하나의 제 1 홈이, 그 표면에 형성된 평판상의 본체와, 상기 제 1 홈과 대략 동일한 평면 관측시의 형상을 갖고, 상기 제 1 홈내에 끼워 넣어졌을 때에, 그 이면이 상기 제 1 홈의 바닥면과 접하고, 그 양측면이 상기 제 1 홈의 양측면과 접하는 동시에, 그 표면이 상기 본체의 표면과 대략 면일(面一)(동일 평면)이 되도록 형성된 덮개를 구비하고, 상기 이면의 중앙부에, 상기 양측면을 따라 형성된 제 2 홈이 마련되어 있으며, 또한 상기 덮개가 상기 본체에 마찰 교반 접합에 의해 접합되어 있다.Industrial Applicability The present invention can shorten the working time required for processing, reduce the manufacturing cost, prevent the penetration bead from entering the flow path, and deform the cover by joining. It is about preventing. At least one first groove having a rectangular shape at the time of cross-sectional observation has a flat body formed on the surface thereof, and has a shape at the time of planar observation substantially the same as the first groove, and is inserted into the first groove. It has a cover which is formed so that the rear surface is in contact with the bottom surface of the first groove, both sides thereof are in contact with both sides of the first groove, and the surface thereof is substantially flush with the surface of the main body (same plane). A second groove formed along the both side surfaces is provided in the central portion of the rear surface, and the lid is joined to the main body by friction stir welding.
Description
본 발명은 내부에 냉각 매체 또는 가열 매체가 통과하는 유로를 구비한 열 교환판에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger plate having a flow passage through which a cooling medium or a heating medium passes.
이와 같은 열 교환판으로서는 예를 들어, 액정 제조 장치의 스퍼터링(sputtering) 공정에 있어서 목표재(target material)를 유지하는데 사용되는 배면판(backing plate)이 있다(예를 들어, 일본 특허 제 3818084 호 공보).As such a heat exchange plate, there is a backing plate used for holding a target material in the sputtering process of a liquid crystal manufacturing apparatus (for example, Japanese Patent No. 3818084). report).
그러나, 상기 일본 특허 제 3818084 호 공보에 개시되어 있는 발명에서는 본체의 상면(이면)에 가공되는 유로(수로)의 단면 관측시 형상이, 복잡한 형상(T자 형상)을 갖게 되기 때문에, 유로를 가공함에 있어 많은 작업 시간을 요하고, 제조 비용이 증가되게 되는 문제점이 있었다.However, in the invention disclosed in Japanese Patent No. 3818084, since the shape at the time of cross-sectional observation of the flow path (water channel) processed on the upper surface (lower surface) of the main body has a complicated shape (T-shape), the flow path is processed. There is a problem in that it takes a lot of work time, the manufacturing cost is increased.
또한, 상기 일본 특허 제 3818084 호 공보에 개시되어 있는 발명에서는 본체의 상면에 가공되는 유로의 단면 관측시 형상을 가장 단순한 형상(사각 형상)으로 하는 것도 제안되어 있지만, 접합부가 유로의 근방에 형성되어 있기 때문에, 접합부의 이파(裏波)(penetration bead)가 유로로 들어갈 우려가 있다.Further, in the invention disclosed in Japanese Patent No. 3818084, it is proposed to make the shape at the time of cross-sectional observation of the flow path processed on the upper surface of the main body as the simplest shape (square shape), but the junction is formed in the vicinity of the flow path. There exists a possibility that the penetration bead may enter a flow path.
본 발명은 상기의 사정에 비추어 이루어진 것으로, 가공시 요구되는 작업 시간을 단축하는 것이 가능하고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있으며, 또한 접합부의 이파가 유로로 들어가는 것을 방지할 수 있고, 접합에 의한 덮개의 변형을 방지할 수 있는 열 교환판을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said situation, It is possible to shorten the working time required at the time of a process, can aim at reduction of a manufacturing cost, and can also prevent that the wave of a junction part enters a flow path, An object of the present invention is to provide a heat exchanger plate that can prevent deformation of a cover.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 채용하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention employ | adopted the following means.
본 발명에 따른 열 교환판은 단면 관측시 사각 형상을 갖는 적어도 하나의 제 1 홈이, 그 표면에 형성된 평판상의 본체와, 상기 제 1 홈과 대략 동일한 평면 관측시의 형상을 갖고, 상기 제 1 홈 내에 끼워 넣어졌을 때에, 그 이면이 상기 제 1 홈의 바닥면과 접하고, 그 양측면이 상기 제 1 홈의 양측면과 접하는 동시에, 그 표면이 상기 본체의 표면과 대략 면일(面一)(동일 평면)이 되도록 형성된 덮개를 구비하고, 상기 이면의 중앙부에, 상기 양측면을 따라 형성된 제 2 홈이 마련되어 있으며, 또한 상기 덮개가 상기 본체에 마찰 교반 접합에 의해 접합되어 있다.The heat exchanger plate according to the present invention has at least one first groove having a rectangular shape in cross-sectional observation, a flat body formed on the surface thereof, and a shape in planar observation substantially the same as the first groove. When it fits in the groove, its back surface is in contact with the bottom surface of the first groove, its both sides are in contact with both sides of the first groove, and its surface is substantially flush with the surface of the main body (same plane). ), And a second groove formed along the both sides is provided at the center of the rear surface, and the lid is joined to the main body by friction stir welding.
본 발명에 따른 열 교환판에 의하면, 본체의 상면(표면)에 가공되는 제 1 홈의 단면 관측시 형상이, 가장 단순한 형상(사각 형상)을 갖게 되므로, 제 1 홈을 가공할 때 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.According to the heat exchanger plate according to the present invention, since the shape at the time of cross-sectional observation of the first groove processed on the upper surface (surface) of the main body has the simplest shape (square shape), the work required when machining the first groove. Time can be shortened and manufacturing cost can be reduced.
또한, 유로를 형성하는 제 2 홈이, 덮개의 하면(이면) 중앙부에 형성되어 있기 때문에, 본체와 덮개가 접합될 때에 덮개에 가해지는 하중을, 제 1 홈의 깊이와 대략 같은 높이를 갖는 덮개의 주연부를 거쳐서 제 1 홈의 바닥면, 즉 본체에 전달할 수 있고, 접합부의 이파가 유로에 들어가는 것을 방지할 수 있으며, 또한 접합에 의한 덮개의 변형을 방지할 수 있다.Moreover, since the 2nd groove | channel which forms a flow path is formed in the center part of the lower surface (back surface) of a cover, the cover which has the height applied to the cover when a main body and a cover are joined is about the same height as the depth of a 1st groove | channel. It can be transmitted to the bottom surface of the first groove, that is, the main body via the periphery of, can prevent the wave of the joining portion from entering the flow path, and can prevent the deformation of the cover due to the joining.
또한, 덮개의 주연부가 제 1 홈의 깊이와 대략 같은 높이를 갖도록 형성되어 있으므로, 덮개 전체의 강성을 높일 수 있고, 제 2 홈의 폭을 넓게 잡을 수 있어, 유로의 폭을 확대할 수 있고, 유로의 단면적을 크게 할 수 있다.In addition, since the periphery of the lid is formed to have a height approximately equal to the depth of the first groove, the rigidity of the entire lid can be increased, the width of the second groove can be widened, and the width of the flow path can be expanded, The cross-sectional area of the flow path can be increased.
본 발명에 따른 열 교환판은, 단면 관측시 사각 형상을 갖는 적어도 하나의 제 1 홈이, 그 표면에 형성된 평판상의 본체와, 상기 본체의 상면을 덮는 동시에, 그 이면이 상기 본체의 상면에 포개어 졌을 때에, 그 정상면이 상기 제 1 홈의 바닥면과 접하고, 그 양측면이 상기 제 1 홈의 양측면과 접하도록 형성된 볼록부가 형성된 평판상의 덮개를 구비하고, 상기 정상면의 중앙부에, 상기 양측면을 따라 형성된 제 2 홈이 마련되어 있으며, 또한 상기 덮개가 상기 본체에 마찰 교반 접합에 의해 접합되어 있다.In the heat exchanger plate according to the present invention, at least one first groove having a rectangular shape during cross-sectional observation covers a flat body formed on the surface thereof and an upper surface of the main body, and the rear surface thereof is superimposed on the upper surface of the main body. And a flat lid having a convex portion formed such that its top surface is in contact with the bottom surface of the first groove, and both sides thereof are in contact with both sides of the first groove, and is formed along the both sides at the center of the top surface. A second groove is provided, and the lid is joined to the main body by friction stir welding.
본 발명에 따른 열 교환판에 의하면, 본체의 상면(표면)에 가공되는 제 1 홈의 단면 관측시 형상이 가장 단순한 형상(사각 형상)을 갖게 되므로, 제 1 홈을 가공할 때 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.According to the heat exchanger plate according to the present invention, since the shape of the first groove processed on the upper surface (surface) of the main body has the simplest shape (square shape), the working time required when the first groove is processed. Can be shortened and manufacturing cost can be reduced.
또한, 유로를 형성하는 제 2 홈이, 볼록부의 정상면 중앙부에 형성되어 있으므로, 본체와 덮개가 접합될 때에 덮개에 가해지는 하중을, 제 1 홈의 깊이와 대략 같은 높이를 갖는 볼록부의 주연부를 거쳐서 제 1 홈의 바닥면, 즉 본체에 전달할 수 있고, 접합부의 이파가 유로에 들어가는 것을 방지할 수 있으며, 또한 접합에 의한 덮개의 변형을 방지할 수 있다.Moreover, since the 2nd groove which forms a flow path is formed in the center part of the top surface of a convex part, the load applied to a cover when a main body and a cover are joined is passed through the periphery of the convex part which has a height substantially equal to the depth of a 1st groove. It can transmit to the bottom surface of a 1st groove, ie, a main body, can prevent the wave of a junction part from entering a flow path, and can also prevent the deformation | transformation of the cover by joining.
또한, 볼록부의 주연부가 제 1 홈의 깊이와 대략 같은 높이를 갖도록 형성되어 있으므로, 덮개 전체의 강성을 높일 수 있고, 제 2 홈의 폭을 넓게 잡을 수 있어, 유로의 폭을 확대할 수 있고, 유로의 단면적을 크게 할 수 있다.In addition, since the periphery of the convex portion is formed to have a height substantially equal to the depth of the first groove, the rigidity of the entire lid can be increased, the width of the second groove can be widened, and the width of the flow path can be expanded, The cross-sectional area of the flow path can be increased.
본 발명에 의하면, 가공시에 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있으며, 또한 접합부의 이파가 유로에 들어가는 것을 방지할 수 있고, 접합에 의한 덮개의 변형을 방지할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.According to the present invention, the working time required during processing can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, the wave of the joint can be prevented from entering the flow path, and the deformation of the cover due to the bonding can be prevented. It shows the effect that can be done.
이하에, 본 발명에 따른 실시 형태에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment which concerns on this invention is described with reference to drawings.
[제 1 실시 형태][First Embodiment]
이하, 본 발명에 따른 열 교환판의 제 1 실시 형태를, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 열 교환판의 개략 평면도이며, 도 2는 도 1의 부분 단면도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, 1st Embodiment of the heat exchanger plate which concerns on this invention is described, referring FIG. 1 and FIG. 1 is a schematic plan view of a heat exchanger plate according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 열 교환판(이하,「배면판」이라 함)(1)은, 본체(2)와, 덮개(3)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the heat exchanger plate (hereinafter referred to as "back plate") 1 according to the present embodiment includes a
본체(2)는 예를 들어, 무산소동, 혹은 5% 이하의 Zr나 Cr을 포함하는 동합금으로 제조된 길이 2350㎜, 폭 2010㎜, 두께 15㎜ 정도의 평면 관측시 사각 형상을 보이는 판형상의 부재이다. 또한, 이 본체(2)의 상면(표면)(2a)에는 예를 들어, 평면 관측시 U자 형상, 단면 관측시 사각 형상을 보이는 제 1 홈(4)이나, 평면 관측시 파형 형상, 단면 관측시 사각 형상을 보이는 홈(4)이 마련되어 있다. The
덮개(3)는 홈(4)과 같은 평면 관측시의 형상을 갖고, 또한 홈(4)내에 끼워 넣어졌을 때에, 그 하면(이면)(3a)이 홈(4)의 바닥면(4a)과 접하고, 그 양측면(3b)이 홈(4)의 양측면(4b)과 접하는 동시에, 그 상면(표면)(3c)이 본체(2)의 상면(2a)과 면일이 되도록(동일 평면을 형성하도록) 형성된 판형상의 부재이다. 또한, 이 덮개(3)의 하면(3a) 중앙부에는 양측면(3b)을 따라 형성된, 단면 관측시 사각 형상을 보이는 제 2 홈(5)이 마련되어 있다. 그래서, 덮개(3)가 홈(4)내에 끼워 넣어졌을 때에 형성되는 공간[보다 상세하게는 홈(4)의 바닥면(4a)과 홈(5)에 의해 둘러싸여진 공간]은, 냉각 매체 또는 가열 매체가 통과하는 유로(6)가 된다.The
본체(2)와 덮개(3)는 마찰 교반 접합(Friction Stir Welding: FSW)에 의해 접합되어 있다. 마찰 교반 접합이라 함은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 숄더부(7) 및 핀부(8)를 구비한 회전 공구(9)를 회전시키면서 본체(2)와 덮개(3)의 이음매(경계선: 접합선)에 삽입하는 동시에, 회전 공구(9)를 그 이음매를 따라 이동시켜 접합하는 방법이다.The
그리고, 본체(2)와 덮개(3)가 마찰 교반 접합에 의해 접합되면, 배면판(1)에는 각각 독립한 복수 라인(본 실시 형태에서는 2개)의 유로(6)[평면 관측시 U자 형상을 갖는 홈(4)의 바닥면(4a)과, 평면 관측시 U자 형상을 갖는 덮개(3)의 하면(3a)에 형성된 홈(5) 사이에 형성된 유로(6), 및 평면 관측시 파형 형상을 갖는 홈(4)의 바닥면(4a)과, 평면 관측시 파형 형상을 갖는 덮개(3)의 하면(3a)에 형성된 홈(5) 사이에 형성된 유로(6)]가 형성되게 된다. 또한, 접합 후 각 유로(6)의 일단부에는 냉각 매체 또는 가열 매체의 입구가 마련되고, 각 유로(6)의 타단부에는 냉각 매체 또는 가열 매체의 출구가 각각 마련된다.And when the
본 실시 형태에 따른 배면판(1)에 의하면, 본체(2)의 상면(2a)에 가공되는 홈(4)의 단면 관측시 형상이, 가장 단순한 형상(사각 형상)을 갖게 되므로, 홈(4)을 가공할 때 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.According to the
또한, 유로(6)를 형성하는 홈(5)이 덮개(3)의 하면(3a) 중앙부에 형성되어 있으므로, 본체(2)와 덮개(3)가 접합될 때에 덮개(3)에 가해지는 하중을, 홈(4)의 깊이와 대략 같은 높이를 갖는 덮개(3)의 주연부를 거쳐서 홈(4)의 바닥면(4a), 즉 본체(2)에 전달할 수 있고, 접합부의 이파가 유로(6)에 들어가는 것을 방지할 수 있으며, 또한 접합에 의한 덮개(3)의 변형을 방지할 수 있다.Moreover, since the groove |
또한, 덮개(3)의 주연부가 홈(4)의 깊이와 대략 같은 높이를 갖도록 형성되어 있으므로, 덮개(3) 전체의 강성을 높일 수 있고, 홈(5)의 폭을 넓게 잡을 수 있어, 유로(6)의 폭을 확대할 수 있고, 유로(6)의 단면적을 크게 할 수 있다.In addition, since the periphery of the
[제 2 실시 형태]Second Embodiment
본 발명에 따른 배면판의 제 2 실시 형태를 도 3에 근거해서 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 배면판의 부분 단면도이며, 도 2와 동일한 형태의 도면이다.A second embodiment of the back plate according to the present invention will be described with reference to FIG. 3. 3 is a partial cross-sectional view of the back plate according to the present embodiment, and is a view in the same form as in FIG. 2.
본 실시 형태에 따른 배면판은 덮개(3) 대신에, 덮개(13)를 구비하고 있다는 점에서 상술한 제 1 실시 형태와 다르다. 그 밖의 구성요소에 대해서는 상술한 제 1 실시 형태와 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 관한 설명은 생략한다.The back plate according to the present embodiment is different from the first embodiment described above in that the
또한, 상술한 제 1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙인다.In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as 1st Embodiment mentioned above.
덮개(13)는 본체(2)의 상면(2a) 전체를 덮는 동시에, 제 1 홈(4)에 끼워 넣어지는 것으로, 길이 2350㎜, 폭 2010㎜의 평면 관측시 사각 형상을 보이는 판형상의 부재이다. 또한, 이 덮개(13)의 하면(이면)(13a)에 형성된 볼록부(14)를 포함하고, 이 볼록부(14)가 형성되지 않은 덮개(13)의 부분은 본체(2)의 상면(2a)을 덮고 있으며, 볼록부(14)는, 덮개(13)와 본체(2)의 상면(2a)이 포개졌을 때에, 그 정상면(14a)이 홈(4)의 바닥면(4a)과 접하고, 상기 덮개(13)의 상기 볼록부(14)의 양측면(14b)이 홈(4)의 양측면(4b)과 접하도록 형성된 볼록부(14)가 형성되어 있다. 또한, 볼록부(14)의 정상면(14a) 중앙부에는 양측면(14b)에 따라 형성된, 단면 관측시 사각 형상을 보이는 제 2 홈(5)이 마련되어 있다. 그리고, 볼록부(14)가 홈(4)내에 끼워 넣어졌을 때에 형성되는 공간[보다 상세하게는 홈(4)의 바닥면(4a)과 홈(5)에 의해 둘러싸여진 공간]은, 냉각 매체 또는 가열 매체가 통과하는 유로(6)가 된다.The
본체(2)와 덮개(13)는 마찰 교반 접합(Friction Stir Welding: FSW)에 의해 접합되어 있다. 마찰 교반 접합이라 함은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 숄더부(7) 및 핀부(8)를 구비한 회전 공구(9)를 회전시키면서 판 두께 방향을 따라서 연장되는 본체(2)와 덮개(13)의 이음매(경계선: 접합선)에 삽입하는 동시에, 회전 공구(9)를 그 이음매를 따라 이동시켜 접합하는 방법이다.The
그리고, 본체(2)와 덮개(13)가, 마찰 교반 접합에 의해 접합되면, 배면판에는 각각 독립한 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 유로(6)[평면 관측시 U자 형상을 갖는 홈(4)의 바닥면(4a)과, 평면 관측시 U자 형상을 갖는 볼록부(14)의 정상면(14a)에 형성된 홈(5) 사이에 형성된 유로(6), 및 평면 관측시 파형 형상을 갖는 홈(4)의 바닥면(4a)과, 평면 관측시 파형 형상을 갖는 볼록부(14)의 정상면(14a)에 형성된 홈(5) 사이에 형성된 유로(6)]가 형성되게 된다. 또한, 접합 후 각 유로(6)의 일단부에는 냉각 매체 또는 가열 매체의 입구가 마련되고, 각 유로(6)의 타단부에는 냉각 매체 또는 가열 매체의 출구가 각각 마련된다.And when the
본 실시 형태에 따른 배면판에 의하면, 본체(2)의 상면(2a)에 가공되는 홈(4)의 단면 관측시 형상이, 가장 단순한 형상(사각 형상)을 갖게 되므로, 홈(4)을 가공할 때 요구되는 작업 시간을 단축할 수 있고, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다.According to the back plate which concerns on this embodiment, since the shape at the time of cross-sectional observation of the groove | channel 4 processed by the
또한, 유로(6)를 형성하는 홈(5)이 볼록부(14)의 정상면(14a) 중앙부에 형성되어 있으므로, 본체(2)와 덮개(13)가 접합될 때에 덮개(13)에 가해지는 하중을, 홈(4)의 깊이와 대략 같은 높이를 갖는 볼록부(14)의 주연부를 거쳐서 홈(4)의 바닥면(4a), 즉 본체(2)에 전달할 수 있고, 접합부의 이파가 유로(6)에 들어가는 것을 방지할 수 있으며, 또한 접합에 의한 덮개(13)의 변형을 방지할 수 있다.Moreover, since the groove |
또한, 볼록부(14)의 주연부가 홈(4)의 깊이와 대략 같은 높이를 갖도록 형성되어 있으므로, 덮개(13) 전체의 강성을 높일 수 있고, 홈(5)의 폭을 넓게 잡을 수 있어, 유로(6)의 폭을 확대할 수 있고, 유로(6)의 단면적을 크게 할 수 있다.Further, since the periphery of the
또한, 본 실시 형태에 있어서, 본체(2)와 덮개(13)를 접합한 후, 덮개(13)의 상면(표면)을 도 2에 도시하는 상태까지, 즉 본체(2)의 표면(2a) 전체가 노출될 때까지 연삭 및 연마하고, 판 두께를 감소시켜서 사용할 수도 있다.In addition, in this embodiment, after joining the
또한, 본 발명에 따른 열 교환판은, 상술한 실시 형태에서 설명한 배면판에만 적용될 수 있는 것은 아니고, 배열체 형성 공정에 있어서 동일한 구성 및 기능을 갖는 것에도 적용할 수 있다.In addition, the heat exchanger plate which concerns on this invention is not applicable only to the back plate demonstrated by embodiment mentioned above, It is applicable also to what has the same structure and function in an arrangement formation process.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 열 교환판의 개략 평면도,1 is a schematic plan view of a heat exchanger plate according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 부분 단면도,2 is a partial cross-sectional view of FIG.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 열 교환판의 부분 단면도로서, 도 2와 동일한 형태의 도면.FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger plate according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2: 본체 2a: 상면2:
3: 덮개 3a: 하면3: cover 3a:
3a: 양측면 3b: 상면3a: both
4: 홈 4a: 바닥면4:
4b: 양측면 6: 유로4b: Both sides 6: Euro
7: 숄더부 8: 핀부7: shoulder part 8: pin part
9: 회전 공구9: rotary tool
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