KR102318527B1 - 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법 - Google Patents

방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 쿨링 블록은 복수 개의 냉각체 유닛이 적층 배치된 구조로 이루어지고, 냉각체 유닛은 널링면이 형성된 냉각수 유로 판, 제1클래드 플레이트, 방열핀, 제2클래드 플레이를 포함하는 구성으로 이루어져, 피닝과 널링 작업을 거쳐 응력이 제거되어 냉각수 유로 판의 틀어짐을 방지하고 접합 불량률을 낮출 수 있도록 하는 기술적 특징을 갖는다.

Description

방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법{Manufacturing method of cooling block and coolant flow plate for cooling block applied to radiator}
본 발명은 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 표면에 설정 간격으로 다수 개 이격 형성되는 홈을 형성한 냉각수 유로 판을 형성하여 제품의 휘어짐과 뒤틀림을 방지하고, 접합 불량을 감소시켜 방열기 제조 시 불량률을 낮춤과 동시에 사용 시 냉각수 압력을 잘 견딜 수 있는 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법에 관한 것이다.
방열기는 열원이 있을 때에 열이 외부로 빨리 방출될 수 있도록 해주는 장치이다. 난방용으로도 쓰이고 냉각용으로도 쓰이며 열전달이 잘 되도록 접촉면적이 넓게 형성되도록 한다. 열효율을 높이기 위해 열전달이 잘 될 수 있도록 접촉면적을 높이는 방열기 제조방법들이 개발되었는데, 방열기의 방열판과 주름형 방열핀이 쉽게 파손되고 작업 효율이 떨어지는 문제가 발생하였다.
이러한 방열기의 파손을 방지하고 효율을 높일 수 있는 기술이 연구되고 있는데 대한민국특허청 등록특허 10-1329225 '방열기능이 개선된 압출용 알루미늄 방열판 구조', 대한민국특허청 공개특허 10-2018-0059419 '방열기의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 방열기', 대한민국특허청 등록특허 10-0868890 '난방용 방열기' 등이 이와 같은 기술에 해당된다.
상기 '방열기능이 개선된 압출용 알루미늄 방열판 구조'는 주름형 방열핀의 단부, 홈단부 반경과 중심사이 간격, 두께가 설정 값으로 설정되어 다수의 주름형 방열핀이 금형을 통과하며 압출 성형되는 압출용 알루미늄 방열판으로로 구성되어 방열기능이 개선된 기술이다. 그러나 대형 알루미늄 방열기에 적용할 시, 뒤틀림이나 휘어짐과 같은 문제 해결에는 한계가 있다.
상기 '방열기의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 방열기'는 소정의 돌기 패턴을 형성하는 단계 및 열처리로 돌기 패턴을 구성하는 열전도성 물질을 소성하여 열전도성 기판에 고정하는 단계로 구성되어 두께와 무게를 감소시키는 동시에 열전달 면적이 확장되며 열 발산 효율이 향상되는 방열기를 제공할수 있는 기술이다. 그러나 대형 방열기 적용에는 한계가 있으며 비용 측면에서도 효율성이 떨어진다.
상기 '난방용 방열기 제조방법'은 널링작업을 하는 제1과정, 절단하는 제2과정, 방열관에 동파이프를 삽입하는 제3과정, 밀착 및 고정시키는 제4과정, 동파이프 양쪽 직경을 감축시키는 제5과정, 용접하는 제6과정, 커버를 부착하는 제7과정으로 구성되어 온수 등의 열매체의 흐름을 통하여 열을 발산하여 실내를 난방할 수 있는 기술이다. 그러나 방열판과 동파이프의 별도 응력제거 과정이 없어 뒤틀림과 휘어짐을 방지하는데는 한계가 있다.
대한민국특허청 등록특허 10-1329225 '방열기능이 개선된 압출용 알루미늄 방열판 구조' 대한민국특허청 공개특허 10-2018-0059419 '방열기의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 방열기' 대한민국특허청 등록특허 10-0868890 '난방용 방열기 제조방법'
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 냉각수 유로 판의 응력이 피닝과 널링 처리에 의해 제거되어 휘어짐과 뒤틀림이 방지되도록 하는 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 표면에 설정 간격으로 다수 개 이격 형성되는 홈을 형성한 냉각수 유로 판을 형성하여 클래드 플레이트와 브레이징 접합 시에 방열기 접합 불량을 감소시키는 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 복수 개의 냉각체 유닛(1)이 적층 배치된 구조로 이루어지되, 상기 냉각체 유닛(1)은, 복수 개의 세로대(110)를 형성하고, 상기 세로대(110)는 설정 크기의 면적과 두께를 가져 일정 이격되어 배치되며, 각 세로대(110)의 양쪽 끝단을 연결하는 한 쌍의 가로대(120)가 배치된 구조의 판형체로 이루어지는 냉각수 유로 판(100); 상기 냉각수 유로 판(100)과 동일한 면적을 갖는 판체 형상으로 이루어지고, 상기 냉각수 유로 판(100) 상부면에 브레이징 접합되는 제1클래드 플레이트(200); 직각으로 연속 절곡 연장되고, 상기 제1클래드 플레이트(200) 상부면에 브레이징 접합되는 주름형 방열핀(400); 상기 제1클래드 플레이트(200)와 동일한 구성으로 이루어지되, 상기 주름형 방열핀(400) 에 브레이징 접합되는 제2클래드 플레이트(300); 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열기에 적용되는 쿨링 블록을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록에서 상기 냉각수 유로 판(100)은, 널링 처리에 의해 설정 패턴의 홈(101)을 형성한 널링면이 표면의 일부 또는 전체를 이루도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록에서 상기 제1클래드 플레이트(200)와 제2클래드 플레이트(300)는, 설정 두께의 A4045 합금으로 상,하 외부 표면을 이루는 외층재(210); 설정 두께의 A3003 합금으로 상기 외층재(210) 사이에 배치되어 내부를 이루는 내층재(220); 를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 냉각수 유로를 구성하는 원자재가 절단되는 원자재 절단단계(S100); 상기 절단된 원자재가 설정 형상으로 노칭 가공되는 노칭단계(S200); 상기 노칭된 원자재가 냉각수 유로 판(100) 형태로 블랭킹 가공되고, 표면에 설정 패턴의 홈(101)이 형성되는 금형피닝-널링단계(S300); 상기 가공된 냉각수 유로 판(100)이 널링 처리되며 발생한 잉여부가 제거되는 버 제거단계(S400); 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열기에 적용되는 쿨링 블록 제작방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록 제작방법에서 상기 금형피닝-널링단계(S300)는, 상기 노칭된 원자재가 금형 가공에 의해 유로가 형성된 냉각수 유로 판(100) 형태로 가공되는 블랭킹단계(S310); 상기 냉각수 유로 판(100)의 표면에 홈(101)이 형성되는 프레스피닝-널링홈단계(S320); 를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법에 의하면, 피닝과 널링 작업을 거쳐 응력이 제거되므로 냉각수 유로 판의 틀어짐이 방지되고, 방열기 조립과정이 용이하게 되어 시간을 단축할 수 있으며, 사용 시 냉각수 압력을 잘 견딜 수 있는 효과가 있다.
그리고 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법에 의하면, 냉각수 유로 판의 표면에 설정 크기의 간격과 깊이를 가진 홈이 형성되므로, 브레이징 접합 시 접합 불량을 낮춤과 동시에 경제적인 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록의 측면도
도 2는 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 냉각수 유로 판의 구성을 보여주기 위한 정면도
도 4는 본 발명에 따른 냉각수 유로 판의 구성을 보여주기 위한 측면도
도 5는 본 발명에 따른 제1클래드 플레이트의 구성을 보여주기 위한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 유로 판을 보여주기 위한 도면
도 7은 본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록 제작방법의 블록도
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 대형 알루미늄 방열기, 용접, 금형 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록의 냉각체 유닛(1)은 적층식으로 복수 개 배치되어 방열기를 이루고 도 1, 도 2에서와 같이 냉각수 유로 판(100), 제1클래드 플레이트(200), 주름형 방열핀(400), 제2클래드 플레이트(300)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
냉각수 유로 판(100)은 도 3 에서와 같이 복수 개의 세로대(110)를 형성하되, 세로대(110)는 설정 크기의 면적과 두께를 가져 일정 이격되어 배치된다. 각 세로대(110)의 양쪽 끝단을 연결하는 한 쌍의 가로대(120)가 배치되고 판형체로 이루어지며 홈(101)을 형성한 널링면을 가진다.
홈(101)은 도 4에서와 같이 냉각수 유로 판(100) 표면에 설정 간격으로 다수 개 이격 형성되고, 일정 깊이의 음각 형태로 생성되어 널링면을 이룬다.
제1클래드 플레이트(200)는 도 2, 도 5에서와 같이 냉각수 유로 판(100)과 동일한 면적을 갖는 판체 형상으로 이루어지고, 상기 냉각수 유로 판(100) 상부면에 배치되어 브레이징 접합되도록 한다. 그리고 외층재(210), 내층재(220)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
외층재(210)는 도 5에서와 같이 설정 두께의 A4045 합금으로 제1클래드 플레이트(200)의 상, 하부 외부 표면을 이루고 상측 외부 표면을 이루는 외층재(210)에는 상기 냉각수 유로 판(100)이 브레이징 접합되며, 하측 외부 표면을 이루는 외층재(210)에는 상기 주름형 방열핀(400)이 브레이징 접합된다.
내층재(220)는 설정 두께의 순 알루미늄에 가까운 소재 A3003 합금으로 상기 외층재(210) 사이에 배치되어 내부를 이룬다. 본 발명의 실시예에서 내층재(220)는 도 4에서와 같이 외층재(210) 두께 이상의 두께를 가지도록 한다.
주름형 방열핀(400)은 도 1, 도 5에서와 같이 직각으로 연속 절곡 연장되고, 제1클래드 플레이트(200) 상부면에 배치되어 브레이징 접합되도록 한다. 물결 형상으로 직각 절곡 형성되도록 하여 방열기 내부 한정적인 공간 내에서 표면적을 최대한 넓히도록 한다.
제2클래드 플레이트(300)는 제1클래드 플레이트(200)와 동일한 구성으로 이루어지되, 주름형 방열핀(400) 상부면에 배치되어 브레이징 접합된다. 제1클래드 플레이트(200)와 동일한 구성으로 이루어져 세부 설명은 생략하기로 한다.
방열기에 적용되는 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법은 도 7에서와 같이 원자재 절단단계(S100), 노칭단계(S200), 금형피닝-널링단계(S300), 버 제거단계(S400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
원자재 절단단계(S100)는 냉각수 유로를 구성하기 위한 원자재를 사용할 만큼의 정량으로 절단하는 단계이다. 대형 방열기에 적용되는 대표적인 원자재로는 알루미늄이 있으며, 이 외의 다른 자재를 사용할 수 있다.
노칭단계(S200)는 절단되어 준비된 원자재를 설정 형상으로 노칭 가공 처리하는 단계이다.
금형피닝-널링단계(S300)는 냉각수 유로 판(100)이 구체적인 형상으로 가공되는 단계로, 블랭킹단계(S310), 프레스피닝-널링홈단계(S320)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
블랭킹단계(S310)는 노칭된 원자재가 금형 가공에 의해 냉각수 유로가 형성된 냉각수 유로 판(100) 형태로 블랭킹 가공되는 단계이다.
프레스피닝-널링홈단계(S320)는 블랭킹 가공된 냉각수 유로 판(100)의 간격이 고정되고, 설정 크기의 간격과 깊이를 가진 홈(101)이 프레스 공정으로 형성되는 널링면을 제조하는 단계이다. 냉각수 유로 판(100)의 양면에 모두 적용될 수 있으며 프레스 공정이 적용됨으로써 응력이 제거된다.
본 발명의 실시예에서 냉각수 유로 판(100)은 도 6의 본원 발명(우측)에서와 같이 휨 발생이 없고 부품 자체불량률이 감소되어 기존 제품(좌측)의 제조 시 발생하는 뒤틀림, 휘어짐 문제가 개선된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 방열기에 적용되는 쿨링 블록 및 쿨링 블록용 냉각수 유로 판의 제조방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 냉각체 유닛
100 : 냉각수 유로 판
101 : 홈
110 : 세로대
120 : 가로대
200,300 : 제1클래드 플레이트, 제2클래드 플레이트
210 : 외층재
220 : 내층재
400 : 방열핀
S100 : 원자재 절단단계
S200 : 노칭단계
S300 : 금형피닝-널링단계
S310 : 블랭킹단계
S320 : 프레스피닝-널링홈단계
S400 : 버 제거단계

Claims (5)

  1. 적층 배치되는 구조로 이루어지는 복수 개의 냉각체 유닛(1)에 있어서,
    설정 크기의 면적과 두께를 가지며 일정 이격 배치되는 복수 개의 세로대(110)와, 상기 세로대(110)의 양쪽 끝단에 연결되는 한 쌍의 가로대(120)와, 널링 처리에 의해 일정 깊이의 음각 형태로 생성되는 설정 패턴의 홈(101)이 다수 개 이격 형성되는 널링면을 포함하되, 상기 세로대(110)와 가로대(120)가 배치된 구조의 판형체로 이루어지는 냉각수 유로 판(100);
    상기 냉각수 유로 판(100)과 동일한 면적을 갖는 판체 형상으로 이루어지고 상기 냉각수 유로 판(100) 상부면에 브레이징 접합되는 제1클래드 플레이트(200);
    연속적인 물결 형상으로 직각 절곡 형성되며 상기 제1클래드 플레이트(200) 상부면에 브레이징 접합되는 주름형 방열핀(400); 및
    상기 제1클래드 플레이트(200)와 동일한 구성으로 이루어지되 상기 주름형 방열핀(400)에 브레이징 접합되는 제2클래드 플레이트(300);를 포함하고,
    상기 제1클래드 플레이트(200)와 제2클래드 플레이트(300)는,
    설정 두께의 A4045 합금으로 상, 하 외부 표면을 이루는 외층재(210)와, 상기 외층재(210) 이상의 두께를 가지며 설정 두께의 A3003 합금으로 상기 외층재(210) 사이에 배치되어 내부를 이루는 내층재(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열기에 적용되는 쿨링 블록.
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