KR19990019091U - 적층형 인터쿨러의 조립구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 적층형 인터쿨러의 개선된 조립구조를 개시한다.

본 고안은 상호 접합되어 일정간격으로 적층되는 다수의 튜브들을 각각 구성하며 그 열교환부를 이루는 채널의 양 선단에 압축공기의 유입/유출용 헤더부를 이루는 컵이 각각 형성된 상판 및 하판과, 적층된 각 튜브들 사이 및 각 튜브내에 위치되어 압축공기의 방열을 촉진시키는 코러게이트형의 아웃 및 인너핀을 구비하는 적층형 인터쿨러에 있어서, 튜브를 구성하는 상판의 한쪽 컵 및 하판의 다른쪽 컵 연통구멍 가장자리에 각각 형성되어 인접하는 튜브의 하판과 상판의 대응하는 컵에 형성된 연통구멍들에 각각 끼워지는 링형의 버어와, 상호 접합되는 상판과 하판의 플랜지 한쪽 선단에 상호 교호적으로 형성되며 대응하는 하판과 상판의 플랜지 다른쪽 주면에 상호 교호적으로 형성된 위치결정홈들에 각각 끼워지는 위치결정돌기를 구비하여 인터쿨러의 각 구성요소들을 상호 정확히 일치되도록 자동으로 조립할 수 있도록 하였다.

Description

적층형 인터쿨러의 조립구조

본 고안은 차량의 터보엔진(tubo engin)에 사용되는 인터쿨러(inter cooler)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 적층형 인터쿨러의 조립구조에 관한 것이다.

터보엔진은 연료와 혼합되는 공기중의 산소량을 증가시키기 위해 흡입된 외부공기를 강제로 압축시킨 뒤, 실린더(cylinder)에 주입함으로써 엔진의 출력을 증가시키고 있다. 그런데 이와 같이 압축된 공기는 온도가 크게 상승하게 되어 상대적으로 그에 포함된 산소량의 감소가 발생되므로 엔진의 충분한 출력향상을 기대하기 어렵게 된다. 이에 따라 터보엔진은 압축된 흡입공기를 외기와의 열교환에 의해 냉각시킴으로써 그에 포함된 산소량을 증가시키는 소위 "인터쿨러"를 함께 구비하는 것이 일반적이다.

도 1에는 이러한 인터쿨러의 일례로 적층형 인터쿨러를 개략적으로 도시하였는데, 이것은 압축공기를 외기와 열교환시키는 다수의 평판형 튜브(tube:1)가 그 사이에 압축공기의 방열을 촉진시키기 위한 다수의 아웃핀(out fin:10)들을 개재하여 상호 연통하도록 일정간격으로 적층됨으로써 구성된다. 각 튜브(1)는 상판(4) 및 하판(7)의 채널(channel:5)(8)에 의해 구성되어 압축공기를 열교환시키는 열교환부(2)와, 그 양 선단부에 각각 돌출 형성된 컵(cup:6,6')(9,9')에 의해 구성되어 열교환부(2)에 대한 압축공기의 유입과 유출을 유도하는 두 헤더(header)부(3)(3')로 구성된다. 이러한 튜브(1)의 열교환부(2)내에도 압축공기의 방열을 촉진시키기 위한 코러게이트형 인너핀(inner fin:도시하지 않음)이 각각 삽입된다. 나머지 부호 11은 양쪽 최외측에 위치한 아웃핀(10)들을 외력으로부터 보호하기 위한 사이드 플레이트(side plate)이다.

한편 이와 같은 적층형 인터쿨러는 각 구성요소들이 그 표면에 플럭스(flux)가 도포된 크래드(clad)재로 구성되어, 코어(core)조립기(도시하지 않음)를 통해 소정형태로 가조립된 뒤 브레이징(brazing) 용접됨으로써 일체로 제작되게 된다.

이를 위해 종래에는 도 2에 도시한 바와 같이, 튜브(1)를 구성하는 상판(4)의 한쪽 컵(6)과 하판(7)의 다른쪽 컵(9') 연통구멍(6a)(9a') 가장자리에 링(ring)형의 버어(burr:12)(12')를 각각 형성하여, 각 버어(12)(12')가 인접 튜브(1)를 구성하는 하판(7)과 상판(4)의 대응하는 컵(9)(6')에 형성된 연통구멍(9a)(6a')들에 각각 끼워지도록 각 튜브(1)들을 상호 조립함으로써 인터쿨러를 소정형태로 가조립하고 있다.

그런데 이러한 종래의 조립구조는 각 튜브(1)들간의 위치결정수단만을 구비할 뿐 각 튜브(1)를 구성하는 상판(4)과 하판(7)을 상호 위치결정할 수 있는 수단을 구비하고 있지 못하기 때문에, 튜브(1)의 상판(4)과 하판(7)을 상호간에 정확히 일치하도록 조립하기가 대단히 어렵고 많은 공수가 소요될 뿐만 아니라 자동조립이 불가능하여 생산성을 저하시키는 문제가 있었다. 또한 각 튜브(1)의 상판(4)과 하판(7)을 상호 일치하도록 정확히 가조립하였다 하더라도 브레이징 용접시 컨베이어(conveyer)의 진동에 의해 그 상,하판(4)(7)에 유동이 발생되어 상호 어긋나게 접합됨으로써 제작불량이 빈발하는 문제도 있었다.

본 고안의 목적은 상술한 종래의 문제들을 감안하여 각 튜브들은 물론 튜브를 구성하는 상판과 하판이 상호 정확히 일치되도록 조립할 수 있으며, 브레이징 용접시 컨베이어의 진동에 의한 접합불량을 효과적으로 방지할 수 있고, 각 구성요소들을 자동으로 조립할 수 있는 적층형 인터쿨러의 조립구조를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 적층형 인터쿨러의 조립구조는, 상호 접합되어 일정간격으로 적층되는 다수의 튜브들을 각각 구성하며 그 열교환부를 이루는 채널의 양 선단에 압축공기의 유입/유출용 헤더부를 이루는 컵이 각각 형성된 상판 및 하판과, 적층된 각 튜브들 사이 및 각 튜브내에 위치되어 압축공기의 방열을 촉진시키는 코러게이트형의 아웃 및 인너핀을 구비하는 적층형 인터쿨러에 있어서, 튜브를 구성하는 상판의 한쪽 컵 및 하판의 다른쪽 컵 연통구멍 가장자리에 각각 형성되어 인접하는 튜브의 하판과 상판의 대응하는 컵에 형성된 연통구멍들에 각각 끼워지는 링형의 버어와, 상호 접합되는 상판과 하판의 플랜지(flange) 한쪽 선단에 상호 교호적으로 형성되며 대응하는 하판과 상판의 플랜지 다른쪽 주면에 상호 교호적으로 형성된 위치결정홈들에 각각 끼워지는 위치결정돌기를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 고안은, 각 튜브들은 물론 튜브를 구성하는 상판과 하판도 상호 정확하게 일치하도록 자동으로 조립할 수 있게 되므로 적층형 인터쿨러의 생산성 향상과 제작불량률 감소에 크나큰 효과를 발휘한다.

도 1은 적층형 인터쿨러를 개략적으로 보인 정면도,

도 2는 종래의 조립구조를 보인 발췌 분리 단면도,

도 3은 본 고안에 의한 조립구조를 보인 발췌 분리 단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ를 따라 취한 발췌 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 튜브(tube) 4, 7 : (튜브의) 상판 및 하판

5, 8 : (상하판의) 채널(channel) 6, 6', 9, 9' : (상하판의) 컵(cup)

6a, 6a', 9a, 9a' : (상하판 컵의) 연통구멍

10 : 아웃핀(out fin) 11 : 사이드 플레이트(side plate)

12, 12' : (상하판 컵의) 버어(burr) 13, 14 : (상하판의) 플랜지(flange)

13a, 14a : (플랜지의) 위치결정돌기 13b, 14b : (플랜지의) 위치결정홈

이와 같은 본 고안의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1에서, 적층형 인터쿨러는 압축공기를 외기와 열교환시키는 다수의 평판형 튜브(1)가 그 사이에 압축공기의 방열을 촉진시키기 위한 다수의 아웃핀(10)들을 개재하여 상호 연통하도록 일정간격으로 적층됨으로써 구성된다. 각 튜브(1)는 상판(4) 및 하판(7)의 채널(5)(8)에 의해 구성되어 압축공기를 열교환시키는 열교환부(2)와, 그 양 선단부에 각각 돌출 형성된 컵(6,6')(9,9')에 의해 구성되어 열교환부(2)에 대한 압축공기의 유입/유출을 유도하는 두 헤더부(3)(3')로 구성된다. 또한 튜브(1)의 열교환부(2)내에도 압축공기의 방열을 촉진시키기 위한 코러게이트형 인너핀(도시하지 않음)이 각각 삽입되고, 양쪽 최외측에 위치한 아웃핀(10)들의 외측으로는 이들을 외력으로부터 보호하기 위한 사이드 플레이트(11)가 구비된다.

한편 이와 같은 적층형 인터쿨러는 각 구성요소들이 그 표면에 플럭스가 도포된 크래드재로 구성되어, 코어조립기를 통해 소정형태로 가조립된 뒤 브레이징 용접됨으로써 일체로 제작되는 바, 도 3 및 도 4를 통해 본 고안에 의한 조립구조를 살펴보기로 한다.

도 3 및 도 4에서, 튜브(1)를 구성하는 상판(4)의 한쪽 컵(6)과 하판(7)의 다른쪽 컵(9')에 형성된 연통구멍(6a)(9a')의 가장자리에는 인접하는 다른 튜브(1)의 대응하는 하판(7) 및 상판(4)의 컵(9)(6')에 형성된 연통구멍(9a)(6a')들에 각각 끼워지는 링형의 버어(12)(12')가 각각 외측으로 돌출되게 형성된다. 이러한 상판(4) 및 하판(7)의 버어(12)(12')는 그 컵(6)(9')의 성형시 2단 펀치(punch)에 의해 동시에 형성되는 되는 것이 바람직할 것이다.

한편 본 고안의 특징에 따라 상호 접합되는 튜브(1)의 상, 하판(4)(7) 플랜지(13)(14)의 한쪽 선단에는 상호 교호적으로 배치되도록 위치결정돌기(13a)(14a)들이 각각 형성되고, 이 위치결정돌기(13a)(14a)들과 대응하는 상, 하판(4)(7) 플랜지(13)(14)의 다른쪽 선단에는 위치결정돌기(13a)(14a)들이 각각 끼워지는 위치결정홈(13b)(14b)들이 상호 교호적으로 배치되도록 형성된다. 즉 상판(4)의 한쪽에는 위치결정돌기(13a)가, 다른쪽에는 위치결정홈(13b)이 각각 형성되고, 하판(7)의 한쪽에는 상판(4)의 위치결정돌기(13a)가 끼워지는 위치결정홈(14b)이, 다른쪽에는 상판(4)의 위치결정홈(13b)에 끼워지는 위치결정돌기(14a)가 각각 형성되는 것이다.

이와 같은 본 고안 위치결정돌기(13a)(14a)는 여러 가지 방법으로 구성될 수 있는데, 바람직하기로는 도시된 바와 같이 상, 하판(4)(7)의 플랜지(13)(14)를 그 주면으로부터 일정폭으로 절개한 뒤 대응하는 위치결정홈(13b)(14b) 쪽으로 밴딩(bending)함으로써 구성된다.

이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 고안에 의한 인터쿨러의 조립방법은 다음과 같다.

먼저, 코어조립기의 한쪽으로부터 일측 사이드 플레이트(11)를 적재한 뒤, 한쪽 최외측 아웃핀(10)을 적재한다. 이어서 튜브(1)의 하판(7)을 적재하고, 인너핀을 삽입한 뒤, 튜브(1)의 상판(4)을 적재한다. 이때 튜브(1)의 상판(4)과 하판(7)은 본 고안 위치결정돌기(13a)(14a)와 위치결정홈(13b)(14b)들이 상호 결합되게 됨으로써 어긋남 없이 정확히 일치하게 된다. 다음 전술한 방법으로 후속하는 튜브(1)들을 순차적으로 적재함으로써 인터쿨러를 코어조립기에 의해 가조립하게 되는데, 이때 각 튜브(1)들은 그 상, 하판(4)(7)에 상호 교호적으로 배치된 버어(12)(12')들이 인접하는 다른 튜브(1)들의 대응하는 연통구멍(9a)(6a')들에 각각 끼워지게 됨으로써 상호간에 정확히 일치하게 된다.

이와 같이 코어조립기에 의해 가조립된 인터쿨러는 컨베이어를 타고 브레이징로에 투입됨으로써 상호간에 접합되게 되는데, 본 고안 인터쿨러는 각 튜브(1)들은 물론 각 튜브(1)를 구성하는 상판(4)과 하판(7)이 상호 결합되는 위치결정돌기(13a)(14a) 및 위치결정홈(13b)(14b)들에 의해 정확히 정렬된 상태로 지지되어 있으므로 종래와 같이 컨베이어의 진동에 의한 위치이탈이 효과적으로 방지되게 된다.

따라서 본 고안은 인터쿨러를 자동으로 간단하게 조립할 수 있을 뿐 아니라 그 각 구성요소들을 어긋남 없이 상호간에 정확히 일치되도록 접합할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 각 튜브들은 물론 튜브를 구성하는 상판과 하판이 상호간에 정확히 일치하도록 조립 접합할 수 있을 뿐 아니라 특히 그 조립작업을 자동화할 수 있게 되며, 이에 따라 본 고안은 인터쿨러의 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 제조불량률을 현저히 절감할 수 있는 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상호 접합되어 일정간격으로 적층되는 다수의 튜브들을 각각 구성하며 그 열교환부를 이루는 채널의 양 선단에 압축공기의 유입/유출용 헤더부를 이루는 컵이 각각 형성된 상판 및 하판과, 적층된 상기 각 튜브들 사이 및 각 튜브내에 위치되어 압축공기의 방열을 촉진시키는 코러게이트형의 아웃 및 인너핀을 구비하는 적층형 인터쿨러에 있어서,

   상기 튜브(1)를 구성하는 상판(4)의 한쪽 컵(6) 및 하판(7)의 다른쪽 컵(9') 연통구멍(6a)(9a') 가장자리에 각각 형성되어 인접하는 다른 튜브(1)의 하판(7)과 상판(4)의 대응하는 컵(9)(6')에 형성된 연통구멍(9a)(6a')들에 각각 끼워지는 링형의 버어(12)(12')와,

   상호 접합되는 상기 상판(4)과 하판(7)의 플랜지(13)(14) 한쪽 선단부에 상호 교호적으로 형성되며 대응하는 하판(7)과 상판(4)의 플랜지(14)(13) 다른쪽 주면에 상호 교호적으로 형성된 위치결정홈(14b)(13b)들에 각각 끼워지는 위치결정돌기(13a)(14a)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적층형 인터쿨러의 조립구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치결정돌기(13a)(14a)가 상기 상판(4) 및 하판(7)의 플랜지(13)(14)를 그 주면으로부터 절개한 뒤, 대응하는 상기 위치결정홈(14b)(13b) 쪽으로 밴딩함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 적층형 인터쿨러의 조립구조.