KR20040057359A - 서포트 플레이트를 채용한 열교환기 - Google Patents

Abstract

서포트 플레이트를 채용한 열교환기를 개시한다. 본 발명은 방열 휜이 개재된 다수개의 튜브와, 튜브의 상하부에 설치되는 헤더부와, 헤더부와 결합되는 탱크부와, 최외곽 튜브의 외면측에 설치되는 서포트 플레이트를 포함하는 것으로서, 헤더부 측벽의 일부를 절개하여 복수개의 날개부를 형성하고, 그 사이에 서포트 플레이트를 삽입 고정하게 됨으로써, 복수개의 날개부에 의한 고정이 보다 견고하게 유지될 수가 있다.

Description

서포트 플레이트를 채용한 열교환기{Heat exchanger applying support plate}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 양 사이드에 설치되는 서포트 플레이트의 결합 구조가 개선된 열교환기에 관한 것이다.

통상적으로, 각종 열교환기는 내부에 열 교환매체가 유동할 수 있는 통로부를 구비하며, 열 교환매체가 그 내부를 흐르는 동안 주위의 공기와 열교환을 행할 수 있도록 된 장치이다. 열교환기가 이용되는 대표적인 예로는 자동차의 라디에이터를 들 수 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 열교환기(10)는 열 교환매체가 유동하는 다수개의 튜브(11)와, 상기 튜브(11)의 외면 사이에 개재되어 방열 면적을 넓히는 방열 휜(12)과, 상기 튜브(11)의 단부가 삽입될 통공을 가지고 튜브(11)의 상하부에 설치되며 열 교환매체가 흐르는 통로를 형성하는 헤더부(13)와, 상기 헤더부(13)와 결합되는 탱크부(미도시)와, 최외곽 튜브측에 설치되는 서포트 플레이트(14)를 포함한다.

상기 서포트 플레이트(14)는 상기 헤더부(13)의 상단 가장자리를 따라 간헐적으로 설치된 탭부(15)중 적어도 하나 이상을 아랫쪽 방향으로 절곡하고, 절곡된 탭(15)이 상기 서포트 플레이트(14)의 단부(14a)를 가압하게 되어서 그 위치를 설정하고 있다.

도 2는 대한민국 실용신안 공개번호 제97-22881호에 개시된 열교환기(20)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 열교환기(20)는 소정 간격 이격되게 배치된 튜브(21)와, 상기 튜브(21)의 외면에 설치된 방열 휜(22)과, 상기 튜브(21)의 상하부에 설치되어서 양 단부가 삽입되는 헤더부(23)와, 상기 헤더부(23)와 결합되는 탱크부(26)와, 상기 최외곽 튜브(21)의 외측에 설치되는 서포트 플레이트(24)를 포함한다.

상기 헤더부(23)의 길이 방향 양 단부에는 U 자형의 절곡부(25)가 형성되고, 상기 U 자형의 절곡부(25)의 하측에는 그 폭 전체가 상기 헤더부(23)의 저면에 밀착되도록 1차로 절곡된 후 상기 절곡부(25)에 삽입되도록 2차로 절곡된 서포트 플레이트(24)가 용착 결합되어 있다.

그런데, 종래의 열교환기는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기 서포트 플레이트(14)(24)를 최외곽 튜브(11)(21)의 외측에 고정하기 위해서는 상기 서포트 플레이트(14)(24)의 상단부를 지지할 수 있도록 상기 헤더부(13)(23)의 단변부로부터 인출된 탭(15)이나 절곡부(25)를 아랫 방향으로 절곡하게 된다.

이때, 상기 서포트 플레이트(14)(24)가 정위치에서 이탈하여서 한 쪽으로 처질 경우에는 지지가 제대로 이루어지지 않으므로, 상기 탭(15)이나 절곡부(25)의 폭은 상기 서포트 플레이트(14)(24)의 상단부를 충분히 수용가능하도록 형성해야 한다. 이에 따라, 필요 이상의 서포트 플레이트(14)(24)용 원소재가 낭비되는 경우가 많다.

또한, 상기 서포트 플레이트(14)(24)의 한 쪽이 처진 상태에서 열교환기(10)(20)를 브레이징 로에 장입하여 브레이징 공정을 수행할 경우에는 열적 변형에 의하여 처진 부분의 길이가 더욱 증가될 수 있다. 이에 따라, 열교환기(10)(20)의 불량을 초래한다.

게다가, 서포트 플레이트(14)(24)를 고정시키는 탭(15)이나 절곡부(25)가 헤더부(13)(23) 일측에 형성되어서 헤더부(13)(23)의 성형시 소재 비용이 증가하며, 탭(15)이나 절곡부(25)에 의하여 서포트 플레이트(14)(24)의 일단만이 지지되므로, 헤더부(13)(23)에 대하여 서포트 플레이트(14)(24)의 결합 위치가 어긋나게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 헤더부의 측벽에 복수개의 날개부를 형성하고, 이 날개부 사이에 서포트 플레이트의 고정부를 삽입하여서 헤더부에 대한 서포트 플레이트의 고정을 견고히 한 서포트 플레이트를 채용한 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 도시한 사시도,

도 2는 종래의 다른 열교환기를 일부 절제하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 서포트 플레이트가 설치된 부분을 도시한 분리사시도,

도 5는 도 4의 서포트 플레이트가 결합된 상태를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

30...열교환기 31...튜브

32...방열 휜 33...헤더부

33d...측벽 34...탱크부

35...탭부 36...체결 수단

37...관통공 38...날개부

40...서포트 플레이트 41...본체부

42...고정부 43...걸림턱부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 서포트 플레이트를 채용한 열교환기는,

소정간격 이격되게 배치된 방열 휜이 개재된 다수개의 튜브와, 상기 튜브의 상하부에 설치되어서 상기 튜브의 단부가 삽입되는 헤더부와, 상기 헤더부와 결합되어 열 교환매체의 유동 통로를 제공하는 탱크부와, 상기 최외곽 튜브의 외면측에 설치되는 서포트 플레이트를 구비하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기에 있어서,

상기 헤더부의 단변부 측벽에는 복수개의 날개부가 돌출하여 있고, 접혀지는날개부 내측에는 서포트 플레이트가 삽입고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서포트 플레이트는 평판의 본체부와, 상기 본체부의 상단부로부터 연장되며 상기 날개부 내측에 삽입고정되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 본체부와 고정부의 경계부에는 상기 날개부의 바닥면이 안착되는 소정폭의 단차진 걸림턱부가 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 날개부는 상기 헤더부의 단변부 측벽 일부를 헤더부의 외측으로 절개하여 복수개 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 열교환기를 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(30)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 열교환기(30)에는 소정 간격 이격되게 배치되는 튜브(31)가 마련되어 있다. 상기 튜브(31)는 상호 평행하게 배치되어 있다. 인접한 튜브(31) 사이에는 방열 면적을 확장하기 위하여 방열 휜(32)이 설치되어 있다.

상기 방열 휜(32)이 개재된 튜브(31)의 상하부에는 헤더부(33)가 각각 설치되어 있다. 상기 헤더부(33)에는 상기 튜브(32)의 양 단부가 삽입될 안착홈이 형성되어 있다. 상기 헤더부(33) 상에는 이와 결합하여 열 교환매체의 통로부를 형성하는 탱크부(34)가 설치되어 있다. 상기 탱크부(34)에는 열 교환매체가 유입 및 배출되는 유입 및 유출 파이프(36a)(36b)가 설치되어 있다.

상기 최외곽 튜브(31)의 외면에는 서포트 플레이트(40)가 설치되어 있다. 상기 서포트 플레이트(40)는 체결 수단에 의하여 상기 헤더부(33)에 고정되어 있다. 상기 서포트 플레이트(40)는 열교환기(30)의 조립 공정에서 튜브(31)와 방열 휜(32)의 조합된 상태를 고정시키며, 이를 보호하는 역할을 하고 있다.

도 4는 도 3의 서포트 플레이트(40)가 설치된 부분을 도시한 것이다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기 헤더부(33)에는 바닥면(33a)에 소정 간격 이격되게 튜브 삽입공(33a)이 형성되어 있다. 상기 튜브 삽입공(33a)에는 튜브(32, 도 3 참조)의 단부가 삽입가능하다.

상기 헤더부(33)에는 바닥면(33a)의 가장자리를 따라 차단벽부(33c)가 형성되어 있다. 상기 차단벽부(33c)는 상기 바닥면(33a)으로부터 수직 방향으로 소정 높이 형성되어 있다.

상기 차단벽부(33c)의 선단부에는 간헐적으로 탭부(35)가 형성되어 있다. 상기 탭부(35)는 상기 차단벽부(33c)의 단변 및 장변을 따라서 소정 간격 이격되게 돌출해 있다. 상기 탭부(35)는 상기 헤더부(33)와 결합되어서 열 교환매체의 유동 통로를 형성하는 탱크부(34)의 외면을 지지하게 된다.

여기서, 상기 헤더부(33)의 단변부 측벽(33d)으로는 상기 측벽(33d) 일부를 절개하여 헤더부(33)의 외측으로 벤딩하여 형성된 서포트 플레이트(40)를 고정하는 날개부(38)가 형성되어 있다. 또한, 상기 헤더부(33)의 측벽(33d) 일부가 헤더부(33)의 외측으로 절곡됨에 따라서, 상기 측벽(33d)에는 관통공(37)이 형성되어 있다.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 헤더부(33)의 단변부 측벽(33d), 예컨대 상기 헤더부(33)의 길이 방향의 양 단부에는 적어도 하나 이상의 체결 수단(36)이 설치되어 있다. 상기 체결 수단(36)은 상기 단변부 측벽(33d)에 형성된 관통공(37)으로부터 형성된 날개부(38)를 포함한다.

상기 관통공(37)은 상기 측벽(33d)에 소정 간격 이격되게 이를 관통하여 복수개 형성되어 있다. 상기 관통공(37)은 상기 측벽(33d)에 소정 간격 이격되게 복수개 배치되어 있으며, 대략 사각형을 이루고 있다.

상기 관통공(37)이 형성된 측벽(33d)에는 상기 관통공(37)에 일단부가 접해있는 날개부(38)가 형성되어 있다. 상기 날개부(38)의 일단부는 상기 단변부 측벽(33d)의 중앙을 기준으로 하여 관통공(37)의 바깥쪽 일변에 접하여 있다. 이러한 날개부(38)는 상기 헤더부(33)의 길이 방향으로 돌출된 판상형이다. 또한, 상기 날개부(38)는 복수개의 관통공(37)의 대향되는 변으로부터 일체로 각각 형성되어 있다.

상기 날개부(38)의 크기와 형상은 상기 관통공(37)의 그것과 실질적으로 동일한 것이 제조공정을 단순화시킬 수 있어서 바람직하다. 이를 위하여, 상기 날개부(38)는 상기 헤더부(33)의 측벽(33d) 일부를 절개하여 상기 헤더부(33)의 외측으로 벤딩한 부분에 상응한다.

상기 헤더부(33)의 단변부 측벽(33d)에는 서포트 플레이트(40)가 결합되어있다. 상기 서포트 플레이트(40)는 본체부(41)와, 상기 본체부(41)의 상단부에 형성되는 고정부(42)를 포함한다.

상기 본체부(41)는 평판형의 플레이트이며, 상기 본체부(41)의 상단부에는 복수개의 날개부(42)에 의하여 상기 서포트 플레이트(40)의 위치를 설정하는 고정부(42)가 일체로 연장되어 있다.

상기 고정부(42)는 복수개의 날개부(42) 사이에 끼워맞춤되어 수용가능한 폭을 가지고 있다. 상기 본체부(41)와 고정부(42)의 경계부에는 상기 날개부(42)의 바닥면이 안착될 수 있도록 단차진 소정 폭의 걸림턱부(43)가 형성되어 있다.

상기 서포트 플레이트(40)의 장변부 양 쪽으로 형성된 걸림턱부(43)의 윗면에는 상기 헤더부(33)의 측벽(33d)의 일부를 절개하여 형성된 날개부(38)의 바닥면이 접촉가능함에 따라서 상기 고정부(42)는 상기 날개부(38)의 사이에서 수용된 상태에서 그 위치를 설정할 수가 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 서포트 플레이트(40)가 헤더부(33)에 결합된 상태는 도 5에 도시된 바와 같다.

도면을 참조하면, 상기 헤더부(33)에는 열 교환매체의 유동 통로를 제공하는 탱크부(34)가 결합되어 있으며, 헤더부(33)의 하부에는 소정 간격 이격되게 배치된 튜브(31)와, 상기 튜브(31) 외면에 개재되는 방열 휜(32)이 설치되어 있다.

상기 헤더부(33)의 단벽부 측벽(33d), 즉, 상기 최외곽 튜브(31)의 외면측에는 서포트 플레이트(40)가 결합되어 있다. 이를 위하여, 상기 헤더부(33)의 측벽(33d)에 설치된 복수개의 날개부(38) 사이에는 상기 서포트 플레이트(40)의 고정부(42)가 삽입되어 있다.

이때, 상기 날개부(38)의 바닥면은 상기 본체부(41)와, 고정부(42)의 경계부에 단차지게 형성된 걸림턱부(43)에 안착되어서 상기 헤더부(33)에 대하여 서포트 플레이트(40)의 위치를 설정하고 있다.

이러한 상태에서, 상기 날개부(43)는 헤더부(33) 측벽의 대향되는 내측으로 접혀지게 되어서 상기 고정부(42)의 외면을 고정하게 된다. 이에 따라, 상기 서포트 플레이트(40)는 최외곽 튜브(31)의 외면측에서 헤더부(33)에 결합되는 것이 가능하다.

상기한 과정을 통하여 헤더부(33)에 대하여 고정된 서포트 플레이트(40)는 치구로 고정한 다음에 브레이징 로에서 브레이징 공정을 수행하여 열 교환매체의 누설없이 용착이 가능하다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 서포트 플레이트를 채용한 열교환기는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 헤더부 측벽의 일부를 절개하여 복수개의 날개부를 형성하고, 그 사이에 서포트 플레이트를 삽입 고정하게 됨으로써, 복수개의 날개부에 의한 고정이 보다 견고하게 유지될 수가 있다.

둘째, 날개부의 바닥면이 안착되도록 서포트 플레이트에 걸림턱부가 형성됨에 따라서, 헤더부에 대하여 서포트 플레이트의 위치는 항상 일정하다.

셋째, 서포트 플레이트의 고정부는 날개부에 의하여 수평 방향으로 양 측에서 고정됨에 따라서, 브레이징 공정시 열적 변형으로 인하여 서포트 플레이트가 한 쪽으로 처지는 현상을 미연에 방지시켜 줄 수가 있다.

넷째, 헤더부의 상단부 가장자리를 따라 형성되는 탭부는 탱크부만 지지하면 되므로, 서포트 플레이트를 지지하기 위하여 탭부를 필요없이 크게 형성시킬 필요가 없음에 따라서 제조 원가를 절감할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 소정간격 이격되게 배치된 방열 휜이 개재된 다수개의 튜브와, 상기 튜브의 상하부에 설치되어서 상기 튜브의 단부가 삽입되는 헤더부와, 상기 헤더부와 결합되어 열 교환매체의 유동 통로를 제공하는 탱크부와, 상기 최외곽 튜브의 외면측에 설치되는 서포트 플레이트를 구비하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기에 있어서,

   상기 헤더부의 단변부 측벽에는 복수개의 날개부가 돌출하여 있고, 접혀지는 날개부 내측에는 서포트 플레이트가 삽입고정된 것을 특징으로 하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 서포트 플레이트는 평판의 본체부와, 상기 본체부의 상단부로부터 연장되며 상기 날개부 내측에 삽입고정되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 본체부와 고정부의 경계부에는 상기 날개부의 바닥면이 안착되는 소정폭의 단차진 걸림턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 날개부 사이에는 상기 고정부가 끼워맞춤하여 그 위치가 설정되고, 상기 날개부는 대향되는 내측으로 접혀져서 상기 고정부의 외면을 양측에서 고정한 것을 특징으로 하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 날개부는 상기 헤더부의 단변부 측벽 일부를 헤더부의 외측으로 절개하여 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 서포트 플레이트를 채용한 열교환기.