KR20100051098A

KR20100051098A - 자동차용 열교환기

Info

Publication number: KR20100051098A
Application number: KR1020107005081A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 바르위그; 하인즈 씨젬멜; 크리스티앙 돔즈; 페테르 게스케스; 젠스 루크비에드; 게르트 슈라이어; 베른트 스피츠나겔
Original assignee: 베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-05-14
Also published as: KR101500786B1; US8720534B2; DE102008046690A1; EP2188582A1; WO2009033643A1; US20100276131A1; JP5408573B2; JP2010539425A

Abstract

본 발명은 열교환기, 특히 자동차용 열교환기에 관한 것으로서, 제1유체를 전달하기 위한 적어도 하나의 바닥(floor)에 부착되는 다수의 열교환관들(3)을 포함하고, 상기 열교환관들(3)은 제2유체가 관통하여 흐르는 하우징에 배치되며, 홀딩부재(5)가 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 열교환관들(3)의 적어도 2개가 상기 홀딩부재(5)에 의해 지지된다.

Description

자동차용 열교환기{HEAT EXCHANGER, PARTICULARLY FOR A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른, 자동차용 열교환기에 관한 것이다.

자동차용 열교환기들의 구조로부터, 특히 재순환된 배기가스나 과급 공기를 액체 냉매로 간접 냉각하는 분야에 있어서, 관다발형 열교환기들이 알려져 있으며, 적어도 여기저기에 평행하게 연장된 한 다발의 열교환관들이 하우징을 관통하도록 마련되어, 냉매가 상기 열교환관들을 통해 흐르게 된다. 기계적 진동 및 펄스화된 가스 유동(pulsed gas flow) 때문에, 전술한 열교환기들은 현저한 진동을 겪게 된다. 열교환관들의 대응되는 길이에 따른 진동으로 인하여, 상기 열교환기의 베이스에 고정된 관들의 영역에 강한 부하가 발생한다.

본 발명의 목적은 기계적 진동에 대하여 특히 안정한 열교환기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명의 특허청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다. 홀딩부재를 이용한 열교환관들의 적어도 2개의 상호 받침(mutual bracing)으로 인해, 발생되는 열교환관들의 진동이 회피되거나 또는 증가된 기계적 단단함에 의해 적어도 줄어들게 된다. 본 발명의 상기 홀딩부재에 의한 받침(bracing)은 상기 열교환관들이 개방되는 열교환기의 베이스로부터 떨어진 곳에서 이루어진다.

상기 열교환기는 엔진의 재순환된 배기가스를 냉각시키기 위한 배기가스 냉각기에 특히 유용하다. 상기 열교환관들의 적어도 하나는 특히 알루미늄을 기반으로 한 프레스-가공된 섹션(press-drawn section)으로서 형성된다. 상기 알루미늄 프레스-가공된 섹션들은 뜨거운 배기가스 및 냉각시 형성되는 산성 응축물에 대하여 놀랄만한 내부식성을 갖는다는 사실이 알려져 있다. 다른 한편으로, 상기 알루미늄 프레스-가공된 섹션들은 자동차용 배기가스 냉각기들의 대량 생산이 가능하도록 만들어질 수 있다. 상기 알루미늄 프레스-가공된 섹션들의 내부식성은 아마도 프레스 가공 중의 열처리로 인한 물질 특유의 결정구조의 형성에 기인한 것이다. 따라서, 상기 내부식성 결정구조를 변화시키기 않도록 하기 위해, 전술한 배기가스 열교환기의 제조과정에서, 열교환기의 가조립 후, 상기 프레스-가공된 섹션들을 고온으로 가열하는 것, 예를 들어 납땜로(soldering furnace)에서 납땜하는 것은 피하는 것이 일반적으로 적절하다. 오히려, 일반적인 경우에 있어서, 상기 프레스-가공된 섹션들은 오직 국부적 열처리, 예를 들어 레이저 용접 및/또는 레이저 납땜을 이용하여 열교환기의 베이스에 납땜 또는 용접된다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 열교환관들은 기본적으로 U-자형으로 구부러진 모양을 가지며, 특히 동일한 베이스에 있는 입구단 및 출구단에 각각 고정된다. 이것은 U-자형 모양으로 구부러진 프레스-가공된 섹션들을 이용한 U-자형 흐름을 갖는 열교환기의 배치설계를 제공한다. 상기 하우징 내부의 제2유체 흐름의 최적화는 전술한 열교환기의 배치설계에 있어서 특히 중요하며, 적합한 홀딩부재의 상대적 배치는 흐름의 진행을 최적화하는데 기여한다.

일반적으로 상기 홀딩부재는 특히 클립 방식으로 스프링-탄성수단(spring-elastic means)에 의해 적어도 부분적으로 고정되는 것이 유리하다. 이 경우, 상기 홀딩부재는 간단하게 신속히 장착될 수 있다. 다른 대안으로서, 상기 스프링-탄성 또는 클램핑 고정방식 외에, 소재-맞춤결합 고정(material-fit fixation), 예를 들어 용접이나 접착식 본딩이 이용될 수 있다.

또한, 상기 홀딩부재는 바람직하게 적어도 2개의 홀딩부재 부분들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 홀딩부재는 특히 바람직하게 제1의 중앙 홀딩부재 부분 및 적어도 하나, 특히 각각 서로 인접하는 적어도 2개의 외측 홀딩부재 부분을 갖는다. 상기 제1의 홀딩부재 부분은 상기 열교환관들의 2개의 열 사이에 배치될 수 있고, 상기 외측 홀딩부재 부분들은 탄성고정수단, 예를 들어 클립 고정방식에 의해 상기 중앙 홀딩부재 부분에 고정될 수 있다. 구성요소들을 단순화시키고, 구성요소들의 제조 및 저장 비용을 줄이기 위해, 몇몇 홀딩부재 부분들, 예를 들어 상기 2개의 외측 홀딩부재 부분은 동일하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 열교환관들을 가로지도록 연장되는 웹(web)이 상기 홀딩부재 부분들 중 적어도 하나에 형성된다. 상기 웹은 다수의 열교환관들 위에 결합될 수 있고, 예를 들어 상기 웹에 형성되어 이웃하는 열교환관들 사이로 돌출되는 부속물들(appendages)을 통해 상기 열교환관들을 받쳐 지지한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 상기 베이스에 바로 인접한다. 이 경우, 상기 홀딩부재는 제2유체의 흐름과 관련하여, 상기 베이스 상의 흐름 영역의 범위를 한정함으로써, 발생하는 제2유체의 흐름을 방해하는 일 없이, 상기 제2유체를 위한 입구와 출구가 모두 상기 베이스 바로 옆에 인접하게 배치될 수 있게 한다. 그러나, 다른 대안적 실시예의 경우, 상기 홀딩부재와 베이스 사이에 간격이 마련될 수 있으며, 상기 제2유체를 위한 연결부가 상기 베이스의 근처에 배치될 수 있다. 따라서, 유입되거나 배출되는 유체는 상기 베이스의 전폭에 걸쳐 분배되며, 상기 홀딩부재는 상기 유체의 흐름을 방해하지 않는다. 이러한 실시예의 경우, 일반적으로 대응되는 제2연결부가 상기 베이스의 반대편에 있는 하우징의 말단 영역에 배치된다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 복잡한 모양을 갖는 경우라도 중량을 줄이면서 간단하고 경제적으로 제조될 수 있도록 기본적으로 플라스틱으로 구성된다. 이후, 조립을 더욱 단순화하기 위해, 다양한 홀딩부재 부분들이, 예를 들어 필름 힌지들(film hinges)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 홀딩부재의 다른 부분들이 서로 고정되도록 하기 위해, 클립 방식으로 탄성적으로 고정하는 언터컷들(undercuts)의 구조형태는 플라스틱으로 만들어진 구성에 있어서의 고정을 특히 쉽게 한다. 특히, 폴리아미드(polyamide), 예를 들어 PA6 또는 PA6.6은 튼튼하고 열에 안정한 플라스틱으로서 적합하다. 상기 플라스틱의 특성들은 섬유들이나 미네랄 물질들을 첨가하는 것에 의해 최적화될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재들은 그들의 기하학적 구조로 인하여, 카세팅(cassetting) 이후에 수행되는 연결 작업을 위해 상기 열교환관들을 연결하는 카세팅 보조물들(cassetting aids)로서 이용될 수 있도록 형성된다. 특히, 상기 홀딩부재는 상기 베이스에서의 연결을 위한 열교환관(들)의 예비-센터링(pre-centering)을 제공하도록, 상기 베이스의 그리드 차원(grid dimension) 또는 홀 패턴(hole pattern)을 갖는다.

본 발명의 바람직한 구조에 있어서, 상기 홀딩부재 및 열교환관들은 후속의 조립 및/또는 제조 공정들을 위한 더 간단한 취급을 위해, 조립 후, 서로 일체로 연결된다.

다른 대안적 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 기본적으로 시트-금속 모양의 부재(sheet-metal shaped part)로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 있어서, 두드러진 기계적 강도를 달성하기 위해, 상기 홀딩부재의 적어도 일 부분은 소재-맞춤결합(material-fit), 특히 납땜에 의해 상기 열교환관들의 적어도 하나에 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 열교환관들 및/또는 홀딩부재는, 예를 들어 납땜 도금(solder plating)을 포함할 수 있고, 다수의 각 부분들로 구성되는 가조립된 모듈은 납땜로(soldering furnace)에서 납땜될 수 있다.

상기 열교환관들 둘레의 제2유체 흐름을 최적화하기 위해, 상기 홀딩부재는 바람직하게 적어도 부분적으로 상기 열교환관들 사이의 공간 영역을 차지할 수 있다. 전술한 공간 영역은, 특히 상기 열교환기가 U-자형 흐름을 갖는 열교환기로서 형성된 경우, U-자형으로 연장된 열교환관들 중 안쪽 열교환관의 가장자리들(limbs) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 공간의 자유 영역들은 일반적으로 상기 제2유체의 원치않는 흐름을 야기하며, 부적합한 구조는 상기 제2유체의 입구와 출구 사이에 방해물로 작용할 수 있다. 상기 홀딩부재의 적합한 구조에 의해, 상기 하우징을 통과하는 흐름 및 상기 하우징 내부의 열교환관들 주변의 흐름이 매우 향상될 수 있다.

본 발명의 또 다른 대안적 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 이웃하는 열교환관들 사이로 돌출되는 다수의 핀들을 포함한다. 이러한 구조의 홀딩부재는 간단하고 경제적으로 생산될 수 있다.

추가적인 또는 대안적 실시예로서, 상기 홀딩부재는 이웃하는 열교환관들 사이로 돌출되는 다수의 구부러진 고정구들(fasteners)을 포함할 수 있다.

또 다른 대안적 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 이웃하는 열교환관들 사이로 돌출되는 다수의 비드형 돌기들(bead-like protuberances)을 갖는 시트-금속 스트립들(sheet-metal strips)로서 형성될 수 있다.

또 다른 추가적인 또는 대안적 실시예로서, 상기 홀딩부재는 플레이트로서 형성될 수 있고, 상기 플레이트는 기본적으로 상기 열교환관들과 수직하게 연장되며 상기 열교환관들이 끼워지는 구멍들(26)을 갖는다.

상기 홀딩부재는 또한 세모기둥 모양의 긴 몸체(prismatic elongate body)로서, 특히 프레스-가공된 섹션(press-drawn section)으로서 형성될 수 있다. 상기 프레스-가공된 섹션은, 예를 들어 U-자형 모양으로 구부러진 열교환관의 가장자리들(limbs) 사이에 가압되어 스프링-탄성방식으로 홀딩될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 홀딩부재는 적어도 2개의 시트-금속 모양의 부재들로 구성되는 중공 몸체를 포함할 수 있다. 상기 중공 몸체는 특히 상기 제2유체의 유로에 유리하도록 작용하는데 적합하다. 예를 들어, U-자형 모양의 열교환관의 평행한 가장자리 사이에 존재하는 캐비티(cavity)는 상기 중공 몸체에 의해 채워질 수 있다.

일반적으로 상기 홀딩부재는 상기 하우징에 기대어 받쳐 지지되는 것이 바람직하다. 이 경우, 결국 상기 열교환관들과 하우징의 벽 사이에 억지끼워맞춤(force fit)이 형성되기 때문에, 진동들이 특히 견실하게 예방될 수 있다.

특히 바람직하게, 상기 홀딩부재는 상기 하우징과 열교환관들 사이 간격의 적어도 여기저기로 연장된다. 가장 바깥쪽 열교환관들과 상기 하우징 사이의 영역은 상기 제2유체의 원치않는 흐름과 관련하여 종종 중대한 문제가 된다. 이것은 특히 주조 하우징들(cast housings)을 사용하며, 상기 캐스트 하우징들은 그들의 제조 공정 때문에, 주조 코어(casting core)로부터의 이형성(releasability)을 위해 본질적으로 약간 원뿔형인 윤곽의 하우징 벽을 갖는다. 상기 하우징의 벽과 열교환관들 사이의 간격은 일반적으로 가변적인 사이즈를 가지며, 따라서 상기 홀딩부재는 열교환기의 성능에 비효율적인 상기 간격 영역을 통한 유체의 흐름을 줄이기 위해, 특히 넓은 간격 영역으로 연장될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배기가스를 전달하는 열교환관들을 받쳐 지지하는 홀딩부재를 상기 열교환관들 사이에 배치하여 냉매의 유로를 최적화하는 한편, 상기 열교환관들이 서로에 대해 움직여지거나 하우징에 대해 상대적으로 이동되는 것을 방지하여, 냉각 과정에서 발생될 수 있는 열교환관들의 진동을 최소화함으로써, 기계적 진동에 대하여 특히 안정한 열교환기를 제공할 수 있는 이점이 있다.

다른 이점들 및 특징들은 후술되는 실시예들 및 특허청구범위들에서 찾을 수 있을 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조로 하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 사시도를 보여준다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 다른 각도에서 본 사시도를 보여준다.
도 3은 도 1에 도시된 열교환기의 제1홀딩부재를 보여준다.
도 4는 도 1에 도시된 열교환기의 제2홀딩부재를 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 홀딩부재의 사시도를 보여준다.
도 6은 도 5에 도시된 홀딩부재의 일부를 보여준다.
도 7은 도 5에 도시된 홀딩부재의 변형예를 보여준다.
도 8은 홀딩부재를 갖는 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예를 보여준다.
도 9는 홀딩부재를 갖는 열교환기의 또 다른 실시예를 보여준다.
도 10은 도 9에 도시된 홀딩부재를 갖는 열교환기의 변형예를 보여준다.
도 11 내지 도 13은 각각 홀딩부재를 갖는 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예들을 보여준다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예의 공간적 묘사(spatial representation)를 보여준다.
도 15는 도 14에 도시된 실시예의 홀딩부재를 보여준다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여준다.
도 17은 도 16에 도시된 실시예의 홀딩부재를 보여준다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여준다.
도 19는 도 18에 도시된 열교환기에서 일련의 열교환관들을 제거한 상태를 보여준다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기는 자동차의 엔진으로부터의 오염을 감소시키기 위해 재순환된 배기가스를 냉매로 간접 냉각하는 배기가스 열교환기이다. 상기 열교환기는 U-자형 플로우(U-flow) 타입의 열교환기로서 구성되며, 서로 평행한 열교환관들(3)의 제1열(1) 및 제2열(2)을 갖는다. 상기 열교환관들(3)의 제1열(1) 및 제2열(2) 각각은 U-자형으로 구부러져 서로 포개진 3개의 열교환관들, 즉 바깥쪽 열교환관(3a), 가장 작은 곡률반경을 갖는 안쪽 열교환관(3b) 및 상기 2개의 열교환관들(3a, 3b) 사이에 배치되는 중앙 열교환관(3c)을 포함한다. 따라서, 상기 열교환기는 모두 6개의 U-자형으로 구부러진 열교환관들을 포함한다.

상기 열교환관들(3)의 모든 말단들은 동일 평면상에 있으며, 상기 열교환기의 베이스(4)에 개방된다. 상기 말단들이 상기 베이스(4) 속으로 개방되는 영역에서, 국부적 연결방법, 특히 용접, 예를 들어 레이저 용접에 의해 연결된다.

상기 열교환관들(3)은 각각 알루미늄 합금으로 만들어진 프레스-가공된 섹션들(press-drawn sections)로서 형성되며, 상기 베이스(4) 역시 알루미늄으로 구성된다. 상기 열교환관들(3)은 가늘고 긴 평평한 관 형태의 단면을 가지며, 웹들(webs)(도 8 참조)에 의해 다수의 챔버들(chambers)로 나뉘어진다.

상기 다발을 이루는 열교환관들(3)은 하우징(미도시)에 배치되며, 상기 베이스(4)는 스크류 홀들(4a)을 통해 플랜지의 형태로 상기 하우징에 단단히 고정된다. 상기 베이스(4) 근처에 있는 하우징에는, 제2유체, 즉 배기가스를 전달하는 상기 열교환관들(3) 둘레를 흐르는 액체 냉매를 위한 제1연결부가 있다. 냉매를 위한 나머지 연결부는 상기 베이스(4)의 반대편, 즉 상기 열교환관들(3)의 구부러진 영역에 있는 하우징 부분에 있다.

기계적 안정화를 위해 그리고 상기 냉매의 유로를 최적화하기 위해, 상기 열교환관들(3) 사이에 홀딩부재(5)가 배치된다. 상기 홀딩부재(5)는 유리섬유-강화플라스틱으로 구성되며, 본 실시예에서는 폴리아미드(polyamide)로 구성된다. 상기 안쪽 열교환관들(3b)은 상기 홀딩부재(5)에 의해 부분적으로 채워진 공간(6)의 영역을 그들의 2개의 가장자리들(limbs)로 둘러싼다. 이것은 상당부분의 상기 액체 냉매의 흐름이 상기 열교환관들(3)의 벽들 둘레를 흐르는 것을 대신하여 상기 공간(6)의 영역을 관통하여 흐르는 것을 방지한다.

상기 홀딩부재(5)는 제1의 중앙 홀딩부재 부분(7)과 제2 및 동일한 제3의 홀딩부재 부분(8)(도 3 및 도 4 참조)을 포함한다. 열교환기를 조립하는 동안, 상기 열교환관들(3)의 제1열(1) 및 제2열(2)은 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)의 양 측면에 배치된다. 상기 열교환관들(3)의 위치고정을 위해, 상기 열교환관들과 기본적으로 수직하게 연장된 웹들(webs: 7a, 7b)이 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)에 마련된다. 상기 열교환관들(3) 사이의 공간으로 돌출되어 상기 열교환관들(3)을 받쳐 지지하고, 위치고정시키는 부속물들(appendages: 9)이 상기 웹들(7a, 7b)에 형성된다.

상기 중앙 홀딩부재 부분(7)은 또한 원통형 고정수단들(10, 11)을 가지며, 상기 원통형 고정수단들(10, 11) 각각은 판-모양의 베이스 양 측면에 있는 웹들(7a, 7b)을 넘어 연장된 스프링 러그(spring lug: 10a, 11a)를 포함한다.

상기 부속물들(9)과의 형상-맞춤결합(form-fit engagement)을 통해 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)의 양 측면에 각각 상기 열교환관들(3)의 제1열(1) 및 제2열(2)을 배치한 후, 상기 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)이 각각 상기 열교환관들(3)의 바깥 부분에 놓여진다. 상기 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)은 각각 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)의 원통형 고정수단들(10, 11)이 삽입결합되는 중공의 원통형 구멍들(8a, 8b)을 가지며, 상기 스프링 러그(10a, 11a)는 언더컷(undercut)과 서로 맞물리게 된다. 이러한 방식으로, 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)과 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)은 클립(clip)의 형태로 서로 고정된다.

상기 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)은 상기 공간(6)의 영역을 부분적으로 채우는 연장된 몸체들로서 자신들의 중앙 영역에 형성되며, 중공의 챔버 격자 구조(chamber grid structure)가 중량 및 재료의 절감을 위해 제공된다.

상기 열교환관들과 수직하게 배열된 2개의 웹들(webs: 12, 13)이 마찬가지로 상기 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)에 형성된다. 상기 웹들(12, 13)은, 상기 중앙 홀딩부재 부분(7)의 웹들(7a, 7b)과 유사하게, 상기 열교환관들(3)을 지지하고, 형상-맞춤결합하기 위한 부속물들(appendages: 14, 15)를 갖는다.

상기 베이스(4)에 더 가까운 웹(12)은 조립된 상태(도 1 참조)에서, 상기 다발을 이루는 열교환관들(3)의 외주면을 둘러싸는 결합을 형성하는 둘러싸는 연장부들(enclosing extensions: 12a)을 갖는다. 이러한 외주면을 둘러싸는 결합 때문에, 특히, 상기 베이스(4) 근처에서의 상기 열교환관들(3)과 하우징 사이의 간격을 줄일 수 있다. 이것은 특히 상기 하우징이 주조품(cast part)으로서 형성된 경우 및/또는 자신의 벽들(walls)의 특정 제조-관련 코니시티(production-related conicity)를 갖는 경우에 쓸모가 있어, 상기 열교환관들(3)과 하우징 사이의 간격이 특히 상기 베이스(4) 근처에서 크다. 이러한 방식으로, 상기 공간의 영역을 통과하는 바람직하지 않은 과도한 흐름은 상기 웹(12)에 의해 줄어들거나 회피될 수 있다.

상기 제2 및 제3의 홀딩부재 부분(8)의 중앙 몸체에, 바람직하게 가늘고 긴 모양으로 형성된 다수의 부속물들(appendages: 8d)이 상기 안쪽 열교환관(3b)을 향하는 면에 마련되어, 상기 안쪽 열교환관(3b)의 가장자리들(limbs) 사이에 상기 몸체가 클램핑되어 위치될 수 있도록 한다.

상기 홀딩부재(5)는 또한 가장 바깥쪽에 다양한 지지판(16)(도 3 참조)을 가지며, 이것에 의해 상기 하우징에 기대어 받쳐 지지된다. 전반적으로, 상기 홀딩부재(5)는 다발을 이루는 상기 열교환관들(3)이 서로에 대해 움직여지거나 상기 하우징에 대해 상대적으로 이동되는 것을 방지한다.

상기 홀딩부재(5)는 또한 초기에 다발을 이루는 상기 열교환관들(3)의 정렬 및 가조립(preassembly)을 허용함으로써, 상기 열교환기의 단순한 조립에 도움이 된다. 상기 홀딩부재(5)에 의해 다발을 이루는 상기 열교환관들(3)의 정렬 및 가조립이 완료된 후, 상기 베이스(4)가 다발을 이루는 상기 열교환관들(3)에 배치되어, 국부적으로 용접된다.

전술한 실시예의 변형예에 있어서, 적어도 2개의 홀딩부재 부분들(7, 8)이 예를 들어, 필름 힌지들(film hinges)에 의해 서로 결합됨으로써, 일체로 형성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 조립이 더욱 단순해진다.

본 발명의 다른 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 다발을 이루는 열교환관들, 및 상기 베이스(4)와 하우징(미도시)에 대한 열교환관들의 상대적 배치는 전술한 모든 실시예들과 동일하며, 오직 홀딩부재들만이 부분적으로 다르게 구성된다. 도 5는 시트-금속 모양의 부재들(sheet-metal shaped parts)로 만들어진 홀딩부재를 보여준다. 상기 홀딩부재는 2개의 시트-금속 모양의 부재들(17)(도 6 참조)로 만들어진 중공 몸체(hollow body: 18), 상기 2개의 시트-금속 모양의 부재들(17) 사이의 그루브들(grooves)의 영역에 배치되는 2개의 시트-금속 스트립들(sheet-metal strips)로 만들어진 웹(web: 19)을 포함한다. 전술한 제1실시예와 유사하게, 상기 웹(19)은 상기 열교환관들(3)의 길이방향과 수직하게 연장되며, 상기 열교환관들과 조화를 이루면서 이웃하는 2개의 열교환관들 사이의 영역으로 돌출되어 상기 열교환관들을 받쳐 지지하는 부속물들(appendages: 19a)을 갖는다.

상기 중공 몸체(18)는 또한 외주면을 따라 돌출된 에지(18a)를 가지며, 상기 에지(18a)는 상기 열교환관들(3)의 제1열(1) 및 제2열(2) 각각의 안쪽 열교환관(3b) 사이로 돌출되어 2개의 열교환관들을 받쳐 지지한다.

상기 중공 몸체(18)는 또한 스페이서(spacer: 20)를 가지며, 상기 스페이서(20)는 상기 열교환관들(3)의 구부러진 영역으로 연장되며, 상기 하우징의 벽에 기대어 받쳐 지지되어, 상기 중공 몸체(18)의 말단면(21)과 상기 안쪽 열교환관(3b)의 내측면 사이에 한정된 간격이 확보되도록 한다.

상기 시트-금속 모양의 부재들은 특히 납땜될 수 있어, 가조립 상태에서 납땜로(soldering furnace) 속에서의 가열을 통해 상기 열교환관들에 평평하게 납땜될 수 있다. 상기 열교환기의 조립을 위해, 접착식 본딩과 같은 기타 소재-맞춤접합들(material-fit joints)이 고려될 수도 있다.

도 7은 도 5에 도시된 실시예의 변형예를 보여주며, 이 경우, 도 5에 도시된 실시예의 구성과 달리, 상기 웹(19)은 접혀진 비드들(beads: 19b)을 구비한 더 강하게 구부러진 시트-금속 모양의 부재로서 형성된다. 상기 비드들(19b)에 의해 형성된 부속물들은 이웃하는 열교환관들 사이로 더 돌출될 수 있고, 따라서 상기 열교환관들을 더 잘 받쳐 지지할 수 있다.

도 8에 도시된 실시예는 도 7에 도시된 실시예와 유사하게 형성된 웹(19)을 보여주며, 이 경우의 웹(19)은 상기 공간(6)의 중앙 영역에 불룩하게 튀어나온 허리부(bulging waist: 19c)를 갖는다. 상기 허리부(19c)를 통해, 도 5 또는 도 7에 도시된 중공 몸체(18)를 외부에서 둘러쌀 수 있다.

도 9에 도시된 실시예는 비드형 부속물들(bead-like appendages: 20)을 구비하여 다발을 이루는 열교환관들(3) 위에 놓여지는 시트-금속 모양의 스트립(21)을 보여주며, 상기 부속물들(20)은 상기 열교환관들(3) 사이로 돌출되어 상기 열교환관들(3)을 받쳐 지지하게 된다. 도 10에 도시된 실시예의 경우, 2개의 시트-금속 스트립들(21)이 서로에 대해 역으로 적층배치되어, 홀딩부재(5)가 포개진 열교환관들(3)의 2개의 열에 대해 받침 효과(bracing effect)를 가질 수 있게 한다. 상기 시트-금속 스트립들(21)은 각각 상기 열교환관들(3)에 납땜될 수 있고, 또는 단지 클램핑에 의해 고정될 수 있다.

도 11에 도시된 실시예의 경우, 홀딩부재(5)는 다수의 구부러진 고정구들(fasteners: 22)을 갖는 시트-금속 모양의 부재로서 형성되며, 상기 고정구들(22) 각각은 이웃하는 열교환관들(3) 사이의 공간 속에 끼워져 상기 열교환관들(3)을 받쳐 지지하게 된다.

도 12는 예를 들어, 심가공(deep drawing)에 의해 형성된 시트-금속 모양의 부재(23)를 보여주며, 이것에 의해 홀딩부재(5)가 형성된다. 상기 시트-금속 모양의 부재(23)는 하우징 벽과 바깥쪽 열교환관 사이 또는 2개의 이웃하는 열교환관들(3) 사이의 부속물들(23a)과 결합된다. 상기 시트-금속 모양의 부재(23)는 상기 하우징을 향하는 뒷면(23b)에 의해 받쳐 지지된다.

도 13은 홀딩부재(5)가 심가공된 섹션(deep-drawn section)의 일부로서 또는 세모기둥 모양의 몸체(prismatic body)로서 형성된 실시예를 보여준다. 상기 홀딩부재(5)의 벽들을 충분히 얇게 형성하는 것 및 대응되는 벽 부속물들(24)을 제공하는 것에 의해, U-자형으로 구부러진 안쪽 열교환관의 가장자리들(limbs) 사이에 상기 홀딩부재(5)가 클램핑되어 위치될 수 있다. 이 실시예의 경우, 한편으로는 진동을 억제하도록 작용하며, 다른 한편으로는 액체 냉매가 전술한 공간(6)의 중앙 영역을 관통하여 흐르는 것을 쉽게 차단할 수 있도록 한다.

도 14 및 도 15는 홀딩부재(5)가 구부러진 고정구들(25)을 갖는 시트-금속 모양의 부재로서 형성된 다른 실시예를 보여주며, 상기 고정구들(25)은 이웃하는 열교환관들(3) 사이로 돌출되어 상기 열교환관들(3)을 받쳐 지지하게 된다. 도 14 및 도 15에 도시된 시트-금속 모양의 부재는 예를 들어, 스탬핑(stamping)을 통해 특히 간단하고 경제적으로 만들어질 수 있다.

도 16 및 도 17에 도시된 실시예의 경우, 홀딩부재(5)는 열교환관들(3)이 끼워지는 구멍들(26)을 갖는 판형 몸체로서 형성된다. 상기 홀딩부재(5)는 또한 냉매 통로용 제1리세스들(recesses: 27)을 갖는다. 상기 리세스들은 냉매가 상기 열교환관들(3)을 따라 상기 홀딩부재를 관통하여 흐를 수 있게 하며, 또한 상기 열교환관들이 상기 홀딩부재에 의해 지지되는 영역 속의 열교환관들 둘레를 흐를 수 있게 한다.

상기 홀딩부재(5)는 또한 상기 홀딩부재가 특히 하우징(미도시)에 받쳐 지지되도록 하는 제2리세스들(28)을 갖는다. 상기 제2리세스들(28)의 효과는 냉매가 기본적으로 하우징 벽을 따라 아무런 방해도 받지 않고 흐를 수 있게 하여, 상기 하우징 벽이 최적으로 냉각되게 하는 것이다.

도 18 및 도 19에 도시된 실시예의 경우, 홀딩부재(5)는 수직하게 돌출된 다수의 핀들 또는 볼트들(26)을 갖는 시트-금속 플레이트(sheet-metal plate)로서 형성된다. 상기 시트-금속 플레이트는 이웃하는 상기 열교환관들의 제1열(1) 및 제2열(2) 사이에 배치되며, 수직하게 연장되는 핀들(26)은 포개진 열교환관들(3a, 3b, 3c) 사이의 공간 속으로 돌출되어, 상기 열교환관들이 상호간에 받쳐 지지되게 한다.

Claims

제1유체를 전달하기 위한 다수의 열교환관들(3)을 포함하며, 상기 열교환관들(3)은 적어도 하나의 베이스에 고정되고, 제2유체가 관통하여 흐르는 하우징에 상기 열교환관들(3)이 배치되는 자동차용 열교환기에 있어서,
상기 하우징의 내부에 홀딩부재(5)가 배치되고, 상기 열교환관들(3)의 적어도 2개가 상기 홀딩부재(5)에 의해 받쳐 지지되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 열교환기는 엔진의 재순환된 배기가스를 냉각하기 위한 배기가스 냉각기인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열교환관들(3)의 적어도 하나는, 특히 알루미늄을 기반으로 한, 심가공된 섹션(deep-drawn section)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환관들(3)은 기본적으로 U-자형으로 구부러져 있으며, 특히 상기 베이스(4)에 있는 입구단과 출구단에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 특히 클립 방식으로 스프링-탄성수단(spring-elastic means: 10, 11)에 의해 적어도 부분적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 적어도 2개의 홀딩부재 부분(7, 8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제6항에 있어서,
상기 홀딩부재는 제1의 중앙 홀딩부재 부분(7) 및 적어도 하나, 특히 각각 서로 인접하는 적어도 2개의 외측 홀딩부재 부분(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항에 있어서,
상기 중앙 홀딩부재 부분(7)은 상기 열교환관들의 2개의 열(1, 2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 외측 홀딩부재 부분(8)과 중앙 홀딩부재 부분(7)은 탄성고정수단(10, 11)에 의해 서로 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 동일하게 형성된 제1의 외측 홀딩부재 부분(8)과 제2의 외측 홀딩부재 부분(8)이 제공되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환관들(3)을 가로지르도록 연장된 웹(web: 7a, 7b, 12, 13)이 상기 홀딩부재 부분(7, 8)의 적어도 하나에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제11항에 있어서,
이웃하는 열교환관들(3) 사이로 돌출되는 부속물들(appendages: 9, 14, 15)이 상기 웹(7a, 7b, 12, 13)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 상기 베이스(4)에 바로 인접한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 상기 베이스(4)로부터 떨어져 배치되며, 상기 제2유체를 위한 연결부는 상기 베이스(4) 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재는 기본적으로 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 기본적으로 시트-금속 모양의 부재(sheet-metal shaped part)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제16항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)의 적어도 일 부분은 소재-맞춤결합(material-fit), 특히 납땜에 의해 상기 열교환관들(3)의 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 적어도 부분적으로 상기 열교환관들(3) 사이의 공간(6)의 영역을 차지하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제18항에 있어서,
상기 공간(6)의 영역은 U-자형으로 연장된 열교환관(3b)의 가장자리들(limbs) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 이웃하는 열교환관들(3) 사이로 돌출되는 다수의 핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 이웃하는 열교환관들 사이로 돌출되는 다수의 구부러진 고정구들(bent fasteners: 22, 25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재는 이웃하는 열교환관들(3) 사이로 돌출되는 다수의 비드형 돌기들(bead-like protuberances: 19a, 19c)을 갖는 시트-금속 스트립들(sheet-metal strips)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 플레이트로서 형성되고, 상기 플레이트는 기본적으로 상기 열교환관들과 수직하게 연장되며 상기 열교환관들이 끼워지는 구멍들(26)을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 세모기둥 모양의 긴 몸체(prismatic elongate body)로서, 특히 프레스-가공된 섹션(press-drawn section)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 적어도 2개의 시트-금속 모양의 부재들(18a)로 구성된 중공 몸체(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 상기 하우징에 기대어 받쳐 지지되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀딩부재(5)는 상기 하우징과 열교환관들(3) 사이 간격의 적어도 여기저기로 연장되는 것을 특징으로 하는 열교환기.