KR20130023229A - 열교환기 및 열교환기용 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱(2)을 포함하는 열교환기에 관한 것으로, 케이싱의 내부에는 열교환 시트의 적층체를 포함하는 열교환 클러스터(3)가 수용되어 경납땜에 의해 부착되어 있으며, 각 시트(4)는 케이싱(2)에 경납땜되는 적어도 하나의 에지(14)를 포함한다. 본 열교환기는 상기 적층체(3)의 적어도 하나의 단부 시트(4E)의 에지(14) 중 적어도 일 부분에 케이싱이 경납땜되는 것을 방지하도록 구성되는 수단인 소위 분리 수단(20, 21, 22, 23)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의해 열교환기는 더욱 가요적으로 되고 또한 열응력을 더 잘 흡수하게 된다.

Description

열교환기 및 열교환기용 시트{HEAT EXCHANGER AND PLATES FOR THE EXCHANGER}

본 발명은 특히 차량의 열 엔진을 위한 열교환기 분야에 관한 것이다.

본 발명은 특히 차량의 열 엔진의 터보과급 가스(선택적으로 재순환 배출 가스와 혼합됨)의 냉각기로 사용되는 열교환기에 적용되며, 이러한 냉각기는 엔진 입구에서 공기의 밀도를 현저히 증가시킬 수 있다.

공지된 방식으로, 터보과급 가스를 냉각하기 위해, 그러한 열교환기는 적절한 냉각 회로에서 유지 및 안내되는 물 또는 글리콜화(glycolated) 물과 같은 냉각 유체를 사용할 수 있다. 통상적으로, 이는 차량의 "저온" 냉각 회로로 알려져 있는 것이다.

터보과급 가스(이 가스는 압축기에서 나오는 것이므로 그 가스의 압력은 특히 높음)에 의해 열교환기에 가해지는 다양한 기계적 응력은 빈번히 열교환기 구조를 약화시키는데, 이 때문에 엔진의 공기 흡입 회로내의 냉각 유체의 누출이 발생되어 그 엔진이 심각하게 손상될 수 있다.

본 출원인 명의의 특허 출원 제 FR 2933176 호에는, 그러한 기계적 응력을 견디고 흡수할 수 있는 강성적인 구조를 갖는 열교환기가 알려져 있다.

이러한 열교환기는 서로에 적층되는 금속 시트의 클러스터를 포함하는데, 이 클러스터는 역시 금속으로 된 케이싱(하우징이라고도 함)의 내부에 수용된다. 이 케이싱은 (시트의 큰 치수에 대해) 두개의 대향하는 횡벽을 포함하며, 이들 횡벽은 시트 클러스터의 주변에 사각형 단면의 주변 인클로저(enclosure)를 형성하기 위해 바닥벽과 정상벽에 연결되어 있다.

케이싱의 주변 인클로저의 개방 측에는 입구 및 출구 매니폴드가 부착되도록 설계되어 있으며, 이들 매니폴드는 커버 및 엔진에 대한 유입 공기 분배기 둘다의 형태를 취할 수 있으며 또한 그들 매니폴드를 통해 터보과급 가스가 시트 클러스터에 들어가 나가게 된다.

또한, 시트 클러스터의 시트는 각각 경납땜(brazing)으로 결합되는 한쌍의 플레이트로 형성된다. 각 쌍의 플레이트는 그들 사이에서 일반적으로 길이방향의 제 1 순환 채널을 형성하게 되는데, 이 채널 안에서 글리콜화 물이 순환한다. 일단 클러스터의 시트가 적층되어 서로에 경납땜되면, 인접한 플레이트의 쌍들 사이에 형성된 공간은 냉각될 터보과급 가스가 횡단하도록 설계된 제 2 횡채널을 형성하게 되며, 이들 가스는 플레이트를 통해 글리콜화 물과 열교환하게 된다.

열교환기의 구조에 가해지는 압력에 대한 저항성을 현저히 보장하기 위해, 시트의 길이방향 단부 에지("시트 헤드"라고도 함)는 경납땜에 의해 케이싱의 두 대향하는 횡벽에 고정된다.

플레이트 쌍들을 함께 경납땜하고 또한 케이싱의 벽에 경납땜하기 위한 작업은 미리 결합된 열교환기를 경납땜 오븐 안으로 넣어 단일 작업으로 수행될 수 있다.

특히, 시트 헤드는 케이싱에 부착하기 위한 수단(탭(tab) 또는 립(lip)의 형태로 되어 있음)을 포함하는데, 이러한 수단은 케이싱의 횡벽에 실질적으로 평행한 표면을 가지며 그 횡벽 상에 가압되게 배치되고, 또한 그 수단 위에는 경납땜 재료가 배치된다. 시트와 케이싱의 벽이 경납땜 오븐 내로 연장되는 경우, 경납땜 재료가 녹아 부착 수단이 케이싱의 횡벽에 결합된다. 이렇게 해서, 클러스터의 모든 시트들이 케이싱에 고정된다.

이러한 용이한 연결로 열교환기 구조는 큰 강성을 갖게 되며 또한 그가 받는 다양한 기계적 응력에 대한 증가된 저항성을 갖게 된다.

본 발명의 목적은 특히 상기한 종류의 열교환기를 개발하는 것이다.

따라서, 본 발명은 케이싱을 포함하는 열교환기에 관한 것으로, 상기 케이싱의 내부에는 열교환 시트의 적층체를 포함하는 열교환 클러스터가 수용되어 경납땜에 의해 부착되어 있으며, 각 시트는 케이싱에 경납땜되는 적어도 하나의 에지를 포함하며, 상기 열교환기는, 적층체의 적어도 하나의 단부 시트의 에지의 적어도 일 부분이 케이싱에 경납땜되는 것을 방지하도록 설계되어 있는 수단(분리 수단이라고 함)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 적층체의 단부 시트는 상기 시트 부분에서 케이싱에 고정되지 않으며, 이에 의해 단부 시트의 이들 영역에서 응력이 완화되는 열교환기가 제공된다.

시트는 실질적으로 평면내에서 연장되어 있고 또한 이들 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 서로에 적층되므로, 적층체의 단부 시트는 이 적층 방향으로 적층체의 단부들 중의 어느 하나에 위치되는 시트로 이해한다.

본원에서 주목해야 할 것으로, 위에서 언급한 바와 같이 시트쌍의 형태로 된 시트 적층체로 형성되는 클러스터의 경우, 상기 분리 수단이 구비되는 단부 시트와 케이싱 사이에는 연결 시트가 제공될 수 있다. 이러한 방식에서, 따라서 상기 단부 시트는 클러스터의 일 측 및/또는 타 측에 제공되어 냉각 유체를 위한 순환 통로를 형성하는 시트쌍들로 구성된다.

본 출원인의 공적으로 관찰한 바로, 한편으로 시트 에지의 방향에 수직한 시트의 면내에서의 팽창(이하, 길이방향 팽창이라고 함) 및 다른 한편으로는 시트의 적층 방향으로의 팽창(이하, 횡방향 팽창이라고 함)은 클러스터의 다양한 시트들 사이에서 고르지 않았다. 다음과 같은 점들이 명백히 밝혀졌다:

- 단부 시트는 중앙 시트의 누적 횡방향 팽창을 받으며, 따라서 단부 시트의 횡방향 팽창은 중앙 시트보다 실질적으로 더 크게 된다.

- 케이싱 벽의 길이방향 및 횡방향 팽창은 클러스터 시트보다 더 적고 또한 더 느리며(명백히 그 이유는 케이싱의 일반적으로 더 큰 벽 두께 및 케이싱 재료의 고유한 물리적 특성 때문이며 또한 케이싱 벽의 일 측만이 터보과급 가스에 노출되기 때문이다), 이는 클러스터의 단부 시트의 길이방향 및 횡방향 팽창에 전달되어 단부 시트가 케이싱에 의해 폐쇄된다.

결과적으로, 본 발명에 의하면, 일반적으로 또한 특히 분리 수단의 영역에서 열교환기의 강성이 감소되고 그의 가요성은 증가되는데, 이에 의해 단부 시트에 의한 기계적 응력의 흡수가 개선되어, 열교환기 구조의 피로의 위험이 제한된다. 이들 이점은 에지 부분의 분리로 얻어지는데, 이 에지 부분은 원래는 반대로 경납땜으로 케이싱에 고정되도록 되어 있던 것이다.

본 발명의 근원적인 과제는 차량의 열 엔진의 터보과급 공기를 글리콜화 물로 냉각하기 위한 열교환기에 관한 것이다. 하지만, 본 출원인은 그 권리 범위를 이러한 용도에만 한정하고자 하는 것은 아닌데, 왜냐하면 본 발명은 보다 일반적으로는 순환하는 유체에 상관없이 시트 적층체가 케이싱에 경납땜되어 있는 어떠한 열교환기에도 적용되기 때문이다.

일 실시형태에 따르면, 분리 수단은 상기 단부 시트의 전체 에지를 따라 배치되는데, 다시 말해, 그 에지의 일 단부에서부터 타 단부까지 이 에지를 따라 연속적으로 배치된다.

일 실시형태에 따르면, 열교환기는 적층체의 동일한 일 측 및/또는 양 측(예컨대, 정상측 또는 바닥측)에서 복수의 단부 시트의 에지의 적어도 일 부분을 따르는 분리 수단을 포함한다. 다시 말해, 분리 수단은,

- 적층체의 제 1 측에 있는 하나 이상의 단부 시트를 위해, 그리고/또는

- 적층체의 타측에 있는 하나 이상의 단부 시트를 위해 제공될 수 있다.

더욱이, 분리 수단은 (시트의 양 측에서) 케이싱의 일 벽 또는 케이싱의 양 벽에 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시형태에 따르면, 분리 수단은 시트의 상기 에지 부분과 케이싱 사이에 배치되는 틈새를 포함한다. 이러한 틈새는 경납땜 중에 당해 표면이 접촉하지 않기 때문에 상기 단부 시트가 상기 에지 부분에서 케이싱으로부터 떨어지는 것을 방지한다.

이는 열교환기가 작동 중일 때 특히 케이싱에 경납땜되는 그의 에지에서 단부 시트(들)에 가해지는 기계적 응력을 실질적으로 제한한다.

더욱이, 이 경우 일 실시형태에 따르면, 케이싱은 상기 단부 시트와 대향하여 배치되는 적어도 하나의 내부 홈을 포함하고, 상기 틈새는 그 내부 홈에 배치된다. 따라서, 분리 수단은 단순히 케이싱의 벽의 구조화로 형성된다.

바람직하게는, 케이싱은 적어도 단부 만큼 많은 내부 홈을 포함하며, 각 내부 홈은 상기 단부 시트의 적어도 하나와 대향하여 배치된다.

일 실시형태에 따르면, 열교환기의 시트는 그들의 에지의 적어도 일 부분을 따라, 케이싱에 경납땜되기 위해 그 케이싱과 접촉하도록 설계되어 있는 소정 폭의 부착 수단(예컨대, 탭 또는 립의 형태로 되어 있음)을 포함하므로, 내부 홈은 상기 부착 수단의 소정의 폭과 적어도 동일한 폭을 갖게 된다.

더욱이, 바람직하게는, 시트는 그들의 에지의 방향에 평행하고 적층체의 방향에는 수직한 폭을 가지므로, 내부 홈은 상기 단부 시트의 폭과 적어도 동일한 길이를 갖는다.

일 변형예로서 또는 추가적으로, 시트는 그들의 에지의 방향에 또한 적층체의 방향에 수직한 길이를 가지므로, 상기 단부 시트는 다른 시트의 길이보다 짧은 길이를 갖게 된다. 중앙 시트보다 짧은 하나 이상의 단부 시트를 제공함으로써, 케이싱과 상기 단부 시트(들) 사이에 틈새가 마련되며, 이 틈새는 그 케이싱과 단부 시트가 경납땜으로 고정되는 것을 방지한다.

단부 시트의 에지와 케이싱 사이의 틈새가 어떻게 얻어지는가에 상관없이, 이 틈새는 바람직하게는 적어도 0.1㎜이다.

더욱이, 본 발명에 따른 다른 실시형태에 따르면, 분리 수단은 상기 케이싱에 배치되는 무경납땜성(unbrazable) 재료로 된 적어도 하나의 스트립을 포함하고, 이 스트립은 상기 시트 클러스터 쪽으로 배향되고 또한 상기 단부 시트의 에지의 상기 부분과 대향하여 배치된다.

따라서, 스트립의 영역에서 경납땜이 방지되며, 이에 의해, 에지에 있어서 단부 시트로부터 분리되는 부분이 규정된다.

본 발명에 따른 다른 실시형태에 따르면, 시트의 에지 부분은 경납땜 재료를 갖지 않으며, 그러므로 이 부분은 경납땜 중에 케이싱에 고정되지 않는다.

이들 두 경우, 그러므로 분리 수단은 어떤 영역에 있는 부분의 코팅에 대한 수정으로 간단히 얻어진다.

본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면, 시트는 그들의 에지의 적어도 일 부분을 따라, 케이싱에 경납땜되기 위해 그 케이싱과 접촉하도록 설계되어 있는 부착 수단(예컨대, 탭 또는 립의 형태로 되어 있음)을 포함하며, 상기 단부 시트의 에지 부분은 이러한 부착 수단을 갖지 않는다. 따라서 분리 수단은 시트의 구조를 적합하게 하여 얻어진다.

본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면, 열교환 시트 적층체의 모든 시트가 분리 수단을 포함한다.

본 발명은 또한 전술한 열교환기를 위한 시트에 관한 것으로, 이 시트는 케이싱에 경납땜되는 적어도 하나의 에지를 포함하고, 또한 상기 시트는 그의 에지의 적어도 일 부분이 케이싱으로부터 분리시키기 위한 수단을 포함한다.

시트에 배치될 때, 상기 수단은 예컨대 시트의 에지 부분에서 경납땜 재료가 없는 것, 해당 부분에서 에지가 없는 것 또는 다른 시트보다 짧은 길이의 시트를 형성하는 것으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 첨부 도면의 플레이트를 참조하여 본 발명의 열교환기의 다양한 실시형태에 대한 이하의 설명의 도움으로 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시형태에 따른 열교환기의 일 예시적인 실시형태의 개략적인 분해 사시도,
도 2는 도 1의 결합된 열교환기의 개략적인 부분 종단면도로, 열교환 클러스터의 단부 시트의 분리를 도시하는 도면,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 제 2 내지 5 실시형태에 따른 열교환기의 개략적인 종단면도.

도 1은 차량(미도시)의 열 엔진의 터보 과급 공기를 냉각하도록 설계되어 있는 본 발명에 따른 열교환기(1)의 예시적인 실시형태를 개략적으로 나타낸다.

공지된 방식으로, 상기 열교환기(1)는 금속 케이싱(2)을 포함하고, 이 케이싱의 내부에는 금속 열교환 시트(4)의 적층체를 포함하는 열교환 클러스터(3)가 수용되어 경납땜에 의해 부착되어 있다.

상기 클러스터(3)의 각 시트(4)는 일반적으로 평평하며(또는 평평한 평행육면체) 또한 통상적인 방식으로 대응 방향으로 길이(L)(장변이라고도 함), 폭(I)(단변이라고도 함) 및 두께(e)(도 2에 나타나 있음)를 갖는다. 길이방향, 측방향, 횡방향이라는 개념은 시트(4)의 길이(L) 방향, 폭(I) 방향 및 두께(e) 방향과 관련하여 각각 정의된다. 더욱이, 상류 및 하류의 개념은 클러스터에서 재순환 가스 스트림의 유동 방향(화살표 G로 표시되어 있음)에 대해 정의된다.

서로 겹쳐져 있는 시트(4)의 적층(3)은 시트(4)의 횡방향(e)에 평행하면서 그 시트의 길이방향(L)에 수직인 적층 방향으로 이루어진다. 정상 및 바닥의 개념은 적층 방향으로 적층체(3)의 정상측(3I) 및 바닥측(3S) 각각에 대해 정의된다.

클러스더(3)의 시트(4)들 각각은 경납땜으로 결합되는 한쌍의 플레이트(5)로 형성된다. 프레스 가공되는 각 플레이트(5)는 두개의 보스(boss; 6)를 포함하며, 각 보스에는 차량의 저온 회로에서 오는 냉각 유체(예컨대, 글리콜화 물)의 유입 및 유출을 가능하게 하는 구멍(7)이 제공되어 있다.

시트(4)에 속하는 플레이트(5)의 두 각각의 보스(6)는 인접한 시트(4)의 플레이트(5)에 속하는 대향 인접 플레이트(5)의 대응하는 두 각각의 보스(6)와 연통한다. 보스(6)의 두 연속적이고 겹져진 결합체는 적층 방향에 실질적으로 평행한 두 분배 덕트(8, 8')를 각각 형성하게 된다. 이에 의해, 클러스터(3)의 겹쳐진 시트(4)들 사이에서 상기 글리콜화 물이 유체 연통될 수 있다. 냉각 유체는 두 분배 덕트(8) 중의 하나(유입 덕트(8)라고 함)를 통해, 케이싱(2)에 설치되고 상기 유입 덕트(8)에 연결되어 있는 유입 노즐(9)에 의해 시트의 클러스터에 들어가며, 다른 분배 덕트(8')(유출 덕트(8')라고 함)를 통해, 역시 케이싱(2)에 설치되어 상기 유출 덕트(8')와 연통하는 유출 노즐(9')에 의해 클러스터(3)를 나가게 된다.

시트(4)의 각 플레이트(5)는 일련의 칼라(10)를 포함하는데, 이들 칼라는 예컨대 경납땜으로 시트(4)의 다른 플레이트(5)의 칼라(10)에 접합되도록 설계되어 있다. 이에 의해, 클러스터(3)의 각 시트(4)내에서 냉각 유체가 순환할 수 있게 하는 제 1 코일형 채널(11)이 형성된다. 도 1의 실시예에서, 시트(4)의 제 1 채널(11)은 그 시트(4)의 길이방향 단부의 근처에 있는 복귀부(11B)에 의해 서로 연결되는 길이방향 부분(11a)을 포함하며, 이에 의해 각 시트(4)에서 글리콜화 물을 위한 여러개의 순환 통로를 형성할 수 있다.

각 플레이트(5)는 또한 제 1 채널(11)내에(즉, 제 1 채널의 다양한 순환 통로내에) 배치되는 일련의 분열 보스(12)를 포함한다. 이들 분열 보스(12)는 제 1 채널(11)내에서의 글리콜화 물의 순환을 교란시켜 글리콜화 물과 냉각 대상 터보과급 가스 사이의 열교환을 개선할 수 있다.

각 시트 사이에 형성되는 공간은 시트(4)의 폭(I) 방향으로 제 2 채널(13)(도 2)을 규정하는데, 이 채널은 제 1 채널(11)의 길이방향 부분(11A)에 수직하고 또한 냉각 대상 터보과급 가스가 그 제 2 채널을 횡단하게 된다. 이들 제 2 채널(13) 내에는 파형 스페이서(도면에는 미도시)가 배치되어 있는데, 이들 파형 스페이서는 가스 스트림의 유동을 교란시켜 열교환을 촉진시키기 위해 대응하는 인접 시트(4)에 경납땜된다. 그러므로, 터보과급 가스는 클러스터(3)의 시트(4)의 플레이트(5)의 벽에 접촉하여 냉각되도록 상기 파형 스페이서를 통해 제 2 채널(13)에서 순환한다.

이렇게 해서 터보과급 가스는 글리콜화 물에 의해 냉각되며, 이 물은 처음에 유입 노즐(9)에 의해 클러스터(3)에 들어가고 그리고 나서 유입 덕트(8)에 의해 여러 시트(4)에 분배되고 터보과급 가스와 열교환하기 위해 제 1 채널(11)내에서 순환하고 끝으로 덕트(8')와 유출 노즐(9')을 통해 시트의 클러스터(3)로부터 배출된다.

적층체(3)는 특히 두개의 개별적인 연결 플레이트(5R)를 포함하는데, 이들 플레이트는 적층체(3)의 바닥측(3I) 및 정상측(3S)의 단부에 각각 배치되며 또한 그들의 칼라(10)에 의해 케이싱(2)의 바닥벽(2I) 및 정상벽(2S)의 면(적층체(3)를 향하는 면)에 각각 경납땜된다.

더욱이, 일 시트(4)의 두 플레이트(5) 각각은 그의 길이방향 단부(또는 작은 변) 각각에서 단부 에지(14)(또는 시트 헤드)를 포함한다.

시트(4)의 각 플레이트(5)의 길이방향 단부 에지(14)는, 시트(4)의 폭(I)을 따라(즉, 측방향으로) 그 단부 에지의 길이방향으로 또한 시트의 두께(e)를 따라(즉, 적층 방향으로) 단부 에지의 폭 방향으로 연장되어 있는 부착 탭(tab)(또는 립(lip))(15)을 포함한다. 이 부착 탭(15)의 길이는 그가 속하는 플레이트(5)의 폭(I)에 상당한다.

클러스터(3)의 시트(4)의 일 에지(14)에서, 시트(4)의 정상 플레이트(5)의 부착 탭(15)은 적층체(3)의 정상측 방향으로 연장되어 있으며, 정합하는 바닥 플레이트의 부착 탭은 적층체의 바닥측 방향으로 연장되어 있다.

따라서, 클러스터(3)의 각 시트(4)는 그의 길이방향 단부 에지(14)에서, 케이싱에 부착하기 위한 수단을 형성하는 한쌍의 부착 탭(15)(소정의 폭을 가짐)을 포함한다.

시트의 클러스터(3)는 두개의 상호 대향 횡벽(2A)(횡방향 및 측방향으로 연장되어 있음)을 포함하는 금속 케이싱(2)의 내부에 수용되며, 상기 두 횡벽은 공지된 방식으로 바닥벽(2I)과 그 반대편의 정상벽(2S)(이들 두 벽은 길이방향 및 측방향으로 연장되어 있음)에 경납땜되어 사각형 단면의 주변 인클로저(enclosure)(또는 몸체)를 형성한다. 물론, 어떤 다른 종류의 단면(정사각형, 사다리꼴 등)이라도 고려될 수 있다. 더욱이, 상기 주변 인클로저는 미리 결합된 U형 단면 프레임 및 이 프레임의 두 자유 날개부를 연결해주는 정합 벽으로도 마찬가지로 형성될 수 있으며 또는 그 밖에 두개의 L-피스(piece)로도 형성될 수 있다.

횡벽(2A)과 바닥벽(2I) 및 정상벽(2S)은 사각형이어서 케이싱(2)은 일반적으로 평행육면체형으로 된다.

횡벽(2A)의 테두리는 길이방향을 따라(즉, 대응 횡벽(2A)에 직각으로) 연장되어 있는 주변 돌출 림(16)을 포함한다.

각 횡벽(2A)의 돌출 림(16)의 바닥 측방부(16I) 및 정상 측방부(16S)는, 케이싱(2)의 주변 인클로저를 경납땜으로 결합하기 위한 목적으로 바닥벽(2I)과 정상벽(2S) 각각에 대한 지탱면으로서 역할한다.

더욱이, 케이싱(2)의 바닥벽(2I)과 정상벽(2S) 각각은 그들의 상류 및 하류의 측방 단부에 위치되는 두개의 길이방향 돌출 림(17A, 17B)을 포함한다.

도 1의 실시예에서, 주변 인클로저는 두개의 상류 및 하류 개방면을 가지며, 이들 개방면은 열교환기의 양 측에서 연장되어 있다. 상류 개방면은 두 횡벽(2A) 각각의 돌출 림(16)의 상류 횡부(16A) 및 바닥벽(2I)과 정상벽(2S)의 상류 길이방향 돌출 림(17A)으로 경계가 정해진다. 유사하게, 하류 개방면은 두 횡벽(2A) 각각의 돌출 림(16)의 하류 횡부(16B) 및 바닥벽(2I)와 정상벽(2S)의 하류 길이방향 돌출 림(17B)으로 경계가 정해진다.

상류 개방면은 열교환기 내로 들어가는 과급 가스의 유입과 관련되어 있고, 하류 개방면은 열교환에서 나가는 과급 가스의 유출과 관련되어 있다. 다시 말해, 이들 두 개방면은 열교환기(1)에서 터보 과급 가스의 순환이 일어나게 한다.

케이싱(2)의 주변 인클로저의 개방면에는 유입 및 유출 매니폴드(2B)가 부착되도록 설계되어 있으며, 이들 매니폴드는 커버 및 엔진을 위한 흡입 공기 분배기의 형태로 되어 있고 터보 과급 가스가 상기 유입 및 유출 매니폴드를 통해 들어가고 나가게 된다.

상기 돌출 림(16A, 17A; 16B, 17B)는 상류 및 하류 개방면의 경계를 정하고 또한 대응하는 매니폴드(2B)가 끼워맞춤되고 (예컨대, 용접, 경납땜 또는 그밖에 플랜지에 의해) 부착되는 지탱면을 형성하게 된다.

더욱이, 횡벽(2A)의 돌출 림(16)의 바닥 측방부(16I) 및 정상 측방부(16S) 각각은 길이방향에 수직하게 연장되어 있는 두개의 보조 어셈블리 탭(tab; 18)을 포함하며, 이러한 각각의 보조 어셈블리 탭은 상기 돌출 림(16)을 절단하여 형성된다.

보조 탭(18)은 케이싱(2)의 각 벽, 즉 바닥벽(2I) 및 정상벽(2S)에 배치되는 대향하는 정합 구멍(19)과 상호 작용하도록 설계되어 있다.

공지된 방식으로, 특히 열교환기(1)의 구조에 가해지는 압력에 대한 저항성을 제공하기 위해, 클러스터(3)의 적층 시트(4)의 길이방향 단부 에지(14)는 경납땜으로 케이싱(2)의 두 횡벽(2A)에 각각 고정되는데, 보다 정확히 말하면, 상기 길이방향 단부 에지는 케이싱(2)의 이들 횡벽(2A)의 내부 표면에 경납땜된다.

부착 수단을 형성하는 에지(14)의 탭(15)은 통상적으로 횡벽(2A)의 내부 표면 쪽으로 향하는 그의 면 전체에 걸쳐, 경납땜 작업 중에 케이싱(2)의 횡벽(2A)의 내부 표면에 시트(4)를 부착하기 위해 설계된 경납땜 재료(도면에는 도시되지 않음)로 덮히게 된다.

그러나, 본 발명에 따르면, 열교환기(1)의 강성을 줄이고 그의 가요성을 증가시키기 위해, 열교환기는 적층체의 바닥측(3E) 및/또는 정상측(3S)에 배치되는 적층체(3)의 하나 이상의 단부 시트(4E)의 길이방향 단부 에지(14)의 일 부분 또는 전체에서 케이싱(2)이 경납땜되는 것을 방지하기 위한 수단(분리 수단으로 알려져 있음)을 포함한다.

따라서, 부착되지 않는 단부 시트(4E)의 에지(14)의 일 부분 또는 전체는 에지(14)의 상기 부분에서 케이싱(2)에 고정되지 않으며, 이에 의해 열교환기(1)는 단부 시트(4E)의 이들 영역에서 응력이 완화된다.

결과적으로, 단부 시트(4E)에 의한 기계적 응력의 흡수가 개선되어, 열교환기(1)의 구조의 피로의 위험이 제한된다.

특별한 실시형태에 따르면, 적층체(3)의 시트의 길이방향 단부 에지(14) 모두가 열교환기의 케이싱(2)에 고정되지 않는다.

설명한 실시형태에서, 상기 분리 수단은 전체 길이에 걸쳐 적층체(3)의 두 바닥 및 정상 단부 시트(4E)의 두 길이방향 단부 에지(14)로부터 케이싱(2)을 분리시키도록 배치된다. 다시 말해, 열교환기의 정상 및 바닥측의 두 단부 시트(4E)는 그들의 두 에지(14)의 전체를 따라(열교환기의 길이의 양 측에서) 케이싱(2)으로부터 분리되어 있다.

물론, 변형예로서 또는 추가적으로 다음과 같은 구성도 가능하다:

- 분리 수단은 단부 시트의 각 에지의 하나 이상의 부분(하지만 전체는 아님)의 부분적인 분리만 일으키며, 그리고/또는

- 단부 시트의 에지는 열교환기의 단지 일 측 또는 양 측(길이방향 및/또는 정상 및 바닥)에서 케이싱으로부터 분리되며; 그리고/또는

- 적층체의 동일한 일 측(바닥측 또는 정상측)의 하나 이상의 단부 에지가 분리된다.

나타나 있는 실시형태에서, 전술한 개별 연결 플레이트(5R)는 본 발명의 의미내에서는 단부 에지(4E)로 생각되지 않으며 케이싱에 경납땜되는데, 이 경우 각각의 연결 플레이트(5R)는 플레이트와 결합되어 시트(4)를 형성하지 않고 그의 기능은 주로 구조적인 것이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 도 1 및 2의 실시예에서, 분리 수단은 내부 직선형 홈(20)(본 실시예에서는 4개)을 포함하는데, 이 홈은 길이에 있어서 대응 단부 시트(4E)의 에지(14)를 따라 측방향으로 연장되어 있다. 이들 내부 홈(20)은 케이싱(2)의 횡벽(2A)의 내부 표면(즉, 클러스터(3) 쪽으로 향하는 표면)에 배치된다. 상기 홈들은 또한 두 단부 시트(4E)의 대응하는 길이방향 단부 에지(14)와 대향하여 배치된다.

측방향으로 규정되는 홈(20)의 길이는 유리하게는 단부 시트의 폭보다 큰데, 하지만 분명 다른 식으로도 될 수 있다(예컨대, 동일하거나 그보다 작을 수도 있음).

더욱이, 적층체의 방향으로 규정되는 내부 홈(20)의 폭은 상기 폭과 다를 수 있지만, 유리하게는 단부 시트(4E)의 에지(14)를 부착하기 위한 수단의 폭보다 크다.

따라서, 각 홈(20)은 케이싱(2)의 횡벽과 대응 단부 시트(4E)의 대향 에지(14) 사이에서 틈새(21)를 형성하는데, 이러한 틈새는 에지(14)와 마주하는 케이싱(2)의 횡벽(2A)에 그 에지가 경납땜으로 고정되는 것을 방지한다.

횡벽(2A)의 내부 홈(20)이 깊어질수록, 대응 에지와 이 벽(2A) 사이에 배치되는 틈새(21)가 더 커지게 된다. 바람직하게는, 그 틈새(21)는 적어도 0.1㎜이다.

도 3의 실시예에서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 두 단부 시트(4E) 각각의 길이(L)는 다른 시트(4)보다 작다. 예컨대, 단부 시트(4E)의 길이(L)는 이 단부 시트의 각 길이방향 단부 에지(14) 및 대응하는 대향 횡벽(2A) 사이에 0.1㎜의 틈새(22)가 형성되도록 될 수 있다.

내부 홈(20)에 의해 마련되는 틈새(21)와 유사한 방식으로, 더 짧은 길이의 단부 시트(4E)를 배치하여 얻어지는 틈새(22)는 이들 시트(4E)의 에지(14)가 케이싱(2)에 경납땜되는 것을 방지한다.

더욱이, 도 4의 실시예에서, 본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 분리 수단은 경납땜성이 없는 재료로 된 스트립(23)을 포함한다. 횡벽(2A)의 면에 배치되어 클러스터(3) 쪽을 향하는 이들 스트립(23)은 유리하게는 얇은 재료 필름의 형태로 되어 있다. 예컨대, 투명한 페이퍼 접착 테이프("타이로(tiro)" 자기 접착성 테이프 또는 자동차 차체 제작공 접착 테이프라고도 함)를 사용할 수 있다.

각각의 무경납땜성 스트립(23)은 길이와 폭이 규정될 수 있다.

대안적으로, 무경납땜성 스트립(23)은 해당 플레이트(5)상에 배치될 수 있다.

따라서, 시트 클러스터(3)를 케이싱(2)에 경납땜하는 작업 중에, 무경납땜성 재료의 이러한 스트립(23)과 대향하는 단부 시트(4E)의 에지(14)는 대응하는 횡벽(2A)에 경납땜되지 않는데, 왜냐하면 상기 스트립(23)이 경납땜을 방지하기 때문이다.

다시 주목해야 할 것으로, 하나의 동일한 단부 시트 에지와 대향하는 무경납땜성 재료의 스트립의 하나 이상의 부분을 사용하는 것도 분명 가능하며, 따라서 무경납땜성 스트립의 상기 부분(들)과 대향하는 에지의 일 부분은 경납땜 작업 후에 대응 횡벽으로부터 자유롭게 유지된다. 후자의 경우, 열교환기는 에지에 있어서 경납땜되지 못하고 케이싱으로부터 자유로운 부분(들)에서 응력이 완화된다.

도 5의 실시예에서, 본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 에지(14)의 부착 탭(15)(케이싱(2)에 부착하기 위한 수단을 형성함)은 경납땜 재료로 덮히지 않으며, 따라서 열교환기(1)를 경납땜하는 작업 중에, 이들 탭(15)과 대향하는 대응 횡벽(2A)에 그 탭이 경납땜될 수 없다.

당업자라면 제 3 실시형태와 제 4 실시형태 중의 어느 것이 산업적 적용이 용이한지에 따라 그 두 실시형태들 중에서 하나를 선택할 수 있을 것이다:

- 제 3 실시형태에서, 해당 플레이트(5)는 열교환기의 다른 플레이트 처럼형성되며 무경납땜성 재료의 스트립은 어느 곳에서나 배치될 수 있다.

- 제 4 실시형태에서, 해당 플레이트(5)를 다른 요소에 부착하는데 필요한 경납땜 재료를 그 플레이트에 가하는 동안에 상기 해당 플레이트는 경납땜 재료로 덮히지 않도록 형성된다.

도 6의 실시예에서, 본 발명의 도 5 실시형태에 따르면, 두 단부 시트(4E)의 길이방향 단부 에지(14)는 케이싱(2)에 부착하기 위한 수단(15)을 갖지 않는다.

경납땜 재료가 시트 에지(14)의 부착 탭(15)의 면에만 배치되면(횡벽(2A)의 내부면에는 배치되지 않음), 케이싱(2)의 횡벽(2A)에 대한 경납땜에 의한 연결이 얻어질 수 없는데, 왜냐하면 이러한 연결을 이룰 수 있는 경납땜 재료가 없기 때문이다.

부착 수단을 갖지 않는 단부 시트(4E)는 어떤 원하는 방식으로도 얻어질 수 있다(그러한 부착 수단이 이미 부착되어 있는 시트로부터 그 부착 수단을 절단하는 것, 처음부터 부착 수단을 갖지 않는 시트를 제작하는 것 등). 부착 수단(15)이 단부 시트(4E)의 에지(14)에 이미 존재한다면, 이들 부착 수단(15)을 제거해서 상기 에지와 케이싱(2)의 대응 횡벽(2A) 사이에 틈새(24)를 또한 형성할 수 있는데, 이 틈새는 경납땜에 의한 고정을 방지한다.

상기 예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 단지 한 종류의 분리 수단만 사용되고 있다. 하나의 동일한 열교환기 및 심지어 하나의 동일한 플레이트 에지에서 일종 이상의 이들 수단을 조합하는 것도 분명 가능하다.

더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명은 차량의 열 엔진을 위한 열교환기를 냉각하는 용도에만 한정되는 것은 결코 아니며, 보다 일반적으로는 순환하는 유체에 상관없이 케이싱에 경납땜되는 시트 적층체를 갖는 어떠한 열교환기에도 적용된다.

Claims (12)

1. 케이싱(2)을 포함하는 열교환기로서, 상기 케이싱의 내부에는 열교환 시트의 적층체를 포함하는 열교환 클러스터(3)가 수용되어 경납땜에 의해 부착되어 있으며, 각 시트(4)는 상기 케이싱(2)에 경납땜되는 적어도 하나의 에지(14)를 포함하는, 상기 열교환기에 있어서,
   상기 적층체(3)의 적어도 하나의 단부 시트(4E)의 에지(14) 중 적어도 일 부분이 케이싱(2) 상에 경납땜되는 것을 방지하도록 구성되는 분리 수단(20, 21, 22, 23)을 포함하는 것을 특징으로 하는
   열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분리 수단(20, 21, 22, 23)은 상기 단부 시트(4E)의 전체 에지(14)를 따라 배치되어 있는
   열교환기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 적층체(3)의 동일한 일 측 및/또는 양 측(3I, 3S)에서 복수의 단부 시트(4E)의 에지(14) 중 적어도 일 부분을 따라 배치되는 분리 수단을 포함하는
   열교환기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   분리 수단(20)은 시트의 상기 에지 부분(14)과 케이싱(2) 사이에 배치되는 틈새(21)를 포함하는
   열교환기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 케이싱(2)은 상기 단부 시트(4E)와 대향하여 배치되는 적어도 하나의 내부 홈(20)을 포함하고, 상기 틈새(21)는 상기 내부 홈(20)에 배치되는
   열교환기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트(4, 4E)는 시트의 에지(14)의 방향에 또한 적층체의 방향에 수직한 길이(L)를 가지며, 상기 단부 시트(4E)는 다른 시트(4)의 길이보다 짧은 길이(L)를 갖는
   열교환기.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   소정의 상기 틈새(21)는 적어도 0.1㎜인
   열교환기.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분리 수단은 상기 케이싱(2)에 배치되는 무경납땜성 재료(unbrazable material)의 적어도 하나의 스트립(23)을 포함하고, 상기 스트립은 상기 시트 클러스터(3) 쪽으로 배향되고 또한 상기 단부 시트(4E)의 에지(14)의 상기 부분과 대향하여 배치되는
   열교환기.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트의 에지 부분(14)은 경납땜 재료를 갖지 않는
   열교환기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트(4, 4E)는, 시트의 에지(14)의 적어도 일 부분을 따라, 상기 케이싱(2)과 접촉하여 케이싱(2)에 경납땜되도록 구성되는 부착 수단(15)을 포함하며, 상기 단부 시트(4E)의 에지 부분은 상기 부착 수단(15)을 갖지 않는
    열교환기.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열교환 시트 적층체의 모든 시트가 분리 수단(20, 21, 22, 23)을 포함하는
    열교환기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기를 위한 시트에 있어서,
    케이싱(2)에 경납땜되는 적어도 하나의 에지(14)와, 시트의 에지 중 적어도 일 부분을 상기 케이싱(2)으로부터 분리시키는 수단을 포함하는
    열교환기용 시트.

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