KR20140088122A

KR20140088122A - 적층된 플레이트를 갖는 열교환기

Info

Publication number: KR20140088122A
Application number: KR1020147011765A
Authority: KR
Inventors: 드미트리오 오네티; 니콜라 발레; 소리 시디베; 얀 피셰노; 로맹 드헨; 실바 패트릭 다
Original assignee: 발레오 시스템므 떼르미끄
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-07-09
Also published as: WO2013050394A1; FR2980837A1; CN103988041A; EP2764313A1; FR2980837B1; US20140246185A1

Abstract

본 발명은, 복수의 적층된 플레이트(4, 12, 14)가 내측에 위치되는 박스(5)를 포함하는 적층형 플레이트 열교환기(1)로서, 복수의 적층된 플레이트는 상기 플레이트(4, 12, 14)와 접촉하여 순환하는 제 1 유체(C)와 제 2 유체(G) 사이의 열의 교환을 가능하게 하도록 구성되며, 상기 플레이트(4, 12, 14)는 기계적 응력을 초래할 수 있는 온도 변화를 견디도록 구성된 구역으로서, 응력 구역(70)으로 불리는 구역을 포함하는, 상기 적층형 플레이트 열교환기(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 열교환기(1)는 응력 구역(70) 및 박스(5)와 접촉하는 보강부(71)를 포함한다.

Description

적층된 플레이트를 갖는 열교환기{HEAT EXCHANGER WITH STACKED PLATES}

본 발명은 적층형 플레이트 열교환기(stacked plate heat exchanger)에 관한 것이다.

본 발명은 특히 차량용의 임의의 타입의 열교환기, 예를 들어 EGR 열교환기(또는 EGRC)로도 알려진 엔진 배기가스 재순환 냉각기(engine exhaust gas recirculation cooler) 또는 과급 공기 냉각기(charge air cooler; CAC)와 같은 차량의 엔진실에 장착하고자 의도된 열교환기에 적용한다.

이러한 분야에 있어서, 서로 중첩하여 평행하게 적층된 일련의 플레이트를 포함하는 열교환 코어 번들을 포함하는 열교환기가 알려져 있다. 플레이트의 적층체는 열교환면을 형성하고, 이러한 열교환면 사이에 있어서, 냉각될 유체(fluid to be cooled) 및 냉각 유체(cooling fluid)가 유체 통로 회로를 통해 교호의 층 내에서 순환하며, 냉각될 유체 및 냉각 유체 사이에서의 열의 교환을 향상시키기 위해 스페이서가 제공될 수 있다. 그에 따라, 플레이트의 적층체는 2개의 상이한 회로, 즉 냉각될 유체의 회로 및 냉각 유체의 회로를 규정하도록 구성된다.

이러한 열교환기에 있어서, 플레이트에는, 냉각 유체가 플레이트의 평면에 수직으로 순환할 수 있게 하는 천공 프레싱된 포켓이 제공되어, 하나의 냉각 액체 순환층으로부터 다른 냉각 액체 순환층으로, 이들 사이에 위치된 냉각될 유체를 위한 순환층과 연통하지 않고서 냉각 액체가 통과할 수 있다.

특히 열충격 시험 동안에, 냉각 유체 회로를 규정하는 이들 프레싱된 포켓에서 특정의 기계적 응력이 생긴다. 사실은, 이러한 포켓에서 열교환기로 유입 및 유출하는 냉각 액체의 온도가 매우 짧은 기간에 급격하게 변동하여, 열교환기에 있어서의 차등 열팽창 현상을 야기한다. 따라서, 2개의 인접하는 플레이트의 프레싱된 포켓의 연결부를 파열시킬 위험이 있으며, 이에 의해 냉각 유체가 열교환기로 누설될 수도 있다.

열등한 기계적 특성을 갖는 특정 재료의 사용을 수반하는 외부 부식 환경(EGR 가스의 경우) 및/또는 내부 부식 환경(냉각 유체 회로의 경우)을 플레이트가 견디어야 하는 경우에, 이러한 문제들은 모두 더욱더 민감해진다.

이러한 문제를 완화하기 위한 하나의 공지된 해결책은 플레이트의 두께를 증대시키는 것이지만, 비용 및 포장에 악영향을 미친다.

본 발명은 이러한 상황을 개선하고자 한다.

이러한 목적을 위해, 본 발명은, 복수의 적층된 플레이트가 내측에 위치되는 박스를 포함하는 적층형 플레이트 열교환기로서, 복수의 적층된 플레이트는 상기 플레이트와 접촉하여 순환하는 제 1 유체와 제 2 유체 사이의 열의 교환을 허용하도록 구성되며, 상기 열교환기는 기계적 응력을 초래하기 쉬운 온도 변화를 받는 구역으로서, 응력 구역(stress zone)으로 불리는 구역을 포함하는, 상기 적층형 플레이트 열교환기를 제안한다.

본 발명에 따르면, 상기 열교환기는 응력 구역 및 박스와 접촉하는 보강부를 포함한다.

따라서, 보강부는 응력 구역을 강화함으로써, 이 지점에서 생길 수 있는 파열의 위험성을 제한한다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 플레이트는 쌍으로 배열되고, 각 쌍의 플레이트는 제 1 유체용 순환층을 규정하며, 각 플레이트는 제 1 유체를 위한 하나의 순환층으로부터 다른 순환층까지 제 1 유체의 통과를 위한 프레싱된 포켓이 제공되는 프레싱 구역(pressed zone)으로 불리는 구역을 포함하고, 상기 응력 구역은 프레싱 구역에 대응한다. 따라서, 보강부는 프레싱된 포켓이 위치되는 플레이트의 구역을 보강시킬 수 있다. 포켓은 예를 들어 플레이트가 연장되는 평면에 직각으로 천공되어 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 열교환기는 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서의 열의 교환을 촉진하도록 구성된 열교환 구역과, 제 2 유체가 열교환 구역을 바이패스하게 할 수 있는 바이패스 구역으로 불리는 구역을 포함하며, 상기 바이패스 구역은 응력 구역에 대응하고, 보강부는 제 2 유체가 열교환 구역 전체에 걸쳐서 자유롭게 순환할 수 있게 한다. 그에 따라, 보강부는 열교환 구역 내로 연장되지 않고 응력 구역, 즉 바이패스 구역 또는 심지어 프레싱 구역을 커버하여, 열교환 구역 내로의 제 1 유체의 진입을 방해하지 않고 응력 구역을 보강한다.

일 실시예에 따르면, 플레이트는 응력 구역에서 굽힘 에지(bent-over edge)를 포함하며, 이 굽힘 에지는 플레이트가 연장되는 평면에 수직인 평면에서 연장되어, 보강부와 응력 구역 사이의 접촉이 적어도 굽힘 에지를 통해 이루어진다. 그에 따라, 굽힘 에지는 보강부와 플레이트 사이의 접촉이 평면부간 접촉(flat to flat contact)이 되도록 한다. 이러한 굽힘 에지는 특히 납땜에 의해 달성되는 플레이트에 대한 보강부의 기계적인 유지성을 향상시킨다.

다른 실시예에 따르면, 상기 박스는 2개의 측벽, 하부벽 및/또는 상부벽을 포함하며, 측벽은 플레이트의 주변 에지에 대면하고, 하부벽 및 상부벽은 복수의 적층된 플레이트의 상단 및 하단에 위치된다. 보다 구체적으로, 박스는 예를 들어 상부벽, 우측벽, 하부벽 및 좌측벽으로 불리는 4개의 벽을 포함할 수 있으며, 이들 벽은 복수의 플레이트가 위치되는 내부 용적을 형성하도록 서로 결합된다.

유리하게, 보강부는 응력 구역에 인접하여 위치된 박스의 측벽 중 하나의 측벽과 접촉한다. 이러한 측벽은 특히 응력 구역에 인접하여 위치된 박스의 좌측벽이다. 본 명세서에 있어서, 인접(proximity)은 0mm 내지 30mm의 거리를 지칭한다.

일 실시예에 따르면, 보강부는 상부벽 및/또는 하부벽과 접촉한다. 또한, 보강부는 응력 구역에 제공하는 강성을 증대시키기 위해 좌측벽, 상부벽 및 하부벽과 접촉할 수도 있다.

유리하게, 보강부는 플레이트 모두와 접촉하도록 보강부의 상부 에지로부터 하부 에지까지 연속하여 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 박스의 상부벽은 보강부를 수용하는 제 1 하우징을 포함한다. 박스의 상부벽은 특히 보강부의 상부 에지를 수용한다. 유리하게, 보강부와 접촉하는 박스의 측벽은 보강부를 수용하는 제 2 하우징을 포함한다. 박스에 대한 보강부의 기계적인 유지성을 향상시키는 것에 부가하여, 이러한 제 1 하우징 및/또는 제 2 하우징은 예를 들어 납땜에 의해 보강부를 박스에 고정하기 전에 보강부를 박스 상에 사전 위치설정시킬 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 보강부의 상단부 및/또는 하단부는 박스의 상부벽 및 하부벽이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장되는 제 1 플랜지를 포함하여, 보강부와 상부벽 사이의 접촉 및/또는 보강부와 하부벽 사이의 접촉이 평면부간 접촉이 된다. 유리하게, 보강부의 측단부는 보강부와 접촉하는 박스의 측벽이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장되는 제 2 플랜지를 포함하여, 보강부와 이 보강부와 접촉하는 박스의 벽 사이의 접촉이 평면부간 접촉이 된다. 그에 따라, 제 1 플랜지 및/또는 제 2 플랜지는 서로 납땜될 보강부와 박스의 표면적을 증대시킴으로써 보강부와 접촉하는 박스의 벽, 박스의 상부벽 및/또는 박스의 하부벽을 통해서 박스에 대한 보강부의 기계적인 유지성을 향상시킨다.

일 실시예에 따르면, 보강부의 상단은 보강부와 접촉하는 박스의 측벽의 상부 부분을 지지하는 돌출부를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 보강부는 박스 상을 클립 고정하는 적어도 하나의 클립을 포함한다. 클립은 예를 들어 좌측벽, 상부벽 및/또는 하부벽에 클립 고정된다. 따라서, 이러한 클립은 보강부가 박스 상에 사전 위치설정되는 것을 용이하게 하는 동시에, 박스에 대한 보강부의 기계적인 유지성을 향상시킨다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 보강부는 박스와 별개인 구성요소이다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 보강부는 박스의 일체형 부분으로 형성되는 구성요소이다. 보강부는 예를 들어 박스의 좌측벽, 상부벽 및/또는 하부벽과 일체로 형성된다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 열교환기를 포함하는 차량 엔진용 공기 흡입 모듈에 관한 것이다.

상기에 기재된 특징을 보다 용이하게 설명하기 위해서, 본 발명의 적층형 플레이트 열교환기의 실제적인 실시예를 개략적으로 그리고 단지 비제한적인 예시로서 도시하는 도면이 첨부되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 분해 형태로 도시하는 사시도,
도 2는 박스 및 관련 플레이트의 측부 부분의 사시도,
도 3은 박스 및 관련 플레이트의 상부 또는 하부 부분의 사시도로서, 보강부가 도시되어 있지 않은 도면,
도 4는 실시예의 다른 형태를 도시하는 도 2와 유사한 도면,
도 5는 열교환기의 측부 에지의 사시도,
도 6은 도 5의 대안적인 형태를 도시하는 열교환기의 측부 에지의 부분의 사시도.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제 1 유체, 특히 액체 냉매(C)와 냉각될 유체(G)로 불리는 제 2 유체, 예를 들어 가스 사이의 열교환을 허용하는 열교환기(1)에 관한 것이다. 이러한 열교환기는, 내연 기관, 예를 들어 차량의 엔진에 공급하기 위한 압축 공기의 스트림이 액체 냉매, 특히 물과 글리콜(glycol)의 혼합물에 의해 냉각되는 과급 공기 냉각기일 수 있다.

열교환기(1)는 플레이트(4)의 적층체를 포함하는 열교환 코어 번들(2)을 포함하며, 이러한 플레이트의 적층체는 플레이트(4)와 접촉하여 순환하는 액체 냉매(C)와 냉각될 유체(G) 사이에서의 열교환을 허용하도록 구성된다. 플레이트(4)는 그 사이에 냉각될 유체(G) 및 액체 냉매(C)를 위한 교호의 회로(6, 8)를 한정한다. 본 명세서에서는, 코어 번들(2)은 대체로 직육면체 형상을 가지며, 냉각될 유체(G)를 위한 입구면(10) 및 대향하는 출구면(도시되지 않음)을 갖는다. 적층체의 양 측면 상에 있어서, 이러한 코어 번들은 상단 플레이트(12)로 불리는 플레이트 및 하단 플레이트(14)로 불리는 플레이트에서 종단된다.

열교환기(1)는 코어 번들(2)이 내부에 위치되는 박스(box)(5)를 포함한다. 이 박스는 코어 번들(2)의 입구면(10)으로부터 출구면까지 플레이트(4) 사이에서 냉각될 유체(G)를 안내한다. 본 명세서에 있어서, 이러한 박스는, 복수의 플레이트(4)가 내측에 위치되는 내부 용적을 형성하도록 서로 결합되는 상부벽(23), 우측벽(19), 하부벽(22) 및 좌측벽(18)으로 불리는 4개의 벽을 포함한다. 좌측벽(18)은 플레이트(4, 12)의 제 1 주변 에지(16)와 접촉하고, 우측벽(19)은 플레이트(4, 12, 14)의 제 2 주변 에지(16')와 접촉하고, 플레이트의 적층체의 상단에 위치된 상부벽(23)은 상단 플레이트(12)와 접촉하며, 플레이트의 적층체의 베이스에 위치된 하부벽(22)은 하단 플레이트(14)와 접촉한다. 상부벽(20)에는, 코어 번들(2) 내로의 액체 냉매(C)의 유입 및 유출을 허용하는 오리피스(24, 26)가 제공될 수 있다.

또한, 열교환기(1)는 박스(5)에 제공된 오리피스(24, 26)와 연통하는 액체 냉매(C)용 출구 및/또는 입구 노즐(28, 30)을 포함할 수도 있다.

열교환기의 다양한 구성요소는 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 특히, 이들 구성요소는 서로 납땜된다.

각 플레이트(4, 12, 14)는 예를 들어 실질적으로 편평한 바닥부(31)를 포함하고, 이 바닥부는 플레이트를 서로 납땜할 수 있게 하는 편평부(34)에서 종단되는 주변 가장자리부(32)에 의해 둘러싸인다. 액체 냉매(C)용 회로(8)는, 예를 들어 플레이트의 바닥부(31)와 일체로 형성되는, 첫째로는 주변 가장자리부(32)에 의해, 그리고 둘째로는 하나 이상의 가장자리부(60, 60')에 의해 규정된다.

플레이트(4, 12, 14)는 쌍으로 분류되고, 이러한 편평부(34) 및/또는 가장자리부(60, 60')에 의해 조립된다. 따라서, 한쌍의 플레이트 중 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 회로는 액체 냉매(C)용 순환 채널을 구성하도록 결합된다. 그에 따라, 플레이트(4)의 각 쌍은 제 1 유체(C)용 순환층을 규정한다. 냉각될 유체의 순환을 위한 회로(6)는 2개의 인접하는 쌍의 플레이트(4)의 2개의 대향하는 플레이트(4) 사이에 제공된다.

도시된 예시에 있어서, 적층체의 상단 플레이트(12) 및 하단 플레이트(14)는 박스의 상부벽(23) 및 하부벽(22)과 조립되어 액체 냉매(C)용 순환 채널을 규정한다.

플레이트(4)는 예를 들어 2개의 장변(長邊) 및 2개의 단변(短邊)을 갖는 대체로 기다란 직사각형 형상을 가지며, 각 플레이트는 2개의 프레싱된 포켓(38)을 포함하고, 이들 포켓(38) 중 하나의 포켓은 액체 냉매(C)의 순환을 위한 회로(8)로의 입구(40)를 갖고, 포켓 중 다른 포켓은 액체 냉매(C)의 순환을 위한 회로(8)로부터의 출구(42)를 갖는다.

본 예에 있어서, 포켓(38)은 냉각 액체의 통로를 위한 오리피스(50)에 의해 관통되고, 이 오리피스는 플레이트의 바닥부(31)에 수직으로 배향되고, 포켓은 인접한 플레이트(4)의 포켓(38) 상에 접촉하여 냉각 유체용 입구 헤더(inlet header)(도시되지 않음) 및 출구 헤더(44)를 각각 형성하도록 의도된다. 따라서, 포켓(38)은 제 1 유체가 하나의 층으로부터 다른 층으로, 즉 하나의 쌍의 플레이트로부터 다른 쌍의 플레이트로 통과하게 한다. 입구 헤더(44)는 예를 들어 박스의 입구 오리피스(24)를 거쳐서 입구 노즐(28) 내로 개방되고, 그리고/또는 출구 헤더는 예를 들어 박스(5)의 출구 오리피스(26)를 거쳐서 출구 노즐(26) 내로 개방된다.

따라서, 냉각 유체는 입구 헤더(28)를 거쳐서 코어 번들(2)로 진입한 후에, 입구 헤더에 의해 액체 냉매(C)의 순환을 위한 회로(8)를 통해 플레이트(4) 사이로 분배된다. 냉각 유체는 액체 냉매(C)의 순환을 위한 회로(8)를 통해 입구(40)로부터 출구(42)까지 흐르고, 이 출구(42)에서 냉각 유체는 출구 헤더(44)로 유입된다. 그리고 나서, 냉각 유체는 출구 노즐(30)을 거쳐서 열교환기(1)를 빠져나간다.

포켓(38)은 도 1의 우측에 위치한 플레이트(4, 12, 14)의 동일한 단변을 따라, 즉 플레이트(4, 12, 14)의 제 1 주변 에지(16)에 인접하여 위치된다. 2 쌍의 플레이트(4)의 포켓(38)은 그 사이에서 냉각될 유체(G)의 순환을 위한 회로(6)의 높이를 결정한다.

따라서, 열교환기(1)는 액체 냉매(C)와 냉각될 유체(G) 사이에서의 열의 교환을 용이하게 하는 열교환 구역을 포함하고, 이러한 열교환 구역은 포켓(38)과 플레이트(4)의 제 2 주변 에지(16') 사이에서 연장된다. 포켓(38)이 위치되는 구역, 즉 프레싱 구역(pressed zone)으로 불리는 플레이트의 제 1 주변 에지에 인접한 구역은 제 1 유체가 열교환 구역을 바이패스하게 할 수 있는 구역이다.

입구 헤더 탱크(inlet header tank) 및 출구 헤더 탱크(outlet header tank)(모두 도시되지 않음)는 냉각될 유체를 공급 및 제거하기 위해 박스의 주변부에 끼워맞춰질 수 있다.

또한, 열교환기(1)는 냉각될 유체(G)의 순환을 위한 회로(6) 내의 플레이트(4) 사이에 부착된 파형 인서트(corrugated insert)[도 5에 참조부호(55)로 지시됨]와 같은 제 2 교환면을 포함할 수도 있다. 이러한 인서트는 냉각될 유체(G)의 유동을 방해하여 2개의 유체 사이의 열교환을 향상시킨다.

각 플레이트(4, 12, 14)는 예를 들어 액체 냉매(C)의 순환을 위한 회로(8) 내에 배열된 파형부(corrugation)(52)를 포함한다. 이러한 파형부(52)는 액체 냉매(C)의 입구 헤더 및 출구 헤더(44)를 구성하는 포켓과 플레이트(4, 12, 14)의 제 2 주변 에지(16') 사이에서 연장된다. 파형부(52)는 특히 플레이트(4, 12, 14)를 딥-드로잉(deep-drawing)함으로써, 예를 들어 플레이트(4, 12, 14)의 바닥부(31)의 재료로부터 융기된다.

플레이트(4, 12, 14)에 의해 규정된 액체 냉매의 순환을 위한 회로(8)는 액체 냉매(C)를 n개의 연속적인 통로, 본 경우에는, 4개의 통로로 안내하며, 액체 냉매는 상기 회로의 입구(40)와 출구(42) 사이에서 순환한다. 2개의 인접한 통로는 예를 들어 플레이트(4, 12, 14)의 가장자리부(60, 60')에 의해 분리된다.

통로는 연장 방향으로, 본 경우에는 플레이트의 장변 방향으로 서로 평행하게 배열된다. 이러한 통로는 차례로 직렬로 제공될 수도 있다.

따라서, 가장자리부(60, 60')는 플레이트(4)의 장변을 따라 배향되어, 액체 냉매(C)의 순환을 위한 각 회로(8)의 각 통로 내에 액체 냉매(C)가 순환하는 구불구불한 경로를 규정한다. 가장자리부 중 어떤 가장자리부(60)는 플레이트(4, 12, 14)의 제 1 주변 에지(16)로부터 플레이트(4, 12, 14)의 제 2 주변 에지(16')를 향해 연장되지만, 가장자리부(60)의 일측부 상의 통로로부터 다른 통로로 유체가 유동할 수 있도록 통로를 남겨 두고 있다. 이러한 가장자리부(60)는, 플레이트(4, 12, 14)의 제 2 주변 에지(16')로부터 플레이트(4, 12, 14)의 제 1 주변 에지(16')를 향해 연장되지만, 가장자리부(60')의 일측부 상의 통로로부터 다른 통로로 유체가 유동할 수 있도록 통로를 남겨 두고 있는 가장자리부(60')와 교대로 배치되어 있다.

냉각될 유체(G)는 액체 냉매(C)의 유동 방향에 대체로 수직인 방향, 즉 코어 번들(2)의 전방면으로부터 후방면을 향하는 방향으로 냉각될 유체의 순환을 위한 회로를 통해 순환한다.

포켓(38)이 위치되는 열교환기의 구역은, 이 구역으로 유입 또는 유출하는 액체 냉매의 온도가 열교환기의 원하는 사용에 따라서 짧은 시간 간격에 걸쳐서 상당히 변동하기 때문에, 급격한 온도 변화를 받기 쉽다. 이러한 급격한 온도 변화는 열교환기의 다른 부분에서 겪는 응력 이상의 응력을 초래할 수 있다. 포켓(38)이 위치되고 높은 응력을 받는 열교환기의 이러한 프레싱 구역은 응력 구역(stress zone)(70)으로도 지칭된다. 따라서, 응력 구역(70)은 플레이트(4, 12, 14)의 제 1 주변 에지(16) 근방, 즉 0 내지 30mm 떨어진 거리에 위치되어 있다.

본 발명에 따르면, 열교환기는 응력 구역(70) 및 박스(5)와 접촉하는 보강부(71)를 포함한다. 본 명세서에 있어서, 보강부(71)는 박스(5)의 좌측벽(18) 및 상부벽(23)이 연장되는 평면에 수직인 평면에서 연장되는 벽의 형태를 취한다. 보강부(71)는 예를 들어 전체 응력 구역(70)과 접촉한다. 이 보강부(71)는 특히 좌측벽(18) 및 상부벽(23) 및/또는 하부벽(22)을 통해 박스(5)와 접촉한다. 본 경우에 있어서, 보강부(71)는 박스(5)와 별개인 구성요소이지만, 박스(5), 예를 들어 좌측벽(18), 하부벽(22) 및/또는 상부벽(23)과 일체형 부분으로 형성될 수도 있다.

본 발명의 보강부(71)는 도 2에 보다 상세하게 도시되어 있다. 본 명세서에 있어서, 보강부(71)는 L자형 벽의 형상을 취한다. 구체적으로, 보강부(71)의 좌측 단부(61)는 박스(5)의 좌측벽(18)이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장되는 플랜지(72)를 포함한다. 이러한 방식으로, 보강부(71)와 박스(5)의 좌측벽(18)의 접촉은 평면부간 접촉(flat to flat contact)이 되며, 이는 특히 보강부(71)와 박스(5)를 서로 납땜하는 것을 보다 용이하게 한다.

보강부(71)와 상부벽 사이 및/또는 보강부(71)와 하부벽 사이의 접촉 면적을 확대시키기 위해, 보강부(71)의 상단부(62) 및/또는 하단부에 적어도 하나의 플랜지를 제공할 수도 있다.

도 3은 플레이트(4, 12, 14)가 응력 구역(70)의 영역에서 굽힘 에지(bent-over edge)(75)를 포함하는 본 발명의 다른 관점을 도시한다. 굽힘 에지(75)는 냉각될 유체를 위한 입구면과 동일한 측면 상에 위치된 플레이트(4, 12, 14)의 측단부(65)에서 플레이트(4, 12, 14)의 제 1 주변 에지(16)의 인접부에서 시작된다. 굽힘 에지(75)는 프레싱된 포켓(38)에 평행하게, 즉 플레이트(4, 12, 14)의 바닥부가 연장되는 평면에 수직인 평면, 다시 말하면 보강부가 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장된다. 이러한 굽힘 에지(75)는 특히 플레이트(4, 12, 14)의 주변 가장자리부의 편평부(34)의 영역에서 시작된다. 따라서, 보강부와 응력 구역(70) 사이의 접촉은 적어도 굽힘 에지(75)를 통해 이루어진다. 그러므로, 보강부와 응력 구역(70) 사이의 접촉의 적어도 일부는 평면부간 접촉이 된다.

박스(5)의 상부벽(23)은 예를 들어 보강부의 상단부를 수용하는 제 1 하우징(76)을 포함한다. 이러한 제 1 하우징(76)은 좌측벽과 접촉하는 상부벽(23)의 일단부로부터 시작하여 코어 번들을 향해 지향되고 응력 구역(70)을 지나 연장되는 홈의 형태를 취한다. 이러한 제 1 하우징(76)은 납땜 작업을 수행할 수 있도록 보강부가 박스(5) 상에 사전 위치설정되어 정확한 위치에 유지될 수 있게 한다. 또한, 동일한 하우징이 좌측벽(제 2 하우징으로 지칭됨) 및/또는 하부벽 상에 제공될 수도 있으며, 이러한 하우징은 제 1 하우징(76)과 동일한 기능, 즉 납땜 작업을 실행할 수 있도록 보강부가 박스(5) 상에 사전 위치설정되어 정확한 위치에 유지될 수 있게 하는 기능을 수행할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 있어서의 보강부(71)를 도시하며, 이 보강부(71)는, 보강부(71)의 상단부에 위치되고 박스(5)의 좌측벽(18)과 접촉하는 보강부(71)의 좌측 단부(61)로부터 돌출하는 돌출부(80)를 포함한다. 본 명세서에 있어서, 돌출부(80)는 박스(5)의 좌측벽(18)의 상부 부분(81)을 지지한다. 도시된 예시에 있어서, 돌출부(80)는 만곡된 좌측벽(18)의 상부 부분(81)을 지지하는 유사한 만곡부를 갖는다. 이러한 돌출부(80)는 특히 열교환기의 바이패스 구역, 즉 응력 구역 내로의 냉각될 유체의 진입을 제한하는 것을 가능하게 한다.

도 5는 보강부(71)가 보강부(71)의 상부 에지로부터 하부 에지까지, 즉 박스(5)의 상부벽(23)으로부터 하부벽(22)까지 연속하는 일 실시예를 도시한다. 따라서, 보강부(71)는 모든 플레이트(4, 12, 14)와 접촉한다. 그러므로, 보강부(71)는 열교환기(1)의 응력 구역 전체가 강화될 수 있게 한다.

또한, 이러한 도면으로부터, 보강부(71)는 냉각될 유체가 전체 열교환 구역에 걸쳐서 자유롭게 순환하게 한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 보강부(71)는 박스(5)의 좌측벽(18)과 좌측 단부에서 접촉하고, 코어 번들(2)의 내측을 향해서 연속하고, 우측 단부(63)는 열교환 구역 내로 돌출하지 않고서 바이패스 구역과 열교환 구역 사이의 경계부에서, 즉 응력 구역과 열교환기의 나머지 부분 사이의 경계부에서 멈춘다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 보강부(71)는 클립(clip)(85)을 포함할 수도 있다. 이러한 클립(85)은 예를 들어 보강부(71)의 좌측 단부(61)에 위치되어(도 5) 박스(5)의 좌측벽 상을 클립 고정한다. 이 클립(85)은 특히 보강부(71)의 상단부에 위치되어(도 6) 박스(5)의 상부벽(23) 상을 클립 고정한다.

클립(85)은 박스(5)에 구비된 노치(86)에서 박스(5)의 좌측벽(18), 하부벽(22) 및/또는 상부벽(23)을 클립 고정한다. 따라서, 클립은 노치(86)로 들어가고, 또한 보강부(71)와 접촉하는 좌측벽(18)의 면과는 반대측인 좌측벽(18)의 면과 접촉하는 굽힘 부분(87)을 가져서, 좌측벽(18)을 클램핑한다.

이러한 클립(85)은 박스(5) 상에 보강부(71)를 기계적으로 유지하여 이들 2개의 요소를 서로 납땜하는 공정을 최적화하는 역할을 한다.

Claims

복수의 적층된 플레이트(4, 12, 14)가 내측에 위치되는 박스(5)를 포함하는 적층형 플레이트 열교환기(1)로서, 상기 복수의 적층된 플레이트는 상기 플레이트(4, 12, 14)와 접촉하여 순환하는 제 1 유체(C)와 제 2 유체(G) 사이의 열의 교환을 허용하도록 구성되며, 상기 열교환기(1)는 기계적 응력을 초래하기 쉬운 온도 변화를 겪는 구역으로서, 응력 구역(70)으로 불리는 구역을 포함하는, 상기 적층형 플레이트 열교환기(1)에 있어서,
상기 열교환기(1)는 상기 응력 구역(70) 및 박스(5)와 접촉하는 보강부(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항에 있어서,
상기 플레이트(4, 12, 14)는 쌍으로 배열되고, 각 쌍의 플레이트는 제 1 유체(C)용 순환층을 규정하며, 각 플레이트(4 ,12, 14)는 하나의 층으로부터 다른 층까지 제 1 유체(C)의 통과를 위한 프레싱된 포켓(38)이 제공되는 프레싱 구역으로 불리는 구역을 포함하고, 상기 응력 구역(70)은 상기 프레싱 구역에 대응하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열교환기(1)는 제 1 유체(C)와 제 2 유체(G) 사이에서의 열의 교환을 촉진하도록 구성된 열교환 구역과, 상기 제 2 유체(G)가 상기 열교환 구역을 바이패스하게 할 수 있는 바이패스 구역을 포함하며, 상기 바이패스 구역은 상기 응력 구역(70)에 대응하고, 상기 보강부는 상기 제 2 유체(G)가 열교환 구역 전체에 걸쳐서 자유롭게 순환할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트는 응력 구역(70)에서 굽힘 에지(75)를 포함하며, 상기 굽힘 에지(75)는 상기 플레이트(4, 12, 14)가 연장되는 평면에 수직인 평면에서 연장되어, 상기 보강부(71)와 상기 응력 구역(70) 사이의 접촉이 적어도 상기 굽힘 에지(75)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박스(5)는 2개의 측벽(18, 19), 하부벽(22) 및/또는 상부벽(23)을 포함하며, 상기 측벽(18, 19)은 상기 플레이트의 주변 에지에 대면하고, 상기 하부벽(22) 및 상부벽(23)은 상기 복수의 적층된 플레이트(4, 12, 14)의 상단 및 하단에 위치되는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항에 있어서,
상기 보강부(71)는 상기 응력 구역에 인접하여 위치된 상기 박스(5)의 측벽 중 하나의 측벽(18)과 접촉하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 보강부(71)는 상기 상부벽(23) 및/또는 상기 하부벽(22)과 접촉하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박스(5)의 상부벽(23)은 상기 보강부(71)를 수용하는 제 1 하우징(76)을 포함하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)와 접촉하는 상기 박스(5)의 측벽(18)은 상기 보강부(71)를 수용하는 제 2 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)의 상단부(62) 및/또는 하단부는 상기 박스(5)의 상부벽(23) 및 하부벽(22)이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장되는 제 1 플랜지를 포함하여, 상기 보강부(71)와 상기 상부벽(23) 사이의 접촉 및/또는 상기 보강부(71)와 상기 하부벽(22) 사이의 접촉이 평면부간 접촉이 되는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)의 상단은 상기 보강부(71)와 접촉하는 상기 박스의 측벽의 상부 부분(81)을 지지하는 돌출부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)의 측단부(61)는, 상기 보강부(71)와 접촉하고 좌측벽으로 불리는 상기 박스(5)의 측벽(18)이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장되는 제 2 플랜지(72)를 포함하여, 상기 보강부(71)와 상기 박스(5)의 좌측벽(18) 사이의 접촉이 평면부간 접촉이 되는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)는 상기 박스(5) 상을 클립 고정하는 적어도 하나의 클립(85)을 포함하는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부(71)는 상기 플레이트(4, 12, 14) 모두와 접촉하도록 상기 보강부(71)의 상부 에지로부터 하부 에지까지 연속하여 있는 것을 특징으로 하는
적층형 플레이트 열교환기.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는
차량 엔진용 공기 흡입 모듈.