KR20170110189A - An indirect type high efficiency heat exchanger and manufacturing method thereof - Google Patents

An indirect type high efficiency heat exchanger and manufacturing method thereof Download PDF

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KR20170110189A
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Abstract

개시된 본 발명에 따른 간접방식 열교환기는, 상면이 개방되고 냉각수 유입구(332)와 냉각수 유출구(334)가 형성되며 내부에 제1 열교환핀(320)이 수용되는 수용부가 형성되는 제1 몸체(330)와, 상면이 개방되고 쿨런트 유입구(362)와 쿨런트 유출구(364)가 각각 형성되며 내부에 제2 열교환핀(350)이 수용되는 수용부가 형성되는 제2 몸체(360)와, 제1 몸체(330)의 상면을 덮도록 설치되며 일측면이 제1 열교환핀(320)과 접촉하는 상부 플레이트(310)와, 제1 몸체(330)의 하면 및 제2 몸체(350)의 상면 사이에 설치되며 양측면이 제1 몸체(330)의 저면과 제2 몸체(350)의 제2 열교환핀(350)과 각각 접촉하는 중간 플레이트(340), 및 제2 몸체(350)의 하면에 접촉하도록 설치되는 하부 플레이트(370)를 포함한다. 본 발명에 따른 간접방식 열교환기는 상부 플레이트(310), 제1 열교환핀이 수용된 제1 몸체(330), 중간 플레이트(340), 제2 열교환핀이 수용된 제2 몸체(360) 및 하부 플레이트(370)를 순서대로 적층한 후, 브레이징(Blazing)에 의해 일체로 접합하여 제조한다.The indirect type heat exchanger according to the present invention includes a first body 330 having an upper surface opened and a cooling water inlet 332 and a cooling water outlet 334 formed therein and a receiving portion in which a first heat exchange fin 320 is received, A second body 360 having an upper surface thereof opened and a coolant inlet port 362 and a coolant outlet port 364 formed therein and an accommodating portion in which a second heat exchange fin 350 is accommodated is formed; And an upper plate 310 installed to cover the upper surface of the first body 330 and having one side in contact with the first heat exchange fin 320 and a lower plate 310 disposed between the lower surface of the first body 330 and the upper surface of the second body 350 And an intermediate plate 340 whose both sides are in contact with the bottom surface of the first body 330 and the second heat exchange fin 350 of the second body 350 and the lower surface of the second body 350 And a lower plate 370. The indirect type heat exchanger according to the present invention includes an upper plate 310, a first body 330 containing a first heat exchange fin, an intermediate plate 340, a second body 360 housing a second heat exchange fin, and a lower plate 370 ) Are laminated in this order, and they are integrally joined together by brazing.

Description

간접방식 맞춤형 고효율 열교환기 및 그 제조방법{AN INDIRECT TYPE HIGH EFFICIENCY HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an indirect type customized high efficiency heat exchanger,

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조공정에서 온도 조절을 위해 사용되는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger used for temperature control in a semiconductor manufacturing process.

반도체를 제조하기 위한 반도체 설비들은 각각의 공정을 수행할 수 있도록 독자적인 구성을 갖고 있으며, 각 설비들은 설정된 공정 환경에 맞도록 정밀하게 설계되어야 한다. Semiconductor equipment for manufacturing semiconductors has a unique structure to perform each process, and each equipment must be precisely designed to suit the set process environment.

예를 들어 기판 상에 박막을 증착하는 증착 공정이나, 기판 또는 박막의 에칭을 실시하는 에칭 공정 등의 고온공정에서는 공정이 진행되는 공정 챔버의 공정 온도를 정밀하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 공정 챔버의 월(wall) 또는 척(chuck) 내부에 쿨런트(coolant)가 흐를 수 있는 순환 배관이 구비되고, 온도 조절 장치는 순환 배관과 연결되어 공정 챔버 내부에 적절하게 냉각 또는 가열된 고온의 냉각유체를 공급하여 온도를 제어하게 된다.For example, in a high-temperature process such as a deposition process for depositing a thin film on a substrate or an etching process for etching a substrate or a thin film, it is very important to keep the process temperature of the process chamber at a precise level. To this end, there is provided a circulation line through which a coolant can flow in the wall or chuck of the process chamber, and the temperature control device is connected to the circulation line and is suitably cooled or heated inside the process chamber The temperature is controlled by supplying a high-temperature cooling fluid.

도 1은 일반적인 고온공정에서의 온도 조절 장치를 나타낸 것이다. 온도 조절 장치(30)는 공정 챔버(10) 내부를 순환하는 쿨런트가 저장되는 저장탱크(31), 공정 챔버(10)를 거친 쿨런트와 별도의 냉각수 탱크(또는 외부)에서 유입된 냉각수(PCW:Process Cooling Water)를 열교환시키는 열교환기(37), 쿨런트를 순환시키는 펌프(33)를 포함한다. 그리고 쿨런트 순환배관(60)은 저장탱크(31)에서 나와 공정 챔버(10)를 거쳐 열교환기(37)로 유입되어 열교환한 후 다시 저장탱크(31)로 유입되는 쿨런트의 경로를 나타내고, 냉각수 순환배관(50)은 냉각수 탱크(또는 외부)에서 유입된 냉각수가 열교환기(37)를 거쳐 다시 외부로 나가는 냉각수의 경로를 나타낸다. 한편 미설명된 도면부호 '34, 35'는 온도센서를, '36'은 유량센서를 각각 나타낸 것이다.1 shows a temperature control device in a general high-temperature process. The temperature control device 30 includes a storage tank 31 for storing coolant circulating in the process chamber 10 and a coolant tank for storing the coolant flowing through the process chamber 10 from the coolant tank A heat exchanger 37 for heat-exchanging the PCW (Process Cooling Water), and a pump 33 for circulating the coolant. The coolant circulation pipe 60 represents a path of a coolant which flows out of the storage tank 31, flows into the heat exchanger 37 via the process chamber 10, exchanges heat, and then flows into the storage tank 31 again. The cooling water circulation pipe 50 represents the path of the cooling water flowing from the cooling water tank (or outside) to the outside through the heat exchanger 37 again. Reference numerals 34 and 35 denote temperature sensors and reference numeral 36 denotes a flow sensor.

저장탱크(31) 내부의 쿨런트는 히터(32)에 의하여 일정 온도로 가열된 후 공정 챔버(10)에 공급된다. The coolant inside the storage tank 31 is heated to a predetermined temperature by the heater 32 and then supplied to the process chamber 10.

예컨대, 플라즈마화학증착기(PECVD)와 같은 증착 공정 챔버 내부에는 별도의 가열 수단, 예컨대, 기판을 지지하는 서셉터 내에 가열 수단이 설치되며, 가열 수단에 의해 공정 챔버(10) 내부의 온도가 계속 상승한다. 그런데, 공정 챔버(10) 내부의 온도가 공정 온도 이상으로 너무 높게 상승하게 되면, 상기 공정 챔버(10) 내부의 부품 특히, 가열 수단 주변의 부품이 고온의 열에 의해 손상되는 문제가 발생 된다. 이에, 공정 챔버(10)가 소정 온도 이상으로 상승하지 않도록 냉각시키기 위한 쿨런트를 공급하는데, 상온과 같은 너무 낮은 쿨런트의 온도는 공정 챔버(10)와의 온도 차이가 너무 크기 때문에 공정 챔버(10) 및 그 내부의 부품을 손상시키는 문제를 유발시킬 수 있어 적당하지 않다. 따라서, 저장탱크(31)에서 쿨런트를 소정의 온도로 가열하고, 이를 공정 챔버(10) 내로 공급하여 순환시킴으로써, 상기 공정 챔버(10)를 냉각시킨다.For example, in a deposition process chamber such as a plasma chemical vapor deposition (PECVD), a heating means is provided in a separate heating means, for example, a susceptor for supporting a substrate, and the temperature inside the process chamber 10 is continuously raised do. However, when the temperature inside the process chamber 10 rises too high above the process temperature, there arises a problem that the parts inside the process chamber 10, particularly the parts around the heating means, are damaged by the heat of high temperature. The temperature of the coolant, which is too low, such as room temperature, is too high to allow the process chamber 10 to rise above a predetermined temperature because the temperature difference with the process chamber 10 is too large, ) And components inside thereof, which is not suitable. Thus, in the storage tank 31, the coolant is heated to a predetermined temperature, and the coolant is supplied into the process chamber 10 to be circulated, thereby cooling the process chamber 10.

또한, 에처(etcher) 장치와 같은 공정 챔버(10) 내부에는 기판을 안치하는 서셉터에 별도의 가열 수단을 설치하지 않을 수 있다. 그러나, 공정 챔버(10) 내부의 온도가 너무 낮으면, 공정 가스로 인한 반응 부산물들이 응고되어 파우더(powder)가 되고, 이는 불순물로 작용할 수 있다. 따라서, 공정 챔버(10) 내에 파우더가 발생되지 않도록 상기 공정 챔버(10)가 소정의 온도 이상을 유지하도록 보온할 필요가 있는데, 이를 위해 저장탱크(31)서 쿨런트를 가열하고 공정 챔버(10) 내로 공급하여 순환시킴으로써, 공정 챔버(10)를 보온한다.Further, in the process chamber 10 such as an etcher apparatus, a separate heating means may not be provided in the susceptor for holding the substrate. However, if the temperature inside the process chamber 10 is too low, reaction by-products due to the process gas will solidify and become powder, which can act as an impurity. Therefore, it is necessary to keep the process chamber 10 at a predetermined temperature or more so that powder is not generated in the process chamber 10. For this purpose, the coolant in the storage tank 31 is heated and the process chamber 10 To circulate the process chamber 10, thereby keeping the process chamber 10 warm.

공정 챔버(10)에서 고온공정이 진행되어 고온으로 상승하게 되며, 따라서 공급된 쿨런트는 공정 챔버(10)에서 가열되어 열교환기(37)로 유입되어 냉각수와 열교환된 후 다시 저장탱크(31)로 유입되게 된다. The coolant is heated in the process chamber 10 to be introduced into the heat exchanger 37 to be heat-exchanged with the coolant, and then returned to the storage tank 31 .

이와 같은 종래의 온도 조절 장치는 아래와 같은 문제점이 있다.Such conventional temperature control devices have the following problems.

첫째, 저장탱크 내에 히터가 설치되고 이 히터에 의해 쿨런트는 가열되는데, 저장탱크에 저장된 쿨런트를 가열하기 위해서는 많은 양의 전력이 소모되며, 이에 따라 유지비용이 증가되는 문제점이 있다. First, a heater is installed in the storage tank, and the coolant is heated by the heater. In order to heat the coolant stored in the storage tank, a large amount of electric power is consumed, thereby increasing the maintenance cost.

둘째, 종래와 같이 쿨런트에 히터를 투입하여 가열하는 직접 가열 방식은 투입 히터의 성능을 좋게 하기 위해 전력밀도를 높이는 경우 히터를 콤팩트하게 제작하는 것이 불가능하게 된다. 직접 가열 방식에서 투입히터를 콤팩트하게 제작하고 전력밀도를 높이게 되면, 냉매에 히터가 직접 닿게 되어 표면의 고열 발열로 인해 탄화(carbonization) 현상이 발생되고 또한 냉매의 증발이 심하게 되는 문제점이 발생하게 된다.Secondly, in the direct heating method in which the heater is charged into the coolant as in the prior art, it is impossible to manufacture the heater compactly when the power density is increased in order to improve the performance of the input heater. In the direct heating method, when the heater is compactly constructed and the power density is increased, the heater directly contacts the refrigerant, causing carbonization due to high-temperature heat on the surface, and also causing a problem that the evaporation of the refrigerant becomes severe .

셋째, 일부 고온공정의 경우 공정 챔버의 온도를 예컨데 300~400℃로 유지하게 위해 쿨런트의 온도를 대략 150℃로 공급하고, 공정 챔버를 거친 쿨런트의 온도는 대략 200℃ 정도가 되어 열교환기로 유입된다. 그런데 열교환기에 공급되는 냉각수(PCW)의 온도는 보통 상온인 20~25℃ 정도이므로, 열교환기에서는 열교환이 일어나는 쿨런트와 냉각수 간의 온도차이가 크게 되며, 이렇게 열교환 유체간의 온도차이가 큰 경우 열교환기 내부에는 부식 또는 크랙이 발생하여 열교환기가 손상되는 문제점이 발생한다. 일반적으로 온도 조절 장치에 적용되는 열교환기는 열교환 효율을 높이기 위해 몸체 내부에 두께가 얇은 판형 또는 이중관 형태의 용접형 열교환기를 사용하는데, 상기한 바와 같이 열교환 유체간의 온도차이가 큰 경우 상기 용접부(브레이징 접합부)에 부식 또는 크랙이 발생하게 되며, 이러한 문제점은 열교환기 내부로 유체가 계속 흐르기 때문에 더욱 커지게 된다.Third, in some high-temperature processes, the temperature of the coolant is supplied to approximately 150 ° C to maintain the temperature of the process chamber at, for example, 300 to 400 ° C, and the temperature of the coolant through the process chamber is approximately 200 ° C, ≪ / RTI > However, since the temperature of the cooling water (PCW) supplied to the heat exchanger is usually about 20 to 25 ° C, which is the normal temperature, in the heat exchanger, the temperature difference between the coolant and the cooling water in which the heat exchange occurs is large. There arises a problem that the heat exchanger is damaged due to corrosion or cracks generated therein. Generally, a heat exchanger applied to a temperature controller uses a plate-type or double tube-type welded heat exchanger having a thin thickness inside the body to increase the heat exchange efficiency. When the temperature difference between the heat exchange fluids is large as described above, ), And this problem becomes larger because the fluid continues to flow into the heat exchanger.

이러한 점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-0906629호(2009.07.10. 공개)에는 공정 챔버에서 나와 열교환기를 거친 쿨런트가 상기 저장탱크로 유입되지 않고 다시 순환하도록 하여 저장탱크 내의 쿨런트가 상온 또는 중온을 유지할 수 있도록 하여 저장탱크 내부의 냉각유체가 증발되는 것을 최소화하고, 그에 따라 히터(가열용 열교환기)를 쿨런트 배관 라인 상에 설치하여 쿨런트의 가열 시간을 단축하는 동시에 직접 가열식 히터의 단점을 보완할 있는 이점이 있다. To solve this problem, Korean Patent Registration No. 10-0906629 (published on Jul. 10, 2009) discloses that coolant passing through a heat exchanger from a process chamber is circulated without being introduced into the storage tank, (Heating heat exchanger) is provided on the coolant piping line to shorten the heating time of the coolant, and at the same time, it is possible to reduce the heating time of the coolant, There is an advantage to complement the disadvantages of the heater.

또한 열교환하는 쿨런트와 냉각수(PCW)를 한 몸체의 내부에서 순환하도록 하는 대신, 쿨런트가 내부를 흐르는 몸체와 냉각수(PCW)가 내부를 흐르는 몸체를 서로 결합하여 열교환하는 간접방식의 열교환기를 적용하여, 열교환 유체 간의 온도차이가 큰 경우 기존의 판형 열교환기 내부의 크랙으로 인한 손상 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다. Instead of circulating the coolant and cooling water (PCW) for heat exchange inside the body, an indirect heat exchanger is used in which the coolant flows inside and the cooling water (PCW) Therefore, when the temperature difference between the heat exchange fluids is large, there is an advantage that the problem of damage due to cracks in the conventional plate heat exchanger can be solved.

그러나, 상기 선행기술에 개시된 온도 조절 장치의 경우 여전히 부피가 큰 문제점이 발생하고, 따라서 쿨런트의 순환배관의 길이가 길어지게 된다. 즉 공정 챔버를 빠져나온 쿨런트는 열교환기(냉각용 열교환기)를 거쳐 히터(가열용 열교환기)를 통과하게 되어 구조적으로 쿨런트의 순환배관 라인이 길어지는 문제점을 내포하고 있다. 쿨런트의 순환배관과 냉각수 순환배관의 라인이 길어짐에 따라 결국 설치면적이 증가되고 이는 설치 및 제조비용의 상승을 가져오는 문제점이 있으며, 또한 순환배관을 경유하는 쿨런트의 유동시간이 길어짐에 따라 공정 챔버로 유입되는 동안 쿨런트의 온도가 떨어지게 되어 결국 온도 제어 정밀성이 떨어지는 문제점이 있다. However, in the case of the temperature control device disclosed in the above-mentioned prior art, still a bulky problem arises and the length of the coolant circulation pipe becomes long. That is, the coolant exiting the process chamber passes through a heat exchanger (a heat exchanger for cooling) and a heater (a heat exchanger for heating), which causes a problem that the circulation piping line of the coolant becomes longer structurally. As the coolant circulation piping and the cooling water circulation piping lines become longer, the installation area is increased, which increases installation and manufacturing costs. Also, as the coolant flow time through the circulation piping becomes longer There is a problem that the temperature of the coolant falls during the flow into the process chamber, and consequently the accuracy of temperature control deteriorates.

또한 상기 선행기술에 개시된 간접방식의 열교환기(선행기술의 도6 참조)는 두 개의 열교환기(열교환 몸체)가 조립 또는 결합된 형태의 구조를 갖는데, 상기 열교환기 각각은 일반적으로 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0056811호(2010.05.28. 공개)에 개시된 열교환기의 구조를 갖는다. The indirect type heat exchanger disclosed in the prior art (see FIG. 6 of the prior art) has a structure in which two heat exchangers (heat exchanging bodies) are assembled or combined. Each of the heat exchangers is a heat exchanger The structure of the heat exchanger disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0056811 (May 28, 2010) is disclosed.

상기 선행기술에 개시된 열교환기는 열교환 몸체 내부에 열교환 핀(박판)이 브레이징 접합되고 덮개(상부 플레이트)를 조립하여 제조하게 되는데, 열교환 몸체, 열교환 핀, 덮개는 열교환 효율을 높이기 위해 보통 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질이 적용된다. 그런데, 이러한 알루미늄 재질의 열교환기는 특히 고온의 환경에서 부식이 심각한 문제가 발생하는데, 고온의 유체가 열교환기 내부에 흐름으로써 기화나 열충격 등이 발생하여 코팅층이나 알루미늄 자체를 파괴하기 때문이다. The heat exchanger disclosed in the prior art is manufactured by brazing a heat exchange fin (thin plate) inside a heat exchange body and assembling a lid (upper plate). The heat exchange body, the heat exchange fin, and the lid are usually made of aluminum or aluminum alloy Material is applied. However, such aluminum heat exchangers suffer from a serious problem of corrosion particularly in a high-temperature environment, because a high-temperature fluid flows inside the heat exchanger, causing vaporization or thermal shock to break the coating layer or aluminum itself.

따라서, 상기 등록특허공보 제10-0906629호(2009.07.10. 공개)에 개시된 간접 방식의 열교환기는 부식 문제를 가지고 있을 뿐만 아니라, 두 개의 열교환기를 조립 또는 결합된 구조를 가지므로, 부피가 커지고 제조 비용이 상승하며, 냉각수(PCW)와 쿨런트의 열교환 효율이 낮아지는 문제점이 있다. Therefore, the indirect type heat exchanger disclosed in the above-mentioned Patent Publication No. 10-0906629 (published on Jul. 10, 2009) has not only a corrosion problem but also has a structure in which two heat exchangers are assembled or combined, The cost is increased, and the heat exchange efficiency between the cooling water (PCW) and the coolant is lowered.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 두 개의 유로를 독립적으로 가져 두 유체가 구획된 공간에서 흐르는 간접방식으로 열교환하는 열교환기에서, 내부식성을 향상시키고 열전달 효율을 상승시키며 또한 부피가 콤팩트하며 제조공정을 간단하게 하도록 할 수 있는 간접방식 맞춤형 고효율 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger which independently has two flow paths and performs heat exchange in an indirect manner in which the fluid flows in a partitioned space, improves corrosion resistance, The present invention provides a high-efficiency indirect-type high-efficiency heat exchanger which is compact in volume and can simplify the manufacturing process and a manufacturing method thereof.

상기 해결 과제를 달성하기 위한 해결 수단으로 본 발명에 따른 간접방식 열교환기는, 상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방되고 상기 네 개의 측면 중 어느 일 측면에 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 형성되며, 내부에 제1 열교환핀이 수용되는 수용부가 관통되게 형성되는 제1 몸체; 상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방되고 상기 네 개의 측면 중 대응되는 양 측면에 쿨런트 유입구와 쿨런트 유출구가 각각 형성되며, 내부에 제2 열교환핀이 수용되는 수용부가 관통되게 형성되는 제2 몸체; 상기 제1 몸체의 상면을 덮도록 설치되며, 일측면이 상기 제1 열교환핀과 접촉하는 상부 플레이트; 상기 제1 몸체의 하면 및 상기 제2 몸체의 상면 사이에 설치되며, 양측면이 상기 제1 몸체의 수용부에 수용된 제1 열교환핀과 상기 제2 몸체의 수용부에 수용된 제2 열교환핀과 각각 접촉하는 중간 플레이트; 및, 상기 제2 몸체의 하면을 덮도록 설치되며, 일측면이 상기 제2 열교환핀과 접촉하는 하부 플레이트;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an indirect type heat exchanger including: an upper surface, a lower surface, and four side surfaces, the upper surface of which is opened and cooling water inlets and cooling water outlets are formed on one of the four sides, A first body having a housing portion through which a first heat exchange fin is received; A coolant inlet port and a coolant outlet port are formed on both side surfaces of the four side surfaces, respectively, and the housing portion in which the second heat exchange fins are received is formed to pass through the upper and lower surfaces and the four side surfaces, A second body; An upper plate installed to cover the upper surface of the first body and having one side in contact with the first heat exchange fin; A first heat exchange fin disposed between the lower surface of the first body and the upper surface of the second body and having opposite side surfaces received in the receiving portion of the first body and a second heat exchange fin received in the receiving portion of the second body, Intermediate plates; And a lower plate installed to cover the lower surface of the second body and having one side in contact with the second heat exchange fin.

상기 제1 몸체 및 제2 몸체는 서스(SUS) 재질이고, 상기 상부 플레이트와 중간 플레이트 및 하부 플레이트는 구리(Copper) 또는 구리 합금 재질이 적용된다.The first body and the second body are made of stainless steel, and the upper plate, the intermediate plate, and the lower plate are made of copper or a copper alloy.

한편 상기 해결 과제를 달성하기 위한 해결 수단으로 본 발명에 따른 간접방식 열교환기의 제조 방법은, a) SUS 재질의 제1 몸체를 준비하고, 상기 제1 몸체에 제1 열교환핀이 수용되는 수용부를 레이저 가공에 의해 형성하며, 또한 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 형성하여 제1 몸체를 가공하는 단계; b) SUS 재질의 제2 몸체를 준비하고, 상기 제2 몸체에 제2 열교환핀이 수용되는 수용부를 레이저 가공에 의해 형성하며, 또한 쿨런트 유입구와 쿨런트 유출구를 형성하여 제2 몸체를 가공하는 단계; c) 구리 또는 구리 합금 재질의 상기 제1 열교환핀과 제2 열교환핀, 상부 플레이트와 중간 플레이트 및 하부 플레이트를 준비하고, 상기 제1 열교환핀 및 제2 열교환핀을 제1 몸체 및 제2 몸체의 각 수용부에 수용시키는 단계; 및, d) 상부 플레이트, 제1 열교환핀이 수용된 제1 몸체, 중간 플레이트, 제2 열교환핀이 수용된 제2 몸체 및 하부 플레이트를 순서대로 적층한 후, 브레이징(Blazing)에 의해 일체로 접합하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an indirect type heat exchanger, comprising the steps of: a) preparing a first body of SUS material; Forming a first body by forming a cooling water inlet and a cooling water outlet by laser machining; b) a second body of SUS material is prepared, a receiving part in which the second heat exchange fin is received is formed by laser machining in the second body, and a coolant inlet and a coolant outlet are formed to process the second body step; c) preparing the first heat exchange fin and the second heat exchange fin of the copper or copper alloy material, the upper plate, the intermediate plate and the lower plate, and arranging the first heat exchange fin and the second heat exchange fin in the first and second bodies Accommodating each accommodating portion; And d) laminating a second body and a lower plate containing the upper plate, the first body containing the first heat exchange fins, the intermediate plate, the second heat exchange fin, and the lower plate in order, and then joining them integrally by brazing .

본 발명에 의하면, 기존의 간접방식의 열교환기가 동일 구조의 열교환기 두 개를 단순히 접합하는 것과는 달리, 본 발명에 의하면 열교환 몸체 두 개를 제작하고 사이에 중간 플레이트를 설치하는 방식으로 제조하므로, 결국 부피가 콤팩트하며 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, unlike the conventional indirect type heat exchanger which simply joins two heat exchangers of the same structure, according to the present invention, since two heat exchanging bodies are manufactured and an intermediate plate is provided therebetween, The volume is compact and the manufacturing cost can be reduced.

또한, 간접방식의 열교환기의 몸체가 종래의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 것과는 달리 몸체가 서스(SUS) 재질로 형성되어, 특히 고온의 유체가 흐르는 환경에서 내부식성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다. 따라서 제품의 내구성 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 몸체 내부에 수용되는 열교환핀 및 상부, 중간 및 하부 플레이트를 기존의 알루미늄 재질보다 연전달 효율이 좋은 구리 또는 구리 합금 재질로 적용하므로 열전달 효율이 상승되는 효과가 있다. Unlike the conventional indirect aluminum or aluminum alloy body, the indirect body heat exchanger is formed of a stainless steel material, and the corrosion resistance is remarkably improved in an environment where a high temperature fluid flows. have. Therefore, the durability and the reliability of the product are improved. In addition, since the heat exchange fins accommodated in the body and the upper, middle, and lower plates are made of copper or a copper alloy material having higher heat transfer efficiency than aluminum, heat transfer efficiency is increased.

한편, 상기와 같은 구조의 열교환기를 제조함에 있어서, 상부 플레이트, 제1 열교환핀이 수용된 제1 몸체, 중간 플레이트, 제2 열교환핀이 수용된 제2 몸체 및 하부 플레이트를 순서대로 적층한 후, 브레이징 방식에 의해 일체로 접합하여 조립함으로써, 제조공정이 매우 간단해지고 제조 시간을 줄일 수 있어 결국 제조비용을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Meanwhile, in manufacturing the heat exchanger having the above-described structure, the second body and the lower plate in which the upper plate, the first body accommodating the first heat exchange fins, the intermediate plate, the second heat exchange fins are housed are sequentially stacked, The manufacturing process can be simplified and the manufacturing time can be shortened, so that the manufacturing cost can be reduced and the productivity can be improved.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 온도 조절 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 간접방식 열교환기가 적용되는 반도체 설비용 온도 조절 장치의 일 예를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접방식 열교환기의 사시도,
도 4는 도 3의 분리 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접방식 열교환기 제조방법의 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a conventional thermostat according to the related art,
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a temperature control device for a semiconductor facility to which an indirect type heat exchanger according to the present invention is applied;
3 is a perspective view of an indirect type heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention,
Fig. 4 is an exploded perspective view of Fig. 3,
5 is a flowchart of a method of manufacturing an indirect type heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 간접방식 열교환기 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, an indirect type heat exchanger and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 간접방식 열교환기가 적용되는 반도체 설비용 온도 조절 장치(100)는 공정 챔버(110)에 쿨런트를 공급 및 회수하여 온도 조절을 하는 장치에 관한 것으로서, 공정 챔버(110)에서 가열 또는 냉각된 쿨런트를 냉각수(PCW)와 열교환하여 냉각시키는 동시에 상기 쿨런트를 가열하는 가열·냉각 일체형 열교환유닛(200), 공정 챔버(110)로 공급되는 쿨런트의 온도를 제어하는 제어기(170), 쿨런트를 순환시키기 위한 펌프(130)를 포함한다. 도면상의 굵은 실선은 쿨런트가 순환하는 경로인 쿨런트 순환배관(140)을 나타낸 것이고, 얇은 실선은 냉각수(PCW)가 순환하는 경로인 냉각수 순환배관(150)을 나타낸 것이다. Referring to FIG. 2, a temperature control apparatus 100 for a semiconductor facility, to which an indirect type heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied, is a device for controlling temperature by supplying and recovering coolant to and from a process chamber 110 A heat and cooling integrated type heat exchange unit 200 for cooling the coolant heated or cooled in the process chamber 110 by heat exchange with the cooling water PCW to heat the coolant and a coolant supplied to the process chamber 110, A controller 170 for controlling the temperature of the coolant, and a pump 130 for circulating the coolant. The thick solid line in the figure shows the coolant circulation pipe 140 as the path through which the coolant circulates and the thin solid line shows the cooling water circulation pipe 150 as the path through which the cooling water PCW circulates.

펌프(130)는 쿨런트 순환배관(130)의 경로 상에 설치되어 공정 챔버(110)에서 배출된 쿨런트를 회수하여 가열·냉각 일체형 열교환기(200)를 거친 후 다시 공정 챔버(110)로 공급하도록 한다. 한편, 저장탱크(120)는 내부에 쿨런트를 저장하며 쿨런트 순환배관(140)에 쿨런트를 보충, 공급하도록 한다.The pump 130 is installed on the path of the coolant circulation pipe 130 to recover the coolant discharged from the process chamber 110 and pass through the heat and cooling integrated heat exchanger 200 and then to the process chamber 110 . Meanwhile, the storage tank 120 stores coolant therein and replenishes and supplies coolant to the coolant circulation pipe 140.

냉각수 순환배관(150)과 쿨런트 순환배관(140) 상에는 복수의 온도센서, 유량센서, 압력센서, 밸브 등이 설치되고, 제어기(170)는 이들 구성요소들과 연결되어 각종 정보를 수신하여 장치의 동작을 전반적으로 제어하게 된다.A plurality of temperature sensors, a flow rate sensor, a pressure sensor, a valve, and the like are installed on the cooling water circulation pipe 150 and the coolant circulation pipe 140. The controller 170 is connected to these components, As shown in FIG.

냉각수 순환배관(150) 상의 가열·냉각 일체형 열교환유닛(200)의 유입단(전단)에는 니들 밸브(needle valve) 타입의 미세유량 컨트롤 밸브(160)가 설치될 수 있다. A needle valve type micro flow rate control valve 160 may be installed at the inlet end (front end) of the heating / cooling integrated heat exchange unit 200 on the cooling water circulation pipe 150.

제어기(170)는 쿨런트 순환배관(140) 상의 공정 챔버(110)의 유입단에 설치되는 쿨런트 유입 온도센서(142)로부터 감지된 쿨런트의 유입 온도 정보를 수신하고, 이를 이용하여 상기 미세유량 컨트롤 밸브(160)를 제어하여 가열·냉각 일체형 열교환유닛(200)의 제1 및 제2 열교환기(210,230)로 유입되는 냉각수(PCW)의 유량을 조절하는 동시에 히터(250)의 발열량을 조절함으로서, 상기 공정 챔버(110)로 공급되는 쿨런트의 온도를 정밀 제어하게 된다.The controller 170 receives inflow temperature information of the coolant detected from the coolant inflow temperature sensor 142 installed at the inflow end of the process chamber 110 on the coolant circulation pipe 140, The flow rate control valve 160 is controlled to adjust the flow rate of the cooling water PCW flowing into the first and second heat exchangers 210 and 230 of the heating and cooling integrated type heat exchange unit 200 and to control the heating amount of the heater 250 The temperature of the coolant supplied to the process chamber 110 is precisely controlled.

이와 같이 본 발명이 적용되는 반도체 설비용 온도 조절 장치(100)에 의하면, 기존에 공정 챔버를 거친 쿨런트와 냉각수(PCW)를 열교환시키기 위한 열교환기(냉각용 열교환기)와, 열교환기를 거친 쿨런트를 적정 온도로 가열하여 공정 챔버로 공급하는 히터(가열용 연교환기)가 별도로 설치되는 것과 달리, 열교환기(냉각용 열교환기)와 히터(가열용 열교환기)가 일체화된 기능을 갖는 가열·냉각 일체형 열교환기(200)를 적용함으로써 전체 장치가 단순해지고 콤팩트해지며, 또한 이에 따라 쿨런트 배관라인 및 냉각수 배관라인이 짧게 구현할 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the temperature control device 100 for a semiconductor facility to which the present invention is applied, a heat exchanger (cooling heat exchanger) for exchanging heat between a coolant and a cooling water (PCW) which have conventionally been passed through a process chamber, (Heat exchanger for heating) for heating the runt to an appropriate temperature and supplying the heat to the process chamber is provided separately, the heat (heat exchanger for heating) having the function of integrating the heat exchanger (cooling heat exchanger) The use of the cooling integrated heat exchanger 200 makes it possible to simplify the entire apparatus and make the entire system compact, and thus the coolant piping line and the cooling water piping line can be realized in a short time.

가열·냉각 일체형 열교환유닛(200)은 서로 대면하도록 배치되는 제1 열교환 기(210)와 제2 열교환기(230), 제1 및 제2 열교환기(210,230) 사이에 배치되는 히터(250)를 포함한다.The heat and cooling integrated type heat exchange unit 200 includes a first heat exchanger 210 and a second heat exchanger 230 disposed to face each other and a heater 250 disposed between the first and second heat exchangers 210 and 230 .

제1 열교환기(210)와 제2 열교환기(230)는 동일한 구조를 가지며, 각각의 열교환기는 내부에 쿨런트가 순환하는 경로인 쿨런트 유로와 냉각수(PCW)가 순환하는 경로인 냉각수 유로가 서로 분리되는 간접방식의 열교환기이다. 그리고, 제1 열교환기(210)와 제2 열교환기(230)는 쿨런트 유로가 서로 대면하도록 설치된다. 히터(250)는 이 쿨런트 유로가 형성되는 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(230)의 각 일측면 사이에 접촉하도록 설치된다. 따라서, 제1 및 제2 열교환기(210,230) 내부의 쿨런트 유로를 순환하는 쿨런트는 냉각수 유로를 순환하는 냉각수(PCW)와 열교환하여 냉각되는 동시에, 상기 히터(250)와 열교환하여 가열되게 된다. 본 발명의 실시예에 의하면 히터(250)는 질화규소 히터가 적용되며 복수 개 배치되는데, 열교환기의 용량, 가열 온도 등에 따라 적절한 수가 배치될 수 있다.The first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 230 have the same structure, and each of the heat exchangers has a coolant flow path which is a path through which coolant circulates and a coolant flow path through which the coolant (PCW) circulates It is an indirect type heat exchanger which is separated from each other. The first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 230 are installed so that the coolant flow paths face each other. The heater 250 is installed to contact between one side of each of the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 230 where the coolant flow path is formed. Therefore, the coolant circulating in the coolant passage in the first and second heat exchangers 210 and 230 is cooled by heat exchange with the cooling water PCW circulating in the cooling water channel, and is heat-exchanged with the heater 250 to be heated. According to the embodiment of the present invention, the heater 250 is applied with a silicon nitride heater, and a plurality of the silicon nitride heaters are disposed, and an appropriate number of the heater 250 can be arranged according to the capacity of the heat exchanger, the heating temperature,

상기 제1 및 제2 열교환기(210,230) 각각은 동일한 구조를 가지므로, 이하 하나의 열교환기에 대해서만 설명하기로 한다. 설명하기에 앞서, 도 2에 도시된 반도체 설비용 온도 조절 장치(100)는 본 발명의 간접방식 열교환기(210,230)가 적용되는 일 예를 나타난 것이며, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며 다양한 구조의 반도체 설비용 온도 조절 장치(대한민국 등록특허공보 제10-0906629호)에 적용될 수 있음은 물론이다. Since each of the first and second heat exchangers 210 and 230 has the same structure, only one heat exchanger will be described below. Prior to the description, the temperature control apparatus 100 for a semiconductor facility shown in FIG. 2 is an example in which the indirect type heat exchangers 210 and 230 of the present invention are applied, and the scope of the present invention is not limited thereto, (Korean Patent Registration No. 10-0906629) of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 간접방식 열교환기(210,230)는 제1 몸체(330), 제2 몸체(360), 제1 열교환핀(320), 제2 열교환핀(350), 상부 플레이트(310), 중간 플레이트(330) 및 하부 플레이트(350)를 포함한다.3 and 4, the indirect type heat exchanger 210 and 230 according to the embodiment of the present invention includes a first body 330, a second body 360, a first heat exchange fin 320, An upper plate 310, an intermediate plate 330, and a lower plate 350.

제1 몸체(330)는 상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방되는 육면체 형상을 갖는다. 상기 네 개의 측면 중 어느 일 측면의 양 외곽에는 냉각수(PCW)가 유입되는 냉각수 유입구(332)와 냉각수가 유출되는 냉각수 유출구(334)가 형성된다. 그리고, 제1 몸체(330)의 내부에는 제1 열교환핀(320)이 수용되는 수용부(336)가 상하 관통되게 형성된다. 이 일정 공간을 갖는 수용부(336)가 냉각수(PCW)의 유로가 된다. The first body 330 has a top surface, a bottom surface, and four side surfaces, and has a hexahedron shape with an open top surface. A cooling water inlet 332 through which cooling water PCW flows and a cooling water outlet 334 through which cooling water flows out are formed on both outer sides of one side of the four sides. The first body 330 has a receiving portion 336 through which the first heat exchanging fin 320 is received. The accommodating portion 336 having the predetermined space serves as a channel of the cooling water PCW.

제2 몸체(360) 역시 제1 몸체와 마찬가지로 상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방된 육면체 형상을 갖는다. 상기 네 개의 측면 중 대응되는 양 측면에는 쿨런트가 유입되는 쿨런트 유입구(362)와 쿨런트가 유출되는 쿨런트 유출구(364)가 각각 형성된다. 도시된 바와 같이 제2 몸체(360) 내부에서 냉각수 유로는 좌우 2개로 분리된다. 따라서, 각각의 유로에 냉각수가 분기되어 유입 및 유출되도록 냉각수 유입구(332)와 냉각수 유출구(334) 역시 두 개 형성된다. 그리고, 제2 몸체(360)의 내부에는 제2 열교환핀(350)이 수용되는 수용부(366)가 상하 관통되게 형성된다. 이 일정 공간을 갖는 수용부(366)가 쿨런트의 유로가 된다. Similarly to the first body, the second body 360 has a top surface, a bottom surface, and four side surfaces. Coolant inlet ports 362 through which coolant flows and coolant outlet ports 364 through which coolant flows are respectively formed on the opposite side surfaces of the four side surfaces. As shown in the figure, the cooling water flow path is divided into two right and left sides in the second body 360. Accordingly, two cooling water inlets 332 and cooling water outlets 334 are also formed so that the cooling water is branched and introduced and discharged into the respective flow paths. The second body 360 has a receiving portion 366 through which the second heat exchanging fin 350 is received. And the accommodating portion 366 having the certain space becomes the channel of the coolant.

한편, 상기 제1 몸체 및 제2 몸체(360)는 부식 방지 및 열교환 효율을 위해 서스(SUS) 재질이나 구리(Copper) 또는 구리 합금 재질로 형성되는 것이 바람직하다. Meanwhile, the first body 360 and the second body 360 may be made of a SUS material, a copper material, or a copper alloy material for the purpose of corrosion prevention and heat exchange efficiency.

서스(SUS) 재질이 적용되는 경우 통상의 서스(SUS) 재질 예를 들어, 300계열인 SUS 304, SUS 316, SUS 303 등이 적용될 수 있다.When a SUS material is applied, SUS 304, SUS 316, SUS 303 and the like, which are 300 series, can be applied as a normal SUS material.

구리 또는 구리 합금 재질일 경우 무산소동이 적용되는 것이 바람직하여, 여기서 무산소동은 산소농도가 0.008% 이하로 함유된 것을 의미한다.In the case of copper or copper alloy, it is preferred that anaerobic copper is applied, wherein oxygen free copper means that the oxygen concentration is 0.008% or less.

제1 몸체(330) 및 제2 몸체(360)의 각 수용부에 설치되는 제1 열교환핀(320) 및 제2 열교환핀(350)은 특정 구조의 핀에 한정되지 않으나, 본 발명에 의하면 열전달 효율을 높이고 일체로 브레이징 접합을 위해 코러게이트 핀(corrugate fin)이 적용되는 것이 바람직하다. The first heat exchanging fin 320 and the second heat exchanging fin 350 installed in the respective receiving portions of the first body 330 and the second body 360 are not limited to fins having a specific structure, It is preferable that a corrugate fin is applied to increase the efficiency and to integrally join the brazing.

또한 제1 열교환핀(320) 및 제2 열교환핀(350)은 열교환 효율을 향상시키기 위해 구리(copper) 또는 구리 합금 재질로 형성된다. 구리 또는 구리 합금 재질일 경우 무산소동이 적용되는 것이 바람직하여, 여기서 무산소동은 산소농도가 0.008% 이하로 함유된 것을 의미한다. 제1 열교환핀(320) 및 제2 열교환핀(350)의 상하단은 각각의 플레이트에 접촉된다. 즉, 제1 열교환핀(320)의 상단(높이방향으로)은 상부 플레이트(310)에 접촉되고 그 하단은 중간 플레이트(330)의 일측면에 접촉된다. 그리고, 제2 열교환핀(350)의 상단은 중간 플레이트(340)의 타측면에 접촉되고, 제2 열교환핀(350)의 하단은 하부 플레이트(350)에 접촉된다. The first heat exchanging fin 320 and the second heat exchanging fin 350 are formed of copper or a copper alloy to improve heat exchange efficiency. In the case of copper or copper alloy, it is preferred that anaerobic copper is applied, wherein oxygen free copper means that the oxygen concentration is 0.008% or less. The upper and lower ends of the first heat exchange fin 320 and the second heat exchange fin 350 are in contact with the respective plates. That is, the upper end (in the height direction) of the first heat exchange fin 320 is in contact with the upper plate 310, and the lower end thereof is in contact with one side of the intermediate plate 330. The upper end of the second heat exchange fin 350 is in contact with the other side of the intermediate plate 340 and the lower end of the second heat exchange fin 350 is in contact with the lower plate 350.

상부 플레이트(310), 중간 플레이트(330) 및 하부 플레이트(350)는 상대적으로 얇은 두께를 가지며, 열교환 효율을 향상시키기 위해 열교환핀과 마찬가지로 무산소동의 구리(copper) 또는 구리 합금 재질로 형성된다. The upper plate 310, the intermediate plate 330, and the lower plate 350 have a relatively thin thickness and are formed of copper or copper alloy material, which is anaerobic copper, like the heat exchange fins, to improve the heat exchange efficiency.

상부 플레이트(310)는 제1 몸체(330)의 상면을 덮도록 설치되며, 일측면이 제1 몸체(330)에 수용된 제1 열교환핀(320)과 접촉하게 된다.The upper plate 310 is installed to cover the upper surface of the first body 330 and one side of the upper plate 310 is in contact with the first heat exchange fin 320 housed in the first body 330.

중간 플레이트(330)는 제1 몸체(330)의 하면 및 제2 몸체(360)의 상면 사이에 설치되는데, 일측면이 제1 열교환핀(320)과 접촉하고 타측면이 제2 열교환핀(320)과 접촉된다. 이와 같이, 상부 플레이트(310)와 중간 플레이트(330) 및 제1 몸체(330)의 수용부(336)에 의해 밀폐된 공간이 형성되어 냉각수(PCW)의 유로가 형성된다. The intermediate plate 330 is installed between the lower surface of the first body 330 and the upper surface of the second body 360. One surface of the intermediate plate 330 is in contact with the first heat exchange fin 320 and the other surface is in contact with the second heat exchange fin 320 . As described above, the space enclosed by the upper plate 310, the intermediate plate 330, and the receiving portion 336 of the first body 330 is formed to form a flow path of the cooling water PCW.

하부 플레이트(350)는 제2 몸체(360)의 하면을 덮도록 설치되며, 일측면이 제2 몸체(360)에 수용된 제2 열교환핀(350)과 접촉하게 된다. 하부 플레이트(350)의 타측면은 도 2에 도시된 히터와 접촉하게 된다. 이와 같이, 하부 플레이트(350)와 중간 플레이트(330) 및 제2 몸체(360)의 수용부(366)에 의해 밀폐된 공간이 형성되어 쿨런트의 유로가 형성된다.The lower plate 350 is disposed to cover the lower surface of the second body 360 and one side of the lower plate 350 is in contact with the second heat exchange fin 350 received in the second body 360. The other side of the lower plate 350 comes into contact with the heater shown in Fig. As described above, the closed space is formed by the receiving portion 366 of the lower plate 350, the intermediate plate 330, and the second body 360 to form a coolant flow path.

이하 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기 구조를 갖는 간접방식 열교환기의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the indirect type heat exchanger having the above structure will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.

먼저 SUS 재질이나 구리 또는 구리 합금 재질의 제1 몸체(330)를 준비 및 가공한다(S410). 즉 제1 몸체(330)를 준비하고, 제1 몸체(330)에 제1 열교환핀(320)이 수용되는 수용부(336)를 레이저 가공에 의해 형성한다. 또한 제1 몸체(330)에 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 형성한다. 엄밀이 말하면 냉각수 유입구멍와 냉각수 유출구멍를 몸체에 레이저 가공에 의해 형성하고, 그 냉각수 유입구멍와 냉각수 유출구멍에 관을 용접하여 접합하게 되나, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 냉각수 유입구멍와 관, 냉각수 유출구멍과 관을 통상 냉각수 유입구(332) 및 냉각수 유출구(334)로 정의하기로 한다. First, a first body 330 made of SUS or copper or a copper alloy is prepared and processed (S410). That is, the first body 330 is prepared, and the receiving portion 336 in which the first heat exchanging fin 320 is received is formed in the first body 330 by laser processing. In addition, a cooling water inlet and a cooling water outlet are formed in the first body 330. The cooling water inflow hole and the cooling water outflow hole are formed on the body by laser machining and the tube is welded to the cooling water inflow hole and the cooling water outflow hole to be joined together. However, in the present invention, And the tube are generally defined as a cooling water inlet 332 and a cooling water outlet 334.

다음으로 제1 몸체(330)의 가공과 마찬가지로 SUS 재질이나 구리 또는 구리 합금 재질의 제2 몸체(360)를 준비 및 가공한다(S420). 즉 제2 몸체(360)를 준비하고, 제2 몸체(360)에 제2 열교환핀(350)이 수용되는 수용부(366)를 레이저 가공에 의해 형성한다. 또한 쿨런트 유입구(362)와 쿨런트 유출구(364)를 형성한다.Next, similarly to the first body 330, a second body 360 made of SUS or copper or a copper alloy is prepared and processed (S420). That is, the second body 360 is prepared, and the accommodating portion 366 in which the second heat exchanging fin 350 is accommodated is formed in the second body 360 by laser processing. And forms a coolant inlet port (362) and a coolant outlet port (364).

제1 몸체(330) 및 제2 몸체(360) 가공이 완료된 후, 구리 또는 구리 합금 재질의 제1 열교환핀(320), 제2 열교환핀(350), 상부 플레이트(310), 중간 플레이트(330) 및 하부 플레이트(350)를 준비하고(S430), 제1 열교환핀(320) 및 제2 열교환핀(350)을 제1 몸체(330) 및 제2 몸체(360)의 각 수용부(336,366)에 수용시킨다(S440). After the first body 330 and the second body 360 are finished, the first heat exchanging fin 320, the second heat exchanging fin 350, the upper plate 310, the intermediate plate 330 The first heat exchange fin 320 and the second heat exchange fin 350 are installed in the respective receiving portions 336 and 366 of the first body 330 and the second body 360, (S440).

그 후 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(310), 제1 열교환핀(320)이 수용된 제1 몸체(330), 중간 플레이트(330), 제2 열교환핀(350)이 수용된 제2 몸체(360) 및 하부 플레이트(350)를 순서대로 적층한 후, 브레이징(Blazing)에 의해 일체로 접합한다(S450). 이렇게 모든 구성요소를 브레이징에 의해 일체로 접합하여 열교환기의 제조가 완성된다. 본 발명에 의하면 연속로가 아닌 진공로에서 브레이징 접합을 하는 것이 바람직하다.4, the first body 330, the intermediate plate 330, and the second heat exchange fin 350, which house the upper plate 310, the first heat exchange fin 320, (360) and the lower plate (350) are stacked in this order, and then joined together by brazing (S450). All the components are joined together by brazing to complete the manufacture of the heat exchanger. According to the present invention, it is preferable to perform a brazing joint in a vacuum furnace which is not a continuous furnace.

통상 브레이징 공정은 대량생산 및 양산성을 높이기 위하여 연속로 브레이징을 진행합니다. 하지만 연속로에서는 이종접합, 즉 서스(SUS)와 구리의 접합이 잘 이루어지지 않으며, 로의 조건 또한 맞추기 어려운 점이 있다. 따라서 본 발명의 경우 연속로가 아닌 진공로에서 공정을 진행하는 것이 바람직하다. Normally, the brazing process is carried out continuously to increase the mass production and mass production. However, in the continuous furnace, the heterojunction, that is, the bonding of SUS and copper is not performed well, and the conditions of furnace are also difficult to match. Therefore, in the case of the present invention, it is preferable to carry out the process in a vacuum furnace which is not a continuous furnace.

진공로의 경우는 양산시 연속로에 비하여 브레이징 시간 및 조건 맞추는 것이 어려운 점이 있어 종래기술에서는 고려하지 못한 측면이 있다. 하지만 계속된 내구성 문제로 인하여 본 발명과 같이 이종 재질의 브레이징을 고안하게 되었으며, 양산성을 확보하기 위하여 본 발명과 같은 방식으로 진행하게 된다.In the case of a vacuum furnace, it is difficult to adjust the brazing time and conditions in comparison with the continuous furnace during mass production, which is not considered in the prior art. However, due to the continuing durability problem, the brazing of different materials as in the present invention has been devised, and in order to secure mass productivity, the method proceeds in the same manner as the present invention.

한편 상세하게 설명되지 않았으나, 제1 몸체(330)와 제2 몸체(360)에는 서로간 결합을 위해 볼트가 결합되는 다수의 볼트공(338,368)이 형성될 수 있다. 이는 각 몸체간의 결합을 견고하게 하기 위한 것으로 필요에 의해 추가할 수 있으나, 본 발명에 의하면 반드시 필요하지는 않다.Although not described in detail, the first body 330 and the second body 360 may be formed with a plurality of bolt holes 338 and 368 to which bolts are coupled to each other. This is to strengthen the coupling between the bodies and may be added as needed, but this is not necessary according to the invention.

이와 같이 본 발명에 의하면, 간접방식의 열교환기의 몸체가 종래의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 것과는 달리 몸체가 서스(SUS) 재질로 형성되어, 특히 고온의 유체가 흐르는 환경에서 내부식성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다. 따라서 제품의 내구성 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 몸체 내부에 수용되는 열교환핀 및 상부, 중간 및 하부 플레이트를 기존의 알루미늄 재질보다 연전달 효율이 좋은 구리 또는 구리 합금 재질로 적용하므로 열전달 효율이 상승되는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, the body of the indirect type heat exchanger is formed of a stainless steel material, unlike the conventional aluminum or aluminum alloy material. Especially, in an environment where a high temperature fluid flows, . Therefore, the durability and the reliability of the product are improved. In addition, since heat exchange fins accommodated in the body and upper, middle, and lower plates are made of copper or a copper alloy material having higher heat transfer efficiency than conventional aluminum materials, heat transfer efficiency is advantageously increased.

또한 기존의 간접방식의 열교환기가 동일 구조의 열교환기 두 개를 단순히 접합하는 것과는 달리, 본 발명에 의하면 열교환 몸체 두 개를 제작하고 사이에 중간 플래이트를 설치하는 방식으로 제조하므로, 결국 부피가 콤팩트하며 제조비용을 줄일 수 있는 이점이 있다. Further, unlike the conventional indirect type heat exchanger which simply joins two heat exchangers of the same structure, according to the present invention, since two heat exchange bodies are manufactured and an intermediate plate is installed therebetween, ultimately the volume is compact There is an advantage that the manufacturing cost can be reduced.

한편, 상기와 같은 구조의 열교환기를 제조함에 있어서, 상부 플레이트, 제1 열교환핀이 수용된 제1 몸체, 중간 플레이트, 제2 열교환핀이 수용된 제2 몸체 및 하부 플레이트를 순서대로 적층한 후, 브레이징 방식에 의해 일체로 접합하여 조립함으로써, 제조공정이 매우 간단해지고 제조 시간을 줄일 수 있어 결국 제조비용을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Meanwhile, in manufacturing the heat exchanger having the above-described structure, the second body and the lower plate in which the upper plate, the first body accommodating the first heat exchange fins, the intermediate plate, the second heat exchange fins are housed are sequentially stacked, The manufacturing process can be simplified and the manufacturing time can be shortened, so that the manufacturing cost can be reduced and the productivity can be improved.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

210,230. 간접방식 열교환기 310. 상부 플레이트
320. 제1 열교환핀 330. 제1 몸체
332. 냉각수 유입구 334. 냉각수 유출구
336. 수용부 340. 중간 플레이트
350. 제2 열교환핀 360. 제2 몸체
362. 쿨런트 유입구 364. 쿨런트 유출구
366. 수용부 370. 하부 플레이트210, 230. Indirect type heat exchanger 310. Upper plate
320. First heat exchange pin 330. First body
332. Cooling water inlet 334. Cooling water outlet
336. Receiving part 340. Intermediate plate
350. Second heat exchange fin 360. Second body
362. Coolant inlet 364. Coolant outlet
366. Container 370. Lower plate

Claims (4)

상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방되고 상기 네 개의 측면 중 어느 일 측면에 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 형성되며, 내부에 제1 열교환핀이 수용되는 수용부가 관통되게 형성되는 제1 몸체;
상면과 하면 및 네 개의 측면을 갖되 상면이 개방되고 상기 네 개의 측면 중 대응되는 양 측면에 쿨런트 유입구와 쿨런트 유출구가 각각 형성되며, 내부에 제2 열교환핀이 수용되는 수용부가 관통되게 형성되는 제2 몸체;
상기 제1 몸체의 상면을 덮도록 설치되며, 일측면이 상기 제1 열교환핀과 접촉하는 상부 플레이트;
상기 제1 몸체의 하면 및 상기 제2 몸체의 상면 사이에 설치되며, 양측면이 상기 제1 몸체의 수용부에 수용된 제1 열교환핀과 상기 제2 몸체의 수용부에 수용된 제2 열교환핀과 각각 접촉하는 중간 플레이트; 및,
상기 제2 몸체의 하면을 덮도록 설치되며, 일측면이 상기 제2 열교환핀과 접촉하는 하부 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접방식 열교환기.
A first body having an upper surface, a lower surface, and four side surfaces, the upper surface of which is opened, cooling water inlets and cooling water outlets are formed on any one of the four side surfaces, and a housing portion through which the first heat exchange fins are received is formed to pass therethrough;
A coolant inlet port and a coolant outlet port are formed on both side surfaces of the four side surfaces, respectively, and the housing portion in which the second heat exchange fins are received is formed to pass through the upper and lower surfaces and the four side surfaces, A second body;
An upper plate installed to cover the upper surface of the first body and having one side in contact with the first heat exchange fin;
A first heat exchange fin disposed between the lower surface of the first body and the upper surface of the second body and having opposite side surfaces received in the receiving portion of the first body and a second heat exchange fin received in the receiving portion of the second body, Intermediate plates; And
And a lower plate installed to cover the lower surface of the second body and having one side in contact with the second heat exchange fin.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 몸체 및 제2 몸체는 서스(SUS) 재질이나 구리(Copper) 또는 구리 합금 재질이고, 상기 상부 플레이트와 중간 플레이트 및 하부 플레이트는 구리(Copper) 또는 구리 합금 재질인 것을 특징으로 하는 간접방식 열교환기.
The method according to claim 1,
Wherein the first body and the second body are made of a SUS material or a copper or a copper alloy material and the upper plate and the intermediate plate and the lower plate are made of copper or a copper alloy. heat transmitter.
a) SUS 재질의 제1 몸체를 준비하고, 상기 제1 몸체에 제1 열교환핀이 수용되는 수용부를 레이저 가공에 의해 형성하며, 또한 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 형성하여 제1 몸체를 가공하는 단계;
b) SUS 재질의 제2 몸체를 준비하고, 상기 제2 몸체에 제2 열교환핀이 수용되는 수용부를 레이저 가공에 의해 형성하며, 또한 쿨런트 유입구와 쿨런트 유출구를 형성하여 제2 몸체를 가공하는 단계;
c) 구리 또는 구리 합금 재질의 상기 제1 열교환핀과 제2 열교환핀, 상부 플레이트와 중간 플레이트 및 하부 플레이트를 준비하고, 상기 제1 열교환핀 및 제2 열교환핀을 제1 몸체 및 제2 몸체의 각 수용부에 수용시키는 단계; 및,
d) 상부 플레이트, 제1 열교환핀이 수용된 제1 몸체, 중간 플레이트, 제2 열교환핀이 수용된 제2 몸체 및 하부 플레이트를 순서대로 적층한 후, 브레이징(Blazing)에 의해 일체로 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접방식 열교환기 제조방법.
a) preparing a first body of SUS material, forming a receiving part in the first body by laser processing, and forming a cooling water inlet and a cooling water outlet to process the first body;
b) a second body of SUS material is prepared, a receiving part in which the second heat exchange fin is received is formed by laser machining in the second body, and a coolant inlet and a coolant outlet are formed to process the second body step;
c) preparing the first heat exchange fin and the second heat exchange fin of the copper or copper alloy material, the upper plate, the intermediate plate and the lower plate, and arranging the first heat exchange fin and the second heat exchange fin in the first and second bodies Accommodating each accommodating portion; And
d) laminating the upper plate, the first body containing the first heat exchange fin, the intermediate plate, the second body containing the second heat exchange fin, and the lower plate in this order, and then integrally joining them by brazing; Wherein the heat exchanger comprises a plurality of heat exchangers.
제 3 항에 의해 제조되는 간접방식 열교환기.An indirect type heat exchanger produced by the method of claim 3.
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