KR20190072899A - 열교환기 - Google Patents

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KR20190072899A
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reinforcing plate
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reinforcing
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pair
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KR1020170174051A
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Inventor
오광헌
조아라
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 코어부; 상기 코어부의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부가 형성된 상부 보강판; 상기 코어부의 길이방향 양측에 배치되고, 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판의 제1고정 형합부에 결합되며, 하측에 제2고정 형합부가 각각 형성된 한 쌍의 측면 보강판; 및 상기 코어부의 높이방향 하측에 배치되며, 상기 한 쌍의 측면 보강판의 제2고정 형합부에 양측이 결합된 하부 보강판; 을 포함하여 이루어져, 각 부품들을 정위치 시킬 수 있어 생산성이 향상되며 조립성이 향상된 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 특히 열교환기 중 엔진의 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 수랭식으로 냉각시킬 수 있는 수랭식 인터쿨러에 관한 것이다.
열교환기 중, 인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 및 고압으로 압축된 공기를 냉각시켜주는 장치이다.
과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율이 저하되는 현상이 발생된다. 따라서 인터쿨러는 과급기에서 압축된 고온의 공기가 냉각되도록 함으로써, 엔진 실린더의 흡입효율이 높아지도록 하며 연소효율이 향상되어 연비가 높아지도록 한다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 이 중 수랭식 인터쿨러(10)는 공랭식 인터쿨러와 그 원리는 유사하나, 고온의 공기가 통과되는 인터쿨러를 냉각시킬 때 외부 공기 대신 차량의 냉각수나 물 등을 이용하여 압축공기를 냉각시킨다는 점에서 차이가 있다.
도 1에 도시된 수랭식 인터쿨러(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(20) 및 제2헤더탱크(30); 상기 제1헤더탱크(20) 또는 제2헤더탱크(30)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 제1입구파이프(40) 및 배출되는 제1출구파이프(50); 상기 제1헤더탱크(40) 및 제2헤더탱크(50)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 및 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 핀(70); 상기 튜브(60)와 핀(70)의 조립체가 수용되며, 상기 튜브(60)의 일측 단부가 위치하는 일측면과 타측면에 개구되는 커버부재(80); 및 상기 커버부재(80)의 일측면에 형성되며, 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(41) 및 배출되는 제2출구파이프(51); 를 포함하여 형성된다.
또한, 이와는 반대로 냉각수가 튜브의 내부를 통과하고 헤더탱크들, 튜브 및 핀이 조립된 조립체인 열교환기 코어를 내측에 배치하고 코어를 둘러싸도록 케이스를 형성하여, 케이스의 내측을 공기가 통과하면서 코어에 의해 냉각되도록 구성될 수 있다.
그런데 이와 같은 수랭식 인터쿨러는 헤더탱크, 튜브 및 핀들을 포함한 코어부의 강도 보강을 위해 코어부의 외측에 강도 보강용 보강재들이 결합될 수 있는데, 코어부와 보강재들 간의 조립 시 각 부품들을 정위치에 배치시키기 용이하지 않으며, 각 부품들이 정위치에 조립되지 않은 상태에서 브레이징 등으로 접합되는 경우 접합되지 않는 부분이 발생하여 공기 또는 냉각수의 리크가 발생할 수 있는 우려가 있다.
KR 10-1116844 B1 (2012.02.08)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 코어부 및 코어부의 강도 보강을 위해 결합되는 보강판들을 조립함에 있어서 코어부 및 보강판들이 정위치에 배치될 수 있어 조립이 용이하며, 코어부의 모서리 부분과 보강판들 간의 간섭이 발생하지 않아 조립 후 브레이징에 의한 코어부와 보강판들의 접합 시 브레이징이성이 향상된 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500); 상기 코어부(100)의 길이방향 양측에 배치되고, 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합되며, 하측에 제2고정 형합부(220)가 각각 형성된 한 쌍의 측면 보강판(200); 및 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며, 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)에 양측이 결합된 하부 보강판(400); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 코어부(100), 상부 보강판(500), 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 각각 별개로 형성되며 서로 맞닿은 면이 각각 접합될 수 있다.
또한, 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)는 각각 하단에서 상측으로 오목하게 형성된 절개홈이며, 하부 보강판(400)에는 길이방향 양단에서 바깥쪽으로 제2고정탭(430)이 각각 연장 형성되어, 상기 제2고정탭(430)이 제2고정 형합부(220)에 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고 본 발명의 열교환기는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500); 및 상기 코어부(100)의 길이방양 양측에 배치되고 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합된 한 쌍의 측면 보강판(200), 및 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)과 일체로 형성된 하부 보강판(400)을 포함하며, 각각의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 폭방향을 따라 요홈(410)이 형성된 일체형 보강재(800); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)의 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 코어부(100)와 맞닿은 면이 각각 접합될 수 있다.
또한, 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분에서 하부 보강판(400)의 길이방향 양단부에는 하방으로 볼록하게 U자형의 굴곡부(420)가 형성되어 굴곡부(420)의 오목한 내측이 요홈(410)으로 형성되며, 상기 굴곡부(420)의 단부에서 상측으로 측면 보강판(200)이 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분인 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 V자형의 노치 형태로 요홈(410)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)에는 노치 형태의 요홈(410)과 연결되며 양면을 관통하는 슬롯형 홀(440)이 형성될 수 있다.
본 발명의 열교환기는 코어부와 코어부의 강도 보강을 위해 결합되는 보강판들이 정위치될 수 있어 조립이 용이하며 생산성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 코어부의 모서리 부분이 보강판의 내측면과 밀착될 수 있어, 브레이징에 의한 코어부와 보강판들의 접합 시 브레이징성이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 수랭식 인터쿨러를 나타낸 분해사시도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도, 분해사시도 및 정면도.
도 5및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도 및 정면도.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기에서 일체형 보강재의 실시예들을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기가 하우징 내에 삽입되어 조립된 상태를 나타낸 사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기를 나타낸 조립사시도, 분해사시도 및 정면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기(1000)는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500); 상기 코어부(100)의 길이방향 양측에 배치되고, 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합되며, 하측에 제2고정 형합부(220)가 각각 형성된 한 쌍의 측면 보강판(200); 및 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며, 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)에 양측이 결합된 하부 보강판(400); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기(1000)는 크게 코어부(100), 상부 보강판(500), 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)으로 구성될 수 있다.
코어부(100)는 입구 헤더탱크(110), 출구 헤더탱크(120), 튜브(130) 및 핀(140)을 포함하여 형성될 수 있다. 입구 헤더탱크(110)는 외부에서 유입된 냉각수가 내부에 저장될 수 있고 냉각수가 내부를 따라 유동될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 높이방향으로 형성될 수 있다. 출구 헤더탱크(120)는 코어부(100)를 통과하는 공기와 열교환된 냉각수가 모여 저장되며 내부를 따라 유동되어 외부로 배출될 수 있는 공간을 형성하는 부분이며, 높이방향으로 형성될 수 있다. 튜브(130)는 입구 헤더탱크(110)에 일단이 연결되고 출구 헤더탱크(120)에 타단이 연결되어, 냉각수가 유동되며 공기와 열교환될 수 있는 유로를 형성하는 부분이며, 복수개가 높이방향으로 이격되도록 배열되어 길이방향으로 나란하게 형성될 수 있다. 이때, 헤더탱크들(110,120)과 튜브(130)들은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 판형 열교환기 형태로 형성될 수 있으며, 관 형태의 헤더탱크들(110,120)에 관 형태의 복수개의 튜브(130)가 연결되어 고정된 압출 튜브식 열교환기 형태로 형성될 수도 있다. 튜브(130)들의 사이에는 열교환 효율을 향상시키기 위한 핀(140)이 개재될 수 있으며, 일례로 핀(140)들은 주름형태로 형성되어 튜브(130)들에 결합될 수 있다. 그리고 여기에서 헤더탱크들(110,120)은 코어부(100)의 길이방향의 양측 중 한 쪽에 배치되거나 양쪽에 모두 배치될 수 있으나, 도면에서는 길이방향의 일측에 헤더탱크들(110,120)이 형성된 것을 나타내었으며, 이하에서는 코어부(100)의 길이방향 일측에 헤더탱크들(110,120)이 형성된 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 또한, 도시된 바와 같이 헤더탱크들(110,120)과 튜브(130)들은 복수개의 플레이트가 적층되어 일체형으로 형성된 판형 열교환기 형태를 기준으로 설명하기로 한다. 이때, 입구 헤더탱크(110)로 유입된 냉각수가 튜브(130)를 따라 유턴하는 형태로 유동되어 출구 헤더탱크(120)를 통해 외부로 배출될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 외부에서 유입된 냉각수가 입구 헤더탱크(110)를 따라 높이방향으로 유동되면서 튜브(130)들로 분배되고 튜브(130)들을 따라 길이방향으로 유동되어 유턴되어 출구 헤더탱크(120)로 모여 높이방향으로 유동되어 외부로 배출될 수 있다. 이때, 공기는 코어부(100)의 폭방향으로 전방측에서 후방측으로 유동될 수 있으며, 공기가 튜브(130)들이 사이를 통과하면서 열교환되어 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
상부 보강판(500)은 판 형태로 형성되어 코어부(100)의 상면에 접하도록 배치될 수 있으며, 상부 보강판(500)은 상하면을 관통하는 결합공(510)이 형성되어 결합공(510)이 입구 헤더탱크(110) 또는 출구 헤더탱크(120)와 연결되도록 결합될 수 있다. 상부 보강판(500)에는 제1고정 형합부(520)가 형성될 수 있다.
측면 보강판(200)은 판 형태로 형성되어 코어부(100)의 길이방향 양측면에 각각 접하도록 배치되어 한 쌍이 구비될 수 있으며, 두 개의 측면 보강판(200) 중 하나 이상의 측면 보강판(200)의 상측이 상부 보강판(500)에 형성된 제1고정 형합부(520)에 결합되어 고정될 수 있다. 그리고 한 쌍의 측면 보강판(200)은 각각 하측에 제2고정 형합부(220)가 형성될 수 있다.
하부 보강판(400)은 판 형태로 형성되어 코어부(100)의 하면에 접하도록 배치될 수 있으며, 하부 보강판(400)은 한 쌍의 측면 보강판(200)에 각각 형성된 제2고정 형합부(220)에 길이방향 양측이 결합되어 고정될 수 있다.
여기에서 일례로 코어부(100), 상부 보강판(500), 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 하부 보강판(400)을 놓고 하부 보강판(400)에 한 쌍의 측면 보강판(200)을 결합한 다음 하부 보강판(400) 및 측면 보강판(200)들로 둘러싸인 내측 공간에 코어부(100)를 삽입하여 조립한 후 상측에서 상부 보강판(500)을 조립하여 결합함으로써, 코어부의 네면 모두가 보강판들에 의해 둘러싸인 형태의 조립체가 형성될 수 있다.
이에 따라 코어부 및 보강판들을 조립하여 조립체가 형성되도록 할 때, 조립되는 부품들이 서로 정위치에 배치된 상태로 조립될 수 있어 조립이 용이하며 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 코어부(100), 상부 보강판(500), 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 각각 별개로 형성되며 서로 맞닿은 면이 각각 접합될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 코어부와 보강판들을 조립하여 조립체를 형성한 후 조립체를 브레이징 등으로 접합하여 각 부품들이 접하는 면들이 접합되어 견고하게 결합될 수 있다. 그리하여 코어부의 네면을 둘러싸도록 보강판들이 견고하게 결합되어 접합되어 있으므로, 고온 및 고압의 공기가 튜브들의 사이를 통과하더라도 코어부가 변형되는 것을 방지할 수 있어 코어부의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 상부 보강판(500)은, 제1고정 형합부(520)가 상부 보강판(500)의 상하면을 관통하는 형태의 관통공으로 형성될 수 있으며, 측면 보강판(200)은 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 돌출된 형태로 형성되어, 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합됨으로써, 상부 보강판(500)에 측면 보강판(200)이 견고하게 고정될 수 있다. 여기에서 상부 보강판(500)과 측면 보강판(200)이 만나는 내측 모서리 부분은 라운드 형태가 아닌 각진 형태로 형성될 수 있으므로, 코어부(100)가 조립되었을 때 코어부(100) 모서리와의 간섭을 방지할 수 있다.
이때, 상기 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 상부 보강판(500)에 형성된 제1고정 형합부(520)는 폭방향으로 이격되어 복수개가 형성될 수 있으며, 마찬가지로 측면 보강판(200)에 형성된 제1고정탭(230)도 제1고정 형합부(520)에 대응되는 위치에 복수개가 형성되어, 상부 보강판(500)에 측면 보강판(200)이 보다 견고하게 결합될 수 있으며 측면 보강판(200)의 자세가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)는 각각 하단에서 상측으로 오목하게 형성된 절개홈이며, 하부 보강판(400)에는 길이방향 양단에서 바깥쪽으로 제2고정탭(430)이 각각 연장 형성되어, 상기 제2고정탭(430)이 제2고정 형합부(220)에 삽입되어 결합될 수 있다.
즉, 한 쌍의 측면 보강판(200)은, 제2고정 형합부(220)가 측면 보강판(200)의 하단에서 상측으로 오목한 형태의 절개홈으로 형성될 수 있으며, 하부 보강판(400)은 길이방향 양단에서 바깥쪽을 양해 제2고정탭(430)이 돌출된 형태로 형성되어, 제2고정탭(430)이 제2고정 형합부(220)에 삽입되어 결합됨으로써, 한 쌍의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 견고하게 고정될 수 있다. 여기에서 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리 부분은 라운드 형태가 아닌 각진 형태로 형성될 수 있으므로, 코어부(100)가 조립되었을 때 코어부(100) 모서리와의 간섭을 방지할 수 있다. 그리하여 코어부의 모서리 부분이 보강판들의 내측면과 밀착된 상태로 조립될 수 있으므로, 브레이징에 의한 코어부와 보강판들의 접합 시 브레이징성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기(1000)는, 측면 보강판(200)에서 길이방향으로 연장 형성된 차단판(300)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 차단판(300)은 코어부(100)의 길이방향 측면의 일부를 막도록 형성될 수 있다. 그리고 차단판(300)도 브레이징에 의해 코어부(100)에 접합될 수 있다.
<실시예 2>
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기를 나타낸 분해사시도 및 정면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기는, 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500); 및 상기 코어부(100)의 길이방양 양측에 배치되고 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합된 한 쌍의 측면 보강판(200), 및 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)과 일체로 형성된 하부 보강판(400)을 포함하며, 각각의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 폭방향을 따라 요홈(410)이 형성된 일체형 보강재(800); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기(1000)는 크게 코어부(100), 상부 보강판(500) 및 한 쌍의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 일체로 형성된 일체형 보강재(800)로 구성될 수 있다.
코어부(100)는 상기한 제1실시예와 마찬가지로 입구 헤더탱크(110), 출구 헤더탱크(120), 튜브(130) 및 핀(140)을 포함하여 형성될 수 있으며, 외부에서 유입된 냉각수가 입구 헤더탱크(110)를 따라 높이방향으로 유동되면서 튜브(130)들로 분배되고 튜브(130)들을 따라 길이방향으로 유동되어 유턴되어 출구 헤더탱크(120)로 모여 높이방향으로 유동되어 외부로 배출될 수 있다. 그리고 공기는 코어부(100)의 폭방향으로 전방측에서 후방측으로 유동될 수 있으며, 공기가 튜브(130)들이 사이를 통과하면서 열교환되어 공기가 냉각되도록 구성될 수 있다.
상부 보강판(500)은 판 형태로 형성되어 코어부(100)의 상면에 접하도록 배치될 수 있으며, 상부 보강판(500)은 상하면을 관통하는 결합공(510)이 형성되어 결합공(510)이 입구 헤더탱크(110) 또는 출구 헤더탱크(120)와 연결되도록 결합될 수 있다. 상부 보강판(500)에는 제1고정 형합부(520)가 형성될 수 있다.
일체형 보강재(800)는 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)을 포함하며, 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)이 일체로 형성될 수 있다. 이때, 일체형 보강재(800)는 하부 보강판(400)의 길이방향 양단에서 상측으로 한 쌍의 측면 보강판(200)이 연장된 형태로 형성되어, 일체형 보강재(800)의 측면 보강판(200)들이 코어부(100)의 길이방향 측면쪽에 접하도록 배치되고 하부 보강판(400)이 코어부(100)의 하면에 접하도록 배치될 수 있다. 그리고 측면 보강판(200)의 상측이 상부 보강판(500)에 형성된 제1고정 형합부(520)에 결합되어 고정될 수 있다.
그리고 일례로 코어부(100), 상부 보강판(500) 및 일체형 보강재(800)는, 일체형 보강재(800)를 놓고 그 내측 공간에 코어부(100)를 삽입하여 조립한 후 상측에서 상부 보강판(500)을 조립하여 결합함으로써, 코어부의 네면 모두가 보강판들에 의해 둘러싸인 형태의 조립체가 형성될 수 있다.
여기에서 일체형 보강재(800)는 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리 부분에 오목하게 요홈(410)이 형성되며, 요홈(410)은 일체형 보강재(800)의 내측 모서리에서 오목하게 폭방향을 따라 폭방향 일단에서 타단까지 연속되게 형성될 수 있다. 그리하여 일체형 보강재(800)의 내측 모서리 부분이 라운드 형태로 형성되지 않을 수 있다. 즉, 측면 보강판(200)의 내측 벽면과 하부 보강판(400)의 내측 벽면 형성하는 연장선 및 연장선들이 이루는 모서리의 내측 공간으로 일체형 보강재(800)가 돌출된 부분이 없이 형성될 수 있다.
이에 따라 코어부, 상부 보강판 및 일체형 보강재를 조립하여 조립체가 형성되도록 할 때, 여기에서 상부 보강판(500)과 측면 보강판(200)이 만나는 내측 모서리 부분은 라운드 형태가 아닌 각진 형태에서 오목하게 요홈(410)이 형성되어 있으므로, 코어부(100)가 일체형 보강재(800)에 조립되었을 때 코어부(100) 모서리와 일체형 보강재(800)가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)의 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 코어부(100)와 맞닿은 면이 각각 접합될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 코어부, 상부 보강판 및 일체형 보강재를 조립하여 조립체를 형성한 후 조립체를 브레이징 등으로 접합하여 각 부품들이 접하는 면들이 접합되어 견고하게 결합될 수 있다. 그리하여 코어부의 네면을 둘러싸도록 보강판들이 견고하게 결합되어 접합되어 있으므로, 고온 및 고압의 공기가 튜브들의 사이를 통과하더라도 코어부가 변형되는 것을 방지할 수 있어 코어부의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 상부 보강판(500)은, 제1고정 형합부(520)가 상부 보강판(500)의 상하면을 관통하는 형태의 관통공으로 형성될 수 있으며, 측면 보강판(200)은 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 돌출된 형태로 형성되어, 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합됨으로써, 상부 보강판(500)에 측면 보강판(200)이 견고하게 고정될 수 있다. 여기에서 상부 보강판(500)과 측면 보강판(200)이 만나는 내측 모서리 부분은 라운드 형태가 아닌 각진 형태로 형성될 수 있으므로, 코어부(100)가 조립되었을 때 코어부(100) 모서리와의 간섭을 방지할 수 있다. 그리고 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분에서 하부 보강판(400)의 길이방향 양단부에는 하방으로 볼록하게 U자형의 굴곡부(420)가 형성되어 굴곡부(420)의 오목한 내측이 요홈(410)으로 형성되며, 상기 굴곡부(420)의 단부에서 상측으로 측면 보강판(200)이 연장 형성될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 일체형 보강재(800)는 하나의 평평한 판재를 절곡하여 한 쌍의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 일체로 형성될 수 있으며, 절곡되어 수직으로 세워진 양측이 측면 보강판(200)이 되고 수평인 부분이 하부 보강판(400)이 될 수 있다. 여기에서 평평한 하나의 판재에서 절곡되어야 하는 부분에 인접한 위치에서 하방으로 볼록하게 U자형의 굴곡부(420)가 형성될 수 있으며, 굴곡부(420)는 판재를 프레싱하여, 아래쪽으로 볼록하면서 상면은 오목한 요홈(410)이 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 판재를 프레싱하여 굴곡부(420)가 형성된 상태에서 판재를 절곡함으로써, 일체형 보강재(800)가 형성될 수 있다. 이때, 판재를 절곡할 때 굴곡부(420)에 의해 판재를 쉽게 절곡할 수 있으며, 판재를 절곡했을 때 측면 보강판(200)의 내측 벽면과 하부 보강판(400)의 내측 벽면 형성하는 연장선 및 연장선들이 이루는 모서리의 내측 공간으로 일체형 보강재(800)가 돌출된 부분이 없이 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분인 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 V자형의 노치 형태로 요홈(410)이 형성될 수 있다.
즉, 도 8 및 도 9와 같이 일체형 보강재(800)는 하나의 평평한 판재를 절곡하여 한 쌍의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 일체로 형성될 수 있으며, 절곡되어 수직으로 세워진 양측이 측면 보강판(200)이 되고 수평인 부분이 하부 보강판(400)이 될 수 있다. 여기에서 평평한 하나의 판재는 절곡될 부분의 상면에서 오목하게 V자형의 노치가 형성될 수 있고, 노치는 판재를 프레싱하여 판재의 상면에서 오목하게 형성될 수 있으며 판재의 하면은 평평한 면으로 유지될 수 있다. 이 상태에서 노치가 형성된 부분을 기준으로 판재를 절곡하여 일체형 보강재(800)가 형성될 수 있다. 그리하여 판재를 절곡하여 일체형 보강재(800)를 제작할 때 쉽게 판재를 절곡할 수 있으며, 판재를 절곡했을 때 측면 보강판(200)의 내측 벽면과 하부 보강판(400)의 내측 벽면 형성하는 연장선 및 연장선들이 이루는 모서리의 내측 공간으로 일체형 보강재(800)가 돌출된 부분이 없이 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 보강재(800)의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)에는 노치 형태의 요홈(410)과 연결되며 양면을 관통하는 슬롯형 홀(440)이 형성될 수 있다.
즉, 도 10 내지 도 12와 같이 V자형의 노치가 형성된 부분에서 노치에 접하여 슬롯형 홀(440)이 판재의 상하면을 관통하는 형태로 형성될 수 있으며, 슬롯형 홀(440)은 노치가 형성된 방향에 수직인 방향을 따라 길게 형성되되 노치가 형성된 방향을 따라 서로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다. 그리하여 판재를 절곡하여 일체형 보강재(800)를 형성할 때, 노치가 형성된 부분을 기준으로 쉽게 판재를 절곡할 수 있으며, 절곡된 부분에서 측면 보강판(200)의 내측 벽면과 하부 보강판(400)의 내측 벽면 형성하는 연장선 및 연장선들이 이루는 모서리의 내측 공간으로 일체형 보강재(800)가 돌출된 부분이 없이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 열교환기(1000)는, 측면 보강판(200)에서 길이방향으로 연장 형성된 차단판(300)을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 차단판(300)은 코어부(100)의 길이방향 측면의 일부를 막도록 형성될 수 있다. 그리고 차단판(300)도 브레이징에 의해 코어부(100)에 접합될 수 있다.
또한, 상부 보강판(500)은 코어부(100)의 상면보다 넓게 형성될 수 있으며, 상부 보강판(500)의 둘레부에 상하를 관통하는 관통구멍들이 형성되어, 공기가 통과될 수 있도록 형성된 하우징(700)의 내부에 코어부(100)가 삽입되도록 조립한 후 체결수단을 이용해 상부 보강판(500)을 하우징(700)에 결합할 수 있다.
또한, 상부 보강판(500)은 제1상부 보강판(500-1) 및 제2상부 보강판(500-2)을 포함할 수 있으며, 제1상부 보강판(500-1)이 코어부(100)의 상면에 접하도록 배치되며 제2상부 보강판(500-2)이 제1상부 보강판(500-1)의 상면에 배치되어, 코어부(100), 제1상부 보강판(500-1) 및 제2상부 보강판(500-2)이 브레이징에 의해 접합될 수 있다. 그리고 상부 보강판(500)에는 결합공(510)들이 형성되어, 결합공(510)들이 입구 헤더탱크(110), 출구 헤더탱크(120), 입구 파이프(111) 및 출구 파이프(121) 중 어느 하나와 각각 연결되도록 결합될 수 있다.
또한, 제2상부 보강판(500-2)은 평판의 형태에서 상면으로부터 상측으로 볼록하게 리브가 형성될 수 있으며, 리브가 형성된 반대측은 리브의 돌출된 형태와 대응되도록 하면으로부터 오목하게 공간부가 형성될 수 있다. 그리하여 공간부가 형성된 부분을 제외한 제2상부 보강판(500-2)의 하면이 제1상부 보강판(500-1)의 상면에 접촉되어 브레이징 등으로 접합되어 접합부가 형성될 수 있으며, 제1상부 보강판(500-1)과 제2상부 보강판(500-2)이 접합되어 일체로 형성될 수도 있다. 그리고 상부 보강판(500)은 체결공(501)들이 형성되어 볼트 등의 체결수단에 의해 하우징(700)에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2시예에 따른 열교환기(1000)는, 제1실시예와 마찬가지로 측면 보강판(200)에서 길이방향으로 연장 형성된 차단판을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 차단판은 코어부(100)의 길이방향 측면의 일부를 막도록 형성될 수 있다. 그리고 차단판도 브레이징에 의해 코어부(100)에 접합될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 열교환기
100 : 코어부
110 : 입구 헤더탱크 111 : 입구 파이프
120 : 출구 헤더탱크 121 : 출구 파이프
130 : 튜브 140 : 핀
200 : 측면 보강판
220 : 제2고정 형합부 230 : 제1고정탭
300 : 차단판
400 : 하부 보강판
410 : 요홈 420 : 굴곡부
430 : 제2고정탭 440 : 슬롯형 홀
500 : 상부 보강판
500-1 : 제1상부 보강판 500-2 : 제2상부 보강판
501 : 체결공 510 : 결합공
520 : 제1고정 형합부
700 : 하우징
800 : 일체형 보강재

Claims (12)

  1. 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100);
    상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500);
    상기 코어부(100)의 길이방향 양측에 배치되고, 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합되며, 하측에 제2고정 형합부(220)가 각각 형성된 한 쌍의 측면 보강판(200); 및
    상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며, 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)에 양측이 결합된 하부 보강판(400);
    을 포함하여 이루어지는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어부(100), 상부 보강판(500), 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 각각 별개로 형성되며 서로 맞닿은 면이 각각 접합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측면 보강판(200)의 제2고정 형합부(220)는 각각 하단에서 상측으로 오목하게 형성된 절개홈이며, 하부 보강판(400)에는 길이방향 양단에서 바깥쪽으로 제2고정탭(430)이 각각 연장 형성되어, 상기 제2고정탭(430)이 제2고정 형합부(220)에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 내부에 냉각수가 저장 및 유동되는 공간이 형성되며 높이방향으로 형성된 입구 헤더탱크(110) 및 출구 헤더탱크(120), 상기 헤더탱크들(110,120)에 양단이 연결되어 냉각수 유로를 형성하는 복수개의 튜브(130), 및 상기 튜브(130)들 사이에 개재된 핀(140)을 포함하는 코어부(100);
    상기 코어부(100)의 높이방향 상측에 배치되며, 제1고정 형합부(520)가 형성된 상부 보강판(500); 및
    상기 코어부(100)의 길이방양 양측에 배치되고 둘 중 어느 하나 이상의 상측이 상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)에 결합된 한 쌍의 측면 보강판(200), 및 상기 코어부(100)의 높이방향 하측에 배치되며 상기 한 쌍의 측면 보강판(200)과 일체로 형성된 하부 보강판(400)을 포함하며, 각각의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 폭방향을 따라 요홈(410)이 형성된 일체형 보강재(800);
    를 포함하여 이루어지는 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일체형 보강재(800)의 한 쌍의 측면 보강판(200) 및 하부 보강판(400)은 코어부(100)와 맞닿은 면이 각각 접합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상부 보강판(500)의 제1고정 형합부(520)는 상하를 관통하는 관통공이며, 측면 보강판(200)에는 상단에서 상측으로 제1고정탭(230)이 연장 형성되어, 상기 제1고정탭(230)이 제1고정 형합부(520)에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1고정 형합부(520) 및 제1고정탭(230)은 각각 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분에서 하부 보강판(400)의 길이방향 양단부에는 하방으로 볼록하게 U자형의 굴곡부(420)가 형성되어 굴곡부(420)의 오목한 내측이 요홈(410)으로 형성되며, 상기 굴곡부(420)의 단부에서 상측으로 측면 보강판(200)이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 일체형 보강재(800)는 하나의 판재를 절곡하여 형성되되, 접히는 부분인 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)이 만나는 내측 모서리에서 오목하게 V자형의 노치 형태로 요홈(410)이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 일체형 보강재(800)의 측면 보강판(200)과 하부 보강판(400)에는 노치 형태의 요홈(410)과 연결되며 양면을 관통하는 슬롯형 홀(440)이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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