WO2019124853A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2019124853A1
WO2019124853A1 PCT/KR2018/015679 KR2018015679W WO2019124853A1 WO 2019124853 A1 WO2019124853 A1 WO 2019124853A1 KR 2018015679 W KR2018015679 W KR 2018015679W WO 2019124853 A1 WO2019124853 A1 WO 2019124853A1
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reinforcing plate
plate
pair
core
fixing
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PCT/KR2018/015679
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French (fr)
Inventor
오광헌
조아라
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a water-cooled intercooler capable of water-cooling the compressed air at a high temperature and a high pressure by a supercharger in order to increase the output of an engine among heat exchangers.
  • the intercooler is a device that cools compressed air at high temperature and high pressure by the supercharger to increase engine output.
  • the intercooler allows the high-temperature air compressed by the supercharger to be cooled, thereby enhancing the suction efficiency of the engine cylinder and improving the combustion efficiency, thereby improving the fuel efficiency.
  • the intercooler in this role can be divided into water-cooled type and air-cooled type according to the cooling method.
  • the water-cooled intercooler 10 is similar in principle to the air-cooled intercooler, but differs from the air-cooled intercooler in that it cools the compressed air using cooling water or water of the vehicle instead of outside air when cooling the intercooler through which hot air passes .
  • the water-cooled intercooler 10 shown in FIG. 1 includes a first header tank 20 and a second header tank 30, which are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • a plurality of tubes (60) having both ends fixed to the first header tank (20) and the second header tank (30) to form air passages;
  • the cooling water is passed through the inside of the tube, the heat exchanger core, in which the header tanks, the tube and the pin are assembled, is disposed inside and the case is formed so as to surround the core. As shown in FIG.
  • strength reinforcing stiffeners may be attached to the outside of the core portion for reinforcing the strength of the core portion including the header tank, the tube, and the pins.
  • the present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for assembling reinforcing plates coupled to each other for reinforcing strength of a core portion and a core portion, And it is an object of the present invention to provide a heat exchanger improved in braziness during joining of the core portion and the reinforcing plates due to brazing after assembly since no interference occurs between the corners of the core portion and the reinforcing plates.
  • the present invention provides a heat exchanger comprising: an inlet header tank (110) and an outlet header tank (120) formed in a height direction and having a space for storing and flowing cooling water therein;
  • a core part 100 including a plurality of tubes 130 connected to both ends of the tubes 130 and forming a cooling water flow path, and a fin 140 interposed between the tubes 130;
  • An upper reinforcing plate 500 disposed on the upper side in the height direction of the core part 100 and having a first fixed mating part 520 formed therein; At least one of which is disposed on both sides in the longitudinal direction of the core part 100 and is coupled to the first fixed mating part 520 of the upper stiffening plate 500 and the second fixed mating part 220
  • a pair of side reinforcing plates 200 each formed with a pair of side walls;
  • a lower stiffening plate 400 disposed below the core unit 100 in a height direction thereof and coupled to both sides of the second fixed mating part 220 of the pair of side stiffening plates 200; .
  • the core portion 100, the upper reinforcing plate 500, the pair of side reinforcing plates 200, and the lower reinforcing plate 400 may be formed separately, and the surfaces contacting each other may be bonded.
  • the first fixing fitting part 520 of the upper reinforcing plate 500 is a through hole passing through the upper and lower sides.
  • the first fixing tab 230 is extended from the upper side to the upper side of the side reinforcing plate 200, The first fixing tab 230 may be inserted into the first fixing mating part 520 and coupled thereto.
  • first fixed mating parts 520 and the first fixing taps 230 may be formed.
  • the second fixed joint portion 220 of the pair of side reinforcing plates 200 is a cutout groove recessed upward from the lower end of the lower reinforcing plate 400, Tabs 430 may be extended and the second fixing tabs 430 may be inserted into the second fixed mating part 220 to be coupled.
  • the heat exchanger of the present invention includes an inlet header tank 110 and an outlet header tank 120 formed in a height direction and having both ends thereof connected to the header tanks 110 and 120, A core part (100) comprising a plurality of tubes (130) forming a flow path, and a fin (140) interposed between the tubes (130); An upper reinforcing plate 500 disposed on the upper side in the height direction of the core part 100 and having a first fixed mating part 520 formed therein; And a pair of side reinforcing plates (200) disposed on both sides of the length of the core part (100) and at least one of which is upper side coupled to the first fixed fitting part (520) of the upper reinforcing plate (500) And a lower reinforcing plate 400 disposed below the core unit 100 in a height direction and formed integrally with the pair of side reinforcing plates 200.
  • the side surfaces of the pair of side reinforcing plates 200 and the bottom reinforcing plate 400 of the integral type stiffener 800 may be bonded to the surfaces contacting the core portion 100, respectively.
  • the first fixing fitting part 520 of the upper reinforcing plate 500 is a through hole passing through the upper and lower sides.
  • the first fixing tab 230 is extended from the upper side to the upper side of the side reinforcing plate 200, The first fixing tab 230 may be inserted into the first fixing mating part 520 and coupled thereto.
  • first fixed mating parts 520 and the first fixing taps 230 may be formed.
  • the integral stiffener 800 is formed by bending a single plate.
  • the bent portion 420 is formed at both ends of the lower reinforcing plate 400 in the longitudinal direction of the lower reinforcing plate 400 in a downwardly convex U- And the side reinforcing plate 200 may be extended from the end of the bent portion 420 to the upper side.
  • the integral stiffener 800 is formed by bending a single plate and has a concave V-shaped notch in the inner edge where the side reinforcing plate 200 and the lower reinforcing plate 400 meet, May be formed.
  • the side reinforcing plate 200 and the lower reinforcing plate 400 of the integral type stiffener 800 may be formed with slot-shaped holes 440 which are connected to the notches 410 and penetrate both sides.
  • the heat exchanger of the present invention is advantageous in that it can be assembled easily and productivity is improved since the reinforcing plates coupled to the core and the core for reinforcing strength can be positioned.
  • the corner portion of the core portion can be brought into close contact with the inner surface of the reinforcing plate, the brazing property is improved when the core portion and the reinforcing plates are joined by brazing.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a conventional water-cooled type intercooler.
  • FIGS. 2 to 4 are an assembled perspective view, an exploded perspective view and a front view showing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 and 6 are an exploded perspective view and a front view showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7-11 illustrate embodiments of integral stiffeners in a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state where a heat exchanger according to a first embodiment or a second embodiment of the present invention is inserted and assembled into a housing;
  • FIGS. 2 to 4 are an assembled perspective view, an exploded perspective view and a front view showing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger 1000 includes an inlet header tank 110 and an outlet header tank 120 formed in a height direction and having a space for storing and flowing cooling water therein, A core part 100 including a plurality of tubes 130 connected to the header tanks 110 and 120 at both ends to form a cooling water flow path and a fin 140 interposed between the tubes 130; An upper reinforcing plate 500 disposed on the upper side in the height direction of the core part 100 and having a first fixed mating part 520 formed therein; At least one of which is disposed on both sides in the longitudinal direction of the core part 100 and is coupled to the first fixed mating part 520 of the upper stiffening plate 500 and the second fixed mating part 220 A pair of side reinforcing plates 200 each formed with a pair of side walls; And a lower stiffening plate 400 disposed below the core unit 100 in a height direction thereof and coupled to both sides of the second fixed mating part 220 of the pair of side stiffening plates 200; . &
  • the heat exchanger 1000 includes a core 100, an upper reinforcing plate 500, a pair of side reinforcing plates 200 and a lower reinforcing plate 400 .
  • the core portion 100 may be formed including an inlet header tank 110, an outlet header tank 120, a tube 130, and a fin 140.
  • the inlet header tank 110 may be formed in a height direction, which is a portion where cooling water introduced from the outside can be stored therein and forms a space through which cooling water can flow along the inside.
  • the outlet header tank 120 is a part formed by collecting the cooling water heat-exchanged with the air passing through the core part 100 and forming a space that can be discharged to the outside by flowing along the inside, and may be formed in the height direction.
  • the tube 130 is connected at one end to the inlet header tank 110 and at the other end to the outlet header tank 120 to form a flow path through which cooling water can flow and exchange heat with air, And may be formed to be spaced apart in the longitudinal direction.
  • the header tanks 110 and 120 and the tubes 130 may be formed in various shapes, for example, a plate heat exchanger in which a plurality of plates are stacked to form an integral body, 110 may be formed in the shape of an extruded tube type heat exchanger in which a plurality of tube-shaped tubes 130 are connected and fixed to the tubes 110 and 120.
  • a fin 140 for improving heat exchange efficiency may be interposed between the tubes 130.
  • the fin 140 may be formed in a corrugated shape and coupled to the tubes 130.
  • the header tanks 110 and 120 may be disposed on one side or both sides of the longitudinal direction of the core unit 100, but the header tanks 110 and 120 may be disposed on one side in the longitudinal direction of the core unit 100
  • the header tanks 110 and 120 are formed on one side of the core unit 100 in the longitudinal direction.
  • the header tanks 110 and 120 and the tubes 130 will be described on the basis of a plate heat exchanger in which a plurality of plates are stacked and formed integrally.
  • the cooling water flowing into the inlet header tank 110 flows in the form of U-turn along the tube 130 and can be discharged to the outside through the outlet header tank 120.
  • the cooling water introduced from the outside flows in the height direction along the inlet header tank 110, is distributed to the tubes 130, flows in the longitudinal direction along the tubes 130 and is turned on to be collected in the outlet header tank 120, And can be discharged to the outside.
  • the air can flow from the front side to the rear side in the width direction of the core part 100, and the air can be configured to cool the air by heat exchange while passing through the tubes 130.
  • the upper reinforcing plate 500 may be formed in a plate shape so as to be in contact with the upper surface of the core unit 100.
  • the upper reinforcing plate 500 has a coupling hole 510 penetrating the upper and lower surfaces thereof, May be coupled to be connected to the inlet header tank 110 or the outlet header tank 120.
  • the upper reinforcing plate 500 may have a first fixed mating portion 520 formed thereon.
  • the side reinforcing plates 200 may be formed in a plate shape so as to be disposed in contact with both side surfaces in the longitudinal direction of the core unit 100 and may include a pair of side reinforcing plates 200, May be coupled to and fixed to the first fixed mating part 520 formed on the upper stiffening plate 500.
  • the pair of side reinforcing plates 200 may have a second fixed fitting portion 220 formed on the lower side thereof.
  • the lower reinforcing plate 400 may be formed in a plate shape and disposed so as to be in contact with the lower surface of the core unit 100.
  • the lower reinforcing plate 400 may include a second fixed type Both sides of the longitudinal direction can be coupled and fixed to the joint portion 220.
  • the core 100, the upper stiffener 500, the pair of side stiffener 200 and the lower stiffener 400 may be attached to the lower stiffener 400 by placing the lower stiffener 400 thereon.
  • the core 100 is inserted into the inner space surrounded by the lower reinforcing plate 400 and the side reinforcing plates 200 after assembling the pair of side reinforcing plates 200 and then assembled with the upper reinforcing plate 500 By assembling and assembling, an assembly in which all four sides of the core portion are surrounded by the reinforcing plates can be formed.
  • the assembled parts can be assembled with each other in a correct position so that the assembling is easy and the productivity can be improved.
  • the core portion 100, the upper reinforcing plate 500, the pair of side reinforcing plates 200, and the lower reinforcing plate 400 may be formed separately, and the surfaces contacting each other may be bonded.
  • the assembled body is assembled by assembling the core portion and the reinforcing plates, and then the assembled body is joined by brazing or the like, so that the surfaces that the respective parts contact with each other can be joined and firmly coupled.
  • the reinforcing plates are firmly joined and joined to surround the four sides of the core, deformation of the core portion can be prevented even if high-temperature and high-pressure air passes between the tubes, and the durability of the core portion can be improved.
  • the first fixing fitting part 520 of the upper reinforcing plate 500 is a through hole passing through the upper and lower sides.
  • the first fixing tab 230 is extended from the upper side to the upper side of the side reinforcing plate 200, The first fixing tab 230 may be inserted into the first fixing mating part 520 and coupled thereto.
  • the upper stiffening plate 500 may be formed as a through-hole through which the first fixed mating portion 520 penetrates the upper and lower surfaces of the upper stiffening plate 500,
  • the first fixing tab 230 is protruded from the upper side to the upper side so that the first fixing tab 230 is inserted into the first fixing bracket 520 and coupled to the upper reinforcing plate 500,
  • the plate 200 can be firmly fixed.
  • the inner edge portion where the upper reinforcing plate 500 and the side reinforcing plate 200 meet can be formed in an angular shape instead of a round shape. Therefore, when the core portion 100 is assembled, Interference can be prevented.
  • a plurality of the first fixed mating parts 520 and the first fixing taps 230 may be formed.
  • the first fixing fitting part 520 formed on the upper reinforcing plate 500 may be spaced apart in the width direction, Are formed at positions corresponding to the first fixed mating portion 520 so that the side reinforcing plate 200 can be more firmly coupled to the upper reinforcing plate 500 and the posture of the side reinforcing plate 200 It is possible to prevent the user from turning off.
  • the second fixed joint portion 220 of the pair of side reinforcing plates 200 is a cutout groove recessed upward from the lower end of the lower reinforcing plate 400, Tabs 430 may be extended and the second fixing tabs 430 may be inserted into the second fixed mating part 220 to be coupled.
  • the pair of side reinforcing plates 200 may be formed as a cut-out groove having a concave shape upward from the lower end of the side reinforcing plate 200,
  • the second securing tabs 430 are formed to protrude outward from both ends in the longitudinal direction and the second securing tabs 430 are inserted into the second securing mating portions 220 to be engaged with each other,
  • the reinforcing plate 200 and the lower reinforcing plate 400 can be firmly fixed. Since the inner edge portion where the side reinforcing plate 200 meets the lower reinforcing plate 400 can be formed in an angular shape instead of a round shape when the core portion 100 is assembled with the corner portion of the core portion 100, Interference can be prevented. Thus, since the corner portion of the core portion can be assembled with the inner surface of the reinforcing plates in close contact with each other, the brazing property can be improved when the core portion and the reinforcing plates are joined by brazing.
  • the heat exchanger 1000 may further include a shield plate 300 extending in the longitudinal direction of the side reinforcing plate 200, And may be formed to block a part of the longitudinal side surface of the part 100.
  • the shield plate 300 may also be bonded to the core portion 100 by brazing.
  • FIG. 5 and 6 are an exploded perspective view and a front view showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger includes an inlet header tank 110 and an outlet header tank 120 formed in a height direction and having a space for storing and flowing cooling water therein,
  • a core part 100 including a plurality of tubes 130 connected to both ends of the tubes 110 and 120 to form a cooling water flow path and a fin 140 interposed between the tubes 130;
  • An upper reinforcing plate 500 disposed on the upper side in the height direction of the core part 100 and having a first fixed mating part 520 formed therein;
  • a pair of side reinforcing plates (200) disposed on both sides of the length of the core part (100) and at least one of which is upper side coupled to the first fixed fitting part (520) of the upper reinforcing plate (500)
  • a lower reinforcing plate 400 disposed below the core unit 100 in a height direction and formed integrally with the pair of side reinforcing plates 200.
  • the heat exchanger 1000 includes a core portion 100, an upper reinforcing plate 500, a pair of side reinforcing plates 200 and a lower reinforcing plate 400 integrally And may be formed of an integrally formed stiffener 800 formed.
  • the core part 100 may include an inlet header tank 110, an outlet header tank 120, a tube 130 and a fin 140 as in the first embodiment described above, Flows in the height direction along the inlet header tank 110, is distributed to the tubes 130, flows in the longitudinal direction along the tubes 130, is turned on, flows into the outlet header tank 120, flows in the height direction, Can be discharged. And the air can flow from the front side to the rear side in the width direction of the core portion 100 and air can be configured to cool the air by heat exchange while passing the tubes 130 therebetween.
  • the upper reinforcing plate 500 may be formed in a plate shape so as to be in contact with the upper surface of the core unit 100.
  • the upper reinforcing plate 500 has a coupling hole 510 penetrating the upper and lower surfaces thereof, May be coupled to be connected to the inlet header tank 110 or the outlet header tank 120.
  • the upper reinforcing plate 500 may have a first fixed mating portion 520 formed thereon.
  • the integral stiffener 800 includes a pair of side reinforcement plates 200 and a lower reinforcement plate 400 and a pair of side reinforcement plates 200 and a lower reinforcement plate 400 may be integrally formed.
  • the integral stiffener 800 is formed by extending a pair of side reinforcing plates 200 from both longitudinal ends of the lower reinforcing plate 400 to the side of the side reinforcing plate 200 of the integral reinforcing plate 800, And the lower reinforcing plate 400 may be disposed so as to be in contact with the lower surface of the core unit 100.
  • the upper side of the side reinforcing plate 200 may be fixedly coupled to the first fixed engaging portion 520 formed on the upper reinforcing plate 500.
  • the core part 100, the upper reinforcing plate 500, and the integral reinforcing material 800 are assembled by inserting the integral stiffener 800 and inserting the core part 100 in the inner space thereof,
  • the assembled body 500 can be formed by assembling and joining together all four sides of the core portion surrounded by the reinforcing plates.
  • the integral stiffener 800 has a groove 410 recessed at an inner corner portion where the side reinforcing plate 200 meets the lower reinforcing plate 400 and the groove 410 is formed at an inner edge of the integral stiffener 800, And may be formed continuously from one end to the other end in the width direction along the width direction.
  • the inner edge portion of the integral stiffener 800 may not be formed in a round shape. That is, the inner side wall of the side reinforcing plate 200 and the inner side space of the corners formed by the extension lines and extension lines forming the inner side walls of the lower reinforcing plate 400 may be formed without any portion protruding from the integral stiffener 800.
  • the inner edge portion where the upper reinforcing plate 500 and the side reinforcing plate 200 meet is concave in an angular shape
  • the edge of the core part 100 and the integral stiffener 800 can be prevented from interfering with each other when the core part 100 is assembled to the integral stiffener 800.
  • the side surfaces of the pair of side reinforcing plates 200 and the bottom reinforcing plate 400 of the integral type stiffener 800 may be bonded to the surfaces contacting the core portion 100, respectively.
  • the core portion, the upper reinforcing plate, and the integral stiffener are assembled to form an assembly, and then the assembly is brazed or the like so that the surfaces to which the components are in contact can be joined and firmly coupled.
  • the reinforcing plates are firmly joined and joined to surround the four sides of the core, deformation of the core portion can be prevented even if high-temperature and high-pressure air passes between the tubes, and the durability of the core portion can be improved.
  • the first fixing fitting part 520 of the upper reinforcing plate 500 is a through hole passing through the upper and lower sides.
  • the first fixing tab 230 is extended from the upper side to the upper side of the side reinforcing plate 200, The first fixing tab 230 may be inserted into the first fixing mating part 520 and coupled thereto.
  • the upper stiffening plate 500 may be formed as a through-hole through which the first fixed mating portion 520 penetrates the upper and lower surfaces of the upper stiffening plate 500,
  • the first fixing tab 230 is protruded from the upper side to the upper side so that the first fixing tab 230 is inserted into the first fixing bracket 520 and coupled to the upper reinforcing plate 500,
  • the plate 200 can be firmly fixed.
  • the inner edge portion where the upper reinforcing plate 500 and the side reinforcing plate 200 meet can be formed in an angular shape instead of a round shape. Therefore, when the core portion 100 is assembled, Interference can be prevented.
  • the first fixed mating part 520 and the first fixing tab 230 may be formed in plurality.
  • the integral stiffener 800 is formed by bending a single plate.
  • the bent portion 420 is formed at both ends of the lower reinforcing plate 400 in the longitudinal direction of the lower reinforcing plate 400 in a downwardly convex U- And the side reinforcing plate 200 may be extended from the end of the bent portion 420 to the upper side.
  • the integral stiffener 800 may be formed by bending a single flat plate so that the pair of side reinforcing plates 200 and the lower reinforcing plate 400 may be integrally formed,
  • the side reinforcing plate 200 may be a horizontal reinforcing plate 400.
  • a bent U-shaped bent portion 420 may be formed downward at a position adjacent to a portion to be bent in a flat plate, and the bent portion 420 presses the plate so that the upper surface convexly protrudes downward, (Not shown).
  • the integral stiffener 800 can be formed by pressing the plate material and bending the plate material in a state where the bent portion 420 is formed. At this time, the plate material can be easily bent by the bent portion 420 when the plate material is bent.
  • the integral stiffener 800 may be formed without a protruding portion into the inner space of the corners formed by the protrusions.
  • the integral stiffener 800 is formed by bending a single plate and has a concave V-shaped notch in the inner edge where the side reinforcing plate 200 and the lower reinforcing plate 400 meet, May be formed.
  • the one-piece stiffener 800 may be formed by bending a single flat plate so that the pair of side reinforcing plates 200 and the lower reinforcing plate 400 may be integrally formed.
  • the side reinforcing plate 200 may be a horizontal reinforcing plate 400.
  • a single flat plate may be formed with a V-shaped notch concave on the upper surface of the portion to be bent, and the notch may be recessed from the upper surface of the plate by pressing the plate, and the lower surface of the plate may be held on a flat surface have.
  • the integral stiffener 800 can be formed by bending the plate material with respect to the notch formed portion.
  • the integral stiffener 800 may be formed without a protruding portion into the inner space of the corners formed by the protrusions.
  • the side reinforcing plate 200 and the lower reinforcing plate 400 of the integral type stiffener 800 may be formed with slot-shaped holes 440 which are connected to the notches 410 and penetrate both sides.
  • a V-shaped notch can be formed concave on the upper surface of a portion to be bent in a flat plate, and a slot-shaped Holes may be formed.
  • the holes are formed along the direction perpendicular to the direction in which the V-shaped notch is formed, and a plurality of holes may be formed along the direction in which the V-shaped notch is formed.
  • the heat exchanger 1000 may further include a shield plate 300 extending in the longitudinal direction of the side reinforcing plate 200, (300) may be formed to cover a part of the longitudinal side surface of the core part (100).
  • the shield plate 300 may also be bonded to the core portion 100 by brazing.
  • the upper reinforcing plate 500 may be formed wider than the upper surface of the core 100, and a fastening hole 501 is formed in the periphery of the upper reinforcing plate 500 so as to pass through the upper and lower portions,
  • the upper reinforcing plate 500 may be coupled to the housing 700 by using fastening means after the core portion 100 is inserted into the housing 700 formed to allow air to pass therethrough.
  • the upper reinforcing plate 500 may include a first upper reinforcing plate 500-1 and a second upper reinforcing plate 500-2.
  • the second upper reinforcing plate 500-2 is disposed on the upper surface of the first upper reinforcing plate 500-1 so as to be in contact with the upper surface of the core portion 100 and the first upper reinforcing plate 500- 1 and the second upper reinforcing plate 500-2 can be joined by brazing.
  • the upper reinforcing plate 500 is formed with coupling holes 510 so that the coupling holes 510 are formed in the inlet header tank 110, the outlet header tank 120, the inlet pipe 111, and the outlet pipe 121 And may be coupled to each other.
  • the second upper reinforcing plate 500-2 may have a convex rib formed upward from the upper surface in the form of a flat plate, and the opposite side where the rib is formed may be recessed from the lower surface so as to correspond to the protruded shape of the rib. have.
  • the lower surface of the second upper reinforcing plate 500-2 except for the portion where the space portion is formed, is brought into contact with the upper surface of the first upper reinforcing plate 500-1 and joined by brazing or the like to form the bonding portion,
  • the reinforcing plate 500-1 and the second upper reinforcing plate 500-2 may be joined together to form a single body.
  • the upper reinforcing plate 500 is formed with fastening holes 501 and can be coupled to the housing 700 by fastening means such as bolts.
  • the heat exchanger 1000 according to the second embodiment of the present invention may further include a shield plate extending in the longitudinal direction of the side reinforcing plate 200 like the first embodiment, (Not shown). And the blocking plate can be bonded to the core portion 100 by brazing.

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
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(20) 및 제2헤더탱크(30)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.
[선행기술문헌] [특허문헌] 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 제1실시예 또는 제2실시예에 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 8과 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 V형 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 9 내지 도 11과 같이 평평한 하나의 판재에서 절곡될 부분의 상면에서 오목하게 V형 노치가 형성될 수 있고, V형 노치가 형성된 부분에서 V형 노치에 접하여 상하를 관통하는 슬롯 형태의 홀이 형성될 수 있다. 이때, 홀은 V형 노치가 형성된 방향에 수직인 방향을 따라 길게 형성되되, 복수개의 홀이 V형 노치가 형성된 방향을 따라 이격되어 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 벽면을 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, 도 12와 같이 상부 보강판(500)은 코어부(100)의 상면보다 넓게 형성될 수 있으며, 상부 보강판(500)의 둘레부에 상하를 관통하는 체결공(501)이 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.
[부호의 설명]
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. 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.
  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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