KR100268404B1 - 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 성형에 있어서, 스크랩부분의 발생을 극력 근소하게 하며, 더욱이 클로 코오킹 공정을 필요로 하지 않는 열교환기를 제공한다.

탱크(1,2) 및 좌판(3,4)는 일단이 개구한 단면이 대략형상의 상자형상으로 만들어져 있으며, 이 양자는 탱크(1,2)의 개구측 단부가 좌판(3,4)에 의하여 폐쇄되도록 접합되어 있다. 이 좌판(3,4)에 설치된 구멍(5)에는 튜브가 삽통되며, 튜브는 이 좌판(3,4)에 지지 고정됨과 동시에 탱크(1,2)에 연통한다. 그리하여, 단면이 거의

Description

열교환기 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 제1실시형태를 나타내는 열교환기의 사시도.

제2도는 제1도의 탱크를 형성하는 전개금속판의 전개평면도.

제3도는 제1도의 탱크와 좌판의 조립을 설명하는 요부의 분해사시도.

제4도는 제1도의 좌판을 형성하는 전개금속판의 전개평면도.

제5도는 본 발명의 제1실시형태에 있어서 제조방법의 전반부분을 가리키는 개략공정도.

제6도는 본 발명의 제1실시형태에 있어서 제조방법의 후반부분을 가리키는 개략공정도.

제7도는 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 열교환기의 사시도.

제8(a)도는 본 발명의 제2실시형태에 있어서 탱크를 형성하는 전개금속판의 전개평면도, (b)는 이 탱크와 칸막이부재의 조립을 설명하는 요부의 분해사시도.

제9a도는 본 발명의 제2실시형태에 있어서 탱크를 형성하는 전개금속판의 변형예를 나타내는 전개평면도, (b)는 이 탱크와 칸막이부재의 조립을 설명하는 요부의 분해사시도.

제10a도는 본 발명의 제2실시형태에 있어서 탱크를 형성하는 전개금속판의 다른 변형예를 나타내는 전개평면도, (b)은 (a)의 F-F 단면도, (c)는 이 탱크와 칸막이부재의 조립을 설명하는 요부의 분해 사시도.

제11도는 본 발명의 제2실시형태에 있어서 좌판을 형성하는 전개금속판의 전개평면도.

제12도는 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 열교환기의 요부사시도.

제13도는 제12도의 G-G 단면도.

제14a도는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 탱크용 전개금속판의 조립도중의 요부사시도.

제14b도는 (a)의 H-H 단면도.

제15도는 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 탱크부의 요부단면도.

제16도는 본 발명의 제5실시형태의 해결과제를 설명하기 위한 탱크부의 요부사시도.

제17도는 종래의 열교환기에 있어서 탱크와 좌반부분의 조립구조를 가리키는 요부사시도.

제18도는 종래의 열교환기에 있어서 탱크의 성형방법을 나타내는 사시도.

제19도는 종래의 열교환기에 있어서 좌판의 성형방법을 가리키는 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1,2 : 탱크 3,4 : 좌판

5 : 튜브삽입구멍 6 : 편평튜브

7 : 코르게이트핀 13 : 탱크용 전개금속판

13a,14a : 본체부 13b,14c : 제2절곡부

13c : 돌기 13d : 접합면

13f : 제1돌기부 14 : 좌판용 전개금속판

14b : 제1절곡부 14d : 오목부

본 발명은 자동차용 공조장치에 있어서의 난방용 히터 코어 등에 사용되어 적절한 열교환기 및 그 제조법에 관한 것이며, 특히, 탱크 및 좌판의 성형방법과 그 조립방법에 관한 것이다.

종래의 이 종류의 열교환기로서는 일본국 실개 소63-5288호 공보에 기재된 것이 있으며, 이 공보 기재 있어서의 탱크(30)와 좌판(40)의 조립구조는 도 17에서 나타내는 구조로서, 탱크(30)와 좌판(40)은 알루미늄 등의 금속으로 성형되어 있다.

좀 더 구체적으로 기술하면, 좌판(40)의 가장자리부(41)에 임시 고정 클로(claw)(42)를 몇군데 설치하고, 좌판(40)과 탱크(30)을 조립시킨 후, 상기 클로(42)를 탱크(30)의 단부(31)의 단부외벽면에 마주칠 때까지 코오킹 처리하여 이 양자(30),(40)을 임시 고정한다.

그 후, 가열로내에서 납땜온도까지 탱크(30) 등의 임시 조립체를 가열하여 탱크(30)표면의 납땜재(32)을 용융하여 탱크(30)와 좌판(40)을 납땜에 의하여 접합하여 있다.

그리하여, 상기 탱크(30)과 좌판(40)은 일반적으로 알루미늄 등의 금속평판에서 드로잉 가공(drawing process)으로 성형된다. 여기서, 드로잉가공은 단시간에 부품가공이 가능케 하고, 생산성이 높다는 이점을 가지고 있는 반면, 부품의 최종 마무리형상보다도 꽤 큰 형상의 재료를 공급하여 드로잉 가공 후에 여분부분[스크랩부분(scrap protions)]를 잘라내어 폐각하지 않으면 안된다는 문제가 발생한다.

예를들어, 탱크(30)이면, 도 18에서 나타내는 a 부분이 스크랩부분으로 되어 재료비가 비싸다는 문제가 있다.

또, 좌판(40)의 경우에는 도 19에서 나타내는 바와 같이, 그 가장자리부분(41)에 몇 개의 클로(42)을 형성하기 위해, 클로(42)로 남지않는 부분(b)이 스크랩으로 되어 절삭하지 않으면 안되기 때문에 역시 재료비가 고가로 된다는 문제가 있다. 또한, 클로의 코오킹 공정을 추가할 필요가 있으며, 조립공비의 증가를 초래하는 문제를 부담한다.

본 발명은 상기 점을 감안하여 이루어진 것으로, 탱크와 좌판을 성형할 때에 스크랩부분의 발생을 극히 근소하게 하는 열교환기 및 그 제조법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 다른 목적은 탱크와 좌판을 클로 코오킹 공정을 필요로 하지 않으면서 조립가능한 열교환기 및 그 제조법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1 내지 10 기재의 기술적 수단을 채용한다.

청구항 1 기재의 발명에서는 일단이 개구된 단면이 대략자 형상의 상자모양의 탱크(1,2) 및 이 탱크(1,2)의 개구측단부에, 이 개구측단부를 폐색하도록 접합된 단면이 대략자형상의 상자모양의 좌판(3,4)을 구성함에 있어서, 상자형을 전개한 전개금속판(13,14)을 절곡하여 그 절곡부(13f,13b,14b,14c)을 접합시킴으로서, 탱크(1,2) 및 좌판(3,4)을 구성하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 청구항 1 기재의 발명에 의하면 탱크(1,2) 및 좌판(3,4)을 전개금속판의 절곡가공과, 그 절곡부의 접합에 의하여 구성할 수가 있으며, 탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 성형에 있어서, 종래의 드로잉가공으로 성형하는 것에 비하여 금속판의 폐각 부분을 대폭적으로 저감할 수 있고, 재료비를 현저히 절약할 수 있다는 효과가 크다.

청구항 2 기재의 발명에서는 상자형상을 전개한 전개금속판(13,14)에 장방형으로 형성된 본체부분(13a,14a)과, 이 본체부분(13a,14a)의 긴쪽부분(長邊部)을 따라서 형성된 제1절곡부(13f,14b)와, 상기 본체부분(13a,14a)의 짧은쪽 부분(短邊部)에 형성된 제2의 절곡부(13b,14c)를 구비하여, 상기 제1 및 제2의 절곡부(13f,13b,14b,14c)을 절곡시켜 접합함으로써 탱크(1,2) 및 좌판(3,4)이 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 3 기재의 발명에서 전개금속판(13)의 절곡부(13b)에 접합면적을 확대하는 접합면(13d)이 구비된 것을 특징으로 한다.

청구항 4 기재의 발명에는 상기 접합면(13d)이 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)에 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 청구항 3, 4 기재의 발명에서는 전개금속판(13)의 절곡부(13b)에 접합면적을 확대하는 접합면(13d)을 갖추고 있으므로, 절곡부의 접합을 견고히 행할 수가 있다.

또한, 청구항 5 기재의 발명에서는 접합면(13d)이 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제1절곡부(13f)에 맞닿토록 되어 있으며, 접합면(13d)과 제1절곡부(13f)의 맞닿는 부위에 있어서, 이 양자의 한쪽에는 돌기(13m)을 설치하고, 다른 한쪽는 이 돌기(13m)가 끼어맞춰지는 오목부(13n)을 설치하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 접합면(13d)과 제1절곡부(13f)의 맞닿는 부위를 돌기(13m)와 오목부(13n)의 끼워맞추어진 구조에 의하여 확실히 유지하며, 납땜시 등의 고열로 인하여 전개금속판의 강도가 저하된 상태에서도 상기 양자(13d,13f)의 맞닿는 위치를 정규위치에 유지시켜서 양자(13d,13f)의 접합을 확실히 행할 수가 있다.

또, 청구항 6 기재의 발명에는 탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 접합면에 있어서, 이 양자의 한쪽에는 돌부(13c)을 설치하고, 다른 한쪽에는 이 돌부(13c)가 끼워맞추어지는 오목부(14d)를 설치하는 것을 특징으로 한다.

이로 인하여, 청구항 6 기재의 발명에는 탱크와 좌판의 조립에 있어서 종래구조에 있어서 임시고정 클로를 필요로 하지않고, 탱크와 좌판을 조립할 수가 있으며, 또, 그 때문에 클로 형성에 수반한 금속판 폐기부분을 저감하게 되어, 재료비를 한층 더 절약할 수 있다.

이와 동시에 코오킹용 클로를 코오킹하는 공정도, 불필요하게 되어, 조립공비의 저감을 도모할 수가 있다.

또, 청구항 7 기재의 발명에서 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)에 유체의 출입구파이프(10,11)가 접합하도록 되어있으며, 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 제2절곡부(14c)에 인접하여 돌기(148)을 설치하고, 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 제2절곡부(14c)와 돌기(14g)의 사이에 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)의 선단부를 유지하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 청구항 7 기재의 발명에서 납땜시 등의 고열에 의한 전개금속판의 강도가 저하된 상태에 있어서, 출입구 파이프(10,11)의 자중에 의한 휨 모멘트가 제2절곡부(13b)에 작용하여도 제2의 절곡부(13b)의 절곡상태를 정규위치에 확실히 유지할수 있고, 이 제2절곡부(13b)을 좌판(3,4)에 확실히 접합할 수 있다.

또, 청구항 8 기재의 발명에는 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제1절곡부(13f)의 절곡위치에 대하여 제2의 절곡부(13b)의 접합면(13d)의 절곡위치를 판두께분 만큼 오프셋하여 설정한 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 청구항 8 기재의 발명에는 제2절곡부(13b)의 접합면(13d)을 제1절곡부(13f)의 면에 대하여 양호하게 맞닿게 하여 접합시킬수 있다.

또, 청구항 9 기재의 발명에서는 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 절곡부(14b)의 절곡위치에 대하여 제2절곡부(14c)의 긴쪽방향 단부의 위치를 판두께분만큼 오프셋하여 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 청구항 9 기재의 발명에는 제1절곡부(14b)와 제2절곡부(14c)를 이 절곡부 단면을 이용하여 양호하게 접합할 수 있다.

또, 청구항 10 기재의 발명에 의하면, 상술의 열교환기를 양호하게 제조할 수 있는 제조법을 제공할 수 있다.

또한, 각 수단의 괄호내의 부호는, 후술하는 실시형태 기재의 구체적 수단의 대응관계를 나타내는 것이다.

이하, 본 발명을 도면에서 가리키는 실시형태에 대하여 설명한다.

[제1실시형태]

도 1∼도 6은 본 발명을 자동차용 공조장치의 난방용 히터 코어(열교환기)에 적용한 경우의 제1실시형태를 나타내고 있으며, 도 1에 있어서, 1, 2는 단면이 대략자 형상으로 성형된 탱크이며, 3, 4는 이 탱크(1,2)의 개구단부가 접합할 좌판으로, 역시, 단면이 대략자 형상으로 성형되어 있다. 이 좌판(3,4)에는 편평상의 튜브삽입구멍(5)이 여러 개 열려있으며, 이 튜브삽입구멍(5)의 세로방향은 좌판(3,4)의 짧은쪽 방향과 평행으로 되어있다. 6은 단면형상이 편평상으로 형성된 편평 튜브이며, 그 양단부는 좌판(3,4)의 튜브삽입구멍(5) 내에 삽입되어 접합되어 있다. 7은 파형상으로 성형된 코르게이트 핀(corrugated fin)으로, 편평튜브(6)의 사이에 배설되어 편평튜브(6)에 접합되어 있다.

8,9는 이 편평튜브(6)와 코르게이트핀(7)을 가지는 코어부(열교환부)의 양측부에 배설된 단판으로, 좌판(3,4) 및 코르게이트핀(7)에 접합되어 있다.

10은 온수(엔진 냉각수)의 입구파이프로, 탱크(1)에 설치된 구멍(도시되어 있지 않음)에 끼워져서 접합 되어있다. 11은 온수(엔진냉각수)의 출구파이프로, 탱크(2)에 설치된 구멍(도시되어 있지 않음)에 끼워져서 접합되어 있다. 여기서, 도 1의 열교환기 구조는 좌우대칭구조이기 때문에, 온수의 입구, 출구는 좌우반대로 위치하여도 좋다.

본 예에서도 도 1에서 나타낸 히트 코어는 납땜에 의하여 일체 접합된 알루미늄 열교환기로서 구성되어 있으며, 코르게이트핀(7) 및 파이프(10),(11)는 땜납재를 클래드(clad) 되어 있지 않은 알루미늄 배어재(aluminum bare material)(A3000계)로 구성되어 있으나, 다른 부재(1,2,3,4,6,8,9)는 알루미늄심재(A3000계)의 양면에 땜납재(A4000계)을 클래드한 알루미늄 클래드재로 구성되어 있다.

도 2는 탱크(1,2)를 형성하는 금속판의 전개상태를 나타내는 도면으로, 전개금속판(13)은 장방형상의 본체부분(13a)을 지니며, 이 본체부분(13a)에는 그 긴쪽부분을 따라서 제1절곡부(13f)가 형성되어 있다.

또, 이 본체부분(13a)의 짧은쪽으로부터 귀모양으로 돌출하는 제2절곡부(13b)가 형성되어 있다.

그리고, 본체부분(13a)의 제1절곡부(13f)의 상하의 단부 근방에는 반구면상의 돌기(13c)가 복수개씩 형성되어 있다.

또, 귀모양의 제2곡절부(13b)의 상하의 양바깥 가장자리 부분에는 납땜에 의한 접합면적을 증대하여 납땜을 확실히 하기 위한 접합면(13d)이 형성되어 있다.

탱크용 전개금속판(13)은 평판상의 금속판을 도 2에서 나타내는 전개 형상으로 프레스가공 하여 잘라낸 다음, 도 2의 파선으로서 나타내는 능선(13e)의 위치에서 제1 및 제2절곡부(13f),(13b), 또한, 접합면(13d)을 절곡함에 따라 도 3에서 나타내는 탱크 형상, 즉 일단측이 개구하고, 타단측이 폐색된 단면이자 형상의 탱크형상(상자모양)을 형성한다.

여기서, 제2절곡부(13b)의 접합면(13d)은 제1절곡부(13f)의 내측면에 맞닿아서 납땜면적을 증대한다. 이와 같이, 접합면(13d)을 제1절곡부(13f)의 내측면에 맞닿게 하기 위해, 접합면(13d)의 능선(13e)의 위치로부터 제1의 절곡부(13f)의 능선(13e)의 위치쪽을 전개금속판(13)의 판두께분(d1) 만큼 바깥쪽으로 오프셋 시키고 있다.

도 4는 좌판(3,4)을 형성하는 금속판의 전개상태를 나타내는 도면으로써, 좌판용의 전개금속판(14)은 상기 탱크용 전개금속판(13)과 동일한 형상을 하며, 장방형상의 본체부분(14a)을 가지며, 이 본체부분(14a)에는 그 긴쪽부분을 따라서 제1절곡부(14b)가 형성되어 있다. 또한, 이 본체부분(14a)의 짧은쪽 부분으로부터 돌출하는 제2절곡부(14c)가 형성되어 있다.

그리고, 본체부분(14a)의 제1절곡부(14b) 에는 반구면상의 오목부(14d)가 상기 반구면상의 돌기(13c)와 대응하는 위치에 복수개씩 형성되어 있다. 파선(14e)은 제1 및 제2절곡부(14b,14c)의 절곡위치로 되는 능선을 가리킨다.

여기서, 제2절곡부(14c)의 길이가 세로방향 단부는 제1절곡부(14b)의 절곡위치(14e)로부터 바깥쪽으로 전개금속판(14)의 판두께분(d2) 만큼 오프셋하여 위치하고 있다. 이에 의해, 제1 및 제2의 곡절부(14b,14c)의 절곡후에, 제2절곡부(14c)가 제1절곡부(14b)의 단면상에 절곡(도 3 참조)하도록 되어, 이 제2의 절곡부(14c)을 제1절곡부(14b)의 단면상에 확실하게 납땜할 수 있다.

좌판용 전개금속판(14)은 금속판을 도 4에서 가리키는 전개형상으로 프레스 가공으로 잘라낸 후, 능선(14e)의 위치에서 제1 및 제2절곡부(14b,14c)을 절곡함 따라서 도 3에서 나타내는 형상, 즉 일단측이 개구된 단면이자 모양의 상자형상을 형성한다. 여기서, 제2절곡부(14c)는 제1절곡부(14b)의 단면상에 절곡함으로서 이 양자(14b,14c)의 납땜면적을 확보한다.

도 3은 상기한 전개금속판(13,14)으로 형성된 탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 조립구조를 나타내는 분해 사시도로서, 좌판(3,4)의 제1, 제2절곡부(14b,14c)의 내주측에 탱크(1,2)의 제1, 제2절곡부(13f,13b)가 끼워지도록 이 양자(1,2)와 (3,4)을 조립한다.

이때, 탱크(1,2)의 반구면상의 돌기(13c)가 좌판(3,4)의 반구면상의 오목부(14c)내에 끼워맞춤으로써 탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 조립상태가 유지되므로, 조립후에 있어서의 양자(1,2)와 (3,4)의 이탈을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명 열교환기의 제조방법을 도 5∼도 6에 기초하여 설명한다.

도 5는 열교환기 구성부품의 단품(單品)으로써의 가공과, 코어부의 조립을 가리키고 있으며, (a)는 코르게이트핀(7)의 로울러 성형공정을 나타내며, (b)는 편평튜브(6)의 로울러 성형공정을 나타내며, (c)는 상하의 단판(8,9)의 로울러 성형공정을 나타내고 있다.

또, (d)는 상기한 전개금속판(14)에서 절곡가공에 의한 좌판(3,4)를 형성하는 공정을 나타내고, (e)는 상기한 전개금속판(13)으로부터 절곡가공에 의하여 탱크(1,2)를 형성하는 공정을 나타낸다.

(f)는 상기 각 부품 중 탱크(1,2)을 제외한 다른 제품(3,4,6,7,8,9)을 조립하여 코어부(A)을 조립하는 공정을 나타낸다. 구체적으로는, 편평튜브(6)와 코르게이트핀(7)을 번갈아 적층하여, 그 적층체의 상하 양단부에 단부(8,9)을 조립한후, 이들의 조립체에 좌판(3,4)을 조립한다.

도 6은 도 5의 ① 이후의 공정을 나타내는 것으로서, (a)는 도 5 (f)의 코어부(A)에 대하여 탱크(1,2) 및 출입구파이프(10,11)을 조립하여 열교환기 전체의 조립을 완료하는 부품조립공정을 가리킨다.

(b)는 이 조립을 완료한 조립체(B)에 대하여 납땜성을 양호히 하는 플럭스(flux)를 노즐(C)에서 분출시켜서 도포하는 공정이다. 이 플럭스는 알루미늄의 납땜을 저해하는 산화막을 조립체(B)의 각 부품 표면에서 제거함과 동시에 납땜용 가열로내의 재산화를 방지하는 역할을 달성한다.

(c)는 상기 열교환기 조립체(B)을 가열로(D) 내에 컨베이어(E)에 의하여 반입되어, 가열로(D)내에서 조립체(B)를 땜납의 융점이상의 소정온도로 가열시킴으로서, 조립체(B) 전체를 일체 납땜하는 공정을 나타낸다.

이 일체납땜에 의하여 도 1에 나타난 열교환기 구조가 완성된다.

이 경우, 탱크(1,2)가 전개형상으로부터의 절곡구조라 할지라도, 탱크(1,2)에 설치된 접합면(13d)에서 절곡부를 납땜에 의하여 확실히 접합할 수 있다.

또한, 좌판(3,4)에 있어서도, 판두께분(d2)의 오프셋양의 설정에 의하여 제1의 절곡부(14b)의 단면상에 제2의 절곡부(14c)가 절곡되어 이 양자(14b,14c)의 맞닿는 부분에서 납땜이 행해짐으로서 양자(14b,14c)를 확실히 접합할 수 있다.

[제2실시형태]

제1실시형태는 도 1에서 가리키는 바와 같이, 한쪽의 탱크(1)에 설치된 온수 입구 파이프(10)로부터 유입한 온수가 편평 튜브(6)을 통하여 다른쪽의 탱크(2)에 설치된 온수출구파이프(11)에서 유출하는 일방향흐름[전패스(full pass)] 타입으로 구성된 열교환기에 대하여 설명했으나, 도 7 내지 도 11에서 나타내는 제2실시형태는 온수흐름을 열교환부에서 U 턴시키도록 한 열교환기에 본 발명을 적용한 예이다.

도 7에 있어서, 한쪽 탱크(도 7에서는 상방측의 탱크)(100)의 폭방향의 중간위치에 칸막이부재(101)을 배치하고, 이 칸막이부재(101)에 의하여 탱크(100)의 내부를 폭방향으로 2개의 챔버(102, 103)로 분할하고, 그 한쪽의 챔버(102)에 온수입구파이프(10)을 설치하고, 다른쪽의 챔버(103)에 온수출구파이(11)를 설치한다.

이에 의해, 온수입구파이프(10)로부터 탱크(100)의 한쪽의 챔버(102)에 유입한 온수가 도 7좌측반분의 튜브(6)을 통하여 다른쪽(하방)의 탱크(104)에 유입한다. 이 다른쪽의 탱크(104)에 있어서 온수는 U 턴하여 도 7우측반분의 튜브(6)을 통하여 탱크(100)의 다른쪽의 챔버(103) 내에 유입하여, 온수출구 파이프(11)로부터 외부회로에 유출된다.

이와 같이, 도 7에서 가리키는 U턴 흐름방식의 열교환기에 있어서는 탱크(100)에, 2개의 챔버(102,103)을 칸막이하는 칸막이부재(101)를 배치하는 필요가 있으므로, 탱크(100)의 성형에 있어서는 칸막이부재(101)의 배치를 고려할 필요가 생긴다.

그래서, 상기 탱크(100)로의 칸막이부재(101)의 배치방법에 대하여 이하 설명한다.

도 8(a)은 도 2에 대응하는 탱크용 전개금속판(13)을 가리키는 것으로, 그 본체부분(13a)의 중앙부에 구멍(13g)을 열고, 이 구멍(13g)에 탱크(100)와는 별체의 알루미늄 등의 금속으로 형성된 칸막이부재(101)의 돌부(101a)(도 8도 (b)참조)을 끼어 넣는다. 이에 의하여, 칸막이부재(101)의 쓰러짐을 방지하면서 칸막이부재(101)을 탱크(100)과 좌판(3) 사이에 납땜접합을 할 수 있다.

도 9는 제2실시형태의 변형예로서, 탱크용 전개금속판(13)의 본체부분(13a)의 중앙부에 칸막이부재(101)의 판두께(t) 보다 약간 넓은 간격으로 형성된 한 쌍의 돌기(13h, 13i)을 복수개소 설치하고, 그 돌기(13h, 13i) 사이에 칸막이부재(101)의 단부를 끼어둠에 따라 칸막이부재(101)의 쓰러짐을 방지하면서, 칸막이부재(101)을 탱크(100)와 좌판(3)의 사이에 납땜 접합하도록 한 것이다.

도 10은 또한 다른 변형예를 나타내는 것으로서, 탱크용 전개금속판(13)의 본체부분(13a)의 중앙부에 칸막이부재(101)의 판두께(t) 보다 약간 넓은 간격으로 형성된 한쌍의 띠형상(띠모양)으로 뻗는 돌기(13j,13k)를 설치하고, 이 돌기(13j,13k)의 사이에 칸막이부재(101)의 단부를 끼어둠에 따라, 칸막이부재(101)의 쓰러짐을 방지하면서, 칸막이부재(101)를 탱크(100)와 좌판(3) 사이에 납땜 접합하도록 한 것이다.

도 11은 도 4에 대응하는 좌판용 전개금속판(14)을 가리키는 것으로서, 이 금속판(14)의 제2절곡부(14c)에는 더한층 바깥쪽으로 뻗는 클로(14f)을 2개소씩 형성하고, 클로 피이스(claw piece)(14f)을 도 7에 나타내는 것같이, 단판(3,4)의 양단부의 외면상에 절곡시켜 단판(8,9)의 조립위치를 유지하도록 하고 있다.

[제3실시형태]

도 12, 도 13에서 가리키는 바와 같이, 단판(8,9)의 조립위치를 유지하기 위하여, 좌판(3,4)의 저벽면에 있어서, 튜브삽입구멍(5)으로부터 외측의 부위에 단판(8,9)의 단면형상 보다 약간 큰(도 13 참조) 오목부(15)를 설치한다. 여기서, 이 오목부(15)는 도 12에서 나타내는 것같이, 좌판(3,4)의 저벽면의 폭방향의 대략 전체길이에 걸쳐 형성되며, 단판(3,4)의 폭보다 약간 크게 되어 있다.

그리고, 이 오목부(15) 내에 단판(8,9)의 단부를 끼워 단판(8,9)의 조립위치를 유지하도록 한 것이다.

알루미늄 열교환기의 제조과정에 있어서 열교환부(6,7)를 적층하여 조립할 경우에 열교환부가 그 적층방향(폭방향)으로 넓어지도록 하는 반발력이 발생하고, 그 반발력을 단판(8,9)에서 받아멈추게 하기 위하여 단판(8,9)을 알루미늄보다 강도가 높은 강판으로 제작할 경우가 있다.

이러한 경우에는, 이 강판제의 단판(8,9)과 알루미늄제의 좌판(3,4)의 결합부에 응력이 집중되어 알루미늄제의 좌판(3,4)이 변형하고, 그 결과, 좌판(3,4)과 탱크(1,2)의 납땜이 저해되어, 납땜의 불량을 발생시킬 수 있다.

그래서, 이와 같은 납땜불량을 방지하는 것을 목적으로 하여 본 예에서는 상기와 같은 단판조립위치의 유지구조를 채용하고 있는 것으로서, 좌판(3,4)의 저벽면의 폭방향의 거의 전체길이에 걸쳐서 형성된 오목부(15) 내에 단판(8,9)의 단부를 끼워 단판(8,9)의 조립위치를 유지하고 있으므로, 강판제의 단판(8,9)으로부터 알루미늄제의 좌판(3,4)에 열교환부의 조립반발력이 가해져도, 이 반발력을 좌판(3,4)의 저벽면전체에 받을 수가 있어, 국부적인 응력집중이 생기지 않으므로 알루미늄제 좌판(3,4)의 변형에 의한 납땜불량을 방지할 수 있다.

[제4실시형태]

도 14에서 나타내는 제4실시형태는 이하와 같은 불합리점을 해소하려고 하는 것으로, 알루미늄 열교환기에서는 탱크(1,2)을 구성하는 알루미늄 모재와, 이 모재상에 클래드되어 있는 납땜재(Al-Si 계 합금)의 융점의 차가 작기(20℃ 때문에, 납땜시에 땜납재의 융점까지 알루미늄 모재가 가열되면, 알루미늄 모재도 강도적으로 약한 상태로 된다. 그 때문에 납땜시의 열교환기의 자세에 따라서는 탱크용 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)가 그 자중에 의하여 변경하여 제2절곡부(13b)의 절곡각도를 90°로 유지하지 못하는 경우가 발생한다. 예컨대, 제2절곡부(13b)가 탱크 상자형상의 내측에 쓰러져 들어간다든지, 역으로 외측에 쓰러져 들어간다든지 한다. 이 결과, 제2절곡부(13b)와 제1절곡부(13f)을 적절히 납땜이 불가능한 경우가 생긴다.

그래서, 제4실시형태는 이와 같은 불합리점을 해소하기 위하여, 도 14에서 가리키는 바와 같이, 제2절곡부(13b)의 접합면(13d)과, 제1절곡부(13f)를 맞닿는 부위에 있어서 이 양자(13d)와 (13f)의 어느 한쪽(도시의 예로서는 13d측)에 반구면상의 돌기(13m)을 형성함과 동시에, 다른 한쪽(도시의 예에서는 13f측)에는 이 돌기(13m)이 끼워넣은 반구면상의 오목부(13n)를 형성하고, 이 양자(13m, 13n)을 도 14(b)와 같이 끼워넣으므로서 제2절곡부(13b)의 절곡각도를 확실히 90°로 유지할 수 있다.

그 결과, 납땜시에 열교환기의 자세가 어떻게되던지, 제2절곡부(13b)의 절곡 위치를 정규위치로 유지가능하며, 제2절곡부(13b)와 제1절곡부(13f)을 적절히 납땜할 수 있다.

또, 상기 돌기(13m)와 오목부(13n)의 끼워맞춤 구조를 설치함으로서 납땜전의 각 조립공정에 있어서 알루미늄의 탄성[스프링백(spring back)]에 의하여 제1, 제2절곡부(13b,13f)의 절곡부가 원점으로 돌아올려지는 것도 방지할 수 있다.

[제5실시형태]

도 15에 가리키는 제5실시형태는 이하와 같은 또다른 불합리점을 해소하려고 하는 것이며, 도 16에 가리키는 바와 같이, 탱크용 전개금속판(13)의 제2의 절곡부(13b)에 입구, 출구파이프(10,11)의 삽입구멍(13p)을 열며, 이 구멍(13p)에 입구, 출구파이프(10,11)를 끼우고, 납땜할 경우에 입구, 출구파이프(10,11)의 자중에 의하여 제2의 절곡부(13b)에 휨모멘트(bending moment)가 작용한다. 그러면, 납땜시의 가열에 의하여 고온으로 된 제2절곡부(13b)가 이 휨 모멘트의 영향을 받아서 탱크상자형상의 내측에 쓰러지는 현상이 발생할 때가 있다.

그래서, 제5실시형태는 도 15에서 가리키는 데로 좌판용 전개금속판(14)에 있어서 제2절곡부(14c)에 인접한 부위에, 탱크용 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)측에 돌출하는 돌기(14g)을 형성하고, 이 돌기(14g)와 제2절곡부(14c) 사이에 탱크용 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)의 선단이 끼워지는 오목부를 형성하는 것으로 한다.

이와 같은 구조로 함으로서 납땜시에 입구, 출구파이프(10,11)의 자중에 의하여 제2절곡부(13b)에 대하여 화살표(I)방향의 휨모멘트가 작용하여도 제2절곡부(13b)의 화살표(J)방향으로의 이동을 상기 돌기(14g)에서 확실하게 저지할 수 있다. 따라서, 탱크용 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)와, 좌판용 전개금속판(14)의 제2절곡부(14c)를 확실히 납땜할 수 있다.

[다른 실시형태]

또한, 전술한 제1, 제2실시형태에서는 상기 탱크(1,2)와 상기 좌판(3,4)의 접합면에 있어서, 탱크(1,2) 측에 반구면상의 돌기(13c)을 설치하고, 좌판(3,4)측에 반구면상의 오목부(14d)을 설치하여 돌기(13c)을 오목부(14d)내에 끼어맞추고 있으나, 이것과 달리, 좌판(3,4) 측에 반구면상의 돌기를 설치하고, 탱크(1,2)측에 반구면상의 오목부를 설치하도록 해도 좋다.

결국은 탱크(1,2)와 좌판(3,4)의 접합면에 있어서, 이 양자의 한쪽에는 돌기를 설치함과 동시에, 다른쪽에는 이 돌기가 끼워맞추는 오목부를 설치하면 좋다.

또, 도 3에서 나타내는 바와 같이 좌판용 전개금속용(14)에 있어서, 제1의 절곡부(14b)의 단면상에 제2절곡부(14c)를 절곡하지만, 이와는 반대로, 제2절곡부(14c)의 단면상에 제1절곡부(14b)를 절곡하여 맞닿게 하도록 하여도 좋다. 이 경우에는 제2절곡부(14c)의 세로방향 단부를 제1절곡부(14b)의 절곡위치(14e) 보다 내측에 전개금속판(14)의 판자두께분(d2) 만큼 오프셋하여 위치시킬 필요가 있다.

또, 본 발명은 난방용 히이터 코어에 한하지 않고, 자동차용 라디에이터 등 다른 용도의 열교환기에도 널리 적용할 수 있음은 물론이다.

Claims (10)

1. 일단이 개구한 단면이 대략형상의 상자형상의 탱크(1,2)와, 이 탱크(1,2)의 개구측단부에, 이 개구측단부를 폐색되도록 접합되어 있는 단면이 대략형상의 상자형상의 좌판(3,4)과, 이 좌판(3,4)에 설치된 구멍(5)에 삽통되어, 이 좌판(3,4)에 지지고정됨과 동시에, 탱크(1,2)내에 연통하는 튜브(6)을 갖춘 열교환기에 있어서, 상기 탱크(1,2) 및 좌판(3,4)은 상자형상을 전개한 전개금속판(13,14)를 절곡하여, 그 절곡부(13f,13b,14b,14c)를 접합하는 것으로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 상자형상을 전개한 전개금속판(13,14)에는 장방형으로 형성된 본체부분(13a,14a)과, 이 본체부분(13a,14a)의 긴변 부분을 따라 형성된 제1절곡부(13f,14b)와, 본체부분(13a,14a)의 짧은변 부분에 형성된 제2절곡부(13b,14c)를 구비하고, 상기 제1 및 제2절곡부(13f,13b,14b,14c)을 절곡하여 접합함으로서 상기 탱크(1,2) 및 상기 좌판(3,4)이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전개금속판(13)의 절곡부(13b)에 접합면적을 확대하는 접합면(13d)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제3항에 있어서, 상기 접합면(13d)이 탱크(1,2)를 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 제4항에 있어서, 상기 접합면(13d)이 탱크(1,2)를 구성하는 전개금속판(13)의 제1절곡부(13f)에 맞닿토록 되어 있으며, 상기 접합면(13d)과 상기 제1절곡부(13f)의 맞닿는 부위에 있어서, 이 양자 중 한쪽에 돌기(13m)가 설치되어 있음과 동시에, 다른쪽에는 이 돌기(13m)가 끼워맞추어지는 오목부(13n)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탱크(1,2)와 상기 좌판(3,4)의 접합면에 있어서, 이 양자의 한쪽에 돌기(13c)가 설치되어 있음과 동시에, 다른쪽에는 이 돌기(13c)가 끼워맞추어지는 오목부(14d)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
7. 제6항에 있어서, 상기 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)에 유체의 출입구 파이프(10,11)가 접합되도록 되어 있고, 상기 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 제2절곡부(14c)에 인접하여 돌기(14g)가 설치되어 있으며, 상기 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 제2절곡부(14c)와 상기 돌기(14g) 사이에, 상기 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제2절곡부(13b)의 선단부가 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
8. 제5항에 있어서, 상기 탱크(1,2)을 구성하는 전개금속판(13)의 제1절곡부(13f)의 절곡위치에 대하여 상기 제2절곡부(13b)의 상기 접합면(13d)의 절곡위치가 판두께분만큼 오프셋하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
9. 제8항에 있어서, 상기 좌판(3,4)을 구성하는 전개금속판(14)의 제1절곡부(14b)의 절곡위치에 대하여 제2절곡부(14c)의 세로 방향단부의 위치가 판두께 분만큼 오프셋하여 설정된 것을 특징으로 하는 열교환기.
10. 금속판으로부터 단면이 대략형상의 상자형상을 전개한 형상의 탱크용 전개금속판(13)을 잘라내는 공정과, 금속판으로부터 단면이 대략형상의 상자형상을 전개한 형상의 좌판용 전개금속판(14)을 잘라냄과 동시에, 튜브삽입구멍(5)을 개구하는 공정과, 상기 탱크용 전개금속판(13)을 소정위치에서 절곡하여 일단이 개구한 단면이 대략형상의 상자형상의 탱크(1,2)을 형성하는 공정과, 상기 좌판용 전개금속판(14)을 소정위치에서 절곡한 단면이 대략형상의 상자 형상의 좌판(3,4)을 형성하는 공정과, 상기 좌판(3,4)의 튜브삽입구멍(5)에 튜브(6)의 단부를 끼움과 동시에, 탱크(1,2)의 개구측 단부를 폐색하도록 상기 탱크(1,2)를 상기 좌판(3,4)에 조립하는 공정과, 상기 탱크(1,2), 상기 좌판(3,4) 및 상기 튜브(6)로부터 되는 조립체를 일체 납땜하는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.