KR101702297B1 - 보강된 매니폴드를 구비하는 열교환기 - Google Patents

보강된 매니폴드를 구비하는 열교환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 열교환 바디(2)와, 적어도 하나의 커버(4)와, 이 커버(4)를 열교환 바디(2)에 연결시키는 매니폴드(3)를 포함하는 열교환기에 관한 것으로서, 열교환 바디(2)는 적어도 하나의 블랭킹 플레이트(6)에 의해 경계가 정해지고, 매니폴드(3)는 커버(4)를 고정하기 위한 에지(21)에 의해 둘러싸이는 베이스 플레이트(20)를 포함하며, 고정 에지(21)는 이중-두께 벽(22)에 의해 형성되고, 이중-두께 벽(22)의 일 단부(23)는 블랭킹 플레이트(6)에 적어도 부분적으로 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

보강된 매니폴드를 구비하는 열교환기{HEAT EXCHANGER HAVING A REINFORCED COLLECTOR}
본 발명의 기술분야는 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열교환을 실행하도록 구성되고, 특히, 자동차에 설치되도록 의도되는 열교환기라는 것이다. 이러한 열교환기는 예를 들면, 차지 에어 쿨러(charge air cooler) 또는 배기 가스 쿨러, 특히 재순환된 배기 가스 쿨러이다.
자동차에는 전통적으로 터보차저와 결합된 내연 기관이 장착될 수 있다. 터보차저는 이러한 흡기 가스의 온도를 증가시키고, 이에 의해 내연 기관의 연소실의 적절한 충전을 악화시킨다. 이러한 이유로, 열교환기를 추가하여 이러한 구성을 보충하는 것이 알려져 있고, 이 열교환기의 기능은 이러한 연소실로 유입되기 전에 흡기 가스를 냉각시키고, 이에 의해 흡기 가스의 밀도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
이러한 열교환기는 흡기 가스가 흐르는 복수의 튜브를 포함할 수 있고, 이러한 튜브를 둘러싸는 공간은 냉각 유체가 통과하는 부분이 된다. 이러한 교환기의 유입구 또는 유출구에서, 흡기 가스는 매니폴드에 고정된 커버를 통해 안내되고, 매니폴드는 흡기 가스가 유입되는 각 튜브의 단부를 밀봉하는 방식으로 수용하도록 구성된다.
새로운 과급 기술이 나타나고 있다. 따라서, 내연 기관과 2개 또는 3개의 터보차저를 조합하는 것이 알려져 있다. 이러한 조합은 흡기 가스의 압력 및 온도의 증가를 수반한다. 흡기 가스의 압력이 4 bar에 도달할 수 있기 때문에, 슈퍼차저 교환기가 받는 기계적 응력은 극히 커진다. 따라서, 현재 알려진 열교환기는 이러한 압력 또는 온도 레벨을 견디는데 적합하지 않고, 특히, 커버를 매니폴드에 연결시키는 지점에서 누설이 발생할 수 있다.
특허문헌 제 FR2742531A1 호는 매니폴드의 주변 에지를 보강하기 위한 해결책을 개시한다. 이것이 상황을 개선시키지만, 이러한 해결책은 액체 냉각 유체가 상기 특허문헌에 언급된 바와 같이, 튜브의 내측이 아닌 튜브 주위에 흐른다는 사실 때문에, 내연 기관의 흡기 가스 또는 배기 가스와 액체 냉각 유체 사이의 열교환기에 적합하지 않다.
게다가, 상기 특허문헌에 의해 제안된 보강 해결책은 매니폴드의 주변 에지에 국부적으로 제한된다. 그러나, 압력 및 온도의 증가는 종래 기술의 해결책이 만족스러운 방식으로 대응할 수 없는 변형 및 팽창 현상을 초래한다.
따라서, 본 발명의 목적은 주로 열교환 바디의 구성요소 상에서, 특히, 냉각 유체가 흐르는 덕트를 제한하는 블랭킹 플레이트(blanking plate) 또는 플레이트들 상에서 힘을 흡수하는 수단을 제공하기 위해, 매니폴드의 주변 에지를 보강함으로써, 상술된 문제점을 해결하는 것이다.
따라서, 본 발명의 주제는 열교환 바디와, 적어도 하나의 커버와, 이 커버를 열교환 바디에 연결시키는 매니폴드를 포함하는 열교환기에 관한 것으로서, 열교환 바디는 적어도 하나의 블랭킹 플레이트에 의해 경계가 정해지고, 매니폴드는 커버를 고정하기 위한 에지에 의해 둘러싸이는 베이스 플레이트를 포함하며, 고정 에지는 이중-두께 벽에 의해 형성되고, 이중-두께 벽의 일 단부는 블랭킹 플레이트에 적어도 부분적으로 고정되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 블랭킹 플레이트로의 이중-두께 벽의 단부의 고정은 기계적 힘의 흡수를 보장하고, 이것은 본 발명에 따른 교환기를 통해 흐를 수 있는 유체의 압력 또는 온도에 의해 발생된 응력에 대해 고정 에지의 기계적 강도가 현저히 증가되는 것을 돕는다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 열교환 바디는 매니폴드, 특히 매니폴드의 단부에 의해 고정되고, 제 1 유체를 안내할 수 있는 복수의 튜브, 및 또한 제 2 유체를 안내할 수 있는 다수의 덕트를 포함하고, 상기 덕트는 튜브 사이에 형성되고, 적어도 블랭킹 플레이트에 의해 경계가 정해진다.
본 발명의 제 1 특징부에 따르면, 이중-두께 벽의 두께는 베이스 플레이트의 두께보다 적어도 2배만큼 크다. 이러한 배열은 본 발명에 따른 열교환기가 받는 압력에 대한 힘의 충분한 흡수를 보장한다.
본 발명의 제 2 특징부에 따르면, 이중-두께 벽은 제 1 벽 및 이 제 1 벽에 납땜된 제 2 벽에 의해 형성된다. 제 1 대안예에 따르면, 제 1 및 제 2 벽은 동일한 금속 시트로 생성되고, 절첩부에 의해 함께 연결된다. 제 2 대안예에 따르면, 제 2 벽은 납땜 단계 이전에 제 1 벽으로부터 분리되고, 그 다음에 제 1 벽에 부착된다.
이중-두께 벽은 기계적 보강 장치가 형성되는 적어도 하나의 코너를 포함한다. 기계적 보강 장치는 압력의 영향 하에서, 코너에 접하는 이중-두께 벽의 2개의 부분 사이에 형성된 각도 경사의 증가를 회피한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 기계적 보강 장치는 예를 들면, 제 1 벽의 코너에 형성된 모따기부이다. 대안적으로, 이러한 기계적 보강 장치는 특히, 제 2 벽의 코너에 형성된 필릿(fillet)이다.
또한, 이러한 보강 장치는 벽들 중 하나 또는 다른 벽 상에 형성된 모따기부 및 필릿의 조합에 의해 형성될 수도 있다는 것에 유의해야 할 것이다. 이러한 배열은 기계적 응력에 대항하기 위해 조합하는 형상을 생성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 특징부에 따르면, 고정 에지, 특히 제 1 벽은 커버의 힐을 수용하기 위한 하우징의 경계를 적어도 부분적으로 정하고, 게다가 하우징은 베이스 플레이트를 주변으로 연장되는 밴드에 의해 경계가 정해진다.
이러한 경우에 있어서, 이중-두께 벽의 제 1 벽은 하우징의 베이스를 형성하는 제 1 스트립, 및 하우징의 경계를 측방향으로 정하는 제 1 측벽을 포함할 수도 있고, 제 1 스트립 및 제 1 측벽은 모따기부에 의해 연결된다.
본 발명의 추가의 특징부에 따르면, 이중-두께 벽의 제 2 벽은 제 1 스트립에 납땜된 제 2 스트립, 및 제 1 측벽에 납땜된 제 2 측벽을 포함할 수도 있고, 제 2 스트립 및 제 2 측벽은 필릿에 의해 모따기부로부터 소정 거리에서 연결된다. 필릿 및 모따기부는 이러한 경우에 기계적 보강 장치를 형성하고, 이러한 필릿과 모따기부 사이의 이러한 소정 거리는 고정 에지의 기계적 건전성을 현저히 향상시키는 것을 돕는다.
다수의 덕트는 제 1 블랭킹 플레이트에 의해, 그리고 유리하게 제 2 블랭킹 플레이트에 의해 폐쇄되고, 각 블랭킹 플레이트는 각 튜브의 측면 벽에 고정된다. 이러한 측면 벽은 튜브의 에지를 형성하고, 블랭킹 플레이트의 연장부의 평면에 평행한 평면으로 연장된다.
유리하게, 이중-두께 벽의 단부는 이중-두께 벽의 제 2 벽의 하나의 면이 블랭킹 플레이트에 납땜되도록 위치된 벤드부(bend)를 포함한다. 이러한 배열은 고정 영역, 특히 납땜을 위한 이중-두께 벽과 블랭킹 플레이트 사이의 고정 영역을 증가시키는 것을 가능하게 한다.
게다가, 이중-두께 벽의 일 에지는 열교환 바디의 단부 튜브의 적어도 종방향 벽에 고정될 수도 있다. 따라서, 열교환 바디 주위에 벨트를 형성하는 이중-두께 벽에 의해서, 상기 벽은 블랭킹 플레이트의 구역 내에서 열교환 바디의 제 1 측부에 납땜되고, 열교환 바디의 제 1 측부에 수직인 제 2 측부에 납땜될 수 있다. 이러한 제 2 측부는 특히 열교환 바디의 경계를 정하는 단부 튜브에 의해 형성된다.
하나의 고정예에 있어서, 블랭킹 플레이트는 열교환 바디의 단부 튜브의 종방향 벽에 대해 절첩 및 납땜되는 적어도 하나의 텅을 포함한다. 블랭킹 플레이트의 일 에지가 단부 튜브의 측면 벽에 납땜되지만, 이러한 구조물은 블랭킹 플레이트를 따라 열교환 바디의 기계적 강도를 향상시키는 것을 가능하게 한다.
블랭킹 플레이트는 제 2 유체가 열교환 바디에 유입 또는 유출할 수 있는 적어도 하나의 오리피스를 포함할 수도 있다. 따라서, 열교환기로의 제 2 유체의 공급이 보장된다.
또한, 본 발명은 상기에 나타낸 특징부중 어느 하나를 포함하는 열교환기를 포함하고, 내연 기관의 흡기 가스 또는 배기 가스를 냉각하기 위한 시스템을 커버할 수 있고, 제 1 유체는 내연 기관의 흡기 가스 또는 배기 가스에 의해 형성되는 반면, 제 2 유체는 액체 냉각 유체에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 제 1 이점은 제조 비용 또는 이러한 열교환기의 조립 곤란성을 증가시키는 일 없이, 간단한 방식으로 커버와 매니폴드 사이의 연결부의 기계적 강도를 향상시키는 가능성에 있다. 이러한 방식으로, 열교환기에는 이중-두께 벽을 갖는 매니폴드가 제공되고, 제 2 유체가 통과하는 덕트 또는 덕트들의 경계를 정하는 플레이트에 고정되는 이러한 벽의 단부는 높은 압력 및 온도에 저항할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징, 상세 및 이점은 도면을 통해서 그리고 도면을 참조하여 이하에 주어진 설명을 읽음으로써 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 평면 A 상의 단면에서의 열교환기의 구성 열교환 바디의 도면,
도 3은 도 1에 도시된 평면 B 상의 단면에서의 열교환 바디의 제 1 측부로의 매니폴드의 고정을 도시하는 도면,
도 4는 도 1에 도시된 평면 C 상의 단면에서의 열교환 바디의 제 2 측부로의 매니폴드의 고정을 도시하는 도면,
도 5는 도 1에 도시된 평면 B 상의 단면에서 보았을 때, 매니폴드와 커버 사이를 고정하는 2개의 변형예를 도시하는 도면.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기(1)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 열교환기는 특히 내연 기관의 흡기 가스를 냉각하는데 사용된 차지 에어 쿨러이지만, 또한 이러한 열교환기는 이러한 내연 기관의 흡기 가스로 주입된 배기 가스의 온도를 저감시키는데 사용된 재순환식 배기 가스 쿨러일 수도 있다.
본 발명에 따른 열교환기(1)는 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서 열교환을 실행하도록 구성된다. 특정한 방식에 있어서, 열교환기는 가스상 유체를 안내할 뿐만 아니라, 예를 들면 글리콜이 첨가된 물로 이루어진 냉각 유체와 같은 액체 유체를 이동시키도록 설계된다. 따라서, 열교환기(1)는 가스상 유체/액체 유체 교환기일 수도 있다.
본 발명에 따른 열교환기(1)는 제 1 유체와 제 2 유체 사이에서의 열교환 지점(site)을 형성하는 열교환 바디(2)를 포함한다. 이러한 열교환 바디(2)의 각 단부에는 커버(4)에 의해 커버된 매니폴드(3)가 위치된다.
매니폴드(3)는 열교환 바디(2)의 복수의 구성 튜브를 통해 제 1 유체를 분배시키고, 이 제 1 유체는 커버를 통해 매니폴드(3)로 또는 매니폴드(3)로부터 안내된다. 커버(4)는 제 1 유체가 열교환기(1)로 유입되거나 유출되는 적어도 하나의 개구부(5)를 포함한다. 매니폴드(3)는 열교환 바디(2)에 납땜된 일측부상에 있고, 매니폴드(3)를 커버(4)에 납땜시키거나 크림핑(crimping)시킴으로써 커버(4)에 고정된 타측부상에 있다.
열교환 바디(2)에는 제 2 유체, 특히 액체 유체가 흐르는 덕트의 경계를 정하는데 도움이 되는 적어도 하나의 블랭킹 플레이트(6)가 마련된다. 블랭킹 플레이트(6)는 제 2 유체가 열교환 바디(2) 내로 흐를 수 있는 적어도 하나의 오리피스(7)를 포함한다. 블랭킹 플레이트(6)는 또한 이 블랭킹 플레이트(6)의 연장 평면에 대해 벌지(bulge)(8)를 형성하는 변형부를 구비할 수도 있다. 이러한 벌지는 열교환 바디(2)의 전체 폭에 걸쳐 제 2 유체를 분배하는 것을 용이하게 한다. 도 1의 특정 예에 있어서, 블랭킹 플레이트(6)는 2개의 벌지(8) 및 이 벌지에 형성된 2개의 오리피스(7)를 포함하고, 제 1 오리피스는 제 2 유체가 열교환 바디(2)로 유입되는 것을 허용할 수 있는 반면, 제 2 오리피스는 제 2 유체가 열교환 바디(2)를 빠져나가는 것을 허용할 수 있다.
블랭킹 플레이트(6)는 열교환 바디(2)에 접하는 튜브의 표면에 대해 절첩 및 납땜되는 적어도 하나의 텅(9)을 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 블랭킹 플레이트는 참조 부호 9 내지 11을 갖는 3개의 텅의 2개의 세트를 구비하고, 블랭킹 플레이트의 일 에지로부터 돌출되는 각각의 세트는 튜브에 평행하다.
따라서, 매니폴드(3)는 블랭킹 플레이트(6)에 납땜되는 매니폴드(3)의 이중-두께 벽(double-thickness wall)의 일단부에 의해 블랭킹 플레이트에 고정된다. 또한, 이 매니폴드(3)는 특히, 납땜에 의해 열교환 바디(2)의 단부에 위치된 단부 튜브의 벽에 고정된다.
도 2는 도 1에 도시된 평면 A를 통과하는 단면에서의 열교환 바디(2)의 도면이다.
열교환 바디(2)는 납땜에 의해 매니폴드(3)에 고정된 복수의 튜브(12)를 포함한다. 이러한 튜브는 제 1 유체, 특히 가스상 유체가 흐르는 내부 체적을 제한하기 위해, 예를 들면, 절첩된 금속 시트로부터 생성된다. 각 튜브(12)의 구조는 이하에 단부 튜브(12a 및 12b)로 불리는 열교환 바디(2)의 단부의 일단부 및 타단부에 위치된 2개의 튜브와 동일함에 유의해야 할 것이다.
튜브(12)는 참조 부호 16 및 17을 갖는 2개의 측면 벽에 결합되는 참조 부호 14 및 15를 갖는 2개의 평행한 종방향 벽에 의해 경계가 정해진다. 이러한 구조는 단부 튜브(12a, 12b)를 포함하는 열교환 바디(2)의 모든 구성 튜브(12)에 제공된다.
각 튜브의 내부 체적 내측에는 삽입부(13)가 설치된다. 삽입부는 튜브(12)의 경계를 정하는 벽과 제 1 유체 사이에서의 열전달을 최대화하기 위해서, 튜브(12) 내의 제 1 유체의 흐름을 방해하는 것인 제 1 기능을 갖는다. 삽입부(13)는 튜브(12)를 기계적으로 보강하는 것인 제 2 기능을 가질 수도 있다. 특히, 삽입부의 지그재그 형상은 종방향 벽(14, 15)의 내부 표면과 삽입부(13)의 각 파상(undulation)의 피크 사이에 납땜 선(line of braze)을 제공하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 삽입부(13)의 각 파상의 피크는 이러한 종방향 벽들의 각 내부 표면 사이에서 직선 방식으로 연장되고, 이에 의해 제 1 유체의 압력의 영향 하에서 튜브(12)의 스웰링(swelling)을 회피한다.
또한, 열교환 바디(2)는 제 2 유체를 안내할 수 있는 다수의 덕트(18)를 포함한다. 이러한 덕트(18)는 각 튜브 사이에 형성된 공간에 의해 형성되지만, 또한 열교환 바디(2)를 측방향으로 폐쇄하는 제 1 블랭킹 플레이트(6a)에 의해 및 제 2 블랭킹 플레이트(6b)에 의해 경계가 정해진다. 따라서, 제 1 유체는 튜브(12)를 형성하는 종방향 벽(14, 15)에 의해서만 제 2 유체로부터 분리된다.
각 튜브(12) 사이의 공간은 이격 장치(19)에 의해 생성되고, 이 이격 장치의 기능중 하나는 논의중인 덕트(18)를 형성하기 위해, 2개의 인접한 튜브(12) 사이에 형성된 공간을 보장하는 것이다.
이러한 이격 장치(19)는, 제 2 유체와 튜브(12)의 종방향 벽(14, 15) 사이의 열교환을 증가시키기 위해, 덕트(18) 내측의 제 2 유체 내에 난류를 생성하는 것인 제 2 기능을 실행할 수도 있다.
일 실행예에 따르면, 이격 장치(19)는 튜브(12)의 종방향 벽(14, 15)에 제공된 복수의 변형부에 의해 형성될 수도 있다. 대안적으로, 이러한 이격 장치(19)는 납땜 작업 이전에 각 튜브 사이에 설치된 하나 이상의 부착된 부분에 의해 실행될 수도 있다. 일 예시적인 실시예에 따르면, 이러한 부분은 그레이팅(grating), 특히 난류를 생성하는 파상을 포함하는 그레이팅일 수도 있다.
또한, 이격 장치(19)는 열교환 바디(2)의 변형을 회피하기 위해 기계적 힘을 흡수하는 것인 제 3 기능을 수행할 수도 있다. 이렇게 하면, 이격 장치(19)는 2개의 바로 가까이에 인접한 튜브(12)의 각 종방향 벽(14, 15)에 납땜될 수 있다.
열교환 바디(2)는 제 1 블랭킹 플레이트(6a) 및 제 2 블랭킹 플레이트(6b)를 포함하고, 각 블랭킹 플레이트는 각 튜브(12)의 측면 벽(16, 17)에 고정된다. 이러한 고정은 튜브(12)의 측면 벽에 블랭킹 플레이트를 납땜함으로써 보장된다.
도 2는 블랭킹 플레이트(6a 및 6b)의 물질과 일체로 형성된 텅(10)의 존재를 명백하게 도시한다. 이러한 텅은 단부 튜브(12a 및 12b)의 종방향 벽(14)의 외부 힘에 대해 절첩된다. 이러한 텅은 다수의 덕트(18)를 제한하는 케이싱을 형성하기 위해, 블랭킹 플레이트(6a, 6b)와 단부 튜브(12a, 12b) 사이에서 납땜함으로써 기계적 연결을 보강한다.
도 3은 커버(4), 매니폴드(3) 및 블랭킹 플레이트(6) 사이의 고정부를 상세하게 도시하는 도면이다. 이 서술은 도 1에 도시된 평면 B의 단면을 도시한다.
매니폴드(3)는 고정 에지(21)에 의해 둘러싸인 베이스 플레이트(20)를 포함한다. 베이스 플레이트(20)에는, 각 튜브(12)의 일단부를 수용하고, 이러한 경우에 기다란 형상을 갖는 개구부가 제공된다. 이러한 개구부는 예를 들면, 열교환 바디(2)를 향해, 또는 커버(4)를 향해 배향되는 칼라부가 제공될 수 있다.
고정 에지(21)는 베이스 플레이트(21) 주위에 주변 벨트를 형성하고, 이러한 고정 에지는 바람직하게 베이스 플레이트의 물질과 일체로 형성된다.
본 발명에 따르면, 이러한 고정 에지(21)는 이중-두께 벽(22)에 의해 형성되고, 이러한 이중-두께 벽은 블랭킹 플레이트(6) 중 하나 및/또는 다른 하나에 적어도 부분적으로 고정된 일단부(23)에서 종단된다.
용어 "이중-두께"는 고정 에지(21)가 서로에 대해 가압된 벽의 2개의 두께를 제공함으로써 보강된다는 것을 의미한다. 따라서, 이중-두께 벽(22)은 제 1 벽(24)에 의해, 그리고 그 윤곽을 따라 제 1 벽(24)에 바로 가까이에 인접한 제 2 벽(25)에 의해 형성된다. 제 2 벽(25)은 이러한 2개의 벽 사이의 납땜에 의해 제 1 벽(24)에 적어도 부분적으로 고정된다.
이 도면에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 벽(24)은 또한 절첩부(36)에 의해 제 2 벽에 고정된다. 이러한 경우에서, 제 1 벽(24) 및 제 2 벽(25)은 이 제 2 벽(25)을 제 1 벽(24)에 대해 가압하기 위해, 절첩부(36)에서 절첩된 동일한 금속 시트로 생성된다. 따라서, 제 2 벽(25)은 제 1 벽(24)의 물질과 일체로 형성되도록 고려된다.
대안적으로, 제 2 벽(25)은, 제 1 벽 및 제 2 벽이 특히, 납땜함으로써 함께 고정되면, 이중-두께 벽(22)을 형성하기 위해, 제 1 벽(24)으로부터의 그리고 제 1 벽(24)에 납땜되기 전에 부착된 분리 부분일 수도 있다.
매니폴드(3)가 제조되는 방법을 간소화하기 위해서, 이중-두께 벽(22)의 두께는 베이스 플레이트(20)의 두께의 적어도 2배만큼 크다. 보다 정확하게, 이중-두께 벽(22)의 두께는 베이스 플레이트(20)의 두께의 2배와 정확히 동일하다. 베이스 플레이트(20)의 두께가 튜브(12)의 종방향에 평행한 방향으로 측정되는 반면, 이중-두께 벽(22)의 두께는 베이스 플레이트(20)를 통과하는 평면에서 측정된다.
도 3 및 도 4의 예시적인 실시예에 따르면, 고정 에지(21)는 커버(4)의 힐(27)을 수용하기 위한 하우징(26)의 경계를 적어도 부분적으로 정한다. 하우징(26)의 부분을 위해서, 베이스 플레이트(20)는 연장부의 평면에 수직인 방향으로 연장되는 밴드(band)(28)에 의해 연장된다. 따라서, 커버의 힐(27)을 수용하는 하우징(26)은 밴드(28)에 의해 일측상에, 그리고 이중-두께 벽(22)의 제 1 구성 벽(24)에 의해 타측상에 접하게 된다.
커버(4)의 힐(27)을 수용하는 것 이외에, 이러한 하우징(26)은 본 발명에 따라서 제 1 유체와 열교환기의 주변부 사이에 실링을 제공하는 시일(43)을 수용할 수 있다. 따라서, 이러한 시일(43)은 하우징(26)의 영역 내에서 힐(27), 밴드(28) 및 제 1 벽(24)에 지지된다.
도 3의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 벽(24)은 제 1 측벽(30)에 의해 연장된 제 1 스트립(29)을 포함한다. 제 1 스트립(29)은 시일(43)이 지지되는 하우징(26)의 베이스를 형성한다. 제 1 측벽(30)은 하우징(26)과 동일 선상에서, 특히 하우징(26)의 측방향으로 적어도 부분적으로 연장된다. 제 1 스트립(29) 및 제 1 측벽(30)은 특히 편평하다.
제 1 스트립(29)과 제 1 측벽(30) 사이에는, 모따기부(31), 다시 말해서, 제 1 스트립(29)에 대해서 그리고 제 1 측벽(30)에 대해서 경사지는 대체로 편평한 에지가 위치된다. 따라서, 모따기부(31)는 제 1 스트립(29)을 제 1 측벽(30)에 연결시키고, 이러한 모따기부는 이중-두께 벽(22)의 기계적 보강부 내에 포함된 요소이다.
이중-두께 벽(22)의 제 2 벽(25)은 제 2 측벽(33)에 의해 연장된 제 2 스트립(32)을 포함한다. 제 2 스트립(32)은 제 1 스트립(29)의 연장부의 평면에 평행한 평면 내에 연장되고, 이러한 2개의 스트립은 납땜 연결부에 의해 함께 고정된다.
제 2 측벽(33)은 제 1 측벽(30)이 연장부의 평면에 평행한 평면 내에 연장되고, 제 1 측벽(30)에 납땜된다.
제 2 스트립(32)은 필릿(34), 다시 말해서 원형 섹션을 갖는 에지에 의해 제 2 측벽(33)에 결합된다. 이러한 필릿(34)은 모따기부(31)와 대향하고, 이러한 모따기부(31)로부터 분리되도록 구성되며, 이러한 배열은 이중-두께 벽(22)의 기계적 강도를 증가시키는데 도움이 된다. 제 2 스트립(32) 및 제 2 측벽(33)은 예를 들면 편평하다.
따라서, 이중-두께 벽(22)은 코너에 배열된 기계적 보강 장치를 포함한다. 이러한 기계적 보강 장치는 모따기부(31)에 의해서만, 또는 필릿(34)에 의해서만 형성될 수도 있다. 또한, 기계적 보강 장치는 이러한 모따기부(31)와 필릿(34)의 조합에 의해 생성될 수 있고, 이러한 조합은 또한 이중-두께 벽(22)의 기계적 강도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
이중-두께 벽(22)의 단부(23)는 제 2 스트립(32)의 단부 부분에 의해서 형성된다. 매니폴드(3)에서, 블랭킹 플레이트(6)는 튜브(12)의 측면 벽(16, 17)과 이러한 단부(23) 사이에 개재된다. 도시되지 않은 예시적인 실시예에 따르면, 이러한 단부(23)는 블랭킹 플레이트(6)에 납땜되는 제 2 스트립(32)의 일 에지이다.
도 3의 일례에 있어서, 단부(23)는 제 2 스트립(32)의 경계를 정하는 면 중 하나 또는 다른 하나가 블랭킹 플레이트(6)에 지지되어 납땜되도록, 배향된 벤드부(35)를 포함한다. 이 경우에 있어서, 벤드부(35)는 열교환 바디(2)를 향해, 다시 말해서 논의중인 매니폴드(3)에 고정된 커버로부터 멀리 회전된 90°의 각도를 형성한다.
절첩부(36)에서, 이중-두께 벽(22)은 제 1 벽(24)을 연장시키는 부분에 의해 형성된 다수의 크림핑 탭(37)을 포함한다. 이 도면에 있어서, 커버(4)의 힐(27)에 걸쳐서 절첩되기 전의 이러한 크림핑 탭(37)이 도시된다. 최종 조립 위치에서, 이러한 크림핑 탭은 시일(43)에 대해 압축력을 가하기 위해, 커버(4)의 힐(27)에 대해 가압된다.
도 4는 커버(4), 매니폴드(3), 및 단부 튜브(12a 또는 12b)중 하나 사이의 고정부를 상세하게 도시하는 도면이다. 이러한 도시는 도 1에 도시된 평면 C의 단면을 도시한다. 도 3에 대한 차이점이 설명될 것이고, 도 4에 도시되는 공통의 요소의 구조를 구현하기 위해서 도 3에 대해 주어진 설명을 참조할 것이다.
베이스 플레이트(20)는 이 경우에 열교환 바디(2)를 향해 회전되는 칼라부(38)를 포함한다. 이러한 칼라부는 각 튜브(12)의 일 단부를 수용하고, 이에 의해 베이스 플레이트(20)와 튜브(12) 사이의 납땜을 향상시키는 접촉 구역(contact zone)을 형성한다.
밴드(28)는 이 경우에 칼라부의 존재 때문에 단부 튜브(12a)의 종방향 벽(14)으로부터 분리된다.
제 2 벽(25)은 예를 들면, 이러한 2개의 부분 사이의 납땜에 의해 단부 튜브(12a)에 고정된 에지(39)에 의해 차단된다. 에지(39)는 단부 튜브(12a)의 종방향 벽(14)의 외부 표면에 대해 제 2 벽(25)의 일 표면을 가압하는 것을 가능하게 하는 벤드부(35)를 포함한다.
도 3 및 도 4의 변형예에 대하여, 열교환 바디 및 매니폴드는 알루미늄 합금으로 생성될 수 있다는 것에 유의해야 할 것이다. 이것의 부분에 대해, 커버(4)는 알루미늄 합금, 또는 예를 들면 플라스틱 물질과 같은 합성 물질로 생성될 수 있다.
도 5는 도 1의 참조 부호 B에 의해 도시된 단면 평면에서 보여지는 열 교환기의 변형 실시예를 도시한다. 도 3 및 도 4에서, 커버(4)는 크림핑 탭의 절첩에 의해 매니폴드(3) 내에 고정된다. 도 5의 변형에는 커버(4)가 용접, 또는 적어도 납땜에 의해 매니폴드(3)에 고정된다는 점에서 상이한 조립체를 도시한다. 동일한 방식으로 도시된 요소에 대해서, 도 3에 관한 설명에 참조될 것이다.
이 경우에 하우징(26)은 커버(4)의 힐(27)을 수용하고, 그 다음에 이러한 힐은 도 5에 도시되는 2개의 대안적인 또는 상호 보완적인 고정부 변형예에 따라 이중-두께 벽(22)에 고정된다.
제 1 고정부 대안예는 힐(27)과 매니폴드(3)의 고정 에지(21) 사이에서 수행되는 납땜에 속한다. 참조 부호 40을 갖는 제 1 납땜부는 밴드(28)와 힐(27)의 내부 표면 사이에서 수행되는 반면, 제 2 납땜부(41)는 힐(27)의 내부 표면과 이중-두께 벽(22) 사이에서 수행된다. 일례로써, 이러한 제 2 납땜부(41)는 제 1 벽(24)의 제 1 구성 측벽(30)과 힐(27)의 외부 표면 사이에서 수행된다.
제 2 고정부 대안예는 참조 부호 42를 갖고, 예를 들면 제 1 벽(24)을 이중-두께 벽(22)의 제 2 벽(25)에 연결시키는 절첩부(36)와 커버의 힐(27) 사이에 배열된 용접 비드(weld bead)에 의해 형성된다.
도 5에 도시된 2개의 고정부 대안예의 범위에 있어서, 열교환 바디(2) 및 커버(4)는 알루미늄 합금으로 생성될 수 있고, 이에 의해 열교환기를 분해할 필요없이, 용이하게 재활용할 수 있게 한다.
상술된 열교환기(1)는 내연 기관의 흡기 가스 또는 배기 가스를 냉각하기 위해서 시스템 내에 포함될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 제 1 유체는 내연 기관의 흡기 가스 또는 배기 가스에 의해 형성되는 반면, 제 2 유체는 액체 냉각 유체에 의해 형성된다.

Claims (15)

  1. 열교환기(1)로서, 열교환 바디(2)와, 적어도 하나의 커버(4)와, 상기 커버(4)를 상기 열교환 바디(2)에 연결시키는 매니폴드(3)를 포함하고, 상기 열교환 바디(2)는 적어도 하나의 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)에 의해 경계가 정해지고, 상기 매니폴드(3)는 상기 커버(4)를 고정하기 위한 에지(21)에 의해 둘러싸이는 베이스 플레이트(20)를 포함하는, 열교환기(1)에 있어서,
    상기 고정 에지(21)는 이중-두께 벽(22)에 의해 형성되고, 상기 이중-두께 벽(22)의 일 단부(23)는 상기 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)에 적어도 부분적으로 고정되는 것을 특징으로 하는
    열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환 바디(2)는 상기 매니폴드(3)에 고정되고 제 1 유체를 안내할 수 있는 복수의 튜브(12, 12a, 12b)와, 제 2 유체를 안내할 수 있는 다수의 덕트(18)를 포함하고, 상기 덕트(18)는 상기 튜브(12, 12a, 12b) 사이에 형성되고, 적어도 상기 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)에 의해 경계가 정해지는
    열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)의 두께는 상기 베이스 플레이트(20)의 두께의 적어도 2배만큼 두꺼운
    열교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)은 제 1 벽(24), 및 상기 제 1 벽(24)에 납땜된 제 2 벽(25)에 의해 형성되는
    열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)은 기계적 보강 장치가 형성된 적어도 하나의 코너를 포함하는
    열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기계적 보강 장치는 상기 제 1 벽(24)의 코너에 형성된 모따기부(31)인
    열교환기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기계적 보강 장치는 상기 제 2 벽(25)의 코너에 형성된 필릿(34)이고, 상기 필릿(34)은 특히 상기 제 1 벽(24)의 코너에 형성된 모따기부(31)에 대향하여 형성되는
    열교환기.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 에지(21)는 상기 커버(4)의 힐(27)을 수용하기 위한 하우징(26)의 경계를 적어도 부분적으로 정하고, 상기 하우징(26)은 상기 베이스 플레이트(20)를 주변으로 연장하는 밴드(band)(28)에 의해 경계가 정해지는
    열교환기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)의 제 1 벽(24)은 상기 하우징(26)의 베이스를 형성하는 제 1 스트립(29), 및 상기 하우징(26)의 경계를 측방향으로 정하는 제 1 측벽(30)을 포함하고, 상기 제 1 스트립(29) 및 상기 제 1 측벽(30)은 모따기부(31)에 의해 연결되는
    열교환기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)의 제 2 벽(25)은 상기 제 1 스트립(29)에 납땜된 제 2 스트립(32), 및 상기 제 1 측벽(30)에 납땜된 제 2 측벽(33)을 포함하고, 상기 제 2 스트립(32) 및 상기 제 2 측벽(33)은 상기 모따기부(31)로부터 소정 거리에 있는 필릿(34)에 의해 연결되는
    열교환기.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)의 단부(23)는 상기 이중-두께 벽(22)의 제 2 벽(25)의 하나의 면이 상기 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)에 납땜되도록 위치된 벤드부(bend)(35)를 포함하는
    열교환기.
  12. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 덕트(18)는 제 1 블랭킹 플레이트(6a)에 의해, 그리고 제 2 블랭킹 플레이트(6b)에 의해 폐쇄되고, 각 블랭킹 플레이트(6a, 6b)는 각 튜브(12, 12a, 12b)의 측면 벽(16, 17)에 고정되는
    열교환기.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중-두께 벽(22)의 일 에지(39)는 적어도 상기 열교환 바디(2)의 단부 튜브(12a, 12b)의 종방향 벽(14)에 고정되는
    열교환기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)는 상기 단부 튜브(12a, 12b)의 종방향 벽(14)에 대해 절첩 및 납땜되는 적어도 하나의 텅(9, 10, 11)을 포함하는
    열교환기.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블랭킹 플레이트(6, 6a, 6b)는 제 2 유체가 상기 열교환 바디(2)에 유입 또는 유출될 수 있는 적어도 하나의 오리피스(7)를 포함하는
    열교환기.
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