KR101732183B1 - 배기가스 열교환기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 딥드로잉 공정을 적용하여 공정판재 드로잉, 피어싱, 면취 순으로 제조공정을 간소화함으로써 제조비용을 절감하는 배기가스 열교환기의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 배기가스 열교환기의 몸체에 해당하는 튜브의 형상을 일체형으로 하여 내기밀성이 용이한 효과가 있다.

Description

배기가스 열교환기의 제조방법{METHOD OF EXHAUST GAS HEAT EXCHANGER}

본 발명은 배기가스 열교환기의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딥드로잉 공정을 적용하여 공정판재 드로잉, 피어싱, 면취 순으로 제조공정을 간소화함으로써 제조비용을 절감하는 배기가스 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 운행 중 발생되는 배기가스에는 일산화탄소와 탄화 수소물, 질소산화물 등의 유해물질들이 다량으로 함유되어 있다. 특히 질소산화물은 엔진이 고온일수록 증가하게 되는데 이를 억제시키기 위하여 배기가스 일부를 흡기계로 재순화시켜 실린더 내의 연소 온도를 낮춤으로서 질소산화물을 억제시키는 배기가스 재순환장치(EGR)쿨러를 장착하며, 상기 배기가스 재순환장치는 배기가스와 냉각수를 상호 열교환시켜 배기가스의 온도 상승을 방지하도록 배기가스를 냉각시켜주는 장치이다.

이러한 이지알쿨러는 조관된 바디(중공관체)와 양단에 피어싱된 격판, 격판을 관통하는 복수의 파이프, 및 바디와 결합되는 탱크와 상기 탱크에 위치한 플랜지, 바디 양측에 위치한 냉각수 유입관과 냉각수 유출관을 포함하여 이루어져 있다.

그러나, 상기한 종래의 이지알 쿨러(EGR cooler) 제작시 조관 용접된 중공관으로 제작함으로 제작공수 및 작업비용이 증가하며 바디와 양끝단의 격판 브레징시 내기밀성 유지가 어렵다.

또한, 바디와 격판이 분리되어 부품수가 증가되는 문제점이 있었다.

(특허문헌 1) KR10-0925816 B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 판재에 딥드로잉 공정을 적용하여 배기가스 열교환기의 몸체에 해당하는 튜브를 일체형으로 제조하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 a) 딥드로잉(deep drawing) 공정에 의해 일측이 밀폐된 튜브가 제조되는 단계; b) 상기 튜브의 내부 또는 외부로 다수의 파이프, 냉각수파이프, 플랜지 및 탱크가 각각 조립되는 단계; 및 c) 상기 튜브가 브레징(brazing)되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 a) 단계는, a1) 한 쌍의 판재를 준비시키는 단계; a2) 상기 한 쌍의 판재가 딥드로잉에 의해 상기 튜브를 이루는 좌측바디와 우측바디가 일체형으로 형성되는 단계; a3) 상기 딥드로잉된 판재를 피어싱시키는 단계; 및 a4) 상기 피어싱된 판재를 면취시키는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 좌측바디와 상기 우측바디는 개방된 각각의 일측의 상호 억지끼움이 가능하다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 상기 브레징은 상기 탱크가 상기 좌측바디와 상기 우측바디의 밀폐된 타측을 둘러싸도록 접합한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 c) 단계는, c1) 상기 다수의 파이프가 상기 좌측바디와 상기 우측바디 중 어느 하나의 내부에 배치된 후 상기 좌측바디와 상기 우측바디가 결합되는 단계; c2) 상기 좌측바디 및 상기 우측바디의 각각의 일면에 상기 냉각수파이프가 장착되는 단계; 및 c3) 상기 우측바디의 상부에 설치된 탱크의 상부에 플랜지가 장착되는 단계;를 포함한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 배기가스 열교환기의 제조방법 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따르면, 배기가스 열교환기의 몸체에 해당하는 튜브의 형상을 일체형으로 하여 내기밀성이 용이한 효과가 있다.

둘째, 딥드로잉이 가능한 구조로 하여 생산성 향상 및 제조 비용 저감의 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명은 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 배기가스 열교환기의 튜브를 나타낸 측면도이다.
도 3의 (a)는 제 1 실시예에 따른 튜브의 단면도이다.
도 3의 (b)는 제 1 실시예에 따른 튜브의 측면도이다.
도 3의 (c)는 제 1 실시예에 따른 뷰트의 정면도이다.
도 4의 (a)는 제 2 실시예에 따른 뷰트의 단면도이다.
도 4의 (b)는 제 2 실시예에 따른 튜브의 측면도이다.
도 4의 (c)는 제 2 실시예에 따른 튜브의 정면도이다.
도 5의 (a), (b)는 좌측바디에 탱크를 브레징하는 것을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 제 1 실시예에 따른 배기가스 열교환기를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 제 2 실시예에 따른 배기가스 열교환기를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명은 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법은 a) 딥드로잉(deep drawing) 공정에 의해 일측이 밀폐된 튜브(110)가 제조되는 단계(S10), b) 튜브(110)의 내부 또는 외부로 다수의 파이프(120), 냉각수파이프(130), 플랜지(140) 및 탱크(150)가 각각 조립되는 단계(S20), 및 c) 튜브(110)가 브레징(brazing)되는 단계(S30)를 포함한다.

여기서, 상기 a) 단계는, 종래기술에서 문제점으로 지적된 조관 용접된 중공관으로 바디를 제작함에 따른 제작공수 및 작업비용이 증가하고 바디와 양끝단의 격판 브레징시 내기밀성의 유지가 어려운 것을 해소하기 위해 안출된 것으로서, a1) 판재를 준비시키는 단계, a2) 준비된 판재가 딥드로잉에 의해 튜브(110)를 이루는 좌측바디(111)와 우측바디(112)가 일체형으로 형성되는 단계, a3) 딥드로잉된 판재를 피어싱시키는 단계, 및 a4) 피어싱된 판재를 면취시키는 단계를 포함한다.

또한, 좌측바디(111)와 우측바디(112)는 개방된 각각의 일측의 상호 억지끼움이 가능하다.

도 2는 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 배기가스 열교환기의 튜브를 나타낸 측면도이다.

보다 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 좌측바디(111)와 우측바디(112)는 내부가 비어 있는 중공형상이고, 그 일측은 밀폐되어 있는 반면, 그 타측은 개방되어 있다. 즉, 개방된 좌측바디(111)와 우측바디(112)는 제조과정에서 그 크기가 미세하게 다르도록 제작되어서 억지끼움방식으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 b) 단계에서, 상기 브레징은 탱크(150)가 좌측바디(111)와 우측바디(112)의 밀폐된 타측을 둘러싸도록 접합한다.

또한, 상기 c) 단계는, c1) 다수의 파이프가 좌측바디(111)와 우측바디(112)의 내부에 배치된 후 좌측바디(111)와 우측바디(112)가 결합되는 단계, c2) 좌측바디(111) 및 우측바디(112)의 각각의 일면에 냉각수파이프(130)가 장착되는 단계, 및 c3) 우측바디(112)의 상부에 설치된 탱크(150)의 상부에 플랜지(140)가 장착되는 단계를 포함한다.

도 2, 3, 5, 6을 참고하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기가스 열교환기(100)를 설명한다.

도 3의 (a)는 제 1 실시예에 따른 튜브의 단면도이고, 도 3의 (b)는 제 1 실시예에 따른 튜브의 측면도이며, 도 3의 (c)는 제 1 실시예에 따른 튜브의 정면도이고, 도 5의 (a), (b)는 좌측바디에 탱크를 브레징하는 것을 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 제 1 실시예에 따른 배기가스 열교환기를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

상기한 바와 같은 제조방법에 의해 제조되는 배기가스 열교환기(100)는 좌측바디(111)와 우측바디(112)로 이루어진 튜브(110), 튜브(110)의 내부에 배치되는 다수의 파이프(120), 좌측바디(111)와 우측바디(112)의 각각의 일면에 장착되어 연통하는 냉각수파이프(130), 우측바디(112)의 상부에 설치된 탱크(150)의 상부에 장착되는 플랜지(140)를 포함한다.

본 발명에서는 튜브(110)를 제조하는 공정에서 종래기술과의 차별점을 두고 있는바, 이에 대하여 구체적으로 기술하도록 한다.

튜브(110)는 도 6에 도시된 바와 같이 원통형상을 지니고 있으며, 이러한 튜브(110)는 좌측바디(111) 및 우측바디(112)를 포함한다.

좌측바디(111)는 일측이 개방된 중공형상으로서, 이러한 좌측바디(111)의 내부로 다수의 파이프(120)가 삽입되어 고정배치된다.

우측바디(112)는 좌측바디(111)와 동일한 형상이되, 개방된 일측의 크기가 서로 다르게 형성된다.

상기한 개방된 일측의 크기의 차이로 인하여 좌측바디(111)와 우측바디(112)는 그 내부로 다수의 파이프(120)를 배치한 상태에서 결합이 가능하게 된다.

다음, 도 4, 7을 참고하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기가스 열교환기(100')를 설명하되, 제 1 실시예와 다른 구성요소에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

도 4의 (a)는 제 2 실시예에 따른 튜브의 단면도이고, 도 4의 (b)는 제 2 실시예에 따른 튜브의 측면도이며, 도 4의 (c)는 제 2 실시예에 따른 튜브의 정면도이다.

도 7은 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법에 의해 제조된 제 2 실시예에 따른 배기가스 열교환기를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기가스 열교환기(100')는 좌측바디(111')와 우측바디(112')로 이루어진 튜브(110'), 튜브(110')의 내부에 배치되는 다수의 파이프(120), 좌측바디(111)와 우측바디(112)의 각각의 일면에 장착되어 연통하는 냉각수파이프(130), 우측바디(112)의 상부에 설치된 탱크(150)의 상부에 장착되는 플랜지(140)를 포함한다.

튜브(110')는 도 7에 도시된 바와 같이 사각형상을 지니고 있으며, 이러한 튜브(110')는 좌측바디(111') 및 우측바디(112')를 포함한다.

전술한 바에 따른 본 발명의 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법은 이지알 쿨러(EGR Cooler) 제작시 바디를 조관 용접된 중공관으로 제작함으로 제작공수 및 작업비용이 증가하고 바디와 양끝단의 격판 브레징시 내기밀성을 유지하기 어려운 종래기술에서의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 특히 판재를 딥드로잉에 적용하여 열교환기의 몸체인 튜브(110)를 일체형으로 제작함에 따라 내기밀성이 용이하고, 생산성의 향상 및 제조 비용을 저감할 수 있는 장점이 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 100' : 열교환기 110, 110' : 튜브
111, 111' : 좌측바디 112, 112' : 우측바디
120 : 파이프 130 : 냉각수파이프
140 : 플랜지 150 : 탱크

Claims (5)

1. a) 딥드로잉(deep drawing) 공정에 의해 일측이 밀폐된 튜브가 제조되는 단계;
   b) 상기 튜브의 내부에 배치되는 다수의 파이프, 상기 튜브의 외측면에 배치되는 한 쌍의 냉각수파이프, 상기 튜브의 일측에 배치되는 탱크 및 상기 탱크의 일측에 마련되는 플랜지가 각각 조립되는 단계; 및
   c) 상기 탱크가 상기 튜브의 밀폐된 일측에 브레징(brazing)되는 단계;를 포함하고,
   상기 a) 단계는,
   a1) 한 쌍의 판재를 준비시키는 단계; 및
   a2) 상기 한 쌍의 판재가 각각 딥드로잉에 의해 상기 튜브를 이루는 좌측바디와 우측바디로 각각 일체형으로 형성되는 단계를 포함하고,
   상기 b) 단계는,
   b1) 상기 다수의 파이프가 상기 좌측바디와 상기 우측바디 중 어느 하나의 내부에 배치된 후 상기 좌측바디와 상기 우측바디가 결합되는 단계; 및
   b2) 상기 좌측바디 및 상기 우측바디의 각각의 일면에 상기 냉각수파이프가 장착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 a) 단계는,
   a3) 상기 딥드로잉된 판재의 밀폐된 일측을 피어싱시키는 단계; 및
   a4) 상기 피어싱된 판재를 면취시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측바디와 상기 우측바디는 개방된 각각의 타측의 상호 억지끼움이 가능한 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 c) 단계에서,
   상기 브레징은 상기 탱크가 상기 좌측바디와 상기 우측바디의 밀폐된 일측을 둘러싸도록 접합하는 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 b) 단계는,
   b3) 상기 우측바디의 상부에 설치된 탱크의 상부에 플랜지가 장착되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥드로잉이 적용된 배기가스 열교환기의 제조방법.

Images