KR20060130207A

KR20060130207A - 적층판 열교환기

Info

Publication number: KR20060130207A
Application number: KR1020067018615A
Authority: KR
Inventors: 옌스 리흐터
Original assignee: 베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-12-18
Also published as: CN100516760C; WO2005088223A8; CN1930440A; JP4944009B2; EP1725824A1; EP1725824B1; WO2005088223A1; JP2007527984A

Abstract

본 발명은 차량용 냉매 냉각기의 냉각기 케이싱에 설치되는 적층판 열교환기, 특히 탱크 내의 오일 냉각기에 관한 것이다. 이 열교환기는 다수의 적층되고 상호 연결되며 특히 납땜되는 세장 판(71-77)을 포함하고, 각각의 세장(細長) 판은 2개의 반쪽 판으로 구성되고, 오일과 같은 냉각될 매질이 이 반쪽 판의 길이 방향으로 통과하는 중공(中空) 공간부를 밀봉시킨다. 경제적으로 생산될 수 있는 적층판 열교환기를 생산하기 위해 각각의 반쪽 판을 반쪽 판의 길이 방향 일측면으로부터 길이방향 반대측면으로 연장되는 다수의 홈을 갖는다.

열교환, 적층판, 세장, 판, 유동, 통로, 워터박스, 냉각기

Description

적층판 열교환기{STACKED-PLATE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 적층형 열교환기에 관한 것으로서, 특히 자동차용으로 상호 적층되고, 특히 납땜으로 상호 연결되고, 각각의 경우에 상호 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판으로 구성되고 판들의 길이방향으로 오일과 같이 냉각될 매질을 통하게 하는 공동(cavity)을 감싸는 다수의 세장판을 갖는 탱크 내의 오일 쿨러(in-tank oil cooler)에 관한 것이다.

독일 공개 공보 DE 43 08 858 C2는 다른 판 위에 한 판이 척층되고 상호 납땜되며 상오 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판(identical plate halves)으로 구성되고 냉각될 매질의 전도를 위해 공동(cavity)을 감싸는 판들을 갖춘 판형 열교환기(plate heat exchanger)를 개시하고 있다. 이 반쪽 판은 판을 형성하도록 반쪽 판을 납땜하기 위해 엠보싱 된 변부가 제공되고 그리고 상호 판을 납땜하기 위해 연결면(connection faces)이 제공된다. 더욱이 반쪽 판은 내측 및 외측에 절두 원추형 엠보싱이 제공된다. 반쪽 판들은 판의 횡방향 및/또는 길이방향의 축에 대해 거울-대칭으로 형성된다. 절두 원추형 엠보싱들은 연결 표면들 사이에 바둑판 방식(checkerboard manner)으로 배열된다. 양(+)형 엠보싱(positive embossings)들은 음(-)형 엠보싱(negative embossings)들과 교차된다. 양형 엠보싱들과 음형 엠 보싱들은 노브(knob)형 형상으로 이루어진다. 조립된 상태에서 반쪽 판들은 (空洞)(cavity)을 감싸고 이 공동을 통해 예컨대 오일과 같은 유체가 유동한다. 이 공동으로 돌출되는 노브(knob)들은 오일의 양호한 소용돌이(good swirling)를 보장하고 및 타이 로드(tie rod) 기능의 결과로서 강도를 증가시키고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 다수의 세장 판(elongate plate)을 갖는 자동차용 적층형 열교환기, 특히 탱크 내의 오일 쿨러(in-tank oil cooler)를 제공하는 것이고, 세장 판은 상호 적층되고, 특히 납땜으로 상호 연결되고, 각각의 경우에 상호 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판으로 구성되고 판들의 길이방향으로 오일과 같은 냉각될 매질을 통하게 하는 공동을 감싸며, 이 적층판 열교환기는 간단한 형상로 이루어지고 비용절감되게 생산될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 적층판 열교환기는 2개의 반쪽 판 사이에 형성된 공동(cavity) 사이에 냉각될 매질의 양호한 소용돌이를 보장할 것이다.

세장 판은 상호 적층되고, 특히 납땜으로 상호 연결되고, 각각의 경우에 상호 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판으로 구성되고 판들의 길이방향으로 오일과 같이 냉각될 매질을 통하게 하는 공동을 감싸는 다수의 세장 판을 갖는 자동차용 적층형 열교환기, 특히 탱크 내의 오일 쿨러에 있어서,

본 발명의 목적은 각각의 반쪽 판이 반쪽 판의 길이방향 일측으로부터 길이방향 반대측면으로 연속되는 다수의 홈(grooves)들을 가짐으로써 달성된다. 반쪽 판은 또한 편평한 튜브 또는 패널들로 형상된다. 홈들의 연속은 반쪽 판의 길이방향 일측면으로부터 길이방향 반대측면으로 냉매의 통로를 보장한다. 공동에서 홈들은 냉각될 매질의 양호한 소용돌이를 보장한다.

적층판 열교환기의 바람직한 실시예는 각각의 경우에 세장 판들이 상호 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판으로 구성된 것이 특징이다. 본 발명에 따른 적층판 열교환기의 생산은 이에 의해 상당히 간단해진다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 홈이 반쪽 판의 길이방향 일측으로부터 길이방향 반대측면으로 직선으로 연속되는 것이 특징이다. 이는 반쪽 판의 길이방향 일측면으로부터 길이방향 반대측면으로 방해받지 않는 냉매의 통로(unimpeded passage of coolant)를 보장한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 각각의 반쪽 판에서 홈들이 일측면에 엠보싱되는 것이 특징이다. 홈들은 예컨대 금속 박판(薄板) 재료에서 일측면에 엠보싱되는 직선형태의 세장형의 좁은 오목부(rectilinear, elongate, narrow depressions)들로 형성된다. 홈들이 단지 일측면에만 엠보싱되므로 반쪽 판들의 생산은 간단해진다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 홈들이 둘레 변부에 의해 길이방향 측면들의 범위가 정해지는 것이 특징이다. 둘레 변부는 특히 남땜에서 2개의 반쪽 판을 상호 연결하는 역할을 한다. 2개의 반쪽 판들 사이의 공동은 이에 의해 둘레에 대해 밀봉된다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 상호 지지되는 2개의 반쪽 판들 및 외측으로 엠보싱되는 홈들에 의해 형성된다. 홈들은 반쪽 판 내측에 냉각될 매질의 유동 경로 범위를 한정한다. 냉각될 매질용 입구는 반쪽 판의 일 단부(端部)에 제공되고 상기 매질용 출구는 반쪽 판의 타 단부(端部)에 제공되는 것이 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 2개의 판이 홈들에 의해 형성된 상승된 구역으로 상호 지지되고 납땜 공정에 의해 상호 연결되는 것이 특징이다. 냉매, 예컨대 물은 상승된 구역들 사이에서 각각의 반쪽 판의 길이방향 일측면으로부터 길이방향 반대측면으로 통과할 수 있다. 더욱이 반쪽 판들은 또한 상호 납땜되는 컵형태의 상승된 구역으로 관통 구멍들의 변부 구역에 장착된다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 홈이 결합된 반쪽 판의 길이방향 축에 대해 35-55°의 각도로, 특히 45°의 각도로 연속되는 것이 특징이다. 이는 한편으로는 냉각될 매질이 반쪽 판의 일단부로부터 다탄부로 반쪽 판 내측에 형성된 공동을 통해 유동될 수 있음을 보장한다. 다른 한편으로는 본 발명에 따른 홈들의 연속은 또한 냉매가 2개의 반쪽 판에서 길이방향 측으로부터 길이방향 반대측면으로 유동할 수 있는 것을 보장한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 상호 지지하는 2개의 반쪽 판의 홈들이 상호에 대해 70-110°의 각도로, 특히 90°의 각도로 배치되는 것이 특징이다. 이는 많은 방향 변화 및 와류를 갖는 냉각될 매질용 유동 통로를 반쪽 판 내측에 제공한다. 이의 장점은 작동 중에 공동에 형성되는 경계층들이 반복적으로 붕괴되는 것이다. 이는 홈이 없는 매끄러운 배관과 비교하여 급격히 저하된 열 변화(heat transition)를 일으킨다. 따라서 매질이 공동을 통해 유동할 때 냉각될 매질은 많은 방향 변화를 받는다. 이와 비교하여 냉매는 상호 지지하는 2개의 반쪽 판들 사이의 홈들을 통해 실제로, 방해받지 않고 직선으로 유동할 수 있다. 90°의 각도는 2개의 홈들의 연결 지점에서 실제로 원형 납땜 요철(meniscus)을 발생한다. 냉각될 매질의 주 유동방향에 대해 길이방향으로 그리고 횡방향으로의 유동은 이에 의해 동일하게 영향을 받는다. 각도는 80 - 100°가 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 홈들이 0.8-1.5㎜의 깊이, 특히 1.15㎜의 깊이를 갖는 것이 특징이다. 이 깊이는 본 발명의 범위 내에서 특히 장점이 됨이 입증됐다. 특히 연료 냉각기(fuel cooler)의 경우에, 홈들은 0.5 - 1.5㎜의 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 판의 홈들이 3-5㎜의 간격으로, 특히 4㎜의 간격으로 상호 평행하게 배치되는 것이 특징이다. 이 분할 치수는 본 발명의 범위 내에서 특히 장점이 됨이 입증됐다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 판들이 대략 20-50㎜의 폭을 갖는 것이 특징이다. 적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 이 폭이 본 발명의 범위 내에서 특히 장점이 됨이 입증됐다. 상용 차량에서, 반쪽 판들은 대략 20-120㎜의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 70-80㎜의 폭, 특히 76㎜의 폭이 특히 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 유압 직경이 1.5-2.5㎜의 값, 특히 1.8㎜의 값을 갖는 것이 특징이다. 이 값은 본 발명의 범위 내에서 특히 장점이 됨이 입증됐다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 냉각될 매질의 주 유동 방향을 따라 2개의 인접한 반쪽 판 사이에 있는 유압 직경이 관통 구멍 배관 단면과 열교환 구역 사이의 비(比)를 구성한다. 이 유압 직경은 면적 비(比) 대(對) 면적 밀도의 비율(比率)의 4배로 정의된다. 이 면적 비는 인접한 반쪽 판 사이의 자유 배관 단면적(free duct cross section) 대(對) 배관의 전체 단부 표면적의 비율로 결정된다. 면적 밀도는 열전달 면적 대(對) 블록 체적(block volume)의 비로부터 결정된다. 유압 직경은 냉각될 매질의 주 유동 방향 전체에서 가능한 일정하게 유지되어야 하는 것이 바람직하다. 2개의 반쪽 판 사이의 공동(cavity)의 균일한 관통유동(throughflow) 능력은 이에 의해 달성된다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 2개의 반쪽 판들이 금속 재질로, 특히 알루미늄 또는 고급 강철로 형성되는 것이 특징이다. 이 반쪽 판들은 중납땜(hard soldering)에 의해 상호 연결되는 것이 바람직하다. 고급 강철은 상용 차량에 사용되는 것이 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 판들의 적어도 일측면이 납땜 촉진 재료(soldering aid material)로 코팅되는 것이 특징이다. 본 발명에 따른 적층판 열교환기의 생산 공정은 이에 의해 간단해질 수 있다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 판이 각각의 경우에 유입유동라인(inflow line)과 유출유동 라인(outflow lines)으로서 한 쌍의 관통구멍을 갖는 것이 특징이다. 냉각될 매질은 판을 형성하는 2개의 반쪽판 또는 편평한 튜브 사이의 공동(空洞)으로 관통구멍을 통해 통과된다. 이 반쪽 판들은 또한 패널로 그리고 반쪽 패널로서 반쪽 판으로 지정될 수도 있다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 관통 구멍의 변부 구역이 상승된 형상으로 이루어진 것이 특징이다. 관통구멍의 변부 구역이 홈들 또는 파형과 완전히 동일한 크기로 상승되는 것이 바람직하다. 상호 지지되는 상이한 반쪽 판의 2개의 상승된 변부 구역은 냉매가 유동하는 주위에 대해 관통구멍에 연결되는 2개의 반쪽판 사이에 관통구멍과 공동을 밀봉한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 엠보싱들이 관통구멍의 변부 구역에 제공되는 것이 특징이다. 엠보싱들은 관통구멍의 구역에서 2개의 반쪽 판들을 강화하는 역할을 한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 단면으로 볼 수 있는 바와 같이 파형 크레스트(wavy crests)와 파형 트라프(wavy troughs)가 근본적으로 2개의 인접한 반쪽 판들 사이에 긴밀한 접촉(punctiform contact)을 제공한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 각각의 경우에 다수의 반쪽 판들이 내측 및 외측에 있는 인접한 반쪽 판들에 근본적으로 직선으로 유입구역에서 납땜되는 것이 특징이다. 각각의 경우에 2개의 반쪽 판들로 형성된 튜브의 내부 압력 저항은 급격히 상승한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 상방에서 보여지는 바와 같이, 엠보싱은 구불구불한 방식으로 적어도 부분적으로 관통구멍 둘레로 연속되는 것이 특징이다. 이에 의해 2개의 반쪽 판들 사이의 접촉구역은 각각의 경우에 증가된다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 각각의 경우에 2개의 반쪽 판들이 냉각될 매질용 전도 장치를 형성하도록 길이방향으로 또는 횡방향으로 연속되는 굽힘 변부(bending edge)에 의해 일체로 상호 연결되는 것이 특징이다. 2개의 반쪽 판들이 이미 굽힘 변부에서 상호 일체로 연결되기 때문에 2개의 판들은 일측면에서 단지 상호 납땜되어야 한다. 냉각될 매질이 관통되는 단면은 이에 의해 증가된다. 더욱이 필요한 개개의 부품들 수는 반으로 감소되는 데, 이는 각각의 전도 장치에 대해 단지 한 부품이 필요하기 때문이다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 전도 장치가 굽힘 변부에 의해 함께 접혀지는 2개의 세장 반쪽으로 세분되는 근본적으로 직사각형인 세장 패널로 형성되는 것이 특징이다. 이 패널은 간단히 비용절감될 수 있는 금속 재질로 이루어진 엠보싱가공된 스탬핑이 바람직하다. 함께 접혀진 상태에서 반쪽 패널들은 결과적으로 일측면 반쪽 패널 위에 다른 반쪽 패널이 놓인다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 패널이 패널 표면에 대해 상승되는 둘레 변부를 갖는 것이 특징이다. 반쪽 패널은 둘레 변부 내에 엠보싱되고, 엠보싱된 표면의 깊이가 전도 장치의 폭의 반(1/2)인 것이 바람직하다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 둘레 변부가 굽힘 변부와의 교차지점에서 방해되는 것이 특징이다. 굽힘 변부의 구역에서 반쪽 패널은 굽힘 변부의 전체 길이에 걸쳐 동일한 깊이를 갖는다. 이는 함께 접는 작동 중에 굽힘 변부의 구역에서 패널 재료에 바람직하지 않은 손상을 방지한다.

적층판 열교환기의 또 다른 바람직한 실시예는 반쪽 패널들이 함께 접혀진 상태에서 둘레 변부와 상호 지지되는 것이 특징이다. 반쪽 패널들은 둘레 변부에서 상호 납땜되는 것이 바람직하다.

적어도 워터박스(waterbox)를 갖는 차량 냉각기에서, 상기에 특정된 목적은 상기에 기술한 적층판 열교환기가 워터박스에 설치되어 달성된다.

본 발명의 또 다른 장점, 특징 및 상세한 것은 실시예가 도면을 참고로 상세히 기술되는 다음의 상세한 설명으로부터 얻어질 수도 있다. 이 경우에 청구범위에 그리고 상세한 설명에 언급된 특징들은 각각의 경우에 그들 개별적으로 또는 기타 조합으로 본 발명에 필수적일 수도 있다.

도 1은 반쪽 판의 사시도를 보여주고;

도 2는 도 1의 반쪽 판의 일 단부(one end)의 저면도를 보여주고;

도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도를 보여주고;

도 4는 2개의 반쪽 판의 사시도를 보여주고;

도 5는 도 4의 확대 상세도를 보여주고;

도 6은 본 발명에 따른 적층판 열교환기를 형성하도록 조립되는 7개의 판들의 사시도를 보여주고;

도 7은 도 6에 예시된 적층판 열교환기의 밀봉판(closing-off plate)의 확대 사시도를 보여주고;

도 8은 도 6에 예시된 적층판 열교환기의 일 단부를 통과하는 단면도를 보여주고;

도 9는 도 6에 예시된 적층판 열교환기의 일단부의 측면도를 보여주고;

도 10은 설치된 적층판 열교환기를 갖는 워터박스의 사시도를 보여주고;

도 11은 도 10에 예시된 바와 같은 설치된 워터박스를 갖는 냉각기를 보여주고;

도 12는 배관 부분에서 납땜 요철의 예시를 보여주는 단면도이고;

도 13은 실제로 원형 납땜 요철의 평면도를 보여주고;

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층판 열교환기의 평면도를 보여주고;

도 15는 도 14의 적층판 열교환기의 측면도를 보여주고;

도 16은 도 14의 ⅩⅥ-ⅩⅥ선을 따른 단면도를 보여주고;

도 17은 도 14의 ⅩⅦ-ⅩⅦ선을 따른 단면도를 보여주고;

도 18은 도 14의 ⅩⅧ-ⅩⅧ선을 따른 단면도를 보여주고;

도 19는 도 14의 ⅩⅨ의 상세 확대도를 보여주고;

도 20은 본 발명에 따른 전도 장치의 접혀진 상태의 개방상태를 보여주는 평면도이고;

도 21은 도 20의 전도장치의 반으로 접혀진 상태를 보여주는 평면도이고;

도 22는 도 20 및 도 21에 예시된 바와 같이 닫힌 상태의 폐 전도장치를 갖는 적층판 열교환기의 평면도를 보여주고;

도 23은 도 22의 적층판 열교환기의 측면도를 보여주고, 그리고

도 24는 도 22의 ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ선을 따른 단면도를 보여준다.

도 1은 반쪽 판(plate half)(1)의 사시도를 보여준다. 이 반쪽 판(1)은 상호 평행하게 배치되는 2개의 직선 길이방향 측면(2, 3)들을 갖는 알루미늄 박판으로 구성되는 세장(細長) 패널형태를 갖는다. 반쪽 판(1)은 판의 단부(4, 5)에서 반원형으로 라운드가공된다. 관통구멍(8, 9) 들은 단부(4, 5)들에 제공된다. 관통구멍(8, 9)들의 변부 구역(10, 11)들은 오목한 방식으로 엠보싱되고, 그래서 변부 구역(10, 11)들은 반쪽 판(1)의 하측에 상승된다.

다수의 홈(12)들은 관통구멍(8, 9)들 사이의 반쪽 판(1)에 엠보싱 된다. 홈(12)들은 반쪽 판(1)의 길이방향 일측면(2)으로부터 길이방향 반대측면(3)으로 직선으로 연속된다. 홈들은 반쪽 판(1)의 하측에 상승되는 세장 오목부의 형태를 갖는다. 그러나 홈들은 또한 비직선으로 예컨대 파형 또는 지그재그형 방식으로 연속될 수도 있다.

도 2는 도 1의 반쪽 판(1)의 단부(4)의 저면도를 보여준다. 변부 구역(10) 및 10개의 홈(21- 30)들은 도면 평면 밖으로 상승된다. 홈(21-30)들의 단부는 길이방향 측면(2, 3)들을 향해 라운드가공된다. 반쪽 판(1)의 길이방향 축은 31로 표시된다. 홈(21-30)들은 길이방향 축(31)에 대해 45°의 각도(α)로 배치된다.

도 3에서 단면도로 볼 수 있는 바와 같이 반쪽 판(1)은 파형 형태를 갖는 것임을 알 수 있다. 파형 단면의 형태는 반쪽 판(1)의 일 측면에 엠보싱되는 홈들에 의해 형성된다.

도 4는 2개의 반쪽 판(1, 42)들을 사시도로 보여준다. 홈들이 상승되는 반쪽 판(1, 42)의 측면들은 상호 멀어지게 상승된다.

도 5에서, 반쪽 판(42)은 반쪽 판(1)과 동일한 형태와 완전히 동일함을 알 수 있다. 그러나 반쪽 판(42)은 반쪽 판(1)에 대해 180°로 회전되도록 배치된다. 관통구멍(48)을 갖고 도면의 평면 밖으로 상승되는 변부 구역(50)을 갖는 일 단부는 반쪽 판(1)의 단부(4)의 관통구멍(8) 상부에 배치되고, 관통구멍(8)의 컵형태의 변부 구역(10)은 도면 평면으로 상승된다. 도면 평면에서 상승되는 홈(52)들은 반쪽 판(42)에 형성된다. 홈(52)들은 도면 평면으로 상승되는 홈(12)들에 대해 90°의 각도(β)로 배치된다. 2개의 반쪽 판(1, 42)들은 홈들의 접촉 지점에서 그리고 변부 구역(2, 3)들에서 상호 납땜 되어 판(plate) 또는 편평한 튜브(flat tube)를 형성한다.

도 6에서, 다수의 판(60)들은 상호 납땜 된다. 다수의 판(60)들의 관통구멍은 밀봉판(61, 62)에 의해 하측이 밀봉된다. 다수의 판(60)의 상부에 연결부품(67, 68)이 단부에서 관통구멍으로 놓여 진다. 냉각될 매질은 연결 부품(67, 68)들의 하나를 통해서 다수의 판(60)의 내부로 유입될 수 있다. 냉각될 매질은 타측 연결부품(67, 68) 밖으로 다수의 판(60)으로부터 유출될 수 있다.

도 7은 밀봉 판(61)을 확대 사시도로 보여준다. 밀봉판(61)은 원형 중심 돌출부(circular central elevation)(65)를 갖는 원형 판(64)의 형태를 갖는다. 원형 중심 돌출부(65)의 외경은 각각의 반쪽 판의 결합 관통구멍의 내경에 적합해진다.

도 8 및 도 9에서, 도 6에 사시도로 예시된 적층판 열교환기가 한 판 위에 다른 판이 적층되는 7개 판(71-77)을 포함하는 것을 알 수 있다. 각각의 경우에 대 응하는 반쪽 판의 일측면으로부터 반대측면 사이에 있는 오목 구역을 통해 7개 판(71-77) 사이에 직선으로 연속하는 7개 판(71-77) 내측에, 냉각될 매질용의 근본적으로 지그재그 형태를 갖는 다수의 유동 경로가 형성된다.

도 10은 도 6에 예시된 적층판 열교환기가 설치된 워터박스(78)를 보여준다. 다수의 판(60)들은 워터박스(78) 내에 배치된다. 연결 부품(67, 68)들은 워터박스(78) 외부로 돌출된다.

도 11에서, 도 10의 워터박스(78)는 냉각 네트워크(79)의 일측면으로 설치된다. 또 다른 워터박스(80)는 냉각 네트워크(79)의 타측에 설치된다. 2개의 워터박스(78, 80) 및 냉각 네트워크(79)는 차량(도시되지 않음)용 냉매 냉각기(81)를 함께 형성한다.

반쪽 판(1, 42)의 형상(profiling)은 판들이 상호 서로 적층될 때 파형 형상wave profiles)이 상호 긴밀한 접촉이 되게 설계된다. 이는 관통 유동되는 냉각 매질용에 대해 방향 변화를 반복적으로 판들 내측에 일으킨다. 2개의 반쪽 판이 납땜되는 다수의 접촉 지점은 양호한 압력 안정성을 보장한다. 형상의 다리 각도는 냉각될 매질의 주 유동 방향에 대해 45°이다. 유압 직경은 1.8㎜이 된다. 엠보싱 각은 주 유동 방향에 대해 20-60°의 범위이다. 유압 직경은 1.5-2.5㎜사이에서 변화될 수도 있다.

입구 및 출구 구역에서 큰 면적의 엠보싱은 추가적인 부품 사용 없이 누설방지(leaktight) 판 연결을 가능하게 한다. 반쪽 판은 수평 납땜 표면들을 갖고 그래서 냉각기의 외측에 냉매의 충분한 통로를 보장한다. 반쪽 판은 판의 둘레 변부에 약간의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 납땜 되지 않은 상태의 판의 수평면(planeness)이 이에 의해 향상된다. 변부 각도는 5-20°이고 10°가 바람직하다. 반쪽 판은 알루미늄으로 구성되고 휠납땜(wheel-soldering) 공정에 의해 다른 반쪽 판에 연결된다.

도 12에서, 각각의 경우에 2개의 반쪽 판은 납땜 요철(101, 102; 103, 104)에 의해 다른 반쪽 판에 연결되는 것을 알 수 있다. 도 13에서, 납땜 요철(101-104)은 평면도에서 알 수 있는 바와 같이 실제로 원형 설계로 이루어지는 것임을 알 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 적층판 열교환기의 반쪽 판(1)을 또 다른 실시예로 보여준다. 도 1에 예시된 실시예와 동일한 도면 부호가 동일 부품을 나타내도록 사용된다. 반복을 방지하도록 도 1의 상기 설명이 이루어진다. 실시예들 사이의 차이점만이 이하 설명된다.

도 14에 예시된 반쪽 판(1)에서, 관통 구멍(8, 9)들의 변부 구역(110, 111)은 엠보싱이 제공된다. 반쪽 판(1)의 단부(5)에서 변부 구역(111)은 연결 비드에 의해 연결되는 구불구불한 엠보싱(115)을 갖는다. 반쪽 판(1)의 단부(4)에서 변부 구역(110)은 연결 비드(120)에 의해 다른 반쪽 판에 연결되는 구불구불한 엠보싱(118)을 갖는다. 도 14에 도시된 바와 같은 2개의 반쪽 판(1)은 또한 전도 장치로 나타낸 판 또는 편평한 튜브를 형성하도록 각각의 경우에 상기에 기술된 바와 같이 홈(12)의 접촉 지점에서 그리고 변부 구역(2, 3)에서 그리고 또한 엠보싱(118, 119)에서 다른 반쪽 판에 납땜된다.

도 15는 냉각기 블록(cooler block)의 측면을 보여주고, 이 냉각기 블록은 한 튜브 위에 다른 튜브가 적층된 다수의 편평한 튜브를 포함한다.

도 16은 도 14의 ⅩⅥ-ⅩⅥ선을 따른 단면도를 보여준다. 단면도에서, 냉각기 블록의 다양한 편평한 튜브들은 구불구불한 엠보싱(115, 116)의 구역에서 그리고 엠보싱(118, 119)에서 적층형 구조로 상호 직선으로 연결된다.

도 17은 도 14의 ⅩⅦ-ⅩⅦ선을 따른 단면도를 보여준다. 이 단면도에서 근본적으로 직선 접촉 표면들의 수는 구불구불한 형태의 엠보싱(116)의 결과로서 증가된다. 구불구불한 형태의 엠보싱(116)들은 또한 강화 비드(reinforcing beads)로 표시된다. 여기에서 판의 단부에서 엠보싱들이 적층판 열교환기의 내측 및 외측에서 상호 어떻게 납땜 되는지 알 수 있다.

도 18은 도 14의 ⅩⅧ-ⅩⅧ선을 따른 단면도를 보여준다. 여기에서 판 단부(4)에서의 엠보싱(119)들이 적층판 열교환기의 내측 및 외측에서 상호 어떻게 납땜되는지 알 수 있다.

도 19는 도 14의 "ⅩⅣ"부의 상세한 확대도를 보여준다. 엠보싱(118, 119)들의 형태는 한 판 위에 다른 판이 적층되는 판들이 내측 및 외측에 상호 직선으로 납땜되게 설계된다. 2개의 반쪽 판으로부터 형성된 튜브의 내부 압력 저항은 이에 의해 급격히 상승된다, 판 연결은 도 19의 구불구불한 방식으로 예시된다.

도 20은 전도 장치(140)을 보여주고, 이 전도 장치는 또한 접혀진 개방 상태(folded-open state)에서 편평한 튜브 또는 짧은 튜브로 표시된다. 편평한 튜브(140)는 근본적으로 직사각형 형태를 갖고 모서리가 라운드 가공된 패널(142)에 의해 형성된다. 이 (직사각형) 패널(142)은 굽힘 변부(143)를 갖는 박판 알루미늄으로 구성되는 스탬핑(stamping)이고, 이에 의해 패널(142)은 또한 반쪽 판으로 표시되는 동일한 크기의 2개의 반쪽 판(145, 146)으로 길이방향으로 세분된다. 2개의 반쪽 판(145, 146)은 일체로 형상된 것 이외에 상기 실시예의 반쪽 판들과 일치한다. (직사각형) 패널(142)은 둘레 변부(148)에 의해 외측 범위가 정해지고 둘레 변부는 함께 접혀진 상태에서 2개의 반쪽 판(145, 146)을 상호 납땜시키는 역할을 한다. 반쪽 패널(145, 146)들은 상기에 기술된 바와 같이 둘레 변부(148) 내에 엠보싱된 홈이 제공된다.

도 21은 조금 닫힌(partly sealed)상태의 튜브(140)를 보여준다.

도 22는 튜브(140)의 닫힌 상태를 평면도로 보여준다. 튜브(140)는 상호 적층된 다수의 편평한 튜브를 갖는 적층판 열교환기의 최상측의 편평한 튜브이다.

도 23은 도 22의 적층판 열교환기의 측면도를 보여준다. 적층판 열교환기는 또한 편평한 튜브(140) 이외에 6개의 또 다른 편평한 튜브(150-155)를 포함하고 이 6개의 편평한 튜브들은 적층형 구조로 상호 납땜 된다.

도 24는 도 22의 ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ선을 따른 단면도를 보여준다. 이 단면도에서 적층판 열교환기는 접혀진 편평한 튜브(140, 150-155)로 형성됨을 알 수 있다. 일체로 생산되는 편평한 튜브들에 의해, 적층판 열교환기를 제조하는데 필요한 부품의 수는 반으로 감소 된다. 접혀진 편평한 튜브들은 밀봉 납땜 이음매(seam)의 길이가 실제로 반으로 감소 되는 장점을 갖는다.

Claims

자동차용으로 상호 적층되고, 특히 납땜으로 상호 연결되고, 각각의 경우에 2개의 반쪽 판(plate halves)들로 구성되고 판들의 길이방향으로 오일과 같이 냉각될 매질을 통하게 하는 공동을 감싸는 다수의 세장 판을 갖는 냉매 쿨러의 냉매 박스에 설치되는 탱크 내의 오일 쿨러에서의 적층판 열교환기에 있어서,

반쪽 판(1, 42)들 각각은 반쪽 판(1)의 길이방향 일측면(2)으로부터 길이향향 반대측면(3)으로 연속되는 다수의 홈(21-30)들을 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 1항에 있어서,

세장 판들은 각각의 경우에 상호 180°로 회전된 2개의 동일한 반쪽 판(1, 42)들로 구성된 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

홈들은 반쪽 판의 길이방향 일측면으로부터 길이방향 반대측면으로 직선으로 연속하는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

홈(21-30)들은 각각의 반쪽 판(1)에서 일측면에 엠보싱되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

홈(21-30)들은 주위 변부에 의해 길이방향 측에 범위가 정해지는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

판은 상호 지지되는 2개의 반쪽 판(1, 42)과 외측으로 엠보싱되는 홈(12, 52)들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

2개의 판(71, 72)들은 상호 지지되고 홈들에 의해 형성된 상승 구역과 상호 납땜되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

홈(21-30)들은 결합된 반쪽 판(1)의 길이방향 축(31)에 대해 35-55°의 각도, 특히 45°의 각도로 연속되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

상호 지지되는 2개의 반쪽 판(1, 42)의 홈(12, 52)들은 상호 70-110°의 각 도, 특히 90°의 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

홈(21 - 30)들은 0.5 - 1.5㎜의 깊이, 특히 1.15㎜의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

반쪽 판(1)의 홈(21-30)들은 상호 평행하게 3 - 5㎜의 간격으로, 특히 4㎜의 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

반쪽 판(1, 42)은 20 - 120㎜의 폭, 특히 20-50㎜의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

유압 직경은 1.5 - 2.5㎜, 특히 1.8 ㎜인 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

반쪽 판(1, 42)은 금속 재질, 특히 알루미늄 또는 고급 강철로 형성되는 것 을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

반쪽 판(1, 42)의 적어도 일측면은 납땜 촉진 재질(soldering aid material)로 코팅된 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

반쪽 판(1)은 각각의 경우에 유입 라인(inflow lines)과 출구 라인(outflow lines)으로서 한 쌍의 관통구멍(8, 9)을 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 16항에 있어서,

관통구멍(8, 9)의 변부 구역(10, 11; 110, 111)은 상승된 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

엠보싱(115-120)은 관통구멍(8, 9)의 변부 구역(110; 111)에 제공되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 18항에 있어서,

엠보싱(115, 116, 118, 119)들은 웨이브 크레스트(wave crests)와 웨이브 트라프(wave troughs)를 갖는 웨이브 형상(wave design)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 19항에 있어서,

다수의 반쪽 판(1)은 각각의 경우에 판의 내측 및 외측에 인접 반쪽 판에 본질적으로 직선으로 납땜 되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 19항 또는 제 20항에 있어서,

상방에서 보는 바와 같이 엠보싱(115, 116, 118, 119)은 관통구멍(8, 9) 둘레에 적어도 일부분 구불구불한 방식으로 연속되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서,

각각의 경우에 2개의 반쪽 판(145, 146)들은 냉각될 매질용 전도장치(140)를 형성하도록 길이방향으로 또는 횡방향으로 연속되는 굽힘 변부(bending edge)(143)에 의해 일체로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 22항에 있어서,

전도장치(140)는 함께 접혀지는 2개의 세장 반쪽 판(145, 146)으로 굽힘 변 부(143)에 의해 세분되는 본질적으로 직사각형 패널(142)로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 23항에 있어서,

직사각형 패널(142)은 패널 표면에 대해 상승되는 둘레 변부(148)를 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 24항에 있어서,

둘레 변부(148)는 교차 지점에서 굽힘 변부(143)로 차단되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
제 24항 또는 제 25항에 있어서,

2개의 반쪽 패널(145, 146)들은 함께 접힌 상태에서 둘레 변부(148)와 상호 지지되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
적어도 하나의 워터박스(waterbox)를 갖춘 자동차 냉각기에 있어서,

상기 항 중 어느 한 항에 따른 적층형 열교환기가 워터박스에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기.