KR100449663B1 - 그라밋과 일체형 주조탱크를 이용한 열교환기 조립체 - Google Patents

Abstract

열교환기는 탱크부가 일체로 형성된 헤더부를 갖는 주조 조합된 열교환기와 탱크로 구성된다. 주조 헤더와 탱크 조합은 그 조합의 헤더부상에 주조 단계에서 형성된 다수개의 개공이 구비되고 그 조합의 탱크부상에 주조 단계에서 형성된 적어도 하나의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 냉각제의 통과가 이루어지도록 구성되어 있다. 상기 튜브는 헤더부 개공을 통해여 삽입된 상태로 연장형성되고, 탄성 그라밋은 튜브를 헤더부에 밀봉시켜 튜브 주위에서 누설이 방지되도록 한다.

열교환기의 제조시에는 헤더부와 탱크부가 일체로형성된 소정의 헤더와 탱크 조합이 취하는 내부와 외부 형상에 일치하는 내부 몰드부와 외부 몰드부가 제공된다. 내부 몰드부와 외부 몰드부는 헤더와 탱크부 개공을 통하여 서로 연결되어 내부 몰드부가 외부 몰드부 내부에서 지지되며, 조합된 헤더와 탱크의 형상과 일치하는 내부 공간을 형성하게 된다. 상기 공간은 용탕으로 채워져 응고됨으로써 탱크부가 일체로 형성된 헤더부를 갖는 주조 조합된 헤더와 탱크가 얻어지게 된다. 외부 몰드부가 제거됨과 아울러 내부 몰드부도 헤더부 개공 및/또는 탱크부 개공을 통해서 주조 헤더와 탱크의 내부로부터 제거된다. 몰드부의 제거후에 열교환기 코어의 튜브를 주조 헤더부의 개공에 삽입하여 고정시키게 된다.

Description

그라밋과 일체형 주조 탱크를 이용한 열교환기 조립체{Heat exchanger assembly utilizing grommets and integral cast tanks}

열교환기, 특히 차량에서 사용되는 열교환기는 액상 대 기상형(liquid-to-air) 열교환기(예를 들면, 엔진 냉각용 라디에에터, 공기 조화용 응축기와 증발기 및 오일 냉각기)이거나, 기상 대 기상형(air-to-air) 열교환기(예를 들면, 흡기 냉각기)로 이루어져 있다. 액상 대 기상형 및 기상 대 기상형 열교환기는 대체로 유입 탱크나 매니폴드, 배출 탱크나 매니폴드, 및 탱크나 매니폴드 사이에 연장되어 냉각될 유체를 운반하는 다수의 튜브로 구성되어 있다. 대개 상기 탱크에는 튜브의 기계적인 부착과 유체 흐름을 위하여 헤더가 구비된다. 튜브에 부착된 핀은 튜브 내부의 액체나 가스와 외부의 주변 대기 사이로 열을 전달하게 된다. 통상적으로 기계적인 프레임워크(framework)나 구조를 통해서 조립체에 구조적 강도가 제공되어짐과 아울러 그러한 장치를 차량이나 그 장치가 사용되어지는 여타 기계상에장착가능하게 하는 수단이 제공되어 진다.

도1 및 도2에 도시된 바와같이, 일반적인 열교환기 코어, 본 실시예의 경우 라디에이터 코어(20)는 열전달 핀 사이에서 서로 일정한 간격을 유지한 채 평행한 상태로 세워진 다수개의 튜브(22)로 구성되어 있다. 상기 열전달 핀들은 도1의 복합형 코어에서 판상(24)이나 굴곡형(26)으로 될 것이다. 이러한 핀 형태들은 어떠한 것이나 열전달을 향상시키기 위하여 루버(도면 미도시)를 포함하게 된다. 상기 핀은 통상적으로 알루미늄, 황동, 구리 또는 여타의 열전도성 금속이나 합금으로 이루어진 스트립으로 성형된다. 판상 핀(24)은 일반적으로 홀 주위에 칼라(collar)가 구비된 금속 판으로 제작된다. 튜브(22)는 상기 칼라가 구비된 구멍으로 삽입되며, 다수개의 핀들은 코어 내부에서 핀 배열을 이루기 위하여 순차적으로 적층되어진다. 굴곡형 핀은 그 스트립이 인접하는 튜브와의 사이에서 다수의 반복굴곡부와 형합하는 굴곡 패턴을 유지한 상태로 연장형성된다. 상기 굴곡부의 하단부(roots)는 통상적으로 납땜이나 용접에 의해서 튜브에 고정된다. 상기 하단부 사이의 스트립부는 튜브들 사이에 위치하게 된다. 굴곡형 핀(26)에서의 패턴은 사인(sign) 웨이브와 유사한 바, 도2의 굴곡형 핀(30)에서의 패턴은 지그-재그형을 띠고 있다. 튜브(22)의 양 단부는 헤더 및 탱크와의 접속을 위하여 코어(20)의 핀 정열부 외측으로 연장되어 있다.

헤더(28a)(28b)는 각기 코어(20)의 상단부 및 하단부에 위치하며, 튜브(22)의 상단부와 하단부를 수용하여 밀봉시키는 개구부를 구비한 플레이트로 이루어져 있다. 상부 탱크(34a)와 하부 탱크(34b)는 각기 용접이나 납땜에 의해서헤더(28a)(28b)에 접합되며 열교환기용 인입구(36)와 배출구(38)가 구비되어 있다. 측면 지지레일(32)이나 그 외의 구성부재는 탱크와 헤더가 코어의 일측에 고정되도록하는 데 사용되며, 상기 열교환기 조립체가 차량이나 기계장치의 프레임상에서 단단히 고정되도록 한다.

상기 열교환기에서 사용되는 튜브는 원형이나 타원형 또는 원형 단부가 구비된 타원형을 띤다. 튜브와 헤더 사이의 접합에 관한 종래기술은 본 명세서중에 선행기술로 포함되어 있는 미국특허 제5,407,004호 등에 개시되어 있다.

일반적으로 튜브는 그 내부를 유동하는 액체나 공기로부터 발생되는 열에 의한 열팽창에 기인하여 팽창이나 길이의 증가가 초래된다. 탱크나 매니폴드는 유니트 프레임워크나 구조재에 의해서 상호간에 고정되어 있음에 따라 튜브 길이의 증가는 탱크 및 이에 결합되어 있는 헤더에 상당한 기계적인 스트레스를 가하게 되는 바, 특히 튜브와 헤더 사이의 연결부 부근에서 심하게 작용하게 된다. 이에 더하여, 열교환기 내부의 고온의 액체나 공기의 압력은 탱크나 매니폴더 및 헤더를 변형시키게 되고, 튜브와 헤더 연결부상에 한층 더 높은 스트레스를 가하게 된다. 그와 같은 열팽창과 내부 압력에 기인된 스트레스의 조합에 의해서 열교환기는 조기에 파손이 발생하게 된다. 튜브와 헤더 연결부 사이의 크랙은 상기와 같은 파손의 가장 전형적인 형태이다. 상기와 같은 열팽창과 내부 압력에 따른 열교환기의 손상을 방지하고자 하는 많은 시도가 행해져 왔다. 그러한 대부분의 시도는 하나 또는 두가지 부류에 속하는 바, 그 첫번째는 파손이 발생하기 쉬운 부위의 강도를 향상시키는 방안이고, 두번째는 파손이 발생하기 쉬운 부분에 탄성복원력(resilience)을 부여하는 방안이다. 강도의 개선에 더 많은 재료를 필요로 하는 어떠한 방식에 비해 탄성복원력을 제공하는 방안이 훨씬 경제적으로 열팽창과 내부 압력에 따른 스트레스에 대한 해결책을 제시해 줌에 따라 동 방안이 기계 설계자들에게 선호되고 있다.

차량용 엔진 냉각 라디에이터는 종종 탄성을 구비한 튜브와 헤더 연결부로 설계되어 왔다. 도3에 도시된 바와같은 특별한 탄성 설계의 헤더를 사용하는 기관차용 라디에이터가 본 발명의 출원인에 의해서 삼십(30)년 이상 제작되어 오고 있다. 금속 헤더(28)는 볼트 체결 등에 의해서 기계적으로 탱크(도면 미도시)에 부착되며, 그 내부에는 라디에이터 코어로부터 돌출된 타원형의 황동 튜브(22)가 삽입되어지는 상당히 큰 구멍이나 개구부를 구비하고 있다. 평판형의 핀(24)은 튜브 주위에 끼워지는 칼라(25)가 구비된다. 헤더의 개구부 안으로는 타원형 황동 끼움고리(44)가 삽입된다. 상기 끼움고리는 실리콘 러버(40)와의 몰딩에 의해 헤더에 접착된다. 이어서 끼움고리는 그 내부를 관통하는 코어 튜브와의 땜납에 의해서 튜브와 헤더 사이에 기밀성의 탄성 연결부를 구성하게 된다. 상기 방식은 기관차에서의 일반적인 동작 조건하에서는 매우 효과적인 구조로 인식되어 왔으나, 제작비용이 고가이다.

원형 알루미늄 튜브, 알루미늄 판 핀, 알루미늄 헤더 및 플래스틱 탱크를 이용한 자동차용 라디에이터가 1970년대에 제작되었다. 성형 고무 시트는 헤더의 각 튜브 홀마다에 탄성 그라밋(grommets)이 구비됨과 아울러 헤더와 플래스틱 탱크 사이의 기밀성 유지를 위한 개스킷이 구비되는 데, 이때 상기 개스킷은 헤더위에 있는 주름진 탭(crimped tab)에 의해서 헤더에 부착된다. 헤더 홀의 고무 그라밋 내부로 튜브를 삽입하게 되면 그라밋 고무의 압축이 일어나게 되어 튜브와 헤더간에는 기밀성의 탄성부착(resilient sealing attachment)이 이루어지게 된다. 한편, 모든 코어 튜브를 헤더 홀에 동시에 삽입하는 데는 상당한 힘을 필요로 한다. 이러한 구조는 비교적 작은 장치에 국한하여 적용이 가능한 바, 그 이유는 조립과정에서 코어와 헤더의 변형이 발생하는 문제점과 함께 소정량의 그라밋 압축량으로 코어 튜브를 헤더에 결합시키는 데에는 정밀한 허용 공차가 요구되기 때문이다.

다른 형태의 라디에이터 역시 튜브와 헤더의 연결부상에 고무 그라밋을 이용하고 있다. 이러한 라디에이터는 튜브의 거의 전체 길이에 걸쳐서 핀이 형성됨에 있어서 양측 단부는 원형 단면을 띠며 그 외의 부분은 타원형 단면을 띠도록 설계되어 왔다. 종전의 설계방식과 같이, 튜브와 헤더 사이의 밀봉은 튜브와 헤더 사이에서의 그라밋의 압축에 의해서 달성된다. 이러한 연결구조는 중량체의 구축 설비용으로 사용되는 매우 큰 라이에이터의 설치를 가능하게 했다. 원형 단부를 구비한 튜브의 사용은 상기의 구조가, 대부분의 라디에이터 코어 구조에 비해서 상대적으로 낮은 열적 수행특성을 낳는 비교적 넓은 튜브 간격의 코어에 적용되는 것을 제한하는 것으로 밝혀졌다.

미국특허 제4,756,361호 및 제5,205,354호에는 전 구간에 걸쳐서 원형 단면을 구비한 튜브를 이용하는 라디에이터가 개시되어 있다. 이러한 구조는 도4에 도시되어 있는 바, 튜브(22)는 평판형 핀(24)의 칼라 개구부(25)에 의해서 압착된다. 튜브의 단부는 헤더 플레이트(28) 내의 통공상에 위치하는 실리콘 고무 그라밋(42)을 관통하여 외측으로 연장된다. 상기 그라밋은 중앙에 원통형 내주면을 갖는 관통공이 구비되며, 상단부 및 하단부의 리브나 플랜지는 헤더 플레이트의 상부 및 하부를 향해서 외측으로 연장형성된다. 튜브가 원형 단면을 띰에 기인하여, 상기 구조 역시도 대부분의 라디에이터 구조에 비해서 낮은 열적 수행특성을 나타내게 되며, 튜브와 헤더 통공 사이가 밀봉 연결부를 구성하도록 하는 소정의 그라밋의 압축을 달성하기 위해서는 정밀한 허용공차를 구비하여야만 된다. 미국특허 제5,052,475호 및 제5,226,235호는 각기 원형의 그라밋을 사용하여 원형 튜브를 납땜 탱크 및 용접 탱크에 밀봉시키는 기술이 개시되어 있다. 영국특허 제29,777호에는 라운드 튜브와 헤더와 일체로 주조된 튜브 플레이트상에 형성된 그라밋을 사용한 기술이 나타나 있으나, 상기 튜브 통공은 캐스팅(주조)후에 튜브 플레이트에 대한 드릴링 등의 방법을 통해서 형성되었다.

현재에는 타원형 튜브를 갖는 브레이징(brazing, 놋쇠접합)된 알루미늄 코어를 사용한 기상 대 기상형 열교환기가 상업적으로 제작되고 있다. 상대적으로 큰 타원형 통공을 구비한 알루미늄 헤더가 주조된 알루미늄 매니폴더에 용접되어진다. (완전한 주조 탱크/헤더 조합은 사용되고 있지 않는 것으로 여겨진다.) 타원형 실리콘 고무 그라밋이나 상기 미국특허 제4,756,361호에 나타나 있는 것과 유사한 형태의 그라밋은 용접된 탱크의 헤더내에 있는 통공의 내부로 삽입된다. 그라밋을 이용하는 열교환기의 탱크와 헤더간의 조합과 관련하여 상기와 같은 상당한 땜납, 용접 및 기계가공은 작업성을 떨어뜨림과 아울러 제조과정에서의 비용을 상승시키는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 기술의 상기와 같은 제반 단점과 문제점을 감안하여 튜브와 헤더 연결부에서 그라밋을 이용하는 개선된 형태의 열교환기 제공함과 아울러 용접이나 땜납이 없이도 제작이 가능한 열교환기를 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은, 최소한의 기계가공으로 제작된 헤더를 일체로 포함하는 탱크의 튜브와 헤더 연결부에서 그라밋이 사용되는 열교환기의 개선된 조립방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 열교환기에 있어서 헤더와 탱크 조립체의 개선된 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 튜브와 헤더(header) 사이의 연결부에 그라밋(grommets)을 이용하는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 신규한 것으로 믿어지며, 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 특징적인 사항이 상세하게 나타나 있다. 첨부된 도면은 단순히 예시적인 것에 불과하며 축척(scale)에 따라 작도된 것은 아니다. 본 발명은 첨부된 도면과 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 그 구조 및 방법이 명확하게 이해될 것이다.

도1은 종래 일반적인 형태의 열교환기 코어와 헤더 조립체를 보인 정면도.

도2는 종래의 일반적인 라디에이터 조립체에 대한 사시도.

도3은 성형 실리콘 고무가 사용된 종래 튜브와 헤더 연결부에 대한 단면도.

도4는 그라밋이 사용된 종래 튜브와 헤더 연결부에 대한 단면도.

도5는 본 발명에 따른 바람직한 일체형 주조 헤더와 탱크에 대한 사시도.

도6은 도5에 도시된 일체형 주조 헤더와 탱크에 대한 일부절결 정면도.

도7은 도6의 7-7선에 따른 일체형 주조 헤더와 탱크의 헤더부에 대한 단면도.

도8은 주조 몰드 내부에서의 도5에 도시된 일체형 헤더와 탱크에 대한 배면도.

도9는 주조 몰드 내부에서의 도5에 도시된 일체형 헤더와 탱크에 대한 측면도.

도10은 주조 몰드 내부에서의 도5에 도시된 일체형 헤더와 탱크에 대한 평면도.

도11은 본 발명에 따른 열교환기에서 사용되는 바람직한 그라밋에 대한 측면도.

도12는 도11의 그라밋에 대한 평면도.

도13은 타원형 튜브용 개공을 갖는 본 발명에 따른 일체형 헤더와 탱크의 헤더부에 대한 저면도.

도14는 본 발명에 따른 일체형 헤더와 탱크의 튜브와 헤더 연결부에 있어서의 그라밋에 대한 다른 실시예를 보인 단면도.

도15는 본 발명에 따른 일체형 헤더와 탱크의 튜브와 헤더 연결부에 있어서의 그라밋에 대한 다른 실시예를 보인 단면도.

도16은 연결부에서 그라밋을 이용하여 튜브와 코어의 핀이 결합된 상태의 본 발명에 따른 일체형 헤더와 탱크의 헤더부를 보여주는 일부절결 정면도.

도17은 본 발명의 바람직한 그라밋이 구비된 일체형 주조 탱크와 헤더 조립체에 대한 분해 사시도.

도18은 본 발명에 따라 제작된 흡입공기 냉각장치의 조립된 상태에 대한 사시도.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 인식될 상기 목적과 그 외의 목적들은 주조에 의해서 헤더부와 탱크부가 일체로 조합된 열교환기를 제공하는 본 발명에 의해서 달성된다. 주조 헤더와 탱크 조합은 그 조합의 헤더부상에 적어도 하나의 개공(opening)이 주조에 의해서 형성되며, 또한 그 조합의 탱크부상에 적어도 하나의 개공이 주조에 의해서 형성되어 주조 헤더와 탱크 조합 내부로 냉각제의 유출,입이 가능하도록 구성된다. 튜브는 헤더부의 개공에 일단부가 삽입되어 지며, 밀봉 수단에 의해서 밀봉되어 헤더부의 튜브 주위로부터 냉각제 누설이 방지된다.

다른 한편으로는, 주조 헤더와 탱크 조합에서 냉각제가 주조 헤더와 탱크 조합으로 유입되거나 그로부터 배출되도록 하기 위해서 그 조합의 헤더부상에 다수개의 개공이 주조 단계에서 형성된다. 튜브는 헤더부의 개공에 일단부가 삽입되어 지며, 밀봉 수단에 의해서 밀봉되어 헤더부의 튜브 주위로부터 냉각제 누설이 방지된다.

상기 밀봉 수단은 탄성 그라밋으로 구성되고, 상기 헤더부 개공과 튜브 단면 및 그라밋은 타원형으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 서로 조합된 주조 헤더와 탱크는 폭에 비해 큰 길이를 갖는 사각의 헤더부와, 길이 방향을 따라 일열로 형성된 다수개의 타원형 헤더 개공과, 헤더부의 폭 방향으로 연장된 장축(major diameter)을 갖는 타원형 헤더 개공으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 본 발명은 다음과 같은 일련의 단계로 이루어진 열교환기 제조 방법을 제공한다:

a) 헤더부에 주조 단계에서 형성되는 적어도 하나의 개공이 구비됨과 아울러 탱크부에 주조 단계에서 형성되는 적어도 하나의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 냉각제의 유출,입이 가능하며 헤더부와 탱크부가 일체로 형성되어진 조합 상태의 주조 헤더와 탱크를 제공하는 단계와;

b) 헤더 개공 내부로의 삽입을 위해 열교환기 코어로부터 튜브를 제공하는 단계; 및

c) 상기 튜브를 헤더 개공에 밀봉시키는 단계.

다른 한편으로는 상기의 본 발명 방법에서 (a) 단계에서 주조 헤더와 탱크 조합은 냉각제가 주조 헤더와 탱크 조합으로 유출,입되도록 하는 다수개의 개공이 헤더부에 주조단계에서 구비되며, 헤더부와 탱크부가 일체로 형성되어진 조합 상태의 주조 헤더와 탱크를 제공하는 단계로 될 수도 있다.

상기 본 발명의 방법에서 (c) 단계는 다음과 같이 구성될 수도 있다:

c1) 상기 헤더 개공 내부에 끼워지는 본체부를 갖는 탄성 그라밋을 제공하는 단계;

c2) 상기 그라밋을 헤더 개공에 삽입하는 단계; 및

c3) 헤더부의 개공에 끼워진 그라밋 본체부 내부로 튜브를 삽입하는 단계.

본 발명의 방법은 (c) 단계 이전에 헤더부 개공을 끝처리 가공하는 단계를 부가적으로 포함할 수도 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 다음과 같은 일련의 단계로 이루어진 열교환기 제조방법을 제공한다:

a) 각기 냉각제의 통과를 위한 적어도 하나씩의 개공을 갖는 헤더부와 탱크부가 일체로 이루어진 소정의 헤더와 탱크 조합 형상에 부합하는 내주면 형상과 외주면 형상을 갖는 내부 몰드부와 외부 몰드부를 제공하는 단계;

b) 헤더와 탱크부 개공을 통하여 내부 몰드부가 외부 몰드부 내부에서 지지되도록 함과 아울러 내부 몰드부와 외부 몰드부 사이에서 조합된 헤더와 탱크의 형상과 일치하는 간격이 형성되도록 내부 몰드부와 외부 몰드부를 연결시기는 단계;

c) 상기 간격 내부로 용탕(molten metal)을 채워넣고 용탕의 응고를 통해서 헤더부와 탱크부가 일체로 조합된 헤더와 탱크를 성형함에 있어 상기 주조 헤더와 탱크 조합은 헤더부에서 적어도 하나의 개공이 구비되고 탱크부에서 적어도 하나의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 냉각제의 유출,입이 가능하도록 하는 단계;

d) 외부 몰드부를 제거하여 주조 헤더와 탱크를 분리해 내는 단계; 및

e) 주조 헤더 탱크로부터 내부 몰드부를 제거하는 단계.

상기 방법은 다음과 같은 공정의 단계로 구성될 수도 있다.:

a) 냉각제의 통과를 위한 다수개의 개공을 갖는 헤더부가 탱크부와 일체로 이루어진 소정의 헤더와 탱크 조합 형상에 부합하는 내주면 형상과 외주면 형상을 갖는 내부 몰드부와 외부 몰드부를 제공하는 단계;

b) 헤더부 개공을 통하여 내부 몰드부가 외부 몰드부 내부에서 지지되도록 함과 아울러 내부 몰드부와 외부 몰드부 사이에서 조합된 헤더와 탱크의 형상과 일치하는 간격이 형성되도록 내부 몰드부와 외부 몰드부를 연결시키는 단계;

c) 상기 간격 내부로 용탕(molten metal)을 채워 넣고 용탕의 응고를 통해서 헤더부와 탱크부가 일체로 조합된 헤더 및 탱크를 성형함에 있어 상기 주조 헤더와 탱크 조합은 헤더부에 다수개의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 냉각제의 유출,입이 가능하도록 하는 단계;

d) 외부 몰드부를 제거하여 주조 헤더와 탱크를 분리해 내부 단계; 및

e) 주조 헤더 탱크로부터 내부 몰드부를 제거하는 단계.

상기 내부 몰드부는 헤더부에 형성된 개공이나 탱크부에 형성된 개공중 어느 일측이나 양측 모두를 통해서 주조 헤더와 탱크로부터 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 몰드부 제거 후에 주조 헤더부 및 개공 내부로 열교환기 코어의 튜브를 삽입하여 튜브의 고정이 이루어지도록 하는 공정을 포함하게 된다.

본 발명은 터보 엔진이나 과급기(supercharged) 엔진용 흡기 냉각기나 인터쿨러로 사용되는 기상 대 기상형 열교환기를 제공함에 일차적인 목적이 있다. 한편, 본 발명은 그 외의 형태로 된 열교환기, 예를 들면 본 발명의 배경기술 설명란에서 논의된 바 있는 라디에이터, 오일 냉각기 등에도 적용될 수 있다. 본 발명은 헤더부에 개공을 구비한 상태로 일체로 주조 조합된 헤더와 탱크를 구비함과 아울러 튜브와 헤더의 탄성 연결부가 구비되어 튜브의 열팽창과 탱크의 내부압력이 조합되어 작용하는 튜브와 헤더 연결부에 작용하는 스트레스를 최소화한 열교환기를 제공한다. 코어의 최적 열전달 수행특성을 위해서는 튜브와의 간격이 근접될 수 있도록 하는 타원형 튜브가 사용되는 것이 바람직하나, 그 외의 튜브 형태나 단면 형상이 이용될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 열교환기는 헤더부가 탱크부와 일체로 형성되어 주조 조합된 헤더와 탱크를 포함한다. 도5 내지 도7에 도시된 바와같이, 조합된 헤더와 탱크(100)는 차량과의 연결이 가능하게 하고 열교환기 조립체로 냉각되어질 유체의 통과가 이루어지도록 유입공이나 유출공(102)이 구비된 중공의 탱크부(106)를 구비한다. 탱크(100)의 폐쇄 단부에는 열교환기 코어 조립체로부터의 튜브가 삽입되어지는 탄성 그라밋이 끼워지는 다수의 개공(52)을 갖는 사각의 헤더부(28)가 일체로형성된다.

헤더부 개공(52)은 타원형이 바람직하고, 그와 동일한 형태를 취하는 타원형 그라밋과 튜브가 삽입되도록 단일 열(single row)로 배열되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 달리 복수 열의 튜브가 사용되어질 수도 있다. 본 명세서중에 사용되는 용어중 "타원(oval)"이란 축방향 단면(다시말하면, 튜브의 축과 직교하는 면)이 비원형(non-circular)인 모든 형상으로서 일반적으로 외주면이 완만한 곡면으로 이루어진 타원체(ellipse)나 원호상 곡면(rounded)의 코너부를 갖는 사각형 또는 비대칭 원형이나 계란형을 의미한다. 타원형 단면으로서의 튜브나 개공은 어느 한 방향이 다른(대개 수직인) 방향에 비해서 큰 직경을 갖는 바, 이들은 각기 본 명세서의 설명에서 "장경(major diameter)"과 단경(minor diameter)"로 명명된다. 타원형 튜브와, 그에 따른, 타원형 헤더 개공 및 그라밋이 바람직하기는 하나, 그 외의 형태로 이루어진 튜브, 개공 및 그라밋으로서 원형이나 사각형이 사용되어질 수도 있다.

헤더부(28)는 사각형상으로서 길이(l)가 폭(w)에 비해 크게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 개공(52)은 타원형의 장축이 헤더부(28)의 폭 방향과 일치되도록 하고, 전체 폭(w)을 거의 가로질러 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 각각의 개공(52)은 헤더부(28)의 길이(l) 방향을 따라 일열로 서로 인접하여 배열된다.

본 발명에 따른 바람직한 일체형 헤더와 탱크에 대한 배면도, 측면도 및 평면도가 주조 몰드와 관련하여 도8,9 및 10로 각각 도시되어 있다. 몰드(108)는 그내주면이 일체형 헤더와 탱크(100)의 외주면과 일치하는 외부 몰드부(112)와, 그 외주면이 일체형 헤더와 탱크(100)의 내주면과 일치하는 내부 몰드 또는 셀 코어부(110)로 이루어져 있다. 외부 몰드부(112)와 셀 코어부(110)는 공히 모래 또는 모래와 수지를 이용하여 이를 압축한 후 그 내주면과 외주면의 형상이 소정의 형상으로 성형되도록 하는 것이 바람직하다. 몰드(108) 제작시, 상기 셀 코어(110)는, 보다 바람직하기로는, 수지와 모래의 혼합물을 일체형 헤더와 탱크(100)의 내주면 형상을 갖는 몰드(셀 코어 박스) 내부로 주입함에 의해서 성형된다. 이어서, 상기 몰드는 가열에 의해서 수지와 모래 혼합물이 그 표면에서 경화가 이루어져서 단단한 셀(외곽)을 형성하게 되며, 상기 가열은 수지와 모래 혼합물의 내부에서 경화가 이루어지기 전에 중단되어진다. 다음, 셀 코어는 셀 코어 박스로부터 분리되며, 경화되지 않은 내부의 모래와 수지는 개구부를 통해서 제거됨으로써 셀 코어는 중공 상태로 된다. 셀 코어(110)의 제작이 완료되면, 이를 몰드(112)[바람직하기로는 일체형 헤더와 탱크(100)의 외주면과 일치하도록 두 부분(two piece)로 성형된]에 위치시킴으로써 그들 사이에 일체형 헤더와 탱크 조합(100)과 일치하는 공간(space)이 형성되어 진다.

본 발명에 따르면, 셀 코어(110)는 탱크부의 유출,입구(102)와 일치하는 도면부호 116 지점과 헤더부 개공(52)과 일치하는 도면부호 118 지점에 위치하는 압축 성형된 모래 또는 모래/수지 혼합물 부위에 의해서 외부 몰드부(112)와 연결된다. 상기 셀 코어(110)는 상기 셀 코어(110)와 몰드의 외부(112)는 유출,입공(몰드부 116)과 헤더부 개공(몰드부 118)의 적어도 한 지점에서 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 런너부(114)는 몰드의 여러 부위에 용탕을 전달하기 위하여 외부 몰드부(112) 내부에 형성된다.

내부 몰드부와 외부 몰드부 사이에 공간이 일예로 알루미늄 용탕과 같은 용탕으로 채워진 후에 그 용탕은 냉각 및 응고가 이루어지게 되고, 이어서 성형 완료된 일체형 주조 헤더와 탱크 조합(100) 주위의 내부 몰드부와 외부 몰드부는 제거되어 진다. 상기 몰드부 제거 작업은 통상적으로 모래 또는 모래 및/또는 모래/수지 혼합물을 흔들거나 이와 병행하거나 진동시키거나 진동만으로 파괴되도록 함에 의해서 달성된다. 셀 코어 재료(110)은 성형 완료된 주조 헤더와 탱크 조합 내부에 위치함에 기인하여 파괴된 부분들은 유출,입공(102) 이나 소정의 헤더부 개공(52)중 어느 일측이나 양측 모두를 통해서 외부로 배출되어 제거된다.

완성된 일체형 주조 헤더/탱크 조합의 몰드부 제거작업에 이어서 경우에 따라서는 기계가공이나 마무리 가공이 행해지게 된다. 예를 들면, 유출,입공((102) 및 또는 헤더부 개공(52)은 필요에 따라 이들 개공들의 정밀한 공차범위를 확보하기 위하여 기계가공등을 통한 마무리 작업이 이루어지게 된다. 상기 개공들은 경우에 따라서는 주조된 상태 그대로 열교환기의 최종 조립체에 사용되어질 수도 있다. 또한 다른 헤더 개공(52)들을 비롯한 여타의 개공들도 기계가공이 행해질 수 있을 것이다.

튜브와 헤더부 개공 사이의 밀봉 수단으로서 경우에 따라서는 다른 밀봉 수단으로서 용접, 납땝 또는 접착제 본딩 등이 사용될 수 있긴 하나, 그라밋이 바람직하다. 도11 및 도12에는 본 발명의 바람직한 그라밋으로서 스트레스가 가해지지 않거나 변형이 발생하지 않은 상태가 도시되어 있다. 그라밋(50)은 실리콘 고무나 여타의 탄성, 신축성 또는 유연성 폴리머 또는 대개 금속이나 합금으로 이루어진 열교환기를 구성하는 부재에 대하여 양호한 밀폐성을 제공하는 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 그라밋(50)은 그 내부로 열교환기 코어의 튜브가 삽입되는 통공이 구비된 본체부로 구성된다. 외측 원주면을 따라 외측으로 연장된 플랜지(58)가 본체부의 상단부에 구비됨과 아울러 내측 원주면을 따라 안쪽으로 연장된 내향 리브(60)가 그라밋의 하단부에 구비된다. 이때, 여기서 사용되는 상대적인 방향 관계는 단순히 도면을 참조한 것일 뿐으로, 그라밋과 그 외의 구성부재들은 도시된 것과는 다른 어떠한 위치로도 이용될 수 있는 것이다. 플랜지(58)는 그라밋의 외벽부(54)로 이어지는 하향 경사면으로서의 경사부(62)가 구비되며, 상기 외벽부는 경사부와 만나는 지점으로부터 그라밋의 하단부에 이르기까지 수직으로 하향 연장된다. 내벽(56)은 그라밋의 상단부로부터 내향 리브(60)의 상단부에 이르기까지 수직으로 하향 연장된다. 도11에 도시된 바와같이, 플랜지(58)와 내향 리브(60)는 양자 공히 원호상 코너가 구비되어 있다. 그러나, 상기와는 다른 형태나 형상의 리브가 사용되어질 수 있다. 또한 그라밋(50)의 본체부는 원추형(conical shape)을 띨 수도 있다.

그라밋(50)은 헤더 코어(도13 참조)의 튜브(22)가 삽입될 수 있는 크기로 제작된 헤더부(28)의 타원형 개공(52)과 일치하는 형상을 갖는다. 조립 과정에 있어서, 그라밋(50)은 먼저 헤더 개공(52)에 끼워지도록 하는 것이 바람직하다. 이어서, 열교환기 코어의 튜브가 그라밋 내부로 삽입되어 진다. 플랜지(58)는 그라밋의 본체부 외주면으로부터 연장된 부분이기 때문에 헤더의 한쪽면으로부터 삽입하는 것이 편리하다. 상기 그라밋은 소위 헤더부의 "에어" 사이드, 다시말하면 열교환기 외부의 대기중으로 노출된 쪽의 헤더부측으로부터 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 내향 리브를 구비한 그라밋의 하단부는 일차적으로 헤더부 개공으로 삽입되어지고, 삽입후에는 소위 헤더부(28)의 "유체(fluid)"측, 다시말하면 열교환기 내부의 기체나 액체에 노출된 면으로 연장된다. 완전한 삽입이 이루어진 후에 플랜지(58)는 헤더부 개공(52)의 외부에 위치하게 되며, 바람직하기로는 헤더부의 에어측 표면과 접촉하게 된다.

도13에서, 헤더 플레이트(28)의 폭(w)은 헤더 개공(52)의 장경에 비해 약간 큼을 알 수 있다.[그리고 헤더부 개공에 삽입된 점선의 튜브(22) 장경 보다 약간 크다] 상기 구조에 의해서 헤더의 굴곡이 최소화됨과 아울러 헤더부의 최대 강도가 달성된다. 또한, 헤더부는 튜브의 단부의 삽입을 위한 개공이 포함된 중앙부가 비교적 평탄한 평면으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

내향 리브(60)의 내경은 튜브 단부의 외경에 비해서 적기 때문에 튜브가 완전히 삽입된 상태에서는 그라밋(50)의 하단부 외벽은 외측으로 벌어지려는 힘을 받게 된다. 그라밋 재질의 탄성에 기인하여 튜브는 그라밋의 하부 영역을 연신시킴과 아울러 그 벽을 굴곡시켜서 내향 리브(60)와 튜브 단부(48)의 외주면 사이에 양호한 밀봉 접촉을 제공하여 튜브 주위에서 긴밀한 밀폐상태가 이루어지게 된다.(후술될 도14 및 도15 참조) 또한, 내향 리브(60)의 팽창은 그라밋 외벽부(54)를 바깥쪽으로 밀어붙임에 따라 그라밋의 외벽은 헤더부 개공(52)의 가장자리부에서 확실한 고정상태 및 밀폐상태를 유지하게 되고, 헤더부 개공으로부터 그라밋이 뒷쪽으로 밀려나가는 것이 방지된다. 그라밋의 튜브와 헤더부에 대한 밀폐는, 마치 오링 밀폐구조에서와 같이, 내향 리브(60)를 외측으로 밀어붙여 튜브와 헤더부 사이에 보다 긴밀한 접촉이 일어나도록 작용하는 탱크/헤더 조립체 내부 압력의 작용에 의해서 한층 강화된다. 플랜지(58) 내주면 역시도 튜브의 외주면으로 밀어붙여지는 상태로 접촉되어 누설에 대한 밀폐가 이루어지게 된다. 이에 더하여, 플랜지(58)의 하부 외주면 모서리 역시도 헤더부 개공(52)의 모서리에 대하여 밀폐가 이루어짐에 따라 추가적인 밀폐가 제공된다.

도14 및 도15에 도시된 바와같이 그라밋 설계에 대한 변화가 가능하다. 도14에서와 같이, 우측의 튜브 삽입전의 스트레스가 가해지지 않은 상태의 그라밋(72)은 내향 리브(80)의 하단부가 안쪽으로 커브를 그리는 외벽(84)을 구비한다. 그리고, 외벽(84)은 그라밋이 처음 삽입되었을 때 헤더부 개공에 대하여 꼭 맞게 끼워지며 그라밋 형태의 왜곡을 초래할 정도로 큰 크기를 유지하지는 않는다. 플랜지(76) 또한 도시된 바와같이 직각의 단면을 이룬다. 한편, 다른 그라밋(72) 형상에 대하여 상기와 동일한 작동 원리가 적용된다. 튜브(22)는 화살표(75)로 표시된 방향에 따라 헤더부(28)의 에어(상부)쪽으로부터 그라밋의 본체부로 삽입되며, 그에 따라 하부의 내향 리브(80)는 튜브(22)에 대하여 밀봉을 하게 되고 그라밋의 본체 외부는 힘이 가해지거나 외측으로 연신되어 헤더부 개공의 가장자리부에 고정됨과 아울러 밀봉이 이루어지게 된다.

도15는 다시 본 발명에 따른 그라밋의 다른 실시예(74)를 보여주고 있다. 본 실시예와 상술된 그라밋(50)과의 근본적인 차이점은, 내향 리브(82)도 외측으로 연장된 돌출부가 형성되어 튜브(22)가 그라밋의 본체부에 대하여 화살표(75) 방향으로 삽입되었을 때 그라밋이 헤드부(28) 개공의 가장자리부에 고정되도록 하는 능력을 향상시키도록 한 데에 있다. 본 발명의 결과는 동일하게 유지되는 바, 튜브와 헤더부 사이에서 그라밋에 대한 압축이 행해지지 않은 상태의 밀봉은 튜브와 헤더 개공부에서 보다 큰 허용 공차를 가능하게 한다.

따라서, 상기 사항을 요약하면, 본 발명에 따른 그라밋 형태를 이용하는 열교환기 조립체는 그라밋을 헤더부에 삽입하는 것으로 시작되며, 헤더부는 상술한 바와같이 이전 단계에서 탱크와 일체로 주조되어 진다. 헤더부의 에어쪽으로부터 헤더부 개공에 그라밋이 삽입된 다음에는 바람직하기로는 그라밋의 삽입방향과 동일방향으로 열교환기 코어의 튜브가 삽입되어 진다. 튜브는 한번에 한개씩 개별적으로 삽입되어질 수도 있으나, 바람직하기로는 그라밋의 외형에 따른 결과로 약한 힘만으로도 조립이 가능하기 때문에 완전한 코어 조립체의 부분으로서 한꺼번에 삽입되도록 할 수도 있다.

본 발명에서는 또한 도16에 도시된 바와같이 코어에서 굴곡형 핀이 유용하게 사용되도록 고려하고 있다. 핀(70)은 높은 열전도도를 갖는 구리, 알루미늄 또는 황동 등으로 이루어진 얇은 금속 스트립으로 제작된다. 이러한 굴곡형 핀(70)은 굴곡 방향을 바꿔가며 연속적으로 절곡되며 그 절곡부(92)는 튜브(22)와 접촉을 이룬다. 상기 핀들은 그 절곡부(92)에서 튜브에 납땜 또는 브레이징되어 튜브(22)와 핀(70)간의 양호한 열전달이 확실하게 이루어지도록 하며, 핀이 인접하는 튜브에연결되고 튜브는 인접하는 핀에 연결된 단일체의 코어 조립체를 이루게 된다. 교호의 절곡부(92) 사이에 연결된 핀(70) 부위는 튜브 내부의 유체로부터 발생되는 열의 대부분을 열교환기 주위의 대기로 방출하는 역할을 한다. 핀(70)은 튜브(20)를 따라 이어지며, 튜브 단부(48) 부근의 스트립의 자유 단부(93)에서 끝난다.

헤더부의 공간을 제공함과 아울러 헤더부 플레이트(28) 내에 그라밋(50)을 고정시키기 위하여, 핀(70)의 굴곡 패턴은 열교환기 코어의 생산 단계에서 핀을 튜브에 납땜이나 브레이징으로 접합시키기 전에 튜브 단부(48) 부근에서 압축되어 진다. 스트립은 절단되었을 때 실질적으로 모든 핀(70) 자유 단부(93)가 튜브 사이의 어떠한 지점보다는 절곡부, 즉 튜브의 외주면과 접촉을 이루는 부분이나 그에 인접한 부분에 놓이도록 하는 것이 보다 바람직하다. 조립이 완료된 후에 상기와 같은 핀의 압축이나 "빗살모양의 중첩(combing)"은 튜브 단부(48)가 길이 "l"만큼 연장되어 튜브가 탱크/헤더 조립에 내부에서의 적절한 위치를 확보하는 것을 가능하게 함과 아울러 헤더부 개공에서 그라밋이 원래 위치에서 고정된 상태를 유지하는 것을 돕는다. 이와같은 경우에 핀(70)의 압축 패턴은 그라밋(50)의 상단 리브(58)을 밀어붙여 확실한 고정상태가 유지되도록 한다. 또한, 핀(70)의 자유단부(93)는 무작위로 절단된 것이 아니라 절곡부에서 절단되었기 때문에 그라밋과 튜브 사이의 영역 안에 핀 부위가 위치하는 것이 방지된다.

도17에 도시된 바와같이, 주조 탱크(100a)는 탱크의 유입구나 유출구중 어느 한쪽에 탱크 개구부(102a)가 구비되며, 일체형 헤더부(28a)는 튜브 장착용의 마무리 가공된 개공(52a)을 포함하고 있다. 그라밋(50)은 완성된 주조 헤더/탱크 조합(100a)의 헤더부 개공(52a) 내부로 삽입되어 진다. 각각의 그라밋은 그라밋과 동일한 재질로 이루어진 웨브(68)에 의해서 서로 연결되도록 구성하는 것이 바람직하다.

일체형 탱크/헤더 조합과 그라밋이 조립된 다음에 전체적인 열교환기의 조립이 이루어지게 된다. 도18에 도시된 바와 같이, 열교환기(110)는 그 상부와 하부에 구조적 코어 연장판(96)이 구비된 코어(94)와 각기 탱크부(106b)(106c)를 갖는일체형 주조 헤터/탱크(100b)(100c)로 구성된다. 상기 코어 연장판은 일체형 헤더/탱크 조합(100b)(100c)의 대향 접촉부와의 결합을 위한 결속단부가 구비되어 있다. 튜브-핀 코어 조립체로부터 연장된 튜브의 단부 일부는 서로 정열된 상태로헤더부(28a)(28b)상에 형성된 그라밋의 개공에 삽입되어지며, 이어서 전체적인 탱크/헤더 및 그라밋 조립체는 코어의 양 단부로부터 밀어붙여지게 된다. 코어(94)의 양 단부측에 탱크(100b)(100c)를 연결시키기 위하여 기계적인 화스너 (104a)(104b)가 사용된다. 이와같은 기계적은 화스너는 수리시에 코어로부터 탱크를 쉽게 분리해 내는 것을 가능하도록 한다. 볼트나 스냅형 핏팅 등을 비롯한 다양한 형태의 기계적 화스너가 이용될 수 있다. 지지 부재(96)의 단부상에 형성된 통공 내부로 삽입되는 결합돌기를 탱크상에 형성하여 상기 통공 내부로 돌기가 삽입고정되도록 하는 스냅-온(snap-on) 구조가 바람직하다.

본 발명에 의하면, 상기 일체형 헤더/탱크 조합의 주조 방법은 탄성 그라밋을 사용하여 튜브 단부를 헤더부 개공에 고정시키는 때에 특히 양호한 결과를 낳는 것으로 밝혀졌다. 그리고, 헤더부 개공에 대한 튜브의 정확한 위치선정은 중요하게 작용하지 않는 바, 그 이유는 형상(configuration)이 튜브와 헤더부 개공의 내부 사이의 밀봉에 있어 그라밋의 정밀한 압축에 의존하지 않기 때문이다. 헤더부와 튜브 사이 및 코어와 헤더/탱크 사이의 연결부에 대한 기계적인 조립은 코어등이 손상되어 이를 교체하여야 할 경우등에 있어서 손쉽게 분해작업이 이루어지도록 한다. 이와같은 기계적인 연결이 가능한 것은 열팽창에 기인한 튜브와 헤더부의 스트레스를 최소화함으로써 구성 부재와 탱크 사이의 연결부에 매우 낮은 스트레스만이 작용하도록 하는 탄성적인 튜브와 헤더부 연결 구조에 기인한다. 이에 더하여, 완성체로서의 흡기 냉각기 조립체나 여타의 열교환기를 차량등에 장착하는 경우에 있어서는 충분한 기계적인 지지가 이루어지기 때문에 측면 지지체를 용접할 필요가 없게 된다.

본 발명은 또한 타원형의 튜브, 그라밋 및 헤더 개공이 사용되기 때문에 종래의 원형 튜브, 그라밋 및 헤더부 개공에 비해서 코어 튜브 사이의 간격을 보다 좁힐 수 있다. 코어에 있어서 상기와 같은 좁은 튜브 간격은 최적의 열전달 수행특성을 제공하게 된다.

따라서, 상술한 바의 본 발명의 목적은 이상의 설명에 의해서 효과적으로 달성됨을 알 수 있고, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 앞서 설명된 구조에 대한 변화가 가능할 것이며, 본 발명에 대한 상기의 설명과 첨부 도면에 도시된 사항은 단순히 본 발명을 예시하고 있는 것으로 이해되어야 할 것으로서 그에의해서 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

Claims (30)

1. 헤더부에 적어도 하나의 개공이 주조 단계에서 형성되고, 탱크부상에 적어도 하나의 개공이 주조 단계에서 형성되며, 주조된 내주면을 갖는 주조 헤더와 탱크 조합으로 유체(fluid)가 통과되도록 한 탱크부가 일체로 형성된 헤더부를 갖는 주조 조합된(as-cast combined) 헤더와 탱크;

   헤더부 개공 내부로 분리가능하게 삽입되어 연장되는 튜브; 및

   상기 튜브와 헤더부를 밀봉시켜 튜브 주위의 누설을 방지하는 밀봉 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 탄성 그라밋인 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 헤더부 개공과 튜브의 단면은 타원형인 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주조 조합된 헤더와 탱크는 폭에 비해 길이가 길고 그 길이방향을 따라 다수개의 타원형 헤더 개공이 일열로 형성된 사각의 헤더부를 구비하고, 상기 타원형 헤더 개공은 헤더부의 폭방향으로 연장된 장경을 구비함을 특징으로 하는 열교환기.
6. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤더와 탱크 조합은 그 조합의 헤더부상에 길이 방향을 따라 주조단계에서 형성되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 유체가 통과되도록 한 다수개의 개공과, 헤더부 개공 내부로 분리가능하게 삽입되어 연장되는 다수개의 튜브 및 상기 튜브와 헤더부를 밀봉시켜 튜브 주위의 누설을 방지하는 밀봉 수단을 구비함을 특징으로 하는 열교환기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. a) 헤더부에 주조 단계에서 형성되는 적어도 하나의 개공이 구비됨과 아울러 탱크부에 주조 단계에서 형성되는 적어도 하나의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 유체의 통과가 가능하며 헤더부와 탱크부가 일체로 형성되어진 주조 조합된 헤더와 탱크를 제공하는 단계와;

    b) 헤더 개공 내부로의 삽입을 위해 열교환기 코어로부터 튜브를 제공하는 단계;

    c) 헤더부 주조 개공 내부에서 연장되는 본체부를 갖는 탄성 그라밋을 제공하는 단계;

    d) 헤더부 주조 개공 내부로 상기 그라밋을 삽입하는 단계; 및

    e) 그라밋 본체부를 통해서 헤더부 주조 개공 내부로 튜브를 삽입하여 헤더부 개공에 대해 튜브의 밀봉이 이루어지도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계는:

    c1) 상기 헤더 개공 내부에 끼워지는 본체부를 갖는 탄성 그라밋을 제공하는 단계;

    c2) 상기 그라밋을 헤더 개공에 삽입하는 단계; 및

    c3) 헤더부의 개공에 끼워진 그라밋 본체부 내부로 튜브를 삽입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
13. 제11항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, (c) 단계 이전에 헤더부 주조 개공을 끝처리 가공하는 단계를 부가적으로 포함됨을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
14. 제11항 또는 제12항중 어느 한 항에 있어서, 주조 헤더 및 탱크 조합으로 유체의 통과가 이루어지도록 주조단계에서 헤더부에 형성된 다수개의 개공과,헤더 개공 내부로의 삽입을 위한 열교환기 코어로부터 연장된 다수개의 튜브 및 헤더부 주조 개공 내부에서 연장되는 본체부를 갖는 다수개의 탄성 그라밋이 제공되며, 상기 단계는 뒤이어서 헤더부 주조 개공 내부로 상기 그라밋을 삽입하고, 그라밋 본체부를 통해서 헤더부 주조 개공 내부로 튜브를 삽입하여 헤더부 개공에 대해 튜브의 밀봉이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
15. 삭제
16. 삭제
17. a) 각기 유체의 통과를 위한 적어도 하나씩의 개공을 갖는 헤더부와 탱크부가 일체로 이루어진 소정의 주조 헤더와 탱크 조합 형상에 부합하는 내주면 형상과 외주면 형상을 갖는 내부 몰드부와 외부 몰드부를 제공하는 단계;

    b) 헤더부와 탱크부 개공을 통하여 내부 몰드부가 외부 몰드부 내부에서 지지되도록 함과 아울러 내부 몰드부와 외부 몰드부 사이에서 조합된 헤더와 탱크의 형상과 일치하는 공간이 형성되도록 내부 몰드부와 외부 몰드부를 몰드 재료(mold material)연결시키는 단계;

    c) 상기 공간 내부로 용탕(molten metal)을 채워넣고 용탕의 응고를 통해서 헤더부와 탱크부가 일체로 조합된 헤더 및 탱크를 성형함에 있어 상기 주조 헤더와 탱크 조합은 헤더부에서 적어도 하나의 개공이 구비되고 탱크부에서 적어도 하나의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 유체의 유출,입이 가능하도록 하는 단계;

    d) 외부 몰드부를 제거하여 주조 헤더와 탱크 조합을 분리해 내는 단계;

    e) 주조 헤더와 탱크 조합으로부터 내부 몰드부를 제거하는 단계; 및

    f) 상기 주조 헤더부 내의 적어도 하나의 개공으로 열교환기 코어의 튜브를 삽입하여 고정시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 (e) 단계는 헤더부내의 개공을 통해서 주조 헤더와 탱크로부터 내부 몰드부를 제거하는 것으로 구성됨을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 (e) 단계는 탱크부내의 개공을 통해서 주조 헤더와 탱크로부터 내부 몰드부를 제거하는 것으로 구성됨을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
20. 제17항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, 유체의 통과를 위한 다수개의 개공을 갖는 헤더부가 탱크부와 일체로 이루어진 소정의 주조된 헤더와 탱크 조합 형상에 부합하는 내주면 형상과 외주면 형상을 갖는 내부 몰드부와 외부 몰드부가 제공되며, 상기 내부 몰드부와 외부 몰드부는 헤더부 개공을 통하여 내부 몰드부가 외부 몰드부 내부에서 지지되도록 함과 아울러 내부 몰드부와 외부 몰드부 사이에서 조합된 헤더와 탱크의 내,외주면 형상과 일치하는 공간이 형성되도록 몰드 재료로 연결되며, 헤더부에 다수개의 개공이 구비되어 주조 헤더와 탱크 조합으로 유체의 유출,입이 가능한 헤더부와 탱크부가 일체로 조합된 헤더와 탱크가 성형되고, 튜브는 열교환기 코어로쿠터 주조 해더부상의 상기 개공으로 삽입되어 그 내부에 고정됨을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
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23. 제17항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, (e) 단계와 (f) 단계 사이에 적어도 하나의 주조 개공을 끝처리 기계가공(machining)하는 단계가 부가적으로 포함됨을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
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25. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주조 헤더와 탱크 조합은 주조된 외주면을 구비함을 특징으로 하는 열교환기.
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