KR100339714B1 - 열교환기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 냉매가 흐르는 냉매관과, 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼(foam) 형태로 형성되어 상기 냉매관에 일체로 결합된 냉각핀으로 구성되어 상기 냉각핀의 기공률의 가변을 통해 열교환 면적을 자유자재로 조절할 수 있게 됨으로써 열교환기의 성능이 극대화되는 동시에 크기가 최소화될 수 있도록 한 것이다.

Description

열교환기의 제조방법{HEAT EXCHANGER MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 열교환기의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼 형태의 냉각핀이 냉매관에 일체로 결합된 구조를 구비한 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기의 구조가 도시된 정면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 냉각핀의 구조가 도시된 저면도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 열교환기 제조과정이 간략하게 도시된 구성도이다.

종래 기술에 의한 열교환기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지그재그 모양으로 형성되어 내부에 냉매가 흐르는 냉매관(5)과, 상기 냉매관(5)에 결합되어 냉매과 공기 사이의 열교환 면적을 확보하는 다수의 냉각핀(1)으로 구성됨으로써 상기 냉매관(5)을 흐르는 냉매와 주변의 공기를 서로 열교환시키게 된다.

상기와 같이 구성 및 동작되는 종래의 열교환기 제조방법에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 냉각핀(1)에 형성된 원형홀(2)을 통해 냉매관(5)에 상기 냉각핀(1)을 끼운다. 이때, 상기 냉각핀(1)은 상면 또는 하면에 형성된 핀칼라(3)에 의하여 일정 간격으로 상기 냉매관(5)에 적체되게 된다.

상기의 과정을 통해 냉매관(5)에 다수의 냉각핀(1)이 적체되면 상기 냉매관(5)의 내부로 확관봉(7)을 삽입하여 냉매관(5)의 직경을 확장시킨다.

이와 같이 확관봉(7)을 이용하여 냉매관(5)의 확관작업을 실시하면 상기 냉매관(5)의 외경이 커지면서 냉매관(5)과 냉각핀(1)이 서로 밀착 결합되게 된다.

그런데, 상기와 같이 냉매관(5)과 냉각핀(1)이 결합된 종래의 열교환기는 상기 냉각핀(1)과 냉매관(5) 사이에 공극이 존재하므로 공기 측의 열저항이 크게 되어 냉매와 공기 사이의 열전달 성능이 저하되게 된다.

이러한 이유로, 종래에는 열교환기의 성능을 확보하기 위하여 냉각핀(1)간의 간격을 줄이고 그 개수를 증가시켜 열교환 면적을 늘리는 방식을 사용하여 왔다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방식은 냉각핀(1)간의 간격을 최소한으로 줄여도 열교환기의 크기를 감소시키는 데에는 한계가 있기 때문에 열교환기가 적용되는 제품의 소형화가 불가능한 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼 형태의 냉각핀을 냉매관에 일체로 결합시킴으로써 열교환기의 열전달 성능이 극대화되는 동시에 크기가 최소화되도록 하는 열교환기의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기의 구조가 도시된 정면도,

도 2는 종래 기술에 따른 냉각핀의 구조가 도시된 저면도,

도 3은 종래 기술에 따른 열교환기 제조방법이 간략하게 도시된 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 구조가 도시된 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 열교환기 제조방법이 도시된 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 냉매관 53 : 냉각핀

57 : 폴리우레탄 59 : 페이스트

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매가 흐르는 냉매관을 소정 형태로 구성한 후 상기 냉매관의 주위에 스폰지상의 다공성 물질인 폴리우레탄을 둘러싸는 제 1과정과, 상기 폴리우레탄에 알루미늄 파우더와 플럭스가 포함된 액상의 페이스트를 적시는 제 2과정과, 상기 폴리우레탄은 연소되어 제거되고 폴리우레탄에 흡착된 금속 파우더만 상기 폴리우레탄과 동일한 형태로 남아 상기 냉매관에 브레이징 접합되도록 상기 냉매관 및 폴리우레탄을 소정 온도로 가열하는 제 3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 구조가 도시된 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열교환기 제조방법이 도시된 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기는 지그재그 모양으로 형성되어 내부에 냉매가 흐르는 냉매관(51)과, 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼(foam) 형태로 형성되어 상기 냉매관(51)에 일체로 결합된 냉각핀(53)으로 구성된다.

여기서, 상기 냉각핀(53)의 재질로는 열전달율이 뛰어난 알루미륨이 가장 적합하며, 상기 냉각핀(53)의 기공률(Porosity) φ는 0 < φ(%) < 100으로 정의된다.

또한, 상기 냉매관(51)과 냉각핀(53)의 양측면에는 각각 사이드판(55a, 55b)이 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 열교환기의 제조방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 냉매관(51)을 지그재그 모양으로 형성시킨 후 냉매관(51)의 양측면에 사이드판(55a, 55b)을 각각 장착한다(A). 이후, 상기 냉매관(51)의 주위에 스폰지상의 다공성 물질인 폴리우레탄(57)을 둘러싼다(B). 이때, 상기 폴리우레탄(57)은 냉매관(51)의 외측에만 설치될 수도 있고, 열교환기의 열전달 성능 향상을 위해 상기 냉매관(51)의 외측 및 그 사이 공간에 모두 설치될 수도 있다.

상기와 같이 냉매관(51) 주위에 폴리우레탄(57)이 설치되면 상기폴리우레탄(57)에 금속 파우더가 포함된 액상의 페이스트(59)를 골고루 적신다(C). 이때, 상기 페이스트(59)는 금속 파우더와 플럭스를 포함하여 구성된 것으로서, 상기 금속 파우더에는 열전달율이 좋은 알루미늄 파우더를 사용하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 폴리우레탄(57)이 페이스트(59)에 충분히 적셔진 상태가 되면 상기 냉매관(51) 및 폴리우레탄(57)을 노(盧)에 넣고 소정 온도로 가열한다(D).

상기와 같이 폴리우레탄(57)을 가열하면 상기 폴리우레탄(57)은 열에 의해 연소되어 제거되고 폴리우레탄(57)에 흡착된 알루니늄 파우더만 상기 폴리우레탄(57)과 동일한 형태로 남게 되어 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼 형태의 냉각핀(53)이 형성된다(E).

뿐만 아니라, 상기 냉각핀(53)은 상기한 노(盧)에서 가열되는 동안 상기 냉매관(51)과 접한 부분이 냉매관(51)에 브레이징 접합되게 된다. 이로써, 본 발명이 열교환기가 완성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법은, 무수히 많은 구멍이 불규칙적으로 형성된 폼 형태의 냉각핀(53)을 냉매관(51)에 일체로 결합시킴으로써 열교환기의 열전달 성능이 극대화되는 동시에 크기가 기존의 1/2 이하로 최소화되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 냉각핀(53)의 기공률을 변화시켜 열교환 면적을 조절할 수 있으므로 동일한 크기의 열교환기가 서로 다른 열전달 성능을 가질 수 있게 되어 설계유연성이 확보되고 다양한 용도로 사용 가능하게 되는 이점이 있다.

Claims (4)

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3. 냉매가 흐르는 냉매관을 소정 형태로 구성한 후 상기 냉매관의 주위에 스폰지상의 다공성 물질인 폴리우레탄을 둘러싸는 제 1과정과, 상기 폴리우레탄에 알루미늄 파우더와 플럭스가 포함된 액상의 페이스트를 적시는 제 2과정과, 상기 폴리우레탄은 연소되어 제거되고 폴리우레탄에 흡착된 금속 파우더만 상기 폴리우레탄과 동일한 형태로 남아 상기 냉매관에 브레이징 접합되도록 상기 냉매관 및 폴리우레탄을 소정 온도로 가열하는 제 3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법.
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