KR100437585B1 - 열교환기 장치 조립 방법 및 열교환기 - Google Patents

열교환기 장치 조립 방법 및 열교환기 Download PDF

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Abstract

열교환기 장치(12)를 조립하는 방법은 튜브 통로내로의 물리적인 삽입없이 열교환기 튜브(18)를 다수의 핀(24)에 고정시키기 위한 팽창 기법(expansion technique)을 포함한다. 이 방법은 튜브(18)가 실질적으로 평행한 튜브 부분(26)을 갖도록 형성하는 단계를 포함한다. 쌍으로 이루어진 튜브 부분(26)은 사행 튜브 구조를 형성하도록 밴드 또는 엘보(elbow)(28)에 의해 연결될 수 있다. 각각의 핀(24)은 튜브 부분(26)을 수납하도록 크기가 정해진 개구를 하나 또는 그 이상 포함하도록 형성된다. 그런 후 핀(24)은 핀 팩(pack)(22)을 형성하도록 배열되어, 개구는 핀 팩(22)을 관통하는 집합 통로(aggregate passage)를 형성하도록 정렬된다. 그런 후 튜브 부분(26)은 집합 통로내로 삽입되어, (존재할 경우) 엘보(28) 및/또는 튜브(18)의 단부는 핀 팩(22)의 외측에 남는다. 마지막으로, 튜브 부분(26)은 튜브 부분(26)에 대해 종방향으로의 압축력을 가함으로써 핀(24)에 접촉하도록 연장되고 핀(24)에 기계적으로 고정된다.

Description

열교환기 장치 조립 방법 및 열교환기{METHOD FOR ASSEMBLING A HEAT EXCHANGER}
열교환기는 모터, 엔진, 스티어링(steering) 오일, 트랜스미션 오일 및 작동유를 냉각시키기 위한 방열기, 공기 조화 장치에 사용하기 위한 응축기 및 증발기, 및 가열기 형태로 다양한 산업분야에서 널리 사용된다. 가장 간단한 형태에 있어서, 열교환기는 하나 또는 그 이상의 통로를 포함하며, 이 통로를 통해 유체는 통로를 둘러싼 주위 환경과 열을 교환하면서 유동한다. 주위 환경과 유체 사이에 열을 전달할 수 있는 표면적을 효과적으로 최대화시키기 위해서, 열교환기의 디자인은 핀과 열 소통을 갖는 다수의 튜브를 구비하는 대체로 튜브-핀 형태(tube-and-fin type)이다. 핀은 유체로부터 주위 환경으로, 또는 그 반대로 열을 전달하는 열교환기의 성능을 향상시킨다. 다양한 열교환기 디자인이 종래기술에 공지되어 있다. 디자인 변동은 유체 통로가 형성되는 방법 및 사용되는 핀의 형태를 포함한다. 예를 들면, 통로는 우회적인 방법으로 열교환기를 가로지르는 하나 또는 그 이상의 사행 튜브, 또는 일반적으로 납땜식으로 한쌍의 헤더에 및 한쌍의 헤더 사이에 연결되는 다수의 개별 평행 튜브로 이루어질 수 있다. 핀은 튜브가 삽입되는 개구를 갖는 패널 형태, 또는 인접한 쌍으로 이루어진 튜브 사이에 위치될 수 있는 센터(centers) 형태로 제공될 수 있다.
종래에 있어서, 열교환기는 납땜 작업 또는 기계적 팽창 기법을 사용하여 튜브와 핀을 연결함으로써 제조된다. 기계적 팽창 기법은 열교환기의 일체성을 보장하기 위해 전적으로 열교환기의 구성요소를 기계적으로 연결시키는 것에 의존한다. 기계적 팽창 기법의 장점은 양호한 기계적 강도 및 노내 작업(furnace operation)을 필요로 하는 연결 작업의 회피를 포함한다. 기계적으로 연결된 튜브와 핀의 열 성능은 튜브와 핀 사이의 적절한 접촉에 달려있다. 따라서, 기계적 팽창 기법에서의 향상은 종종 튜브-핀 조인트(tube-to-fin joint)의 균일성 및 일체성이 향상될 수 있는 방법으로 이루어진다. 종래의 기계적 팽창 방법은 일반적으로 외부적 작업 또는 내부적 작업으로 분류될 수 있다. 내부적 팽창 기법은 일반적으로 맨드렐 또는 불릿(bullet)과 같은 팽창 공구를 튜브내로 강제하는 것 또는 튜브에 대해 유압식 내부 압력을 가하는 것을 필요로 한다. 이러한 방법은 튜브의 벽을 외측으로 물리적으로 가압하여 핀과 맞물리도록 한다. 반대로, 외부적 팽창 기법은 일반적으로 튜브가 핀과 맞물리도록 충격을 가하거나 또는 압력을 가하는 공구로 튜브를 변형시키는 것을 필요로 한다. 내부적 팽창 방법은 조인트 강도를 향상시키고 열전달에 대한 저항을 낮추는 것을 특징으로 하나, 공구 또는 유체를 튜브내로 삽입하는 것은 튜브내로 오염물질을 유입시켜, 형성후(post-forming) 청결 작업을 필요로 하는 가능성으로 인해 바람직하지 않다. 또한, 튜브 벽을 변형시키기 위한 종래의 방법은 벽을 과도하게 얇게 하며, 그에 따라 강도를 감소시키는 가능성을 증가시킨다. 마지막으로, 내부적 팽창 방법은 사행 튜브가 형성된 열교환기에 사용하기 접합하지 않다. 반대로, 외부적 팽창 방법은 일반적으로 튜브의 전체 주연부 둘레로 균일한 튜브-핀 접촉을 달성할 수 없다.
상기로부터, 만일 향상된 방법이 열교환기의 튜브와 핀을 기계적으로 연결하도록 사용될 수 있다면 이로울 수 있음을 알 수 있다. 이러한 방법은 내부적 팽창 방법에 견줄만한 조인트 강도를 가져오지만, 오염물질 및 벽을 얇게 하는 가능성을 포함하는 내부적 팽창 방법의 단점을 피하기 위해 외부적 팽창 방법에 전적으로 의존한다. 또한 바람직한 기법은 사행 튜브 구조를 포함하는 열교환기 디자인에 사용하기 적합할 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따르면, 모터 또는 엔진을 냉각시키기 위한 방열기, 공기 조화 장치에 사용하기 위한 응축기 또는 증발기, 및 공기 그리고 유압 장치 유체용 냉각기 뒤에서 파워 스티어링(power steering) 오일, 자동 변속 오일 및 및 수동 변속 오일용 오일 냉각기, 또는 가열기로 사용하기 적합한 열교환기 장치를 조립하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 튜브 통로내로의 물리적인 삽입없이 향상된 기계적 조인트 강도 및 열교환기의 튜브와 핀 사이의 금속 대 금속 접촉을 나타내는 튜브-핀 조인트를 형성하는 신규한 팽창 기법을 포함한다. 결과적으로, 본 발명의 방법은 내부적 팽창 기법의 단점을 회피하며, 종래의 외부적 팽창 기법 이상의 많은 향상점을 제공한다.
본 발명의 방법은 실질적으로 평행한 튜브 부분을 갖는 하나 또는 그 이상의 튜브를 조립하기 위한 다수의 핀을 형성하는 단계를 포함한다. 쌍으로 이루어진 튜브 부분은 밴드 또는 엘보(elbow)에 의해 연결되어 사행 튜브 구조를 형성한다. 각각의 핀은 핀이 조립되는 각 튜브를 수납하기 위한 하나 또는 그 이상의 개구를 포함하도록 형성된다. 그런 후 핀은 핀 팩(pack), 즉 일련의 실질적으로 평행한 핀을 형성하도록 구성되어, 개구가 핀 팩을 관통하는 집합 통로(aggregate passage)를 형성하도록 정렬된다. 그런 후 튜브 부분은 집합 통로내로 삽입되어, 밴드 또는 엘보(존재할 경우)가 핀 팩의 외측에 남게 된다. 마지막으로, 튜브 부분은 튜브 부분에 대해 종방향으로 외력을 가함으로써 개별 핀과 접촉하도록 팽창되고 개별 핀에 기계적으로 고정된다. 특히, 튜브 부분의 단부는 고정되며 고정부를 통해 종방향 외력이 가해져, 튜브 부분이 반경방향 외측으로 부풀어 올라 튜브 부분과 핀 사이에 억지 끼워맞춤을 형성한다. 튜브에 연결되는 브래킷 또는 다른 설비는 튜브 부분의 반경방향 부풀림부에 의해 동시에 고정될 수 있다.
놀랍게도, 튜브가 바람직하게 고정되는 경우, 변형은 각 튜브 부분의 주연부 둘레에 균일하게 나타나, 균일한 억지 끼워맞춤이 각 튜브 부분과 그의 핀 사이에 이루어지며, 그에 따라 그들 사이에 열전달을 촉진한다. 바람직하게는, 필요한 종방향 외력은 튜브 부분만을 변형시킴으로써 쉽게 제어될 수 있으며, 핀 및 설비와 맞물리도록 하기 위해 필요한 것 보다 큰 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 튜브 부분의 영역에 국한되며, 이는 결과적인 튜브-핀 조립체의 구조적인 일체성을 더욱 촉진한다. 압축력이 사용되는 경우, 벽 두께의 감소(wall thinning)는 튜브 부분에서 발생하지 않는다. 반대로, 벽 두께의 증가(wall thickening)가 발생할 수 있다.
상기의 조립 방법은 핀 팩내로의 튜브 부분의 삽입 및 복잡하지 않은 작업으로 튜브 부분의 팽창이 이루어질 수 있도록 한다. 몇몇 적용에 있어서, 튜브를 핀 팩내로 삽입시키기 위해 사용되는 고정부는 종방향 압축력이 튜브를 팽창시키도록 가해지는 고정부로서 작용한다. 본 발명의 방법은 내부적 팽창 기법 및 납땜 작업에 필적하는 조인트 강도 및 일체성을 달성하기 위해 사용되는 종래의 조립 방법과 비교하여 상당히 간략화된다. 또한, 본 발명의 방법은 핀을 연속적인 사행 튜브에 고정시키기 위해 사용될 수 있으며, 여기서 튜브 부분 및 밴드 또는 엘보는 핀 팩을 통해 일체적으로 형성된 유체 통로의 일부이며, 각 튜브 부분은 핀 팩내의 각 핀에 개별적으로 고정되어 높은 기계적 일체성의 열교환기를 형성한다. 단일의 연속적인 사행 튜브의 사용은 평행하게 배열된 다수의 튜브 부분에 기계적으로 또는 야금적으로 연결되어야 하는 다수의 밴드 또는 엘보 및 연결장치를 필요로 하는 종래식으로 조립된 사행 튜브와 비교해 조립을 간략화한다. 본 발명의 다른 장점은, 내부적 팽창 공구를 사용하는 종래의 실시예와는 반대로, 내부 튜브 난류 발생기(turbulators) 및 표면 형상부[예를 들면, 선조새김된 튜브(rifled tubes)]가 상술된 연결 기법에 의해 파손되지 않는다고 하는 것이다. 마지막으로, 본 발명은 납땜된 열교환기를 위해 필요한 복잡한 방법 및 장치없이 우수한 튜브-핀 조인트를 달성한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 하기의 상세한 설명에 의해 더욱 잘 알 수 있다.
본 발명은 예로서 첨부된 도면을 참조하여 상술된다.
본 발명은 열교환기를 조립할 목적으로 튜브를 일련의 핀에 연결시키는 향상된 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 튜브와 핀을 기계적으로 연결하기 위한 향상된 방법에 관한 것으로, 튜브는 튜브 통로내로의 관입없이 종방향 압축에 의해 변형되어, 튜브가 튜브에 장착되는 핀 및 다른 설비와 맞물리도록 반경방향 외측으로 팽창한다.
도 1은 본 발명에 따라 튜브 단부를 고정하기 전의 열교환기 장치용 튜브-핀 조립체 및 조립체의 튜브 단부용 고정구의 측면도,
도 2는 튜브 단부의 고정후 도 1의 튜브-핀 조립체의 평면도,
도 3 및 도 4는 각기 본 발명에 따라 튜브와 핀을 기계적으로 연결시키기 위해 튜브에 반경방향 부품림부를 형성하기 위해 고정구상에 종방향 외력을 가한 후의 도 1의 튜브-핀 조립체의 평면도 및 측면도,
도 5, 도 6 및 도 7은 각기 도 1 내지 도 4에 도시된 방법으로 조립된 응축기/증발기, 자동차 오일 냉각기 및 매니폴드형 작동유 냉각기의 사시도,
도 8 및 도 9는 도 7의 열교환기에 대해 본 발명의 방법을 사용해 형성될 수 있는 다른 튜브-헤더 조인트.
열교환기의 튜브와 핀을 조립하고 기계적으로 연결하기 위한 개선된 방법이 도 1 내지 도 4에 도시되어 있으며, 본 방법에 의해 조립가능한 열교환기(10, 12, 14)의 실시예가 각기 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 열교환기(10)는 응축기 또는 증발기로서 구성되며, 열교환기(12)는 자동차 오일 냉각기로서 구성되며, 열교환기(14)는 오프-로드(off-road) 또는 자동차 열 교환기로서 구성된다. 도 5 및 도 6의 열교환기는 일반적으로 각기 사행 튜브(튜브)(16, 18)를 특징으로 하며, 이들 각각은 각기 다수의 실질적으로 평행한 핀(24)으로 이루어진 핀 팩(20, 22)내에 배치된다. 비록 튜브 부분(26)의 단부에 부착된(예를 들면, 납땜 또는 땜납됨) 엘보의 사용이 본 발명의 범위내에 속하지만, 튜브(16, 18)는 서로 쌍으로 이루어지고 180°밴드(28)에 의해 상호연결된 것으로 도시된 다수의 실질적으로 평행한 튜브 부분(26)을 형성한다. 도 7의 열교환기(14)는 한쌍의 매니폴드(32) 사이에 평행하게 연결된 튜브(30)를 특징으로 한다. 도 5 및 도 6의 열교환기(10, 12)에 반해, 도 7에 도시된 열교환기(14)의 튜브(30)는 실질적으로 평행한 핀(36)으로 이루어진 핀 팩(34)내에 배치된다. 튜브(16, 18, 30)는 각기 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 단면 형상이 사용될 수 있음을 알 수 있다. 튜브(16, 18, 30) 및 핀(24, 36)은 구리 및 알루미늄 합금(이들에 한정되지 않음)과 같은 적절한 재료로 형성될 수 있다. 튜브(16, 18, 30)는 압출 가공될 수 있으며, 사행 튜브(16, 18)는 결과적으로 적절한 굽힘 기법을 사용하여 소망의 사행 형상을 얻을 수 있다. 핀(24, 36)은 스탬프 가공 또는 다른 적절한 기법에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 외부적 팽창 방법이 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 열교환기(10, 12, 14)에 대해 상술되었지만, 본 기술분야에 숙련된 사람들은 본 발명의 개시내용이 외형에 있어서 상당한 차이를 나타낼 수 있는 열교환기 장치에 적용될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들면, 도 5 및 도 6에는 단지 하나의 단일 사행 튜브가 도시되어 있지만, 다양한 형태(지그재그형 또는 직렬식)의 다수의 사행 튜브가 이들 열교환기(10, 12)의 구조에 사용될 수 있다. 또한, 열교환기(10, 12, 14)는 하나의 단일한 로우(row)의 튜브로 이루어진 것이 도시되어 있지만, 복수의 로우 또는 칼럼(columns)의 튜브가 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 도 6의 열교환기(12)의 사행 튜브(18)와 핀(24)을 조립 및 기계적으로의 연결을 나타내는 방법 및 고정구를 나타낸다. 그러나, 도 1 내지 도 4에 도시된 고정구 및 방법은 도 5의 사행 튜브-핀 조립체 및 도 7의 열교환기(14)에 의해 필요로 하는 평행한 튜브-핀 조립체에 적용할 수 있으며, 평행한 튜브-핀 조립체를 위한 고정구에 대해 조그마한 변화가 요구된다. 각각의 경우에 있어서, 튜브의 직선 부분[도 5 및 도 6의 튜브 부분(26)과 도 7의 튜브(30)]은 각각의 핀(24, 36)에 형성된 개구내에 수납된다. 튜브의 단면에 대응하는 개구의 외형, 즉 둥근 튜브 부분(26, 30)은 조금 큰 직경의 원형 개구내로 삽입된다. 본 발명에 따르면, 개구는 그 내에 수납되는 튜브보다 약 5% 정도 큰 직경을 갖는 것이 바람직하나, 상이한 간극이 사용될 수 있음을 알 수 있다. 일 실시예에 있어서, 약 0.373 인치 내지 약 0.375 인치(약 9.47㎜ 내지 약 9.53㎜)의 직경을 갖는 튜브는 약 0.375 인치 내지 약 0.377 인치(약 9.53㎜ 내지 약 9.58㎜)의 직경을 갖는 개구내에 조립되고, 이때 간극은 약 0.000 인치 내지 약 0.004 인치(약 0.1㎜ 까지)이다.
도 1을 참조하면, 튜브 부분(26)이 핀(24)의 개구내로 삽입된 후의 튜브(18)와 핀(24)이 도시되어 있다. 핀 팩(22)으로부터 연장하는 튜브(18)의 대향 단부와 맞물리기 전의 한쌍의 클램프식 고정구(38, 40)가 도시되어 있다. 각각의 고정구(38, 40)는 공동(42, 44)을 갖는 2개의 반부(halves)로 이루어지며, 반부가 서로 클램프될 때 공동은 튜브(18)의 인접 단부와 맞물린다. 고정구(38)내의 공동(42)은 튜브(18)의 밴드(28)를 수납하기 위한 밴드(46)를 포함한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 각 공동(42, 44)의 직경은 파지 작용을 제공하도록 튜브(18) 및 밴드(28)의 직경보다 약간 작은 것이 바람직하다. 도 7에 도시된 형태의 열교환기와 같이, 튜브의 작은 부분만이 핀 팩의 외측에 액세스할 수 있을 경우, 공동(42, 44)은 튜브를 파지하는 것에 의존하는 대신 튜브 단부에 대한 접촉 표면을 제공하도록 변형되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 사용하기 적합한 고정구는 소망의 종방향 외력이 가해지는 동안 튜브를 안정화하기 위해 튜브를 파지하고, 튜브와 접촉하거나, 또는 이들을 조합하도록 구성될 수 있다.
도 2에는 적절한 격납 박스(containment box) 및 클램프 가이드(58)내에서 튜브(18)에 클램프되는 고정구(38, 40)가 도시되어 있는 반면, 도 3 및 도 4에는 고정구(38, 40)에 이 고정구(38, 40) 사이에서 튜브 부분(26)의 종방향 압축을 야기하는 종방향 외력이 가해진 후의 장치가 도시되어 있다. 그 결과로 튜브의 길이부를 따라서 튜브 부분(26)의 반경방향 팽창이 이루어져, 튜브 부분(26)은 각각의 핀(24)과 맞물리고 기계적으로 연결되도록 팽창된다. 또한, 종방향 압축은 고정구(38, 40)와 핀 팩(22) 사이의 튜브(18)에서 종방향 부풀림부(48, 50)의 형성을 야기한다. 핀(24)은 그들의 개구내에서 발생하는 팽창량을 제한하며, 더한 변형은 각각의 인접한 쌍으로 이루어진 핀(24) 사이에 튜브 부분(26)의 반경방향 부풀림부를 형성한다. 또한, 도 4에는 팽창 작업에 의해 튜브(18)에 브래킷(52)을 고정하는 것이 도시되어 있다. 브래킷(52)이 핀 팩(22) 외측의 튜브(18)에 부착된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 방법은 브래킷(52) 및 다른 설비가 핀 팩(22)내의 튜브 부분(26)에 고정되도록 한다.
튜브(18)와 핀(24)의 반경방향의 기계적 연결을 얻기 위한 튜브(18)의 종방향 압축량은 사용되는 튜브(18) 및 핀(24)의 재료, 및 치수에 부분적으로 달려있다. 실제로, 약 6.5 인치(약 16.5㎝)의 길이 및 약 0.375 인치(약 9.5㎜)의 직경을 갖는 알루미늄 튜브는 튜브를 종방향 압축함으로써 상술한 약 0.375 인치(약 9.5㎜) 범위로 크기설정된 개구를 갖는 핀(36)과 단단히 조립될 수 있다.
도 8에는, 본 발명의 방법에 따라 튜브(30)와 핀(36)을 기계적으로 연결한 후에 도 7의 열교환기(14)의 평행 튜브-핀 조립체를 매니폴드(32)와 조립하기 위한 적절한 기법이 도시되어 있다. 부풀림부(50)가 매니폴드(32)의 외부와 접할 때까지 튜브(30)중 하나의 단부가 매니폴드(32)의 개구내로 삽입된 것이 도시되어 있다. 그런 후 튜브(30)는 매니폴드(32)에 땜납되어서, 땜납 조인트를 형성하며, 튜브(30)내의 부풀림부(50)로 인해 누출에 대한 저항성이 향상된다. 도 9는 변형예를 도시하는 것으로, 한쌍의 부풀림부(50)가 튜브(30)의 단부에 형성되어, 개구를 형성하는 매니폴드(32)의 벽을 수납하는 환형 홈(56)을 형성한다. 또한, 땜납이 사용되어 땜납 조인트(54)를 완성한다.
본 발명이 바람직한 실시예에 대해 상술되었지만, 본 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 다른 형태가 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 예를 들면, 상술한 바와 다른 각종 재료가 사용될 수 있으며, 고정구, 튜브 및 핀은 본 발명의 장점을 달성하기 위해 이미 도시된 것과 상이하게 구성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 열교환기 장치를 조립하는 방법에 있어서,
    종방향 튜브 부분을 갖는 적어도 하나의 튜브 및 다수의 핀을 형성하는 단계로서, 각각의 핀은 상기 튜브 부분을 수납하기 위한 적어도 하나의 개구를 포함하도록 형성되는, 튜브 및 핀 형성 단계와,
    상기 핀의 개구가 동축으로 정렬되도록 상기 핀을 배열시켜 핀 팩을 형성하여 상기 핀 팩을 관통하는 집합 통로(aggregate passage)를 형성하는 단계와,
    상기 튜브의 대향식으로 위치된 단부가 상기 핀 팩의 외측에 남도록 상기 튜브 부분을 상기 집합 통로내로 삽입시키는 단계와,
    상기 튜브의 단부를 고정시키는 단계와,
    상기 튜브의 단부에 종방향 압축력을 가해 상기 튜브 부분을 핀과 접촉하도록 반경방향으로 팽창시켜, 상기 핀을 상기 튜브 부분에 기계적으로 고정시키도록 상기 튜브 부분과 상기 개구 사이에 억지 끼워맞춤부를 형성하는 단계를 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는 밴드에 의해 연결된 한쌍의 종방향 튜브 부분을 가지며, 상기 각각의 핀은 한쌍의 개구를 가지며, 상기 각각의 튜브 부분은 상기 각 핀내의 쌍으로 이루어진 개구중 대응하는 하나에 수납되는
    열교환기 장치 조립 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    다수의 튜브가 형성되며, 각각의 상기 튜브는 종방향 튜브 부분을 가지며, 각각의 상기 핀은 한쌍의 개구를 가지며, 각각의 상기 튜브 부분은 각각의 상기 핀내에 쌍으로 이루어진 개구중 대응하는 하나에 수납되는
    열교환기 장치 조립 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    브래킷을 상기 튜브 부분에 조립시키고 그런 후 상기 종방향 압축력이 상기 튜브의 단부에 가해질 때 상기 브래킷을 상기 튜브 부분에 고정시켜, 상기 브래킷과 핀이 상기 튜브에 동시에 고정되는 단계를 더 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 상기 튜브의 주연부 둘레로 상기 튜브 부분의 균일한 변형을 발생시키는
    열교환기 장치 조립 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 상기 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기 장치 조립 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 상기 튜브 부분의 벽을 두껍게 하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 반경방향 부풀림부가 상기 핀 팩에 인접한 적어도 제 1 단부에 형성되도록 하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    주변 개구를 그 내에 갖는 매니폴드를 형성하는 단계와,
    상기 튜브의 제 1 단부를 상기 매니폴드내의 주변 개구내로 삽입시켜 상기 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드와 접하는 단계와,
    상기 튜브를 상기 매니폴드에 땜납시켜 상기 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드에 대해 접한채 남게 되는 단계를 더 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 한쌍의 반경방향 부풀림부가 상기 핀 팩에 인접한 적어도 제 1 단부에 형성되도록 하며, 상기 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부는 환형 홈에 의해 종방향으로 이격되고, 상기 방법은 ① 내측 통로 및 주변 개구를 갖는 매니폴드를 형성하는 단계와, ② 상기 튜브의 제 1 단부를 상기 매니폴드내의 주변 개구내로 삽입시켜 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부 중 제 1 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드의 내측 통로에 위치되고 상기 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부 중 제 2 반경방향 부풀림부는 상기 매니폴드의 외측에 위치되는 단계와, ③ 상기 튜브를 상기 매니폴드에 땜납시켜 상기 제 1 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드의 내측 통로내에 위치된 채 남게 되는 단계를 더 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  11. 제 6 항의 방법에 의해 형성된 열교환기.
  12. 제 9 항의 방법에 의해 형성된 열교환기에 있어서,
    종방향 압축력을 가하는 단계는 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 상기 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기.
  13. 제 10 항의 방법에 의해 형성된 열교환기에 있어서,
    종방향 압축력을 가하는 단계는 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 상기 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기.
  14. 열교환기 장치를 조립하는 방법에 있어서,
    다수의 핀, 및 다수의 종방향 튜브 부분을 갖는 적어도 하나의 튜브를 형성하는 단계로서, 상기 각각의 핀은 상기 튜브 부분을 수납하기 위한 개구를 포함하도록 형성되는, 핀 및 튜브 형성 단계와,
    상기 핀의 개구가 동축으로 정렬되도록 상기 핀을 배열시켜 핀 팩을 형성하여 상기 핀 팩을 관통하는 집합 통로를 형성하는 단계와,
    상기 튜브 부분의 대향식으로 위치된 단부가 상기 핀 팩의 외측에 남도록 상기 튜브 부분을 상기 집합 통로내로 삽입시키는 단계와,
    각각의 상기 튜브 부분 중 제 1 단부를 제 1 고정 조립체와 파지시키고 각각의 상기 튜브 부분 중 제 2 단부를 제 2 고정 조립체와 파지시키는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 고정 조립체중 적어도 하나에 종방향 압축력을 가해 각각의 상기 튜브 부분이 상기 핀과 접촉하도록 반경방향으로 팽창되어, 상기 핀을 상기 튜브 부분에 기계적으로 고정시키도록 상기 튜브 부분과 상기 핀 사이에 억지 끼워맞춤부를 형성하고, 상기 핀 팩에 인접한 각각의 상기 제 1 및 제 2 단부상에 반경방향 부풀림부를 형성하는 단계를 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    적어도 한쌍의 상기 종방향 튜브 부분은 180°밴드에 의해 연결되는
    열교환기 장치 조립 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 종방향 튜브 부분은 다수의 개별 튜브에 의해 형성되며, 상기 방법은 ① 각각의 매니폴드가 주변 개구를 갖는 한쌍의 매니폴드를 형성하는 단계와, ② 상기 튜브의 제 1 및 제 2 단부를 상기 매니폴드내의 주변 개구내로 삽입시켜 각각의 상기 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드중 하나와 접하는 단계와, ③ 상기 튜브를 상기 매니폴드에 땜납시켜 각각의 상기 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드중 하나에 대해 접한 채 남게 되는 단계를 더 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 종방향 압축력을 가하는 단계는 한쌍의 반경방향 부풀림부가 상기 핀 팩에 인접한 각각의 제 1 및 제 2 단부에 형성되도록 하며, 각각의 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부는 환형 홈에 의해 종방향으로 이격되며, 상기 방법은 ① 각각의 매니폴드가 내측 통로 및 주변 개구를 갖도록 한쌍의 매니폴드를 형성하는 단계와, ② 상기 튜브의 제 1 및 제 2 단부를 상기 매니폴드내의 주변 개구내로 삽입시켜 각각의 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부 중 제 1 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드중 하나의 내측 통로내에 위치되고 각각의 쌍으로 이루어진 반경방향 부풀림부 중 제 2 반경방향 부풀림부는 상기 매니폴드중 하나의 외측에 위치되는 단계와, ③ 상기 튜브를 상기 매니폴드에 땜납시켜 각각의 상기 제 1 반경방향 부풀림부가 상기 매니폴드의 내측 통로중 하나내에 위치된 채 남게 되는 단계를 더 포함하는
    열교환기 장치 조립 방법.
  18. 제 14 항의 방법에 의해 형성된 열교환기에 있어서,
    종방향 압축력을 가하는 단계는 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 상기 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기.
  19. 제 16 항의 방법에 의해 형성된 열교환기에 있어서,
    종방향 압축력을 가하는 단계는 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 상기 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기.
  20. 제 17 항의 방법에 의해 형성된 열교환기에 있어서,
    종방향 압축력을 가하는 단계는 튜브 부분만이 변형되도록 하여, 핀과 맞물리기에 필요한 것 보다 큰 상기 튜브 부분의 부풀림이 핀 사이의 상기 튜브 부분의 영역에 국한되는
    열교환기.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6253839B1 (en) * 1999-03-10 2001-07-03 Ti Group Automotive Systems Corp. Refrigeration evaporator
KR20010026725A (ko) * 1999-09-08 2001-04-06 윤종용 열교환기의 리턴벤드 자동 삽입기
JP2001173977A (ja) * 1999-12-10 2001-06-29 Samsung Electronics Co Ltd 冷凍サイクル用熱交換器及びその製造方法
US6460372B1 (en) * 2001-05-04 2002-10-08 Carrier Corporation Evaporator for medium temperature refrigerated merchandiser
US6679080B2 (en) * 2001-05-04 2004-01-20 Carrier Corporation Medium temperature refrigerated merchandiser
US8151587B2 (en) * 2001-05-04 2012-04-10 Hill Phoenix, Inc. Medium temperature refrigerated merchandiser
US6923013B2 (en) * 2001-05-04 2005-08-02 Carrier Corporation Evaporator for medium temperature refrigerated merchandiser
TWM244509U (en) * 2003-07-16 2004-09-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd A heat pipe radiator
TWM244561U (en) * 2003-09-12 2004-09-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd A heat pipe radiator
CN2694359Y (zh) * 2004-04-02 2005-04-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管散热装置
US8635867B2 (en) * 2004-07-15 2014-01-28 Parker-Hannifin Corporation Hydrostatic transmission
US7011147B1 (en) * 2004-11-17 2006-03-14 Chung-Tsai Hung Heat pipe type circular radiator with sector cooling fins
US7631496B2 (en) * 2005-09-28 2009-12-15 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic unit with integral oil cooler
KR100839056B1 (ko) * 2007-04-27 2008-06-19 알미늄프라자 주식회사 그레이팅의 제조방법
KR100931284B1 (ko) * 2007-06-15 2009-12-11 서창환 냉각기의 방열핀 적층 조립방법 및 조립장치
US20090145587A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Calsonickansei North America, Inc. Fin pack, heat exchanger, and method of producing same
US20100212868A1 (en) * 2008-02-15 2010-08-26 Yang Chien-Lung Assembled configuration of cooling fins and heat pipes
US8857171B2 (en) * 2010-02-11 2014-10-14 Parker-Hannifin Corporation Integrated hydrostatic transmission
IT1398306B1 (it) * 2010-02-22 2013-02-22 Sierra S P A Apparato per l'inserimento di curvette nei tubi per fluido di uno scambiatore di calore.
EP2846961B1 (en) * 2012-05-10 2023-04-12 Arconic Technologies LLC Tube for a heat exchanger
CN108213245A (zh) * 2018-03-08 2018-06-29 辽宁东升精机有限公司 一种换热器芯体排布机
CN110935812A (zh) * 2019-12-10 2020-03-31 江西莱利电气有限公司 冷却器加工装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3466738A (en) 1965-06-07 1969-09-16 Wadsworth W Mount Method of joining tubes by driven force fit and joint produced thereby
US4541655A (en) 1976-07-26 1985-09-17 Hunter John J Pipe coupling joint
FR2443889A2 (fr) 1978-12-13 1980-07-11 Cegedur Assemblage de tubes
DE3126030C2 (de) 1981-07-02 1983-04-14 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Rohrverbindung für einen Wärmetauscher mit einer Vielzahl einzelner miteinander zu verbindender Teile
CA1252272A (en) 1983-05-09 1989-04-11 Satoshi Tanno Method of manufacturing fin-tube heat exchangers
US4769897A (en) 1983-08-25 1988-09-13 Enron Corp. Method for forming a press-fitted pipe joint
US4645247A (en) 1984-05-25 1987-02-24 Energy Pipelines International Company Mechanical pipe joint
US4858296A (en) 1986-12-22 1989-08-22 Carrier Corporation Method for tension expanding tubes
US4839950A (en) 1987-05-20 1989-06-20 Crown Unlimited Machine, Incorporated Method for making a tube and fin heat exchanger
JPH0259130A (ja) 1988-07-13 1990-02-28 Mie Horo Kk 管材の接合方法
CA1313184C (en) 1989-03-28 1993-01-26 David G. Rowntree Heat exchanger manufacturing method and apparatus
US5158134A (en) * 1990-11-01 1992-10-27 Lennox Industries Inc. Fully floating tube bundle
US5154679A (en) * 1991-08-22 1992-10-13 Carrier Corporation Method of assembling a heat exchanger using a fin retainer
US5511831A (en) 1993-01-04 1996-04-30 Modine Manufacturing Company Self-centering, self-seating, double-sealing, interference fit tube joint
DE4334230C2 (de) 1993-06-30 2000-06-29 Euromotive Gmbh Verfahren zum Befestigen eines Profilteils in einem das Profilteil umgreifenden Hohlprofil
US5687473A (en) * 1994-10-05 1997-11-18 Kyoshin Kogyo Co., Ltd. Apparatus and method for mounting a hairpin tube to a heat exchanger
US5680695A (en) * 1995-06-16 1997-10-28 Vetter; Klaus-Dieter Hairpin lacing apparatus

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EP1030753B1 (en) 2002-02-27
AU729327B2 (en) 2001-02-01
WO1999025508A1 (en) 1999-05-27
KR20010032035A (ko) 2001-04-16
AU1408799A (en) 1999-06-07
JP3567133B2 (ja) 2004-09-22
ES2172245T3 (es) 2002-09-16
US6167619B1 (en) 2001-01-02
CA2308581C (en) 2006-01-10
JP2001523577A (ja) 2001-11-27
DE69804007D1 (de) 2002-04-04
BR9814862A (pt) 2000-10-03

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