KR100455430B1 - 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 냉각판이 구비된 열교환기 표면처리장치 및 그 냉각판 제조방법은 간단한 방법으로 냉각판(135)을 제작하고, 그와 같이 제작된 냉각판(135)을 전극(134)이 고정되는 챔버의 도어 내측면에 부착시켜서 증착작업시 전극(134) 주변이 냉각되도록 함으로써, 상대적으로 높은 온도가 되는 열교환기(200)에 많은 양의 증착물이 증착되게 되어 증착효율이 향상되어 진다.

Description

열교환기 표면처리장비의 냉각장치 및 그 제조방법{COOLING APPARATUS FOR SURFACE TREATMENT DEVICE OF HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 열교환기의 전체 표면에 표면처리를 하는 표면처리장치에 관한 것으로, 특히 전극의 고정부위에 냉각이 이루어지도록 하여 표면처리되는 열교환기가 상대적으로 높은 온도로 유지되는 상태에서 증착이 이루어질 수 있도록 한 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

열교환기는 냉장고와 같은 냉동기기나 에어콘과 같은 공조기기에 설치되어, 주변의 더운 공기를 차가운 공기로 열교환하는 기기로서, 기액분리를 위한 어큐믈레이터, 냉매를 통과시키는 냉매 파이프, 방열을 위한 방열핀, 냉매 파이프의 양단부를 고정하기 위한 앤드 플레이트 등으로 구성되어 진다.

도 1은 종래 냉장고에 장착되는 열교환기의 일예를 보인 정면도로서, 도시된 바와 같이, 냉매가 통과됨과 아울러 긴시간동안 냉매가 통과될 수 있도록 지그재그형상으로 절곡되어 있는 알루미늄 재질의 관체로된 냉매 파이프(1)의 양단부가 철판재질의 앤드 플레이트(END PLATE)(2)(2')로 고정되어 있고, 그 앤드 플레이트(2)(2')의 사이에는 열교환면적이 넓게 형성되도록 상기 냉매 파이프(1)에 삽입됨과 아울러 일정간격이 유지되도록 알루미늄 재질의 판체로된 방열핀(3)들이 결합되어 있으며, 이 도면에서는 생략되어 있으나 통상적으로 냉매 파이프(1)의 단부에 기액분리를 위한 어큐믈레이터(ACCUMULATOR)(미도시)가 연결되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래의 열교환기는 소정크기로 가공된 방열핀(3)들을 냉매 파이프(1)에 삽입하여 조립하고, 그와 같이 방열핀(3)들이 조립된 냉매 파이프(1)의 양단부에 앤드 플레이트(2)(2')를 결합하여 고정되도록 한다.

그리고, 상기와 같은 방열핀(3)에는 경우에 따라 열교환기의 효율을 향상시키기 위하여 표면에 표면처리를 함으로써 친수성 또는 소수성 및 내부식성의 향상을 위한 처리를 하게 되는데, 이와 같은 표면처리의 대표적인 방법으로 플라즈마를 이용한 친수성막을 부품의 표면에 증착시키는 방법이 소개되고 있다.

또한, 최근에는 플라즈마 증착장치에서 시트상태의 소재 표면에 연속적으로 친수성 막을 증착하여 대량으로 소재를 제작한 다음, 그 소재를 가공하여 방열핀(3)으로 이용함으로써 열교환기를 대량생산할 수 있도록 하는 기술에 대한 연구도 함께 진행되고 있다.

한편, 여러 연구자들에 의하여 친수성을 극대화시키려는 연구도 활발하게 이루어지고 있는데, 그 대표적인 예가 조립되어진 열교환기를 표면처리장치에 연속적으로 통과시키며 대량으로 열교환기 전면에 표면처리를 하는 방법이며, 그러나, 이와 같은 표면처리 방법은 주변의 부품들 보다 피처리물인 열교환기에 보다 많은 증착물이 증착되도록 하는 것이 증착효율 측면에서 바람직하나 이와 같은 조건을 조성하는 것에 상당한 어려움이 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피처리물의 온도가 주변의 온도 보다 상대적으로 높게 유지되도록 하여 증착효율을 향상시키도록 하는데 적합한 열교환기 표면처리장비의 냉각장치를 제공함에 있다.

또한, 냉각유체가 흐르도록 하기 위한 대형의 냉각판을 용이하게 제작할 수 있도록 하는데 적합한 열교환기 표면처리장비의 냉각장치의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 열교환기의 구조를 보인 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 냉각장치가 구비된 열교환기 표면처리장치를 개략적으로 보인 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 챔버의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 냉각판의 구조를 보인 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 냉각판의 제조순서를 보인 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 캐리어 102 : 표면처리부

103 : 이송부 104 : 트랜스퍼

105 : 전원인가부 132 : 도어

133 : 쉴드 134 : 전극

135 : 냉각판 135a : 몸체부

135b : 냉각수라인 135c : 냉각수주입공

135d : 냉각수배출공 140 : 드릴

141 : 상면 142 : 세로축홀

143 : 측면 144 : 가로축홀

145 : 마개 200 : 열교환기

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여조립되어진 열교환기가 장착되는 다수개의 캐리어와, 그 다수개의 캐리어를 순차적으로 이송시키기 위한 이송부와, 그 캐리어에 의하여 이송되는 열교환기들의 전체 표면에 표면처리막을 연속적으로 형성시키기 위해 로딩챔버, 클리닝챔버, 중합챔버, 포스트챔버, 언로딩챔버가 차례로 배치되어 있는 표면처리부와, 그 표면처리부의 양측에 배치되어 열교환기들이 장착된 캐리어를 표면처리부에 로딩/언로딩하기 위한 트랜스퍼와, 상기 캐리어가 표면처리부를 통과할때에 캐리어에 장착된 열교환기에 전원을 인가하기 위한 전원인가부로 구성되고,상기 중합챔버의 챔버본체 내부 양측과 중앙부에 설치된 쉴드의 양측에 전극이 설치되고,상기 캐리어의 열교환기 장착부가 쉴드의 양측에 위치되어 그 열교환기 장착부에 장착된 열교환기가 2열로 이송되며 표면처리가 이루어지는 열교환기 표면처리장비에 있어서,

상기 중합챔버의 챔버 본체 내측면에 설치되는 전극 후위에는 열교환기가 이송되는 부위가 상대적으로 높은 온도가 되어 열교환기에 많은 양의 증착물이 증착될 수 있도록 내부에 냉각수라인이 형성되어 있는 냉각판이 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치가 제공된다.

또한, 판체상의 몸체부 상면에서 일정간격으로 수개의 세로축홀을 형성하고, 몸체부의 측면에서 일정간격을 두고 2개의 가로축홀을 형성하여 세로축홀들과 연통되도록 하며, 상기 세로축홀과 가로축홀이 교차하는 부위의 일측 모서리 부위에 수직방향으로 냉각수주입공을 형성함과 아울러 그 반대편에 냉각수배출공을 형성하고, 상기 상면과 측면의 가로축홀과 세로축홀의 입구부에 마개로 고정하여 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 제조방법이 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각장치가 구비된 열교환기 표면처리장치를 개략적으로 보인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 챔버의 종단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 냉각판의 구조를 보인 정면도이다.

도시된 바와 같이, 완성품으로 조립되어진 다수개의 열교환기(200)를 장착할 수 있도록 다수개의 캐리어(CARRIER)(101)가 일정간격을 두고 일측에 배열되어 있고, 타측에는 캐리어(101)에 장착되어 있는 열교환기(200)들의 표면에 표면처리를 실시하기 위한 표면처리부(102)가 마련되어 있으며, 상기 캐리어(101)들은 이송부(103)에 의하여 연속적으로 표면처리부(102)의 전방으로 이송될 수 있도록 되어 있고, 그와 같이 이동된 캐리어(101)들은 표면처리부(102)의 양측에 설치된 트랜스퍼(TRANSFER)(104)에 의하여 표면처리부(102)에 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 되어 있으며, 상기 표면처리부(102)에는 전원인가부(105)에 의하여 캐리어(101)에 장착된 상태로 이송되는 열교환기(200)에 전원이 인가될 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 표면처리부(102)는 전방에서 외부공기가 기기 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 로딩챔버(LOADING CHAMBER)(111), 열교환기에 부착된 이물질을제거하기 위한 클리닝챔버(CLEANING CHAMBER)(112), 표면처리가 이루어지는 중합챔버(113), 후처리를 위한 포스트챔버(POST CHAMBER)(114), 후방에서 기기내부로 외부공기가 유입되는 것을 차단하기 위한 언로딩챔버(UNLOADING CHAMBER)(115)가 터널형상으로 배치되어 있고, 그 각각의 챔버들의 사이에는 밀폐를 위한 게이트 밸브(GATE VALVE)(116)들이 장착되어 있다.

또한, 상기 각 챔버들의 후위에는 챔버들의 내부공기를 외부로 펌핑하기 위한 펌프(121)가 각각 설치되어 있고, 상기 클리닝챔버(112), 중합챔버(113), 포스트챔버(114)에는 작업시 공정가스를 공급하기 위한 가스공급기구(122)가 연결 설치되어 있다.

그리고, 상기 챔버본체(131)의 양측에는 도어(132)가 개폐가능하게 설치되어 있고, 그 챔버본체(131)의 중앙부에는 천장에 매달리도록 수직방향으로 배기가스를 배기하기 위한 쉴드(133)가 설치되어 있으며, 상기 도어(132)의 내측면과 쉴드(133)의 양측면에는 금속망체로된 전극(134)들이 설치되어 있다.

또한, 캐리어(101)에 장착되는 열교환기(200)들이 쉴드(133)에 고정된 전극(134)과 챔버본체(131)의 내측면에 고정된 전극(134)의 사이로 이송되어 지는데, 상기 챔버본체(131)의 내측면에 고정된 전극(134)의 후위에는 주변온도를 냉각하기 위한 냉각판(135)이 설치되어 있고 상기 쉴드(133)의 측면에는 다수개의 가스배기공(133a)들이 형성되어 있다.

상기 냉각판(135)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일정두께와 넓이를 가지는 알루미늄재질로된 사각 판체상의 몸체부(135a) 내부에 냉각수가 순환될 수 있도록 냉각수라인(135b)이 형성되어 있고, 그 냉각수라인(135a)에는 냉각수가 주입되는 냉각수주입공(135c)과 냉각수가 배출되는 냉각수배출공(135d)이 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 136은 가스가 분사되는 분사공들이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 냉각판이 구비된 열교환기 표면처리장치에서 열교환기의 표면처리가 이루어지는 것을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 열교환기 표면처리장치에서의 표면처리 작업은 열교환기가 완전히 조립된 상태에서 이루어진다.

즉, 알루미늄 소재의 파이프를 절곡하여 냉매파이프를 제작한 다음 그 냉매파이프에 알루미늄 재질의 방열핀을 삽입하여 결합하고, 냉매파이프의 양단부에 앤드 플레이트를 결합하여 열교환기(200)를 완성한다.

그리고, 그와 같이 조립된 열교환기(200)를 캐리어(101)에 장착한 후, 이송부(103)에 의하여 연속적으로 표면처리부(102)의 전방으로 이송되어지도록 하면, 표면처리부(102)의 전방에 배치되어 있는 트랜스퍼(104)가 열교환기(200)가 장착된 캐리어(101)를 로딩챔버(111)로 로딩하고, 그와 같이 로딩된 캐리어(101)가 표면처리부(102)의 내부를 통과하게 된다.

그와 같이, 캐리어(101)가 클리닝챔버(112), 중합챔버(113), 포스트챔버(114), 언로딩챔버(115)를 차례로 이동할때는 캐리어(101)의 열교환기 장착부에 장착된 열교환기(200)들이 쉴드(133)에 고정된 전극(134)과 도어(132)에 고정된 전극(134)들의 사이로 이송되는데, 그와 같은 상태에서 분사공(136)들에 지나는 열교환기(200)에 수직방향으로 가스를 분사하여 그 분사된 가스가 열교환기(200)를 통과하여 쉴드(133)의 가스배기공(133a)으로 흐르는 가스플로우가 형성되는 상태에서 열교환기(200)와 전극(134)에 전원이 인가되어 짐에 따라 발생되는 플라즈마에 의한 열교환기(200)의 표면처리가 이루어지게 된다.

또한, 상기와 같이 열교환기(200)에 증착이 이루어질때에 냉각판(135)에 형성된 냉각수라인(135b)에 냉각수가 흐르도록 하면 전극(134)의 주변은 온도가 낮아지고, 반면에 이송되는 열교환기(200)의 주변은 상대적으로 온도가 높게되므로 열교환기(200)에 많은 양의 증착물이 증착되게 된다.

상기의 표면처리부(102)에서 열교환기의 표면에 이루어지는 대표적인 표면처리는 친수성막을 표면에 증착시키는 친수처리이며, 경우에 따라서는 초소수성막을 증착시키는 초소수성처리 및 내부식성막을 증착시키는 내부식처리 등이 있다.

따라서, 각각의 처리방법에 따라 가스의 종류 및 공정조건은 각각 다르게 설정될 것이며, 단 본 발명에서는 완전히 조립된 1개 또는 여러개의 열교환기를 캐리어(101)에 장착한 상태에서 연속적으로 표면처리가 이루어지므로, 열교환기 전체에 표면처리가 이루어져서 열교환기의 효율이 향상될뿐 아니라, 대량생산이 이루어지게 된다.

도 5는 상기 냉각판을 제작하는 방법을 보인 것으로, 먼저 도 a)에서와 같이 일정두께의 사각 알루미늄 판체로된 몸체부(135a)의 상면(141)에서 드릴(140)을 이용하여 일정간격으로 수개의 세로축홀(142)을 가공한다.

그런후, b)에서와 같이 다시 몸체부(135a)의 측면(143)에서 드릴(140)을 이용하여 일정간격을 두고 2개의 가로축홀(144)을 형성하여 먼저 형성된 세로축홀(142)들과 연통되도록 한다.

상기와 같은 상태에서 c)에서와 같이 세로축홀(142)과 가로축홀(144)이 교차하는 부위의 일측 모서리 부위에 수직방향으로 냉각수주입공(135c)을 형성하고, 그 반대편에 냉각수배출공(135d)을 형성한 후, d)에서와 같이 상면(141)과 측면(143)의 가로축홀(144)과 세로축홀(142)의 입구부에 마개(145)로 고정하여 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수라인(135b)을 형성하는 방법으로 냉각판(135)을 간단하게 제작하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 및 그 제조방법은 간단한 방법으로 냉각판을 제작하고, 그와 같이 제작된 냉각판을 전극이 고정되는 챔버의 도어 내측면에 부착시켜서 증착작업시 전극 주변이 냉각되도록 함으로써, 상대적으로 높은 온도가 되는 열교환기에 많은 양의 증착물이 증착되게 되어 증착효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 조립되어진 열교환기가 장착되는 다수개의 캐리어와, 그 다수개의 캐리어를 순차적으로 이송시키기 위한 이송부와, 그 캐리어에 의하여 이송되는 열교환기들의 전체 표면에 표면처리막을 연속적으로 형성시키기 위해 로딩챔버, 클리닝챔버, 중합챔버, 포스트챔버, 언로딩챔버가 차례로 배치되어 있는 표면처리부와, 그 표면처리부의 양측에 배치되어 열교환기들이 장착된 캐리어를 표면처리부에 로딩/언로딩하기 위한 트랜스퍼와, 상기 캐리어가 표면처리부를 통과할때에 캐리어에 장착된 열교환기에 전원을 인가하기 위한 전원인가부로 구성되고,

   상기 중합챔버의 챔버본체 내부 양측과 중앙부에 설치된 쉴드의 양측에 전극이 설치되고,

   상기 캐리어의 열교환기 장착부가 쉴드의 양측에 위치되어 그 열교환기 장착부에 장착된 열교환기가 2열로 이송되며 표면처리가 이루어지는 열교환기 표면처리장비에 있어서,

   상기 중합챔버의 챔버 본체 내측면에 설치되는 전극 후위에는 열교환기가 이송되는 부위가 상대적으로 높은 온도가 되어 열교환기에 많은 양의 증착물이 증착될 수 있도록 내부에 냉각수라인이 형성되어 있는 냉각판이 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각판은 사각 알루미늄 판체인 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 냉각판에는 가스를 분사하기 위한 다수개의 분사공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치.
4. 판체상의 몸체부 상면에서 일정간격으로 수개의 세로축홀을 형성하고, 몸체부의 측면에서 일정간격을 두고 2개의 가로축홀을 형성하여 세로축홀들과 연통되도록 하며, 상기 세로축홀과 가로축홀이 교차하는 부위의 일측 모서리 부위에 수직방향으로 냉각수주입공을 형성함과 아울러 그 반대편에 냉각수배출공을 형성하고, 상기 상면과 측면의 가로축홀과 세로축홀의 입구부에 마개로 고정하여 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 세로축홀과 가로축홀들은 드릴가공에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 표면처리장비의 냉각장치 제조방법.