KR100524879B1 - 응축기 시스템 및 그 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기 시스템 및 그 가공방법에 관한 것으로써, 종래의 응축기는 부품수가 많아 재료비,가공비 외에 조립시간이 많이 소요되므로 생산성이 떨어져 원가상승의 요인이 있고, 용접부위가 많아 내구성 및 기밀성이 떨어지므로 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명은 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100)를 격막(350)에 의해 분리되는 일체형의 알루미늄 통체로 압출 성형하고, 격막(350)에는 양쪽 내부를 서로 연통시키는 구멍(351)(352)을 형성하며, 헤더파이프(340)의 일 측면에는 표면이 클래드처리된 다수의 튜브삽입부(311)를 형성하여 응축기(300)의 튜브(370)를 끼워 용접하고, 상기 튜브삽입부(311) 사이에 삽입공(314)을 형성하여 냉매흐름 구획용 분리판(341)을 끼워 용접한 것을 특징으로 하는 응축기 시스템으로서, 이러한 본 발명은 압출때 수액기 탱크 두께를 더 두껍게 형성할 수 있고 부품수가 적어 생산성이 향상되며, 용접부위가 적어 기밀성 및 내구성이 높아 품질향상을 이룰 수 있고, 브라켓을 용접하기 전에 그 위치를 일정하게 고정시켜 세팅할 수 있으므로 다양한 브라켓 형상과 위치를 가진 응축기 시스템을 제공할 수 있다.

Description

응축기 시스템 및 그 가공방법{Condenser system and it's processing method}

본 발명은 응축기 시스템 및 그 가공방법에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 헤더파이프와 수액기 탱크를 알루미늄 재질로 서로 일체형이 되게 압출한 상태로 형성하여 기밀성과 내구성이 좋고 부품수와 조립공정을 단축할 수 있으며, 브라켓을 원하는 위치에 보다 신속 간편하게 설치할 수 있어 품질향상과 원가절감을 동시에 충족시킬 수 있는 응축기 시스템 및 그 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 냉방장치인 에어컨 시스템은 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기, 냉매 열을 외부로 방출하는 응축기, 냉매를 일시 저장하면서 팽창밸브로 순환시키는 수액기 탱크(리시버드라이어 탱크), 순환되는 냉매로 차량 실내의 공기온도를 낮추는 증발기로 구성된다.

상기 압축기는 엔진 동력을 이용하여 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 기능을 수행하고, 상기 응축기는 압축기에서 입구로 유입되는 고온 고압의 냉매를 통과시켜 냉매의 열을 외부로 방출시키면서 냉매를 액화시킨 다음 일측에 설치된 수액기 탱크로 액화된 냉매를 보내는 기능을 수행한다.

그리고 상기 수액기 탱크는 응축기에서 유입된 액화 냉매를 일시 저장하면서 봉입된 건조제에 의해 내부로 유입된 냉매에 잔존하는 수분을 흡수 제거한 다음 완전 액화된 냉매만 응축기의 튜브를 통해 과냉각시켜 팽창밸브로 순환시키는 기능을 수행한다.

또한, 상기 증발기는 수액기 탱크로부터 완전 액화된 냉매를 받는 팽창밸브를 통해 유입되는 냉매를 순환시켜 차량의 실내 공기온도를 낮추어 주는 기능을 수행한다.

여기서, 도 1 은 종래의 수액기 탱크가 응축기의 헤더파이프에 부착형으로 설치된 것을 도시한 것으로서, 응축기(30)의 각 냉매 튜브(37)를 연결하는 양쪽 헤더파이프 (31)(34)중 일측 헤더파이프(31)에는 냉매입구(32)와 냉매출구(33)가 구획 형성되어 있고, 타측 헤더파이프(34)에는 냉매 출/입구용 연결관(35)(36)에 의해 수액기 탱크(10)가 부착형으로 연결되어 있다.

상기 수액기 탱크(10)는 통상 원통형 관체로 만들어지며, 그 수액기 탱크(10)의 일측 개방부에는 냉매의 이물질을 걸러주는 필터(21)의 탈착 및 교환을 위해 밀봉캡(20)이 나사 결합되고, 타측에는 밀봉판(22)을 일체로 용접하여 탱크(10) 내부의 기밀성이 유지되게 하였다.

도 2a, 2b 는 종래의 수액기 탱크와 헤더파이프가 연결관에 의해 결합되는 상태를 분해하여 보인 도면과 결합된 상태를 보인 도면이다.

즉, 상기한 종래의 수액기 탱크 부착형 응축기는 도 2a 에서와 같이 "C"형 소재 2개를 서로 맞대어 만들어지는 응축기(30)의 양쪽 헤더파이프(31)(34)와, 원통형 수액기 탱크(10)를 개별적으로 가공하여 만들어야 하고, 각 헤더파이프(31) (34)와 수액기 탱크(10)에 구멍을 뚫고 연결관(35)(36)을 끼운 후 용접하는 연결 과정을 거쳐야 한다. 여기서 도면중 미설명 부호 (38)은 연결관(35)(36)의 용접링이다.

따라서, 많은 부품수에 의한 재료비, 가공비 외에 조립공정이 많아 조립시간이 많이 소요되므로 생산성이 상당히 떨어지고, 상기와 같이 개별적으로 만들어진 헤더파이프(31)(34)와 수액기 탱크(10)를 연결관(35)(36)으로 연결하는 것은 그만큼 용접부위가 많아 내구성 및 기밀성이 떨어지게 되므로 품질이 떨어지고, 불량 발생율이 높으므로 이로 인한 원가상승의 요인도 상당하다고 할 수 있다.

그리고, 압연 판재를 성형하여 수액기 통체와 헤더파이프가 일체형으로 된 응축기를 종래에 개발한 적이 있기는 하였으나 이는 양쪽 캡이 모두 용접방식으로 설치되는 헤더파이프(31)에 비해 일측 밀봉캡(20)이 나사 결합식으로 설치되는 수액기 탱크(10)는 헤더파이프(34)에 비해 그 두께가 두꺼워야 하는 제약이 있었다.

하지만 압연 판재로 성형된 헤더파이프(34)와 수액기 탱크(10)는 그 두께가 서로 동일할 수 밖에 없으므로 수액기 탱크(10)의 밀봉캡(20)을 나사 결합식으로 적용할 때 그 나사 결합부 부위의 두께가 상당히 얇아지고 용접부위가 많아 기밀성및 내구성이 떨어지는 등 여러가지 제약이 있으며, 그렇다고 압연 판재를 두꺼운 것을 사용하면 그만큼 헤더파이프(34)와 수액기 탱크(10) 내부의 체적이 작아지는 문제점이 있다.

또한 종래의 응축기는 브라켓(40)을 수액기 탱크(10)에 장착하면 응축기 전체의 하중이 헤더파이프(34)와 수액기 탱크(10)를 연결하고 있는 연결관(35)(36)에 집중되어 쉽게 파손되므로 종래에는 브라켓(40)을 대부분 헤더파이프(31)(34)에 설치하게 되는데 헤더파이프(34)는 일면에 응축기(30)의 튜브(30a)가 설치되고 타면에 수액기탱크(10)가 연결관(35)(36)으로 연결되므로 수액기탱크(10)와의 좁은 공간을 이용하여 브라켓(40)을 설치할 수 밖에 없는 제약이 있다.

따라서, 종래의 응축기는 브라켓(40) 설치가 용이하지 못하였으며, 브라켓(40)을 브레이징 용접할 때 그 위치를 고정시키는 수단이 없어서 용접작업때 그 위치가 쉽게 변함에 따라 주의를 기울이지 않으면 브라켓(40)의 볼트구멍이 잘 안맞게 되는 불량 발생률이 높으므로 브라켓(40) 용접은 고도의 숙련도가 필요하게 되는 등 원가상승과 품질에 매우 중요한 요인이 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 헤더파이프와 수액기 탱크를 알루미늄 재질로 일체형이 되게 압출한 것으로 형성하여 부품수 절감에 의한 조립공정 단축과 생산성 향상에 의한 원가절감, 기밀성 및 내구성 향상에 의한 품질향상을 동시에 충족시킬 수 있는 응축기 시스템 및 그 가공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수액기 탱크가 부착되는 타입의 응축기 헤더파이프에 브라켓을 설치할 때 또는 수액기 탱크와 헤더파이프가 일체형으로 압출되는 타입으로 만들 때 브라켓을 브레이징 용접하기 전에 그 위치를 보다 간편히 고정시킬 수 있는 응축기 시스템을 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 의해 수액기 탱크가 헤더파이프와 일체로 만들어진 응축기를 도시한 정면도, 도 4 는 본 발명의 수액기 탱크와 헤더파이프의 일체형 구조을 보인 사시도이고, 도 5 는 본 발명의 헤더파이프에 통공과 분리판 설치과정을 보인 평단면도이며, 도 6a, 6b 는 본 발명의 수액기 탱크에 비나사결합식 밀봉캡이 결합되는 구조를 보인 분해사시도와 결합된 횡단면도이고, 도 7a, 7b 는 본 발명의 수액기 탱크나 헤더파이프에 브라켓이 설치되는 상태를 보인 분해사시도와 그 결합된 상태를 보인 횡단면도이다.

이에 도시된 본 발명의 구성 중 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)의 양단 개구부에 캡(200a)을 끼워 용접하거나 밀봉캡(200)으로 밀봉 처리하는 것은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명은 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)를 격막(350)에 의해 분리되는 일체형이 되게 알루미늄 재질로 압출 성형하고, 상기 격막(350)에는 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100) 내부를 서로 연통시키는 구멍(351)(352)을 형성하며, 그러한 헤더파이프(340)의 일 측면에 다수의 튜브삽입부(311)를 형성하여 응축기 튜브(370)를 설치하고, 상기 튜브삽입부(311) 사이에 형성한 삽입공(314)에는 냉매 흐름 구획용 분리판(341)을 설치한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 헤더파이프(310)와 수액기 탱크(100)의 외표면에는 길이방향을 따라 일체로 돌기부(101)(312)를 형성한 후 그 돌기부(101)(312)를 이용하여 브레이징 용접 전에 브라켓(400)의 위치를 고정시켜 세팅함을 특징으로 한다.

여기서 상기 브라켓(400)을 설치하는 것은 기존의 헤더파이프와 수액기 탱크(100)가 연결관에 의해 부착형으로 만들어지는 통상의 응축기 시스템에서 헤더파이프(340)의 외주면 일측 또는 수액기 탱크(100)와의 외주면에 돌기부(101)(510)를 형성한 후 그 돌기부(101)(510)에 의해 브레이징 용접할 브라켓(400)의 위치가 고정되게 세팅시킬 수도 있다.

이때 상기 응축기(101)의 튜브(370), 분리판(341), 브라켓(400)을 설치할 때는 용접하는 것이 가장 바람직하며, 그 용접 방식으로는 이들의 접촉면에 클래드시트(510)를 넣거나 또는 액상 클래드(520)를 도포 처리하여 서로 브레이징 용접되게 한다.

여기서 클래드시트(510)란 용접 대상 알루미늄보다 용융온도가 낮은 용융온도를 갖는 알루미늄과 실리콘이 주성분인 압연재시트를 말하고, 액상 클래드(520)는 알루미늄과 실리콘이 주성분인 분말클래드를 적정 농도의 액상으로 만들어 용접 대상물 사이에 도포 후 건조한 것을 말하며, 필요에 따라 클래드에 산화피막을 제거하기 위한 플럭스를 첨가할 수도 있다.

도면중 미설명 부호 (200a)는 브레이징 용접용 클래드처리가 되어 있는 압연재를 프레싱하여 제조한 캡으로서 헤더파이프(340)의 양단 개구부 및 수액기 탱크(100)의 한쪽 개구부를 밀봉할 때 사용하며, (221)은 밀봉캡(200)에 끼워지는 필터이고 (222)는 밀봉판 이고, (332)는 냉매입구, (333)은 냉매출구 이다.

여기서 밀봉캡(200)은 비나사체결식의 일례로 도시한 것으로서 (212)는 밀봉캡(200)의 밑면 요입부(211) 바닥에 형성한 볼트체결공이고, (213)은 중앙에 볼트 삽입용 구멍(215)이 형성된 상태에서 상기 요입부(211)를 통해 양쪽 끼움공(216)에 관통되는 체결판이다.

이러한 본 발명에서 응축기의 헤더파이프와 수액기 탱크의 일체형 구조를 가공하는 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

제1공정 (헤더파이프와 수액기 탱크의 압출 성형단계)

격막(350)을 사이에 두고 일체형이 되게 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100)를 압출 성형한다. 이때, 오-링이 설치된 밀봉캡(200)으로 일측 개구부가 밀봉되는 수액기 탱크(100)의 두께는 헤더파이프(340)보다 같거나 두껍게 성형되게 한다. 그리고 수액기 탱크(100)와 헤더파이프(340)의 외주면 소정 위치에는 압출되는 길이방향을 따라 다수의 고정 돌기부(101)(312)가 일체로 형성되게 한다.

여기서, 상기 고정 돌기부(101(312))는 브라켓(400)을 헤더파이프(310)(340)나 수액기 탱크(100) 외주면에 브레이징 용접하기 전에 그 위치를 고정시켜 세팅하기 위한 것이다.

제2공정 (헤더파이프와 수액기 탱크의 가공 단계)

상기 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100)의 내부를 연통시켜 냉매가 흐를 수 있도록 격막(350)에는 냉매 흐름을 위한 출입용 구멍(351)(352)을 2곳 이상 가공하여 형성한다.

그리고, 상기 헤더파이프(340)의 일 측면에는 응축기(300)의 튜브(370)가 삽입되는 다수의 튜브삽입부(311)를 천공하여 형성하고, 튜브삽입부(311)의 사이에는 소정 간격을 두고 냉매 흐름을 구획하는 분리판(341)의 삽입공(314)을 가공하여 형성한다.

또한, 수액기 탱크(100)의 일측 끝단부에는 브레이징 후 밀봉캡(200)을 체결하기 위한 형상을 가공한다. 즉, 나사체결식 밀봉캡(200)을 사용하는 것은 체결용 나선부를 가공하고, 비나사체결식 밀봉캡(200)을 사용하는 것은 그 체결판(213)의 끼움공(216) 등의 형상을 가공한다.

제3공정 (각 부품의 조립단계)

상기 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)에 분리판(341), 브라켓 (400), 응축기 튜브(370) 등를 조립하기 전에 각 접촉면(용접면)에 얇은 클래드시트(510)를 넣거나 또는 액상 클래드(520)를 도포 처리하는 공정을 먼저 행한다. 예를 들어 클래드처리가 안된 응축기 튜브(370)를 사용할 경우에는 튜브(370)가 삽입되는 헤더파이프(310)(340)의 외주면에 적합 농도의 액상 클래드(520)를 도포한 후 건조시켜 사용한다.

그 후 분리판(341)은 삽입공(314)에 끼워 조립하고 응축기(300)의 튜브(370)는 튜브삽입부(311)에 끼워 조립하며, 브라켓(400)은 헤더파이프(310)(340)나 수액기 탱크(100)의 각 돌기부(101)들 사이의 클래드처리면에 접면시킨 상태에서 돌기부(101)를 압착 성형하면 그 압착된 돌기부(101)에 의해 브라켓(400)은 그 위치가 고정상태로 세팅된다.

제4공정 (브레이징 용접단계)

상기 헤더파이프(310)(340) 및 수액기 탱크(100)에 분리판(341), 브라켓 (400), 응축기 튜브(370) 등의 부품이 조립된 것은 브레이징노를 통과시킨다. 그러면 용융점이 낮은 상기 클래드시트(510)나 액상 클래드(520)가 브레이징노에서 용융되면서 접합 대상물인 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100) 및 각종 부품들인 분리판(341), 브라켓(400), 응축기 튜브(370), 캡(200a) 등의 각종 부품들은 서로 브레이징 용접된다.

이러한 본 발명은 수액기 탱크(100)가 일체형인 응축기(300)의 헤더파이프 (340)에 적용하는 외에도 그 대칭이 되는 반대쪽에 위치한 응축기 헤더파이프(310)에 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 압출로 성형되면서 외주면에 돌기부(101)가 일체로 성형되는 알루미늄 헤더파이프(310)에 브라켓(400)과 캡(200a) 등의 부품을 상기의 과정을 거쳐 설치할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명은 응축기 헤더파이프와 수액기 탱크를 알루미늄 재질로 만들 때 서로 격막을 사이에 두고 일체형으로 압출 성형하면서도 수액기 탱크의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있어 헤더파이프와 수액기 탱크의 내부 체적을 다양하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 일체형 압출단계를 거친 후 그러한 헤더파이프 및 수액기 탱크의 가공 단계; 각 부품의 조립단계; 브레이징 용접단계를 차례로 거치는 것으로서, 종래의 수액기 탱크와 헤더파이프를 연결관으로 연결하는 방식에 비해 부품수 및 조립공정이 단축되므로 생산성 향상의 효과가 있다.

또한, 종래의 연결관 부품을 사용하지 않으므로 그 부위의 용접을 생략할 수 있는 등 용접 범위를 최대한 줄이므로서 생산성 향상과 원가절감의 효과와 아울러 기밀성 및 내구성을 높혀 품질향상을 이룰 수 있는 효과도 있다.

또한, 브라켓을 헤더파이프와 수액기 탱크의 압출 성형때 외주면에 일체로 형성한 돌기부에 의해 간편하게 그 위치를 고정시킬 수 있어 브레이징 용접되는 위치가 항시 일정하게 될 수 있으므로 브라켓 위치 및 형상이 다른 응축기도 용이하게 제작이 가능한 효과가 있다.

도 1 은 종래의 수액기 탱크가 응축기에 부착형으로 설치된 상태의 도면

도 2a, 2b 는 종래의 수액기 탱크와 헤더파이프가 연결관에 의해 결합되는 상태를 분해하여 보인 도면과 결합된 상태를 보인 도면

도 3 은 본 발명에 의해 수액기 탱크가 헤더파이프와 일체로 성형된 응축기를 도시한 정면도

도 4 는 본 발명의 수액기 탱크와 헤더파이프의 일체형 구조을 보인 사시도

도 5 는 본 발명의 헤더파이프에 통공과 분리판 설치과정을 보인 평단면도

도 6a, 6b 는 본 발명의 수액기 탱크에 비나사결합식 밀봉캡이 결합되는 구조를 보인 분해사시도와 결합된 횡단면도

도 7a, 7b 는 본 발명의 수액기 탱크나 헤더파이프에 브라켓이 설치되는 상태를 보인 분해사시도와 그 결합된 상태를 보인 횡단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 수액기 탱크 101,312 : 돌기부

200 : 밀봉캡 200a : 캡

300 : 응축기 310,340: 헤더파이프

350 : 격막 351,352: 구멍

311 : 튜브삽입부 314 : 삽입공

341 : 분리판 400 : 브라켓

510 : 클래드시트

Claims (5)

1. 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)의 양 끝단 개구부에 캡(200a)을 끼워 용접하거나 개구부 한 끝단을 밀봉캡(200)으로 밀봉 처리하고, 양쪽으로 브라켓(400)을 설치하는 응축기 시스템을 구성함에 있어서,

   상기 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100)를 격막(350)에 의해 분리되는 일체형의 알루미늄 통체로 압출 성형하고, 상기 격막(350)에는 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100) 내부를 서로 연통시키는 구멍(351)(352)을 형성하며, 헤더파이프(340)의 일 측면에는 다수의 튜브삽입부(311)를 형성하여 클래드처리한 상태에서 응축기(300)의 튜브(370)를 끼워 용접하고, 상기 튜브삽입부(311) 사이에는 삽입공(314)을 형성한 후 냉매흐름 구획용 분리판(341)을 끼워 일체로 브레이징한 것을 특징으로 하는 응축기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 헤더파이프(340)와 수액기 탱크(100)의 외표면에는 길이방향을 따라 브라켓 고정용 돌기부(312)(101)를 일체로 형성하여 클래드시트(510)와 액상 클래드(520) 중 어느 하나와 함께 설치되는 브라켓(400)을 상기 돌기부(312)(101)에 의해 정위치 고정이 세팅되게 한 것을 특징으로 하는 응축기 시스템.
3. 삭제
4. 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)의 양단 개구부에 캡(200a)을 끼워 용접하거나 밀봉캡(200)으로 밀봉 처리하고, 양쪽에 브라켓(400)을 설치하는 응축기 시스템의 가공방법에 있어서,

   격막(350)을 사이에 두고 일체형이 되게 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)를 압출 성형하는 단계와;

   상기 헤더파이프(310)(340)와 수액기 탱크(100)의 내부를 연통시켜 냉매가 흐를 수 있도록 격막(350)에는 냉매 흐름을 위한 출입용 구멍(351)(352)을 2곳 이상 가공하여 형성하고, 상기 헤더파이프(310)(340)의 일 측면에는 다수의 튜브삽입부(311)와 분리판(341)의 삽입공(314)을 형성하며, 수액기 탱크(100)의 일측 끝단부에 밀봉캡(200)을 체결하기 위한 형상을 가공하는 단계와;

   상기 헤더파이프(310)(340) 및 수액기 탱크(100)에 분리판(341), 응축기 튜브(370), 브라켓(400)을 조립할 때 클래드 처리되지 않은 튜브의 경우는 헤더파이프(310)(340)의 튜브삽입부(311) 주변에 일정농도의 액상 클래드(520)를 도포 건조한 상태로 조립하고, 브라켓(400)은 얇은 클래드시트(510) 또는 액상 클래드(520)를 도포 처리한 상태로 접면시킨 후 돌기부(101)를 압착 성형하여 브라켓(400)의 정위치를 세팅시키는 각 부품의 조립단계와;

   상기 분리판(341), 브라켓(400), 응축기 튜브(370) 등의 부품이 조립 세팅된 헤더파이프(310)(340) 및 수액기 탱크(100)를 브레이징노에 통과시켜서 서로 일체로 접합되게 하는 브레이징 용접단계;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기 시스템의 가공방법.
5. 삭제