KR100674716B1 - Plastic heat exchanger and the joining method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 플라스틱 열교환기의 냉매관에 관경 유지용 지그가 삽입되는 것을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing that a diameter maintaining jig is inserted into a refrigerant pipe of a conventional plastic heat exchanger.
도 2는 종래의 플라스틱 열교환기의 냉매관에 헤더가 2중 사출된 후 관경 유지용 지그가 추출되는 것을 나타내는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing that the diameter maintaining jig is extracted after the header is injected into the refrigerant pipe of the conventional heat exchanger plastic.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기의 사시도이다.3 is a perspective view of a plastic heat exchanger according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 냉매관의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of a refrigerant pipe according to the present invention.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6는 본 발명에 따른 냉매관이 접합된 상태를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a state in which the refrigerant pipe according to the present invention is bonded.
도 7은 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기의 작업공정을 나타낸 순서도이다.7 is a flow chart showing the working process of the plastic heat exchanger according to the present invention.
-도면 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
10 : 냉매관 20 : 헤더10: refrigerant pipe 20: header
30 : 관경 유지용 지그 32 : 삽입봉30: diameter maintaining jig 32: insertion rod
100 : 플라스틱 열교환기 101 : 냉매관100: plastic heat exchanger 101: refrigerant tube
102 : 상부 냉매관 103 : 헤더102: upper refrigerant pipe 103: header
104 : 하부 냉매관 110 : 상판104: lower refrigerant pipe 110: upper plate
112 : 상부 헤더 114 : 상부 융착부112: upper header 114: upper fusion
116 : 돌출부 120 : 하판116: protrusion 120: lower plate
122 : 하부 헤더 124 : 하부 융착부122: lower header 124: lower fusion
126 : 함몰부 130 : 융착부126: depression 130: fusion
본 발명은 플라스틱 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 냉매관이 상판과 하판으로 나뉘어 형성되고 상기 상판과 하판에 헤더를 일체로 성형시켜, 상기 상판과 하판을 진동 열융착으로 부착시킴으로, 종래의 냉매용 관군과 헤더간의 불완전한 접합을 극복할 수 있는 플라스틱 열교환기의 관군 헤더 및 접합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plastic heat exchanger, and more particularly, a plurality of refrigerant pipes are formed by dividing the upper plate and the lower plate and integrally forming a header on the upper plate and the lower plate, thereby attaching the upper plate and the lower plate by vibrating heat fusion. It relates to a tube group header and a joining method of a plastic heat exchanger that can overcome the incomplete bonding between the refrigerant tube group and the header.
열교환기의 냉매관은 흡열 및 방열을 하기 위한 것으로, 근래에 들어 냉매관은 성형 및 제작비가 절감되는 플라스틱과 같은 합성수지로 대체되고 있는 추세이다. 상기와 같은 플라스틱 열교환기는 냉매가 유동되는 냉매관의 양측단에 헤더가 형성되고, 상기 헤더의 일측으로 냉매 입구관과 냉매 출구관이 구비된다. 상기와 같은, 종래의 플라스틱 열교환기를 제작하기 위해서는 압출 성형된 다수의 냉매관을 2중 사출에 의해 헤더와 고정시키게 된다. 이를 좀더 자세히 살펴보기 위해 도 1 및 도 2에 의거하여 설명한다.The refrigerant pipe of the heat exchanger is for endothermic and heat dissipation, and in recent years, the refrigerant pipe is being replaced by a synthetic resin such as plastic, which reduces the molding and manufacturing costs. The plastic heat exchanger has a header formed at both ends of the refrigerant pipe through which the refrigerant flows, and a refrigerant inlet tube and a refrigerant outlet tube are provided at one side of the header. In order to manufacture the conventional plastic heat exchanger as described above, a plurality of extruded refrigerant tubes are fixed to the header by double injection. This will be described based on FIG. 1 and FIG. 2 to examine this in more detail.
도 1은 종래의 플라스틱 열교환기의 냉매관에 관경 유지용 지그가 삽입되는 것을 나타내는 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 냉매관(10)은 냉매가 유동될 수 있도록 중공 파이프 형상을 갖고, 다수개의 냉매관(10)을 집합시켜 헤더(20)에 고정시키게 된다. 이를 위해 상기 다수개의 냉매관(10)이 일정간격을 유지하면서, 상기 냉매의 이동로가 막히지 않도록 관경 유지용 지그(30)를 필요로 하게 된다. 상기 관경 유지용 지그(30)에는 다수의 삽입봉(32)이 구비되며, 상기 삽입봉(32)이 냉매관(10)에 삽입된 후 냉매관(10)의 외경으로 헤더(20)가 2중 사출에 의해 성형된다.1 is a perspective view showing that a diameter maintaining jig is inserted into a refrigerant pipe of a conventional plastic heat exchanger. Referring to the drawings, the
도 2는 종래의 플라스틱 열교환기의 냉매관에 헤더가 2중 사출된 후 관경 유지용 지그가 추출되는 것을 나타내는 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 집합된 냉매관(10)의 외경으로 헤더(20)가 성형되면 상기 냉매관(10)의 외경과 헤더(20)를 고정하게 되는데, 상기 냉매관(10)과 헤더(20)를 고정시키기 위해 고주파 융착기가 사용된다. 상기 고주파 융착기는 플라스틱 냉매관(10)과 동일한 재질을 갖는 헤더(20)가 상기 냉매관(10)과 접촉하는 접촉면에 일정시간동안 고주파를 흘려 상기 냉매관(10)과 헤더(20)의 접촉된 부분을 녹인 후 압착시켜 고정시키게 된다. 그 후 관경 유지용 지그(30)의 삽입봉(32)을 냉매관(10)에서 추출하게 된다.Figure 2 is a perspective view showing that the diameter maintaining jig is extracted after the header is injected into the refrigerant pipe of the conventional heat exchanger plastic. Referring to the drawings, when the
그러나, 상기 관경 유지용 지그(30)의 삽입봉(32)이 변형되어 진원이 찌그러지거나 냉매관(10)과 헤더(20)의 압착이 원활하지 않게 되어 상기의 냉매관(10) 중 단 하나의 냉매관(10)과 헤더(20)의 열융착이 불안정하게 시행되면, 상기 냉매관(10)과 헤더(20)의 틈사이로 누수가 발생되어, 플라스틱 열교환기의 효율이 저하될 뿐만 아니라, 누수된 냉매를 보충하기 위해 수시로 냉매를 주입시켜야 하는 문제점 이 있다.However, since the
또한, 상기 관경 유지용 지그(30)의 삽입봉(32)에 각각의 냉매관(10)이 삽입되어야 하기 때문에 그 만큼 작업공정의 시간이 소요되어 생산률이 저하된다.In addition, since each
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 냉매관군과 헤더의 틈사이로 누수가 발생되지 않는 기밀한 플라스틱 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an airtight plastic heat exchanger in which no leakage occurs between the refrigerant pipe group and the gap between the header.
또한, 상기 플라스틱 열교환기의 헤더와 냉매관의 접합공정에서 발생되는 불필요한 공정수를 줄여 작업공정을 단순화시킴으로써, 상기 플라스틱 열교환기의 생산률을 향상시킬 수 있는 플라스틱 열교환기의 접합방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, by simplifying the work process by reducing the number of unnecessary processes generated in the bonding process of the header and the refrigerant pipe of the plastic heat exchanger, to provide a plastic heat exchanger bonding method that can improve the production rate of the plastic heat exchanger. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 상하로 이등분된 냉매관이 측방향으로 연속되는 상판과 하판과, 상기 상판과 하판의 양측단에 구비되는 상부 헤더와 하부 헤더와, 상기 이등분된 냉매관과 냉매관을 연결하는 상부 융착부와 하부 융착부가 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 열교환기에 의해 달성된다.According to the technical idea of the present invention for achieving the above object, the upper plate and the lower plate that the refrigerant pipe divided into two up and down in the lateral direction, the upper header and the lower header provided on both side ends of the upper plate and the lower plate, An upper fusion unit and a lower fusion unit connecting the bisected refrigerant tube and the refrigerant tube are achieved by a plastic heat exchanger.
여기서, 상기 상부 융착부에 구비된 돌출부와, 상기 돌출부에 대응하도록 하부 융착부에 구비되는 함몰부가 더 포함되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to further include a protrusion provided in the upper fusion portion, and a depression provided in the lower fusion portion corresponding to the protrusion.
그리고, 상기 플라스틱 열교환기는 열전도성 수지로 이루어진 것이 바람직하다.And, the plastic heat exchanger is preferably made of a thermally conductive resin.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 기술적 사상으로는, 이등분된 냉매관이 연속된 상판의 양측단에 상부 헤더가 일체로 사출성형되는 상판 사출단계와, 상기 상판의 냉매관에 대응되는 이등분된 냉매관이 연속된 하판의 양측단에 하부 헤더가 일체로 사출성형되는 하판 사출단계와, 상기 상판과 하판이 융착기에서 접합되는 융착단계가 포함되는 플라스틱 열교환기의 접합방법에 의해 달성된다.On the other hand, in another technical idea of the present invention for achieving the above object, the upper plate injection step of injection molding the upper header integrally at both ends of the upper plate is bisected refrigerant pipe continuous, and the refrigerant pipe of the upper plate A lower half injection step in which the lower header is integrally injection molded at both ends of the lower plate where the corresponding bisected refrigerant tube is continuous, and a welding step in which the upper plate and the lower plate are joined at the fusion machine is achieved by the joining method of the plastic heat exchanger. do.
여기서, 상기 하판 사출단계에서 얻어진 하판을 고주파 융착기의 고정지그에 고정시키는 하판 고정단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to further include a lower plate fixing step for fixing the lower plate obtained in the lower plate injection step to the fixing jig of the high frequency fusion machine.
또한, 상기 하판의 상부에 상판을 안착시키고, 고주파 융착기의 가진부가 상기 상판의 상부 융착부에 위치되는 상판 안착단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the top plate is seated on the top of the lower plate further comprises a top plate mounting step of the excitation portion of the high frequency fusion machine is located in the upper fusion portion of the top plate.
또한, 상기 하판 고정단계와 상판 안착단계 후 고주파 융착기의 가진부가 진동을 발생시켜 상기 상부 융착부와 하부 융착부가 마찰에 의해 녹아 서로 접합되는 융착단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.In addition, after the lower plate fixing step and the upper plate seating step, the excitation portion of the high frequency fusion machine to generate a vibration is preferably further comprises a fusion step that the upper fusion portion and the lower fusion portion is melted by friction and bonded to each other.
그리고, 상기 상판과 하판이 진동 열융착에 의해 접합되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the upper plate and the lower plate are joined by vibration thermal fusion.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 내용 중 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, the same reference numerals will be given to the same parts as the conventional configurations.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 열교환기의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 냉매관의 분해 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 플라스틱 열교환 기(100)는, 크게 상판(110)과 하판(120)으로 구성되는데, 상기 상판(110)에는 연속된 이등분된 냉매관(101)과, 상기 냉매관(101)의 양측단에 이등분된 상부 헤더(112)와 하부 헤더(122)가 형성된다. 상기 냉매관(101)은 냉매가 유동될 수 있도록 중공된 파이프 형상을 갖고 중공을 중심으로 상하로 상부 냉매관(102)과 하부 냉매관(104)으로 이등분되어 상판(110)과 하판(120)에 측방향으로 연속적으로 구비된다.3 is a perspective view of a plastic heat exchanger according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of a refrigerant pipe according to the present invention. Referring to the drawings, the
그리고, 상기 하판(120)에는 상판(120)과 마찬가지로 상기 상판(110)의 상부 냉매관(102)과 상부 헤더(112)에 대응되는 이등분된 하부 냉매관(104)과, 하부 헤더(122)가 형성된다. 한편, 상판(110)과 하판(120)의 측방향으로 연속된 상기 상부 냉매관(102)과 하부 냉매관(104)의 사이에는 융착부(130)가 형성되어 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)가 형성된다. 상기 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)는 서로 대응되어 접합되도록 상부 융착부(114)에 돌출된 형상을 갖는 돌출부(116)가 구비되고, 하부 융착부(124)에 함몰부(126)가 구비되어 대략 요철결합되는 형상을 갖는다. 상기 돌출부(116)와 함몰부(126)는 각각 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)의 길이방향으로 형성되어 상부 헤더(112)와 하부 헤더(122)까지 연장된다.In addition, the
상기에서 설명한 바와 같이 상판(110)과 하판(120)으로 구성된 플라스틱 열교환기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 상판(110)과 하판(120)이 접합되어 이루어지는 바, 상기 이등분된 상판(110)의 상부 냉매관(102)과 하판(120)의 하부 냉매관(104)이 접합되어 냉매가 유동되는 유로가 형성된 냉매관(101)이 이루어 진다. As described above, the
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이며, 도 6는 본 발명에 따른 냉매관이 접합된 상태를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 플라스틱 열교환기(100)는 냉매가 유동되는 다수의 냉매관(101)과, 상기 냉매관(101)의 양측단에 구비되는 헤더(103)로 구성되는 바, 상기 냉매관(101)의 양측단에는 헤더가 일체로 성형되고, 상기 냉매관(101)과 냉매관(101)이 융착부(130)로 연결된다. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 4, Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the refrigerant pipe according to the present invention is bonded. Referring to the drawings, the
상기와 같이 구성된 플라스틱 열교환기(100)는 냉매가 유동되는 유로의 중심을 이등분하여 형성됨으로써, 상판(110)과 하판(120)으로 이루어지고, 상기 상판(110)은 전술한 바와 같이, 냉매관(101)이 이등분된 상부 냉매관(102)과 상기 연속된 상부 냉매관(102)을 연결하는 상부 융착부(114)와, 상부 냉매관(102)의 양측단에 일체로 형성된 상부 헤더(112)로 구성되며, 하판(120)은 냉매관(101)이 이등분된 하부 냉매관(104)과 상기 연속된 하부 냉매관(104)을 연결하는 하부 융착부(124)와, 하부 냉매관(104)의 양측단에 일체로 형성된 하부 헤더(122)로 구성된다.The
상기와 같이 구성되는 플라스틱 열교환기(100)의 상판(100)의 상부 냉매관(102)과 하판(120)의 하부 냉매관(104) 및 상부 헤더(112)와 하부 헤더(122)의 접합은, 이등분된 냉매관과 냉매관을 연결하는 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)에서 이루어 지는데, 상기 상부 융착부(114)의 돌출부(116)가 하부 융착부(124)의 함몰부(126)가 밀착된 상태에서 상기 돌출부(116)와 함몰부(126)가 고주파 융착기의 가진부(미도시)가 진동을 발생시켜 상부 융착부(114)의 돌출부(116)가 마찰에 의하여 녹아 하부 융착부(124)의 함몰부(126)를 채워 기밀을 유지할 수 있도록 접합된다.Bonding of the
더불어, 상기 상판(110)과 하판(120)의 플라스틱 열교환기(100)는 열전도성 수지로 이루어지는데, 상기 열전도성 수지는, 열이 잘 통하면서도 플라스틱과 같은 성형성이나 강도를 갖게 되는 것으로, 특히, 상기 열전도성 수지는 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(Poly Butylene Terephthalate, PBT)로 이루어짐으로써, 결정화속도가 빠르면서 성형시간이 짧고 우수한 내화학약품성을 갖는다.In addition, the
따라서, 상기와 같은 플라스틱 열교환기(100)의 냉매관(101)이 군으로 이루어지게 되며, 상기 냉매관(101)과 냉매관(101)을 융착부(130)가 연결하게 되고, 냉매관(101)의 양측단에 위치한 헤더(103)가 일체로 이루어짐으로써, 종래의 2중 사출에 의해 제작할 수 있도록 구성되는 별개의 헤더와 냉매관의 누수를 완벽하게 방지할 수 있게 된다.Therefore, the
한편, 상기와 같은 플라스틱 열교환기(100)는 상판(110)과 하판(120)으로 이루어져, 헤더(103)가 일체로 형성된 이등분된 냉매관(101)과 냉매관(101)을 융착부(130)가 연결하게 되고, 상기 융착부(130)의 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)의 돌출부(116)와 함몰부(126)를 접합하기 위해 크게, 상판 사출단계(S10)와, 하판 사출단계(S20)와, 융착단계(S50)로 이루어 진다. On the other hand, the
이를 위해서, 상기 플라스틱 열교환기(100)는, 냉매관(101)이 이등분된 상부 냉매관(102)이 연속된 상판(110)과 상기 상판(110)의 양측단에 구비되는 상부 헤더(112)와 상기 상부 냉매관(102)과 상부 냉매관(102)을 연결하는 상부 융착부(114)가 일체로 사출성형되는 상판 사출단계(S10)와, 상기 상판 사출단계(S10)의 상부 냉매관(102)에 대응하는 하부 냉매관(104)이 연속된 하판(120)과 상기 하판(120)의 양측에 구비되는 하부 헤더(122)와 상기 하부 냉매관(104)과 하부 냉매관(104)을 연결하는 하부 융착부(124)가 일체로 사출성형되는 하판 사출단계(S20)가 선행된 다.To this end, the
그리고, 상기와 같은 단계를 통해 얻어진 상판과 하판을 융착시키기 위해 상기 하판 사출단계(S20)에서 얻어진 하판(120)을 고주파 융착기의 고정지그(미도시)에 고정시키는 하판 고정단계(S30)와, 상기 하판(120)의 상방으로 상판(110)을 안착시키고, 고주파 융착기의 가진부(미도시)가 상기 상판(110)의 상부 융착부(114)에 위치되는 상판 안착단계(S40)와, 상기 하판 고정단계(S30)와 상판 안착단계(S40) 후 고주파 융착기의 가진부가 진동을 발생시켜 상기 상부 융착부(114)와 하부 융착부(124)가 마찰에 의해 녹아 서로 접합되는 융착단계(S50)로 이루어짐으로써, 상판(110)과 하판(120)의 접합을 기밀하게 유지할 수 있게 된다.And, the lower plate fixing step (S30) for fixing the
상기와 같은 플라스틱 열교환기의 접합방법에 따르면, 냉매관과 냉매관의 일정간격을 유지하기 위한 종래의 관경 유지용 지그가 필요없이, 융착부에 의해서 간격을 유지하게 되며, 상기 관경 유지용 지그의 삽입봉에 냉매관을 삽입시키는 공정이 필요없게 되어 작업공정수가 감소하게 된다. 또한, 상기 융착부의 상부 융착부와 하부 융착부에 돌출부와 함몰부가 서로 밀착되어 진동에 의해 발생된 열에 의해 접합되므로, 종래의 삽입봉과 냉매관의 진원이 일치하지 않아 발생되었던 냉매의 누수를 방지할 수 있게 된다.According to the joining method of the plastic heat exchanger as described above, the gap between the refrigerant pipe and the refrigerant pipe is maintained by the fusion unit without the conventional diameter maintenance jig for maintaining a constant distance between the refrigerant pipe and the cooling tube. The process of inserting the refrigerant pipe into the insertion rod is unnecessary, thereby reducing the number of work steps. In addition, since the protrusions and the depressions are in close contact with each other by the heat generated by the vibration because the protrusions and the depressions are in close contact with each other, the leakage of the refrigerant may be prevented because the source of the conventional insertion rod and the refrigerant pipe do not match. It becomes possible.
본 발명에 의한 플라스틱 열교환기 및 그 접합방법은, 이등분된 냉매관의 양측단으로 상부 헤더와 하부 헤더가 일체로 성형되고, 상기 이등분된 냉매관과 냉매관을 상부 융착부와 하부 융착부로 접합시켜 냉매관군과 헤더의 틈사이로 누수가 발생되지 않는 기밀성이 유지되는 플라스틱 열교환기를 제공할 수 있게 된다.Plastic heat exchanger according to the present invention and the joining method, the upper header and the lower header is integrally formed at both ends of the bisected refrigerant tube, and the bisected refrigerant tube and the refrigerant tube by the upper fusion portion and the lower fusion portion It is possible to provide a plastic heat exchanger in which airtightness is maintained without leakage between the refrigerant pipe group and the header.
또한, 상기 플라스틱 열교환기의 헤더와 냉매관의 접합공정에서 종래의 관경 유지용 지그가 필요치 않게 됨으로써, 관경 유지용 지그의 삽입봉에 냉매관을 삽입시키는 공정이 감소되므로 작업공정이 단순화되어, 플라스틱 열교환기의 생산률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the conventional diameter maintenance jig is not required in the joining process of the header of the plastic heat exchanger and the refrigerant pipe, the process of inserting the refrigerant pipe into the insertion rod of the diameter maintenance jig is reduced, thereby simplifying the work process. There is an effect that can improve the production rate of the heat exchanger.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea that such modifications and variations are also included in the claims Should be seen.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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KR1020050031226A KR100674716B1 (en) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Plastic heat exchanger and the joining method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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