KR101120560B1 - 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉장고용 증발기의 냉각관을 제조하는 방법에 있어서: 냉매부(P1)와 제상부(P2)를 지닌 다중냉각관(10)을 형성하는 제1단계; 및 상기 다중냉각관(10)의 외주면으로 스파이럴핀(50)을 연속 이송하면서 권선하는 제2단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 냉장고에 탑재되는 증발기에서 제상 기능을 지닌 다중관 상에 나선형 핀을 형성하여 제반 성능을 향상하고 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 냉장고에 탑재되는 증발기에서 제상 기능을 지닌 다중관 상에 나선형 핀을 형성하여 제반 성능을 향상하고 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉장고에 탑재되는 증발기에서 제상 기능을 지닌 다중관 상에 나선형 핀을 형성하여 제반 성능을 향상하고 제조원가를 절감할 수 있는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법에 관한 것이다.
냉장고의 주요 기능품의 하나인 증발기(evaporator)는 제상 성능을 향상하기 위한 기술적 진보를 거듭하고 있지만 여전히 제조원가를 절감하기 위한 생산기술도 중요시 되고 있다. 일예로, 일명 트라이 튜브 형(tri-tube type) 증발기는 제상관 내부로 선형의 제상히터를 삽입한 경박단소 구조이면서 생산성 향상에 유리하다. 이와 관련되는 선행특허로서, 한국 공개실용신안공보 제2000-0005077호의 "냉장고의 일체형 트라이 튜브 증발기구조", 한국 등록특허공보 제0342260호의 "냉장고 및 냉장고용 전열관유니트의 제조방법" 등이 알려져 있다.
한국 공개실용신안공보 제2000-0005077호는 성에를 제거하기 위한 제상관과; 상기 제상관의 양측에 위치하고, 냉매가 순환되는 냉매관; 그리고 상기 제상관과 냉매관의 사이에 위치하는 복수개의 핀튜브로 구성되고; 상기 제상관, 냉매관 그리고 핀튜브가 일체로 형성되는 구성을 제안한다. 이에 따라, 냉매관 및 핀튜브가 일체로 성형될 수 있어 증발기의 제작작업이 보다 편리해지고, 작업능률이 향상되는 효과를 기대한다.
한국 등록특허공보 제0342260호는 외관을 형성하는 외부케이싱과, 상기 외부케이싱에 수용되어 저장실을 형성하는 내부케이싱을 갖는 냉장고에 있어서, 상기 내부케이싱의 적어도 일부영역을 둘러싸도록 배치되어 냉매의 유로를 형성하는 증발기관부와, 상기 증발기관부와 평행하게 배치되는 히터관부와, 상기 증발기관부와 상기 히터관부를 상호 열전도 가능하게 연결하는 연결부를 갖는 전열관유니트를 포함하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 냉각성능, 숙성성능 및 제상성능을 향상시킬 수 있으며 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행특허에 의하면 증발기에 제상 기능을 부여함에 따라 필연적으로 제조공수가 증가하는 것은 물론 이에 의하여 냉각핀을 형성하는 공수의 증가를 연동적으로 초래하게 되므로 생산성을 저하시키고 결국 제조원가를 상승시키는 한계성을 보인다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 냉장고에 탑재되는 증발기에서 제상 기능을 지닌 다중관 상에 나선형 핀을 형성하여 제반 성능을 향상하고 제조원가를 절감할 수 있는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉장고용 증발기의 냉각관을 제조하는 방법에 있어서: 냉매부와 제상부를 지닌 다중냉각관을 형성하는 제1단계; 및 상기 다중냉각관의 외주면으로 스파이럴핀을 연속 이송하면서 권선하는 제2단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 제1단계의 다중냉각관은 하나의 격벽을 지닌 2구관, 2개의 격벽을 지닌 3구관, 다수의 리브를 지닌 동심관 중에서 선택되고, 상기 2구관과 3구관은 외면상에 벤딩방향을 안내하도록 각각의 마킹부를 구비하고, 상기 동심관은 리브와 맞물리는 그루우브를 구비하고, 상기 제2단계는 스파이럴핀의 적어도 일단을 절개 또는 절곡하면서 코일지그 상으로 유도하고, 코일지그를 거치는 순간의 스파이럴핀의 권선 직경을 다중냉각관의 직경보다 작게 유지하면서 권선하는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법.
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이때, 본 발명에 따르면 상기 스파이럴핀은 적어도 일단에 T형부, V형부, L형부 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제2단계는 스파이럴핀과 다중냉각관의 접촉부분에 대한 브레이징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 냉장고에 탑재되는 증발기에서 제상 기능을 지닌 다중관 상에 나선형 핀을 형성하여 제반 성능을 향상하고 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 증발기를 부분확대와 함께 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 제조방법의 제1단계를 나타내는 모식도
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 변형예들에 의한 제조방법을 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 제조방법의 제2단계를 나타내는 모식도
도 6은 본 발명에 따른 스파이럴핀의 다양한 형태를 나타내는 모식도
도 7은 도 5의 변형예에 의한 제조방법을 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 제조방법의 제1단계를 나타내는 모식도
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 변형예들에 의한 제조방법을 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 제조방법의 제2단계를 나타내는 모식도
도 6은 본 발명에 따른 스파이럴핀의 다양한 형태를 나타내는 모식도
도 7은 도 5의 변형예에 의한 제조방법을 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 냉장고용 증발기의 냉각관을 제조하는 방법, 특히 냉매부(P2)와 제상부(P2)를 지닌 냉각관을 제조하는 방법에 관련된다. 냉매부(P1)는 냉매가 순환되는 유로인 반면에, 제상부(P2)는 냉각관의 성애 제거를 위한 히터 코일을 수용하는 통로이다. 이러한 냉각관은 냉각핀을 지닌 직선부(L1)와 냉각핀을 지니지 않은 직선부(L2)로 이루어진다. 본 발명은 이러한 직선부(L1)의 냉각핀으로서 나선의 형태를 지니는 스파이럴핀(50)을 채용하는 제조방법을 제공하며, 품질과 생산성을 향상하기 위해 도 5와 같은 구성의 성형장치(60)를 기반으로 하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 제1단계는 냉매부(P1)와 제상부(P2)를 지닌 다중냉각관(10)을 형성하는 과정을 거친다. 다중냉각관(10)은 적어도 하나의 냉매부(P1)와 적어도 하나의 제상부(P2)가 상호 인접하는 구조를 기반으로 한다. 제조에 있어서 알루미늄 합금을 사용한 압출 가공방식을 택하는 것이 좋으나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
이때, 상기 제1단계의 다중냉각관(10)은 하나의 격벽(22)을 지닌 2구관(20), 2개의 격벽(32)을 지닌 3구관(30), 다수의 리브(45)를 지닌 동심관(40)(40′) 중에서 선택되는 형태로 제조된다. 2구관(20)은 도 2(a)에 나타내고, 3구관(30)은 도 2(b)에 나타내고, 동심관(40)(40′)은 도 3 및 도 4에 나타낸다. 2구관(20)은 중앙에 위치한 하나의 격벽(22)을 기준으로 냉매부(P1)와 제상부(P2)로 구분된다. 3구관(30)은 2개의 격벽(32)으로 감싼 제상부(P2)와 그 양측의 냉매부(P1)로 구분되나, 제상부(P2)를 반드시 중앙에 두지 않고 일측에 두는 것도 가능하다. 동심관(40)(40′)은 내부관(41)과 외부관(42)을 동심으로 지니는 구조이다.
한편, 본 발명의 상기 2구관(20)과 3구관(30)은 외면상에 벤딩방향을 안내하도록 각각의 마킹부(25)(35)를 구비한다. 후술하는 것처럼 성형이 완료된 다중냉각관(10)으로 증발기를 형성하는 과정에서 곡선부(L2)의 벤딩가공시 격벽(22)(32)에 의한 가공불량을 방지하기 위해 마킹부(25)(35)를 형성한다. 2구관(20)의 마킹부(25)는 격벽(22)이 위치하는 외주면에 형성하고, 3구관(30)의 마킹부(35)는 양측 격벽(32)의 중앙이 위치하는 외주면에 형성한다. 이에 따라, 자동화 공정에서 마킹부(25)(35)를 기준(중심)선으로 하여 벤딩되도록 한다.
도 3에서, 내부관(41)의 외주면에 다수의 축방향 리브(45)를 형성하고, 이를 수용하는 크기의 외부관(42)을 준비하며, 내부관(41)과 외부관(42)을 보통 내지 헐거운 끼워맞춤으로 결합한다. 내부관(41)의 내부공간은 제상부(P2)로 작용하고, 외주면은 냉매부(P2)로 작용한다. 물론 내부관(41)의 리브(45)는 상호 높이를 다르게 형성하는 구성도 가능하며, 부호 46의 리브는 다른 것에 비하여 가장 높은 상태를 의미한다. 변형예로서, 상기 외부관(42)의 내면에는 리브(45)와 맞물리는 그루우브(48)를 구비할 수도 있다.
도 4에서, 도 3과 반대로 외부관(42)의 내주면에 다수의 축방향 리브(45)를 형성하고, 이를 수용하는 내부관(41)을 준비하여 끼워맞춤으로 결합한다. 이와 같은 동심관(40′)은 어느 하나의 리브(46)를 높게 형성할 수도 있고, 리브(45)와 맞물리는 그루우브(48)를 더 구비할 수도 있다.
이와 같은 다중냉각관(10)에 대한 리브(45)와 그루우브(48)의 다양한 실시예는 냉매부(P1)와 제상부(P2)의 기능적 요건이나 스파이럴핀(50)과 곡선부(L2)를 형성하는 생산현장의 여건에 따라 다르게 적용될 수 있다.
또, 본 발명에 따른 제2단계는 상기 다중냉각관(10)의 외주면으로 스파이럴핀(50)을 연속 이송하면서 권선하는 과정을 거친다. 스파이럴핀(50)은 열전도성과 전연성이 좋은 알루미늄 합금을 사용하며, 성형장치(60)의 이송롤러(61)를 이용하여 정속으로 이송한다. 이송롤러(61)는 밴드(띠) 형태의 알루미늄 소재를 단순히 이송하는 외에 보다 강한 가압력을 작용하는 압연공정을 부가하는 것도 무방하다. 물론 이송롤러(61)는 다단계로 구성하여 소재를 이송할 수도 있다.
본 발명의 상기 제2단계는 스파이럴핀(50)의 적어도 일단을 절개 또는 절곡하는 전처리 공정과, 코일지그(67) 상으로 유도하여 다중냉각관(10) 상에 탄성적으로 권선하는 후처리 공정으로 구분된다. 스파이럴핀(50)의 단부(변부)를 절개하거나 절곡하는 것은 공조장치용 냉각핀의 역할을 위해 전열면적을 증대하는 과정으로서, 성형장치(60)의 이송롤러(61)의 하류측에서 소재의 이송과 동시에 이루어지도록 하는 것이 좋다. 탄성적 권선은 후술하는 것처럼 스파이럴핀(50)의 권선 직경을 다중냉각관(10)의 직경보다 충분히 작게 유지하면서 권선하여 상호 접촉압력을 작용함을 의미한다
제2단계의 전처리 공정에서, 본 발명의 상기 스파이럴핀(50)은 적어도 일단에 T형부(52), V형부(54), L형부(56) 중 적어도 하나를 구비한다. T형부(52)는 소재의 단부에서 직각 방향으로 갈라진 형태이고, V형부(54)는 소재의 단부에서 예각으로 갈라진 형태이다. T형부(52)와 V형부(54)는 성형날(63)에 의하여 갈라지는 각도에 차이가 있을 뿐이며, 어느 것이나 다중냉각관(10)에서 스파이럴핀(50)의 전열면적을 증대하는 역할에는 동일하다.
상기 성형날(63)은 선단부(63a)와 후단부(63b)의 높이(H1)(H2)가 다르게 경사진 구조를 사용한다. 성형날(63)의 선단부(63a)는 소재의 이송방향에서 상류측으로서 높이(H1)가 낮고, 후단부(63b)는 하류측으로서 높이(H2)가 높아 전체적으로 경사를 이룬다. 그리고 선단부(63a)의 칼날은 좁은 폭으로 예리한 반면에 후단부(63b)의 칼날은 넓은 폭으로 한다. 이에 따라, 도 3에 도시하는 것처럼 스파이럴핀(50)의 소재가 성형날(63)을 통과하면서 단부(변부)가 점차 갈라지고 최종적으로 T형부(52)를 형성하게 된다. 성형날(63)의 후단부(63b)의 칼날 폭을 변경하면 예각으로 갈라지는 V형부(54)를 형성할 수도 있다.
도 6(a)는 T형부(52)가 다중냉각관(10)과 접하는 부분(내측)에만 형성되는 구조이고, 도 6(b)는 T형부(52)가 다중냉각관(10)의 외측에만 형성되는 구조이고, 도 6(c)는 T형부(52)가 다중냉각관(10)의 내외측에 모두 형성되는 구조이고, 도 6(d)는 V형부(54)가 다중냉각관(10)의 외측에 T형부(52)가 다중냉각관(10)의 내측에 형성되는 구조이다. 이는 성형날(63)의 형태 및 배치 수량에 따라 달라질 수 있다. T형부(52) 또는 V형부(54)를 다중냉각관(10)에 설치하는 과정은 후술하는 권선단계를 참조한다.
본 발명의 변형에로서 상기 성형단계는 스파이럴핀(50)의 이송 중에 성형지그(64)를 사용하여 L형부(56)를 형성하는 것도 가능하다. 도 5의 성형장치(60)에서 성형날(63) 대신에 도 7(a)와 같은 성형지그(64)를 사용한다. 성형지그(64)는 평판의 소재가 이송롤러(61)에 의하여 이송되면서 내부의 굴곡을 따라 L형부(56)를 형성하는 구조이다. 이에 따라, 도 7(b)처럼 다중냉각관(10)의 외측에 L형부(56)가 오도록 제조할 수도 있고, 도시에는 생략되나 반대로 다중냉각관(10)의 내측 또는 양측에 L형부(56)가 오도록 제조할 수도 있다.
제2단계의 후처리 공정에서, 전처리 공정을 거친 스파이럴핀(50)을 마치 스프링을 권선하는 것처럼 다중냉각관(10)의 외주면에 권선하는 과정이다. 스파이럴핀(50)은 적어도 한 쌍의 코일지그(67)를 통과하면서 소성변형을 거쳐 다중냉각관(10)에 감긴다. 띠 형상의 소재를 원활하게 권선하기 위해서는 스파이럴핀(50)은 알루미늄 A1050 계열 또는 동등 이상의 물성을 지닌 소재를 사용한다.
좀 더 구체적으로, 이송대(66) 상에서 양측 코일지그(67)의 대향 거리와 각도를 조정한 상태로 다중냉각관(10)의 축방향으로 동시에 이송한다. 스프링 성형과 마찬가지로 코일지그(67)의 대향하는 거리는 권선 직경을 결정하고 이송속도는 권선 피치를 결정한다. 물론 이송대(66)는 코일지그(67)는 물론 전술한 이송롤러(61)와 성형날(63)을 모두 탑재하는 것이 좋다. 이송대(66)의 이송속도에 변동을 주면 스파이럴핀(50)이 권선되는 피치를 불균일하게 형성할 수도 있다.
특히 후처리 공정에 있어서, 코일지그(67)를 거치는 순간의 권선 직경을 다중냉각관(10)의 직경보다 충분히 작게(예컨대 90~95% 수준) 하여 다중냉각관(10)에 감기는 순간 스프링백 현상이 발생하더라도 적절한 접촉압력을 유지하도록 하는 것이 중요하다. 이에 따라, 본 발명의 제조방법에 의하면 종래와 달리 아르곤 용접 과정을 거치지 않더라도 스파이럴핀(50)이 다중냉각관(10) 상에 밀착되므로 냉각효율은 물론 생산성 향상에도 크게 기여한다.
본 발명의 상기 제2단계는 스파이럴핀(50)과 다중냉각관(10)의 접촉부분에 대한 브레이징을 더 포함할 수도 있다. 브레이징장치(70)는 스파이럴핀(50)을 권선하는 도중에 사용할 수도 있으나, 장치 구성의 편의성을 위해 권선의 종료 직후에 수행하는 것이 좋다. 스파이럴핀(50)을 다중냉각관(10)에 브레이징하면 에어갭이 제거되어 전열 성능이 더욱 향상된다.
한편, 스파이럴핀(50)의 T형부(52), V형부(54), L형부(56)를 다중냉각관(10)의 내측에 두는가 외측에 두는가에 따라 코일지그(67)에서 소재를 안내하는 홈의 형상도 달라진다.
증발기의 다중냉각관(10)은 도 1처럼 직선부(L1)와 직선부(L2)가 반복되는 구조이므로 이와 같은 성형장치(60)를 다수개로 배치하여 직선부(L1)에만 스파이럴핀(50)을 동시에 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 마지막 단계로서, 도시에는 생략하나, 자동화 장치를 이용하여 일정 길이 단위로 다중냉각관(10)을 벤딩하여 직선부(L1)와 곡선부(L2)가 집적된 증발기를 형성한다. 이후 완성된 증발기의 연결부(L3)에 배관을 연결하여 냉장고의 냉각사이클을 구성한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
P1: 냉매부 P2: 제상부
L1: 직선부 L2: 곡선부
10: 다중냉각관 20: 2구관
22, 32: 격벽 25, 35: 마킹부
30: 3구관 40, 40′: 동심관
41: 내부관 42: 외부관
45, 46: 리브 48: 그루우브
50: 스파이럴핀 52: T형부
54: V형부 56: L형부
60: 성형장치 61: 이송롤러
63: 성형날 64: 성형지그
66: 이송대 67: 코일지그
70: 브레이징장치
L1: 직선부 L2: 곡선부
10: 다중냉각관 20: 2구관
22, 32: 격벽 25, 35: 마킹부
30: 3구관 40, 40′: 동심관
41: 내부관 42: 외부관
45, 46: 리브 48: 그루우브
50: 스파이럴핀 52: T형부
54: V형부 56: L형부
60: 성형장치 61: 이송롤러
63: 성형날 64: 성형지그
66: 이송대 67: 코일지그
70: 브레이징장치
Claims (7)
- 냉장고용 증발기의 냉각관을 제조하는 방법에 있어서:
냉매부(P1)와 제상부(P2)를 지닌 다중냉각관(10)을 형성하는 제1단계; 및
상기 다중냉각관(10)의 외주면으로 스파이럴핀(50)을 연속 이송하면서 권선하는 제2단계;를 포함하여 이루어지고,
상기 제1단계의 다중냉각관(10)은 하나의 격벽(22)을 지닌 2구관(20), 2개의 격벽(32)을 지닌 3구관(30), 다수의 리브(45)를 지닌 동심관(40)(40′) 중에서 선택되고,
상기 2구관(20)과 3구관(30)은 외면상에 벤딩방향을 안내하도록 각각의 마킹부(25)(35)를 구비하고,
상기 동심관(40)(40′)은 리브(45)와 맞물리는 그루우브(48)를 구비하고,
상기 제2단계는 스파이럴핀(50)의 적어도 일단을 절개 또는 절곡하면서 코일지그(67) 상으로 유도하고, 코일지그(67)를 거치는 순간의 스파이럴핀(50)의 권선 직경을 다중냉각관(10)의 직경보다 작게 유지하면서 권선하는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 스파이럴핀(50)은 적어도 일단에 T형부(52), V형부(54), L형부(56) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2단계는 스파이럴핀(50)과 다중냉각관(10)의 접촉부분에 대한 브레이징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법.
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| KR1020110035530A KR101120560B1 (ko) | 2011-04-18 | 2011-04-18 | 스파이럴핀을 지닌 다중냉각관의 제조방법 |
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| KR101120560B1 true KR101120560B1 (ko) | 2012-03-09 |
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ID=46141520
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| KR (1) | KR101120560B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103423425A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 沃德(天津)传动有限公司 | 一种冷却盘管 |
| KR20190135202A (ko) | 2018-05-28 | 2019-12-06 | 국방과학연구소 | 내부 파이프가 접합없이 고정되는 냉각 채널 |
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2011
- 2011-04-18 KR KR1020110035530A patent/KR101120560B1/ko active IP Right Grant
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