KR101272905B1 - 열교환기용 접합용액 도포장치 - Google Patents

열교환기용 접합용액 도포장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 튜브와 헤드의 결합부위에 접합용액을 정확하고 용이하게 도포하여 제품의 불량률을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 열교환기용 접합용액 도포장치에 관한 것으로, 접합용액이 수용되는 접합용액 공급부; 및 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 공급되도록 상기 접합용액 공급부와 연결되며, 하부로 이동하는 헤드의 슬롯 내면으로 접합용액을 분사하여 도포하는 접합용액 도포부를 포함한다.

Description

열교환기용 접합용액 도포장치{WELDING SOLUTION SPREAD APPARATUS FOR HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기용 접합용액 도포장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 튜브와 헤드의 결합부위에 접합용액을 정확하고 용이하게 도포하여 제품의 불량률을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 열교환기용 접합용액 도포장치에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기(Heat Exchanger)라 함은 서로 온도가 다르고, 고체벽으로 분리된 두 유체 사이에 열교환을 수행하는 장치를 말하는 것으로, 좁은 의미의 열교환기는 일반적으로 상변화가 없는 두 공정 흐름 사이에 열을 교환하는 장치를 말하고, 넓은 의미로는 냉각기, 응축기 등을 포함한다. 이러한 열교환기는 난방, 공기조화, 동력발생, 냉각 및 폐열회수 등에 널리 이용된다.
전술한 바와 같은 열교환기의 종류로는 기하학적 형태에 따른 분류로써 원통다관식 열교환기, 이중관식 열교환기, 평판형 열교환기, 공냉식 냉각기, 가열로 및 코일식 열교환기가 있다. 또한, 기능에 따른 분류로써 열교환기(Heat Exchanger), 냉각기(Cooler), 응축기(Condenser), 재비기(Reboiler), 증발기(Evaporator), 예열기(Preheater) 및 2상 흐름 열교환기(Two Phase Flow Heat Exchanger) 등이 있다. 재료
또한, 최근에 제작되는 열교환기는 제품의 경량화를 위해 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금이 폭넓게 사용되고 있다. 그리고 알루미늄재 열교환기는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 심재(Core Material)와 동일한 재질에 의해 제작된 튜브가 상호 결합된다. 이때, 심재와 튜브는 Al 내지 Si 합금이나 Al 내지 Si 내지 Mg 합금을 대립해 맞춘 브레이징 시트지를 사용하여 접합하게 된다.
이와 같은 열교환기 제조방법으로는 국내 등록실용신안공보 제20-0129042호의 "공기조화 장치의 열교환기 제조방법" 및 국내 등록특허공보 제10-0963771호의 "하이브리드 라디에이터 탱크 및 그 제조방법"에 개시되어 있다.
상기와 같은 종래의 열교환기 제조방법은 튜브와 헤드를 접합하기 위하여 시트를 사용하게 되므로, 튜브 또는 헤드의 접합부위에 시트지를 부착하기가 매우 어려워 작업성이 저하될 뿐만 아니라, 정확하게 부착하기가 매운 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 튜브와 결합되는 헤드에 접합용액을 정확하고 용이하게 도포하여 불량률을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 접합용액이 수용되는 접합용액 공급부; 및 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 공급되도록 상기 접합용액 공급부와 연결되며, 하부로 이동하는 헤드의 슬롯 내면으로 접합용액을 분사하여 도포하는 접합용액 도포부를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 접합용액이 저장되며, 상기 접합용액 도포부와 연결되는 저장탱크; 및 상기 저장탱크의 접합용액이 상기 접합용액 도포부를 공급되도록 상기 저장탱크의 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레서로 이루어진 접합용액 공급부를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컴프레서에서 상기 저장탱크로 공급되는 압축공기가 접합용액의 수면 위로 공급되는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 접합용액 유입부재; 및 상기 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 분사노즐부재로 이루어진 접합용액 도포부를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 접합용액 도포부에 상기 분사노즐부재로 분사되는 접합용액의 분사량을 조절하기 위한 밸브를 더 구비되는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 접합용액을 상기 접합용액 유입부재의 하부 일측으로 경사지게 분사하는 제1 분사노즐; 및 접합용액을 상기 접합용액 유입부재의 하부 타측으로 경사지게 분사하는 제2 분사노즐로 이루어진 분사노즐부재를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되며, 접합용액을 하부 일측방향으로 경사지게 분사하는 제1 접합용액 분사부; 및 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되되도록 상기 제1 접합용액 분사부와 이격되게 설치되며, 접합용액을 하부 타측방향으로 경사지게 분사하는 제2 접합용액 분사부로 이루어진 접합용액 도포부를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 제1 접합용액 유입부재; 및 상기 제1 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 제1 분사노즐로 이루어진 제1 접합용액 분사부를 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 제2 접합용액 유입부재; 및 상기 제2 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 제2 분사노즐로 이루어진 제2 접합용액 분사부을 포함하는 열교환기용 접합용액 도포장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치에 의하면, 튜브가 결합되는 헤드의 결합부위에 접합용액을 정확하고 용이하게 도포하여 제품의 불량률을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치에 의해 접합용액이 도포되는 증발기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 접합용액 도포부의 변형된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치의 변형된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면 열교환기(Condenser)(10)는 내부로 열교환 매체가 순환되도록 헤드(11) 및 튜브(13)를 포함한다. 헤드(11)는 튜브(13)의 상측 및 하측에 각각 결합되며, 어느 하나의 헤드(11)를 통해 유입되는 열교환 매체가 튜브(13)를 거쳐 다른 하나의 헤드(11)로 유입되어 배출된다. 그리고, 어느 하나의 헤드(11)로 유입되는 열교환 매체는 튜브(13)를 통과하면서 열교환이 이루어지게 된다.
이러한, 열교환기(10)는 헤드(11)와 튜브(13)가 알루미늄 파우더가 포함된 접합용액을 이용하여 상호 긴밀하게 접합된다.
구체적으로, 헤드(11)에 튜브(13)를 접합하기 위한 슬롯(15)을 프레싱 가공을 통해 형성하고, 슬롯(15)에 튜브(13)를 삽입하여 결합하게 된다. 이때, 슬롯(15)의 내면에는 튜브(13)가 안정되고 견고하게 지지되도록 버(Burr)(15a)가 형성된다. 그리고, 헤드(11)의 슬롯(15)에 접합용액을 도포하고 튜브(13)를 결합한 후, 열교환기(10)를 고열의 용접기에 통과시키면, 용접기의 열에 의해 접합용액의 알루미늄 파우더가 녹으면서 헤드(11)와 튜브(13)의 결합부위가 긴밀하게 접합된다.
또한, 헤드(11)와 튜브(13)의 긴밀한 접합을 위하여 헤드(11)에 도포되는 접합용액은 열교환기용 접합용액 도포장치(100)를 통해 용이하고 정확한 위치에 도포된다. 이러한, 열교환기용 접합용액 도포장치(100)를 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 접합용액이 수용되는 접합용액 공급부(110) 및 이 접합용액 공급부(110)의 접합용액을 헤드(11)의 슬롯(15) 내면으로 분사하기 위한 접합용액 도포부(120)를 포함한다.
접합용액 공급부(110)는 접합용액이 저장되는 저장탱크(111) 및 이 저장탱크(111)의 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레서(113)로 이루어진다. 이때, 저장탱크(111)는 연결관(115)을 통해 접합용액 도포부(120)와 연결되며, 컴프레서(113)에서 압축공기가 유입되면 내부에 저장된 접합용액이 공압에 의해 접합용액 도포부(120)로 배출하게 된다.
이러한, 접합용액 공급부(110)는 저장탱크(111)에 수용된 접합용액이 헤드(11)에 안정적으로 도포되도록 컴프레서(113)에서 저장탱크(111)로 공급되는 압축공기가 저장탱크(111)에 수용되는 접합용액의 수면 위로 공급된다. 이를 위하여, 접합용액 공급부(110)의 저장탱크(111)는 상단부에 컴프레서(113)와 연결되는 공기유입관이 형성되고 하단부에 연결관(115)이 연결된다.
컴프레서(113)는 저장탱크(111)의 접합용액이 연결관(115)을 통해 접합용액 도포부(120)로 공급되도록 저장탱크(111)와 연결되어 저장탱크(111)로 압축공기를 공급하게 된다. 이와 같은 컴프레서(113)에 의해 저장탱크(111)의 접합용액이 접합용액 도포부(120)로 원활하게 공급된다.
접합용액 도포부(120)는 연결관(115)을 통해 저장탱크(111)로부터 접합용액이 공급되며, 컨베이어방식을 통해 하부로 이동하는 헤드(11)의 슬롯(15)에 접합용액을 분사하여 도포하게 된다. 이러한, 접합용액 도포부(120)는 슬롯(15)의 양측 내면 모두에 접합용액이 정확하게 도포되도록 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)를 포함한다.
구체적으로, 접합용액 도포부(120)는 저장탱크(111)로부터 접합용액이 고압으로 공급되며, 접합용액을 경사지게 분사하는 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)를 포함한다. 이때, 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)는 이격되게 설치되며, 제1 접합용액 분사부(121)가 슬롯(15)의 일측방향으로 접합용액을 분사하고, 제2 접합용액 분사부(123)가 슬롯(15)의 타측방향으로 접합용액을 분사한다.
이를 위하여, 제1 접합용액 분사부(121)는 연결관(115)을 통해 저장탱크(111)와 연결되며, 저장탱크(111)의 접합용액이 컴프레서(113)에 의해 고압으로 공급되는 제1 접합용액 유입부재(121a) 및 이 제1 접합용액 유입부재(121a)에 이격되게 복수개 설치되어 접합용액을 분사하는 제1 분사노즐(121b)로 이루어진다.
이때, 제1 접합용액 분사부(121)는 제1 분사노즐(121b)이 제1 접합용액 유입부재(121a)의 길이방향을 따라 일정간격으로 형성된다. 더하여, 제1 분사노즐(121b)은 제1 접합용액 유입부재(121a)의 접합용액이 하부 일측 예컨대 슬롯(15)의 일측방향으로 분사되도록 제1 접합용액 유입부재(121a)의 하부 일측으로 경사지게 형성된다.
또한, 제1 접합용액 분사부(121)는 제1 분사노즐(121b)로부터 분사되는 접합용액의 분사량을 조절할 수 있도록 제1 분사노즐(121b)에 밸브(125)가 더 구비된다. 이러한, 제1 접합용액 분사부(121)는 밸브(125)에 의해 제1 분사노즐(121b)의 개방정도가 조절되어 모든 제1 분사노즐(121b)에서 분사되는 접합용액의 동일하게 조절할 수 있다. 이로 인하여, 제1 분사노즐(121b)에서 접합용액이 동일한 양으로 분사되므로, 헤드(11)에 복수개 형성된 슬롯(15)에 접합용액을 균일하게 도포할 수 있다.
제2 접합용액 분사부(123) 또한 제1 접합용액 분사부(121)와 동일하게 연결관(115)을 통해 저장탱크(111)와 연결되며 저장탱크(111)의 접합용액이 컴프레서(113)에 의해 고압으로 공급되는 제2 접합용액 유입부재(123a) 및 이 제2 접합용액 유입부재(123a)에 이격되게 복수개 설치되어 접합용액을 분사하는 제2 분사노즐(123b)로 이루어진다.
이러한, 제2 접합용액 분사부(123)는 제2 분사노즐(123b) 각각에 밸브(125)가 구비되어 제2 분사노즐(123b)로 분사되는 접합용액의 분사량을 조절하게 된다.
더하여, 제2 분사노즐(123b)은 제2 접합용액 유입부재(123a)의 접합용액이 하부 일측 예컨대 제1 분사노즐(121b)의 분사방향과 반대방향인 슬롯(15)의 타측방향으로 분사되도록 제2 접합용액 유입부재(123a)의 하부 일측으로 경사지게 형성된다.
이와 같은 서로 다른 방향으로 경사지게 형성되는 제1 분사노즐(121b) 및 제2 분사노즐(123b)에 의해 헤드(11)의 슬롯(15) 내면 모든 부위에 접합용액을 정확하고 용이하게 분사하여 도포할 수 있다.
한편, 연결관(115)은 분기되어 제1 접합용액 유입부재(121a) 및 제2 접합용액 유입부재(123a)에 각각 연결되며, 각각의 분기부에 액추에이터를 통해 자동으로 개폐되는 개폐밸브가 더 구비된다. 이는 저장탱크(111)의 접합용액을 제1 접합용액 유입부재(121a) 및 제2 접합용액 유입부재(123a)로 공급되는 접합용액을 선택적으로 공급하기 위함이다.
본 실시 예에서는 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)가 각각 형성되는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)를 하나로 형성할 수도 있다.
구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이 접합용액 도포부(120)를 저장탱크(111)로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 접합용액 유입부재(127) 및 접합용액 유입부재(127)에 이격되게 복수개 설치되며 접합용액이 분사되는 분사노즐부재(129)로 구성할 수도 있다. 이때, 분사노즐부재(129)는 접합용액을 접합용액 유입부재(127)의 하부 일측으로 경사지게 분사하는 제1 분사노즐(129a) 및 접합용액을 접합용액 유입부재(127)의 하부 타측으로 경사지게 분사하는 제2 분사노즐(129b)로 이루어진다.
한편, 본 실시 예에 따른 접합용액 도포장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드(11)를 제1 접합용액 분사부(121) 및 제2 접합용액 분사부(123)의 상측으로 이동하면서 슬롯(15) 내면에 접합용액을 도포할 수도 있다. 이때, 제1 접합용액 분사부(121)의 제1 분사노즐(121b)은 제1 접합용액 유입부재(121a)의 상측에 경사지게 형성되고, 제2 접합용액 분사부(123)의 제2 분사노즐(123b)은 제2 접합용액 유입부재(123a)의 상측에 경사지게 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 실시 예에 따른 열교환기용 접합용액 도포장치의 작용을 설명한다.
슬롯(15)이 상측을 향하도록 컨베이어와 같은 이송 수단에 결합된 헤드(11)가 컨베이어의 구동을 통해 제1 접합용액 유입부재(121a)의 하측으로 이동하게 되면 제1 분사노즐(121b)에서 접합용액이 경사지게 분사되면서 슬롯(15)의 일측 내면에 접합용액을 도포하게 된다.
그리고, 헤드(11)가 제1 접합용액 유입부재(121a)를 통과하여 제2 접합용액 유입부재(123a)의 하측으로 이동하게 되면 제1 분사노즐(121b)과 반대방향으로 경사지게 형성된 제2 분사노즐(123b)에서 접합용액이 경사지게 분사되어 슬롯(15)의 타측 내면에 접합용액을 도포하게 된다.
이와 같이 컨베이어를 통해 이동되는 헤드(11)의 슬롯(15)에 접합용액을 정확하고 용이하게 도포할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 방향으로 경사지게 형성된 제1 분사노즐(121b) 및 제2 분사노즐(123b)에 의해 슬롯(15)의 양측 내면에 접합용액을 균일하게 도포할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 열교환기 11 : 헤드
15 : 슬롯 13 : 튜브
100 : 접합용액 도포장치 110 : 접합용액 공급부
111 : 저장탱크 113 : 컴프레서
120 : 접합용액 도포부 121 : 제1 접합용액 분사부
121a : 제1 접합용액 유입부재 121b : 제1 분사노즐
123 : 제2 접합용액 분사부 123a : 제2 접합용액 유입부재
123b : 제2 분사노즐 125 : 밸브
127 : 접합용액 유입부재 129 : 분사노즐 부재

Claims (9)

  1. 접합용액이 수용되는 접합용액 공급부; 및 상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 공급되도록 상기 접합용액 공급부와 연결되며, 하부로 이동하는 헤드의 슬롯 내면으로 접합용액을 분사하여 도포하는 접합용액 도포부를 포함하며,
    상기 접합용액 공급부는, 접합용액이 저장되며, 상기 접합용액 도포부와 연결되는 저장탱크; 및 상기 저장탱크의 접합용액이 상기 접합용액 도포부로 공급되도록 상기 저장탱크의 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합용액 공급부는 상기 컴프레서에서 상기 저장탱크로 공급되는 압축공기가 접합용액의 수면 위로 공급되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접합용액 도포부는,
    상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 접합용액 유입부재; 및
    상기 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 분사노즐부재;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접합용액 도포부는 상기 분사노즐부재로 분사되는 접합용액의 분사량을 조절하기 위한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 분사노즐부재는,
    접합용액을 상기 접합용액 유입부재의 하부 일측으로 경사지게 분사하는 제1 분사노즐; 및
    접합용액을 상기 접합용액 유입부재의 하부 타측으로 경사지게 분사하는 제2 분사노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 접합용액 도포부는,
    상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되며, 접합용액을 하부 일측방향으로 경사지게 분사하는 제1 접합용액 분사부; 및
    상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되되도록 상기 제1 접합용액 분사부와 이격되게 설치되며, 접합용액을 하부 타측방향으로 경사지게 분사하는 제2 접합용액 분사부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 접합용액 분사부는,
    상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 제1 접합용액 유입부재; 및
    상기 제1 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 제1 분사노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 접합용액 분사부는,
    상기 접합용액 공급부로부터 접합용액이 고압으로 공급되는 제2 접합용액 유입부재; 및
    상기 제2 접합용액 유입부재에 이격되게 복수개 설치되며, 접합용액이 분사되는 제2 분사노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 접합용액 도포장치.
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