KR101467226B1 - 냉동공조 분배관용 용접결합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동공조 분배관용 용접결합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분배관을 기존의 황동이 아닌 스틸로 제조한 후, 소정의 성분이 함유된 용재(니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P))로 내/외주연을 코팅처리하고, 연결관을 억지끼움 후 연결부위를 다시 상기 용재로 도포하며, 이러한 분배관을 브레이징로에서 브레이징작업(용접작업)함으로써, 기존과 달리 가격은 1/7수준으로 낮아지면서, 스틸에서 발생하던 부식의 방지가 가능한 냉동공조 분배관용 용접결합방법에 관한 것이다.

Description

냉동공조 분배관용 용접결합방법{WELD JOINT METHOD FOR DISTRIBUTION PIPE OF REFRIGERATING AND AIRCONDITIONING MACHINE}

본 발명은 냉동공조용의 분배관을 기존과 달리 스틸 재질로 제조하면서도 부식방지가 가능하고, 연결관과의 확실한 용접 또한 가능토록 한 냉동공조 분배관용 용접결합방법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 냉동공조장비 또는 냉각수 등을 포함한 순환기 계통에 설치되어 유체 순환경로를 확보하는 소구경의 분배관은, 주를 이루는 몸체와 이러한 몸체에 다수의 관체가 용접을 통해 단일몸체를 이룬 형태로 이루어지며, 이러한 분배관은, 가결합된 몸체와 관체의 접합부에 화염을 분사시켜 예열시킨 다음, 이 예열된 접합부에 선형의 가용물을 접단시켜 제작되게 된다.

이러한 분배관을 제작함에 있어, 가조립된 몸체가 분지관 부재가 안정되게 고정되지 아니하면 정형화된 분배관을 얻기는 사실상 어렵고, 또 신속한 배출을 위해 몸체와 관체간의 접합부위가 완전히 냉각되기 이전에 외력이 가해 배출시키게 되면, 접합부위에 크랙이나 변형이 발생될 수도 있다.

그런데 이러한 분배관을 생산함에 있어, 상기 품질적인 면과 더불어 생산적인 면도 요구된다.

물론, 상기 몸체와 관체의 접합부에 화염과 선형의 용융물을 제공하여 완전히 접합시킨 다음, 일정시간 기다려 접합 부위가 완전히 냉각된 다음, 배출하게 되면 품질의 안정성은 확보될 수 있을 것이다. 그러나, 상기 냉각시간의 소모에 따른 사이클 타이밍이 길어지는 문제점을 가지게 되어, 생산성이 저하되게 된다.

더불어, 냉동공조에 사용되는 이러한 몸체와 관체의 경우, 몸체와 관체 모두 부식에 강한 황동이 사용되고 있으나, 이러한 황동은 다른 금속(ex: steel)에 비해 가격이 7배이상 비싸다는 문제가 있어, 결국, 냉공공조 및 이러한 분배관이 사용되는 장비 자체의 제조비 및 단가가 상승된다는 문제가 있었다.

이에, 가격이 비싼 황동 재질을 사용하지 않으면서도, 부식에 강할 뿐만 아니라, 몸체와 관체 상호간의 결합부위의 결합력 또한 유지할 수 있는 용접결합방법에 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존처럼 고가의 황동의 재질을 사용하지 않으면서, 부식 등에 강하면서 분배관과 연결관 상호간의 연결부위의 부식방지 및 결합력 또한 유지할 수 있도록 한 것으로, 상기 분배관을 황동이 아닌 스틸의 재질로 제조하면서 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)이 함유된 용재에 디핑되도록 한 후, 연결관을 억지끼움하고 연결부위를 다시 상기 용재와 동일한 성분의 용재로 도포시킨 후, 브레이징로에서 브레이징 용접되도록 한 냉동공조 분배관용 용접결합방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 일단에 유입구(11)가 형성되고, 타단에는 유입구(11)의 유로가 분기되며 복수개의 유출구(12)를 형성하는 분배관(10)이 스틸 재질로 제조되는 단계(S10); 상기 분배관(10)을 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)이 함유된 용재에 디핑(dipping)하여, 내, 외부가 코팅되도록 하는 단계(S20); 상기 분배관(10)의 유입구(11)와 유출구(12)에 동(Cu)재질의 연결관(20)이 억지끼움되어 결합되는 단계(S30); 상기 분배관(10)과 연결관(20)의 결합부위가, 상기 디핑시 사용한 동일한 성분의 용재로 도포되는 단계(S40); 상기 분배관(10) 및 연결관(20)이 브레이징로 내에서 브레이징되는 단계(S50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 분배관의 재질을 황동이 아닌 스틸의 재질로 사용함으로써, 기존보다 제조비용이 1/7수준으로 제조비 및 제품단가가 낮아지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스틸에 소정성분이 혼합된 용재에 디핑하여 코팅을 시킴으로서, 부식이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 연결관을 억지끼움 후 연결부위를 소정성분의 용재로 도포 후, 브레이징로에서 브레이징처리됨으로써, 상호간의 연결부위의 부식이 방지되면서, 연결부위의 결합력 또한 상승되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동공조 분배관용 용접결합방법을 나타낸 일실시예의 공정순서도.
도 2는 도 1에 따라 제조된 냉동공조 분배관의 결합모습을 나타낸 일실시예의 조립 사시도.
도 3은 도 2의 분해사시도.
도 4는 도 2의 정면 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 냉동공조 분배관을 나타낸 일실시예의 단면도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되는 것이기에 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다. 이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 일실시예를 살펴보면, 일단에 유입구(11)가 형성되고, 타단에는 유입구(11)의 유로가 분기되며 복수개의 유출구(12)를 형성하는 분배관(10)이 스틸 재질로 제조되는 단계(S10); 상기 분배관(10)을 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)이 함유된 용재에 디핑(dipping)하여, 내, 외부가 코팅되도록 하는 단계(S20); 상기 분배관(10)의 유입구(11)와 유출구(12)에 동(Cu)재질의 연결관(20)이 억지끼움되어 결합되는 단계(S30); 상기 분배관(10)과 연결관(20)의 결합부위가, 상기 디핑시 사용한 동일한 성분의 용재로 도포되는 단계(S40); 상기 분배관(10) 및 연결관(20)이 브레이징로 내에서 브레이징되는 단계(S50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용재는 니켈 65 ~ 90중량%에 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어지거나, 또는 니켈 65 ~ 90중량%에 크롬, 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉동공조 분배관용 용접결합방법을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 냉동공조 분배관용 용접결합방법은 하기와 같이 S10 내지 S50단계의 용접결합방법의 순서를 가진다.

1. 일단에 유입구(11)가 형성되고, 타단에는 유입구(11)의 유로(L)가 분기되며 복수개의 유출구(12)를 형성하는 분배관(10)이 스틸 재질로 제조되는 단계(S10): 분배관(10)을 제조하는 단계로써, 본 발명에서 사용되는 분배관(10)은 일단에 유입구(11)가 천공형성되어 있고, 내부에서 이러한 유입구(11)가 2개의 유로(L)로 분기되면서, 상기 분배관(10)의 타단에서 복수개의 유출구(12)가 천공형성되는 구조를 가진다.

이러한 상기 분배관(10)의 타단은 직사각형의 단면이되, 원형을 이루는 유출구(12)가 복수개 천공형성되는 형태이고, 분배관(10)의 일단은 직사각형의 단면직경이 점차 작아지면서 원형단면을 이루는 하나의 구멍을 이루는 형태를 가지도록 한다.

더불어, 상기 분배관(10)의 내부에서는 상기 유입구(11)가 복수개의 유출구(12)로 분기시, 상기 유입구(11)에서 복수개의 유출구(12)로 분기되는 분기부분(D)이 완만한 원호형태로 분기되도록 하여, 분배관(10) 내에서 분기되어 흐르는 유로(L)의 흐름에 문제가 발생되지 않도록 한다.

또한, 이러한 분배관(10)은 본 발명에서 기존과 같은 황동이 아닌 스틸(Steel)재질로 제조되도록 하는데, 이러한 스틸로 제작됨에 따라, 기존의 황동재질에 비해 가격이 1/7수준이 되는 효과가 있으며, 스틸에서 발생되는 부식은 하기의 S20단계를 통해 해결될 수 있도록 한다.

2. 상기 분배관(10)을 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)이 함유된 용재에 디핑하여, 내, 외부가 코팅되도록 하는 단계(S20): 전술된 S10단계를 통해 분배관(10)을 제조 시, 분배관(10)의 재질이 스틸이기 때문에, 이러한 분배관(10)의 부식을 방지하기 위한 코팅단계이다.

이를 위해 본 발명에서는 후술될 브레이징로에서 브레이징공정이 가능하면서도 스틸재질인 분배관(10)의 부식이 방지될 수 있도록, 사전설정성분이 함유된 용재를 사용하여 코팅처리되는데, 상기 용재는 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)의 성분으로 이루어지며, 이러한 용재는 니켈 65 ~ 90중량%에 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어질 수 있도록 한다. 또는 사용자의 실시예에 따라 니켈 65 ~ 90중량%에 크롬(Cr), 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어질 수 있도록 할 수도 있음이다.

또한, 상기의 용재로 분배관(10)을 코팅 시, 외주연만 코팅하는 것이 아니라, 이러한 용재에 분배관(10)을 담구는 디핑공정(dipping)을 통해, 상기 분배관(10)의 내/외주연 모두가 용재로 코팅처리될 수 있도록 한다.

3. 상기 분배관(10)의 유입구(11)와 유출구(12)에 동(Cu)재질의 연결관(20)이 억지끼움되어 결합되는 단계(S30): 상기 S20단계를 통해 분배관(10)이 코팅처리되도록 한 후에는, 사전에 준비한 원형 단면의 관체인 연결관(20)을, 분배관(10) 일단의 유입구(11) 및 타단의 복수개 유출구(12) 각각에 억지끼움시켜 소정길이가 분배관(10)에 내설되며 결합되도록 한다.

이러한 연결관(20)의 경우, 보통 동(Cu) 재질의 파이프가 사용된다.

4. 상기 분배관(10)과 연결관(20)의 결합부위가, 상기 디핑시 사용한 동일한 성분의 용재로 도포되는 단계(S40): 전술된 S30단계를 통해, 내/외부가 코팅된 분배관(10)에 다수의 연결관(20)을 억지끼움시킨 후, 상기 분배관(10)과 연결관(20) 상호간의 연결부위(C)에서의 누수 및 부식이 방지되도록, 상기 분배관(10)과 연결관(20) 상호간의 연결부위(C) 부분들을, 전술된 S20단계에서 사용한 용재와 동일한 용재로 도포하는 단계이다.

물론, 이러한 용재는 용접봉(welding rod) 형태로 제작되어져 상기 분배관(10)과 연결관(20) 상호간의 연결부위(C) 부분에 녹여 도포될 수도 있음이다.

5. 상기 분배관(10) 및 연결관(20)이 브레이징로 내에서 브레이징되는 단계(S50): 전술된 바와 같이, 분배관(10)의 내/외주연에는 S20단계를 통해 용재가 코팅되어 있고, 분배관(10)과 연결관(20) 상호간의 연결부위(C)에도 용재가 도포되어 있도록 한 후, 이렇게 연결관(20)이 억지끼움된 분배관(10)을 브레이징로(Furnace Brazing, ex: 수소 분위기 연속로)에 넣어 브레이징공정이 진행되도록 하는 단계이다.

상기 '브레이징로'라함은, 브레이징 하고자 하는 제품에 용재를 도포한 후 가열로에 넣거나 통과시키며 브레이징 하는 장치이며, 이러한 브레이징로는 일반적으로 연소열이나 전기 저항열을 사용하여 가열하는 장치를 사용하는데, 직접 가열방식아니 간접 가열방식을 사용한다. 더불어, 브레이징 중 제품 표면의 산화물을 환원시키거나 산화를 막기 위하여, 다양한 산화 억제 분위기를 사용하는데, 본 발명에서는 이러한 산화 억제 분위기로, 고순도(이슬점이 낮은)의 경우 금속산화물에 대하여 강환 환원성을 가지고 있는 수소가스가 50% 이상 함유된 분위기 가스를 사용토록 한다. 하지만, 제품 표면의 산화물을 환원시키거나 산화를 막기 위해서라면, 브레이징로 및 분위기는 다양하게 변경이 가능함은 당연하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 분배관 11: 유입구
12: 유출구 20: 연결관
C: 연결부위 D: 분기부분
L: 유로

Claims (2)

1. 일단에 유입구(11)가 형성되고, 타단에는 유입구(11)의 유로가 분기되며 복수개의 유출구(12)를 형성하는 분배관(10)이 스틸 재질로 제조되는 단계(S10);
   상기 분배관(10)을 니켈(Ni), 실리콘(Si), 구리(Cu), 망간(Mn), 인(P)이 함유된 용재에 디핑(dipping)하여, 분배관(10)의 내, 외주연이 용재로 코팅되도록 하는 단계(S20);
   상기 분배관(10)의 유입구(11)와 유출구(12)에 동(Cu)재질의 연결관(20)이 억지끼움되어 결합되는 단계(S30);
   상기 분배관(10)과 연결관(20)의 결합부위가, 상기 디핑시 사용한 동일한 성분의 용재로 도포되되, 용재는 용접봉(welding rod) 형태로 제작되어져 상기 분배관(10)과 연결관(20) 상호간의 연결부위(C) 부분에 녹여 도포되는 단계(S40);
   상기 분배관(10) 및 연결관(20)이 브레이징로 내에서 브레이징되는 단계(S50);를 포함하여 이루어지며,
   상기 용재는 니켈 65 ~ 90중량%에 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어지거나, 또는 니켈 65 ~ 90중량%에 크롬, 실리콘, 구리, 망간, 인의 혼합용재 10 ~ 35중량%로 이루어지며,
   상기 유입구(11)에서 복수개의 유출구(12)로 분기되는 분기부분(D)이 완만한 원호형태로 분기되도록 하여, 분배관(10) 내에서 분기되어 흐르는 유로(L)의 흐름에 문제가 발생되지 하고,
   상기 브레이징로에서 브레이징 중 제품 표면의 산화물을 환원시키거나 산화를 막기 위하여 산화 억제 분위기를 사용하되, 상기 산화 억제 분위기로는 수소가스가 50% 이상 함유된 분위기 가스가 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉동공조 분배관용 용접결합방법.
   
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