KR101863609B1

KR101863609B1 - 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법

Info

Publication number: KR101863609B1
Application number: KR1020170135098A
Authority: KR
Inventors: 신영식
Original assignee: 신영식
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-06-04

Abstract

본 발명은 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법이다. 그 구체적인 공정은, 열교환기(10)에 장착되는 연결관(20)과 U자관(30)을 면접촉식 접합관체를 이용하여 조립하는 면접촉식 접합관체가 장착된 열교환기 준비단계(S10)와, 열교환기(10)를 컨베이어부(40)의 시작점에 위치한 제품장착부(41)에 안착시키는 열교환기 탑재단계(S20)와, 제어부(100)를 조작하여 열교환기(10)가 탑재된 컨베이어부(40)를 이송시키는 컨베이어부 이송단계(S30)와, 컨베이어부(40)를 통해 이송되는 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 이송가이드부(50)의 가이드높이조절부(51) 및 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비를 조절하여 열교환기(10)가 컨베이어부(40)를 따라 직선운동을 할 수 있도록 안내하는 이송가이드부 높이 및 너비 설정단계(S40)와, 이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)의 접합지점의 구간에 따라 토치부(61)의 토치높이조절부(62)와 토치너비조절부(63) 및 토치각도조절부(64)를 통해 토치부(61)의 높이와 너비 및 각도를 조절하는 브레이징 토치부 높이, 너비 및 각도 설정단계(S50)와, 열교환기(10)의 접합지점에 토치너비조절부(63)로 통해 일정 구간 왕복 운동을 하면서 토치부(61)의 화염을 열교환기(10)의 내측에 위치한 접합지점과 외측에 위치한 접합지점에 균일하게 공급하면서 접합하는 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계(S60)와, 열교환기(10)의 높이에 따라 냉각높이조절부(72)를 통해 냉각부(70)의 높이가 조절되고, 열교환기(10)의 접합지점을 냉각노즐(71)에서 분사되는 압축공기를 통해 신속하게 냉각시키는 접합지점 냉각단계(S70)와, 접합이 완료되면 작업자는 육안 검수와 동시에 컨베이어부(40)의 종착점에 설정된 제품탈거부(42)에서 열교환기(10)를 탈거하는 열교환기 탈거단계(S80)를 포함하여 이루어진다.

Description

에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법{The brazing bounding method for manufacturing multi tubular heat exchanger using the energy-saving type bounding pipe body}

본 발명은 열교환기에 장착된 다수개의 연결관과 U자관을 에너지 절감형 면접촉식 접합구조로 접속시키고, 동시에 접합할 수 있는 다층 구조의 연결관과 U자관의 나열 갯수를 확장시킬 수 있도록 한 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 브레이징 접합기술은 작업온도 450℃ 이상부터 접합하고자 하는 모재의 용융점온도 이하에서 작업하는 것으로서, 모재에 플럭스, 용가재 및 열을 가하여 두 모재를 접합하되, 작업과정에서 모재가 변형되지 않을 뿐 아니라 깨끗한 접합면을 얻을 수 있음에 따라 그라인딩이나 줄질 등 기계적인 후가공이 필요없어 시간과 비용 및 공정을 줄일 수 있는데다, 동종금속이든 이종금속이든 접합이 다양하게 가능한 특징이 있다.

상기와 같은 브레이징 접합기술의 원리는 다음과 같다. 가열원을 양 모재에 가하여 일정한 온도에 이르게 되면 용가재(Filler metal)는 양 모재 사이의 공극으로 녹으면서 스며들어 양 모재를 강력하게 접합하게 된다.

이때 양 모재와 용가재의 친화력의 정도를 나타내는 성질을 젖음성(Wetting)이라고 하고, 용가재가 양 모재의 공극에 해당하는 접합간격(Joint Gap)의 사이로 흘러들어 가는 현상을 모세관 현상(Capillary Action)이라 한다.

그러므로, 브레이징 접합기술에서는 용가재가 모재와의 젖음성이 나쁘면 접합이 잘 이루어지지 않는데다, 접합간격이 크면 양 모재 사이에 용가재가 가득 차지 않음에 따라 불완전한 접합이 되는 문제점이 있다.

따라서, 브레이징 접합기술에서는 접합간격(Joint Gap)인 공극의 크기를 최고의 접합강도가 발현될 수 있도록 일정하게 유지시키는 것이 대단히 중요하다. 이는 공극이 필요 이상 크게 되면 가열원 및 용가재가 많이 소요되어 에너지와 재료의 낭비가 있을 뿐 아니라, 에너지와 용가재의 많은 소요에도 불구하고 접합강도는 담보되기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 출원인 겸 발명자 "신영식"은 이러한 업계의 상황을 인식하고 접합간격(Joint Gap)과 접합강도의 문제점을 개선하고자, 상당한 노력을 경주하였는바, 특허 제10-0748603호 "브레이징을 이용한 접합관체 및 관체 접합방법"을 개발하여 산업발전에 이바지하고 있다.

도 1은 종래 고정식 토치부를 이용한 열교환기 접합방법의 문제점을 설명하기 위한 사시도이다. 열교환기(10)는 접합관체가 많이 소요되는 대표적인 물품이다. 도 1에서 보듯이, 컨베이어부(40)를 통해 일방향으로 이송되는 열교환기(10)의 상부에는 연결관(20)과 U자관(30)이 접속된 다수개의 접합관체가 접속되고, 일측에 고정된 고정식토치부(67)를 통과하면서 브레이징 방식으로 다수개의 접합관체가 동시에 접합되는 것이다.

여기서 문제는 연결관(20)과 U자관(30)이 접속된 지점을 토치를 통해 열을 가하면서 용가재를 녹여 접합간격으로 흘러보내는 브레이징 작업의 특성상, 토치에서 나오는 화염의 길이가 너무 길거나 짧으면, 토치에 가까운 접합지점과 토치에서 먼 접합지점의 온도 차이가 발생함으로써, 다수개의 접합지점이 균일하게 접합되지 않는 문제점이 있다.

이러한 문제점으로 인해, 도 1의 원내확대도에서와 같이 화염의 온도가 균일하게 공급될 수 있는 조건을 만족시키고자, 열교환기(10)에 사용되는 접합지점의 갯수를 4개로 한정하는 방식을 채택하여, 브레이징 작업을 진행하고 있는 실정이다.

그러나 근자에는 열교환기(10)가 대형화되면서 4개 이상의 접합지점을 갖는 열교환기가 만들어지고 있으나, 도 1과 같은 종래 방식처럼 이송되는 열교환기(10)의 양측에서 고정식토치부(67)를 통해 접합지점을 가열하게 되면, 불균일한 화염의 세기로 인해 불량한 접합지점이 발생할 수밖에 없는데다, 이를 극복하기 위해 4개 이상의 접합지점은 자동 브레이징 작업후, 수작업을 통해 마무리를 해야하는 작업상의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 본 발명의 출원인 겸 발명자 "신영식"의 특허 제10-0748603호 "브레이징을 이용한 접합관체 및 관체 접합방법"의 기술구성을 활용하여 에너지와 재료를 절약하고, 균일한 화염의 세기를 다수개의 접합지점에 동일하게 공급할 수 있도록 토치부(61)에 각도를 설정한 후, 일정 구간을 왕복하면서 접합지점을 가열함으로써, 열교환기(10)에 접속되는 연결관(20)과 U자관(30)의 갯수를 열교환기(10)의 용량에 따라 다층 구조로 확장시킬 수 있는 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법은, 열교환기(10)에 장착되는 연결관(20)과 U자관(30)을 면접촉식 접합관체를 이용하여 조립하는 면접촉식 접합관체가 장착된 열교환기 준비단계(S10)와, 열교환기(10)를 컨베이어부(40)의 시작점에 위치한 제품장착부(41)에 안착시키는 열교환기 탑재단계(S20)와, 제어부(100)를 조작하여 열교환기(10)가 탑재된 컨베이어부(40)를 이송시키는 컨베이어부 이송단계(S30)와, 컨베이어부(40)를 통해 이송되는 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 이송가이드부(50)의 가이드높이조절부(51) 및 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비를 조절하여 열교환기(10)가 컨베이어부(40)를 따라 직선운동을 할 수 있도록 안내하는 이송가이드부 높이 및 너비 설정단계(S40)와, 이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)의 접합지점의 구간에 따라 토치부(61)의 토치높이조절부(62)와 토치너비조절부(63) 및 토치각도조절부(64)를 통해 토치부(61)의 높이와 너비 및 각도를 조절하는 브레이징 토치부 높이, 너비 및 각도 설정단계(S50)와, 열교환기(10)의 접합지점에 토치너비조절부(63)로 통해 일정 구간 왕복 운동을 하면서 토치부(61)의 화염을 열교환기(10)의 내측에 위치한 접합지점과 외측에 위치한 접합지점에 균일하게 공급하면서 접합하는 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계(S60)와, 열교환기(10)의 높이에 따라 냉각높이조절부(72)를 통해 냉각부(70)의 높이가 조절되고, 열교환기(10)의 접합지점을 냉각노즐(71)에서 분사되는 압축공기를 통해 신속하게 냉각시키는 접합지점 냉각단계(S70)와, 접합이 완료되면 작업자는 육안 검수와 동시에 컨베이어부(40)의 종착점에 설정된 제품탈거부(42)에서 열교환기(10)를 탈거하는 열교환기 탈거단계(S80)를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법을 이용하게 되면, 토치에서 발화되는 화염의 세기를 열교환기에 구성된 다수개의 접합지점에 구간 왕복식으로 균일하게 공급할 수 있으므로, 접합지점이 많은 다층 열교환기를 동시에 접합할 수 있을 뿐 아니라, 다양한 형상의 열교환기도 동시에 접합할 수 있는 장점이 있다. 또한, 열교환기에 형성된 다수개의 연결관 및 U자관을 면접촉식으로 맞대어 놓고 접합을 시행함에 따라, 가스 에너지와 용가재 등의 재료가 절감되는 장점이 있는 것이다.

도 1은 종래 고정식 토치부를 이용한 열교환기 접합방법의 문제점을 설명하기 위한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치의 블럭도
도 3은 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치의 개략 정면도
도 4는 본 발명중 면접촉식 접합관체 및 토치부를 설명하기 위한 사시도
도 5, 6은 본 발명중 브레이징부를 설명하기 위한 측면도 및 사시도
도 7, 8은 본 발명중 냉각부를 설명하기 위한 측면도 및 사시도
도 9는 열교환기의 다양한 형상을 설명하기 위한 평면도
도 10은 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치를 이용한 접합방법을 설명하기 위한 흐름도

이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 바람직한 실시예를 상세하게 설명하되, 본 발명과 관련된 공지 기능이나 구성 및 시스템에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지와 부합되지 않는 부연 설명에 지나지 않을 경우 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 종래 고정식 토치부를 이용한 열교환기 접합방법의 문제점을 설명하기 위한 사시도이다. 상기 열교환기는 냉동공조 산업분야에서 필수적으로 사용되고 있으며 냉매, 공기, 특수 가스 등의 매질이 통과되는 직선형 연결관(20)과 다수개의 연결관(20)을 서로 접속시키는 U자관(30)이 서로 접합되어 열교환기(10)의 상부에 배치된다.

도 1에서 보듯이 종래 고정식토치부(67)를 이용한 열교환기의 접합방식은 먼저 열교환기(10)가 컨베이어부(40)에 안착된 상태에서 일방향으로 이송되고, 이송되는 열교환기(10)는 일측에 고정된 고정식토치부(67)를 통과하면서 다수개로 이루어진 토치에서 나오는 화염에 의하여 연결관(20)과 U자관(30)이 브레이징 기술을 통해 동시에 접합되는 방식이다.

문제는 연결관(20)과 U자관(30)의 접합지점이 고정식토치부(67)에서 나오는 화염의 세기에 균일하게 적용받아야 균일한 접합이 동시에 이루어짐에도 불구하고, 고정식토치부(67)의 특성상 화염의 세기는 토치와 가까운 접합지점과 먼 곳의 접합지점에서 차이가 발생함으로써, 다수개의 접합지점이 균일하게 접합되지 않는다는 것이다.

이러한 문제점으로 인해, 도 1의 원내확대도에서와 같이 열교환기(10)에 사용되는 접합지점의 갯수를 4개로 한정함으로써, 접합지점과 토치와의 거리가 상이하다 할지라도 허용되는 화염의 세기의 범주에서 작업이 이루어지도록 진행하고 있는 실정이다.

그러나 근자에는 열교환기가 대형화되면서 4개 이상의 접합지점을 갖는 열교환기(10)가 만들어지고 있으나, 도 1과 같은 종래 방식처럼 이송되는 열교환기(10)의 양측에서 고정식토치부(67)를 통해 접합지점을 가열하게 되면, 불균일한 화염의 세기로 인해 불량한 접합지점이 발생할 수밖에 없는데다, 이를 극복하기 위해 4개 이상의 접합지점은 자동 브레이징 작업후, 나머지는 수작업을 통해 마무리를 해야하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 도 4에 도시된 4개 이상의 접합지점을 갖는 사각 형상의 열교환기(10)를 비롯하여, 도 9에 도시한 다양한 형상을 갖는 열교환기(10)를 동시에 접합할 수 있는 브레이징 장치와 그 접합방법을 제공하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치의 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치의 개략 정면도이며, 도 4는 본 발명중 면접촉식 접합관체 및 토치부를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5, 6은 본 발명중 브레이징부를 설명하기 위한 측면도 및 사시도이다.

도 4에서와 같이 연결관(20)과 U자관(30)이 접속되는 접합지점이 4개 이상에 해당하는 다수개의 접합지점을 갖는 열교환기(10)가 컨베이어부(40)에 안착된 상태에서 일측에 장착된 브레이징부(60)를 향해 이송된다.

상기 브레이징부(60)에는 도 6에서와 같이 다수개의 토치부(61)가 장착되어 이송중인 열교환기(10)의 접합지점에 화염을 제공함으로써, 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)는 토치부(61)를 통과하게 되면, 다수개의 연결관(20) 및 U자관(30)이 동시에 자연스럽게 접합되는 것이다.

이때 접합지점의 접합강도와 접합상태는 균일하게 유지되는바, 이는 토치부(61)가 고정되지 않고 일정 구간 좌우로 왕복운동 하면서, 열교환기(10)의 외측에 있는 접합지점이나, 열교환기(10)의 내측에 있는 접합지점 등 접합지점의 위치에 상관없이 화염의 세기를 다수개의 접합지점에 균일하게 제공함으로써, 접합지점이 다수개임에도 불구하고 접합강도와 접합상태는 균일하게 유지된다.

즉, 도 5, 6에서 보듯이 상기 브레이징부(60)는 육면체의 프레임을 기반으로 구성되되, 다수개의 토치부(61)가 프레임의 상부에 장착되고, 상기 토치부(61)가 열교환기(10)의 높이에 맞춰서 승강레일(65)을 따라 상하로 작동되도록 토치높이조절부(62)가 프레임의 하부에 장착되며, 상기 토치부(61)가 열교환기(10)의 너비에 맞춰 움직일 수 있도록 토치너비조절부(63)가 토치부(61)의 측방에 장착된다.

또한, 도 4의 원내확대도에서와 같이 열교환기(10)의 상부에 열교환기(10)를 다른 곳에 장착하기 위해 구성된 절곡거치판(11)을 피해 화염을 제공하고자 토치부(61)에 각도를 설정할 수 있도록 토치각도조절부(64)가 프레임의 일개소에 장착된다.

따라서, 별도로 장착된 제어부(100)를 통해 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 토치높이조절부(62)와 토치너비조절부(63)를 통해 토치부(61)의 높이와 너비를 설정한 다음, 토치각도조절부(64)를 통해 토치부(61)에 각도(θ)를 설정하면 화염의 분출 각도가 설정된다.

이후 도 4에서와 같이 다수개의 접합지점이 있는 다층 구조의 열교환기(10)는 컨베이어부(40)를 따라 왕복 운동식 토치부(61)를 향해 이송되고, 상기 왕복 운동식 토치부(61)는 토치너비조절부(63)로 인해 일정 구간 왕복 운동을 하면서 토치부(61)의 화염이 열교환기(10)의 내측에 위치한 접합지점과 외측에 위치한 접합지점에 골고루 균일하게 공급됨으로써, 결국 다수개의 접합지점을 갖는 다층 열교환기(10)가 우수한 강도와 접합상태로 접합되는 것이다.

한편, 도 3에서와 같이 브레이징부(60)에는 제1배기부(66)가 장착되어, 접합과정에서 발생되는 가스와 연기 등을 외부로 배출하도록 하여 작업이 방해받지 않도록 하며, 브레이징부(60)의 외부는 하우징(80)으로 둘러싸여 접합 작업이 더욱 청결하게 이루어지도록 한다.

상기 브레이징부(60)를 구성하는 프레임과 승강레일(65), 토치부(61), 토치높이조절부(62), 토치너비조절부(63) 및 토치각도조절부(64) 등의 작동은 별도로 장착된 제어부(100)를 통해 작동되며, 이러한 기계 작동들은 통상적인 엘엠 가이드(Linear Moving Guide), 서보 모터(Servo Motor)와 같은 3차원 다축제어 시스템을 통해 구현될 수 있으므로, 본 발명은 3차원 다축제어 시스템의 종류와 방법에 한정되지 않는데다, 3차원 다축제어 시스템을 이용한 기술은 공지 기술에 해당하므로 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 4의 원내확대도에 도시한 연결관(20)과 U자관(30)의 구성은 본 발명의 출원인 겸 발명자 "신영식"의 특허 제10-0748603호 "브레이징을 이용한 접합관체 및 관체 접합방법"의 기술구성을 도시한 것이다.

특허 제10-0748603호는 종래에 사용되는 접합관체가 삽입식으로 조립 및 접합되는 과정에서 가스 소비가 과다하게 소비될 뿐 아니라, 접합간격이 균일하지 않아 접합강도가 저하되거나 불량품이 생산되는 문제점을 해결하고자, 도 4의 원내확대도에서와 같이 면접촉식 접합관체를 제안한 것이다.

즉, 연결관(20)에 안치절곡부(21)를 형성하고, U자관(30)에 접합절곡부(31)를 형성함으로써, 연결관(20)과 U자관(30)의 접합면적이 확대되어 접합강도가 우수하게 발현되고, 삽입식 접합관체에 존재하는 접합간격이 원천적으로 배제됨으로써, 용가재가 필요 이상으로 소모되는 문제점이 해결되며, 화염의 가열지점이 면접촉부에 집중됨에 따라, 삽입식 접합관체에서 외주면에 가하는 가열방식이 탈피되어 가스 에너지가 절감되는 장점이 있다.

한편, 도 3에서와 같이 컨베이어부(40)의 시작점에는 작업자가 열교환기(10)를 수동 또는 호이스트를 비롯한 기계를 이용하여 올려놓는 제품장착부(41)가 형성되고, 컨베이어부(40)의 양측에는 컨베이어부(40)의 길이 방향을 따라 이송가이드부(50)가 장착된다.

상기 이송가이드부(50)는 컨베이어부(40)에 탑재되어 이송되는 열교환기(10)가 브레이징 작업과 냉각 작업 및 탈거 작업에 이르기까지 컨베이어부(40)를 따라 이송될 때에 중심을 잃지 않고 쓰러지지 않도록 안내하는 기능을 한다.

따라서, 상기 이송가이드부(50)는 열교환기(10)의 측면에 접촉되지 않고 이격된 상태로 장착되며, 컨베이어부(40)의 직선운동을 따라 열교환기(10)가 직선운동을 수행할 수 있도록 열교환기(10)를 안내하기 위해 컨베이어부(40)와 수평하게 장착된다.

또한, 도 5에서와 같이 컨베이어부(40)에 탑재되는 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 가이드높이조절부(51)와 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비를 설정하여 다양한 사이즈의 열교환기(10)에 적용할 수 있도록 한다.

상기 가이드높이조절부(51)와 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비가 설정된다고 설명하였으나, 본 발명은 작동 구동체의 구성에는 한정되지 않는다. 이는 통상적인 엘엠 가이드와 서보모터 등 3차원 다축제어 시스템을 통해 다양하게 구현할 수 있기 때문이다.

도 7, 8은 본 발명중 냉각부(70)를 설명하기 위한 측면도 및 사시도로서, 상기 이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 통해 이송되는 열교환기(10)는 브레이징부(60)에서 접합작업이 이루어진 다음, 브레이징부(60)의 측방에 장착된 냉각부(70)에서 다수개의 냉각노즐(71)을 통해 압축공기가 접합지점에 분사되면서 신속한 냉각이 이루어지고, 냉각과정에서 발생되는 연기 등은 냉각노즐(71)의 상부에 장착된 제2배기부(73)를 통해 신속하게 외부로 배출되어 작업장이 쾌적하게 관리되도록 한다.

한편, 상기 냉각부(70)는 열교환기(10)의 크기에 따라 효과적인 냉각 및 배기를 수행할 수 있도록 상하부로 움직일 수 있는 냉각높이조절부(72)를 통해 장착되는바, 본 발명은 냉각높이조절부(72)와 같은 구동체의 구성에는 한정되지 않는다. 이는 통상적인 엘엠 가이드와 서보모터 등 3차원 다축제어 시스템을 통해 다양하게 구현할 수 있기 때문이다.

본 발명은 일직선상으로 작동되는 컨베이어부(40)의 이송을 통해 작업 동선이 일직선상에서 수행되는 것임을 고려할 때, 도 2에서와 같이 냉각부(70)의 측방 컨베이어부(40)의 종착점에는 접합과 냉각 작업이 완료된 열교환기(10)를 내릴 수 있는 제품탈거부(42)가 장착된다. 작업자는 제품탈거부(42)에서 수동 또는 호이스트와 같은 기계를 통해 안전하게 제품을 탈거할 수 있다.

도 9는 열교환기의 다양한 형상을 설명하기 위한 평면도이다. 본 발명의 토치부(61)는 일정 구간 왕복 작업이 가능하고, 각도(θ) 설정이 가능한 구성임을 고려할 때, 화염의 세기를 다층으로 구성된 열교환기의 접합지점에 균일하게 접근시킬 수 있으므로, 도 9의 (a)와 같은 접합지점이 많은 직사각 형상의 열교환기(10)는 물론 도 9의 (b)와 같은 "ㄱ"자 형상의 열교환기(10) 및 도 9의 (c)와 같은 "+"자 형상의 열교환기(10) 등 다양한 형상의 열교환기(10)를 컨베이어부(40)를 통해 이송시키면서 접합시킬 수 있는 장점이 있다.

도 10은 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 장치를 이용한 접합방법을 설명하기 위한 흐름도를 예시한 것이다. 도 10을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1단계로서 작업자는 에너지를 절감할 수 있는 면접촉식 접합관체를 이용하여 열교환기(10)에 장착되는 연결부와 U자관(30)을 조립하여 준비한다(S10, 면접촉식 접합관체가 장착된 열교환기 준비단계). 제2단계로서, 작업자는 수동 또는 호이스트와 같은 기구를 이용하여 열교환기를 컨베이어부(40)의 시작점에 위치한 제품장착부(41)에 안착시킨다(S20, 열교환기 탑재단계). 제3단계로서, 작업자는 제어부(100)를 조작하여 열교환기(10)가 탑재된 컨베이어부(40)를 이송시킨다(S30, 컨베이어부 이송단계).

제4단계로서, 컨베이어부(40)를 통해 이송되는 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 제어부(100)에 기 설정된 이송가이드부(50)의 가이드높이조절부(51) 및 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비를 조절함으로써, 열교환기(10)가 일정 속도로 이송되는 컨베이어부(40)를 따라 직선운동을 수행할 수 있도록 안내한다(S40, 이송가이드부 높이 및 너비 설정단계).

제5단계로서, 이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)의 접합지점의 구간에 따라 제어부(100)에 기 설정된 브레지징 토치부(61)의 토치높이조절부(62)와 토치너비조절부(63) 및 토치각도조절부(64)를 통해 토치부(61)의 높이와 너비 및 각도를 조절한다(S50, 브레이징 토치부 높이, 너비 및 각도 설정단계).

제6단계로서, 이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)의 접합지점에 토치너비조절부(63)로 통해 일정 구간 왕복 운동을 하면서 토치부(61)의 화염을 열교환기(10)의 내측에 위치한 접합지점과 외측에 위치한 접합지점에 골고루 균일하게 공급하면서 접합작업을 수행한다(S60, 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계).

상기 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계(S60)가 완료되면, 제7단계로서 컨베이어부(40)에 탑재되어 계속 이송되고 있는 열교환기(10)의 높이에 따라 제어부(100)에 기 설정된 냉각높이조절부(72)를 통해 냉각부(70)의 높이가 조절되어, 냉각부(70)를 지나는 열교환기(10)의 접합지점에 냉각노즐(71)에서 나오는 압축공기를 분사시킴으로써, 열교환기(10)의 접합지점을 신속하게 냉각시킨다(S70, 접합지점 냉각단계).

상기와 같은 열교환기(10)의 접합지점에 대한 냉각단계(S70)가 완료되면, 제8단계로서 작업자는 육안 검수와 동시에 컨베이어부(40)의 종착점에 설정된 제품탈거부(42)에서 열교환기를 탈거한다(S80, 열교환기 탈거단계).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법을 이용하게 되면, 토치에서 발화되는 화염의 세기를 열교환기에 구성된 다수개의 접합지점에 구간 왕복식으로 균일하게 공급할 수 있으므로, 접합지점이 많은 다층 열교환기를 동시에 접합할 수 있을 뿐 아니라, 다양한 형상의 열교환기도 동시에 접합할 수 있는 장점이 있다. 또한, 열교환기에 형성된 다수개의 연결관 및 U자관을 면접촉식으로 맞대어 놓고 접합을 시행함에 따라, 가스 에너지와 용가재 등의 재료가 절감되는 장점이 있는 것이다.

10 : 열교환기
11 : 절곡거치판
20 : 연결관
21 : 안치절곡부
30 : U자관
31 : 접합절곡부
40 : 컨베이어부
41 : 제품장착부
42 : 제품탈거부
50 : 이송가이드부
51 : 가이드높이조절부
52 : 가이드너비조절부
60 : 브레이징부
61 : 토치부
62 : 토치높이조절부
63 : 토치너비조절부
64 : 토치각도조절부
65 : 승강레일
66 : 제1배기부
67 : 고정식토치부
70 : 냉각부
71 : 냉각노즐
72 : 냉각높이조절부
73 : 제2배기부
80 : 하우징
100 : 제어부
θ : 각도
S10 : 면접촉식 접합관체가 장착된 열교환기 준비단계
S20 : 열교환기 탑재단계
S30 : 컨베이어부 이송단계
S40 : 이송가이드부 높이 및 너비 설정단계
S50 : 브레이징 토치부 높이, 너비 및 각도 설정단계
S60 : 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계
S70 : 접합지점 냉각단계
S80 : 열교환기 탈거단계

Claims

열교환기(10)에 장착되는 연결관(20)과 U자관(30)을 면접촉식 접합관체를 이용하여 조립하는 면접촉식 접합관체가 장착된 열교환기 준비단계(S10)와, 열교환기(10)를 컨베이어부(40)의 시작점에 위치한 제품장착부(41)에 안착시키는 열교환기 탑재단계(S20)와, 제어부(100)를 조작하여 열교환기(10)가 탑재된 컨베이어부(40)를 이송시키는 컨베이어부 이송단계(S30)와,
컨베이어부(40)를 통해 이송되는 열교환기(10)의 높이와 너비에 따라 이송가이드부(50)의 가이드높이조절부(51) 및 가이드너비조절부(52)를 통해 이송가이드부(50)의 높이와 너비를 조절하여 열교환기(10)가 컨베이어부(40)를 따라 직선운동을 할 수 있도록 안내하는 이송가이드부 높이 및 너비 설정단계(S40)와,
이송가이드부(50)의 안내를 받으면서 컨베이어부(40)를 따라 이송되는 열교환기(10)의 접합지점의 구간에 따라 토치부(61)의 토치높이조절부(62)와 토치너비조절부(63) 및 토치각도조절부(64)를 통해 토치부(61)의 높이와 너비 및 각도를 조절하는 브레이징 토치부 높이, 너비 및 각도 설정단계(S50)와, 열교환기(10)의 접합지점에 토치너비조절부(63)로 통해 일정 구간 왕복 운동을 하면서 토치부(61)의 화염을 열교환기(10)의 내측에 위치한 접합지점과 외측에 위치한 접합지점에 균일하게 공급하면서 접합하는 브레이징 토치부 구간 왕복식 접합단계(S60)와,
열교환기(10)의 높이에 따라 냉각높이조절부(72)를 통해 냉각부(70)의 높이가 조절되고, 열교환기(10)의 접합지점을 냉각노즐(71)에서 분사되는 압축공기를 통해 신속하게 냉각시키는 접합지점 냉각단계(S70)와, 접합이 완료되면 작업자는 육안 검수와 동시에 컨베이어부(40)의 종착점에 설정된 제품탈거부(42)에서 열교환기(10)를 탈거하는 열교환기 탈거단계(S80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 접합 관체를 이용한 다층 열교환기용 브레이징 접합방법.
삭제