KR101937037B1 - 루버핀, 이를 포함하는 열교환기, 이를 제조하기 위한 장치, 이를 제조하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루버핀, 이를 구비하는 열교환기, 이를 제조하기 위한 장치, 이를 제조하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 박판이 반복되도록 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부와, 상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버를 포함하는 것을 특징으로 하는 루버핀과, 이러한 루버핀을 포함하는 열교환기, 이를 제조하기 위한 장치, 이를 제조하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

Description

루버핀, 이를 포함하는 열교환기, 이를 제조하기 위한 장치, 이를 제조하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Louvered fin, heat exchanger comprising the same, apparatus for manufacturing the same, method for manufacturing the same and computer recordable medium storing program to perform the method}

본 발명은 루버핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유체의 열교환 성능을 더 향상시킬 수 있는 루버핀, 이를 포함하는 열교환기, 이를 제조하기 위한 장치, 이를 제조하기 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

열교환기는 고체 벽으로 분리된 서로 다른 두 유체들의 열교환을 수행하는 장치로써 난방, 공기조화, 동력발생, 폐열회수, 화학공정 등의 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 많은 형태의 열교환기가 있지만 확장된 열전달 표면을 가지는 핀(fin)형 열교환기의 경우 구조가 간단하고 제작이 용이하기 때문에 널리 사용되고 있다. 핀형 열교환기의 열전달 성능을 향상시키기 위해서 작동 유체 측의 핀 날개 형태를 변화시키는 연구가 진행되어 왔으며 개발된 소형, 경량의 특징을 갖는 컴팩트 열교환기의 종류로는 루버핀(Louvered fin), 옵셋 스트립 핀(offset strip fin), 루버핀(Wavy fin) 등이 있다.

한국공개특허 제2006-0132338호 2006년 12월 21일 공개 (명칭: 물맺힘을 조절하여 향상된 열교환 효율을 갖는 루버핀열교환기)

본 발명의 목적은 루버핀(Louvered fin)의 루버의 형상을 변경하여 열전달 성능을 더욱 향상시키고 압력강하를 감소시키도록 하는 루버핀 및 이를 구비하는 열교환기를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루버핀은 박판이 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부와, 상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버를 포함한다.

상기 루버는 직육면체 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부를 포함한다.

상기 곡면부는 단면이 수학식

및 수학식

양자 모두를 만족하도록 형성되며, 상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기는 소정 간격 상호 이격되어 배치되는 한 쌍의 튜브와, 상기 한 쌍의 튜브의 사이에 형성되며, 박판이 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부와, 상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버를 포함하는 루버핀을 포함한다.

상기 루버는 직육면체 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부를 포함한다.

상기 곡면부는 단면이 수학식

및 수학식

양자 모두를 만족하도록 형성되며, 상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루버핀을 제조하기 위한 모델링 장치는 사용자의 입력을 수신하는 입력부와, 상기 입력에 따라, 박판이 반복되도록 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부와, 상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버를 포함하는 루버핀의 형상을 3차원 이미지인 루버핀 모델로 형성하는 제어부를 포함한다.

상기 루버는 직육면체 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부를 포함한다.

상기 곡면부는 단면이 수학식

및 수학식

양자 모두를 만족하도록 형성되며, 상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루버핀을 제조하기 위한 적층 제조 장치는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 모델을 마련하고, 적층 제조 방식으로 상기 루버핀 모델에 따라 상기 루버핀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 장치의 루버핀을 제조하기 위한 방법은 사용자의 입력에 따라 루버각(θ)을 포함하는 루버핀의 파라미터를 설정하는 단계와, 직육면체 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부를 포함하는 루버에서 상기 루버각(θ)의 크기에 비례하여 곡면부의 높이(h)를 설정하는 단계와, 상기 설정된 곡면부의 높이(h)에 따라 형성되는 복수의 루버를 포함하는 3차원의 루버핀 이미지인 루버핀 모델을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 곡면부는 단면이 수학식

및 수학식

양자 모두를 만족하도록 형성되며, 상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 제조 장치의 루버핀을 제조하기 위한 방법은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 모델을 마련하는 단계와, 상기 루버핀 모델에 따라 적층 제조 방식으로 루버핀을 형성하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 장치의 루버핀을 제조하기 위한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 제조 장치의 루버핀을 제조하기 위한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 루버를 통해 재순환 영역(RZ)의 발생을 경감시켜 열교환 성능을 더욱 향상시키고, 압력강하를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 루버를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 도시된 루버의 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 루버를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래의 기술에 따른 루버핀의 열전달 성능을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 루버핀의 열전달 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 제조하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모델링장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 제조 방법 중 루버핀 모델 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

루버핀은 열교환을 위한 수단이다. 즉, 유체의 흐름이 루버핀으로 유도되면, 유체와 루버핀과의 열교환이 일어난다. 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는 적어도 하나의 루버핀을 포함하며, 그 목적에 따라 루버핀을 포함하는 형태이되, 다른 부분은 다양한 형태를 가질 수 있다. 따라서 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 적어도 하나 포함하는 열교환기는 본 발명의 권리범에 속한다고 할 것이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기의 일부를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 포함하는 열교환기의 일부를 도시한 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀의 일부를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 루버를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4의 도시된 루버의 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는 적어도 한 쌍의 튜브(100) 및 루버핀(200)을 포함한다. 한 쌍의 튜브(100)는 소정 간격 상호 이격되어 배치된다. 루버핀(200)은 한 쌍의 튜브(100)의 사이에 형성되며, 한 쌍의 튜브(100)와 열교환이 일어나도록 한 쌍의 튜브(100)와 결합된다.

루버핀(200)은 유로부(210) 및 복수의 루버(220)를 포함한다. 유로부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 박판이 소정 폭(도면의 X 방향) 주기로 복수회 구부러져 평면 부분인 평탄부(P)와 굴곡진 부분인 굴곡부(C)가 교번으로 반복된다. 이에 따라, 어느 하나의 굴곡부(C)를 통해 연결되는 2개의 평탄부(P) 간에 굴곡부(C) 높이(F)의 공간이 형성된다. 이와 같이 형성된 평탄부(P) 사이의 공간에서 유로부(210)의 길이 방향(즉, 도면의 Y축 방향)을 따라 유체가 이동할 수 있다. 이러한 평탄부(P) 사이의 공간은 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로(R1)를 제공한다.

또한, 평탄부(P)의 테두리의 내측에는 평탄부(P)를 상하로 관통하는 공동(V)이 형성되며, 이러한 공동(V)은 평탄부(P)의 상하로 유체가 이동하는 제2 경로(R2)를 제공한다. 복수의 루버(220)는 공동(V)이 형성된 영역에 형성된다. 복수의 루버(220)는 제1 경로(R1)의 중심에 배치된 루버(220)를 기준으로 상호 대칭되게 배치된다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 루버(220)에 대해서 보다 자세하게 설명하기로 한다. 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 루버를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 루버의 형상을 설명하기 위한 사시도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 도 6의 B-B 부분을 절개한 루버의 단면도이다.

루버(220)는 몸체부(221) 및 곡면부(222)를 포함한다. 몸체부(221)는 소정의 폭(w), 길이(d) 및 두께(e)를 가지는 직육면체 형상으로 이루어진다. 이러한 몸체부(221)는 종래의 루버와 동일한 형상을 가진다. 곡면부(222)는 몸체부(221)의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며, 길이 방향을 따라 곡면을 형성한다. 즉, 곡면부(222)의 길이 방향 단면(B-B)은 몸체부로부터 돌출되는 볼록한 곡선이며, 소정 곡률을 가진다.

루버(220)의 길이 방향 축은 제1 경로(R1)의 방향과 평행한 유로부(210)의 길이 방향의 축(즉, 도면의 Y축)과 소정 각도(θ)를 이룬다. 이러한 각을 루버각(θ)이라고 칭한다. 루버(220)는 이러한 루버각(θ)에 따라 제1 경로(R1)를 따라 이동하는 유체가 제2 경로(R2)로 이동하도록 유도한다. 이는 루버(220)의 곡면부(222)가 제2 경로(R2)로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 길이 방향의 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선으로 형성되었음을 의미한다. 루버각(θ)이 증가하면, 루버핀(200)의 열 전달계수도 함께 증가한다.

도 7에 종래의 기술에 따른 루버(220)의 종단면(Y축 단면)이 도시되었다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 루버(LV)는 종단면(Y축 단면)이 직사각형이다. 이러한 루버(LV)에 유체의 흐름이 있을 때, 길이 방향인 제1 경로(R1)에 따라 이동하는 유체의 일부는 루버(LV)에 의해 제2 경로(R21)로 이동할 수 있다. 이때, 루버(LV)의 하면 영역에 와류(Vortex Phenomenon)가 발생하며, 이로 인해, 재순환 영역(RZ: Recirculation Zone)이 형성된다. 이러한 와류에 의한 재순환 영역(RZ)은 받음각(angle of attack, α)이 클수록 발생 가능성이 높으며, 재순환 영역(RZ)의 부피 또한 받음각(α)에 비례하여 커진다. 여기서, 받음각(angle of attack, α)은 제1 경로(R1)에 따라 이동하는 유체의 흐름이 루버(LV)를 만날 때, 제1 경로(R1)에 따라 이동하는 유체 흐름의 방향과 루버(LV)의 루버각(θ)에 의해 유체의 흐름이 유도되는 제2 경로(R21)의 방향 간의 각도를 의미한다. 이러한 재순환 영역(RZ)의 유체들은 해당 영역에 갇혀있기 때문에 재순환 영역(RZ)의 유체와 루버(LV) 간의 열교환이 일어나지만, 재순환 영역(RZ)의 외곽 영역(OA)의 유체는 루버(LV)와 재순환 영역(RZ)의 유체의 열교환이 충분히 이루어진 후에야 재순환 영역(RZ)과 외곽 영역(OA)의 유체 간에 열교환이 이루어진다. 따라서 재순환 영역(RZ)이 형성되는 경우, 열전달 효율이 감소한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 종래 루버(LV)의 받음각(α)은 루버각(θ)과 동일하다. 따라서 루버핀(200)을 설계할 때, 루버핀(200)의 열전달 효율을 높이기 위해 루버각(θ)을 증가시켜도 재순환 영역(RZ)에 따른 요인으로 열전달 효율이 설계 목표치만큼 향상되지 않을 수 있다. 이러한 점을 감안한 본 발명의 루버(220)는 곡면부(222)를 통해 설계 목표에 따른 루버각(θ)을 유지하면서도 재순환 영역(RZ)에 의한 효과를 저감시켜 루버핀(200)의 열전달 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 8에 본 발명의 실시예에 따른 루버(220)의 종단면(Y축 단면)이 실선으로 도시되었다. 또한, 비교를 위하여 종래 기술에 따른 루버(LV)는 종단면(Y축 단면)이 점선으로 도시되었다. 루버(220)에 유체의 흐름이 있을 때, 제1 경로(R1)를 따라 이동하는 유체의 일부는 루버핀(220)의 곡면부(222)에 의해 제2 경로(R22)로 이동한다. 본 발명의 실시예에 따른 곡면부(222)의 형상에 의해 제1 경로(R1)에 따라 이동하는 유체 흐름의 방향, 즉, 제1 경로(R1) 방향과 루버(220)에 유도되는 유체 흐름의 방향인 제2 경로(R1)의 방향 간의 각도인 받음각(β)이 종래의 기술에 따른 루버(LV)의 형상에 따른 받음각(α)에 비해 작아진다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 루버(220)의 경우, 설계 목표에 따른 루버각(θ)을 유지하면서도 와류에 의한 재순환 영역(RZ)의 발생이 줄고, 재순환 영역(RZ)이 형성된 경우에도 재순환 영역(RZ)의 부피가 작아지기 때문에 재순환 영역(RZ)에 의한 효과를 저감시켜 루버핀(200)의 열전달 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. 따라서 종래 기술에 비해 본 발명의 실시예에 따른 루버(220)를 적용한 루버핀(200)의 열전달 효율이 현저하게 향상된다.

전술한 루버(220)의 곡면부(222)는 그 단면이 다음의 수학식 1 및 수학식 2를 모두 만족하도록 형성된다.

수학식 1 및 2에서, A는 곡면부(222)의 단면에서 외곽선(L)의 곡률 반경을 의미한다. h는 곡면부(222)의 높이를 의미하며, 곡면부(222)의 높이는 도시된 바와 같이, 몸체부(221) 상면 혹은 하면의 길이의 중점(O)에서 곡면부(222)의 외곽선(L)까지의 거리를 나타낸다. 또한, d는 루버(220)의 길이를 나타낸다. 특히, 수학식 2에서, α는 몸체부(221)의 받음각을 나타내며, θ는 루버각을 의미한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 수학식 1 및 2에 의거하여 곡면부(222)의 높이(h)는 루버각(θ) 혹은 몸체부(221)의 받음각 α이 증가할수록 높게 형성되는 것이 바람직하다.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀의 열교환 효율에 대해서 종래의 기술과 비교하여 설명하기로 한다. 도 9는 종래의 기술에 따른 루버핀의 열전달 성능을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 루버핀의 열전달 성능을 설명하기 위한 도면이다.

그러면, 도 9 및 도 10을 참조하여, 전술한 재순환 영역에 의한 열교환 효율에 대해서 구체적인 예를 들어 설명하기로 한다. 도 9의 (A1)은 종래의 기술에 따른 복수의 루버(LV)를 포함하는 루버핀(LF)의 종단면(Y축)과 그 루버핀(LF)에 유체가 흐를 때, 루버핀(LF)과 유체 간의 열교환에 따른 유체의 온도 분포를 도시한다. 여기서, 유체는 7m/s의 속도로 제1 경로(R1)로 유입되며(Inlet Velocity: 7m/s), 레이놀즈수(Re: Reynolds number)가 634일 때, 루버핀(LF)과 열교환에 따른 유체의 온도 분포를 보인다. 도시된 바와 같이, 11개의 루버(LV)에서 와류로 인한 재순환 영역(RZ)이 형성되었다. 도 9의 (A2) 및 (A3)는 재순환 영역(RZ)이 형성된 루버(LV)를 확대한 도면이다. 도 9의 (A2) 및 (A3)에 보인 바와 같이, 유체의 흐름에 따른 제1 경로(R1) 방향과 제2 경로(R2) 방향 간의 각도인 받음각에 의해 재순환 영역(RZ)이 발생함을 알 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 루버(220)를 포함하는 루버핀(200)의 종단면(Y축)과 그 루버핀(200)에 유체가 흐를 때, 루버(220)와 유체 간의 열교환에 따른 유체의 온도 분포를 도시한다. 여기서, 유체는 7m/s의 속도로 제1 경로(R1)로 유입되며(Inlet Velocity: 7m/s), 레이놀즈수(Re: Reynolds number)가 634일 때, 루버핀(200)과 열교환에 따른 유체의 온도 분포를 보인다. 보인 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)에서 재순환 영역(RZ)이 형성되지 않음을 알 수 있다. 이에 따라, 종래의 기술에 비해 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)의 열교환 효율이 향상됨을 알 수 있다.

한편, 종래의 기술에 따른 복수의 루버(LV)는 박판의 평면인 평판부(P)의 공동(V) 부분을 절곡하여 형성하였다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 루버는 루버 각각의 단면을 곡선으로 제조해야 한다. 따라서 종래의 기술과 같이 제작할 수 없다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)은 적층 제조(AM: Additive Manufacturing) 방법을 통해 제조하는 것이 바람직하다. 적층 제조 방법은 소위, 3DP(3-Dimension Printing)를 의미한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)을 제조하기 위한 장치와 그 방법에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 제조하기 위한 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 제조하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 11을 참조하면, 루버핀 제조 시스템은 모델링장치(300) 및 적층제조장치(400)를 포함한다.

모델링장치(300)는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)을 3차원의 이미지로 형성하기 위한 것이다. 루버핀(200)이 3차원의 이미지로 형성된 것으로 루버핀 모델이라고 칭하기로 한다. 모델링장치(300)는 3차원의 루버핀 모델을 생성한다. 그런 다음, 모델링장치(300)는 생성된 루버핀 모델을 적층제조장치(400)로 전달할 수 있다. 모델링장치(300)는 범용 프로세서 혹은 이미지 프로세서를 가지는 컴퓨터 연산을 수행하는 장치이며, 범용 프로세서 혹은 이미지 프로세서를 통해 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)을 3차원의 루버핀 모델로 형성할 수 있다. 이러한 모델링장치(300)는 대표적으로, 컴퓨터를 예시할 수 있다. 그 밖에 모델링장치(300)는 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC, 패블릿 PC, PDA 등을 예시할 수 있다.

적층제조장치(400)는 모델링장치(300)로부터 3차원의 루버핀 모델을 입력받고, 루버핀 모델에 따라 루버핀(200)을 적층 제조(AM: Additive Manufacturing) 기술에 따라 제조한다. 이러한 적층제조장치(400)는 대표적으로 소위, 3D 프린터를 예시할 수 있다.

전술한 모델링장치(300) 및 적층제조장치(400)는 각각 독립적인 장치로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 모델링장치(300) 및 적층제조장치(400)는 하나의 장치로 통합될 수 있다. 예컨대, 모델링장치(300)는 적층제조장치(400)에 병합되어 적층제조장치(400)의 전용 장치로 구현될 수도 있다. 또한, 장치(300, 400) 각각의 적어도 일부 기능은 다른 장치에서 구현될 수도 있다. 또한, 적층 제조(3D 프린팅)를 위해서는 3차원 이미지인 루버핀 모델을 복수의 레이어로 구분되도록 슬라이싱(slicing)하고, 각 레이어에서 실제 출력되어야 하는 위치의 좌표(예컨대, G-code)를 도출하고, 도출한 좌표(G-code)에 따라 각 레이어를 차례로 출력하고, 출력된 레이어를 적층하여야 한다. 전술한 슬라이싱 절차는 모델링장치(300)에서 수행되거나, 적층제조장치(400)에서 실행될 수 있다.

그러면, 보다 자세히 본 발명의 실시예에 따른 모델링장치(300)에 대해서 설명하기로 한다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모델링장치를 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 실시예에 따른 모델링장치(300)는 이미지 프로세싱 등의 컴퓨팅 연산을 수행할 수 있는 장치이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모델링장치(300)는 인터페이스부(310), 입력부(320), 표시부(330), 저장부(340) 및 제어부(350)를 포함한다.

인터페이스부(310)는 적층제조장치(400)와 인터페이스하기 위한 것이다. 이러한 인터페이스부(310)는 USB 포트, 시리얼 포트, 패러럴 포트, 데이터 버스 등으로 구성될 수 있다. 인터페이스부(310)는 제어부(350)로부터 3차원의 루버핀 모델을 수신하여, 적층제조장치(400)에 제공할 수 있다.

입력부(320)는 모델링장치(300)의 각 종 기능, 동작 등을 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(350)에 전달한다. 입력부(320)는 키보드, 마우스 등을 예시할 수 있다. 입력부(320)는 전원 on/off를 위한 전원 키, 문자 키, 숫자 키, 방향키 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 입력부(320)의 기능은 표시부(330)가 터치스크린으로 구현된 경우, 표시부(330)에서 이루어질 수 있으며, 표시부(330)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(320)는 생략될 수도 있다.

표시부(330)는 모델링장치(300)의 제어부(350)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)을 3차원 이미지로 표시할 수 있다. 또한, 표시부(330)는 모델링장치(300)의 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 표시부(330)가 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력부(320)의 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시부(330)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다.

저장부(340)는 모델링장치(300)의 동작에 필요한 각 종 데이터, 애플리케이션, 모델링장치(300)의 동작에 따라 발생된 각 종 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 이러한 저장부(340)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다. 프로그램 영역은 모델링장치(300)의 부팅(booting) 및 운영(operation)을 위한 운영체제(OS, Operating System), 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)의 열교환 성능을 검증하기 위한 시뮬레이션을 수행하는 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 루버핀(200)의 3차원 이미지를 저장할 수 있다. 저장부(340)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어부(350)는 모델링장치(300)의 전반적인 동작 및 모델링장치(300)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(190)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다.

기본적으로 제어부(350)는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀(200)을 3차원의 루버핀 모델로 생성하고, 이를 이용하여 시뮬레이션을 수행한다. 또한, 제어부(350)는 생성된 루버핀 모델을 인터페이스부(310)을 통해 적층제조장치(400)로 전달하여 적층제조장치(400)가 루버핀 모델에 따라 루버핀(200)을 적층 제조하도록 한다. 이러한 제어부(350)의 동작은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 모델 형성 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 루버핀 제조 방법 중 루버핀 모델 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 13에서 설명되는 실시예는 루버핀(200)의 3차원의 이미지인 루버핀 모델을 형성하기 위한 것이다. 이를 위하여, 먼저, 제어부(350)는 S110 단계에서 입력부(320)를 통해 사용자의 입력을 수신하여 루버각(θ)을 포함하는 루버핀의 파라미터를 설정한다. 이러한 루버핀의 파라미터는 루버각(θ) 뿐만 아니라 루버 사이즈, 루버각, 루버 피치 등을 포함한다.

그러면, 제어부(350)는 S120 단계에서 앞서 설정된 루버각(θ)의 크기에 비례하여 곡면부(222)의 높이(h)를 설정한다. 1차적으로 루버각(θ)은 열교환기의 크기 및 용도, 즉, 설계 목적에 결정될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다른 요소를 고려하지 않았을 때, 루버각(θ)이 증가할수록 열 전달계수도 함께 증가하기 때문에 루버각(θ)의 설계 마진 내에서 루버각(θ)을 최대로 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명은 설계 마진 내에서 루버각(θ)을 최대로 설정된 경우를 가정한다.

한편, 전술한 바와 같이, 루버각(θ)이 증가할수록 재순환 영역(RZ)이 발생하는 위치의 수 및 그 부피가 증가한다. 이러한 재순환 영역(RZ)의 영향을 줄일 수 있도록 곡면부(222)의 높이(h)를 설정할 수 있다. 따라서 일 실시예에 따르면, 제어부(350)는 루버각(θ)에 비례하여 루버각(θ)이 클수록 곡면부(222)의 높이(h)를 높게 설정할 수 있다. 하지만, 곡면부(222)의 높이(h)가 증가할수록 루버핀(200)의 무게 또한 증가한다. 따라서 다른 실시예에 따르면, 루버핀(200)의 무게를 고려하여, 제어부(350)는 루버각(θ)에 따라 곡면부(222)의 높이(h)를 설정하되, 루버핀(200)의 무게증가율 대비 열전달계수 증가율이 최대인 곡면부(222)의 높이(h)를 설정한다.

다음으로, 제어부(350)는 S130 단계에서 설정된 루버각(θ)을 비롯한 파라미터 및 곡면부(222)의 높이(h)에 따라 복수의 루버를 포함하는 3차원의 루버핀 이미지인 루버핀 모델을 형성한다. 즉, 루버핀 모델은 앞서 도 1 내지 도 10을 통해 설명된 루버핀의 3차원 이미지이다. 즉, 루버핀(200)은 유로부(210)와 복수의 루버(220)를 포함하며, 유로부(210)는 박판이 반복되도록 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부(P)와 굴곡부(C)가 교번으로 반복되는 형상이다. 또한, 유로부(210)는 어느 하나의 굴곡부(C)를 통해 연결되는 2개의 평탄부(P) 간에 굴곡부(C) 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로(R1)를 제공한다. 그리고 유로부(210)의 평탄부(P)의 테두리의 내측에는 평탄부(P)를 관통하는 공동(V)이 형성되어 평탄부(P)의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로(R2)를 제공한다. 복수의 루버(220) 각각은 공동(V)이 형성된 영역에 형성된다. 이러한 복수의 루버(220) 각각은 제1 경로(R1)를 통해 이동하는 유체가 루버각(θ)에 따라 제2 경로(R2)로 이동하도록 유도한다. 또한, 복수의 루버(220) 각각은 제2 경로(R2)로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이룬다. 이러한 루버핀(200)의 루버(220)는 몸체부(221) 및 곡면부(222)을 포함하며, 제어부(350)는 입력된 파라미터 및 설정된 곡면부(222)의 높이에 따라 복수의 루버의 몸체부(221) 및 곡면부(222)를 포함하는 3차원의 루버핀(200) 이미지를 형성한다.

다음으로, 제어부(350)는 S140 단계에서 형성된 루버핀 모델을 표시부(330)를 통해 표시한다. S140 단계에서 비로소 루버핀(200)의 3차원 이미지인 루버핀 모델을 화면으로 표시하는 것으로 설명하였지만, 대안적인 실시예로, 전술한 S110, S120 및 S130 단계 각각이 완료되면, 각 단계 별로 3차원의 루버핀 모델을 표시부(330)를 통해 화면으로 표시될 수 있다. 이때, 아직 설정되지 않은 파라미터, 곡면부 높이 입력되지 않은 값들의 경우, 디폴트값을 이용하여 루버핀 모델을 형성할 수 있다. 사용자는 화면을 통해 루버핀 모델을 확인하고, 필요한 경우, 다시 설정하기 위한 입력을 할 수 있다.

다음으로, 제어부(350)는 S150 단계에서 루버핀 모델을 이용하여 루버핀(200)의 열교환 성능에 대한 시뮬레이션을 수행한다. 이 시뮬레이션은 가상의 유체를 루버핀 모델에서 길이 방향으로 유동시키고, 그에 따른 열교환 성능을 도출하는 것이다. 이러한 시뮬레이션에 따라 온도 분포, 열전달 성능 및 압력 강하가 도출될 수 있다. 이에 따라, 제어부(350)는 S160 단계에서 시뮬레이션 결과를 표시부(330)를 통해 화면으로 표시한다. 시뮬레이션 결과는 온도 분포, 열전달 성능 및 압력 강하 크기를 포함한다. 예컨대, 제어부(350)는 유체 흐름에 따른 온도 분포를 표시부(330)를 통해 표시할 수 있다. 이러한 화면 예를 도 9 및 도 10에서 도시하였다. 또한, 제어부(350)는 유체 흐름에 따른 열전달 성능 및 압력 강하 크기를 표시부(330)를 통해 그래프로 표시할 수 있다. 표시부(330)를 통해 시뮬레이션 결과를 확인한 사용자는 해당 루버핀 모델에 따라 루버핀(200)을 제작할지 혹은 재설정을 통해 다른 루버핀 모델을 형성할 것인지를 결정할 수 있다.

제어부(350)는 S170 단계에서 입력부(320)를 통해 재설정을 지시하는 입력을 수신하면, S110 단계로 진행하여, 앞선 S110 단계 내지 S160 단계를 반복할 수 있다. 반면, 제어부(350)는 S170 단계에서 입력부(320)를 통해 제작을 지시하는 입력을 수신하면, S180 단계로 진행하여, 인터페이스부(310)를 통해 앞서 형성된 루버핀 모델을 적층제조장치(400)로 전송한다.

다음으로 적층제조장치(400)가 루버핀(200)을 3D 프린팅을 통해 제조(적층 제조)하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 루버핀을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 적층제조장치(400)는 S210 단계에서 3차원의 루버핀 모델을 마련한다. 일예로, 바람직하게, 루버핀 모델은 모델링장치(300)로부터 수신하여 마련될 수 있다. 다른 예로, 루버핀 모델은 네트워크를 통해 입력 받거나, 다른 경로를 통해 마련될 수 있다. 마련된 루버핀 모델은 앞서 설명된 바와 같이, 열교환기의 설계 목적에 맞춰 가급적 루버각(θ)의 높이를 높게 하되, 이러한 루버각(θ)의 높이를 높게 하는 경우, 발생하는 재순환 영역(RZ)의 영향을 최소화하면서 무게 증가를 최대한 억제할 수 있도록 설정된 높이(h)를 가지는 곡면부(222)를 포함한다.

다음으로, 적층제조장치(400)는 S220 단계에서 루버핀 모델을 복수의 레이어로 분할하는 슬라이싱을 수행한다. 슬라이싱이 수행되면 루버핀 모델이 복수의 레이어로 구분된다. 구분된 레이어는 적층 제조(3D 프린팅)의 기본 출력 단위가 될 수 있다. 각 레이어의 규격은 적층제조장치(400)의 해상도에 따라 달라질 수 있다.

이어서, 적층제조장치(400)는 S230 단계에서 각 레이어 별로 프린팅 영역의 좌표를 도출한다. 각 레이어 별로 루버핀 모델이 차지하는 영역과 그렇지 않은 영역이 존재한다. 여기서, 루버핀 모델이 차지하는 영역은 프린팅되는 영역, 즉, 프린팅 영역이며, 그렇지 않은 영역은 프린팅되지 않는 영역이다.

다음으로, 적층제조장치(400)는 S240 단계에서 각 레이어의 프린팅 영역의 좌표에 따라 각 레이어를 순차로 프린팅하고, 프린팅된 각 레이어를 적층하는 적층 제조 방법으로 루버핀(200)을 제조한다.

한편, 도 13을 참조로 설명된 루버핀 모델 형성 방법 및 도 14를 참조로 설명된 루버핀을 제조하는 방법을 포함하는 루버핀을 제조하는 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10: 열교환기 100: 튜브
200: 루버핀 210: 유로부
220: 루버 221: 몸체부
222: 곡면부 300: 모델링장치
310: 인터페이스부 320: 입력부
330: 표시부 340: 저장부
350: 제어부 400: 적층제조장치

Claims (10)

1. 루버핀에 있어서,
   박판이 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부; 및
   상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버;를 포함하며,
   상기 루버는
   직육면체 형상으로 이루어진 몸체부; 및
   상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부;를 포함하고,
   상기 곡면부는
   단면이
   수학식

   

   및
   수학식

   

   양자 모두를 만족하도록 형성되며,
   상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 하는 루버핀.
2. 삭제
3. 삭제
4. 루버핀을 제조하기 위한 장치에 있어서,
   사용자의 입력을 수신하는 입력부와,
   상기 입력에 따라, 박판이 반복되도록 소정 폭 주기로 구부러져 평탄부와 굴곡부가 교번으로 반복되는 형상이며, 어느 하나의 굴곡부를 통해 연결되는 2개의 평탄부 간에 굴곡부 높이의 공간이 형성되어 길이 방향으로 유체가 이동하는 제1 경로를 제공하고, 상기 평탄부의 테두리의 내측에는 상기 평탄부를 관통하는 공동이 형성되어 상기 평탄부의 상부 및 하부 간 유체가 이동하는 제2 경로를 제공하는 유로부와, 상기 공동이 형성된 영역에 형성되어 상기 제1 경로를 통해 이동하는 유체가 루버각에 따라 상기 제2 경로로 이동하도록 유도하며, 상기 제2 경로로 이동하는 유체의 이동 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡선을 이루는 복수의 루버를 포함하는 루버핀의 형상을 3차원 이미지인 루버핀 모델로 형성하는 제어부를 포함하는 모델링 장치;를 포함하며,
   상기 루버는
   직육면체 형상으로 이루어진 몸체부; 및
   상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부;를 포함하고,
   상기 곡면부는
   단면이
   수학식

   

   및
   수학식

   

   양자 모두를 만족하도록 형성되며,
   상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 하는 루버핀을 제조하기 위한 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제4항에 있어서,
   상기 루버핀 모델에 따라 적층 제조 방식으로 루버핀을 형성하는 적층제조장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 루버핀을 제조하기 위한 장치.
8. 루버핀을 제조하기 위한 방법에 있어서,
   모델링장치가 사용자의 입력에 따라 루버각(θ)을 포함하는 루버핀의 파라미터를 설정하는 단계;
   상기 모델링장치가 직육면체 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 상면 및 하면으로부터 돌출되어 형성되며 길이 방향을 따라 단면이 소정 곡률을 가지는 곡면으로 형성되는 곡면부를 포함하는 루버에서 상기 루버각(θ)의 크기에 비례하여 곡면부의 높이(h)를 설정하는 단계; 및
   상기 모델링장치가 상기 설정된 곡면부의 높이(h)에 따라 형성되는 복수의 루버를 포함하는 3차원의 루버핀 이미지인 루버핀 모델을 형성하는 단계;를 포함하며,
   상기 곡면부는
   단면이
   수학식

   

   및
   수학식

   

   양자 모두를 만족하도록 형성되며,
   상기 A는 상기 곡면부의 단면의 외곽선(L)의 곡률 반경이며, 상기 h는 상기 곡면부의 높이이며, 상기 d는 상기 루버의 길이를 나타내며, 상기 α는 상기 몸체부의 받음각을 나타내며, 상기 θ는 루버각인 것을 특징으로 하는 루버핀을 제조하기 위한 방법.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    적층제조장치가 상기 루버핀 모델을 마련하는 단계; 및
    상기 적층제조장치가 상기 루버핀 모델에 따라 적층 제조 방식으로 루버핀을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 루버핀을 제조하기 위한 방법.

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