KR102557046B1 - 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법 - Google Patents

흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관에 관한 것으로, 그 구성은 내부에 제1유체가 유통되도록 내부가 관통된 긴 봉 형상의 파이프;와, 상기 파이프의 외주면에서 바깥쪽으로 돌출 형성되되, 일정한 간격으로 다수 개가 형성되는 환형의 링 부재;와, 상기 파이프의 외주면에 등각 간격으로 상기 파이프의 길이 방향으로 길게 형성되는 다수의 확장홈;으로 구성된 것을 특징으로 하는 것으로서,
파이프의 외주면에 형성되는 링 부재와 확장홈을 통해 파이프를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 열교환이 수행되는 면적을 극대화시켜 제1유체와 제2유체의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 파이프 상에 형성되는 분산골과 분산홈을 통해 제1,2유체가 파이프 상에 체류하는 시간을 연장하여 제1유체와 제2유체 간의 더욱 효율적인 열교환을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 와류 형성부를 통해 파이프 내부에 유통하는 제1유체의 와류를 유도하여 제1유체 전체가 골고루 파이프 내주면에 접촉될 수 있도록 함으로, 제1유체와 제2유체가 파이프를 매개체로 매우 효율적인 열교환이 수행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법{Manufacturing method of heat transfer tube for absorber of absorption chiller}
본 발명은 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프의 외주면에 형성되는 링 부재와 확장홈을 통해 파이프를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 열교환이 수행되는 면적을 극대화시켜 제1유체와 제2유체의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 파이프 상에 형성되는 분산골과 분산홈을 통해 제1,2유체가 파이프 상에 체류하는 시간을 연장하여 제1유체와 제2유체 간의 더욱 효율적인 열교환을 유도할 수 있는 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관에 관한 것이다.
일반적으로 전열관은 관의 내외를 흐르는 유체들 사이에서 열을 전달하는 열 전달 튜브(Heat transfertube)로서, 직관 또는 곡관의 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 상기 전열관은 응축기나 증발기 등의 열교환기 내부에 설치될 수 있고, 내부를 통과하는 제1유체와 외부의 제2유체를 열교환시킬 수 있다.
또한, 상기 전열관은 흡수식 냉동기나 증기 압축식 냉동기, 보일러 등에 설치될 수 있다.
상기 흡수식 냉동기나 증기 압축식 냉동기에 설치되는 전열관은 높은 전열 성능을 확보할 수 있으면서 내부식성 및 내마모성이 높은 재질 및 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 파이프의 외주면에 형성되는 링 부재와 확장홈을 통해 파이프를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 열교환이 수행되는 면적을 극대화시켜 제1유체와 제2유체의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 파이프 상에 형성되는 분산골과 분산홈을 통해 제1,2유체가 파이프 상에 체류하는 시간을 연장하여 제1유체와 제2유체 간의 더욱 효율적인 열교환을 유도할 수 있는 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 와류 형성부를 통해 파이프 내부에 유통하는 제1유체의 와류를 유도하여 제1유체 전체가 골고루 파이프 내주면에 접촉될 수 있도록 함으로, 제1유체와 제2유체가 파이프를 매개체로 매우 효율적인 열교환이 수행될 수 있도록 하는 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법은 내부가 관통되는 긴 봉을 일정한 간격으로 절단하여 파이프로 제작하는 절단단계(S10);와, 상기 파이프 외주면을 절삭하여 상기 파이프의 외주면에 바깥쪽으로 돌출 형성되는 환형의 링 부재를 일정한 간격으로 다수 형성하는 제1차 절삭단계(S20);와, 상기 링 부재가 형성된 상기 파이프 외주면을 절삭하여 상기 파이프의 외주면에 상기 파이프의 길이 방향으로 길게 형성되는 확장홈을 등각 간격으로 다수 형성하는 제2차 절삭단계(S30);와, 제1유체가 유입되는 상기 파이프의 일단 내주면에 환형으로 형성되는 내입홈을 형성하는 내입홈 형성단계(S40);와, 길이 방향으로 길게 형성되는 판체의 내부를 펀칭 절개하여 판체 내부에 일정한 간격으로 다수의 와류판체와 함께 상기 와류판체 내부에 다수의 분산구멍을 형성하는 펀칭단계(S50);와, 상기 판체를 접어 환형으로 절곡 형성하되 양끝단이 서로 이격되도록 절곡하는 동시에, 상기 판체 상에 형성되는 상기 와류판체의 끝단이 상기 판체의 안쪽으로 향하도록 절곡시키되, 상기 와류판체가 비틀어지도록 절곡시켜 와류 형성링체로 제작하는 절곡단계(S60);와, 상기 와류 형성링체를 오므린 상태에서 상기 파이프 내부로 진입시킨 후, 상기 내입홈에 위치되면 탄성 복원시켜 상기 와류 형성링체가 상기 내입홈에 견고히 위치 고정되도록 하는 배치단계(S70);와, 등각 간격으로 상기 파이프의 외주면을 길이 방향으로 압착하여 상기 파이프 외주면에 등각 간격으로 다수의 분산골을 형성하는 동시에, 상기 파이프 내부에 등각 간격으로 다수의 분산홈을 형성하는 압착단계(S80);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 및 그 제조방법에 의하면, 파이프의 외주면에 형성되는 링 부재와 확장홈을 통해 파이프를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 열교환이 수행되는 면적을 극대화시켜 제1유체와 제2유체의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 파이프 상에 형성되는 분산골과 분산홈을 통해 제1,2유체가 파이프 상에 체류하는 시간을 연장하여 제1유체와 제2유체 간의 더욱 효율적인 열교환을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 와류 형성부를 통해 파이프 내부에 유통하는 제1유체의 와류를 유도하여 제1유체 전체가 골고루 파이프 내주면에 접촉될 수 있도록 함으로, 제1유체와 제2유체가 파이프를 매개체로 매우 효율적인 열교환이 수행될 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 사용상태도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 종 단면도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 제조방법의 블럭도
도 5는 도 4에 도시된 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 제조방법을 설명하기 위한 도면
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 및 그 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 및 그 제조방법을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 사시도를, 도 2는 도 1에 도시된 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 사용상태도를, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 종 단면도를, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 제조방법의 블럭도를, 도 5는 도 4에 도시된 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 제조방법을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관(100)은 파이프(10)와, 링 부재(20)와, 확장홈(30)을 포함하고 있다.
상기 파이프(10)는 내부에 제1유체가 유통되도록 내부가 관통된 긴 봉 형상으로 제작 형성하도록 한다.
여기서, 상기 파이프(10)는 물과 같은 유체가 유통될 수 있는 특성상, 내부식성 및 내마모성이 우수한 스테인리스 또는 티타늄 재질로 제작함이 바람직하나, 이러한 재질로 한정하여 제작하는 것은 물론 아니다.
이러한, 상기 파이프(10)는 최종적으로 열교환을 위한 전열관으로 제작되는 것으로, 사용되는 열교환기의 용량, 크기 등을 고려하여 다양한 직경 및 길이로 형성될 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 링 부재(20)는 상기 파이프(10)의 외주면에서 바깥쪽으로 돌출 형성되되, 일정한 간격으로 다수 개가 형성되는 환형으로 형성되도록 한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 링 부재(20)는 상기 파이프(10) 외주면에 일정한 간격으로 다수 형성되어 상기 파이프(10) 외주면의 전체적인 면적을 확장시킴으로 상기 파이프(10) 내부로 유통되는 제1유체와 외부의 제2유체와의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 상기 링 부재(20)는 제2유체의 흐름을 방해하여 제2유체가 상기 파이프(10)를 통과하는 체류시간을 연장하는 동시에 제2유체의 와류를 유도하여 상기 파이프(10)를 매개체로 제1유체와 제2유체와의 더욱 적극적인 열교환을 유도하게 된다.
이러한 상기 링 부재(20)는 상기 파이프(10)의 외주면을 절삭하는 절삭공정을 통해 상기 파이프(10)의 외주면에 제작 형성할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 확장홈(30)은 상기 파이프(10)의 외주면에 등각 간격으로 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 길게 다수 형성되도록 한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 확장홈(30)은 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 등각 간격으로 다수가 형성되면서 제1유체와 제2유체가 서로 열교환할 수 있는 상기 파이프(10) 외주면의 전체적인 면적을 확장 극대화하여 상기 파이프(10)를 매개체로 제1유체와 제2유체와의 효율적인 열교환을 유도한다.
여기서 상기 확장홈(30)은 상기 링 부재(20)와 같이 상기 파이프(1)의 외주면을 절삭하는 절삭공정을 통해 간편히 제작 형성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 파이프(10)의 외주면에 등각 간격으로 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 길게 형성되는 다수의 분산골(40)과, 상기 파이프(10)의 내부에 등각 간격으로 상기 파이프의 길이 방향으로 길게 형성되는 다수의 분산홈(50)을 더 포함하여 구성된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 파이프(10) 외주면에 형성되는 다수의 상기 분산골(40)은 상기 파이프(10) 외부에 유통되는 제2유체의 흐름을 방해하여 제2유체가 상기 파이프(10)를 통과(체류)하는 시간을 연장하고, 동시에 상기 파이프(10) 내부에 형성되는 다수의 상기 분산홈(50)은 제1유체의 흐름을 다수 개로 분산시켜 제1유체가 상기 파이프(10)를 매개체로 제2유체와 골고루 열교환하도록 유도하여 제1유체와 제2유체 간의 효율적인 열교환을 유도하게 된다.
여기서, 상기 파이프(10) 상에 형성되는 상기 분산골(40)과 분산홈(50)은 각각 6개로 구현되나, 이러한 개수로 한정하여 구현하는 것은 물론 아니다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 파이프(10)의 일단에 형성되어 상기 파이프(10) 내부로 유입되는 제1유체의 와류를 유도하는 와류 형성부(60);를 더 포함하여 구성되되,
상기 와류 형성부(60)는 제1유체가 유입되는 상기 파이프(10)의 일단 내주면에 환형으로 형성되는 내입홈(61)과, 내부가 관통된 원기둥 형상을 가지되, 양단은 서로 이격되어 안쪽으로 오므려지거나 바깥쪽으로 탄성 복귀될 수 있도록 형성되어 상기 내입홈(61)에 내입 고정되는 와류 형성링체(62)와, 일단은 상기 와류 형성링체(62)의 내부에 연결되고, 타단은 상기 와류 형성링체(62)의 내부 중심을 향하도록 연장 형성되되, 상기 파이프(10)로 유통되는 제1유체의 와류를 형성하기 위해 비틀어지면서 연장되는 다수의 와류판체(63)와, 상기 와류판체(63) 내부에 형성되는 다수의 분산구멍(64)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 파이프(10)의 일단으로 유입되는 제1유체는 상기 와류 형성링체(62)를 통과하는 과정에서 상기 와류판체(63)에 의해 회오리치듯이 선회되면서 자연스럽게 와류가 유도되므로, 상기 파이프(10)를 통과하는 제1유체 전체가 상기 파이프(10)의 내주면에 골고루 접촉되면서 상기 파이프(10)를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 매우 효율적인 열교환이 유도되도록 한다.
더욱이, 상기 와류판체(63)에 형성되는 다수의 상기 분산구멍(64)은 상기 와류 형성링체(62)를 통과하는 제1유체를 분산시킴으로 상기 와류 형성링체(63)를 통과하는 제1유체가 서로 섞이면서(혼합되면서) 제1유체 전체가 상기 파이프(10)의 내주면에 더욱 골고루 접촉될 수 있도록 유도하여 제1유체와 제2유체 간의 열교환 효율이 더욱 극대화되도록 한다.
여기서, 상기 와류판체(63)가 형성된 상기 와류 형성링체(62)는 오므린 상태에서 상기 파이프(10) 내부로 진입시킨 후, 상기 내입홈(61)에 위치되면 탄성 복원(팽창)시켜 상기 내입홈(61)에 내입되게 하여 상기 와류 형성링체(62)가 상기 파이프(10)의 일단에 견고히 위치 고정되도록 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법(200)은 아래와 같은 과정으로 상기 전열관(100)을 제작하도록 한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 내부가 관통되는 긴 봉을 일정한 간격으로 절단하여 파이프(10)로 제작하도록 한다. (S10)
그런 후, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 파이프(10) 외주면을 절삭하여 상기 파이프(10)의 외주면에 바깥쪽으로 돌출 형성되는 환형의 링 부재(20)를 일정한 간격으로 다수 형성하도록 한다. (S20)
그런 후, 도 5c에 도시된 바와 같이 상기 링 부재(20)가 형성된 상기 파이프(10) 외주면을 절삭하여 상기 파이프(10)의 외주면에 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 길게 형성되는 확장홈(30)을 등각 간격으로 다수 형성하도록 한다. (S30)
그런 후, 도 5d에 도시된 바와 같이 제1유체가 유입되는 상기 파이프(10)의 일단 내주면에 환형으로 형성되는 내입홈(61)을 형성하도록 한다. (S40)
그런 후, 도 5e에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 길게 형성되는 판체의 내부를 펀칭 절개하여 판체 내부에 일정한 간격으로 다수의 와류판체(63)와 함께 상기 와류판체(63) 내부에 다수의 분산구멍(64)을 형성하도록 한다.
여기서, 판체에 와류판체(63)와 분산구멍(64)을 형성하는 펀칭단계(S50)는 와류 형성링체(62)를 제작하기 위해 독립적으로 수행되는 과정으로 상기 파이프(10)를 제작하는 공정과는 별개로 수행할 수 있음은 물론이다. (S50)
그런 후, 도 5f에 도시된 바와 같이 상기 판체를 접어 환형으로 절곡 형성하되 양끝단이 서로 이격되도록 절곡하는 동시에, 상기 판체 상에 형성되는 상기 와류판체(63)의 끝단이 상기 판체의 안쪽으로 향하도록 절곡시키되, 상기 와류판체(63)가 비틀어지도록 절곡시켜 와류 형성링체(62)로 제작하도록 한다. (S60)
그런 후, 도 5g에 도시된 바와 같이 상기 와류 형성링체(62)를 오므린 상태에서 상기 파이프(10) 내부로 진입시킨 후, 상기 내입홈(61)에 위치되면 탄성 복원시켜 상기 와류 형성링체(62)가 상기 내입홈(61)에 견고히 위치 고정되도록 한다. (S70)
그런 후, 도 5h에 도시된 바와 같이 등각 간격으로 상기 파이프(10)의 외주면을 길이 방향으로 압착하여 상기 파이프(10) 외주면에 등각 간격으로 다수의 분산골(40)을 형성하는 동시에, 상기 파이프(10) 내부에 등각 간격으로 다수의 분산홈(50)을 형성하여 완제품인 전열관으로 제작하도록 한다. (S80)
상기와 같은 구성 및 제조공정으로 이루어지는 본 발명의 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관(100) 및 그 제조방법(200)은 파이프(10)의 외주면에 형성되는 링 부재(20)와 확장홈(30)을 통해 파이프(10)를 매개체로 제1유체와 제2유체 간의 열교환이 수행되는 면적을 극대화시켜 제1유체와 제2유체의 효율적인 열교환을 유도할 뿐만 아니라, 파이프(10) 상에 형성되는 분산골(40)과 분산홈(50)을 통해 제1,2유체가 파이프 상에 체류하는 시간을 연장하여 제1유체와 제2유체 간의 더욱 효율적인 열교환을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 와류 형성부(60)를 통해 파이프(10) 내부에 유통하는 제1유체의 와류를 유도하여 제1유체 전체가 골고루 파이프 내주면에 접촉될 수 있도록 함으로, 제1유체와 제2유체가 파이프(10)를 매개체로 매우 효율적인 열교환이 수행될 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
10. 파이프 20. 링 부재
30. 확장홈 40. 분산골
50. 분산홈 60. 와류 형성부
61. 내입홈 62. 와류 형성링체
63. 와류판체 64. 분산구멍
S10. 절단단계 S20. 제1차 절삭단계
S30. 제2차 절삭단계 S40. 내입홈 형성단계
S50. 펀칭단계 S60. 절곡단계
S70. 배치단계 S80. 압착단계
100. 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관
200. 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관 제조방법

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 열교환기에 설치되어 내부에 유통되는 제1유체와 외부의 제2유체와의 열교환을 유도하는 전열관의 제조방법에 있어서,
    내부가 관통되는 긴 봉을 일정한 간격으로 절단하여 파이프(10)로 제작하는 절단단계(S10);
    상기 파이프(10) 외주면을 절삭하여 상기 파이프(10)의 외주면에 바깥쪽으로 돌출 형성되는 환형의 링 부재(20)를 일정한 간격으로 다수 형성하는 제1차 절삭단계(S20);
    상기 링 부재(20)가 형성된 상기 파이프(10) 외주면을 절삭하여 상기 파이프(10)의 외주면에 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 길게 형성되는 확장홈(30)을 등각 간격으로 다수 형성하는 제2차 절삭단계(S30);
    제1유체가 유입되는 상기 파이프(10)의 일단 내주면에 환형으로 형성되는 내입홈(61)을 형성하는 내입홈 형성단계(S40);
    길이 방향으로 길게 형성되는 판체의 내부를 펀칭 절개하여 판체 내부에 일정한 간격으로 다수의 와류판체(63)와 함께 상기 와류판체(63) 내부에 다수의 분산구멍(64)을 형성하는 펀칭단계(S50);
    상기 판체를 접어 환형으로 절곡 형성하되 양끝단이 서로 이격되도록 절곡하는 동시에, 상기 판체 상에 형성되는 상기 와류판체(63)의 끝단이 상기 판체의 안쪽으로 향하도록 절곡시키되, 상기 와류판체(63)가 비틀어지도록 절곡시켜 와류 형성링체(62)로 제작하는 절곡단계(S60);
    상기 와류 형성링체(62)를 오므린 상태에서 상기 파이프(10) 내부로 진입시킨 후, 상기 내입홈(61)에 위치되면 탄성 복원시켜 상기 와류 형성링체(62)가 상기 내입홈(61)에 견고히 위치 고정되도록 하는 배치단계(S70); 및
    등각 간격으로 상기 파이프(10)의 외주면을 길이 방향으로 압착하여 상기 파이프(10) 외주면에 등각 간격으로 다수의 분산골(40)을 형성하는 동시에, 상기 파이프(10) 내부에 등각 간격으로 다수의 분산홈(50)을 형성하는 압착단계(S80);를 포함하여 이루어지는 흡수식 냉동기의 흡수기용 전열관의 제조방법.
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