KR19980015505A

KR19980015505A - APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING HYDROPHILIC DRAINING PINS BY PLASMA

Info

Publication number: KR19980015505A
Application number: KR1019960034854A
Authority: KR
Inventors: 정상헌; 강태욱
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-05-25

Abstract

본 발명은 열교환기의 방열핀을 도장하는데 있어서, 방열핀의 표면에 친수성을 부여하는 표면 개질처리를 열교환기 생산라인에서 직접 실시하도록 하고 표면처리방법도 기존의 도장방식에서 이온빔을 이용한 표면 개질방식으로 변경하여 친수화 처리 속도와 비용을 줄이고자 하는 것에 관한 것으로, 본 발명은 진공상태를 유지할 수 있는 반응챔버(100)와, 원재료(110)을 반응챔버(100) 외부에서 내부로 이송할 수 있는 이동롤(130)장치와, 반응챔버(100)내의 상,하부에 설치되어 플라즈마이온을 발생 시킬 수 있는 플라즈마 건(150)으로 구성된 것을 기본적인 특징으로 하고, 이러한 기본적인 구성에 반응챔버(100)내로 분위기 가스를 유입할 수 있도록 반응챔버(100)의 일 측면에 분위기 가스 유입구(170)를 설치하고, 반응챔버(100)내에서 개질 처리된 피도장체(113)를원하는 형상으로 가공할 수 있도록 방열핀 가공기(200)가 설치된 것을 부수적인 특징으로 하고 있다. 이와 같은 본 발명은 열교환기 제조공정중에 비교적 간단한 추가장비를 설치하여 간편히 작업 할 수 있으며, 반응가스와 분위기 가스의 종류와 농도 그리고 진공도와 전위차를 적절히 조정하여 접촉각이 10。 전후의 양호한 친수성을 갖는 열교환기를 제작할 수 있다.In the present invention, in coating a heat radiating fin of a heat exchanger, a surface modifying treatment for imparting hydrophilicity to the surface of the heat radiating fin is directly performed in a heat exchanger production line, and the surface treatment method is changed to a surface modifying method using an ion beam in a conventional coating system The present invention relates to a reaction chamber 100 capable of maintaining a vacuum state and a transfer chamber for transferring the raw material 110 from the outside to the inside of the reaction chamber 100 And a plasma gun 150 installed at the top and the bottom in the reaction chamber 100 to generate plasma ions. In this basic configuration, the reaction chamber 100 is provided with an atmosphere An atmosphere gas inlet 170 is provided on one side of the reaction chamber 100 so as to allow the gas to flow therein and an object to be coated 113 to be reformed in the reaction chamber 100, A heat dissipating fin machine 200 is provided so that the heat dissipating fin 200 can be processed into a desired shape. The present invention can be easily performed by installing a relatively simple additional equipment during the heat exchanger manufacturing process. It is possible to easily perform the operation by adjusting the kind and concentration of the reaction gas and the atmospheric gas, the vacuum degree and the potential difference, A heat exchanger can be manufactured.

Description

APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING HYDROPHILIC DRAINING PINS BY PLASMA

제1도는 종래 열교환기의 방열튜브와 방열핀의 결합상태를 나타낸 단면도.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a state in which a heat radiating tube of a conventional heat exchanger is coupled to a radiating fin. FIG.

제2도는 본 발명인 플라즈마에 의한 방열핀 제작장치를 나타낸 측면도.FIG. 2 is a side view showing an apparatus for manufacturing a heat radiation fin by plasma according to the present invention. FIG.

제3도는 방열핀 표면과 응축수와의 접촉각을 나타낸 개략도.3 is a schematic view showing the contact angle between the surface of the radiating fin and the condensed water.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

100:반응챔버110:원재료100: reaction chamber 110: raw material

111:압연롤 고정대113:피도장체111: Rolling roll fixing table 113:

130:이동롤150:플라즈마 건130: moving roll 150: plasma gun

170:분위기가스 유입구190:진공펌프170: Atmosphere gas inlet 190: Vacuum pump

200:방열핀 가공기200: Heat dissipating fin machine

본 발명은 열교환기의 방열핀을 도장하는데 있어서, 방열핀의 표면에 친수성을 부여하는 표면 개질처리를 열교환기 생산라인에서 직접 실시하도록 하고 표면처리 방법도 기존의 도장방식에서 이온빔을 이용한 표면 개질방식으로 변경하여 친수화 처리 속도와 비용을 줄이고자 하는 것에 관한 것이다.In the present invention, in coating a heat radiating fin of a heat exchanger, a surface modifying treatment for imparting hydrophilicity to the surface of the heat radiating fin is directly performed in a heat exchanger production line, and the surface treatment method is changed to a surface modifying method using an ion beam in a conventional coating system Thereby reducing the speed and cost of the hydrophilic treatment.

종래의 열교환기를 제작함에 있어서 열교환기의 구성 부품인 튜브와 방열핀은 제1도에 나타난 것과 같이 통상 그 재질이 튜브(10)는 구리로 그리고 방열핀(30)은 알루미늄으로 되어 있는데 이러한 열교환기를 생산하는 완제품 생산라인에서는 납품 받은 방열핀(30)부품을 재 가공하지 아니하고 이를 납품 받은 상태 그대로 열교환기 제작용 부품으로 사용하고 있다. 더 상세히 말하자면 열교환기의 주요 구성부품중의 하나인 응축기의 방열핀은 알루미늄을 그대로 사용하고 열교환기의 또 다른 주요 구성부품인 증발기의 방열핀은 납품업체가 알루미늄 표면에 1차 적으로 내식피막처리(31)를 하고 그 위에 친수막 처리(32)를 한 2중 표면처리를 한 상태로 제작한 방열핀을 사용하여 이를 튜브와 결합하여 열교환기 완성품을 제작하였다.In the conventional heat exchanger, tubes and radiating fins, which are components of a heat exchanger, are generally made of copper and the radiating fins 30 are made of aluminum as shown in FIG. 1, In the finished product production line, the supplied heat-radiating fin (30) parts are not re-processed and are used as parts for heat exchanger production as they are. More specifically, one of the main components of the heat exchanger, the radiator fin of the condenser, uses aluminum as is, and the radiator fin of the evaporator, another major component of the heat exchanger, ) And a hydrophilic membrane treatment (32) was performed on the surface of the heat exchanger.

열교환기 주요 구성부품중의 하나인 응축기의 방열핀에는 표면처리를 하지 아니하여도 되고 증발기의 방열핀에 특히 2중으로 표면처리를 하는 이유는 다음과 같다. 즉 열교환기의 작동중 증발기는 차가운 냉매(50)의 순환으로 그 표면온도 8℃ 전후로 낮게 유지되는 반면에 공조장소에서 유입되는 실내공기는 표준작동온도가 27℃ 정도로 비교적 높은 온도 상태로 유입된다. 따라서 습기를 함유한 체 유입되는 실내공기는 낮은 온도로 유지되는 증발기의 방열핀(30)과 접촉하게 되고 방열핀(30)과 접촉하게 된 실내공기는 이슬점이 강하하여 방열핀 표면(30)에 이슬이 맺히고 이것이 누적되어 응축수(70)로 된다. 그러나 응축기에서는 그 내부에 흐르는 냉매(50)가 비교적 고온 상태이므로 이슬의 응집현상이 발생하지 아니한다.One of the main components of the heat exchanger, the radiating fin of the condenser may not be subjected to the surface treatment, and the reason for performing the double surface treatment on the radiating fin of the evaporator is as follows. That is, during the operation of the heat exchanger, the evaporator keeps its surface temperature lower by about 8 ° C due to the circulation of the coolant 50, while the room air introduced at the air-conditioning place flows into the relatively high temperature state at a standard operating temperature of about 27 ° C. Accordingly, the room air containing moisture enters the radiating fin 30 of the evaporator which is maintained at a low temperature, and the room air brought into contact with the radiating fin 30 drops in dew on the radiating fin surface 30 This is accumulated and becomes the condensed water 70. However, since the refrigerant 50 flowing in the condenser is in a relatively high temperature state, the condensation of dew does not occur.

이렇게 증발기의 방열핀(30)에 생성된 응축수(70)는 제1도에 나타낸 것과 같이 열교환기의 방열핀(30) 사이사이에 맺혀 있게 된다. 만약 이러한 응축수(70)가 친수피막처리를 하지 아니한 상태로 방열핀(30) 상에 존재 하게 되면 응축수(70)는 방열핀(30) 표면에서 큰 표면장력을 유지하면서 방울 방울 맺혀 있거나 양 방열핀(30) 사이에서 브릿지(71)를 형성하게 될 것이다. 그렇게 되면 방열핀 사이에 존재하는 응축수(70)로 말미암아 방열핀 사이에서의 공기 흐름을 방해하게 되어 실내공기의 열교환이 원활히 이루어지지 않게 된다. 따라서 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 부품 제조 업체에서는 미리 증발기용 열교환기의 방열핀(30)을 2중 피복하여 내식성과 친수성을 어느 정도 갖춘 상태로 제조업체에 납품하고 있다.Thus, the condensed water 70 generated in the radiating fin 30 of the evaporator is formed between the radiating fins 30 of the heat exchanger as shown in FIG. If the condensed water 70 is present on the radiating fin 30 without the hydrophilic coating process, the condensed water 70 may be filled with droplets while maintaining a large surface tension on the surface of the radiating fin 30, The bridge 71 will be formed. The condensed water 70 existing between the radiating fins interferes with the flow of air between the radiating fins so that heat exchange of the room air can not be smoothly performed. Therefore, in order to prevent such a phenomenon, the component maker has previously covered the radiating fins (30) of the heat exchanger for evaporator in advance and supplied them to the manufacturer with some degree of corrosion resistance and hydrophilicity.

그러나 내식과 친수처리된 방열핀을 완제품 열교환기 조립을 위하여 조립라인으로 이동하거나 조립 생산라인에서 조립작업을 하는 도중에 부주의나 실수에 의하여 내식과 친수처리된 방열핀 표면을 손상시킬 수도 있고, 또한 일반적인 방법으로 친수처리된 방열핀은 방열핀 표면과 응축수와의 접촉각이 20℃ 이상으로 희망수준인 10。에 미치지 못할 뿐만이 아니라 시간이 경과함에 따라 상기의 접촉각이 커지는 다시 말하면 친수성이 떨어지는 경향을 보이고 있다. 이것은 공기조화기를 장시간 사용하면 열교환 성능이 떨어진다는 것을 의미한다.However, it is possible to damage the surface of the heat-radiating fins subjected to the corrosion and hydrophilization by carelessness or mistake while moving the corrosion-resistant and heat-treated heat-radiating fins to the assembly line for assembly of the finished product heat exchanger or assembling the assembly line. The contact angle between the surface of the heat dissipation fin and the condensed water is not more than 10.degree. Which is the desired level of 10.degree. C. or more. This means that when the air conditioner is used for a long time, the heat exchange performance is degraded.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것ㅇ로, 그 목적은 방열핀의 표면에 친수성을 부여하는 표면 개질처리를 열교환기 생산라인에서 직접 실시하도록 하고 표면처리방법도 기존의 도장방식에서 이온빔을 이용한 표면 개질방식으로 변경하여 친수화 처리 속도와 비용을 줄이고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a surface treatment method and a surface treatment method for surface finishing that directly imparts hydrophilicity to a surface of a radiating fin, To reduce the rate and cost of the hydrophilic treatment.

이와 같은 본 발명은 열교환기 생산라인 도입부에 별도의 표면 개질처리 장치를 설치하여 방열핀을 직접 생산하고 표면처리장치는 플라즈마에 의한 이온빔 주사장치를 설치 제공함으로써 달성될 수 있다.The present invention can be achieved by directly providing a radiating fin by providing a separate surface modification processing unit in a heat exchanger production line introduction part, and by installing and providing an ion beam scanning device by plasma.

제2도에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음고 같다.The present invention will now be described in detail with reference to FIG. 2.

본 발명은 진공상태를 유지 할 수 있는 반응챔버(100)와, 원재료(110)를 반응챔버(100) 외부에서 내부로 이송할 수 있는 이동롤(130)장치와, 반응챔버(100)내의 상, 하부에 설치되어 플라즈마이온을 발생 시킬 수 있는 플라즈마 건(150)으로 구성된 것을 기본적인 특징으로 하고, 이러한 기본적인 구성에 반응챔버(100)내로 분위기 가스를 유입할 수 있도록 반응챔버(100)의 일 측면에 분위기 가스 유입구(170)를 설치하고, 반응챔버(100)외부에 설치되는 부가적인 장치로는 압연롤 상태의 원재료(110)를 설치할 수 있는 압연롤 고정대(111)와, 반응챔버(100)내에서 개질처리된 피도장체(113)를 원하는 형상으로 가공할 수 있도록 방열핀 가공기(200)가 설치된 것을 부수적인 특징으로 하고 있다.The present invention relates to a reaction chamber 100 capable of maintaining a vacuum state, a moving roll 130 device capable of transferring the raw material 110 from the outside to the inside of the reaction chamber 100, And a plasma gun 150 installed at a lower portion of the reaction chamber 100 and capable of generating plasma ions. In this basic configuration, one side of the reaction chamber 100 is connected to the reaction chamber 100, And an additional device installed outside the reaction chamber 100 may include a rolling roll fixing table 111 on which the raw material 110 in the rolled state can be installed, It is an additional feature that a heat dissipating fin machine 200 is installed so that the object to be coated 113 can be processed into a desired shape.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명인 플라즈마에 의한 방열핀 제작장치는 다음과 같이 작동한다.The apparatus for manufacturing a heat-radiating fin by plasma according to the present invention having the above-described features operates as follows.

먼저 반응챔버(100)외부에 설치된 압연롤 고정대(111)상에 원재료(110)인 알루미늄 압연롤을 장착하고 알루미늄 압연롤의 일단을 반응챔버(100)내에 설치된 이동롤(130)사이에 위치시킨다. 그리고 진공펌프(190)를 가동하여 반응챔버(100)내부를 진공상태로 유지시킨 다음 반응챔버(100) 일 측면의 상,하에 설치된 분위기 가스 유입구(170)의 밸브를 열고 N₂가스를 유입시켜 플라즈마 형성 분위기로 만들어 준후, 플라즈마 건(150)을 음극으로 하고 피도장체를 양극으로 하여 전압을 서서히 인가하면 Kr가스가 절연 파괴를 지나 전리작용에 의하여 하전입자군이 발생하여 플라즈마 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마에 의한 피도장체(113)의 Kr+ 이온 주사 작업중 반응챔버(100)내의 진공도는 500Torr이고 플라즈마 건(150)과 피도장체(113) 사이의 전위차는 1.0KeV로 유지하였다.An aluminum rolling roll as a raw material 110 is mounted on a rolling roll fixing table 111 provided outside the reaction chamber 100 and one end of the aluminum rolling roll is positioned between the moving rolls 130 installed in the reaction chamber 100 . Then, the vacuum pump 190 is operated to maintain the inside of the reaction chamber 100 in a vacuum state, then the valve of the atmospheric gas inlet port 170 installed above and below the one side of the reaction chamber 100 is opened and N ₂ gas is introduced If the voltage is slowly applied with the plasma gun 150 as the cathode and the coated object as the anode after the plasma gun 150 is made in a plasma forming atmosphere, the Kr gas is caused to break through the insulation and the charged particles are generated by the ionization action to maintain the plasma state do. The degree of vacuum in the reaction chamber 100 during the Kr.sup. + Ion scanning operation of the object 113 to be coated by the plasma was 500 Torr and the potential difference between the plasma gun 150 and the object 113 was maintained at 1.0 KeV.

플라즈마 처리되는 피도장체(113)는 이동롤(130)의 회전속도에 의하여 Kr+ 이온의 주사량이 결정된다. 그리고 그렇게 이온 주사 처리된 피도장체(113)는 이동롤(130)에 의하여 반응챔버(100)밖으로 이송되고 반응챔버(100) 외부에 설치된 방열핀 가공기(200)에 의하여 원하는 형상의 방열핀(115)으로 가공된다. 계속해서 가공된 방열핀(115)은 구리로 만들어진 튜브에 적층되어 하나의 열교환기로 제작된다. 완성된 열교환기의 일부 단면 형상은 제1도와 동일하다.The amount of Kr + ions to be injected is determined by the rotating speed of the moving roll 130 in the coated body 113 to be plasma-processed. The workpiece 113 subjected to the ion injection processing is transferred out of the reaction chamber 100 by the moving roll 130 and is transferred to the heat radiating fin 115 having a desired shape by the heat radiating fin processing machine 200 installed outside the reaction chamber 100, . The subsequently processed heat dissipating fins 115 are stacked in a tube made of copper and made into a single heat exchanger. The sectional shape of the completed heat exchanger is the same as that of the first embodiment.

이와 같이 본 발명에 의하여 만들어진 열교환기는 다음과 같은 효과를 발휘한다.Thus, the heat exchanger produced by the present invention has the following effects.

방열핀의 표면에 Kr+ 이온을 주사하였으므로 방열핀의 표면은 전기화학적으로 안정화되어 있어서 이렇게 처리된 방열핀이 공기조화기내의 증발기로 운전되면 이때 발생하는 응축수와 전기화학적 친화도가 높아 이온결합을 하게 되고 이로 인하여 응축수와 방열기 표면의 접촉각β(제3도의 b)는 제3도에서 개략적으로 나타낸 것처럼 종래의 접촉각α(제3도의 a) 보다 작아 진다. 따라서 공기조화기를 운전함에 따라 발생하는 증발기 방열핀 사이사이에서 응축된 응축수는 방열핀과 밀착하게 되고 종래와 같이 방열핀 표면에서 방울지거나 방열핀 사이에서 브릿지를 형성하지 않게 되어 궁극적으로는 열교환기의 열교환 효율을 향상시키게 된다.Since the surface of the radiating fin is electrochemically stabilized since Kr + ions are injected onto the surface of the radiating fin, when the radiating fin thus treated is operated as an evaporator in the air conditioner, ionic bonding is performed due to high condensation water and electrochemical affinity generated at this time. The contact angle? (B in FIG. 3) between the condensate and the radiator surface becomes smaller than the conventional contact angle? (A in FIG. 3) as schematically shown in FIG. Accordingly, the condensed water condensed between the radiator fins generated by the operation of the air conditioner is brought into close contact with the radiator fin, and the radiator fin does not form a bridge between the radiator fins and the radiator fin, which ultimately enhances the heat exchange efficiency of the heat exchanger .

이와 같은 본 발명은 열교환기 제조공정중에 비교적 간단한 추가장비를 설치하여 간편히 작업 할 수 있으며, 동시에 다량으로 처리할 수 있고, 반응가스와 분위기 가스의 종류와 농도 그리고 진공도와 전위차를 적절히 조정하여 접촉각이 10。 전후의 양호한 친수성을 갖는 열교환기를 제작할 수 있다.In the present invention, relatively simple additional equipment can be installed during the heat exchanger manufacturing process, and a large amount of processing can be simultaneously performed. The contact angle can be adjusted by properly adjusting the kind and concentration of the reaction gas and the atmospheric gas, 10. A heat exchanger having a good hydrophilicity before and after can be manufactured.

Claims

A moving roll device capable of continuously and continuously transferring the object to be coated from the outside of the reaction chamber to the inside and back outside; Wherein the plasma gun is provided with a plurality of plasma guns.

The apparatus of claim 1, wherein at least one atmospheric gas inlet is provided on one side of the reaction chamber so as to introduce the atmospheric gas into the reaction chamber.

The apparatus for producing a hydrophilic heat sink fin according to claim 1 or 2, wherein the plasmaized gas is Kr gas and the atmospheric gas is N ₂ gas.

The apparatus of claim 1 or 2, wherein the degree of vacuum in the reaction chamber is 50 Torr and the potential difference between the plasma gun and the object to be coated is maintained at 1.0 KeV.

A heat dissipating fin processing machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heat dissipating fin processing machine installed outside the reaction chamber, A device for producing a hydrophilic heat dissipating pin by a plasma.

Mounting a rolling roll as a raw material on a rolling roll fixing object provided outside the reaction chamber; Placing one end of the rolling roll between moving rolls installed in the reaction chamber; Operating the vacuum pump to maintain the inside of the reaction chamber in a vacuum state; Introducing the atmospheric gas into the reaction chamber; Injecting Kr < + > ions into the coated object with a plasma gun; And a step of processing the material to be coated in a rolled state in the form of a rolled sheet by a heat radiation fin having a desired shape.

Wherein the plasma is made of an aluminum plate into which Kr + ions are implanted.