KR19990057632A - 열교환기 제조방법 - Google Patents

Abstract

이에 본 발명은 열교환기를 상하대칭식으로 일체 구성한 후 이를 절단공정으로 절단하므로써 한 번의 제조공정으로 두 개의 열교환기를 동시에 제작하여 생산성을 높일 수 있는 열교환기 제조방법에 관한 것으로, 이는 열교환기 본체를 상하대칭식으로 구성할 수 있게 구성요소를 프레스방식 또는 절곡방식으로 성형하는 성형공정과, 상기 성형공정으로 제작한 구성요소를 서로 조립하여 그 접촉부를 융착방식으로 조립하는 브레이징공정과, 상기 브레이징공정으로 이루어진 상하대칭식 본체에 작업유체를 공급배출할 수 있게 인아웃넷메니폴드에 인아웃넷파이프를 조립하는 인아웃넷파이프 조립공정과, 상기 상하대칭식 본체를 독립된 열교환기로 사용할 수 있게 각각의 요소의 연결편을 절단하는 절단공정을 포함한다.

Description

열교환기 제조방법

본 고안은 열교환기 제조방법에 관한 것으로, 특히 열교환기를 상하대칭식으로 일체 구성한 후 이를 절단공정으로 절단하므로써 한 번의 제조공정으로 두 개의 열교환기를 제작하여 생산성을 높일 수 있도록 하는 것이다.

열교환기는 냉난방시스템의 유로상에 설치되어 유로상을 흐르는 작업유체를 외부공기와 열교환시켜 소정공간을 냉난방할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 열교환기는 사용목적 및 장소 그 밖의 여러 가지 조건에 따라 다양하게 제작된다. 이 중 가장 통상적인 구조는 도 1 에서 보는 바와 같이 작업유체가 흐르면서 열교환이 이루어지도록 상부의 인/아웃넷탱크(11)(12)를 서로 밀착되게 일렬로 배열하는 튜브(10)와, 전열면적을 넓혀 상기 튜브(10)의 작업유체의 열교환을 도울 수 있게 지그재그식으로 연속되게 절곡하여 상기 각각의 튜브(10) 사이에 삽입고정하는 코루게이트핀(20)과, 판상의 몸체를 가지고 상기 최외측 코루게이트핀(20)에 고정되어 열교환기의 측면을 보호하는 엔드플레이트(30)와, 상기 튜브(10)의 탱크 사이에 일정간격 이격되게 고정하여 유로상의 작업유체를 상기 튜브(10)내로 안내하고, 열교환이 끝난 작업유체를 유로상에 배출안내하는 인/아웃넷메니폴드(40)(50)와, 상기 인/아웃넷메니폴드(40)(50)와 유로상을 연결할 수 있게 상기 인/아웃넷메니폴드(40)(50)에 삽입고정하는 인/아웃넷파이프(60)(70)를 포함한다.

상기 튜브(10)는 도 2 와 같이 판상의 몸체를 한 쌍으로 조립하여 그 내부에 작업유체가 흐를 수 있게 한다. 이 튜브(10)는 몸체의 상부에 작업유체가 출입하는 인/아웃넷탱크(11)(12)를 돌출시키고, 이 인/아웃넷탱크(11)(12)를 경계로 하여 그 하부로 격벽(13)을 하단에 닿지 않게 일정길이 연장하여 유입되는 작업유체가 U턴할 수 있게 한다. 그리고 상기 몸체에는 다수 개의 딤플(14)을 규칙 또는 불규칙적으로 돌출시켜 작업유체의 흐름을 난류흐름으로 변화시켜 열교환을 활발하게 한다. 상기 인/아웃넷탱크(11)(12)는 이웃하는 튜브(10)와 서로 밀착되게 배열하여 작업유체가 배열된 다수 개의 튜브(10)를 통과할 수 있는 통로를 제공하게 된다.

따라서 상기 인넷메니폴드(40)로 유입되는 작업유체는 튜브(10)의 인넷탱크()11로 유입되어 격벽(13)을 경계로 U턴한 후 아웃넷탱크(12)로 배출하여 이웃하는 튜브(10)의 인넷탱크(11)로 다시 유입됨을 반복하여 상기 튜브(10)를 연속적으로 흐르면서 열교환 다음 최종적으로 아웃넷메니폴드(50)와 아웃넷파이프(70)를 통해 유로상으로 배출된다.

이와 같은 종래 열교환기의 제조방법은 도 3 과 같이 상기 각각의 요소들을 프레스가공 또는 절곡공정으로 성형하는 성형공정과, 상기 성형공정 후 인/아웃넷파이프(60)(70)를 제외한 각각의 부품들을 서로 고정하는 브레이징공정과, 상기 브레이징공정 후 상기 인/아웃넷파이프(60)(70)를 상기 인/아웃넷메니폴드(40)(50)에 압착고정하는 인/아웃넷파이프 조립공정으로 이루어진다.

상기 성형공정은 튜브(10), 엔드플레이트(30) 그리고 인/아웃넷메니폴드(40)(50)는 프레스공정으로 성형하게 되고, 상기 코루게이트핀(20)은 그 형상이 지그재그식으로 형성되어 있으므로 이는 절곡방식으로 성형하게 된다.

상기 브레이징공정은 상기 요소들을 열교환기의 형상에 맞도록 서로 조합한 다음 이를 고로에서 적정온도와 시간으로 가열하여 그 표면의 브레이징시트를 용융시켜 요소간의 접착부를 고정하게 된다.

이의 공정을 보다 자세히 설명하면, 상기 튜브(10)는 서로 인접하는 인/아웃넷탱크(11)(12)를 서로 밀착되게 일렬로 배열한다. 이 튜브(10)의 인/아웃넷탱크(11)(12) 사이 소정위치에 인/아웃넷메니폴드(40)(50)를 이격되게 삽입하여 작업유체가 튜브(10)내로 유입되어 순환한 다음 배출될 수 있게 한다. 그리고 상기 각각의 튜브(10) 몸체 사이에 코루게이트핀(20)을 삽입하여 열교한을 도울 수 있게 하며, 이 최외측 코루게이트핀(20) 외측면에는 엔드플레이트(30)를 조립하여 열교환기의 형태를 임시 갖추게 한다.

이러한 임시 형태는 아직 브레이징공정이 이루어지기 전 이므로 각각의 튜브(10)와 코루게이트핀(20)이 서로 벌어지는 현상이 발생하여 별도의 지그를 이용해 양측 엔드플레이트(30)를 밀착한다.

이러한 상태에서 상기 임시형태의 열교환기를 준비된 고로에 넣에 적정온도와 시간으로 가열하여 브레이징한다. 이의 과정에서 상기 각각의 부품들의 표면에 미리 도포된 브레이징시트가 소재보다 먼저 용융되어 요소들을 융착고정한다.

이와 같은 브레이징공정으로 열교환기의 본체를 형성한 다음 이 본체에 작업유체를 공급할 수 있도록 인/아웃넷파이프(60)(70)를 조립한다.

상기 인아웃넷파이프 조립공정은 각각의 인/아웃넷메니폴드(40)(50) 입구에 인/아웃넷파이프(60)(70)를 조립하는 것이다. 이는 상기 인/아웃넷메니폴드(40)(50)의 입구에 인/아웃넷파이프(60)(70)를 각각 삽입한 다음 그 접촉부를 고온으로 가열하게 되면 앞서 설명한 브레이징공정과 같이 소재의 표면에 미리 도포된 브레이징시트가 용융하여 인아웃넷파이프를 고정하게 된다.

그런데 상기와 같은 열교환기 제조방법은 한 번의 제조공정에 의해 하나의 열교환기만을 제조하게 되므로, 제조공정의 복잡성에 비해 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 열교환기를 상하대칭식으로 일체 구성한 후 이를 절단공정으로 절단하므로써 한 번의 제조공정으로 두 개의 열교환기를 동시에 제작하여 생산성을 높일 수 있는 열교환기 제조방법을 제공함에 있다.

이러한 열교환기 제조방법은 본체를 구성하는 각각의 요소를 상하대칭식으로 구성하는 성형공정과, 상기 성형공정 후 이들 요소를 접합하는 브레이징공정과, 상기 브레이징공정 후 본체에 작업유체를 공급배출할 수 있도록 인아웃넷파이프를 조립하는 인아웃넷파이프 조립공정과, 상기 대칭의 몸체를 양분하는 절단공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 열교환기를 보인 정면도

도 2 는 종래 열교환기의 튜브를 보인 정면도

도 3 은 종래 열교환기의 제조공정을 보인 블록도

도 4 는 본 발명에 의해 제조되는 상하대칭형 열교환를 절단하기 전 상태를

보인 정면도

도 5 는 본 발명의 제조공정을 보인 블록도

도 6 은 본 발명에 의해 제조된 튜브를 보인 정면도

도 7 은 본 발명에 따르는 코루게이트핀의 제조공정을 보인 공정도

도 8 은 본 발명에 의해 제조된 엔드플레이트를 보인 정면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 튜브 200 : 코루게이트핀

300 : 엔드플레이트 400,500 : 인/아웃넷메니폴드

600,700 : 인/아웃넷파이프 130,220,320 : 연결편

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시예 구성을 상세히 설명한다.

먼저, 도 4 는 본 발명에 의해 제조되어 절단공정이 이루어지기 전 상태를 보인 상하대칭형 열교환를 보인 정면도이다. 상기 상하대칭형 열교환기의 중앙을 절단하여 한 번의 제조공정으로 두 개의 열교환기를 제조한 것이 한 것이 본 발명의 요지이다.

이를 위한 본 발명의 열교환기 제조방법은 도 5 와 같이 본체를 상하대칭식으로 구성할 수 있게 구성요소를 성형하는 성형공정과, 상기 성형공정으로 제작한 구성요소를 조립하는 브레이징공정과, 상기 브레이징공정으로 이루어진 상하대칭식 본체에 작업유체를 공급배출할 수 있게 인아웃넷파이프를 조립하는 인아웃넷파이프 조립공정과, 상기 상하대칭식 본체를 절단하는 절단공정을 포함한다.

상기 성형공정은 구성요소, 즉 튜브(100), 코루게이트핀(200), 엔드플레이트(300)를 각각 길이방향 중앙을 중심으로 상하대칭식으로 구성한다.

상기 튜브(100)는 프레스공정으로 제조하게 되는 데, 이는 도 6 에서 보는 바와 같이 몸체를 상하대칭식으로 성형하여 그 상하부에 제 1,2 튜브(110)(120)를 형성한다. 상기 제 1,2 튜브(110)(120)는 몸체의 일측단부에 작업유체가 출입하는 인/아웃넷탱크(111)(112),(121)(122)를 돌출시키고, 이 인/아웃넷탱크(111)(112),(121)(122) 사이에 작업유체가 유입되어 U턴할 수 있게 격벽(113)(123)을 내측으로 일정길이 연장시키며, 상기 몸체의 경로상에는 작업유체의 흐름을 난류흐름으로 변화시키는 딤플(114)(124)을 다수 개 돌출시킨다. 그리고 상기 제 1,2 튜브(110)(120)는 다수 개의 연결편(130)으로 연결되는 데, 이 연결편(130)은 상기 제 1,2 튜브(110)(120)의 경계를 횡방향으로 이격되게 절개한 절개부(140) 사이에 소정폭을 가지고 위치하게 된다. 따라서 이 제 1,2 튜브(110)(120)의 경계부가 대칭의 기준이 된다.

상기 코루게이트핀(200)은 도 7 과 같이 공급되는 평판재를 장방형의 면적을 가지도록 절단하고 그 중앙 횡방향에 소정폭과 길이로 절개부(210)를 절개하여 그 사이에 연결편(220)이 형성되도록 한다. 상기 절개부(210)는 상기 평판재를 절단한 다음 별도로 절개하거나, 또는 평판을 절단할 때 동시에 절개할 수도 있는 데, 이는 프레스공정에 의해 가능하다.

이후에 상기 연결편(220)을 형성한 평판재를 지그재그식으로 절곡하여 그 길이방향 양단부가 상기 제 1 튜브(110)의 인/아웃넷탱크(111)(112) 하부에서부터 제 2 튜브(120) 인/아웃넷탱크(121)(122) 상부까지 연장되게 한다. 이 코루게이트핀(200)은 상기 연결편(220)을 중심으로 그 상하부가 대칭되어 제 1,2 코루게이트핀(230)(240)을 구성하게 된다.

상기 엔드플레이트(300)는 도 8 과 같이 프레스로 성형함에 있어 중앙에 횡방향으로 절개부(310)를 절개하여 상기 튜브(100)와 코루게이트핀(200)과 같이 연결편(320)을 구성한다. 이 엔드플레이트(300)는 상기 연결편(320)을 중심으로 그 상하가 대칭되어 제 1,2 엔드플레이트(330)(340)를 구성하게 된다.

다음은 브레이징공정을 설명한다.

먼저, 브레이징공정 전에 통상과 같이 다수 개의 튜브(100)를 그 상하의 인/아웃넷탱크(111)(112),(121)(122)가 이웃하는 튜브의 인/아웃넷탱크와 서로 밀착되게 일렬로 배열하고, 이 튜브(100)의 인/아웃넷탱크(111)(112),(121)(122) 사이 소정위치에 인/아웃넷메니폴드(400)(500)를 이격되게 삽입한다. 또한, 상기 각각의 튜브(100) 사이에 코루게이트핀(200)을 삽입한 다음 이 코루게이트핀(200) 최외측면에는 엔드플레이트(300)를 조립하여 열교환기의 본체 형태를 임시 갖추게 한다.

그리고 각각의 튜브(100), 코루게이트핀(200) 그리고 엔드플레이트(300)가 밀착되도록 별도의 지그를 이용해 양측 엔드플레이트(300)를 밀착한다.

다음으로 상기 열교환기 본체를 통상과 같이 고온의 고로에서 브레이징하게 된다. 이는 상기 본체를 구성하는 요소의 표면에 미리 도포된 브레이징시트가 용융되어 각각의 요소의 접촉부분을 고정하게 되어 브레이징공정을 완료하게 된다.

이와 같은 방법으로 브레이징을 완료하게 되면, 상기 인/아웃넷메니폴드(400)(500)에 통상과 같이 인/아웃넷파이프(600)(700)를 고정하여 인아웃넷파이프 조립공정을 완료하게 된다.

상기와 같은 제조공정으로 제작한 열교환기는 튜브(100), 코루게이트핀(200) 그리고 엔드플레이트(300)의 연결편(130)(220)(320)이 동일선상에 일치하게 된다.

이에 따라 상기 일치된 연결편(130)(220)(320)을 절단기로 절단하여 본 발명의 공정을 완료하게 된다. 이 때 상기 연결편(130)(220)(320)은 협소한 폭으로 연결되나 제조과정에서 파손되지 않을 정도의 충분한 강도를 가지게 된다.

또한, 이 연결편(130)(220)(320)은 본 발명에 의해 상하대칭형 열교환기를 완성한 후 이를 절개하지 않고 일체형 열교환기로 사용할 경우에도 제 1,2 열교환기가 절단되지 않게 충분한 강도를 가질 수 있게 한다. 뿐만 아니라, 상기 연결편(130)(220)(320)은 그 폭이 협소하기 때문에 상기 상하대칭형 열교환기를 일체형으로 사용할 때, 즉 제 1 열교환기를 난방용, 제 2 열교환기를 냉방용으로 사용할 때 이들 사이에 열교환을 억제하게 된다.

따라서 본 발명은 하나의 몸체에 열교환기를 상하대칭식으로 구성하고 이를 절단공정에 의해 절단하여 한 번의 제조공정으로 두 개의 열교환기를 제조할 수 있어 원가 절감 및 생산성을 높이는 장점을 가진다.

Claims (1)

1. 열교환기 본체를 상하대칭식으로 구성할 수 있게 구성요소를 프레스방식 또는 절곡방식으로 성형하는 성형공정과;

   상기 성형공정으로 제작한 구성요소를 서로 조립하여 그 접촉부를 융착방식으로 조립하는 브레이징공정과;

   상기 브레이징공정으로 이루어진 상하대칭식 본체에 작업유체를 공급배출할 수 있게 인/아웃넷메니폴드에 인/아웃넷파이프를 조립하는 인/아웃넷파이프 조립공정과;

   상기 상하대칭식 본체를 독립된 열교환기로 사용할 수 있게 각각의 요소의 연결편을 절단하는 절단공정을 포함한 것을 특징으로 하는 열교환기 제조방법.