KR20010025988A - 냉장고용 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 열교환 효율을 높일 수 있고, 제조가 용이한 냉장고용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기는 하나의 냉매관이 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 절곡하여 전체적으로 평면상태를 이루도록 배치하는 단계와, 평면상태로 배치된 상기 냉매관의 상면에 두루마리 형태로 감긴 다수의 띠 형상 냉각판을 풀어서 상기 냉매관의 길이방향과 교차하도록 올려놓는 단계와, 상기 냉매관 위에 놓인 상기 다수의 냉각판을 상기 냉매관의 외면에 부착하는 단계와, 상기 냉매관의 상면에 부착된 부분과 상기 두루마리 부분이 분리되도록 상기 냉각판의 연결부를 절단하는 단계와, 상기 냉각판이 부착된 상태에서 상기 다수열의 냉매관을 수회 겹치도록 벤딩하는 단계의 제조방법을 통해 제작된다.

Description

냉장고용 열교환기 및 그 제조방법{HEAT EXCHANGER FOR REFRIGERATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 냉장고용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 열교환 효율을 높일 수 있고, 제조가 용이한 냉장고용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고에 설치되는 냉각장치는 냉매관을 따라 순회하는 냉매의 상변화를 통해 열의 수수(授受)가 이루어지도록 함으로써 냉기를 생성시킨다. 이러한 냉각장치는 통상 압축기, 응축기, 냉매팽창장치, 증발기가 냉매관에 의해 차례로 연결되어 구성되며, 여기서 응축기와 증발기는 열교환기의 일종으로 내부를 흐르는 냉매와 외기를 열교환시키는 기능을 한다.

도 1은 종래 냉장고에 적용된 열교환기의 구조를 보인 사시도이다. 이를 참조하면, 종래 열교환기(1)는 수회 벤딩이 되어 다수 열을 이루는 냉매관(2)이 다시 겹겹이 층을 이루도록 벤딩이 되어, 전체적으로 사각의 상자형상을 이루도록 되어 있다. 또한, 이처럼 벤딩된 냉매관(2)의 외면에는 전열면적을 넓힐 수 있도록 다수의 냉각핀(3)이 결합되어 있다.

이러한 종래 열교환기(1)는 냉매관(2)의 내부를 흐르는 냉매의 열이 냉매관(2)과 냉각핀(3)으로 전열되어 열교환기(1)의 주변을 흐르는 외부공기와 열교환을 한다. 즉, 응축기의 경우에는 고온 상태인 냉매가 상대적으로 차가운 외기와 열교환하여 방열을 하고, 증발기의 경우에는 저온 상태의 냉매가 냉장고 저장실 내부공기의 열을 흡수하는 흡열반응을 통해 냉각이 이루어지게 한다.

한편, 이와 같은 종래 열교환기(1)를 제작할 때에는 다수의 냉각핀(3)을 냉매관(2)의 외면에 등간격을 이루도록 배열한 후, 이를 용접 등을 통해 냉매관(3)의 외면에 고정시킨다. 또한, 냉각핀(3)의 고정 후에는 냉매관(2)을 수회 벤딩시키는 과정을 거치게 된다.

그러나 이러한 종래 열교환기(1)는 냉각핀(3)을 냉매관(2)의 외면에 부착하는 과정에서 다수의 냉각핀(3)이 상호 등간격을 이루도록 지지해주는 별도의 지그가 필요할 뿐만 아니라, 다수의 냉각핀(3)을 초음파 용접기를 통해 냉매관(1)의 외면에 용접하여 고정해야 하는 등 열교환기(1)를 제조하기 위한 작업공정이 복잡하고 난해하여 제조원가가 높은 문제가 있었다.

또한, 종래의 열교환기(1)는 열교환기의 강성을 감안하여 냉각핀(3)의 직경이나 크기가 고려되어야 하고, 통기성을 감안하여 다수의 냉각핀(3)과 냉각핀 사이를 일정간격 이격시켜야 하기 때문에, 환봉상의 냉각핀(3)을 부착하여 열교환면적을 넓히는데 한계가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열교환기의 구성을 개선하여 제조가 용이하도록 할 뿐만 아니라, 열교환면적을 넓어져서 열교환효율이 높아지는 냉장고용 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 냉장고용 열교환기의 구성을 보인 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 구성을 보인 사시도이다.

도 3에서 도 6은 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 제조과정을 단계적으로 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 열교환기, 20: 냉매관,

30: 냉각판롤, 31: 냉각판,

32: 회전축, 33: 지지롤러,

40: 절단수단, 50: 이송롤러,

60: 절곡수단.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기는, 내부에 냉매가 흐르는 냉매관과, 상기 냉매와 외부공기의 열교환효율이 높아지도록 상기 냉매관의 외면에 부착되어 열교환면적을 넓혀주는 다수의 냉각부재를 구비하는 냉장고용 열교환기에 있어서, 상기 냉각부재는 상기 냉매관의 길이방향과 교차하는 방향으로 다수개가 소정간격 이격되어 배치되고, 그 일면이 상기 냉매관의 외면에 면접촉하도록 고정되는 띠 형상의 냉각판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 제조방법은, 하나의 냉매관을 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 절곡하여 전체적으로 평면상태를 이루도록 배치하는 단계와, 평면상태로 배치된 상기 냉매관의 상면에 두루마리 형태로 감긴 다수의 띠형상 냉각판을 풀어서 상기 냉매관의 길이방향과 교차하도록 올려놓는 단계와, 상기 냉매관 위에 놓인 상기 다수의 냉각판을 상기 냉매관의 외면에 부착하는 단계와, 상기 냉매관의 상면에 부착된 부분과 상기 두루마리 부분이 분리되도록 상기 냉각판을 절단하는 단계와, 상기 냉각판이 부착된 상태에서 상기 냉매관을 수회 겹치도록 벤딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 냉장고용 열교환기는 도 2에 도시된 바와 같이, 길이가 긴 하나의 냉매관(20)이 다수의 열을 이루도록 벤딩이 되고, 다시 겹겹이 층을 이루도록 벤딩되어 전체적으로 사각의 상자형상을 이룬다. 그리고 냉매관(20)의 외면에는 소정의 폭을 가진 얇은 띠형상으로 제작된 다수의 냉각판(31)이 고정된다. 이때 냉각판(31)은 냉매관(20)의 길이방향과 교차하도록 배치되며 용접 등을 통하여 냉매관(20)의 외면에 부착된다.

이러한 구성은 외부공기와 열교환을 하는 열교환기(10)의 전열면적을 넓혀줌으로써 열교환기(10)의 열교환효율을 높이기 위함이며, 또한 냉각판(31)이 평판형상으로 마련됨으로써 냉각판(31)의 배치 및 고정이 용이하도록 하여 열교환기(10)의 제조를 용이하게 하기 위한 것이다.

아래에서는 이러한 열교환기(10)의 제조방법을 설명하면서 본 발명의 구체적인 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 열교환기(10)를 제작할 때에는 먼저 길이가 긴 하나의 냉매관(20)이 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 벤딩한다. 이때 냉매관(20)은 다수의 열이 전체적으로 평면상태를 이루도록 구성하되, 길이방향의 길이가 긴 평면을 이루도록 한다.

또한, 벤딩된 냉매관(20)의 일측방에는 띠 형상의 냉각판(31)이 두루마리 형태로 감긴 다수의 냉각판롤(30)이 마련된다. 이때 냉각판롤(30)은 냉매관(20)과 평행하게 배치된 회전축(32)에 그 중심부가 끼워져서 회전 가능하게 지지되도록 한다. 또한 회전축(32)에 끼워진 다수의 냉각판롤(30)이 상호 일정간격 이격된 상태로 배치되어 냉각판(31)이 풀릴 때 상호 이격된 상태를 유지하도록 한다.

이와 같은 과정이 완료된 후에는 도 4에 도시된 바와 같이, 두루마리 형태의 냉각판롤(30)을 풀어서 냉각판(31)이 냉매관(20)의 상면에 평면상태로 놓이도록 한다. 이때는 도면에 도시하지는 않았지만, 별도의 구동수단으로 회전축(32)을 회전시켜 냉각판롤(30)을 풀 수도 있고, 또한 냉각판롤(30)의 선단을 별도의 지그를 이용해 잡아끌어 풀 수도 있다. 여기서 냉각판롤(30)이 풀리는 선단에는 냉각판(31)의 풀림을 안내하는 동시에 냉각판(31)의 선단을 지지하는 지지롤러(33)가 마련되는 것이 바람직하다.

이러한 과정을 통해 냉매관(20)의 상부에 놓이는 냉각판(31)은 냉매관(20)의 길이방향과 교차하는 방향으로 놓이고, 또한 상호 일정한 간격을 유지한 채 평행하게 풀린다. 이는 냉각판롤(30)을 지지하는 회전축(32)이 냉매관(20)과 평행하게 배치된 상태이고, 또한 냉각판(31)이 소정의 폭(W)을 가져서 횡방향의 굽힘이 발생하지 않기 때문이다.

냉각판(31)이 냉매관(20)의 상부에 펼쳐진 후에는 별도의 용접수단(미도시)을 이용하여 냉각판(31)을 냉매관(20)의 외면에 부착시키는 단계를 수행한다. 그리고 냉각판(31)의 부착이 완료되면, 냉매관(20)의 상면에 부착된 냉각판(31)과 두루마리 형태의 냉각판롤(30)이 분리되도록 절단수단(40)을 하강 동작시켜 냉각판(31)의 연결부를 절단하는 단계를 수행한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 냉각판(31)이 절단된 후에는 냉매관(20)을 A방향으로 이송시키고, 상술한 바와 같은 냉각판(31) 풀기단계, 부착단계, 절단단계 등을 차례로 반복 수행하면서 냉매관(20)의 잔여부분에 냉각판(31)을 부착시킨다. 여기서 본 실시예는 냉매관(20)의 하부를 지지하는 이송롤러(50)를 회전시켜서 냉매관(20)을 이송시키는 방법을 취하였으나, 냉매관(20)이 고정된 상태에서 냉각판롤(30), 회전축(32), 지지롤러(33), 절단수단(40) 등이 B방향으로 이송하도록 장치의 구성을 변경하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 또한 도면에 도시하지는 않았지만, 다수의 냉각팬롤(30)을 평판형태의 냉매관(20) 전체길이(L) 만큼 길게 배치할 경우에는 별도의 이송절차 없이 냉각판(31) 부착작업을 한번에 수행할 수도 있다.

냉각판(31)의 부착작업이 완료된 후에는 도 6에 도시된 바와 같이, 별도의 절곡수단(60)을 이용하여 평판형태의 냉매관(20)을 겹층으로 수회 반복 벤딩함으로써 열교환기(10)의 제작을 완성한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 제조방법은 두루마리 형태로 감긴 다수의 냉각판롤이 동시에 풀리면서 냉각판이 펼쳐지고, 또한, 별도의 지그가 없이도 냉매관의 상부에 냉각판이 평행상태로 배치되기 때문에 냉각판의 공급 및 배치가 신속하고 용이하게 이루어짐으로써 열교환기의 제작이 용이한 이점이 있다.

또한, 다수개의 열교환기를 연속적으로 생산하더라도 냉각판의 신속한 재 공급 및 배치가 가능하여 열교환기의 생산성을 크게 높일 수 있고, 이로써 제조원가가 크게 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉매관에 부착되는 다수의 냉각판이 띠형상으로 마련되기 때문에 전열면적이 넓어져서 종래의 구성에 비하여 열교환효율이 높은 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부에 냉매가 흐르는 냉매관과, 상기 냉매와 외부공기의 열교환효율이 높아지도록 상기 냉매관의 외면에 부착되어 열교환면적을 넓혀주는 다수의 냉각부재를 구비하는 냉장고용 열교환기에 있어서,

   상기 냉각부재는 상기 냉매관의 길이방향과 교차하는 방향으로 다수개가 소정간격 이격되어 배치되고, 그 일면이 상기 냉매관의 외면에 면접촉하도록 고정되는 띠 형상의 냉각판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
2. 하나의 냉매관을 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 절곡하여 전체적으로 평면상태를 이루도록 배치하는 단계와,

   평면상태로 배치된 상기 냉매관의 상면에 두루마리 형태로 감긴 다수의 띠형상 냉각판을 풀어서 상기 냉매관의 길이방향과 교차하도록 올려놓는 단계와,

   상기 냉매관 위에 놓인 상기 다수의 냉각판을 상기 냉매관의 외면에 부착하는 단계와,

   상기 냉매관의 상면에 부착된 부분과 상기 두루마리 부분이 분리되도록 상기 냉각판을 절단하는 단계와,

   상기 냉각판이 부착된 상태에서 상기 냉매관을 수회 겹치도록 벤딩하는 단계를 포함하는 냉장고용 열교환기 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 냉각판은 두루마리 형태로 감긴 다수의 냉각판롤이 상기 냉매관과 평행하게 설치되는 회전축에 회전이 가능하게 지지되되, 상호 소정간격 이격된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열 교환기 제조방법.