KR20010026539A - 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 다수개가 겹층을 이루도록 배치된 평판형상의 냉각판과, 상기 다수의 냉각판에 길이방향으로 결합되며 수회 절곡되는 냉매관과, 상기 냉매관이 상기 냉각판의 길이방향으로 끼워지는 터널형 결합공간을 이루도록 상기 냉각판의 표면이 절결된 후 상기 냉각판의 상하로 절곡되어 상기 냉매관의 외면을 감싸 조여주도록 고정하는 다수의 관고정부를 포함하는 구성이다.

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 와이어 형상의 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 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 하고, 또한 열교환면적이 넓어져서 열교환효율이 높아질 수 있도록 하는 냉장고용 열교환기 및 그 제조방법를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 냉장고용 열교환기의 구성을 보인 사시도이다.

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

도 3은 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 냉각판에 냉매관을 고정하는 구조를 보인 사시도로, 가압전 상태를 도시한 것이다.

도 4는 도 3의 "A"방향에서 본 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 냉각판에 냉매관을 고정하는 구조를 보인 사시도로, 가압 후 냉매관이 조여진 상태를 도시한 것이다.

도 6은 도 5의 "A"방향에서 본 도면이다.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기의 제조과정을 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 열교환기, 20: 냉각판,

21: 관고정부, 22: 상승부,

23: 하강부, 24: 결합공간,

30: 냉매관, 40: 절곡수단.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기는, 다수개가 겹층을 이루도록 배치된 평판형상의 냉각판과, 상기 다수의 냉각판에 수회 절곡된 상태로 결합되는 냉매관과, 상기 냉매관이 상기 냉각판에 끼워져 결합되는 터널형 결합공간을 이루도록 상기 냉각판에 소정간격으로 절개되어 형성된 다수의 관고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관고정부는 상하 상호 교호적으로 돌출하는 상승부와 하강부를 구비하며, 상기 냉매관이 상기 상승부와 하강부사이에 끼워진 상태에서 상기 상승부와 하강부가 조여져 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 제조방법은, 평판상으로 마련된 다수의 냉각판을 소정간격으로 절개하고, 절개된 부분을 다시 상하 교호적으로 절곡하여 상기 냉각판의 길이방향으로 터널형상의 관고정부를 성형하는 단계와, 하나의 냉매관이 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 절곡하는 단계와, 상기 관고정부에 상기 냉매관을 끼우는 방식으로 상기 다수의 냉각판을 상기 냉매관에 끼우는 단계와, 상기 냉매관과 상기 냉각판이 견고한 결합을 이루도록 상기 관고정부의 외면을 가압하여 조여주는 단계와, 상기 냉매관에 결합된 상기 다수의 냉각판이 겹층을 이루도록 각 냉각판 사이의 냉매관을 절곡하는 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, 사각의 평판형상으로 마련된 다수의 냉각판(20)과, 다수회 절곡된 상태로 냉각판(20)에 결합된 냉매관(30)으로 이루어진다. 다수의 냉각판(20)은 판과 판 사이로 공기가 흐를 수 있도록 상호 일정간격 이격된 상태로 배치되고, 또한 다수개가 상호 평행을 이루도록 겹층으로 배치된다. 그리고 각 냉각판(20)에는 다수회 절곡된 냉매관(30)이 냉각판(20)의 길이방향으로 끼워져 결합되는 터널형 관고정부(21)를 구비한다.

좀더 상세히 설명하면, 관고정부(21)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각판(20)의 표면이 냉매관(30)의 길이방향과 교차하는 방향으로 상호 등간격을 이루어 절개되고, 상호 교호적으로 상승 또는 하강 절곡되어 형성된다. 즉, 냉각판(20)의 상부로 돌출하여 절곡되는 상승부(22)와 냉각판(20)의 하부로 돌출하여 절곡되는 하강부(23) 사이에 높이 H만큼의 공간이 형성되게 하여, 냉매관(30)이 냉각판(20)의 길이방향으로 끼워질 수 있는 터널형 결합공간(24)을 이룬다. 이때, 결합공간(24)은 두 개의 냉매관(30a,30b)이 양측에 밀착상태로 끼워지도록 냉매관(30a,30b)의 이격거리 만큼의 폭(L)으로 형성되어야 한다.

그리고 관고정부(21)를 구성하는 상승부(22)와 하강부(23)는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 결합공간(24)에 끼워진 냉매관(30a,30b)이 고정될 수 있도록 중앙부분이 프레스 등에 의해 가압 성형된다. 이때 상승부(22)의 중앙부분은 하강 압착되고, 하강부(23)의 중앙부분은 상승 압착되어 냉매관(30a,30b)을 조여준다.

다음은 이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법을 단계적으로 설명한다.

먼저, 평판형상으로 절단된 다수의 냉각판(20)에 냉매관(30)을 끼울 수 있도록 터널형 관고정부(21)를 성형한다. 이때는 프레스 등을 이용한 한번의 제작공정을 통해 냉각판(20)의 상면과 하면을 동시에 가압함으로써, 표면이 절개됨과 동시에 상승부(22)와 하강부(23)가 상하 교호적으로 돌출하여 터널형 결합공간(24)이 형성되도록 한다.

냉각판(20)의 1차성형이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 냉매관(30) 수회 절곡하여 길이가 긴 다수의 열을 이루도록 한다. 이때 냉매관(30)은 상호 평행을 이루도록 해야 하며, 냉매관(30)과 냉매관 사이의 이격거리는 상술한 관고정부(21)의 폭(L)과 일치하도록 해야 한다.

냉매관(30)의 절곡이 완료되면, 냉각판(20)의 관고정부(21)에 냉매관(30)을 진입시키는 방법으로 다수의 냉각판(20)을 냉매관(30)에 차례로 끼운다. 이때 냉각판(20)과 냉각판 사이는 약간 이격된 간격(W)을 유지하여 추후 냉각판(20)을 겹층으로 구성할 때 이격된 부분(W)의 냉매관(30)을 절곡할 수 있도록 한다. 그리고 이 상태에서 상승부(22)와 하강부(23)를 프레스로 가압하여 냉매관(30)을 조여준다.

냉각판(20)과 냉매관(30)의 결합이 완료된 후에는 도 8에 도시된 바와 같이, 별도의 절곡수단(40)을 이용하여 각 냉각판(20) 사이의 냉매관(30)을 절곡함으로써 열교환기(10)의 제작을 완성한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고용 열교환기 제조방법은 냉각판의 표면에 터널형상의 관고정부를 형성하고, 이 관고정부에 냉매관을 끼운 상태에서 관고정부의 외면을 가압하기만 하면 냉매관과 냉각판이 견고하게 고정되기 때문에, 열교환기의 제작이 용이하고 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 그 제조비용 또한 크게 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기는 냉매관에 고정되는 냉각판이 큰 표면적을 가진 평판으로 구성되기 때문에 전열면적이 넓어져서 종래의 구성에 비하여 열교환효율이 높은 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다수개가 겹층을 이루도록 배치된 평판형상의 냉각판과, 상기 다수의 냉각판에 수회 절곡된 상태로 결합되는 냉매관과, 상기 냉매관이 상기 냉각판에 끼워져 결합되는 터널형 결합공간을 이루도록 상기 냉각판에 소정간격으로 절개되어 형성된 다수의 관고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 관고정부는 상하로 교호적으로 돌출하는 상승부와 하강부를 구비하며, 상기 냉매관이 상기 상승부와 하강부사이에 끼워진 상태에서 상기 상승부와 하강부가 조여진 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
3. 평판상으로 마련된 다수의 냉각판을 소정간격으로 절개하여 관고정부를 성형하는 단계와,

   하나의 냉매관이 길이방향으로 평행한 다수의 열을 이루도록 수회 절곡하는 단계와,

   상기 관고정부에 상기 냉매관을 끼우는 방식으로 상기 다수의 냉각판을 상기 냉매관에 끼우는 단계와,

   상기 냉매관과 상기 냉각판이 견고한 결합을 이루도록 상기 관고정부의 외면을 가압하여 조여주는 단계와,

   상기 냉매관에 결합된 상기 다수의 냉각판이 겹층을 이루도록 각 냉각판 사이의 냉매관을 절곡하는 단계를 포함하는 냉장고용 열교환기 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 관고정부를 성형하는 단계는 절개된 부분을 상하 교호적으로 절곡하여 상기 냉매관이 상기 냉각판의 길이방향으로 끼워지는 터널형 결합공간을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기 제조방법.