KR200479337Y1 - 스파이럴핀 제조장치 - Google Patents

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KR200479337Y1
KR200479337Y1 KR2020150002473U KR20150002473U KR200479337Y1 KR 200479337 Y1 KR200479337 Y1 KR 200479337Y1 KR 2020150002473 U KR2020150002473 U KR 2020150002473U KR 20150002473 U KR20150002473 U KR 20150002473U KR 200479337 Y1 KR200479337 Y1 KR 200479337Y1
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Abstract

본 고안은 서로 대응되는 원호형톱니가 형성된 한 쌍의 롤러에 의해 인접한 방열부가 서로 다른 방향으로 벤딩되도록 연속 제조하는 스파이럴핀 제조장치에 관한 것이다.
본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치는, 외주면에는 원호형톱니(410)가 형성되는 제1롤러(400)와, 상기 제1롤러(400)와 동일한 형상의 원호형톱니(410)가 구비되어 제1롤러(400)와 맞물려 회전하는 제2롤러(400')를 포함하며; 상기 원호형톱니(410)는, 외측으로 돌출된 톱니돌기(410')와, 내측으로 함몰된 톱니홈(410")을 포함하는 구성을 가지고; 상기 톱니돌기(410')의 바깥면은 내측으로 라운드지게 일정한 곡률로 함몰된 형상을 가지며, 상기 톱니홈(410")의 바닥면은 외측으로 라운드지게 일정한 곡률로 볼록하게 돌출된 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 고안에 의하면, 원호형톱니의 형성이 지그재그로 효율적으로 성형되는 이점이 있다.

Description

스파이럴핀 제조장치{PRODUCING DEVICE FOR SPIRAL FIN}
본 고안은 스파이럴핀 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 대응되는 원호형톱니가 형성된 한 쌍의 롤러에 의해 인접한 방열부가 서로 다른 방향으로 벤딩되되도록 연속 제조하는 스파이럴핀 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 열교환용 핀튜브는 원통 형상의 튜브관에 나선형으로 감겨진 스파이럴핀을 가지는 구조로 이루어진다. 따라서, 이러한 튜브관의 내부에는 유체가 흐르게 되고, 외부에 구비된 스파이럴핀에는 공기가 접촉함으로써 외부공기와 튜브관 내부의 액체간에 열교환이 일어나게 된다.
일반적으로 튜브관(pipe) 내부에 흐르는 고온의 액체를 냉각시키기 위해 사용된다. 즉, 냉장고의 콘덴서 등에서는 튜브관 내부에는 냉매가 흐르게 되고, 이러한 고온의 냉매를 냉각시키기 위해 스파이럴핀이 사용된다.
한편, 역으로 외부를 흐르는 고온의 열기를 이용하여 튜브관 내부의 유체를 가열하기 위한 용도로 사용되기도 한다. 즉, 복합화력발전소 등에서는 가스터빈에서 방출되는 폐열을 이용하여 물을 데우는 용도로 사용되기도 한다.
구체적으로는 화력발전소의 가스터빈에서 나오는 열풍이 핀튜브를 통과하도록 함으로서 튜브관의 내부를 흐르는 물이 데워지도록 하여 온수로 사용한다.
도 1에는 이러한 종래의 열교환용 핀튜브의 일반적인 구성이 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 원통형의 튜브관(10)과 이러한 튜브관(10)에 나선형으로 감겨지는 스파이럴핀(20)으로 이루어진다. 그리고, 이러한 스파이럴핀(20)은 소정의 두께를 가지는 평판으로 이루어져 튜브관(10)의 외부에 감겨진다.
그러나, 이러한 종래의 구성에서는 열교환 효율이 낮은 문제점이 있다. 즉, 스파이럴핀(20)이 소정 두께를 가지는 평판으로 이루어져 있으므로, 이와 접하는 공기의 흐름이 단순하여 열교환 효율이 낮은 문제점이 있다.
또한, 이러한 스파이럴핀이 여러 개로 이루어지고, 각각 일정한 곡률을 가지도록 라운드지게 형성하려 하는 경우에도, 그 제조가 어려운 문제점이 있다. 즉, 균일한 곡률을 가지는 다수의 스파이럴핀을 만들기 어려운 문제점이 있다.
공개특허 10-2010-0102937 공개실용신안 20-2012-0001268
본 고안의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나선형으로 연속된 다수의 스파이럴핀 가닥(방열부)이 원호형으로 각각 대칭되게 벤딩된 구조를 가지도록 하는 스파이럴핀 제조장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치는, 외주면에는 원호형톱니(410)가 형성되는 제1롤러(400)와, 상기 제1롤러(400)와 동일한 형상의 원호형톱니(410)가 구비되어 제1롤러(400)와 맞물려 회전하는 제2롤러(400')를 포함하며; 상기 원호형톱니(410)는, 외측으로 돌출된 톱니돌기(410')와, 내측으로 함몰된 톱니홈(410")을 포함하는 구성을 가지고; 상기 톱니돌기(410')의 바깥면은 내측으로 라운드지게 일정한 곡률로 함몰된 형상을 가지며, 상기 톱니홈(410")의 바닥면은 외측으로 라운드지게 일정한 곡률로 볼록하게 돌출된 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')는, 상기 원호형톱니(410)의 톱니돌기(410')와 톱니홈(410")이 서로 어긋나도록 맞물려 회전하여, 제1롤러(400)와 제2롤러(400') 사이를 지나는 스파이럴핀(200)의 방열부(220)을 벤딩하는 것을 특징으로 한다.
상기 톱니돌기(410')의 폭(L)은, 상기 톱니홈(410")의 폭(M)보다 작은 크기를 가지며; 상기 톱니돌기(410')의 바깥면 곡률반경 크기(R1)는, 상기 톱니홈(410")의 바닥면 곡률반경 크기(R0)보다 더 크게 형성됨을 특징으로 한다.
본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 의하면, 상하로 두 개의 롤러가 구비되고, 이러한 롤러 사이로 평판 소재가 연속으로 제공되어 절개 및 벤딩이 완료된다. 즉, 제1롤러와 제2롤러가 맞물려 평판 소재에 방열부를 절개함과 동시에 원호형으로 벤딩한다.
따라서, 스파이럴핀의 절개 및 벤딩이 한번에 연속적으로 완료되므로, 작업능률이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 의한 핀튜브의 구성을 보인 정면도.
도 2는 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 의해 제조되는 스파이럴핀이 구비된 핀튜브의 사시도.
도 3은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 의해 제조되는 스파이럴핀이 구비된 핀튜브의 정면도.
도 4은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 의해 제조되는 스파이럴핀을 이용한 핀튜브의 제조방법을 보인 블럭도.
도 5은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 투입되는 스파이럴핀의 원 소재를 보인 사시도.
도 6은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 투입되어 스파이럴핀의 원 소재가 절개 및 벤딩된 상태를 보인 사시도.
도 7은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 의해 방열부절개단계 및 방열부벤딩단계가 수행되는 상태를 보인 사시도.
도 8은 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도.
도 9는 본 고안 실시예를 구성하는 롤러의 상세 구성을 보인 정면도.
이하 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3에는 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치의 일실시예가 각각 도시되어 있다. 즉, 도 2에는 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치의 정면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치는, 내부에는 유체가 유동하는 튜브관(100)과, 상기 튜브관(100)의 외부에 나선형으로 감겨 외부의 공기와 접하는 스파이럴핀(200) 등으로 이루어진다.
상기 튜브관(100)은 도시된 바와 같이 원통 형상의 관(pipe)으로 이루어지며, 이러한 튜브관(100)에는 물이 흐른다. 즉, 복합화력발전소의 가스터빈에서 발생된 폐열(열풍)이 상기 스파이럴핀(200)을 통해 흘러가면, 이러한 폐열의 열기가 스파이럴핀(200)을 통해 튜브관(100) 내부를 흐르는 물에 전달되어 데워진다.
상기 스파이럴핀(200)은, 상기 튜브관(100)에 밀착 고정되는 밀착단(210)과, 상기 밀착단(210)에 일단이 고정되는 다수의 방열부(220)로 이루어진다.
구체적으로는 도시된 바와 같이 스파이럴핀(200)은, 띠 형태의 밀착단(210)과, 그 밀착단(210)에 연속적으로 연결되어 있는 다수의 방열부(220)로 이루어진다.
상기 스파이럴핀(200)을 구성하는 밀착단(210)과 방열부(220)는 동일한 두께를 가지는 평판으로 이루어진다.
그리고, 상기 방열부(220)는, 원호형으로 벤딩된 형상을 가진다. 즉, 상기 방열부(220)는 도시된 바와 같이 소정의 곡률을 가지도록 형성되어 원호 형상으로 이루어진다.
한편, 상기 방열부(220)는 도시된 바와 같이 상기 튜브관(100)의 외측에 나선형으로 다수개가 설치되는데, 이러한 상기 방열부(220)는 좌우로 볼록하게 벤딩된 형상이 서로 연속적으로 교차 형성된다.
구체적으로는, 상기 방열부(220)는, 우측으로 볼록하게 벤딩된 우벤딩핀(220')과, 좌측으로 볼록하게 벤딩된 좌벤딩핀(220")으로 이루어진다. 그리고, 상기 우벤딩핀(220')과 좌벤딩핀(220")은 연속적으로 교차 형성된다.
상기 우벤딩핀(220')은 도 2 및 도 3에서 볼 경우 우측으로 볼록하게 라운드진 형상을 가지며, 상기 좌벤딩핀(220")은 도 2 및 도 3에서 볼 경우 좌측으로 볼록하게 라운드진 형상을 가진다.
도 4에는 스파이럴핀 제조장치에 의해 제조되는 스파이럴핀을 이용한 핀튜브의 제조방법을 보인 블럭도가 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 핀튜브의 제조방법은, 소정의 두께를 가지는 평판 소재(M)를 준비하는 소재준비단계(S300)와, 상기 소재준비단계(S300)에서 준비된 평판 소재(M)의 일부를 절개하여 방열부(220)를 형성하는 방열부절개단계(S310)와, 상기 방열부절개단계(S310)에서 절개된 방열부(220)를 일정한 곡률을 가지도록 벤딩하는 방열부벤딩단계(S320)와, 상기 방열부벤딩단계(S320)가 완료된 스파이럴핀(200)을 튜브관(100)에 나선형으로 결합하는 스파이럴핀결합단계(330) 등으로 이루어진다.
상기 소재준비단계(S300)에서는 도 5에 도시된 바와 같은 소정 두께의 평판이 준비된다.
그리고, 상기 방열부절개단계(S310)에서는 도 6과 같이 일정 부분이 등(等)간격으로 절개되며, 이러한 절개된 부분이 방열부(220)가 되고, 절개되지 않은 부분은 밀착단(210)이 된다.
도 6에는, 도 5의 스파이럴 핀소재가 원호형 상하 성형 롤러에 의하여 절개 및 밴딩되고, 우벤딩톱니핀(220')과 좌벤딩톱니핀(220")을 가지는 튜브관(100)에 감기 전 소재의 구성을 보인 사시도이다.
상기 방열부벤딩단계(S320)에서는 도 7에 도시된 바와 같은 두 개의 롤러(400,400')가 이용된다. 즉, 회전 가능하게 설치되는 제1롤러(400)와 제2롤러(400')가 구비되며, 이러한 두개의 롤러(400,400')가 맞닿아 회전하면서 상기 방열부벤딩단계(S320)를 진행한다.
구체적으로는, 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400')의 외면에는 다수의 원호형톱니(410)가 연속적으로 형성된다. 그리고, 이러한 제1롤러(400)와 제2롤러(400')는 서로 원호형톱니(410)가 어긋나도록 설치된다.
즉, 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400')가 도 7과 같이 인접하여 회전하는 경우에는 상기 제1롤러(400)의 원호형톱니(410)가 상기 제2롤러(400')의 원호형톱니(410) 사이에 삽입되도록 설치된다.
상기 방열부절개단계(S310)와 방열부벤딩단계(S320)는 별개로 순차적으로 수행되거나, 동시에 수행된다. 본 고안에서는 상기 방열부절개단계(S310)와 방열부벤딩단계(S320)가 동시에 수행되는 것을 도 7을 통해 도시하고 있다.
도 7은 본 고안에 의한 원호형 톱니핀을 제작하기 위해 도 5의 소재를 한 쌍의 성형롤러를 이용하여 방열부를 만드는 제조과정을 나타내는 사시도이다. 즉, 한 쌍의 롤러(400,400')가 맞물려 소재는 절단되고 롤러 치면의 요철로 인하여 좌벤딩톱니핀(220")과 우벤딩톱니핀(220')이 교대로 제조되는 과정을 나타낸 제조공정도이다.
따라서, 도 7과 같이 제1롤러(400)와 제2롤러(400') 사이에 도 5에 도시된 소재가 삽입되고, 상기 제1롤러(400)는 시계반시계방향으로 회전함과 동시에 상기 제2롤러(400')를 시계방향으로 회전하면, 상기 스파이럴핀(200)은 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400') 사이를 통과하여 우측으로 나오게 된다.
이 과정에서 상기 제1롤러(400)의 원호형톱니(410)와 상기 제2롤러(400')의 원호형톱니(410)가 서로 엇갈리게 설치되어 있으므로, 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')에 형성된 원호형톱니(410)에 의해 도 5에 도시된 소재가 절단되면서 상기 스파이럴핀(200)의 방열부(220) 부분이 절개됨과 동시에 원호형으로 벤딩된다. 이때 인접한 방열부(220)은 서로 반대방향으로 벤딩된다. 즉, 서로 인접한 방열부(220)은 서로 반대방향으로 라운드지게 되어 상기 우벤딩톱니핀(220')과 좌벤딩톱니핀(220")을 구성하게 되는 것이다.
이와 같이 상기 방열부(220)을 구성하는 우벤딩톱니핀(220')과 좌벤딩톱니핀(220")은, 외주면에 원호형톱니(410)가 형성된 한 쌍의 롤러(400,400')에 의해 연속적으로 성형된다.
상기 방열부절개단계(S310) 및 방열부벤딩단계(S320)가 동시에 완료되고 나면, 도 5와 같은 상태가 된다.
그런 다음에는 상기 스파이럴핀결합단계(330)가 진행되며, 이러한 스파이럴핀결합단계(330)는 상기 튜브관(100)의 외주면을 따라 나선형으로 스파이럴핀(200)을 감아 결합하는 과정이다. 이와 같은 스파이럴핀결합단계(330)가 진행되고 나면 도 2에서와 같은 본 고안에 의한 스파이럴 핀튜브가 완성된다.
도 8에는 본 고안에 의한 스파이럴핀 제조장치의 바람직한 실시예를 구성하는 정면도가 도시되어 있다. 즉, 상기 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')에 의해 상기 스파이럴핀(200)의 방열부(220)가 원호형으로 벤딩되는 상태의 정면도가 도시되어 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기에서도 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 스파이럴핀의 제조장치는, 외주면에는 원호형톱니(410)가 형성되는 제1롤러(400)와, 상기 제1롤러(400)와 동일한 형상의 원호형톱니(410)가 구비되어 제1롤러(400)와 맞물려 회전하는 제2롤러(400') 등으로 구성된다.
그리고, 도 8에는 상기 제1롤러(400)가 위쪽에 설치되고, 상기 제2롤러(400')는 아래쪽에 설치되어, 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400')가 맞물려 회전하면서 원호형의 방열부(220)를 형성하게 되는 것이다.
도 9에는 상기 제1롤러(400) 또는 제2롤러(400')의 구성이 보다 상세하게 도시되어 있다. 즉, 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400')는 동일한 형태를 가지므로, 도 9에서는 하나를 예로 들어 설명한다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 원호형톱니(410)는, 외측으로 돌출된 톱니돌기(410')와, 내측으로 함몰된 톱니홈(410") 등으로 구성된다. 그리고, 이러한 톱니돌기(410')와 톱니홈(410")은 서로 번갈아 형성된다. 즉, 상기 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')의 외주면을 따라 톱니돌기(410') 다음에는 톱니홈(410")이 형성되고, 톱니홈(410")의 다음에는 톱니돌기(410')가 형성되어, 연속적으로 톱니돌기(410')와 톱니홈(410")이 번갈아 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 톱니돌기(410')의 바깥면(외측면)은 내측으로 라운드지게 일정한 곡률로 함몰된 형상을 가지며, 상기 톱니홈(410")의 바닥면(내측면)은 외측으로 라운드지게 일정한 곡률로 볼록하게 돌출된 형상을 가진다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 톱니돌기(410')의 바깥면(외측면)은 폭방향(도 9의 'L'방향)으로 중심을 향해 함몰된 라운드가 형성되며, 상기 톱니홈(410")의 바닥면(내측면)은 폭방향(도 9의 'M'방향)으로 중심을 향해 함몰된 라운드가 형성된다.
상기 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')는, 상기 원호형톱니(410)의 톱니돌기(410')와 톱니홈(410")이 서로 어긋나도록 맞물려 회전하여, 제1롤러(400)와 제2롤러(400') 사이를 지나는 스파이럴핀(200)의 방열부(220)를 원호형의 단면을 가지도록 벤딩한다.
그리고, 상기 톱니돌기(410')의 폭(L)은, 상기 톱니홈(410")의 폭(M)보다 작은 크기를 가진다. 예를 들어, 상기 톱니돌기(410')의 폭(L) 크기가 5.554mm인 경우에, 상기 톱니홈(410")의 폭(M)은 5.647mm가 됨이 바람직하다.
이는 상기 스파이럴핀(200)의 방열부(220)를 원호형으로 벤딩하기 위해서는, 상기 제1롤러(400)와 제2롤러(400')가 맞물리는 경우에 상기 제1롤러(400)의 톱니돌기(410')가 제2롤러(400')의 톱니홈(410")에 삽입되어야 하고, 소정의 두께를 가지는 소재가 원활하게 벤딩되어야 하기 때문이다.
한편, 상기 톱니돌기(410')의 바깥면 곡률반경 크기(R1)는, 상기 톱니홈(410")의 바닥면 곡률반경 크기(R0)보다 더 크게 형성된다. 예를 들어, 상기 톱니돌기(410')의 바깥면 곡률반경 크기(R1)가 7.5mm인 경우에는, 상기 톱니홈(410")의 바닥면 곡률반경 크기(R0)는 5mm가 되는 것이 바람직하다.
이는 서로 맞물리는 제1롤러(400)와 제2롤러(400')의 톱니돌기(410') 및 톱니홈(410") 사이에서 소정의 두께를 가지는 소재가 벤딩될 수 있는 여유공간 및 벤딩되는 방열부(220)의 내측 및 외측의 곡률 크기를 고려한 것이다.
또한, 상기 톱니돌기(410')의 양단으로부터 상기 톱니홈(410")의 중앙부 깊이(A)는, 상기 톱니돌기(410')의 중앙부 함몰깊이(B)보다 더 크다. 예를 들어, 상기 톱니홈(410")의 중앙부 깊이(A)가 0.9mm인 경우에 상기 톱니돌기(410')의 중앙부 함몰깊이(B)는 0.5mm가 된다.
이는 상기 톱니홈(410")의 내부에는, 상기 방열부(220)가 삽입되어 벤딩되어야 하는 것을 고려한 것이다.
상기와 같은 구성을 가지는 제1롤러(400)와 제2롤러(400')에 의해 벤딩된 상기 방열부(220)가 구비된 스파이럴핀(200)이 제조된다.
이러한 본 고안의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 고안을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
100. 튜브관 200. 스파이럴핀
210. 밀착단 220. 방열부
220'. 우벤딩톱니핀 220". 좌벤딩톱니핀
400. 제1롤러 400'. 제2롤러
410. 원호형톱니 410'.톱니돌기
410". 톱니홈

Claims (3)

  1. 외주면에는 원호형톱니(410)가 형성되는 제1롤러(400)와, 상기 제1롤러(400)와 동일한 형상의 원호형톱니(410)가 구비되어 제1롤러(400)와 맞물려 회전하는 제2롤러(400')를 포함하며;
    상기 원호형톱니(410)는,
    외측으로 돌출된 톱니돌기(410')와, 내측으로 함몰된 톱니홈(410")을 포함하는 구성을 가지고;
    상기 톱니돌기(410')의 바깥면은 폭방향으로 중심을 향해 함몰된 라운드가 형성되어 일정한 곡률로 함몰된 형상을 가지며, 상기 톱니홈(410")의 바닥면은 폭 방향을 따라 외측으로 라운드가 형성되어 일정한 곡률로 볼록하게 돌출된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1롤러(400) 및 제2롤러(400')는,
    상기 원호형톱니(410)의 톱니돌기(410')와 톱니홈(410")이 서로 어긋나도록 맞물려 회전하여, 제1롤러(400)와 제2롤러(400') 사이를 지나는 스파이럴핀(200)의 방열부(220)을 벤딩하는 것을 특징으로 하는 스파이럴핀 제조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 톱니돌기(410')의 폭(L)은, 상기 톱니홈(410")의 폭(M)보다 작은 크기를 가지며;
    상기 톱니돌기(410')의 바깥면 곡률반경 크기(R1)는, 상기 톱니홈(410")의 바닥면 곡률반경 크기(R0)보다 더 크게 형성됨을 특징으로 하는 스파이럴핀 제조장치.
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