KR20070014221A - Ｌ형 각부를 갖는 열교환기용 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 외주연 전체에 L형 각부를 갖는 모재를 회전시켜 가압하도록 구성하되, 상기 가압되는 모재는 파이프 외주연 상에 간극을 발생시킴과 함께 임의대로 겹침부와 밀착부를 갖도록 구성하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 L형 각부를 갖는 모재를 형성시키되, 상기 L형 각부는 원형의 파이프 외주연에 밀착과 함께 가압 되면서 축방향을 따라 나선형으로 말리게 구성되며, 상기 L형 각부는 가압력에 의해 파이프에 고정되는 수단을 통하여 서로 이격된 간극과 서로 겹치는 겹침부 및 일체로 밀착되는 밀착부를 각각으로 구성할 수 있는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프에 관한 것이다.

열교환기, 각부, 파이프

Description

Ｌ형 각부를 갖는 열교환기용 파이프{The Aluminum Heating-Changer Machinery}

도 1은 본 발명의 요부가 형성된 상태의 사시도.

도 2는 본 발명의 요부가 결합되는 상태의 사시도.

도 3은 본 발명의 사용 상태를 나타낸 정면도

도 4 및 도 5, 도 6은 본 발명의 요부가 결합된 상태의 단면도.

도 7은 본 발명의 요부가 작동하는 상태의 작업 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 파이프 11. 날개부

12. L형 각부 13. 모재

14. 간극 15. 겹침부

16. 밀착부 17. 열교환기 튜브

18. 가이드 레일 19. 이송장치

본 발명은 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프의 구조에 관한 것으로서, 보 다 상세하게는 파이프 외주연 전체에 L형 각부를 갖는 모재를 회전시켜 가압하도록 구성하되, 상기 모재는 파이프 외주연 상에 간극을 발생시키며, 또한 임의대로 겹침부와 밀착부를 형성시킬 수 있는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 열교환기구는 히터, 냉동기 및 에어컨 열교환기 공조열기와 같은 공조기를 들 수 있는데, 상기 열교환기의 열교환성능을 높이기 위해서는 그 내부에 장착된 응축기 및 증발기의 열전달 성능을 고려해야 한다. 이러한 공조기나 냉동기의 전체 사이클은 기체 상태의 냉매가 압축기로 들어와 압축되고, 압축된 고온의 냉매는 응축기로 공급되는 구조이며, 압축된 냉매는 응축기에서 열을 대기중으로 방출하게 되어 과냉액체(Sub Cooled Liquid)의 상태에서 압력강하로 노즐을 지나 내부압이 하강하게 되고, 이후 증발기로 공급된 냉매는 주위로부터 열을 흡수하여 증발시킨 후, 압축기로 복귀하게 된다.

이와 같이 상기 공조기나 냉동기와 같은 열교환기구의 전체사이클에서 응축기나 증발기에서의 열교환성이 가장 중요하며, 이러한 열교환성 등을 향상하고자 종래에는 핀 플레이트형, 와이어 콘덴서형 및 핀 코어형 열교환기를 사용하고 있다.

한편, 종래에 사용되는 핀 플레이트형 열교환기는 구리 소재의 코어에 적층방식으로 끼움 결합구조이고, 또한 프레스 형태로 동관의 끼움 및 결합방식이며, 밴딩의 위치에는 U보 용접으로 이루어지므로 제품의 내구성에 한계가 있음과 함께 작업의 난해성으로 인한 공정의 복잡성, 생산율 저하 및 리크의 한계점을 안고 있 다. 또한 리크의 한계를 극복함에 있어 작업의 난해성이 있으며, 이로 인해 제품의 열교환 효율성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 와이어 콘덴서형 열교환기는 전착도장으로 인한 환경이 오염되는 문제와 함께 재활용이 전혀 되지 못하면서 열교환의 효율이 높지 못하며, 전류의 한계치를 극복하는데 제한적인 한계성을 안고 있다.

또한, 핀 코어형 열교환기에 사용되는 방열핀은 튜브의 외경을 일정깊이로 절개한 후, 상기 절개된 부분을 소정의 각도로 일으켜 세우는 나선형 핀부와 일체로 형성되는 구조이어서 이와 같은 구조로 방열핀을 형성하는 경우에는 별도의 절삭 공정과 함께 복잡한 장치들을 구비하여야 하는 단점과 함께 제조공정이 복잡하여 생산성이 저하되고 가격이 상승하는 문제점이 있다. 또한, 열교환기의 사용 용도에 따라 양끝 부분을 마무리하기 위해서는 라운드형으로 형성시켜야 하며, 이때 수작업에 의한 용접을 통하여 그 형태를 얻을 수 있어 작업의 효율성이 떨어지는 단점이 있고, 유지보수에 있어 많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이와 같이 사용되는 종래의 열교환기는 열전달에 있어서 접촉저항이 발생하는 문제가 있고, 특히 공기가 상기 열교환기를 지나갈 때 압력강하가 비교적 크기 때문에 공기를 송풍하는 송풍기의 송풍능력이 한계에 부딪히면서 전체 열교환기구의 성능이 저하되는 문제점이 있는 것이 사실이다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로는 선출원된 10-2004-0104151호의 "알루미늄 열교환기용 일체형 핀-튜브 및 이를 이용한 알루미늄 열교환기" 가 있으며, 이는 튜브의 외경을 일정 깊이로 절개한 후 이 절개된 부분을 소 정 각도로 일으켜 세워 상기 나선형 핀부를 일체로 형성하되, 상기 튜브의 내경과 외경의 두께를 일정하게 형성하는 구성이다. 그러나, 이와 같은 방법은 별도의 절삭공구 등으로 튜브의 외경을 일정 깊이로 절개하는 문제와 함께 절개된 부분을 소정의 각도로 일으켜 세워 핀부를 일체로 하여야 하는 번거러운 작업을 수행하는 단점이 있고, 열교환력이 일정용량의 제한된 범위에서 사용이 가능한 큰 단점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 파이프 외주연 전체에 L형 각부를 갖는 모재를 회전시켜 가압하도록 구성하되, 상기 가압되는 모재는 파이프 외주연 상에 간극을 발생시킴과 함께 임의대로 겹침부와 밀착부를 갖도록 구성하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 L형 각부를 갖는 모재를 형성시키되, 상기 L형 각부는 원형의 파이프 외주연에 밀착과 함께 가압 되면서 축방향을 따라 나선형의 날개부 형상으로 말리게 구성되며, 상기 L형 각부는 가압력에 의해 파이프에 고정되는 수단을 통하여 서로 이격된 간극을 갖거나, 서로 겹치는 겹침부 및 일체로 밀착되는 밀착부를 각각으로 구성할 수 있는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부된 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 요부가 형성된 상태의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 요부가 결합 되는 상태의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 사용 상태를 나타낸 정면도이고, 도 4 및 도 5, 도 6은 본 발명의 요부가 결합 된 상태의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 요부가 작동하는 상태의 작업 공정도이다.

도 1과 같이 형성되는 열교환기(17)용 파이프(10)는 L형 각부(12)를 갖는 모재(13)를 나선형으로 가압하는 공정으로 구성하게 되며, 이때 파이프(10)의 재질은 연질의 알루미늄, 구리 및 경질의 Fe로 이루어질 수 있고, 그 직경은 4Ø∼ 22Ø까지 다양하게 될 수 있다.

상기 파이프(10)는 도 2와 같이 별도의 L형 각부(12)를 갖는 모재(13)를 나선형으로 가압하는 수단을 통해 날개부(11)를 성형하게 되고, 가압되는 L형 각부(12)는 파이프(10) 외주연에 견고히 밀착됨과 아울러 L형 각부 일 측에는 날개부(11)를 연속적으로 형성하게 되며, 이때 파이프(10)의 직경 및 두께에 따라 L형 각부(12)와 날개부(11)의 직경 및 두께도 수시로 변화될 수 있으며, 상기 날개부(11)의 높이는 10Ø∼ 35Ø로 하는 바람직하다.

상기 L형 각부(12)는 1.5∼5mm로 형성된 후, 도 4와 같이 파이프(10)의 외주연 표면에 소정의 간극(14)(1.5∼5mm)을 갖으면서 감길 수도 있으며, 도 5와 같이 용도에 따라서로 겹치는 겹침부(15)를 갖도록 구성할 수도 있다. 또한, 도 6과 같이 전후에 형성되는 L형 각부(12)를 서로 밀착시키는 형태의 밀착부(16)를 갖는 방법의 열교환기(17)에 사용될 수 있다. 즉, 열교환기(17)의 사용 용도에 따라서 L형 각부(12)를 갖는 날개부(11)는 간극(14) 및 겹침부(15), 밀착부(16)의 형태로 각각 구성될 수 있다.

상기 파이프(10)는 도 3과 같이 용접선 없이도 라운드 형태로 밴딩시킬 수 있으며, 이때 파이프(10) 외주연에 형성되는 L형 각부(12)는 도 4 및 도 5, 도 6과 같이 간극(14) 및 겹침부(15), 밀착부(16)의 형태로 각각 형성될 수 있다.

상기 L형 각부(12)는 별도의 용접작업 없이 밴딩된 파이프(10) 외주연에 가압되는 수단에 의해 견고히 고정될 수 있는 한편, L형 각부(12)를 파이프(10)에 가압하는 수단은 도 2 및 도 7과 같이 별도의 장치를 사용하게 되며, 이때 L형 각부(12)는 가이드 레일(18)에 유도되어 이동하면서 회전하는 파이프(10)의 외주연에 감기면서 날개부(11)를 형성하게 되며, 이때 날개부(11)는 직각 또는 15-30°의 각도 만큼 기울기로 형성될 수 있다.

또한, 이동하는 L형 각부(12)에는 소정의 장력을 발생시키기 의한 텐션장치(미도시됨)의 작동에 의해 일정 속도를 유지할 수 있는 구성이다.

한편, 파이프(10)의 경우 직경은 4Ø∼ 22Ø로 형성되며, 그 두께는 0.6∼0.7t로 형성된 1070 계열의 연질 타입으로 구성하는 것이 바람직하고, 날개부(11)의 높이는 10Ø∼ 35Ø이며, 두께는 0.3∼0.8t로 형성된 1100계열을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 형성된 열교환기(17)용 파이프(10)를 사용하는 경우 별도의 용접작업 없이도 라운드 부분을 자유롭게 밴딩할 수 있는 구조이면서 열교환 현상을 발생하는 날개부(11)를 L형 각부(12)에 의해 파이프(10) 외주연에 견고히 고정시킬 수 있으므로 인하여 방열면적을 보다 확대시킬 수 있고, 코일형으로 밴딩하여도 핀 의 손상이 발생 되지 않게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열교환기용 파이프(10)는 연질의 알루미늄, 구리, 철 재질로 형성되며, 소정의 직경과 두께로 형성되고, 파이프(10) 외주연 표면에 L형 각부(12)를 가압하는 수단을 통하여 직각 또는 15-30°의 기울기를 갖는 나선형의 날개부(11)로 감을 수 있다.

이와 같이 형성된 파이프(10)는 자유롭게 라운드 형태로 밴딩 되면서 곡선형태로 구성할 수 있고, 이로 인해 형성되는 날개부(11)를 통하여 방열 면적을 보다 확대할 수 있게 된다. 또한, 파이프(10)에 형성되는 L형 각부(12)는 도 4와 같이 소정의 폭으로 이격된 간극(14)(1.5∼5mm)을 갖는 구조로 형성될 수 있음과 함께 도 5 및 도 6과 같이 겹치는 형태의 겹침부(15)와 서로 밀착되는 형태의 밀착부(16)를 갖는 열교환기용 파이프로 형성될 수 있도록 하였다.

따라서, 다양한 형태의 열교환기로 사용할 수 있으며, 상기 열교환기는 냉동기, 냉장고, 냉,온수기 등에 적용되어 사용될 수 있다.

본 발명의 열교환기용 파이프(10)는 지그재그형으로 밴딩하게 되는데 직선부 뿐만 아니라, 다양한 곡선 형태로 열교환기를 사용할 수 있으며, 열교환기를 소형으로 제작하더라도 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 파이프(10) 외주연 전체에 L형 각부(12)를 갖는 모재(13)를 회전과 함께 가압하도록 구성하되, 상기 가압되는 L형 각부(12)는 파이프(10) 외주연상에 간극(14)을 발생시킴과 함께 임의대로 겹침부(15)와 밀착부(16)를 각각으로 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 발명은 종래에 사용되는 열교환기보다 다양한 유로를 형성할 수 있고, 곡선 형태의 라운드는 별도의 용접작업 없이 밴딩 작업만을 통하여 그 형태를 유지할 수 있는 특징이 있다.

그리고, 열교환기를 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 모양과 형태에 자유러운 제작이 가능하여 열교환의 성능은 보다 향상될 수 있고 방열 면적을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 알루미늄 열교환기용 파이프에 있어서,

   상기 파이프 외주연 전체에 L형 각부를 갖는 모재를 회전시켜 가압하도록 구성하되, 상기 가압되는 모재는 파이프 외주연 상에 간극(1.5∼5mm)을 발생시킴과 함께 임의대로 겹침부와 밀착부를 갖는 날개부로 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 L형 각부(1.5∼5mm)는 원형의 파이프(4Ø∼ 22Ø) 외주연에 밀착과 함께 가압되면서 축방향을 따라 직각 또는 15-30°의 기울기를 갖는 나선형의 날개부로 형성되며, 상기 L형 각부는 가압력에 의해 파이프 표면에 고정됨과 함께 서로 이격된 간극(1.5∼5mm)과 날개부(10Ø∼ 35Ø)로 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 L형 각부는 가압력에 의해 파이프 외주연 상에 서로 겹치는 겹침부와 날개부로 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 L형 각부는 가압력에 의해 파이프 외주연 상에 서로 밀착되는 밀착부와 날개부로 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 L형 각부를 갖는 열교환기용 파이프.

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