KR20080021348A - 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 냉매 유입출구에 사용되는 매니폴드의 제조공정에 있어서, 압출로 원형파이프를 압출하는 단계와, 열교환기와 면 접합하도록 각파이프로 인발하는 단계와, 열교환기의 유입, 유출관과 결합되도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계와, 열교환기의 핀과 결합되어 튜브로 냉매가 유동 되도록 하는 연통홀 형성단계와, 냉매가 열교환기의 튜브로 이동되도록 포밍 작업한 반대측을 밀폐시키는 단계를 포함하여 2개의 판재를 겹쳐서 브레이징함으로 인한 접합부분의 취약 단점이 해소되고, 제작의 용이함으로 인해 제작시간이 단축되어 생산성이 증가되는 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정에 관한 것이다.

매니폴드, 압출, 인발, 포밍, 연통홀, 앤드캡

Description

압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정{MANUFACTURING PROCESS OF MANIFOLD USING EXTRUSION AND DRAWING}

도 1은 종래의 매니폴드 제작 순서를 나타낸 제작공정도이고,

도 2는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정의 공정도이고,

도 3은 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정의 일 실시예를 나타낸 제작공정도이고,

도 4는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정으로 제작된 매니폴드의 일 실시예를 나타낸 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정이 적용된 매니폴드를 이용한 일 실시예의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 원형파이프 11: 각파이프

12: 유입출구 13, 13': 연통홀

14: 연결부 20: 앤드캡

본 발명은 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기의 냉매 유입출구에 사용되는 매니폴드에 있어서, 압출로 원형파이프를 압출하는 단계와, 열교환기와 면 접합하도록 각파이프로 인발하는 단계와, 열교환기의 유입, 유출관과 결합되도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계와, 열교환기의 핀과 결합되어 튜브로 냉매가 유동 되도록 하는 연통홀 형성단계와, 냉매가 열교환기의 튜브로 이동되도록 포밍 작업한 반대측을 밀폐시키는 단계를 포함하여 2개의 판재를 겹쳐서 브레이징함으로 인한 접합부분의 취약 단점이 해소되고, 제작의 용이함으로 인해 제작시간이 단축되어 생산성이 증가되는 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정에 관한 것이다.

하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼는 성에 등을 제거할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품인 자동차의 공기조화장치는, 통상 냉방 시스템과 난방 시스템을 동시에 갖추고 있어서, 자동차 실외나 실내로부터 외기(外氣)나 내기(內氣)를 선택적으로 도입한 후 그 공기를 냉각 또는 가열한 다음 자동차 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나, 환기, 또는 윈드 실드 글래스(Wind Shield Glass)의 성에를 제거한다.

즉, 자동차의 공기조화장치는, 자동차 실내, 외를 연통시키는 케이스 내에 내, 외기를 선택적으로 도입하여 송풍하는 블로어(Blower)와, 상기 블로어가 송풍하는 공기를 냉각 또는 가열하는 열교환기들인 증발기(Evaporator)와 히터(Heater), 그리고, 상기 히터에 유입되는 공기량비를 조정할 수 있게 하는 온도 조절도어 등을 내장하여, 상기 블로어에 의해 실내공기 또는 실외공기를 선택적으로 도입한 후 그 공기를 케이스 내부에 설치된 증발기를 경유하여 온도조절도어로써 히터를 선택적으로 통과하게 하면서 상기 증발기와 히터로 냉각하거나 가열한 후 자동차 실내에 토출함으로써 자동차 실내를 냉, 난방 또는 환기하는 장치이다.

이와 같은 공기조화장치에 있어서, 상기 증발기와 히터 등과 같은 열교환기들은 열교환유체(냉매 또는 냉각수)가 순환되게 하는 순환 사이클의 한 구성을 이루면서 공기조화 케이스가 형성하는 송풍로상에 횡 방향으로 배설(排設)되어, 그 송풍로를 통해 송풍 되는 공기를 열교환유체와 열교환 시켜 가열하거나 냉각하는 열교환장치로서, 특히 적층형 열교환기는, 공기조화 케이스 내 송풍로의 횡단면 방향으로 배열되고 각 상단의 탱크부들을 통해 서로 연통 되어 그 내부에 송풍로 횡단면 상에 고루 배치되는 유로를 형성하는 다수의 열교환튜브들과, 상기 열교환튜브들 사이에 개재(介在)되어 그 열교환튜브들과 연통하는 유로를 형성하는 한편 각 상단 일측에 그 유로를 워터 재킷이나 팽창밸브 또는 압축기 등과 같은 열교환유체 순환 사이클을 이루는 다른 구성에 연결하는 입구 파이프 또는 출구 파이프가 결합되는 2 개의 매니폴드를 포함하고, 선택적인 구성으로서 상기 열교환튜브들 사이에 개재되어 열교환튜브의 전열면적(傳熱面積)을 확대하는 다수의 열교환핀 등의 구성들로 이루어진다.

이러한 구성에 따른 열교환기는 열교환유체 순환 사이클을 순환하는 열교환유체를 유입용의 일측 매니폴드의 입구파이프를 통해 유입하여 열교환튜브들을 따라 고루 분배되어 흐르게 한 후 배출용의 타측 매니폴드의 출구파이프를 통해 배출 함으로써 그 열교환유체와 열교환튜브들 사이를 통해 자동차 실내로 흐르는 공기를 열교환 시켜 자동차 실내에 토출되는 공기를 가열하거나 냉각하게 된다.

이러한 작용을 하는 적층형 열교환기에 있어서 입, 출구 파이프에 의해 공기조화장치 케이스 외부의 다른 열교환유체 순환 사이클 구성에 연결되는 매니폴드는, 통상 상단부에 탱크공을 갖는 두 개의 탱크부가 나란히 성형 된 두 개의 플레이트가 서로 마주보고 접합 되어 이루지며, 일측의 탱크부에는 입구 파이프를 그 탱크부에 연결하기 위한 출입부가 연장, 성형 된다.

하지만, 상기와 같은 제조방법은 제작비가 과다하게 들어갈 뿐만 아니라 소재를 절단하고 남는 폐자재가 많이 발생하기 때문에 재료의 낭비가 불가피하고, 2개의 판재를 겹쳐서 브레이징의 방법으로 접합시키는 구조이기 때문에 제조공정이 많고, 접합부분이 취약한 단점이 있다.

그로 인해, 일체형으로 제작하는 방법이 많이 생겨나게 되었고, 이는 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 매니폴드 제작 순서를 나타낸 제작공정도이다.

도면에서와 같이 내부가 관통되어 있지 않은 가공부재(100)를 준비한 후, 상기 관을 단조 가공하여 유입부(101)를 형성함으로써, 일측에 냉매가 유입될 수 있도록 한다. 이후에 포밍을 거쳐 열교환기의 유입관 및 유출관이 결합될 수 있도록 일측 직경을 넓혀 결합부(102)를 형성함으로써 매니폴드를 완성한다.

하지만, 상기와 같은 경우는 제작속도가 늦고 작업효율이 낮으며, 따라서 생산성을 저하시키는 문제가 발생한다.

일반적으로 에어컨의 적층형 열교환기는 다수의 튜브를 여러 겹으로 적층하여 냉매를 흐르게 하고, 이들 사이 사이에는 핀을 개재시켜 열교환 효과를 증대시킬 수 있도록 되어 있는 것이다.

그리고 이러한 적층형 열교환기에서는 냉매의 유입 파이프와 유출파이프를 연결하기 위해 매니폴드를 사용하게 되는데 튜브와 튜브의 사이에 개입시키되, 클래드(clad)된 알루미늄 판재를 입체적으로 프레스 성형한 후, 이들 한 쌍을 마주한 채 접합하여 주머니 모양으로 형성하되, 양측으로 구멍을 형성하고, 일측으로 파이프 연결부를 형성하여 된 것이다.

그러나 이와 같은 매니폴드는 프레스 금형제작비가 과다하게 들어갈 뿐만 아니라 소재를 절단하고 남는 폐자재가 자주 발생하기 때문에 재료의 낭비가 불가피하고, 2개의 판재를 겹쳐서 브레이징의 방법으로 접합시키는 구조이기 때문에 제조공정이 많고, 접합부분이 취약한 단점이 있다.

또한, 다른 경우를 보면 튜브와 튜브의 사이 또는 외측에 연결시키되, 단조나 임펙트 가공방법에 의하여 제조해야 하여야 하는바, 제조가 어렵기 때문에 생산성이 크게 떨어질 뿐만 아니라 그에 따라 가격에서 불리하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환기의 냉매 유입출구에 사용되는 매니폴드에 있어서, 2개의 판재를 브레이징 하여 매니폴드를 제작할 경우의 접합부분 취약 단점을 해소하고, 제조공정이 단순화되어 제작시간이 단축됨은 물론, 그로 인한 생산성 향상을 도모하기 위해 내부가 비어 있는 원형파이프를 압출하고, 상기 원형파이프를 각파이프로 인발하며, 열교환기의 유입출관이 용이하게 결합 될 수 있도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계를 포함함과 더불어, 사용자의 선택 위치에 의해 연통홀을 형성하고, 앤드캡으로 타단을 밀폐시키는 공정으로 이루어지는 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 일 실시예는 열교환기의 유입출관에 연결되어 냉매가 유입 및 유출되도록 하는 매니폴드의 제조공정에 있어서, 내부가 비어있고 양단부가 개구된 원형파이프를 압출하는 단계와; 상기 단계 후, 열교환기에 면접합되도록 원형파이프를 각파이프로 인발하는 단계와; 상기 단계 후, 냉매의 유입출관이 결합되도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계와; 상기 단계 후, 열교환기의 핀과 결합되어 튜브로 냉매가 유동 가능하도록 일면에 연통홀을 형성하는 단계와; 상기 단계 후, 열교환기의 튜브로 냉매를 이동시키기 위해 포밍 작업한 반대측을 밀폐시키도록 앤드캡을 체결하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙 에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정을 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정은 2개의 판재로 매니폴드를 제작함에 있어서 발생되는 접합부분의 취약점 및 제작공정이 많아 제작시간이 많이 소요되고 그로 인해, 생산성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 매니폴드에 관한 것으로, 원형파이프(10), 각파이프(11), 연결부(14), 유입출구(12), 연통홀(13), 앤드캡(20)을 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정의 공정도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 내부가 비어 있으며 양측이 개구된 형태의 원형파이프(10)를 압출로 준비한다.

상기 원형파이프(10)를 각을 가진 각파이프(11)로 인발하되, 사용되는 열교환기(50) 및 여러 적용 부품을 고려하여 제작자에 의해 여러 형태를 가질 수 있음은 당연하다.

상기 도 2에서 보는 바와 같이 사각형의 외주면을 가지는 이유는 제조되는 매니폴드(60, 60')가 열교환기(50)에 면 접합 되도록 하기 위해서이다.

상기 단계 후 양단부 중 일단에는 열교환기(50)의 유입출관(53, 54)이 삽입 결합 될 수 있도록 유입출구(12)를 포밍하여 연결부(14)를 형성한다.

이후, 연결부(14)의 돌출된 부위와 동일한 면이자, 상기 각파이프(11)의 일면에 연통홀(13)을 형성한다. 상기 연통홀(13)은 열교환기(50)의 핀(51)에 형성된 핀홀(55)과 연통되도록 대응되며 접합되어, 상기 유입출구(12)에 삽입 결합된 유입관(53)으로부터 제공된 냉매가 튜브(52)로 유동 될 수 있도록 한다.

이때, 투패스(2-pass) 유로를 가지는 열교환기(50)의 경우, 유출구로 쓰이는 매니폴드(60')의 연통홀(13) 형성위치는 유입출구(12)의 반대측에 가깝도록 형성되며, 상기 연통홀(13) 또한 적용되는 열교환기에 따라 유입출구(12)에 가깝도록, 혹은 유입출구(12)와 멀어져 반대부위에 연통홀(13')을 형성될 수도 있다.

상기 단계 후, 유입출구(12)로 냉매가 유입 및 유출되도록 하기 위해 유입출구(12)의 반대측에 앤드캡(20)을 맞춤 결합하여 밀폐시킨다.

도 3은 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정의 일 실시예를 나타낸 제작공정도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 도 2에서의 제작공정을 순서대로 나열한 것이다.

원형파이프(10)를 압출하는 압출단계(S10), 상기 원형파이프(10)를 각파이프(11)로 인발하는 단계(S20), 열교환기(50)의 유입관(53) 및 유출관(54)을 연결하 기 위해 일측의 직경의 늘려 유입출구(12)를 형성하는 포밍단계(S30), 매니폴드(60)로 유입된 냉매가 튜브(52)로 유동 되도록 열교환기(50)의 핀홀(55)과 대응되는 연통홀(13) 생성단계(S40), 상기 유입출구(12) 반대측을 밀폐시키기 위해 앤드캡(20)을 체결하는 단계(S50)가 차례로 실행된다.

도 4는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정으로 제작된 매니폴드의 일 실시예를 나타낸 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 도 2, 3의 제조공정을 거쳐 제조된 매니폴드(60)이다.

열교환기(50)의 핀(51)과 연통되어 냉매를 유동시키기 위한 연통홀(13)이 형성되고, 상기 연통홀(13)이 형성된 면에 돌출되는 연결부(14)가 유입출구(12)를 형성하되, 상기 유입출구(12)는 유입관(53) 및 유출관(54)을 끼움 결합하도록 포밍단계를 거쳐 형성되며, 유입출구(12)의 타측에는 앤드캡(20)으로 밀폐되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정이 적용된 매니폴드를 이용한 일 실시예의 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 열교환기(50)의 상부 양측으로 매니폴드(60, 60')가 결합이 되며, 상기 매니폴드(60, 60')는 일측에 각각 유입관(53) 또는 유출관(54)이 끼움 결합된다.

더불어, 상기 매니폴드(60)는 연통홀(13)을 열교환기(50)의 핀홀(55)과 대응되도록 결합함으로써, 유입관(53)을 일측에 결합한 매니폴드(60)에서 냉매가 유입된 후, 연통홀(13)과 핀홀(55)을 지나 열교환기(50)의 전면부로 유동 되게 한다.

유동 된 냉매는 열교환기(50) 후면부를 지나 상기 매니폴드(60)와 대향 되어 열교환기의 타측에 결합된 매니폴드(60')의 연통홀(13')을 통해 유출관(54)으로 배출되게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 매니폴드 제작공정에 있어서, 내부가 비어 있는 원형파이프를 압출하고, 상기 원형파이프를 각파이프로 인발하며, 열교환기의 유입출관이 용이하게 결합 될 수 있도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계를 포함함과 더불어, 사용자의 선택 위치에 의해 연통홀을 형성하고, 앤드캡으로 타단을 밀폐시키는 공정으로 이루어져 2개의 판재를 브레이징 하여 매니폴드를 제작할 경우의 접합부분 취약 단점이 해소되고, 제조공정의 단순화로 제작시간이 단축되며, 그로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열교환기(50)의 유입출관(53, 54)에 연결되어 냉매가 유입 및 유출되도록 하는 매니폴드의 제조공정에 있어서,

   내부가 비어있고 양단부가 개구된 원형파이프(10)를 압출하는 단계와;

   상기 단계 후, 열교환기(50)에 면접합되도록 원형파이프(10)를 각파이프(11)로 인발하는 단계와;

   상기 단계 후, 냉매의 유입출관(53, 54)이 결합되도록 일측의 직경을 넓히는 포밍단계와;

   상기 단계 후, 열교환기(50)의 핀(51)과 결합되어 튜브(52)로 냉매가 유동 가능하도록 일면에 연통홀(13)을 형성하는 단계와;

   상기 단계 후, 열교환기(50)의 튜브(52)로 냉매를 이동시키기 위해 포밍 작업한 반대측을 밀폐시키도록 앤드캡(20)을 체결하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출과 인발을 이용한 매니폴드 제조공정.

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