KR20080067919A - 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 열교환기용 냉각핀 소재로 사용되고 있는 알루미늄 판재에 관한 것으로서, 제작이 용이하고 경제적이며 열전도도와 기계적 특성이 우수하면서 동(구리) 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 방법으로 결합이 용이한 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 국부적으로 클래딩된 냉각핀용 알루미늄 판재 및 그 제조방법과, 이를 적용한 열교환기에 관한 것이다.

Description

금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재 및 그 제조방법과, 이를 적용한 열교환기 및 그 제조방법 {LOCAL METAL-CLADDING ALUMINIUM PLATE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF, HEAT EXCHANGER USING THE SAME AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 동 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 방법으로 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 동 냉각튜브와, 이 동 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 방법으로 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재를 사용하여 제조된 열교환기의 개략적인 사시도,
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 종단면도이다.
본 발명은 동 또는 그 합금과 브레이징 혹은 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재 및 그 제조방법과, 상기 알루미늄 판재를 적용한 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 어떠한 유체가 다른 유체와 서로 섞이지 않은 상태로 열을 전달하게 하는 장치로서, 주로 냉각튜브(heat pipe)와 냉각핀으로 구성되어 있으며, 열전도율이 뛰어난 알루미늄과 구리가 주로 사용되고, 동 혹은 알루미늄 냉각튜브에 알루미늄이나 동으로 만들어진 냉각핀이 결합된 형태로 이루어져 있다. 상기 두 재료 중에서 열전도율은 구리가 높다(알루미늄의 열전도도; 0.53 cal/cm3/oC/sec, 동의 열전도도; 0.94 cal/cm3/oC/sec). 그러나, 알루미늄은 밀도가 낮고(알루미늄 비중; 2.72 g/cm3, 동 비중; 8.94 g/cm3) 가공성이 우수하며 가격이 경제적이기 때문에, 냉각핀의 수량을 늘릴 수 있어서 구리에 비해 열전도율이 낮은 단점을 상쇄해 준다.
알루미늄과 동으로 각각 제조된 열교환기의 방열량을 중량 기준으로 비교해보면 냉각튜브와 냉각핀의 두께를 동일하게 할 경우 동이 알루미늄재의 약 50% 이하가 되어 알루미늄 재료가 매우 유리하다. 따라서 열교환기의 냉각튜브는 열전도도가 우수한 동으로 제작하고 냉각핀은 비중이 낮은 알루미늄으로 제작하는 것이 성능과 경제적인 측면에서 가장 유리한 형태이다. 이때 동 튜브와 동 핀, 동 튜브와 알루미늄 핀, 알루미늄 튜브와 동 핀, 알루미늄 튜브와 알루미늄 핀을 브레이징 혹은 솔더링 방법으로 상호 치밀하게 결합시킴으로서 냉각튜브로부터 냉각핀으로의 열전달 용량을 최대화하는 것이 필요하다. 따라서 냉각튜브와 냉각핀들이 균일하고 치밀하게 결합되지 않으면 열전도도가 감소하여 열방출 효과가 현저히 저하됨으로 인해 열교환기의 성능은 브레이징 혹은 솔더링 처리 공정에 크게 좌우된다.
브레이징(brazing) 혹은 솔더링(soldering)이란 피접합체의 융점보다 낮으면서 용가재(삽입금속; filler metal 혹은 insert metal)만 용융시켜 고체상태의 피접합재 틈새에 젖음(wetting) 현상과 모세관 현상을 이용하여 침투시켜 접합하는 기술이다. 브레이징 혹은 솔더링 특성은 금속의 구조뿐만 아니라 표면의 청정도, 금속, 플럭스 함유물, 성분의 융점, 접합부의 냉각속도, 디자인 등에 크게 영향을 받는다. 특히, 브레이징 혹은 솔더링에 사용될 모재나 용가재 등의 금속은 대기중에서 표면이 쉽게 산화되어 산화물이 생성된다. 이러한 산화물은 용융된 용가재의 젖음성을 저하시켜 브레이징 혹은 솔더링을 방해한다. 따라서, 브레이징 혹은 솔더링 처리 전 이러한 오염물질을 제거해야 하며, 용가재의 젖음성을 개선하기 위해 모재 표면에 도금이나 메탈라이징을 행하는 과정 등을 총칭하여 전처리 공정이라 한다.
특히 열교환기의 구조가 동 냉각튜브에 알루미늄 냉각핀이 결합된 구조일 경우 알루미늄 표면에 존재하는 수십 옹스트롬 두께의 알루미늄 산화막은 안정한 물질로 용가재의 흐름과 퍼짐을 저해하는 것으로 브레이징 혹은 솔더링 전단계에서 반드시 제거하는 것이 유리하나, 알루미늄 산화막은 상온에서도 쉽게 형성되며 브레이징 혹은 솔더링 처리는 비교적 높은 온도에서 실시되기 때문에 브레이징 혹은 솔더링 처리시 분위기중에 미량의 산소가 존재하여도 쉽게 재생되는 단점이 있다. 아울러 동과 알루미늄은 융점차가 매우 크며(동 융점; 1083oC, 알루미늄 융점; 660oC), 동과 알루미늄의 금속간화합물은 경도가 매우 높으나 깨지기 쉬워 브레이징 혹은 솔더링 처리가 매우 어려운 소재들로 알려져 있다.
일례로, 알루미늄의 진공 브레이징 공정에서 일반적으로 사용하는 Al-Si-Mg계 브레이징 박판(JIS 4104 상당, 두께 100 ㎛)을 사용하여 공업용 순 알루미늄(A1050)과 무산소동(C1020)을 전기로 내에서 진공 브레이징 처리하면, 동 측에는 δ-Cu3Al2, 브레이징재 측에는 θ-CuAl2 상의 취약한 금속간화합물들이 생성되며, 브레이징 부위의 결합강도를 조사한 결과, 결합부위의 파괴강도는 모재 알루미늄의 약 30% 정도로 매우 취약한 파괴가 일어나며, 파괴는 브레이징 전체부위에서 생기고 파단 경로는 주로 θ-CuAl2상의 내부를 통과하는 것으로 알려져 있다.
따라서 우수한 브레이징 접합강도를 얻기 위해서 구리-알루미늄 금속간화합물층의 두께를 수 ㎛ 레벨 이하로 제어하는 기술이 필요하며 가능한 저온에서 단시간 접합하고 접합 후 가능한 급랭시켜 금속간화합물의 생성을 억제하는 것이 유리하나, 실제 생산 현장에서 적용하기는 매우 어려운 실정이다.
이에 따라, 동과 알루미늄 사이에 다른 제 3의 금속을 용가재로 삽입함으로써 알루미늄과 동의 직접 반응을 억제하는 방법이 제시되고 있다. 즉, 제 3의 용가재로서 은을, 브레이징 박판으로 Al-Si-Mg계를 각각 사용하여 순 알루미늄(A1050)과 동판(C1020)을 브레이징 처리할 경우 취약한 구리-알루미늄 금속간화합물이 생성되지 않고 상대적으로 연성이 우수한 Ag2Al 화합물이 생성됨으로 인해 브레이징 부위의 결합강도가 매우 우수함이 보고되고 있다.
또한, 미국특허공보 5,322,205에 의하면 알루미늄과 동을 결합할 때 두 금속 의 표면에 구리, 알루미늄, 아연, 납, 실리콘, 카드뮴, 주석 혹은 이들의 합금들을 도금한 후 상기 도금된 부위를 용융된 브레이징 용가재 혹은 솔더링 용가재에 용융침지한 후 열처리를 행함으로써 동과 알루미늄을 브레이징 처리할 수 있다고 보고하였다.
그러나, 알루미늄 표면의 보호 피막으로서 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금 등은 전기도금, 무전해 도금, 스퍼터링, 기상증착 등의 방법으로 증착되나, 실제 동과 알루미늄이 브레이징 혹은 솔더링되는 부분은 매우 좁은 부분이기 때문에 상기 방법들로 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들을 증착하는 것은 특정 형상을 갖는 제품의 일부분에만 증착하는 것은 매우 어렵다.
또한, 마스킹(masking)의 방법으로 증착되지 않는 부분을 보호한 후 증착 완료 후 제거하는 방법이 가능하나 마스킹 비용이 고가이기 때문에 제품의 전체 표면을 모두 증착하는 것이 일반적이기 때문에 매우 비경제적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들을, 동 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 처리되는 알루미늄 냉각핀의 일부분에 국부적으로 클래딩 처리를 함으로써, 알루미늄 전체 표면에 상기 소재들을 증착하는 기존의 공정보다 경제적이며, 증착에 의한 알루미늄의 열전도도 감소효과를 줄일 수 있는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재 및 그 제조방법과, 동 냉각튜브에, 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 냉각핀이 브레이징 혹은 솔더링 처리된 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면에 따른 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재는, 동 또는 동 합금과 브레이징(brazing) 혹은 솔더링(soldering)에 의한 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면에 따른 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법은, 알루미늄 또는 그 합금 판재 위에, 동 또는 동 합금과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시키는 단계와; 상기 적층된 두 판재를 클래딩 접합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 클래딩 접합된 두 판재를 환원성, 불활성 혹은 진공 분위기하에서 확산 열처리하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 상기 클래딩 접합은 압연법, 폭발압접법, 압착법, 확산법 단독 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 측면에 따른 열교환기는, 동 또는 그 합금으로 이루어진 냉각튜브와; 상기 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 접합되는 부분에, 동 또는 그 합금과 브레이징 혹은 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재로 이루어진 냉각핀;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 알루미늄 판재에 통공이 형성되어 있고, 적어 도 상기 통공을 이루는 알루미늄 판재의 내벽에 상기 금속이 클래딩되어 있으며, 상기 냉각튜브는 상기 통공을 관통하여 그 외벽이 상기 클래딩된 금속과 브레이징 혹은 솔더링 접합되어 있을 수도 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 측면에 따른 열교환기의 제조방법은, 알루미늄 또는 그 합금 판재 위에, 동 또는 동 합금과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시키는 단계; 적층된 두 판재를 클래딩 접합시키는 단계; 상기 금속으로 이루어진 판재 위에서 하방으로 프레스 펀칭하여 클래딩 접합된 두 판재에 통공을 형성하되, 상기 금속으로 이루어진 판재가 연신되어 상기 통공의 내벽을 이루도록 하는 단계; 및 상기 통공을 관통한 동 또는 그 합금으로 이루어진 냉각튜브의 외벽과 상기 통공의 내벽을 이루는 금속으로 이루어진 판재를 브레이징 접합 혹은 솔더링 접합시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기한 동 또는 동 합금과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속은 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않는다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 평 면도이다.
금속(예컨대, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들의 합금)이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 제조하기 위해, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재 위에 상기 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시킨 다음, 전기로 안에 넣고 적정 온도로 가열한 후 압연함으로써 알루미늄과 상기 금속이 상호 간에 완전히 밀착되어 일체화된 클래드 알루미늄 판재를 제조할 수 있다. 이때 압연된 클래드 알루미늄 판재를 전기로 안에 넣고 적정 온도에서 일정 시간 동안 가열하여 상호확산시킴으로써, 알루미늄과 상기 금속 사이의 계면 결합력을 증대시켜 기계적 특성을 향상시키는 열처리를 행하기도 한다.
또는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재 위에 상기 금속으로 이루어진 판재를 적층시킨 다음, 냉간 압연한 후, 일정 온도에서 확산 열처리를 행함으로써, 알루미늄과 상기 금속이 상호 간에 완전히 밀착되어 일체화된 클래드 알루미늄 판재를 제조할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 동 냉각튜브와, 이 동 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 방법으로 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재를 사용하여 제조된 열교환기의 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 종단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는, 동 냉각튜브와; 상기 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 접합되는 부분에, 동과 브레이징 혹은 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속(예컨대, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코 발트, 은, 동 혹은 이들의 합금)이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재로 이루어진 냉각핀;을 포함하여 이루어진다.
좀 더 구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 알루미늄 판재에는 통공이 형성되어 있고, 이 통공을 이루는 알루미늄 판재의 내벽과 외주연 상면에 상기 금속이 클래딩되어 있으며, 동 냉각튜브는 상기 통공을 관통하여 그 외벽이 상기 클래딩된 금속과 브레이징 혹은 솔더링 접합되어 있다. 여기서, 알루미늄 판재 중 통공이 형성된 부분은 평평한 다른 부분에 대하여 일방(도면상 하방)으로 돌출되어 짧은 튜브 형상을 이루고 있다.
도 4에 나타낸 동 냉각튜브-알루미늄 냉각핀 결합체를 제조하는 방법의 일례를 살펴본다.
먼저 알루미늄 판재 위에, 동과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시킨다. 동과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로는, 예컨대 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 혹은 이들의 합금 등이 있다.
그 다음, 적층된 두 판재를 클래딩 접합시킨다. 여기서, 클래딩 접합은 압연법, 폭발압접법, 압착법, 확산법 단독 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 클래딩 접합 후 계면 결합력을 증대시키기 위해 환원성, 불활성 혹은 진공 분위기하에서 확산 열처리를 행할 수도 있다.
그 다음, 상기 금속으로 이루어진 판재 위에서 하방으로 프레스 펀칭하여 클래딩 접합된 두 판재에 통공을 형성하되, 상기 금속으로 이루어진 판재가 연신되어 상기 통공의 내벽을 이루도록 한다. 도 4를 참조하면, 통공을 이루는 알루미늄 판재의 내벽과 외주연 상면에 상기 금속이 클래딩되어 있으며, 알루미늄 판재 중 통공이 형성된 부분은 평평한 다른 부분에 대하여 일방(도면상 하방)으로, 즉 프레스 펀칭이 가해진 방향으로, 돌출되어 짧은 튜브 형상을 이루고 있다.
그 다음, 상기 통공을 관통한 동 냉각튜브의 외벽과 상기 통공의 내벽을 이루는 금속으로 이루어진 판재를 브레이징 접합 혹은 솔더링 접합시킨다.
실시예 1
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 두께 0.5 mm인 금속(예컨대, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금) 판재를 0.5 mm 두께의 알루미늄 판재의 중앙 부위(도 1) 또는 양쪽 가장자리 부위(도 2) 위에 적층한 후, 아르곤, 질소 혹은 수소 분위기하 150 ~ 600 oC의 온도로 유지된 전기로 안에 넣고 약 30분 동안 가열한 후 약 10-75% 정도의 압하율로 열간 압연함으로써, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 일부분 클래딩된 알루미늄 판재를 제조하였다. 아울러, 압연된 클래딩된 알루미늄 판재의 기계적 특성을 향상시키기 위해서 100 ~ 600 oC에서 아르곤, 질소 혹은 수소분위기하에서 약 5 ~ 200 분간 확산 열처리를 실시하였다. 상기 금속이 니켈, 크롬, 철, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금인 경우 확산 열처리 온도는 100 ~ 600 oC가 바람직하고, 상기 금속이 주석 또는 그 합금인 경우 확산 열처리 온도는 100 ~ 200 oC가 바람직하며, 상기 금속이 아 연 또는 그 합금인 경우 확산 열처리 온도는 100 ~ 350 oC가 바람직하다.
또는, 두께 0.5 mm인 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들 판재를 0.5 mm 두께의 알루미늄 판재의 중앙 부위에 적층한 후 상온에서 약 20-80% 정도의 압하율로 냉간 압연하여 접합한 후 환원성, 불활성 혹은 진공 분위기하 100 ~ 600 oC의 온도로 유지된 전기로 안에 넣고 약 5 ~ 200 분간 확산 열처리를 실시함으로써 열전도도와 기계적 특성이 우수한 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재를 제조할 수 있다.
실시예 2
실시예 1의 방법으로 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 국부적으로 클래딩된 두께 0.3 mm인 알루미늄 판재를 사용하여 프레스 펀칭에 의해 가공함으로써 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 클래딩된 부분이 짧은 튜브 형태가 되도록 알루미늄 냉각핀을 절곡하게 된다(도 4 참조).
이렇게 가공된 알루미늄 냉각핀을 동 냉각튜브에 일정한 간격으로 배열시킨 후 기존의 동 브레이징 혹은 솔더링 공정을 이용하여 결합시킴으로써 동 냉각튜브에 알루미늄 냉각핀이 치밀하게 결합된 열교환기를 제조하였다(도 3 참조).
본 발명에 의하면, 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연 코발트, 은, 동 혹은 이들 합금들이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재를 사용하고, 동 냉각튜브와 상기 클래딩된 재료 부위를 브레이징 혹은 솔더링 처리하여 알루미늄 냉각핀을 접합시킴으로써, 기존의 전기도금, 무전해 도금, 용융침지, 스퍼터링, 기상증착 등의 방법으로 알루미늄 냉각핀 전체 표면에 상기 소재들을 증착하는 기존의 공정보다 매우 경제적인 효과를 얻을 수 있으며, 특히 알루미늄보다 열전도도가 낮은 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트 혹은 이들 합금들이 브레이징 혹은 솔더링 되지 않는 부분까지 증착됨으로 인해 알루미늄 냉각핀의 열방출 효과가 감소되는 단점을 해결할 수 있다.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (14)

  1. 동 또는 동 합금과 브레이징(brazing) 혹은 솔더링(soldering)에 의한 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 것을 특징으로 하는
    금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재.
  3. 알루미늄 또는 그 합금 판재 위에, 동 또는 동 합금과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시키는 단계와;
    상기 적층된 두 판재를 클래딩 접합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 클래딩 접합된 두 판재를 환원성, 불활성 혹은 진공 분위기하에서 확산 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬, 철, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 확산 열처리는 100∼600℃에서 5∼200분간 수행하는 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속은 주석 또는 그 합금이고, 상기 확산 열처리는 100∼200℃에서 5∼200분간 수행하는 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속은 아연 또는 그 합금이고, 상기 확산 열처리는 100∼350℃에서 5∼200분간 수행하는 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 클래딩 접합은 압연법, 폭발압접법, 압착법, 확산법 단독 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재의 제조방법.
  9. 동 또는 그 합금으로 이루어진 냉각튜브;
    상기 냉각튜브와 브레이징 혹은 솔더링 접합되는 부분에, 동 또는 그 합금과 브레이징 혹은 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속이 국부적으로 클래딩된 알루미늄 판재로 이루어진 냉각핀;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는
    열교환기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 알루미늄 판재에 통공이 형성되어 있고, 적어도 상기 통공을 이루는 알루미늄 판재의 내벽에 상기 금속이 클래딩되어 있으며, 상기 냉각튜브는 상기 통공을 관통하여 그 외벽이 상기 클래딩된 금속과 브레이징 혹은 솔더링 접합된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 알루미늄 판재 중 통공이 형성된 부분은 상기 알루미늄 판재의 평평한 다른 부분에 대하여 일방으로 돌출되어 짧은 튜브 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 알루미늄 또는 그 합금 판재 위에, 동 또는 동 합금과 브레이징 또는 솔더링에 의한 결합이 용이한 금속으로 이루어진 판재를 국부적으로 적층시키는 단계;
    적층된 두 판재를 클래딩 접합시키는 단계;
    상기 금속으로 이루어진 판재 위에서 하방으로 프레스 펀칭하여 클래딩 접합된 두 판재에 통공을 형성하되, 상기 금속으로 이루어진 판재가 연신되어 상기 통공의 내벽을 이루도록 하는 단계; 및
    상기 통공을 관통한 동 또는 그 합금으로 이루어진 냉각튜브의 외벽과 상기 통공의 내벽을 이루는 금속으로 이루어진 판재를 브레이징 접합 혹은 솔더링 접합시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는
    열교환기의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬, 철, 주석, 아연, 코발트, 은, 동 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
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Cited By (3)

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KR20140074473A (ko) * 2012-12-10 2014-06-18 엘지전자 주식회사 열 교환기 및 그 제조 방법
KR101457340B1 (ko) * 2012-08-20 2014-11-03 한국원자력연구원 부식방지층을 갖는 증기발생기 튜브시트 및 그 제조 방법
KR20170014315A (ko) 2015-07-29 2017-02-08 (주) 성부 열교환기용 튜브시트 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101457340B1 (ko) * 2012-08-20 2014-11-03 한국원자력연구원 부식방지층을 갖는 증기발생기 튜브시트 및 그 제조 방법
US9341367B2 (en) 2012-08-20 2016-05-17 Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. Tube sheet of steam generator having anticorrosive layer and manufacturing method thereof
KR20140074473A (ko) * 2012-12-10 2014-06-18 엘지전자 주식회사 열 교환기 및 그 제조 방법
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