KR20090103154A - 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러와 이를 구비하는열교환기용 튜브 제조장치 및 열교환기용 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러 및 이를 구비하는 열교환기용 튜브 제조장치를 개시한다. 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치는 열교환기용 튜브의 알루미늄 모재를 튜브 형상으로 압출하는 압출수단을 포함하는 열교환기용 튜브 제조장치로서, 상기 압출된 알루미늄 튜브의 상하측에 각각 구비되고, 상기 알루미늄 튜브의 길이 방향을 따라 상기 알루미늄 튜브의 중심 부위를 압착하는 원반 형태의 압착롤러를 포함한다.

본 발명에 따르면, 압출부의 다이스를 변경하지 않고도 열교환기용 튜브를 가공할 수 있다. 따라서, 다이스에 과도한 응력이 가해지는 것이 방지되므로 튜브 제조공정이 안전하게 이루어질 수 있으며, 연결부를 구비하여 일체화된 본 발명의 2열 튜브를 통하여 열교환기의 조립이 더 간편해지고, 더 넓은 방열면적이 확보되어 방열효율을 높일 수 있는 효과를 창출한다.

Description

열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러와 이를 구비하는 열교환기용 튜브 제조장치 및 열교환기용 튜브{Compressing roller and apparatus for making tube for automotive heat exchanger having the same and multichannel extruded tube for evaporator}

본 발명은 열교환기용 튜브의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 제조에 사용되는 열교환기용 튜브의 제조 시 다이스의 모양을 변형시키지 않고 튜브를 미세가공시킬 수 있는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러, 이를 구비하는 열교환기용 튜브 제조장치 및 일체화된 열교환기용 튜브에 관한 것이다.

열교환기용 튜브는 자동차의 열교환기에 사용되는 부품으로서, 경량성, 고감도 및 열전도 특성이 고려된 알루미늄 재질로 제작된다. 이러한 열교환기용 튜브는 자동차를 포함하는 수송 기기의 열교환기에 장착되어 고효율의 열교환이 가능하도록 하고, 이에 따라, 수송 기기의 연비 절감을 꾀할 수 있도록 하는 구성을 의미한다.

통상적으로, 자동차의 열교환기에 사용되는 열교환기용 튜브는 PFC(Parallel Flow Condenser) 튜브로 불리며, 알루미늄 와이어를 튜브 형상으로 압출함으로써 제조되는데, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 열교환기용 튜브의 제작 공정을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 열교환기용 튜브의 원료가 되는 알루미늄 모재(1)는 보빈(10)으로부터 공급된다. 공급된 알루미늄 모재(1)는 이물질 제거수단(20)에서 화학적으로 처리되어 그 표면에 부착된 이물질이 제거된 후, 압출수단(30)으로 이송된다.

상기 이송된 알루미늄 모재(1)는 상기 압출수단(30)에서 내부에 냉매가 흐르는 다수의 유동 통로(41)가 구비된 모양의 알루미늄 튜브(40)로 압출된다. 이후, 상기 알루미늄 튜브는 아연용사수단(50)으로 이송되어 표면에 아연이 도포된 다음, 캐터필터(60)로 인취하고 가이드 롤러(70)에 의해 경로가 안내되어 보빈(80)에 권취되므로써 최종 공정이 완료된다.

상기 열교환기용 튜브는 열교환기의 제조시 핀과 함께 조립되며, 특히 평형 2열로 배치되게 되게 되는데, 열교환기용 튜브와 핀의 접합은 가열로에서 이루어지며 가열로 내부에서 열교환기용 튜브나 핀의 어느 한쪽에 미리 클래딩된 접합재가 용융 접착됨으로서 접합된다.

종래에는 열교환기용 튜브를 평형 2열로 배치시켜 조립하는 경우 2개의 열교환기용 튜브를 단순히 개별적으로 구비하여 조립하는 방법이 이용되고 있다. 상기 열교환기용 튜브의 제조시 용이한 조립을 위해서 압출수단의 다이스를 개선하여 평형 2열의 열교환기용 튜브를 동시에 압출하는 방법도 있지만, 다이스의 형상을 평형 2열 튜브의 형태로 복잡하게 변형하여 미세가공을 하게 되면 과도한 응력이 발생되어 다이스가 파손될 확률이 매우 높기 때문에 상기와 같이 개별적으로 구비하는 구성이 종래에 보편적으로 적용되고 있다.

한편, 상기 열교환기용 튜브의 특성 중 가장 중요하다고 할 수 있는 특성은 방열성과 경량성으로서, 상기 열교환기용 튜브를 제조할 때 알루미늄이 흔하게 사용되는 것은 상기 알루미늄이 열전도성과 경량성이 월등하기 때문이다.

상기 방열성은 방열매체의 면적과 밀접한 관련이 있으며, 방열매체의 면적이 넓어지면 방열효과가 높아지고 방열매체의 면적이 줄어들면 방열효과는 감소하게 된다. 하지만, 상기 열교환기에 열교환기용 튜브가 설치될 수 있는 공간에는 기설정된 공간을 초과할 수 없으므로 상기 열교환기용 튜브의 면적을 넓혀 더 큰 방열효과를 창출하는 것에는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열교환기의 제조에 사용되는 열교환기용 튜브의 제조 시 다이스의 모양을 변형시키지 않고 튜브를 미세가공시킬 수 있는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러, 이를 구비하는 열교환기용 튜브 제조장치 및 열교환기용 튜브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치는 열교환기용 튜브의 알루미늄 모재를 튜브 형상으로 압출하는 압출수단을 포함하는 열교환기용 튜브 제조장치로서, 상기 압출수단으로부터 압출된 알루미늄 튜브의 상하측에 각각 구비되고, 상기 알루미늄 튜브의 길이 방향을 따라 상기 알루미늄 튜브의 중심 부위를 압착하는 원반 형태의 압착롤러를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 압착롤러는 외주면에 복수 개의 사각형상 돌기부가 상호 이격되어 구비되며, 상기 돌기부의 폭은 상기 압착롤러의 외주면 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의한 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러는 열교환기용 튜브의 알루미늄 모재를 튜브 형상으로 압출하는 압출수단을 포함하는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러로서, 원반의 형태를 가지며 상기 압출수단으로부터 압출된 알루미늄 튜브의 상하측에 각각 구비되고, 상기 알루미늄 튜브의 길이 방향을 따라 상기 알루미늄 튜브의 중심 부위를 압착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열교환기용 튜브는 내부에 하나 이상의 유로가 형성된 제1 튜브; 내부에 하나 이상의 유로가 형성된 제2 튜브; 및 상기 제1튜브와 제2튜브의 사이에 개재되어 상기 제1튜브와 제2튜브를 상호 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 제1 및 제2튜브의 두께보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 압출부의 다이스를 변경하지 않고도 열교환기용 튜브를 가공할 수 있다. 따라서, 다이스에 과도한 응력이 가해지는 것이 방지되므로 튜브 제조공정이 안전하게 이루어질 수 있으며, 연결부를 구비하여 일체화된 2열 튜브를 사용하면 열교환기의 조립이 더 간편해지고, 더 넓은 방열면적이 확보되어 방열효율이 상승한다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래기술에 따른 열교환기용 튜브 제조장치를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 종래기술에 따른 열교환기용 튜브의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러의 정면도 및 측면도,

도 5a와 5b는 각각 본 발명에 따른 열교환기용 튜브가 압착롤러로 압착되기 전과 후를 개략적으로 도시한 정 단면도,

도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 압착롤러의 정면도 및 측면도를 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 다른 측면에 따른 압착롤러에 의하여 압착된 열교환기용 튜브를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10 : 보빈 20 : 이물질 제거수단

30 : 압출수단 40 : 알루미늄 튜브

41 : 유로 42 : 연결부

43 : 통공 44 : 제1튜브

45 : 제2튜브 50 : 아연용사수단

60 : 캐터필터 70 : 가이드 롤러

80 : 보빈 100 : 압착롤러

101 : 사각형상 돌기부

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 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 원칙에 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 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치는 보빈(10), 이물질 제거수단(20), 압출수단(30), 아연용사수단(50), 캐터필터(60), 가이드 롤러(70) 및 보빈(80)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구성 요소들은 본 발명이 속한 기술 분야에서 잘 알려진 열교환기용 튜브 제조장치의 통상적인 구성요소이며, 앞서 배경기술에서도 언급하였으므로 각 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 사용하는 열교환기용 튜브 제조장치는 상술한 구성요소에 더하여 상기 압출수단(30)에서 압출된 튜브를 압착성형하는 압착롤러(100)를 더 포함한다. 상기 압착롤러(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 압출수단(30)에서 압출된 알루미늄 튜브(40)의 상하측에 각각 구비되며, 도 4에 도시된 것처럼 원반의 형태로 구성된다.

도 5a와 5b는 각각 본 발명에 따른 열교환기용 튜브가 압착롤러로 압착되기 전과 후를 개략적으로 도시한 정 단면도이다. 이하에서는 도 3, 5a 및 5b를 참조하여 본 발명에 따른 열교환기용 튜브의 제조과정을 설명하기로 한다.

상기 압출수단(30)은 알루미늄 모재를 복수 개의 유로(41)가 구비된 알루미늄 튜브(40)로 압출한다. 그리고 상기 압착롤러(100)는 압출수단(30)에서 압출된 알루미늄 튜브(40)의 중심 부위를 압착한다(도 5a). 그 결과 상기 알루미늄 튜브(40)는 연결부(42)가 생성되며, 연결부(42)를 기점으로 하여 제1튜브(44)와 제2튜브(45)로 나뉜 형상, 즉 평형 2열 튜브가 일체화된 형상을 갖게 된다(도 5b), 그리고, 이렇게 제작된 알루미늄 튜브(40)는 상기 아연용사수단(50), 캐터필터(60), 가이드 롤러(70)를 거쳐 보빈(80)에 권취된다.

상기 연결부(42)는 제1튜브(44)와 제2튜브(45)에 흐르는 냉매 또는 열매에서 열을 전달받아 방열하기 위한 구성으로서, 앞서 설명하였듯이 방열성은 방열면적과 밀접한 관련이 있다. 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치는 열교환기용 튜브에 연결부(42)를 생성하여 종래에 개별적인 튜브를 단순히 2열로 평형하게 배치시키는 방식에 비해 방열면적을 넓혀 더 높은 방열성을 보장한다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기용 튜브 제조장치로 만들어진 열교환기용 튜브는 한 번의 공정으로 일체화된 2열 튜브를 생산할 수 있으므로 종래에 개별적으로 튜브를 생산하는 것에 비하여 높은 생산성이 확보되며, 열교환기에 튜브를 설치하는 경우에는 한 번의 설치로 2열 튜브를 설치하는 것과 같은 효과가 있으므로 튜브 설치작업의 용이성을 증대시킬 수 있다.

아울러, 상기와 같이 압착롤러(100)를 사용함으로써 압출수단(30), 보다 구체적으로는 압출수단(30)에 포함되는 다이스의 변형없이 튜브의 성형이 가능하게 된다. 따라서, 다이스에 과도한 응력이 발생되는 것을 방지할 수 있어 다이스의 파손이 방지되고, 그 결과 열교환기용 튜브의 제조공정이 보다 안전하게 개선되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 다른 측면에 따른 압착롤러(100)는 외주면에 복수 개의 사각형상 돌기부(101)가 상호 이격되어 구비될 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따른 압착롤러의 정면도 및 측면도를 나타내는 도 6을 참조하면, 상기 사각형상 돌기부(101)는 압착롤러(100)의 외주면에 상호 이격되어 구비된다. 이때, 상기 알루미늄 튜브(40)의 상측에 배치되는 상측압착롤러와 하측에 배치되는 하측압착롤러는 상기 사각형상 돌기부(101)가 상호 대응되도록 구비된다.

이렇게 구성되는 압착롤러(100)는 압출수단(30)에서 압출된 알루미늄 튜브(40)의 중심 부위를 압착성형하여 연결부(42)를 생성하게 되고, 이와 동시에 상기 사각형상 돌기부(101)가 서로 맞물리게 되므로 상기 연결부(42)는 사각형상 돌기부(101)가 맞물리는 부위에 통공이 생성된다. 즉, 상기 연결부(42)는 상기 사각형상 돌기부(101)의 이격된 간격에 따라 연속적으로 통공이 생성되게 된다.

본 발명에 따른 열교환기용 튜브는 상기와 같은 한 번의 공정으로 도 7과 같이 제1튜브(44), 제2튜브(45) 및 연결부(42)를 포함하는 평형 2열 튜브의 형태로 형성되며, 연결부(42)에 통공(43)이 형성됨으로써, 알루미늄 튜브(40)의 무게가 감소되는 효과와 함께 방열면적이 더욱 넓어지게 되므로 방열성이 더욱 향상된다.

이때, 상기 알루미늄 튜브는 통공(43)의 이격된 간격이 조밀하게 생성되면 열교환기용 튜브의 내구성이 약해지고, 통공(43)의 이격된 간격이 커지면 열교환기용 튜브의 무게가 상승하게 된다. 따라서, 상기 사각형상 돌기부(101)는 튜브의 경량성과 내구성을 만족할 수 있도록 상호 이격되는 간격이 조절되어야 하며, 이는 당업자 간에 튜브의 크기나 설계환경에 따라서 다양한 변형례가 있을 수 있다고 이해되어야 한다.

또한, 상기 사각형상 돌기부(101)의 폭이 압착롤러(100)의 외주면의 폭보다 넓게 구성되는 경우에는 열교환기용 튜브에 흠이나 상처가 유발되어, 사용기간이 단축되거나 사용하지 못하게 될 수 있다. 따라서, 상기 사각형상 돌기부(101)의 폭은 상기 압착롤러 외주면의 폭보다 더 작게 구성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (8)

1. 열교환기용 튜브의 알루미늄 모재를 튜브 형상으로 압출하는 압출수단을 포함하는 열교환기용 튜브 제조장치에 있어서,

   상기 압출수단으로부터 압출된 알루미늄 튜브의 상하측에 각각 구비되고, 상기 알루미늄 튜브의 길이 방향을 따라 상기 알루미늄 튜브의 중심 부위를 압착하는 원반 형태의 압착롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압착롤러는,

   외주면에 복수 개의 사각형상 돌기부가 상호 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 돌기부의 폭은,

   상기 압착롤러의 외주면 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치.
4. 열교환기용 튜브의 알루미늄 모재를 튜브 형상으로 압출하는 압출수단을 포함하는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러에 있어서,

   원반 형태를 가지며 상기 압출수단으로부터 압출된 알루미늄 튜브의 상하측에 각각 구비되고, 상기 알루미늄 튜브의 길이 방향을 따라 상기 알루미늄 튜브의 중심 부위를 압착하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러.
5. 제 4항에 있어서, 상기 압착롤러는,

   외주면에 복수 개의 사각형상 돌기부가 상호 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러.
6. 제 5항에 있어서, 상기 돌기부의 폭은,

   상기 압착롤러의 외주면 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 제조장치의 압착롤러.
7. 내부에 하나 이상의 유로가 형성된 제1 튜브;

   내부에 하나 이상의 유로가 형성된 제2 튜브; 및

   상기 제1튜브와 제2튜브의 사이에 개재되어 상기 제1튜브와 제2튜브를 상호 연결하는 연결부를 포함하고,

   상기 연결부는 상기 제1 및 제2튜브의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.
8. 제7항에 있어서, 상기 연결부는,

   복수 개의 통공이 상기 튜브의 길이방향을 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브.