KR20100123870A - 열교환기 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

열교환기의 제조 방법이 개시된다. 열교환기는 슬릿부가 기저부(12)의 폭 방향의 양측 단부에 형성되도록 평판 기저부(12)로부터 돌출하고 평행하게 배열되는 복수의 핀(11)을 갖는 복수의 핀 부재(10)를 포함하고, 핀 부재는 각각의 기저부가 프레임 내에서 서로 맞닿도록 배열된다. 구체적으로, 제조 방법은 긴 핀 부재(10L)를 압출 성형하는 압출 성형 작업과, 긴 핀 부재(11L)를 소정의 폭으로 절단하기 위해 압출 성형된 직후의 긴 핀 부재(10L)를 절단하는 핀 절단 작업과, 슬릿부(12c)가 형성되도록 핀 절단 작업에서 형성된 긴 핀 절단 영역(13X)의 긴 기저부(12L)를 절단하는 기저부 절단 작업을 포함한다.

Description

열교환기 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING A HEAT EXCHANGER}
본 발명은, 평행하게 배열되는 복수의 핀에 의해 형성된 유로를 구비한 열교환기의 제조 방법에 관한 것이며, 이러한 열교환기는 냉매 또는 냉각 매체가 유로를 통과하도록 함으로써 발열 요소로부터 열을 방열시키도록 구성된다. 특히, 본 발명은 냉매가 통과하도록 허용하는 유로가 평판 기저부로부터 돌출하는 복수의 평행한 핀으로 구성된 복수의 핀 부재에 의해 형성되는 열교환기의 제조 방법에 관한 것이다.
하이브리드 전기 자동차 등은 인버터 내에 반도체 소자를 포함한다. 반도체 소자를 냉각하기 위해, 수냉식 열교환기가 채용된다. 반도체 소자를 탑재한 인버터는, 보다 높은 출력이 요구되는 한편, 소형화 및 경량화도 크게 요구되어 왔다. 따라서, 방열 효과에 우수한 열교환기에 대한 요구가 증가되고 있다. 아래에 기재된 특허 문헌 1은 냉각 성능을 개선한 종래의 열교환기를 개시한다. 도 10은 특허 문헌 1에 개시된 열교환기의 단면 평면도이다.
열교환기(100)는 공급 포트(102) 및 배출 포트(103)가 형성된 케이스(101) 내에 냉매 유로를 형성하는 복수의 핀(111)을 포함한다. 특히, 세 개의 핀 그룹, 제1, 제2 및 제3 핀 그룹(201, 202, 203)은 냉매 유동 방향(도 10에서 측방향)에 각각 구비된다. 각각의 핀 그룹(201, 202, 203)은 서로 평행하게 그리고 측방향으로 배열된 복수의 핀(111)을 포함한다. 핀 그룹(201 내지 203) 사이에는, 합류부(105, 106)가 형성된다.
이러한 열교환기(100)에서, 냉매는 공급 포트(102)로부터 배출 포트(103)까지 핀(111)에 의해 형성된 직선 유로를 통해 유동하고, 복수의 냉매 유동은 합류부(105, 106)에서 함께 합류되어 유량 분배가 균등해진 후, 하류 유로로 분기된다. 한편, 핀(111)에 의해 형성된 유로가 직선인 경우, 냉매는 층류 형태로 유동하는 경향이 있고, 핀(111)을 통해 전도된 열이 쉽게 방열되지 않아 냉각 성능이 낮아진다. 따라서, 예를 들어 특허 문헌 2에 도시된 바와 같이 냉매 유동 방향의 상류와 하류측 사이에서 핀(111)이 오프셋 되도록 핀 그룹(201 내지 203)의 핀(111)을 배열하고, 이에 의해 하류측에 위치된 핀(111)에 냉매가 충돌하도록 하여 냉매 유동을 교반시키는 것이 고려될 수 있다.
일본특허공개공보 제2007-335588호 일본특허공개공보 제2006-080226호
최근, 반도체 소자는 소형으로 인해 발열 밀도가 증가하는 경향이 있다. 이것은 인버터 등에 사용되는 열교환기의 냉각 성능의 개선에 대한 요구로 이어진다. 따라서, 핀이 오프셋 패턴으로 배열되는 구성은 열교환기의 냉각 성능을 개선하는 데 바람직하다.
그러나, 이러한 오프셋 배열에서, 핀은 서로 교대로 배치되어야 한다. 이러한 핀의 가공 작업은 복잡하여 열교환기의 제조 비용 증가로 이어진다. 또한, 종래의 냉각 핀은 핀 부재를 구성하기 위해 주조 등에 의해 오프셋 패턴으로 형성된다. 그러나, 이러한 핀 부재는 미세 가공이 곤란하여, 냉각 성능의 바람직한 개선이 달성될 수 없었다. 또한, 주조 등에 의해 제조된 제품은 높은 가공 비용이 필요하여, 열교환기 자체의 비용이 증가하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핀에 의해 형성된 유로를 포함하는 열교환기를 저비용으로 제조하는 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 핀 부재를 갖는 열교환기 제조 방법을 제공하고, 복수의 핀 부재는 각각, 미리 정해진 폭을 갖는 평판 직사각형 기저부와, 기저부로부터 돌출하고 동일 형상을 갖는 복수의 핀을 포함하고, 핀은 핀이 없는 슬릿부가 기저부의 폭 방향에서 기저부의 양측 단부에 형성되도록 기저부의 길이 방향에서 일렬로 그리고 평행하게 배열되고, 핀 부재는 인접한 기저부가 폭 방향에서 서로에 대해 맞닿도록 냉매가 유동할 수 있는 프레임 내에 배열되고, 상기 방법은 복수의 긴 핀이 긴 핀 부재를 압출하는 방향으로 연장하고 평판형 긴 기저부로부터 돌출하는 긴 핀 부재를 압출 성형하는 압출 성형 작업과, 압출 성형 직후, 압출 방향에 수직으로 배치된 판형 상부 다이에 의해 미리 정해진 폭으로 긴 핀 부재의 긴 핀을 핀으로 절단하는 핀 절단 작업과, 슬릿부가 형성되도록 핀 절단 작업에서 형성된 긴 핀 절단 영역 내의 긴 핀 부재의 긴 기저부를 절단하는 기저부 절단 작업에 의해 핀 부재를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 열교환기 제조 방법에서, 바람직하게는, 핀 절단 작업 및 기저부 절단 작업은 두 개의 단계로 수행되고, 핀 절단 작업은 긴 기저부를 절단하지 않고 긴 핀을 미리 정해진 폭으로 절단하기 위해 압출 성형 작업으로 형성된 직후의 긴 핀 부재의 긴 핀 만을 프레싱하는 단계를 포함하고, 기저부 절단 작업은 슬릿부가 형성되도록 핀 절단 작업에서 형성된 긴 핀 절단 영역 내의 긴 기저부를 절단하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 열교환기 제조 방법에서, 바람직하게는, 핀 절단 작업 및 기저부 절단 작업은, 압출 성형에 의해 형성된 긴 핀 부재의 압출 방향에 수직으로 배치되고 긴 기저부를 절단하기 위해 좁은 폭을 갖는 돌출부를 구비한 하단부에 형성되는 판형 상부 다이가, 압출 성형 작업에 의해 형성된 직후의 긴 핀 부재를 대향하여 가압하도록 긴 기저부의 하면과 접촉하는 하부 다이를 향해 하강하여 긴 핀 및 긴 기저부를 동시에 절단하는 하나의 단계로 수행된다.
상기 열교환기 제조 방법에서, 바람직하게는, 각각의 핀 부재는 기저부가 기저부의 길이 방향에서 최단부 핀으로부터 상이한 길이로 돌출하는 단부를 갖도록 형성되고, 적어도 핀 부재의 일부는 프레임 내에서 대향 방향으로 교대로 배향된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 긴 핀은 압출 성형 직후 재료가 연질인 상태에서 절단된다. 따라서, 가공 작업은 프레스 가공을 위한 재가열 작업의 필요없이 연속하여 수행될 수 있고, 이에 의해 가공 시간의 감소가 달성될 수 있다. 핀 부재는 긴 베이스를 절단하는 단순 작업에 의해 제조될 수 있어 핀 부재의 가공 비용이 감소하기 때문에, 열교환기가 저비용으로 제조될 수 있다. 또한, 돌출부를 갖는 상부 다이는, 압출 성형 직후 동시적인 핀의 절단 및 슬릿부의 형성에 의해 긴 핀 부재로부터 핀 부재를 제조하는데 사용된다. 따라서, 가공 시간이 더욱 감소될 수 있어, 가공 비용의 감소 및 저비용의 열교환기 제조로 이어진다.
도 1은 열교환기의 바람직한 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 밑에서 바라본, 도 1의 열교환기의 단면도이다.
도 3은 열교환기를 구성하는 핀 부재를 도시하는 사시도이다.
도 4a는 도 2의 A-A 선을 따라 취한 핀 부재의 측면도이다.
도 4b는 도 2의 B-B 선을 따라 취한 핀 부재의 측면도이다.
도 5는 예 1에서 핀 절단 작업을 도시하는 개략도이다.
도 6은 예 1에서 열교환기의 사용 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은 실시예와는 상이한 방법으로 긴 핀 부재의 절단에 의해 획득된 절단 피스의 사시도이다.
도 8은 예 2의 절단 작업을 도시하는 개략도이다.
도 9a 내지 도 9c는 예 2의 절단 작업의 각 단계를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 10은 종래의 열교환기를 도시하는 단면도이다.
(예 1)
본 발명에 따르는 열교환기 제조 방법의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 제공한다. 도 1은 본 실시예의 방법에 의해 제조되는 열교환기의 사시도이다.
열교환기(1)는 각각 복수의 핀(11)으로 구성된 복수의 핀 부재(10)를 포함한다. 핀 부재(10)는, 냉매가 통과하게 되는 복수의 유로를 핀(11)이 형성하게 배열되도록 프레임(2)에 포함된다. 열교환기(1)의 본체를 형성하는 프레임(2)은 도면의 Y 방향으로 양 단부에서 개방되는 입구측 개구(2a) 및 출구측 개구(2b)를 갖는 관형이다. 프레임(2)에서, 냉매는 예를 들어 화살표(Q)로 표시되는 방향으로 유동하게 된다. 프레임(2)은 냉매 유동 방향에 수직인, 도 1의 X 방향에서 편평하고 긴 직사각형의 수직 단면을 갖는다.
도 1에 도시된 열교환기(1)에서, 입구측 개구(2a) 및 출구측 개구(2b)는 프레임(2)의 어느 한 측에서 크게 개방된다. 한편, 사용 중, 개구(2a, 2b)는 폐쇄되고, 도시되지 않은 냉매 공급 파이프 및 냉매 배출 파이프에 각각 연결된다. 냉매 공급 파이프는 열교환기(1)까지 일정 압력으로 냉매를 펌핑하기 위한 공급 펌프에 연결되고, 냉매 배출 파이프는 열교환기(1)로부터 배출된 냉매를 수집하기 위한 탱크에 연결된다.
열교환기(1)에서, 복수의 핀 부재(10)는 유로를 형성하도록 프레임(2)에 배열된다. 여기서, 도 2는 밑에서 바라본, 도 1의 열교환기(1)의 단면도이고 도 3은 핀 부재(10) 중 하나의 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 핀 부재(10)는 직사각형 평판으로 제작된 기저부(12)로부터 돌출하도록 형성된 복수의 핀(11)을 포함한다. 핀(11)은 기저부(12)까지 수직으로 형성되고, 기저부(12)의 길이 방향으로 일렬로 배열되어 인접한 핀(11)은 고정된 간격으로 서로 평행하게 이격된다.
기저부(12)는 기저부(12)의 길이 방향에서 최단부 핀(11)으로부터 각각 길이 "m" 및 "n" 만큼 연장하는 단부(12a, 12b)를 포함하고, 단부(12a)의 길이 "m"은 단부(12b)의 길이 "n"보다 길다(m>n). 한편, 짧은 측 방향에서 기저부(12)의 크기(폭)는 기저부(12)의 각 측 단부에서 각각 폭 "s"를 갖는 슬릿부(12c)를 제공하기 위해 각 핀(11)의 폭보다 길다. 기저부(12)의 하면에서 각 핀(11)의 상면 사이의 높이 및 길이 방향에서의 기저부(12)의 길이는 프레임(2) 내부 공간의 크기(도 1에서 Z 및 X 방향의 크기)에 따라 결정된다. 프레임(2)에서, 핀 부재(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 삽입되어 일체화된다.
여기서, 도 4a는 도 2의 A-A선을 따라 관측된 하나의 핀 부재(10a)를 도시하는 측면도이고, 도 4b는 도 2의 B-B선을 따라 관측된 다른 핀 부재(10b)를 도시하는 측면도이다. 열교환기(1)에서, 이러한 핀 부재(10a, 10b)는 냉매가 유동할 수 있는 유로를 형성하도록 교대로 배치된다. 즉, 핀 부재(10a)의 핀(11) 및 핀 부재(10b)의 핀(11)은 오프셋 패턴으로 배치되어 오프셋 유로를 형성한다. 따라서, 냉매가 핀 부재(10a)의 유로로부터 핀 부재(10b)의 유로로 또는 그 반대로 유동할 때마다 냉매는 하류 핀(11)에 충돌한다. 모든 핀 부재(10a, 10b)는 도 3에 도시된 핀 부재(10)이고, 핀 부재(10a) 및 핀 부재(10b)는 단지 도 4a 및 도 4b에서 대향 방향으로 배향되는 것을 알 수 있다.
프레임(2)에 일체화된 핀 부재(10a, 10b)는 도 2에 도시된 바와 같이 인접한 기저부(12)가 서로 맞닿도록 배치된다. 이러한 상태에서 인접한 핀 부재(10a, 10b)의 핀(11)은 인접한 기저부(12)의 슬릿부(12c, 도 3 참조)에 의해 이격되어, 냉매 유동 방향에 수직 방향, 즉 도 2에서 수직 방향으로 연장하는 슬릿(13)을 형성한다. 이것은 하류측에 위치된 오프셋 핀(11)에 의해 중단되지 않고 냉매가 슬릿(13)을 통해 유동하도록 한다.
다음으로, 열교환기(1)의 유로를 형성하는 핀 부재(10)의 제조 방법을 설명한다. 도 5는 긴 핀의 절단을 위한 핀 절단 작업을 도시하는 개략도이다.
핀 부재(10)는 알루미늄과 같은 고열전달 계수를 갖는 재료로 제작된다. 구체적으로, 용융 상태의 재료(알루미늄)는 복수의 핀(11) 및 기저부(12)를 형성하기 위한 성형 다이에 의해 압출 성형되어, 예를 들어 수 미터의 길이를 갖는 긴 핀 부재(10L)를 제조한다. 이러한 방식으로, 긴 핀 부재(10L)가 먼저 제조된 후 각각 일정 폭을 갖는 핀 부재(10)로서 조각으로 절단된다.
압출 성형 직후, 긴 핀 부재(10L)는 도 5에 도시된 프레스기로 직접 이송되어 핀 절단 작업이 실행된다. 구체적으로, 압출 방향(F)에 평행하게 연장하는 긴 핀(11L)을 갖고 긴 기저부(12L)로부터 수직으로 돌출하는 긴 핀 부재(10L)는 도면에 도시된 압출 방향(F)의 전방으로 이송된다. 압출 성형된 직후의 긴 핀 부재(10L)는 어느 정도 열이 있고 연질 상태이다. 긴 핀(11L)만이 프레스기(50)로 절단된다. 이러한 프레스기(50)는 하부로부터 긴 기저부(12L)를 지지하기 위한 도시되지 않은 하부 다이, 및 압출 방향(F)에 수직인 배향으로 배치되는 판형 상부 다이(51)를 포함한다. 상부 다이(51)는 하부 다이를 향해 하강될 수 있다.
이러한 프레스기(50)에서, 상부 다이(51)는 일정 두께 및 편평한 하단부를 갖는 평판이다. 또한, 한 쌍의 핀 보유기(53)가 상부 다이(51)의 양측에 배치되어 핀(11) 및 긴 핀(11L)이 상부 다이(51)의 가압력으로 인해 좌굴되거나 틸팅되는 것을 방지한다. 각각의 핀 보유기(53)는 각각 핀(11) 또는 긴 핀(11L) 사이에 삽입되는 복수의 판형 지지 돌기(teeth)(55)를 포함한다.
핀 부재(10)를 제조하기 위해, 우선 긴 핀 부재(10L)가 압출 성형으로 제조되고 이후 압출 방향(F)에서 방향(F)에 전방에 배치된 프레스기(50) 등으로 이송된다. 이에 의해 핀 부재(10)가 연속하여 제조된다. 더 구체적으로, 전방으로 이송된 긴 핀 부재(10L)는 긴 핀(11L)을 절단하는 핀 절단 작업이 실행된다. 이러한 절단 작업에서, 긴 핀 부재(10L)는 일시적으로 정지되고 핀 보유기(53)의 지지 돌기(55)는 양측으로부터 각각의 긴 핀(11L)을 지지하기 위해 긴 핀(11L) 사이의 간극에 삽입된다. 이러한 상태에서, 상부 다이(51)가 긴 핀(11L)의 일부에 대해 수직으로 가압하도록 하강되고, 이에 의해 도면에 도시된 바와 같이 긴 핀(11L)이 핀(11)으로 절단된다. 이때, 긴 기저부(12L)는 절단되지 않은 상태이다. 따라서, 긴 핀 절단 영역으로서 형성된 슬릿(13X)에 의해 분할된 복수 그룹의 핀(11)이 긴 기저부(12L)에 형성된다.
긴 핀 부재(10L)는 이후 긴 기저부(12L)를 절단하기 위해 도시되지 않은 기저부 절단 작업으로 이송된다. 기저부 절단 작업에서 사용되는 장치는 본 명세서에 도시되지 않지만, 이송된 긴 핀 부재(10L)는 도 5에 도시된 압출 방향(F)에 수직인 파선(C)을 따라 이동하는 커터에 의해 긴 기저부(12L)를 절단하여 이에 의해 핀 부재(10)를 절단하는 커팅이 실행된다. 이때, 커터는 긴 기저부(12L)를 절단하기 위해 슬릿(13X)의 중심을 통과한다. 따라서, 제조된 핀 부재(10)는 도 3에 도시된 폭 "s"를 각각 구비한 슬릿부(12c)를 갖는다.
상술한 바와 같이 제조된 복수의 핀 부재(10)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 핀 부재(10a, 10b)가 대향 방향으로 배향되고 프레임(2) 내에 삽입되어, 핀 부재(10a, 10b)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 교대로 배치된다. 인접한 핀 부재(10a, 10b)는 각각의 기저부(12)가 서로에 대해 맞닿도록 배치되고, 도시되지 않은 체결 부재 등으로 프레임(2)에 일체형으로 고정된다. 이에 따라, 열교환기(1)가 제조된다. 이러한 열교환기(1)에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 방열용 열 스프레더(6)가 프레임(2)에 부착된다. 발열 요소인 복수의 반도체 소자(7)는 열 스프레더(6) 상에 소정의 패턴으로 부착된다.
인버터 등에 사용되는 반도체 소자(7)가 열을 발생할 때, 열은 열 스프레더(6)에 의해 방열되고, 또한 프레임(2) 내에 배치된 핀 부재(10)로 전도된다. 프레임(2)에서, 냉매는 입구측 개구(2a)를 통해 공급되고 출구측 개구(2b)를 향해 유동한다. 따라서, 핀(11)으로 전도된 열은 핀(11)과 접촉하여 유동하는 냉매에 의해 흡수된다.
본 실시예에서 제조된 열 교환기(1)에서, 핀(11) 사이에서 유동하는 냉매는 냉매 유동 방향으로 교대로 배치된 핀 부재(10a, 10b)에 의해 연속적으로 교란된다. 따라서, 냉매는 핀(11)으로부터 열을 효율적으로 흡수하면서 난류 형태로 하류로 유동할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 오프셋 패턴으로 배치된 핀(11)을 갖는 열교환기(1)는 모두 동일한 형상을 갖는 핀 부재(10)로 구성된다. 이것은 구성 요소 또는 부품 개수의 감소를 가능하게 하여 비용이 감소하게 된다.
열교환기(1)의 상술한 제조 방법에서, 압출 성형으로 제조된 직후의 긴 핀 부재(10L)는 프레스기(50)에 의해 긴 핀(11L)을 절단하고, 이에 의해 슬릿(13X)을 형성하고, 이후 폭 방향에서 기저부(12)의 양측 단부에 슬릿부(12c)를 남기도록 커터에 의해 긴 기저부(12L)를 절단하는 커팅이 실행된다. 따라서, 핀 부재(10)는 상술한 단순한 작업에 의해 제조된다. 이에 따라, 본 실시예의 방법은 종래의 주조법에 비해 다수의 핀 부재(10)를 단시간에 제조할 수 있다. 특히, 슬릿(13X)은 압출 성형 직후 핀 부재(10)의 재료가 연질인 상태에서 제조된다. 이에 따라, 가공 작업은 프레스 가공을 위한 재가열 작업의 필요 없이 연속적으로 수행됨으로써, 가공 시간의 감소가 가능하다. 따라서, 핀 부재(10)의 제조 비용이 감소될 수 있어, 열교환기(1)가 저비용으로 제공될 수 있다.
핀 부재(10)는 슬릿부(12c)를 필요로 한다. 그러나, 초기의 긴 핀 부재(10L)는 도 7에 도시된 바와 같이 짧은 핀 부재(10x)를 먼저 생성하도록 절단되었다. 이러한 짧은 핀 부재(10x)는 이후 슬릿부를 형성하기 위해 기저부(12x)의 폭(짧은 측) 방향으로 각각의 핀(11x)의 양측 단부를 트리밍하거나 부분적으로 절단하는 후작업으로서 밀링 작업 등이 실행된다. 그러나 이러한 트리밍 또는 절단을 필요로 하는 제조 방법은 복잡한 작업을 필요로 하여, 트리밍이나 절단에 대한 많은 시간이 필요하고 핀 부재(10)의 제조 비용이 증가되어 열교환기(1) 자체의 비용 증가로 이어진다. 따라서, 본 실시예에서, 슬릿(13X)은 프레스 가공(핀 절단 작업)에 의해 제조되고, 슬릿부(12c)는 후속 절단 작업(기저부 절단 작업)으로 형성된다. 이에 따라, 가공이 단순하게 될 수 있어, 가공 시간이 크게 감소될 수 있다.
(예 2)
열교환기(1) 제조 방법의 예 2를 이하에서 설명한다. 특히, 열교환기(1)의 유로를 형성하는 핀 부재(10)의 제조 방법에 대해 설명할 것이다. 도 8은 핀 부재(10)의 가공 작업을 도시하는 개략도이다. 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 가공 작업의 각 단계를 도시하는 개략적인 측면도이다.
핀 부재(10)를 제조하기 위해, 본 예에서도 압출 성형이 수행된다. 구체적으로, 핀 부재(10)용으로 용융 상태의 알루미늄과 같은 재료가 성형 다이로부터 압출되어 도 8에 도시된 바와 같은 긴 핀 부재(10L)를 형성한다. 본 예에서, 각각의 핀 부재(10)는 다음의 하나의 단계에서 긴 핀 부재(10L)로부터 제조된다.
긴 핀 부재(10L)는 도 8에 도시된 바와 같이 압출 방향(F)으로 이송되고, 긴 핀(11L)은 서로 평행하게 배열되며, 핀(11L) 아래에 배치된 긴 기저부(12L)로부터 수직으로 돌출한다. 이때, 성형 직후의 긴 핀 부재(10L)는 어느 정도 열이 있고 연질 상태이다. 본 예에서, 긴 핀(11L), 및 이러한 긴 핀 부재(10L)의 긴 기저부(12L)는 동시에 절단된다. 프레스기(60)는 하부에서 기저부(12)를 지지하는 도시되지 않은 하부 다이, 및 압출 방향(F)에 수직으로 배치되고 하부 다이를 향해 하강할 수 있는 판형 상부 다이(61)를 포함한다.
프레스기(60)는 긴 핀(11L) 및 긴 기저부(12L)를 상이한 폭으로 동시에 절단하기 위해 상부 다이(61)를 하부 다이로 하강시키도록 구성된다. 상부 다이(61)는 도 9a에 도시된 바와 같이 하단부에 돌출부(61a)가 형성된 평판이다. 이러한 돌출부(61a)는, 상부 다이(61)의 본체의 양 모서리 상에 두께 방향으로 각각 폭 "s"를 갖는 견부를 제공하기 위해 상부 다이(61)의 판형 본체보다 좁은 폭(두께)을 갖는다. 이러한 견부의 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 핀 부재(10)의 슬릿부(12c)를 형성할 수 있다. 상부 다이(61)의 가압력으로 인해 핀(11) 및 긴 핀(11L)이 좌굴되는 것을 방지하기 위해, 프레스기(60)에는 상부 다이(61)의 양측에 배치된 한 쌍의 핀 보유기(63)가 추가로 제공된다. 각각의 핀 보유기(63)에는 핀(11) 또는 긴 핀(11L) 사이에서 각각 삽입될 수 있는 복수의 판형 지지 돌기(65)가 형성된다.
핀 부재(10)를 제조하기 위해, 우선 긴 핀 부재(10L)가 압출 성형으로 제조되고, 이후 압출 방향(F)에서 방향(F)의 전방에 배치된 프레스기(60)로 이송된다. 이에 의해 핀 부재(10)가 연속하여 제조된다. 더 구체적으로, 전방으로 이송된 긴 핀 부재(10L)는 소정의 시간 간격으로 정지되고 도 9a 내지 도 9c에 도시된 가공 작업이 실행된다. 정지된 긴 핀 부재(10L)에 대해, 핀 보유기(63)의 지지 돌기(65)는 지지할 긴 핀(11L) 사이의 간극에 삽입되고, 각각의 긴 핀(11L)은 돌기의 양측으로부터 지지되도록 지지된다.
이러한 상태에서, 상부 다이(61)의 하단부에서 위치한 돌출부(61a)가 긴 기저부(12L)의 하면과 접촉하는 도시되지 않은 하부 다이로 가압될 때까지 상부 다이(61)는 긴 핀(11L)의 일부에 대향하여 수직으로 가압하도록 하강되고, 이로써 도 9b에 도시된 바와 같이 돌출부(61a)의 폭(두께) 만큼 긴 기저부(12L)를 절단한다. 이후 상부 다이(61)는 상승 이동된다. 따라서, 도 9c에 도시된 바와 같이 하나의 핀 부재(10)가 긴 핀 부재(10L)로부터 절단된다. 상술한 바와 같이, 핀 부재(10)는 프레스기(60)에 의해 긴 핀 부재(10L)로부터 제조되고, 이후 예 1에서 알 수 있는 바와 같이 열교환기(1)의 유로를 구성하도록 프레임에 일체화된다.
본 실시예에서 제조된 열교환기(1)의 제조 방법에 따르면, 압출 성형 직후의 긴 핀 부재(10L)로부터 연속적으로, 핀 부재(10)가 프레스기(60)의 한번의 프레스 작업으로 제조될 수 있다. 즉, 슬릿부(12c)의 형성 및 긴 핀(11L)의 절단이 돌출부(61a)를 갖는 상부 다이(61)에 의해 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 예 1에 비해 가공 작업의 수를 더욱 감소시킬 수 있으므로, 가공 시간을 단축할 수 있다. 이것은 핀 부재(10)의 제조 비용 감소를 달성하고 결과적으로 열교환기(1)를 저비용으로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시예를 기초로 설명되었지만, 필수적인 특징 내에서 다른 특정 형태로 실시될 수 있다.
1 : 열교환기
2 : 프레임
10(10a, 10b) : 핀 부재
11 : 핀
12 : 기저부
13 : 슬릿
50 : 프레스기
51 : 상부 다이
53 : 핀 보유기
12c : 슬릿부
10L : 긴 핀 부재
11L : 긴 핀
12L : 긴 기저부
13X : 슬릿

Claims (4)

  1. 복수의 핀 부재를 갖는 열교환기 제조 방법이며,
    상기 복수의 핀 부재는 각각,
    미리 정해진 폭을 갖는 평판 직사각형 기저부와,
    동일 형상을 갖고 상기 기저부로부터 돌출하며, 핀이 없는 슬릿부가 기저부의 폭 방향에서 기저부의 양측 단부에 형성되도록 기저부의 길이 방향에서 일렬로 그리고 평행하게 배열되는 복수의 핀을 포함하고,
    상기 핀 부재는 인접한 기저부가 폭 방향에서 서로에 대해 맞닿도록 냉매가 유동하는 프레임 내에 배열되고,
    상기 제조 방법은
    복수의 긴 핀이 긴 핀 부재를 압출하는 방향으로 연장하고 평판형 긴 기저부로부터 돌출하는 긴 핀 부재를 압출 성형하는 압출 성형 작업과,
    압출 성형 작업 직후, 압출 방향에 수직으로 배치된 판형 상부 다이에 의해 미리 정해진 폭으로 긴 핀 부재의 긴 핀을 핀으로 절단하는 핀 절단 작업과,
    슬릿부가 형성되도록 핀 절단 작업에 의해 형성된 긴 핀 절단 영역 내의 긴 핀 부재의 긴 기저부를 절단하는 기저부 절단 작업에 의해 핀 부재를 제조하는 단계를 포함하는, 열교환기의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핀 절단 작업 및 기저부 절단 작업은 두 개의 단계로 수행되고,
    상기 핀 절단 작업은 긴 기저부를 절단하지 않고 긴 핀을 미리 정해진 폭으로 절단하기 위해 압출 성형 작업에 의해 형성된 직후의 긴 핀 부재의 긴 핀 만을 프레싱하는 단계를 포함하고,
    상기 기저부 절단 작업은 슬릿부가 형성되도록 핀 절단 작업에서 형성된 긴 핀 절단 영역 내의 긴 기저부를 절단하는 단계를 포함하는, 열교환기의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 핀 절단 작업 및 기저부 절단 작업은,
    압출 성형에 의해 형성된 긴 핀 부재의 압출 방향에 수직으로 배치되고 긴 기저부를 절단하기 위해 좁은 폭을 갖는 돌출부를 구비한 하단부에 형성되는 판형 상부 다이가,
    압출 성형 작업에 의해 형성된 직후의 긴 핀 부재를 대향하여 가압하도록 긴 기저부의 하면과 접촉하는 하부 다이를 향해 하강하여 긴 핀 및 긴 기저부를 동시에 절단하는 하나의 단계로 수행되는, 열교환기의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 핀 부재는 상기 기저부가 기저부의 길이 방향에서 최단부 핀으로부터 상이한 길이로 돌출하는 단부를 갖도록 형성되고,
    적어도 핀 부재의 일부는 프레임 내에서 대향 방향으로 교대로 배향되는, 열교환기의 제조 방법.
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