KR20110063142A - Method for manufacturing of pipe in heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열교환기용 파이프 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이드로 포밍공법을 이용하여 열교환기용 나선형 내부 파이프를 제작하는 열교환기용 파이프 제작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger pipe manufacturing method, and more particularly to a heat exchanger pipe manufacturing method for producing a spiral inner pipe for a heat exchanger using a hydroforming method.
일반적으로 차량용 에어컨 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(4) 등이 냉매 파이프(5)로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성된다. In general, a vehicle air conditioner system, as shown in FIG. 1, condensation in the compressor (1) for compressing and sending out the refrigerant, the condenser (2) and the condenser (2) for condensing the high-pressure refrigerant from the compressor (1) And endothermic action by the latent heat of evaporation of the refrigerant by evaporating heat exchanged with the air blown to the vehicle interior to low-pressure liquid refrigerant throttled by the expansion valve (3) and the liquid liquefied by the expansion valve (3). It consists of a refrigerating cycle consisting of an evaporator (4) for cooling the air discharged into the room is connected to the refrigerant pipe (5).
이러한 차량용 에어컨 시스템에서, 그 냉방성능을 향상시키기 위해 증발기(4)에 유입되기에 앞서 팽창밸브(3)에 의해 교축되는 고온 고압의 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)에서 배출되는 냉매의 과열도를 적정화할 수 있도록, 상기 도 1에서 도시된 바와 같이, 팽창밸브(3)에 유입되는 고온 고압의 액상 냉매와 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써 교축 전의 고온 고압 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)로부터 배출되는 저압 냉매의 과열도를 적정화하는 열교환기(10)가 적용된다. In such a vehicle air conditioner system, the superheat of the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant throttled by the
즉, 상기 열교환기(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저온 저압의 냉매가 흐르는 내부 파이프(20)와, 상기 내부 파이프(20)의 외주면에 이중관 구조로 결합되어 고온 고압의 냉매가 흐르는 외부 파이프(30)로 구성되는데, 상기 외부 파이프(30)는 일반적인 원형 파이프로 형성되고, 상기 내부 파이프(20)는 상기 외부 파이프(30)와의 사이에 상기 고온 고압의 냉매가 흐르는 유로(L)를 형성하도록 나선형 파이프로 형성된다. That is, as shown in FIG. 2, the
여기서, 상기한 내부 파이프(20)의 제작은 통상 선반을 이용하여 제작하는데, 선반의 다이스 상에 원형 파이프를 물려 놓은 상태로, 그 외주면을 따라 나선형 홈(31)을 일일이 가공하여 제작하게 된다.In this case, the
그러나 상기한 바와 같은 종래의 열교환기용 파이프 제작방법은 선반을 이용함에 따라 나선형 홈(31)을 가공하는 시간이 길고, 수작업으로 진행되어 제작단가가 상승하는 단점이 있다.However, the conventional method for manufacturing a pipe for a heat exchanger as described above has a disadvantage in that it takes a long time to process the
또한, 원형 파이프의 외주면을 툴(tool)로 가압하면서 성형하는데, 이때, 그 가압력에 의해 치수가 불량하거나 또는 터짐부가 발생하여 품질불량을 초래하는 문제점을 내포하고 있다.In addition, the outer circumferential surface of the circular pipe is molded while pressing with a tool. At this time, the pressing force implies a problem in that the dimension is poor or the bursting portion is generated, resulting in a poor quality.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원형단면의 파이프를 하이드로 포밍 금형 내부에서 확관 성형을 통하여 외주면을 따라 나선형의 홈을 성형하여 열교환기용 나선형 내부 파이프를 제작하는 열교환기용 파이프 제작방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to form a spiral groove along the outer circumferential surface through the expansion pipe forming the pipe of the circular cross-section inside the hydroforming mold spiral inside for heat exchanger It is to provide a pipe manufacturing method for a heat exchanger for manufacturing a pipe.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 열교환기용 파이프 제작방법은 Pipe manufacturing method for a heat exchanger according to the present invention for realizing the technical problem as described above
상형과 하형의 각 성형면에 일정폭으로 서로 연결되는 나선형 돌기를 각각 길이방향을 따라 형성하는 하이드로 포밍 금형을 구성하는 단계; 상기 하형 상에 원형단면의 파이프를 삽입하는 단계; 상기 하형에 상형을 합형하고, 동시에 양측 액압 실린더를 구동하여 각각의 액추얼 펀치의 선단을 상기 파이프의 양단에 각각 설치하여 시일링과 동시에, 축압을 가하는 단계; 상기 양측 액추얼 펀치의 축압과 함께, 상기 일측의 액추얼 펀치를 통하여 상기 파이프의 내부로 액압을 공급하여 내부에서 상기 상형과 하형에 각각 형성된 성형면을 따라 상기 파이프를 확관 성형시키는 단계; 상기 상형을 상승시켜 상기 확관 성형이 완료된 상기 파이프를 하형으로부터 취출하는 단계; 상기 파이프의 양단부를 사양에 맞게 절단 가공하여 외주면에 나선형 홈을 성형한 열교환기용 내부 파이프 성형품을 완성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Comprising: forming a hydroforming mold for forming a spiral projection connected to each other in a predetermined width on each forming surface of the upper mold and the lower mold along the longitudinal direction; Inserting a pipe of circular section on the lower die; Combining the upper mold with the lower mold, and simultaneously driving both hydraulic cylinders to install the tip of each axial punch at both ends of the pipe to simultaneously apply sealing and accumulate pressure; Expanding the pipe along a molding surface formed in the upper mold and the lower mold by supplying hydraulic pressure to the inside of the pipe through the axial punch of the one side together with the accumulating pressure of the two side punches; Lifting the upper mold to take out the pipe from which the expansion pipe forming is completed from the lower mold; Comprising the step of cutting the both ends of the pipe to the specification characterized in that it comprises a step of completing the inner pipe molded product for the heat exchanger formed a spiral groove on the outer peripheral surface.
상기 나선형 돌기는 열교환기용 내부 파이프의 외주면에 나선형 홈을 성형하는 것을 특징으로 한다.The spiral protrusion is characterized in that for forming a spiral groove on the outer peripheral surface of the inner pipe for the heat exchanger.
또한, 상기 나선형 돌기의 양단부에 형성되는 라운드형 돌기는 상기 열교환기용 내부 파이프의 나선형 홈 양단에 연결되어 열교환기용 외부 파이프의 입,출구 파이프에 대응하여 유로를 연결하도록 라운드형 홈을 성형하는 것을 특징으로 한다.The round protrusions formed at both ends of the spiral protrusion may be connected to both ends of the spiral groove of the inner pipe of the heat exchanger to form a round groove to connect the flow path in correspondence to the inlet and outlet pipes of the outer pipe of the heat exchanger. It is done.
여기서, 상기 상형과 하형 상의 나선형 돌기가 형성되는 성형면은 복수의 성형품을 성형할 수 있도록 양측에 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the molding surface on which the upper and lower mold spiral projections are formed is formed in the same shape on both sides so as to mold a plurality of molded products.
상기 나선형 돌기를 각각 길이방향을 따라 형성하는 단계에 이어, 상기 각 성형면 상의 나선형 돌기의 양단에는 열교환기용 외부 파이프의 입,출구 파이프에 대응하여 유로를 연결하도록 돌기와 서로 연결된 상태로 원형을 이루는 라운드형 돌기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.After forming the spiral protrusions along the lengthwise direction, each round end of the spiral protrusions on each of the forming surfaces is formed in a round shape in a state connected to each other with the protrusions to connect the flow paths corresponding to the inlet and outlet pipes of the outer pipe for the heat exchanger. It characterized in that it comprises a step of forming a mold protrusion.
상기 나선형 홈의 형성부위에 대응하는 금형은 상기 나선형 홈의 각도에 따라 금형 탈거가 용이하도록 복수로 구성하는 것을 특징으로 한다.The mold corresponding to the formation portion of the spiral groove may be configured in plural so as to easily remove the mold according to the angle of the spiral groove.
상기 파이프는 액압 성형 시, 액추얼 펀치의 보호 및 성형성을 위해그 양 끝단부를 확관하여 투입하는 것을 특징으로 한다.The pipe is characterized in that the both ends of the pipe is inserted into the hydraulic punch for protection and formability of the punch.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기용 파이프 제작방법은 하이드로 포밍용 상형과 하형의 각 성형면이 서로 연결되는 나선형 돌기를 형성하고, 상기 상형과 하형 사이에 원형단면의 파이프를 삽입하여 액압을 공급함으로써 확관 성형 하여 외주면을 따라 나선형의 홈을 성형하여 열교환기용 나선형 내부 파이프를 제작함으로써, 액압에 의한 고른 확관 성형으로 치수 정밀도가 높고, 터짐부가 발생하지 않아 성형 불량률을 최소화하며, 성형시간이 짧아 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the method for manufacturing a heat exchanger pipe according to the present invention forms a spiral protrusion in which the upper and lower molds for hydroforming are connected to each other, and inserts a pipe having a circular cross section between the upper and lower molds to supply hydraulic pressure. By forming a spiral groove along the outer circumferential surface to make a spiral inner pipe for heat exchanger, by the expansion of hydraulic pipe, the dimensional precision is high and the rupture does not occur. There is an effect to increase.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 파이프 제작방법에 적용되는 하이드로 포밍 금형의 측 단면도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 파이프 제작방법에 따른 단계별 공정도이다. Figure 3 is a side cross-sectional view of a hydroforming mold applied to the heat exchanger pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figures 4 to 8 is a step-by-step process diagram according to the heat exchanger pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
단, 본 발명의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.However, in describing the configuration of the present invention, the same components as those in the prior art will be described with the same reference numerals.
먼저, 본 실시예의 열교환기용 파이프 제작방법에 따라 제작되는 파이프는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 열교환기(10)용 외부 파이프(30)와 내부 파이프(20) 중, 외주면에 나선형 홈(31)을 형성하는 내부 파이프(20)를 적용하였으며, 하이드로 포밍 공법이 적용된다. First, the pipe manufactured according to the heat exchanger pipe manufacturing method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
본 실시예에 따른 열교환기용 파이프 제작방법을 상기 내부 파이프(20)의 제작공정에 적용하기 위해서는, 먼저, 도 3에서 도시한 바와 같은 하이드로 포밍 금형(40)을 구성한다.In order to apply the heat exchanger pipe manufacturing method according to the present embodiment to the manufacturing process of the
즉, 상기 하이드로 포밍 금형(40)은 상형(41)과 하형(42)으로 구성되는데, 상기 상형(41)과 하형(42)은 그 각각의 성형면(F)에 일정폭으로 서로 연결되는 나선형 돌기(D)를 길이방향을 따라 형성한다. That is, the
또한, 상기 상형(41)과 하형(42)의 각 성형면(F) 상의 나선형 돌기(D)의 양단에는 서로 연결된 상태로 원형을 이루는 라운드형 돌기(R)를 형성하여 성형면(F)을 구성하게 된다.In addition, both ends of the spiral protrusion D on each of the forming surface (F) of the
여기서, 상기한 상형(41)과 하형(42) 상의 나선형 돌기(D)가 형성되는 성형면(F)은 복수의 성형품을 성형할 수 있도록 양측에 동일한 형상으로 추가 구성할 수 있으며, 금형의 사이즈에 따라 결정하여 한 번의 하이드로 포밍 공정으로 적어도 2개 이상의 성형품을 생산할 수 있다.Here, the molding surface (F) in which the spiral protrusion (D) on the
이어서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 하형(42) 상에는 상기 내부 파이프(20)의 소재가 되는 원형단면의 파이프(43)를 삽입하여 공급하게 된다. Subsequently, as shown in FIG. 4, a
그리고, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 하형(42)에 상형(41)을 합형하고, 동시에 양측 액압 실린더(44,45)를 구동하여 각각의 액추얼 펀치(46,47)의 선단을 상기 파이프(43)의 양단에 각각 설치하여 시일링과 동시에, 축압을 가하게 된다. As shown in FIG. 5, the
이러한 상태로, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 양측 액추얼 펀치(46,47)의 축압과 함께, 좌측 액추얼 펀치(46)를 통하여 상기 파이프(43)의 내부로 액압을 공급하여 파이프(43) 내부에서 면압에 의해 상기 상형(41)과 하형(42)에 각각 형성된 각 성형면(F)을 따라 상기 파이프(43)가 확관되도록 하여 성형시키게 된다. In this state, as shown in FIG. 6, the hydraulic pressure is supplied to the inside of the
이때, 상기 상형(41)과 하형(42)의 성형면(F) 상의 나선형 돌기(D)는 상기 내부 파이프(20)의 외주면에 형성되는 나선형 홈(31)을 성형하고, 상기 나선형 돌 기(D)의 양단부에 형성되는 라운드형 돌기(R)는 상기 내부 파이프(20)의 나선형 홈(31) 양단에 연결되어 열교환기(10)용 외부 파이프(30)의 입,출구 파이프(IP,OP)에 대응하여 유로(L)를 연결하도록 라운드형 홈(33)을 성형한다.At this time, the spiral protrusion (D) on the forming surface (F) of the
이와 같이, 액압에 의해 상기 파이프(43)의 확관 성형이 완료되면, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 파이프(43) 내부의 액압을 제거하고, 상기 상형(41)을 상승시켜 상기 확관 성형이 완료된 파이프 성형품을 하형(42)으로부터 취출한다.As such, when expansion of the
이어서, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 파이프 성형품의 양단부를 사양에 맞게 절단 가공하여 외주면에 나선형 홈(31)과 라운드 홈(33)을 성형한 열교환기(10)용 내부 파이프(20)를 완성하게 된다. Subsequently, as shown in FIG. 8, the
따라서 상기한 바와 같은 열교환기용 파이프 제작방법에 의하면, 하이드로 포밍용 금형(40)의 성형면(F)에 서로 연결되는 나선형 돌기(D)와 라운드형 돌기(R)가 원형단면의 파이프(43)를 액압에 의한 고른 확관 성형으로 치수 정밀도가 높은 열교환기(10)용 내부 파이프(20)를 제작할 수 있도록 한다. Therefore, according to the pipe manufacturing method of the heat exchanger as described above, the spiral projection (D) and the round projection (R) connected to each other in the forming surface (F) of the
한편, 상기한 열교환기(10)용 내부 파이프(20)의 제작을 툴을 이용한 가공이 아닌, 액압에 의한 확관 성형으로 진행하여 내부 파이프(20)의 손상이나 파손을 최소화하며, 더욱 안정적인 성형품질을 보장한다. On the other hand, the production of the
또한, 하이드로 포밍 금형(40)의 사이즈에 따라 복수의 성형면(F)을 구성하여 한번의 성형으로 다수개의 열교환기(10)용 내부 파이프(20)를 제작할 수 있으며, 성형시간이 짧아 생산성을 높일 수 있다.In addition, by forming a plurality of forming surfaces (F) according to the size of the
한편, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제작되는 다른 사양의 열 교환기용 내부 파이프의 측면도로써, 도 9의 내부 파이프(20)는 상기 하이드로 포밍 금형(40)의 성형면(F)의 설계 변경을 통하여 라운드형 홈(33)을 삭제한 사양의 예이며, 도 10의 내부 파이프(20)도 상기 하이드로 포밍 금형(40)의 성형면(F)의 설계 변경을 통하여 라운드형 홈(33)을 삭제한 다른 사양의 예이다.Meanwhile, FIGS. 9 to 11 are side views of inner pipes for heat exchangers having different specifications manufactured according to embodiments of the present invention, wherein the
또한, 도 11의 내부 파이프(20)는 상기 하이드로 포밍 금형(40)의 성형면(F)의 설계 변경을 통하여 라운드형 홈(33)은 포함하나, 절단부의 직경이 전체 내부 파이프(20)와 동일한 직경으로 형성되는 사양의 예를 도시하였다.In addition, the
도 1은 일반적인 차량용 에어컨 시스템의 계통도이다. 1 is a system diagram of a general vehicle air conditioner system.
도 2는 일반적인 차량용 에어컨 시스템에 적용되는 열교환기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a heat exchanger applied to a general vehicle air conditioner system.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 파이프 제작방법에 적용되는 하이드로 포밍 금형의 측 단면도이다. 3 is a side cross-sectional view of a hydroforming mold applied to a pipe manufacturing method for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 파이프 제작방법에 따른 단계별 공정도이다. 4 to 8 is a step-by-step process diagram according to the manufacturing method for the heat exchanger pipe according to an embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제작되는 다른 사양의 열교환기용 내부 파이프의 측면도이다. 9 to 11 are side views of inner pipes for heat exchangers of another specification produced according to an embodiment of the invention.
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