KR20130001544A - 이중파이프 제조방법 및 이에 의한 이중파이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내측유체를 안내하는 내부파이프 및 내부파이프와 함께 외측유체를 안내하도록 내부파이프를 둘러싸는 외부파이프로 이루어지는 이중파이프의 제조방법 및 이에 의한 이중파이프에 관한 것이다. 본 발명은 내측유체가 관류하는 내부파이프의 양단의 일부분을 제외한 내부파이프의 외주면에 나선형의 나선홈을 형성하는 내부파이프성형단계; 상기 나선홈의 일단 및 타단에 이격된 상태로 나선홈의 일단 및 타단을 커버하도록, 상기 내부파이프의 외경과 동일한 내경을 갖는 외부파이프의 양단 일부분의 내경을 확장시켜서 복수의 확관부를 형성하는 외부파이프성형단계; 상기 외부파이프의 확관부에 외측유체가 유입 및 유출되도록 입출구를 형성하는 입출구성형단계; 상기 외부파이프의 내주면이 내부파이프의 외주면에 접촉되어 나선홈이 감싸져서 상기 내부파이프에서 관류하는 내측유체와 열교환되는 외측유체가 상기 나선홈을 따라 관류되도록, 외부파이프에 상기 내부파이프를 삽입시키는 파이프삽입단계; 상기 내부파이프가 상기 외부파이프에 삽입되어 내장된 상태에서 외부파이프의 양단을 제각기 가압하여 내부파이프 및 외부파이프 양단을 일체적으로 결합시키는 파이프결합단계;를 포함한다.

Description

이중파이프 제조방법 및 이에 의한 이중파이프{METHOD OF MANUFACTURING THE DOUBLE-WALL PIPE AND DOUBLE-WALL PIPE THEREOF}
본 발명은 내측유체를 안내하는 내부파이프 및 내부파이프와 함께 외측유체를 안내하도록 내부파이프를 둘러싸는 외부파이프로 이루어지는 이중파이프의 제조방법 및 이에 의한 이중파이프에 관한 것이다.
일반적으로 이중파이프(double-wall pipe)는 냉동사이클에 적용되어 사용되고 있다.
일본특허공개공보 제2007-155247호에 제안된 이중파이프 및 그 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 내부파이프(1) 및 상기 내부파이프(1)와 함께 유로를 형성하도록 상기 내부파이프(1)를 둘러싸는 외부파이프(2)를 포함한다.
이러한, 종래의 이중파이프는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부파이프(1)의 내부를 점선의 화살표방향으로 흐르는 내측유체와 상기 내부파이프(1)와 외부파이프(2) 사이의 유로(4)를 흐르는 외측유체 간의 열교환을 실행할 수 있다.
여기서, 종래의 이중파이프는 도 2에 도시된 바와 같이 내부파이프(1)와 외부파이프(2)를 결합하는 과정에서 외부파이프(2)의 외측을 가압하여 코깅부(3)를 형성하여 내부파이프(1)와 외부파이프(2)가 일체적으로 결합될 수 있다.
그러나, 종래의 이중파이프는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가압에 의해 형성되는 코깅부(3)에 의해 내부파이프(1)의 내측면에 링형태의 돌기(3a)가 형성됨에 따라 돌기(3a)에 의해 내부파이프(1)의 내측면에서 오리피스현상이 발생되어 전술한 내측유체가 원활하게 흐르지 못하는 문제점이 있다.
더욱이, 종래의 이중파이프는 내측유체 및 외측유체 간의 열교환이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점도 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내부파이프와 외부파이프의 결합시 내부파이프의 내측면에 돌출되는 돌기의 면적을 최소화하여 유체가 원활하게 흐르도록 할 수 있는 이중파이프 제조방법 및 이에 의한 이중파이프를 제공하는 것이 그 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내측유체가 관류하는 내부파이프의 양단의 일부분을 제외한 내부파이프의 외주면에 나선형의 나선홈을 형성하는 내부파이프성형단계; 상기 나선홈의 일단 및 타단에 이격된 상태로 나선홈의 일단 및 타단을 커버하도록, 상기 내부파이프의 외경과 동일한 내경을 갖는 외부파이프의 양단 일부분의 내경을 확장시켜서 복수의 확관부를 형성하는 외부파이프성형단계; 상기 외부파이프의 확관부에 외측유체가 유입 및 유출되도록 입출구를 형성하는 입출구성형단계; 상기 외부파이프의 내주면이 내부파이프의 외주면에 접촉되어 나선홈이 감싸져서 상기 내부파이프에서 관류하는 내측유체와 열교환되는 외측유체가 상기 나선홈을 따라 관류되도록, 외부파이프에 상기 내부파이프를 삽입시키는 파이프삽입단계; 상기 내부파이프가 상기 외부파이프에 삽입되어 내장된 상태에서 외부파이프의 양단을 제각기 가압하여 내부파이프 및 외부파이프 양단을 일체적으로 결합시키는 파이프결합단계;를 포함한다.
상기 내부파이프성형단계는, 상기 내부파이프의 외주면에 형성되는 나선형의 나선홈이 적어도 2조 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 파이프결합단계는, 상기 외부파이프의 내주면에 점형태의 돌기가 형성되고 상기 내부파이프의 외주면에 상기 돌기와 대응되는 홈이 형성되어 서로 점접촉상태로 결합되도록, 외부파이프 외주면의 적어도 2곳을 외부파이프의 측방에서 점형태로 가압하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 내부파이프와 외부파이프의 결합시 내부파이프의 내측면에 돌출되는 돌기의 면적을 최소화하여 유체가 원활하게 흐르도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 이중파이프를 보인 단면도.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대 도시한 부분 단면도.
도 3은 종래의 이중파이프 내부를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 제조과정을 보인 도면.
도 5는 본 발명의 이중파이프를 보인 단면도.
도 6은 4의 "b"부분을 확대 도시한 부분 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 이중파이프의 내부를 보인 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부파이프에 나선홈이 2조로 형성된 상태를 보인 도면.
이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 내부파이프성형단계; 외부파이프성형단계; 입출구성형단계; 파이프삽입단계; 파이프결합단계;를 포함한다.
내부파이프성형단계는 도 4의 (10)에 도시된 바와 같이 내측유체가 관류하는 내부파이프(10)의 양단의 일부분을 제외한 내부파이프(10)의 외주면에 나선형의 나선홈(11)을 형성한다. 여기서, 나선홈(11)은 외측유체를 내부파이프(10)의 외주면에 전체적으로 안내하므로, 내부파이프(10)에서 관류하는 내측유체의 층류현상을 방지하면서 내측유체와 외측유체의 열교환이 가속화되면서 이루어질 수 있다.
그리고, 내부파이프(10)는 미도시된 증발기에서 공급되는 내측유체인 저압의 냉매를 관류시켜서 미도시된 압축기로 안내할 수 있다. 또한, 나선홈(11)은 미도시된 응축기에서 공급되는 외측유체인 고압의 냉매를 미도시된 팽창밸브로 공급할 수 있다.
외부파이프성형단계는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 나선홈(11)의 일단 및 타단에 이격된 상태로 나선홈(11)의 일단 및 타단을 커버하도록, 상기 내부파이프(10)의 외경과 동일한 내경을 갖는 외부파이프(20)의 양단 일부분의 내경을 확장시켜서 복수의 확관부(21)를 형성한다.
입출구성형단계는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 외부파이프(20)의 확관부(21)에 외측유체가 유입 및 유출되도록 입출구(23)를 형성한다. 여기서, 입출구(23)는 도 5에 도시된 바와 같이 외부의 외측유체를 유입 및 배출을 안내하도록 연장관(24)들이 제각기 연결될 수 있다.
파이프삽입단계는 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 외부파이프(20)의 내주면이 내부파이프(10)의 외주면에 접촉되어 나선홈(11)이 감싸져서 상기 내부파이프(10)에서 관류하는 내측유체와 열교환되는 외측유체가 상기 나선홈(11)을 따라 관류되도록 외부파이프(20)에 상기 내부파이프(10)를 삽입시킨다.
파이프결합단계는 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 상기 내부파이프(10)가 상기 외부파이프(20)에 삽입되어 내장된 상태에서 외부파이프(20)의 양단을 제각기 가압하여 내부파이프(10) 및 외부파이프(20) 양단을 일체적으로 결합시킨다.
상기 파이프결합단계는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외부파이프(20)의 내주면에 점형태의 돌기(31)가 형성되고 상기 내부파이프(10)의 외주면에 상기 돌기(31)와 대응되는 홈(33)이 형성되어 서로 점접촉상태로 결합되도록, 외부파이프(20) 외주면의 적어도 2곳 내지 4곳에서 미도시된 핀부재를 외부파이프(20)의 측방에서 외부파이프(20)의 중심을 향해 가압하거나 펀칭하는 것이 바람직하다.
이와 달리, 파이프결합단계는 내부파이프(10) 및 외부파이프(20)를 스폿용접하여 결합시킬 수도 있다. 여기서, 내부파이프(10)는 스폿용접에 의해 내부파이프(10) 및 외부파이프(20)가 결합되는 경우, 내측면에 후술되는 내측돌기(30)가 형성되지 않는다. 따라서, 내부파이프(10)는 내측유체를 저항없이 일측에서 타측으로 안내할 수 있다.
따라서, 내부파이프(10)는 돌기(31)와 홈(33)에 의해 내주면에 점형태로 내측돌기(30)가 형성된다. 이러한, 내측돌기(30)는 종래기술과 달리 내부파이프(10)의 내주면에 도 2에 도시된 내주면에 링형태의 돌기(3a)가 형성되지 않아서 오리피스현상이 발생되지 않는다. 따라서, 내측돌기(30)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 내부파이프(10)의 내주면에 적어도 2개가 이격된 상태로 형성되므로 내부파이프(10)에 관류하는 내측유체의 흐름을 거의 방해하지 않는다.
이와 같이 전술한 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 이중파이프는 공조장치에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부파이프성형단계는 도 8의 우측에 도시된 바와 같이 내부파이프(10)의 외주면에 형성되는 나선형의 나선홈(11)이 적어도 2조 이상 형성된다. 여기서, 나선홈(11)은 서로 이격된 상태로 2조 내지 4조로 형성될 수 있고, 좌선이나 우선으로 나선방향이 형성될 수 있다.
이러한, 나선홈(11)은 2조 이상 내부파이프(10)의 외주면에 형성된 경우 도 8의 좌측에 도시된 다른 내부파이프(10)에 형성된 나선홈(11a)의 길이보다 전체길이가 약 50% 정도로 짧게 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 나선홈(11)은 다른 나선홈(11a)의 완만하게 형성된 경사보다 급하게 형성되므로 외측유체가 나선홈(11a)보다 빠르게 관류하게 된다.
즉, 전술한 외측유체인 고압의 냉매는 내부파이프(10)의 외주면에 2조로 형성된 나선홈(11)을 따라 도 8의 우측에 실선과 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 양분된 상태로 빠르게 관류하게 된다. 이때, 외측유체인 고압의 냉매는 2조의 나선홈(11)에 의해 내부파이프(10)의 내부에 관류하는 내측유체인 저압의 냉매와 열교환되는 시간이 도 8의 좌측에 도시된 다른 내부파이프(10)에 하나로 형성된 나선홈(11a)에 의해 열교환 되는 시간과 거의 동일하다.
따라서, 외측유체는 2조로 형성되는 나선홈(11)을 관류하는 경우 하나로 형성된 나선홈보다 동일한 양으로 빠르게 관류하면서 도 8의 좌측에 도시된 하나의 나선홈(10)을 관류하는 시간만큼 내측유체와 열교환이 이루어지므로 열교환의 효율이 증대될 수 있다. 즉, 외측유체는 하나의 나선홈(10)을 관류하는 양만큼 하나의 나선홈(10)을 관류하는 시간보다 빠르게 관류하므로 짧은 시간에 동일한 양이 열교환됨에 따라 열교환의 효율이 증대되는 것은 자명한 것이다.
이와 같이, 본 발명의 이중파이프 제조방법에 의해 제조된 이중파이프는 에어컨의 열교환기에 적용되는 경우 열교환기의 열교환 효율이 증대되므로, 이에 따라 에어컨의 성능이 향상될 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 내부파이프
11 : 나선홈
20 : 외부파이프
21 : 확관부

Claims (4)

  1. 내측유체가 관류하는 내부파이프(10)의 양단의 일부분을 제외한 내부파이프(10)의 외주면에 나선형의 나선홈(11)을 형성하는 내부파이프성형단계;
    상기 나선홈(11)의 일단 및 타단에 이격된 상태로 나선홈(11)의 일단 및 타단을 커버하도록, 상기 내부파이프(10)의 외경과 동일한 내경을 갖는 외부파이프(20)의 양단 일부분의 내경을 확장시켜서 복수의 확관부(21)를 형성하는 외부파이프성형단계;
    상기 외부파이프(20)의 확관부(21)에 외측유체가 유입 및 유출되도록 입출구(23)를 형성하는 입출구성형단계;
    상기 외부파이프(20)의 내주면이 내부파이프(10)의 외주면에 접촉되어 나선홈(11)이 감싸져서 상기 내부파이프(10)에서 관류하는 내측유체와 열교환되는 외측유체가 상기 나선홈(11)을 따라 관류되도록, 외부파이프(20)에 상기 내부파이프(10)를 삽입시키는 파이프삽입단계;
    상기 내부파이프(10)가 상기 외부파이프(20)에 삽입되어 내장된 상태에서 외부파이프(20)의 양단을 제각기 가압하여 내부파이프(10) 및 외부파이프(20) 양단을 일체적으로 결합시키는 파이프결합단계;를 포함하는 이중파이프 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부파이프성형단계는,
    상기 내부파이프(10)의 외주면에 형성되는 나선형의 나선홈(11)이 적어도 2조 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 이중파이프 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 파이프결합단계는,
    상기 외부파이프(20)의 내주면에 점형태의 돌기가 형성되고 상기 내부파이프(10)의 외주면에 상기 돌기와 대응되는 홈이 형성되어 서로 점접촉상태로 결합되도록, 외부파이프(20) 외주면의 적어도 2곳을 외부파이프(20)의 측방에서 점형태로 가압하는 것을 특징으로 하는 이중파이프 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 의한 이중파이프 제조방법에 의해 제조된 이중파이프.
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