KR20140023580A - 차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들과, 한 쌍의 헤더파이프들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브들과, 튜브들 사이에 배치된 복수개의 방열핀들을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기에 있어서, 튜브와, 헤더파이프와, 방열핀은 브레이징 후 각각 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액을 통하여 형성된 코팅층을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기를 제공한다.
따라서 튜브에 고비용의 내식 합금을 사용하지 않고 일반 알루미늄재를 사용하기 때문에 제조비용을 절감할 수 있으며, 튜브에 아연을 용사 하지 않기 때문에, 제조비용뿐만 아니라 작업성도 향상시킬 수 있고, 응축기의 각 부품에 대하여 부식방지를 위한 최소한의 내압조건이 만족하는 두께로 낮출 수 있으며, 품질향상은 물론 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법 {Condenser for air conditioning apparatus of vehicle and manufacturing method of the same}

본 발명은 차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조가 용이하고 작업성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 표면처리절차로도 내식성이 좋은 고품질의 응축기를 제조할 수 있는 차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공기조화장치의 응축기(50)는, 압축기로부터 고압고압의 냉매가 유입되어 더 낮은 온도의 주위 공기와 열교환하여 액상의 냉매로 변환시키는 역할을 하며, 도 1에 나타난 바와 같이, 서로 이격되게 배치되고 냉매가 유입 및 유출되는 한 쌍의 헤더파이프(10)들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프(10)들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브(20)들과, 상기 튜브(20)들 사이에 배치된 복수개의 방열핀(30)들을 포함하며 설명부호 40은 리시버 드라이어를 나타낸다. 한편, 상기한 차량용 공기조화장치의 응축기에 대한 기술의 예로 대한민국 공개특허 제2010-0007619호의 차량용 응축기가 개시된 바 있다.

한편, 상기한 응축기(50)의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로, 종래에는 부품을 고가인 고내식 합금소재, 가령 Al-Mn계 합금을 적용하거나, 각 부품에 희생부식층을 얻기 위하여 아연을 용사하는 별도의 공정을 실시하는 방법을 채택하고 있다.

그런데, 상기한 종래의 응축기 내식성을 향상시키는 방법은, 고가인 고내식 합금소재를 적용하는 경우 제조비용이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, Al-Mn계 합금의 경우 압출성이 좋지 않아 생산성 또한 좋지 않는 문제점이 있었다.

또한, 응축기의 부품에 아연을 용사하는 경우 아연량 관리가 어려워 제조하기가 까다로울 뿐만 아니라, 경우에 따라 필요이상으로 두껍게 도포되거나, 특정 부분으로만 아연이 도포되는 등 제조하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은, 고내식 합금을 사용하지 않을 뿐만 아니라 아연을 용사하지 않음으로써, 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제조가 용이하고 고품질의 응축기를 제조할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브들과, 상기 튜브들 사이에 배치된 복수개의 방열핀들을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기에 있어서, 브레이징이 완료된 상기 튜브와, 상기 헤더파이프와, 상기 방열핀은 각각 Cr계와 Zr계의 혼합 조성액으로 표면처리되어 형성된 코팅층을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브들과, 상기 튜브들 사이에 배치된 복수개의 방열핀들을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법에 있어서, 상기 헤더파이프들과, 상기 방열핀과 상기 튜브를 각각 제조 후 가조립하여 브레이징하는 단계; 및 상기 헤더파이프들과 상기 방열핀과 상기 튜브의 표면에 Cr계와 Zr계의 혼합 조성액으로 표면처리하여 내식성의 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액 온도가 50℃ 내지 65℃범위로 표면처리되고, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액 pH가 3pH 내지 5pH 범위인 것이 바람직하다.

한편, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액은, 상기 Cr계와 Zr계의 중량혼합비율이 1:0.5~2인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 고비용의 내식 합금을 사용하지 않고 일반 알루미늄재를 이용하기 때문에 제조비용을 절감할 수 있다.

둘째, 아연용사를 하지 않기 때문에, 제조비용뿐만 아니라 작업성도 향상시킬 수 있다.

셋째, 응축기의 각 부품에 대하여 부식방지를 위한 최소한의 내압조건이 만족하는 두께로 낮출 수 있으며, 품질향상은 물론 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공기조화장치의 응축기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기의 구조를 나타내기 위한 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기의 제조방법을 나타내는 절차도이다.
도 4는 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리온도에 따른 부착율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 응축기의 제조방법에서 pH에 따른 부착율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리시간에 따른 부착율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리 혼합액의 Cr계와 상기 Zr계 혼합액의 혼합비에 따른 부착율을 나타내는 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기(50; 이하 '응축기'라 한다)는, 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프(10)들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프(10)들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브(20)들과, 상기 튜브(20)들 사이에 배치된 복수개의 방열핀(30)들을 포함한다. 여기서, 상기한 헤더파이프(10)와, 튜브(20)들과, 방열핀(30)에 대한 상세한 설명은 전술한 도 1의 응축기의 구성과 대응되므로 생략하기로 하며, 이하에서는 이와 대별되는 구성을 중점적으로 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기의 구조를 나타내기 위한 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 응축기(50)에서 상기 튜브(20)와, 상기 헤더파이프(10)와, 상기 방열핀(30)은 각각 일반 알루미늄 재질로 형성되어 있다. 상세하게, 상기 튜브(20)는 알루미늄 10계열(Al 99%이상)의 합금 재질로 형성되며, 상기 헤더파이프(10)와 상기 방열핀(30)은 알루미늄 30계열(Al-Mn계)의 합금 재질로 형성되어 있다.

한편, 상기 튜브(20)와, 상기 헤더파이프(10)와, 상기 방열핀(30)은 냉매누설과 관련된 구성인 만큼, 각각의 표면에 내식성을 부여하는 코팅층(60)을 포함하고 있다.

상기 코팅층(60)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 코팅층(60)은 Cr계 조성액과 Zr계 조성액 성분을 주성분으로 하는 혼합 조성액으로 표면처리를 실시하여 형성된다. 이때, 상기 혼합 조성액은, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액의 혼합비율을 1:0.5~2로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하는 응축기의 제조방법에서 상세히 살펴보기로 한다.

상기한 바와 같이, 상기 응축기(50)의 튜브(20)는, 종래의 고내식성 합금인 30계열(Al-Mn계)의 합금을 사용하지 않고, 10계열(Al 99%이상)의 합금을 사용하기 때문에 비용절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있음은 물론, 압출성이 좋아 제조공정상의 제약으로부터 벗어날 수 있다.

또한, 종래의 고내식성 합금인 30계열(Al-Mn계)의 합금 압출튜브의 경우에도 희생부식층을 얻기 위하여 아연을 용사하여야 하는 반면, 상기 튜브(20)는 일반 10계열(Al 99%이상)의 합금 재질로 형성되어 표면처리를 하기 때문에, 아연을 용사하지 않아도 되어 제조 시 튜브 표면의 아연 부착량 관리 등과 같은 까다로운 작업을 하지 않아도 되어 작업성이 좋다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 응축기의 제조방법을 나타내는 절차도이다. 또한, 도 4는 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리온도에 따른 부착율을 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 3의 응축기의 제조방법에서 pH에 따른 부착율을 나타내는 그래프이며, 도 6은 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리시간에 따른 부착율을 나타내는 그래프이며, 도 7은 도 3의 응축기의 제조방법에서 표면처리 혼합액의 Cr계와 Zr계 혼합 조성액의 혼합비에 따른 부착율을 나타내는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 상기 응축기(50)의 제조방법은, 상기 헤더파이프(10)들과, 상기 방열핀(30)과 상기 튜브(20)를 가조립 한 후 브레이징하여 응축기를 제조하는 단계(S10)와, 상기 응축기의 표면에 코팅층(60)을 형성하는 단계(S20)를 포함한다.

상기 응축기를 제조하는 단계(S10)는, 알루미늄을 이용하여 상기 헤더파이프(10)들과, 상기 방열핀(30)과 상기 튜브(20)를 각각 제조하는 단계(S11)와, 각각의 상기 헤더파이프(10)들과, 상기 방열핀(30)과 상기 튜브(20)를 가조립하는 단계(S12)와, 가조립된 상기 구성들을 브레이징 하는 단계(S13)를 포함한다.

여기서, 상기 튜브(20)는 알루미늄 10계열의 합금재질로 이루어지고, 상기 헤더파이프(10)와 상기 방열핀(30)은 알루미늄 30계열 합금재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 상기한 응축기를 제조하는 단계(S10)는 공지의 응축기 제조방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 코팅층(60)을 형성하는 단계(S20)는, 브레이징이 완료된 상기 응축기에 표면처리를 실시하여 내식성의 코팅층(60)을 형성하는 단계이다.

상세하게, 상기 코팅층(60)을 형성하는 단계(S20)는, 탈지 및 전처리단계(S21)와, 표면처리단계(S22)와, 건조단계(S23)를 포함한다. 여기서, 상기 탈지 및 전처리단계(S21)와, 건조단계(S23)는 공지의 응축기의 제조방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 이와 대별되는 상기 표면처리단계(S22)에 대하여 중점적으로 살펴보기로 한다.

상기 표면처리단계(S22)는, 상기 헤더파이프(10)들과 상기 방열핀(30)과 상기 튜브(20)의 표면에 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액으로 표면처리를 실시하여 상기 코팅층(60)을 형성하는 단계이다. 도 4를 참조하면, 표면처리는 표면처리온도를 50℃ 내지 65℃의 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 이는, 65℃에서 표면처리를 실시할 경우 부착율 100%라면, 55℃에서는 70% 수준의 피막부착율을 얻기 때문이며, 반면 50℃에서 처리하는 경우에는 부착율이 50% 수준으로 부착되기 때문으로, 따라서 표면처리를 통한 내식성 향상효과를 발휘하기 위해서는 표면처리온도를 50℃~65℃ 범위 내에서 표면처리하는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 상기 표면처리단계(S22)는, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액의 pH가 3pH 내지 5pH의 범위가 바람직하다. 이는, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액 성분의 혼합 조성액의 pH가 부착량에 미치는 영향은 다소 미미하지만 4.5pH를 부착율 100%라고 하면, 상기 혼합액의 pH가 3pH 미만인 경우 부착율이 70%수준이고, 상기 혼합액의 pH가 5pH 초과인 경우 부착율이 80%이기 때문이다. 한편, 표면처리 시 최대의 부착율을 얻을 수 있는 조건은 도면에 나타난 바와 같이 pH가 4.5pH, 표면온도가 65℃ 일 경우이다.

또한, 도 6을 참조하면, 상기 표면처리단계(S22)는, 표면처리시간을 1분30초 내지 2분30초 내에서 실시하는 것이 바람직하다. 이는, 표면처리시간을 2분의 경우 부착율 100%으로 하였을 때 1분 미만일 경우 부착율이 40%로 감소하고, 3분 초과할 경우 부착율이 70%로 감소되므로, 비용 상승 및 효과 감소를 야기하기 때문이다.

또한, 도 7을 참조하면, 상기 표면처리단계(S22)는, 상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 중량혼합 비율이 1: 0.5~2로 하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는, Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액 혼합비율이 1.5인 경우 부착량율 100%로 기준을 두었을 때, 혼합비율이 1 미만인 경우와, 2 초과인 경우에는 부착율이 50% 수준으로 떨어지기 때문이다.

상기한 바와 같이, 상기 응축기(50)의 제조방법은, 희생부식 전위(갈바닉 전위)를 고려하지 않고, 또한 아연용사를 실시하지 않기 때문에 제조비용 저감 뿐만 아니라 제조에 따른 작업성도 향상시킬 수 있으며, 간단한 표면처리를 고 내식성의 코팅층을 형성함으로써 품질향상은 물론 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10... 헤더파이프 20... 튜브
30... 방열핀 50... 응축기
60... 코팅층

Claims (7)

1. 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브들과, 상기 튜브들 사이에 배치된 복수개의 방열핀들을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기에 있어서,
   브레이징이 완료된 상기 튜브와, 상기 헤더파이프와, 상기 방열핀은 각각 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액으로 표면처리되어 형성된 코팅층을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 Cr계 조성액과, Zr계 조성액의 혼합 조성액은,
   상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 중량혼합 비율이 1:0.5~2인 차량용 공기조화장치의 응축기.
3. 서로 이격되게 배치된 한 쌍의 헤더파이프들과, 상기 한 쌍의 헤더파이프들에 양단부가 삽입되고 상하방향으로 간격을 두고 서로 이격되게 적층 배치된 복수개의 튜브들과, 상기 튜브들 사이에 배치된 복수개의 방열핀들을 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법에 있어서,
   상기 헤더파이프들과, 상기 방열핀과 상기 튜브를 각각 제조 후 가조립하여 브레이징하는 단계; 및
   상기 헤더파이프들과 상기 방열핀과 상기 튜브의 표면에 Cr계 조성액과 Zr계조성액의 혼합 조성액으로 표면처리하여 내식성의 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 코팅층을 형성하는 단계는,
   상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액 온도가 50℃ 내지 65℃범위로 표면처리되는 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 코팅층을 형성하는 단계는,
   상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액 pH가 3pH 내지 5pH 범위인 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 코팅층을 형성하는 단계는,
   표면처리시간이 1분30초 내지 2분30초 범위인 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 코팅층을 형성하는 단계는,
   상기 Cr계 조성액과 Zr계 조성액의 혼합 조성액의 중량혼합비율이 1: 0.5~2인 차량용 공기조화장치의 응축기 제조방법.

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