KR20180137943A - 열교환기의 튜브 결속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핀부가 결합된 튜브를 와이어로 결속하여 튜브 및 핀부의 변형을 방지함은 물론 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하는 구성의 간소화로 생산성을 증대시키면서 원가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 지그 조립체의 적재공간이 필요하지 않아 공간의 효율성을 증대시킬 수 있도록 하는 열교환기의 튜브 결속장치에 관한 것이다.

Description

열교환기의 튜브 결속장치{Tube binding device of heat exchanger}

본 발명은 열교환기의 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 핀부가 결합된 튜브를 와이어로 결속하여 튜브 및 핀부의 변형을 방지함은 물론 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하는 구성의 간소화로 생산성을 증대시키면서 원가를 절감할 수 있도록 하는 열교환기의 튜브 결속장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 기체상태의 냉매를 고온·고압의 액체상태로 압축하여 순환력을 제공하는 압축기(Compressor)와, 외기와 열교환(열방출)을 이루면서 압축된 냉매를 모세관을 통과시키며 저온·저압으로 상변화시키는 개피라리튜브(Capillary tube)와, 저온·저압의 냉매를 통과시키며 열교환(열흡수)을 이루고 기체상태로 상변화시켜 압축기로 송환하는 증발기(Evaporator)가 순환적으로 순환되는 냉동사이클을 구비한다.

상기 냉동사이클을 형성하는 각각의 구성요소들 중 응축기와 증발기는 외부의 공기를 강제로 순환시키면서 열을 흡수하여 외부로 방출시키도록 높은 열교환효율을 요구하는 열교환기가 설치되는데, 상기 열교환기는 통상적으로 냉매 유입 파이프로 유입된 냉매가 헤더파이프를 경유하여 방열튜브를 순차적으로 경유한 후, 냉매 토출 파이프로 토출되면서 방열핀에 열이 전달됨으로써 방열이 이루어진다.

상기 열교환기는 한 쌍의 헤더파이프 사이에 복수의 튜브가 배열되고, 상기 튜브 사이에 핀부가 배열되도록 조립되어 지그 조립체에 장착된 후, 용융로로 이동시키면 각 부품에 도포된 도포재에 의해 각 부품의 연결부분이 용융접합함으로써 고정된다.

상기 지그 조립체는 열교환기의 변형을 방지하는 구성으로 대한민국 등록특허공보 제10-1554346호에 열교환기 브레이징용 지그 조립체가 등록된 바 있다.

선 등록된 특허는 일정 길이의 지지파이프에 복수의 지지프레임을 일정간격으로 장착하고, 상기 복수의 지지프레임에 안내파이프를 안착시킨 지그 조립체에 열교환기를 안착시켜 유동을 방지함으로써 튜브 및 핀부의 변형을 방지할 수 있었다.

그러나 선 등록된 특허는 지그 조립체의 크기를 조절할 수 없으므로 제품 크기 즉, 제품군에 맞는 지그 조립체를 각각 제작하여야 하는 번거로움과 제작된 지그 조립체의 적재시 많은 적재공간을 필요로 하므로 공간의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 지그 조립체의 반복 사용에 따른 지그 조립체 표면이 산화되어 제품의 오염이 발생하므로 제품(열교환기)의 불량률이 증가하는 문제점이 있었고, 오염된 제품의 지그 조립체의 표면을 세척하여 사용하므로 작업능률이 떨어져 생산성이 감소되는 문제점이 있었다.

또한, 일정기간 사용된 지그 조립체는 폐기하고, 다시 제작하여 사용하여야 하므로 유지관리가 어려울 뿐만 아니라 제작 비용이 증가하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1554346호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하여 유동을 방지하므로 튜브 및 핀부의 변형을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 핀부가 장착된 튜브를 지그 조립체가 아닌 와이어로 결속시켜 고정하므로 지그 조립체의 적재공간이 필요하지 않아 공간의 효율성을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하는 구성의 간소화로 생산성을 증대시킬 뿐만 아니라 제조비용이 감소되어 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명 열교환기의 튜브 결속장치는,

와이어 공급부와;

상기 와이어 공급부에서 공급되는 와이어가 다수의 롤러를 경유하면서 직선으로 형성되도록 하는 와이어 직선부와;

상기 와이어 직선부에서 공급되는 와이어를 제어부의 제어에 따라 전·후 방향으로 이동하면서 와이어 결속부에 와이어를 공급하거나 절단된 와이어 선단부가 와이어 결속부에서 이탈되도록 하는 와이어 피더와;

상기 와이어 피더로부터 공급되는 와이어로 핀부가 장착된 열교환기의 튜브를 결속하는 와이어 결속부를 포함하여 구성된다.

상기 와이어 피더는, 피더본체와; 상기 피더본체 상면에 와이어를 잡을 수 있도록 설치되는 클램프를 포함하여 구비된다.

상기 와이어 결속부는, 본체와; 상기 본체의 하단부에 결속안내지그로 공급된 와이어를 절단하는 커팅부와; 상기 커팅부에 의해 절단되면서 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 감싼 와이어를 회전시키면서 결속하도록 하는 결속안내지그와; 상기 결속안내지그를 통과하는 와이어가 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 감싸도록 안내하는 결속안내부를 포함하여 구비된다.

상기 결속안내지그는, 상기 커팅부에 의해 절단된 와이어의 후단부를 고정하는 제1 지그와; 상기 절단된 와이어의 선단부를 고정하는 제2 지그를 포함하여 구비된다.

상기 결속안내부는, 상기 결속안내지그를 통과하는 와이어의 하부를 가압하여 상향으로 절곡되도록 하는 하부 그리퍼와; 상기 하부 그리퍼에 의해 상향으로 절곡된 와이어의 측부를 가압하여 결속안내지그 방향으로 절곡시키면서 와이어의 선단부가 결속안내지그에 위치하도록 하는 상부 그리퍼를 포함하여 구비된다.

상기 와이어 결속부에 의해 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 와이어로 결속할 때, 와이어에 의한 튜브의 손상을 방지하도록 가장자리의 튜브 측면에 장착되는 변형방지부재를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하여 유동을 방지하므로 튜브 및 핀부의 변형을 방지할 수 있으므로 열교환기의 품질을 향상시킴은 물론 제품의 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 핀부가 장착된 튜브를 지그 조립체가 아닌 와이어로 결속시키므로 지그 조립체가 적재되는 공간이 필요없으므로 공간의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 핀부가 장착된 튜브를 와이어로 결속하는 구성의 간소화로 생산성 증대 및 제조비용이 감소되어 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 튜브 결속장치의 개략도
도 2 내지 도 7은 본 발명 튜브 결속장치의 작동상태도
도 8 내지 도 9는 본 발명 튜브 결속장치에 의해 와이어가 결속된 열교환기의 사시도

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명 튜브 결속장치의 개략도이다.

본 발명 열교환기의 튜브 결속장치(100)는 와이어 공급부(110), 와이어 직선부(120), 와이어 피더(130), 와이어 결속부(140)를 포함한다.

상기 와이어 공급부(110)는, 와이어(W)를 공급하는 구성으로, 상기 와이어(W)는 공급롤러(111)에 권취된다.

상기 공급롤러(111)는 와이어 피더(130)의 당김력에 의해 와이어(W)가 풀려지도록 하는데, 당깅력에 의해 풀림이 이루어지는 방식이라면 얼마든지 다양한 구조로 구현할 수 있다.

상기 와이어 직선부(120)는, 상기 와이어 공급부(110)로부터 공급되는 와이어(W)가 직선을 유지하도록 하는 구성으로, 하부롤러(121), 상부롤러(122)를 포함한다.

상기 하부롤러(121)는 복수로 형성되는데, 상기 상부롤러(122)보다 한 개 더 작게 형성되며, 상기 상부롤러(122)는 복수의 하부롤러(122) 사이의 상부에 위치하여 롤 형태로 공급되는 와이어(W)를 가압하여 직선을 유지하도록 한다.

상기 와이어 피더(130)는, 상기 와이어 직선부(120)에서 공급되는 와이어(W)를 제어부의 제어에 따라 전·후 방향으로 이동하면서 와이어 결속부(140)에 와이어(W)를 공급하거나 절단된 와이어(W) 선단부가 와이어 결속부(140)에서 이탈되도록 하는 구성으로, 피더본체(131), 클램프(132)를 포함한다.

상기 클램프(132)는 상기 와이어(W)를 잡을 수 있도록 피더본체(131) 상면에 설치되어 제어부의 제어에 따라 피더본체(131) 상면에서 와이어 결속부(140) 방향 또는 반대방향으로 제어부의 제어에 따라 이동한다.

상기 와이어 결속부(140)는, 상기 와이어 피더(130)로부터 공급되는 와이어(W)로 핀부(13)가 결합된 열교환기(10)의 튜브(12)를 결속하는 구성으로, 본체(141), 커팅부(142), 결속안내지그(143), 결속안내부(144)를 포함한다.

상기 커팅부(142)는 상기 본체(141)의 하단부에 장착되어 결속안내지그(143)로 공급된 와이어를 절단한다.

상기 결속안내지그(143)는 상기 절단된 와이어(W)로 핀부(13)가 결합된 열교환기(10)의 튜브(12)를 제어부의 회전에 따라 회전하면서 결속하는 구성으로, 상기 커팅부(142)에 의해 절단된 와이어(W)의 후단부를 고정하는 제1 지그(143a)가 구비되고, 절단된 와이어(W)의 선단부를 고정하는 제2 지그(143b)를 포함한다.

상기 결속안내부(144)는 상기 결속안내지그(143)를 통과하는 와이어(W)로 핀부(13)가 결합된 열교환기(10)의 튜브(12)를 감싸도록 하는 구성으로, 상기 결속안내지그(143)를 통과하는 와이어(W)의 하부를 가압하여 상향으로 절곡되도록 하는 하부를 가압하여(144a)가 구비되고, 상기 하부를 가압하여(144a)에 의해 상향으로 절곡된 와이어(W)의 측부를 가압하여 결속안내지그(143) 방향으로 절곡시키면서 와이어(W)의 선단부가 결속안내지그(143)에 위치하도록 하는 상부 그리퍼(144b)로 구비된다.

상기 와이어 결속부(140)에 의해 핀부(13)가 결합된 열교환기(10)의 튜브(12)를 와이어(W)로 결속할 때, 와이어(W)에 의한 튜브(12)의 손상을 방지하도록 가장자리의 튜브(12) 측면에 장착되는 변형방지부재(150)를 더 포함한다.

상기 변형방지부재(150)는 상기 튜브(12) 측면에 밀착되는 밀착면(151)이 구비되고, 상기 밀착면(151) 타측으로 와이어(W)의 접촉을 안내하도록 경사진 경사면(152)이 구비된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 열교환기의 튜브 결속장치의 결속과정을 설명한다.

먼저, 콘베이어 벨트와 같은 이송수단(C)에 의해 클라드(clad) 처리된 열교환기(10) 즉, 핀부(13)가 튜브(12)에 결합되고, 튜브(12)는 헤더파이프(11)에 결합되어 가조립된 열교환기(10)가 이송되어 와이어 결속부(140)와 동일 선상에 위치하면, 이송수단(C)이 정지된 상태에서 도 2와 같이, 와이어 공급부(110)의 공급롤러(111)에 권취된 와이어(W)는 와이어 직선부(120)를 경유하여 와이어 피더(130)의 클램프(132)에서 잡은 상태에서 제어부의 제어에 따라 클램프(132)가 와이어 피더(130)의 피더본체(131) 선단부로 이동한다.

상기 피더본체(131)의 선단부로 클램프(132)가 이동함에 따라 클램프(132)가 잡은 와이어(W)가 피더본체(131) 선단부로 이동함과 동시에 와이어 공급부(110)의 공급롤러(111)는 회전하면서 권취된 와이어(W)를 공급할 수 있는 것이다.

상기 공급롤러(111)에서 풀리면서 공급되는 와이어(W)는 와이어 직선부(120)를 경유하면서 롤 형태에서 직선형태로 변경되는데, 이는 와이어 직선부(120)의 하,상부롤러(121)(122)의 가압력에 의해 직선 형태로 가공된다.

여기서, 상기 클램프(132)는 제어부의 제어에 따라 피더본체(131)의 상면을 따라 전방 방향으로 이동하면서 와이어(W)가 와이어 결속부(140)를 통과한 후, 콘베이어 벨트(C)와 튜브(12) 사이의 공간으로 이동시켜 결속안내부(144)에 위치하도록 하는데, 상기 와이어(W)가 와이어 결속부(140)를 통과하여 열교환기(10)의 튜브(12)를 감쌀 수 있는 길이로 이동시킨다.

즉, 클램프(132)의 전방 이동 거리가 열교환기(10)의 튜브(12)를 감쌀 수 있는 거리만큼 이동하거나 상기 클램프(132)가 와이어(W)를 잡고 피더본체(131)의 전방 방향으로 이동한 후, 상기 클램프(132)는 와이어(W)의 고정력을 해제한 상태에서 피더본체(131)의 후방으로 이동하고, 다시 클램프(132)가 와이어(W)를 잡고 피더본체(131)의 전방 방향으로 이동하는 과정을 반복하면서 열교환기(10)의 튜브(12)를 감쌀 수 있는 거리만큼 이동할 수 있는 것이다.

상기 클램프(132)에 의해 열교환기(10)의 튜브(12)를 감쌀 수 있는 거리만큼 와이어(W)가 와이어 결속부(140)를 통과하면, 결속안내지그(143)의 제1 지그(143a)에서 절단될 와이어(W)의 후단부를 잡아 고정시킨 후, 도 3 내지 4와 같이, 제어부의 제어에 따라 상승하는 커팅부(142)에서 제1 지그(143a) 후단부의 와이어(W)를 절단하고 하강하여 원래의 위치로 복원된다.

이때, 상기 커팅부(142)는 와이어(W)를 절단할 수 있는 칼날로 결속안내지그(143)의 제1,2 지그(143a)(143b) 사이로 승강할 수 있으며, 상기 커팅부(142)에 의해 와이어가 절단되면, 와이어 피더(130)의 클램프(132)는 피더본체(131)의 상면을 따라 소정길이 후방으로 이동하면서 결속부(143)로부터 이탈하여 결속부(143)의 회전 작업을 방지하지 않도록 한다.

또한, 도 5 내지 도 6과 같이, 상기 커팅부(142)에 의해 절단된 와이어(W) 중간부분의 하부를 결속안내부(144)의 하부 그리퍼(144a)가 하부에서 상부 이동하면서 가압하여 와이어(W)가 상향으로 절곡되도록 한 후, 절곡된 와이어(W)의 측부를 상부 그리퍼(144b)가 일측에서 타측 즉, 결속안내지그(143) 외측에서 결속안내지그(143) 방향으로 이동하면서 가압하여 와이어(W)가 결속안내지그(143) 방향으로 절곡되면서 와이어(W)의 선단부가 결속안내지그(143)의 제2 지그(143b)에 위치하도록 하고, 이 상태에서 제2 지그(143b)는 와이어(W)의 선단부를 가압하여 고정한다.

여기서, 상기 하부 그리퍼(144a)의 가압으로 상향으로 절곡되는 와이어(W)가 상부 그리퍼(144b)와의 간섭을 방지하도록 하부 그리퍼(144a)는 와이어(W)를 소정각도 경사지게 상향으로 절곡시킬 수 있고, 상부 그리퍼(144b)는 와이어(W)의 선단부가 제2 지그(143b)에 위치하도록 경사지게 가압하여 절곡시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기 상부 그리퍼(144b)는 열교환기(10)의 튜브(12) 두께에 따라 상부 그리퍼(144b)가 설치된 다이(D)를 승강시키면서 열교환기(10)의 튜브(12) 두께만큼 높이를 조절할 수 있는 것이다.

상기 와이어(W)의 후단부 및 선단부를 결속안내지그(143)의 제1,2 지그(143a)(143b)에서 각각 고정하면, 도 7과 같이, 제어부의 제어에 따라 결속안내지그(143)를 회전시킴과 동시에 제1,2 지그(143a)(143b)에 고정된 와이어(W)의 후단부 및 선단부가 서로 결속되면서 열교환기(10)의 튜브(12)를 고정시킬 수 있다.

상기 열교환기(10)의 튜브(12)를 와이어(W)로 결속하여 고정할 때, 튜브(12)의 손상을 방지하도록 가장자리 튜브(12)의 측면에 변형방지부재(150)를 장착할 수 있는데, 상기 변형방지부재(150)는 밀착면(151)이 튜브(12)의 측면에 밀착되면서 밀착면(151) 타측의 경사면(152)은 경사지게 형성되어 와이어(W)에 의한 튜브(12)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 열교환기(10)의 용융접합시, 변형방지부재(150)와 튜브(12)의 접합을 방지하도록 상기 변형방지부재(150)는 클라드(clad) 처리되지 않은 부품으로 형성되어야 한다.

상기의 과정에 의해 도 8과 같이, 열교환기(10)의 튜브(12)가 와이어(W)에 의해 결속되면, 콘베이어 벨트와 같은 이송수단(C)의 작동으로 와이어에 튜브(12)가 결속된 열교환기(10)는 와이어 결속부(140)로부터 다른 선상으로 이송되고, 와이어가 결속되지 않은 열교환기(10)가 공급되는 과정을 반복하면서 와이어가 열교환기(10)의 튜브(12)를 견고하게 결속할 수 있는데, 상기의 모든 동작은 제어부의 제어에 따라 자동으로 이루어진다.

상기 튜브 결속장치(100)를 병렬로 설치하여 하나의 열교환기(10)의 튜브(12)를 도 9와 같이, 복수의 와이어로 결속할 수도 있는 것이다.

상기 와이어(W)가 튜브(12)를 결속한 열교환기(10)를 용융로에 투입하여 열교환기(10)를 용융접합하는데, 상기 열교환기(10)의 헤더파이프(11)와 튜브(12) 및 튜브(12)와 핀부(13)는 표면에 처리된 클라드(clad)가 용융된 후, 응고되면서 용융접합할 수 있다.

상기 클라드(clad)에 의해 열교환기(10)가 용융접합되면, 튜브(12)를 결속한 와이어를 절단하고 분리하면서 열교환기(10)를 제조할 수 있으므로 작업공정 및 작업시간을 단축시켜 생산성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조원가의 절감으로 경제성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 튜브 결속장치 110: 와이어 공급부
120 : 와이어 직선부 130: 와이어 피더
140: 와이어 결속부 150: 변형방지부재

Claims (6)

1. 와이어 공급부와;
   상기 와이어 공급부에서 공급되는 와이어가 다수의 롤러를 경유하면서 직선으로 형성되도록 하는 와이어 직선부와;
   상기 와이어 직선부에서 공급되는 와이어를 제어부의 제어에 따라 전·후 방향으로 이동하면서 와이어 결속부에 와이어를 공급하거나 절단된 와이어 선단부가 와이어 결속부에서 이탈되도록 하는 와이어 피더와;
   상기 와이어 피더로부터 공급되는 와이어로 핀부가 장착된 열교환기의 튜브를 결속하는 와이어 결속부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 와이어 피더는,
   피더본체와;
   상기 피더본체 상면에 와이어를 잡을 수 있도록 설치되는 클램프를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 와이어 결속부는,
   본체와;
   상기 본체의 하단부에 결속안내지그로 공급된 와이어를 절단하는 커팅부와;
   상기 커팅부에 의해 절단되면서 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 감싼 와이어를 회전시키면서 결속하도록 하는 결속안내지그와;
   상기 결속안내지그를 통과하는 와이어가 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 감싸도록 안내하는 결속안내부를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 결속안내지그는,
   상기 커팅부에 의해 절단된 와이어의 후단부를 고정하는 제1 지그와;
   상기 절단된 와이어의 선단부를 고정하는 제2 지그를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 결속안내부는,
   상기 결속안내지그를 통과하는 와이어의 하부를 가압하여 상향으로 절곡되도록 하는 하부 그리퍼와;
   상기 하부 그리퍼에 의해 상향으로 절곡된 와이어의 측부를 가압하여 결속안내지그 방향으로 절곡시키면서 와이어의 선단부가 결속안내지그에 위치하도록 하는 상부 그리퍼를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 와이어 결속부에 의해 핀부가 결합된 열교환기의 튜브를 와이어로 결속할 때, 와이어에 의한 튜브의 손상을 방지하도록 가장자리의 튜브 측면에 장착되는 변형방지부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 튜브 결속장치.

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