KR840000689B1 - 성형코일 제작방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

성형코일 제작방법

제1도는 판형 휜 시이트(fin sheet)의 평면도.

제2도는 짧고 긴 귀환 벤드를 교대로 관통시킨 판형 휜 다발(plate fin bundle)의 평면도.

제3도는 두 개의 코일열(A,B)이 분리되는 상태를 도시한 판형 휜 다발의 평면도.

제4도는 헤어핀 튜브의 직경을 팽창시킨 후 구부리기 전의 두 열(A,B)의 코일코어의 평면도.

제5도는 직각으로 구부러진 두 열의 코일코어의 평면도.

제6도는 U형으로 구부러진 두 열의 코일코어의 평면도.

제7도는 헤어핀 튜브내에 팽창부재를 삽입하여 헤어핀 튜브를 팽창시키는 작업을 도시한 개략도.

본 발명은 튜브내를 통과하는 유체와 열교환기 코일의 판형휜에 접촉하는 가스와의 사이에서 열에너지를 교환하도록 하는 열관환기에 관한 것으로, 특히 공기조화 및 냉동시스템에 사용하기 위한 판형휜이 부착된 열교환기 코일의 제작방법에 관한 것이다. 일반적으로 이러한 열교환기 코일에서는 다수의 튜브부재로 형성된 회로를 통하여 냉매를 통과시키고, 튜브부재에 연결된 판형휜에 접촉하도록 공기를 통과시킨다.

냉동장치 및 공기조화장치에 있어서, 소형의 용기내에 설치되고, 특히 유체를 이 용기내에 한번 통과시키는 동시에 필요한 냉동 또는 가열부하를 충족시키는데 충분한 크기의 열교환 코일을 필요로 하는 경유에는 (특정의 형상을 갖도록 한) 성형코일이 사용된다. 많은 열펌프의 경우에는 코일이 원형, L형 또는 U형의 외부코일이 사용되고 복수열의 코일이 필요하다. 이러한 복수열의 코일은 보통 제1열의 코일을 열교환이 이루어지게 할 가스원에 근접하여 위치시키고 다른 열의 코일을 제1열의 내측에 위치하게끔 배치된다. 따라서 동일한 길이의 두 개의 코일을 각각 서로 다른 곡률반경으로 굽힌다면 두 코일의 단부는 동일 평면상에 위치하지 않게 되므로 열전달특성이 균등하게 되지 않는다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 종래로부터 각열의 코일 길이를 달리한 성형코일을 사용하여 왔다. 예를 들면 두 열의 코일을 사용할 경우, 외측열의 코일을 내측열의 코일보다 길이를 길게 하고 두 코일이 같은 위치까지 연장되도록 하여 필요한 열전달특성이 얻어지도록 한다.

종래의 성형코일을 사용하는 열교환기는 각 코일열을 위한 각각의 하나의 휜 적층체를 형성하고, 이의 휜구멍에 일련의 적당한 길이의 튜브를 삽입하고, 각 코일열의 튜브의 단부에 삽입 결합되는 튜브 시이트를 배설하고, 각 튜브의 단부에 귀환벤드(return bend)를 삽입하여 각 튜브를 연결하고, 이에 의하여 튜브를 통한 유체회로를 형성시키고 그 후에 두 개의 코일을 조합하여 구부리므로써 형성된다. 짧은 쪽의 코일은 긴 쪽의 코일보다 작은 곡률반경으로 구부려서 처음에 서로 정렬되지 않던 두 개의 코일의 단부가 구부러졌을 때 일렬로 정렬되도록 한다. 이러한 공정은 둘 또는 그 이상의 별개의 코일을 조합시켜 그 연후에 서로 적절히 결합시키는 공정을 수반하게 되는 단점을 갖는다.

본 발명은 파괴 가능한 판상부(tablar portions)에 의해 연결된 휜 시이트(fin sheet)를 사용하므로써 외부코일의 긴 헤어핀(hair pin)과 내부코일의 짧은 헤어핀을 겹친 휜판의 튜브 수용 개구에 동시에 삽입시키는 것을 가능케 한다. 여기서 판상부란 한 장의 휜판에 홈을 형성하거나 일부 소재를 제거하기도 하여 어떠한 가공에 의해 파괴 또는 판단하기 쉽도록 한 부분으로, 후에 이 판상부를 파괴시키므로써 한 장의 휜판을 다수의 각 휜으로 분활시킨다(다수의 휜판을 겹쳐 배열한). 휜판의 적층제에 삽입된 긴 헤어핀 튜브는 짧은 헤어핀 튜브보다 휜판 적층제로부터 많이 돌출한다. 헤어핀 튜브의 삽입 또는 꿰는 작업(lacing operation)을 행하기 전에 헤어핀 튜브의 곡선부분(구부러진 부분)의 반대쪽인 휜 적층제의 단부에 튜브 시이트를 배치하여 각 헤어핀 튜브를 삽입할 때 튜브가 휜 적층체와 튜브 시이트를 동시에 삽입되도록 한다. 이어서 각 코일열의 헤어핀 튜브를 팽창시켜서 그 직경을 증가시켜 헤어핀 튜브를 각 휜의 튜브 수용구멍에 밀착시킨다. 이러한 팽창 작업시에는 긴 헤어핀 튜브에 끼워져 있는 휜군의 간격은 확대되지만 짧은 헤어핀 튜브에 끼워져 있는 휜군의 간격은 그대로 유지되기 때문에 짧은 헤어핀 튜브의 휜과 긴 헤어핀 튜브의 휜 사이에는 상대적인 변위가 발생되어 상기 판상부가 파괴된다. 이후에 각 코일열을 필요한 형태로 구부려서 각 헤어핀 튜브의 구부러진 부분을 필요한 위치에 정렬시킨다.

본 발명은 성형코일을 조립하기 위한 방법으로 긴 헤어핀 튜브와 짧은 헤어핀 튜브를 휜의 구멍에 동시에 삽입시키고, 그 연후에 짧은 코일열뿐만 아니라 긴 코일열에 있에서도 각 휜을 헤어핀 튜브의 길이에 따라 균일하게 분포시킬 수 있도록 한 조립방법을 마련하고 있다. 본 발명에 의하면 각 코일열을 따로따로 조립하여 형성할 필요가 없다.

본 발명의 목적은 판형 휜 성형 코일 조립체를 제조하고(특정의 형상을 갖는), 성형코일의 모든 튜브열을 동시에 형성하기 위한 방법을 마련하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 휜판의 적층체를 팽창시킬 때 휜판의 적어도 일부분이 각각의 휜으로 분리 되도록 구성한 휜판을 갖는 성형코일을 마련하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공기조화장치 및 냉동장치에 사용하기에 적절한 것으로 서로 다른 곡률반경으로 구부린 다수이 코일열로 구성되는 열교환기를 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 판형 휜 열교환 코일을 제조하는 경제적이고 능률적이며 신뢰성이 높은 방법을 마련하는 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에 의하면, 각각 판단 또는 파괴 가능한 판상부에 의하여 연결된 다수의 휜을 포함한 휜판을 포개어 휜판 적층제를 형성한다. 이 휜판을 각 휜판의 휜에 형성된 헤어핀 튜브 수용구멍이 일치되도록 정렬시킨다. 이 연후에 튜브부재, 즉 헤어핀 튜브를 각 휜판의 튜브 수용구멍에 삽입시키므로써 휜판 적층제 전체를 관통하여 삽입시켜, 이에 의해 코일의 유체회로를 형성시킨다. 또한 각 헤어핀 튜브를 팽창시켜서 각 휜의 튜브 수용구멍에 밀착시켜 열전달이 이루어질 수 있도록 결합시킨다. 이 헤어핀 튜브의 팽창 작업은 각 휜을 연결하고 있는 판상부를 파단시키는 작용을 하는 동시에 각 휜이 각 헤어핀 튜브에 따라 균등한 간격으로 분리된다. 다른 인접 코일열과는 다른 길이를 갖는 적어도 하나의 코일열을 포함하는 복수열의 코일코어를 상기 휜판 적층체와 헤어핀 튜브의 조합체로부터 분리하여 형성한다. 이후에 이 복수열의 코일코어를 구부리면 각 코일열이 각기 상이한 곡률로 구부러져서 필요한 형상의 성형코일이 성형된다. 이러한 구부리는 작업시에 한 개의 코일열의 일부의 휜과 다른 코일열의 휜 사이에 상대적인 축방향의 변위가 발생한다.

후술하는 본 발명의 실시예는 공기조화장치 및 냉동장치에 사용하는데 적합하도록 구성한 것이지만, 도시된 판형 휜을 사용하는 성형 열 교환코일은 다른 형태의 열 전달장치에도 똑같이 사용할 수 있다. 또한 이러한 성형코일을 제조하는 방법은 모든 형태의 판형휜을 사용하는 코일의 제조에 사용할 수도 있다. 여기에서 설명하는 특정의 실시예는 열펌프의 외부코일 또는 공기조화장치의 응축기 코일로서 사용하기 위한 성형코일이다. 그러나 공기조화장치 및 냉동장치 분야에 있어서 성형코일은 여러 형상 및 치수를 가지며 코일열의 수 및 높이 그리고 형태를 여러 가지로 할 수 있다.

본 발명의 첨부된 도면과 함께 하기에서보다 상세히 설명한다.

제1도는 판형휜 시이트(20)의 평면도이다. 판형 휜 시이트(20)의 휜(22)은 판형휜 재료로부터 필요한 형태로 제조된다. 각 휜(22)은 서로 판상부(26)에 의하여 연결되어 판형휜 시이트(20)를 형성하고 있다. 각 휜에는 튜브 부재를 수용하기 위한 다수의 구멍을 형성하고 있다.

제2도는 판형휜 다발(plate fin bundle)의 평면도로써, 다수의 판형 휜 시이트(20)를 정렬하여 적층시킨 것이 도시되어 있다. 이 상태로써 헤어핀 튜브(34, 36)를 이러한 판형휜 시이트(20)와 튜브 시이트(32)를 통하여 삽입시킬 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 헤어핀 튜브(34)는 헤어핀 튜브(36)보다 짧다. 또한 판상부(26)는 각 휜 시이트(20)의 각 열(A, B, C, D, E, F)의 휜(22)으로 이루어진 코일열(A, B, C, D, E, F)을 분리하고 있다. 이러한 판형 휜 시이트(20)에 힘을 가하면 각 휜열과 휜열 사이의 판상부(26)가 분단되도록 구성되어 있다. 이에 의하여 반조립된 코일코어가 코일다발(30)로부터 분리된다.

제3도는 두 개의 코일열(A, B)이 분리되는 상태를 도시한 판형 휜 다발(30)의 평면도이다. 즉 코일열에 힘을 가함에 따라 코일열(B)과 코일열(C) 사이의 판상부(26)가 파괴되어 두 개의 코일열(A, B)을 갖는 반조립된 두 열의 코일코어가 판형휜 다발(30)로 부터 분리되는 것을 도시하고 있다.

제4도는 제3도의 두 열의 코일코어의 짧은 헤어핀 튜브(34)와 긴 헤어핀 튜브(36) 속으로 제7도에 도시된 바와 같은 탄두형의 팽창부재(가, bullet)를 밀어 넣으므로써 각 튜브의 직경을 팽창시킨 것이다. 이때에 헤어핀 튜브(34)는 헤어핀 튜브(36)보다 상당히 짧고, 두 길이의 차는 거리(AA)로 도시되어 있다. 튜브 시이트(32)는 각 휜 시이트(20)의 휜 (22)와 평행하고, 각 튜브에 고정되어 있다. 제3도에서는 짧은 헤어핀 튜브에 끼워져 휜(22)군의 최우측의 휜은 이 헤어핀 튜브의 U자형으로 구부러지는부분에 가까이 위치하지만 긴 헤어핀 튜브에 끼워져 있는 휜(22)군의 최우측의 휜은 상당히 떨어져 있다. 이 상태에서 짧은 헤어핀 튜브와 긴 헤어핀 튜브에 동시에 도면에서 좌측으로부터 팽창부재를 밀어 넣어 각 헤어핀 튜브의 외경을 좌로부터 우측으로 서서히 팽창시킨다. 이때, 짧은 쪽의 헤어핀 튜브에 끼워져 있는 휜(22)군은 헤어핀 튜브의 축선방향으로는 거의 변위되지 않고 그대로 제 위치에 유지된다. 왜냐하면, 최좌측의 휜은 튜브 시이트(32)에 맞닿아 있고 최우측의 휜은 헤어핀 튜브의 구부러지는 부분에 인접하여 있어서 헤어핀 튜브의 축선방향으로는 이동할 수가 없기 때문이다. 또한 각 휜은 (도시되지 않은) 축선방향으로 연장된 일정길이의 돌기를 갖고 있고 그 돌기가 각각 인접한 휜에 접촉하여 스페이서(spacer)의 역활을 하기 때문에 헤어핀 튜브가 팽창될 때 각 휜과 휜 사이의 간격이 줄지 않는다. 한편 긴쪽의 헤어핀 튜브에 끼워져 있는 최우측의 휜은 튜브가 팽창되지 않은 제3도의 상태에서는 이 헤어핀 튜브의 구부러지는 부분으로부터 상당히 떨어진 위치에 있다. 따라서 제7도에 도시된 바와 같이 팽창부재(가)를 긴 헤어핀 튜브(36)내에 삽입하여 좌측으로부터 우측으로 밀어 넣으면 각 휜이 우측으로 순차적으로 변위하여 각 휜의 간격이 헤어핀 튜브를 따라 균일하게 넓어진다. 한편 상술한 바와 같이 짧은 헤어핀 튜브의 휜은 축선방향으로 변위되지 않고 제자리에 지지되기 때문에 팽창부재에 의한 관 팽창 작업시 짧은 헤어핀 튜브상의 휜에 대하여 긴 헤어핀 튜브상의 휜이 헤어핀 튜브의 축선방향으로 상대적으로 밀리기 때문에 판상부(26)가 파괴된다.

제4도에 도시된 바와 같이, 짧은 헤어핀 튜브(34)상의 휜의 간격은 제3도에서의 간격과 비교할 때 변화되지 않았지만 긴 헤어핀 튜브(36)상의 휜의 간격은 확대되어 있다.

제5도는 양쪽의 헤어핀 튜브를 팽창시켜 판상부(26)가 파단되고(제4도에서처럼) 긴 헤어핀 튜브의 각 휜간의 간격의 확대된 후 코일열(A, B)을 필요한 형태로 구부린 것을 도시하고 있다. 헤어핀 튜브가 팽창된 후에는 헤어핀 튜브와 휜 사이의 마찰접촉이 증가되므로 휜의 이동은 거의 일어나지 않기 때문에, 제5도와 같은 구부리는 작업시 각 휜간이 간격이 변하는 일이 없다. 제5도에 도시된 바와 같이 코일열(B)은 코일열(A)보다 클 곡률반경으로 구부러져 있다. 따라서 코일열(B)은 코일열(A)보다 길지만, 두 개 모두 같은 위치에 정렬되어 헤어핀 튜브(34, 36)의 양단은 일렬로 정렬된다. 코일열(B)의 클 곡률반경에 의한 길이의 차는 제4도의 거리(AA)에 해당되며, 따라서 헤어핀 튜브(34, 36)는 같은 위치에 일렬로 정렬된다. 또한 제5도에 도시된 바와 같이, 코일열(A, B)의 각 휜은 구부리는 작업전에 수행된 팽창작업에 의해 개개의 휜(22)을 연결하고 있는 판상부(26)의 일부가 파단된다. 즉 도면에 도시된 바와 같이, 팽창 작업시에 각열(A, B)의 각 휜(22) 사이에 상대적인 변위가 발생되지 않은 코일코어의 제1부분에 있어서의 판상부(26)는 연결된 상태이고 상대적인 변위가 발생된 코일코어의 다른 부분에서의 판상부(26)는 파단되고 코일열(A)의 휜(22)은 코일열(B)의 휜(22)에 대하여 상대적으로 변위하여 각 휜은 구부러진 헤어핀 튜브를 따라 서로 떨어져서 분산된다. 판상부(26)의 일부가 팽창조작에 의해 필요한 만큼 파단되지 않았을 경우에는 이러한 판상부를 후에 손에 의해 혹은 다른 수단에 의해 파단하면 된다.

제6도는 제5도의 실시예와 동일한 원리에 의해 형성된 성형코일의 다른 실시예를 도시하고 있다. 제6도의 실시예에서는 헤어핀 튜브(34)를 내측으로 하고 헤어핀 튜브(36)를 외측으로 하여 코일이 U자형을 굽혀져 있다. 서로 다른 길이의 헤어핀 튜브를 갖는 코일로부터 형성된 최종 코일형상은 두 헤어핀 튜브의 단부가 같은 위치에서 만나도록 설정한다,

상기에서는 본원을 단순히 예시하고 있지만 성형코일의 많은 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명은 그 정신 및 범위를 벗어남이 없이 많은 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (1)

1. 코일을 원하는 형태로 구부릴 때 상기 코일의 각 코일열이 적절한 위치에 위치하도록 서로 다른 길이로 된 복수의 단일열의 코일코어를 갖는 성형코일의 제작방법에 있어서, 힘을 받을 때 분리되도록 파단 가능한 판상부(26)에 의해 서로 결합되어 있으며 헤어핀 튜브(34,36)을 수용하는 구멍(24)을 구비한 복수의 휜을 포함하는 판형 휜 시이트(20)를 준비하고, 적어도 하나의 비교적 짧은 헤어핀 튜브(34)와 적어도 하나의 비교적 긴 헤어핀 튜브(36)를 각 휜의 구멍을 통해 삽입시키므로써 각 튜브를 상기 휜 시이트를 관통하여 삽입시키고, 짧은 헤어핀 튜브 및 긴 헤어핀 튜브의

   

   형 만곡부에 근접한 제2단과는 반대쪽의 제1단을 일치시켜 위치시키고, 짧은 헤어핀 튜브 및 긴 헤어핀 튜브의 제1단에 근접한 최말단의 휜 시이트(20)를 제1단쪽으로 축방향으로 이동되지 않도록 공통의 튜브 시이트(32)에 의해 지지하고, 짧은 헤어핀 튜브의 제2단에 근접한 최밀단의 휜 시이트는 이 관의 U형 만곡부에 접하고, 긴 헤어핀 튜브의 제2단에 근접한 최말단의 휜 시이트는 이 튜브의 U형 만곡부로부터 떨어진 위치 앞에 위치하고,상기 짧은 헤어핀 튜브와 긴 헤어핀 튜브를 팽창시켜서 헤어핀 튜브와 휜을 밀착시키고, 이 팽창 작용에 의해 상기 복수의 휜 시이트를 연결하고 있는 상기 판상부의 적어도 일부가 파단되어 긴 헤어핀 튜브의 각 휜이 짧은 헤어핀 튜브의 각 휜에 대하여 상대적으로 제2단의 방향을 향해 축방향으로 변위되어 짧은 헤어핀 튜브의 휜 사이의 간격보다 클 간격으로 떨어지도록 하고, 제1코일코어와 제2코일코어를 상기 짧은 헤어핀 튜브와 긴 헤어핀 튜브의 양단이 일치하도록 각각 다른 곡률반경을 갖고 원하는 형상으로 만곡시키므로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형코일 제작방법.

Images