KR920007963B1 - 나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관 제작장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관 제작장치 및 그 방법.

제1도는 본 발명에 따라 개선된 관을 제작하는데 사용되는 다중리드 핀가공용 장치의 개략도.

제2도는 맨드렐상에 있는 관의 부분 단면도와 제1도에 도시한 핀가공용 장치의 공구 아버의 측면도.

제3도는 본 발명의 로울러 디스크장치에 의해 회전되는 대표적인 핀가공된 관을 도시한 확대 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 보호의 설명

10 : 핀가공부 12 : 전자제어 캐비넷

14 : 이송부 24 : 맨드렐

26 : 지지아암 28 : 피스톤수단

30 : 관 32 : 배출부

33 : 내부 리브 54 : 핀가공용 디스크

56 : 로울러 다발 57 : 구름면

59 : 스페이서

본 발명은 일반적으로 증발기 관의 길이부상에서 일체를 이루는 나선형 외부핀을 형성하는 장치 및 그 방법에 관한 것이며, 특히 외부 핀이 여러개의 핀가공부로써 형성되고 각각의 나선형핀에서는 이 나선둘레에서 이격된 공극을 각각 갖춘 저면 채널이 형성되도록 로울링 핀가공하는 장치와 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라서 제작된 관들은 냉가된 유체가 관을 통과하고, 비등액체가 관의 외부와 접촉함으로써 비등액체에서 관내의 유체로 열이 전달되는 증발기타입의 열교환기에 사용된다. 미합중국 특허 제4,425,696호에 기재된 것처럼, 홈이진 맨드렐이 가공되지 않은 관내에 설치되고, 그리고 공구갱(gang)을 갖춘 공구 아버(arbor)기관의 외부면을 로울링 가공하는 방법에 따라 개선된 증발기가 제작된다. 가공되지 않은 관은 맨드렐에 대해 압축되어 관의 내부면상에 적어도 하나의 내부 리브를 형성한다. 이와 동시에, 외부핀의 회선부는 공구갱을 가지는 공구 아버에 의해 관의 외부면에 형성된다. 이 외부핀의 회선부는 내부 리브위의 압연된 부분을 가지며 여기에서 내부 리브를 형성하기 위해 관은 맨드렐의 홈쪽으로 눌려진다. 공구 아버상의 로울러형의 매끈한 디스크는 외부핀이 형성된 후에 관의 외부면상에서 로울링되며, 이 로울링형의 매끈한 디스크는 외부핀의 팁부분을 구부리도록 설계되어 내부 리브위에 높여있지 않은 외부핀 근처의 핀회선부에서만 접촉되어진다. 내부 리브위에 배치된 외부핀의 눌려진 부분의 팁부분은 구부려졌지만, 인접한 회선부와 접촉되지 않음으로써 관의 둘레부와 관의 저면채널 사이에서 유체가 상호 교통될 수 있는 공극이 형성된다.

또한, 관에 다중 나선형부를 형성 또는 핀가공 하기 위한 다중 핀가공방법은 보다 신속한 핀가공 작업을 수행하는 것으로 알려졌으나, 상기와 동일한 특허의 로울러형의 매끈한 디스크가 다중 핀 가공에 사용되었을때 핀들은 로울러형의 매끈한 디스크에 의해 원활하게 로울링되지 않을 뿐만 아니라 핀이 찌그러짐으로써 저면채널의 단면적이 감소되며 이에 따라서 관의 열전달 성능이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점과 종래기술에서 경험된 단점을 극복하는 것이고, 다중 가공방법에 의해 제작되는 개선된 증발기 관의 열전달성능을 개선하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 핀이 찌그러져셔 저면 채널의 단면적이 감소되지 않도록 관의 다중 나선형부를 로울링시키는 로울러 디스크를 갖춘 다중리드 공구갱을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들은 다중 나선형부를 갖춘 개선된 관에 공극과 저면채널을 형성하기 위한 우수한 장치 및 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따라서, 다중리드 가공공정으로 제작된 핀가공된 관은 다수개의 로울러 디스크들에 의해 요구되는 양만큼 로울링된 핀을 갖는다. 이 로울러디스크들은 공구 아버위에 장착되고, 인접하는 디스크들은 스페이서에 의해 분리되며, 로울러 디스크는 일반적으로 경사진 면을 가진다.

로울러 디스크면과 로울링되는 핀 사이의 접촉점과 그리고 인접된 로울러 디스크 구름면의 모따기 각도는 로울링된 후 요구되는 핀을 만들 수 있도록 점진적으로 변화된다.

본 발명의 여러가지 특징들은 본 명세서 및 첨부된 특허 청구범위에서 상세히 기술되며, 첨부된 도면을 참고로 하는 본 발명의 양호한 실시예를 통해 보다 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

아래에 기술된 본 발명의 실시예는 훌륭한 열전달이 수행되도록 정확히 제어되어야 하는 임계치수를 관이 가지기 때문에 개선된 증발기 관으로 사용하기 위해서 특별히 설계된다. 개선된 관들은 열전달관을 통해 통과되는 냉각된 유체와 그리고 관의 외면과 접촉되어 기화되는 냉매를 갖춘 냉각장치의 증발기에 사용되기 위해 설계되었다. 전형적으로, 여러개의 열전달관들은 평행하게 장착되어 있으며, 여러개의 관들이 유체유동회로를 형성하도록 연결되어 있고, 이러한 여러개의 평행회로는 관다발을 형성하도록 제공된다. 일반적으로, 여러가지 종류의 회로의 모든 관은 단열동체내에 구비되며, 이동체내에서 관들은 냉매에 잠겨진다. 증발기의 열전달능력은 대부분 열전달관 각각의 평균열전달 특성에 의해 결정되며, 특히 관의 표면에 있는 공극과 저면 채널의 크기는 특히 중요하다. 더우기, 개선된 관을 제작하기 위한 다중리드 제작공정은 관의 기공을 보다 빨리하기 때문에 바람직하다.

제1도는 본 발명과 결합되어 사용된 개선된 관들을 제작하기 위한 핀가공부의 개략도이며, 이 핀가공부(10)는 전자제어 캐비넷(12), 이송부(14), 다중리드 핀가공용 헤드부(16), 배출부(32), 및 품질 제어부(18)를 구비한다. 전자제어 캐비넷은 핀가공 작업을 위한 논리수행, 타이밍(timing), 순서화 및 연산을 수행하며, 프로그램될 수 있는 제어기를 갖춘 조작자용 큰솔을 구비한다. 이송부(14)는 일반적으로 축방향에서 평행한 두개의 맨드렐(24)(뒤쪽의 맨드렐은 앞쪽의 맨드렐과 동일 수평면안에 있기 때문에 도면에 도시되지 않는다)을 구비한다. 일반적으로, 맨드렐은 여러개의 지지아암(2 6)에 의해 지지되며, 피스톤수단(28)에 의해 움직인다. 따라서, 조작자는 앞뒤 맨드 렐(24)상에 브랭크(blank)관을 적재할 것이며, 예를 들면 앞쪽의 맨드렐과 같은 하나의 맨드렐은 아래로 하강되고 그리고 핀가공용 헤드부(16)쪽의 종방향 핀가공축(29)를 따라서 이동하도록 이송주기부(14)를 주기운동시킨다. 상기 핀가공용 헤드부는 여개의 성형로울조립체를 구비하는데 바람직하게는 세개의 성형로울조립체가 사용되고 그리고 로울조립체 축들은 평행하며 서로에 대해 120°간격으로 이격되어 장치된다. 성형로울조립체의 축은 종방향 핀가공축에 대해 미소한 각도로 기울어져서 핀가공용 헤드불를 통해 관이 통과됨에 따라 다중 나선형 형상을 형성하기 위해 관의 표면에 핀이 형성될 것이다.

각각의 성형로울조립체는 공구갱이 있는 공구 아버를 구비하는데 이 공구갱은 본 발명에 따른 개선된 관을 제작할 수 있도록 적어도 하나의 핀가공용 디스크 다발과 그리고 맨드렐과 상호작용되는 한다발의 로울러를 구비한다. 각각의 공구갱상에 있는 제1핀가공용 디스크는 종방향의 핀가공축(29)을 가로지르는 횡단평면에 있어서 브랭크관과 접촉한다. 따라서, 나선형을 형성하기 위해 기울어져 있더라도 나선형 홈 각각의 출발시점은 동일한 횡단평면에 있게 되며, 관의 원주상에서는 등간격으로 이격된다. 예를 들자면 34개의 공구갱을 갖춘 핀가공용 장치에서 3개로 나뉘어져 핀가공된 나선부가 형성될 수 있고 그리고 각각의 핀은 동일 횡단면상에서 120°간격으로 이격되어 최초로 가공될 것이다. 따라서, 관 각각의 완전한 회전, 즉, 360°회전후에는 3개로 분할되어 핀가공된 나선부가, 형성될 것이고, 여기로부터, 각각의 회전후에는 핀이 3개 더 많게 가공된 나선부가 형성될 것이다. 공구 아버는 동일한 각 방향으로 순간적으로 동시에 회전할 수 있고, 핀가공용 디스크와 관사이의 마찰접촉에 의해 상기 3개의 공구 아버는 관을 회전시켜서 전진시킨다. 브랭크관이 소정의 길이에 거쳐서 완전히 가공되었을때는 관이 위치스위치(도시되지 않음)와 접촉하여, 그 위치스위치는 세개의 성형로울조립체를 핀 가공된 관으로부터 반경방향으로 이동시켜 분리되게 하며 이와 동시에 예를들자면 배출휘일과 같은 배출수단(32)이 핀가공된 관과 결합되게 되며, 그 이후에 이 관은 품질제어부(18)로 보내진다. 핀가공된 관이 품질관리부(18)에 완전히 배치되면 앞쪽의 맨드렐이 원위치로 회수되며, 뒤쪽의 맨드렐이 바로 아래로 쓰러질 것이며, 이와같은 공정은 되풀이 될 것이다.

제2도에 있어서는 핀가공된 관과 그 근처에서 이격된 성형로울 조립체와 관속에 삽입된 맨드렐간의 관계가 잘 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서는 여러개의 성형로울조립체, 예를 들면 120°간격으로 이격된 세개의 성형로울조립체를 구비할지라도, 명확하게 나타내기 위해서 단지 한개의 성형로울조립체가 도시된다. 관(30)은 맨드렐( 24)상에 적재되어 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하며, 이 맨드렐(24)은 관(30)의 내면이 디스크 다발(54)과 로울러 다발(56)아래에서 지지되기에 충분한 길이를 가지며, 공구 아버상에 있는 디스크 다발(54)은 종방향 핀가공축(29)에 대해 작은 각도로 기울어져 관(30)과 접촉된다. 이러한 작은 양의 경사는 성형로울조립체가 회전될때, 길이방향축을 따라 관(30)을 구동시키는데 필요한 힘을 제공한다.

이 핀가공용디스크(또는 디스크 다발)(54)은 외부핀 회선부(또는 나선부)를 형성하기 위해 관(30)의 벽물질을 로울링 가공하는 동시에 내부 리브(33)를 형성시키기 위해 맨드렐(24)에 대해 관(30)을 압축시켜서 맨드렐(24)의 홈(31)쪽으로 관벽을 변위시킨다. 내부 리브(33)를 형성하기 위한 관벽의 변위는 내부 리브(33)위의 외부핀 회선부에 압입된 부분을 형성시킨다. 핀가공용 디스크(54)가 외부핀 회선부를 형성시킨 후 상기 로울러(56)가 관(30)의 외면상에서 로울링될때 로울러디스크가 내부 리브(3 3)위에 놓여있지 않는 외부핀 근처의 핀회선부에서만 접촉되어 후속 단계에 걸쳐 핀의 팁부를 구부러지게 한다. 여기에서 내부 리브위에 놓여있지 않는 핀회선부는 구부러지지 않는다.

이에 따라서 저면 채널이 형성되며, 내부 리브(33)에 걸쳐서 놓여 있는 외부핀 회선부분은 로울링되더라도 회선부 근처에서 로울러디스크가 접촉되 않음으로써 저면채널을 따라 이격된 공극을 형성한다. 제3도에서는 로울러 다발(56)의 일반적인 구조가 도시되며, 따라서 세개의 성형로울조립들을 갖춘 바람직한 실시예의 조작에 있어서, 로울러 다발(56)은 스페이서(59)를 갖춘 여러개의 로울러형 디스크(58)를 구비한다.

각각의 로울러형 디스크(58)의 구름면(rolling surface)(57)은 핀의 팁(34)이 후속단계에서 로울링될 수 있도록 관의 이동방향인 이관의 종방향축에 수직된 축으로부터 점차적으로 증가되는 각도를 가진다. 따라서 핀이 찌그러지는 것을 방지하여 저면 채널(38)의 단면적이 감소되는 것을 방지한다. 스페이서(59)는 이미 부분적으로 로울링된 핀을 연속된 공구 아버상에 있는 로울러형 디스크(58)의 뒷부분에 닿지않도록 하며, 세개의 성형로울조립체를 갖춘 전형적인 핀가공용 헤드부에 있어서, 핀은 제일먼저 제1로울형디스크(58)의 비스듬한 구름면(57)과 부딪치고 그다음의 성형로울조립체(제1성형로울조립체에서 120°에 위치됨)까지 회전 이동되고 그리고 로울러형 디스크와 부딪쳐 지지않는 스페이스 평면을 따라 통과되어 그 후에 제3성형로울조립체(제1성형로울조립체에서 240°에 위치됨)까지 이동된다. 여기에서 상기 핀은 로울러 다발의 제2로울러형 디스크에 의해 부딪쳐진다.

이와 같이 교번된 성형로울조립체상에서 로울러형 디스크에 의해 핀이 구부려지는 과정은 핀팁(34)이 로울링되어 적절한 저면채널이 형성될때까지 계속된다. 일반적으로, 스페이서(59)의 폭은 로울러(58)폭보다 약간 작으며, 예로써 스페이서는 로울러보다 0.003인치 작게될 수 있음으로 경사진 구름면(57)과 핀의 팁(34)사이의 접촉점( 56)은 연속된 로울러(58)상에서 경사진 구름면(57)을 따라 로울러의 뒷면쪽으로 점차적으로 이동될 것이다. 따라서, 핀들이 계단식전진이 이루어지도록 로울링됨에 따라 로울링된 핀과 이 핀에 인접된 앞부분의 로울러(58)의 뒷면(55)가 접촉되지 않고 연속된 로울러의 접촉점(56)이 이동되기 때문에 일반적으로 상기 접촉점(56)과 앞에 있는 로울러의 뒷면(55)사이의 거리는 동일하게 유지된다.

다중 리드 가공법을 사용하여 개선된 관을 만들기 위한 장치 및 그 방법이 바람직한 실시예에 대해서 기술되더라도 첨부된 특허청구의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명의 다른 실시예 및 변경이 가능하는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 나선형 다중리드 핀가공된 증발기 관을 제작하기 위한 장치에 있어서, 이 장치는 브랭크 관(30)의 길이부를 지지하기 위한 수단인 맨드렐(24)과 증발기관(30)의 외부면상에 나선형 다중핀(34)을 형성하기 위한 다중리드 공급수단(54),(56)을 구비하고, 이 다중리드 가공 수단 각각은 브랭크관의 외측표면상에 연장된 여러개의 핀을 로울링 가공시키기 위한 다발형태의 핀가공용 디스크(54)과 연석된 여러개의 저면채널(38)을 형성하기 위해 나선형 핀(34)상에서 로울링되는 다발형태의 로울러 디스크수단(56)을 포함하며, 상기 저면채널의 위부분에는 이격된 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관 제작장치.
2. 제1항에 있어서, 다발형태의 상기 로울러디스크수단(56)은 스페이서(59)와 나선형 핀(34)에 로울링되어 접촉되기 위한 경사진 구름면(57)을 갖춘 로울러형의 매끈한 여러개의 디스크(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관 제작장치.
3. 제2항에 있어서, 인접된 로울러형 디스크(58) 각각의 경사진 구름면(57)은 수직축에 있어서 인접된 앞의 로울러형 디스크(58)의 경사진 구름면과 다른 경사도를 가지고 이 경사도는 관이 이송됨에 따라 증가되기 때문에 상기 핀(34)은 점차적으로 로울링되어 요구되는 위치에 도달할때에 공극이 있는 저면채널(38)이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관 제작장치.
4. 나선형 다중리드 핀가공된 증발기관을 제작하기 위한 장치에 있어서, 이 방법은 브랭크관(30)의 길이부를 공급하는 단계와 이 브랭크관(30)이 내부면을 지지하는 단계와 나선형 다중리드 핀(34)을 형성하는 여러개의 핀가공용 디스크(54)을 상기 브랭크관(30)에 접촉시키고 그리고 이들 사이에 상대적인 회전을 발생시키는 단계, 그리고 윗부분에서 이격된 공극을 갖춘 연속된 여러개의 저면채널(38)을 형성하기 위해 상기 핀(34)에 걸쳐 여러개의 로울러 디스크수단(56)으로 로울링시키는 단계를 구비하고 여기에서 로울러디스크수단(56) 각각은 스페이서(59)와 점차적으로 증가되는 경사도를 가진 구름면을 갖춘 다발형태의 로울러형 디스크(58)를 포함하기 때문에 핀이 연속된 단계에 걸쳐서 로울링됨에 따라서 저면 채널(38)이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 다중리드 핀 가공된 증발기관을 제작하기 위한 방법.

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