KR960007099B1 - 열교환기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열교환기의 제조방법

제1도는 본 발명의 열교환기의 측 단면도.

제2도는 본 발명의 열교환기의 사시도.

제3도는 본 발명의 열교환기의 정단면도.

제4도는 본 발명의 열교환기의 상측단면도.

제5도는 본 발명에 따른 휜의 평면도.

제6도는 본 발명에 따른 휜의 측면도.

제7도는 본 발명에 따른 지그의 단면도.

제8도는 본 발명에 따른 지그의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 2 : 동체부

3 : 휜

본 발명은 동체부와 휜을 납땜하는 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.

동체부와 그동체부의 내부에 배치되는 복수의 휜은 밀착시킬 것이 요구된다.

이것은 휜을 고정하는 목적과 휜이 예를 들면 화염등에 의해 가열될 경우에 휜의 열의 일부를 동체부에 빼앗겨 휜의 온도상승에 의한 휜의 파손등을 막는 목적때문이다.

그리하여, 동체부와 휜을 납땜에 의해 접합하는 방법이 알려져 있다.

동체부와 휜의 납땜을 행할 때, 동체부와 휜과의 사이에 간격이 발생하면, 그 간격으로 부터 납재가 밑으로 흘러내려 동체부와 휜간의 납땜이 행하여지지 않는 부분이 발생해 버린다.

그리하여, 종래는 지그를 이용하여 동체부를 내측을 향하여 압착해서 동체부와 휜을 밀착시킨 상태에서 납땜을 행하였다.

그런데, 종래의 기술은 지그를 동체부에 장착하거나 떼어내거나 하는 작업이 필요해지기 때문에, 결과적으로 열교환기의 제조비용이 높아지게 되어 있었다. 또한, 지그를 이용하고 있었기 때문에 지그의 비용에 의해서도 열교환기의 제조비용이 높게 되어 있었다.

본 발명은 위와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 제조비용이 낮은 열교환기의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 열교환기의 제조방법은 다음의 공정, 즉 동체부의 내부에 간격을 두고 적층된 상태로 복수의 휜을 삽입하는 제 1 공정과, 상기 동체부와 상기 복수의 휜을 용접에 의해 접합하는 제 2 공정과, 접합된 상기 동체부와 상기 복수의 휜을 납재에 의해 납땜접합하는 제 3 공정을 포함하고 있다.

상기의 제 1 공정에 의해 동체부의 내부에 복수 휜을 삽입한 후, 제 2 공정에 의해 동체부의 주위로 부터 동체부와 휜을 직접 용접한다. 또한, 접합용접부분은 납땜이 이루어지는 부분에 납재가 밑으로 흐를만큼의 간격이 발생하지 않는 것이라면 좋고, 연속적, 부분적, 또는 스포트적이어도 상관없다.

상기의 제 3 공정에 있어서, 제 2 공정에서 접합된 동체부 및 휜을 로속에 배치하고 납땜접합을 행한다.

또한, 납땜에 이용되는 납재는 휜과 동체부의 내측에 클래드(clad)피복시키거나 또는 동체부와 휜간의 접합부분 위쪽으로 배치하는 등, 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 동체부와 휜을 직접 용접기술에 의해 접합하기 때문에, 종래 납땜시에 사용되고 있던 동체부를 내측의 휜으로 압착하는 지그를 폐지할 수가 있다.

그 결과, 지그의 착탈 및 지그자체가 필요없어지고 작업이 용이해져 열교환기의 제조비용을 낮게 억제할 수가 있다. 이하, 본발명의 열교환기의 제조방법을 도면에 도시된 실시예를 기초하여 설명한다.

제 1 도 내지 제 4 도는 본 발명의 제조방법에 의해서 제조된 급탕기용 열교환기를 나타낸다.

급탕기용 열교환기(1)는 주로 동체부(2)와, 다수의 휜(3)과, 물파이프(4)로 구성되는데, 하기에 순서대로 구체적으로 설명한다. 또한, 동체부(2), 휜(3) 및 물파이프(4)는 동(銅)으로 형성되어 있다.

가) 동체부(2)의 설명

동체부(2)는 소위 내측동체로서, 내부를 열교환유체인 연소가스가 흐른다. 이 동체부(2)는 한쪽의 개구(제 1 도의 하측)가 버너를 수납하는 틀체에 접속되고 다른쪽 개구(제 1 도의 상측)가 배기통로의 틀체에 접속된다.

동체부(2)는 연료(예를 들면, 가스와 등유 등)의 연소가 행하여지는 연소부(5)와, 내부에 휜(3)이 배치되는 주열교환부(6)로 분류된다. 또한, 동체부(2)는 대체로 사각기둥체의 형태를 가지고 있는 것으로써, 그의 주열교환부(6)의 외형치수는 연소부(5)의 외형치수보다 약간 작게 되어 있다. 이 동체부(2)는 대체로 그 자형으로 되어 있는 한쌍의 플레이트를 접합한 후, 연소부(5)를 바깥방향으로 확장함과 함께 그의 양끝개구부에 접속용의 플랜지(7), (8)를 형성한 것이다.

한편, 동체부(2)의 주열교환부(6)에 대향하는 각각의 면에 물파이프(4)[아래에 기술하는 관통파이프(16)]를 삽입하기 위한 관통구멍(9), (10)이 각각 복수개 설치되어 있다. 이 관통구멍(9), (10)에는 버링(burring) 가공에 의해 버링부(11), (12)가 형성되어 있다.

나) 휜(3)의 설명

휜(3)은 연소부(5)에서 발생한 화염의 열과, 물통로내를 흐르는 물과의 열교환효율을 향상시키는 다수의 얇은 플레이트로 구성된 것으로, 동체부(2)의 일부인 주열교환부(6)의 내부에 소정의 간격을 두고 적층된 상태로 다수 배치되어 있다. 또한, 각 휜(3)의 마주보는 면의 사이에는 열교환유체인 연소가스가 통과한다.

적층된 다수의 휜(3)은 양끝의 납땜구멍이 없는 휜(13)과, 그 사이의 납땜구멍이 있는 휜(14)으로 분류된다. 휜(3)의 일례로서 납땜구멍이 있는 휜(14)을 제 5 도 및 제 6 도에 나타낸다. 납땜구멍이 있는 휜(14)에 형성된 납땜구멍(15)은 휜(3)과 물파이프(4)와의 접합을 행하는 납재를 삽입하는 구멍이다. 또한, 납땜구멍이 없는 휜(13)은 동체부(2)와 휜(3)과의 사이에 납재가 끼이지 않도록 하기 위한 것으로, 납땜구멍이 있는 휜(14)과의 차이는 납땜구멍(15)의 유무이다.

각 휜(3)에는 물파이프(4)[아래 기술하는 관통파이프(16)]를 삽통하기 위한 관통구멍(17)이 복수개 설치되어 있다. 이 관통구멍(17)의 각각에도 버링가공이 실시되고, 휜(3)의 면에 수직이고 물파이프(4)의 외주면에 접촉하는 버링부(18)가 형성되어 있다.

또한, 각 버링부(18)의 선단에는 프레스가공에 의해서 플랜지부(19)가 형성되어 있다. 이 플랜지부(19)는 버링부(18)의 외경방향으로 연장되는 것으로, 휜(3)이 겹쳐진 상태로 압축되어도 각 버링부(18)가 휜(3)의 관통구멍(17)내에 침입하는 것을 막기 위한 것이다.

또한, 휜(3)의 상단주위에는 절결부(20)가 형성되어 있는데, 이 절결부(20)는 휜(3)의 장착시에 사용되는 지그(21)(제 7 도 참조)에 의해 휜(3)을 탑재할 때 사용되는 위치결정용의 것으로, 제 8 도에 나타내는 바와 같이 지그(21)의 돌기(22)에 끼워진다.

한편, 각 휜(3)의 양끝에는 동체부(2)의 내면을 따라 접촉하는 접촉플랜지(23)가 형성되어 있다. 이 접촉플랜지(23)는 휜(3)에 설치된 버링부(18)과 동일방향을 향하도록 설치되어 있다. 이 접촉플랜지(23)는 동체부(2)의 내측면에 용접된 후, 납재를 이용하여 접합되어 있다(제조 방법은 후술한다). 또한, 접합에 사용되는 용접기술은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 용접기술로서는 용접부분이 불활성가스에 의해서 공기와 차단되는 용접을 들 수 있다. 구체적으로는, 티그용접등의 불활성가스아아크용접과 플라즈마용접등이 바람직하다.

또한, 납땜시에 상측이 되는 휜(3)의 주위 양끝에는 절결부(24)가 형성되어 있다. 이 절결부(24)는 열교환기(1)가 로내로 투입되기 전에 봉형태의 납재가 탑재되는 부분이고, 납땜시에 이 절결부(24)에 탑재된 납재가 녹아서 도체부(2)와 휜(3)을 납땜한다.

다) 물파이프(4)의 설명

물파이프(4)는 내부를 흐르는 물과 화염의 열과의 열교환을 행하는 관으로, 한 끝이 급수원에 접속되는 입수파이프(도시하지 않음)에 접속되고, 다른 끝이 출탕파이프(도시하지 않음)에 접속된다.

물파이프(4)는 동체부(2)의 주위에서 동체부(2)의 열을 흡열하는 흡열파이프(26)과 주열교환부(6)에 있어서 물을 가열하는 가열파이프(27)로 분류된다.

흡열파이프(26)는 연소부(5)의 주위에 감겨지고, 연소부(5)의 둘레면에 납땜접합되어 있다.

가열파이프(27)는 동체부(2)를 관통하는 관통파이프(16)와 그 관통파이프(16)의 트에 접속되는 리턴밴드파이프(28)로 구성되며 납땜접합되어 있다.

라) 다음에 동체부(2)의 내부에 복수의 휜(3)을 설치하는 지그(21)에 관한 설명을 간단히 한다.

지그(21)는 제 7 도 및 제8도에 도시되어 있는 바와 같이 다수의 휜(3)을 탑재하는 대(29)와, 적층된 납땜 구멍이 있는 휜(14)을 끼우기 위한 2매의 내측플레이트(30)와, 이 내측플레이트(30)의 외측에 배치되고 납땜구멍이 없는 휜(13)을 1매 기우는 외측플레이트(31)로 구성된다. 그리고, 대(29)의 휜(3)을 탑재하는 탑재면(32)은 휜(3)의 적층방향으로 연장되는 하나의 위치결정용 돌기(22)를 구비한다.

이 돌기(22)는 휜(3)을 탑재면(32)에 탑재할 때에 휜(3)의 상단주위에 형성된 절결부(20)에 꼭 맞게 되어, 휜(3)과 지그(21)간의 위치결정에 이용됨과 동시에 휜(3)이 탑재면(32)에서 위치를 이탈하는 것을 방지하게 된다.

이하, 열교환기(1)의 제조방법중, 본 발명에 관한 동체부(2)와 휜(3)의 제조방법을 간단히 설명한다. 동체부(2)와 휜(3)은 다음의 제 1 공정, 제 2 공정, 제 3 공정에 의해서 제조된다.

마) 제 1 공정에서는 동체부(2)의 내부에 적층된 복수의 휜(3)을 삽입한다.

구체적으로는, 납땜구멍이 있는 휜(14) 및 납땜구멍이 없는 휜(13)을 각각 다른 프레스가공기에 의해서 형성한다. 납땜구멍이 있는 휜(14)은 프레스기에 의해서 형성되어 소정매수로 적층되고, 그 상태에서 내측플레이트(30) 사이에 삽입된다.

이어서, 납땜구멍(15)내에 봉모양의 납재를 삽입한다. 그 후, 납땜구멍이 없는 휜(13)을 손작업에 의해서 내측플레이트(30)와 외측플레이트(31) 사이에 삽입한다.

이와 같이 하여, 다수의 휜(3)이 지그(21)에 탑재된다. 이어서, 관통파이프(16)를 동체부(2) 및 복수의 휜(3)에 형성된 각 관통파이프(9), (10), (17)내에 삽입시키고, 확관시킨 후 지그(21)를 동체부(2)로 부터 떼어낸다.

바) 제 2 공정에서는 동체부(2)와 복수의 휜(3)을 예를 들어 티그용접에 의해 용접시킨다.

구체적으로는, 내부에 휜(3)을 적층하는 동체부(2)의 외측으로 부터 지그(21)에 의해서 동체부(2)를 내측으로 압착하고, 동체부(2)의 내측면과 휜(3)의 접촉플랜지(23)를 접촉시킨다. 이와 같이, 지그(21)에 의해서 동체부(2)와 휜(3)을 접촉시킨 상태에서 티그용접을 행하고 동체부(2)와 복수의 휜(3)을 접합한다. 또한, 용접 부분은 다음의 제 3 공정에서 납땜이 이루어졌을 때 동체부(2)와 휜(3) 사이에 납재가 흐를만큼의 간격이 발생하지 않는 것이라면 좋고, 본 실시예에서는 1cm 내지 3cm로 한군데 스포트적으로 용접을 실시하고 있다.

사) 제 3 공정에서는 접합된 동체부(2)와 복수의 휜(3)을 납재에 의해서 납땜접합한다.

구체적으로는, 휜(3)의 절결부(24)에 납재를 탑재한 후, 로내에서 납땜을 행한다. 또한, 이때 다른 납땜 부분도 납땜접합된다. 본 실시예에서는 동체부(2)와 휜(3)을 용접기술에 의해 접합하기 때문에, 종래 납땜시에 사용되고 있던 동체부(2)를 내측의 휜(3)으로 압착하는 지그가 필요없어진다. 그 결과, 지그의 착탈 및 지그자체가 필요없어짐으로써 열교환기(1)의 제조비용을 낮게 억제할 수가 있다.

또한, 로내에서 주어지는 열의 일부가 동체부(2)를 내측의 휜(3)으로 압착하는 지그에 빼앗기는 일이 없다. 그렇기 때문에, 로의 운전속도가 종래와 비교해서 향상되고 결과적으로 열교환기(1)의 제조비용을 낮게 억제할 수가 있다.

이상의 설명에서는 본 발명을 급탕기용 열교환기에 사용한 예를 나타냈지만, 공기조화장치의 응축기, 증발기, 히터코어 등, 튜브 앤드 휜식 열교환기에 널리 적용 가능하다.

Claims (1)

1. 내부를 열교환유체가 흐르는 동체부와, 이동체부의 내부에 간극을 두고 적층되고, 양단에 설치되는 플렌지가 상기 동체부의 내벽에 당접하는 복수의 휜과, 상기 동체부 및 상기 복수의 휜을 관통하고, 내부를 상기 열교환유체와 열교환되는 피열교환유체가 흐르는 파이프를 구비한 열교환기에 있어서, 상기 동체부와 상기 복수의 휜은, 상기 동체부의 내부에 상기 간극을 두고 적층되는 상기 복수의 휜을 삽입하는 제 1 공정과; 상기 동체부와 상기 복수의 휜의 양단의 플랜지와를 상기 동체부의 주위로 부터 용접에 의해 가접합하는 제 2 공정과; 접합된 상기 동체부와 상기 복수의 휜과를 로내에서 납재로써 납땜접합하는 제 3 공정에 의하여 제조하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.

Images