WO2016076470A1 - 냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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박재정
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    • F25B2400/054—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the suction tube of the compressor and another part of the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for a refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration cycle heat exchanger and a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of making the tight contact between the refrigerant tube and the capillary tube more robust and stable.
  • the refrigeration cycle apparatus includes a compressor 10 for converting a low-temperature low-pressure gas refrigerant into a high-temperature high-pressure gas refrigerant, and a high-temperature high-pressure gas refrigerant changed by the compressor 10 at room temperature and high-pressure liquid refrigerant.
  • Condenser 20 to be converted into a heat exchanger, a dryer 25 for dehumidifying a liquid refrigerant having a normal temperature high pressure (or a high temperature high pressure) passed through the condenser 20, and a liquid refrigerant having a normal temperature and high pressure dehumidified through the dryer 25.
  • an expander (30) for changing a low temperature low pressure liquid refrigerant and an evaporator (40) for absorbing external heat while changing the low temperature low pressure liquid refrigerant changed in a gaseous state As the compressor 10 is operated, cooling is performed through a condensation process and an evaporation process in which heat dissipation and heat absorption are continuously performed. In addition, the inside of the device is circulated through a pipe connecting each component and the refrigerant for performing heat exchange.
  • capillary tubes for converting a refrigerant at room temperature and high pressure (or high temperature and high pressure) into a refrigerant having low temperature and low pressure are mainly used as the expander 30.
  • the capillary tube 31 is formed of a long length and a small diameter tube, and as the refrigerant passes through the capillary tube 31, the flow of the refrigerant decreases, thereby lowering the pressure.
  • the capillary tube 31 controls the refrigerant by passing an appropriate amount of liquid refrigerant corresponding to an amount sufficient to cover the amount of vaporization in the evaporator 40 while the compressor 10 is operated. When it reaches the end of the capillary tube 31 by lowering the evaporation pressure, the amount corresponding to about 10 to 20% of the refrigerant evaporates.
  • a refrigerant pipe extending from the evaporator 40 of the evaporator 40 and connected to the inlet of the compressor 10, that is, the refrigerant pipe connected between the evaporator 40 and the compressor 10, may store the refrigerant passing through the evaporator 40. 10), so it is commonly referred to in the art as 'suction refrigerant pipe'.
  • the capillary tube 31 is welded to the outer circumferential surface of the refrigerant tube 50 by soldering or the like so that the capillary tube 31 and the refrigerant tube 41 are in surface contact with each other, whereby heat exchange occurs.
  • Side constitutes a 'refrigeration cycle heat exchanger'.
  • the conventional refrigeration cycle heat exchanger welds the capillary tube 31 and the refrigerant tube 41 by soldering, etc., but also requires a lot of work time and effort due to the welding process. As the welding part is spaced apart for a long time, the product defect rate is high, and the heat exchange efficiency is extremely reduced.
  • the above-mentioned patent document is characterized in that the inner diameter and coil pitch of the capillary in which the coil part is formed is specified, and the coil part of the capillary and the refrigerant pipe are joined by the shrink film in a state where the coil part of the capillary tube is fitted to the outer peripheral surface of the refrigerant pipe. Inevitably occurs between the outer peripheral surface of the, due to this heat exchange efficiency is not only high but also had the disadvantage that the noise or vibration caused by the pulsation of the refrigerant is severely generated.
  • the coil portion of the aforementioned patent document is formed to have an inner diameter larger than the outer diameter of the refrigerant pipe so as to be easily fitted into the refrigerant pipe, and then the tubular shrink film is inserted into the outer peripheral surface and contracted.
  • the inner diameter of the coil portion of the aforementioned patent document is larger than the outer diameter of the refrigerant pipe from the beginning, the inner circumferential surface of the coil portion is lifted up with the outer circumferential surface of the refrigerant pipe even when the shrinkage film shrinks.
  • the present invention has been researched and developed in order to overcome the disadvantages of the prior art as described above, by attaching the coil portion of the capillary tube in close contact with the outer surface of the refrigerant tube significantly improve heat exchange performance and due to the pulsation of the refrigerant, etc. It is an object of the present invention to provide a refrigeration cycle heat exchanger and a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of effectively preventing noise or vibration.
  • the present invention for achieving the above object is a manufacturing method of a heat exchanger for a refrigeration cycle for attaching the coil portion of the capillary tube to the outer peripheral surface of the refrigerant pipe, a refrigerant pipe preparation step of preparing a cylindrical refrigerant pipe; A capillary preparation step of preparing a capillary tube having a coil part having a set pitch; A coil part fitting step of fitting one side of the coil part of the capillary to one side of the outer circumferential surface of the refrigerant pipe; And a coil unit winding step of winding the coil unit of the capillary tube on the outer circumferential surface of the refrigerant tube along its spiral direction by rotating the coolant tube in a state where one side of the coil unit of the capillary tube is fitted.
  • the refrigerant pipe is rotated by rotating the rotating mechanism to which the refrigerant pipe is fixed.
  • the coil portion of the capillary tube is characterized in that the inner diameter is formed smaller than the outer diameter of the refrigerant pipe.
  • the outer diameter of the refrigerant pipe and the inner diameter of the coil portion of the capillary tube is characterized in that consisting of 1: 0.55 ⁇ 0.98.
  • the inner diameter and the pitch of the coil portion are adjusted by pulling the capillary tube having the coil portion having the initial inner diameter and the initial pitch in the longitudinal direction.
  • the present invention provides a manufacturing apparatus for a heat exchanger for a refrigeration cycle that attaches a coil portion of a capillary tube to an outer circumferential surface of a refrigerant tube, the apparatus comprising: a rotating mechanism for rotating a cylindrical refrigerant tube; And a fixing holder fixed to one end of the coil portion of the capillary tube and disposed adjacent to the rotating mechanism, wherein the coil portion of the capillary tube spirals to the outer circumferential surface of the refrigerant tube as the refrigerant tube rotates by the rotation of the rotating mechanism. It is characterized in that the winding along the direction.
  • the rotating mechanism has a gripping chuck that grips one end of the refrigerant pipe, the gripping chuck is disposed adjacent to the fixed holder, and the gripping chuck rotates together with the refrigerant pipe.
  • the coil portion of the capillary tube is characterized in that the inner diameter is formed smaller than the outer diameter of the refrigerant pipe.
  • the outer diameter of the refrigerant pipe and the inner diameter of the coil portion of the capillary tube is characterized in that consisting of 1: 0.55 ⁇ 0.98.
  • Another aspect of the present invention is a heat exchanger for a refrigeration cycle manufactured by the method and apparatus for manufacturing a heat exchanger for a refrigeration cycle described above and including a coil part of the capillary tube spirally wound around the coolant tube and an outer circumferential surface of the coolant tube. It is characterized by.
  • the capillary tube is wound in a spiral direction by the rotational operation of the coolant tube so that the coil part of the capillary tube can be attached very quickly and tightly and stably to the outer circumferential surface of the coolant tube. Partial lifting (spacing) is hardly generated between the coil parts of the, so there is an advantage that noise or vibration due to pulsation of the refrigerant can be effectively prevented.
  • the coil portion of the capillary tube may be wound very tightly on the outer circumferential surface of the refrigerant tube during rotation of the refrigerant tube, and thus the outer circumferential surface of the refrigerant tube and the capillary tube Partial lifting (spacing) is hardly generated between the coil parts of the, so there is an advantage that noise or vibration due to pulsation of the refrigerant can be effectively prevented.
  • the coil portion of the capillary tube is brought into closer contact with the outer circumferential surface of the refrigerant tube by the rotation of the refrigerant tube.
  • the coil portion may be forcibly pressurized on the outer circumferential surface of the refrigerant tube when the coil portion of the capillary coil is wound on the outer circumferential surface of the refrigerant tube, thereby causing various damages to the outer circumferential surface of the refrigerant tube. This may occur, and when the inner diameter of the capillary coil portion is higher than 0.98, the coil portion of the capillary tube may not be in close contact with the outer circumferential surface of the coolant tube.
  • the coil portion of the capillary tube can be attached to the outer peripheral surface of the refrigerant tube very quickly and stably, and thus the outer peripheral surface of the refrigerant tube and the coil portion of the capillary tube Since there is little partial lifting (separation) between, there is an advantage that the noise or vibration due to the pulsation of the refrigerant, etc. can be effectively prevented.
  • the coil portion of the capillary tube is in close contact with the outer circumferential surface of the refrigerant pipe to provide a refrigeration cycle heat exchanger having excellent heat exchange efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a general refrigeration cycle.
  • Figure 2 is a process diagram showing a manufacturing method of the refrigeration cycle suction side heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a refrigerant pipe preparation step according to the manufacturing method of the refrigeration cycle suction side heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the preparation step of the capillary tube according to the manufacturing method of the refrigeration cycle suction side heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a coil part fitting step according to a method of manufacturing a refrigeration cycle suction side heat exchanger according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a coil winding step according to a method of manufacturing a refrigeration cycle suction side heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged cross section of the arrow A portion of FIG. 6.
  • FIG. 2 is a view showing a manufacturing method of a heat exchanger for a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a heat exchanger for a refrigeration cycle comprises a refrigerant pipe preparation step (S1), capillary tube preparation step (S2), refrigerant pipe and capillary tube setting step (S3), coil portion fitting step (S4) ), And coil winding step (S5).
  • the refrigerant pipe 41 connected between the evaporator 40 and the compressor 10 of the refrigeration cycle is prepared by cutting to a predetermined length (desired length) (S1). As shown in FIG. 3, the refrigerant pipe 41 is shaped into a cylindrical structure having a predetermined outer diameter d1.
  • the refrigerant pipe 41 is made of a material having excellent thermal conductivity, such as aluminum, copper, etc. can increase the heat exchange performance
  • the outer peripheral surface is coated with a protective coating layer 43 made of a material such as epoxy, as shown in FIG.
  • the protective coating layer 43 prevents damage due to contact when the coil part 35 of the capillary tube 31 is attached to the outer circumferential surface thereof.
  • the above-mentioned protective coating layer 43 may be formed, for example, as the paint of the insulating material is applied to the outer peripheral surface of the refrigerant pipe 41, thereby providing an insulation function or may insulate the outer peripheral surface of the refrigerant pipe 41. have.
  • a capillary tube 31 having a coil part 35 attached to the outer circumferential surface of the refrigerant tube 41 is prepared (S2).
  • the coil part 35 of the capillary tube 31 is shaped to have an inner diameter t2 smaller than the outer diameter d1 of the coolant tube 41.
  • the coil part 35 of the capillary tube 31 is spirally wound around the coil-forming pipe not shown by the winding device not shown, and is initially wound relatively tightly, as shown in FIG. ) And an initial inner diameter t1 corresponding to the initial pitch p1, and then the separation distance is larger than the initial pitch p1 as it is pulled in the longitudinal direction as shown in FIG. It can be machined to have an extended extension pitch p2.
  • the coil unit 35 may be converted into an inner diameter t2 whose inner diameters t1 and t2 are reduced by an initial inner diameter t1 by a pulling process.
  • the coil part 35 may be manufactured to have the above-described expanded pitch p2 from the beginning as shown in FIG. 4 (b).
  • the inner diameter t2 of the coil part 35 is preferably made smaller than the outer diameter d1 of the coolant pipe 41, and in the coil part winding step S5 described later, the coolant pipe ( When the coil part 35 is wound on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41 by the rotation of 41, the coil part 35 of the capillary tube 31 is closely adhered to the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41 without any further processing. Winding can be facilitated.
  • the pitch (p2) of the coil unit 35 is preferably the coil portion 35 is molded to a dimension that can be smoothly wound action of the coil unit 35 to the outer peripheral surface of the refrigerant pipe 41,
  • the outer surface of the refrigerant pipe 41 is forcibly pressurized to be molded to such a degree that the winding can be made smoothly without damaging it.
  • the pitch p2 is most preferably molded into a dimension capable of exerting a desired heat exchange efficiency with the refrigerant pipe 41.
  • a pitch p2 is preferably formed in a dimension of 2.5 times to 6 times the outer diameter of the refrigerant pipe 41, for example.
  • the pitch p2 is formed in a dimension of 2.5 times or less with respect to the outer diameter of the coolant pipe 41, and when wound around the coolant pipe 41 as described below, the contact area with respect to the coolant pipe 41 is densely formed.
  • the pitch p2 is formed to have a dimension six times or more with respect to the appearance of the coolant pipe 41, and when the coil is wound around the coolant pipe 41, the contact area with respect to the coolant pipe 41 is insufficient. There is a problem that cannot be achieved. Therefore, it is most preferable that the pitch p2 is formed in the dimension of the range as mentioned above.
  • the coil part 35 has a pitch p2 and a coolant pipe 41 having dimensions such that the coil part 35 can be smoothly wound on the outer circumferential surface of the coolant pipe 41 and can be exchanged smoothly. It is processed to have an inner diameter t2 of a dimension smaller than the outer diameter d1 of the refrigerant pipe 41 so as to be in close contact with the outer circumferential surface thereof.
  • capillary 31 having the coil part 35 shown in FIG. 4 is briefly illustrated, it may be formed long as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the coil unit 35 of the refrigerant pipe 41 and the capillary tube 31 is set in the apparatus 50 for manufacturing a heat exchanger for a refrigeration cycle shown in FIG. 5 (S3).
  • the apparatus 50 for manufacturing a heat exchanger for a refrigeration cycle includes, for example, a rotating mechanism 51 rotatably installed in a frame 58 and a fixed holder 55 installed adjacent to the rotating mechanism 51 as shown in FIG. 5. ).
  • the rotating mechanism 51 is provided with a conventional gripping chuck 52 for holding and fixing one end 41a of the refrigerant pipe 41 on one side thereof, and one end of the refrigerant pipe 41 on the gripping chuck 52. 41a) is gripped and fixed.
  • the rotary mechanism 51 rotates the gripping chuck 52 to rotate the refrigerant pipe 41 in the same direction as the gripping chuck 52.
  • the rotary mechanism 51 rotates the gripping chuck 52 through conventional driving means such as a motor.
  • Rotating mechanism 51 may be configured to hold the gripping chuck 52 manually, such as a conventional vise, but may also be configured to enable the chucking while being able to rotate the gripping chuck 52. Since the gripping chuck 52 is a technology that can be easily implemented by those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.
  • the fixing holder 55 is installed adjacent to the gripping chuck 52 of the rotating mechanism 51 as shown in FIG. 5, and the nose tube 41 is fixed to the rotating mechanism 51 as described above.
  • One end 35a of the part 35 is fixed. Accordingly, the coil part 35 fixed to the fixing holder 55 forms a substantially parallel state near one end 41a of the refrigerant pipe 41 whose one end 35a is fixed to the gripping chuck 52. Therefore, the coil part 35 of the capillary tube 31 can be wound very smoothly on the outer circumferential surface of the refrigerant tube 41.
  • the above-described fixing holder 55 can be configured as a normal jaw (Jow).
  • the fixed holder 55 may be configured manually, such as a conventional vise, it may be configured automatically by hydraulic pressure.
  • the fixing holder 55 is a kind of fixing jig for holding and fixing one end 35a of the coil part 35. Since the fixing holder 55 is a technology that can be easily implemented by those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.
  • the refrigerant pipe 41 may be fixed to the rotating mechanism 51 after the end 35a of the coil part 35 is fixed to the fixing holder 55.
  • the fixing order of the coolant tube 41 or the coil part 35 can be changed as needed.
  • one side of the coil unit 35 of the capillary tube 31 is inserted into one side of the coolant tube 41 (S4). That is, after the refrigerant pipe 41 and the coil unit 35 are fixed to the rotary mechanism 51 and the fixed holder 55, respectively, the operator has to set the front end side of the coil unit 35 as shown in FIG. Only about 3 times is wound around the refrigerant pipe (41).
  • the refrigerant pipe 41 rotates in one direction as shown in FIG.
  • the coil portion 35 of the capillary tube 31 is automatically wound along the spiral direction on the outer circumferential surface 41 (S5).
  • the coil part 35 is shown in FIG. 5 and one side (front end side) of the gating end 35a is adjacent to one end of the refrigerant pipe 41, the coil part 35 is fitted to one side of the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41.
  • the remaining portion is wound very quickly and stably on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41 along the spiral direction by the rotation of the pipe 41.
  • the remaining portion except for the front end side is not wound on the refrigerant pipe 41 as shown in FIG. 5, but the refrigerant pipe 41 rotates by the rotating mechanism 51.
  • the remaining part is automatically wound on the outer circumferential surface of 41).
  • the coil portion 35 has a dimension smaller than the inner diameter t2 of the coolant pipe 41, the coil part 35 is forcibly wound when the coolant pipe 41 is rotated.
  • the coil part 35 has a smaller inner diameter t2 than the outer diameter d1 of the refrigerant pipe 41 and is forcibly wound, so that the inner circumferential surface thereof is wound very tightly on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41. . Therefore, since the lifting (separation) is hardly generated between the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41 and the inner circumferential surface of the coil part 35, there is an advantage that noise or vibration due to pulsation of the refrigerant can be effectively prevented. In particular, since the coil part 35 is wound around the refrigerant pipe 41 without being lifted up, backlash (floating or flow) does not occur due to vibration caused by pulsation.
  • the coil part 35 is forcibly wound as mentioned above, the inner diameter t2 is deformed (slightly expanded) to the dimension corresponding to the outer diameter d1 of the refrigerant pipe 41. Therefore, the coil part 35 is in intimate contact with the outer peripheral surface of the refrigerant pipe 41.
  • the operator uses the free end side (the other end) of the coolant pipe 41 or the portion of the coil part 35 to be wound to the coolant pipe 41 to be adjacent to the coolant pipe 41 by using a separate jig. It is preferable to support or pressurize toward the side.
  • the coil unit 35 of the capillary tube 31 is attached in close contact with the outer circumferential surface of the coolant tube 41.
  • a heat exchanger for a refrigeration cycle is manufactured.
  • the refrigeration cycle heat exchanger of the present invention manufactured by the above-described manufacturing method has a structure in which the coil part 35 of the capillary tube 31 is closely attached to a part of the outer peripheral surface of the refrigerant tube 41.
  • the outer diameter (d1) of the refrigerant pipe 41 and the inner diameter (t2) of the coil portion 35 is preferably made of a ratio range of 1: 0.55 ⁇ 0.98.
  • the ratio range between the outer diameter d1 of the refrigerant pipe 41 and the inner diameter t2 of the coil part 35 is the coil part 35 when the coil part 35 is wound on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41.
  • the inner circumferential surface of the coolant tube 41 satisfies the close contact with the outer circumferential surface of the coolant tube 41, and the contact between the coil unit 35 and the coolant tube 41 when the coil unit 35 is wound on the outer circumferential surface of the coolant tube 41. Due to this is a critical numerical limitation range that can prevent the outer surface of the refrigerant pipe 41 is damaged.
  • the inner diameter t2 of the coil portion 35 of the capillary tube 31 is formed at a ratio lower than 0.55 with respect to the outer diameter d1 of the coolant tube 41, the coil portion of the capillary tube 31 ( When the coil 35 is wound on the outer circumferential surface of the coolant tube 41, various damages may occur on the outer circumferential surface of the coolant tube 41 due to the contact between the coil unit 35 and the coolant tube 41, and the capillary tube 31 is formed.
  • the coil portion 35 of the capillary tube 31 is formed on the outer circumferential surface of the refrigerant tube 41. Since it may not be in close contact with each other, lifting may occur between the inner circumferential surface of the coil part 35 and the outer circumferential surface of the coolant pipe 41, so that the inner diameter t2 of the coil part 35 is equal to the outer diameter d1 of the coolant pipe 41. It is preferable to set in the ratio range of 0.55-0.98.
  • the inner diameter t2 of the coil part 35 may be about 5 mm.
  • the coil part 35 may be attached to the outer circumferential surface of the refrigerant pipe 41 in close contact with each other.
  • the coil part 35 when the protective coating layer 43 is formed on the outer circumferential surface of the coolant pipe 41 (see FIG. 7), if the inner diameter t2 of the coil part 35 is 5 mm, the coil part 35 may be a coolant pipe ( When wound on the outer circumferential surface of 41, the protective coating layer 43 of the refrigerant pipe 41 may be peeled off and damaged, so the inner diameter t2 of the coil part 35 is preferably about 6 to 7 mm.
  • the refrigerant pipe 41 in which the coil part 35 is wound so as to prevent this.
  • the refrigerant pipe 41 is preferably expanded to a size of about 1.02 times to 1.2 times the size of the original outer diameter (d1) or inner diameter.
  • the coolant tube 41 is preferably expanded to about 8.16 mm to 9.6 mm when the original outer diameter d1 or inner diameter is 8 mm.
  • the refrigerant pipe 41 may not sufficiently prevent backlash when it is expanded to a size of less than about 1.02 times, and may rupture when it is expanded to a size that exceeds about 1.2 times. Therefore, it is preferable that the refrigerant pipe 41 is expanded to the size of the above-mentioned range.
  • the present invention further includes an expansion step of expanding the refrigerant pipe 41.
  • This expansion step expands the refrigerant pipe 41 as the rod or rod-shaped die (the end portion is formed in a spherical shape) is inserted into the refrigerant pipe 41.
  • the coil unit 35 may be expanded together with the refrigerant pipe 41.
  • the state in which the coil part 35 is closely adhered to each other may not only be maintained, but also because the refrigerant pipe 41 is directly expanded by the aforementioned mold, the adhesion state is further improved. do. That is, the coil part 35 is more closely expanded by the refrigerant pipe 41 by direct molding, thereby improving the adhesion state.

Abstract

본 발명은 냉동사이클용 열교환기에 관한 것이다. 본 발명은, 원통형의 냉매관을 준비하는 냉매관 준비단계; 설정된 피치의 코일부를 가진 모세관을 준비하는 모세관 준비단계; 상기 냉매관의 외주면 일측에 상기 모세관의 코일부 일측을 끼우는 코일부 끼움단계; 및 상기 모세관의 코일부 일측이 끼워진 상태에서 상기 냉매관을 회전시킴으로써 모세관의 코일부를 그 나선방향을 따라 상기 냉매관의 외주면에 권취하는 코일부 권취단계;를 포함한다. 본 발명은 냉매관에 모세관을 긴밀하면서 견고하게 고정할 수 있다.

Description

냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 제조방법
본 발명은 냉동사이클용 열교환기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 냉매관 및 모세관 사이의 긴밀한 밀착을 보다 견고하고 안정되게 할 수 있는 냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
냉동사이클장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체냉매로 변화시키는 압축기(10)와, 이 압축기(10)에서 변화된 고온고압의 기체냉매를 상온고압의 액체냉매로 변화시키는 응축기(20)와, 이 응축기(20)를 거친 상온고압(또는 고온고압)의 액체냉매를 제습하기 위한 드라이어(25)와, 이 드라이어(25)를 거쳐 제습된 상온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 팽창기(30)와, 이 팽창기(30)에서 변화된 저온저압의 액체냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(40)로 구성되어 있다. 압축기(10)가 가동됨에 따라 방열 및 흡열이 연속적으로 이루어지는 응축과정 및 증발과정을 통해 냉각작용을 하게 되는 것이다. 또한, 기기의 내부에는 각 구성부품 간을 연결하는 배관을 통해 순환하며 열교환을 수행하기 위한 냉매가 충전되어 있다.
한편, 가정용 냉장고, 룸 에어컨, 쇼케이스, 김치냉장고 등의 냉동장치에서는 팽창기(30)로서 상온고압(또는 고온고압)의 냉매를 저온저압의 냉매로 변환시키는 모세관(31, capillary tube)이 주로 이용되고 있다. 이러한 모세관(31)은 길이가 길고 지름이 작은 관으로 이루어지고, 냉매가 모세관(31)을 통과함에 따라 냉매는 그 흐름이 감소되어 압력이 저하된다. 이러한 모세관(31)은 압축기(10)가 작동되는 동안 증발기(40)에서 기화하는 양을 충당할 수 있는 정도에 해당하는 알맞은 양의 액체냉매를 통과시킴으로써 냉매를 조절하게 되고, 고압의 액체냉매를 증발 압력으로 저하시켜 모세관(31)의 끝부분에 이르렀을 때 냉매의 10∼20% 정도에 해당하는 양이 기화한다.
한편, 증발기(40)의 증발관으로부터 연장되어 압축기(10)의 흡입구에 접속되는 냉매관 즉, 증발기(40)와 압축기(10) 사이에 연결된 냉매관은 증발기(40)를 거친 냉매를 압축기(10)로 흡입시키므로 당업계에서는 통상적으로 '흡입 냉매관'이라 지칭한다.
그리고, 모세관(31)을 냉매관(50)의 외주면에 납땜 등을 통해 용접함으로써 모세관(31)과 냉매관(41)이 서로 표면적으로 접촉하여 열교환이 이루어지고, 이를 통해 압축기(10)의 흡입측에서 '냉동사이클용 열교환기'를 구성한다.
이와 같이, 종래의 냉동사이클용 열교환기는 모세관(31)과 냉매관(41)을 납땜 등을 통해 용접함에 따라 공정 자체의 번거로움은 물론, 용접작업에 따른 작업시간과 노력이 많이 소요되고, 또한 장시간 사용 시에 용접부위가 이격됨에 따라 제품 불량율이 높아지고, 열교환효율이 극히 저하되는 단점이 있었다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 본 출원인은 등록실용신안 제20-0386639호(이하, '선행기술'이라 함)에서 "모세관의 일부 구간에 코일부를 형성하고, 이러한 모세관의 코일부를 냉매관의 외주면에 끼운 이후에 수축필름에 의해 접합함으로써 그 고정을 안정되고 간편하게 함과 더불어 열교환성능을 향상시킨 흡입측 열교환기"를 개시한 바 있다.
하지만, 상술한 특허문헌은 코일부가 형성된 모세관의 내경 및 코일 피치(coil pitch)가 특정되고, 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 끼워진 상태에서 수축필름에 의해 접합됨에 따라 모세관의 코일부와 냉매관의 외주면 사이에서 필연적으로 들뜸이 발생하며, 이로 인해 그 열교환효율이 높지 않을 뿐만 아니라 냉매의 맥동에 의한 소음 내지 떨림 등이 심하게 발생하는 단점이 있었다.
좀더 자세히 설명하면, 상술한 특허문헌의 코일부는 끼움이 용이하도록 냉매관의 외경보다 내경이 크게 형성되어 냉매관에 끼워진 후 튜브형의 수축필름이 외주면에 끼워져서 수축된다.
이에 따라, 상술한 특허문헌의 코일부는 애초부터 냉매관의 외경보다 내경이 크게 형성되므로 수축필름이 수축되어도 그 내주면이 냉매관의 외주면과 들뜨게 된다.
따라서, 상술한 특허문헌의 코일부는 들뜸으로 인하여 열교환효율이 저하될 뿐만 아니라 진동 및 래틀음(떨림 소음)이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 냉매관의 외면에 모세관의 코일부를 매우 긴밀하게 밀착시켜 부착함으로써 열교환성능을 대폭 향상시킴과 더불어 냉매의 맥동 등으로 인한 소음 내지 떨림 등을 효과적으로 방지할 수 있는 냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 증발기를 거친 냉매를 압축기로 흡입시키는 흡입 냉매관의 외면에 모세관의 코일부를 매우 긴밀하게 밀착시킬 수 있는 냉동사이클용 열교환기와 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 부착하는 냉동사이클용 열교환기의 제조방법으로, 원통형의 냉매관을 준비하는 냉매관 준비단계; 설정된 피치의 코일부를 가진 모세관을 준비하는 모세관 준비단계; 상기 냉매관의 외주면 일측에 상기 모세관의 코일부 일측을 끼우는 코일부 끼움단계; 및 상기 모세관의 코일부 일측이 끼워진 상태에서 상기 냉매관을 회전시킴으로써 모세관의 코일부를 그 나선방향을 따라 상기 냉매관의 외주면에 권취하는 코일부 권취단계;를 포함한다.
상기 냉매관 및 모세관의 준비단계 및 상기 코일부 끼움단계 사이에는, 상기 냉매관 및 상기 모세관을 회전기구 및 고정홀더에 제각기 고정하여 세팅하는 냉매관 및 모세관 세팅단계를 더 포함한다.
상기 코일부 권취단계는, 상기 냉매관이 고정된 상기 회전기구를 회전시켜서 상기 냉매관을 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 모세관의 코일부는 그 내경이 상기 냉매관의 외경 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉매관의 외경과 상기 모세관의 코일부의 내경은 1: 0.55~0.98로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 모세관 준비단계에서, 초기 내경 및 초기 피치를 가진 코일부를 가진 모세관을 길이방향으로 당김으로써 코일부의 내경 및 피치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
이와 달리, 본 발명은, 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 부착하는 냉동사이클용 열교환기의 제조장치로서, 원통형의 냉매관을 회전시키는 회전기구; 및 모세관의 코일부 일단을 고정하고, 상기 회전기구에 인접하여 배치된 고정홀더;를 포함하고, 상기 회전기구의 회전에 의해 냉매관이 회전함에 따라 상기 모세관의 코일부가 상기 냉매관의 외주면에 나선방향을 따라 권취되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전기구는 상기 냉매관의 일단을 파지하는 파지척을 가지고, 상기 파지척은 상기 고정홀더에 인접하여 배치되며, 상기 파지척은 상기 냉매관과 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기 모세관의 코일부는 그 내경이 상기 냉매관의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉매관의 외경과 상기 모세관의 코일부의 내경은 1: 0.55~0.98로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상술한 냉동사이클용 열교환기의 제조방법 및 제조장치에 의해 제조되어 상기 냉매관 및 상기 냉매관의 외주면에 나선형으로 권취된 상기 모세관의 코일부를 포함하는 냉동사이클용 열교환기인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 모세관을 냉매관의 회전작동에 의해 나선방향으로 권취함으로써 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 매우 신속하면서 긴밀하게 밀착시켜서 안정적으로 부착시킬 수 있고, 이에 냉매관의 외주면과 모세관의 코일부 사이에는 부분적인 들뜸(이격)이 거의 발생되지 않으므로 냉매의 맥동 등으로 인한 소음 내지 떨림 등이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 모세관의 코일부가 냉매관의 외경 보다 작게 이루어짐에 따라 냉매관의 회전 시에 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 매우 긴밀하게 밀착되어 권취될 수 있고, 이에 냉매관의 외주면과 모세관의 코일부 사이에는 부분적인 들뜸(이격)이 거의 발생되지 않으므로 냉매의 맥동 등으로 인한 소음 내지 떨림 등이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 모세관의 코일부의 내경이 냉매관의 외경에 대해 0.55~0.98의 비율로 작게 형성됨에 따라 냉매관의 회전에 의해 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 보다 긴밀하게 밀착된 상태로 권취될 수 있고, 특히 모세관의 코일부의 내경이 0.55 보다 낮은 비율일 경우에는 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 권취될 때 코일부가 냉매관의 외주면을 무리하게 가압하여 냉매관의 외주면에 각종 파손이 발생할 우려가 있고, 모세관의 코일부의 내경이 0.98 보다 높은 비율일 경우에는 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 긴밀하게 밀착되지 못할 수 있다.
본 발명에 의하면, 회전기구에 의해 냉매관을 회전시킴에 따라 모세관의 코일부가 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 매우 신속하고 안정되게 부착될 수 있고, 이에 냉매관의 외주면과 모세관의 코일부 사이에는 부분적인 들뜸(이격)이 거의 발생되지 않으므로 냉매의 맥동 등으로 인한 소음 내지 떨림 등이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부가 긴밀하게 밀착되므로 열교환효율이 우수한 냉동사이클용 열교환기를 제공한다.
도 1은 일반적인 냉동사이클을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 흡입측 열교환기의 제조방법을 도시한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 흡입측 열교환기의 제조방법에 따른 냉매관 준비단계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 흡입측 열교환기의 제조방법에 따른 모세관의 준비단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 흡입측 열교환기의 제조방법에 따른 코일부 끼움단계를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 흡입측 열교환기의 제조방법에 따른 코일부 권취단계를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 화살표 A 부분에 대한 단면을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클용 열교환기의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 냉동사이클용 열교환기의 제조방법은 냉매관 준비단계(S1), 모세관 준비단계(S2), 냉매관 및 모세관 세팅단계(S3), 코일부 끼움단계(S4), 코일부 권취단계(S5)로 이루어진다.
냉매관 준비단계(S1)
냉동사이클의 증발기(40)와 압축기(10) 사이에 연결되는 냉매관(41)을 설정된 길이(원하는 길이)로 절단하여 준비한다(S1). 이러한 냉매관(41)은 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 외경(d1)을 가진 원통형의 구조로 성형된다.
한편, 냉매관(41)은 알루미늄, 동 등과 같이 열전도성이 우수한 재질로 이루어짐에 따라 그 열교환성능을 높일 수 있고, 외주면에는 도 7과 같이, 에폭시 등과 같은 재질로 이루어진 보호코팅층(43)이 코팅될 수 있으며, 이러한 보호코팅층(43)에 의해 모세관(31)의 코일부(35)가 외주면에 부착될 때 접촉으로 인한 훼손 등이 방지된다.
여기서, 전술한 보호코팅층(43)은 예컨대, 절연재의 도료가 냉매관(41)의 외주면에 도포됨에 따라 형성될 수 있으며, 이에 따라 절연기능을 제공하거나 냉매관(41)의 외주면을 단열시킬 수도 있다.
모세관 준비단계(S2)
그런 다음에, 도 4에 도시된 바와 같이 냉매관(41)의 외주면에 부착되는 코일부(35)를 가진 모세관(31)을 준비한다(S2). 모세관(31)의 코일부(35)는 냉매관(41)의 외경(d1) 보다 작은 내경(t2)을 가지도록 성형된다.
특히, 모세관(31)의 코일부(35)는 미도시된 권회장치에 의해 미도시된 코일성형 파이프에 나선형으로 권회되어 최초에는 도 4(a)와 같이, 상대적으로 촘촘하게 감겨진 초기 피치(p1) 및 이 초기 피치(p1)에 대응하는 초기 내경(t1)을 가진 구조로 성형될 수 있고, 그 이후 도 4(b)와 같이 그 길이방향으로 당겨짐에 따라 초기 피치(p1) 보다 이격거리가 확장된 확장 피치(p2)를 가지도록 가공될 수 있다. 이때, 코일부(35)는 당김공정에 의해 그 내경(t1, t2)이 초기 내경(t1) 보다 감소한 내경(t2)으로 변환될 수도 있다.
이와 달리, 코일부(35)는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 처음부터 전술한 확장 피치(p2)를 갖도록 제조될 수도 있다.
이러한 가공을 통해, 코일부(35)의 내경(t2)은 냉매관(41)의 외경(d1) 보다 작은 치수로 이루어짐이 바람직하고, 이에 후술하는 코일부 권취단계(S5)에서, 냉매관(41)의 회전에 의해 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 권취될 때 모세관(31)의 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 별도의 처리 없이 긴밀하게 밀착되어 권취됨이 용이해질 수 있다.
여기서, 코일부(35)의 피치(p2)는 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 대한 코일부(35)의 권취작용이 원활하게 이루어질 수 있는 치수로 성형되는 것이 바람직하며, 코일부(35)가 권취될 때 냉매관(41)의 외면을 무리하게 가압하여 손상을 주지 않으면서도 그 권취가 원활하게 이루어질 수 있는 정도의 치수로 성형됨이 더욱 바람직하다.
특히, 피치(p2)는 냉매관(41)과 소망하는 열교환효율을 발휘할 수 있는 치수로 성형되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 피치(p2)는 예컨대, 냉매관(41)의 외경에 대해 2.5배 내지 6배의 치수로 형성되는 것이 바람직하다. 피치(p2)는 냉매관(41)의 외경에 대해 2.5배 이하의 치수로 형성되어 후술되는 바와 같이 냉매관(41)에 권취될 경우, 조밀하게 형성됨에 따라 냉매관(41)에 대한 접촉면적은 확장되는 이점은 있으나 접촉면적에 비해 열교환효율이 미흡할 뿐만 아니라 코일부(35)의 전체적인 제조비용이 과도하게 소요되는 문제가 있다. 그리고, 피치(p2)는 냉매관(41)의 외견에 대해 6배 이상의 치수로 형성어 냉매관(41)에 권취될 경우, 냉매관(41)에 대한 접촉면적이 부족하여 소망하는 열교환효율을 달성할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 피치(p2)는 전술한 바와 같은 범위의 치수로 형성되는 것이 가장 바람직하다.
결론적으로, 코일부(35)는 냉매관(41)의 외주면에 코일부(35)가 원활하게 권취될 뿐만 아니라 원활하게 열교환할 수 있을 정도의 치수로 이루어진 피치(p2) 및 냉매관(41)의 외주면에 긴밀하게 밀착되어 권취될 수 있도록 냉매관(41)의 외경(d1) 보다 작은 치수의 내경(t2)을 가지도록 가공된다.
한편, 도 4에 도시된 코일부(35)를 갖는 모세관(31)은 단적으로 짧게 도시되었으나 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 길게 형성될 수 있다.
냉매관 및 모세관 세팅단계(S3)
그 이후에, 도 5에 도시된 냉동사이클용 열교환기의 제조장치(50)에 냉매관(41) 및 모세관(31)의 코일부(35)를 세팅한다(S3).
냉동사이클용 열교환기의 제조장치(50)는 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(58)에 회전가능하게 설치된 회전기구(51) 및 이러한 회전기구(51)에 인접하여 설치된 고정홀더(55)를 포함한다.
회전기구(51)는 그 일측에 냉매관(41)의 일단(41a)을 파지하여 고정하는 통상의 파지척(52)이 마련되고, 이러한 파지척(52)에 냉매관(41)의 일단(41a)이 파지되어 고정된다. 회전기구(51)는 파지척(52)을 회전시켜서 냉매관(41)을 파지척(52)과 동일한 방향으로 회전시킨다. 회전기구(51)는 모터와 같은 통상의 구동수단을 통해 파지척(52)을 회전시킨다. 회전기구(51)는 예컨대, 통상의 바이스와 같이 수동식으로 파지척(52)이 구성될 수 있으나, 파지척(52)의 회전이 가능하면서 자동으로 척킹이 가능하도록 구성할 수도 있다. 이러한 파지척(52)은 전술한 내용으로도 당업자가 용이하게 구현할 수 있을 정도의 기술이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
고정홀더(55)는 도 5에 도시된 바와 같이 회전기구(51)의 파지척(52)에 인접하여 설치되고, 전술한 바와 같이 회전기구(51)에 냉매관(41)이 고정된 후 코일부(35)의 일단(35a)이 고정된다. 이에 따라, 고정홀더(55)에 고정되는 코일부(35)는 그 일단(35a)이 파지척(52)에 고정되는 냉매관(41)의 일단(41a)과 인접하여 실질적으로 병렬상태를 형성하므로 모세관(31)의 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 매우 원활하게 권취될 수 있다.
여기서, 전술한 고정홀더(55)는 통상의 조우(Jow)로 구성할 수 있다. 이러한 고정홀더(55)는 통상의 바이스와 같이 수동식으로 구성될 수 있으나, 유압등에 의하여 자동식으로 구성될 수도 있다. 결론적으로, 고정홀더(55)는 코일부(35)의 일단(35a)을 잡아서 고정하는 일종의 고정용 지그이다. 이러한 고정홀더(55)는 전술한 내용으로도 당업자가 용이하게 구현할 수 있을 정도의 기술이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
한편, 냉매관(41)은 고정홀더(55)에 코일부(35)의 일단(35a)이 고정된 후 회전기구(51)에 고정될 수도 있다. 이러한 냉매관(41) 또는 코일부(35)의 고정순서는 필요에 따라 변경할 수 있다.
코일부 끼움단계(S4)
이렇게 냉매관(41) 및 모세관(31)의 코일부(35)를 세팅한 이후에, 모세관(31)의 코일부(35) 일측을 냉매관(41)의 일측에 끼워넣는다(S4). 즉, 냉매관(41) 및 코일부(35)가 회전기구(51) 및 고정홀더(55)에 각각 고정된 후, 도 5에 도시된 바와 같이 코일부(35)의 선단측을 작업자가 1-3회 정도만 냉매관(41)에 감아준다.
코일부(35)의 권취단계(S5)
이렇게 코일부(35)의 일측이 냉매관(41)의 외주면 일측에 끼워진 상태에서 회전기구(51)를 구동시키면, 도 6과 같이 냉매관(41)은 일방향으로 회전하고, 이에 따라 냉매관(41)의 외주면에 모세관(31)의 코일부(35)가 그 나선방향을 따라 자동으로 권취된다(S5). 이때, 코일부(35)는 도 5에 도시된 바와 가팅 일단(35a)이 냉매관(41)의 일단에 인접한 상태에서 일측(선단측)이 냉매관(41)의 외주면 일측에 끼워져 있으므로, 냉매관(41)의 회전에 의해 나머지 부분이 나선방향을 따라 냉매관(41)의 외주면에 매우 신속하고 안정적으로 권취된다. 즉, 코일부(35)는 도 5에 도시된 바와 같이 선단측을 제외한 나머지 부분이 냉매관(41)에 감기지 않았으나, 냉매관(41)이 회전기구(51)에 의해 회전하므로 냉매관(41)의 외주면에 나머지 부분이 자동으로 감긴다.
특히, 코일부(35)는 내경(t2)이 냉매관(41)의 외경(d1)보다 작은 치수로 이루어져 있으므로 냉매관(41)의 회전시 강제로 권취된다. 이에 따라, 코일부(35)는 내경(t2)이 냉매관(41)의 외경(d1)보다 작게 형성되어 강제로 권취되므로 그 내주면이 냉매관(41)의 외주면에 매우 긴밀하게 밀착되어 권취된다. 따라서, 냉매관(41)의 외주면 및 코일부(35)의 내주면 사이는 들뜸(이격)이 거의 발생되지 않으므로 냉매의 맥동 등으로 인한 소음 내지 떨림 등이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다. 특히, 코일부(35)는 들뜸이 없는 상태로 냉매관(41)에 권취되므로 맥동에 의한 진동으로 백래쉬(들뜸이나 유동)가 발생되지 않는다.
한편, 코일부(35)는 전술한 바와 같이 강제로 권취되므로 내경(t2)이 냉매관(41)의 외경(d1)에 대응하는 치수로 변형(약간 확장)된다. 따라서, 코일부(35)는 냉매관(41)의 외주면에 긴밀하게 밀착된다.
다른 한편, 작업자는 직접 또는 별도의 지그를 이용하여 냉매관(41)의 자유단측 단부(타단) 또는 권취될 코일부(35)의 일부분을 냉매관(41)과 인접하도록 냉매관(41)을 향해 지지 내지 가압해주는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 상술한 코일부(35)의 권취단계(S5)를 통해 도 7과 같이, 모세관(31)의 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 긴밀하게 밀착된 상태로 부착된 냉동사이클용 열교환기가 제조된다.
이후, 도 7과 같이 코일부(35) 및 냉매관(41)의 외측에 열수축튜브(38)을 씌운 후에 열을 인가함으로써 열수축튜브(38)의 열수축에 의해 코일부(35)를 냉매관(41)의 외측에 더욱더 견고하게 접합할 수도 있고, 이에 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 부착된 상태를 안정되게 유지할 수 있다.
상술한 제조방법을 통해 제조된 본 발명의 냉동사이클용 열교환기는, 냉매관(41)의 일부 외주면에 모세관(31)의 코일부(35)가 긴밀하게 밀착된 상태로 부착된 구조로 이루어진다.
한편, 냉매관(41)의 외경(d1)과 코일부(35)의 내경(t2)은 1: 0.55~0.98의 비율범위로 이루어짐이 바람직하다. 이와 같은 냉매관(41)의 외경(d1) 및 코일부(35)의 내경(t2)사이의 비율범위는 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 권취될 때 코일부(35)의 내주면이 냉매관(41)의 외주면에 긴밀하게 밀착됨을 만족함과 더불어, 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 권취될 때 코일부(35)와 냉매관(41) 사이의 접촉으로 인해 냉매관(41)의 외면이 훼손됨을 방지할 수 있는 임계적 수치한정범위이다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 모세관(31)의 코일부(35)의 내경(t2)이 냉매관(41)의 외경(d1)에 대해 0.55 보다 낮은 비율로 이루어질 경우에는 모세관(31)의 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 권취될 때 코일부(35) 및 냉매관(41)의 접촉 등으로 인해 냉매관(41)의 외주면에 각종 훼손이 발생할 우려가 있고, 모세관(31)의 코일부(35)의 내경(t2)이 냉매관(410의 외경(d1)에 대해 0.98 보다 높은 비율로 이루어질 경우에는 모세관(31)의 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 긴밀하게 밀착되지 못하여 코일부(35)의 내주면와 냉매관(41)의 외주면 사이에 들뜸이 발생할 수 있으므로, 코일부(35)의 내경(t2)은 냉매관(41)의 외경(d1)에 대해 0.55~0.98의 비율범위 내로 설정됨이 바람직하다.
일 예에 따르면, 냉매관(41)의 외주면에 별도의 보호코팅층이 형성되지 않은 경우에는 냉매관(41)의 외경(d1)이 8mm이면 코일부(35)의 내경(t2)은 5mm 정도로 이루어질 수 있고, 이에 코일부(35)는 냉매관(41)의 외주면에 매우 긴밀하게 밀착된 상태로 부착될 수 있다.
다른 예에 따르면, 냉매관(41)의 외주면에 보호코팅층(43)이 형성된 경우(도 7 참조)에 코일부(35)의 내경(t2)이 5mm이면, 코일부(35)가 냉매관(41)의 외주면에 권취될 때 냉매관(41)의 보호코팅층(43)을 박리시켜 손상을 줄 수 있으므로 코일부(35)의 내경(t2)은 6~7mm 정도로 이루어짐이 바람직하다.
이러한 경우, 코일부(35)는 내경(t2)이 전술한 5mm 보다 크므로 전술한 백래쉬가 혹여 발생될 수 있다. 따라서, 이를 방지하도록 코일부(35)가 권취된 냉매관(41)을 확관시키는 것이 바람직하다. 이때, 냉매관(41)은 원래의 외경(d1) 또는 내경의 크기에 대해 약 1.02배 내지 1.2배의 크기로 확관되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 냉매관(41)은 원래의 외경(d1) 또는 내경이 8mm일 경우 약 8.16mm 내지 9.6mm로 확관되는 것이 바람직하다.
냉매관(41)은 약 1.02배 미만의 크기로 확관될 경우 백래쉬를 충분히 방지할 수 없고, 약 1.2배를 초과하는 크기로 확관될 경우 파열될 우려가 있다. 따라서, 냉매관(41)은 전술한 범위의 크기로 확관되는 것이 바람직하다.
결론적으로, 본 발명은 냉매관(41)을 확관시키는 확관단계를 더 포함한다. 이러한 확관단계는 미도시된 봉이나 막대형태의 금형(단부가 구형으로 형성됨)이 냉매관(41)에 삽입됨에 따라 냉매관(41)을 확관한다. 이때, 코일부(35)는 냉매관(41)과 함께 확관될 수도 있다. 하지만, 코일부(35)는 냉매관(41)과 함께 확관되므로 긴밀하게 밀착된 상태가 지속될 수 있을 뿐만 아니라, 오히려 냉매관(41)이 전술한 금형에 의해 직접적으로 확관되므로 밀착상태가 더욱 향상된다. 즉, 코일부(35)는 냉매관(41)이 직접성형에 의해 좀더 확관되므로 밀착상태가 향상된다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (7)

  1. 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 부착하는 냉동사이클용 열교환기의 제조방법으로,
    원통형의 냉매관을 준비하는 냉매관 준비단계;
    설정된 피치의 코일부를 가진 모세관을 준비하는 모세관 준비단계;
    상기 냉매관의 외주면 일측에 상기 모세관의 코일부 일측을 끼우는 코일부 끼움단계; 및
    상기 모세관의 코일부 일측이 끼워진 상태에서 상기 냉매관을 회전시킴으로써 모세관의 코일부를 그 나선방향을 따라 상기 냉매관의 외주면에 권취하는 코일부 권취단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매관 및 모세관의 준비단계 및 상기 코일부 끼움단계 사이에는,
    상기 냉매관 및 상기 모세관을 회전기구 및 고정홀더에 제각기 고정하여 세팅하는 냉매관 및 모세관 세팅단계;를 더 포함하고,
    상기 코일부 권취단계는,
    상기 냉매관이 고정된 상기 회전기구를 회전시켜서 상기 냉매관을 회전시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모세관의 코일부는 그 내경이 상기 냉매관의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조방법.
  4. 냉매관의 외주면에 모세관의 코일부를 부착하는 냉동사이클용 열교환기의 제조장치로서,
    원통형의 냉매관을 회전시키는 회전기구; 및
    모세관의 코일부 일단을 고정하고, 상기 회전기구에 인접하여 배치된 고정홀더;를 포함하고,
    상기 회전기구의 회전에 의해 냉매관이 회전함에 따라 상기 모세관의 코일부가 상기 냉매관의 외주면에 나선방향을 따라 권취되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전기구는 상기 냉매관의 일단을 파지하는 파지척을 가지고, 상기 파지척은 상기 고정홀더에 인접하여 배치되며, 상기 파지척은 상기 냉매관과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 모세관의 코일부는 그 내경이 상기 냉매관의 외경 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 하는 냉동사이클용 열교환기의 제조장치.
  7. 청구항 1 내지 3에 의한 냉동사이클용 열교환기의 제조방법으로 제조되어 상기 냉매관 및 상기 냉매관의 외주면에 나선형으로 권취된 상기 모세관의 코일부를 포함하는 냉동사이클용 열교환기.
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