KR101527191B1 - 열교환기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 열교환기 제조방법은 열교환매체가 흐르는 통로가 복수개의 배플들에 의해 구획되며, 절단되는 부위에 대응되도록 구획배플들이 설치되는 제 1,2헤더 탱크를 상호 소정간격 이격되도록 하는 제1,2헤더탱크이격단계와, 상기 제 1,2헤더탱크들의 열교환매체 통로가 연통될 수 있도록 제1,2탱크에 형성된 튜브삽입공에 각 튜브의 양단부를 삽입하는 튜브장착단계와, 상기 튜브들의 사이에 클래드가 코팅된 방열휜을 설치하는 방열휜 설치단계와, 상기 구획배플에 의해 구획된 제1,2헤더탱크의 절단부위와 대응되는 튜브들의 사이에 브레이징로에 삽입 시 튜브들이 접합되지 않도록 하는 분리부재를 설치하는 분리부재 설치단계와, 상기 조립이 완료된 열교환기를 브레이징로에 투입하여 제1,2헤더탱크와 방열휜 또는 튜브에 코팅된 클래드재가 용융되어 제1,2헤더탱크부, 튜브 및 방열휜이 접합되도로 하는 브레이징 단계와, 상기 브레이징이 완료된 열교환기 조립체로부터 분리부재를 분리하는 분리부재 분리단계와, 상기 분리부재가 분리되어 이격된 부위와 대응되는 제 1,2헤더탱크를 절단하여 열교환기들을 제조하는 열교환기분할단계를 포함한다.
본 발명에 따른 열교환기의 제조방법은 열교환기의 제조효율을 향상시킬 수 있으며, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

Description

열교환기의 제조방법{Manufacturing method of heat exchanger}

본 발명은 열교환기의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 하나의 열교환기 조립체를 절단하여 복수개의 열교환기를 제조할 수 있는 열교환기의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고 또는 자동차 등에 열교환기는, 열교환 매체의 특성 및 사용 압력에 따라 휜 튜브 타입, 서펜틴타입(serpentine type), 드론 컵 타입(drawn cup type), 패러렐 플로우 타입(parallel flow type)등 여러 종류의 것이 있다.

이러한 대부분의 열교환기는 열교환 매체를 방열 휜과 접촉된 튜브의 내부로 통과시켜 튜브 및 방열휜의 표면과 접촉되는 유동공기와 열교환이 이루어지도록 되어 있다.

상기 열교환기중 패러렐 프롤우 타입 열교환기는 나란히 배치된 한 쌍의 헤더 탱크와, 이 헤더 탱크들 사이에 나란히 배치되며 그 양단 부가 각각 상기 헤더 탱크에 형성된 튜브삽입공에 삽입되어 고정되는 다수의 튜브들과, 상기 튜브들 내에서 유동되는 열교환매체가 외부와 효과적으로 열교환 할 수 있도록 넓은 전열면적을 가지며 상기 튜브들 사이에 설치된 방열휜(fin)을 구비한다.

이와 같이 구성된 종래의 열교환기는 상호 평행하게 설치되는 헤더탱크의 튜브삽입공에 튜브들의 양단부가 삽입되고, 튜브들의 사이에 방열휜이 설치된 상태로 지그에 의해 지지되어 브레이징로에 투입된다. 이와 같이 지그에 지지되어 브레이징로에 유입된 열교환기는 헤더 탱크에 입혀진 클래드재가 녹아서, 상기 튜브와 헤더탱크가 접합되고, 상기 튜브들의 사이에 방열휜의 표면에 설치되는 클래드재가 녹아서 튜브들의 사이에 방열휜이 접합된다.

상기와 같은 열교환기의 제조방법은 열교환기의 사이즈가 상대적으로 큰 경우 하나의 지그에 의해 조립이 이루어지는데, 상대적으로 지그를 이용한 조립에 따른 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 일본 공개 특허 제 2008-116117호에는 상호 소정간격 이격되는 한 쌍의 헤더탱크부와, 상기 헤더 탱크부의 탱크길이 방향으로 복수 라인 적층되며 각각의 양단이 상기 헤더탱크부에 접속 되어 열교환 유체가 유통하는 열교환용의 튜브를 갖는 열교환기를 제조하기 위한 것으로, 상기 헤더탱크부의 사이에 튜브들을 배치하는 단계와, 상기 헤더탱크부 안의 공간을 상기 탱크의 길이 방향으로 차단하는 칸막이 부재들을 설치하는 단계와, 상기 복수의 칸막이 부재의 사이를 상기 튜브의 길이방향을 따라 절단함으로써 복수의 열교환기로 분리하는 단계를 포함한다.

그러나 상술한 바와 같은 열교환기의 제조방법은 칸막이 부재들에 의해 구획된 헤더탱크 만을 길이 방향을 따라 절단하는 구조를 가지고 있으므로 튜브들의 사이에 위치되는 방열휜 또는 튜브를 절단하여야 하는 문제점이 있다.

이러한 방열횐 또는 튜브의 절단은 많은 작업공수가 소요되는 문제점 이 있으며, 생산성의 향상을 도모하기 어렵다. 그리고 방열휜의 경우 절단면이 깨끗하게 절단되지 못함으로써 외관이 좋지 않은 문제점이 있다.

일본 공개특허 평 08-94281호에는 열교환기의 제조방법이 게시되어 있으며, 일본특허공개 제2002-310574호에는 열교환기가 게시되어 있으며, 일본 특허공개 제2006-3045호에는 열교환기의 제조방법이 게시되어 있다. 그리고 일본 특허 공개 제 2009-121728호에는 다면체 구조의 열교환기 및 그 제조방법이 게시되어 있다.

일본 공개특허 평 08-94281호 일본특허공개 제2002-310574호 일본 특허공개 제2006-3045호 일본 특허 공개 제 2009-121728호

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 지그를 이용하여 조립된 하나의 열교환기를 브레이징하여 분할함으로써 복수개의 열교환기를 제작이 가능하고, 나아가서는 생산성의 향상을 도모할 수 있는 열교환기의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 열교환기의 분리 시 분리되는 열교환기의 튜브 및 방열휜의 손상을 방지할 수 있으며, 분리된 단위 열교환기의 품질을 향상시킬 수 있는 열교환기의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 열교환기의 제조방법은 열교환매체가 흐르는 통로가 복수개의 배플들에 의해 구획되며, 절단되는 부위에 대응되도록 두 개의 구획배플이 설치되는 제 1,2헤더탱크를 상호 소정간격 이격되도록 하는 헤더탱크설치단계와,

상기 제 1,2헤더탱크들의 열교환매체 통로가 연통될 수 있도록 제1,2탱크에 형성된 튜브삽입공에 각 튜브의 양단부를 삽입하는 튜브장착단계와,

상기 튜브들의 사이에 클래드가 코팅된 방열휜을 설치하는 방열휜 설치단계와,

상기 제1,2헤더탱크의 절단부위와 대응되는 튜브들의 사이에 브레이징로에 삽입 시 튜브들이 접합되지 않도록 하는 분리부재를 설치하는 분리부재 설치단계와,

상기 조립이 완료된 열교환기를 브레이징로에 투입하여 제1,2헤더 탱크와 방열휜 또는 튜브에 코팅된 클래드재가 용융되어 제1,2헤더탱크부, 튜브 및 방열휜이 접합되도록 하는 브레이징 단계와,

상기 브레이징이 완료된 열교환기 조립체로부터 분리부재를 분리하는 분리부재 분리단계와,

상기 분리부재가 분리되어 이격된 부위와 대응되는 제 1,2헤더탱크를 절단하여 열교환기들을 제조하는 제1,2헤더탱크절단단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 분리부재는 클래드재가 코팅되지 않은 논클래드방열핀으로 이루어지거나 브레이징 시 접합되지 튜브와 접합되지 않은 금속바로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기의 제조방법은 지그에 지지되어 브레이징이 완료된 하나의 열교환기 조립체를 분할하여 복수개의 열교환기를 생산할 수 있으므로 생산에 따른 작업공수를 줄일 수 있으며, 나아가서는 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법에 있어서, 열교환기가 분할되는 상태를 나타내 보인 평면도,
도 2는 제 1,2헤더탱크의 절단부위와 대응대응되는 부위에 분리부재가 설치된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 튜브들의 사이에 분리부재가 설치되는 다른 실시예를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 4는 제1,2헤더탱크에 구획배풀이 설치되는 상태를 나타내 보인 단면도.

본 발명에 따른 열교환기 제조방법의 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기 제조방법에 따라 제조된 열교환기는 냉장고, 각종 공조장치의 응축기 또는 증발기로 사용되는 패러렐 프롤우 타입으로써 나란히 배치된 한 쌍의 제1,2헤더 탱크(10)(20)와, 이 제1,2헤더 탱크(10)(20)들 사이에 나란히 배치되며 그 양단부가 각각 상기 제1,2헤더 탱크(10)(20)에 형성된 튜브삽입공(11)(21)에 삽입되어 고정된 다수의 튜브(30)들과, 상기 튜브(30)들 내에서 유동되는 열교환매체가 외부와 효과적으로 열교환할 수 있도록 넓은 전열면적을 가지며 상기 튜브들 사이에 설치된 방열휜(40;fin)을 구비한다.

상술한 바와 같은 열교환기를 제조하기 위해서는 열교환 매체가 흐르는 통로가 길이 방향으로 형성된 제 1,2헤더탱크(10)(20)에 배플(51)을 삽입하여 통로를 구획하고, 길이 방향으로 절단되는 부위에 인접되도록 구획배플(52)(53)을 설치하는 배플설치단계를 포함하는 제1,2헤더탱크제조단계를 포함한다.

상기 제 1,2헤더탱크제조단계에 있어서, 상기 제 1,2헤더탱크(10)(20)에는 클래드재가 코팅되어 있다. 그리고 상기 제1,2헤더탱크(10)(20)는 각각 길이 방향으로 분리된 두 개의 부재로 이루어질 수 있는데, 두 개로 분리된 경우 지그(미도시)에 조립되기 전에 열교환 매체 통로를 형성할 수 있도록 가접된다.

상기 배플설치단계에 있어서, 제 1,2헤더탱크(10)(20)의 절단부위를 구획하도록 설치되는 구획배플(52)(53)들의 사이에는 열교환매체가 흐르지 않는 두 개의 공튜브(31)(32)들이 위치되어 열교환기의 분리 시 상기 공 튜브(31)(32)가 구획배플(52)(53)의 외측에 위치되어 서포트 역할을 할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 제1,2헤더탱크(10)(20)의 조립이 완료되면, 상기 제 1,2헤더 탱크(10)(20)을 상호 소정간격 이격되도록 하는 제 1,2 헤더탱크이격단계와, 상호 이격된 상기 제 1,2헤더탱크들의 열교환매체 통로가 연통될 수 있도록 제1,2헤더탱크에 형성된 튜브 삽입공에 튜브(30)들의 양단부를 삽입하는 튜브장착단계와, 제 1,2헤더탱크(10)(20)에 지지된 튜브(30)들의 사이에는 클래드재가 코팅된 방열휜(30)들을 설치하는 방열휜 설치단계를 포함한다. 여기에서 상기 튜브에도 클래드재가 코팅될 수 있다.

그리고, 상기 제1,2헤더탱크(10)(20)에 설치되는 구획배플(52)(53)들의 사이에 분리부재(60)을 삽입하는 분리부재삽입단계를 수행한다. 상기 분리부재사입단계는 제1,2헤더탱크(10)(20)를 절단하여 열교환기의 제조 시 공튜브(31)(32)들이 상호 접합되지 않도록 클래드재가 코팅되지 않은 분리부재(60) 즉, 논클래드방열휜이 삽입된다. 상기 분리부재는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 브레이징 로에서 브레이징 시 접합이 이루어지지 않고, 간격을 유지할 수 있는 구조이면 가능한데, 알루미늄과 접합이 이루어지지 않은 스테인레스로 이루어진 사각 바 또는 봉재로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 단계를 수행함에 있어서, 조립상태의 유지 및 결합력을 유지할 수 있도록 조립지그를 사용될 수 있음은 당연하다.

상술한 바와 같이 열교환기의 접합을 위한 조립이 완료되면, 열교환기 조립체를 브레이징로에 투입하여 가열함으로써 제1,2헤더탱크(10)(20) 또는 튜브(20), 방열휜(30)의 클래드재가 용융되어 상호간에 접합이 이루어지도록 하는 브레이징 단계를 수행한다. 상기 브레이징 단계에 있어서, 상술한 바와 같이 제1,2헤더탱크(10)(20)의 분할될 부위와 대응되는 영역을 구획하는 튜브(30)들은 상기 논클래드방열휜 또는 사각봉과 같은 분리부재(60)가 삽이되어 있으므로 상호 접합이 이루어지지 않게 된다.

상기와 같이 브레이징 단계가 완료되면, 열교환기조립체로부터 분리부재(60)를 분리하고, 상기 제1,2헤더탱크의 구획배플(52)(53)들의 사이를 절단하여 열교환기들을 제조하는 열교환기 분할 단계를 수행한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법은 하나의 지그를 이용하여 열교환기조립체를 제조하고, 이를 분할하여 열교환기를 제조할 수 있으므로 열교환기의 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 분할되는 부위의 공튜브(31)(32)들이 상호 접합되지 않으므로 종래와 같이 이들의 사이에 설치되는 방열휜(40)을 절단할 필요가 없으며, 방열휜(40)이 절단됨으로써 절단부위가 매끄럽지 못한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 열교환기의 제조방법은 각종 열교환기의 제작 및 클래드재가 도포되어 브레이징되는 각종 제품에 널리 적용 가능하다.

10; 제 1헤더탱크
20; 제 2헤더탱크
30;튜브
40;핀
60; 분리부재

Claims (2)

1. 열교환매체가 흐르는 통로가 복수개의 배플들에 의해 구획되며, 절단되는 부위에 대응되도록 구획배플들이 설치되는 제 1,2헤더 탱크를 상호 소정간격 이격되도록 하는 제1,2헤더탱크이격단계와,
   상기 제 1,2헤더탱크들의 열교환매체 통로가 연통될 수 있도록 제1,2탱크에 형성된 튜브삽입공에 각 튜브의 양단부를 삽입하는 튜브장착단계와,
   상기 튜브들의 사이에 클래드가 코팅된 방열휜을 설치하는 방열휜 설치단계와,
   상기 구획배플에 의해 구획된 제1,2헤더탱크의 절단부위와 대응되는 튜브들의 사이에 브레이징로에 삽입 시 튜브들이 접합되지 않도록 하는 분리부재를 설치하는 분리부재 설치단계와,
   상기 조립이 완료된 열교환기를 브레이징로에 투입하여 제1,2헤더탱크와 방열휜 또는 튜브에 코팅된 클래드재가 용융되어 제1,2헤더탱크부, 튜브 및 방열휜이 접합되도로 하는 브레이징 단계와,
   상기 브레이징이 완료된 열교환기 조립체로부터 분리부재를 분리하는 분리부재 분리단계와,
   상기 분리부재가 분리되어 이격된 부위와 대응되는 제 1,2헤더탱크를 절단하여 열교환기들을 제조하는 열교환기분할단계를 포함한 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 분리부재는 클래드재층이 형성되지 않은 논클래드방열휜 또는 브레이징 시 튜브와 접합되지 않은 금속바로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
   

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