KR101621498B1 - 공기 조화기의 증발기용 파이프 및 그 파이프의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프는, 공기 조화기를 구성하는 구성요소로서 팽창 밸브의 출구 측과 증발기의 입구 측을 연결하는 냉매 파이프에 있어서, 상기 냉매 파이프의 일단부는 모세관으로 된 모세관부가 구비되며, 상기 냉매 파이프의 타단부는 냉매의 흐르는 속도가 일정하게 유지되도록 상기 모세관부의 내경 보다 큰 내경의 크기를 가지는 정상 배관부를 구비하며, 상기 모세관부와 상기 정상 배관부를 연결하는 원뿔 형태의 테이퍼부를 구비하며, 상기 테이퍼부의 일단부는 상기 모세관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지며, 상기 테이퍼부의 타단부는 상기 정상 배관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기의 증발기용 파이프 및 그 파이프의 제조 방법{A pipe for evaporator of air conditioning equipment and a manufacturing method therof}

본 발명은 공기 조화기의 팽창 밸브의 출구 측과 증발기 입구 측을 연결하는 냉매 파이프 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 냉동 사이클을 이용하여 필요한 공간을 냉방 하거나 난방하는 장치이다. 도 1을 참조하면, 공기 조화기는 냉동 사이클을 구성하기 위해 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40)가 순차적으로 배치되고 냉매는 압축기(10)로부터 토출되어 상기 응축기(20), 팽창밸브(30) 및 증발기(40)를 통과하여 다시 압축기(10)로 순환되도록 구성된다. 상기 압축기(10)에서 냉매는 기체 상태에서 고온 고압으로 압축되어 토출 된다. 상기 응축기(20)를 통과하면서 냉매는 주위의 열원과 열교환이 행해지면서 온도 및 압력이 낮아져 액체 상태로 상변화 한다. 그리고, 상기 팽창 밸브(30)를 통과하면서 냉매는 단열 팽창(교축 작용)에 의해 저온 및 저압의 액체 냉매가 된다. 상기 증발기(40)에서는 냉매가 외부의 열원과 열교환하여 온도가 증가함으로써 기체 상태로 상변화 한다. 상기 증발기(40)를 통과한 냉매 가스는 상기 압축기(10)로 다시 입력되어 고온 고압의 기체로 압축된다.

이러한 공기 조화기를 구성하는 구성요소 중에서 상기 팽창 밸브(30)의 출구 측과 증발기(40)의 입구 측을 연결하는 부위의 파이프(50)는 냉매가 팽창 밸브(30)에서 교축 작용에 의해 단열 팽창한 후 모세관(31, 캐필러리, capillary)을 통과하여 부피가 급격히 팽창하면서 확산하도록 냉매가 흐르는 배관(파이프)의 내경이 확대되는 구간(32, 확산부)이 있다.

그런데, 종래의 파이프 구조는 모세관(31)을 통과한 후의 확산부(32)가 급격하게 내경이 커지면서 계단 형태로 이루어져서 소음이 발생하는 문제점이 있다. 이와 같은 확산 소음은 소비자들에게 불편한 느낌을 주어 제품에 대한 불만을 표출하게 됨으로써 제품에 대한 신뢰도가 낮아지는 문제점이 있다. 또한, 상기 확산부(32)를 종래의 가공 방법으로 가공한 경우에는 그 확산부(32)를 구성하는 부분의 재료의 두께가 불균일해져서 내부가 막히거나 응력이 집중되어 상기 확산부(32)가 파손되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 냉매 파이프의 모세관부와 정상 배관부 사이의 연결구조를 개선함으로써, 내구성이 행상되고 확산소음이 현저하게 감소 또는 제거된 공기 조화기의 증발기용 파이프 및 그 파이프의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프는, 공기 조화기를 구성하는 구성요소로서 팽창 밸브의 출구 측과 증발기의 입구 측을 연결하는 냉매 파이프에 있어서,

상기 냉매 파이프의 일단부는 모세관으로 된 모세관부가 구비되며,

상기 냉매 파이프의 타단부는 냉매의 흐르는 속도가 일정하게 유지되도록 상기 모세관부의 내경 보다 큰 내경의 크기를 가지는 정상 배관부를 구비하며,

상기 모세관부와 상기 정상 배관부를 연결하는 원뿔 형태의 테이퍼부를 구비하며,

상기 테이퍼부의 일단부는 상기 모세관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지며, 상기 테이퍼부의 타단부는 상기 정상 배관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지도록 구성된 점에 특징이 있다.

상기 테이퍼부의 길이는 상기 정상 배관부의 외경의 크기보다 5배 이상이며 10배 미만이 되도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 테이퍼부의 길이는 50mm 내지 200mm인 것이 바람직하다.

한편, 상기 공기 조화기의 증발기용 파이프를 제조하는 방법으로서,

상기 정상 배관부와 동일한 크기의 외경을 가지는 파이프 소재를 인발 가공하여 상기 모세관부를 형성하는 모세관부 제조단계;

상기 모세관부 제조단계 후에 수행되며, 상기 테이퍼부에 해당되는 구간을 계단 형태의 다단 구조를 2개 이상 가지도록 다단 인발 가공을 수행하는 다단 인발 단계; 및

상기 다단 인발 단계 후에 수행되며, 상기 테이퍼부에 해당하는 구간에 외력을 가하여 계단 구조를 테이퍼 형태로 가공하는 테이퍼 가공 단계;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 테이퍼 가공 단계는 로터리 스웨이징 또는 포밍 가공에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프는, 팽창 밸브의 출구 측에 연결되는 모세관부와 증발기의 입구 측에 연결되는 정상 배관부 사이를 일체로 연결하는 원뿔 형태의 테이퍼부를 구비함으로써 모세관부로부터 정상 배관부 쪽으로 유동하는 냉매의 확산 소음을 현저하게 감소시키는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 파이프는 상기 테이퍼부를 구성하는 재료의 두께가 일정하게 유지되어 내부가 막히지 않는 장점이 있으며, 상기 테이퍼부에서 크랙이 발생하지 않은 장점이 있어서 파이프의 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 공기 조화기의 냉동 사이클을 도식적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프의 개략적 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프의 제조 방법을 구성하는 공정도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공정 중 다단 인발 단계 후의 파이프의 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 테이퍼 가공 단계를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프의 개략적 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프의 제조 방법을 구성하는 공정도이다. 도 4는 도 3에 도시된 공정 중 다단 인발 단계 후의 파이프의 단면 구조를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 테이퍼 가공 단계를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)는 공기 조화기의 팽창 밸브의 출구와 증발기의 입구 사이를 연결하는 냉매 파이프이다.

상기 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)는 모세관부(110)와, 정상 배관부(120)와, 테이퍼부(130)를 포함한다.

상기 모세관부(110)는 상기 냉매 파이프 즉, 상기 증발기용 파이프(100)의 일단부에 배치된다. 상기 모세관부(110)는 모세관을 구성한다. 상기 모세관부(110)는 상기 팽창 밸브(30)에서 토출되는 냉매가 유동하는 부위이다. 상기 모세관부(110)는 예컨대 3.2mm 정도 또는 그 이하의 크기의 외경을 가질 수 있다. 또한 상기 모세관부(110)의 내주면과 외주면 사이의 재료 두께는 0.6mm 정도가 될 수 있다.

상기 정상 배관부(120)는 상기 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)의 타단부에 배치된다. 상기 정상 배관부(120)의 외경은 예컨대 7.94mm, 9.52mm 등이 될 수 있다. 상기 정상 배관부(120)의 내주면과 외주면 사이의 재료 두께는 0.6mm 정도가 될 수 있다. 상기 정상 배관부(120)에서는 냉매의 흐르는 속도가 일정하게 유지된다. 상기 정상 배관부(120)는 상기 모세관부(110)의 내경 보다 큰 내경의 크기를 가진다. 상기 정상 배관부(120)는 상기 증발기 입구 측에 연결된다.

상기 테이퍼부(130)는 상기 모세관부(110)와 상기 정상 배관부(120) 사이에 배치된다. 상기 테이퍼부(130)는 상기 모세관부(110)와 상기 정상 배관부(120)를 연결하며 원뿔 형태의 구조를 구성한다. 상기 테이퍼부(130)는 상기 모세관부(110) 및 상기 정상 배관부(120)와 일체로 형성된다. 상기 테이퍼부(130)의 일단부는 상기 모세관부(110)의 내경과 동일한 크기의 내경을 가진다. 한편, 상기 테이퍼부(130)의 타단부는 상기 정상 배관부(120)의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지도록 구성된다.

상기 모세관부(110)와 상기 테이퍼부(130)와 상기 정상 배관부(120)는 하나의 배관으로 형성되며 용접이나 접합과 같은 구조가 적용되지 않는다.

상기 테이퍼부의 길이(L)는 상기 정상 배관부(120)의 외경의 크기(t)보다 5배 이상이며 10배 이하가 되도록 구성된 것이 바람직하다. 상기 테이퍼부의 길이(L)가 상기 정상 배관부(120)의 외경의 크기(t)보다 5배 미만인 경우에는 상기 모세관부(110)로부터 상기 정상 배관부(120)로 유동하는 냉매의 부피 팽창이 급격하게 이루어져서 확산 소음이 감소가 충분히 감소하지 않는 문제점이 있다. 한편, 상기 테이퍼부의 길이(L)가 상기 정상 배관부(120)의 외경의 크기(t)보다 10배를 초과하는 경우 확산 소음의 감소 효과는 충분히 달성되나 상기 테이퍼부(130)의 가공이 어려운 문제점이 있다.

한편, 상기 테이퍼부의 길이(L)는 50mm 이상인 것이 바람직하다. 상기 테이퍼부(130)의 길이(L)가 50mm 이하일 경우에는 냉매의 확산 소음의 감소량이 충분하지 못할 수 있다. 한편, 상기 테이퍼부의 길이(L)를 길게 하는 것은 제한할 필요는 없으나, 현실적인 가공의 난이도를 고려하면 200mm 이하로 형성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구조를 가진 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)의 제조 방법을 상세하게 서술하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)의 제조 방법은, 모세관부 제조단계(S10)와, 다단 인발 단계(S20)와, 테이퍼 가공 단계(S30)를 포함한다.

상기 모세관부 제조단계(S10)에서는 상술한 구조의 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)를 제조하는 방법의 시작 단계이다. 상기 모세관부 제조단계(S10)에서는 상기 정상 배관부(120)의 내경 및 외경과 동일한 크기를 가지는 파이프 소재를 인발 가공함으로써 외경의 크기가 4.76mm 이하인 모세관부(110)를 제조한다. 상기 모세관부 제조단계(S10)는 공지된 가공 기술인 인발 가공 방식을 채용할 수 있다.

상기 다단 인발 단계(S20)는 상기 모세관부 제조단계(S10) 후에 수행된다. 상기 다단 인발 단계(S20)에서는 상기 테이퍼부(130)에 해당되는 구간을 계단 형태의 다단 구조를 2개 이상 가지도록 다단 인발 가공을 수행한다. 상기 다단 인발 단계(S20)가 수행된 이후의 상기 테이퍼부(130)에 해당되는 구간의 형태는 도 4와 같이 된다. 상기 테이퍼부(130)를 가공함에 있어서 상기 다단 인발 단계(S20)을 수행하지 않고 한 번의 인발 공정으로 형성하는 경우에는 상기 모세관부(110)와 인접하는 부위가 막힐 수 있는 문제점이 있다. 한편, 상기 모세관부(110)와 인접하는 상기 테이퍼부(130)의 내부가 막히지 않도록 인발 과정에서 인발용 플러그를 삽입하는 경우에는 상기 테이퍼부(130)의 내부 조직에 응력이 집중되어 파손될 수 있는 문제점이 있다. 상기 테이퍼부(130)의 내부 조직이 파손되는 경우에는 냉매의 흐름에 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 다단 인발 단계(S20)를 플러그를 삽입하지 않고 다단 구조로 형성한다. 상기 다단 인발 단계(S20)에서 형성된 계단 형태의 확관 구조는 종래의 가공 방식에 비하여 후술하는 테이퍼 가공 단계(S30)에서 재료 내부에 발생하는 응력 집중이 감소 되어 상기 테이퍼부(130)가 파열되지 않도록 하는 핵심적인 작용을 한다.

상기 테이퍼 가공 단계(S30)는 상기 다단 인발 단계(S20) 후에 수행된다. 상기 테이퍼 가공 단계(S30)에서는 상기 테이퍼부(130)에 해당하는 구간에 도 5에 도시된 바와 같이 금형(200)으로 외력을 가하여 계단 구조를 제거함으로써 테이퍼 형태로 가공한다. 상기 테이퍼 가공 단계(S30)에서는 로터리 스웨이징 또는 포밍 가공 방법을 채용할 수 있다.

이와 같은 방법으로 제조된 공기 조화기의 증발기용 파이프(100)는 상기 테이퍼부(130)에 응력이 집중되지 않고 고르게 분포함으로써 고압의 냉매가 상기 모세관부(110)로부터 상기 정상 배관부(120)를 향해 확산될 때 상기 테이퍼부(130)가 파열되지 않고 그 형태를 잘 유지하는 장점이 있다. 또한, 상기 테이퍼부(130)를 통과하여 확산되는 냉매는 확산 구간이 충분히 확보될 뿐 아니라 완만한 경사로 내경의 크기가 증가하므로 확산 소음이 현저하게 감소하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프는, 팽창 밸브의 출구 측에 연결되는 모세관부와 증발기의 입구 측에 연결되는 정상 배관부 사이를 일체로 연결하는 원뿔 형태의 테이퍼부를 구비함으로써 모세관부로부터 정상 배관부 쪽으로 유동하는 냉매의 확산 소음을 현저하게 감소시키는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 파이프는 상기 테이퍼부의 재료의 두께가 일정하게 유지되어 내부가 막히지 않고, 크랙이 발생하지 않은 장점이 있어서 파이프의 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

100 : 공기 조화기의 증발기용 파이프
110 : 모세관부
120 : 정상 배관부
130 : 테이퍼부
200 : 금형
L : 테이퍼부의 길이
t : 정상 배관부의 외경의 크기
S10 : 모세관부 제조단계
S20 : 다단 인발 단계
S30 : 테이퍼 가공 단계

Claims (5)

1. 공기 조화기를 구성하는 구성요소로서 팽창 밸브의 출구 측과 증발기의 입구 측을 연결하는 냉매 파이프에 있어서,
   상기 냉매 파이프의 일단부는 모세관으로 된 모세관부가 구비되며,
   상기 냉매 파이프의 타단부는 냉매의 흐르는 속도가 일정하게 유지되도록 상기 모세관부의 내경 보다 큰 내경의 크기를 가지는 정상 배관부를 구비하며,
   상기 모세관부와 상기 정상 배관부를 연결하는 원뿔 형태의 테이퍼부를 구비하며,
   상기 테이퍼부의 일단부는 상기 모세관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지며, 상기 테이퍼부의 타단부는 상기 정상 배관부의 내경과 동일한 크기의 내경을 가지도록 구성되며,
   상기 테이퍼부의 길이는 상기 정상 배관부의 외경의 크기보다 5배 이상이며 10배 이하가 되도록 구성되고,
   상기 테이퍼부의 길이는 50mm 내지 200mm인 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 증발기용 파이프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 따른 공기 조화기의 증발기용 파이프를 제조하는 방법으로서,
   상기 정상 배관부와 동일한 크기의 외경을 가지는 파이프 소재를 인발 가공하여 상기 모세관부를 형성하는 모세관부 제조단계;
   상기 모세관부 제조단계 후에 수행되며, 상기 테이퍼부에 해당되는 구간을 계단 형태의 다단 구조를 2개 이상 가지도록 다단 인발 가공을 수행하는 다단 인발 단계; 및
   상기 다단 인발 단계 후에 수행되며, 상기 테이퍼부에 해당하는 구간에 외력을 가하여 계단 구조를 테이퍼 형태로 가공하는 테이퍼 가공 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 증발기용 파이프의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 테이퍼 가공 단계는 로터리 스웨이징 또는 포밍 가공에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 증발기용 파이프의 제조 방법.

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