KR102139085B1 - 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형, 금형 고정 받침판 및 금형 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 제조에 필요한 열교환 핀을 제조하기 위한 열교환 핀 성형 금형 및 그러한 금형들을 고정 지지하는 금형 고정 받침판 및 금형 조립체에 관한 것으로, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)에 있어서, 상기 금형(1000)은 열교환 핀을 포밍, 피어싱, 플레어링 중의 어느 한 공정에 사용되는 것이며, 상기 금형(1000)은 금형 헤드부(1100)와, 상기 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 가지며, 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)를 가지는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)과, 상기 금형을 고정 지지하는 금형 고정 받침판(2000) 및, 상기 금형 헤드부(1100)를 지지하는 금형 헤드 홀딩판(3000)으로 이루어지는 금형 조립체(4000)에 관한 것이다.

Description

타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형, 금형 고정 받침판 및 금형 조립체{mold, mold support plate and mold assembly for manufacturing heat exchange pins with oval heat exchange tubes}

본 발명은 열교환기의 제조에 필요한 열교환 핀을 제조하기 위한 열교환 핀 성형 금형 및 그러한 금형들을 고정 지지하는 금형 고정 받침판 및 금형 조립체에 관한 것이다. 특히, 열교환 핀에 형성되는 타원공을 다양한 각도로 성형하기 위한 것이다.

일반적으로 열교환기의 열교환 핀은 금속제 박판을 금형 프레스부에 의해 프레스 가공하여 얻어진 금속 띠 형상체를 일정한 폭으로 절단한 제품을 말한다.

이때 열교환 핀 성형체의 재료인 알루미늄 등의 미가공 금속제 박판은 언코일러에 코일 형상으로 둘러 감겨져 있다. 언코일러로부터 인출된 금속제 박판은 핀치 롤을 거쳐 인출되고, 오일 부여 장치에 의해 가공용 오일이 부여된 후, 금형 장치가 내부에 배치된 금형 프레스부로 이송되어 천공 등이 이루어지게 된다.

본 발명은 상기 금형 장치에 관한 것으로, 금속제 박판에 타원형 열교환 튜브가 삽입될 수 있도록 천공 등을 하는 금형 및 그러한 금형을 고정 지지하는 금형 받침판 및 금형 조립체에 관한 것이다.

공개특허공보 10-2019-005932호(2019. 01. 16. 공개)의 열교환기용 핀의 제조 장치는 금형 장치로 상형 다이 세트와 하형 다이 세트를 가지고 열교환용 튜브를 천공하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2004-202549호(2004. 07. 22. 공개)의 열교환기용 핀 제조 방법 및 열교환기용 핀 제조 금형은, 횡단면이 타원형인 칼라 부착 투공이 형성된 열교환기용 핀을 저비용으로 제조하기 위한 것으로, 횡단면이 타원형인 열교환기용 튜브가 삽입되는 타원형 투공의 주위를 둘러싸는 소정 높이의 칼라가 형성된 타원관형 칼라 부착 투공을 형성한 열교환기용 핀을 제조할 때에 평판상의 금속제 박판에 횡단면이 원형인 용기부를 형성하고, 원형 용기부에 여러번의 드로오잉 과정을 거쳐 소정 직경과 높이를 갖는 타원형 용기부를 형성하고, 타원형 용기부에 투공을 만드는 타원형 칼라 부착 투공을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2002-28740호(2002. 01. 29. 공개)의 열교환기용 핀 제조 방법 및 열교환기용 핀 제조 금형은 금속제 박판에 칼라 부착 투공의 개공 직경보다 저면의 직경이 큰 돔부를 형성함과 함께 돔부의 저면 직경보다 큰 직경이며, 돔부의 돌출 방향과 반대 방향으로 함몰되는 함몰부를 돔부 주위를 둘러싸는 링 형상으로 형성하는 벌징 공정과, 돔부를 복수단의 포밍 가공에 의해 돔부와 함몰부를 소정 높이의 원추대 형상으로 형성하는 포밍 공정과, 소정 높이로 형성된 원추대부에 구멍을 형성하는 피어싱 공정과, 구멍 주위를 세워 칼라를 형성하는 버링 공정과, 칼라 선단부 플랜지를 형성하는 플레어 공정이 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2000-326032호(2000. 11. 28.공개)의 열교환기용 핀의 제조 방법 및 열교환기 핀용 금형은, 단단하고 얇은 금속 박판을 사용하는 경우에도, 소정 높이의 컬러부 투공을 용이하게 형성할 수 있는 열교환기용 핀 제조 방법을 제공하고자 하는 것으로, 금속 박판에 형성된 볼록부 직경을 줄이는 드로오잉 가공에 의해, 금속 박판의 두께를 실질적으로 유지하여 형성한 소정 높이의 볼록부에, 피어싱 가공을 하여 천공한 구멍을 버링 가공에 의해서 통 형상으로 형성하고, 이어서 통 형상의 구멍에 열교환용 튜브를 끼우는 소정 높이의 컬러가 형성된 구멍을 형성하는 열교환기용 핀을 만들 때의 열교환기용 핀 제조용 금형으로, 개폐 가능한 한 쌍의 금형을 사용하여 한 쌍의 금형이 개방 상태에서 폐쇄 상태에 이루기까지 금형의 동일부에서 볼록부에 피어싱, 버링 등의 가공을 순차적으로 하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2000-288668호(2000. 10. 17. 공개)의 금속박판에 열교환용 튜브를 끼우는 컬러 부착 구멍을 형성하는 열교환기용 핀 제조방법에는, 아이어닝 가공에 의해 열교환 튜브를 끼우는 칼라 부착 구멍을 형성하는 열교환기 핀 제조용 금형에 관한 기술이 개시되어 있다.

: 공개특허공보 10-2019-005932호(2019. 01. 16. 공개) : 일본 공개특허공보 2004-202549호(2004. 07. 22. 공개) : 일본 공개특허공보 2002-28740호(2002. 01. 29. 공개) : 일본 공개특허공보 2000-326032호(2000. 11. 28.공개) : 일본 공개특허공보 2000-288668호(2000. 10. 17. 공개)

상기 선행기술들은 열교환 튜브를 끼우는 열교환 핀을 제조하고자 하는 것으로, 금형을 이용하여 포밍 공정, 피어싱 공정, 버링 공정, 플레어 공정 등에 의하여 열교환 핀을 제조하는 것이 개시되어 있다.

상기와 같은 선행 기술들은 열교환 튜브를 원형으로 한다던가, 또는 타원형으로 하는 경우에, 열교환 핀에 형성하는 타원공의 각도 및 배열을 일정한 것으로 하는 것을 전제로 하는 것이므로, 열교환 핀에 형성하는 타원공의 각도 및 배열을 다양하게 제조할 수 없었다.

핀형 열교환기의 경우에는, 열교환 튜브가 끼워진 적층된 핀에 팬에 의하여 공기를 공급하고, 열교환 튜브에 유체를 공급하는 것에 의하여 열교환이 이루어지도록 하는 것이다.

이와 같은 핀형 열교환기는, 공기 공급 팬과 반드시 수직으로만 설치되는 것이 아니라, 설치 장소에 따라 다양한 각도로 설치된다. 따라서, 공기의 흐름에 맞추어 최적의 열교환 튜브를 조립할 필요가 있다.

그렇지만, 열교환 핀의 제조 금형은 고가의 것으로, 다양하게 형성되는 열교환 튜브의 위치에 맞추어 열교환 핀을 제조하기 위해서는, 고가의 금형을 모든 열교환 핀의 배치 형상에 맞추어 제조하여야 하는 것으로, 실질적으로 실시가 불가능하게 된다.

본 발명은 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 각도 및 배열을 다양하게 구성할 수 있는 열교환 핀을 제조함에 있어서, 동일한 금형을 사용하면서 금형의 고정 지지부 형상을 한정하는 것에 의하여, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 다양하게 형성된 열교환 핀을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 형태의 타원형 열교환 튜브의 배치가 가능한 열교환 핀을 제조할 수 있는 상기 금형의 금형 고정 받침판 및 금형 조립체를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 갖는 것으로 구체적으로는 아래와 같은 구성으로 이루어진다.

본 발명은 [1] 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)에 있어서, 상기 금형(1000)은 열교환 핀을 포밍, 피어싱, 플레어링하는 공정 중의 어느 한 공정에 사용되는 것이며, 상기 금형(1000)은 금형 헤드부(1100)와, 상기 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 가지며, 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)를 갖는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 다각형은 12각형, 18각형, 36각형 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 [3] 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)들을 고정 지지하는 금형 고정 받침판(2000)에 있어서, 상기 금형(1000)들은 금형 헤드부(1100)와, 상기 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 가지며, 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)를 가지며, 상기 금형 고정 받침판(2000)은 상기 다각형으로 이루어지는 다수 개의 금형 고정 지지부(1200)가 고정 지지되는 다수개의 다각형으로 이루어지는 금형 고정 받침부(2100)를 갖는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)들을 고정 지지하는 금형 고정 받침판(3000)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 [4] 상기 [3]에 있어서, 상기 금형 고정 지지부(1200)와 금형 고정 받침부(2100)의 다각형은 12각형, 18각형, 36각형 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)에 관한 것이다.

또한 본 발명은 [5] 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 다수 개의 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 헤드 홀딩판(3000)으로 이루어지는 금형 조립체(4000)에 있어서, 상기 다수 개의 금형(1000)들은 각각 금형 헤드부(1100)와 금형 고정 지지부(1200)로 이루어지며, 상기 각각의 금형 헤드부(1100)는 열교환 핀의 타원공을 형성하기 위한 것이며, 상기 각각의 금형 고정 지지부(1200)는 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 다각형으로 이루어지며, 상기 금형 고정 받침판(2000)은 상기 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 지지부(1200)의 다각형과 같은 형상의 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 받침부(2100)를 가지며, 상기 금형 헤드 홀딩판(3000)은, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측에 조립 조립되며, 상기 다수 개 금형(1000)의 다수 개 금형 고정 지지부(1200)가 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정된 상태에서, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측으로 돌출되는 상기 다수 개의 금형 헤드부(1100)를 삽입 고정하는 다수개의 금형 헤드 홀딩부(3100)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형 조립체(4000)에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 갖는 것에 의하여, 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조함에 있어서, 동일한 금형을 사용하면서도 열교환 핀에 형성되는 타원공의 각도와 배열을 다양하게 변경시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 열교환 핀에 형성되는 타원공의 각도와 배열을 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있는 금형, 금형 고정 받침판 및 금형 조립체를 제공할 수 있다.

도 1은 열교환 핀의 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 측면도.
도 2는 열교환 핀을 제조하는 전체 공정 중 금형 가공 장치의 개략도.
도 3은 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀의 다양한 실시예를 나타내는 개략도.
도 4는 열교환기 설치의 실시예를 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 포밍 공정의 각 단계에서 사용되는 금형의 사시도.
도 6은 본 발명의 피어싱 공정에 사용되는 상, 하 금형의 단면도.
도 7은 본 발명의 피어싱 공정에 사용되는 금형 조립체의 단면도.
도 8은 본 발명의 포밍 공정에서 사용되는 금형 조립체의 분해 개략도.

아래에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000), 금형 헤드 홀딩판(3000) 및 금형 조립체(4000)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 열교환 핀의 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 측면도로 상기 특허문헌 1에 도시된 것이다. 본 발명은 상기 도 1의 도면부호 22로 표시된 금형 장치에 사용되는 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 조립체(4000)에 관한 것이다.

도 2는 열교환 핀을 제조하는 공정 중, 상기 도 1의 금형 장치(22) 부분의 종래기술인 상, 하 금형 조립체을 나타내는 것으로, 핀에 형성되는 구멍을 타원공으로 만들기 위한 전 단계인 다 단계로 이루어지는 포밍 금형, 핀에 타원공을 형성하는 피어싱 금형 및 플레어링 금형의 금형 조립체의 사진을 나타낸 것이다.

도 2(a)는 하 금형 조립체를 나타내는 것으로, 원형에 가까운 형상으로부터 타원 형상으로 포밍하기 위한 다 단계로 이루어지는 다수 열의 포밍 금형 헤드부(1101)가 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 다음으로 피어싱하기 위한 다수 열의 하부 피어싱 금형 헤드부(1102)가 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 마지막 단계인 플레어링하기 위한 다수 열의 하 금형 조립체가 나타나 있으며, 플레어링의 경우에는 하측에 금형 다이만 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 2(b)는 상 금형 조립체를 나타내는 것으로, 원형에 가까운 형상으로부터 타원 형상으로 포밍하기 위한 다 단계로 이루어진 다수 열의 금형 다이가 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 다음으로 피어싱하기 위한 다수 열의 상부 피어싱 금형 헤드부(1112)가 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 마지막 단계인 플레어링하기 위한 다수 열의 플레어링 금형 헤드부(1103)가 돌출되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, 도 2(c)는 상기 도 2(a) 및 도 2(b)에 의하여 형성되는 열교환 핀의 단면을 나타내는 것으로, 포밍 금형, 피어싱 금형 및 플레어링 금형을 거친 후의 열교환 핀의 단면을 나타내는 것이다.

상기 도 2에서는 피어싱 금형과 플레어링 금형 사이에 공간을 형성하고 있으나, 이는 열간 슬릿(Row Slit) 공정이 이루어질 수 있기 때문이다.

본 발명은 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 조립체(4000)에 관한 것으로, 상기 포밍 금형, 피어싱 금형 및 플레어링 금형의 각각의 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 조립체(4000)에 관한 것이다.

도 3은 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀의 다양한 실시예를 나타내는 것으로, 본 발명은 상기 도 3에 나타나 있는 다양한 열교환 핀을 제조하기 위한 것이다. 또한, 도 3에 나타나 있는 열교환 핀은 본 발명에 의해 제조되는 실시예의 일부이며, 본 발명을 이용하게 되면 상기와 같은 형상 이외의 다양한 타원공의 배치를 갖는 열교환 핀을 제조할 수 있다.

도 3(a)는 타원공이 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 수직으로 형성된 것을 나타내고 있으며, 도 3(b)는 타원공이 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 20°기울어지게 형성된 것을 나타내고 있으며, 도 3(c)는 타원공이 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 30°기울어지게 형성된 것을 나타내고 있는 것이고, 도 3(d)는 타원공이 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 좌, 우로 각각 20°기울어지게 형성된 것을 나타내고 있는 것이고, 도 3(e)는 타원공이 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 좌, 우로 각각 30°기울어지게 형성된 것을 나타내는 것이다.

본 발명은 하나의 열교환 핀에 배치되는 타원공이 상기와 같이 형성되는 것 뿐만 아니라, 각각의 타원공이 다양한 각도와 함께 배치될 수 있는 열교환 핀을 만들어, 열교환기의 다양한 배치 위치에 맞추어 최상의 열 교환 효율을 얻기 위한 다양한 타원공이 배치된 열교환 핀을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 종래기술은 열교환 핀의 타원공 각도 변화 및 배치 변경을 위해서 각상황에 맞는 개별 금형을 제작해야 했기 때문에 고가의 제작 비용이 요구될 뿐만 아니라 추가적인 인력 투입이 필요하였다. 따라서 본 발명은 상기와 같이 종래기술에 따른 열교환 핀의 생산성 저하를 방지하고, 다양한 고객의 요구 사항에 유연하고 능동적으로 대처할 수 있는 금형을 제공하고자 하는 것이다.

도 4는 열교환기 설치의 다양한 실시예 중의 일부를 나타내는 것으로, 핀형 열교환기는 설치되는 장소에 따라, 지면에서 수직하거나, 지면과 다양한 각도를 가지며 설치될 수 있다. 또한 팬(F)의 설치 위치 및 공기 배출구(AV)의 위치에 따라 공기의 흐름이 다양하게 변하게 된다. 따라서 팬(F)의 설치 위치, 공기 배출구(AV)의 위치 및 열교환기(HE)의 설치 각도 등에 따라 타원공의 각도 및 배열을 최적으로 설계하여 열교환 효율을 증대시킬 필요가 있다. 핀형 열교환기(HE)의 설치 각도가 달라져 공기 흐름의 각도가 변하게 되면, 열교환기 튜브 사이의 공기 저항에 의한 흐름 내 와류가 형성되고, 열교환기(HE) 전단과 후단에 걸리는 정압(Static Pressure)의 상승을 유발하게 된다. 이 경우 공기 이송에 소요되는 팬(F)의 반송 동력의 요구치가 높아져 에너지 소모 및 소음 진동도 커질 뿐만 아니라, 비경제적인 열교환기 운용으로 귀결될 수 있다.

지금까지의 열교환 핀은 대부분이 타원형 튜브가 삽입되는 타원공의 형상이 모두 일정한 방향으로 이루어졌으며, 이와 같은 현상은 금형의 배치를 다양하게 변경할 수 없었기 때문이다. 본 발명은 열교환기의 배치 상태에 따라, 효율적으로 열교환 핀의 타원공을 형성하고자 하는 것인 점에 특징이 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 금형 장치의 다 단계로 이루어지는 포밍 공정에서 사용되는 각각의 포밍 금형(1001)을 나타내는 것이다. 도 5(a)는 포밍 금형의 사시도와 포밍 금형 헤드부(1101)의 단면도를 나타내는 것으로, 원형으로부터 점차 열교환 핀에 형성되는 타원공 모양으로 변경되는 것을 나타낸 것이며, 도 5(b)는 상기 포밍 금형(1001)들에 의하여 제조되는 열교환 핀의 단면을 나타내는 것이다.

도 6은 본 발명의 금형 장치의 상, 하에 위치하는 피어싱 금형(1002)을 나타내는 것으로, 좌측 도면은 하측에 위치하는 하부 피어싱 금형(1102)이며, 우측 도면은 상측에 위치하는 상부 피어싱 금형(1112)을 나타낸 것이다.

또한, 도 7은 본 발명의 금형 장치의 피어싱 금형의 금형 조립체(4000)의 단면도를 나타내는 것이며, 도 8은 본 발명의 금형 장치의 최종 포밍 단계에서의 포밍 금형 조립체(4000)의 분해도를 나타낸 것이다.

본 발명은 도 4의 열교환기의 설치 실시예에서 알 수 있는 것과 같이, 다양한 설치 위치에 배치되는 열교환기(HE)의 열 교환 효율을 높이기 위한 것으로, 열교환 핀에 형성되는 타원공을 필요에 따라 다양한 각도로 변경시키고자 하는 것이다.

다시 말하면, 본 발명은 열교환 튜브가 삽입되는 타원공을 열교환 핀의 수평 방향에 대해서 다양한 각도로 경사지게 형성하고자 하는 것이다. 즉, 상기 도 3에 나타나 있는 것과 같이 20°, 30°뿐만 아니라, 40°, 50° 등, 다양하게 배치하면서, 방향도 필요에 따라 좌, 우측으로 변경하여, 최적의 공기 흐름을 유도하는 것에 의하여 최대의 열교환 효율을 얻을 수 있도록 하고자 하는 것이다.

종래의 타원공이 형성되는 열교환 핀의 제조 금형은, 도 2에서도 알 수 있는 것과 같이 하나의 금형에서 동일한 타원공 배치를 갖는 열교환 핀을 제조할 수 밖에 없었으므로, 다양하게 배치되는 타원공을 형성한 열교환 핀을 제조하기 위해서는, 그 수에 따른 다양한 금형을 제조하여야 한다는 점에서, 현실적으로 큰 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 타원공을 다양한 배치 각도도 배치하여 최적의 공기 흐름을 유도할 수 있게 하고자 하는 것으로, 최적의 타원공 배치가 이루어질 수 있는 열교환 핀을 제조하고자 하는 것이며, 금형(1000). 금형 고정 받침판(2000), 금형 헤드 홀딩판(3000) 및 금형 조립체(4000) 등을 발명의 구성요소로 하는 것으로, 아래에서는 상기 각각의 구성들에 대해서 살펴본다.

[금형(1000)]

본 발명의 금형(1000)은, 금형 헤드부(1100)와 금형 고정 지지부(1200)로 나누어진다. 본 발명은 각각의 금형(1000)을, 포밍 금형(1001), 피어싱 금형(1002) 및 플레어링 금형(1003) 등으로 나눌 수 있다. 또한 각각의 금형 헤드부는, 포밍 금형 헤드부(1101), 하부 피어싱 금형 헤드부(1102) 상부 피어싱 금형 헤드부(1112) 및 플레어링 금형 헤드부(1103)로 나눌 수 있으며, 각각의 금형 고정 지지부(1200)는, 포밍 금형 고정 지지부(1201), 하부 피어싱 금형 고정 지지부(1202) 상부 피어싱 금형 고정 지지부(1212) 및 플레어링 금형 고정 지지부(1203)로 나눌 수 있다.

즉, 본 발명의 금형(1000)은 상기와 같이 다양한 금형 헤드부(1100)와 다양한 금형 고정 지지부(1200)를 갖는 것이다.

다만, 본 발명의 상기 금형 헤드부(1100)는 각각의 공정(포밍, 피어싱, 플레어링)에 따라 각각 상이한 형상을 갖지만, 상기 금형 고정 지지부(1200, 1201, 1202, 1212, 1203)는 모두 동일한 형상의 다각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

아래에서는, 각각의 공정에서 금형(1000)의 실시예에 대해서 살펴본다.

[포밍 공정]

포밍 공정은 도 2에서도 알 수 있는 것과 같이, 열교환 핀에 타원공을 형성하기 전 단계를 나타내는 것이며, 열교환 핀에 형성될 타원 공 부분을 원형으로부터 타원으로 다 단계로 만들어가는 공정이다.

도 5, 도 8에 나타나 있는 것과 같이, 포밍 공정에서의 금형(1000)은 포밍 금형(1001)으로 표시하며, 이때 금형 헤드부(1100)는 포밍 금형 헤드부(1101)로, 금형 고정 지지부(1200)는 포밍 금형 고정 지지부(1201)로 각각 표시한다.

상기 포밍 금형 헤드부(1101)는, 도 5에서도 알 수 있는 것과 같이, 다수개의 포밍 금형 헤드부(1101)를 거치면서 필요로 하는 열교환 핀의 타원공 형상에 맞추어지게 된다. 따라서 도 5에 나타나 있는 것과 같이, 각각의 포밍 금형 헤드부(1101)는 단면이 원형에서부터 열교환 핀에 형성되는 타원형으로 점차 변경되는 것으로, 단계 별로 포밍 금형 헤드부(1101)의 형상이 변경된다.

또한, 도 5 및 도 8에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명의 포밍 금형 고정 지지부(1201)는, 상기 포밍 금형 헤드부(1101)의 하측에 형성되는 것으로, 단면이 상기 포밍 금형 헤드부(1101)보다 크게 이루어지며, 다각형(36각)으로 이루어진다. 이와 같이 다각형(36각)으로 이루어지는 것은 아래에서 설명하는 다각형(36각)으로 이루어진 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정시키기 위한 것이다.

또한, 상기와 같이 포밍 금형 고정 지지부(1201)와 금형 고정 받침부(2100)를 다각형(36각)으로 하는 것은, 포밍 금형(1001)을 금형 고정 받침부(2100)가 형성된 금형 고정 받침판(2000)에 결할할 때, 조립 각도에 달리함에 따라 타원공의 배치 각도를 달리할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 상기 도면에 나타나 있는 것과 같이, 다각형이 36각을 가진 경우에는 금형 고정 지지부(1200, 1201)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는데 있어서, 즉 다각형의 하나의 변을 변경하는 것에 의하여 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치 각도를 10°씩 변경할 수 있기 때문이다.

이와 같이 금형 고정 지지부(1200, 1201)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는 것에 의하여, 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치를 다양하게 할 수 있다. 즉, 열교환기의 설치 환경에 따른 최적의 열교환 핀의 배치가 가능하게 되는 것이다.

[피어싱 공정]

피어싱 공정은 도 2에서도 알 수 있는 것과 같이, 열교환 핀에 타원공을 형성하기 위한 공정이다

도 6 및 도 7에 나타나 있는 것과 같이, 피어싱 공정에서의 금형(1000)은 피어싱 금형(1002)으로, 이때 금형 헤드부(1100)는 하부 피어싱 금형 헤드부(1102)와 상부 피어싱 금형 헤드부(1112)를 가지며, 금형 고정 지지부(1200)는 하부 피어싱 금형 고정 지지부(1202)와 상부 피어싱 금형 고정 지지부(1212)로 표시된다.

본 발명의 피어싱 공정에서의 하부 피어싱 금형 헤드부(1102) 및 상부 피어싱 금형 헤드부(1112)는, 도 6 및 도 7에서 알 수 있는 것과 같이, 열교환 핀에 타원공을 형성하기 위한 것으로, 하부 금형 피어싱 헤드부(1102)는 상측에 열교환 핀의 타원공과 같은 형상의 구멍이 형성되고, 상부 피어싱 금형 헤드부(1112)는 상기 하부 금형 피어싱 헤드부(1102)의 구멍에 삽입되어 열교환 핀에 타원공을 형성할 수 있도록 타원 기둥 형태로 이루어진다.

이와 같이 상부 금형 피어싱 헤드부(1112)가 하부 금형 피어싱 헤드부에 삽입될 수 있도록 하여, 열교환 핀에 타원공을 형성하고, 피어싱된 스크랩은 상기 하부 피어싱 금형 헤드부(1102)의 내부로 떨어져 제거된다.

이 때 상기 상부 피어싱 금형 헤드부(1112) 및 상부 피어싱 금형 고정 지지부(1212)의 중앙 부분에는 에어공(1300)을 형성하며, 상기 스크랩이 하부 피어싱 금형 헤드부(1102)의 내부로 쉽게 떨어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 6 및 도 7에서도 알 수 있는 것과 같이, 상기 하, 상부 피어싱 금형 고정 지지부(1202, 1212)는, 상기 하, 상부 피어싱 금형 헤드부(1102, 1112)의 하측에 형성되는 것으로, 단면이 상기 하, 상부 피어싱 금형 헤드부(1102, 1112)보다 크게 이루어지며, 다각형(36각)으로 이루어진다. 이와 같이 다각형(36각)으로 이루어지는 것은 아래에서 설명하는 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정시키기 위한 것이다.

또한, 앞의 포밍 공정에서도 설명한 것과 같이, 하, 상부 피어싱 금형 고정 지지부(1202, 1212)와 금형 고정 받침부(2100)를 다각형(36각)으로 하는 것은, 피어싱 금형(1002)을 금형 고정 받침부(2100)가 형성된 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정할 때, 조립 각도에 따라 타원공의 배치 각도를 달리할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 상기 다각형이 36각을 가진 경우에는 금형 고정 지지부(1200, 1202, 1212)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는데 있어서, 다각형의 하나의 변을 변경하는 것에 의하여 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치 각도를 10°씩 변경할 수 있기 때문이다.

이와 같이 금형 고정 지지부(1200, 1202, 1212)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는 것에 의하여, 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치를 다양하게 할 수 있다. 즉, 열교환기의 설치 환경에 따른 최적의 열교환 핀의 타원공 배치가 가능하게 되는 것이다.

[플레어링 공정]

플레어링 공정은 도 2에서도 알 수 있는 것과 같이, 열교환 핀의 타원공 상부에 플랜지를 성형 가공하기 위한 공정이다.

본 발명의 플레어링 공정에서 사용되는 금형(1000)인 플레어링 금형(1003)에 대해서는 구체적으로 도면에 도시하지 않았지만, 포밍 금형(1001) 및 피어심 금형(1002)과 마찬가지로, 금형 헤드부(1100)로 플레어링 금형 헤드부(1103)를 가지며, 금형 고정 지지부(1200)로 플레어링 금형 고정 지지부(1203)를 가진다.

본 발명의 플레어링 금형 고정 지지부(1203)는, 상기 플레어링 금형 헤드부(1103)의 하측에 형성되는 것으로, 단면이 상기 플레어링 금형 헤드부(1103)보다 크게 이루어지며, 다각형(36각)으로 이루어진다. 이와 같이 다각형(36각)으로 이루어지는 것은 아래에서 설명하는 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정시키기 위한 것이다.

또한, 앞의 포밍 공정 및 피어싱 공정에서도 설명한 것과 같이, 플레어링 금형 고정 지지부(1203)와 금형 고정 받침부(2100)를 다각형(36각)으로 하는 것은, 플레어링 금형(1003)을 금형 고정 받침부(2100)가 형성된 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정할 때, 조립 각도에 따라 타원공의 배치 각도를 달리할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 상기 다각형이 36각을 가진 경우에는 금형 고정 지지부(1200, 1203)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는데 있어서, 다각형의 하나의 변을 변경하는 것에 의하여 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치 각도를 10°씩 변경할 수 있기 때문이다.

이와 같이 금형 고정 지지부(1200, 1203)와, 금형 고정 받침판(2000)에 형성된 금형 고정 받침부(2100)의 조립 각도를 조절하는 것에 의하여, 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치를 다양하게 할 수 있다. 즉, 열교환기의 설치 환경에 따른 최적의 열교환 핀의 타원공 배치가 가능하게 되는 것이다.

앞의 포밍 공정, 피어싱 공정 및 플레어링 공정에서는 각각 다각형이 36각인 것만을 예시하였으나, 본 발명은 반드시 상기 다각을 36각만으로 한정하는 하는 것은 아니며, 예를 들어 18각인 것을 상정할 수도 있다. 이와 같이 다각형을 18각으로 하게 되면, 다각형의 하나의 변의 조립 각도를 변경하는 것에 의하여 배치 각도를 20°씩 변경할 수 있게 되며, 12각으로 하게 되면, 다각형의 하나의 변의 조립 각도를 변경하는 것에 의하여 배치 각도를 30°씩 변경할 수 있기 때문이다.

다만, 본 발명은 열교환 핀에 형성되는 타원공의 배치를 다양하게 하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이므로, 적어도 12각 이상으로 하는 것이 바람직하다.

다시 말하면, 본 발명의 금형(1000)은 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)이며, 이러한 금형(1000)은 열교환 핀을 포밍, 피어싱, 플레어링 중의 어느 한 공정에 사용되고, 금형(1000)은 금형 헤드부(1100)와, 상기 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 가지며, 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 다각형은 12각형, 18각형, 36각형 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

[금형 고정 받침판(2000)]

본 발명의 금형 고정 받침판(2000)은, 상기 포밍 공정, 피어싱 공정 및 플레어링 공정에서의 금형 고정 지지부(1200, 1201, 1202, 1212, 1203)의 다각형과 같은 다각형으로 이루어지는 금형 고정 받침부(2100)를 갖는다.

도 7 및 도 8에서는, 피어싱 공정과 포밍 공정에서의 금형 고정 지지부(1200, 1201, 1202, 1212)를 갖는 금형 고정 받침판(2000)을 나타내고 있다.

플레어링 공정에서의 금형 고정 받침판(2000)은 다른 공정에서의 금형(1001, 1002)이 갖는 금형 고정 지지부(1101, 1101, 1112)와 동일한 형상을 갖는 것이므로, 도면에서의 도시를 생략한다.

또한, 본 발명에서의 각 공정에서의 금형 고정 받침판(2000)은 모두 동일하게 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 포밍 공정에서 금형(1000, 1001)의 금형 고정 지지부(1200, 1201)가 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정된 상태에서 다 단계의 포밍 공정이 이루어지고, 피어싱 공정에서 금형(1000, 1002)의 금형 고정 지지부(1200, 1202, 1212)가 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정된 상태에서 피어싱 공정이 이루어지며, 플레어링 금형(1000, 1003)의 금형 고정 지지부(1200, 1203)가 금형 고정 받침부(2100)에 조립 고정된 상태에서 플레어링 공정이 이루어지기 때문이다.

따라서, 상기 각각의 공정에서의 금형(1000)의 금형 헤드부(1100)는 공정에 따라 그 형상이 상이할 수 밖에 없지만, 금형 고정 지지부(1200)와 금형 고정 받침부(2100)를 갖는 금형 고정 받침판(2000)은 각각 다른 공정에서도 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

다시 말하면, 본 발명의 금형 고정 받침판(2000)은 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형(1000)들을 고정 지지하기 위한 것으로, 상기 금형(1000)들은 금형 헤드부(1100)와, 상기 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 가지며, 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)를 가지며, 상기 다각형으로 이루어지는 금형 고정 지지부(1200)가 고정 지지되는 다수개의 다각형으로 이루어지는 금형 고정 받침부(2100)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 다각형은 12각형, 18각형, 36각형 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

[금형 헤드 홀딩판(3000)]

본 발명의 금형 고정 받침판(3000)은, 도 7 및 도 8에 나타나 있는 것과 같이, 상기 포밍 공정, 피어싱 공정 및 플레어링 공정에서의 금형 고정 받침판(2000)의 상측에서 금형 헤드부(1100, 1101, 1102, 1112, 1103)를 끼워 고정시키는 것이다.

또한, 상기 금형 헤드 홀딩판(3000)은, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측에 설치되며, 상기 다수개 금형(1000)의 다수개 금형 고정 지지부(1200)가 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정된 상태에서, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측으로 돌출되는 상기 다수개의 금형 헤드부(1100)를 삽입 고정하는 다수개의 금형 헤드 홀딩부(3100)를 형성한다.

[금형 조립체(4000)]

본 발명의 금형 조립체(4000)는, 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 헤드 홀딩판(3000)이 조립된 것이다.

즉, 상기 금형(1000, 1001, 1002, 1003)의 금형 고정 지지부(1200, 1201, 1202, 1212, 1203)가 조립 고정되는 금형 고정 받침부(2100)를 갖는 금형 고정 받침판(2000)과, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상면에서 상기 금형 헤드부(1100, 1101, 1102, 1112, 1103)가 끼워져 결합되는 금형 헤드 홀딩판(300)에 의하여, 금형 조립체(4000)가 완성된다.

본 발명의 금형 조립체(4000)는, 상기 금형 고정 지지부(1200)와 상기 금형 고정 받침부(2100)가 각각 동일한 형상의 다각형을 이루며 조립되므로, 조립 방향의 각도를 변경시키는 것에 의하여, 열교환 핀에 형성되는 타원공의 방향을 다양하게 변경시킬 수 있게 된다.

다시 말하면, 본 발명의 금형 조립체(4000)는 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 다수 개의 금형(1000), 상기 다수 개의 금형(1000)을 고정 지지하는 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 헤드 홀딩판(3000)으로 이루어진다.

또한, 상기 금형(1000)들은 각각 금형 헤드부(1100)와 금형 고정 지지부(1200)로 이루어지며, 상기 각각의 금형 헤드부(1100)는 열교환 핀의 타원공을 형성하기 위한 것이며, 상기 각각의 금형 고정 지지부(1200)는 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 다각형으로 이루어진다.

또한, 상기 금형 고정 받침판(2000)은 상기 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 지지부(1200)의 다각형과 같은 형상의 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 받침부(2100)를 가진다.

또한, 상기 금형 헤드 홀딩판(3000)은, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측에 조립 결합되며, 상기 다수개 금형(1000)의 다수개 금형 고정 지지부(1200)가 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정된 상태에서 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측으로 돌출되는 상기 다수개의 금형 헤드부(1100)를 삽입 고정하는 다수개의 금형 헤드 홀딩부(3100)를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

1000 : 금형
1001 : 포밍 금형
1002 : 피어싱 금형
1003 : 플레어링 금형
1100 : 금형 헤드부
1101 : 포밍 금형 헤드부
1102 : 하부 피어싱 금형 헤드부
1112 : 상부 피어싱 금형 헤드부
1103 : 플레어링 금형 헤드부
1200 : 금형 고정 지지부
1201 : 포밍 금형 고정 지지부
1202 : 하부 피어싱 금형 고정 지지부
1212 : 상부 피어싱 금형 고정 지지부
1300 : 에어공
2000 : 금형 고정 받침판
2100 : 금형 고정 받침부
3000 : 금형 헤드 홀딩판
3100 : 금형 헤드 홀딩부
4000 : 금형 조립체

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공을 다양한 배치 각도로 배치하여 공기의 흐름을 유도할 수 있는 열교환 핀을 제조하기 위한 다수 개의 금형(1000), 금형 고정 받침판(2000) 및 금형 헤드 홀딩판(3000)으로 이루어지는 금형 조립체(4000)에 있어서,
   상기 다수 개의 금형(1000)들은 각각 금형 헤드부(1100)와 금형 고정 지지부(1200)로 이루어지며,
   상기 각각의 금형 헤드부(1100)는 열교환 핀의 타원공을 형성하기 위한 것이며,
   상기 각각의 금형 고정 지지부(1200)는 금형 헤드부(1100)의 하측에 상기 금형 헤드부(1100)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 12각형, 18각형, 36각형 중의 어느 하나로 이루어지는 다각형으로 이루어지며,
   상기 금형 고정 받침판(2000)은 상기 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 지지부(1200)의 다각형과 동일한 형상의 다각형으로 이루어지는 다수개의 금형 고정 받침부(2100)를 가지며,
   상기 금형 헤드 홀딩판(3000)은, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측에 조립 조립되며, 상기 다수 개 금형(1000)의 다수 개 금형 고정 지지부(1200)가 금형 고정 받침판(2000)에 조립 고정된 상태에서, 상기 금형 고정 받침판(2000)의 상측으로 돌출되는 상기 다수 개의 금형 헤드부(1100)를 삽입 고정하는 다수개의 금형 헤드 홀딩부(3100)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
   타원형 열교환 튜브가 삽입되는 타원공이 형성된 열교환 핀을 제조하기 위한 금형 조립체(4000).

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