KR100252337B1 - 히트파이프제조방법및제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트파이프 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 양측의 마개도주입구와 마찬가지로 진공하에서 전기용접하되, 양측 마개를 동시에 용접하도록 하고 용접봉은 내열성과 강도가 스테인레스보다 훨씬 높은 텅스텐봉으로 함으로써 용접시에 용접봉은 녹지 않고 피용접물이 녹아 용접되도록 하는 히트파이프 제조방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다. 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 파이프를 잡고 작업대의 소정위치로 이동시키는 파이프 이동수단; 파이프의 양측에 위치되어 파이프의 일단과 타단에 각각 주입구 없는 마개와 주입구를 갖는 마개를 용접할 수 있도록 작업대의 양측에 마련되는 제1, 제2마개 용접장치; 제1마개 용접장치를 소정위치로 이동시키는 제1마개 용접장치 이동수단; 및 마개의 주입구를 통해서 파이프내에 내용물을 주입하고, 마개의 주입구를 밀봉 용접하는 주입구 밀봉용 용접장치로 이루어진다.

Description

히트파이프 제조방법 및 그 장치

본 발명은 히트파이프 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접봉을 고열해도 쉽게 용융되지 않는 텅스텐으로 함으로써 용접시 용접봉이 녹아 용접되는 것이 아니고 피용접물 자체가 녹아 용접되도록 하고, 또한 파이프 양측 마개도 양측이 동시에 진공하에서 용접되도록 함으로써 작업의 신속성은 물론 용접시 재료의 손상이 적고 용접의 기밀도가 높으므로 진공상태가 오래 유지되어 하트파이프의 성능이 보다 우수하게 되고 사용수명도 연장되는 히트파이프 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 히트파이프(Heat Pipe)는 파이프의 내부가 진공상태이고 일측에 열매체가 주입되어 있기 때문에 열매체가 있는 쪽을 가열해 주면 열매체가 빠르게 기화, 팽창되면서 신속하게 열을 전도하는 것이다. 종래의 하트파이프 제조는 스테인레스 파이프를 일정 길이로 절단하고 절단된 파이프 양측에 같은 스테인레스로 된 마개를 삽입한 후 스테인레스 용접봉을 사용하여 대기중에서 한쪽씩 아르곤 용접으로 마개를 용접한 다음 일측마개에 뚫려있는 주입구를 통하여 열매체를 주입하고 파이프내의 공기를 배출시켜 진공을 유지한 상태에서 마개의 주입구를 다시 스테인레스 용접봉을 사용하여 진공하에서 전기용접하는 방법으로 제조하였다.

그러나, 이러한 종래 하트파이프 제조방법은 양측 마개를 하나씩 대기중에서 아르곤 용접함으로써 용접작업이 신속하지 못하여 비능률적인 뿐만 아니라 용접시재료의 열손상이 많고 아르곤가스의 작용에도 불구하고 용접중 완벽한 진공이 되지 않아 용접부위가 공기와 접촉됨으로써 쉽게 산화되어 녹이 쓸게 된다. 이러한 용접중의 많은 재질손상은 결국 진공상태인 하트파이프내로 공기가 새어 들어가는 누기현상을 일으켜 진공상태가 쉽게 파괴되며 따라서 신속한 열전도가 생명인 하트파이프의 열전도 속도가 떨어져 성능저하와 함께 사용수명을 단축시킨다. 또한, 종래 마개를 대기중에서 아르곤 용접할때는 물론 진공하에서 주입구를 전기 용접할 때에도 피용접물이 녹아 용접되는 것이 아니고 용접봉이 녹아 용접부위가 용접되는 것이다. 다시 말하면, 아르곤 용접방법은 용접봉에 열을 가하여 용접하므로 당연히 피용접물은 녹아 용접되는 것이 아니고 용접봉이 녹아 용접부위가 용접되는 것이다. 다시말하면, 아르곤 용접방법은 용접봉에 열을 가하여 용접하므로 당연히 피용접물을 녹지 않고 용접봉이 높아 용접이 되는 것이지만 전기 용접시에도 용접봉과 피용접물에 다같이 전기 스파크열이 가해져도 전기스파크열이 마개전체로 전도되어 분산되는 주입구 주위보다는 직경이 매우 작아 열의 분산이 비교적 적게되는 용접봉이 먼저 녹아 주입구를 메우게 되므로 이러한 용접은 재질의 이질성 때문에(같은 스테인레스라도 서로간의 차이가 있음) 동질성 재질이 녹아 용접되는 것에 비하여 용접이 불완전하므로 결국 누기현상을 일으키는 원인이 되는 것이었다.

또한 계속된 사용으로 인하여 용접봉의 길이가 짧아지므로 피용접물과 적절한 간격을 유지해 주기 위한 계속적인 조정이 필요하게 되고 이를 위한 별도의 조정장치도 불요하여 용접봉이 소모되어 일정길이 이하로 짧아지면 다시 교환해주어야하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기한 각종 문제점들을 감안하여 창출된 것으로, 양측의 마개도 주입구와 마찬가지로 진공하에서 전기용접하되, 양측 마개를 동시에 용접하도록 하고 용접봉은 내열성과 강도가 스테인레스보다 훨씬 높은 텅스텐봉으로 함으로써 용접시에 용접봉은 녹지 않고 피용접물이 녹아 용접되도록 하는 히트파이프 제조방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 구성되는 본 발명의 하트파이프 제조방법은 스테인레스 파이프를 소정길이로 절단하는 단계; 소정길이로 절단된 파이프의 양단 각각에 주입구가 형성되지 않은 마개와 주입구가 형성된 마개를 결합하는 단계; 주입구가 형성되지 않은 마개와 주입구가 형성된 마개를 결합한 상태의 파이프를 작업대에 수평하게 고정시키는 단계; 각각의 마개가 결합된 파이프의 양측을 진공수단에 물려 파이프 내부를 진공상태로 조정하는 단계; 진공 상태하의 파이프 양측에 결합된 마개의 직경에 관계하는 마개 용접용 텅스텐 용접봉을 이용 마개의 테두리를 용융시켜 용접하는 단계; 마개가 양측에 용접된 파이프를 진공수단으로부터 분리하여 주입구로 소정량의 열매체유를 주입하는 단계; 열매체유가 주입된 파이프를 주입구가 상향이 되도록 수직으로 세워 주입구 용접용 진공수단에 고정시키는 단계; 파이프 내부를 진공상태로 조성하는 단계; 마개 주입구의 직경에 관계하는 직경의 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉을 주입구에 근접시키는 단계; 및 주입구 밀봉용 전기 용접기를 통해 마개의 주입구를 용융시켜 용접·밀봉시키는 단계로 이루어진다.

한편, 전술한 하트파이프 제조방법을 구현시키기 위한 하트파이프 제조장치는 하부구조를 이루는 작업대; 작업대의 중간 부분에 설치되어 소정길이로 절단된 파이프의 중간을 고정하는 조임쇠, 조임쇠를 지지하는 지지대, 지지대의 중단에 일체로 형성되어 작업대의 상면을 미끄럼 이동하는 슬라이더 및 슬라이더를 이동시킬 수 있도록 지지대의 하단에 연결되는 유압실린더로 이루어져 작업대 상에 파이프를 고정시켜 소정위치로 이동시키는 파이프 이동수단; 파이프의 양끝단이 진공에 노출되도록 하는 진공펌프와 연결되는 진공용기, 진공용기의 전방에 위치되어 파이프의 삽입을 유도하는 파이프 삽입부, 진공용기의 후방측에 이동가능하게 설치되고 내부에는 마개 용접용 텅스텐 용접봉의 끝단이 진공에 노출되어 파이프의 끝단과 소정 이격되는 용접봉 삽입부 및 용접봉 삽입부에 후방 결합되며 마개 용접용 텅스텐 용접봉을 고정하는 용접대가 설치된 용접대 삽입부로 이루어져 파이프의 양측에 위치되어 파이프의 일측과 타단에 각각 마개와 주입구를 갖는 마개를 용접할 수 있도록 작업대의 양측에 마련되는 제1, 제2마개 용접장치; 제1마개 용접장치를 지지하는 지지대, 지지대의 중단에 일체로 형성되며, 작업대의 상면을 미끄럼 이동하는 슬라이더 및 슬라이더를 이동시킬 수 있도록 지지대에 연결되는 유압 실린더로 이루어져 제1마개 용접장치를 소정위치로 이동시키는 제1마개 용접장치 이동수단; 및 마개가 용접된 파이프의 양끝단 중 주입구를 갖는 마개가 결합된 부분을 수직으로 고정시켜 진공에 노출되도록 하는 진공펌프와 연결되는 진공용기, 진공용기의 전방에 위치되어 파이프의 삽입을 유도하는 파이프 삽입부, 진공용기의 후방측에 이동가능하게 설치되고 내부에는 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉의 끝단이 진공에 노출되어 파이프의 끝단과 소정 이격되는 용접봉 삽입부 및 용접봉 삽입부에 후방 결합되며 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉을 고정하는 용접대가 설치된 용접대 삽입부로 이루어져 마개의 주입구를 통해서 파이프내에 내용물을 주입하고 마개의 주입구를 용융시켜 용접하는 주입구 밀봉용 용접장치를 포함하여 이루어진다.

제1도는 본 발명에 따른 마개 용접장치를 도시한 측면 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 마개 용접장치를 도시한 단면 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 마개의 주입구 용접장치를 도시한 단면 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 하트파이프 마개부분 확대 단면도.

제5도는 본 발명의 작동순서를 보인 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 작업대 2,2' : 진공용기

3,8 : 유압 실린더 4,9 : 슬라이더

5 : 파이프 6 : 지지대

6' : 조임쇠 7,7' : 파이프 삽입부

8' : 지지대 11,11' : 용접봉 삽입부

12,12' : 용접대 삽입부 14,14' : 마개 용접용 텅스텐 용접봉

15,15' : 용접대 17 : 진공펌프

18,18' : 마개 19 : 주입구

10 : 제1마개 용접장치 10' : 제2마개 용접장치

106 : 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 하트파이프 제조 방법 및 장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 마개 용접장치르 도시한 측면 구성도이고, 제2도는 본 발명에 따른 마개 용접장치를 도시한 단면 구성도이며, 제3도는 본 발명에 따른 마개의 주입구 용접장치를 도시한 단면 구성도이고, 제4도는 하트파이프 마개부분확대 단면도이다.

제1도 내지 제4도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하트파이프 제조장치는 크게 파이프(5)를 잡고 작업대의 소정위치로 이동시키는 파이프 이동수단이 파이프(5)의 양측에 위치되어 파이프(5)의 일단과 타단에 각각 주입구 없는 마개(18')와 주입구(19)를 갖는 마개(18)를 용접할 수 있도록 작업대(1)의 양측에 마련되는 제1, 제2마개 용접장치(10,10'), 제1마개 용접장치(10)를 소정위치로 이동시키는 제1마개 용접장치 이동수단 및 마개(18, 18')의 주입구(19)를 통해서 파이프(5)내에 내용물을 주입하고, 마개(18)의 주입구(19)를 밀봉 용접하는 전기 용접수단으로 나누어 진다.

전술한 파이프(5) 이동수단의 구성으로는 조임쇠(6'), 지지대(6), 슬라이더(9), 유압 실린더(8)로 이루어지는 바, 먼저 조임쇠(6')는 파이프(5)의 중간을 고정하며 지지대(6)는 상기 조임쇠(6')를 지지하여 파이프(5)를 수평으로 유지한다. 슬라이더(9)는 작업대(1)의 상면을 따라 미끄럼 이동하는 역할을 하는것이고, 유압 실린더(8)는 지지대(6)의 하단에 연결되어 슬라이더(9)를 이동시키는 역할을 한다.

전술한 제1,2마개 용접장치(10,10')의 구성은 진공용기(2,2'), 파이프 삽입부(7,7'), 용접용 삽입부(11,11'), 용접대 삽입부(12,12')로 이루어지는 바, 진공용기(2,2')는 파이프(5)의 양끝단이 진공에 노출되도록 하는 진공 펌프(17)와 연결되어 있으며, 파이프 삽입부(7,.7')는 상기 진공용기(2,2')의 전방에 위치되어 파이프(5)의 삽입을 유도하는 역할을 하며, 용접봉 삽입부(11,11')는 진공용기(2,2')의 후방측에 착탈가능하게 설치되고, 내부에는 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')의 끝단이 진공에 노출되어 파이프(5)의 끝단과 소정이격 설치된다. 용접대 삽입부(12,12')는 용접봉 삽입부(11,11')에 후방 결합되며, 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')을 고정하는 용접대(15,15')가 설치된다.

마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')은 텅스텐으로 형성하되 굵기가 마개(18,18')의 직경과 거의 같도록 하여 1차 전기용접시에는 양측 마개(18,18')만을 용접하도록 한다. 이때, 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')의 용접에 의해 용접봉(14,14')이 용융되는 것이 아니라 마개(18,18')의 테두리가 용융되어 파이프(5)의 내주면에 용접이 이루어진다. 이처럼 마개(18,18')의 테두리가 용융되어 파이프(5)의 내주면에 용접이 이루어지는 이유는 텅스텐 재질의 용접봉(14,14')의 용융점이 마개(18,18')보다 높기 때문이다.

마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')을 지지하는 용접대(15,15')는 진공용기(2,2')에 결합된 마개(18,18')에 나사식으로 삽입되어 있어 진공용기(2,2')속에 파이프(5)를 밀어넣을 때 파이프(5)의 단부가 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')에 닿도록 밀어 넣은 다음 나사식으로 1회전 또는 2회전하여 약간 후진시키는 방법으로 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')과 파이프(5)의 양단부가 필요한 간격을 유지하도록 한다.

전술한 제1마개 용접장치 이동수단은, 제1마개 용접장치(10)를 지지하는 지지대(8'), 지지대(8')의 중단에 일체로 형성되며 작업대(1)의 상면을 미끄럼 이동하는 슬라이더(4) 및 슬라이더(4)를 이동시킬 수 있도록 지지대(8')에 연결되는 유압 실린더(3)로 이루어진다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 작업대(1)의 위 양측에 일정간격으로 설치된 진공용기(2,2')내에 마개(18,18')가 삽입된 파이프(5)의 양 단부를 끼워 넣어 용접봉(14,14')과 파이프(5)의 양 단부가 스파크가 일어날 정도로 근접되게 한 다음 진공용기(2,2')와 연결된 진공펌프(17)로 진공용기(2,2')와 파이프(5)내의 공기를 배출시켜 진공화하고 전기용접기로 고압전류를 용접봉(14,14')과 파이프(5)에 인가시켜 양측 마개(18,18')를 동시에 전기 용접하도록 하고, 이를 위하여 작업대(1) 양측에 설치된 진공용기(2,2')의 일측은 고정되어 있고 타측은 일정거리 좌우로 이동되게 함으로써 파이프(5)를 양측 진공용기(2,2')에 끼우거나 빼낼 수 있도록 되어 있다.

그리고, 작업대(1)의 상측 좌우에 같은 구성으로 된 진공용기(2,2')를 일정거리를 두고 설치하되 좌측 진공용기(2)는 유압 실린더(3)에 의하여 슬라이더(4)위를 미끄럼 이동할 수 있게 하고 우측 진공용기(2')는 고정되게 함으로써 파이프(5)의 양단부를 진공용기(2,2')에 삽입할 경우에는 먼저 우측 진공용기(2')에 파이프(5)의 우측 단부를 삽입한 다음 좌측 진공용기(2)를 우측으로 이동시켜 파이프(5)의 좌측 단부가 좌측 진공용기(2)에 삽입되게 하며, 용접 후 파이프(5)를 빼낼 경우에는 삽입할 때의 역순으로 하면 된다.

각 진공용기(2,2')의 끝단에 나사식으로 결합된 파이프 삽입부(7,7')와 용접봉 삽입부(11,11')는 모두 부도체이고 용접봉 삽입부(11,11')에 나사결합된 용접대 삽입부(12,12')와, 이 용접대 삽입부(12,12')에 나사결합된 마개(18,18') 역시 모두 부도체이다.

텅스텐으로 된 용접봉(14,14')은 직경이 파이프(5)의 직경과 거의 같고 용접대(15,15')에 삽입 고정되어 있고 용접봉 삽입부(11,11')를 관통하여 진공용기(2,2')내로 돌출된다.

전도체인 용접대(15,15')는 몸체에 나선부(16,16')가 형성되어 있고 마개부(13,13')에 나사 결합되어 마개부(13,13')와 용접대 삽입부(12,12')를 관통한다.

진공용기(2,2')는 진공펌프(17)와 연결되어 있고, 마개 용접용 턴스텐 용접봉(14,14')은 용접대(15,15')의 단부와 연결되어 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 주입구(19)를 용접하여 밀봉하는 주입구 밀봉용 용접장치는 파이프(5)를 수직으로 세워 양측 마개(18,18')중 일측 마개(18)에 형성된 주입구(19)를 용접하는 장치로서, 그 구성은 마개(18,18')가 용접된 파이프(5)의 양끝단중 주입구(19)를 갖는 마개(18)가 진공에 노출되도록 하는 진공펌프(200)와 연결되는 진공용기(101), 진공용기(101)의 하부에 위치되어 파이프(5)의 삽입을 유도하는 파이프 삽입부(102), 진공용기(101)의 상부측에 착탈가능하게 설치되고 내부에는 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)의 끝단이 진공에 노출되어 파이프(5)의 끝단과 소정 이격되는 용접봉 삽입부(103) 및 용접봉 삽입부(103)에 상부측으로 결합되며 용접봉(106)을 고정하는 용접대(107)가 설치된 용접대 삽입부(104)로 이루어진다.

진공용기(101)에는 파이프 삽입부(102)와 용접용 삽입부(103)가 나사결합되어 있고 용접봉 삽입부(103)에 용접대 삽입부(104)와 너트(105)가 나사결합되어 있으며 모두 부도체로 되어 있다. 텅스텐으로 된 용접봉(106)은 직경이 주입구(19)와 거의 같으며 용접대(107)에 삽입 지지되어 있고, 용접대(107)는 전도체이고 나선부가 있어 마개부(121)에 나사 결합되어 있다. 주입구 밀봉용 용접장치의 진공용기(101)에는 마개 용접장치와 다르게 파이프(5)의 단부가 삽입되어 걸리는 삽입관(109)이 상향으로 돌출하여 있고 삽입관(109)의 중앙에는 통공(120)이 형성되어 있어 파이프(5)를 삽입하면 마개(18)의 주입구(19)가 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106) 아래에 일정간격을 두고 노출된다. 진공용기(101)에는 진공펌프(200)와 전기 용접기(201)의 한쪽선(+)이 연결되어 있고 전기 용접기(201)의 다른쪽 선(-)은 용접대(107)의 단부와 연결되어 있다.

파이프(5)의 양측 마개(18,18')를 용접한 후 일측 마개(18)에 형성된 주입구(19)를 통하여 적량의 열매체를 주입하고 파이프(5)를 수직으로 세워 주입구(19)를 용접하도록 한 주입구(19)를 주입구 밀봉용 용접장치에 의하여 주입구(19)를 전기 용접 밀봉하는 공정은 마개(18,18')를 용접하는 공정과 같다.

주입구 밀봉용 용접장치는 대체로 실용신안공고 제91-1601호의 용접장치와 같은 것이다. 즉, 수직형으로 형성된 진공용기의 하측에 파이프 삽입부가 형성되어 있고 진공용기 상측으로는 용접봉이 삽입되어 있으며, 진공용기에는 진공펌프와 용접기가 연결되어 있다. 다만, 본 발명의 용접장치에는 실용신안공고 제91-1601호에서와 달리 용접봉이 텅스텐봉으로 되어 있고, 따라서 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)의 용접에 의해 마개(18)의 주입구(19) 부분이 용융되어 주입구(19)를 밀봉하게 된다. 이처럼 마개(18)의 주입구(19)가 용융되어 밀봉이 이루어지는 이유는 텅스텐 재질의 용접봉(106)의 용융점이 마개(18)보다 높기 때문이다.

따라서, 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)의 길이가 사용에 의하여 짧아지는 것이 아니므로 용접대 승강레버가 없으며 용접봉(106)이 결합되는 용접대(107)는 마개 용접장치에서와 같이 진공용기(101)에 결합된 마개부(121)에 나사식으로 삽입되어 있다. 따라서 파이프(5)의 마개(18,18')가 용접되고 열매체가 주입된 파이프(5)를 주입구(19)가 형성된 쪽이 위로 향하도록 하여 진공용기(101) 하측에 형성된 파이프(5) 삽입부로 삽입하여 주입구(19)와 용접봉이 일정간격이 되게하고 진공펌프(200)를 이용하여 진공용기(101)와 파이프(5)내의 공기를 완전히 배출시켜 진공화한 다음 전기 용접기(201)로 용접함으로써 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)은 녹지 않고 주입구(19) 주위가 녹아 용접 밀봉되는 것이다.

전술한 바와 같이 구성된 주입구 밀봉용 용접장치는 작업대(1) 상에 마개 용접장치(10,10')와 같이 구성되거나 별도로 구성될 수 있다.

미설명 부호 20, 20', 121은 고정용 너트이고, 21, 21', 122는 밀폐용 고무링이며, 23, 23', 124는 공기 유입용 밸브이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 하트파이프(5) 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 제5도는 본 발명의 작동순서를 보인 흐름도이다. 제5도에 도시된 바와 같이, 단계(S300)에서는 일정길이로 절단한 스테인레스 파이프의 양측끝단에 각각 주입구가 없는 스테인레스 마개와, 주입구를 갖는 스테인레스 마개를 삽입한다. 파이프의 양끝단에 마개가 위치되면 단계(S310)로 진행한다.

단계(S310)에서는 파이프의 양측에 삽입된 마개를 진공하에 동시에 용접한다.즉, 나비나사를 풀어 경첩식 죄임쇠를 열고 조임쇠를 파이프를 안치한 다음 우측 진공용기속으로 파이프 삽입부를 통하여 파이프 단부를 미리 삽입되고 위치가 조정된 용접봉의 단부에 닿을 때까지 밀어 넣는다. 파이프의 단부가 용접봉의 단부에 닿아 더 이상 들어가지 않으면 그 위치에서 정지하고 유압 실린더를 작동시켜 좌측 진공용기를 우측으로 이동시킴으로써 파이프의 타측 단부가 파이프 삽입부를 통하여 진공용기속으로 삽입되게 하되 역시 미리 삽입되고 위치가 조정된 용접봉의 단부에 닿을 때까지 이동시킨다. 유압 실린더의 작동은 통상의 센서 감지방법에 의해서 제어된다. 파이프의 양측 단부가 좌우 진동상자내에서 각각 용접봉의 단부에 닿으면 유압 실린더가 정지하고 죄임쇠를 이동시키는 유압 실린더를 작동시켜 죄임쇠가 대체로 파이프의 중앙에 위치토록 한 다음 개방된 죄임쇠를 닫고 나비나사를 적절히 죄어준다.

이 상태에서, 양측 용접대를 약간 후진케 함으로써 서로 닿아 있던 용접봉과 파이프의 양측 단부 사이에 전기 스파크가 일어날 정도의 간격이 생기게 한 다음 진공펌프를 작동시켜 진공용기 내부를 진공시킨다. 진공용기가 진공이 되면 전기 용접기를 작동시켜 진공용기 내부를 진공시킨다. 진공용기가 진공이 되면 전기용접기를 작동시켜 통상의 전기 용접방법에 의해 용접을 한다. 전기용접은 비교적 고열에도 용융되지 않는 텅스텐봉이므로 용접봉은 녹지 않고 피용접물인 스테인레스마개와 파이프의 양단부가 녹아 용접되므로 용접이 보다 완벽하게 된다.

마개가 용접된 파이프는 진공용기의 공기유입밸브를 열어 진공을 해체시킨 다음 삽입할 때와 역순으로 진공용기로부터 이탈시키고 다음 단계(S320)로 진행한다.

단계(S320)에서는 마개에 형성된 주입구를 통하여 파이프내에 열매체를 주입하고, 이 파이프를 수직으로 세워 주입구 용접장치에 삽입하고 진공하에서 전기 용접을 한다. 즉, 파이플르 수직으로 세워 파이프 삽입부에 삽입하여 파이프의 상단부에 삽입관에 닿도록 하면 주입구가 주입구 통하여 노출되고 미리 삽입되어 조정된 용접봉의 하단 바로 아래 일정간격으로 두고 위치하게 된다. 이 상태에서 진공펌으로 작동시켜 진공용기내가 진공이 되게 하고 전기 용접기를 작동시켜 통산의 방법과 같이 전기 용접하여 주입구를 밀봉한다.

전술한 하트파이프 제조방법에서 상기 마개의 주입구를 밀봉하는 것은, 상기 주입구를 통해서 상기 하트파이프 내부에 내용물을 주입하고, 상기 파이프를 수직으로 세워 파이프 삽입부에 삽입하여 주입구가 용접봉과 근접하며, 진공펌프를 작동시켜 진공용기내를 진공되게 함과 동시에 전기 용접기를 작동시켜 주입구를 밀봉한다.

여기서 텅스텐으로 된 용접봉은 용융되지 않으므로 주입구 부분이 녹아 용접된다. 용접이 완료되면 공기 유압밸브를 열어 진공상태를 해제하고 파이프를 빼냄으로써 하트파이프의 제작이 완성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 용접작업이 신속하여 생산성이 높아질 뿐만 아니라 용접이 보다 완벽하게 기밀도가 높으므로 하트파이프(5)의 성능이 높아지고 수명이 길어지며 용접봉의 길이를 번번히 조정하거나 교체할 필요가 없는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스테인레스 파이프를 소정길이로 절단하는 단계;

   상기 소정길이로 절단된 파이프의 양단 각각에 주입구가 형성되지 않은 마개와 주입구가 형성된 마개를 결합하는 단계;

   상기 주입구가 형성되지 않은 마개와 주입구가 형성된 마개를 결합한 상태의 파이프를 작업대에 수평하게 고정시키는 단계;

   상기 각각의 마개가 결합된 파이프의 양측을 진공수단에 물려 상기 파이프 내부를 진공상태로 조정하는 단계;

   상기 진공 상태하의 파이프 양측에 결합된 마개의 직경에 관계하는 마개 용접용 텅스텐 용접봉을 이용 마개의 테두리를 용융시켜 용접하는 단계;

   상기 마개가 양측에 용접된 파이프를 진공수단으로부터 분리하여 주입구로 소정량의 열매체유를 주입하는 단계;

   상기 열매체유가 주입된 파이프를 상기 주입구가 상향이 되도록 수직으로 세워 주입구 용접용 진공수단에 고정시키는 단계;

   상기 파이프 내부를 진공상태로 조성하는 단계;

   상기 마개 주입구의 직경에 관계하는 직경의 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉을 주입구에 근접시키는 단계; 및

   주입구 밀봉용 전기 용접기를 통해 마개의 주입구를 용융시켜 용접·밀봉시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하트파이프 제조방법.
2. 하부구조를 이루는 작업대(1);

   상기 작업대(1)의 중간 부분에 설치되어 소정길이로 절단된 파이프(5)이 중간을 고정하는 조임쇠(6'), 상기 조임쇠(6')를 지지하는 지지대(6), 상기 지지대(6)의 중간에 일체로 형성되어 상기 작업대(1)의 상면을 미끄럼 이동시키는 슬라이더(9), 상기 슬라이더(9)를 이동시킬 수 있도록 상기 지지대(6)의 하단에 연결되는 유압 실린더(8)로 이루어져 상기 작업대(1) 상에 상기 파이프(5)를 고정시켜 소정위치로 이동시키는 파이프 이동수단;

   상기 파이프(5)의 양끝단이 진공에 노출되도록 하는 진공펌프(17)와 연결되는 진공용기(2,2'), 상기 진공용기(2,2')의 전방에 위치되어 파이프(5)의 삽입을 유도하는 파이프 삽입부(7.7'), 상기 진공용기(2,2')의 후방측에 이동가능하게 설치되고 내부에는 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')의 끝단이 진공에 노출되어 상기 파이프(5)의 끝단과 소정 이격되는 용접봉 삽입부(11,1') 및 상기 용접봉 삽입부(11,11')에 후방 결합되며 마개 용접용 텅스텐 용접봉(14,14')을 고정하는 용접대(15,15')가 설치된 용접대 삽입부(12,12')로 이루어져 상기 파이프(5)의 양측에 위치되어 상기 파이프(5)의 일측과 타단에 각각 마개(18')와 주입구(19)를 갖는 마개(18)를 용접할 수 있도록 상기 작업대(1)의 양측에 마련되는 제1, 제2마개 용접장치(10,10');

   상기 제1마개 용접장치(10)를 지지하는 지지대(8'), 상기 지지대(8')의 중단에 일체로 형성되며 상기 작업대(1)의 상면을 미끄럼 이동하는 슬라이더(4) 및 상기 슬라이더(4)를 이동시킬 수 있도록 상기 지지대(8')에 연결되는 유압 실린더(3)로 이루어져 상기 제1마개 용접장치(10)를 소정위치로 이동시키는 제1마개 용접장치 이동수단; 및

   상기 마개(18,18')가 용접된 파이프(5)의 양끝단 중 주입구(19)를 갖는 마개(18)가 결합된 부분을 수직으로 고정시켜 진공에 노출되도록 하는 진공펌프(200)와 연결되는 진공용기(101), 상기 진공용기(101)의 전방에 위치되어 파이프(5)의 삽입을 유도하는 파이프 삽입부(102), 상기 진공용기(101)의 후방측에 이동가능하게 설치되고 내부에는 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)의 끝단이 진공에 노출되어 상기 파이프(5)의 끝단과 소정 이격되는 용접봉 삽입부(103) 및 상기 용접봉 삽입부(103)에 후방 결합되며 주입구 밀봉용 텅스텐 용접봉(106)을 고정하는 용접대(107)가 설치된 용접대 삽입부(104)로 이루어져 상기 마개(18)의 주입구(19)를 통해서 상기 파이프(5)내에 내용물을 주입하고 상기 마개(18)의 주입구(19)를 용융시켜 용접하는 주입구 밀봉용 용접장치를 포함하여 이루어진 하트파이프의 제조장치.

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