KR100323808B1 - 히터 체결방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물이나 각종 액체(流體)에 발열체를 직접 투입시켜 가열(加熱)하는 시스히터(sheath heater)에 있어서, 특히, 시스히터를 후랜지에 압착 체결하는 방법으로 후랜지와 히터를 밀착 체결함으로서 용접방식에서 발생되는 전기적 특성의 저하, 용접부의 부식과 크랙 또는 핀홀의 발생이 일소되고 가공시간의 단축, 용접자재의 절감, 작업환경의 개선, 전문인력의 불요 등 공정이 단축되어 제조원가가 크게 절감되는 효과를 제공하기 위한 히터 체결방법 및 체결후랜지에 관한 것이다.

종래에는 나사 체결되는 후랜지에 히터가 삽입되는 다수의 통공을 형성하고 이 통공에 히터관을 관통시켜 통공과 히터관 사이 틈새를 밀폐하게 되고 이때에 사기 공간에 용접을 하게 된다.

이러한 용접에서는 전기적 특성의 저하, 용접부의 부식과 크랙 또는 핀홀의 발생과 가공시간의 과다, 작업환경 및 전문인력 등으로 제조원가가 크고 환경오염원 및 건강을 해치는 문제점을 가지고 있다.

Description

히터 체결방법{A HEATER CONTRACT PROCESS AND A CONTRACT FRANGE}

본 발명은 물이나 각종 액체(流體)에 발열체를 직접 투입시켜 가열(加熱)하는 시스히터(sheath heater)에 있어서, 특히, 시스히터를 후랜지에 압착 체결하는 방법으로 후랜지와 히터를 밀착 체결함으로서 용접방식에서 발생되는 전기적 특성의 저하, 용접부의 부식과 크랙 또는 핀홀의 발생이 일소되고 가공시간의 단축, 용접자재의 절감, 작업환경의 개선, 전문인력의 불요 등 공정이 단축되어 제조원가가 크게 절감되는 효과를 제공하기 위한 히터 체결방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 온수기, 보일러, 가습기 등 수조 내의 물 또는 각종 액체를 가열시키는 발열체(시스히터)를 수조 내에 직접 투입시켜 가열하는 장치에서는 물이나 각종 액체를 가열할 때에 탱크에 히터를 직접 투입하여 가열하는 액체투입용 히터(Immersion heater)를 구성하고 있다.

이러한 히터는 장치에 고정하기 위한 후랜지(Flange)에 시스히터를 체결하게 된다.

즉, 장치에 나사 체결되는 후랜지에 히터가 삽입되는 다수의 통공을 형성하고 이 통공에 히터관을 관통시켜 통공과 히터관 사이 틈새를 밀폐하게 되고 이때에 사기 공간에 용접을 하게 된다.

이러한 용접방법에는 용접봉을 용융시켜 용접하는 가스가열 방식과 모재의 재료를 용융시켜 용접하는 티그(Tig)용접 방식 등이 이용되고 있다.

상기 가스용접 방식에 있어서 용접재는 은납, 황동, 동 등이 사용되고 있으며 촉매제로는 용제(Flux)를 도포하여 용접이 잘되도록 하고 있다. 그러나 가열온도가 불균일하고 과열되거나 또는 미숙한 가열의 경우에는 용접이 완전하게 되지 못함으로서 용접부에 핀홀이 생기게 되며 이 핀홀에 의한 누수 현상이 발생되는 문제점과, 상기 모재와 용접재가 다를 경우는 열팽창계수 차이로 인한 열충격에 의한 균열이 발생되어 누수되는 경우가 발생하게 된다.

또한 모재가 황동일 경우는 전체를 용접 가능한 온도까지 가열시켜야 용접이 가능함으로서 후랜지의 체결수단인 나사부분까지 가열되고 연화됨으로서 타 물체와 미약한 추돌에도 일그러지는 부적합 현상의 불량을 발생시키게 되는 것이다.

이러한 문제점은 히터의 말단 부분이 용접열에 의하여 과열됨으로 절연물이 소손되거나 단자핀이 산화되기도 하며 후럭스가 히터의 끝단 구멍에 침투되어 절연저항을 떨어트리는 등 전기적 특성을 저하시키는 요인이 되고 있다.

그리고 용접부분이 수중에서 장기간 침적되어 있으면 물의 이온화로 생성되는 산과 스케일로 인하여 부식되는 현상도 발생되어 고장의 요인이 되고 있다.

티그(Tig)용접의 경우는 순간고열로 인한 응력 발생으로 열변화에 의한 균열이 발생되며 특히, 히터파이프가 용해 잠식되면서 구멍이 생기기도 하는 불량이 발생되고 있다.

이상에서의 문제들을 해결하기 위하여 무산화 연속로에서 Brazing하는 방식을 이용하고 있으나 제품의 크기나 형상에 따라 작업이 불가능한 경우가 많고 가공비가 고가이므로 이용하기가 곤란한 문제점을 가지고 있다.

또한 티그용접은 고기능의 고가의 장비가 요구되고 이에 따른 고기능의 전문인력이 필요하게 됨으로 경제적인 용접작업이 이루어지기 어렵다.

비용접방법으로는 히터의 전주 부분을 코킹하여 체결하는 방법이 있는데 이 경우는 히터의 길이가 짧고 히터의 간격이 넓어서 금형 작업이 가능한 경우에만 적용가능하고 히터를 2-3개 집합 체결하는 경우에는 공간이 협소하게 됨으로 작업이 불가능한 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 물이나 각종 액체 탱크에 히터를 직접 투입하여 가열하는 액체투입용 히터(Immersion heater)에 관한 것으로서, 특히, 액체투입용 히터의 후랜지와 시스히터(sheath heater)를 압착 체결하는 방법으로 후랜지와 히터와의 체결을 축심방향으로 360°외주면에서 압축 수축시켜 체결하게 됨으로 용접방식에서 발생되는 전기적 특성의 저하, 용접부의 부식과 크랙 또는 핀홀의 발생이 일소되고 가공시간의 단축, 용접자재의 절감, 작업환경의 개선, 전문인력의 불요 등 공정이 단축되어 제조원가가 크게 절감되는 효과를 제공하기 위한 발명이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 보인 사시도.

도 2는 본 발명의 결합단면도.

도 3은 본 발명의 실시예의 설명도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 시스히터 20 : 후랜지 21 : 체결나관

22 : 체결공 23 : 체결부 24 : 환홈

25 : 가압면

본 발명은 후랜지의 체결공에 히터를 용접으로 체결하게 되면 전기적 특성의 저하, 열 연화로 인한 나사산의 일그러짐 또는 부족가열로 인하여 발생되는 미접착부분의 발생, 용접재의 소모, 용접부분의 산화부식, 스트레스발생, 히터관벽의 잠식, 용접공해의 발생, 과도한 용접시간의 소모, 전문인력의 투입 등 부적합한 문제 등이 야기됨으로 이를 개선하기 위한 것으로 특히 후랜지의 체결부에 압축부를 형성시켜 후랜지의 체결공에 히터를 삽입하고 심축 방향으로 360°외주면에서 압력을 가하여 상기 압축부의 압착으로 체결공이 수축되면서 히터외 주면에 밀착하도록 체결함으로서 작업시간의 단축, 공정의 단축, 품질의 향상, 가공비의 절감 등의 효과가 있도록 개선함을 목적으로 한 발명이다.

이를 첨부도면에 의해 그 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예를 보인 사시도이고 도 2는 본 발명의 결합단면도이며 도 3은 본 발명의 실시예의 설명도를 도시한 것이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 'U'자형 또는 일자형 및 코일형 등의 시스히터(10)를 탱크에 체결하기 위하여 저면에 체결나관(21)을 형성한 후랜지(20)의 체결공(22)을 형성시켜 시스히터(10)를 체결하고 용접하는 방법에 있어서,

상기 저면에 체결나관(21)을 형성한 후랜지(20) 상단부에 일체로 돌출된 체결부(23)를 구성하되, 후랜지(20)와 연접부에 내향된 환홈(24)을 형성시켜 체결공(22)을 형성하는 후랜지 구성과,

상기 후랜지(20)의 체결공(22)에 시스히터(10)를 관통 결합하여 상기 후랜지(20) 상단의 체결부(23) 외주면의 가압면(25)을 심축 방향으로 360°외주면에서 압력을 가하여 상기 가압면(25)의 압착으로 체결부(23)가 압착 수축되면서 체결공(22)을 수축시켜 이에 체결된 시스히터(10) 외주면과 밀착하도록 체결시키는 방법이다.

이러한 본 발명의 방법은 작업시간과 공정이 크게 단축되고 용접에 의한 불량방지로 품질의 향상을 이루면서 가공비의 절감 등 효과가 발휘되어 안전하고 견고한 시스히터를 제공할 수 있는 것이다.

미설명부호 30은 바이스, 압축기 등의 가압수단을 도시한 것이다.

이와 같은 본 발명의 실시예를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예를 보인 사시도이고 도 2는 본 발명의 결합단면도이며 도 3은 본 발명의 실시예의 설명도를 도시한 것으로 이에 도시된 바와 같이 상기 도면에 도시된 바와 같이 저면에 체결나관(21)을 형성한 후랜지(20) 상단부에 일체로 돌출된 체결부(23)를 구성하되, 후랜지(20)와 연접부에 내향된 환홈(24)을 형성시켜 체결공(22)을 형성하는 후랜지(20)를 구성한다.

이러한 본 발명의 후랜지(20)에 도 1 내지 2에서와 같이 'U'자형 또는 일자형 및 코일형 등의 시스히터(10)를 후랜지(20)의 체결공(22)에 체결한다.

상기 후랜지(20)의 체결공(22)에 시스히터(10)를 관통 결합한 상태에서 도 3에서와 같이 체결수단(30)으로 상기 후랜지(20) 상단의 체결부(23) 외주면의 가압면(25)을 심축 방향으로 360°외주면에서 압력을 가하여 상기 가압면(25)의 압착으로 체결부(23)가 압착 수축되면서 체결공(22)을 수축시켜 이에 체결된 히터(10) 외주면과 체결공(22)의 내주면이 밀착하도록 체결시키는 것이다.

이러한 본 발명의 실시로 체결공(22)의 내주면과 시스히터(10) 외주면을 기밀하게 밀착시켜 누수 발생이 없게 되는 것이다.

상기 체결공(22)은 체결부(23)의 외주면에 이루어진 가압면(25)의 전 방향에서 동시에 이루어짐으로서 찌그러짐이 발생하지 않고 수축되면서 히터 외주면과 밀착된다.

또한 체결부(23)는 후랜지(20)와 연접부에 환홈(24)을 형성하여 가압면(25)의 압축으로 수축과 함께 그 수축효과를 증대하여 체결공(22)의 원주를 축소 가능하게 하면서 찌그러짐을 방치하는 작용효과를 발휘하게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 도시한 바와 같이 간단한 압축수축의 방법에 의해 후랜지의 체결공의 히터를 간단히 밀착시킬 수 있어 작업시간과 공정이 크게 단축되고 용접에 의한 불량방지로 품질의 향상을 이루면서 가공비의 절감 등의 효과를 발휘하면서 안전하고 견고한 시스히터를 제공할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 본 발명은 후랜지의 체결공에 히터를 용접으로 체결하게 될 때의 전기적 특성의 저하 등 부적합한 문제 등이 야기됨으로 이를 개선하기 위하여 후랜지의 체결부에 압축부를 형성시켜 후랜지의 체결공에 히터를 삽입하고 심축 방향으로 360°외주면에서 압력을 가하여 상기 압축부의 압착으로 체결공이 수축되면서 히터외 주면에 밀착하도록 체결함으로서 작업시간의 단축, 공정의 단축, 품질의 향상, 가공비의 절감 등의 효과를 얻을 수 있도록 개선한 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 시스히터(10)를 탱크에 체결하기 위하여 저면에 체결나관(21)을 형성한 후랜지(20)의 체결공(22)을 형성시켜 시스히터(10)를 체결하고 용접하는 방법에 있어서,

   상기 후랜지(20) 저면에 체결나관(21)을 형성한 후랜지(20) 상단부에 일체로 돌출된 체결부(23)를 구성하되, 후랜지(20)와 연접부에 내향된 환홈(24)을 형성시켜 체결공(22)을 형성하는 후랜지를 구성시켜 체결공(22)에 시스히터(10)를 관통 결합하고.

   상기 후랜지(20) 상단의 체결부(23) 외주면의 가압면(25)을 심축 방향으로 360°외주면에서 압력을 가하여 상기 가압면(25)의 압착으로 체결부(23)가 압착 수축되면서 체결공(22)을 수축시켜 이에 체결된 시스히터(10) 외주면과 밀착하도록 체결함을 특징으로 하는 히터 체결방법.
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