KR100352164B1 - 열교환기용 튜브의 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 내부에 장착되는 다수의 열교환용 튜브들의 각 양단을 각각의 원판형 시트의 배관공들에 배관한 다음 용접하는데 사용되는 용접장치에 관한 것으로서, 용접작업이 매우 간편 용이함은 물론 용접된 부위의 외관이 우수하고 작업인력 및 시간이 절감되며 작업성 및 생산성이 대폭 향상되고 용접된 부위의 산화가 방지되어 제품의 신뢰성이 제고되며 수명단축을 방지하기 위해,

외주면과 후면은 봉해지고 전면부는 개방된 원호형상의 통형상으로 되며 원호의 중심에는 축공(11)이 형성되고 상기 후면에는 아르곤가스의 공급관(13)이 부설된 본체(10)와, 용접 대상의 튜브내에 장착되게 원봉형상으로 되며 후단에는 상기 축공(11)에 관통 결합되는 지지축(21)이 연장된 지지체(20)와, 상기 본체 외주면에 부설되는 아아크 용접기(30)를 포함하여 용접장치를 구성한 것이다.

Description

열교환기용 튜브의 용접장치{welding machin for heat exchanger of tube}

본 발명은 열교환기용 튜브의 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는열교환기의 내부에 장착되는 다수의 열교환용 튜브들의 각 양단을 각각의 원판형 시트에 형성된 배관공들에 배관한 다음 고정하기 위해 용접하는데 사용되는 용접장치에 관한 것이다.

도 1에는 폐온수로 부터 폐열을 회수하는데 사용되는 일반적인 열교환기의 일예가 도시되어 있는데, 이러한 열교환기는 기통(1)내에 다수의 튜브(2)들을 일정간격으로 병렬 배관하여 이들 튜브내로는 정수를 통과시키고 튜브들 사이로는 폐온수를 순환시켜 주므로, 이 과정에서 정수와 폐온수가 열교환토록 구성된 것이다.

이렇게 구성하는 것은 정수와 폐온수가 서로 혼합되면 정수가 오염되기 때문에 혼합되지 않고 열교환을 하도록 하기 위한 것으로서, 이를 위해 각 튜브(2)들의 양단을 각각의 원판형 시트(3)(3')에 형성된 배관공들에 결합한 다음 이들의 결합면 사이를 통한 누수와 튜브의 유동등을 방지하기 위해 배관공의 주연과 튜브의 단면부를 빙둘러 용접하고, 서로 대응하는 위치에 폐온수의 유입구(1a)와 유출구(1b)가 부설된 기통(1)의 양단 외면을 상기 시트들의 각 내측면 주연부에 빙둘러 용접하여 부착하며, 상기 시트들의 각 외측면에는 정수의 공급구(4a)가 부설된 헤드(4)와 배출구(4b)가 부설된 헤드(4')를 각각 착설 하였다.

그리고, 정수는 공급구(4a)를 통해 헤드(4)내로 공급되어 시트(3)(3')들의 각 배관공들에 양단이 각각 배관된 튜브(2)들의 내부를 통과하여 헤드(4')의 배출구(4b)로 배출되게 하고, 폐온수는 유입구(1a)를 통해 기통(1)내로 유입되어 각 튜브(2)들 사이를 순환한 후 유출구(1b)를 통해 유출되게 함으로써, 정수와 폐온수 가 서로 혼합되지 않게 하였다.

따라서, 이렇게 하기 위해서는 튜브(2)들의 양단을 각각 시트(3)(3')에 용접하여야 되는데, 특히 상기 튜브와 시트들이 쉬 부식되지 않고 장기간 사용이 가능하게 되는 티타늄(Ti)이나 지르코늄(Zr)등과 같은 고품질의 내부식성재료로 되는 경우에는 아아크용접(arc welding)과정에서 용접부위가 대기중에 노출되면 산화가 발생되기 때문에 용접작업시 산화가 발생하지 않게 하여야 되지만, 상기 튜브들과 시트들은 그 두께의 차이가 크고 튜브들은 그 직경이 작으며 또 용접부위의 산화를 방지하기 위해서는 용접부위를 완전히 실링한 상태에서 용접하여야 되므로, 대단히 정밀하고 매우 어려운 용접작업이 되었다.

그러나, 종래에는 작업자가 용접기를 들고 수작업으로 용접하였기 때문에 용접부위의 실링이 불완전하게 되어 산화를 완전히 방지하지 못하였음은 물론 각 용접부위의 용접상태가 불균일하고 불량하게 되므로 외관의 손상과 수명의 단축 현상이 발생되는 등 많은 문제점들이 있었다.

또한, 작업성이 불량하고 작업시간이 많이 소요되어 생산성 저하되었음은 물론 작업인력 및 시간의 낭비가 초래되는 등의 단점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 용접과정에서 용접된 부위의 산화를 완전하게 방지하여 주는 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 작업성과 생산성은 물론 제품의 신뢰성도 대폭 향상되게 하고 수명단축이 방지되는 용접장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적들은, 그 구조가 간단하고 사용이 매우 간편 용이하며 반자동 또는 자동으로 용접이 가능하고, 또 용접하기 전에는 용접할 부위를 실링하지 않고 용접이 진행되는 과정에서 용접된 부위는 즉시 산화가 방지되게 일정시간에 걸쳐 실링하여 주는 용접장치를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 일반적인 열교환기의 일부를 분리 절취하여 개략적으로 보인 측면도,

도 2는 본 발명 실시예에 의한 용접장치의 사시도,

도 3은 동 용접장치의 사용상태를 일부 절취하여 보인 확대 측면도,

도 4는 동 용접장치의 사용상태를 일부 생략하고 보인 정면도,

도 5는 동 용접장치로 튜브들을 시트에 용접한 상태를 보인 정면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 ; 본체,

11 ; 축공, 12 ; 망판,

13 ; 공급관,

20 ; 지지체,

21 ; 지지축,

30 ; 용접기,

이하, 본 발명 실시예에 의한 용접장치를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 용접장치를 보인 사시도 이고, 도 3은 동 용접장치를 사용하여 용접하는 상태를 일부 절취하여 보인 확대 측면도 이며, 도 4는 동 용접하는 상태의 일부를 생략한 정면도 이고, 도 5는 본 발명 용접장치를 사용하여 용접된 제품의 일 예를 보인 정면도 이다.

도면 부호 중 (10)은 본체 이며, 이 본체는 외주면과 후면은 봉해지고 전면부는 개방된 원형 또는 원호형의 통형상으로 되고, 원호의 중심에는 축공(11)이 수평으로 관통하게 형성되어 있다.

상기 축공에는 원봉형상의 지지체(20) 후단에 연장된 지지축(21)을 결합하므로, 상기 본체는 지지축을 축으로 하여 회전시킬 수 있게 된다.

상기 지지체는 시트(40)에 형성된 각 배관공(41)들에 결합시킨 튜브(50)들의 단부측내에 삽입하여 장착되는 것으로서, 그 외경은 상기 튜브의 내경과 걸맞게 되며, 그 선단부 또는 선후단부는 삽입 및 인출이 용이토록 원추형으로 형성된다.

또한, 상기 본체의 개방된 전면부에는 망목이 비교적 조밀하게 만들어 진 망판(12)이 착설되며, 봉해진 후면에는 공급관(13)이 부설된다.

상기 공급관으로는 용접시 용접부위의 산화를 방지하여 주게 되는 가스인 아르곤(argon)이 공급되며, 이렇게 공급되는 아르곤가스는 개방된 전면부에 착설된 망판에 의해 균일하게 분산되면서 용접된 부위(a)로 분사되어 이 부위에 공기가 접촉되지 않도록 실링하여 준다.

그리고, 상기 본체의 외주면에서 격리된 양단(10a) 중 일단측에는 아아크용접기(30)가 수평으로 부설되며, 이 용접기의 전극봉(31) 선단은 각 배관공(41)들 외주연의 용접부(42)와 튜브(50)의 용접 대상 단면부 사이에 위치하게 된다.

따라서, 상기 본체를 지지축(21)을 축으로 하여 반시계방향으로 회전시키면서 용접기(30)를 가동시켜 주면 전극봉(31)이 지지축(21)을 반경으로 하는 원호를 따라 이동하면서 시트(40)의 용접부(42)와 튜브(50)의 단면부를 용접하게 되며, 이러한 과정에서 공급관(13)을 통해 공급되는 아르곤가스는 망판(12)에 의해 고르게 분산되면서 상기 용접기에 의해 방금 용접된 부위(a)로 분사된다.

이렇게 되면, 아르곤가스에 의해 용접된 부위(a)는 공기가 접촉되지 않게 실링되기 때문에 산화가 방지되는데, 이때 실링되는 시간은 본체(10)의 회전 속도와 개방된 전면부의 양단(10a) 내면 사이의 간격에 비례하게 되는 것으로서 비록 그 시간은 별로 길지 않지만 아르곤가스의 작용에 의해 산화는 충분히 방지된다.

한편, 본체(10)는 작업자가 수동으로 회전시켜 주어도 되지만 감속모터등을 이용하여 자동으로 회전시켜 주어도 된다.

그리고, 하나의 튜브(50)를 용접할 때 본체(10)는 1회전만 회전시키면 되기때문에 공급관(13)이나 용접기(30)에 연결된 호오스나 전선은 꼬이지 않게 된다.

또, 전극봉(31)의 선단과 용접부위(a) 사이의 간격은 지지체(20)를 튜브(50)내에 삽입하는 정도에 따라 임의로 조정할 수 있다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 용접장치를 사용할 때에는, 먼저 용접 대상의 튜브(50) 일단부측내에 지지체(20)를 삽입하여 장착한 다음 용접기(30)를 작동시켜 전극봉(31)에 전원을 통전함과 동시에 공급관(13)을 통해 본체(10)내로는 아르곤가스를 공급시켜 준다.

이러한 상태에서, 본체(10)를 도 4에서와 같이 화살표방향으로 회전시켜 주면 전극봉(31)이 이동하면서 배관공(41)의 외주연과 튜브(50)의 단면부를 용접하게 되며, 상기 전극봉이 지나가면서 용접한 부위(a)에는 본체내로 공급되는 아르곤가스가 개방된 전면부에 착설된 망판(12)을 통과하여 분사되므로, 이 아르곤가스에 의해 공기가 접촉되지 않게 즉 실링되어 산화가 방지 된다.

이러한 과정에서, 본체(10)는 원호형상으로 되어 있기 때문에 외주면의 격리된 양단(10a)중 일단과 용접기(30) 사이로는 용접할 부위가 보이게 되므로, 작업자가 수동으로 상기 본체를 회전시킬 때에는 눈으로 확인을 할 수 있게 되어 용접된 부위(a)를 또 용접하게 되는 현상이 방지된다.

따라서, 본체(10)를 1회전 시켜주면 용접이 완료되는 것으로서, 상기 본체가 지지체(20)에 의해 용접할 위치에 안정되게 설치되므로 적절한 속도로 회전시켜 주기만 하면 되기 때문에 깨끗하고 균일하게 용접된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 용접장치는 그 구조가 간단하고 손에 들고 용접하는 것이 아니라 용접 대상의 튜브에 유동되지 않도록 안정되게 설치하여 회전만 시켜주면 되기 때문에, 용접작업이 매우 간편 용이함은 물론 용접된 부위가 깨끗하고 균일하게 되어 외관이 우수하고 용접시간이 단축되어 작업인력 및 시간이 절감되며, 작업성 및 생산성이 대폭 향상되는 등의 장점이 있다.

특히, 용접과 동시에 아르곤가스를 용접된 부위에 분사시켜 일정시간 동안 이 부분에 공기가 접촉되지 않도록 실링하여 주기 때문에, 용접된 부위의 산화가 완전하게 방지되는 특징이 있으며, 이에 따라 제품의 신뢰성이 향상되고 수명단축이 방지되는 등의 효과도 얻게 된다.

Claims (3)

1. 일부가 격리된 외주면과 후면은 봉해지고 전면부는 개방된 통형상으로 되며, 중심에는 축공(11)이 수평으로 관통 형성되고, 상기 후면에는 아르곤가스의 공급관(13)이 부설된 본체(10)와;

   용접 대상의 튜브내에 삽입 장착되게 원봉형상으로 되며, 후단에는 상기 축공(11)에 관통 결합되는 지지축(21)이 연장된 지지체(20)와;

   상기 본체(10)의 격리된 외주면의 양단중 일단의 외면에 수평으로 부설되는 용접기(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 용접장치.
2. 삭제
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 본체(10)의 개방된 전면부에는 망판(12)을 착설하여 되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브의 용접장치.