KR100354486B1

KR100354486B1 - 방열관 제조장치

Info

Publication number: KR100354486B1
Application number: KR1020000007222A
Authority: KR
Inventors: 조영환
Original assignee: 조영환
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2002-09-30
Also published as: KR20010083523A

Abstract

본 발명은 방열관 제조장치에 관한 것으로, 내주면이 3등분되어 이에 세 개의 캠홈(9)이 방사상으로 각각 형성되되, 캠홈(9) 일측에서 타측으로 갈수록 반경이 점차 변화되도록 형성된 캠(8)과; 캠(8) 일측에 설치되어 캠(8)의 회전을 지지하는 고정판(7)과; 캠(8) 외주면 일측에 연결설치되어 이를 소정각도 반복 회전시키는 유압실린더(12)와; 유압실린더(12)에 유압을 공급하도록 이에 연결된 공지의 유압펌프 등이 구비된 유압공급부(4)와; 고정판(7) 내부에 방사상으로 세개 설치되어 회전 중심을 향해 동일하게 이송되는 클램프(14)와; 클램프(14)와 캠홈(9) 사이에 각각 설치되어 캠(8)의 회전시 회전중심을 향해 모아지거나 벌어지면서 클램프(14)를 작동시키는 롤러(16)와; 서로 다른 직경의 단위디스크(21a)(21b)가 순차적으로 배열구비되어 클램프(14)에 각각 설치되고, 단위디스크(21b)의 단면 형상이 반복적으로 절곡되어 있는 디스크와; 공지의 구동모터 및 전동수단(30)이 구비되어 디스크를 회전시키는 구동부(3)와; 유압펌프, 노즐(29) 등이 설치되어 디스크에 의해 가공되는 파이프(22)에 오일을 공급하는 오일공급부(5)와; 구동부(3), 유압공급부(4), 오일공급부(5)를 제어하는 콘크롤러(16)로 이루어진 방열관 제조장치를 구비하였다.

그러므로, 구동부(3)가 구동되어 디스크가 회전되면 파이프(22)가 우측으로 이송되면서 파이프(22)의 외주면이 단위디스크(21a)에 의해 눌리면서 방열핀(24)이 점차 형성되고, 형성된 방열핀(24)은 단위디스크(21b)의 형상과 같이 그 단면이 절곡된 형상을 가지므로 방열면적이 극대화되며, 이에 따라 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하였다.

Description

방열관 제조장치{radiating pipe producing method}

본 발명은 방열관 제조장치에 관한 것으로, 특히 방열관의 열효율을 향상시킬 수 있는 방열관 제조장치에 관한 것이다.

방열관은 열교환기의 전열관의 일종으로, 방열기내에서 증기나 온수가 흘러 열을 방출하는 관을 말한다. 관내의 유체는 강제 순환 혹은 자연 순환된다. 방열관에서 관 외에의 열이동은 주로 방사, 대류에 방열을 촉진하기 위해 핀을 설치하는 경우가 있다. 방열관의 재료로서는 열전도율이 비교적 높은 금속이 선택된다.

이러한 방열관은 파이프에 이형금속의 방열핀을 감은 후 용접하여서 제조하기도 하였는데, 이러한 방열관은, 관내를 흐르는 유체의 열이 파이프에 전달된 후 다시 방열핀에 전달되는 과정에서 열손실이 발생하였다.

즉, 파이프 외주에 방열핀이 감겨진 상태이므로 파이프에서 방열핀으로 열이 전달되는 과정에서 1차로 열손실이 발생되었고, 용접된 부위의 땜납은 열전도율이 매우 낮으므로 그 부위의 열전도가 거의 이루어지지 않아 2차 열손실이 발생되었다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 방열이 확실하게 이루어지도록 한 방열관 제조장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내주면이 3등분되어 이에 세 개의 캠홈이 방사상으로 각각 형성되되, 캠홈 일측에서 타측으로 갈수록 반경이 점차 변화되도록 형성된 캠과; 캠 일측에 설치되어 캠의 회전을 지지하는 고정판과; 캠외주면 일측에 연결설치되어 이를 소정각도 반복 회전시키는 유압실린더와; 유압실린더에 유압을 공급하도록 이에 연결된 공지의 유압펌프 등이 구비된 유압공급부와; 고정판 내부에 방사상으로 세개 설치되어 회전 중심을 향해 동일하게 이송되는 클램프와; 클램프와 캠홈 사이에 각각 설치되어 캠의 회전시 회전중심을 향해 모아지거나 벌어지면서 클램프를 작동시키는 롤러와; 서로 다른 직경의 단위디스크가 순차적으로 배열구비되어 클램프에 각각 설치되고, 단위디스크의 단면 형상이 반복적으로 절곡되어 있는 디스크와; 공지의 구동모터 및 전동수단이 구비되어 디스크를 회전시키는 구동부와; 유압펌프, 노즐 등이 설치되어 디스크에 의해 가공되는 파이프에 오일을 공급하는 오일공급부와; 구동부, 유압공급부, 오일공급부를 제어하는 콘크롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 구동부가 구동되어 디스크가 회전되면 파이프가 우측으로 이송되면서 파이프의 외주면이 단위디스크에 의해 눌리면서 방열핀이 점차 형성되고, 형성된 방열핀은 단위디스크의 형상과 같이 그 단면이 절곡된 형상을 가지므로 방열면적이 극대화되며, 이에 따라 열효율을 극대화시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

도1은 본 발명 방열관 제조장치를 보이는 개략적 측면도

도2는 본 발명 방열관 제조장치의 정면 사시도

도3은 본 발명 방열관 제조장치의 배면 사시도

도4 및 도5는 캠의 작동상태를 보이는 정면도들

도6은 구동부를 보이는 개략적 측면도

도7은 본 발명 방열관 제조장치의 디스크를 보이는 측면도

도8은 방열관이 제조되는 상태를 보이는 개략적 부분 측면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 ; 구동부 4 ; 유압공급부

5 ; 오일공급부 8 ; 캠

9 ; 캠홈 12 ; 유압실린더

14 ; 클램프 21a,21b ; 단위디스크

22 ; 파이프 23 ; 방열관

24 ; 방열핀 30 ; 전동수단

본 발명의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도1은 본 발명 방열관 제조장치를 보이는 개략적 측면도이고, 도2는 Ⅰ에서 본 사시도이고, 도3은 Ⅱ에서 본 사시도이며, 도4 및 도5는 본 발명 방열관 제조장치의 작동상태를 보이는 정면도들이다.

본 발명 방열관 제조장치는 테이블(1) 상에 중앙이 관통된 고정판(7)이 설치되고, 이 고정판(7)에는 캠(8)이 그 센터(center)를 중심으로 회전가능하도록 설치된다.

캠(8)은 내주면이 3등분되어 이에 세개의 캠홈(9)이 방사상으로 각각 형성되어 있는데, 캠홈(9) 일측에서 타측으로 갈수록 반경이 점차 증가되도록 형성되어 있으며, 캠홈(9) 일단에는 걸림턱(10)이 형성되어 있어 캠(8)의 회전을 제한하게 된다.

이러한 캠(8)의 외주 일측에는 아암(11)이 연장형성되어 있고, 이 아암(11)에는 유압실린더(12)가 연결되어 있으며, 유압실린더(12)의 로드(13)가 승강될시 캠(8)이 센터를 중심으로 캠홈(9)의 범위 내에서 회전된다.

유압실린더(12)에는, 유압공급부(4)의 유압펌프(도시안됨)가 연결되어 있어 후술할 콘크롤러(16)의 조작시 유압이 공급되도록 되어 있다.

한편 고정판(7) 내부에는 세 개의 클램프(14)가 방사상으로 설치되어 있어 캠(8)의 중심 방향으로 동일하게 이송되도록 설치되며, 클램프(14)와 캠홈(9) 사이에는 롤러(16)가 각각 설치되어 있어 캠(8)의 회전시 회전중심을 향해 모아지거나 벌어지면서 클램프(14)를 작동시키도록 되어 있다.

그리고 클램프(14)에는 후술할 구동부(3)에 연결된 회전축(15)이 설치되어 있고, 이 회전축(15) 상에는 디스크 (제1디스크 (18), 제2디스크 (19), 제3디스크 (20))가 설치되어 있다.

여기서 디스크는, 도7에 도시한 바와 같이 서로 다른 직경의 단위디스크 (21a)가 회전축(15) 상에 순차적으로 배열 구비되어 클램프(14)에 각각 설치된다.

그리고 단위디스크(21a)의 칼날의 각도가 서로 다르게 형성되는바, 작은 직경의 단위디스크(21a)의 칼날의 각도가 제일 크며, 직경이 커질수록 칼날의 각도가 작아진다.

즉, 다수의 단위디스크(21a) 중, 제일 작은 직경의 단위디스크(21a)의 칼날의 각도가 "C1"이고, 다음 직경의 단위디스크(21a)가 "C2"이며, 순서대로 "C3", "C4" …, 마지막으로 가장 큰 직경의 칼날의 각도가 Cn일때, C1 > C2 > C3 > C4 …> Cn이 된다.

따라서 단위디스크(21a)의 직경이 점차 커질수록 그 칼날의 각도를 점차 감소하고, 작은 직경의 단위디스크(21a)에서 큰 직경의 단위디스크(21a)로 갈수록 인접한 두 단위디스크(21a) 사이의 폭이 점차 감소하며, 그 깊이는 반대로 증가한다.

그리고 가장 큰 직경의 단위디스크(21a) 일측에는 이와 동일한 직경의 단위디스크(21b)가 3개 정도 구비되는바, 이 단위디스크(21b)는 지그재그로 절곡되어 있다.

또한, 이러한 단위 디스크(21a)는 축이나 관의 표면에 나사를 제조하는 탭과 같은 공지의 형태로 이루어진 것으로서, 회전축(15) 선상에 구비된 다수개의 단위 디스크(21a)는 회전축(15)의 중심선을 기준으로 약 2°∼5°의 경사각을 갖도록 함으로써, 이 단위 디스크(21a)와 맞물리는 파이프(22)가 연속적으로 이동이 가능하게 구비되어 있다.이러한 경사각은 3°보다 클 경우에는 방열핀의 피치간격이 너무 넓어져 가공이 어려워지고, 경사각이 1°미만일 경우에는 작업이 거의 불가능해지게 됨에 따라 본 발명에서는 약 2°로 하는 것이 더욱 바람직하다.이러한 디스크의 회전축(15)에는 구동부(3)가 연결설치되어 있으며, 구동부 (3)의 구동모터(도시안됨) 및 전동수단(30)에 의해 디스크를 회전시키게 된다.

전동수단(30)은 도6에 도시한 바와 같이 구동모터에 체인(31)이 연결되고, 체인(31) 일측에는 스프로킷(32) 및 이와 동축으로 연결된 구동기어(33)가 구비되며, 이 구동기어(33)에는 제1기어(34)와 제2기어(35)가 각각 치합되어 있다.

그리고 제1기어(34)에는 보조기어(36)가 치합되고, 보조기어(36)에는 제3기어(37)가 치합되어 있으며, 제1기어(34)와 제2기어(35), 제3기어(37)에는 각각 제1전동축(38), 제2전동축(39), 제3전동축(40)이 연결되어 있어, 제1디스크(18), 제2디스크(19), 제3디스크(20)의 회전축(15)에 각각 연결되어 있다.

또한 구동부(3) 일측에는 유압펌프(도시안됨), 노즐(29)등으로 이루어진 오일공급부(5)가 설치되어 있어 디스크에 의해 가공되는 파이프(22)에 오일을 공급하도록 되어 있으며, 구동부(3), 유압공급부(4), 오일공급부(5)에는 콘크롤러(16)가 연결되어 있어 이들을 제어하도록 되어 있다.

미설명 부호 25는 디스크가 파이프(22)를 누를시 파이프(22)가 찌그러지지 않도록 파이프(22) 내부에 삽입되는 가이드축이다.

이러한 구성의 본 발명 방열관 제조장치의 작동은 다음과 같다.

받침브라켓(6) 상에 파이프(22)을 올려 놓고 그 단부를 클램프(14)들 중앙으로 이송시킨 후 콘트롤러(28)를 조작하여서 유압실린더(12)의 로드(13)를 상승시킨다.

이와 같이 하면 캠(8)이 도4와 같은 상태에서 도5와 같이 회전되고 이에 따라 캠홈(9)의 반경이 "R"에서 "r"로 감소하면서 롤러(16)를 그 중심방향으로 이송시키게 되며, 결국 세개의 클램프(14)가 조여지게 되어 파이프(22)를 누르게 된다.

이와 같은 상태에서 제1디스크(18), 제2디스크(19), 제3디스크(20)가 동시에 회전되면 디스크날에 의해 파이프(22) 외주면에 자국이 형성된다.

여기서 다수의 단위디스크(21a)는 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 그 지름이 점증하고 단위디스크(21a) 사이의 폭은 점차 좁아지면서 깊어지도록 구비되어 있으므로,이에 접촉,가공되는 파이프(22)에는 오른쪽에서 왼쪽으로 갈수록 방열핀이 두껍고 좁은 폭으로 형성되다가 얇고 깊은 폭으로 형성된다.

즉, 도8과 같이 단위디스크(21a)에 의해 형성되는 방열핀(24)의 높이도 오른쪽으로 갈수록 점차 증가하게 되며, 방열핀(24)의 두께는 오른쪽으로 갈수록 얇아지게 되며, 방열핀(24) 사이의 폭도 오른쪽에서 왼쪽으로 갈수록 커지게 된다.

이와 같이 길이가 길고 두께가 얇은 방열핀이 가공되면 디스크 우측의 단위디스크(21b)에 마지막으로 물리면서 그 형상과 동일하게 지그재그로 절곡되어 그 성형이 완료된다.

이와 같이 제조된 방열관(23)은 다음과 같은 특징이 있다.

먼저, 파이프(22)와 방열핀(24)이 일체로 형성되므로 방열관(23)의 열전도율이 향상된다.

그리고, 파이프(22) 외주를 절삭하여서 방열핀(24)을 제조하는 것이 아니라, 파이프(22)의 외주면을 서로 다른 직경을 가지는 단위디스크(21a)로 눌러서 가공하므로 칩(chip)이 발생되지 않으며, 결국 재료가 절감된다.

가장 중요한 점으로써, 디스크 중, 오른쪽의 단위디스크(21b)의 단면이 연속적으로 절곡된 형상을 가지므로 이에 의해 가공된 방열핀(24)도 이와 동일한 형상을 갖게 된다.

그러므로 방열핀(24)의 방열면적이 극대화되어 열효율을 극대화시킬 수 있는이점이 있다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 방열관 제조장치에 의하면, 구동부(3)가 구동되어 디스크가 회전되면 파이프(22)가 우측으로 이송되면서 파이프(22)의 외주면이 단위디스크(21a)에 의해 눌리면서 방열핀(24)이 점차 형성되고, 형성된 방열핀(24)은 단위디스크(21b)의 형상과 같이 그 단면이 절곡된 형상을 가지므로 방열면적이 극대화되며, 이에 따라 열효율을 극대화시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

내주면이 3등분되어 이에 세 개의 캠홈(9)이 방사상으로 각각 형성하되, 상기 캠홈(9) 일측에서 타측으로 갈수록 반경이 점차 변화되도록 형성된 캠(8)과;

상기 캠(8) 일측에 설치되어 캠(8)의 회전을 지지하는 고정판(7)과;

상기 캠(8) 외주면 일측에 연결설치되어 이를 소정각도 반복 회전시키는 유압실린더(12)와;

상기 유압실린더(12)에 유압을 공급하도록 이에 연결된 공지의 유압펌프가 구비된 유압공급부(4)와;

상기 고정판(7) 내부에 방사상으로 세개 설치되어 회전 중심을 향해 동일하게 이송되는 클램프(14)와;

상기 클램프(14)와 캠홈(9) 사이에 각각 설치되어 상기 캠(8)의 회전시 회전중심을 향해 모아지거나 벌어지면서 클램프(14)를 작동시키는 롤러(16)와;

서로 다른 직경의 단위디스크(21a)(21b)가 순차적으로 배열구비되어 상기 클램프(14)에 각각 설치되고, 상기 단위디스크(21b)의 단면 형상이 반복적으로 절곡되어 있는 디스크와;

공지의 구동모터 및 전동수단(30)이 구비되어 상기 디스크를 회전시키는 구동부(3)와;

유압펌프, 노즐(29) 등이 설치되어 상기 디스크에 의해 가공되는 파이프(22)에 오일을 공급하는 오일공급부(5)와;

상기 구동부(3), 유압공급부(4), 오일공급부(5)를 제어하는 콘크롤러(16)로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
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