KR100424276B1 - 확관과 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확관과 그 제조장치에 관한 것으로, 특히, 냉동기와 같은 각종 열교환기 등에 설치할 때에 조립이 용이하고, 설치 후 냉매 또는, 유체의 이송 및 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 확관과 그 제조장치에 관한 것이다.

그러한 확관제조장치는, 주축부 및 이송부를 구비한 공작기계의 이송부에 설치되는 하우징과, 이 하우징의 내측에 설치되어 삽입되는 관부재을 가이드하기 위한 심봉부와, 이 심봉부에 가이드 되어 삽입된 관부재의 외주면 일측을 지지하기 위한 로울러부를 포함하며, 상기 심봉부 및 로울러부는 삽입되는 관부재를 롤프레싱(ROLL-PRESSING)하여 상기 관부재의 외주면에 돌출된 주름부를 성형하는 것을 특징으로 한다.

Description

확관과 그 제조장치{EXPANDED PIPE AND A MANUFACTURING DEVICE THE SAME}

본 발명은 확관과 그 제조장치에 관한 것으로, 특히, 냉동기와 같은 각종 열교환기 등에 설치할 때에 조립이 용이하고, 설치 후 냉매 또는, 유체의 이송 및 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 확관과 그 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동기와 같은 열교환기에는 냉매를 순환시키기 위한 냉매관이 설치되어 있으며, 이러한 냉매관은 열의 전도율이 좋고 가공성이 뛰어난 동관이 주로 사용되고 있다.

상기 동(Cu)재질은 산화가 잘 되지 않는 적색의 금속으로서, 1083℃의 용융점을 갖고 있으며, 전성과 연성이 풍부할 뿐만 아니라, 고온 및 저온에서 가공이 용이하여 널리 사용되고 있다.

그리하여, 상기 열교환기의 냉매 또는 유체 이송용으로 사용되는 동관은 통상적으로 원형상의 외경 및 내경을 갖는 형상으로 이루어지거나, 밴딩 및 열교환 효율을 높여주기 위해, 별도의 금형을 관의 내부에 삽입한 후 외주면 전체에 유압을 가함으로써, 관의 길이방향으로 내경보다 작은 나선상의 주름부를 갖는 이른바 축관(縮官) 형태로 성형되어 사용되고 있다.

그러나, 상기에서 전자의 경우 열교환기 등에 설치될 때에 각각의 교차부위에 별도의 엘보우를 통해 결합하거나, 밴딩에 의해 조립할 경우 절곡부의 내경이 상대적으로 축소되어 관의 내부로 흐르는 냉매 또는 유체의 흐름이 원활하게 이루어지지 못하고 있다.

그리고, 상기에서 후자의 경우도 관의 내측으로 주름부가 형성되어 이 역시,냉매 또는 유체의 흐름이 원활하지 못하여 이에 따른 열교환 효율 등이 저하되며, 특히, 이송하는 냉매 또는 유체가 내경에 돌출되어 형성된 주름부에 의해 입구측과 출구측의 압력편차가 발생하여 이 압력에 의해 기기의 성능저하 및 고장의 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 조립시에 밴딩이 용이하여 내부로 흐르는 유체 또는 냉매 등의 이송방향을 용이하게 조절할 수 있으며, 특히, 밴딩시에 관의 내경 및 단면적을 최대한 확보하여 압력편차를 해소함과 동시에 냉매 및 유체의 이송 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 확관과 그 제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 주축부 및 이송부를 구비한 공작기계의 이송부에 설치되는 하우징과, 이 하우징의 내측에 설치되어 삽입되는 관부재을 가이드하기 위한 심봉부와, 이 심봉부에 가이드 되어 삽입된 관부재의 외주면 일측을 지지하기 위한 로울러부를 포함하는 확관제조장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 확관제조장치의 일부절개사시도.

도 2는 본 발명에 따른 심봉부의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 로울러부의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 확관제조장치가 설치되는 공작기계의 일실시예를 도시한 정면도.

도 5a는 본 발명에 따른 조작핸들이 작동되기 전의 상태를 도시한 측면도.

도 5b는 도 5a에 따른 로울러부의 단면도.

도 6a는 본 발명에 따른 조작핸들이 작동된 후의 상태를 도시한 측면도.

도 6b는 도 6a에 따른 로울러부의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 확관의 사시도.

도 8은 도 7의 단면도.

도 9는 본 발명에 의한 가압핀이 작동되기 전의 상태를 도시한 측단면도.

도 10은 도 9의 작동 후 상태를 도시한 측단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 확관을 실현할 수 있는 확관제조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2, 도 3, 도 4는 본 발명에 의한 확관제조장치 및 이 확관제조장치가 설치되는 바람직한 공작기계의 일실시예를 도시한 것으로써,

도면을 참조하면, 주축부(10) 및 이송부(12)를 구비한 공작기계(8)의이송부(12)에 설치되는 하우징(2)과, 이 하우징(2)의 내측에 설치되어 삽입되는 관부재(P)를 가이드하기 위한 심봉부(4)와, 이 심봉부(4)에 가이드되어 삽입된 관부재의 외주면을 지지하기 위한 로울러부(6)를 포함한다.

상기 공작기계(8)는 주축부(10) 및 이송부(12)를 구비한 통상의 선반이 사용될 수 있다.(도 4참조)

상기 선반은 당 업계에서 널리 알려진대로 원통부재의 가공에 널리 사용되고 있는 것으로써, 이 외에도 본 발명의 목적을 하는 공작기계는 모두 적용될 수 있다.

상기 하우징(2)은 중공부(14)를 구비하고 원형상 또는 다각형상으로 형성될 수 있으며, 일측 선단부에는 원형상의 플랜지(16)가 설치되고, 상기 하우징(2)의 중간부 일측에는 일정간격으로 이격되어 공작기계(8)의 이송부(12)에 고정되기 위한 고정플레이트(15)가 적어도 하나 이상이 구비된다.

그리고, 상기 플렌지(16)의 일측면에는 후술하는 심봉부(4)의 제2 로드(28)의 일측 선단부에 설치된 조작핸들(18)의 작동 후 상태를 유지하기 위한 고정핀(20)이 설치되고, 이 고정핀(20)과 일정한 각도를 이루며 상기 조작핸들(18)이 작동 전의 상태를 유지하기 위한 지지핀(22)이 설치된다.

상기 조작핸들(18)의 일측에는 탄성부재(24)의 일측이 결합되고, 상기 탄성부재(24)의 타측은 상기 플랜지(16)의 일측면에 결합된 결합핀(25)에 의해 고정된다.

상기 하우징(2)의 중공부(14)에는 심봉부(4)가 설치되는데, 이 심봉부(4)는,삽입되는 관부재(P)의 내경을 가이드 하기 위한 제1 로드(26)와, 이 제1 로드(26)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 제2 로드(28)와, 이 제2 로드(28)의 회전에 의해 상하로 슬라이드 되는 가압핀(30)을 포함한다.

상기 제 1 로드(26)는 일측 선단부에 보조 플랜지(16a)가 형성되어, 이 보조 플랜지(16a)가 상기 하우징(2)의 플랜지(16)에 결합되며, 타측 자유단의 일측에는 상기 가압핀(30)이 슬라이드 되기 위한 관통홀(32)이 형성된다.

그리고, 상기 제1 로드(26)의 자유단은 상기 하우징(2)의 일측에 설치되는 로울러부(6) 보다 일측으로 더 연장하여 형성되는 것이 바람직하다.

이는 상기 심봉부(4)에 삽입되는 관부재(P)를 더욱 용이하게 가이드하기 위한 것이다.

상기 제 2로드(28)는, 상기 제 1로드(26)의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 일측 선단부에는 조작핸들(18)이 힌지결합에 의해 설치되고, 타측에는 상기 제 1로드(26)의 관통홀(32)에 대응하여 가압핀(30)을 이동시키기 위한 편심축(34)이 형성된다.

그리고, 상기 제2 로드(28)의 작동예를 도 5a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 제2 로드(28)의 선단부에 결합된 조작핸들(18)이 탄성부재(24)에 의해 리턴되어 지지핀(24)에 거치된 상태는 상기 편심축(34)에 의해 가압핀(30)이 하측으로 이동하여 제1 로드(26)의 외주면 보다 내측으로 하강한 상태가 된다.(도 5b참조)

그리고, 도 6a에서와 같이 상기 조작핸들(18)이 회전하여 고정핀(20)에 거치된 상태가 되면, 상기 조작핸들(18)의 회전과 동시에 제2 로드(28)에 형성된 편심축(34)의 편차에 의해 가압핀(30)이 최대한 상측으로 이동하여 삽입된 관부재(P)의 내경을 가압하게 되는 것이다.(도 6b참조)

상기 가압핀(30)은 상기 제2 로드(28)가 회전하게 되면 편심축(34)의 외주면에 슬라이드 되어 상기 제1 로드(26)의 관통홀(32)을 통해 상측으로 상승하여 관부재(P)의 외주면에 나선상의 주름부(36)가 형성될 수 있도록 한 것으로써, 일정한 두께를 갖고 원형상 또는 다각형상으로 형성될 수 있다.

상기 가압핀(30)의 재질은 관부재(P)의 재질 즉, 구리재 보다 경하고 내마모성이 구비된 재질이 바람직하며, 재질이 너무 경하게 되면 주름부(36)의 성형시에 관부재(P)가 손상될 수 있으므로 상기 관부재(P)의 재질을 감안하여 재질을 선택하는 것이 바람직하다.

상기 하우징(2)의 타측 선단부에는 상기 공작기계(8)의 주축부(10)에 고정되어 회전하는 관부재(P)의 외주면 일측을 지지하고, 상기 가압핀(30)에 대응하여 관부재(P)의 주름부(36)가 원활하게 형성될 수 있는 로울러부(6)가 설치된다.

상기 로울러부(6)는, 상기 하우징(2)의 일측 선단부에 결합하는 제1 고정판(38)과, 이 제1 고정판(38)과 스페이서(40)에 의해 이격되어 설치되는 제 2고정판(42)과, 이 제1 고정판(38)과 제 2 고정판(42) 사이에서 지지축(44)에 결합하여 회전 가능하게 설치되고 가압핀(30)에 대응하는 가압홈(46)을 구비한 가압로울러(48)와, 상기 제1 고정판(38)과 제2 고정판(42) 사이에서 회전축(50)에 결합하여 회전하는 관부재(P)의 외주면을 가이드 하기 위한 지지로울러(52)를 포함한다.

상기 제1 고정판(38) 및 제2 고정판(42)의 중심부에는 삽입되는 관부재(P)의 외경을 수용하는 삽입홈(54)이 각각 형성된다.

그리고, 상기 스페이서(40)는 상기 제1 고정판(38)과 제2 고정판(42)의 원주방향으로 일정간격 이격되어 적어도 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하며, 상기 가압로울러(48) 및 지지로울러(52)를 회전 가능하게 지지하는 지지축(44) 및 회전축(50)의 양측 선단부에는 더욱 원활한 회전을 위해 베어링(B)이 설치될 수 있다.

상기 가압로울러(48)에 형성되는 가압홈(46)은 상기 가압핀(30)이 상측으로 최대한 상승한 후 관부재(P)에 나선상의 주름부(36)가 원활하게 형성될 수 있도록 상기 가압핀(30)의 가압면에 대응하는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 가압홈(46)은 상기 가압핀(30)의 가압면 형상에 따라 적절하게 대응할 수 있는 형상의 홈으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 가압로울러(48)를 회전 가능하게 지지하는 지지축(44)에는 상기 가압로울러(48)의 가압홀(46)이 상기 가압핀(30)에 대응하는 위치에 고정될 수 있도록 일측면을 지지하기 위한 가이드 판(56)이 일체 또는 분리 가능하게 결합되며, 상기 가이드판(56)에 지지된 가압로울러(48)의 타측면에는 코일스프링(58)이 설치된다.

따라서, 이 코일스프링(58)의 양측 선단부는 제1 고정판(38) 및 가압로울러(48)의 일측면을 각각 탄지하여 상기 가압로울러(48)가 좌,우측으로 이동되지 않고 항상 상기 가압핀(30)에 대응하는 위치에 고정될 수 있다.

그리고, 도 7 및 도 8는 상기 확관제조장치에 의해 실형될 수 있는 확관을도시한 것으로서,

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 확관은, 원형상의 내경(60) 및 외경(62)을 갖는 관부재(P)와, 이 관부재(P)의 외주면에서 길이방향으로 일정한 피치로 이격되어 외측으로 형성되는 나선상의 주름부(36)를 포함한다.

상기 확관은 통상의 구리재로 이루어지며, 외주면(62)에는 길이방향으로 일정한 피치로 이격되어 나선상의 주름부(36)가 형성된다.

상기 주름부(36)의 최소지름은 상기 관부재(P)의 내경(60)과 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이는 상기 확관을 통해 이송하는 냉매 또는 유체의 흐름을 원활하게 하고 압력편차를 최소화하기 위한 것이다.

그리고, 상기 주름부(36)의 최대지름은 상기 관부재(P)의 외경(62)보다 크게 형성하되, 상기 외경(62)에 대하여 1.5배 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 상기 관부재(P)의 주름성형시에 주름부(36)의 최대직경을 1.5배 이상으로 유지하게되면, 상기 주름부(38)를 통과하는 냉매 및 유체의 정체가 발생할 수 있으며, 내구성이 저하되어 밴딩시에 파손될 수 있다.

상기 도면에서는 상기 각각의 주름부(36)가 대략 반원상으로 돌출되어 형성된 것으로 도시하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다,

예를 들면, 다각형상으로 성형할 수 도 있으며, 이 외에도 본 발명의 목적을 만족하는 형상은 다양하게 실시할 수 있다.

이에 따라, 상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 확관제조장치가 통상의공작기계 즉, 선반에 설치되어 실시되는 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 4에서와 같이, 공작기계(8) 즉, 선반의 이송부(12)에 상기 하우징(2)에 결합된 고정플레이트(15)를 각각 고정시킨다.

그리고 나서, 상기 이송부(12)에 결합된 하우징(2)의 내측에 관부재(P)를 삽입시킨다.

이때, 상기 관부재(P)는 상기 하우징(2)의 내측에 설치된 심봉부(4) 및 로울러부(6)에 의해 원활하게 가이드 및 지지될 수 있다.

상기 관부재(P)의 삽입이 완료되면, 상기 관부재(P)의 일측 선단부를 도 3에서와 같이 선반의 주축부(10)에 결합시킨다.

상기 주축부(10)에는 다양한 직경을 갖는 관부재를 수용하여 고정할 수 있는 콜릿척(C)이 설치될 수 있다.

상기 콜릿척(C)은 선반 등의 주축부(10)에서 주로 봉관의 센터를 고정하기 위한 공구로서, 하나 이상의 절개부를 구비한 원추부와 이 원추부의 내측에 홈부를 구비하여 이루어지며, 이는 동 업계에서 널리 적용되어 사용되는 것으로써, 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 상기와 같이, 관부재(P)의 일측을 선반의 주축부(10) 즉, 콜릿척(C)에 결합시키게 되면, 상기 관부재(P)는 심봉부(4)와 상기 하우징(2)의 일측에 결합된 로울러부(6)에 안정적으로 지지되는 것이다.

상기와 같이 관부재(P)의 고정이 완료되면, 상기 심봉부(4) 즉, 제2로드(28)의 선단부에 결합된 조작핸들(18)을 도 6a에서와 같이 회전시켜서 고정핀(20)에 거치시키게 되면 상기 조작핸들(18)의 회전에 의해 상기 제2 로드(28)가 회전하게 된다.

상기 제2 로드(28)의 회전에 의해 상기 제2 로드(28)의 일측에 형성된 편심축(34)이 회전하게 되고, 상기 편심축(34)의 외주면에 접지된 가압핀(30)이 상기 제1 로드(26)에 형성된 관통홀(32)을 따라 상기 편심축(34)의 편차에 의해 상측으로 이동하게 된다.

그러면, 상기 가압핀(30)이 상기 제1 로드(26)에 삽입된 관부재(P)의 내주면 을 가압하여 상기 관부재(P)의 일측이 상기 가압핀(30)에 의해 상측으로 확장되며 로울러부(6) 즉, 가압로울러(48)의 가압홈(46)에 의해 소정의 돌출부가 형성된다.(도 10참조)

상기의 과정이 완료되면, 선반의 제어부(미 도시)를 조작하여 주축부(10) 및 이송부(12)를 구동시키게 되면, 상기 주축부(10)가 소정의 회전속도로 회전하고 이 주축부(10)에서 콜릿척(C)에 고정된 관부재(P)가 회전을 하게 된다.

그리고, 상기 주축부(10)의 회전과 동시에 이송부(12)가 일정한 이송속도로 이송하여 이 이송부(12)에 결합된 하우징(2)이 일측으로 이동하게 된다.

그리하여, 상기와 같이 하우징(2)이 일측으로 이동하게 되면, 상기 하우징(2)의 일측에 결합된 로울러부(6)와 상기 하우징(2)의 내측에 결합된 심봉부(4)의 가압핀(30)에 의해 상기 주축부(10)에 결합되어 회전하는 관부재(P)의 외주면에 나선상의 주름부(36)가 형성되는 것이다.

상기에서 나선상으로 형성되는 주름부(36)의 피치는 상기 주축부(10) 및 이송부(12)의 회전 및 이송속도를 제어함으로써, 다양한 피치로 제조가 가능하다.

그리고, 상기의 과정에 의해 관부재(P)에 일정한 주름부(36)의 성형이 완료되면, 상기 주축부(10) 및 이송부(12)의 구동을 종료한 한 후, 상기 셋팅 과정의 역순으로 관부재(P)를 분리하면 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 확관과 그 제조장치는 관의 외주면에 돌출되게 나선상의 주름부를 성형함으로써, 냉동기와 같은 각종 열교환기 등에 설치할 때에 밴딩에 의한 조립이 용이할 뿐만 아니라, 설치 후 상기 주름부에 의해 관로 및 단면적을 최대한 확보하게 되어 냉매 또는 유체의 이송 및 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 주축부 및 이송부를 구비한 공작기계의 이송부에 설치되는 하우징과, 이 하우징의 내측에 설치되어 삽입되는 관부재을 가이드하기 위한 심봉부와, 이 심봉부에 가이드 되어 삽입된 관부재의 외주면 일측을 지지하기 위한 로울러부를 포함하며,

   상기 심봉부는, 삽입되는 관부재의 내경을 가이드 하기 위한 제1 로드와, 이 제1 로드의 내측에 회전 가능하게 설치되는 제2 로드와, 이 제2 로드의 회전에 의해 상하로 슬라이드 되는 가압핀을 포함하고,

   상기 제2 로드는, 일측 선단부에 설치되는 조작핸들과, 이 조작핸들에 의해 가압핀을 상,하로 이동시키기 위한 편심축을 포함하며, 이 편심축은 상기 제2 로드의 축심에서 편심되어 또다른 축심을 갖고 이 편차에 의해 상기 가압핀을 상하로 이동시키는 확관제조장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 로울러부는, 상기 하우징의 일측 선단부에 결합하는 제1 고정판과, 이 제1 고정판과 스페이서에 의해 이격되어 설치되는 제 2고정판과, 상기 제1 고정판과 제 2 고정판 사이에서 지지축에 결합하여 회전 가능하게 설치되고 가압핀에 대응하는 가압홈을 구비한 가압로울러와, 상기 제1 고정판과 제2 고정판 사이에서 회전축에 결합하여 회전하는 관부재의 외주면 일측을 가이드 하기 위한 지지로울러를 포함하는 확관제조장치.
4. 삭제
5. 삭제