KR100900833B1 - 열교환기 튜브용 확관기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기 튜브용 확관기에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는 내부에 공간부를 가지고 양측에 손잡이가 구비되는 본체와, 본체의 전면에 서로 이격하여 결합되는 다수의 확관툴, 및 확관툴들 간의 간격을 조절할 수 있도록 확관툴의 후단에 설치되는 피치조절수단을 포함하고, 동시에 다수개의 열교환기 튜브에 대하여 확관작업이 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기를 제공한다.

열교환기, 튜브, 확관, 손잡이, 본체, 피치조절

Description

열교환기 튜브용 확관기{EXPANDING DEVICE FOR TUBE OF HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기 내에 설치되는 튜브에 대하여, 튜브의 내경 쪽에서 직경을 확대시키는 확관기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동시에 여러 개의 튜브에 대하여 확관작업을 수행할 수 있고, 진동과 소음을 줄여 작업효율을 향상시킨 열교환기 튜브용 확관기에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러, 콘덴서, 라디에이터 등의 열교환기를 제작할 때, 열교환기 내에 설치되는 튜브를 관판에 고정시키게 되며 이때, 관판의 구멍에 튜브를 삽입하고 튜브의 내경 쪽에서 외경 쪽으로 가압하여 직경을 확대시킴으로써 관판의 구멍에 튜브를 압접(壓接)하게 된다.

그리고, 이러한 확관작업을 위해 튜브 내에 삽입되는 다양한 규격의 확관툴은 이미 공지된 바 있으며, 시중에서 용이하게 구입할 수 있다.

도 6은 이러한 확관툴의 일 예를 도시한 것으로, 여기서 확관툴(300)은 회전 구동기(미도시)에 연결되는 연결부(311)가 일체로서 구성된 끝이 좁아지는 테이퍼 형상의 맨드릴(310)과, 맨드릴(310)의 테이퍼 형상에 대응되도록 역 테이퍼 형상을 가진 다수의 롤러(320)와, 다수의 롤러(320)를 맨드릴(310)의 외주면 상에 회전 가능하게 지지하는 프레임(330)으로 구성된다.

따라서, 작업자는 회전 구동기에 확관툴(300)을 연결하여 롤러(320)를 회전시키고, 튜브(710, 도 5)의 내주면에 롤러(320)가 가압되면서 구름운동함으로써 확관작업을 수행하게 되는데, 작업자가 회전 구동기에 연결된 맨드릴(310)을 프레임(330)에 대해 상대적으로 전진시키면 점차 맨드릴(310)의 외경이 큰 부분이 롤러(320)에 접촉하기 때문에, 롤러(320)가 프레임(330)의 외주면으로부터 바깥쪽으로 밀려 나가 튜브(710)의 내주면에 가압된다.

이 상태에서 맨드릴(310)을 회전 구동기에 의해 일 방향으로 회전시키면 롤러(320)는 반대 방향으로 회전하면서 맨드릴(310)의 주위를 돌게 된다.

즉, 회전 구동기에 의해 맨드릴(310)을 회전시킴으로써 롤러(320)를 회전시키고, 롤러(320)는 프레임(330)과 함께 맨드릴(310)의 주위를 돌면서 튜브(710)의 내주면을 가압하여 튜브(710)의 직경을 확대시키게 되는 것이다.

열교환기의 튜브는 일종의 소모품으로서, 일정 시간 사용후에는 교체할 필요가 있으며, 튜브 교체시 확관작업은 필수적으로 진행된다.

그런데, 상술한 바와 같이 회전 구동기에 확관툴을 연결하여 구성된 종래의 확관기는, 하나의 확관툴만을 회전 구동기에 결합시켜 사용함으로써, 한번에 하나의 튜브에 대해서만 확관작업을 수행할 수 있어 작업시간이 많이 소요된다.

또한, 정해진 기일에 맞추기 위해 여러 명의 작업자가 작업을 진행하는 경우에는, 인건비 증가에 따른 제작비용 상승의 문제와, 작업자간의 숙련도 차이에 따라 하나의 열교환기에서 각각의 튜브간에 성형 품질이 불균일한 경우가 있고, 작업 속도를 높이기 위해 회전 구동기의 회전수를 증가시키면, 진동과 소음이 증가하여 불량이 발생하거나 작업 환경 악화로 생산성이 떨어지게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예는 내부에 공간부를 가지고 양측에 손잡이가 구비되는 본체와, 본체의 전면에 서로 이격하여 결합되는 다수의 확관툴, 및 확관툴들 간의 간격을 조절할 수 있도록 확관툴의 후단에 설치되는 피치조절수단을 포함하고, 동시에 다수개의 열교환기 튜브에 대하여 확관작업이 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기와 관련된다.

본 발명의 일실시예는 내부에 공간부를 가지고 양측에 손잡이가 구비되는 본체와, 본체의 전면에 서로 이격하여 결합되는 다수의 확관툴, 및 확관툴들 간의 간격을 조절할 수 있도록 확관툴의 후단에 설치되는 피치조절수단을 포함하고, 동시에 다수개의 열교환기 튜브에 대하여 확관작업이 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기를 제공한다.

여기서 피치조절수단은, 본체의 전면에 회전 가능하게 결합되는 회전플레이트와, 회전플레이트의 전면 일측에 설치되어 확관툴의 후단이 결합되는 커넥터를 포함한다.

이때, 커넥터는 회전플레이트의 회전축으로부터 소정 거리 이격하여 설치되어, 회전플레이트를 회전시켜 확관툴들 간의 간격을 조절할 수 있다.

또한, 회전플레이트의 전면에는 확관툴과 나란하게 가이드바가 설치되고, 확관툴에는 일측에 슬라이드관이 이격하여 구비되는 커플링이 결합하며, 슬라이드관이 가이드바를 따라 슬라이드 이동 가능하다.

아울러, 슬라이드관의 후단에는 스프링이 개재되어 슬라이드관을 탄성 지지하는 것이 바람직하다.

한편, 본체의 후면에는 확관툴이 회전하도록 회전력을 제공하는 구동모터가 설치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브용 확관기에 의하면, 복잡한 장치나 고비용의 설비에 의하지 않고 동시에 다수개의 튜브에 대하여 확관작업을 용이하게 수행할 수 있어, 생산성 향상의 효과가 있다.

또한, 다수개의 확관툴 간의 간격을 적절하게 조절할 수 있으므로 다양한 규격의 열교환기에 범용적으로 사용할 수 있으며, 작업중 발생되는 진동을 감소시켜 소음발생과 작업자의 건강 악화를 방지할 수 있고 이에 따라 작업효율이 증대되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브용 확관기(이하, '확관기')의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면 에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 열교환기 튜브용 확관기의 사시도, 도 2는 도 1에서 확관툴을 분해한 모습을 보인 분해사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 가이드바의 스프링에 의해 진동이 흡수되는 모습을 보인 작동상태도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 회전플레이트의 회전에 의해 확관툴 간의 간격이 조절되는 모습을 보인 개략도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브용 확관기의 사용상태도, 도 6은 공지된 확관툴의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브용 확관기(100)는, 내부에 공간부(미도시)를 가지고 양측에 손잡이(210)가 구비되는 본체(200)와, 본체(200)의 전면에 서로 이격하여 결합되는 다수의 확관툴(300)과, 이들 확관툴(300) 간의 간격을 조절할 수 있도록 확관툴(300)의 후단에 설치되는 피치조절수단(400)을 포함한다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 튜브(710)에 삽입된 확관툴(300)이 회전하면서 튜브(710)의 내주면을 가압하여 튜브(710)의 직경을 확대시키게 되는바, 확관툴(300)의 회전을 위해 본체(200)의 후면에 구동모터(600)가 설치되어 확관툴(300)에 회전력을 제공하게 되며, 구동모터(600)는 전동식 또는 유압 구동식 등 여러 가지 기종을 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다.

이때, 본체(200)의 공간부에는 기어 등의 동력전달수단(미도시)이 설치되어 구동모터(600)로부터 확관툴(300)로 회전력을 전달하게 되며, 이러한 동력전달수단은 설계조건에 따라 그 종류와 개수 및 규격을 공지된 것에서 임의로 선택할 수 있는데, 예를 들어, 구동모터(600)의 단부에 구동기어를 결합하고 확관툴(300)의 단부에는 이와 치합되도록 종동기어를 결합하여 구동모터(600)의 회전에 연동하여 확관툴(300)이 회전하도록 구성할 수 있다.

또한, 확관툴(300)은 도 6을 참조하여 본 명세서의 배경기술에서 설명한 바와 같이, 관판(720)에 형성된 튜브구멍(721)의 규격에 따라 공지의 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 도 1 내지 도 5에서 예를 들어 도시한 공지의 확관툴(300)은 구동모터(600)로부터 회전력을 전달받는 연결부(311)가 일체로서 구성된, 끝이 좁아지는 테이퍼 형상의 맨드릴(310)과, 맨드릴(310)의 테이퍼 형상에 대 응되도록 역 테이퍼 형상을 가진 다수의 롤러(320)와, 다수의 롤러(320)를 맨드릴(310)의 외주면 상에 회전 가능하게 지지하는 프레임(330)으로 구성된 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 확관기(100)는 공지의 확관툴(300) 다수 개를 본체(200)에 결합시켜 사용 가능하며 이하, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 확관툴(300)이 본체(200)에 결합되는 실시예에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 확관기(100)는 확관툴(300) 간의 간격을 조절할 수 있는 피치조절수단(400)을 포함하는데, 이 피치조절수단(400)은 본체(200)의 전면에 회전 가능하게 결합되는 회전플레이트(410)와, 회전플레이트(410)와 확관툴(300)을 연결하는 커넥터(420)로 구성된다.

여기서, 회전플레이트(410)는 소정의 두께를 가진 원판 형상으로서 원판의 중심에는 회전축(411)이 설치되어 본체(200)의 전면에서 회전 가능하게 결합된다.

또한, 커넥터(420)는 회전플레이트(410)의 전면 일측에 결합되고, 확관툴(300)의 연결부(311) 형상에 대응되는 결합홈(421)을 가지며, 이 결합홈(421)에 확관툴(300)의 연결부(311)가 삽입 결합된다.

아울러, 커넥터(420)는 구동모터(600)의 회전력을 전달받아 회전플레이트(410) 상에서 회전하게 되며, 이에 따라 커넥터(420)에 연결부(311)가 결합된 확관툴(300)이 회전하게 된다.

이때, 커넥터(420)는 회전플레이트(410)의 중심으로부터 소정 거리 외측으로 이격하여 결합되는바, 도 4a에 도시된 바와 같이 한 쌍의 커넥터 간의 거리(a)를 가장 짧게 할 수도 있고, 회전플레이트(410)를 회전시켜 도 4b에 도시된 바와 같이 한 쌍의 커넥터 간의 거리(b)를 가장 멀리 할 수도 있다.

즉, 회전플레이트(410)를 회전시켜 한 쌍의 커넥터(420) 간의 거리를 a에서 b까지 변화시키면, 각각의 커넥터(420)에 연결부(311)가 결합된 한 쌍의 확관툴(300) 역시 그 간격이 변화하며, 이에 따라 열교환기(700) 관판(720)에 다수 개 형성된 튜브구멍(721) 간의 간격에 대응하여 확관툴(300) 간의 간격을 조절할 수 있게 되는 것이다.

회전플레이트(410)의 전면, 커넥터(420)의 일측에 확관툴(300)과 나란하게 가이드바(500)가 설치되고, 확관툴(300)에는 커플링(360)이 결합되는데, 이 커플링(360)의 일측에는 중공을 가진 슬라이드관(361)이 커플링(360)으로부터 소정거리 이격하여 형성된다.

이때, 슬라이드관(361)은 가이드바(500)를 따라 슬라이드 이동 가능하도록 가이드바(500)에 삽입되며, 슬라이드관(361)의 후단과 회전플레이트(410) 사이에는 스프링(510)이 개재되어 슬라이드관(361)을 탄성지지하게 된다.

또한, 확관툴(300)의 베어링칼라(340)와 커플링(360) 사이에는 다수개의 너트(350)가 결합될 수 있는데, 이 너트(350)들은 슬라이드관(361)이 가이드바(500)로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼 역할을 한다. 이때, 너트(350)의 규격과 개수는 설계조건에 따라 임의로 선택할 수 있음은 물론이다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 확관툴(300)에 결합된 커플링(360)이 슬라이드관(361)에 의해 가이드바(500)에 탄성지지됨으로써, 확관기(100)의 사용중 발생되는 진동이 스프링(510)에 의해 흡수되어, 진동에 따른 소음발생을 저감하고 작업자의 피로도를 감소시키는 효과가 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 확관기(100)는 다음과 같이 사용된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 열교환기(700)의 일측에는 내부에 튜브(710)가 삽입될 수 있도록 다수의 튜브구멍(721)이 형성된 관판(720)이 구비되며, 작업자는 튜브구멍(721)에 튜브(710)를 삽입한 후, 튜브(710)의 이탈방지를 위해 튜브(710)의 내경을 확장시켜 튜브구멍(721)의 내주면에 압접하는 확관작업을 하게 된다.

우선, 작업자는 튜브구멍(721) 사이의 간격에 대응되도록 확관툴(300) 간의 간격을 조절하게 되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전플레이트(410)를 회전시켜 확관툴(300) 간의 간격을 조절하며 이후, 확관툴(300)의 캡 너트(312)가 튜브(710) 내부에 위치하도록 확관툴(300)을 튜브(710)에 삽입하여 베어링칼라(340)의 전면에 튜브(710)의 끝단면이 접촉할때까지 전진시키면서 구동모터(600)를 작동시킨다.

이때, 구동모터(600)를 먼저 작동시키고 그 이후에 확관툴(300)을 튜브(710)에 삽입하는 것도 가능하고 동시에 하는 것도 물론 가능하다.

구동모터(600)를 작동시키면 본체(200) 내부의 동력전달수단을 거쳐 커넥터(420)가 회전하게 되고, 커넥터(420)에 연결부(311)가 결합된 확관툴(300)의 맨드릴(310)이 회전하게 된다.

이때, 작업자는 확관기(100)를 튜브(710) 쪽으로 전진시키고 있으므로, 점차 맨드릴(310)의 외경이 큰 부분이 롤러(320)에 접촉하게 되면서, 롤러(320)가 프레임(330)의 외주면으로부터 바깥쪽으로 밀려 나가 튜브(710)의 내주면을 가압하면서 맨드릴(310)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 된다.

즉, 구동모터(600)에 의해 확관툴(300)의 맨드릴(310)을 회전시킴으로써 롤러(320)를 회전시키고, 롤러(320)는 프레임(330)과 함께 맨드릴(310)의 주위를 돌면서 튜브(710)의 내주면을 가압하여 튜브(710)의 직경을 확대시키게 되는 것이며, 확관작업이 완료된 후에는 관판(720)의 바깥쪽으로 돌출된 튜브(710)의 끝단을 절단하여 마무리하게 된다.

한편, 롤러(320)가 튜브(710)의 내주면에 접촉되면서 발생되는 진동은, 가이드바(500)에 개재된 스프링(510)에 의해 일정 부분 흡수되며, 따라서 진동에 의한 소음발생을 방지하고 작업자의 피로도를 낮출 수 있다.

여기서는 한 쌍의 확관툴이 장착된 확관기에 대해 설명하였지만, 작업조건에 따라, 확관기에 장착하는 확관툴의 개수는 작업자가 임의로 선택할 수 있으며, 이때 회전플레이트와 커넥터, 가이드바 등의 개수 역시 확관툴의 개수에 대응하여 선택함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 열교환기 튜브용 확관기의 사시도.

도 2는 도 1에서 확관툴을 분해한 모습을 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 가이드바의 스프링에 의해 진동이 흡수되는 모습을 보인 작동상태도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 회전플레이트의 회전에 의해 확관툴 간의 간격이 조절되는 모습을 보인 개략도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 튜브용 확관기의 사용상태도.

도 6은 공지된 확관툴의 일 예를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 확관기 200 : 본체

300 : 확관툴 360 : 커플링

361 : 슬라이드관 400 : 피치조절수단

410 : 회전플레이트 420 : 커넥터

500 : 가이드바 510 : 스프링

600 : 구동모터 700 : 열교환기

710 : 튜브 720 : 관판

721 : 튜브구멍

Claims (5)

1. 내부에 공간부를 가지고 양측에 손잡이가 구비되는 본체;

   상기 본체의 전면에 서로 이격하여 결합되는 다수의 확관툴; 및

   상기 확관툴들 간의 간격을 조절할 수 있도록 상기 확관툴의 후단에 설치되는 피치조절수단을 포함하며,

   상기 피치조절수단은 상기 본체의 전면에 회전 가능하게 결합되는 회전플레이트와, 상기 회전플레이트의 전면 일측에 설치되어 상기 확관툴의 후단이 결합되는 커넥터를 구비하고,

   상기 커넥터는 상기 회전플레이트의 회전축으로부터 소정 거리 이격하여 설치되어, 상기 회전플레이트를 회전시켜 상기 확관툴들 간의 간격 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전플레이트의 전면에는 상기 확관툴과 나란하게 가이드바가 설치되고, 상기 확관툴에는 일측에 슬라이드관이 이격하여 구비되는 커플링이 결합하되, 상기 슬라이드관이 상기 가이드바를 따라 슬라이드 이동 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 슬라이드관의 후단에는 스프링이 개재되어 상기 슬라이드관을 탄성 지지하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기.
5. 청구항 1, 3 및 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체의 후면에는 상기 확관툴이 회전하도록 회전력을 제공하는 구동모터가 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브용 확관기.

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