KR100922181B1 - 이산화탄소 아크 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이산화탄소 아크 용접기에 관한 것으로써, 특히 변압기에 권선되는 코일 내부에 내부 홀(Hole)을 형성하고 차가운 이산화탄소를 이송시킴으로써 변압기의 냉각효과를 높이고, 변압기를 통해 소정 온도 상승한 이산화탄소를 사용함으로써 용접효율을 크게 향상시킨 이산화탄소 아크 용접기에 관한 것이다.

본 발명의 구성은, 이산화탄소를 배출시키는 송출부와 변압기를 갖는 전원발생부와 상기 전원발생부와 연결되는 용접부 및 상기 송출부와 연결되어 상기 용접부로 이산화탄소를 이송시키는 이송관을 포함하여 이루어지는 이산화탄소 아크 용접기에 있어서, 상기 이송관은 상기 변압기에 권선된 코일과 연결되며 상기 코일에는 내부홀이 형성되어 이산화탄소가 상기 내부홀을 통과하여 상기 용접부로 이송되고, 상기 송출부와 상기 코일 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제1절연매체와 상기 코일과 상기 용접부 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제2절연매체가 더 구비되며, 상기 코일과 상기 용접부 사이에는 전원케이블이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이산화탄소, 용접, 코일, 내부홀, 냉각

Description

이산화탄소 아크 용접기{CARBON DIOXIDE ARC WELDING MACHINE}

본 발명은 이산화탄소 아크 용접기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변압기에 권선되는 코일 내부에 내부홀을 형성하고, 상기 내부홀로 이산화탄소를 이송시킴으로써 변압기의 냉각효율을 높이고, 상기 변압기를 통해 소정의 온도로 상승한 이산화탄소의 사용으로 인해 용접효율이 크게 향상된 이산화탄소 아크 용접기에 관한 것이다.

일반적으로, 이산화탄소 용접기나 아르곤가스 용접기 등과 같은 가스 아크용접기는 용접시 용접부위에 외부공기가 유입되어 산화물이나 질화물이 형성되는 것을 방지하기 위하여 용접표면을 가스로 감싸면서 용접함으로써 외부공기와의 접촉을 차단하여 사용하는 용접기이다.

또한, 용접이 아닌 절단작업 시에는 이산화탄소나 아르곤 등의 가스 대신에 압축공기를 사용하여 절단작업을 수행하였다.

이러한 이산화탄소 아크 용접기는 자세히 도시하지는 않았으나 도 1에 도시된 바와 같이, 본체 내부에 설치된 변압기를 통해 변압된 전원을 이용하여 아크(arc)를 발생시켜 용접하거나 절단하게 되는데, 이때, 고온의 열이 발생되므로 고용량 팬과 같은 냉각장치를 이용하여 변압기를 냉각시켜 주어야 한다.

또한, 이산화탄소를 이송하기 위한 이송관(移送管)을 상기 본체 내부에 별도로 설치해야 하며, 변압기, 냉각팬, 이산화탄소 이송관 및 기타 부품 등으로 인한 전체적인 설치구조가 복잡해진다는 문제점이 있었다.

또한, 변압기를 냉각시켜 주어야 하기 때문에 상기 본체 내부에 일정 크기 이상의 내부공간을 확보해야 했으며, 팬과 같은 냉각장치 만으로는 변압기의 냉각효율이 다소 저하되기 때문에 변압기의 수명도 단축된다는 문제점이 있었다.

또한, 용접시에 액화상태의 차가운 이산화탄소를 사용하기 때문에 용접효율도 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 주된 목적은 변압기의 냉각효율을 높이기 위하여 극저압 상태로 보관된 차가운 이산화탄소를 변압기에 권선된 코일 내부로 이송시킴으로써 변압기의 냉각효과를 크게 향상시키고, 변압기의 수명을 연장시킨 이산화탄소 아크 용접기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 변압기를 냉각시키고, 소정의 온도로 상승한 이산화탄소를 이용하여 용접함으로써 용접효율을 크게 향상시킨 이산화탄소 아크 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 마지막 목적은 종래의 고용량 팬과 같은 냉각장치를 저용량 팬으로 대체할 수 있으므로 팬에서 발생되는 소음을 크게 줄인 이산화탄소 아크 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 이산화탄소 아크 용접기는, 이산화탄소를 배출시키는 송출부와 변압기를 갖는 전원발생부와 상기 전원발생부와 연결되는 용접부 및 상기 송출부와 연결되어 상기 용접부로 이산화탄소를 이송시키는 이송관을 포함하여 이루어지는 이산화탄소 아크 용접기에 있어서, 상기 이송관은 상기 변압기에 권선된 코일과 연결되며 상기 코일에는 내부홀이 형성되어 이산화탄소가 상기 내부홀을 통과하여 상기 용접부로 이송되고, 상기 송출부와 상기 코일 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제1절연매체와 상기 코일과 상기 용접부 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제2절연매체가 더 구비되며, 상기 코일과 상기 용접부 사이에는 전원케이블이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 변압기에 권선되는 코일 내부에 홀을 형성하고 상기 코일 내부로 이산화탄소를 이송시켜 상기 변압기를 냉각시킴으로써 변압기의 냉각효율을 높이고, 이로 인하여 냉각 장치로 사용되던 팬용량을 최소화함으로써 본체 내부의 공간 확보는 물론 팬에서 발생되는 소음을 저감시켰으며, 변압기의 냉각효율 상승으로 인하여 변압기의 수명이 높아지고, 이산화탄소의 이송을 위한 별도의 이송관을 설치할 필요가 없어 구조가 간단해지고, 변압기를 통해 소정 온도 상승한 이산화탄소를 사용함으로써 용접효율을 크게 향상시킨 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 이산화탄소 아크 용접기의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 이산화탄소 아크 용접기의 일반적인 연결관계를 간략히 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 아크 용접기의 일실시예에 의한 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 A의 일실시예에 의한 절개 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소 아크 용접기의 일실시예에 의한 이송관 및 내부홀을 통해 이산화탄소가 이송되는 과정을 간략히 도시한 도면이다.

본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 가장 핵심적인 특징은 이산화탄소 아크 용접기에 있어서, 변압기(210)에 권선되는 코일(211) 내부에 내부홀(212)을 형성하고, 상기 내부홀(212)로 저온 상태의 차가운 이산화탄소를 통과시킴으로써 변압기(210)를 냉각시키고, 상기 변압기(210)를 통과하면서 소정 온도 상승된 이산화탄소를 사용함으로써, 종래의 차가운 이산화탄소를 이용하던 것에 비하여 용접효율을 크게 향상시킨 데 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 이산화탄소 아크 용접기는 자세히 도시하지는 않았으나 변압기를 갖는 본체와 이산화탄소를 송출하는 송출부와 용접부로 이루어지는데, 상기 용접부는 와이어휘다, 용접(절단)토치 및 어스케이블로 구성된다.

또한, 상기 송출부로부터 이산화탄소를 이송시키는 변압기권선(배관)이 본체 내부를 거쳐 용접기 전원케이블과 함께 본체 외부로 나오는데, 용접기 전원케이블은 변압기를 통해 발생된 전기에너지(전원)을 전달하는 전기선과 이산화탄소를 이송시키는 배관 등으로 구성되며 상기 와이어휘다를 거쳐 하나의 케이블로 묶여 상기 용접(절단)토치로 연결되는 구조이다.

한편, 상기 본체 내부에는 자세히 도시하지는 않았으나, 이산화탄소 아크 용접기의 가동시 변압기에서 고온의 열이 발생하게 되는데, 이는 변압기의 수명을 단축시키며, 잦은 고장의 원인이 되기도 한다.

따라서, 변압기에서 발생되는 고온의 열을 냉각시키기 위한 고용량의 팬이 더 구비되어 변압기를 냉각시키게 된다.

도 2는 종래의 이산화탄소 아크 용접기의 개략적인 구성도로써, 송출부로부터 배출된 이산화탄소를 이송시키는 가스선과 변압기와 연결되어 전원을 전달하는 전기선 등으로 각각 구성된 용접선 케이블이 와이어휘다로 연결되었다.

한편, 본 발명은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 변압기(210)와 연결된 용접부(300)에서 아크를 발생시켜 용접하고, 용접부위에 공기가 유입되어 산화물이나 질화물이 형성되는 것을 방지하기 위하여 용접 또는 절단 시에 이산화탄소를 함께 사용하는 이산화탄소 아크 용접기에 있어서, 상기 변압기(210)에 권선되는 코일(211)에는 내부홀(212)이 형성되며 상기 내부홀(212)에는 이산화탄소가 유입되어 이송되는 구조로써, 이산화탄소를 배출시키는 송출부(100); 변압기(210)를 갖는 전원발생부(200); 상기 전원발생부(200)와 연결되는 용접부(300); 및 상기 송출부(100)와 연결되어 상기 용접부(300)로 이산화탄소를 이송시키는 이송관(400);을 포함하여 이루어지며, 상기 이송관(400)은 상기 변압기(210)에 권선된 코일(211)과 연결되며, 상기 코일(211)에는 내부홀(212)이 형성되어 이산화탄소가 상기 내부홀(212)을 통과하여 상기 용접 또는 절단부(300)로 이송된다.

여기서, 상기 코일(211)의 재질은, 알루미늄이나 구리, 또는 이 둘의 합금으로 이루어진 도체로 구성된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코일(211)에는 적어도 둘 이상 형성된 내부홀(212)이 형성되며 상기 송출부(100)에서 배출된 이산화탄소가 상기 이송관(400)을 통해 상기 코일(211)의 내부홀(212)로 유입된다.

도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유입된 이산화탄소는 상기 코일(211)을 거쳐 다시 이송관(400)을 통해 와이어휘다로 연결된다.

이때, 상기 이송관(400) 및 상기 코일(211) 사이에는, 내부에 적어도 둘 이상의 홀(H)이 형성된 절연매체(500)가 더 구비되는데, 상기 절연매체(500)는, 상기 송출부(100)와 상기 코일(211) 사이에 구비되는 제1절연매체(510); 및 상기 코일(211)과 상기 용접부(300) 사이에 구비되는 제2절연매체(520);를 포함하여 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 송출부(100)로부터 배출된 이산화탄소는 상기 이송관(400)을 통해 이송되며, 상기 이송관(400)은 내부에 적어도 둘 이상의 홀(H)이 형성된 상기 제1절연매체(510)의 일측에 결합되며, 상기 제1절연매체(510)의 타측은 상기 코일(211)에 결합된다.

상기 코일(211)의 내부홀(212)을 통과한 이산화탄소는 상기 제2절연매체(520)의 일측과 결합되며, 상기 제2절연매체(520)의 타측은 상기 제2절연매체(520) 및 상기 와이어휘다를 연결하는 이송관(400)에 연결된다.

상기 제1절연매체(510) 및 상기 제2절연매체(520)는 상기 코일(211)에 발생된 전기가 상기 이송관(400)으로 인가되는 것을 차단시킨다.

또한, 상기 이송관(400), 상기 제1절연매체(510), 상기 코일(211) 및 상기 제2절연매체(520)는 내부가 연통되도록 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 코일(211)과 상기 용접부(300) 사이에는, 전원케이블(600)이 더 구비되는데, 자세히 도시하지는 않았으나 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전원케이블(600)은 상기 코일(211) 단부에 용접 등의 부착방법으로 결합하여 상기 와이어휘다로 연결시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 변압기(210)에 권선되는 코일(211)은 상기 이송관(400)으로써의 역할을 할 뿐만 아니라, 저온 액화상태의 이산화탄소가 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 코일(211) 내부에 형성된 내부홀(212)을 통해 이송되기 때문에 상기 변압기(210)를 냉각시키는 냉각장치로써의 역할도 한다.

또한, 용접 또는 절단시에 상기 변압기(210)를 거쳐 소정 온도 상승한 이산화탄소를 사용하게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명인 이산화탄소 아크 용접기의 동작 상태를 알아보면 다음과 같다.(도 1 또는 도 3 내지 도 5 참조)

1) 입력케이블을 통해 1차 코일에 전원을 인가한다.

2) 2차 코일에 유도기전력이 발생한다.

3) 상기 송출부(100)로부터 이산화탄소를 배출한다.

4) 상기 이산화탄소는 이송관(400) → 제1절연매체(510) → 2차코일(211) → 제2절연매체(520) → 이송관(400)을 통해 상기 와이어휘다로 연결되며, 상기 와이어휘다에서 용접(절단)토치로 연결되어 상기 용접부(300)에 이산화탄소를 제공한다.

5) 상기 4)의 과정에서 상기 코일(211) 단부에 결합된 상기 전원케이블(600)이 상기 이송관(400)과 함께 상기 와이어휘다로 연결되며, 상기 용접(절단)토치에 전원을 전달하여 아크를 발생시킨다.

6) 상기 용접(절단)토치 및 어스케이블을 이용하여 용접한다.

7) 상기 변압기(210)에 발생된 열은 일차적으로 차가운 이산화탄소를 이용하여 냉각시킨 뒤, 미도시 하였으나 소용량의 팬을 이용하여 이차적으로 재차 냉각시킨다.

8) 용접시 사용되는 이산화탄소는 상기 2차코일(211)을 거쳐 소정 온도 상승되어 상기 용접(절단)토치로 전달된다.

▶ 아크 절단기로 사용할 경우에는 상기 이산화탄소 대신에 압축공기를 사용하여 절단한다.

이상에서 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누 구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 이산화탄소 아크 용접기의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 종래의 이산화탄소 아크 용접기의 일반적인 연결관계를 간략히 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 아크 용접기의 일실시예에 의한 개략적인 구성을 나타낸 도면,

도 4는 도 3의 A의 일실시예에 의한 절개 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 이산화탄소 아크 용접기의 일실시예에 의한 이송관 및 내부홀을 통해 이산화탄소가 이송되는 과정을 간략히 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 송출부 200 : 전원발생부

210 : 변압기 211 : 코일

212 : 내부홀 300 : 용접부

400 : 이송관 500 : 절연매체

510 : 제1절연매체 520 : 제2절연매체

600 : 전원케이블

H : 홀

Claims (8)

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2. 이산화탄소를 배출시키는 송출부와 변압기를 갖는 전원발생부와 상기 전원발생부와 연결되는 용접부 및 상기 송출부와 연결되어 상기 용접부로 이산화탄소를 이송시키는 이송관을 포함하여 이루어지는 이산화탄소 아크 용접기에 있어서,

   상기 이송관은 상기 변압기에 권선된 코일과 연결되며 상기 코일에는 내부홀이 형성되어 이산화탄소가 상기 내부홀을 통과하여 상기 용접부로 이송되고, 상기 송출부와 상기 코일 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제1절연매체와 상기 코일과 상기 용접부 사이에 결합되어 상기 내부홀과 연통된 홀을 갖는 제2절연매체가 더 구비되며, 상기 코일과 상기 용접부 사이에는 전원케이블이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 아크 용접기.
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