KR101002252B1 - 튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 프레임(1)에서 튜브 공급부(2)로부터 공급된 튜브(T)를 핀튜브 용접부(6)로 밀어서 이송시키기 위한 튜브 푸싱부(3)를 제공하여서 되며, 상기 튜브 푸싱부(3)는, 상측 중간부에 튜브(T)가 올려지도록 각각 좌우 한 쌍으로 위치되고, 양쪽 중 한 쪽이 각각 전방 또는 후방으로 경사 각도를 가지며 위치되며, 각각 브래킷(302)(304)에 베어링(314)(324) 결합된 회전축(311)(321)의 회전으로 회전되고, 표면에 널링면(312)(322)이 형성되는 금속로울러(310)(320)와; 상기 양쪽 회전축(311)(321) 중 한 쪽 회전축(321)의 길이방향을 따라 양단이 각각 연결되는 샤프트(340)와; 상기 샤프트(340)의 단부와 상기 회전축(321)의 단부를 연결시켜 회전시 원운동하며 상기 회전축(321)을 회전시키도록 연결되는 볼 조인트(350)와; 상기 샤프트(340)를 회전시키는 구동모터(360)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

핀튜브, 핀튜브 자동 제조장치, 튜브 푸싱장치,

Description

튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치{A tube pushing device for a fin tube manufacturing system}

본 발명은 열교환기를 이루는 핀튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속 이송되는 튜브의 외측에 띠형상의 핀을 나선형으로 용접 결합시켜 핀튜브를 제조하도록 하고 동시에 핀튜브를 안정되게 이송하도록 하는 핀튜브 자동 제조장치에 있어 튜브를 이송시키기 위한 튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 열병합발전소 등지에서는 열효율을 향상시키기 위해 폐열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)가 적용되고 있으며 이는 "HRSG" 라 칭한다.

통상, 발전소 등지에서 가스터빈을 통해 전력을 생산하게 되는 경우 배기가스의 온도는 대략 200-550도의 고열을 발생하게 되어 상당량의 에너지를 가지고 있다고 할 수 있다. 이러한 배기가스가 그대로 외부에 배출되는 경우 상당한 에너지를 그대로 잃게 되는 문제점이 있어 최근 배출되는 배기가스로부터 에너지를 2차적으로 회수하여 다른 용도로 사용하기 위해 발전소 등지에서는 폐열회수보일러 시스 템을 적용하고 있다.

상기 폐열회수보일러 시스템은 대기중으로 배출되어 버려질 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키고 폐열회수 보일러에서 발생된 증기로는 증기터빈을 구동하여 전력을 생산하는데 이용하고 있다.

이러한 폐열회수보일러는, 가스터빈의 배기가스로부터 열교환을 통하여 증기를 얻도록 하기 위해 다수의 열교환기를 구비하고 있으며, 이때, 열교환기는 지그재그 형상을 갖는 핀튜브가 적용되고 있다.

상기 핀튜브는, 그 구조를 살펴보면 중공의 튜브와, 상기 튜브의 외측에 다수의 핀이 결합되어 이루어진 것이 적용되고 있다. 여기서, 상기 튜브에 핀을 결합시키는 것은 열접촉면을 확대시켜 열교환 효율을 증가시키고자 하는데 있는 것이다.

그 대표적인 핀튜브가 생산성 향상을 위한 나선형 핀튜브(spiral finned tube) 방식이 있으며, 상기 나선형 핀튜브의 튜브 외주면에 띠형상의 핀을 세워 나선형으로 감아 핀을 형성하는 방식의 열교환기로 핀을 형성함에 있어 공정이 단절되지 않고 지속적으로 유지될 수 있다는 장점이 있다.

그러나 종래의 나선형 핀튜브의 핀 상에는 제조상 주름이 발생되는 문제점이 있고 상기한 주름은 열교환기를 지나는 공기측의 유동저항을 급격하게 증가시키는 단점이 있다.

또한, 핀과 튜브 간에 접촉저항을 줄이기 위해 핀 용접을 하여야 하거나, 핀이 부착되는 위치에 나선형의 표면처리를 해야 되는 경우도 있어 생산성이 예상보 다 저하되는 문제점이 있었다.

이에 따라 생산성이 크게 향상되고 전열면적도 충분히 확보할 수 있으며 유동저항 측면에서도 유리한 새로운 방식의 열교환기가 필요하며 그의 생산 방법 및 장치가 시급히 요구되고 있다.

또한, 핀튜브(Finned Tube)는 제조시 튜브의 외측에 나선상으로 권취되는 핀이 용접된 것으로서, 상기 튜브를 서서히 회전시키고, 언코일러로부터 인출된 띠형상의 핀을 상기 튜브에 수직하게 세워 접선방향으로 접속시킨 상태에서, 상기 튜브와 핀에 전극팁을 근접시킨 다음, 상기 튜브와 핀의 접촉부에 고주파 아크를 발생시켜 상기와 같이 발생된 아크 열을 통해 고속으로 용접 작업을 수행하게 된다.

상기와 같이 튜브에 핀을 용접함에 있어, 연속적으로 이송되는 띠형상의 핀을 수직으로 세움과 아울러 튜브로부터 소정의 간극을 유지하여야만 안정된 용접이 이루어지는데 종래에는 핀을 수직으로 세우는 전용장치가 없어 현장에서 임시방편적으로 만든 장치를 사용하였기 때문에 작업이 지연되고 용접 불량이 많이 발생하는 문제점이 있어왔다.

또한, 프레임의 상측에서 튜브를 핀 결합을 위한 용접 과정의 위치로 이송시 작업자가 직접 이송시키거나 또는 수지재의 로울러 회전으로 밀어내면서 이송시키게 되는데 이때, 로울러의 표면이 마모 또는 이물질이 짓눌러지는 경우 튜브를 안정되게 이송시키지 못하는 문제점 있고, 이로 인해 튜브에 핀을 연속적으로 용접하지 못하는 문제점이 있어왔다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은 핀튜브의 제조에 따른 튜브 공급시 튜브와의 마찰이 없이 빠르고 간편하게 이송될 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 핀튜브 제조장치에 있어 튜브를 밀어서 이송시켜 튜브에 핀을 결합시키기 위한 핀튜브 용접부로 연속 공급하기 위한 튜브 푸싱부를 제공하여서 된다.

상기 튜브 푸싱부는,

상측 중간부에 튜브가 올려지도록 각각 좌우 한 쌍으로 위치되고 양쪽 중 한 쪽이 각각 전방 또는 후방으로 경사 각도를 가지며 위치되며 각각 브래킷에 베어링 결합된 회전축의 회전으로 각각 회전되고 표면에 널링면이 형성되는 금속로울러와, 상기 양쪽 회전축 중 한 쪽 회전축의 길이방향을 따라 양단이 각각 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트의 단부와 상기 회전축의 단부를 연결시켜 회전시 원운동하며 상기 회전축을 회전시키도록 연결되는 볼 조인트와, 상기 샤프트를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성한다.

여기서, 좌우 한 쌍으로 된 상기 금속로울러가 각각 전후방 각도를 달리하며 위치되도록 함이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 핀튜브 제조장치에서의 튜브 푸싱장치는, 좌우 한 쌍을 가지며 배열된 금속로울러가 표면의 널링면을 통해 튜브를 이송시킬 수 있어 튜브를 미끄럼 없이 빠르고 간편하게 이송시킬 수 있음은 물론 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 중공형상의 튜브(T) 외측에 나사 방향으로 띠형상을 갖는 핀(F)의 일단이 연속 권취되어 이루어지는 핀튜브(FT)를 제조함에 있어 튜브를 미끄럼 없이 이송시킬 수 있는 튜브 푸싱부에 관한 것이다.

본 발명은, 도 1 내지 도 5의 도시에 의하여, 프레임(1)의 일측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 상기 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 언코일 러(4)와, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 표면스크러치부(5)와, 상기 튜브(T)의 표면에 핀(F)을 결합시켜 핀튜브(FT)를 형성시키는 핀튜브 용접부(6)와, 상기 튜브(T)에 핀(F)의 용접 결합시 공급되는 냉각수의 처리수를 필터링하는 슬러지처리부(7)와, 상기 프레임(1)의 후방측에 제공되어 상기 프레임(1)에 제공되는 레일을 따라 길이 방향으로 전후진 왕복 이송하게 되며 상기 핀튜브(FT)의 일단을 고정하는 고정구를 가져서 된 핀튜브 이송기(8)와, 상기 핀튜브(FT)에 도포되어 상기 핀튜브(FT)의 녹슬음을 방지하는 녹슬음 방지액 도포부(9)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되며, 하측에 제공되는 승강실린더의 승하강 동작에 따라 상기 핀튜브 이송기(8)의 이송에 따른 간섭없이 올려진 상기 핀튜브(FT)를 슬라이드 안내하도록 좌우 한 쌍의 공회전 로울러를 가져서 된 핀튜브 안내부(10)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되어 상기 핀튜브 안내부(10)에 의해 지지된 상기 핀튜브(FT)의 상측을 커버하는 형태로 슬라이드 지지하여 상기 핀튜브(FT)의 유동을 방지하는 핀튜브 유동 방지부(11)와, 상기 핀튜브(FT)를 적정 길이로 컷팅하는 핀튜브 컷팅부(12)를 포함하며,

상기 프레임(1)의 전방몸체(110a)의 일측에 제공되어 튜브(T)를 연속적으로 안내 이송하는 튜브 푸싱부(3)를 포함하여서 된다.

상기 프레임(1)은, 다수의 각파이프를 통해 이루어져 튜브(T)를 연속적으로 안내하도록 함과 동시에 튜브(F)의 외측에 핀(F)이 결합된 상태의 핀튜브(FT)를 연속적으로 이송시키기 위한 것이다.

상기 프레임(1)은, 튜브(T)를 안내하는 전방몸체(110a)와 핀튜브(FT)를 안내하는 후방몸체(110b)로 이루어진다.

상기 전방몸체(110a)는, 상기 튜브(T)를 안내하기 위한 것으로 튜브 공급부(2)와, 본 발명의 핵심 기술인 튜브 푸싱부(3), 튜브 스크러치부(5)가 위치된다.

상기 후방몸체(110b)는 상기 핀튜브(FT)를 안내하기 위한 것으로 녹슬음 방지액 도포부(9), 핀튜브 이송기(9), 핀튜브 안내부(10), 핀튜브 유동방지부(11), 핀튜브 컷팅부(12)가 위치된다.

그리고, 상기 후방몸체(110b)의 상면 양쪽에는 길이방향을 따라 상기 핀튜브 이송기(8)의 이송바퀴가 슬라이드 이동되도록 하는 레일이 형성되고, 상기 후방몸체(110b)의 상면 안쪽에서 상기 이송바퀴와 상기 레일이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부(9)에서의 분사된 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 커버편이 절곡 형성되며, 상기 후방몸체(110b)의 내측 상부에 길이방향을 따라 상기 핀튜브 이송기(8)에 제공되는 구동용 피니언기어가 맞물려 상기 피니언기어의 회전시 상기 핀튜브(FT)가 이송되도록 안내 하는 래크기어가 제공되어 상기 피니언기어의 회전력으로 상기 핀튜브 이송기(8)가 이송되어 상기 핀튜브(FT)를 당기게 된다.

즉, 상기 몸체(110)는, 상기 핀튜브 용접부(6)를 중심으로 전방몸체(110a)와 후방몸체(110b)로 분리되어 이루어진다.

상기 튜브 푸싱부(3)는, 표면에 널링면(312)(322)이 형성되어 이 널링면(312)(322)을 통해 튜브(T)를 밀어서 이송시키는 한 쌍의 금속로울러(310)(320) 와, 상기 금속로울러(310)(320)가 회전될 수 있도록 하는 샤프트(340)와, 상기 금속로울러(310)(320) 중 하나와 샤프트(340)의 단부를 연결하는 볼 조인트(350)로 구성된다.

상기 금속로울러(310)(320)는, 서로 대칭되게 위치된 상태에서 상측 중간부에 튜브(T)가 올려지도록 각각 좌우 한 쌍으로 위치되고, 양쪽 중 한 쪽이 각각 전방 또는 후방으로 경사 각도를 가지며 위치된다.

그리고, 상기 금속로울러(310)(320)는 각각 브래킷(302)(304)에 베어링(314)(324) 결합된 회전축(311)(321)의 회전으로 회전되고, 그 표면에 널링면(312)(322)이 형성된다.

상기 널링면(312)(322)은, 표면에 미세한 홈들이 형성되도록 하고 이를 통해 튜브(T)의 면접촉시 슬라이드가 방지되도록 하기 위한 것으로 상기 금속로울러(310)(320)의 표면에 대해 둘레 방향으로 사선 즉, 돌출라인이 상기 튜브(T)의 길이방향에 대해 직교되는 방향으로 형성되도록 함이 바람직하다.

즉, 상기 널링면(312)(322)은 상기 튜브(T)와의 접촉시 슬라이드 현상을 방지할 수 있게 되고, 마모가 되지 않아 장시간 연속 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 널링면(312)(322)에 의해 형성된 틈새공간들에는 수지재가 합침되어 상기 틈새공간에 이물질 등이 끼이지 않도록 함이 가능하다.

상기 샤프트(340)는, 복수개로 각각 상기 양쪽 회전축(311)(321) 중 한 쪽 회전축(312)의 길이방향을 따라 양단이 각각 연결된다.

즉, 상기 금속로울러(310)(320)가 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 다수개 배열된 상태에서 각각 한 쪽 금속로울러(320)가 샤프트(340)(341)들에 의해 각각 연결되도록 구성된다.

여기서, 좌우 한 쌍으로 된 상기 금속로울러(310)(320)가 각각 전후방 각도를 달리하며 위치되도록 하여 상기 튜브(T)의 회전시 최대 면접촉을 가지며 밀어낼 수 있도록 할 수 있다.

상기 볼 조인트(350)는, 상기 샤프트(340)의 단부와 상기 회전축(321)의 단부를 연결시켜 회전시 원운동하며 상기 회전축(321)을 회전시키도록 연결되며, 상기 샤프트(340)는 구동모터(360)에 의해 회전하게 된다.

다시말해, 상기 볼 조인트(350)는, 구형볼(356)을 갖는 제1바디(355)와, 상기 구형볼(356)이 슬라이드 삽입되어 회전될 수 있도록 호형홈(358)을 갖는 제2바디(357)로 이루어진다.

상기 제1바디(355)는 상기 샤프트(340)의 일단이 연결되고, 상기 제2바디는 상기 회전축(321)의 일단에 직결되어 상기 제1바디(355)의 회전 동작에 따라 회전하게 되며 상기 금속로울러(320)를 회전시키게 된다.

상기 회전축(321)의 다른 단부에는 볼 조인트(350)를 통해 다른 샤프트(341)가 연결된다.

상기와 같은 방식으로 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 배열된 상기 금속로울러(320)들의 각각 회전축(321) 전후 양단에 샤프트(340)(341)의 단부가 각각 반복 연결되는 형상을 취하게 된다.

또한, 상기 구동모터(360)는 상기 샤프트(340) 또는 회전축(321)(311)과 체인기어를 통해 체인(362) 연결되도록 함이 가능할 것이다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 핀튜브 제조용 튜브 푸싱장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 튜브(T)가 좌우 한 쌍을 가지며 프레임(1)의 길이방향을 따라 다수개 배열된 금속로울러(310)(320) 사이에 위치되도록 한 다음 구동모터(360)를 동작시킨다. 그러면 구동모터(360)가 정회전되면서 샤프트(340)를 회전시키고 이때 샤프트(340)는 볼 조인트(350) 연결된 회전축(321)을 회전시키며 동시에 회전축(321)은 일체로 결합된 금속로울러(320)를 회전시킨다. 그러면 금속로울러(320)의 널링면(322)이 면접촉된 튜브(T)를 밀어내는 형태로 계속된 회전을 하게 된다.

열병합 발전소의 열교환기로 적용될 수 있는 것임.

도 1은 본 발명에 따른 핀튜브 자동 제조 장치의 전체 구성도,

도 2는 도 2에서 튜브 푸싱부를 도시한 정면 구성도,

도 3은 도 2의 "A-A"선 단면도,

도 4는 도 2의 정단면 요부도,

도 5는 도 2의 정단면 사용상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

F: 핀 T: 튜브

FT: 핀튜브

1: 프레임

110a: 전방몸체 110b: 후방몸체

3: 튜브 푸싱부

310,320: 금속로울러 311,321: 회전축

312,322: 널링면 314,324: 베어링

350: 볼 조인트

340,341: 샤프트

360: 구동모터

Claims (4)

1. 프레임(1)의 일측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 언코일러(4)와, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)에 표면 거칠기 작업을 수행하는 표면스크러치부(5)와, 상기 튜브(T)의 표면에 핀(F)을 결합시켜 핀튜브(FT)를 형성시키는 핀튜브 용접부(6)와, 상기 튜브(T)에 핀(F)의 용접 결합시 공급되는 냉각수의 처리수를 필터링하는 슬러지처리부(7)와, 상기 프레임(1)의 후방측에 제공되어 상기 프레임(1)에 제공되는 레일을 따라 길이 방향으로 전후진 왕복 이송하게 되며 상기 핀튜브(FT)의 일단을 고정하는 고정구를 가져서 된 핀튜브 이송기(8)와, 상기 핀튜브(FT)에 도포되어 상기 핀튜브(FT)의 녹슬음을 방지하는 녹슬음 방지액 도포부(9)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되며, 하측에 제공되는 승강실린더의 승하강 동작에 따라 상기 핀튜브 이송기의 이송에 따른 간섭없이 올려진 상기 핀튜브(FT)를 슬라이드 안내하도록 좌우 한 쌍의 공회전 로울러를 가져서 된 핀튜브 안내부(10)와, 상기 프레임(1)의 후방측에서 길이방향을 따라 다수개 제공되어 상기 핀튜브 안내부(10)에 의해 지지된 상기 핀튜브(FT)의 상측을 커버하는 형태로 슬라이드 지지하여 상기 핀튜브(FT)의 유동을 방지하는 핀튜브 유동 방지부(11)와, 상기 핀튜브(FT)를 적정 길이로 컷팅하는 핀튜브 컷팅부(12)로 구성되는 핀튜브 제조장치에 있어서,

   상기 프레임(1)에 길이방향을 따라 다수개 배열되며 상기 튜브 공급부(2)로부터 공급받은 튜브(T)를 상기 핀튜브 용접부(6) 방향으로 연속적으로 밀어서 이송시키도록 하는 튜브 푸싱부(3)를 더 포함하며;

   상기 튜브 푸싱부(3)는,

   상측 중간부에 튜브(T)가 올려지도록 각각 좌우 한 쌍으로 위치되고, 양쪽 중 한 쪽이 각각 전방 또는 후방으로 경사 각도를 가지며 위치되며, 각각 브래킷(302)(304)에 베어링(314)(324) 결합된 회전축(311)(321)의 회전으로 회전되고, 표면에 널링면(312)(322)이 형성되는 금속로울러(310)(320)와; 상기 양쪽 회전축(311)(321) 중 한 쪽 회전축(321)의 길이방향을 따라 양단이 각각 연결되는 샤프트(340)와; 상기 샤프트(340)의 단부와 상기 회전축(311)(321)의 단부를 연결시켜 회전시 원운동하며 상기 회전축(321)을 회전시키도록 연결되는 볼 조인트(350)와; 상기 샤프트(340)를 회전시키는 구동모터(360)로 구성되도록 하며;

   상기 금속로울러(310)(320)가 좌우 한 쌍을 이루며 각각 전후방 각도를 달리하며 위치되도록 하고;

   상기 구동모터(360)는 상기 샤프트(340) 또는 회전축(321)(311)과 체인기어를 통해 체인(362) 연결됨을 특징으로 하는 튜브 푸싱부를 포함하는 핀튜브 제조장치.
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