KR101005307B1 - 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

고압 용기 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빌레트를 가열하여 단조 가공한 후 재 가열하지 않고 연속적으로 인발 성형하여 고압 용기의 옆면(몸통 부분)과 하면(바닥 부분)을 동시에 제작할 수 있는 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 고압 용기 제조 장치는, 기저가 되는 베이스; 상기 베이스 상에 설치되어 있는 적어도 한 쌍의 단조 가이더; 상기 단조 가이더 상에서 안내되는 단조 슬라이더; 유압을 받아 상기 단조 슬라이더를 미는 단조 실린더; 상기 베이스 상에서 상기 한 쌍의 단조 가이더 사이에 설치되어 있으며 빌레트(billet)를 단조 가공하기 위한 단조 유닛(공구); 상기 베이스 상에 상기 단조 가이더 옆에 설치되어 있는 인발 가이더; 유압을 받아 상기 인발 가이더 상에서 안내되며 단조 가공된 빌레트(단조품)를 밀거나 당기는 인발 실린더; 상기 인발 가이더 위에 설치되어 있으며 단조 가공된 빌레트(단조품)를 인발 가공하기 위한 인발 유닛(공구); 유압을 받아 상기 단조 가공된 빌레트(단조품)에 인발력을 가하는 인발 프레스; 그리고 상기 단조 유닛(공구)에서 단조 가공된 빌레트(단조품)를 상기 인발 유닛(공구)으로 이송시키는 매니퓰레이터(manipulator);를 포함할 수 있다.
단조 가공, 인발 가공, 빌레트, 스피닝 가공, 디스케일링

Description

고압 용기 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING PRESSURE VESSEL}
본 발명은 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빌레트를 가열하여 단조 가공한 후 재 가열하지 않고 연속적으로 인발 성형하여 고압 용기의 옆면(몸통 부분)과 하면(바닥부분)을 동시에 제작할 수 있는 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 압축 천연 가스, 일반 산업용 가스, 그리고 특수 산업용 가스 등을 저장하는 고압 용기를 제조하는 방법은 이음매 없는 파이프(seamless pipe)의 양 단 부를 가열한 후 스피닝 머신(spinning machine)을 사용하여 양 단부의 개구부를 봉합한다. 그 후, 고압 용기의 하단면을 트리밍(trimming) 가공하고 고압 용기의 상단면을 피어싱 가공하여 고압 용기를 제작한다.
종래의 고압 용기 제조하는 방법에 따르면, 이음매 없는 파이프가 사용되나 이러한 파이프는 국내에서 생산되지 않아 전적으로 수입에 의존하므로 제작비가 증가하는 요인이 되었다. 또한, 파이프의 두께 편차가 많고 그 중량이 무거운 문제점 이 있었다.
더 나아가, 파이프의 양 단부를 모두 스피닝 가공하므로 공정이 복잡하고 하단면의 강도를 유지하기 힘든 문제점이 있었으며, 파이프의 표면이 매우 거치므로 마무리 공정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 국내에서 생산되지 않는 이음매 없는 파이프 대신 국내에서 생산되는 빌레트(billet)를 이용하여 고압 용기를 제작할 수 있는 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 고압 용기의 바닥이 옆면과 동시에 성형되므로 그 두께와 강도를 일정하게 유지할 수 있는 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 단조 가공된 빌레트(단조품)를 연속적으로 인발 가공함으로써 공정이 줄어들고 제작 원가가 낮아지며 표면이 매끈한 고압 용기를 제작할 수 있는 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치는, 기저가 되는 베이스; 상기 베이스 상에 설치되어 있는 적어도 한 쌍의 단조 가이더; 상기 단조 가이더 상에서 안내되는 단조 슬라이더; 유압을 받아 상기 단조 슬라이더를 미는 단조 실린더; 상기 베이스 상에서 상기 한 쌍의 단조 가이더 사이에 설치되어 있으며 빌레트(billet)를 단조 가공하기 위한 단조 유닛(공구); 상기 베이스 상에 상기 단조 가이더 옆에 설치되어 있는 인발 가이더; 유압을 받아 상기 인발 가이더 상에서 안내되며 단조 가공된 빌레트(단조품)를 밀거나 당기는 인발 실린더; 상기 인발 가이더 위에 설치되어 있으며 단조 가공된 빌레트(단조품)를 인발 가공하기 위한 인발 유닛(공구); 유압을 받아 상기 단조 가공된 빌레트에 인발력을 가하는 인발(drawing) 프레스; 그리고 상기 단조 유닛(공구)에서 단조 가공된 빌레트(단조품)를 상기 인발(drawing) 유닛(공구)으로 이송시키는 매니퓰레이터(manipulator);를 포함할 수 있다.
상기 고압 용기 제조 장치는 상기 베이스의 하부에 설치되어 있으며 상기 베이스를 관통하여 단조 가공된 빌레트(단조품)를 상기 단조 유닛(공구)으로부터 분리하여 취출하기 위한 녹 아웃(knock out) 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 고압 용기 제조 장치는, 상기 각 실린더에 공급하기 위한 유압을 형성하는 유압 펌프; 상기 유압 펌프에서 형성된 유압을 축적하여 상기 각 실린더에 공급하는 어큐뮬레이터; 그리고 설정된 가압 방법에 따라 상기 유압 펌프와 어큐뮬레에터의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 단조 유닛(공구)은, 상기 베이스 상에 설치되어 있는 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트의 상부에 설정된 거리만큼 이격되어 설치되어 있는 상부 플레이트; 상기 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 설치되어 있는 원통 형상의 단조 금형; 그리고 상기 단조 슬라이더의 하단에 설치되어 단조 실린더로부터 유압을 받아 빌레트를 단조 가공하는 단조 펀치;를 포함할 수 있다.
상기 단조 유닛(공구)은 상기 녹 아웃 실린더에 연결된 녹 아웃 바를 더 포함하되, 상기 녹 아웃 바의 상단은 상기 하부 플레이트와 상기 단조 금형의 하단을 관통하여 상기 단조 가공된 빌레트(단조품)의 하단을 밀어 빌레트(단조품)를 취출 할 수 있도록 되어 있을 수 있다.
상기 고압 용기 제조 장치는 단조 가공된 빌레트(단조품)의 내부를 청소하기 위한 취출 실린더를 더 포함하되, 상기 취출 실린더는 상기 단조 유닛(공구)과 상기 인발(drawing) 유닛(공구) 사이에 배치되어 있을 수 있다.
상기 인발(drawing) 유닛(공구)은, 상단면과 하단면이 뚫려 있는 원통 형상의 인발(drawing) 지지대; 상기 인발(drawing) 지지대 내부에 설치되어 있는 복수개의 인발 링; 상기 인발(drawing) 지지대의 상 단면을 관통하여 설치되어 있으며 상기 인발(drawing) 프레스에 연결되어 상기 빌레트의 상단면에 압력을 가하는 스토퍼; 그리고 상기 인발(drawing) 지지대의 하 단면을 관통하여 설치되어 있으며 상기 빌레트의 하단면을 상부로 미는 인발(drawing) 실린더;를 포함할 수 있다.
상기 인발(drawing) 유닛(공구)은, 상기 인발 실린더에 연결되어 상기 빌레트의 하부 외주면을 형성하는 인발 펀치; 그리고 상기 실린더의 하단면에 설치되어 있으며 상기 빌레트의 하단면을 형성하는 인발(drawing) 금형;을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 링은 하방향으로부터 상방향으로 그 내주면 반경이 줄어들도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법은, 빌레트를 설정 치수로 절단하는 단계; 상기 절단된 빌레트에 고압의 공기를 분사하여 디스케일링하는 단계; 상기 빌레트를 단조 가공하는 단계; 상기 단조 가공된 빌레트를 인발 가공하는 단계; 그리고 상기 인발(drawing) 가공된 빌레트(제품)를 스피닝 가공하여 고압 용기 의 넥(neck)을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 고압 용기의 넥에 구멍을 형성하는 피어싱(drilling) 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단조 가공하는 단계와 상기 인발(drawing) 가공하는 단계는 연속적으로 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고압 용기 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 국내에서 생산되지 않는 이음매 없는 파이프 대신 국내에서 생산되는 빌레트(billet)를 이용하여 고압 용기를 제작할 수 있으므로 고압 용기의 제작 단가를 줄일 수 있다. 특히, 원자재 가격이 폭등하고 있는 현실에서 수입에 의존하고 있는 원자재 가격을 줄일 수 있다.
또한, 고압 용기의 바닥이 옆면(몸통부분)과 동시에 성형되므로 그 두께와 강도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 단조 가공된 빌레트(단조품)를 연속적으로 인발(drawing) 가공함으로써 공정이 줄어들고 제작 원가가 낮아지며 표면이 매끈한 고압 용기를 제작할 수 있다.
더 나아가, 고압 용기의 두께를 일정하게 성형할 수 있으므로 고압 용기의 무게를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치에서 단조 유닛(공구)의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치에서 인발(drawing) 유닛(공구)의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치(100)는 베이스(105), 디스케일러(10), 단조 파트, 인발(drawing)파트, 그리고 매니퓰레이터(160)를 포함하고 있다. 상기 디스케일러(10), 단조 파트, 그리고 인발 파트는 이송 라인(20)에 의하여 서로 연결되어 있으며, 상기 이송 라인(20) 상에서 빌레트(5, 6, 7) 및 상기 빌레트(5, 6, 7)가 가공된 프리폼(pre-form; 8)의 이동은 상기 매니퓰레이터(160)에 의하여 수행된다.
또한, 상기 고압 용기 제조 장치(100)의 상부에는 프리 필 탱크(pre-fill tank)(110)가 설치되어 있으며, 상기 프리필 탱크(110)에는 유체가 충진되어 후술하는 각 실린더(115, 130, 135, 310) 및 인발(drawing) 프레스(150)에의 유압의 공급이 신속하게 일어나도록 한다.
상기 매니퓰레이터(160)는 유압 또는 공압에 의하여 작동되며 도면 상에서 상, 하, 좌, 우로 이동할 수 있으며 수평축을 중심으로 회전이 가능하다. 또한, 상기 매니퓰레이터(160)의 선단부는 빌레트(5,6,7) 및 프리폼(8)을 잡을 수 있는 구 조로 되어 있다. 상기와 같은 매니퓰레이터(160)의 구조는 당업자가 필요에 따라 용이하게 설계할 수 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
베이스(105)는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치(100)의 기저가 되며, 상기 디스케일러(10), 단조 파트, 인발 파트, 그리고 매니퓰레이터(160)는 상기 베이스(105) 상에 설치된다.
또한, 상기 고압 용기 제조 장치(100)의 선단 부에는 컨베이어(15)가 설치되어 설정된 치수로 절단된 빌레트(5)를 상기 디스케일러(10)로 이송한다.
디스케일러(10)는 고압의 공기 등을 빌레트(5)에 분사함으로써 빌레트(5)를 가공하기 좋게 다듬는다. 이러한 디스케일러(10)는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 디스케일러(10)에 의하여 다듬어진 빌레트(6)는 이송 라인(20) 상에서 단조 파트로 이송되어 단조 가공된다. 또한, 상기 이송 라인(20) 상에서 이송될 때 상기 빌레트(6)는 가열 수단(도시하지 않음)에 의하여 설정된 온도로 가열된다. 상기 설정된 온도는 1000℃ ~ 1400℃일 수 있다.
단조 파트는 단조 가이더(120), 단조 슬라이더(145), 단조 실린더(115), 단조 유닛(200), 그리고 녹 아웃 실린더(knock out cylinder)(130)를 포함한다.
단조 가이더(120)는 적어도 한 쌍이 평행하게 배치되어 있으며, 베이스(105) 상에 수직으로 설치되어 있다. 상기 단조 가이더(120)의 마주보는 면들에는 각각 레일 등이 형성되어 단조 슬라이더(145)의 상하 운동을 용이하게 한다. 또한, 상기 단조 가이더(120)는 상기 베이스(105)와 상기 프리 필 탱크(110)를 서로 연결하여 상기 프리 필 탱크(110)를 지지한다.
단조 슬라이더(145)는 상기 적어도 한 쌍의 단조 가이더(120) 상에 설치되어 단조 가이더(120)에 형성된 레일 등에 의하여 상하 움직임을 안내 받는다.
단조 실린더(115)는 상기 단조 슬라이더(145)에 연결되어 있으며 상기 프리 필 탱크(110)에 충진된 유압을 공급받아 상기 단조 슬라이더(145)를 상하로 움직여 빌레트(5)를 단조 가공한다.
녹 아웃 실린더(130)는 베이스(105)를 관통하여 상하로 움직이며 상기 프리 필 탱크(110) 또는 유사의 유압 공급 수단으로부터 유압을 공급 받아 단조 가공된 빌레트(6)를 단조 유닛(200)으로부터 취출한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단조 유닛(200)은 하부 플레이트(205), 상부 플레이트(210), 단조 금형(220), 금형 지지대(225), 그리고 단조 펀치(125)를 포함한다.
하부 플레이트(205)는 상기 베이스(105) 상에 고정적 또는 탈착 가능하게 설치되어 있으며, 상기 하부 플레이트(205)와 상기 베이스(105) 사이에는 하부 볼스터(도시하지 않음)를 개재할 수 있다. 상기 하부 플레이트(205)의 중앙부에는 구멍이 형성되어 있다.
상부 플레이트(210)는 상기 하부 플레이트(205)의 상부에 설정된 거리만큼 이격되어 설치되어 있다. 상기 상부 플레이트(210)의 중앙부에는 상기 단조 펀치(125)가 상하로 이동할 수 있도록 구멍이 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 플레이트(205)와 상부 플레이트(210) 사이에는 단조 금형(220)이 설치되어 있다. 상기 단조 금형(220)은 원통 형상이며 상기 단조 금형(220)의 내경은 상기 단조 펀치(125)의 외경보다 크게 되어 있다. 따라서, 상기 단조 금형(220)과 상기 단조 펀치(125) 사이에서 빌레트(7)가 단조 가공된다.
상기 단조 금형(220)의 하단면에는 압력판(215)이 설치되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 압력판(215)이 단조 금형(220)과 별도로 형성된 것을 도시하였으나 단조 금형(220)과 압력판(215)을 일체로 형성하여 이를 단조 금형(220)으로 지칭할 수도 있다. 상기 압력판(215)에는 상기 하부 플레이트(205)의 구멍에 대응하는 구멍이 형성되어 있다.
상기 단조 금형(220)의 외주면에는 금형 지지대(225)가 설치되어 있다. 상기 단조 금형(220) 역시 원통 형상이며 빌레트(7)가 단조 가공될 때 단조 금형(220)이 파손되는 것을 방지한다.
한편, 상기 하부 플레이트(205)와 상부 플레이트(210)는 클램핑 수단(230)에 의하여 붙잡혀 있다. 상기 클램핑 수단(230)은 상기 상, 하부 플레이트(210, 205)를 강한 압력으로 클램핑하여 단조 금형(220)과 금형 지지대(225)의 파손을 방지한다. 또한, 상기 상부 플레이트(210)의 하단면 또는 하부 플레이트(205)의 상단면에 단차면을 형성하여 상기 단조 금형(220)과 금형 지지대(205)가 상기 단차면에 설치되도록 할 수 있다. 이러한 구조에 의하여 사익 단조 금형(220)과 금형 지지대(225)의 파손이 방지된다. 본 발명의 실시예에서는 상부 플레이트(210)의 하단면에 단차면을 형성한 것을 예시하였다.
또한, 상기 단조 유닛(200)은 상기 녹 아웃 실린더(130)에 연결된 녹 아웃 바(knock out bar)(165)를 더 포함한다. 상기 녹 아웃 바(165)는 하부 플레이트(205)와 압력판(215)에 각각 형성된 구멍을 통하여 상하로 움직이며 단조 가공이 끝난 빌레트(7)을 상부로 밀어 올려 빌레트(7)의 취출을 용이하게 한다.
인발 파트는 인발 가이더(140), 인발 실린더(310), 인발 유닛(300), 그리고 인발 프레스(150)를 포함한다.
인발 가이더(140)는 상기 베이스(105) 상에 수직으로 설치되어 있다. 상기 인발 가이더(140)는 단조 가이더(120)의 옆에 단조 가이더(120)와 평행하게 배치되어 있다. 또한, 인발 가이더(140)의 하부 양 측면에는 각각 관통공(155)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 관통공(155)을 통하여 단조 가공된 빌레트(7)가 단조 가이더(140) 내부로 안내되고 인발 가공된 프리폼(8)가 이송 유닛(170)으로 안내된다.
인발 실린더(310)는 유압을 받아 상기 인발 가이더(140) 내에서 상하로 안내된다. 상기 인발 실린더(310)는 단조 가공된 빌레트(7)를 밀어 올려 인발 가공을 하거나 인발 가공된 프리폼(8)(도 4 참조)을 당겨 이송 유닛(170)으로 안내하게 된다.
인발 프레스(150)는 상기 인발 가이더(140)의 위쪽에 설치되어 있으며, 유압을 받아 단조 가공된 빌레트(7)에 인발력을 가한다.
인발 유닛(공구)(300)은 인발 지지대(320), 복수개의 인발 링(325), 스토퍼(335), 인발 펀치(305), 인발 금형(315), 그리고 홀더(330)를 포함한다.
인발 지지대(320)는 내부가 비어 있는 원통 형상이며 그 상단면과 하단면이 뚫려 있다. 따라서, 상기 인발 지지대(320)의 내부에는 복수개의 인발 링(325)이 설치된다. 상기 인발 지지대(320)의 상부 개구부에는 스토퍼(335)가 장착되고 상기 인발 지지대(320)의 하부 개구부에는 인발 실린더(310), 인발 금형(315), 그리고 인발 펀치(305)가 장착된다.
스토퍼(335)는 상기 인발 지지대(320)의 상부 개구부를 관통하여 설치되어 있으며 상기 인발 프레스(150)에 연결되어 인발력을 전달 받고 이 인발력을 빌레트(7)의 상단면에 가한다. 또한, 상기 스토퍼(335)는 상기 빌레트(7)가 움직일 수 있는 상부 위치를 제한함으로써 인발 금형(315)에 의하여 고압 용기의 바닥면이 성형될 수 있도록 한다.
인발 펀치(305)는 상기 인발 실린더(310)에 연결되어 상기 빌레트(7)의 하부 외주면을 성형한다.
인발 금형(315)은 인발 실린더(310)의 하단면에 설치되어 있으며 상기 빌레트(7)의 하단면을 형성한다. 통상적으로 고압 용기의 바닥면은 그 중앙부가 오목하게 형성되어 고압 용기를 세울 수 있도록 되어 있다. 따라서, 인발 금형(315)는 그 중앙부가 외주부에 비하여 상부로 볼록하게 형성되어 있다. 이와는 반대로 인발 금형(315)의 중앙부를 외주부에 비하여 오목하게 형성하여 고압 용기의 바닥면의 중앙부가 볼록하게 형성할 수도 있다.
복수개의 인발 링(325)은 상기 인발 지지대(320) 내에 설치되어 있다. 상기 인발 링(325)의 내주면은 볼록하게 형성되어 있어 단조 가공을 마친 빌레트(7)가 인발 실린더(310)에 의하여 위쪽으로 밀리면 상기 인발 링(325)의 내주면에 밀착되며 그 두께가 줄어들며 길이가 길어지게 된다.
또한, 인발 가공을 위하여는 상기 복수개의 인발 링(325)은 하방향으로부터 상방향으로 그 내주면 반경이 줄어들도록 배치될 수 있다.
홀더(330)는 상기 인발 지지대(320)의 상면 외주면을 감싸도록 형성되어 있으며, 인발 가공시 인발 지지대(320)의 파손을 방지한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치(100)는 유압 펌프(420), 어큐뮬레이터(410), 그리고 제어부(430)를 더 포함한다.
유압 펌프(420)는 상기 각 실린더(115, 130, 135, 310) 및 인발 프레스(150)에 공급되는 유압을 형성한다. 상기 유압 펌프(420)는 제어부(430)에 연결되어 그 작동을 제어 받는다.
어큐뮬레이터(410)는 상기 유압 펌프(420)에 연결되어 있으며, 유압 펌프(420)에서 형성된 유압을 축적하여 각 실린더(115, 130, 135, 310) 및 인발 프레스(150)에 공급한다. 상기 어큐뮬레이터(410) 역시 제어부(430)에 연결되어 그 작동을 제어 받는다.
제어부(430)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법의 일부 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
상기 제어부(430)는 유압 펌프(420), 어큐뮬레이터(410), 냉각수 펌프(도시하지 않음), 그리고 히터(도시하지 않음)에 연결되어 그 작동을 제어한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법에 의하여 빌레트를 가공하는 경우 빌레트의 형상 변화를 보인 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법의 흐름도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 빌레트(5)를 준비하고(S710) 준비된 빌레트(5)를 전기톱 등을 이용하여 설정 치수로 절단한다(S720).
그 후, 컨베이어(15)를 이용하여 빌레트(5)를 디스케일러(10)에 이송하고 디스케일러(10)에서는 압축 공기 등을 분사하여 빌레트(5)의 표면을 가공하기 용이하도록 디스케일링한다(S730).
디스케일링된 빌레트(6)는 이송 라인(20)을 통하여 단조 파트로 이송되고 이과정에서 상기 빌레트(6)는 히터 등에 의하여 설정된 온도로 가열된다. 가열된 빌레트(6)는 단조 파트에서 단조 실린더(115)를 이용하여 단조 가공된다(S740).
단조 가공된 빌레트(7)는 매니퓰레이터(160)에 의하여 이송 라인(20)을 통하여 인발 파트로 옮겨지게 된다. 단조 파트에서 단조 가공되기 전에 가열되었고 또한 단조 가공시에 발생되는 열에 의하여 빌레트(7)의 가열이 필요하지 않는다.
인발 파트에서는 단조 가공된 빌레트(7)를 인발 실린더(310)를 이용하여 인발 가공한다(S750).
그 후, 인발 가공된 빌레트(8)는 이송 유닛(170)을 통하여 별도 또는 일체로 형성된 스피닝 머신(500)으로 이송된다. 스피닝 머신(500)은 인발 가공된 빌레트(80)의 상단부를 회전하며 하방향으로 가압하여 볼록하게 봉합함으로써 스피닝 가공을 수행한다(S760).
그 후, 봉합된 빌레트(9)의 상단 중앙부를 피어싱 머신(600)으로 피어싱 가공하고(S770), 용기를 열처리하여 마무리 가공한다(S780).
한편, 단조 가공과 인발 가공은 하나의 장치(100) 내에서 연속적으로 수행되며 이에 따라 인발 가공 전의 가열 과정이 생략될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치에서 단조 유닛(공구)의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 장치에서 인발 유닛(공구)의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법에 의하여 빌레트를 가공하는 경우 빌레트의 형상 변화를 보인 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고압 용기 제조 방법의 흐름도이다.

Claims (12)

  1. 기저가 되는 베이스;
    상기 베이스 상에 설치되어 있는 적어도 한 쌍의 단조 가이더;
    상기 단조 가이더 상에서 안내되는 단조 슬라이더;
    유압을 받아 상기 단조 슬라이더를 미는 단조 실린더;
    상기 베이스 상에서 상기 한 쌍의 단조 가이더 사이에 설치되어 있으며 빌레트(billet)를 단조 가공하기 위한 단조 유닛(공구);
    상기 베이스 상에 상기 단조 가이더 옆에 설치되어 있는 인발 가이더;
    유압을 받아 상기 인발 가이더 상에서 안내되며 단조 가공된 빌레트를 밀거나 당기는 인발 실린더;
    상기 인발 가이더 위에 설치되어 있으며 단조 가공된 빌레트를 인발 가공하기 위한 인발 유닛(공구);
    유압을 받아 상기 단조 가공된 빌레트에 인발력을 가하는 인발 프레스; 그리고
    상기 단조 유닛에서 단조 가공된 빌레트를 상기 인발 유닛으로 이송시키는 매니퓰레이터(manipulator);
    를 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스의 하부에 설치되어 있으며 상기 베이스를 관통하여 단조 가공된 빌레트를 상기 단조 유닛(공구)으로부터 분리하여 취출하기 위한 녹 아웃(knock out) 실린더를 더 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 각 실린더에 공급하기 위한 유압을 형성하는 유압 펌프;
    상기 유압 펌프에서 형성된 유압을 축적하여 상기 각 실린더에 공급하는 어큐뮬레이터; 그리고
    설정된 가압 방법에 따라 상기 유압 펌프와 어큐뮬레에터의 작동을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 단조 유닛(공구)은,
    상기 베이스 상에 설치되어 있는 하부 플레이트;
    상기 하부 플레이트의 상부에 설정된 거리만큼 이격되어 설치되어 있는 상부 플레이트;
    상기 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 설치되어 있는 원통 형상의 단조 금형; 그리고
    상기 단조 슬라이더의 하단에 설치되어 단조 실린더로부터 유압을 받아 빌레 트를 단조 가공하는 단조 펀치;
    를 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 단조 유닛(공구)은 상기 녹 아웃 실린더에 연결된 녹 아웃 바를 더 포함하되,
    상기 녹 아웃 바의 상단은 상기 하부 플레이트와 상기 단조 금형의 하단을 관통하여 상기 단조 가공된 빌레트(단조품)의 하단을 밀어 빌레트(단조품)를 취출할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 용기 제조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고압 용기 제조 장치는 단조 가공된 빌레트(제품)의 내부를 청소하기 위한 취출 실린더를 더 포함하되,
    상기 취출 실린더는 상기 단조 유닛(공구)과 상기 인발 유닛 (공구)사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 용기 제조 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인발 유닛(공구)은,
    상단면과 하단면이 뚫려 있는 원통 형상의 인발 지지대;
    상기 인발 지지대 내부에 설치되어 있는 복수개의 인발 링;
    상기 인발 지지대의 상단면을 관통하여 설치되어 있으며 상기 인발 프레스에 연결되어 상기 빌레트의 상단면에 압력을 가하는 스토퍼; 그리고
    상기 인발 지지대의 하단면을 관통하여 설치되어 있으며 상기 빌레트의 하단면을 상부로 미는 인발 실린더;
    를 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 인발 유닛(공구)은,
    상기 인발 실린더에 연결되어 상기 빌레트의 하부 외주면을 형성하는 인발 펀치; 그리고
    상기 인발 실린더의 하단면에 설치되어 있으며 상기 빌레트의 하단면을 형성하는 인발 금형;
    을 더 포함하는 고압 용기 제조 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 복수개의 인발 링은 하방향으로부터 상방향으로 그 내주면 반경이 줄어들도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 용기 제조 장치.
  10. 빌레트를 설정 치수로 절단하는 단계;
    상기 절단된 빌레트에 고압의 공기를 분사하여 디스케일링하는 단계;
    상기 빌레트를 단조 가공하는 단계;
    상기 단조 가공된 빌레트를 인발 가공하는 단계;
    상기 인발 가공된 빌레트를 스피닝 가공하여 고압 용기의 넥(neck)을 형성하는 단계; 그리고
    상기 고압 용기의 넥에 구멍을 형성하는 피어싱(drilling) 단계;
    를 포함하는 고압 용기 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 단조 가공하는 단계와 상기 인발(drawing)가공하는 단계는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 고압 용기 제조 방법.
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