KR101029363B1 - 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법 - Google Patents

알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업 전반에 걸쳐 사용되는 소형 장치뿐만 아니라 반도체 제조공정 및 초정밀 부품을 생산하는 장치에 공기 압축기(Air Compressor)에 의해 만들어진 압축공기를 저장하기 위한 에어탱크의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 규격화된 알루미늄 프로파일을 사용 목적에 맞게 필요한 양만큼 길이를 절단하고 절단된 면에 고무패킹, 또는 고무판을 조립하도록 탭을 가공한 후 세척하여 건조시키며, 절단된 면에 고무패킹과 고정판을 조립함으로써 이루어지는 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 관한 것이다.
이와 같이 알루미늄 프로파일을 이용하여 에어탱크를 제조하면 작업성이 쉽고 생산 비용(원가)이 절감되는 효과가 있다.
알루미늄, 에어탱크, 진공탱크, 프로파일, 반도체

Description

알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법{Manufacturing Method of Air Tank}
본 발명은 에어탱크 제조시 작업의 용이성 및 생산 비용절감 등을 목적으로 시중에서 손쉽게 구입할 수 있는 알루미늄 프로파일을 이용하여 에어탱크를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동화 장치 내에 기구적으로 구동이 되는 요소가 있는 경우 장치 내에 진공, 또는 에어탱크를 설치한다.
에어탱크는 압축기 뒤에 설치되어 압축기로부터 배출된 공기 압력의 맥동(Microseism)을 방지하거나 평준화, 일시적으로 다량의 공기가 동시에 소비되는 경우 발생되는 급격한 압력 강하를 방지하는 목적으로 탱크가 사용되기 때문에 손쉽게, 저가형으로 제작하는 것이 바람직하나, 지금까지의 소형 장치의 탱크제조에 보편적으로 활용되어진 방법과 문제점들을 살펴보면 다음과 같다.
스테인리스강 사각 파이프, 또는 판을 이용하여 육면체로 용접하는 방법은 표면의 후처리 및 녹 방지에 대한 이점은 있으나, 아르곤(Argon) 가스를 매질로 하여 전기로 금속 소재를 녹여야 하는 문제점이 있다.
PVC(폴리염화비닐, Polyvinyl Chloride) 파이프를 이용하면 원통형의 몸체와 양쪽 면을 덮기 위한 PVC 판이 필요하고 에어와 진공의 누설을 막기 위한 방법으로 접착제 본딩, PVC 용접 등의 방식이 있으나, 완전한 밀봉을 위해서는 용접이 반드시 필요하다. 재질 특성상 표면 처리 및 녹 방지에 대한 큰 이점은 있으나, 외부 충격에 대한 취약성과 용접 작업성에 대한 문제점이 있다.
기계구조용 탄소강관을 이용하여 탱크를 제조하는 방법은 PVC 용접과 유사하며, 특히 흡입·배출되는 부분에 개별로 가공품을 만들어 용접하고, 이물질 등을 제거한 후 표면을 페인팅 해야 한다는 문제점이 있다.
이상과 같은 탱크 제조에 있어서 여러 단계를 거치는 공정, 용접 기술의 숙련도, 표면의 후처리 등의 문제점은 다양한 방법에 의해 해소 가능하겠지만, 탱크 제조에 필요한 생산 비용은 본원 발명에 비해 많이 소요된다는 가장 큰 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 산업용 소형장치, 반도체 제조공정 및 초정밀 부품을 생산하는 장치에 거의 필수적으로 사용되는 각종 실린더 장치의 구동원인 에어(Air), LCD 패널 제품의 흡착 구동원인 진공(Vacuum)을 저장하는 탱크를 제작함에 있어서, 편리하고 쉽게 제조하면서 생산 비용이 절감되는 본 발명에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 공기 압축기(Air Compressor)로부터 압축공기를 저장하기 위한 에어탱크 제조방법에 있어서, 저장되는 에어의 용량에 따라 체적을 산출하여 산출된 값을 기초로 내부 공간이 적어도 하나 이상 형성된 통상의 알루미늄 프로파일 중 선택되는 알루미늄 프로파일을 절단하는 단계와; 절단된 알루미늄 프로파일의 양측면과 상단 및 하단에 피팅탭을 가공하는 단계와; 상기 알루미늄 프로파일의 양측면이 기밀하도록 고무패킹 또는 가스켓을 장착하고, 고무패킹 또는 가스켓의 일면에 외부면과 고정될 열린장공(Open slot)을 형성한 결합편이 일체로 이루어진 고정판을 결합하는 단계와; 상기 알루미늄 프로파일의 양측면과 상단 및 하단에 형성된 피팅탭에 니플을 장착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 목적은 공기 압축기(Air Compressor)로부터 압축공기를 저 장하기 위한 에어탱크 제조방법에 있어서, 저장되는 에어의 용량에 따라 체적을 산출하여 산출된 값을 기초로 내부 공간이 적어도 하나 이상 형성된 통상의 알루미늄 프로파일 중 선택되는 알루미늄 프로파일을 적어도 두개 이상 분할하여 절단하는 단계와; 절단된 각각의 알루미늄 프로파일의 양측면과 상단 및 하단에 피팅탭을 가공하는 단계와; 상기 각각의 알루미늄 프로파일의 양측면이 기밀하도록 고무패킹 또는 가스켓을 장착하고, 고무패킹 또는 가스켓의 일면에 외부면과 고정될 열린장공(Open slot)을 형성한 결합편이 일체로 이루어진 고정판을 결합하는 단계와; 상기 알루미늄 프로파일의 양측면과 상단 및 하단에 형성된 피팅탭에 니플을 장착하는 단계와; 상기 각각의 알루미늄 프로파일의 내부공간이 연통되도록 각각의 알루미늄 프로파일의 니플 중 어느 하나 이상의 니플과 니플을 연결하는 커플러를 장착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의하면, 규격화된 알루미늄 프로파일을 활용하기 때문에 탱크 제조에 있어서의 편리성이 있고, 생산 비용이 절감되며, 탱크 설치 공간 활용을 극대화 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 동일한 탱크 형태 및 대량 생산이 가능하고, 몸체가 하나인 탱크로 에어와 진공을 동시에 저장할 수 있다.
또한, 장치 내 탱크 설치 공간을 고려하여 수평형, 수직형, 복합형, 별개형 등 다양한 형태로 설치가능하고, 알루미늄 프로파일의 자체에 형성된 홈 규격에 맞 춰 레귤레이터, 솔레노이드 밸브, 배기 장치, 기타 에어 시스템 관련 부품 등을 조립할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 소형 장치에 사용되는 압축공기를 저장하는 탱크를 소형 장치 내에 설치하는데 편리하고, 제조하는데 생산 비용을 최소화하기 위한 것으로, 에어 탱크의 기본적인 구성은 통상의 알루미늄 프로파일, 누설을 방지하기 위한 매개체인 고무패킹(예컨대, 고무판) 또는 가스켓, 알루미늄 프로파일과 소형장치의 특정 부위에 고정하기 위해 가공된 고정판을 포함한다.
여기서 통상의 알루미늄 프로파일이란 시중에서 손쉽게 구입할 수 있는 규격화된 알루미늄 프로파일을 의미한다.
알루미늄 프로파일의 크기는 소형 장치에 사용되는 각종 실린더 장치, 진공 장치, 기타 목적으로 사용될 압축공기 등의 개소와 위치를 고려하여 알루미늄 프로파일을 선정하고 그 크기와 길이를 임의로 선정하여 사용할 수 있다. 또한, 소형장치 내 설치 공간을 고려하여 수평형, 수직형, 수평수직 복합형, 수평수직 별개형 등으로 구상하여 설치할 수 있다.
알루미늄 프로파일의 외형은 도 6 내지 도 11에 도시한 바와 같이 직사각형, 정사각형, 반경형, 반단면형 등 다양하고 단면 내 영역은 1구역 또는 2구역 형태가 보편적이다. 특히 2구역 형태의 알루미늄 프로파일은 진공 펌프 없이 이젝터(Ejector) 장치로 압축공기를 이용하여 노즐(Nozzle)을 통과하면서 발생되는 압력의 차이에 의해 진공을 형성할 수 있는 방법으로 각각의 영역에 에어와 진공을 저장할 수 있다.
알루미늄 프로파일의 상단은 각종 실린더 및 진공 장치에 구동원을 연결하기 위한 필요한 수량만큼 혹은 여분을 포함하여 공급용 피팅(Fitting)탭을 가공한다. 하단은 응축수(혹은 혼입된 이물질)를 배출시키거나, 또는 에어건(Air Gun)을 사용하기 위한 목적으로 피팅탭을 가공한다.
알루미늄 프로파일의 길이에 따라 형성된 홈을 이용하여 레귤레이터, 솔레노이드밸브, 배기장치, 기타 에어 시스템 관련 부품 등을 에어탱크로 제조할 알루미늄 프로파일 홈의 규격에 맞는 너트와 볼트를 이용하면 쉽게 조립할 수 있다.
한편, 압축공기의 누설을 방지하고, 경우에 따라 이물질의 에어탱크 내 흡입을 방지하는 목적으로 고무패킹, 또는 가스켓을 활용할 수 있으나, 본 발명에서는 일반적으로 쉽게 구할 수 있는 두께가 약 3mm 정도의 고무패킹을 매개체로 활용하였다.
알루미늄 프로파일과 소형 장치 내 고정 설치를 목적으로 가공이 쉽고 저렴한 스테인리스강판을 레이저(Laser) 및 절곡 가공을 하여 알루미늄 프로파일과 고무패킹을 삽입 후, 평와셔(Washer)와 스프링와셔를 끼워 볼트로 체결하여 에어탱크를 완성한다. 측면 고정판에는 소형 장치 내 설치를 보다 효율적으로 하기 위해 열린장공 형상을 마련해 놓아 볼트를 완전히 제거하지 않아도 에어탱크의 탈착이 가능하다. 또한 측면 고정판을 여러 형태로 변경하면 에어탱크를 설치하는 방법도 매우 다양하다.
일반적으로 에어탱크는 도 3과 같이 1개로 제작하는데, 소형장치 내 공간이 협소하여 에어탱크를 2개 이상으로 제조해야 할 경우에는 체적(Volume)을 산출하여 에어탱크의 길이를 최소화하는 것이 중요하다. 체적은 알루미늄 프로파일 단면(Section)의 면적(Area)에 길이(Length)를 곱하면 구할 수 있고, 반대로 체적이 정해지면 면적으로 나누어 필요한 길이를 쉽게 알 수 있다.
도 5는 같은 체적의 에어탱크 2개를 적층 형태로 조합한 예를 도시하였다. 상,하 에어탱크의 중간 연결은 표준화된 규격품으로 시판되는 원터치 접속으로 공구 없이 손으로 쉽게 탈착이 가능한 커플러(Coupler)를 사용하여 하부에는 플러그, 상부에는 소켓이 연결된 형태이다. 두 에어탱크를 연결하는 방법에는 이외에도 여러 가지 방법이 있으나, 에어탱크의 간격이 조금 떨어져 있는 경우에는 니플과 니플을 에어호스로 연결할 수 있다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들과 관련하여 상세히 설명한다.
< 실시예 1 >
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법의 개략적인 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해 제조된 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 구성 중 일부를 분리하여 나타낸 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이다.
첨부도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예를 살펴보면, 알루미늄 프 로파일(10)을 절단하는 단계(S10)는 저장될 에어의 용량에 따라 체적을 산출하여 산출된 값을 기초로 내부 공간(12)이 적어도 하나 이상 형성된 통상의 알루미늄 프로파일 중 어느 하나를 선택하여 절단한다.
즉, 알루미늄 프로파일(10)이 에어탱크의 몸체가 될 구성인데 이러한 알루미늄 프로파일은 다양한 형태가 존재하고 있어 소형장치 내 설치될 공간을 고려하여 어느 하나의 형태를 선택하고 선택되면 체적 산출에 따른 산출 값을 기초로 알루미늄 프로파일의 길이를 체크하고 절단하는 것이다.
피팅탭을 가공하는 단계(S20)는 절단된 알루미늄 프로파일(10)의 양측면과 상단 및 하단에 피팅탭을 가공하는 것으로서, 대부분의 피팅탭은 니플(40)이 장착되고, 양측면의 피팅탭 중 일부는 고무패킹(30)과 고정판(20)을 고정하기 위해 가공된다.
따라서, 고무패킹(30) 또는 가스켓과 고정판(20)을 알루미늄 프로파일(10)의 양측면에 결합하는 단계(S30)는 상기 알루미늄 프로파일(10)의 양측면에 가공된 피팅탭과 대응되도록 고무패킹(30) 또는 가스켓과 고정판(20)에도 관통홀을 형성하고 있어 볼트(51)로 결합한다.
여기서 고정판(20)은 스테인리스강 재질로 이루어진 판을 레이저(Laser) 및 절곡 가공을 하여 이루어진 구성이다.
또한, 고정판(20)의 결합편(21)은 열린장공(21a)이 형성되고, 이 열린장공(21a)은 소형장치 내에서 해체시 또는 소형장치 내의 다른 부위에 장착시 볼트를 완전히 풀지 않아도 탈리(脫離)가 가능함으로서 작업의 용이성이 확보된다.
피팅탭에 니플(40)을 장착하는 단계(S40)는 압축기와의 연결 및 에어탱크에 저장된 에어를 실린더 장치 등에 공급, 또는 이물질을 제거하기 위해 에어호스 및 드레인을 장착하기 위해 이루어진다.
< 실시예 2 >
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법의 개략적인 순서도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해 제조된 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이다.
첨부도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예를 살펴보면, 알루미늄 프로파일(10)을 절단하는 단계(S11)는 저장될 에어의 용량에 따라 체적을 산출하여 산출된 값을 기초로 내부 공간(12)이 적어도 하나 이상 형성된 통상의 알루미늄 프로파일 중 어느 하나를 선택하여 적어도 두개 이상 분할하여 절단한다.
즉, 알루미늄 프로파일(10)이 에어탱크의 몸체가 될 구성인데 이러한 알루미늄 프로파일은 다양한 형태가 존재하고 있어 어느 하나의 형태를 선택하고 소형장치 내 설치될 공간을 고려하여 장소가 협소하면 체적 산출에 따른 산출 값을 기초로 알루미늄 프로파일의 길이를 두개 이상 분할하여 적층형태로 구성하기 위해 절단하는 것이다.
피팅탭을 가공하는 단계(S21)는 절단된 알루미늄 프로파일(10)의 양측면과 상단 및 하단에 피팅탭을 가공하는 것으로서, 대부분의 피팅탭은 니플(40)이 장착 되고, 양측면의 피팅탭 중 일부는 고무패킹(30)과 고정판(20)을 고정하기 위해 가공된다.
따라서, 고무패킹(30) 또는 가스켓과 고정판(20)을 알루미늄 프로파일(10)의 양측면에 결합하는 단계(S31)는 상기 알루미늄 프로파일(10)의 양측면에 가공된 피팅탭과 대응되도록 고무패킹(30) 또는 가스켓과 고정판(20)에도 관통홀을 형성하고 있어 볼트(51)로 결합한다.
여기서 고정판(20)은 스테인리스강 재질로 이루어진 판을 레이저(Laser) 및 절곡 가공을 하여 이루어진 구성이다.
또한, 고정판(20)의 결합편(21)은 열린장공(21a)이 형성되고, 이 열린장공(21a)은 소형장치 내에서 해체시 또는 소형장치 내의 다른 부위에 장착시 볼트를 완전히 풀지 않아도 탈리(脫離)가 가능함으로서 작업의 용이성이 확보된다.
또한, 고정판(20)의 결합편(21)은 적층형태로 구성되는 에어탱크의 하부측의 알루미늄 프로파일에만 존재해도 무방하다.
피팅탭에 니플(40)을 장착하는 단계(S41)는 압축기와의 연결 및 에어탱크에 저장된 에어를 실린더 장치 등에 공급, 또는 이물질을 제거하기 위해 에어호스 및 드레인을 장착하기 위해 이루어진다.
커플러(62,63)를 장착하는 단계(S50)는 상기 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')이 적층형태로 이루어져 있으므로 내부공간(12,12')이 각각 연통되어야 하기 때문에 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 니플(40) 중 어느 하나 이상의 니플과 니플을 연결한다.
한편, 상기 실시예1 및 실시예2에 있어서, 상기 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법은 레귤레이터 장치, 솔레노이드밸브 장치, 배기장치(Exhaust) 중 선택되는 하나의 장치, 또는 둘 이상의 장치를 선택되는 알루미늄 프로파일에 결합시 알루미늄 프로파일의 길이방향에 형성된 홈(11)을 이용하되, 상기 결합을 위한 결합수단은 상기 홈(11)의 규격에 맞는 볼트, 너트를 사용하는 것이 바람직하다.
이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법의 개략적인 순서도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법의 개략적인 순서도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해 제조된 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 구성 중 일부를 분리하여 나타낸 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법에 의해 제조된 에어탱크의 평면도(A), 정면도(B), 측단면도(C)를 나타낸 도면이고,
도 6 내지 도 11은 다양한 종류의 알루미늄 프로파일을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 에어탱크 10,10': 알루미늄 프로파일
11: 홈 12,12': 내부공간
20: 고정판 21: 결합편
21a: 열린장공 30: 고무패킹
40: 니플 61: 드레인
62,63: 커플러 100: 에어탱크

Claims (3)

  1. 공기 압축기(Air Compressor)로부터 압축공기를 저장하기 위한 에어탱크 제조방법에 있어서,
    저장되는 에어의 용량에 따라 체적을 산출하여 산출된 값을 기초로 내부 공간(12)이 적어도 하나 이상 형성된 통상의 알루미늄 프로파일 중 선택되는 알루미늄 프로파일(10,10')을 적어도 두개 이상 분할하여 절단하는 단계(S11)와;
    절단된 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 양측면과 상단 및 하단에 피팅탭을 가공하는 단계(S21)와;
    상기 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 양측면이 기밀하도록 고무패킹(30) 또는 가스켓을 장착하고, 고무패킹(30) 또는 가스켓의 일면에 외부면과 고정될 열린장공(Open slot)(21a)을 형성한 결합편(21)이 일체로 이루어진 고정판(20)을 결합하는 단계(S31)와;
    상기 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 양측면과 상단 및 하단에 형성된 피팅탭에 니플(40)을 장착하는 단계(S41)와;
    상기 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 내부공간(12,12')이 연통되도록 각각의 알루미늄 프로파일(10,10')의 니플(40) 중 어느 하나 이상의 니플과 니플을 연결하는 커플러(62,63)를 장착하는 단계(S50);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법은 레귤레이터 장치, 솔레노이드밸브 장치, 배기장치(Exhaust) 중 선택되는 하나의 장치, 또는 둘 이상의 장치를 선택되는 알루미늄 프로파일에 결합시 알루미늄 프로파일의 길이방향에 형성된 홈(11)을 이용하되, 상기 결합을 위한 결합수단은 상기 홈(11)의 규격에 맞는 볼트, 너트인 것이 특징인 알루미늄 프로파일을 이용한 에어탱크 제조방법.
  3. 삭제
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