KR101041468B1

KR101041468B1 - 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치

Info

Publication number: KR101041468B1
Application number: KR1020080136508A
Authority: KR
Inventors: 정인철; 김용재; 심덕남
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-06-16
Also published as: KR20100078288A

Abstract

원자력 증기발생기의 노즐 곡면부에 대한 용접이 균일하게 이루어지도록 하면서 용접 시간이 현저히 단축되도록 하고 설치가 간편하면서 임시부착물의 설치가 불필요해지도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치가 개시된다. 상기 용접장치는 베이스와; 상기 베이스의 상면에 하단이 회전 가능하게 장착되는 중심대와; 상기 중심대에 직교되면서 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 가로대와; 상기 가로대의 일단에 직교되면서 각이동 가능하게 힌지 결합되는 지지대와; 상기 베이스에 구비되어 상기 베이스에서 상기 중심대를 회전시키고, 상기 중심대에 구비되어 상기 중심대에서 상기 가로대를 상하 및 좌우로 이동시키는 메인이동부와; 상기 가로대에 설치되고, 상기 가로대의 일단에서 상기 지지대를 전후로 각이동시키는 각이동부와; 상기 지지대의 하단에 설치되고, 용접을 수행하는 토치부와; 상기 지지대와 토치부의 사이에 구비되고, 상기 지지대의 하단을 중심으로 상기 토치부를 회전시키는 토치회전부와; 상기 토치회전부와 토치부의 사이에 구비되고, 상기 토치회전부에서 상기 토치부를 상하 및 좌우로 이동시키면서 각이동시키는 토치이동부를; 포함한다.

원자력, 증기발생기, 클래딩, 용접, 노즐, 곡면

Description

원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치{MULTI-AXIS WELDING MACHINE FOR CLADDING THE CURVED NOZZLE SURFACE OF A NUCLEAR STEAM GENERATOR}

본 발명은 원자력 증기발생기를 클래딩 용접하는 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부에 대한 용접이 균일하게 이루어지도록 하면서 용접 시간이 현저히 단축되도록 하고 설치가 간편하면서 임시부착물의 설치가 불필요해지도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소의 증기발생기는 원자로에서 생성된 방사능이 함유된 고온, 고압의 1차 냉각수(Primary Coolant)를 전열관의 내면에 흐르게 함으로써, 전열관 외부의 차가운 급수(Feed Water)를 데워서 증기를 발생시킨 다음, 이 증기를 터빈으로 공급하는 역할을 하는 설비이다.

도 7에 도시된 바와 같이 원자력 발전소의 주요 기기에 해당하는 증기발생기는 열교환기 역할을 하는 핵심 설비로서, 상기 증기발생기는 노즐(N)을 갖는 반구형 헤드(H)가 구비되고, 상기 헤드(H)의 내면은 내식성 소재로 클래딩(C)이 요구된 다.

증기발생기 헤드(H)의 노즐(N) 내면 곡면부 이외의 부위는 접근이 용이하고 동일한 반경을 갖고 있어 자동으로 클래딩 용접이 이루어져 왔다.

그러나, 증기발생기의 노즐 내면의 곡면부는 위치에 따라 반경과 곡률이 다르므로 일반적인 자동 용접 장치로는 용접 작업이 불가능하고, 그에 따라 작업자가 수동으로 직접 용접 토치를 들고 용접하고 있으며, 이러한 수동 용접은 작업 능률이 낮고 품질이 균일하지 않은 문제점이 있다.

또한, 해외에서는 용접 장치를 증기발생기의 헤드 노즐에 직접 부착하는 식이 제안되고 있으나, 상기 노즐에 용접 장치를 직접 부착하는 방식은 모든 장치의 구성 부품이 토치부에 집중되어 중량이 무겁고, 이와 같이 무거운 중량의 토치부를 노즐 위에 설치하는데 많은 시간이 걸리며 정확한 위치 셋업이 어려워 위치 정밀도가 낮아 결함 발생이 높은 문제점이 있다.

또한, 상기 토치부의 설치를 위한 임시 부착물을 노즐의 내부면에 용접으로 부착하여야 하는 등의 단점도 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부에 대한 용접이 균일하게 이루어지도록 하면서 용접 시간이 현저히 단축되도록 하고 설치가 간편하면서 임시부착물의 설치가 불필요해지도록 하며 일정한 용착량과 미려한 용접 비드를 가져 용접 품질이 현저히 향상되도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 토치부가 다축방향으로 안정적이면서 정밀하게 이동될 수 있도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 메인이동부 이외에 보조이동부를 구비하여 토치부의 이동이 보다 신속하면서 용이하게 이루어지도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 토치부에 의한 용접 중 상기 토치부의 이동 시에 발생하는 상기 토치부의 진동이 원활히 방지되도록 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치는 베이스와; 상기 베이스의 상면에 하단이 회전 가능하게 장착되는 중심대와; 상기 중심대에 직교되면서 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 가로대와; 상기 가로대의 일단에 직교되면서 각이동 가능하게 힌지 결합되는 지지대와; 상기 베이스에 구비되어 상기 베이스에서 상기 중심대를 회전시키고, 상기 중심대에 구비되어 상기 중심대에서 상기 가로대를 상하 및 좌우로 이동시키는 메인이동부와; 상기 가로대에 설치되고, 상기 가로대의 일단에서 상기 지지대를 전후로 각이동시키는 각이동부와; 상기 지지대의 하단에 설치되고, 용접을 수행하는 토치부와; 상기 지지대와 토치부의 사이에 구비되고, 상기 지지대의 하단을 중심으로 상기 토치부를 회전시키는 토치회전부와; 상기 토치회전부와 토치부의 사이에 구비되고, 상기 토치회전부에서 상기 토치부를 상하 및 좌우로 이동시키면서 각이동시키는 토치이동부를; 포함하고, 상기 메인이동부는, 상기 중심대의 하단과 상기 베이스의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 베이스를 중심으로 상기 중심대를 회전시키는 제1회전기어 구동부와, 상기 중심대에 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되면서 상기 가로대를 좌우로 슬라이딩 가능하게 고정하는 슬라이딩부재와, 상기 중심대와 슬라이딩부재의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 중심대에서 상기 슬라이딩부재를 수직으로 이동시키는 제1래크 피니언 구동부와, 상기 슬라이딩부재와 가로대의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 슬라이딩부재에서 상기 가로대를 수평으로 이동시키는 제2래크 피니언 구동부를, 포함하며, 상기 각이동부는, 상기 가로대의 일단에 수평으로 관통되면서 회전 가능하게 설치되는 제1각이동축과, 상기 가로대에 설치되고 모터로 구동되며 상기 각이동축을 회전시키는 제1각이동 구동부와, 상기 지지대의 일측에 장착되고 상기 각이동축에 고정되는 각이동브래킷을, 포함하되, 상기 토치부는, 상기 토치이동부의 하단에 설치되는 전극봉과, 상기 전극봉의 상부측으로 상기 토치이동부에 설치되고 상기 전극봉으로 와이어를 예열하여 안내하는 예열안내부와, 상기 예열안내부의 상부측으로 상기 토치이동부에 설치되고 상기 예열안내부로 와이어를 공급하는 와이어공급부와, 상기 와이어공급부의 상부측으로 상기 토치이동부에 설치되고 와이어가 감긴 와이어스풀을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 토치회전부는, 상기 지지대의 하단에 상단이 회전 가능하게 장착되고 하단이 상기 토치이동부에 고정되는 로터리 조인트와, 상기 로터리 조인트의 상단과 상기 지지대의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 지지대의 하단을 중심으로 상기 로터리 조인트를 회전시키는 제2회전기어 구동부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치이동부는, 상기 토치회전부의 하단에 회전 가능하게 수평으로 장착되는 제2각이동축과, 상기 토치회전부에 설치되고 모터로 구동되며 상기 제2각이동축을 회전시키는 제2각이동 구동부와, 상기 제2각이동축의 선단에 장착되는 설치대와, 상기 설치대의 외측면에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동대와, 상기 수평이동대의 외측면에 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수직이동 대와, 상기 설치대와 수평이동대의 사이에 설치되고 상기 설치대에서 상기 수평이동대를 수평으로 이동시키는 제1볼스크루 구동부와, 상기 수평이동대와 수직이동대의 사이에 설치되고 상기 수평이동대에서 상기 수직이동대를 수직으로 이동시키는 제2볼스크루 구동부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각이동부와 지지대의 사이에 설치되고, 상기 지지대를 상하 및 좌우로 이동시키면서 회전시키는 보조이동부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조이동부는, 상기 각이동부에 상하로 회전 가능하게 장착되는 보조수평대와, 상기 보조수평대에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동브래킷과, 상기 수평이동브래킷의 일측에 일단이 회전 가능하게 장착되고 타단이 상기 지지대에 장착되는 회전축과, 상기 보조수평대와 수평이동브래킷의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평대에서 상기 수평이동브래킷을 수평으로 이동시키는 제3래크 피니언 구동부와, 상기 수평이동브래킷과 회전축의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 회전축을 중심으로 상기 수평이동브래킷을 회전시키는 제3회전기어 구동부와, 상기 가로대와 상기 회전축의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 가로대를 따라 상기 회전축을 상하로 이동시키는 제3볼스크루 구동부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치회전부와 토치이동부의 사이에 설치되고, 상기 토치회전부에 대응하여 상기 토치이동부를 수평으로 이동시키는 보조수평이동부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조수평이동부는, 상기 토치회전부의 하단에 장착되는 보조수평 이동대와, 상기 보조수평이동대의 하면에 수직으로 구비되고 하단에 상기 토치이동부가 설치되는 보조수직부재와, 상기 보조수평이동대와 보조수직부재의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평이동대에서 상기 보조수직부재를 수평으로 이동시키는 제4볼스크루 구동부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치이동부의 하단에 설치되고, 증기발생기의 노즐에 분리 가능하게 고정되어 상기 토치부의 이동 시에 그 진동을 방지하는 토치진동방지부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치진동방지부는, 상기 토치이동부의 하단에 상단이 수직으로 장착되는 고정봉과, 상기 고정봉의 하단을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 베어링의 외측에 수평으로 부착되는 수평가이드대와, 상기 수평가이드대의 상면에 하단이 삽입되어 수평으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 수직고정대와, 상기 수평가이드대의 하면에 장착되어 상기 수직고정대를 고정시키는 고정볼트를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 증기발생기의 노즐 곡면부에 대한 용접이 균일하게 이루어지고, 용접 시간이 현저히 단축되며, 설치가 간편하면서 임시부착물의 설치가 불필요해지고, 일정한 용착량과 미려한 용접 비드를 가져 용접 품질이 현저히 향상되며, 그에 따라 작업성이 우수하고 용접 결함 발생이 현저히 저감되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 간단한 구조로 토치부가 다축방향으로 안정적이면서 정밀하게 이동될 수 있고, 그에 따라 제작 및 설치가 간편하며 용접의 정밀성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 메인이동부 이외에 보조이동부를 구비하여 토치부의 이동이 보다 신속하면서 용이하게 이루어지고, 그에 따라 작동성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 토치부에 의한 용접 중 상기 토치부의 이동 시에 발생하는 상기 토치부의 진동이 원활히 방지되고, 그에 따라 토치부의 진동에 따른 용접 결함의 발생이 원활히 방지되는 효과를 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 다축 용접장치는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)에 구비되는 중심대(20)와, 상기 중심대(20)에 수평으로 설치되는 가로대(30)와, 상기 가로대(30)의 끝단에 수직으로 설치되는 지지대(40)와, 상기 지지대(40)를 다축으로 이동시키는 메인이동부(50)와, 상기 지지대(40)를 각이동시키는 각이동부(60)와, 상기 지지대(40)에 설치되는 토치부(70)와, 상기 토치부(70)를 회전시키는 토치회전부(80)와, 상기 토치부(70)를 다축으로 이동시키는 토치이동부(90)를 포함한다.

상기 베이스(10)는 중심대(20)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. 상기 중심대(20)는 베이스(10)의 상면에 하단이 회전 가능하게 장착되는 것으로, 상기 메인이동부(50)에 의해 회전되면서 상기 지지대(40)를 원운동시키는 역할을 한다.

상기 가로대(30)는 중심대(20)에 직교되면서 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 것으로, 상기 메인이동부(50)에 의해 중심대(20)에서 상하 및 좌우 즉 수직 및 수평으로 이동되고, 그에 따라 상기 가로대(30)에 장착되는 지지대(40)를 수직 및 수평으로 이동시키는 역할을 한다. 상기 지지대(40)는 가로대(30)의 일단에 직교되면서 각이동 가능하게 힌지 결합되는 것으로, 상기 각이동부(60)에 의해 상기 가로대(30)에서 각이동됨으로써 상기 지지대(40)의 하단에 장착되는 토치부(70)를 각이동시키는 역할을 한다.

상기 메인이동부(50)는 베이스(10) 및 중심대(20)에 구비되는 것으로, 상기 베이스(10)에서 상기 중심대(20)를 회전시키면서 상기 중심대(20)에서 상기 가로대(30)를 상하 및 좌우로 이동시키는 역할을 한다. 상기 각이동부(60)는 가로대(30)에 설치되는 것으로, 상기 가로대(30)의 일단에서 상기 지지대(40)를 전후로 각이동시키는 역할을 한다.

상기 토치부(70)는 지지대(40)의 하단에 설치되는 것으로, 증기발생기의 헤드(H) 내부면에 클래딩 용접을 수행하는 역할을 한다. 상기 토치회전부(80)는 지지대(40)와 토치부(70)의 사이에 구비되는 것으로, 상기 지지대(40)의 하단을 중심으로 상기 토치부(70)를 회전시키는 역할을 한다. 상기 토치이동부(90)는 토치회전부(80)와 토치부(70)의 사이에 구비되는 것으로, 상기 토치회전부(80)에서 상기 토치부(70)를 상하 및 좌우로 이동시키면서 각이동시키는 역할을 한다.

본 용접장치는 지지대(40)와 각이동부(60)의 사이에 구비되는 보조이동 부(100)와, 상기 토치회전부(80)의 하단에 설치되는 보조수평이동부(110)와, 상기 토치이동부(90)의 하단에 설치되는 토치진동방지부(120)를 더 포함한다.

상기 보조이동부(100)는 각이동부(60)와 지지대(40)의 사이에 설치되는 것으로, 상기 지지대(40)를 곧바로 상하 및 좌우로 이동시키면서 회전시키는 역할을 한다. 상기 보조수평이동부(110)는 토치회전부(80)와 토치이동부(90)의 사이에 설치되는 것으로, 상기 토치회전부(80)에 대응하여 상기 토치이동부(90)를 곧바로 수평으로 이동시키는 역할을 한다.

상기 토치진동방지부(120)는 토치이동부(90)의 하단에 설치되는 것으로, 증기발생기의 노즐(N)에 분리 가능하게 고정되어 용접 작업을 위한 상기 토치부(70)의 이동 시에 그 진동을 방지하는 역할을 한다.

도 2는 본 발명에 따른 메인이동부의 개략적인 평단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 메인이동부의 개략적인 측단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 메인이동부(50)는 중심대(20)의 하단과 베이스(10)의 사이에 설치되고 모터로 구동되는 제1회전기어 구동부(51)와, 상기 중심대(20)와 가로대(30)의 사이에 설치되는 슬라이딩부재(52)와, 상기 중심대(20)와 슬라이딩부재(52)의 사이에 설치되고 모터로 구동되는 제1래크 피니언 구동부(53)와, 상기 슬라이딩부재(52)와 가로대(30)의 사이에 설치되고 모터로 구동되는 제2래크 피니언 구동부(54)를 포함한다.

상기 제1회전기어 구동부(51)는 중심대(20)의 하단 둘레에 설치되는 회전기어(G1)와 이에 맞물리고 베이스(10)에 설치되며 모터에 의해 구동되는 구동기 어(G2)에 의해 상기 베이스(10)를 중심으로 상기 중심대(20)를 회전시키는 역할을 한다. 상기 슬라이딩부재(52)는 중심대(20)에 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되면서 상기 가로대(30)를 좌우로 슬라이딩 가능하게 고정하는 역할을 한다.

상기 제1래크 피니언 구동부(53)는 중심대(20)의 외부면에 수직으로 설치되는 래크(R1)와 상기 래크(R1)에 맞물리고 슬라이딩부재(52)에 설치되는 피니언(P1)으로 이루어져 상기 피니언(P1)이 모터에 의해 구동됨에 따라 가로대(30)를 고정한 상태로 상기 슬라이딩부재(52)를 상하로 이동시키는 역할을 한다.

상기 제2래크 피니언 구동부(54)는 가로대(30)의 외부면에 수평으로 설치되는 래크(R2)와 상기 래크(R2)에 맞물리고 슬라이딩부재(52)에 설치되는 피니언(P2)으로 이루어져 상기 피니언(P2)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 슬라이딩부재(52)에서 상기 가로대(30)를 수평으로 이동시키는 역할을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 각이동부의 개략적인 측단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 각이동부(60)는 가로대(30)의 일단에 수평으로 관통되면서 회전 가능하게 설치되는 제1각이동축(61)과, 상기 가로대(30)에 설치되고 모터로 구동되며 상기 각이동축을 회전시키는 제1각이동 구동부(62)와, 상기 지지대(40)의 일측에 구비되는 보조이동부(100)에 장착되고 상기 각이동축에 고정되는 각이동브래킷(63)을 포함한다.

상기 제1각이동축(61)은 보조이동부(100)와 함께 지지대(40)가 회전되는 중심축의 역할을 한다. 상기 제1각이동 구동부(62)는 모터의 구동에 의해 제1각이동축(61)을 회전시켜 보조이동부(100)와 함께 지지대(40)를 전후 방향으로 각이동시 키는 역할을 한다. 상기 각이동브래킷(63)은 보조이동부(100)를 제1각이동축(61)에 고정시키는 역할을 한다.

상기 보조이동부(100)는 각이동부(60)에 상하로 회전 가능하게 장착되는 보조수평대(101)와, 상기 보조수평대(101)에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동브래킷(102)과, 상기 수평이동브래킷(102)의 일측에 일단이 회전 가능하게 장착되고 타단이 지지대(40)에 장착되는 회전축(103)과, 상기 보조수평대(101)와 수평이동브래킷(102)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평대(101)에서 상기 수평이동브래킷(102)을 수평으로 이동시키는 제3래크 피니언 구동부(104)와, 상기 수평이동브래킷(102)과 회전축(103)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 회전축(103)을 중심으로 상기 수평이동브래킷(102)을 회전시키는 제3회전기어 구동부(105)와, 상기 가로대(30)와 상기 회전축(103)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 가로대(30)를 따라 상기 회전축(103)을 상하로 이동시키는 제3볼스크루 구동부(106)를 포함한다.

상기 보조수평대(101)는 각이동부(60)에 장착되고 상기 지지대(40)를 수평이동을 안내하는 역할을 한다. 상기 수평이동브래킷(102)은 보조수평대(101)를 따라 슬라이딩되면서 지지대(40)를 수평으로 이동시킬 수 있도록 하면서 동시에 회전축(103)을 회전 가능하게 고정하는 역할을 한다. 상기 회전축(103)은 수평이동브래킷(102)에 의해 지지된 상태로 지지대(40)가 수평방향을 중심으로 회전될 수 있도록 하는 것이다.

상기 제3래크 피니언 구동부(104)는 보조수평대(101)의 외부면에 수평으로 설치되는 래크(R3)와 상기 래크(R3)에 맞물리고 수평이동브래킷(102)에 설치되는 피니언(P3)으로 이루어져 상기 피니언(P3)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 보조수평대(101)에서 상기 수평이동브래킷(102)이 수평으로 이동되고, 그에 따라 지지대(40)가 수평으로 이동되도록 하는 것이다.

상기 제3회전기어 구동부(105)는 회전축(103)의 둘레에 설치되는 회전기어(G5)와 이에 맞물리고 수평이동브래킷(102)에 설치되며 모터에 의해 구동되는 구동기어(G6)에 의해 상기 수평이동브래킷(102)을 중심으로 상기 지지대(40)를 회전시키는 역할을 한다.

상기 제3볼스크루 구동부(106)는 지지대(40)의 내부에 수직으로 설치되고 모터에 의해 구동되는 나선축(S3)과 상기 나선축(S3)에 스크루 결합되고 회전축(103)의 일단에 장착되는 너트하우징(N3)으로 이루어져 상기 나선축(S3)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 수평이동브래킷(102)에서 상기 지지대(40)가 수직으로 이동되도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 토치회전부의 개략적인 측단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 토치회전부(80)는 지지대(40)의 하단에 상단이 회전 가능하게 장착되고 하단이 토치이동부(90)에 고정되는 로터리 조인트(81)와, 상기 로터리 조인트(81)의 상단과 상기 지지대(40)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 지지대(40)의 하단을 중심으로 상기 로터리 조인트(81)를 회전시키는 제2회전기어 구동부(82)를 포함한다.

상기 로터리 조인트(81)는 지지대(40)와 토치이동부(90)의 상단에 설치되는 보조수평이동부(110)를 회전 가능하게 연결시키는 역할을 한다.

상기 제2회전기어 구동부(82)는 로터리 조인트(81)의 상단 둘레에 설치되는 회전기어(G3)와 이에 맞물리고 지지대(40)의 하단에 설치되며 모터에 의해 구동되는 구동기어(G4)에 의해 상기 지지대(40)의 하단을 중심으로 상기 로터리 조인트(81)가 회전되고, 그에 따라 상기 로터리 조인트(81)의 하단에 장착되는 보조수평이동부(110)와 그 하단에 장착되는 토치이동부(90)가 전체적으로 수평방향을 따라 회전되도록 하는 것이다.

상기 보조수평이동부(110)는 토치회전부(80)의 하단에 장착되는 보조수평이동대(111)와, 상기 보조수평이동대(111)의 하면에 수직으로 구비되고 하단에 상기 토치이동부(90)가 설치되는 보조수직부재(112)와, 상기 보조수평이동대(111)와 보조수직부재(112)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평이동대(111)에서 상기 보조수직부재(112)를 수평으로 이동시키는 제4볼스크루 구동부(113)를 포함한다.

상기 보조수평이동대(111)는 제4볼스크루 구동부(113)가 설치되는 장소를 제공하는 역할을 하고, 상기 보조수직부재(112)는 하단에 토치이동부(90)가 설치되는 공간을 제공하는 역할을 한다.

상기 제4볼스크루 구동부(113)는 보조수평이동대(111)의 내부에 수평으로 설치되고 모터에 의해 구동되는 나선축(S4)과 상기 나선축(S4)에 스크루 결합되고 보조수직부재(112)의 상단에 장착되는 너트하우징(N4)으로 이루어져 상기 나선축(S4)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 보조수평이동대(111)에서 상기 보조수직부 재(112)가 수평으로 이동되고, 그에 따라 상기 보조수직부재(112)의 하단에 설치되는 토치이동부(90)가 수평으로 이동되도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 토치이동부의 개략적인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 토치이동부(90)는 보조수직부재(112)의 하단에 회전 가능하게 수평으로 장착되는 제2각이동축(91)과, 상기 보조수직부재(112)에 설치되고 모터로 구동되며 상기 제2각이동축(91)을 회전시키는 제2각이동 구동부(92)와, 상기 제2각이동축(91)의 선단에 장착되는 설치대(93)와, 상기 설치대(93)의 외측면에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동대(94)와, 상기 수평이동대(94)의 외측면에 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수직이동대(95)와, 상기 설치대(93)와 수평이동대(94)의 사이에 설치되고 상기 설치대(93)에서 상기 수평이동대(94)를 수평으로 이동시키는 제1볼스크루 구동부(96)와, 상기 수평이동대(94)와 수직이동대(95)의 사이에 설치되고 상기 수평이동대(94)에서 상기 수직이동대(95)를 수직으로 이동시키는 제2볼스크루 구동부(97)를 포함한다.

상기 제2각이동축(91)은 보조수직부재(112)의 수평방향을 중심으로 토치부(70)가 중심축의 역할을 한다. 상기 제2각이동 구동부(92)는 모터의 구동에 의해 제2각이동축(91)을 회전시켜 토치부(70)를 각이동시키는 역할을 한다.

상기 설치대(93)는 제2각이동축(91)이 끝단이 장착되는 곳이며, 그 외측면에 슬라이딩 가능하게 밀착되는 수평이동대(94)의 수평이동을 안내하는 역할을 한다. 상기 수평이동대(94)는 설치대(93)에 지지된 상태로 수평으로 이동되면서 토치부(70)를 수평으로 이동시키는 역할을 한다. 상기 수직이동대(95)는 수평이동 대(94)의 외측면에 슬라이딩 가능하게 밀착된 상태로 수직으로 이동되면서 토치부(70)를 수직으로 이동시키는 역할을 한다.

상기 제1볼스크루 구동부(96)는 수평이동대(94)의 내부에 수평으로 설치되고 모터에 의해 구동되는 나선축(S1)과 상기 나선축(S1)에 스크루 결합되고 설치대(93)의 외측면에 장착되는 너트하우징(N1)으로 이루어져 상기 나선축(S1)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 설치대(93)에서 상기 수평이동대(94)가 수평으로 이동하게 되고, 그에 따라 상기 수평이동대(94)에 결합되는 수직이동대(95)에 설치되는 토치부(70)가 수평으로 이동되도록 하는 것이다.

상기 제2볼스크루 구동부(97)는 수직이동대(95)의 내부에 수직으로 설치되고 모터에 의해 구동되는 나선축(S2)과 상기 나선축(S2)에 스크루 결합되고 수평이동대(94)의 외측면에 장착되는 너트하우징(N2)으로 이루어져 상기 나선축(S2)이 모터에 의해 구동됨에 따라 상기 수평이동대(94)에서 상기 수직이동대(95)가 수직으로 이동하게 되고, 그에 따라 상기 수직이동대(95)에 결합되는 토치부(70)가 수직으로 이동되도록 하는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 토치부의 개략적인 측면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 토치부(70)는 토치이동부(90)의 하단에 설치되는 전극봉(71)과, 상기 전극봉(71)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 상기 전극봉(71)으로 와이어를 예열하여 안내하는 예열안내부(72)와, 상기 예열안내부(72)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 상기 예열안내부(72)로 와이어를 공급하는 와이어공급부(73)와, 상기 와이어공급부(73)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 와이어가 감긴 와이어스풀(74)을 포함한다.

상기 전극봉(71)은 전원의 공급에 따라 아크를 발생시켜 와이어(W)와 모재를 가열하면서 와이어를 용융시키는 역할을 한다. 상기 예열안내부(72)는 와이어(W)가 효과적으로 용융되도록 전극봉(71)으로 공급되기 전에 와이어(W)를 미리 예열시키면서 동시에 상기 전극봉(71)으로 와이어(W)의 이송을 안내하는 역할을 한다. 이와 같은 예열은 상기 와이어(W)가 통과되는 전열관을 통해 이루어진다.

상기 와이어공급부(73)는 회전 구동되는 다수의 롤러로 와이어(W)를 강제 이송시키는 역할을 한다. 상기 와이어스풀(74)은 와이어(W)가 연속적으로 공급되도록 와이어(W)를 감아서 보관하는 역할을 한다.

상기 토치이동부(90)의 하단에 구비되는 고정봉(121)은 상기 토치이동부(90)를 전체적으로 지지하여 상기 토치이동부(90)에 의한 토치부(70)의 작동 시에 떨림이나 진동을 방지시키는 역할을 한다.

도 8은 본 발명에 따른 토치진동방지부의 개략적인 측면도이고, 도 9는 도 8의 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 토치진동방지부(120)는 토치이동부(90)의 하단에 상단이 수직으로 장착되는 고정봉(121)과, 상기 고정봉(121)의 하단을 회전 가능하게 지지하는 베어링(122)과, 상기 베어링(122)의 외측에 수평으로 부착되는 수평가이드대(123)와, 상기 수평가이드대(123)의 상면에 하단이 삽입되어 수평으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 수직고정대(124)와, 상기 수평가이드대(123)의 하면에 장착되어 상기 수직고정대(124)를 고정시키는 고정볼트(125)를 포함한다.

상기 고정봉(121)은 토치이동부(90)를 전체적으로 지지하여 상기 토치이동부(90)에 의한 토치부(미도시)의 작동 시에 떨림이나 진동을 방지시키는 역할을 한다. 상기 베어링(122)은 고정봉(121)의 하단을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

상기 수평가이드대(123)는 베어링(122)을 중심으로 수직고정대(124)가 수평이동 가능한 상태로 설치될 수 있도록 하는 것이다. 상기 수직고정대(124)는 증기발생기의 노즐 외부면에 밀착되면서 수평가이드대(123)를 고정하고, 그에 따라 상기 베어링(122)과 고정봉(121)이 고정될 수 있도록 하는 것이다. 상기 고정볼트(125)는 수직고정대(124)를 수평가이드대(123)에 해제 가능하게 고정시키는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 메인이동부의 개략적인 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 메인이동부의 개략적인 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 각이동부의 개략적인 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 토치회전부의 개략적인 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 토치이동부의 개략적인 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 토치부의 개략적인 측면도,

도 8은 본 발명에 따른 토치진동방지부의 개략적인 측면도,

도 9는 도 8의 평면도,

도 10은 종래의 증기발생기 헤드의 용접상태를 보인 개략적인 정단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 베이스 20 : 중심대

30 : 가로대 40 : 지지대

50 : 메인이동부

51 : 제1회전기어 구동부 52 : 슬라이딩부재

53 : 제1래크 피니언 구동부 54 : 제2래크 피니언 구동부

60 : 각이동부

61 : 제1각이동축 62 : 제1각이동 구동부

63 : 각이동브래킷

70 : 토치부

71 : 전극봉 72 : 예열안내부

73 : 와이어공급부 74 : 와이어스풀

80 : 토치회전부

81 : 로터리 조인트 82 : 제2회전기어 구동부

90 : 토치이동부

91 : 제2각이동축 92 : 제2각이동 구동부

93 : 설치대 94 : 수평이동대

95 : 수직이동대 96 : 제1볼스크루 구동부

97 : 제2볼스크루 구동부

100 : 보조이동부

101 : 보조수평대 102 : 수평이동브래킷

103 : 회전축 104 : 제3래크 피니언 구동부

105 : 제3회전기어 구동부 106 : 제3볼스크루 구동부

110 : 보조수평이동부

111 : 보조수평이동대 112 : 보조수직부재

113 : 제4볼스크루 구동부

120 : 토치진동방지부

121 : 고정봉 122 : 베어링

123 : 수평가이드대 124 : 수직고정대

125 : 고정볼트

Claims

삭제
삭제
삭제
베이스(10)와;

상기 베이스(10)의 상면에 하단이 회전 가능하게 장착되는 중심대(20)와;

상기 중심대(20)에 직교되면서 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 가로대(30)와;

상기 가로대(30)의 일단에 직교되면서 각이동 가능하게 힌지 결합되는 지지대(40)와;

상기 베이스(10)에 구비되어 상기 베이스(10)에서 상기 중심대(20)를 회전시키고, 상기 중심대(20)에 구비되어 상기 중심대(20)에서 상기 가로대(30)를 상하 및 좌우로 이동시키는 메인이동부(50)와;

상기 가로대(30)에 설치되고, 상기 가로대(30)의 일단에서 상기 지지대(40)를 전후로 각이동시키는 각이동부(60)와;

상기 지지대(40)의 하단에 설치되고, 용접을 수행하는 토치부(70)와;

상기 지지대(40)와 토치부(70)의 사이에 구비되고, 상기 지지대(40)의 하단을 중심으로 상기 토치부(70)를 회전시키는 토치회전부(80)와;

상기 토치회전부(80)와 토치부(70)의 사이에 구비되고, 상기 토치회전부(80)에서 상기 토치부(70)를 상하 및 좌우로 이동시키면서 각이동시키는 토치이동부(90)를; 포함하고,

상기 메인이동부(50)는, 상기 중심대(20)의 하단과 상기 베이스(10)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 베이스(10)를 중심으로 상기 중심대(20)를 회전시키는 제1회전기어 구동부(51)와,

상기 중심대(20)에 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되면서 상기 가로대(30)를 좌우로 슬라이딩 가능하게 고정하는 슬라이딩부재(52)와,

상기 중심대(20)와 슬라이딩부재(52)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 중심대(20)에서 상기 슬라이딩부재(52)를 수직으로 이동시키는 제1래크 피니언 구동부(53)와,

상기 슬라이딩부재(52)와 가로대(30)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 슬라이딩부재(52)에서 상기 가로대(30)를 수평으로 이동시키는 제2래크 피니언 구동부(54)를, 포함하며,

상기 각이동부(60)는, 상기 가로대(30)의 일단에 수평으로 관통되면서 회전 가능하게 설치되는 제1각이동축(61)과,

상기 가로대(30)에 설치되고 모터로 구동되며 상기 각이동축을 회전시키는 제1각이동 구동부(62)와,

상기 지지대(40)의 일측에 장착되고 상기 각이동축에 고정되는 각이동브래킷(63)을, 포함하되,

상기 토치부(70)는,

상기 토치이동부(90)의 하단에 설치되는 전극봉(71)과,

상기 전극봉(71)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 상기 전극봉(71)으로 와이어를 예열하여 안내하는 예열안내부(72)와,

상기 예열안내부(72)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 상기 예열안내부(72)로 와이어를 공급하는 와이어공급부(73)와,

상기 와이어공급부(73)의 상부측으로 상기 토치이동부(90)에 설치되고 와이어가 감긴 와이어스풀(74)을,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제4항에 있어서 상기 토치회전부(80)는,

상기 지지대(40)의 하단에 상단이 회전 가능하게 장착되고 하단이 상기 토치이동부(90)에 고정되는 로터리 조인트(81)와,

상기 로터리 조인트(81)의 상단과 상기 지지대(40)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 지지대(40)의 하단을 중심으로 상기 로터리 조인트(81)를 회전시키는 제2회전기어 구동부(82)를,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제4항에 있어서 상기 토치이동부(90)는,

상기 토치회전부(80)의 하단에 회전 가능하게 수평으로 장착되는 제2각이동축(91)과,

상기 토치회전부(80)에 설치되고 모터로 구동되며 상기 제2각이동축(91)을 회전시키는 제2각이동 구동부(92)와,

상기 제2각이동축(91)의 선단에 장착되는 설치대(93)와,

상기 설치대(93)의 외측면에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동대(94)와,

상기 수평이동대(94)의 외측면에 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수직이동대(95)와,

상기 설치대(93)와 수평이동대(94)의 사이에 설치되고 상기 설치대(93)에서 상기 수평이동대(94)를 수평으로 이동시키는 제1볼스크루 구동부(96)와,

상기 수평이동대(94)와 수직이동대(95)의 사이에 설치되고 상기 수평이동대(94)에서 상기 수직이동대(95)를 수직으로 이동시키는 제2볼스크루 구동부(97)를,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제4항에 있어서,

상기 각이동부(60)와 지지대(40)의 사이에 설치되고, 상기 지지대(40)를 상하 및 좌우로 이동시키면서 회전시키는 보조이동부(100)를;

더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제7항에 있어서 상기 보조이동부(100)는,

상기 각이동부(60)에 상하로 회전 가능하게 장착되는 보조수평대(101)와,

상기 보조수평대(101)에 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 수평이동브래킷(102)과,

상기 수평이동브래킷(102)의 일측에 일단이 회전 가능하게 장착되고 타단이 상기 지지대(40)에 장착되는 회전축(103)과,

상기 보조수평대(101)와 수평이동브래킷(102)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평대(101)에서 상기 수평이동브래킷(102)을 수평으로 이동시키는 제3래크 피니언 구동부(104)와,

상기 수평이동브래킷(102)과 회전축(103)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 회전축(103)을 중심으로 상기 수평이동브래킷(102)을 회전시키는 제3회전기어 구동부(105)와,

상기 가로대(30)와 상기 회전축(103)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 가로대(30)를 따라 상기 회전축(103)을 상하로 이동시키는 제3볼스크루 구동부(106)를,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제4항에 있어서,

상기 토치회전부(80)와 토치이동부(90)의 사이에 설치되고, 상기 토치회전부(80)에 대응하여 상기 토치이동부(90)를 수평으로 이동시키는 보조수평이동부(110)를;

더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제9항에 있어서 상기 보조수평이동부(110)는,

상기 토치회전부(80)의 하단에 장착되는 보조수평이동대(111)와,

상기 보조수평이동대(111)의 하면에 수직으로 구비되고 하단에 상기 토치이동부(90)가 설치되는 보조수직부재(112)와,

상기 보조수평이동대(111)와 보조수직부재(112)의 사이에 설치되고 모터로 구동되며 상기 보조수평이동대(111)에서 상기 보조수직부재(112)를 수평으로 이동시키는 제4볼스크루 구동부(113)를,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제4항에 있어서,

상기 토치이동부(90)의 하단에 설치되고, 증기발생기의 노즐에 분리 가능하게 고정되어 상기 토치부(70)의 이동 시에 그 진동을 방지하는 토치진동방지부(120)를;

더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.
제11항에 있어서 상기 토치진동방지부(120)는,

상기 토치이동부(90)의 하단에 상단이 수직으로 장착되는 고정봉(121)과,

상기 고정봉(121)의 하단을 회전 가능하게 지지하는 베어링(122)과,

상기 베어링(122)의 외측에 수평으로 부착되는 수평가이드대(123)와,

상기 수평가이드대(123)의 상면에 하단이 삽입되어 수평으로 슬라이딩 가능하게 구비되는 수직고정대(124)와,

상기 수평가이드대(123)의 하면에 장착되어 상기 수직고정대(124)를 고정시 키는 고정볼트(125)를,

포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 증기발생기의 노즐 곡면부 클래딩용 다축 용접장치.