KR101153884B1 - 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 포함하는 핀튜브 제조장치 - Google Patents

핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 포함하는 핀튜브 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중공형상의 튜브 외측에 나선 방향으로 띠형상을 갖는 핀의 일단이 연속 권취되어 이루어지는 핀튜브를 자동으로 제조하는 과정에 있어 핀튜브 이송기를 통한 핀튜브 이송시 핀튜브에 분사되는 녹슬음 방지액이 핀튜브 이송기가 슬라이드 이송되는 가이드레일에 묻지 않도록 하는 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 제공하여서 된다.
상기 프레임은, 다수의 각파이프로 직육면체 형상을 가지며 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 상면 양쪽에 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기의 이송블럭이 슬라이드 이동되도록 하는 가이드레일과, 상기 몸체의 상면 안쪽에서 상기 이송블럭과 상기 가이드레일이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부에서의 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 절곡된 커버편과, 상기 몸체의 내측 상부에서 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기에 제공되는 구동용 피니언기어가 맞물려 상기 피니언기어의 회전시 상기 핀튜브가 이송되도록 안내 하는 래크기어로 이루어지도록 구성한다.
핀튜브, 핀튜브 자동 제조장치, 프레임, 이물질 투입

Description

핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 포함하는 핀튜브 제조장치{A frame structure for fin tube manufacturing system}
본 발명은 열교환기를 이루는 나선형 핀튜브를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브의 외측에 띠형상의 핀을 나선형으로 용접 결합되어 이루어지며 동시에 녹슬음 방지용 약액이 도포된 핀튜브를 프레임에 가이드레일을 따라 이송하는 핀튜브 이송기를 통한 이송시 약액이 가이드레일로 투입되지 않도록 하는 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 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 2차적 으로 회수하여 다른 용도로 사용하기 위해 발전소 등지에서는 폐열회수보일러 시스템을 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, 핀 이 부착되는 위치에 나선형의 표면처리를 해야 되는 경우도 있어 생산성이 예상보다 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, 튜브 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 용접 작업을 수행하게 된다.
상기한 용접 작업을 수행한 다음 프레임의 후방측에서 핀튜브 이송기가 핀튜브를 당기면서 이송시키게 되는데, 이때 핀튜브의 외측에 녹슬음 방지액을 도포시킨 다음 이송함에 따라 녹슬음 방지액이 프레임의 표면에 묻은 상태에서 핀튜브 이송기의 이송블럭을 통한 이송 작업이 수행됨에 따라 반복된 이송시 레일에 묻은 녹슬음 방지액으로 인해 안정된 이송이 힘든 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은 핀튜브의 자동 제조 과정에 있어 녹슬음 방지액이 도포된 핀튜브를 이송시 약액이 외부로 투입되지 않도록 하여 핀튜브를 빠르고 안정되게 이송시킬 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공형상의 튜브 외측에 나선 방향으로 띠형상을 갖는 핀의 일단이 연속 권취되어 이루어지는 핀튜브를 자동으로 제조하는 과정에 있어 핀튜브 이송기를 통한 핀튜브 이송시 핀튜브에 분사되는 녹슬음 방지액이 핀튜브 이송기가 슬라이드 이송되는 가이드레일에 묻지 않도록 하는 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 제공하여서 된다.
상기 프레임은, 다수의 각파이프로 직육면체 형상을 가지며 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 상면 양쪽에 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기의 이송블럭이 슬라이드 이동되도록 하는 가이드레일과, 상기 몸체의 상면 안쪽에서 상기 이송블럭과 상기 가이드레일이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부에서의 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 절곡된 커버편과, 상기 몸체의 내측 상부에서 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기에 제공되는 구동용 피니언기어가 맞물려 상기 피니언기어의 회전시 상기 핀튜브가 이송되도록 안내 하는 래크기어로 이루어져 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물은 가이드레일을 커버하는 절곡편을 통해 핀튜브에 분사되는 녹슬음 방지액이 가이드레일로 침투되지 않아 핀튜브를 이송하는 핀튜브 이송기가 안정되게 반복 이송될 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물의 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, 도 1 내지 도 5의 도시에 의하여 중공형상의 튜브(T) 외측에 나선 방향으로 띠형상을 갖는 핀(F)의 일단이 연속 권취되어 이루어지는 핀튜브(FT)를 자동으로 제조하는 과정에 있어 핀튜브 이송기를 통한 핀튜브 이송시 핀튜브에 분사되는 녹슬음 방지액이 핀튜브 이송기가 슬라이드 이송되는 가이드레일에 묻지 않도록 하는 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물이 적용된 핀튜브 자동 제조장치의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.
상기 핀튜브 자동 제조장치는, 프레임(1)과, 상기 프레임(1)의 전방 일측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 상기 프레임(1)의 일측에 제공되어 튜브(T)를 연속적으로 안내 이송하는 튜브 푸싱부(3)와, 상기 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 튜브 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 표면거칠기부(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 가이드레일을 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)로 구성된다.
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, 튜브 푸싱부(3), 표면 거칠기부(5)가 위치된다.
상기 튜브 공급부(2)는, 공지 기술로 프레임(1)의 전방 외측에서 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급되도록 이송시키게 된다.
상기 튜브 푸싱부(110a)는 상기 전방몸체(110a)에 위치되어 상기 튜브 공급부(2)를 통해 공급된 튜브를 밀어서 이동시키게 된다.
상기 표면 거칠기부(5)는, 공지 기술을 통해 상기 튜브(T)의 표면을 연삭하게 된다.
상기 후방몸체(110b)는 상기 핀튜브(FT)를 안내하기 위한 것으로 녹슬음 방지액 도포부(9), 핀튜브 이송기(8), 핀튜브 안내부(10), 핀튜브 유동방지부(11), 핀튜브 컷팅부(12)가 위치된다.
상기 핀튜브 이송기(8)는, 상기 프레임(1)의 후방인 후방몸체(110b)에 위치되어 핀튜브(FT)를 고정구를 통해 고정시킨 다음 강제로 이동시키게 된다.
그리고, 상기 후방몸체(110b)의 상면 양쪽에는 길이방향을 따라 상기 핀튜브 이송기(8)의 이송블럭이 슬라이드 이동되도록 하는 가이드레일(120)이 형성되고, 상기 후방몸체(110b)의 상면 안쪽에서 상기 이송블럭과 상기 가이드레일(120)이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부(9)에서의 분사된 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 커버편(130)이 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 래크기어(140)가 제공된다.
즉, 상기 몸체(110)는, 상기 핀튜브 용접부(6)를 중심으로 전방몸체(110a)와 후방몸체(110b)로 분리되어 이루어진다.
또한, 상기 프레임(1)은, 다수의 각파이프로 직육면체 형상을 가지며 형성되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상면 양쪽에 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기(8)의 이송블럭(126)이 슬라이드 이동되도록 하는 가이드레일(120)과, 상기 몸체(110)의 상면 안쪽에서 상기 이송블럭(126)과 상기 가이드레일(120)이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부(9)에서의 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 절곡된 커버편(130)과, 상기 몸체(110)의 내측 상부에서 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기(8)에 제공되어 모터(160) 구동력으로 회전되는 구동용 피니언기어(164)가 맞물려 상기 피니언기어(164)의 회전시 상기 핀튜브(FT)가 이송되도록 안내 하는 래크기어(140)로 이루어져 구성된다.
이에따라 상기 핀튜브 이송기(8)가 핀튜브(FT)를 고정시킨 상태에서 상기 핀튜브 이송기(8)의 일측에 제공된 모터(160)가 동작하게 되면 상기 모터(160)에서 하향으로 수직한 구동축에 제공된 피니언기어(164)가 회전하게 되고 이때 피니언기어(164)와 기어치합된 래크기어(140)에 저항력을 가지게 되어 결국 상기 래크기어(140)를 따라 피니언기어(164)가 회전되면서 상기 핀튜브 이송기(8)를 이송시키게 된다.
상기 래크기어(140)는, 상기 몸체(110)의 내측 상부에서 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기(8)에 제공되면서 모터(160) 구동력으로 회전되는 구동용 피니언기어(164)가 맞물리도록 구성된다. 그러면 상기 래크기어(140)를 따라 상기 피니언기어(164)가 회전되면서 상기 핀튜브 이송기(8)를 이송시킬 수 있게 된다.
이때, 핀튜브 이송기(8)의 저면에 제공된 이송블럭(126)이 상기 프레임(1)의 몸체(110) 상면에 좌우 한 쌍으로 제공된 가이드레일(120)에 상하 결합된 상태에서 수평으로 슬라이드 되게 된다.
즉, 상기 핀튜브 이송기(8)는 가이드레일(120)에 결합된 이송블럭(126)의 슬라이드 지지력과 피니언기어(164)의 구동력으로 전후진 하게 된다.
여기서, 상기 몸체(110)의 상면 내측에는 절곡편(130)이 제공되며, 상기 절곡편(130)은 일단이 상기 몸체(110)에 결합되고 타단 수평단이 상기 이송블럭(126)의 상측을 커버하게 된다.
이에따라, 상기 핀튜브 이송기(8)의 왕복 이송시에도 상기 녹슬음 방지액 도포부(9)의 약액 도포시에도 약액이 상기 절곡편(130)에 의해 이송블럭(126)과 가이드레일(120)로 전달되지 않아 상기 핀튜브 이송기(8)가 안정되게 왕복 운동 할 수 있게 된다.
즉 상기 절곡편(130)이 상기 이송블럭(126)과 상기 가이드레일(120)을 커버하는 형태로 절곡되어 있어 약액 분사시 약액이 상기 이송블럭(126)과 상기 가이드레일(120)로 분사되지 않아 약액에 의해 상기 이송블럭(126)과 상기 가이드레일(120)을 보호할 수 있게 된다.
상기 핀튜브 안내부(10)는, 상기 핀튜브(FT)를 안내하기 위한 공지의 기술로 상기 프레임(1)의 후방몸체(110b)에 위치되며 회전되는 로울러로 구현될 수 있다.
상기 핀튜브 유동방지부(11)는, 상기 핀튜브(FT)의 유동을 방지하기 위한 공지의 기술로 이송되는 상기 핀튜브(FT)의 상측을 공지의 수단을 통해 지지하여 유동이 방지되도록 할 수 있다.
상기 핀튜브 컷팅부(12)는, 이송된 상기 핀튜브(FT)를 필요한 길이만큼 컷팅하기 위한 것으로, 공지의 수단으로 컷팅할 수 있다.
열병합 발전소의 열교환기로 적용될 수 있는 것임.
도 1은 본 발명에 따른 핀튜브 제조 과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물이 적용된 핀튜브 자동 제조 장치의 전체 구성도,
도 2는 도 1에서 프레임의 상면을 도시한 개략도,
도 3은 도 2의 프레임 정면을 도시한 개략도,
도 4는 도 3의 "D-D"선 확대도,
도 5는 도 4에서 "E"부를 도시한 확대도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
F: 핀 T: 튜브
FT: 핀튜브
1: 프레임 110: 몸체
120: 가이드레일 126: 이송블럭
130: 절곡편 140: 래크기어
160: 모터 164: 피니언기어

Claims (1)

  1. 튜브(T)의 외측에 띠 형상의 핀(F)을 나선방향으로 결합시켜 핀튜브(FT)를 제조하기 위한 것으로, 프레임(1)의 전방 외측에 제공되며 상기 프레임(1)의 중간부에 상기 튜브(T)가 올려져 슬라이드 이동될 수 있도록 적재된 튜브(T)를 하나씩 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 공급 이송되도록 하는 튜브 공급부(2)와, 상기 프레임(1)의 전방측에서 상기 프레임(1)의 길이방향을 따라 튜브(T)를 연속적으로 안내 이송하는 튜브 푸싱부(3)와, 핀(F)이 권취된 상태에서 연속적으로 풀림되도록 하는 튜브 언코일러(4)와, 상기 튜브(T)의 표면에 용접되는 상기 핀(F)의 용접 용이성 확보를 위해 상기 튜브(T)의 표면에 거친면이 형성되도록 하는 표면 거칠기부(5)와, 상기 튜브(T)의 표면에 핀(F)을 결합시켜 핀튜브(FT)를 형성시키는 핀튜브 용접부(6)와, 상기 프레임(1)의 후방측에 제공되어 상기 프레임(1)에 제공되는 레일을 따라 길이 방향으로 전후진 왕복 이송하게 되며 상기 튜브(T)에 상기 핀(F)이 용접될 수 있도록 상기 튜브(T)를 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)를 포함하는 핀튜브 제조장치에 있어서,
    상기 프레임(1)이,
    다수의 각파이프로 직육면체 형상을 가지며 형성되는 몸체(110)와,
    상기 몸체(110)의 상면 양쪽에 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기(8)의 이송블럭(126)이 슬라이드 이동되도록 하는 가이드레일(120)과,
    상기 몸체(110)의 상면 안쪽에서 상기 이송블럭(126)과 상기 가이드레일(120)이 일부 커버되도록 하여 상기 녹슬음 방지액 도포부(9)에서의 녹슬음 방지액이 묻지 않도록 보호하는 절곡된 커버편(130)과,
    상기 몸체(110)의 내측 상부에서 길이방향을 따라 제공되어 상기 핀튜브 이송기(8)에 제공되어 모터(160) 구동력으로 회전되는 구동용 피니언기어(164)가 맞물려 상기 피니언기어(164)의 회전시 상기 핀튜브(FT)가 이송되도록 안내 하는 래크기어(140)로 이루어져 구성됨을 특징으로 하는 핀튜브 제조과정에서의 이물질 투입 방지용 프레임 구조물을 포함하는 핀튜브 제조장치.
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JPH10141468A (ja) * 1996-11-11 1998-05-29 Advantest Corp 直線駆動装置用防油装置
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