KR101204826B1 - 용접부 예열장치 - Google Patents

Abstract

용접부 예열장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 연료를 공급하는 연료공급부와; 굴곡 가능하게 구비되어 연료공급부와 연결되는 공급부; 및 공급부와 연결되어 대상체를 가열하는 가열부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 그 크기가 비교적 크고 다양한 형상을 가지는 대형 구조물의 예열작업을 최소한의 장비와 인력을 사용하여 매우 신속하고 정확하게 수행할 수 있어 구조물의 제조단가를 절감시킬 수 있을 뿐 아니라, 각 용접부에 걸쳐 예열작업에 의한 온도 편차가 발생하지 않도록 하여 용접 예열 품질을 향상시킬 수 있다.

용접, 예열, 구조물

Description

용접부 예열장치{APPARATUS FOR PREHIATING WELDING REGION}

본 발명은 용접부 예열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접부의 균열방지를 위해 용접부를 예열하는 용접부 예열장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스토치는 대상물을 고온으로 가열하는 데 사용하는 소형 휴대용 버너를 가리키는 것으로서, 토치램프(Torch lamp) 또는 블로우토치(Blow torch)라고도 하며, 그 사용목적에 따라 용접용이나 절단용 또는 예열(가열)용이나 세공용과 같은 여러 가지의 종류로 세분될 수 있으나, 토치의 몸체 내부로 산소와 가스를 동시에 주입하여 산소와 가스가 혼합되도록 한 다음, 이와 같이 혼합된 연료가 가스토치의 화구로 분출 및 연소되도록 하는 원리는 거의 동일하게 적용된다.

상기와 같은 여러 가지 종류의 가스토치 중, 예열토치는 철판이나 주강 등을 용접하여 각종 구조물을 제조할 시, 용접작업의 전,후에 용접부위를 예열 또는 가열시킴으로서, 구조물의 용접시 발생하는 균열이나 휨 현상을 방지하고 용접에 따른 작업성을 향상시킬 목적으로 사용된다.

이와 같은 예열토치는, 산소호스 및 가스호스가 그 후방 측으로 연결되고 산소와 가스의 혼합기를 그 전방 측에 구비하는 손잡이 형태의 핸들파이프와, 핸들파이프의 전방으로 일정 길이만큼 연장되고 그 선단부에 화구의 역할을 하는 팁이 부착된 가열용 파이프를 포함한다.

이러한 예열토치에 따르면, 작업자가 용접부위로부터 일정 거리만큼 떨어진 상태에서 예열토치의 핸들파이프를 손에 쥐고 가열용 파이프의 선단부를 용접부위에 근접시켜 철판이나 주강 등의 예열 또는 가열작업을 수행할 수 있다.

상기와 같은 예열토치에 따르면, 핸들파이프의 전방 측에 1개의 가열용 파이프가 형성되어 있기 때문에, 그 크기가 비교적 크고 다양한 형상을 가지는 대형 구조물의 용접작업에 적합하지 않은 문제점이 있다.

즉, 상기와 같은 예열토치에 의해서는 1개의 토치를 사용하여 1개소에 해당되는 용접부위의 예열작업이 가능하기 때문에, 그 크기가 비교적 크고 다양한 형상을 가지는 대형 구조물의 용접작업시 각각의 용접부위마다 예열토치를 든 작업자가 위치하여 용접부위에 대한 예열작업을 개별적으로 수행하여야 하므로, 용접부위마다 예열 정도가 일정하지 않아 용접부의 예열 품질이 저하될 뿐 아니라, 예열작업에 많은 장비와 인력이 소요되어 구조물의 제조단가가 상승되는 문제점이 발생한다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 많은 장비와 인력을 소요시키지 않으면서 예열작업을 효과적으로 수행할 수 있도록 구조를 개선한 용접부 예열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 용접부 예열장치는: 연료를 공급하는 연료공급부와; 굴곡 가능하게 구비되어 상기 연료공급부와 연결되는 공급부; 및 상기 공급부와 연결되어 대상체를 가열하는 가열부를 포함한다.

또한, 상기 공급부는 주름관을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열부는, 굴곡 가능하게 구비되어 상기 공급부와 연결되는 연결부; 및 상기 연결부와 연결되어 상기 대상체를 가열하는 버너부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 버너부는 상기 대상체에 화염을 분사하는 다수의 분사부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 대상체의 온도에 따라 상기 가열부의 작동을 제어하는 온도제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도제어부는, 상기 공급부로의 연료 공급을 조절하는 밸브부와; 상기 대상체의 온도를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 전송되는 전기신호에 따라 상기 밸브부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도제어부는 상기 대상체의 온도 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 용접부 예열장치에 따르면, 그 크기가 비교적 크고 다양한 형상을 가지는 대형 구조물의 예열작업을 최소한의 장비와 인력을 사용하여 매우 신속하고 정확하게 수행할 수 있어 구조물의 제조단가를 절감시킬 수 있을 뿐 아니라, 각 용접부에 걸쳐 예열작업에 의한 온도 편차가 발생하지 않도록 하여 용접 예열 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 직선이나 곡선 또는 3차원 형상 등에 거의 구애를 받지 않고 사용자가 요구하는 어떠한 형태로도 변형이 가능하므로, 용접하고자 하는 구조물의 크기나 형태에 거의 구애를 받지 않고 하나의 용접부 예열장치만으로도 각종 구조물의 용접부에 대한 동시 다발적인 예열이 가능하여 용접부 예열장치의 사용에 따른 편의성과 호환성을 극대화시킬 수 있다.

예열 중 용접부의 온도가 설정된 온도에 도달하면, 자동으로 밸브부를 폐쇄하여 연료공급을 차단하고 이를 작업자에게 알려줌으로써, 구조물이 과열되는 것을 방지하여 용접 예열 품질을 향상시키는 동시에 과열로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 용접부 예열장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치를 나타낸 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)는 연료공급부(110)와, 공급부(120) 및 가열부(130)를 포함한다.

연료공급부(110)는 공급부(120)와 연결되어 공급부(120)에 연료를 공급한다. 연료공급부(110)는 연료 공급원(미도시)과 연결되어 연료 공급원으로부터 연료를 공급받으며, 공급받은 연료를 공급부(120)에 공급한다. 본 실시예에서는 연료공급부(110)를 통해 공급되는 연료의 일례로서, 가스와 공기가 적정 비율 혼합된 혼합가스가 예시된다.

공급부(120)는 연료공급부(110)와 연결되어 연료공급부(110)로부터 연료를 공급받도록 구비된다. 공급부(120)는 소정의 길이를 가지며, 중공을 갖는 관(管) 형상으로 형성됨이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, 공급부(120)는 굴곡(屈曲) 가능하게 구비된다. 바람직하게는, 공급부(120)는 임의 방향으로 굴곡 가능한 주름관을 포함하는 형태로 구비될 수 있다. 이러한 공급부(120)는 사용자의 조작에 의해 예열하고자하는 대상체(10)의 형상에 대응되는 형태로 그 형상이 변형될 수 있다.

가열부(130)는 대상체(10), 좀 더 구체적으로는 대상체(10)의 용접부를 가열하도록 구비된다. 여기서, 대상체(10)란 용접될 구조물인 것으로, 용접부란 대상체(10)의 용접될 부분인 것으로 정의된다. 가열부(130)는 공급부(120)의 길이 방향을 따라 다수가 구비되며, 각각의 가열부(130)는 공급부(120)를 통해 연료를 공급 받을 수 있도록 공급부(120)와 연결된다. 이러한 가열부(130)는 연결부(131)와 버너부(135)를 포함한다.

연결부(131)는, 그 일측이 공급부(120)와 연결되어 공급부(120)를 통해 연료를 공급받도록 구비된다. 연결부(131)는 중공을 갖는 관 형상으로 형성되되, 굴곡 가능하게 구비된다. 이러한 연결부(131)는 공급부(120)와 마찬가지로 임의 방향으로 굴곡 가능한 주름관을 포함하는 형태로 구비될 수 있다.

공급부(120)와 연결부(131)에 포함되는 주름관으로는, 작업자가 잡고 힘을 줄 경우 그 힘이 가해지는 임의 방향으로 굴곡된 다음, 특별한 외력이 작용하지 않는 한 그 굴곡된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 주름관이 사용되는데, 이와 같은 기능을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 것을 사용하더라도 무방하나, 그 일례로서 스테인리스 스틸 튜브의 일종인 SUS 주름관이 적용될 수 있다.

버너부(135)는 연결부(131)의 타측에 연결되며, 연결부(131)를 통해 연료를 공급받아 대상체(10)의 용접부를 가열한다. 이러한 버너부(135)는 다수의 분사부(136)를 포함한다.

분사부(136)는 대상체(10)의 각 용접부에 화염을 분사하도록 버너부(135)에 다수 구비된다. 분사부(136)는 버너부(135)에 공급되는 연료를 연소시켜 화염을 발생시키고 이를 분사한다. 바람직하게는, 각각의 분사부(136)는 서로 일정 간격 이격되게 배치되며, 서로 동일한 크기의 화염을 발생시키도록 구비된다.

한편, 본 실시예의 용접부 예열장치(100)는 온도제어부(140)를 더 포함할 수 있다. 온도제어부(140)는 대상체(10)의 온도, 좀 더 구체적으로는 용접부의 온도에 따라 가열부(130)의 작동을 제어하도록 구비된다. 이러한 온도제어부(140)는 감지부(142)와, 제어부(144)와, 밸브부(146) 및 표시부(148)를 포함한다.

감지부(142)는 후술할 밸브부(146) 개방시 대상체(10)의 온도, 좀 더 구체적으로는 가열부(130)에 의해 예열되는 용접부의 온도를 감지한다. 감지부(142)는 용접부의 온도를 감지하는 온도센서를 구비한다. 감지부(142)에 구비되는 온도센서는 용접부의 온도를 감지하여 용접부의 온도가 설정된 온도, 다시 말해 적정 예열 온도에 도달하면 후술할 제어부(144)에 전기신호를 전송한다.

감지부(142)에 구비되는 온도센서는 대상체에 대해 접촉식일 수도 있고 비접촉식일 수도 있다. 이를 구현하기 위한 구체적인 사항은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제어부(144)는 감지부(142) 및 조작패널(145), 그리고 후술할 밸브부(146) 및 표시부(148)와 연결된다. 이러한 제어부(144)는 조작패널(145)에 의해 입력된 전기신호 또는 감지부(142)로부터 전송된 전기신호에 따라 밸브부(146) 및 표시부(148)의 작동을 제어한다.

밸브부(146)는 공급부(120)로의 연료 공급을 조절한다. 밸브부(146)는 연료공급부(110)나 공급부(120) 또는 연료공급부(110)와 공급부(120) 사이에 구비될 수 있으며, 제어부(144)의 제어에 의해 개폐됨으로써 공급부(120)로의 연료 공급이 제어부(144)의 제어에 의해 선택적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 밸브부(146)는 조작패널(145)에 의해 입력된 전기신호에 따른 제어부(144)의 제어에 의해 개방되거나, 개방된 상태에서 감지부(142)로부터 전송된 전 기신호에 따른 제어부(144)의 제어에 의해 폐쇄되도록 작동되며, 바람직하게는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.

표시부(148)는 감지부(142)와 연동되어 대상체(10)의 온도 상태를 표시하도록 구비된다. 표시부(148)는 감지부(142)로부터 전송된 전기신호에 따른 제어부(144)의 제어에 의해 작동된다. 이러한 표시부(148)는 용접부의 온도가 설정된 온도에 도달하게 되면 이를 표시하여 작업자에게 알리는 역할을 한다.

상기 표시부(148)는 빛을 발광하는 형태로 구비될 수도 있고, 경고음을 송출하는 형태로 구비될 수도 있으며, 둘을 모두 포함하는 형태로 구비될 수 있는 등 다양한 형태로 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치의 사용상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)의 작용관계 및 제어방법에 관하여 설명한다.

대상체(10)의 용접작업을 위한 예열작업을 행하고자 할 경우, 대상체(10)를 본 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)에 근접시켜 놓은 상태에서, 대상체(10)의 용접부를 따라가면서 공급부(120)를 상,하,좌,우 요구하는 임의 방향으로 일차 굴곡시킨 다음, 각각의 연결부(131)를 이차적으로 굴곡시켜 버너부(135)의 분사부(136)가 용접부와 정확하게 인접하도록 세팅한다.

그런 다음, 밸브부(146)가 개방되도록 조작패널(145)을 조작하여 공급부(120) 및 가열부(130)에 연료가 공급되도록 함으로써 버너부(135)의 각 분사부(136)에서 화염이 발생되도록 한다. 이에 따라 각각의 버너부(135)에 구비되는 분사부(136)는 동시에 화염을 분사하여 용접부를 가열하게 된다.

이와 같은 방식으로 본 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)를 이용하여 대상체(10)에 대한 예열작업을 수행하게 되면, 대상체(10)의 전체 용접부를 따라 각 가열부(130)의 버너부(135)에 의한 예열작업을 동시 다발적으로 수행할 수 있게 된다.

이와 같은 특징을 갖는 본 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)는, 구조물의 제조단가를 절감시킬 수 있을 뿐 아니라, 용접 예열 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 용접부 예열장치(100)는, 각종 구조물의 용접부에 대한 동시 다발적인 예열이 가능하여 용접부 예열장치(100)의 사용에 따른 편의성과 호환성을 극대화시킬 수 있다.

한편, 용접부 예열장치(100)에 의한 예열작업이 수행되는 중에는 감지부(142)에 의해 대상체(10)의 용접부 온도가 감지된다(S10). 용접부의 온도가 설정된 온도에 도달하게 되면, 감지부(142)는 이를 감지하여 제어부(144)에 전기신호를 전송한다(S20).

감지부(142)로부터 전기신호를 전송받은 제어부(144)는 밸브부(146)를 폐쇄시켜 공급부(120)로의 연료공급이 차단되도록 제어한다(S30). 이와 함께 제어 부(144)는 표시부(148)를 작동시켜 표시부(148)에서 빛, 경고음 등이 송출되도록 함으로써 용접부의 온도가 설정된 온도에 도달하였음을 작업자가 인식할 수 있도록 한다(S40).

상기와 같은 본 실시예의 용접부 예열장치(100)는, 구조물이 과열되는 것을 방지하여 용접 예열 품질을 향상시키는 동시에 과열로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치를 나타낸 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치의 사용상태를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 예열장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 용접부 예열장치 110 : 연료공급부

120 : 공급부 130 : 가열부

131 : 연결부 135 : 버너부

136 : 분사부 140 : 온도제어부

142 : 감지부 146 : 밸브부

148 : 표시부

Claims (7)

1. 연료를 공급하는 연료공급부;

   굴곡 가능하게 구비되어 상기 연료공급부와 연결되는 공급부;

   상기 공급부와 연결되어 대상체를 가열하는 가열부; 및

   상기 대상체의 온도에 따라 상기 가열부의 작동을 제어하는 온도제어부를 포함하고;

   상기 가열부는,

   굴곡 가능하게 구비되어 상기 공급부와 연결되는 연결부; 및

   상기 연결부와 연결되어 상기 대상체를 가열하는 버너부를 포함하고;

   상기 연결부를 통해 연료를 공급받아 대상체의 용접부를 가열할 수 있도록 상기 버너부는 상기 연결부의 타측에 연결되고, 상기 버너부는 3개 이상의 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공급부는 주름관을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 버너부는 상기 대상체에 화염을 분사하는 다수의 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 온도제어부는,

   상기 공급부로의 연료 공급을 조절하는 밸브부;

   상기 대상체의 온도를 감지하는 감지부; 및

   상기 감지부로부터 전송되는 전기신호에 따라 상기 밸브부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 온도제어부는 상기 대상체의 온도 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열장치.

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