KR101490469B1

KR101490469B1 - 튜브 패널 반전 장치

Info

Publication number: KR101490469B1
Application number: KR20130058913A
Authority: KR
Inventors: 조재영
Original assignee: 주식회사 동주웰딩
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2015-02-05
Also published as: KR20140137822A

Abstract

본 발명은 튜브 패널을 자동으로 반전시켜 작업자의 부담을 줄이고, 작업의 정밀도와 제품의 품질을 향상시켜 작업효율을 높일 수 있는 튜브 패널 반전 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 튜브 패널 반전 장치의 구성을 살펴보면, 튜브 패널 반전 장치는, 수평방향으로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 수직부재로 구성된 프레임과, 상기 한 쌍의 수직부재에 각각 힌지 결합되고 서로 대향하는 방향으로 연장된 한 쌍의 링크암과, 상기 한 쌍의 링크암을 회전시키는 액추에이터와, 상기 수직부재와 상기 링크암에 설치된 다수의 스프로킷과, 상기 스프로킷에 감겨 폐루프를 형성하는 반전체인을 포함한다.

Description

튜브 패널 반전 장치{APPARATUS OF INVERTING TUBE PANEL}

본 발명은 튜브 패널 반전 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 발전용 또는 산업용 보일러의 튜브 패널을 제작하는데 사용되는 반전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 발전용 또는 산업용으로 필요한 증기를 생성하는 장치이다. 발전용 또는 산업용 보일러는, 증기를 발생시키는 본체(노, 과열기, 재열기, 절탄기)와, 본체에서 발생한 증기를 순환시키는 순환계통과, 보일러 내에 열원을 공급하는 연소장치와, 연소에 필요한 공기의 공급함과 동시에 연소가스를 외부로 배출하는 통풍장치와, 외부로 배출되는 연소가스로부터 열량을 회수하는 공기 예열기와, 보일러 본체 내에 축적되는 회분을 제거하기 위한 제매기와, 보일러 본체를 보호하기 위한 안전밸브 등 부대설비로 이루어진다.

발전용 또는 산업용 보일러의 노벽(furnace wall)은 튜브와 튜브 사이를 이음매로 연결한 튜브 패널에 의해 실링(sealing)된다. 튜브 패널은 튜브를 통해 순환하는 물을 수증기로 만들어 증기터빈을 돌리거나 배관을 통해 순환시켜 보일러의 용도로 이용하기 위한 수단이다.

상술한 튜브 패널의 제작방법을 살펴보면, 튜브와 이음매를 교대로 위치시키고 서로 맞닿도록 밀착시킨 후 튜브와 이음매 사이를 용접한다. 이때, 접합 부위의 상부면을 먼저 용접하고, 튜브 패널을 180˚ 반전시킨 다음 접합 부위의 하부면을 용접한다. 즉, 대한민국등록실용신안공보 제20-0201359호(2000.08.21.)에 기재된 것처럼, 상부 용접부를 용접하여 접합된 튜브 패널을 체인 슬링으로 감은 후, 이를 와이어로프와 호이스트 크레인에 연결하여 반전시킨다. 그리고 상부 용접부의 반대편인 하부 용접부를 용접한다.

그러나 종래의 제작방법은 들어 올린 튜브 패널을 이동 장소로 이동하여 반전시켜야 하는데, 이럴 경우 튜브 패널 자체의 무게와 정적 및 동적 하중이 작용하여 완제품을 제작하기도 전에 패널이 파손될 우려가 있다. 실제로 체인 슬링을 사용하여 튜브 패널을 반전시키는 과정에서 상술한 문제가 발생하면 경제적 손실뿐만 아니라 안전상의 심각한 사고를 초래할 수 있다.

대한민국등록실용신안공보 제20-0201359호(2000.08.21.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 튜브 패널을 자동으로 반전시켜 작업자의 부담을 줄이고, 작업의 정밀도와 제품의 품질을 향상시켜 작업효율을 높일 수 있는 튜브 패널 반전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 튜브 패널을 반전시키는 작업이 자동으로 이루어지므로 작업과정에서 안전사고의 우려가 없는 튜브 패널 반전 장치의 제공을 추가적인 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 튜브 패널 반전 장치는, 수평방향으로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 수직부재로 구성된 프레임과, 상기 한 쌍의 수직부재에 각각 힌지 결합되고 서로 대향하는 방향으로 연장된 한 쌍의 링크암과, 상기 한 쌍의 링크암을 회전시키는 액추에이터와, 상기 수직부재와 상기 링크암에 설치된 다수의 스프로킷과, 상기 스프로킷에 감겨 폐루프를 형성하는 반전체인을 포함한다.

상기 링크암은 상기 수직부재에 설치된 힌지축에 결합되되, 그 일단이 상기 프레임의 내부로 연장되고, 타단이 상기 프레임의 외부로 돌출된다. 또한, 상기 링크암의 일단에는 상기 반전체인의 이탈을 방지하는 가이드가 설치된다.

상기 액추에이터는 상단이 상기 링크암의 타단에 힌지 결합되고, 하단이 상기 수직부재의 외측면에 설치된 힌지 브라켓에 힌지 결합된다. 이때, 상기 액추에이터는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더이다.

또한, 본 발명에 의한 튜브 패널 반전 장치는 구동수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구동수단은, 상기 수직부재의 양단에 각각 설치된 구동축 및 종동축과, 상기 구동축 및 상기 종동축에 각각 결합된 구동기어 및 종동기어와, 상기 구동기어 및 상기 종동기어에 감긴 구동체인과, 상기 구동기어를 회전시키는 구동모터와, 상기 종동축에 설치되어 상기 반전체인이 감기는 구동 스프로킷으로 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 튜브 패널 반전 장치는 상기 반전체인의 장력을 조절하는 장력 조절부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 장력 조절부는, 상기 수직부재에 이동 가능하게 설치된 브라켓과, 상기 브라켓에 회전 가능하게 설치된 보조 스프로킷으로 구성된다.

상술한 구성의 본 발명은, 상기 액추에이터가 상기 링크암을 회전시키면 상기 반전체인이 상기 한 쌍의 수직부재 사이에 위치된 튜브 패널을 들어 올린 후 상하를 반전시킨다. 이때, 상기 구동모터가 작동할 경우 상기 구동 스프로킷이 회전하며 상기 반전체인을 순환시켜 튜브 패널을 확실하게 반전시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 액추에이터의 작동에 의해 링크암이 회전하며 튜브 패널을 자동으로 반전시키므로 작업자의 부담을 줄일 수 있고, 작업의 정밀도와 제품의 품질을 향상시켜 작업효율을 높일 수 있다. 특히, 튜브 패널의 반전 작업시 작업자가 개입하지 않으므로 작업과정에서 안전사고의 우려가 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치의 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치 중 제1장치를 도시한 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치를 이용한 튜브 패널의 반전과정을 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치(1)는, 튜브 패널(3)을 이송하는 반송 테이블(30)과, 반송 테이블(30)을 기준으로 튜브 패널(3)이 공급되는 입구 측에 설치된 제1장치(10)와, 튜브 패널(3)이 배출되는 출구 측에 위치된 제2장치(20)와, 제1장치(10)와 제2장치(20)를 연결하는 종동축(630)으로 구성된다. 이때, 제1장치(10)에는 구동수단(600)이 설치되고, 구동수단(600)에서 발생한 회전력은 종동축(630)을 통해 제1장치(10)와 제2장치(20)로 전달된다.

본 실시예에서는 제1장치(10)와 제2장치(20)가 하나씩 마련된 것으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 튜브 패널(3)의 길이에 따라 제1장치(10)와 제2장치(20)의 설치개수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 튜브 패널(3)의 이송방향을 따라 제1장치(10)와 제2장치(20)를 교번하게 설치하거나, 한 쌍의 제1장치(10) 사이에 2~3개의 제2장치(20)를 설치할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치(1)의 제1장치(10)와 제2장치(20)는 동일한 구성을 갖되 제1장치(10)가 구동수단(600)을 더 포함하여 구성된다. 따라서 도 4에 도시된 제1장치(10)를 기준으로 본 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치(1)의 구조에 대해 설명하도록 한다.

튜브 패널 반전 장치(1)는, 수직부재(110,120)와 수평부재(130)를 포함하는 프레임(100)과, 한 쌍의 수직부재(110,120)에 각각 힌지 결합되는 한 쌍의 링크암(210,220)과, 수직부재(110,120)와 링크암(210,220) 사이에 설치된 액추에이터(310,320)와, 수직부재(110,120)와 링크암(210,200)에 설치된 다수의 스프로킷(400)과, 스프로킷(400)에 감겨 폐루프를 형성하는 반전체인(500)과, 반전체인(500)을 순환시키는 구동수단(600)으로 구성된다.

프레임(100)은, 수평방향으로 이격되고 서로 평행하게 배치된 제1수직부재(110) 및 제2수직부재(120)와, 제1수직부재(110)와 제2수직부재(120)를 연결하는 수평부재(130)를 포함한다. 상술한 각 부재(110,120,130)는, 웨브가 서로 마주보도록 배치되고 일정 간격 이격된 한 쌍의 C형강(도 3의 112 및 114, 122 및 124, 132 및 134)으로 구성된다. 그리고 링크암(210,220), 액추에이터(310,320), 스프로킷(400), 반전체인(500)이 한 쌍의 C형강(도 3의 112 및 114, 122 및 124, 132 및 134) 사이에 위치된다.

제1수직부재(110)와 제2수직부재(120)의 상단과 하단에는 힌지축(140)과 구동축(610)이 각각 설치되며, 힌지축(140)에는 제1스프로킷(410)이 결합되고, 구동축(610)에는 구동기어(620)가 결합된다. 구동축(610)의 상부에는 회전축(710)이 설치되고, 회전축(710)에는 제2스프로킷(420)이 결합된다. 또한, 힌지축(140)의 하부에는 종동축(630)이 위치되고, 종동축(630)에는 종동기어(640)와 구동 스프로킷(430)이 결합된다. 이때, 종동기어(640)는 구동체인(650)과 함께 구동축(610)의 회전력을 종동축(630)에 전달하는 수단이며, 구동 스프로킷(430)은 종동축(630)을 통해 전달된 회전력을 이용하여 반전체인(500)을 순환시키는 수단이다.

상술한 제1수직부재(110)와 제2수직부재(120)의 상단 외측면에는 장력 조절부(150)가 설치된다. 장력 조절부(150)는 반전체인(500)의 장력을 조절하기 위한 수단이며, 제1 및 제2수직부재(110,120)에 상하로 이동 가능하게 설치된 브라켓(152)과, 브라켓(152)에 회전 가능하게 설치되며 반전체인(500)이 감긴 보조 스프로킷(154)으로 구성된다. 이때, 반전체인(500)의 장력을 조절하기 위해 보조 스프로킷(154)을 상승시키면 반전체인(500)이 긴장되고, 하강시키면 반전체인(500)이 이완된다.

제1수직부재(110)와 제2수직부재(120)의 하단 외측면에는 힌지 브라켓(160)이 설치된다. 힌지 브라켓(160)은 액추에이터(310,320)의 직선왕복운동을 링크암(210,220)의 회전운동으로 전환하기 수단이며, 이를 위하여 액추에이터(310,320)의 하단이 힌지 브라켓(160)에 회전 가능하게 결합된다.

링크암(210,220)은, 제1수직부재(110)에 힌지 결합되는 제1링크암(210)과, 제2수직부재(120)에 힌지 결합되는 제2링크암(220)을 포함한다. 제1링크암(210)은 힌지축(140)을 통해 제1수직부재(110)의 상단에 결합되고, 제2링크암(220)은 힌지축(140)을 통해 제2수직부재(120)의 상단에 결합된다. 링크암(210,220)의 구조를 살펴보면, 튜브 패널(3)의 이송방향으로 이격된 한 쌍의 판재(212,214 및 222,224)로 구성된다(도 3참조). 또한, 한 쌍의 판재(도 3의 212,214 및 222,224)로 구성된 링크암(210,220)은, 프레임(100)의 내부로 연장된 장판부(216,226)와, 프레임(100)의 외부로 돌출된 단판부(218,228)로 형성되되, 장판부(216,226)와 단판부(218,228)가 소정 각도를 이루는 ㄱ자 형상을 갖는다.

상술한 바와 같이 한 쌍의 판재(도 3의 212,214 및 222,224)로 구성된 제1 및 제2링크암(210,220)의 내부에는 제1, 제3 및 제4스프로킷(410,440,450)과 가이드(219,229)가 위치된다. 다시 말해, 제1스프로킷(410)은 장판부(216,226)와 단판부(218,228) 사이에 위치되고, 제3 및 제4스프로킷(440,450)은 장판부(216,226) 상에 위치되며, 가이드(219,229)는 장판부(216,226)의 단부에 위치된다. 이 중에서, 가이드(219,229)는 제1 및 제2링크암(210,220)의 회전시 반전체인(500)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.

액추에이터(310,320)는, 제1링크암(210)을 회전시키는 제1액추에이터(310)와, 제2링크암(220)을 회전시키는 제2액추에이터(320)를 포함한다. 액추에이터(310,320)는, 힌지 브라켓(160)에 힌지 결합된 몸체(312,322)와, 제1 및 제2링크암(210.220)의 단판부(218,228)에 힌지 결합된 로드(314,324)로 구성된다.

상술한 액추에이터(310,320)는 고정단인 힌지 브라켓(160)과 가동단인 단판부(218,228)에 각각 힌지 결합되므로, 유압(또는 공압) 인가시 그 길이가 신장 또는 수축되며 제1 및 제2링크암(210,220)을 회전시킨다. 즉, 액추에이터(310,320)의 직선왕복운동은 고정단 및 가동단과의 힌지 결합구조를 통해 회전운동으로 전환되어 제1 및 제2링크암(210,220)을 회전시킨다.

스프로킷(400)은 반전체인(500)과 맞물려 동력(구동수단(600)에서 발생한 회전력)을 전달하는 구성요소이다. 스프로킷(400)은, 반전체인(500)의 순환을 안내하는 제1, 제2, 제3, 제4스프로킷(410,420,440,450)과, 반전체인(500)을 순환시키는 구동 스프라켓(430)과, 반전체인(500)의 장력을 조절하는 보조 스프로킷(154)으로 이루어진다.

반전체인(500)은 상술한 스프로킷(400)에 감겨 폐루프를 형성하는 체인이다. 반전체인(500)은 링크암(210,220)의 회전시 반송 테이블(30) 위에 놓인 튜브 패널(3)을 들어 올리거나 내릴 수 있는 길이로 형성된다.

구동수단(600)은, 수직부재(110120)의 하단에 설치된 구동축(610)과, 힌지축(140)의 하부에 설치된 종동축(630)과, 구동축(610)에 결합된 구동기어(620)와, 종동축(630)에 결합된 종동기어(640)와, 구동기어(620)와 종동기어(640)에 감긴 구동체인(650)과, 구동기어(620)를 회전시키는 구동모터(660)를 포함한다.

상술한 구성의 구동수단(600)에 따르면, 구동모터(660)에서 발생한 회전력이 구동축(610), 구동기어(620), 구동체인(650), 종동기어(640)를 통해 전달되어 종동축(630)을 회전시키고, 종동축(630)에 결합된 구동 스프로킷(430)이 회전하며 반전체인(500)을 순환시킨다.

도 5 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치(1)를 이용한 튜브 패널(3)의 반전과정을 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 튜브 패널 반전 장치(1)는, 튜브(3a)와 이음매(3b)가 교대로 배치되어 접합된 튜브 패널(3)의 상하를 반전시키는 장치이다. 좀 더 상세하게는, 용접부위(3c)가 상면에만 형성된 튜브 패널(3)의 상하를 반전시키는 장치이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 튜브 패널(3)이 반송 테이블(30)로 이송되면, 제1액추에이터(310)와 제2액추에이터(320)가 작동하여 제1링크암(210)과 제2링크암(220)을 회전시킨다. 즉, 제1액추에이터(310)의 길이가 수축(로드(314)가 몸체(312)의 내부로 삽입)되며 제1링크암(210)을 반시계방향으로 회전시키고, 제2액추에이터(320)의 길이가 수축(로드(324)가 몸체(322)의 내부로 삽입)되며 제2링크암(220)을 시계방향으로 회전시킨다. 이때, 제1링크암(210)의 회전 중심은 제1힌지축(142)이고, 제2링크암(220)의 회전 중심은 제2힌지축(144)이다.

제1 및 제2액추에이터(310,320)의 작동에 의해 제1 및 제2링크암(210,220)이 회전하여 도 6에 도시된 것처럼 수평상태가 되면, 반송 테이블(30)의 하부에 위치된 반전체인(500)이 상승하며 튜브 패널(3)을 들어 올린다. 또한, 제1 및 제2링크암(210,220)의 단부가 근접함에 따라 반전체인(500)이 U자 형태로 변형되며 튜브 패널(3)을 수직으로 배치시킨다.

상술한 상태에서 제1액추에이터(310)의 길이는 더 수축시키고 제2액추에이터(320)의 길이는 신장시킬 경우, 제1링크암(210)과 제2링크암(220)은 제1힌지축(142)과 제2힌지축(142)을 중심으로 반시계방향으로 회전한다. 즉, 제1링크암(210)의 단부는 상승하고, 제2링크암(220)의 단부는 하강하며 튜브 패널(3)의 상하를 반전시킨다(도 7 참조). 이때, 구동수단(600)이 작동하여 반전체인(500)을 도면의 화살표 방향(a)으로 순환시킬 경우 튜브 패널(3)을 더욱 확실하게 반전시킬 수 있다.

마지막으로, 제1액추에이터(310)와 제2액추에이터(320)가 작동하여 제1링크암(210)을 시계방향으로, 그리고 제2링크암(220)을 반시계방향으로 회전시키면, 상하가 반전된 튜브 패널(3)이 반송 테이블(30)에 안착된다. 즉, 튜브 패널(3)의 용접부위(3c)가 하면에 위치하게 된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 튜브 패널 반전 장치 3: 튜브 패널
100: 프레임 210: 제1링크암
220: 제2링크암 310: 제1액추에이터
320: 제2액추에이터 400: 스프로킷
500: 반전체인 600: 구동수단

Claims

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튜브와 이음매가 교대로 배치된 튜브 패널을 반전시키는 장치에 있어서,
수평방향으로 이격되고 평행하게 배치된 한 쌍의 수직부재로 구성된 프레임;
상기 수직부재에 설치된 힌지축;
상기 힌지축을 통해 상기 한 쌍의 수직부재에 각각 힌지 결합되고, 서로 대향하는 방향으로 연장된 한 쌍의 링크암;
양단이 상기 수직부재와 상기 링크암에 각각 힌지 결합되어, 상기 한 쌍의 링크암을 회전시키는 액추에이터;
상기 수직부재와 상기 링크암에 설치된 다수의 스프로킷; 및
상기 스프로킷에 감겨 폐루프를 형성하는 반전체인을 포함하며,
상기 링크암의 일단은 상기 프레임의 내부로 연장되고, 상기 링크암의 타단은 상기 프레임의 외부로 돌출되며, 상기 액추에이터의 상단이 상기 링크암의 타단에 힌지 결합되고, 상기 액추에이터의 하단이 상기 수직부재의 외측면에 힌지 결합되며,
상기 액추에이터가 상기 링크암을 회전시키면 상기 반전체인이 상기 한 쌍의 수직부재 사이에 위치된 튜브 패널을 들어 올린 후 상하를 반전시키는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 수직부재의 외측면에 힌지 브라켓이 설치되고, 상기 액추에이터의 하단이 상기 힌지 브라켓에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 반전체인의 이탈을 방지하는 가이드가 상기 링크암의 일단에 설치된 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 액추에이터는, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더인 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수직부재의 양단에 각각 설치된 구동축과 종동축;
상기 구동축과 상기 종동축에 각각 결합된 구동기어와 종동기어;
상기 구동기어와 상기 종동기어에 감긴 구동체인;
상기 구동기어를 회전시키는 구동모터; 및
상기 종동축에 설치되어 상기 반전체인이 감기는 구동 스프로킷을 포함하고,
상기 구동모터가 작동할 경우 상기 구동 스프로킷이 회전하며 상기 반전체인을 순환시키는 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 반전체인의 장력을 조절하는 장력 조절부를 더 포함하고,
상기 장력 조절부는, 상기 수직부재에 이동 가능하게 설치된 브라켓과, 상기 브라켓에 회전 가능하게 설치된 보조 스프로킷으로 구성된 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 튜브 패널 반전 장치는, 튜브 패널의 이송방향을 따라 이격된 적어도 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 튜브 패널 반전 장치.