KR101497487B1 - 회전 구동식 헤드부를 포함하는 관체 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 회전 구동식 헤드부를 포함하는 관체 도장장치는, 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부, 상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부, 상하 방향으로 길게 형성되며, 상단이 상기 헤드부에 연결된 지지부 및 상기 지지부의 하단에 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부를 포함하며, 상기 헤드부는 상기 지지부에 대해 회전 가능하게 연결된다.

Description

회전 구동식 헤드부를 포함하는 관체 도장장치{Painting Apparatus for Pipe Having Rotation Type Head Part}

본 발명은 관체의 내면을 도장하는 관체 도장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 구동되는 헤드부가 구비되어 관체 도장 시 오차 보정이 용이한 관체 도장장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 사용되고 있는 에너지원은 주로 화학적 에너지원이다. 화학적 에너지원이란 지구의 자원인 석유나 석탄 등을 활용한 에너지를 말하며, 이러한 화학적인 에너지원을 이용하여 전기를 생산하게 된다.

그리고 화학적인 에너지원의 가장 큰 장점은 직접적인 에너지원이며, 활용 대비 효율이 높다는 점이다. 하지만, 이들은 그 매장량에 한계가 있고, 화학적인 에너지원을 전기로 변환하는 과정에서 이산화탄소 등 환경오염물질이 배출되는 단점을 갖는다.

현대 사회에서 전기를 이용하는 전기기기 등의 사용이 갈수록 증가함에 따라 화학 에너지원이 아닌 신재생 에너지의 개발이 시급한 문제로 대두되었다. 그리고 이러한 신재생 에너지로서 태양 에너지, 바이오 에너지, 풍력 에너지, 수소 에너지, 해양 에너지 등을 이용하여 전기를 생산하는 발전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

특히 풍력 발전기는 바람의 흐름을 전기로 변환하는 것으로, 바람의 흐름에 의해 회전력이 발생되도록 블레이드(Blade)가 구비되는 로터(Rotor), 이러한 로터의 회전력을 전기로 변환하는 발전부가 구비되는 나셀 및 로터와 나셀을 지지하는 타워(Tower)로 구성된다. 상기 타워는 다수 개의 관체들이 연결된 형태를 가지며, 하나의 관체는 일반적으로 그 길이가 대략 20m, 직경이 대략 3~4m로 형성된다.

이러한 풍력 발전기는 해상이나 해변가 및 산 등 바람이 강하게 부는 지역에 설치되는데, 특히 해수의 염분에 의한 부식을 방지하고자 상기 타워를 이루는 관체의 내주면 및 외주면에 도장이 필수적이다.

그리고 상기 관체는 그 크기가 일반 파이프 등의 관에 비하여 큰 편이므로 도장작업은 일반적으로 수작업에 의존해 왔으나, 이는 도장 품질이 균일하게 이루어지지 못하는 등의 문제점이 있었다.

따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위해 관체 내면의 도장 작업을 자동화하는 관체 도장장치가 개발되었다. 상기 관체 도장장치는 관체 내면을 따라 주행하며 관체 내면에 도료를 분사하는 구조를 가진다.

다만, 종래의 관체 도장장치는 관체 표면의 불균일 또는 주행 시 자체적인 슬립 발생 등에 의해 정해진 경로를 벗어나 주행하는 경우가 많이 발생하게 된다. 그리고 이는 도장 품질을 저하시키는 결정적인 원인이 된다.

도 1은 관체 도장장치(1)가 관체(P) 내에서 도장을 수행하는 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 관체(P)의 도장 시스템은 하나 이상의 롤러(12)가 형성된 회전지지대(10)를 포함한다.

상기 롤러(12)는, 관체(P)의 양 단부에 각각 구비되어 상기 관체(P)를 회전 가능하게 지지하는 구성요소이다. 즉 관체(P)는 회전지지대(10)에 의해 중심을 축으로 하여 둘레 방향으로 회전될 수 있다.

도 2는 종래의 관체 도장장치(1)가 관체(P)의 중심선(CL)을 벗어난 모습을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 다양한 원인의 의해 관체 도장장치(1)의 주행부(2)는 관체(P)의 중심선(CL)을 벗어나는 경우가 발생하며, 이에 따라 헤드부(3)의 중심선(EL)이 관체(P)의 중심선(CL)에 대해 소정 각도만큼 어긋나게 된다. 따라서 도료를 분사하는 분사부(4)의 양단은 관체(P)의 내면으로부터 일정한 거리를 유지하지 못하여 도장 품질이 크게 저하되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법이 요구되는 상황이다.

한국공개특허 제10-2012-0066761호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 헤드부의 전후 방향 중심선이 관체의 중심선으로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있는 관체 도장장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전 구동식 헤드부를 포함하는 관체 도장장치는, 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부, 상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부, 상하 방향으로 길게 형성되며, 상단이 상기 헤드부에 연결된 지지부 및 상기 지지부의 하단에 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부를 포함하며, 상기 헤드부는 상기 지지부에 대해 회전 가능하게 연결된다.

그리고 상기 헤드부는, 회전모터와, 상기 회전모터에 의해 회전되는 제1기어를 포함하며, 상기 지지부는, 상기 상기 제1기어와 치합되어 상기 헤드부가 상기 지지부에 대해 회전 구동되도록 하는 제2기어를 포함할 수 있다.

또한 상기 헤드부는 상기 지지부에 대해 틸팅 가능하게 연결될 수 있다.

그리고 상기 지지부는, 상기 주행부에 연결되는 지지부재와, 상기 지지부재로부터 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재를 포함할 수 있다.

또한 상기 지지부는 상하 길이 조절 가능하게 형성될 수 있다.

그리고 상기 주행부가 이동 시 상기 헤드부의 전후 방향 중심선이 상기 관체의 중심선에 일치되도록 상기 헤드부의 구동을 제어하는 제어부가 더 구비될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전 구동식 헤드부를 포함하는 관체 도장장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 관체 내면의 불균일한 표면 또는 슬립 발생에 따라 주행부가 관체의 중심선을 벗어나더라도 헤드부의 YAW축을 보정하여 헤드부의 전후 방향 중심선이 관체의 중심선에 일치되도록 유지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 이에 따라 분사부는 관체 내면과 일정 거리를 유지할 수 있어 도장의 품질이 향상되는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 관체 도장장치가 관체 내에서 도장을 수행하는 모습을 나타낸 사시도;
도 2는 종래의 관체 도장장치가 관체의 중심선을 벗어난 모습을 나타낸 평면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치의 전체 모습을 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 헤드부가 좌우 회전 구동되는 모습을 나타낸 평면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 헤드부가 틸팅 구동되는 모습을 나타낸 측면도; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 주행부가 관체의 중심선을 벗어난 상황에서 헤드부의 전후 방향 중심선이 관체의 중심선에 일치되도록 헤드부를 제어하는 모습을 나타낸 평면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)의 전체 모습을 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)는 분사부(130)와, 헤드부(110)와, 지지부(140)와, 주행부(120)를 포함한다.

분사부(130)는 관체 내면에 도료를 분사하는 구성요소이며, 도료 분사를 위한 노즐이 형성된다.

본 실시예의 경우 분사부(130)는 헤드부(110)에 회전 가능하게 구비되며, 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 연장 형성된 분사노즐을 가질 수 있다. 이에 따라 분사부(130)는 회전하며 도료를 분사하고, 관체 내주면에 도장을 수행할 수 있다.

헤드부(110)는 상기 분사부(130)에 도료 및 압축공기를 공급하는 구성요소이다. 이때 상기 도료 및 압축공기 공급원은 상기 헤드부(110) 외측에 별도로 구비될 수도 있으며, 헤드부(110) 내측에 내장될 수도 있다.

그리고 본 실시예에서 헤드부(110)의 내측에는 분사부(130)의 각 분사노즐에 도료 및 압축공기를 유동시키는 유로가 형성될 수 있다.

또한 헤드부(110)는 지지부(140)에 대해 다양한 방법으로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 헤드부(110)는 회전모터(112)와, 상기 회전모터(112)에 의해 회전되는 제1기어(114)를 포함하며, 지지부(140)는, 상기 제1기어(114)와 치합되는 제2기어(116)를 포함할 수 있다. 그리고 제2기어(116)에는 연결부재(118)가 구비되어 지지부(140)의 연결구(141)에 연결될 수 있다.

이에 따라 상기 헤드부(110)는 상기 지지부(140)에 대해 좌우 회전 구동될 수 있다. 그리고 헤드부(110)는 본 실시예에서 제시된 방법과 다른 방법으로 회전되도록 형성될 수도 있음은 물론이다.

지지부(140)는 상하 방향으로 길게 형성되며, 상단이 상기 헤드부(110)에 연결되어 헤드부(110) 및 분사부(130)를 지지한다.

그리고 본 실시예의 경우 지지부(140)는 상기 헤드부(110)가 상기 지지부(140)에 대해 틸팅 가능하도록 형성된다.

이를 위해 상기 지지부(140)는 주행부(120)에 연결되는 지지부재(144, 146)와, 상기 지지부재(144, 146)로부터 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재(142)를 포함할 수 있다.

다만, 이와 달리 헤드부(110)가 지지부(140)와 직접 틸팅되도록 연결될 수도 있는 등 틸팅 방식 역시 다양한 방법에 의해 구현될 수 있을 것이다.

또한 본 실시예에서 상기 지지부(140)는 상하 길이 조절 가능하게 형성될 수 있다. 이를 위해 전술한 지지부재(144, 146)는 상부 지지부재(144) 및 하부 지지부재(146)가 서로 슬라이딩 방식에 의해 지지부(140) 전체의 길이를 조절하도록 형성될 수 있다.

그리고 지지부(140)의 길이 조절 방식 역시 다른 방법으로 구현될 수 있음은 물론이다.

주행부(120)는 상기 지지부(140)의 하단에 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된다. 즉 관체 내면을 이동할 수 있도록 다양한 이동수단이 구비될 수 있으며, 또한 이는 바퀴, 캐터필러 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다. 따라서 관체 도장장치(100)는 주행부(120)의 이동과 함께 분사부(130)에서 도료를 분사하여 도장을 수행할 수 있다.

본 실시예의 경우 주행부(10)는 복수의 주행바퀴(122)를 가진다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 헤드부(110)가 좌우 회전 구동되는 모습을 나타낸 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 회전 구조에 의해 헤드부(110)는 상기 지지부를 축으로 좌우 수평 회전 가능하게 형성되며, 이에 따라 주행부(120)의 진행방향과 다른 방향을 향하도록 형성될 수 있다.

즉 주행부(120)가 관체 도장 시 관체의 중심선을 벗어나 주행할 경우에도 헤드부(110)를 좌우 회전시켜 헤드부(110)의 중심선은 관체의 중심선과 일치되도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 헤드부(110)가 틸팅 구동되는 모습을 나타낸 측면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 틸팅 구조에 의해 헤드부(110)는 상하 회전 가능하게 형성되며, 이에 따라 주행부(120)의 진행방향과 다른 각도를 이루도록 형성될 수 있다.

즉 주행부(120)가 관체 도장 시 관체의 중심선에 대해 기울어진 상태로 주행할 경우에도 헤드부(110)를 상하 회전시켜 헤드부(110)의 중심선은 관체의 중심선과 일치되도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)에 있어서, 주행부(120)가 관체(P)의 중심선(CL)을 벗어난 상황에서 헤드부(110)의 전후 방향 중심선이 관체(P)의 중심선(CL)에 일치되도록 헤드부(110)를 제어하는 모습을 나타낸 평면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 관체(P)의 도장을 수행할 경우 다양한 원인의 의해 관체 도장장치(100)의 주행부(120)는 관체(P)의 중심선(CL)을 벗어나는 경우가 발생하며, 이에 따라 헤드부(110)의 중심선이 관체(P) 중심선(CL)에 대해 소정 각도만큼 어긋나게 된다.

하지만, 본 실시예의 경우 이와 같은 상황에서 헤드부(110)를 좌우 회전 또는 틸팅 구동시켜 헤드부(110)의 YAW축 또는 Tilt축을 보정하여 헤드부(110)의 전후 방향 중심선이 관체(P)의 중심선(CL)에 일치되도록 유지할 수 있게 된다.

그리고 이에 따라 분사부(130)는 관체(P) 내면과 일정 거리를 유지할 수 있어 도장의 품질이 향상될 수 있다.

한편 본 실시예의 경우, 도시되지는 않았으나 상기 헤드부(110)의 구동을 제어하는 제어부가 더 구비될 수 있다. 상기 제어부는 상기 주행부(120)가 이동 시 상기 헤드부(110)의 전후 방향 중심선이 상기 관체(P)의 중심선(CL)에 일치되도록 주행부(120)의 이동을 모니터링하고, 주행부(120)가 관체(P)의 중심선(CL)으로부터 이탈될 경우 이탈 정도에 대응되도록 헤드부(110)를 좌우 회전 또는 틸팅 구동시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 관체 도장장치 110: 헤드부
112: 회전모터 114: 제1기어
116: 제2기어 118: 연결부재
120: 주행부 122: 주행바퀴
130: 분사부 140: 지지부
141: 연결구 142: 틸팅부재
144: 상부 지지부재 146: 하부 지지부재
P: 관체

Claims (6)

1. 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부;
   상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부;
   상하 방향으로 길게 형성되며, 상단이 상기 헤드부에 연결된 지지부;
   상기 지지부의 하단에 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부; 및
   상기 주행부가 이동 시 상기 헤드부의 전후 방향 중심선이 상기 관체의 중심선에 일치되도록 상기 헤드부의 구동을 제어하는 제어부;
   를 포함하며,
   상기 헤드부는 상기 지지부에 대해 회전 가능하게 연결되는 관체 도장장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는,
   회전모터와, 상기 회전모터에 의해 회전되는 제1기어를 포함하며,
   상기 지지부는,
   상기 상기 제1기어와 치합되어 상기 헤드부가 상기 지지부에 대해 회전 구동되도록 하는 제2기어를 포함하는 관체 도장장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는 상기 지지부에 대해 틸팅 가능하게 연결되는 관체 도장장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지부는,
   상기 주행부에 연결되는 지지부재와, 상기 지지부재로부터 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재를 포함하는 관체 도장장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는 상하 길이 조절 가능하게 형성되는 관체 도장장치.
6. 삭제

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