KR101547470B1 - 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치 - Google Patents

기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기수분리기에 사용되는 비틀린 나선형의 베인을 수작업이 아닌 자동화된 공정으로 제조할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 소재가 안착되는 영역으로 제공되면서 비틀린 나선형 표면을 가지는 안착단 및 상기 안착단의 둘레 부위를 이루면서 상기 안착단에 안착되어 가압 성형되는 소재의 유동을 방지하는 하부접촉단이 상면에 형성되어 이루어진 하부금형; 상기 하부금형의 직상방에 위치되면서 저면에는 상기 하부금형의 상면에 형성된 하부접촉단과 대칭되는 형상의 상부접촉단이 형성되며, 상기 하부금형의 안착단이 위치된 부위의 직상방측에는 성형을 위한 평판형 소재가 투입되도록 상기 소재와 동일한 형태의 투입공이 관통 형성되어 이루어진 중간금형; 그리고, 상기 중간금형의 상부에 승강 가능하게 설치되며, 저면에는 상기 중간금형의 투입공을 관통하면서 상기 투입공 내에 투입된 소재를 상기 하부금형의 안착단과 협력하여 비틀린 나선형으로 성형하는 펀치부가 구비되어 이루어진 상부금형;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치가 제공된다.

Description

기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치{mold for manufacturing a twisting spiral type vane of steam separator}
본 발명은 기수분리기에 관련된 것으로서, 더욱 구체적으로는 기수분리기에 사용되는 비틀린 나선형의 베인을 수작업이 아닌 자동화된 공정으로 제조할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치에 관한 것이다.
일반적으로 기수분리기(steam separator)는 수관 보일러에 있어서, 기수(氣水) 드럼 속에서 발생하는 증기 내의 함유 수분(물방울)을 분리 제거하여 수실(水室)로 되돌려 보내고, 증기만을 과열기로 공급하도록 하는 장치를 의미하며, 금속망판으로 이루어진 스크린을 이용하는 건조 스크린형과, 원심분리기를 이용하는 사이클론형이 주로 사용된다.
여기서, 상기 사이클론형의 기수분리기는 증발관(증발기부) 출구에 설치되어 증기와 수분을 분리하는 용기 및 이 용기의 증기 유입측에 설치되면서 상기 유입되는 증기에 원심력을 강제 부여하는 베인부를 포함하여 구성되어, 상기 원심력에 의해 증기로부터 수분이 분리될 수 있도록 한다.
특히, 상기 베인부는 증기에 원심력을 부여하여 상기 원심력에 의해 건조증기와 수분이 서로 분리될 수 있도록 하는 역할로 인해 다양한 형상으로의 기술 개발이 이루어지고 있다.
첨부된 도 1은 상기한 기수분리기에 적용되는 베인부의 일 예를 나타내고 있다.
이러한 베인부(10)는 기류의 흐름 방향을 향해 형성된 코어(11)의 둘레면을 따라 증기의 상승 유동을 안내하기 위한 복수의 베인(12)이 설치되어 이루어지며, 특히 상기 각 베인(12)은 비틀린 나선형으로 형성하여 상기 코어(11)를 감싸면서 나선형으로 설치되도록 구성된다.
하지만, 전술된 기수분리기에 사용되는 베인부(10)의 각 베인(12)은 통상의 수지 재질로 형성될 경우 사출 성형을 통해 제조됨이 가능하지만, 폐열 회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)에 사용되는 기수분리기의 경우는 상기 베인부(10)가 금속 재질로 형성됨에 따라 사출 성형으로의 제조가 불가능하다.
즉, 상기 폐열 회수보일러와 같이 가스터빈에서 전력을 생산한 후 방출되는 고온의 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키고, 이렇게 발생된 증기를 이용하여 증기터빈을 구동함으로써 전력을 생산하는 보일러에 적용되는 기수분리기의 경우 상기 배기가스로부터 제공받는 고온의 열기로 인해 금속 재질로만 형성하였기 때문에 사출 성형으로의 제조가 이루어질 수 없었던 것이다.
이에 따라, 종래에는 평판 상태의 금속 플레이트를 고온에서 가열한 후 수작업에 의해 비틀린 나선형으로 성형한 다음 용접 작업을 통해 코어(11)의 둘레면에 일체로 고정할 수밖에 없었고, 이는 모든 베인(12)의 치수가 일정하지 못하였던 문제점이 야기되었을 뿐 아니라 코어(11)의 둘레면과 정확한 밀착이 이루어지지 못하여 용접 작업이 어려울 수밖에 없었던 문제점이 추가로 야기되었으며, 전체적인 제조 단가 역시 매우 비쌀 수밖에 없었던 문제점이 야기되었다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기수분리기에 사용되는 비틀린 나선형의 베인을 수작업이 아닌 자동화된 공정으로 제조할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치는 작업테이블이나 베이스 상에 고정 설치되며, 소재가 안착되는 영역으로 제공되면서 비틀린 나선형 표면을 가지는 안착단 및 상기 안착단의 둘레 부위를 이루면서 상기 안착단에 안착되어 가압 성형되는 소재의 유동을 방지하는 하부접촉단이 상면에 형성되어 이루어진 하부금형; 상기 하부금형의 직상방에 위치되면서 저면에는 상기 하부금형의 상면에 형성된 하부접촉단과 대칭되는 형상의 상부접촉단이 형성되며, 상기 하부금형의 안착단이 위치된 부위의 직상방측에는 성형을 위한 평판형 소재가 투입되도록 상기 소재와 동일한 형태의 투입공이 관통 형성되어 이루어진 중간금형; 그리고, 상기 중간금형의 상부에 승강 가능하게 설치되며, 저면에는 상기 중간금형의 투입공을 관통하면서 상기 투입공 내에 투입된 소재를 상기 하부금형의 안착단과 협력하여 비틀린 나선형으로 성형하는 펀치부가 구비되어 이루어진 상부금형;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서로 대칭되는 형상의 하부접촉단 및 상부접촉단은 안착단의 표면 형상으로부터 확장된 구조의 곡면부와, 하부금형의 모서리 부위에 각각 위치되면서 평면 구조로 형성된 평면부와, 서로 인접된 두 평면부 사이 부위를 형성하는 경사부를 포함하여 구성되며, 상기 각 평면부들 중 어느 두 모서리측의 평면부는 다른 두 모서리측 평면부에 비해 높게 위치되도록 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부금형을 이루는 펀치부의 저면은 상기 안착단과 동일한 구조의 비틀린 나선형 표면을 갖도록 형성되고, 상기 펀치부의 저면이 이루는 비틀린 나선형 표면과 상기 안착단의 상면이 이루는 비틀린 나선형 표면이 이루는 곡률은 비틀린 나선형 베인의 성형을 위한 소재의 탄성 복원량을 고려하여 상기 비틀린 나선형 베인의 곡률에 비해 더욱 크게 설계됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간금형에 형성되는 투입공은 부채꼴 형태로 형성되고, 이에 투입되는 소재 역시 부채꼴 형태로 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간금형에 형성되는 투입공의 각 모서리 부위는 소재의 걸림을 방지하기 위해 확장된 공간을 제공하는 확장홈이 각각 형성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치는 비틀린 나선형의 베인을 수작업이 아닌 자동화된 공정으로 제조할 수 있게 된 효과를 가진다.
즉, 상기 베인을 자동화된 공정으로 제조할 수 있음에 따라 모든 베인의 치수를 항상 일정하게 관리할 수 있게 되며, 이로 인해 상기 베인을 코어의 둘레면에 용접으로 고정하는 작업이 정확히 이루어질 수 있게 됨과 더불어 전체적인 제조 단가를 절감할 수 있게 된 효과를 가지는 것이다.
더욱이, 본 발명에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치는 자동화된 공정으로 베인을 제조함에 따라 베인의 제조를 위한 시간 역시 단축시킬 수 있게 됨으로써 생산성의 향상을 이룰 수 있게 된 효과 역시 가진다.
도 1은 기수분리기의 비틀린 나선형 베인이 적용된 베인부의 구조를 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치를 설명하기 위해 나타낸 결합 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치를 설명하기 위해 분해하여 나타낸 정면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치 중 하부금형의 상부 표면 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치 중 상부금형의 상면 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치를 이용한 베인 제조 과정을 설명하기 위해 금형장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 상태도
이하, 본 발명의 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치의 분해 및 결합 상태와 각 방향에서 본 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치(이하, “금형장치”라 함)는 크게 하부금형(100)과 중간금형(200) 및 상부금형(300)을 포함하여 구성되며, 이때 소재(12)는 상기 중간금형(200)의 상부로 투입되어 상기 하부금형(100)과 중간금형(200) 사이에 제공되면서 상기 상부금형(300)의 프레싱에 의해 비틀린 나선형의 베인(12)으로 제조될 수 있도록 함을 특징으로 제시한다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 상기 하부금형(100)은 작업테이블이나 베이스 혹은, 지면 상에 고정 설치되는 부위이다.
본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기한 하부금형(100)의 상면에 소재(20)가 안착되는 안착단(110) 및 상기 소재(20)의 성형시 상기 소재(20)의 유동을 방지하는 하부접촉단(120)이 각각 형성되어 이루어짐을 특징으로 제시한다.
여기서, 상기 안착단(110)은 상기 소재(20)가 안착되는 영역으로 제공되면서 부채꼴 형태(무지개 형태)의 비틀린 나선형 표면을 갖도록 형성되고, 상기 하부접촉단(120)은 상기 하부금형(100)의 상면 중 상기 안착단(110)의 주변 부위를 형성한다.
특히, 상기한 하부접촉단(120)은 상기 안착단(110)의 표면 형상으로부터 확장된 구조의 곡면부(121)와, 하부금형(100)의 모서리 부위에 각각 위치되면서 평면 구조로 형성된 평면부(122) 및 서로 인접된 두 평면부(122) 사이 부위를 형성하는 경사부(123)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 곡면부(121)는 상기 소재(20)의 내주면 및 외주면으로부터 방사되는 방향측 부위에 각각 형성되면서 각 평면부(122) 중 하부금형(100)의 장변 방향측으로 이웃한 두 평면부(122)의 사이 부위를 이룬다.
이와 함께, 상기 하부금형(100)의 네 모서리에 형성되는 각 평면부(122)들 중 어느 두 모서리측의 평면부(122)는 다른 두 모서리측 평면부(122)에 비해 높게 위치되도록 형성된다. 이의 구조는 상기 각 모서리 부위 간의 급격한 높낮이 차이를 이용하여 소재(20)에 대한 가압 성형이 수행될 때 상기 소재(20)의 양 끝단 모서리 부위를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 하여 상기 소재(20)의 양 끝단 부위까지도 정확한 형상으로 성형될 수 있도록 한 것이다.
다음으로, 상기 중간금형(200)은 상기 하부금형(100)의 직상방에 위치되는 금형이다.
상기 중간금형(200)의 저면에는 상기 하부금형(100)의 상면에 형성된 하부접촉단(120)과 대칭되는 형상의 상부접촉단(220)이 형성된다. 즉, 상기 상부접촉단(220) 역시 곡면부(221)와 평면부(222) 및 경사부(223)로 이루어지도록 구성되는 것이다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 중간금형(200)의 각 부위 중 상기 하부금형(100)의 안착단(110)이 위치된 부위의 직상방측에는 성형을 위한 평판형 소재(20)가 투입되도록 상기 소재(20)와 동일한 형상을 이루는 투입공(210)이 관통 형성되어 이루어짐을 특징으로 제시하며, 이는 첨부된 도 2 내지 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 통상의 금형장치에서처럼 서로 마주보는 두 금형(100,200) 사이의 수평 방향으로 소재(20)를 투입하는 것이 아니라 상하 방향으로의 소재(20) 투입이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 이는 상기 서로 마주보는 두 금형(100,200) 사이의 수평 방향으로 소재(20)를 투입할 경우 상기 두 금형(100,200) 사이의 소재 안착 부위가 곡면을 이루고 있음을 고려할 때 상기 소재(20)가 정 위치로 유지되지 못함에 따라 정확한 성형이 어렵기 때문이며, 이를 감안하여 상기 소재(20)의 투입이 상하 방향으로 이루어지되 실질적인 성형이 수행되기 전까지는 상기 중간금형(200)의 투입공(210) 내에 위치된 상태로 정위치를 유지할 수 있도록 한 것이다.
여기서, 상기 투입공(210)은 부채꼴 형상(무지개 형상)으로 형성되고, 이에 투입되는 소재(20) 역시 부채꼴 형상으로 형성된다. 이는 상기 소재(20)가 베인부(10)의 코어(11)를 나선형으로 감싸는 베인(12)으로 형성되는 구성임을 고려할 때 단순한 사각의 평판 구조로는 직경 방향으로 휘기가 극히 어렵기 때문에 최초부터 상기 소재(20)를 내주측의 원주가 좁고 외주측의 원주가 넓은 부채꼴 형태로 제공하면서 양 끝단을 서로 비트는 성형만 수행함으로써 비틀린 나선형의 베인(12)이 제조될 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 중간금형(200)에 형성되는 투입공(210)의 각 모서리 부위는 소재의 걸림을 방지하기 위해 확장된 공간을 제공하는 확장홈(211)이 각각 형성됨이 바람직하다. 즉, 소재(20)와 투입공(210)의 크기가 대략 비슷하게 형성됨을 고려할 때 상기 소재(20)가 상기 투입공(210) 내로 투입되는 과정에서 어느 한 측으로의 기울어짐이 발생될 수 있고, 이러한 소재(20)의 기울어짐이 발생될 경우 각 모서리 부위가 상기 투입공(210) 내의 각 모서리 부위에 끼이게 되어 하부금형(100)의 안착단(110)으로 원활히 공급되지 못할 우려가 있기 때문에 상기 각 확장홈(211)의 추가 형성을 통해 상기 소재(20)가 투입공(210) 내에 끼이는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기한 중간금형(200)은 복수의 가이드바(230)에 의해 하부금형(100)에 결합됨을 제시한다. 이는 소재(20)의 각 부위가 수직 방향으로 제공되는 가압력에 의해 변형되면서 성형이 이루어짐을 고려할 때 그의 변형이 이루어지는 도중 수평 방향으로의 확장력을 제공하게 되는데, 이러한 수평 방향으로의 확장력에 의해 중간금형(200)이 수평 방향으로 유동될 우려가 존재하기 때문에 상기한 각 가이드바(230)에 의해 상기 중간금형(200)이 수평 방향으로 유동됨을 방지하여 중간금형(200)과 하부금형(100)이 항상 정확히 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 중간금형(200)은 상기 하부금형(100)에 대하여 승강 가능하게 설치되도록 구성함을 됨을 추가로 제시한다. 이는 소재(20)에 대한 성형 완료시 상기 중간금형(200)이 일정 높이만큼 상승 이동될 수 있도록 하여, 상기 중간금형(200)과 하부금형(100) 사이에 위치된 소재(20)의 배출이 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 상기 중간금형(200)의 승강 구조로 인해 후술될 상부금형(300)에 의한 소재(20)의 성형시 상기 중간금형(200)은 상기 소재(20)의 변형이 이루어짐과 동시에 점진적으로 하부금형(100)에 밀착되면서 상기 소재(20)의 각 끝단 부위를 가압 및 받쳐줌에 따라 상기 소재(20)의 각 끝단 부위에 대한 정밀 성형이 가능할 수 있게 된다.
이때, 상기 중간금형(200)에 대한 승강 가능하게 설치되는 구조는 다양하게 이루어질 수 있으며, 예컨대 실시예로 도시된 바와 같이 상기 중간금형(200)만을 승강시키는 승강실린더(240)를 별도로 구비(첨부된 도 7 내지 도 9 참조)하여 상기 중간금형(200)에 대한 승강 이동이 가능하게 구성할 수 있는 반면, 도시되지는 않았지만 후술될 상부금형(300)과 연동되도록 구성하거나 혹은, 여타의 방법으로 상기 중간금형(200)을 승강 이동 가능하게 구성할 수도 있는 것이다.
다음으로, 상기 상부금형(300)은 상기 중간금형(200)의 상부에 승강 가능하게 설치되면서 상기 하부금형(100)의 안착단(110)과 협력하여 소재(20)를 비틀린 나선형의 베인(12)으로 성형하는 부위이다.
이와 같은 상부금형(300)은 상부 몸체를 이루는 상부홀더(310)와, 상기 상부홀더(310)의 저면에 하향 돌출 형성된 펀치부(320)를 포함하여 구성되며, 가압력 제공부(330)(첨부된 도 7 내지 도 9 참조)로부터 하강 이동력을 제공받아 상기 펀치부(320)로 상기 소재(20)를 프레스 성형하도록 구성된다.
여기서, 상기 펀치부(320)는 상기 중간금형(200)의 투입공(210)을 관통하면서 상기 투입공(210) 내로 투입된 소재(20)를 상기 하부금형(100)의 안착단(110)과 협력하여 비틀린 나선형으로 성형하는 부위이며, 이러한 펀치부(320)의 저면은 상기 안착단(110)과 동일한 구조의 비틀린 나선형 표면을 갖도록 형성된다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 펀치부(320)의 저면이 이루는 비틀린 나선형 표면과 상기 안착단(110)의 상면이 이루는 비틀린 나선형 표면이 이루는 곡률은 최종 성형 제품인 비틀린 나선형 베인(12)의 곡률에 비해 더욱 크도록 설계된다. 이는, 소재(20)가 가지고 있는 자체적인 탄성 복원력을 고려한 것이다.
더욱이, 상기 소재(20)를 비틀린 나선형으로 성형할 경우 상기 소재(20)의 변형 방향에 대한 형상으로 인해 상기 소재(20)가 자체적으로 가지는 탄성 복원력보다 더욱 큰 탄성 복원력이 제공될 수 있음을 감안할 때 상기 펀치부(320) 및 안착단(110)의 비틀린 나선형 표면에 대한 곡률은 상기한 인자 역시 고려하여 설계함이 바람직하다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 금형장치를 이용한 베인 제조 과정을 첨부된 도 7 내지 도 9를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
최초, 하부금형(100)의 상부에는 중간금형(200)이 위치된 상태로 유지됨과 더불어 상부금형(300)을 이루는 펀치부(320)는 상기 중간금형(200)에 형성된 투입공(210)으로부터 벗어난 위치에 준비된다. 이는, 첨부된 도 7에 도시한 바와 같다.
이의 상태에서, 상기 중간금형(200)에 형성된 투입공(210)을 통해 부채꼴 형태의 평판형 소재(20)를 투입한다.
상기 소재(20)가 투입공(210) 내로 투입될 경우 상기 소재(20)는 그 자중에 의해 투입공(210) 내의 하부로 낙하되면서 하부금형(100)의 안착단(110)에 얹히게 된다. 이때 상기 투입공(210)의 각 모서리 부위에는 확장홈(211)이 형성되어 있음을 고려할 때 상기 소재(20)가 상기 투입공(210) 내로 투입되어 낙하되는 과정에서 그의 모서리가 투입공(210)의 각 모서리 부위에 걸리는 현상 없이 정확히 낙하되어 안착단(110)으로 제공된다.
이와 함께, 상기 안착단(110)으로 제공된 소재(20)는 상기 안착단(110)이 비록 곡면을 이루도록 형성되어 있다고는 하나, 투입공(210) 내에 위치된 상태를 유지하기 때문에 상기 소재(20)가 상기 안착단(110)이 이루는 곡면에 의해 여타 부위로 미끌어지는 등의 현상이 방지될 수 있다.
그리고, 상기한 소재(20)의 투입이 완료된 상태에서는 가압력 제공부(330)의 동작이 이루어지면서 상부금형(300)의 하향 이동이 이루어진다.
이의 과정에서 상기 상부금형(300)을 이루는 펀치부(320)는 중간금형(200)에 형성된 투입공(210) 내로 삽입되면서 점차 하향 이동되고, 계속해서 상기 투입공(210) 내에 존재하면서 상기 안착단(110)에 얹혀 있던 소재(20)를 점진적으로 가압하게 된다. 이는, 첨부된 도 8에 도시한 바와 같다.
따라서, 상기 소재(20)는 상기 펀치부(320)의 저면 및 안착단(110)의 상면이 이루는 비틀린 나선형 표면과 동일한 형상으로 점차 변형된다.
특히, 상기와 같은 소재(20)의 변형이 진행되는 도중 하부금형(100)의 상면 및 중간금형(200)의 저면에 대칭 형성된 하부접촉단(120)과 상부접촉단(220)의 형상적인 특징에 의해 상기 소재(20)가 성형 영역의 외부로 밀리는 등의 위치 이탈이 방지된다. 즉, 각 접촉단(120,220)을 이루는 각 평면부(122,222)의 높이차 및 경사부(123,223)의 절곡 구조에 의해 상기 소재(20)의 수평 방향측 밀림이 방지됨에 따라 상기 소재(20)는 항상 안착단(110)에 정확히 위치된 상태로 유지될 수 있고, 이로써 상기 소재(20)의 모든 부위에 대한 정확한 성형이 이루어질 수 있는 것이다.
이후, 설정 시간이 경과되면 상기 가압력 제공부(330)의 재차적인 동작이 이루어지면서 상부금형(300)을 상향 이동시키게 되고, 이와 함께 승강실린더(240)의 구동에 의해 중간금형(200)이 상향 이동되면서 하부금형(100)으로부터 이격됨에 따라 상기 하부금형(100)과 중간금형(200) 사이에 존재하는 성형이 완료된 소재(20)를 취출함으로써 해당 소재(20)에 대한 성형 작업이 완료된다. 이는, 첨부된 도 9에 도시한 바와 같다.
이때, 상기 취출된 소재(20)는 그 자체적인 탄성 복원력에 의한 스프링백 현상이 이루어진다 하더라도 이를 감안하여 펀치부(320) 및 안착단(110)의 비틀린 나선형 표면에 대한 곡률이 설계되었기 때문에 원하는 치수로의 베인(12)으로 만들어질 수 있게 된다.
이와 함께, 상기 상부금형(300)은 펀치부(320)가 중간금형(200)의 투입공(210)으로부터 완전히 벗어나도록 상향 이동됨에 따라 상기 투입공(210)을 통한 추가적인 소재(20)의 투입이 가능하며, 이로써 계속적인 성형 작업을 수행할 수 있게 된다.
결국, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 금형장치는 비틀린 나선형의 베인(12)을 수작업이 아닌 자동화된 공정으로 제조할 수 있게 되며, 이를 통해 모든 베인(12)의 치수를 항상 일정하게 관리할 수 있게 된 장점을 가진다.
즉, 베인(12)의 치수를 일정하게 관리할 수 있기 때문에 상기 베인(12)을 코어(110)의 둘레면에 용접으로 고정하는 작업이 정확히 이루어질 수 있으며, 전체적인 제조 단가를 절감할 수 있게 된 것이다.
더욱이, 베인(12)의 제조를 위한 시간 역시 단축시킬 수 있게 됨으로써 생산성의 향상을 이룰 수 있게 된다.
10. 베인부 11. 코어
12. 베인 20. 소재
100. 하부금형 110. 안착단
120. 하부접촉단 121,221. 곡면부
122,222. 평면부 123,223. 경사부
200. 중간금형 210. 투입공
211. 확장홈 220. 상부접촉단
230. 가이드바 240. 승강실린더
300. 상부금형 310. 상부홀더
320. 펀치부 330. 가압력제공부

Claims (5)

  1. 소재가 안착되는 영역으로 제공되면서 비틀린 나선형 표면을 가지는 안착단 및 상기 안착단의 둘레 부위를 이루면서 상기 안착단에 안착되어 가압 성형되는 소재의 유동을 방지하는 하부접촉단이 상면에 형성되어 이루어진 하부금형;
    상기 하부금형의 직상방에 위치되면서 상기 하부금형과 접촉 혹은, 이격 가능되도록 상기 하부금형과는 별개로 승강 가능하게 설치되고, 저면에는 상기 하부금형의 상면에 형성된 하부접촉단과 대칭되는 형상의 상부접촉단이 형성됨과 더불어 상기 하부금형의 안착단이 위치된 부위의 직상방측에는 성형을 위한 평판형 소재가 투입되도록 상기 소재와 동일한 형태의 투입공이 관통 형성되어 이루어진 중간금형; 그리고,
    상기 중간금형의 상부에 승강 가능하게 설치되며, 저면에는 상기 중간금형의 투입공을 관통하면서 상기 투입공 내에 투입된 소재를 상기 하부금형의 안착단과 협력하여 비틀린 나선형으로 성형하는 펀치부가 구비되어 이루어진 상부금형;을 포함하여 구성되며,
    상기 서로 대칭되는 형상의 하부접촉단 및 상부접촉단은
    안착단의 표면 형상으로부터 확장된 구조의 곡면부와, 하부금형의 모서리 부위에 각각 위치되면서 평면 구조로 형성된 평면부와, 서로 인접된 두 평면부 사이 부위를 형성하는 경사부를 포함하여 구성되며,
    상기 각 평면부들 중 어느 두 모서리측의 평면부는 다른 두 모서리측 평면부에 비해 높게 위치되도록 형성됨을 특징으로 하는 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부금형을 이루는 펀치부의 저면은 상기 안착단과 동일한 구조의 비틀린 나선형 표면을 갖도록 형성되고,
    상기 펀치부의 저면이 이루는 비틀린 나선형 표면과 상기 안착단의 상면이 이루는 비틀린 나선형 표면이 이루는 곡률은 비틀린 나선형 베인의 성형을 위한 소재의 탄성 복원량을 고려하여 상기 비틀린 나선형 베인의 곡률에 비해 더욱 크게 설계됨을 특징으로 하는 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간금형에 형성되는 투입공은 부채꼴 형태로 형성되고, 이에 투입되는 소재 역시 부채꼴 형태로 형성됨을 특징으로 하는 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간금형에 형성되는 투입공의 각 모서리 부위는 소재의 걸림을 방지하기 위해 확장된 공간을 제공하는 확장홈이 각각 형성됨을 특징으로 하는 기수분리기의 비틀린 나선형 베인제조용 금형장치.
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