KR101783627B1 - 열교환기용 핀튜브 제조장치 - Google Patents

열교환기용 핀튜브 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 튜브를 수평 이동시켜 공급하는 튜브 공급기; 상기 튜브 공급기로부터 공급받은 튜브의 표면을 가공하여 상기 튜브의 표면에 존재하는 부식 및 이물질을 제거하는 튜브 샌딩기; 상기 튜브 샌딩기를 통과한 튜브의 둘레면에 전열핀을 권취하는 핀 권취기; 상기 핀 권취기를 통과하면서 전열핀이 권취되어 이루어진 핀튜브의 끝단을 파지한 상태로 핀튜브의 축방향을 향해 이동되면서 상기 핀튜브를 취출하는 취출기;를 포함하여 구성되며, 상기 각 기기는 인라인(in-line)을 이루면서 순차적으로 배치되어 연속 작업이 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 열교환기용 핀튜브 제조장치가 제공되며, 이를 통해 각 튜브의 직경에 따른 각 기기별 셋팅이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

열교환기용 핀튜브 제조장치{manufacturing device of fin-tube for heat exchange}
본 발명은 열교환기에 사용되는 핀튜브를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 튜브의 직경에 따른 각 기기별 셋팅이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있고, 또한 튜브의 외주면에 핀을 용접하는 과정에서 야기될 수 있는 문제점을 미연에 방지하면서도 정확하게 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐열 회수보일러와 같이 대형의 핀튜브형 열교환기에 사용되는 핀튜브는 내부로 유체가 흐르는 튜브 및 이 튜브의 외주면에 나선형으로 감기도록 형성되면서 상기 튜브의 외부를 흐르는 배기가스의 열기와 열교환되도록 하는 전열핀을 포함하여 구성된다.
특히, 상기한 각 전열핀들은 상기 배기가스와의 열교환 효율이 더욱 향상될 수 있도록 하기 위해 전열핀을 이루는 각 핀들을 전,후방으로 기울어진 구조로 형성하면서 상기 튜브의 외주면에 용접으로 고정될 수 있도록 구성된다.
이와 같은 핀튜브의 제조는 통상 튜브를 공급하는 공급기 및 상기 공급기로부터 공급받은 튜브의 외주면에 전열핀을 권취하는 권취기를 포함하여 구성되며, 이러한 핀튜브 제조를 위한 각각의 기기에 관련하여는 등록특허 제10-0306001호, 등록특허 제10-0612624호, 등록특허 제10-0989418호, 등록특허 제10-1153884호, 등록실용신안 제20-0232431호, 등록특허 제10-0306002호 등에 개시된 바와 같다.
하지만, 전술된 종래 기술에 따른 핀튜브 열교환기용 핀튜브 제조장치는 제조하고자 하는 핀튜브의 튜브 직경이 변경될 경우 공급기 및 권취기의 튜브 파지 부위에 대한 변경이 이루어져야 하고, 이러한 변경은 수작업으로만 이루어질 뿐만 아니라 시운전을 통해 실제 튜브에 전열핀이 감긴 상태를 확인하면서 각 전열핀 간의 이격 거리나 튜브와의 용접 정밀도를 확인함에 따라 전체적인 최초 셋팅 작업이 느리게 진행되었던 문제점이 있었다.
등록특허 제10-0306001호 등록특허 제10-0612624호 등록특허 제10-0989418호 등록특허 제10-1153884호 등록실용신안 제20-0232431호 등록특허 제10-0306002호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각 튜브의 직경에 따른 각 기기별 셋팅이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있고, 또한 튜브의 외주면에 핀을 용접하는 과정에서 야기될 수 있는 문제점을 미연에 방지하면서도 정확하게 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치에 따르면 튜브를 수평 이동시켜 공급하는 튜브 공급기; 상기 튜브 공급기로부터 공급받은 튜브의 표면을 가공하여 상기 튜브의 표면에 존재하는 부식 및 이물질을 제거하는 튜브 샌딩기; 상기 튜브 샌딩기를 통과한 튜브의 둘레면에 전열핀을 권취하는 핀 권취기; 상기 핀 권취기를 통과하면서 전열핀이 권취되어 이루어진 핀튜브의 끝단을 파지한 상태로 핀튜브의 축방향을 향해 이동되면서 상기 핀튜브를 취출하는 취출기;를 포함하여 구성되며, 상기 각 기기는 인라인(in-line)을 이루면서 순차적으로 배치되어 연속 작업이 가능하도록 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 튜브 공급기는 튜브의 둘레면 중 서로 대칭되는 방사 방향측에 접촉되고, 해당 튜브의 방사 방향으로 이동 가능하게 설치됨과 더불어 서로는 사이클로이드 곡선을 이루도록 경사지게 설치되면서 그의 구름 회전에 의해 상기 튜브를 전진 이동시키는 복수의 이송용롤러와, 상기 각 이송용롤러를 각각 개별 이송하도록 구동력을 제공하는 각각의 이송용 서보모터와, 상기 각 이송용롤러 중 적어도 두 이송용롤러를 나머지 이송용롤러로부터 이격시키는 이격동작부와, 상기 각 이송용롤러가 회전되도록 구동력을 제공하는 롤러구동용 모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 이격동작부는 어느 한 이송용롤러가 튜브의 중심으로부터 상하 방향으로 이송되도록 설치되는 수직단, 상기 수직단의 하단으로부터 연장되게 형성되면서 상기 튜브의 중심으로부터 방사 방향으로 다른 한 이송용롤러가 이송되도록 설치되는 경사단 및 상기 경사단의 하단으로부터 하향 연장되게 형성되면서 테이블에 회전 가능하게 설치되는 설치브라켓과, 상기 설치브라켓을 회전시키는 브라켓회전용 실린더를 포함하여 이루어지고, 상기 각 이송용롤러는 각 이송용 서보모터의 구동에 의해 회전되는 볼스크류에 연결되면서 이동되도록 구성되며, 상기 각 이송용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 각 이송용롤러의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 튜브 샌딩기는 양측면에 상기 튜브 공급기로부터 공급되는 튜브가 통과되는 통과공이 각각 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부 및 상기 케이스 외부에 각각 위치되면서 해당 튜브의 저부에서 상기 튜브의 방사 방향을 향해 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 튜브의 양측 저면이 얹히는 두 얹힘롤러가 구름 회전 가능하게 설치된 두 지지롤러부 및 상기 두 지지롤러부를 일괄적으로 튜브의 방사 방향으로 이동시키는 방사이동부로 이루어진 복수의 지지수단과, 상기 케이스의 내부에 구비되며, 상기 각 지지수단에 얹혀 회전되는 튜브의 상면에 접촉되면서 상기 튜브의 둘레면에 존재하는 부식 부위나 이물질 부위를 제거하는 링형의 샌더와, 상기 샌더 내의 양 끝단이 경유하도록 감기면서 해당 샌더를 강제 회전시키는 두 회전롤러가 각각 구비됨과 더불어 측면의 어느 한 부위는 상하로 회전 가능하게 설치된 샌더설치용 브라켓과, 상기 샌더설치용 브라켓을 상하 회전시키도록 구동되는 회전구동용 실린더를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 각각의 지지수단을 이루는 지지롤러부는 얹힘롤러가 설치되는 설치샤프트 및 상기 설치샤프트가 나사식으로 결합되면서 축방향으로 이동됨을 안내하는 롤러하우징을 포함하여 이루어지고, 상기 각각의 지지수단을 이루는 방사이동부는 상기 각 지지수단의 두 지지롤러부를 이루는 두 설치샤프트의 하측 끝단에 각각 결합되면서 외부 구동력에 의해 해당 설치샤프트를 회전시키는 각각의 종동베벨기어와, 상기 두 설치샤프트의 하측 끝단을 가로지르도록 설치되면서 양 끝단에는 상기 종동베벨기어에 맞물려 회전되는 주동베벨기어가 각각 설치되어 이루어진 단일의 구동샤프트와, 상기 구동샤프트를 회전시키는 단일의 거리조절용 서보모터를 포함하며, 상기 거리조절용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 설치샤프트의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 핀 권취기는 상기 튜브 샌딩기를 통과하여 공급된 튜브의 일측을 지지하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러를 상기 튜브의 방사 방향으로 이동시키는 가이드롤러용 서보모터와, 상기 가이드롤러와는 반대측에 위치되면서 상기 튜브에 권취되는 전열핀을 상기 튜브에 가압하는 스퀴즈롤러와, 상기 스퀴즈롤러를 이동시키는 롤러이동용 실린더를 포함하고, 상기 가이드롤러용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 가이드롤러의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브 공급기와 튜브 샌딩기와 핀 권취기 및 취출기가 인라인(in-line)을 이루면서 순차적으로 배치됨에 따라 핀튜브는 연속적으로 이동되면서 제조될 수 있게 된 효과를 가진다.
특히, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브의 종류가 지정되면 각 기기에 구비된 각각의 서보모터들이 지정된 튜브에 대하여 기억하고 있던 정보를 토대로 구동되면서 각 이송용롤러와, 구동샤프트와, 보조받침롤러 및 가이드롤러의 이동거리를 해당 튜브에 맞게 일괄적으로 셋팅함에 따라 튜브의 종류 변경에 따른 각 동작 부위의 셋팅 작업에 소요되는 시간의 최소화를 이룰 수 있게 됨과 더불어 정확한 셋팅이 가능하게 된 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브 샌딩기의 각 지지수단이 단일의 거리조절용 서보모터의 구동력을 제공받아 일괄적으로 동작되도록 구성되기 때문에 튜브의 종류에 따른 셋팅 조절이 더욱 쉽고 정확히 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 정면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 공급기를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 공급기를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 공급기를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 공급기의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 샌딩기를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 샌딩기를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 샌딩기를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 튜브 샌딩기의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 핀 권취기를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 핀 권취기를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치 중 핀 권취기를 이루는 가이드롤러 및 스퀴즈롤러의 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부도
이하, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 정면도이다.
이에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치는 크게 튜브 공급기(100)와, 튜브 샌딩기(200)와, 핀 권취기(300) 및 취출기(400)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 각 기기(100,200,300,400)는 인라인(in-line)을 이루면서 순차적으로 배치되어 연속 작업이 가능함과 더불어 튜브(10)의 종류에 따른 설정값에 따라 튜브(10)의 지지를 위한 각 구동요소들이 자동으로 동작되면서 해당 튜브(10)의 지지를 위한 최적의 위치에 놓일 수 있도록 구성되어 튜브(10) 변경에 따른 셋팅작업 시간의 최대한 단축할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 첨부된 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 튜브 공급기(100)는 튜브(10)를 수평 이동시켜 공급하는 기기로써 테이블(110)과, 복수의 이송용롤러(120) 및 이송용 서보모터(150)와, 이격동작부와, 롤러구동용 모터(190)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 테이블(110)은 튜브 공급기(100)의 외관을 이루는 프레임이며, 여타의 각 구성요소들에 대한 설치를 위한 부위이다.
또한, 상기 각 이송용롤러(120)는 튜브(10)의 둘레면 중 서로 대칭되는 방사 방향측에 접촉되면서 그의 구름 회전에 의해 상기 튜브(10)를 전진 이동시키는 롤러이다. 이때 상기 각 이송용롤러(120)는 해당 튜브(10)의 방사 방향으로 각각 이동 가능하게 설치됨과 더불어 각 이송용롤러(120)들은 사이클로이드 곡선을 이루도록 경사지게 설치되면서 서로의 사이를 통과하는 튜브(10)를 전진 이동시키도록 구성된다.
또한, 상기 각 이송용 서보모터(150)는 상기 각 이송용롤러(120)를 각각 개별 이송하도록 구동력을 제공하는 모터로써, 그의 축은 이송용롤러(120)의 이동 방향을 향하여 연장된 각각의 볼스크류(160)에 축결합되고, 상기 이송용롤러(120)는 상기 볼스크류(160)에 설치된 상태로 상기 볼스크류(160)의 회전 동작에 의해 상기 볼스크류(160)의 축방향으로 전진 혹은, 후퇴 이동되도록 구성된다. 특히 상기 각 이송용 서보모터(150)는 각 튜브(10)의 종류별로 그 구동에 따른 각 이송용롤러(120)의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨으로써 작업 대상 튜브(10)가 변경될 경우 그 튜브(10)의 직경에 따른 각 이송용롤러(120)의 위치가 빠르게 재정렬될 수 있도록 한다.
또한, 상기 이격동작부는 상기 각 이송용롤러(120) 중 적어도 두 이송용롤러를 나머지 한 이송용롤러로부터 이격시키는 기구로써, 두 이송용롤러가 설치되는 설치브라켓(181) 및 상기 설치브라켓(181)을 회전시키는 브라켓회전용 실린더(182)를 포함하여 이루어진다.
상기 설치브라켓(181)은 어느 한 이송용롤러(120)가 튜브(10)의 중심으로부터 상하 방향으로 이송되도록 설치되는 수직단(181a)과, 상기 수직단(181a)의 하단으로부터 연장되게 형성되면서 상기 튜브(10)의 중심으로부터 방사 방향으로 다른 한 이송용롤러(120)가 이송되도록 설치되는 경사단(181b) 및 상기 경사단(181b)의 하단으로부터 하향 연장되게 형성되면서 테이블(110)에 회전 가능하게 설치되는 설치단(181c)을 포함하여 이루어지며, 상기 브라켓회전용 실린더(182)는 테이블(110)에 회전 가능하게 설치됨과 더불어 그의 플런저(182a)는 상기 설치브라켓(181)이 연결되도록 구성된다. 이때 또 다른 한 이송용롤러(120)는 테이블(110)의 상면에 고정되면서 튜브(10)의 방사 방향을 향해 경사진 상태로 이송됨을 안내하는 안내브라켓(183)에 설치되어 해당 이송용롤러(120)가 결합된 볼스크류(160)를 구동하는 이송용 서보모터(150)의 구동에 의해 상기 안내브라켓(183)을 따라 이동되도록 구성된다.
전술된 구조의 이격동작부는 튜브(10)가 반입되는 과정에서 각 이송용롤러(120)에 의한 튜브(10)의 반입에 간섭이 발생됨을 방지하면서도 튜브(10)가 반입된 이후에는 각 이송용롤러(120)가 빠르게 튜브(10)의 외주면에 밀착되도록 함으로써 작업시간을 최대한 단축시킬 수 있도록 하며, 특히 각 이송용 서보모터(150)의 볼스크류(160)에 연결된 각 이송용롤러(120)는 해당 이송용 서보모터(150)에 의한 동작으로 신속히 튜브(10)의 종류에 맞는 위치로 셋팅되도록 하여 튜브(10)의 변경에 따른 셋팅 시간이 최소화될 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기 롤러구동용 모터(190)는 상기 각 이송용롤러(120)가 회전되도록 구동력을 제공하는 모터이다. 이와 같은 롤러구동용 모터(190)는 양단이 기어박스(191) 및 각 이송용롤러(120)에 유니버셜조인트(130)로 연결된 각각의 회전축(140)을 통해 상기 각 이송용롤러(120)를 회전시키도록 구성되며, 이때 튜브(10)는 상기 기어박스(191)의 중앙을 관통하여 취출되도록 구성된다.
다음으로, 첨부된 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상기 튜브 샌딩기(200)는 상기 튜브 공급기(100)로부터 공급받은 튜브(10)의 표면을 가공하여 상기 튜브(10)의 표면에 존재하는 부식 및 이물질을 제거하는 기기로써, 케이스(210)와, 복수의 지지수단(220)과, 링형의 샌더(230)와, 샌더설치용 브라켓(240)과, 회전구동용 실린더(250)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 케이스(210)는 외관을 이루면서 내부에 작업 공간을 제공하는 부위이며, 양측면에는 상기 튜브 공급기(100)로부터 공급되는 튜브(20)가 통과되는 통과공(211)이 각각 형성되어 이루어진다. 이와 함께, 상기 케이스(210) 내의 저면에는 상기 튜브(10)의 표면 샌딩을 통해 발생된 부식물질 등의 이물질을 배출하기 위한 배출공(212)이 형성되며, 이때 상기 배출공(212)에는 배출파이프(213)가 연결되어 이루어진다.
또한, 상기 지지수단(220)은 튜브 샌딩기(200)를 통과하는 튜브(10)의 이동을 지지하기 위한 구성으로, 케이스(210)의 튜브 유입측 및 유출측 벽면의 통과공(211)에 인접하게 각각 위치된다.
이러한 각 지지수단(220)은 튜브(10)의 방사 방향을 향해 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 튜브(10)의 양측 저면이 얹히는 두 얹힘롤러(221)가 구름 회전 가능하게 설치되어 이루어진 두 지지롤러부(222) 및 상기 두 지지롤러부(222)를 일괄적으로 튜브의 방사 방향으로 이동시키는 방사이동부(223)로 이루어진다.
특히, 상기 지지롤러부(222)는 얹힘롤러(221)가 설치되는 설치샤프트(222a) 및 상기 설치샤프트(222a)가 나사식으로 결합되면서 축방향으로 이동됨을 안내하는 롤러하우징(222b)을 포함하여 이루어지고, 상기 방사이동부(223)는 상기 두 지지롤러부(222)를 이루는 두 설치샤프트(222a)의 하측 끝단에 각각 결합되면서 외부 구동력에 의해 해당 설치샤프트(222a)를 회전시키는 각각의 종동베벨기어(223a)와, 상기 두 설치샤프트(222a)의 하측 끝단을 가로지르도록 설치되면서 양 끝단에는 상기 종동베벨기어(223a)에 맞물려 회전되는 주동베벨기어(223b)가 각각 설치되어 이루어진 구동샤프트(223c)와, 상기 구동샤프트(223c)를 회전시키는 거리조절용 서보모터(223d)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 거리조절용 서보모터(223d)는 각 튜브(10)의 종류별로 그 구동에 따른 설치샤프트(222a)의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성되며, 더욱이 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 케이스(210)의 후면 중앙에 설치됨과 더불어 연결샤프트(224) 및 기어박스(225)를 통해 각 구동샤프트(223c)와 동력 전달 가능하게 연결되면서 각 지지수단(220)을 이루는 모든 지지롤러부(222)를 일괄적으로 동일 거리만큼 이동시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 튜브(10)의 지지를 위한 셋팅시 상기 거리조절용 서보모터(223d)가 미리 기억된 정보를 토대로 구동샤프트(223c)를 회전시킴으로써 각 지지수단(220)을 이루는 모든 지지롤러부(222)의 설치샤프트(222a)가 일괄적으로 회전되며, 이를 통해 각각의 얹힘롤러(221)에 대한 일괄적인 위치 조절이 이루어질 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 링형의 샌더(230)는 상기 케이스(210)의 내부에 구비되면서 상기 각 지지수단(220)에 얹혀 회전되는 튜브(10)의 상면에 접촉되어 상기 튜브(10)의 둘레면에 존재하는 부식 부위나 이물질 부위를 제거하는 역할을 수행하며, 종이로 이루어진 샌딩페이퍼로 이루어지면서 양 끝단이 서로 연결된 링 형으로 형성된 것임을 그 예로 한다.
또한, 상기 샌더설치용 브라켓(240)은 상기 샌더(230) 내의 양 끝단이 경유하도록 감기는 두 회전롤러(241)가 각각 구비되면서 상기 샌더(230)를 강제 회전시킴과 더불어 측면의 어느 한 부위는 케이스(210) 내에 상하로 회전 가능하게 설치된다. 이때 케이스(210)의 상면에는 상기 두 회전롤러(241) 중 어느 한 회전롤러(241)를 강제 회전시키기 위한 샌더구동용 모터(2600)가 구비되며, 이러한 샌더구동용모터(260)는 상기 회전롤러(241)와는 체인(261)을 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 구성된다.
이와 함께, 상기 회전구동용 실린더(250)는 상기 샌더설치용 브라켓(240)을 상하 회전시키도록 구동되는 부위로써, 그의 플런저(251)가 상기 샌더설치용 브라켓(240)의 끝단에 연결되도록 설치된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 튜브 샌딩기(200)의 케이스(210) 내부에 상기 샌더(230)에 의한 튜브(10)의 하향 가압력을 지지할 수 있도록 상기 튜브(10)를 저부에서 받쳐주는 보조받침롤러(270)가 더 포함되어 구성됨을 추가로 제시한다. 즉, 상기 샌더(230)가 샌딩페이퍼로 이루어짐을 고려할 때 튜브(10)의 외주면에 존재하는 부식 부위나 이물질 부위를 원활히 제거하기 위해서는 충분한 가압력을 필요로 하기 때문에 상기 보조받침롤러(270)의 추가적인 제공에 의해 상기 튜브(10)의 안정적인 받쳐짐 및 샌더(230)의 충분한 가압이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 보조받침롤러(270)는 승강용 서보모터(271)에 의해 상하 승강 가능하게 설치되도록 구성되며, 특히 상기 승강용 서보모터(271)는 각 튜브(10)의 종류별로 그 구동에 따른 보조받침롤러(270)의 승강 이동거리가 미리 기억되어 있도록 구성됨으로써 작업 대상 튜브(10)가 변경될 경우 그 튜브(10)의 직경에 따른 보조받침롤러(270)의 위치가 빠르게 재정렬될 수 있도록 한다.
다음으로, 첨부된 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 핀 권취기(300)는 상기 튜브 샌딩기(200)를 통과한 튜브(10)의 둘레면에 전열핀(20)을 권취하는 기기로써, 가이드롤러(310)와, 가이드롤러용 서보모터(320)와, 스퀴즈롤러(330)와, 롤러이동용 실린더(340)와, 복수의 핀 안내롤러(351,352,353)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 가이드롤러(310)는 상기 튜브 샌딩기(200)를 통과하여 공급된 튜브(10)의 일측을 지지하는 롤러이고, 상기 스퀴즈롤러(320)는 상기 가이드롤러(310)와는 반대측에 위치되면서 상기 튜브(10)에 권취되는 전열핀(20)을 상기 튜브(10)에 가압하는 롤러이다. 이는 첨부된 도 14에 도시된 바와 같다.
또한, 상기 가이드롤러용 서보모터(330)는 상기 가이드롤러(310)를 상기 튜브(10)의 방사 방향으로 이동시키는 모터이고, 상기 롤러이동용 실린더(340)는 상기 스퀴즈롤러(320)를 상기 가이드롤러(310)와 대향되는 방향으로 이동시키는 실린더이다.
또한, 복수의 핀 안내롤러(351,352,353)는 전열핀(20)의 공급을 안내하는 롤러로써, 상부에 위치되면서 튜브(10)의 직경에 따라 튜브(10)의 직경 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 안내롤러(351)와, 상기 상부 안내롤러(3251)의 저부에 위치되면서 상기 튜브(10)의 직경에 따라 튜브(10)의 직경 방향 및 튜브(10)의 축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 중앙 안내롤러(352) 및 저부 안내롤러(353)로 이루어진다. 특히 상기 상부 안내롤러(351)는 제1서보모터(351a)의 구동력에 의해 튜브(10)의 직경 방향으로 이동됨과 더불어 상기 중앙 안내롤러(352) 및 저부 안내롤러(353)는 동일한 설치브라켓(354)에 설치되며, 상기 설치브라켓(354)은 제2서보모터(354a)의 구동력에 의해 튜브(10)의 직경 방향으로 이동됨과 더불어 제3서보모터(354b)의 구동력에 의해 튜브(10)의 축 방향으로 이동되도록 구성된다. 이때 상기 제1서보모터(351a)와 제2서보모터(354a) 및 제3서보모터(354b)는 각 튜브(10)의 종류별로 그 구동에 따른 상부 안내롤러(351) 및 설치브라켓(354)의 이동 거리가 미리 기억되어 있도록 구성됨으로써 작업 대상 튜브(10)가 변경될 경우 그 튜브(10)의 직경에 따른 상부 안내롤러(351) 및 설치브라켓(354)의 위치가 빠르게 재정렬될 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 취출기(400)는 상기 핀 권취기(300)를 통과하면서 전열핀(20)이 권취된 튜브(10)를 취출하는 기기이다.
이러한 취출기(400)는 상기 핀 권취기(300)의 튜브 취출측에 위치되며, 상기 튜브(10)를 파지하는 파지부(410)와, 이 파지부(410)가 해당 튜브(10)의 축 방향으로 이동됨을 안내하는 안내가이드프레임(420)을 포함하여 구성된다.
특히, 상기 파지부(410)는 회전 구동되면서 후퇴 이동 가능하게 구성되면서 상기 핀 권취기(300)로 공급된 튜브(10)를 파지한 상태로 상기 튜브(10)를 회전시키면서 상기 튜브(10)의 외주면에 전열핀(20)이 권취될 수 있도록 하는 기능을 한다.
즉, 튜브 공급기(100)는 튜브(10)가 핀 권취기(300)로 공급될 때까지 튜브(10) 이송을 담당함과 더불어 그 이후로는 상기 취출기(400)에 의해 전열핀(20)의 권취를 위한 회전 및 강제 취출이 이루어지도록 구성되는 것이다.
물론, 상기 튜브 공급기(100)는 튜브(10)가 핀 권취기(300)로부터 취출될 때까지의 튜브 이송을 모두 담당하고, 그 이후로는 상기 취출기(400)에 의해 튜브(10)의 강제 취출이 이루어지면서 새로운 튜브(10)가 상기 튜브 공급기(100)를 통해 연속하여 공급될 수 있도록 구성될 수도 있다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀튜브 제조장치에 의한 핀튜브 제조과정에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
우선, 핀튜브 제조를 위한 동작 제어가 이루어짐과 더불어 이에 사용되는 튜브(10)의 종류가 지정되면 각 기기(100,200,300)에 구비된 각각의 서보모터(150,223d,271,330,351a,354a,354b)들은 지정된 튜브(10)에 대하여 기억하고 있던 정보를 토대로 구동되면서 각 이송용롤러(120)와, 구동샤프트(223c)와, 보조받침롤러(270) 및 가이드롤러(310)의 이동거리를 해당 튜브(10)에 맞게 일괄적으로 셋팅하게 된다.
즉, 상기 각 서보모터(150,223d,271,330,351a,354a,354b)들의 일괄적인 구동에 의한 각 롤러(120,270,310)나 구동샤프트(223c)의 일괄적인 동작이 이루어지면서 작업하고자 하는 튜브(10)의 종류에 맞게 일괄적인 셋팅이 이루어지게 되는 것이다. 이로써 해당 튜브(10)를 위한 셋팅 작업 시간이 매우 짧게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 튜브(10)가 공급되기 전의 최초의 상태에서는 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이 튜브 공급기(100)를 이루는 세 이송용롤러(120) 중 이격동작부에 설치된 두 이송용롤러(120,130)는 나머지 한 이송용롤러(140)로부터 이격된 상태로 유지하며, 상기 나머지 한 이송용롤러(140)가 위치된 곳으로 튜브(10)가 로딩될 경우 브라켓회전용 실린더(182)의 구동에 의해 두 이송용롤러(120,130)가 상기 로딩된 튜브(10)의 외면을 감싸게 됨으로써 해당 튜브(10)의 공급을 위한 준비가 완료된다.
상기와 같은 튜브(10)의 공급 준비가 완료되면 튜브 공급기(100)를 이루는 롤러구동용 모터(190)의 구동에 의해 세 이송용롤러(120)가 회전되면서 튜브(10)를 튜브 샌딩기(200)가 위치된 곳으로 공급하게 된다. 이때 상기 세 이송용롤러(120)는 사이클로이드 곡선을 이루도록 경사지게 설치된 상태로 각 회전축(140)을 통해 전달받는 롤러구동용 모터(190)의 구동에 따라 회전됨으로써 상기 세 이송용롤러(120)의 사이에 위치된 튜브(10)를 전진 이동시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 튜브 공급기(100)의 구동에 의해 공급되는 튜브(10)는 그의 회전이 이루어지면서 튜브 샌딩기(200)의 각 지지수단(220)을 이루는 지지롤러부(222)에 얹힌 상태로 해당 튜브 샌딩기(200)를 통과하게 되며, 이의 과정에서 샌더구동용 모터(260)의 구동에 의해 구동되는 링형의 샌더(230)가 상기 튜브(10)의 표면에 존재하는 각종 이물질이나 부식 부위를 제거하게 된다.
이때, 상기 튜브 샌딩기(200)를 이루는 회전구동용 실린더(250)는 상기 샌더(230)가 설치된 샌더설치용 브라켓(240)을 하향 회전시키면서 상기 샌더(230)가 상기 튜브(10)의 표면에 원활히 접촉된 상태로 부식 부위나 이물질 부위를 제거할 수 있도록 하며, 이와 더불어 보조받침롤러(270)는 상기 샌더(230)가 상기 튜브(10)를 충분히 가압하면서 부식 부위를 제거하도록 상기 튜브(10)의 저부를 받쳐줌에 따라 상기 부식 부위의 제거는 원활히 이루어질 수 있게 된다.
계속해서, 상기 작업에 의해 표면 세척(이물질 제거 및 부식 부위 제거)된 튜브(10)는 튜브 샌딩기(200)를 통과하여 핀 권취기(300)로 공급된 후 취출기(400)를 이루는 파지부(410)에 파지된 상태로 회전 및 후퇴 이동되면서 튜브(10)의 외주면에 전열핀(20)이 나선형으로 권취되면서 고정될 수 있도록 하게 된다.
즉, 상기 튜브(10)는 취출기(400)의 파지부(410)가 회전 구동되면서 후퇴 이동되며, 이의 과정에서 각 핀 안내롤러(351,352,353)를 통해 제공되는 전열핀(20)은 가이드롤러(310) 및 스퀴즈롤러(320)에 의해 튜브(10)에 가압되면서 권취됨에 따라 핀튜브가 완성되는 것이다.
그리고, 상기 완성된 핀튜브는 상기 취출기(400)의 후퇴 이동에 의해 핀 권취기(300)로부터 취출됨으로써 핀튜브의 제조가 완료된다.
결국, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브 공급기(100)와 튜브 샌딩기(200)와 핀 권취기(300) 및 취출기(400)가 인라인(in-line)을 이루면서 순차적으로 배치됨에 따라 핀튜브는 연속적으로 이동되면서 제조될 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브(10)의 종류가 지정되면 각 기기(100,200,300,400)에 구비된 각각의 서보모터(150,223d,271,330,351a,354a,354b)들이 지정된 튜브(10)에 대하여 기억하고 있던 정보를 토대로 구동되면서 각 이송용롤러(120)와, 구동샤프트(223c)와, 보조받침롤러(270) 및 가이드롤러(310)의 이동거리를 해당 튜브(10)에 맞게 일괄적으로 셋팅함에 따라 튜브의 종류 변경에 따른 각 동작 부위의 셋팅 작업에 소요되는 시간의 최소화를 이룰 수 있게 됨과 더불어 정확한 셋팅이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 열교환기용 핀튜브 제조장치는 튜브 샌딩기(200)의 각 지지수단(220)이 단일의 거리조절용 서보모터(223d)의 구동력을 제공받아 일괄적으로 동작되도록 구성되기 때문에 튜브(10)의 종류에 따른 셋팅 조절이 더욱 쉽고 정확히 이루어질 수 있게 된다.
10. 튜브 20. 전열핀
100. 튜브 공급기 110. 테이블
120. 이송용 롤러 130. 유니버셜 조인트
140. 회전축 150. 이송용 서보모터
160. 볼스크류 181. 설치브라켓
181a. 수직단 181b. 경사단
181c. 설치단 182. 브라켓회전용 실린더
182a. 플런저 190. 롤러구동용 모터
200. 튜브 샌딩기 210. 케이스
211. 통과공 212. 배출공
213. 배출파이프 220. 지지수단
221. 얹힘롤러 222. 지지롤러부
222a. 설치샤프트 222b. 롤러하우징
223. 방사이동부 223a. 종동베벨기어
223b. 주동베벨기어 223c. 구동샤프트
223d. 거리조절용 서보모터 224. 연결샤프트
225. 기어박스 230. 샌더
240. 샌더설치용 브라켓 241. 회전롤러
250. 회전구동용 실린더 251. 플런저
260. 샌더구동용 모터 261. 체인
270. 보조받침롤러 271. 승강용 서보모터
300. 핀 권취기 310. 가이드롤러
320. 스퀴즈롤러 330. 가이드롤러용 서보모터
340. 롤러이동용 실린더 351. 상부 안내롤러
352. 중앙 안내롤러 353. 저부 안내롤러
351a. 제1서보모터 354. 설치브라켓
354a. 제2서보모터 354b. 제3서보모터
400. 취출기 410. 파지부
420. 안내가이드프레임

Claims (6)

  1. 튜브를 수평 이동시켜 공급하는 튜브 공급기;
    상기 튜브 공급기로부터 공급받은 튜브의 표면을 가공하여 상기 튜브의 표면에 존재하는 부식 및 이물질을 제거하는 튜브 샌딩기;
    상기 튜브 샌딩기를 통과한 튜브의 둘레면에 전열핀을 권취하는 핀 권취기;
    상기 핀 권취기를 통과하면서 전열핀이 권취되어 이루어진 핀튜브의 끝단을 파지한 상태로 핀튜브의 축방향을 향해 이동되면서 상기 핀튜브를 취출하는 취출기;를 포함하여 구성되며,
    상기 튜브 공급기는
    튜브의 둘레면 중 서로 대칭되는 방사 방향측에 접촉되고, 해당 튜브의 방사 방향으로 이동 가능하게 설치됨과 더불어 서로는 사이클로이드 곡선을 이루도록 경사지게 설치되면서 그의 구름 회전에 의해 상기 튜브를 전진 이동시키는 복수의 이송용롤러와, 상기 각 이송용롤러를 각각 개별 이송하도록 구동력을 제공하는 각각의 이송용 서보모터와, 상기 각 이송용롤러 중 적어도 두 이송용롤러를 나머지 이송용롤러로부터 이격시키는 이격동작부와, 상기 각 이송용롤러가 회전되도록 구동력을 제공하는 롤러구동용 모터를 포함하여 구성되고,
    상기 이격동작부는
    어느 한 이송용롤러가 튜브의 중심으로부터 상하 방향으로 이송되도록 설치되는 수직단, 상기 수직단의 하단으로부터 연장되게 형성되면서 상기 튜브의 중심으로부터 방사 방향으로 다른 한 이송용롤러가 이송되도록 설치되는 경사단 및 상기 경사단의 하단으로부터 하향 연장되게 형성되면서 테이블에 회전 가능하게 설치되는 설치단으로 이루어진 설치브라켓과, 상기 설치브라켓을 회전시키는 브라켓회전용 실린더를 포함하여 구성되고,
    상기 각 이송용롤러는 각 이송용 서보모터의 구동에 의해 회전되는 볼스크류에 연결되면서 이동되도록 구성되며,
    상기 각 이송용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 각 이송용롤러의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 하는 열교환기용 핀튜브 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 튜브를 수평 이동시켜 공급하는 튜브 공급기;
    상기 튜브 공급기로부터 공급받은 튜브의 표면을 가공하여 상기 튜브의 표면에 존재하는 부식 및 이물질을 제거하는 튜브 샌딩기;
    상기 튜브 샌딩기를 통과한 튜브의 둘레면에 전열핀을 권취하는 핀 권취기;
    상기 핀 권취기를 통과하면서 전열핀이 권취되어 이루어진 핀튜브의 끝단을 파지한 상태로 핀튜브의 축방향을 향해 이동되면서 상기 핀튜브를 취출하는 취출기;를 포함하여 구성되며,
    상기 튜브 샌딩기는
    양측면에 상기 튜브 공급기로부터 공급되는 튜브가 통과되는 통과공이 각각 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부 및 상기 케이스 외부에 각각 위치되면서 해당 튜브의 저부에서 상기 튜브의 방사 방향을 향해 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 튜브의 양측 저면이 얹히는 두 얹힘롤러가 구름 회전 가능하게 설치된 두 지지롤러부 및 상기 두 지지롤러부를 일괄적으로 튜브의 방사 방향으로 이동시키는 방사이동부로 이루어진 복수의 지지수단과, 상기 케이스의 내부에 구비되며, 상기 각 지지수단에 얹혀 회전되는 튜브의 상면에 접촉되면서 상기 튜브의 둘레면에 존재하는 부식 부위나 이물질 부위를 제거하는 링형의 샌더와, 상기 샌더 내의 양 끝단이 경유하도록 감기면서 해당 샌더를 강제 회전시키는 두 회전롤러가 각각 구비됨과 더불어 측면의 어느 한 부위는 상하로 회전 가능하게 설치된 샌더설치용 브라켓과, 상기 샌더설치용 브라켓을 상하 회전시키도록 구동되는 회전구동용 실린더를 포함하여 구성되고,
    상기 지지롤러부는 얹힘롤러가 설치되는 설치샤프트 및 상기 설치샤프트가 나사식으로 결합되면서 축방향으로 이동됨을 안내하는 롤러하우징을 포함하여 이루어지고,
    상기 방사이동부는 상기 두 지지롤러부를 이루는 두 설치샤프트의 하측 끝단에 각각 결합되면서 외부 구동력에 의해 해당 설치샤프트를 회전시키는 각각의 종동베벨기어와, 상기 두 설치샤프트의 하측 끝단을 가로지르도록 설치되면서 양 끝단에는 상기 종동베벨기어에 맞물려 회전되는 주동베벨기어가 각각 설치되어 이루어진 단일의 구동샤프트와, 상기 구동샤프트를 회전시키는 단일의 거리조절용 서보모터를 포함하며,
    상기 거리조절용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 설치샤프트의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 하는 열교환기용 핀튜브 제조장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는, 제 4 항에 있어서,
    상기 핀 권취기는
    상기 튜브 샌딩기를 통과하여 공급된 튜브의 일측을 지지하는 가이드롤러와,
    상기 가이드롤러를 상기 튜브의 방사 방향으로 이동시키는 가이드롤러용 서보모터와,
    상기 가이드롤러와는 반대측에 위치되면서 상기 튜브에 권취되는 전열핀을 상기 튜브에 가압하는 스퀴즈롤러와,
    상기 스퀴즈롤러를 이동시키는 롤러이동용 실린더를 포함하며,
    상기 가이드롤러용 서보모터는 각 튜브의 종류별로 그 구동에 따른 가이드롤러의 이송량이 미리 기억되어 있도록 구성됨을 특징으로 하는 열교환기용 핀튜브 제조장치.
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