KR101849462B1 - 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 용접장치는 구조물에 대한 용접가공을 수행하는 용접유닛, 용접유닛을 작동시키는 작동유닛, 및 작동유닛을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

Description

용접장치{Welding Equipment}

본 발명은 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 관통관과 펀넬을 용접할 시, 작업자가 수동으로 하기 때문에 용접비드가 균일하지 않으며, 작업자는 고 방사선 구역에 체류하게 되어, 방사선에 노출되는 문제점이 있었다.

따라서, 용접비드를 일정하게 하면서, 원격으로 용접이 가능한 용접장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 용접유닛이, 수직, 회전, 수평 이동을 하여, 용접을 수행함으로써, 용접비드가 일정한 용접장치를 제공한다.

또한, 제어유닛에 의하여, 용접유닛은 자동으로 용접작업을 수행하게 됨으로써, 관리자가 고 방사선 구역에 체류하지 않아도 되어, 방사선에 노출되는 것을 최소화할 수 있는 용접장치를 제공한다.

일 예에서 본 발명에 따른 용접장치는 구조물에 대한 용접가공을 수행하는 용접유닛, 용접유닛을 작동시키는 작동유닛, 및 작동유닛을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

다른 예에서, 작동유닛은 용접유닛을 상하방향으로 이동시키는 수직작동부를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 수직작동부는 고정베이스, 고정베이스에 설치되어 상방으로 연장되는 가이드바, 및 가이드바를 따라 상하방향으로 이동하고, 용접유닛에 직접 또는 간접적으로 연결되어 용접유닛과 함께 이동하는 이동베이스를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 가이드바는 외면에 나사산이 형성되고, 고정베이스에 그 하단이 삽입되어 고정베이스에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 이동베이스는, 가이드바가 삽입되고, 가이드바의 나사산에 맞물리는 나사산이 내면에 형성되는 관통홈을 포함하여, 가이드바의 회전에 따른 나사산들의 맞물림으로 상하로 이동할 수 있으며, 수직작동부는 가이드바를 회전시키기 위한 제1 구동부를 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 제1 구동부는 고정베이스의 내부를 향해 연장되는 회전축을 구비하는 제1 모터, 고정베이스의 내부에 마련되고, 가이드바의 회전을 위해 회전축의 회전력을 가이드바에 전달하는 제1 전달벨트를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 가이드바는 복수 개가 마련되고, 제1 전달벨트는 회전축과 복수 개의 가이드바를 폐곡선의 형태로 감싸서, 회전축의 회전으로 복수 개의 가이드바를 동일하게 회전시킬 수 있다.

또 다른 예에서, 제1 구동부는 이동베이스의 내부를 향해 연장되는 회전축을 구비하는 제1 모터, 및 이동베이스의 내부에 마련되고, 가이드바의 회전을 위해 회전축의 회전력을 가이드바에 전달하는 제1 전달벨트를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 작동유닛은 용접유닛을 지면에 수직한 축을 중심으로 회전시키는 회전작동부를 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 회전작동부는 이동베이스에, 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되고 용접유닛에 직접 또는 간접적으로 연결되어 용접유닛과 함께 회전하는 회전베이스, 및 회전베이스를 회전시키기 위한 제2 구동부를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 회전베이스는 외면에 나사산이 형성되고, 상하방향으로 연장되는 원기둥 형상의 나사부를 구비하고, 제2 구동부는, 나사부의 나사산에 맞물리는 나사산이 외면에 형성되어 자신의 회전으로 회전베이스를 회전시키는 회전기어와, 회전기어를 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 작동유닛은 구조물에 근접하는 방향이나 이의 반대방향으로 용접유닛을 수평하게 이동시키는 수평작동부를 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 수평작동부는 용접유닛에 연결되어 용접유닛과 함께 이동하고, 랙 기어가 형성되는 제1 동력전달체, 제1 동력전달체의 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어가 형성되어 자신의 회전으로 제1 동력전달체를 수평하게 이동시키는 제2 동력전달체, 및 제2 동력전달체를 회전시키는 제3 모터를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 용접유닛은 용접가공을 수행하는 토치부재, 및 토치부재에 의한 용접 중에 용가재를 공급하기 위해서 토치부재에 근접하거나 이격되게 이동하는 공급노즐을 포함하며, 공급노즐은 용가재 송급부를 포함하며, 용가재 송급부는 용가재를 기 설정된 양으로 공급노즐에 전달할 수 있다.

또 다른 예에서, 구조물은 원자로의 상부헤드에 설치되는 관통관과, 관통관의 하부에 연결되는 펀넬을 포함할 수 있으며, 용접유닛은 펀넬의 내부에 삽입되어 관통관의 하부에 펀넬을 부착하기 위한 용접가공을 수행할 수 있으며, 작동유닛은 용접유닛을 상하방향으로 이동시키기 위한 수직작동부와, 용접유닛을 지면에 수직한 축을 중심으로 회전시키기 위한 회전작동부와, 용접유닛을 수평 이동시키기 위한 수평작동부를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어유닛은 용접유닛에서 이격되게 배치되어 수직작동부와, 회전작동부와, 수평작동부를 원격으로 제어할 수 있다.

또 다른 예에서, 본 발명에 따른 용정장치는 용접유닛에 의한 용접 중에 펀넬을 관통관의 하부에 고정하기 위한 고정유닛을 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 고정유닛은 펀넬의 하부를 지지하는 지지대와, 지지대에 회전 가능하게 구비되어 관통관을 향하는 방향이나 이의 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 고정대를 포함할 수 있으며, 한 쌍의 고정대는 관통관을 향하는 방향으로 회전하여 관통관에 밀착된 이후에 분리 가능하게 서로 체결되어, 관통관에 분리 가능하게 고정될 수 있다.

또 다른 예에서, 수직작동부는, 제1 고정베이스와, 제1 고정베이스에서 상방으로 이격되게 배치되는 제2 고정베이스와, 제1 및 제2 고정베이스를 연결하는 가이드바와, 가이드바를 따라 상하방향으로 이동하고, 용접유닛에 직접 또는 간접적으로 연결되어 용접유닛과 함께 이동하는 이동베이스를 포함할 수 있으며, 고정유닛은, 제2 고정베이스의 상부에 분리 가능하게 고정될 수 있다.

용접유닛이 수직, 회전, 수평 이동을 하여, 용접을 수행함으로써, 용접비드가 일정한 장점이 있다.

제어유닛에 의하여, 용접장치가 자동으로 용접작업을 수행함으로써, 관리자가 고 방사선 구역에 체류하지 않아도 되어, 방사선에 노출되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 원자로 헤드에 관통관이 구비된 것을 나타낸 간략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용접장치의 도면이다.
도 3은 도 2의 수직작동부의 구동을 나타내기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 수직작동부의 구동에 의하여, 용접유닛이 승강한 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 수직작동부의 단면도이다.
도 6은 도 4의 수직작동부를 위에서 바라본 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직작동부의 구동을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 3의 회전작동부의 구동을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 회전작동부의 구동을 나타낸 간략도이다.
도 10는 도 4의 수평작동부의 구동을 나타낸 간략도이다.
도 11는 수평작동부의 구동을 나타낸 간략도이다.
도 12는 도 2의 고정유닛을 나타낸 도면이다.
도 13은 구조물에 고정유닛이 체결된 것을 나타낸 도면이다.
도 14는 고정유닛이 분리되는 것을 나타낸 도면이다.
도 15는 고정유닛에 고정베이스가 연결된 것을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 원자로 헤드에 관통관이 연결된 것을 나타낸 간략도이다. 도 1을 참고하여 설명한다. 일예로, 원자로 상부헤드(2)는 거치대(3)의 상부에 연결될 수 있다.

원자로 상부헤드(2)에는 관통관(4)이 구비될 수 있으며, 본 발명은 관통관(4)의 하부에 펀넬(5)을 연결하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 용접장치(800)는 관통관(4)과 펀넬(5)을 용접하여 구조물(6)을 완성할 수 있다. 용접장치(800)는 펀넬(5)의 내부에 삽입되어, 관통관(4)의 내측과, 펀넬(5)의 내측을 용접하도록 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용접장치의 도면이며, 도 3은 도 2의 수직작동부의 구동을 나타내기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 수직작동부의 구동에 의하여, 용접유닛이 승강한 것을 나타낸 도면이며, 도 5는 수직작동부의 단면도이며, 도 6은 도 4의 수직작동부를 위에서 바라본 것을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직작동부의 구동을 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

원자로 내 구조물(6)에 대한 용접가공을 수행하는 용접장치(800)는 용접유닛(100), 작동유닛(600), 제어유닛(700)을 포함한다.

용접유닛(100)에 대하여 살펴본다. 용접유닛(100)은 구조물(6)에 근접하여 용접가공을 수행할 수 있다. 용접유닛(100)은 관통관(4)과, 펀넬(5)을 용접하도록 구성될 수 있다. 용접유닛(100)이 작동되는 구성은 이하 상세하게 설명한다.

다음으로, 작동유닛(600)에 대하여 살펴본다. 작동유닛(600)은 용접유닛(100)을 관통관(4)과 펀넬(5)이 연결되는 부위에 근접하는 방향이나 지면측으로 이동시키는 수직작동부(200)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수직작동부(200)는 용접유닛(100)을 상하방향으로 구동시킬 수 있으며, 수직작동부(200)는 고정베이스(210), 가이드바(230), 이동베이스(250)를 포함할 수 있다.

가이드바(230)는 고정베이스(210)의 상방으로 연장되게 설치될 수 있다. 가이드바(230)의 외면은 나사산이 형성될 수 있으며, 가이드바(230)의 하단은 고정베이스(210)에 삽입될 수 있다. 고정베이스(210)의 내측에는 가이드바(230)가 회전가능하게 구비될 수 있다.

이동베이스(250)는 가이드바(230)가 삽입되기 위하여, 가이드바(230)의 나사산에 맞물리는 나사산이 내면에 형성되는 관통홈(251, 도 5 참조)을 포함할 수 있다. 관통홈(251)에 배치된 가이드바(230)가 회전할 시, 가이드바(230)의 나사산과 관통홈(251)의 나사산이 맞물림으로써, 이동베이스(250)는 상하로 이동하도록 구성될 수 있다.

이동베이스(250)가 가이드바(230)를 따라 상하방향으로 이동하기 위하여 수직작동부(200)는 제1 구동부(240)를 더 포함할 수 있으며, 제1 구동부(240)는 가이드바(230)를 회전시키기 위하여, 제1 모터(243), 제1 전달벨트(215)를 포함할 수 있다.

제1 모터(243)는 회전축(241)을 구비할 수 있다. 회전축(241)은 고정베이스(210) 내부를 향해 연장되어, 제1 모터(243)의 회전에 따라, 회전축(241)이 회전하도록 구성될 수 있다.

제1 전달벨트(215)는 고정베이스(210)의 내부에 마련될 수 있으며, 회전축(241)의 회전력을 가이드바(230)에 전달하도록 구성될 수 있다.

일예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 모터(243)의 회전축(241)의 하단에 제1 풀리(242)가 구비될 수 있으며, 제1 구동부(240)의 회전에 의해, 제1 풀리(242)는 회전하도록 구성될 수 있다. 가이드바(230)의 하단에 제2 풀리(213)가 구비될 수 있으며, 제1 풀리(242)의 회전력을 제1 전달벨트(215)가 전달받아, 제2 풀리(213)에 회전력을 전달할 수 있다. 일예로, 제1 풀리(242), 제2 풀리(213)는 동일 선상에 배치될 수 있다. 제1 전달벨트(215)에 의하여, 제1 풀리(242), 제2 풀리(213)는 회전방향, 회전속도가 서로 대응될 수 있다. 제2 풀리(213)는 제1 풀리(242)의 회전력을 전달받아, 가이드바(230)를 회전시킬 수 있다. 이에 가이드바(230)에 연결된 이동베이스(250)는 상하 구동할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 고정베이스(210)에 가이드바(230)는 복수 개가 마련될 수 있으며, 제1 전달벨트(215)는 회전축(241)과 복수 개의 가이드바(230)를 폐곡선의 형태로 감싸, 회전축(241)의 회전으로 복수 개의 가이드바(230)를 동일하게 회전시키도록 구성될 수 있다.

일예로, 고정베이스(210)의 내측에는 롤러(219)가 복수 개 구비될 수 있다. 제1 전달벨트(215)의 내측에는 회전축(241), 풀리(213,242)가 배치될 수 있으며, 제1 전달벨트(215)의 외측에는 롤러(219)가 배치될 수 있다. 롤러(219)는 제1 전달벨트(215)의 장력을 팽팽하게 유지시키도록 구성될 수 있다. 롤러(219)는 회전축(241), 제1 풀리(242), 제2 풀리(213)와 제1 전달벨트(215)의 마찰력을 높여주는 역할을 하도록 구성될 수 있다.

이에, 회전축(241)의 회전에 의하여, 가이드바(230)는 회전하면서, 이동베이스(250)를 승하강 시키도록 구성될 수 있다.

도 5 내지 도 6에 제1 구동부(240)가 고정베이스(210)에 마련된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 제1 구동부(240)는 이동베이스(250)에 마련되는 구성 또한 가능하다.

일예로, 제1 구동부(240)는 제1 모터(243), 제1 전달벨트(215)를 포함할 수 있으며, 제1 모터(243)는 이동베이스(250)의 내부를 향해 연장되는 회전축(241)을 구비할 수 있다. 또한, 이동베이스(250)의 내부에는 제1 전달벨트(215)가 마련될 수 있으며, 제1 전달벨트(215)는 회전축(241)의 회전력을 가이드바(230)에 전달하도록 구성될 수 있다. 가이드바(230)의 회전에 의하여, 이동베이스(250)는 승하강하도록 구성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이동베이스(250)는 용접유닛(100)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있으며, 이동베이스(250)는 용접유닛(100)과 함께 이동하도록 구성될 수 있다. 이동베이스(250)의 승강에 따라 용접유닛(100)은 구조물(6) 주변에 근접하게 이동하도록 구성될 수 있다.

도 8은 도 3의 회전작동부(300)의 구동을 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8의 회전작동부의 구동을 나타낸 간략도이다. 도 8 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

작동유닛(600)은 용접유닛(100)을 지면에 수직한 축(도 9 참조)을 중심으로 회전시키는 회전작동부(300)를 더 포함할 수 있다. 회전작동부(300)는 회전베이스(310), 제2 구동부(330)를 포함할 수 있다.

회전베이스(310)는 이동베이스(250)에 연결될 수 있다. 회전베이스(310)는 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 회전베이스(310)는 용접유닛(100)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 용접유닛(100)과 함께 회전하도록 구성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 회전베이스(310)는 외면에 나사산이 형성되고 상하방향으로 연장되는 원기둥 형상의 나사부(335)를 구비할 수 있다.

제2 구동부(330)는 회전베이스(310)를 회전시키도록 구성될 수 있으며, 이를 위해 제2 구동부(330)는 회전기어(333)와, 회전기어(333)를 회전시키는 제2 모터(331)를 포함할 수 있다.

회전기어(333)는 회전베이스(310)의 나사산에 맞물리는 나사산이 외면에 형성될 수 있으며, 자신의 회전으로 회전베이스(310)를 회전시키도록 구성될 수 있다.

회전기어(333)는 제2 모터(331)의 회전력을 직접 전달받아, 회전베이스(310)의 나사부(335)를 회전시킬 수 있다.

일예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전기어(333)가 구비된 회동축(334) 의 끝단에는 회전풀리(338)가 구비될 수 있으며, 회전풀리(338)는 제2 모터(331) 의 축에 구비된 구동풀리(332)로부터 회전력을 제공받을 수 있다. 회전풀리(338)는 벨트(337)에 의하여, 구동풀리(332)의 회전력을 전달받을 수 있다.

이에, 회전베이스(310)는 지면에 수직한 축을 중심으로 회전가능하도록 구성될 수 있다.

이동베이스(250)에 의하여, 용접유닛(100)은 승강 작동을 마친 후, 이동베이스(250)와 연결된 회전베이스(310)에 의하여, 용접유닛(100)은 지면에 수직한 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.

도 10는 도 4의 수평작동부의 구동을 나타낸 간략도이며, 도 11는 수평작동부의 구동을 나타낸 간략도이다. 도 10 내지 도11을 참고하여 설명한다.

작동유닛(600)은 구조물(6)에 근접하는 방향이나 이의 반대방향으로 용접유닛(100)을 수평하게 이동시키는 수평작동부(400)를 더 포함할 수 있다.

수평작동부(400)는 제1 동력전달체(410), 제2 동력전달체(420), 제3 모터(430)를 포함할 수 있다.

제1 동력전달체(410)는 용접유닛(100)에 연결되어 용접유닛(100)과 함께 이동할 수 있으며, 랙 기어가 형성될 수 있으며, 제2 동력전달체(420)는 제1 동력전달체(410)의 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어가 형성되어 자신의 회전으로 제1 동력전달체(410)를 수평하게 이동시키도록 구성될 수 있다. 제3 모터(430)는 제2 동력전달체(420)를 회전시키도록 구성될 수 있다.

일예로, 제3 모터(430)의 축에는 제2 동력전달체(420)가 직접 혹은 간접적으로 연결될 수 있으며, 제2 동력전달체(420)는 제1 동력전달체(410)를 수평하게 구동시키도록 구성될 수 있다.

일예로, 도 11에 도시된 바와 같이, 수평작동부는 LM 레일(415)을 더 포함할 수 있다. LM 레일(415)은 제1 동력전달체(410)를 수평방향으로 안내하도록 구성될 수 있다. 일예로, LM 레일(415)은 제1 동력전달체(410)와 수평하게 배치될 수 있으며, 제1 동력전달체(410)에 의하여, 용접유닛(100)은 수평하게 이동하도록 구성될 수 있다.

수평작동부(400)는 회전베이스(310)의 일측에 구비될 수 있다. 회전베이스(310)에 의하여, 용접유닛(100)은 지면에 수직한 축을 중심으로 회전한 후, 수평작동부(400)에 의하여, 용접유닛(100)을 수평하게 이동시키도록 구성될 수 있다.

회전베이스(310)의 일측에는 중공이 형성될 수 있다, 중공에는 용접유닛(100)이 통과하도록 구성될 수 있다. 일예로, 중공은 이동베이스(250), 고정베이스(210)에 형성될 수 있다. 중공으로 용접유닛(100)은 통과하여, 이동베이스(250)를 따라 수직이동을 할 수 있다.

일예로, 용접유닛(100)은 고정베이스(210)로부터, 이동베이스(250), 회전베이스(310)를 통과하여, 후술할 구조물(6)측으로 자유롭게 이동하도록 구성될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 용접유닛(100)은 토치부재(110), 공급노즐(120)을 포함할 수 있다. 참고로, 도 10에는 도시되어 있지 않으나, 제1 동력전달체(410)를 토치부재(110)나 공급노즐(120)에 직접 연결하는 구성이 더 구비될 수 있다(도 11 참조).

토치부재(110)는 용접작업을 수행할 수 있다. 공급노즐(120)은 토치부재(110)에 의한 용접 중에 용가재를 공급하기 위해서 토치부재(110)에 근접하거나 이격되게 이동하도록 구성될 수 있다.

공급노즐(120)은 용가재 송급부(127)를 포함할 수 있다. 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 용가재 송급부(127)는 피딩 케이스(125)와, 피딩몸체(123), 용가재 공급라인(121)을 포함할 수 있다.

피딩 케이스(125)는 와이어 형태의 용가재가 감겨있도록 구성될 수 있다. 용가재는 미리 설정된 중량단위로 설치될 수 있다. 피딩몸체(123)는 롤러들을 회전시켜 와이어 형태의 용가재를 기설정된 공급량으로 용접되는 위치에 공급시킬 수 있다. 피딩몸체(123)는 용가재 공급라인(121)과 연결될 수 있으며, 용가재 공급라인(121)에 용가재를 공급시켜, 토치부재(110)로 용가재를 공급시킬 수 있다.

일예로, 제어유닛(700)은 토치부재(110)의 이동을 따라, 공급노즐(120)이 토치부재(110)에 용가재를 공급시키도록 제어할 수 있다.

공급노즐(120)에 의해, 토치부재(110)의 중심과 용가재의 정확한 정렬 및 기설정된 용가재 공급량에 의하여, 균일한 용접품질을 얻을 수 있다. 보다 정확한 용접품질을 얻기 위하여, 본 발명은 도 11에 도시된 바와 같이, 용접유닛(100)에 카메라(130)를 더 포함할 수 있다. 카메라(130)는 토치부재(110)의 용접진행 상태를 촬영할 수 있다. 카메라(130)에 의해 촬영된 토치부재(110)의 위치와 용융풀의 상태는 도 2에 도시된 모니터(710)에 표시될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 용접장치(800)는 제어유닛(700)과 연동될 수 있다. 작업자는 카메라(800)를 통해 촬영된 영상을 실내에서 확인하여, 수직작동부(200), 회전작동부(300), 수평작동부(400)를 원격으로 제어할 수 있다.

작업자는 실내에서 용접유닛(100)의 구동을 보며, 용융풀을 검사할 수 있으며, 용접유닛(100)의 위치, 이동경로를 조정하도록 구성될 수 있다.

도 12는 도 2의 고정유닛을 나타낸 도면이며, 도 13은 구조물에 고정유닛이 체결된 것을 나타낸 도면이며, 도 14는 고정유닛이 분리되는 것을 나타낸 도면이며, 도 15는 고정유닛에 고정베이스가 연결된 것을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 12 내지 도 15를 참고하여 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 용접장치(800)는 고정유닛(500)을 더 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 고정유닛(500)은 지지대(510)와 고정대(520)를 포함할 수 있다. 지지대(510)는 펀넬(5)의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다.

고정대(520)는 지지대(510)에 회전 가능하게 구비될 수 있으며, 관통관(4)을 향하는 방향이나 이의 반대방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 고정대(520)는 지지대(510)에 한 쌍이 구비될 수 있다. 한 쌍의 고정대(520)는 관통관(4)을 향하는 방향으로 회전하여, 관통관(4)에 밀착되게 연결될 수 있다,

고정대(520)는 관통관(4)을 향하는 반대방향으로 회전하여 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 펀넬(5)의 하부를 지지하는 지지대(510)에 힌지부(521)가 구비될 수 있다. 힌지부(521)에 의하여, 고정대(520)는 회동하도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 고정대(520)는 관통관(4)을 향하는 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 고정대(520)는 힌지부(521)에 연결된 회동부(531)와, 체결부(532)를 포함할 수 있다.

회동부(531)가 관통관(4)을 향하는 방향으로 회전할 시, 체결부(532)는 관통관(4)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 이에 회동부(531)의 각각에 연결된 체결부(532) 끼리 서로 마주하여 볼트 등의 체결부재를 통하여, 연결되도록 구성될 수 있다. 일예로, 체결부(532)의 내측면은 관통관(4)의 외면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 체결부(532)에 의하여, 고정유닛(500)은 관통관(4)에 고정 및 분리가 가능하도록 구성될 수 있다.

고정유닛(500)은 펀넬(5)을 관통관(4)을 기준으로 동심도, 수직도를 맞춰 고정하도록 구성될 수 있다.

펀넬(5)의 내측에 용접유닛(100)이 배치되어, 용접유닛(100)은 펀넬(5)의 내측과, 관통관(4)의 내측을 용접하도록 구성될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 수직작동부(200)는, 제1 고정베이스(211)와, 제2 고정베이스(212)와, 가이드바(230), 이동베이스(250)를 포함할 수 있다.

고정유닛(500)에 제2 고정베이스(212)의 상부가 분리 가능하게 고정될 수 있다.

제1 고정베이스(211)는 제2 고정베이스(212)에서 하방으로 이격되게 배치될 수 있다.

가이드바(230)는 제1 및 제2 고정베이스(211,212)를 연결하도록 구성될 수 있으며, 가이드바(230)를 따라 이동베이스(250)는 상하방향으로 이동할 수 있다. 이동베이스(250)는 용접유닛(100)과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 용접유닛(100)과 함께 이동할 수 있다.

용접유닛(100)은 이동베이스(250)에 의하여, 관통관(4)과 펀넬(5)이 배치된 위치로 승강하도록 구성될 수 있다. 이후, 용접유닛(100)은 회전작동부(300), 수평작동부(400)에 의하여, 고정유닛(500)에 고정된 펀넬(5)과 관통관(4)의 내측의 연결부위에 근접하여, 용접을 수행할 수 있다.

일예로, 고정유닛(500)에 제2 고정베이스(212)의 상부가 분리 가능하도록 지지대(510)에는 연결홈(511)이 형성될 수 있다. 연결홈(511)에 끼워지도록 제2 고정베이스(212)에는 연결부(512)가 돌출되게 형성될 수 있다. 일예로, 연결홈(511)은 “ㄱ”자 형태로 형성될 수 있다. 사용자는 제2 고정베이스(212)를 들어올려, 연결홈(511)에 연결부(512)를 넣은 후, 제2 고정베이스(212)를 회전시켜, 연결홈(511)에 연결부(512)를 끼우도록 구성될 수 있다.

이에, 관통관(4)과, 펀넬(5)을 고정하는 고정유닛(500)에, 고정베이스(210)가 연결될 수 있다. 고정베이스(210)의 가이드바(230)를 따라, 이동베이스(250)가 승하강 하여, 용접유닛(100)을 구조물(6)에 근접시킬 수 있다. 이후에, 이동베이스(250)에 연결된 회전베이스(310)의 회전작동부(300)에 의하여, 용접유닛(100)은 지면에 수직한 축을 중심으로 회전할 수 있다. 그 후, 회전베이스(310)에 연결된 수평작동부(400)에 의하여, 용접유닛(100)은 구조물(6)에 근접하여, 용접비드가 일정한 용접을 수행할 수 있다. 이는, 제어유닛(700)에 의한, 원격제어, 작업자가 수동으로 용접위치, 경로를 조절할 수 있는 특징이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

4: 관통관 5: 펀넬
6: 구조물 100: 용접유닛
200: 수직작동부 300: 회전작동부
400: 수평작동부 500: 고정유닛
600: 작동유닛 700: 제어유닛
800: 용접장치

Claims (18)

1. 원자로 내 구조물에 대한 용접가공을 수행하는 용접장치에 있어서,
   상기 구조물의 내부에 삽입되어 용접가공을 수행하는 용접유닛;
   상기 용접유닛을 작동시키는 작동유닛;
   상기 구조물은, 원자로의 상부헤드에 설치되는 관통관과, 상기 관통관의 하부에 연결되는 펀넬을 포함하고, 상기 펀넬의 하부를 지지하는 지지대와, 상기 지지대에 회전 가능하게 구비되어 상기 관통관을 향하는 방향이나 이의 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 고정대를 포함하는 고정유닛;
   상기 작동유닛을 제어하는 제어유닛;
   을 포함하며,
   상기 작동유닛은,
   상기 용접유닛을 상하방향으로 이동시키며, 제2 고정베이스를 구비한 수직작동부;
   상기 용접유닛을 지면에 수직한 축을 중심으로 회전시키기 위한 회전작동부;
   상기 구조물에 근접하는 방향이나 이의 반대방향으로 상기 용접유닛을 수평하게 이동시키 위한 수평작동부;
   를 포함하며,
   상기 고정유닛은, 상기 제2 고정베이스의 상부에 분리 가능하게 고정되기 위하여, 상기 지지대는 연결홈이 형성되고, 상기 연결홈에 끼워지도록 상기 제2 고정베이스는 연결부가 돌출되게 형성되며, 상기 연결홈 및 상기 연결부의 결합에 의하여, 상기 수직작동부는 상기 고정유닛에 지지되며,
   상기 용접유닛은, 상기 펀넬의 내부에 삽입되어 상기 관통관의 하부에 상기 펀넬을 부착하기 위한 용접가공을 수행하는 용접장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 수직작동부는,
   상기 제2 고정베이스;
   상기 제2 고정베이스의 하방으로 이격되게 배치되는 제1 고정베이스;
   지면에 수직한 수직방향으로 배치되되, 상기 제1 및 2 고정베이스를 연결하는 가이드바; 및
   상기 가이드바를 따라 상하방향으로 이동하고, 상기 용접유닛에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 용접유닛과 함께 이동하는 이동베이스를 포함하는 용접장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드바는, 외면에 나사산이 형성되고, 상기 제1 고정베이스에 그 하단이 삽입되어 상기 제1 고정베이스에 회전 가능하게 설치되며,
   상기 이동베이스는, 상기 가이드바가 삽입되고, 상기 가이드바의 나사산에 맞물리는 나사산이 내면에 형성되는 관통홈을 포함하여, 상기 가이드바의 회전에 따른 나사산들의 맞물림으로 상하로 이동하며,
   상기 수직작동부는, 상기 가이드바를 회전시키기 위한 제1 구동부를 더 포함하는 용접장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 구동부는,
   상기 제1 고정베이스의 내부를 향해 연장되는 회전축을 구비하는 제1 모터; 및
   상기 상기 제1 고정베이스의 내부에 마련되고, 상기 가이드바의 회전을 위해 상기 회전축의 회전력을 상기 가이드바에 전달하는 제1 전달벨트를 포함하는 용접장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가이드바는 복수 개가 마련되고,
   상기 제1 전달벨트는 상기 회전축과 복수 개의 상기 가이드바를 폐곡선의 형태로 감싸서, 상기 회전축의 회전으로 복수 개의 상기 가이드바를 동일하게 회전시키는 용접장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 제1 구동부는,
   상기 이동베이스의 내부를 향해 연장되는 회전축을 구비하는 제1 모터; 및
   상기 이동베이스의 내부에 마련되고, 상기 가이드바의 회전을 위해 상기 회전축의 회전력을 상기 가이드바에 전달하는 제1 전달벨트를 포함하는 용접장치.
8. 삭제
9. 제3항에 있어서,
   상기 회전작동부는,
   상기 이동베이스에, 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되고 상기 용접유닛에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 용접유닛과 함께 회전하는 회전베이스; 및
   상기 회전베이스를 회전시키기 위한 제2 구동부를 포함하는 용접장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 회전베이스는, 외면에 나사산이 형성되고, 상하방향으로 연장되는 원기둥 형상의 나사부를 구비하고,
    상기 제2 구동부는, 상기 나사부의 나사산에 맞물리는 나사산이 외면에 형성되어 자신의 회전으로 상기 회전베이스를 회전시키는 회전기어와, 상기 회전기어를 회전시키는 제2 모터를 포함하는 용접장치.
11. 삭제
12. 제9항에 있어서,
    상기 수평작동부는,
    상기 용접유닛에 연결되어 상기 용접유닛과 함께 이동하고, 랙 기어가 형성되는 제1 동력전달체;
    상기 제1 동력전달체의 상기 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어가 형성되어 자신의 회전으로 상기 제1 동력전달체를 수평하게 이동시키는 제2 동력전달체; 및
    상기 제2 동력전달체를 회전시키는 제3 모터를 포함하는 용접장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 용접유닛은, 상기 용접가공을 수행하는 토치부재, 및 상기 토치부재에 의한 용접 중에 용가재를 공급하기 위해서 상기 토치부재에 근접하거나 이격되게 이동하는 공급노즐을 포함하며,
    상기 공급노즐은 용가재 송급부를 포함하며,
    상기 용가재 송급부는 상기 용가재를 기 설정된 양으로 상기 공급노즐에 전달하는 용접장치.
14. 삭제
15. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은, 상기 용접유닛에서 이격되게 배치되어 상기 수직작동부와, 상기 회전작동부와, 상기 수평작동부를 원격으로 제어하는 용접장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 고정유닛은 상기 펀넬을 상기 관통관의 하부에 고정하는 용접장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정대는, 상기 관통관을 향하는 방향으로 회전하여 상기 관통관에 밀착된 이후에 분리 가능하게 서로 체결되어, 상기 관통관에 분리 가능하게 고정되는 용접장치.
18. 삭제

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