KR101947776B1 - T형 파이프 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양 끝단이 개구되는 제1 파이프 및 제1 파이프의 외측면과 연결되어 일단이 후방을 향하는 제2 파이프를 포함하고 금속 재질로 구비되는 T형 파이프를 제조하는 장치로서, 제1 파이프의 양 끝단을 향하도록 각각 위치하고 제1 중심축을 중심으로 회전하여 제1 파이프의 양 끝단을 면 가공하는 한 쌍의 제1 가공부 및 제2 파이프의 후방에 위치하고 제2 중심축을 중심축으로 회전하여 제2파이프의 일단을 면 가공하는 원통 형상의 제2 가공부를 포함한다. 본 발명에 따르면, T형 파이프의 단부 및 내주면을 가공하는데 있어 정확성을 현저하게 높일 수 있고, T형 파이프의 내주면에 와류발생부가 형성됨으로써 유체 통과 과정에서 와류가 발생하여 파이프 내부의 이물질이 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

Description

T형 파이프 제조 장치{DEVICE FOR MANUFACTURING T TYPE PIPE}
본 발명은 T형 파이프를 제조하는 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 제1 파이프 및 제2 파이프가 연결되는 T 형상을 갖는 파이프에 관한 것이다.
일반적으로, 분기형 파이프는 일 방향으로 향하는 유체를 양측 방향으로 분배하여 이동시키는데 사용된다. 분기형 파이프가 구비됨으로써 복수 개의 파이프를 T자 또는 Y자로 배열 및 연결시키지 않아도 되어, 작업시간을 단축하고 복수 개의 파이프 사이의 누수를 미연에 방지할 수 있기 때문에, 차량이나 건설 현장에서 많이 사용된다. 상기와 같은 분기형 파이프는 1개의 파이프에 또다른 파이프를 삽입하여 제조하거나, 분기형 파이프의 형상에 대응하는 주형을 통해 주조하는 제조 방법을 사용한다. 하지만, 선술한 분기형 파이프의 제조 방법은 외부로 노출되는 파이프의 내주면 및 단부를 가공하기 어렵기 때문에 후가공이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 선행문헌 1(대한민국 등록특허 제10-1617674호)은 회전운동하는 파이프를 타발하여 가공하는 성형 장치를 개시하였다. 하지만, 선행문헌 1의 경우 파이프의 단부는 가공하기 쉽지만 내면을 가공하기 어렵고, 파이프가 정위치에 배치되지 않은 경우 불량품이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
선행문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-1617674호 (20116.04.27. 등록)
본 발명의 기술적 과제는 제조된 T형 파이프의 단부 및 내주면을 용이하고 정밀하게 가공할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 T형 파이프를 가공하는 과정에서 파이프의 위치를 고정하고, 적절하지 않은 위치에 있을 시에는 이를 교정하여 재고정시킬 수 있는 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 유입된 유체가 와류를 일으킴으로써 파이프 내부의 불순물이 잔존하는 것을 미연에 방지할 수 있는 T형 파이프 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 파이프의 단부에 배치홈을 형성하여 또다른 파이프와의 결합 시 기밀수단을 삽입할 수 있는 제조 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 양 끝단이 개구되는 제1 파이프 및 제1 파이프의 외측면과 연결되어 일단이 후방을 향하는 제2 파이프를 포함하고 금속 재질로 구비되는 T형 파이프를 제조하는 장치로서, 제1 파이프의 양 끝단을 향하도록 각각 위치하고 제1 중심축을 중심으로 회전하여 제1 파이프의 양 끝단을 면 가공하는 한 쌍의 제1 가공부 및 제2 파이프의 후방에 위치하고 제2 중심축을 중심축으로 회전하여 제2파이프의 일단을 면 가공하는 원통 형상의 제2 가공부를 포함하고, 한 쌍의 제1 가공부 및 제2 가공부의 일면에는 제1 파이프의 양 끝단 및 제2 파이프의 일단을 향하고 원형 배열을 갖는 제1 커터 및 제1 파이프의 양 끝단 및 제2 파이프의 일단에 배치홈을 음각 형성하는 제2 커터가 구비되며, 한 쌍의 제1 가공부는 일면에 제1 파이프의 양 끝단을 바라보도록 형성되는 봉 형상의 축부 및 제1 중심축을 중심으로 외측 방향으로 형성되어 제1 파이프의 내주면에 나선형상의 와류발생부를 형성하는 제3 커터를 포함한다.
본 발명에 따르면, T형 파이프의 단부 및 내주면을 가공하는데 있어 정확성을 현저하게 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 T형 파이프의 내주면에 와류발생부가 형성됨으로써, 유체 통과 과정에서 와류가 발생하여 파이프 내부의 이물질이 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 T형 파이프 및 또다른 파이프의 결합 시 기밀수단을 삽입할 수 있는 공간이 제공됨으로써, 이를 위한 별도의 공정 및 구성을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 파이프 제조 장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 파이프를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴부 및 틀부를 통해 제1 파이프가 가이드 운동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 가공부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제3 커터의 또다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 축부 및 제3 커터를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커터 내지 제3 커터에 의해 가공된 T형 파이프를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부 및 광수용부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부 및 광수용부의 광조사 및 광수용을 각각 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 파이프 제조 장치를 전체적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 파이프를 나타내는 도면이다.
본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, “외측 방향”은 별도의 언급이 없는 한 파이프의 외측 방향을 뜻하고, “내측 방향”은 파이프의 중심축을 향하는 방향을 뜻한다. 또한, “후방”은 제2 파이프(p2)가 위치하는 방향으로서, 제1 파이프(p1)와 연결된 제2 파이프(p2)의 노출된 일면이 향하는 방향이다. 즉, “전방”은 제1 파이프(p1)와 연결된 제2 파이프(p2)의 타면이 향하는 방향이다. 또한, 본 발명에서의 T형 파이프는 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)가 서로 직교하도록 형성됨으로써, 유체는 제2 파이프(p2)를 통해 유입되고 제1 파이프(p1)의 양단을 통해 또다른 파이프로 이동한다. 또한, “유체”는 액체 또는 기체 상태의 물 등을 뜻하는 것으로서, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 T형 파이프 제조 장치는 양 끝단이 개구되는 제1 파이프(p1) 및 제1 파이프(p1)의 외측면과 연결되어 일단이 후방을 향하는 제2 파이프(p2)를 포함하는 T형 파이프를 제조하는 장치로서, 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)가 위치하여 고정되기 위한 공간을 제공하는 배치부(110), 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 면 가공하는 한 쌍의 제1 가공부(210), 제2 파이프(p2)의 후방에 위치하여 제2 파이프(p2)의 일단을 면 가공하는 제2 가공부(220) 및 배치부(110)의 상측 방향에 위치하고 제1 파이프(p1)를 하측 방향으로 가압하여 고정시키는 가압고정부를 포함한다.
선술한 바와 같이, T형 파이프는 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)가 서로 직교한 상태에서 제조된다. 보다 바람직한 실시예로서, T형 파이프는 T자 형상으로 내부가 개구된 별도의 금형에 제1 파이프(p1)를 삽입한 후, 상기 제1 파이프(p1)를 가압하여 형성된다. 이와 같은 방법으로 제조된 T형 파이프는 제1 파이프(p1)의 양단 및 제2 파이프(p2)의 일단이 매끄럽게 가공되지 않아 다른 파이프와의 결합 시 누수가 발생할 수 있고, 파이프의 운반 과정에서 작업자 및 다른 물품에 손상을 입힐 우려가 있다. 또한 T형 파이프의 내주면에는 버(Burr) 등의 이물질이 위치하므로, 이물질을 제거하지 않고 T형 파이프를 사용할 경우 유체의 압력에 따라 이물질이 부유할 수 있어 정밀한 수질을 요하는 설비에서 사용하기 어렵다. 추가적으로 상기와 같은 이물질로 인해, 파이프 내 유체는 불규칙적인 흐름을 갖게 되어 캐비테이션 현상(Cavitation)을 유발함으로써 파이프의 균열 및 파손을 일으킬 위험성을 갖는다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 T형 파이프의 제조 장치를 개시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치부(110)를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴부(111) 및 틀부(120)를 통해 제1 파이프(p1)가 가이드 운동하는 것을 나타내는 도면으로서, 도 3에서의 “후방”은 좌하측 방향을 뜻하고 도 4에서의 “후방”은 우하측 방향을 뜻한다. 또한, 도 3에서는 후술할 배치부(110), 틀부(120) 및 자성체의 연결 구조를 나타내기 위해 각각의 구성을 분해하여 도시하였다.
배치부(110)는 제1 파이프(p1)를 고정시키기 위한 구성이다. 이를 위해, 배치부(110)는 제1 파이프(p1)의 하측 방향에 위치하고, 제1 파이프(p1)의 형상에 대응되도록 상면이 음각 형성된다. 상세하게, 배치부(110)의 상면은 호 형상으로 음각 형성된다. 보다 상세하게, 배치부(110)의 상면은 소정의 곡률을 갖는 곡면을 갖고, 상기 곡면은 하측 방향으로 음각된다. 이에 따라, 배치부(110)의 곡면은 후술할 틀부(120)의 외주면과 면접촉을 이루고, 틀부(120)의 내주면은 제1 파이프(p1)의 외주면과 면접촉을 이루어 제1 파이프(p1)를 배치부(110) 상에서 고정시킬 수 있다. 즉, 배치부(110)가 구비됨으로써 제1 파이프(p1)는 배치부(110) 상에 위치한 상태에서 제1 파이프(p1)의 양단 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)의 양단 및 일단의 면가공 과정 및 제1 파이프(p1)의 내주면에 대한 면가공 과정에서 보다 높은 공정 정확도를 구현해낼 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 배치부(110)의 전방 및 후방을 향하는 전면 및 후면은 개구되고 제2 파이프(p2)는 개구된 배치부(110)의 전면 및 후면에 위치함으로써, 배치부(110)의 외부로 노출된다. 이는 후술할 제2 가공부(220)가 제2 파이프(p2)의 일단을 용이하게 면가공하기 위해 공간을 제공하는 효과를 갖는다. 즉, 제2 가공부(220) 및 배치부(110)가 서로 접촉하지 않기 때문에 제2 파이프(p2) 일단의 면가공 과정에서 배치부(110)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
배치부(110)의 상면에는 바퀴부(111)가 더 구비된다. 바퀴부(111)는 후술할 틀부(120)를 소정의 곡률을 따라 가이드 이동시키기 위한 구성이다. 이를 위해, 바퀴부(111)는 하나 이상 구비되어 배치부(110)의 상면, 즉 배치부(110)의 호 형상으로 음각되어 형성된 곡면 상에 위치한다. 바퀴부(111)는 별도의 동력공급수단으로부터 동력을 공급받아 회전함에 따라, 바퀴부(111)의 상측 방향에 위치한 틀부(120)를 소정의 곡률을 따라 가이드 이동시킨다. 이는 배치부(110)의 상측 방향에 위치한 제1 파이프(p1)의 위치 교정을 용이하게 수행할 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 고중량의 T형 파이프의 위치 및 각도를 조정하는데 있어 작업자가 직접 T형 파이프를 손으로 잡고 힘을 주지 않아도 되기 때문에, 작업자의 부상을 방지하고 위치 교정에 대한 정확도를 높일 수 있어 공정 효율을 극대화할 수 있다.
틀부(120)는 제1 파이프(p1)와의 면접촉을 통해 제1 파이프(p1)를 고정 및 가이드 이동시킨다. 이를 위해, 틀부(120)는 배치부(110)의 상측 방향에 위치하고 소정의 곡률의 호 형상 단면을 갖는다. 즉, 틀부(120)는 선술한 배치부(110)와 동일한 소정의 곡률을 갖는다. 또한, 틀부(120)의 내주면은 제1 파이프(p1)의 외주면과 면접촉을 이루도록 형성된다. 상세하게, 틀부(120)의 내주면은 제1 파이프(p1)의 형상 및 크기에 대응되도록 형성된다. 따라서, 제1 파이프(p1)는 틀부(120) 상에 안착되어 위치할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 틀부(120)는 제1 자성체(m1)를 더 포함할 수 있다. 제1 자성체(m1)는 제1 파이프(p1)를 고정시킨 후 선술한 바퀴부(111)의 운동에 따라 제1 파이프(p1)를 소정의 곡률을 따라 가이드 운동시키기 위한 구성이다. 이를 위해 제1 자성체(m1)는 하나 이상 구비되고 틀부(120)에 내설되도록 소정의 곡률을 갖는 테 형상으로 구비된다. 여기서, 제1 파이프(p1)가 탄소강 등의 금속 재질로 구비됨에 따라, 별도의 전력공급부를 통해 전력을 공급받아 자성을 갖는 제1 자성체(m1)는 제1 파이프(p1)와 자기적으로 연결된다. 따라서, 제1 파이프(p1)는 틀부(120)로부터 이탈되지 않고 고정될 수 있다. 또한, 선술한 바퀴부(111)의 운동 시 제1 파이프(p1)는 틀부(120)와 일체로 소정의 곡률을 따라 가이드 이동한다. 따라서, 제1 파이프(p1)에 대한 용이한 위치 교정이 가능하다.
가이드홈(121)은 바퀴부(111)가 틀부(120)와 접하여 가이드 운동시키는 과정에서 바퀴부(111) 및 틀부(120)가 서로 분리되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 상세하게, 가이드홈(121)은 바퀴부(111) 및 틀부(120)가 보다 많은 면접촉을 이룬 상태에서 회전하게 되어, 제1 파이프(p1)의 미세한 위치 교정을 가능케 한다. 이를 위해, 가이드홈(121)은 틀부(120)의 외주면에 형성되되 바퀴부(111)의 형상 및 크기에 대응되어 음각 형성된다. 또한, 틀부(120)의 가이드 운동을 위해 가이드홈(121)은 소정의 곡률을 따라 형성된다. 이에 따라, 가이드홈(121)에는 바퀴부(111)의 상측 부분이 삽입되고 바퀴부(111)가 가이드홈(121)에 삽입된 상태에서 회전함으로써, 틀부(120)는 제1 파이프(p1)를 일체가 된 상태에서 소정의 곡률을 따라 가이드 운동하여 제1 파이프(p1)의 위치를 교정할 수 있다.
선술한 배치부(110), 바퀴부(111), 틀부(120), 제1 자성체(m1) 및 가이드홈(121)을 통해, 제1 파이프(p1)의 위치를 교정하고, 이로 인해 후방을 향하는 제2 파이프(p2)의 일단의 위치 및 각도를 교정할 수 있으며, 후술할 제2 가공부(220)는 제2 파이프(p2)의 일단이 올바른 위치에 있는 상태에서 제2 파이프(p2)의 일단을 면가공할 수 있어 공정 정밀도 및 T형 파이프의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 가공부(210)를 나타내는 도면이고 , 도 6은 본 발명에 따른 제3 커터의 또다른 실시예를 나타내는 도면이다.
제1 가공부(210)는 제1 파이프(p1)를 가공하는 구성이다. 상세하게, 제1 가공부(210)는 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 면 가공하고, 제1 파이프(p1)의 내주면에 와류 발생부를 형성한다. 이를 위해, 제1 가공부(210)는 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 향하도록 위치하고(도 1 참조), 원통 형상으로 형성된다. 상세하게, 제1 가공부(210)의 일면(도 5의 좌하측 방향을 향하는 면을 뜻함)이 개구되는 관 형상으로 형성된다. 또한, 제1 가공부(210)는 제1 중심축을 중심으로 회전하여 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 면 가공한다. 또한, 제1 가공부(210)는 제1 커터(c1), 제2 커터(c2), 축부(211), 및 제3 커터(c3)를 포함한다.
제1 커터(c1)는 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단을 면가공하기 위한 구성이다. 상세하게, 제1 커터(c1)는 제1 가공부(210) 및 제2 가공부(220)의 회전 운동 시 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단과 접하여 면 가공을 수행함으로써 균일한 단면을 형성한다. 이를 위해, 제1 커터(c1)는 제1 가공부(210) 및 제2 가공부(220)의 일면으로부터 제1 파이프(p1)의 양 끝단 방향 및 제2 파이프(p2)의 일단 방향을 각각 향하도록 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서 제1 커터(c1)는 복수 개로 구비되되, 제1 커터(c1)의 형상 및 크기에 대응되도록 제1 가공부(210)의 외주면으로부터 음각 형성된 삽입홈에 삽입되어 위치할 수 있다. 또한, 제1 커터(c1)는 종래의 면 가공을 위한 블레이드 형태로 형성될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 선술한 바와 같이, 제1 커터(c1)는 회전 운동을 하면서 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단과 면 접촉을 이루어 면 가공을 수행한다. 이에 따라, 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단은 균일한 단면으로 형성될 수 있어 또다른 파이프를 용이하게 연결하되 상기 또다른 파이프와의 간격을 최소화할 수 있어 누수를 미연에 방지할 수 있다.
제2 커터(c2)는 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단을 가공하여 배치홈을 형성하기 위한 구성이다. 상세하게, 제2 커터(c2)는 T형 파이프 및 또다른 파이프를 연결하는 과정에서 내부의 기밀을 유지할 수 있는 별도의 기밀수단이 삽입되는 공간(배치홈)을 형성한다. 이를 위해, 제2 커터(c2)는 상기 별도의 기밀수단의 형상 및 크기에 대응되는 형상 및 크기로 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 제2 커터(c2)는 단면이 삼각형, 아랫변의 길이가 윗변의 길이보다 작은 사다리꼴 형상 등으로 구비됨으로써, 상기 별도의 기밀수단을 용이하게 삽입할 수 있도록 배치홈을 형성할 수 있다. 또한, 제2 커터(c2)는 복수 개로 형성되어 제1 가공부(210) 및 제2 가공부(220)의 일면의 중앙부를 중심으로 원형 배열을 갖는다. 따라서, 상기 별도의 기밀수단은 T형 파이프 및 또다른 파이프와의 기밀을 보다 균일하게 유지할 수 있다.
축부(211) 및 제3 커터(c3)는 제1 가공부(210)에만 구비되는 구성으로서, 제1 파이프(p1)의 내주면에 나선 형상의 와류발생부(s)를 형성한다. 상세하게, 축부(211)는 제1 가공부(210)의 제1 중심축을 중심으로 회전하되 제1 가공부(210)와는 상이한 시점 및 회전수로 회전하고, 제3 커터(c3)는 축부(211)의 중심으로부터 외측 방향으로 형성되어 제1 파이프(p1)에 삽입된 상태에서 내주면을 가공하여 와류발생부(s)를 형성한다.
축부(211)는 후술할 제3 커터(c3)를 회전시키는 구성이다. 이를 위해, 축부(211)는 제1 가공부(210)의 일면의 개구된 부분으로부터 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 향하도록 형성된다. 또한, 축부(211)는 원통 형상으로 구비되며 제1 중심축을 중심으로 회전하도록 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서, 축부(211)는 다단의 원통 형상으로 형성되고 별도의 동력공급부를 통해 동력을 공급받아 회전한다. 여기서, 축부(211)는 제1 가공부(210)와는 상이한 시점 및 회전수로 회전하는데, 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 7에서 후술하도록 한다.
제3 커터(c3)는 회전 운동하여 와류발생부(s)를 형성한다. 상세하게, 제3 커터(c3)는 제1 중심축을 중심으로 회전하여 제1 파이프(p1)의 내주면에 와류발생부(s)를 음각 형성한다. 이를 위해, 제3 커터(c3)는 복수 개로 구비되고 외측 방향을 향하는 일단에는 블레이드가 구비되며 내측 방향에는 향하는 타단은 원통 형상으로 형성된다. 또한, 복수 개의 제3 커터(c3)는 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 향해 소정의 간격으로 이격되어 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 제3 커터(c3)의 일단부터 타단까지의 길이는 관 형상으로 형성되는 제1 파이프(p1)의 반지름보다 크도록 구비된다. 이는 도 7에서 후술할 제2 자성체(m2), 제3 자성체(m3) 및 탄성체(e)에 의해 제3 커터(c3)의 일단이 제1 파이프(p1)의 내주면을 외측 방향으로 가압 및 절삭하여 와류발생부(s)를 용이하게 형성하기 위함이다. 보다 바람직한 실시예로서, 축부(211)와 연결되는 제3 커터(c3)의 타단은 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이는 제3 커터(c3)가 제1 파이프(p1)의 내주면에서 와류발생부(s)를 음각 형성하는 과정에서 과도한 힘을 받아 구부러지거나 파단되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 축부(211) 및 제3 커터(c3)를 나타내는 도면으로서, 제3 커터(c3)를 통해 와류발생부(s)가 형성되는 것을 나타내고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커터(c1) 내지 제3 커터(c3)에 의해 가공된 T형 파이프를 나타내는 도면이다.
제2 자성체(m2)는 제3 자성체(m3)와의 자기적 연결을 통해 제3 커터(c3)를 이동시켜 와류발생부(s)가 형성되도록 한다. 상세하게, 제2 자성체(m2)는 별도의 전력공급부를 통해 전력이 인가될 경우에만 선택적으로 자력을 발생시키는 원통 형상의 전자석 등으로 구비되고, 상기와 같이 자력이 발생한 제2 자성체(m2)는 제3 자성체(m3)를 제1 중심축의 외측 방향으로 이동시킨다. 이를 위해, 제2 자성체(m2)는 제1 중심축의 내측 방향에 구비되되 축부(211)의 내부에 구비된다.
제3 자성체(m3)는 선술한 제2 자성체(m2)와의 자력을 이용하여 제3 커터(c3)를 제1 중심축의 외측 방향으로 이동시키는 구성이다. 이를 위해, 제3 자성체(m3)는 제3 커터(c3)의 내측 방향, 즉 제3 커터(c3)의 타단에 형성된다. 여기서, 제2 자성체(m2) 및 제3 자성체(m3)는 서로 밀어내는 척력을 갖는다. 예를 들어, 제2 자성체(m2) 및 제3 자성체(m3)는 모두 n극이거나, s극을 갖도록 구비된다. 이에 따라, 제3 자성체(m3)는 제2 자성체(m2)에 자력이 발생한 경우 제2 자성체(m2)로부터 외측 방향으로 멀어지도록 이동되고, 이 과정에서 제3 자성체(m3)의 외측 방향에 위치한 제3 커터(c3)의 일단은 제1 중심축의 외측 방향으로 이동하여 제1 파이프(p1)의 내주면을 외측 방향으로 가압한다. 이후 축부(211)가 제1 중심축을 중심으로 회전함에 따라 제3 커터(c3)는 제1 파이프(p1)의 내주면에 3차원 나선 형상의 와류발생부(s)를 형성한다. 제2 자성체(m2) 및 제3 자성체(m3)를 통해, 제1 파이프(p1)의 내부에 와류발생부(s)를 형성하기 위해 제3 커터(c3)를 외측 방향으로 이동시키는 별도의 장치를 생략할 수 있어, 설비공간을 절감할 수 있다.
탄성체(e)는 제3 커터(c3)를 제1 중심축의 내측 방향으로 이동시킨다. 상세하게, 와류발생부(s)를 형성한 제3 커터(c3)는 의도하지 않은 제1 파이프(p1)의 내주면의 가공을 방지하기 위해서 제1 파이프(p1)의 내주면으로의 가압을 중지한 다음 선술한 축부(211)의 이동을 통해 제1 파이프(p1)의 외부로 인출되어야 한다. 여기서, 탄성체(e)는 복원력을 이용하여 제3 자성체(m3) 및 제3 커터(c3)를 제1 중심축의 내측 방향으로 이동시켜 제3 커터(c3)의 일단 및 제1 파이프(p1)의 내주면과의 면접촉을 해지시킨다. 이를 위해, 탄성체(e)는 제2 자성체(m2) 및 제3 자성체(m3)의 사이에 위치하고 소정의 복원력을 갖는 스프링 등으로 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 스프링 등으로 구비되는 탄성체(e)의 외면에는 고무 등의 절연성 재질을 갖는 절연수단이 더 구비되고, 이는 제2 자성체(m2) 및 제3 자성체(m3) 간의 자력에 의해 탄성체(e)가 의도하지 않게 신장 또는 수축되는 것을 미연에 방지하기 위함이다. 탄성체(e)의 일단은 제2 자성체(m2)와 연결되고 타단은 제3 자성체(m3)의 타단과 연결되며, 제2 자성체(m2)의 자력이 해제되는 경우 탄성체(e)는 소정의 복원력을 통해 수축되어 제3 자성체(m3) 및 제3 커터(c3)를 제1 중심축의 내측 방향으로 이동시킨다. 탄성체(e)가 구비됨으로써, 제3 커터(c3)가 소정의 길이만큼 외측 방향으로 이동되게끔 제3 커터(c3)의 과도한 이동을 방지할 수 있다. 또한, 와류발생부(s)의 형성이 완료된 제3 커터(c3)를 복원력을 이용하여 내측 방향으로 이동시킬 수 있어 불필요한 제1 파이프(p1)의 내주면의 가공 및 손상을 미연에 방지할 수 있다. 추가적으로, 제3 커터(c3)를 이동시키기 위한 별도의 동력원을 생략할 수 있어, 상기 동력원에 따른 진동의 발생으로 인한 제1 파이프(p1)의 파손을 미연에 방지할 수 있다. 더불어, 도 5 및 도 7에서 선술한 일련의 구성 및 과정을 통해, 제1 파이프(p1)의 내주면에는 나선 형상의 와류발생부(s)가 형성된다. 여기서, 상기 와류발생부(s)는 유체가 제2 파이프(p2)에서 분기되어 제1 파이프(p1)의 양단 방향으로 이동하는 경우 와류를 발생시킴으로써, 제1 파이프(p1) 및 제1 파이프(p1)와 연결된 또다른 파이프의 내부에 찌꺼기 등의 이물질이 잔존하는 것을 방지하는 기능을 갖을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부(2211) 및 광수용부(2212)를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부(2211) 및 광수용부(2212)의 광조사 및 광수용을 각각 나타내는 도면이다.
제2 가공부(220)는 선술한 제1 가공부(210)와 동일한 구성의 제1 커터(c1) 및 제2 커터(c2)를 포함하되, 후술할 광조사부(2211), 광반사부(2231) 및 광수용부(2212)를 더 포함한다.
바디부(221)는 광조사부(2211) 및 광수용부(2212)가 위치하는 공간을 제공한다. 이를 위해, 바디부(221)는 일면이 개구된 제2 가공부(220)에 구비되되 제2 파이프(p2)의 일단을 향하는 원통 형상으로 형성된다. 또한, 제2 파이프(p2)의 일단을 향하는 바디부(221)의 일단에는 후술할 광조사부(2211) 및 광수용부(2212)가 위치한다. 보다 바람직한 실시예로서, 바디부(221)의 일단 방향에는 유입 방지부(222)가 더 구비될 수 있다. 유입 방지부(222)는 선술한 제1 파이프(p1) 내주면에서 형성되는 와류발생부(s)로 인한 절삭칩이 유입되는 것을 방지한다. 상세하게, 절삭칩은 광조사부(2211) 및 광반사부(2231)의 사이에 위치하여 광의 조사 및 반사를 방해할 수 있고, 이를 방지하기 위한 깔대기 형상의 유입 방지부(222)가 개시됨에 따랴 광 조사 및 반사 기능을 용이하게 수행할 수 있다. 여기서, 유입 방지부(222)의 일단의 직경은 타단의 직경보다 작도록 구비되어야 함이 바람직하다.
플레이트(223)는 광반사부(2231)가 위치하는 공간을 제공하는 구성이다. 이를 위해, 플레이트(223)는 제1 파이프(p1)의 내주면에 대응되도록 호 형상 단면을 갖는다. 상세하게, 플레이트(223)의 외주면은 제1 파이프(p1)의 내주면과 면 접촉을 이루는 곡면으로 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서, 플레이트(223)는 별도의 고정수단을 통해 바디부(221)와 연결된다. 따라서, 플레이트(223)는 제2 가공부(220)에 구비되는 제1 커터(c1)가 제2 파이프(p2)의 일단과 접한 상태에서 외주면이 제1 파이프(p1)의 내주면과 면접촉을 이룬다. 보다 바람직한 실시예로서, 플레이트(223)는 상기 고정수단과 힌지 연결됨에 따라 외주면이 제1 파이프(p1)의 내주면과 면접촉을 이루는 과정에서 상하방향으로의 각도(지면과의 각도를 뜻함)가 가변할 수 있고, 이는 후술할 제어부의 광 수용시간 측정에 따른 바퀴부(111)의 구동 여부에 영향을 미친다.
광조사부(2211)는 제2 파이프(p2)의 일단 방향을 향해 광을 조사한다. 상세하게, 광조사부(2211)는 플레이트(223)의 내주면에 위치한 광반사부(2231)를 향해 광을 조사한다. 이를 위해, 광조사부(2211)는 바디부(221)의 일면에 하나 이상 구비되고, 후술할 광반사부(2231)가 인식할 수 있는 레이저 등의 광을 조사한다.
광반사부(2231)는 광조사부(2211)로부터 조사된 광을 반사시킨다. 이를 위해, 광조사부(2211)는 표면이 매끄러운 반사수단으로 구비되고, 광조사부(2211)의 개수에 대응되도록 구비된다. 또한, 광반사부(2231)는 플레이트(223)의 내주면에 형성되고 광수용부(2212)를 향해 광을 조사한다.
광수용부(2212)는 광반사부(2231)로부터 반사된 광을 수용한다. 상세하게, 광수용부(2212)는 바디부(221)의 일면에 구비되되 광조사부(2211) 및 광반사부(2231)의 개수에 대응되도록 구비되며, 광반사부(2231)로부터 반사된 광을 수용함에 따라 후술할 제어부에 광의 수용을 통지한다. 도 10를 일례로 설명하자면, 광조사부(2211)는 광반사부(2231)를 향해 광을 조사하고, 광반사부(2231)는 광조사부(2211)의 하측 방향에 위치한 광수용부(2212)를 향해 광을 반사함에 따라, 광수용부(2212)는 광을 수용한다. 하지만 광조사부(2211) 및 광수용부(2212)의 위치는 설계변경 가능하고, 선술한 일례에 한정되지 않는다.
제어부는 광수용부(2212)에 도달한 광의 수용 시간에 따라 도 3 및 도 4에서 선술한 바퀴부(111)의 구동을 제어한다. 상세하게, 제어부는 바퀴부(111)의 구동 여부를 판단하여 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)의 위치를 교정하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 제어부는 바퀴부(111) 및 광수용부(2212)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제어부는 미리 저장된 기준 수용 시간을 더 포함한다. 기준 수용 시간은 광수용부(2212)에서 광을 수용한 시간과 비교되며, 5초, 10초, 30초 등으로 다양하게 설정될 수 있다. 제어부는 광수용부(2212)에 도달한 광을 수용하는 시간을 측정하고, 이를 기준 수용 시간과 비교한 결과에 따라 바퀴부(111)의 구동 여부를 판단한다.
기준 수용시간이 광 수용시간보다 큰 경우, 광반사부(2231)를 통해 반사된 광이 광수용부(2212)에 도달하지 않은 경우로서 플레이트(223)의 외주면이 제1 파이프(p1)의 내주면과 면접촉하되 지면으로부터 소정의 각도로 기울어져 구비된다. 즉, 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)가 올바르게 배치되지 않은 경우이다. 상세하게, 제2 파이프(p2)의 일단은 지면과 평행하지 않고 상하방향으로 기울어져 위치되는 경우이다. 여기서, 제어부는 바퀴부(111)를 구동시켜 제1 파이프(p1)를 소정의 곡률을 따라 이동시킴으로써 제1 파이프(p1)의 위치 및 구비되는 각도를 교정한다.
기준 수용시간이 광 수용시간보다 작거나 같은 경우, 광반사부(2231)를 통해 반사된 광이 광수용부(2212)에 수용된 경우로서 플레이트(223)가 지면과 수직하도록 기울어져 배치되는 경우이다. 즉 제2 파이프(p2)의 일단이 지면과 평행한 경우이다. 여기서, 제어부는 바퀴부(111)의 구동을 중지시켜 제자리에 고정시킨다.
상술할 일련의 구성 및 과정을 통해, 미세한 각도로 기울어져 위치한 T형 파이프에 대한 위치 교정을 용이하게 수행할 수 있어 공정 정확도를 현저하게 높일 수 있다. 또한, 고중량의 T형 파이프에 대해서 도수 운반을 하지 않아도 되어 작업자의 부담을 덜 수 있어 작업 편의성을 증대시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 양 끝단이 개구되는 제1 파이프(p1) 및 상기 제1 파이프(p1)의 외측면과 연결되어 일단이 후방을 향하는 제2 파이프(p2)를 포함하고 금속 재질로 구비되는 T형 파이프를 제조하는 장치로서,
    상기 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 향하도록 각각 위치하고 제1 중심축을 중심으로 회전하여 상기 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 면 가공하는 한 쌍의 제1 가공부(210);및
    상기 제2 파이프(p2)의 후방에 위치하고 제2 중심축을 중심축으로 회전하여 상기 제2 파이프(p2)의 일단을 면 가공하는 원통 형상의 제2 가공부(220);를 포함하고,
    상기 한 쌍의 제1 가공부(210) 및 제2 가공부(220)의 일면에는,
    상기 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단을 향하고 원형 배열을 갖는 제1 커터(c1);및
    상기 제1 파이프(p1)의 양 끝단 및 제2 파이프(p2)의 일단에 배치홈을 음각 형성하는 제2 커터(c2);가 구비되며,
    상기 한 쌍의 제1 가공부(210)는 일면에,
    상기 제1 파이프(p1)의 양 끝단을 바라보도록 형성되는 봉 형상의 축부(211) 및 상기 제1 중심축을 중심으로 외측 방향으로 형성되어 상기 제1 파이프(p1)의 내주면에 나선형상의 와류발생부(s)를 형성하는 제3 커터(c3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 파이프 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 파이프(p1)의 하측 방향에 위치하고 상기 제1 파이프(p1)의 형상에 대응되도록 상면이 음각 형성되는 배치부(110);
    상기 제1 파이프(p1) 및 배치부(110)의 사이에 위치하고 내주면이 상기 제1 파이프(p1)의 외주면과 면접촉을 이루도록 소정의 곡률을 갖는 호 형상 단면의 틀부(120);및
    상기 틀부(120)의 내부에 위치하고 상기 제1 파이프(p1)와의 자력을 통해 상기 제1 파이프(p1) 및 제2 파이프(p2)를 상기 소정의 곡률을 따라 가이드 운동시키는 테 형상의 제1 자성체(m1);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 파이프 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배치부(110)의 내주면에는 상측 방향에 위치한 상기 틀부(120)를 상기 소정의 곡률을 따라 가이드 운동시키는 바퀴부(111)가 구비되고,
    상기 틀부(120)의 외주면에는 상기 바퀴부(111)에 대응되는 가이드홈(121)이 더 구비됨으로써, 상기 바퀴부(111)는 상기 가이드홈(121)을 따라 상기 틀부(120)를 가이드 운동시키는 것을 특징으로 하는 T형 파이프 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 가공부(210)는 양 끝단이 상기 축부(211) 및 제3 커터(c3)와 연결되는 탄성체(e)를 더 포함하고,
    상기 제3 커터(c3)는 상기 제1 중심축의 내측 방향에 형성되는 제2 자성체(m2)를 더 포함하며,
    상기 축부(211)의 내부에는 상기 제2 자성체(m2)와의 자력을 통해 상기 제3 커터(c3)를 상기 제1 중심축의 외측 방향으로 이동시키는 제3 자성체(m3)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 파이프 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 가공부(220)는,
    상기 제2 파이프(p2)의 일단을 향해 광을 조사하는 광조사부(2211);
    상기 제2 파이프(p2)의 내부로 삽입되고 상기 제1 파이프(p1)의 내주면에 대응되도록 외주면이 상기 제1 파이프(p1)의 내주면과 접하는 호 단면 형상의 플레이트(223);
    상기 플레이트(223)의 내주면에 형성되고 상기 광조사부(2211)로부터 조사된 광을 반사하는 광반사부(2231);및
    상기 광반사부(2231)로부터 반사된 광을 수용하는 광수용부(2212);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 파이프 제조 장치.
  6. 삭제
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