KR102243056B1

KR102243056B1 - 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그

Info

Publication number: KR102243056B1
Application number: KR1020210022445A
Authority: KR
Inventors: 이승열
Original assignee: 이승열
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2021-04-21

Abstract

본 발명은 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그에 관한 것으로서, 터뷸레이터를 제조하기 위한 전용지그를 제공함으로써, 자동화시스템의 구축이 가능하고, 이로 인해 단위시간당 생산량을 가일측 확대시켜 제품경쟁력을 강화하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은, 플랫바를 이송시키는 기능을 수행하는 이송부와, 상기 이송부의 일측에 구성되어, 상기 플랫바를 트위스팅시켜 터뮬레이터가 형성되도록 하는 지그 및 상기 지그를 통해 형성된 터뷸레이터가 외부로 용이하게 배출되도록 하는 배출부를 포함하여 수평의 플랫바를 트위스팅시켜 터뮬레이터가 형성되도록 하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그에 있어서, 상기 지그는, 플랜지와 상기 플랜지의 일단에 일정길이로 연장되는 보스가 구성되고, 상기 플랜지와 보스의 중앙에 이송부를 통해 제공되는 플랫바가 통과되도록 하는 진입구가 형성되는 몸체를 포함하고; 상기 보스에는 일정간격의 피치(P)들에 맞춰 구간별로 0°~ 90°를 순차적인 오름차순방식으로 일정각도 구획되게 나열되는 복수의 삽입공을 포함하며; 상기 복수의 삽입공 각각에는 중앙에 진입구를 통과하는 플랫바의 상,하방으로 압입축이 구성되도록 일정깊이를 가지는 복수의 압입축삽입공을 포함하고; 상기 복수의 압입축삽입공 각각에 삽입되고, 상기 압입축삽입공의 끝단에 형성된 단턱에 의해 삽입깊이가 제한되도록 구성되는 압입축을 포함하며; 상기 지그에는, 상기 몸체의 삽입공에 형성된 압입축삽입공에 삽입된 압입축의 일측을 압박시켜 상기 압입축에 대하여 축선방향 및 회전방향의 고정력이 유지되도록 지지하는 멈춤나사를 포함하고; 상기 압입축의 일측에는, 상기 멈춤나사의 일단이 일정깊이 삽입되어 압박에 의해 고정력이 향상되도록 하는 안착홈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그{TURBULATOR MANUFACTURE JIG}

본 발명은 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터뷸레이터를 제조하기 위한 전용지그를 제공함으로써, 자동화시스템의 구축이 가능하고, 이로 인해 단위시간당 생산량을 가일측 확대시켜 제품경쟁력을 강화하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 연관식 열교환기는 가열되어 배기된 고온의 연소 가스가 다수의 관 내부를 유동할 때, 관을 둘러싸는 본체의 내부에 수용된 난방수와 열교환이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 열교환기에서 열교환 성능을 향상시키는 것은 매우 중요한데, 연관식 열교환기에서 열교환 성능을 높이기 위해서 관의 내부에 터뷸레이터를 삽입한다.

상기 터뷸레이터는 관의 내부를 유동하는 연소가스가 난류를 형성하도록 하여 열교환 성능을 높이는 역할을 수행한다.

종래의 터뷸레이터는(3) 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 플랫바(flat bar)가 길이방향을 중심으로 뒤틀려서 형성된다. 이에, 상기 터뷸레이터(3)는 골과 골 사이의 간격(a)이 일정하게 형성된다.

그러나, 종래의 터뷸레이터는 일정폭을 가지는 평철(flat bar)을 뒤틀어지도록 트위스팅시키는 작업이 어려워 작업효율이 저하되는 문제점이 있다.

이로 인해, 자동 생산시스템을 구축하기 어렵기 때문에 단위시간당 생산량이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 특허공보 제10-1995576호(2019.06.26. 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-74646호(2019.06.28. 공개) 대한민국 특허공보 제10-2082742호(2020.02.24. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 터뷸레이터를 제조하기 위한 전용지그를 제공함으로써, 자동화시스템의 구축이 가능하고, 이로 인해 단위시간당 생산량을 가일측 확대시켜 제품경쟁력을 강화하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플랫바를 이송시키는 기능을 수행하는 이송부와; 상기 이송부의 일측에 구성되어, 상기 플랫바를 트위스팅시켜 터뮬레이터가 제조되도록 하는 지그; 및 상기 지그를 통해 제조된 터뷸레이터가 외부로 용이하게 배출되도록 하는 배출부를 포함하고; 상기 지그는, 중앙에 플랫바가 진입되는 진입구가 형성되고, 일단에 플랜지가 구성되며, 상기 플랜지의 타단에 일정길이 연장되는 보스가 구성되고, 상기 보스에 0°~ 90°범위 내에서 구간별로 다른 각도를 가지도록 형성되는 삽입공을 포함하는 몸체; 및 상기 보스의 삽입공에 삽입되어, 중앙의 진입구로 진입되는 플랫바를 강제 트위스팅 시키도록 구성되는 복수의 압입축을 포함하며; 상기 지그에는, 상기 몸체의 삽입공에 형성된 압입축삽입공에 삽입된 압입축의 일측을 압박시켜 상기 압입축에 대하여 축선방향 및 회전방향의 고정력이 유지되도록 지지하는 멈춤나사를 포함하고; 상기 압입축의 일측에는, 상기 멈춤나사의 일단이 일정깊이 삽입되어 압박에 의해 고정력이 향상되도록 하는 안착홈;을 포함하는 것이다.

또한, 상기 지그에는, 상기 몸체의 보스 외주연에 삽입되어, 상기 보스를 보호하면서, 상기 보스에 구성된 압입축의 이탈을 방지하도록 지지하는 하우징;을 포함하는 것이다.

또한, 상기 보스의 피치(P)들에 맞춰 형성되는 삽입공은, 7°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°의 각도에 맞춰 구획되게 형성되는 것이다.

본 발명에 의하면, 터뷸레이터를 제조하기 위한 전용지그를 제공함으로써, 자동화시스템의 구축이 가능하고, 이로 인해 단위시간당 생산량을 가일측 확대시켜 제품경쟁력을 강화하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일례를 보인 터뷸레이터 사용상태도.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 지그의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 몸체의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 몸체와 압입축의 결합관계를 보인 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 압입축의 구간별 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 플랫바가 압입축에 의해 트위스팅되는 확대 상세도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 이송부(10)와, 지그(20), 및 배출부(30)를 포함하여, 플랫바(100)를 지그(20)에 통과시킴에 따라 상기 지그(20)에 의해 플랫바(100)가 압입방식으로 터뷸레이터(110)가 성형, 제조되도록 한다.

상기 이송부(10)는 플랫바(100)를 지그(20) 측으로 공급하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 배출부(30)는 상기 지그(20)를 통과하여, 성형된 터뷸레이터(110)를 외부로 안정적인 배출이 이루어지도록 지지하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 지그(20)를 통해 제조된 터뷸레이터(110)는 이송부(10)를 통해 지그(20)로 제공되는 플랫바(100)가 일정길이를 가지도록 하거나, 또는 상기 이송부(10)에서는 계속적으로 플랫바(100)를 제공하되, 지그(20)를 통과하여 형성된 터뷸레이터(110)를 일정길이만큼씩 배출부(30)를 통해 절단시키도록 함으로써, 항상 일정길이를 가지는 터뷸레이터(110)가 제조되도록 한다.

여기에서, 상기 이송부(10) 및 배출부(30)는 본 발명의 기술사상이 아니므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기 지그(20)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이송부(10)를 통해 제공되는 플랫바(100)를 일정간격씩 트위시팅시켜 터뷸레이터(110)가 성형되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 지그(20)는 도 3에 도시된 바과 같이, 몸체(210)와, 하우징(220)과, 복수의 압입축(230)과, 복수의 멈춤나사(240), 및 체결나사(250)를 포함한다.

상기 몸체(210)는 도 4에 도시된 바와 같이, 터뷸레이터 제조장치의 일측에 체결나사(250) 등에 의해 고정될 수 있도록 지지하는 플랜지(212)를 포함한다.

또한, 상기 플랜지(212)의 일측에는 일정길이 연장되는 보스(214)를 포함한다.

또한, 상기 몸체(210)에는 플랜지(212)와 보스(214)의 중앙을 관통하도록 구성되어, 플랫바(100)가 안정적인 진입이 이루어지도록 지지하는 진입구(216)를 포함한다.

또한, 상기 보스(214)에는 일정간격의 피치(P)들에 맞춰 압입축(230)이 구성되도록 상기 압입축(230)이 삽입되는 복수의 삽입공(218)이 형성된다.

또한, 상기 삽입공(218)은 삽입된 압입축(230)이 고정상태를 유지할 수 있도록 단턱구조 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 삽입공(218)은 보스(214)의 길이방향을 따라 피치(P)들의 간격에 맞춰 다수가 형성되고, 상기 다수의 삽입공(218) 각각에는 도 5에 도시된 바와 같이, 도면을 기준으로 상,하로 배열되는 복수의 압입축(230)이 삽입되는 일정깊이로 형성되는 압입축삽입공(2182)이 형성되며, 상기 압입축삽입공(2182)의 끝단 즉, 압입축(230)의 삽입방향의 전방에는 단턱(2184)이 형성됨으로써, 상기 압입축(230)의 삽입깊이를 제한시킴에 따라 상기 삽입공(218)에 구성되는 압입축(230)이 고정된 상태를 유지하도록 한다. 이 경우, 상기 삽입공(218)의 압입축삽입공(2182)에 삽입되는 압입축(230)은 일단에 형성된 단턱(2184)에 의해 축선방향의 이동이 제한됨과 함께 후술되는 멈춤나사(240)에 의해 상기 압입축(230)의 타단이 압박되어 축선방향 및 회전방향에 대한 고정이 이루어지게 된다.

또한, 상기 피치(P)는 보스(214)의 길이방향을 따라 일정간격으로 구성되며, 각각의 피치(P)들에 형성되는 삽입공(218)은 각도를 달리하도록 구성된다.

예컨대, 상기 삽입공(218)은 도 6에 도시된 바와 같이, 최초 진입구(216)로 진입된 플랫바(100)는 수평상태이고, 최초부터 최종 배출되는 길이를 피치(P)만큼 구획을 두고, 각 구간별로 7°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°의 각도로 순차적인 오름차순방식으로 증가시키도록 함으로써, 상기 플랫바(100)가 0°~ 90°로 휘어지도록 한다.

하우징(220)은 상기 몸체(210)의 보스(214) 외주연에 구성되어, 상기 보스(214)의 삽입공(218)에 삽입된 압입축(230)들이 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있도록 지지하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 하우징(220)은 체결나사(250)에 의해 상기 몸체(210)에 고정된다.

또한, 상기 하우징(220)의 중앙에는 상기 보스(214)의 일단이 삽입되는 통공(222)이 형성된다.

압입축(230)은 상기 몸체(210)의 삽입공(218)에 일정깊이로 형성된 압입축삽입공(2182)에 삽입되어, 진입되는 플랫바(100)를 각 구간별로 휘어지도록 지지하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 압입축(230)에는 멈춤나사(240)의 일단이 일정깊이 삽입되도록 함으로써, 상기 멈춤나사(240)의 압박에 의한 고정력이 유지되도록 지지하는 일정깊이의 안착홈(232)을 포함한다.

또한, 상기 압입축(230)은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수가 한 조로 구성되고, 상,하방으로 동일 수직선상에 구성되되, 플랫바(100)가 삽입될 수 있는 공간을 가지도록 일정간격 이격되게 구성된다.

이에 따라, 상기 복수의 압입축(230) 사이공간으로 삽입됨에 따라 상기 압입축(230)의 트위스팅각도에 맞춰 강제로 휘어지도록 한다.

상기 멈춤나사(240)는 보스(214)의 일측에 체결됨과 함께 조임에 의해 일단이 압입축(230)의 일측을 압박시킴으로써, 상기 압입축(230)에 대한 축선방향 및 회전방향에 대한 고정력이 발휘되도록 한다.

체결나사(250)는 터뮬레이터 제조장치와 지그(20)의 고정 및 몸체(210)와 하우징(220)의 고정 등과 같이 각 구성요소들에 대한 체결, 고정을 위한 기능을 수행한다.

상기와 같이 구성된 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그를 이용한 터뮬레이터의 제조상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 이송부(10)를 통해 플랫바(100)가 지그(20)로 진입된다.

즉, 상기 플랫바(100)는 상기 지그(20)의 몸체(210) 중앙에 형성된 진입구(216)로 진입이 이루어진다.

그리고, 상기 지그(20)로 진입된 플랫바(100)는 상기 지그(20)의 첫 구간에 구성된 복수의 압입축(230)의 사이 공간으로 삽입된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 수평으로 진입되는 플랫바(100)는 일정각도 예컨대, 최초시작은 7°기울어진 복수의 압입축(230) 사이공간으로 진입되지 못하고, 압입축(230) 일측의 접점(S)에 접촉된다.

아울러, 상기 플랫바(100)와 압입축(230)의 접점에서 이송부(10)의 계속적인 압입으로 상기 압입축(230)의 원호를 따라 플랫바(100)가 접점(S)에서 압입축(230)의 중심축선에 해당되는 원호각도(α°)만큼 복수의 압입축(230) 사이공간으로 강제 이송됨으로써, 결국 상기 복수의 압입축(230)의 기울어진 각도만큼 강제로 휘어지게 된다.

위와 같은 방식으로, 보스(214)의 길이방향에 순차적으로 구획, 나열된 압입축(230)의 기울기 각도 즉, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°를 거치면서 수평의 플랫바(100)는 90°가 트위스팅된 터뮬레이터(110)가 형성된다.

이상에서 설명한 것은 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 이송부 20: 지그
210: 몸체 212: 플랜지
214: 보스 216: 진입구
218: 삽입공 220: 하우징
222: 통공 230: 압입축
232: 안착홈 240: 멈춤나사
250: 체결나사 30: 배출부

Claims

플랫바를 이송시키는 기능을 수행하는 이송부와, 상기 이송부의 일측에 구성되어, 상기 플랫바를 트위스팅시켜 터뮬레이터가 형성되도록 하는 지그 및 상기 지그를 통해 형성된 터뷸레이터가 외부로 용이하게 배출되도록 하는 배출부를 포함하여 수평의 플랫바를 트위스팅시켜 터뮬레이터가 형성되도록 하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그에 있어서,
상기 지그는, 플랜지와 상기 플랜지의 일단에 일정길이로 연장되는 보스가 구성되고, 상기 플랜지와 보스의 중앙에 이송부를 통해 제공되는 플랫바가 통과되도록 하는 진입구가 형성되는 몸체를 포함하고;
상기 보스에는 일정간격의 피치(P)들에 맞춰 구간별로 0°~ 90°를 순차적인 오름차순방식으로 일정각도 구획되게 나열되는 복수의 삽입공을 포함하며;
상기 복수의 삽입공 각각에는 중앙에 진입구를 통과하는 플랫바의 상,하방으로 압입축이 구성되도록 일정깊이를 가지는 복수의 압입축삽입공을 포함하고;
상기 복수의 압입축삽입공 각각에 삽입되고, 상기 압입축삽입공의 끝단에 형성된 단턱에 의해 삽입깊이가 제한되도록 구성되는 압입축을 포함하며;
상기 지그에는, 상기 몸체의 삽입공에 형성된 압입축삽입공에 삽입된 압입축의 일측을 압박시켜 상기 압입축에 대하여 축선방향 및 회전방향의 고정력이 유지되도록 지지하는 멈춤나사를 포함하고;
상기 압입축의 일측에는, 상기 멈춤나사의 일단이 일정깊이 삽입되어 압박에 의해 고정력이 향상되도록 하는 안착홈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그.
제1항에 있어서, 상기 지그에는,
상기 몸체의 보스 외주연에 삽입되어, 상기 보스를 보호하면서, 상기 보스에 구성된 압입축의 이탈을 방지하도록 지지하는 하우징;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그.
제1항에 있어서,
상기 보스의 피치(P)들에 맞춰 형성되는 삽입공은, 7°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°의 각도에 맞춰 구획되게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기에 사용되는 터뷸레이터 제조용 지그.