KR20030020057A - 방열관 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기나 온수가 흐르는 관으로부터 그 증기나 온수가 가지고 있는 열을 외부로 효과적으로 방출하도록 상기 관의 외부를 전조(Rolling of rod)하여 방열핀을 관에 일체로 형성시키는 방열관 및 그 방열관 제조장치에 관한 것으로서,

이의 구성은 중앙에 파이프가 진행하는 파이프가이드로가 형성되고, 일 측에는 모터와 연결 설치되어 회전되는 회전몸체가 설치된 본체; 상기 파이프가이드로의 출측 회전몸체에 전/후진 가능하게 설치되어 파이프의 외주연을 전조 하도록 다수의 디스크가 순차적으로 설치된 파이프전조수단; 상기 파이프전조수단이 설치된 회전몸체의 전방에 설치되며, 파이프가이드로를 진행하는 파이프의 직경보다 크고 상기 파이프와 동일한 원을 갖는 파이프전조수단이동체; 파이프전조수단이동체와 연결 설치되어 그 파이프전조수단이동체를 전/후진시키도록 마련된 작동수단으로 이루어진다.

Description

방열관 및 그 제조장치 {The radiating pipe and the rolling machine of radiatng pipe}

본 발명은 방열관 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증기나 온수가 흐르는 관으로부터 그 증기나 온수가 가지고 있는 열을 외부로 효과적으로 방출하도록 상기 관의 외부를 전조(Rolling of rod)하여 방열핀을 관에 일체로 형성시키는 방열관 제조장치 및 그에 의해 제조된 방열관에 관한 것이다.

종래의 방열관은 소정의 두께를 파이프 외주연에 방열핀을 일정간격을 유지하도록 용접하거나 압접하는 방법으로 제조하여 사용하였다.

그러나, 상기의 방법은 방열관의 제조과정이 너무 어렵고 번거로워 제조단가가 높아짐으로 경제성이 떨어지는 문제점이 있고, 또 대량생산에도 많은 문제점이 있었다.

따라서, 근래에는 상기 방열관 제조에 따른 문제점인 제조단가를 낮추고, 제조를 용이하게 할 수 있으며, 대량생산이 가능한 방열관 제조장치를 본인이 개발하여 선 출원한 특허출원 제2000-7222호가 있다.

상기 본인이 개발한 특허출원 제2000-7222호의 구성을 도 1 및 도 2에 의해살펴보면, 내주면이 3등분되어 이에 3개의 캠홈(511)이 방사상으로 각각 형성되되, 상기 캠홈의 일 측에서 타 측으로 갈수록 반경이 점차 변화되도록 형성한 캠(510)과; 상기 캠의 일 측에 설치되어 캠의 회전을 지지하는 고정판(520)과; 상기 캠의 외주면 일 측에 연결 설치되어 이를 소정의 각도로 반복 회전시키는 유압실린더(530)와; 상기 유압실린더에 유압을 공급하도록 이에 연결된 공지의 유압펌프 등이 구비된 유압공급부(540)와; 상기 고정판의 내부에 방사상으로 3개 설치되어 중심을 향해 동일하게 이송되는 클램프(550)와; 상기 클램프와 캠홈 사이에 각각 설치되어 상기 캠의 회전시 회전중심을 향해 모아지거나 벌어지면서 클램프를 작동시키는 롤러(560)와; 서로 다른 직경의 단위디스크가 순차적으로 배열되어 클램프에 각각 설치되고, 상기 단위디스크의 단면 형상이 반복적으로 절곡되어 있는 디스크(551)와; 공지의 구동모터 및 전동수단(580)이 구비되어 상기 디스크를 회동시키는 구동부(590)와; 유압펌프, 노즐이 설치되어 상기 디스크에 의해 가공되는 파이프(P)에 오일을 공급하는 오일공급부(570)와; 상기 구동부, 유입공급부, 오일공급부를 제어하는 콘트롤러(C)로 이루어져있다.

그리고, 상기 전동수단이 구동모터에 연결된 체인과; 체인에 의해 구동되는 구동기어와; 상기 구동기어에 치합된 제1 및 제2기어와; 보조기어에 의해 상기 제1기어와 치합된 제3기어와; 일단이 제1,2,3기어와; 보조기어에 의해 상기 제1기어와 치합된 제3기어의 중심에 각각 연결되고, 타단이 제1,2,3디스크의 회전중심에 각각 연결된 제1,2,3전동축으로 이루어져 있다.

또 상기 디스크가 서로 다른 직경을 가지는 단위디스크가 구비되고, 칼날의 각도가 가장 작은 직경의 단위디스크에서 가장 큰 단위디스크로 갈수록 점차감소하도록 형성되며, 상기 가장 큰 단위디스크 일 측에 이와 동일한 직경을 가지고 지그재그로 절곡된 형상의 다른 단위디스크가 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 방열관 제조장치는 자동화에 따른 대량생산과 제조단가를 낮출 수 있는 장점은 있으나, 방열관을 제조하는 원재료인 파이프의 형성이 진원인 것 이외에는 타원형인 것들은 사용할 수 없는 문제점이 있어 방열관을 진원형태로만 제조하는 한정적인 문제점이 있었고, 또 상기 방열관 제조장치는 구성이 복잡하여 장치자체를 제작하는데 많은 어려움과 제작비가 많이 들어가는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 방열관 제조장치자체의 구성이 상기 본인이 개발하여 선 출원한 특허출원 제2000-7222호에 비해 간단함으로 제조가 간단함은 물론, 제작비가 적게 들어가고, 특히 방열관을 타원형의 형태는 물론, 진원의 형태로도 제조할 수 있도록 한 방열관 제조장치 및 그 장치로 제조된 방열관을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 방열관 제조장치 사시도,

도 2는 종래의 방열관 제조장치 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 방열관 제조장치를 개략적으로 나타낸 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 방열관 제조장치 본체 발췌 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 파이프전조수단 발췌 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 파이프전조수단이동체 일부 절개 사시도,

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 방열관 제조장치로 방열관을 제조하는 상태를 나타낸 작용도,

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 방열관의 방열핀이 형성되는 과정을 설명하기 위한 방열관 발췌도,

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 방열관의 방열핀 및 웨이브를 형성하는 디스크 및 스프라켓의 발췌도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

100 : 본체110 : 회전몸체

111,131 : 기어 및 스프라켓120 : 파이프가이드로

130 : 모터140 : 테이블141 : 가이드롤러

200 : 파이프전조수단210 : 로드 211 : 스프링

220 : 브래킷221 : 축230 : 디스크

231 : 스프라켓232 : 돌기240 : 회전롤러

300 : 파이프전조수단이동체 310 : 경사면

400 : 작동수단410 : 레일420 : 실린더

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방열관 제조장치에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방열관 제조장치 구성은 크게 나누어서 중앙에는 파이프가 진행하는 파이프가이드로가 형성되고, 일 측에는 모터와 연결 설치되어 회전되는 회전몸체가 설치된 본체; 상기 파이프가이드로의 출측 회전몸체에 전/후진 가능하게 설치되어 파이프의 외주연을 전조 하도록 다수의 디스크가 순차적으로 설치된 파이프전조수단; 상기 파이프전조수단이 설치된 회전몸체의 전방에 설치되며, 파이프가이드로를 진행하는 파이프의 직경보다 크고 상기 파이프와 동일한 원을 갖는 파이프전조수단이동체; 파이프전조수단이동체와 연결 설치되어 그 파이프전조수단이동체를 전/후진시키도록 마련된 작동수단을 포함하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 방열관 제조장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본체(100)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 외주연에 기어 또는 체인스프라켓(111)이 설치된 통형의 회전몸체(110)로 이루어지고, 그 회전몸체(110)의 내부 중앙에는 타원형의 파이프(P)가 진행하는 파이프가이드로(120)가 형성되어 있으며, 상기 회전몸체(110)에 설치된 기어 또는 체인스프라켓(111)에는 타임벨트나 체인(112)을 권취한 후, 모터(130)에 설치된 기어 또는 체인스프라켓(131)과 연결하여 모터(130)의 작동과 함께 회전몸체(110)가 회전되게 하였다.

또 상기 회전몸체(110)의 저부 즉, 테이블(140)상에는 회전몸체(110)의 저부를 안전하게 지지하며, 회전몸체(110)와 함께 회전하면서 상기 회전몸체(110)를 원활하게 회전시켜주는 가이드롤러(141)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 회전몸체(110)의 전방에는 그 회전몸체(110)의 직경보다 큰 환테(150)가 회전몸체(110)와 일체로 형성되고, 그 내부에는 하기에서 설명되는 파이프전조수단(200)이 일정간격을 유지하며 3개 설치되어 있다.

상기 환테(150)내에 설치된 파이프전조수단(200)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 로드(210)가 회전몸체(110)와 일체로 형성된 환테(150)에 슬라이딩 가능한 상태로 설치되고, 상기 로드(210)의 끝단 즉, 환테(150)의 외부를 인출된 부분에는 스프링(211)이 끼워진 상태로 설치되어 있으며, 상기 로드(210)의 선단 즉, 환테(150)의 내부에는 브래킷(220)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 브래킷(220)에는 축(221)이 설치되고, 그 축에는 다수(20∼40장)의 파이프전조용 디스크(230)가 일정간격으로 배열되어 설치되는데, 상기 디스크(230)는 파이프(P)를 전조하는 순서로 볼 때, 파이프(P)의 진행방향으로 입 측에서 출 측으로 갈수록 점차적으로 큰 것을 설치하여 상기 디스크(230)가 전부 설치된 후에는 삼각기둥 형태를 형성한다.

또 상기 로드(210)의 중앙부에는 삼각기둥 형태의 회전롤러(240)가 돌출되게 설치되어, 하기에서 설명되는 도 6의 파이프전조수단이동체(300)와 선택적으로 접촉되어 회전하도록 되어 있고, 상기 파이프전조수단이동체(300)는 단면상 진원 또는 타원형 중 어느 하나의 통형으로 형성되는데, 그 이유는 전조되는 파이프의 형상과 동일하게 하기 위해서이다.

그리고, 상기 통형의 파이프전조수단이동체(300)는 내부 입 측에서부터 안쪽으로 들어갈수록 소정의 경사면(310)을 갖도록 형성시켜, 그 경사면(310)이 상기 회전롤러(240)와 접촉되게 되어 있다.

또 상기 파이프전조수단이동체(300)를 전/후진시키는 작동수단(400)은 상기 파이프전조수단이동체(300)의 저부에 그 파이프전조수단이동체(300)의 이동을 원활하게 하기 위한 레일(410))이 설치되고, 일 측에는 에어 또는 유압 실린더(420) 중 어느 하나가 설치되어서 된 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 방열관 제조과정을 7a 내지 도 7c를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 7a에 나타낸 바와 같이, 디스크(230)가 회전몸체(110)를 중심으로 벌어진 상태에서 타원형 파이프(P)를 회전몸체(110)의 파이프가이드로(120)에 진입시킨 다음, 모터(130)를 구동시키면 상기 회전몸체(110)가 구동모터(130)의 구동과 함께 회전하면서 환테(150)에 설치된 파이프전조수단(200)이 회전을 하게 된다.

이때, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 파이프전조수단이동체(300)의 작동수단(400)의 실린더(420)를 작동시켜 상기 파이프전조수단이동체(300)을 파이프 전조수단(200)의 회전롤러(240) 측으로 전진시키면, 파이프전조수단이동체(300)의 경사면(310)이 파이프전조수단(200)의 구성인 회전롤러(240)와 접촉되면서 그 회전롤러(240)를 내 측으로 밀어주어 파이프전조수단(200) 전체를 파이프(P)쪽으로 이동하게 된다.

한편, 상기 파이프전조수단이동체(300)가 회전롤러(240) 측으로 이동되면, 그 이동되는 양만큼 파이프전조수단(200)은 파이프(P)쪽으로 더 이동하게 되는데, 그 이유는 상기 파이프전조수단이동체(300)가 내부로 들어갈수록 좁아지는 형태의 경사면(310)이 형성되어 있기 때문이다.

그리고, 상기 경사면(310)과 접촉되는 회전롤러(240) 역시 상기 경사면만큼 경사진 삼각기둥형태로 되어 있고, 회전이 이루어지기 때문에 상기 경사면(310)과의 접촉시 부하가 발생하지 않고 원활하게 회전되면서 접촉이 일어나는 것이다.

단, 상기 회전롤러(240)의 이동은 로드(210)를 파이프(P) 측으로 당겨주는 것이고, 이는 바로 디스크(230)를 파이프(P) 측으로 이동시키는 것이므로, 디스크(230)는 파이프(P)와 접촉된 상태에서 회전한다.

따라서, 파이프(P)는 전방에서부터 순차적으로 전조가 이루어진다.

이때, 최전방에 위치한 디스크(230)는 파이프(P)의 외주연을 약간만 전조하게 되고, 후방으로 갈수록 전조의 양이 많아진다.

그 이유는 브래킷(220)에 설치된 디스크(230)의 최전방에 위치한 것에서부터 후방으로 갈수록 직경은 크고 간격은 좁아지기 때문이다.

단, 상기 브래킷(220)에 설치된 다수의 디스크(230)는 나선형태로 배열되어 있기 때문에 파이프를 연속해서 전조할 수 있는 것이고, 그 파이프에 형성되는 방열핀(610)의 직경은 디스크(230)의 직경만큼 점차적으로 커지게 되는 것이다.

또 상기 파이프(P)가 타원형일 때는 파이프전조수단이동체(300)의 내부도 상기 파이프와 동심원을 갖는 타원형으로 형성시킨 것을 사용하는데, 그 이유는 파이프전조수단(200)인 회전롤러(240)가 상기 파이프전조수단이동체(300)의 경사면 (310)과 접촉되어 회전될 때에 파이프형상과 같은 타원형으로 회전되어야 타원형의 파이프 외주연을 전조할 수 있기 때문이다.

단, 상기 파이프가 진원인 것일 경우에는 파이프전조수단이동체(300)의 내부도 진원이 것을 사용하면 된다.

그리고, 상기 내부가 타원형인 파이프전조수단이동체(300)의 내경은 지름이 다르기 때문에 상기 파이프전조수단이동체(300)의 경사면(310)을 따라 회전하는 파이프전조수단(200)의 구성품인 스프링(211)은 인장 및 수축되고, 그와 동시에 로드(210)는 환테(150)로부터 슬라이딩이 이루어진다.

이상과 같은 방법으로 작동되어 타원형 파이프의 외주연에 방열핀(610)을 형성하는 디스크(230)의 전조원리를 설명하면 다음과 같다.

브래킷(220)에 설치된 다수의 디스크(230) 중 최전방에 위치한 직경이 가장 작은 디스크를 "D1"이라 하고, 그 다음에 위치한 디스크를 "D2"라 하며, 연이어서 순서대로 "D3", "D4", 마지막의 디스크를 "Dn"으로 정한 상태에서, 상기 디스크들의 두께는 "D1"＞"D2"＞"D3"＞"D4"＞"Dn"으로 형성되어 있고, 디스크와 디스크간의 간격은 "D1"에서 "Dn"으로 갈수록 점차 좁아진다.

상기의 상태에서 파이프에 최초로 전조를 하는 디스크는 "D1"이고, 그 다음은 "D2", "D3", "Dn"의 순서로 이루어진다.

이때, 상기 "D1"의 전조 량은 도 8a에 나타낸 바와 같이 소량이고, "D2", "D3", "Dn"으로 갈수록 점차적으로 커지면서 결과적으로는 방열핀(610)의 직경이도 8b에 나타낸 바와 같이, 최초의 시작시점보다 방열핀(610)이 완성된 상태의 방열핀의 직경이 적어도 1.5배 이상이 되는 것이다.

이상과 같이하여 제조된 방열관(600)의 방열핀(610)은 직경(d)이 클수록 열 전달면적이 크기 때문에 방열의 효과는 좋아진다.

이는 이미 널리 알려진 주지의 사실이다.

또 본 발명은 방열핀(610)의 면적을 극대화하기 위하여 방열핀(610)에 도 8c에 나타낸 바와 같이 웨이브를 형성시키는데, 그 웨이브를 형성시키기 위해서는 디스크(230)가 설치되는 브래킷(220)의 최 후방에 도 9b에 나타낸 바와 같은, 외주연에 끝단이 다수의 돌기(232)를 갖는 스프라켓(231)을 2장 맞대어 설치하되, 상기 돌기(232)들이 엇갈리게 위치하도록 맞댄 상태로 설치하여 디스크(230)에 의해 완성된 방열핀(610)이 배출되면서, 상기 스프라켓(231)의 돌기(232)에 의해 웨이브가 형성되게 한다.

이상에서 설명한 바와 같은, 본 발명의 방열관 제조장치는 진원의 파이프는 물론, 타원형의 파이프에도 방열핀을 형성시키고, 또 그 방열핀에 웨이브를 형성시킴으로서 방열관의 열전도 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은, 본 발명의 방열관 제조장치는 파이프가 진행하고 회전되는 회전몸체가 설치된 본체와, 파이프의 외주연을 전조하는 파이프전조수단 및 그 파이프전조수단을 이동시키는 파이프전조수단이동체 그리고, 파이프전조수단이동체를전/후진시키는 작동수단을 마련함으로서 유로가 형성되고 소정의 두께를 갖는 파이프에 직접 방열핀을 전조할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또 본 발명은 방열관 제조장치는 파이프의 형태에 따라 그 파이프와 동심원을 갖으며, 동일한 형상을 갖는 파이프전조수단이동체를 교환해가며 방열관을 제조함으로서, 종래에 문제시되던 진원형태의 파이프 이외에도 다양한 형태의 파이프에 방열핀을 형성시켜 방열관을 제조할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또 본 발명의 방열관 제조장치는 브래킷에 설치되는 디스크의 직경, 두께, 설치간격 등을 달리하여 방열관에 형성되는 방열핀의 직경 및 두께와 간격을 조절할 수 있으며, 웨이브도 다양한 형태로 형성시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (14)

1. 중앙에는 파이프(P)가 진행하는 파이프가이드로(120)가 형성되고, 일 측에는 모터(130)와 연결 설치되어 회전되는 회전몸체(110)가 설치된 본체(100);

   상기 파이프가이드로의 출 측 회전몸체에 전/후진 가능하게 설치되어 파이프의 외주연을 전조하도록 다수의 디스크(230)가 순차적으로 설치된 파이프전조수단(200);

   상기 파이프전조수단이 설치된 회전몸체의 전방에 설치되며, 파이프가이드로를 진행하는 파이프의 직경보다 크고, 상기 파이프와 동일한 원을 갖는 파이프전조수단이동체(300);

   파이프전조수단이동체와 연결 설치되어 그 파이프전조수단이동체를 전/후진시키도록 마련된 작동수단(400)을 포함하여 제조함을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 파이프가이드로를 진행하는 파이프는 단면상 진원, 또는 타원형 중 어느 하나 임을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전몸체와 모터의 연결설치는, 상기 회전몸체의 선택된 외주연에 기어가 설치되고, 상기 모터 역시 기어가 설치되어 그들을 타임벨트로 연결 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전몸체와 모터의 연결설치는, 상기 회전몸체의 선택된 외주연에 체인스프라켓이 설치되고, 상기 모터 역시 체인스프라켓이 설치되어 그들을 체인으로 연결 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 파이프가이드로의 출 측 회전몸체에 전/후진 가능하게 설치된 파이프전조수단은 적어도 2개 이상임을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 파이프전조수단은 회전몸체에 슬라이딩 가능한 로드(210)가 스프링(211)이 끼워진 상태로 설치되고, 그 로드의 선단에는 다수의 디스크(230)가 순차적으로 설치된 브래킷(220)이 로드와 일체로 마련되며, 상기 브래킷의 후방 로드에는 삼각기둥 형태의 회전롤러(240)가 설치된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 브래킷에 순차적으로 설치된 다수의 디스크는 파이프의 진행방향으로 입 측에서 출 측으로 갈수록 점차적으로 큰 것을 설치하여, 상기 디스크가 전부 설치된 후에는 삼각기둥 형태를 형성함을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 브래킷에 순차적으로 설치된 다수의 디스크 최종 출 측에는 끝단에 돌기(232)를 스프라켓(231)이 1∼3개 설치된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 파이프의 직경보다 크고 상기 파이프와 동일한 원을 갖는 파이프전조수단이동체는, 단면상 진원 또는 타원형 중 어느 하나의 통형이고 그 통형의 내부 입 측에서부터 안쪽으로 들어갈수록 소정의 경사면(310)을 갖도록 형성시켜 된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 파이프전조수단이동체를 전/후진시키는 작동수단은, 상기 파이프전조수단이동체의 저부에 그 파이프전조수단이동체의 이동을 원활하게하기 레일(410)이 설치되고, 일 측에는 에어 또는 유압 실린더(420) 중 어느 하나가 설치된 것을 특징으로 하는 방열관 제조장치.
11. 내부에 유로(620)가 형성된 파이프(P)의 외주연에 방열핀(610)을 형성시켜된 방열관에 있어서, 상기 방열관의 형태는 단면상 타원형임을 특징으로 하는 방열관.
12. 제11항에 있어서, 상기 타원형의 방열관을 형성하는 방열핀은 타원형의 파이프 외주연을 전조하여 된 것을 특징으로 하는 방열관.
13. 제11항에 있어서, 상기 타원형의 방열관을 형성하는 방열핀은 열 방출면적을 높이기 위하여 웨이브를 형성시켜 된 것을 특징으로 하는 방열관.
14. 제11항에 있어서, 상기 방열핀의 크기는 유로를 포함하는 방열핀의 총 직경(d)이 유로직경(d1)보다 적어도 1.5배 이상 큼을 특징으로 하는 방열관.