KR20030068784A

KR20030068784A - 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20030068784A
Application number: KR1020020008398A
Authority: KR
Inventors: 김환순
Original assignee: 김환순
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-25

Abstract

본 발명은 보일러에 의해 가열된 물이 저장되는 대형 온수탱크의 내주면을 내식성과 내산화성을 가진 법랑층이 형성되도록 제작할 때 법랑층의 상태를 육안으로 확인하는 과정을 거쳐 완성품에 대한 품질과 신뢰성을 높이고 제작공정의 일부분을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있게한 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로,

즉, 온수탱크를 구성하는 상부경판과 몸통 및 하부경판중 상부경판과 몸통을 용접하여 몸통의 하부가 개방된 몸체부를 만든 상태에서 이 몸체부와 하부경판을 모재로 하여 그 내주면에 법랑액을 도포하게 되고, 상기 원통체로 된 몸체부는 수평상태에서 그 중공축을 기점으로 회전시키면서 일측의 개방부를 통해 소정량의 법랑액을 주입하여 몸체부의 개방부가 점진적으로 상향되었다가 하향으로 기울어 지도록 하여 몸체의 내주면 전부분에 적어도 2회 정도의 도막처리를 한 후 다시 개방부를 통해 나머지 법랑액을 자연배출되도록 하며, 상기 법랑액의 도포완료 시점에서 몸체부와 하부경판이 접촉되는 용접부위의 법랑액을 제거한 후 통상의 건조 및 소성공정을 거치게 되었고, 상기 소성이 완료된 몸체부와 하부경판을 결합하여 맞닿게 되는 법랑액이 제거된 부위의 외측면을 임시로 스폿용접 하여 두 소재의 뒤틀림이나 어긋남을 방지한 상태에서 그 전부분을 재차 선용접하여 기밀성을 부여하게 된 것이다.

Description

법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치{Making method and apparatus of hot water tank for boiler having porcelain enamel coat}

본 발명은 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치, 보다 상세하게는 보일러에 의해 가열된 물이 저장되는 대형 온수탱크의 내주면을 내식성과 내산화성을 가진 법랑층이 형성되도록 제작할 때 법랑층의 상태를 육안으로 확인하는 과정을 거쳐 완성품에 대한 품질과 신뢰성을 높이고 제작공정의 일부분을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있게한 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 난방과 더불어 온수공급을 주목적으로 하는 보일러에는 가열된 물이 저장되는 대용량의 온수탱크가 구비되어 있으며, 이러한 온수탱크는 상온으로부터 물이 비등되는 정도의 온도대역 까지 반복적으로 온도변화를 받게 되는 사용상의 특성으로 인하여 보다 큰 내구성이 요구되고 있다.

특히 종래의 온수탱크는 스텐레스로 제작됨으로 인하여 용접 이음부위의 기밀성 유지 등이 내구성의 주요 관건이 되고 있으나, 온수탱크를 사용하고 있는 대부분의 사용자들로부터 가장 많은 불만 및 보수를 요청받는 부분이 온수탱크의 내구성 결여에 있었다.

즉, 온수탱크의 내구성이 결여되는 것은 결국 수요자에게는 제품에 대한 불신을 가중케하는 요인이 되고있는 반면, 공급자측에는 A/S의 부담과 더불어 생산성을 저하시키는 등의 문제점이 되고있다.

온수탱크의 내구성에 대한 문제를 대처하기 위한 기술로서, 탱크의 내주면에 일정두께의 법랑층이 형성되도록 한 기술이 제시된 바 있다. 이와같이 제작된 온수탱크는 법랑의 재질적 특성에 의해 탱크를 장기간에 걸쳐 사용하더라도 법랑층이 형성된 몸체와 상하측 덮개 등의 표면에는 균열이 발생되지 않았으나, 용접을 하기 위해 법랑층이 형성되지 않은 각 연결부위 등에 부분적으로 부식이나 균열이 발생하게 되어 온수탱크의 내구수명을 연장시킬 수 있는 방법이 되지 못하고 있다.

한편, 상기 온수탱크의 결점을 보완하기 위해 몸체부와 상하측 덮개를 먼저 용접 연결하여 완성된 형태의 온수탱크를 만든 상태에서, 탱크에 구비된 노즐을 통해 법랑액을 탱크 내부에 가득 주입시켰다가 탱크외부로 배출 되도록하여 내측면에 법랑액을 도포되게 하여 다음의 여러 공정을 거쳐 법랑층이 형성된 온수탱크를 얻을 수 있도록 한 제품이 등장하였다.

그러나 상기한 법랑층 형성방법은, 탱크내부에 가득 주입된 법랑액을 진공펌프 등의 흡입 배출수단을 이용하여 일정량 만큼 탱크 외부로 빨아내어 제거함으로써 탱크 내주면에 법랑액이 도포되도록 하였으므로, 실질적으로 탱크 내주면에 도포되는 법랑액의 두께가 탱크의 상부와 하부가 서로 다를 수 밖에 없었고, 도포된 법랑액도 상부에서 하부로 점차 흘러 내려 균질한 법랑층을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 법랑층의 조직이 치밀하지 않게 되면서 법랑층 자체에 균열이 발생되는 등 온수탱크가 갖는 법랑층의 효과는 저조한 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 보일러용 온수탱크의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 온수탱크의 내주면에 도포되는 법랑액의 도막처리를 균일하게 하면서 그 도막상태를 육안으로 점검하여 불량율을 근본적으로 방지할 수 있는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 온수탱크의 몸체부로부터 하부경판을 분리한 상태에서 법랑액을 도포할 때 용접면이 되는 부위의 법랑액을 제거한 후 용접하여 두 부재간의 용융접합성을 향상시킬 수 있는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 온수탱크를 구성하는 상부경판과 몸통 및 하부경판중 상부경판과 몸통을 용접하여 몸통의 하부가 개방된 몸체부를 만든 상태에서 이 몸체부와 하부경판을 모재로 하여 그 내주면에 법랑액을 도포하게 되고, 상기 원통체로 된 몸체부는 수평상태에서 그 중공축을 기점으로 회전시키면서 일측의 개방부를 통해 소정량의 법랑액을 주입하여 몸체부의 개방부가 점진적으로 상향되었다가 하향으로 기울어 지도록 하여 몸체의 내주면 전부분에 적어도 2회 정도의 도막처리를 한 후 다시 개방부를 통해 나머지 법랑액을 자연배출되도록 하며, 상기 법랑액의 도포완료 시점에서 몸체부와 하부경판이 접촉되는 용접부위의 법랑액을 제거한 후 통상의 건조 및 소성공정을 거치게 되었고, 상기 소성이 완료된 몸체부와 하부경판을 결합하여 맞닿게 되는 법랑액이 제거된 부위의 외측면을 임시로 스폿용접 하여 두 소재의 뒤틀림이나 어긋남을 방지한 상태에서 그 전부분을 재차 선용접하여 기밀성을 부여되도록 함으로써, 탱크내에 법랑액의 도포과정 및 소성과정에서 도포상태와 법랑층의 형상상태를 육안으로 식별하여 불량율을 미연에 방지하고 몸체부와 하부경판에 형성된 법랑층이 상호 밀착된 상태에서 철재 부위에 용접이 가해지면서 단일체로 용융되어 기밀성을 확보하게 됨을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 보일러용 온수탱크의 주요 구성요소인 몸통과 상,하부경판의 분리상태를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예의 법랑층을 형성하기 위한 초기 단계로서 상부경판과 몸통을 일체로 한 몸체부와 하부경판을 분리한 사시도,

도 3은 상기 도 2의 몸체부와 하부경판의 내주면에 법랑층이 형성된 상태를 나타낸 일부절취 사시도,

도 4 및 도 5는 본 발명의 법랑측이 형성된 몸체부와 하부경판을 결합하여 스폿용접한 상태와 그 스폿용접부를 전체적으로 선용접한 상태를 나타낸 부분확대 사시도이다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 몸체부의 내주면에 법랑액을 자동으로 도포하기 위한 도포장치와 그 작동상태도,

도 7은 본 발명의 법랑층이 형성된 몸체부와 하부경판을 완전용접하기 위한 용접장치를 나타낸 측면구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 몸체부11 : 상부경판

12 : 몸통13 : 개방부

14 : 연결구20 : 하부경판

100 : 법랑액 도포장치110 : 베드

111 : 구동롤112 : 지지롤

113, 132 :모터120 : 플레이트

121 : 심압대122 : 조인트

130 : 지지대131 : 지지축

200 : 용접장치210 : 용접헤드

이하, 본 발명의 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법 및 그 장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 보일러용 온수탱크의 주요 구성요소인 몸통과 상,하부경판의 분리상태이고, 도 2는 본 발명의 실시예의 법랑층을 형성하기 위한 초기 단계로서 상부경판과 몸통을 일체로 접합한 몸체부로부터 하부경판이 분리된 사시도로서, 본 발명에서 내주면에 법랑층을 형성하기 위한 모재는 상부경판(11)과 몸통(12)을 접합하여 몸통의 하부가 개방된 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 하부에 형성된 개방부(13)를 밀폐되게 결합되는 하부경판(20)으로 구성된다.

몸체부(10)의 상부면과 그 외주면에는 배관용 파이프를 연결할 수 있도록 다수의 연결구(14)가 관통되게 형성되고, 하부경판(20)은 온수탱크의 기능을 수행할 때 그 내부에 주입된 온수의 압력을 분산 및 대응하도록 상부면이 원호형 곡면으로 형성되어 있다.

상기와 같이 준비된 몸체부(10)와 하부경판(20)은 그 내주면에 부착된 이물질을 제거하면서 법랑액의 점착성을 높여주기 위한 공정을 거친 후 도 6a 에서와 같이 몸체부의 내주면에 법랑액을 자동으로 도포하기 위한 도포장치에 거치하게 된다.

법랑액 도포장치(100)는 몸체부(10)의 원통상 몸통(12)에 외접되어 회전되게 모터(113)에 의해 구동되는 구동롤(111)과 지지롤(112)을 갖춘 베드(110)와, 상기 베드(110)의 일측면에 직교로 형성되어 몸체부(10)의 상부경판(11)의 중심부에 형성된 연결구(14)를 고정한 상태에서 몸체부(10)를 그 중공축상에서 회전 가능하게 지지하는 심압대(121)를 갖춘 플레이트(120)와, 상기 베드(110)의 하부에 설치되어 법랑액의 도포과정에서 수평상태인 베드(110)를 지탱하는 지지축(131)을 기점으로 그 길이방향의 중심점에 대해 좌우로 요동되게 하면서 베드(110)에 놓인 몸체부(10)를 양측으로 기울어지도록 하는 모터(132)를 갖춘 지지대(130)로 구성되어 있다.

즉, 도 6b에서와 같이 베드(110)를 수평으로 위치되게 한 대기 상태에서 그 구동롤(111)과 지지롤(112)에 몸체부(10)를 올려 놓은 후 상부경판(11)의 중심부에 형성된 배관용 연결구(14)를 플레이트(120)에 구비된 심압대(121)와 조인트(122)로회전 가능하게 고정한다.

이어서, 상기 몸체부(10)의 세팅작업이 완료된 상태에서 그 일측에 형성된 개방부(13)를 통해 몸체부(10)의 입구측 내주면에 법랑액(P)을 주입하면서 구동롤(111)에 연결된 모터(113)를 구동시켜 심압대(121)를 기점으로 몸체부(10)를 공회전 시키고, 이와 동시에 지지대(130)에 장착된 모터(132)를 정방향으로 구동되게 하면, 그 동력이 전달되는 지지축(131)이 회전되면서 이에 지탱된 베드(110)를 서서히 우측으로 기울어 지도록 하여 몸체부(10)의 입구측 내주면에 주입된 법랑액이 회전과 동시에 기울어지는 몸체부(10)의 내주면을 따라 흘러들면서 최종적으로 상부경판(11)의 내주면에 도달되어 일차적으로 법랑액을 도포하게 되며, 상기 베드(110)가 우측으로 기울어지는 동작이 완료되면서 그 완료지점에 설치된 리미트 스위치(도시하지 않음)가 터치되면, 정방향으로 회전되던 모터(132)가 정지되었다가 다시 역방향으로 회전되면서 베드(110)와 함께 우측으로 기울어져 있던 몸체부(10)가 수평상태를 거쳐 좌측으로 기울어지게 되므로써, 결국 상기 법랑액의 일차 도포후 상부경판(11)의 내주면에 잔류되어 있던 법랑액(P)은 심압대(121)를 기점으로 회전과 동시에 좌측으로 기울어지는 몸체부(10)의 내주면을 따라 2차로 도포된 후 여분의 법랑액은 개방부(13)를 통해 배출되어 낙하지점에 놓인 용기에 모아지게 된다.

이때, 심압대(121)와 동일 중공축상에서 회전되는 몸체부(10)는 1분당 약 6~12회 정도의 속도로 회전되도록 하는 것이 법랑액의 도포성능을 향상시키는데 있어 바람직한 것을 거듭된 실험을 통해 확인할 수 있었다.

상기 도포장치(100)의 베드(110)에 몸체부(10)를 세팅하여 법랑액(P)을 주입하기 전에 몸체부의 여러곳에 관통되어 있는 연결구(14)를 임시로 밀폐되도록 하여 법랑액을 도포할 때 유출을 방지되도록 하는 것이 필요하다.

상기 법랑액의 도포가 최종적으로 완료된 상태에서는, 도 3에서와 같이 하부경판(20)이 결합될 용접부위(Welding Point;WP)에 해당되는 많큼 몸체부(10)의 내주면 하부에 도포된 법랑액을 제거한 후 통상적인 건조와 소성공정을 거쳐 몸체부(10)의 내주면에 법랑층(C)을 형성하게 되며, 하부경판(20)의 내주면에 대한 법랑층 형성방법은 일반적인 법랑 생산공정에 준하나, 다만 몸체부(10)의 하부측 개방부(13)에 삽입되어 접촉될 용접부위(WP)에 도포된 법랑액을 제거한 후 법랑층(C)을 형성한다.

한편, 몸체부(10)의 내주면에 법랑액(P)의 도포를 완료한 상태 또는 법랑층(C)을 형성한 후에도 그 하부가 개방된 상태이므로 육안으로 내부 상태의 식별이 가능하여 불량 및 품질검사가 용이하며, 이에 따라 주문자와 수요가에게 제품의 신뢰성을 줄 수 있다.

상기와 같이 법랑층이 형성된 몸체부(10)와 하부경판(20)을 상호 결합하여 각 용접부위(WP)를 접촉되게 한 상태에서 그 접촉부위의 다수곳을 도 4에서와 같이 스폿 용접(spot welding)하며, 이때 스폿 용접순서는 어느 시작점에서 부터 그 다음 차례는 대각위치의 순서로 하여 소재의 뒤틀림이나 결합부의 어긋남을 방지 또는 교정할 수 있도록 한다.

스폿(spot) 용접에 의해 임시로 접합된 몸체부(10)와 하부경판(20)은 도 7에서와 같은 용접장치(200)에 상부경판(11)과 하부경판(20)을 협지되게 허공에서 수평으로 거치되게 한 상태에서 고정된 용접헤드(210)에 대해 용접 대상물인 몸체부와 하부경판의 스폿 용접 부위를 회전시키면서 그 외주면을 따라 선형 비이드(bead;Lb)를 형성하여 도 5에서와 같이 완전용접 한다.

선형 비이드를 형성하기 위해 용접 대상물을 허공에서 회전되게 거치함으로써, 몸체부(10)의 외주면에 형성된 다수의 연결구(14)로 인하여 용접시 장애물이 되지 않도록 하면서 용접 시작점과 종료지점을 일치되도록 함과 아울러 선형성을 유지되게 한 것이다.

상기 선형 비이드(LB)에 의해 완전용접된 몸체부(10)와 하부경판(20)의 용접부는 법랑층이 형성되지 않은 부위이므로 동일 소재간의 용융작용에 의해 기밀성이 유지되는 한편, 몸체부(10)와 하부경판(20)에 각각 형성된 법랑층은 상기 용접과정에서 상호 긴밀하게 밀착되면서 일체로 법랑층을 형성한 것과 동일한 접합상태를 유지하게 된다.

이와 같은 본 발명의 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크 제조방법 및 그 장치는 온도편차의 영향을 비교적 많이 받게되는 온수탱크의 사용 특성상 높은 내구성과 기밀성을 제공하는 법랑층을 형성할 때 법랑액의 도막처리를 균일하게 하면서 그 도막상태및 법랑층의 상태를 육안으로 점검하여 불량율을 근본적으로 방지함으로써 완성품에 대한 품질과 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 온수탱크의 제작과정중 법랑액의 도포공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 법랑층이 형성된 부분품을 일체로 용접할 때 법랑층의 손상을 미연에 방지하여 기밀성을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims

온수탱크의 내주면에 법랑층을 형성하기 위한 모재로서 원통상으로 된 몸통(12)의 상부에 상부경판(11)이 접합된 몸체부(10)와 이 몸체부(10)의 하부에 형성된 개방부(13)를 밀폐되게 결합되는 하부경판(20)을 준비하는 단계와,

상기 몸체부(10)와 하부경판(20)의 도포면에 대한 이물질을 제거한 후 몸체부(10)의 내주면에 법랑액을 도포하기 위해 몸체부(10)를 수평상태에서 그 중공부를 축으로 회전가능하게 지지하는 베드(110)와 이 베드의 하부를 지탱하는 지지축(131)을 기점으로 수평으로 놓인 몸체부(10)를 좌우로 요동되게 하는 지지대(130)를 갖춘 법랑액 도포장치(100)에 세팅하는 단계와,

상기 도포장치(100)의 베드(110)에 수평으로 세팅된 몸체부(10)의 일측 개방부(13)를 통해 법랑액(P)을 주입하되 그 중공축을 기점으로 몸체부를 회전시키면서 동시에 좌우 방향으로 기울어지게 하면서 몸체부(10)의 내주면에 적어도 2회 정도 법랑액을 도포하는 단계와,

상기 공정에 의해 법랑액이 도포된 몸체부(10)와 법랑의 일반 공정을 거쳐 법랑액이 도포된 하부경판(20)을 결합할 때 각 부분이 접촉되는 용접부위(WP)에 대한 법랑액을 제거하는 단계와,

상기 법랑액이 도포된 몸체부(10)와 하부경판(20)을 건조 및 소성하여 법랑층(C)을 얻은 후 각부분을 결합하여 그 접촉되는 용접부위(WP)의 외측면 다수곳에 스폿 용접(spot welding)을 하는 단계와,

상기 스폿 용접에 의해 임시로 접합된 몸체부(10)와 하부경판(20)을 용접장치(200)의 허공에 수평으로 거치되게 한 상태에서 용접헤드(210)에 대해 용접 대상물인 몸체부와 하부경판의 스폿 용접 부위를 회전시키면서 그 외주면을 따라 선형 비이드(bead;Lb)를 형성하여 완전용접 하는 단계로 된 것을 특징으로 하는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 도포장치(100)의 베드(110)에 수평으로 세팅된 몸체부(10)가 그 중공축을 기점으로 회전될 때 1분당 약 6~12회 정도의 속도로 회전되게 한 것을 특징으로 하는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 몸체부(10)의 상부면과 그 외주면에 형성된 다수의 연결구(14)는 법랑액(P)을 주입하기 전에 임시로 밀폐되도록 하여 법랑액을 도포할 때 유출을 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조방법.
원통상으로 된 몸통(12)의 상부에 상부경판(11)을 접합하여 하부가 개방된 개방부(13)를 가진 몸체부(10)의 내주면에 법랑액을 도포하기 위한 도포장치(100)는 상기 몸체부(10)의 원통상 몸통(12)에 외접되어 회전되게 모터(113)에 의해 구동되는 구동롤(111)과 지지롤(112)을 갖춘 베드(110)와, 상기 베드(110)의 일측면에 직교로 형성되어 몸체부(10)의 상부경판(11)의 중심부에 형성된 연결구(14)를고정한 상태에서 몸체부(10)를 그 중공축상에서 회전 가능하게 지지하는 심압대(121)를 갖춘 플레이트(120)와, 상기 베드(110)의 하부에 설치되어 법랑액의 도포과정에서 수평상태인 베드(110)를 지탱하는 지지축(131)을 기점으로 그 길이방향의 중심점에 대해 좌우로 요동되게 하면서 베드(110)에 놓인 몸체부(10)를 양측으로 기울어지도록 하는 모터(132)를 갖춘 지지대(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 법랑층을 가진 보일러용 온수탱크의 제조장치.