KR20040021124A - 인버터 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 용접기 및 인버터 에어 프라즈마 절단기(이후 인버터 용접기로 총칭하여 기술하기로 함)에 관한 것으로, 인버터 용접기는 종래에는 방열판에 대하여 송풍팬이 수직방향으로 설치되고, 송풍팬에 의해 용접기 케이스의 내부 공기를 토출시키는 구조이기 때문에 방열판의 냉각이 원활하게 이루어지지 않아 용접기의 사용률이 낮은 문제가 있었는 바, 본 발명은 방열판에 대하여 송풍팬을 마주보도록 평행하게 설치하고, 송풍팬에 의하여 외부 공기를 흡입하여 흡입된 저온의 외부 공기에 의하여 방열판을 집중적으로 냉각시킴으로써 방열판의 냉각효과를 극대화시켜 방열판에 설치되는 다수의 부품들의 냉각성능이 향상되어 용접기의 사용률을 현저하게 증대시키도록 한 것이며, 아울러 중대형 인버터 용접기의 경우에는 필요에 따라 송풍팬을 추가로 설치하거나, 전자냉각모듈을 이용하여 냉각성능을 향상시킨 것이다.

Description

인버터 용접기{INVERTER WELDING MACHINE}

본 발명은 인버터 용접기 및 인버터 에어 프라즈마 절단기(이후 인버터 용접기로 총칭하여 기술하기로 함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열판에 대하여 송풍팬을 마주보도록 설치하여 송풍팬에 의해 저온의 외기를 케이스의 내부로 흡입하여 방열판을 집중적으로 냉각하며, 아울러 전자냉각모듈을 구비하여 냉각효과를 극대화시킴으로써 용접기의 사용률을 향상시킨 인버터 용접기에 관한 것이다.

용접(熔接;welding)이란 2개의 금속을 용융상태 혹은 반용융상태에서 접합하는 것으로, 재료가 절약되며, 공정수가 절약되고, 접합효율이 좋으며, 중량을 가볍게 할 수 있고, 보수하기 쉬우며, 설비비가 싸다는 장점이 있다.

이러한 용접 기술은 전기 용접과 가스 용접으로 구분되며, 전기 용접은 전기적으로 접합부를 가열하는 방법으로서 가열 방식에 따라 저항 용접, 유도 용접, 아크 용접으로 나뉘고, 용접기의 종류는 인버터형과, 실리콘 제어형(S.C.R:Silicon Controlled Rectifier)과, 가동철심형으로 구분되어 있으나, 최근에는 인버터 용접기의 사용이 급속히 확대되어 가고 있다.

특히 인버터 용접기는 취급 및 보관이 간편하여 널리 사용되고 있는 실정이며, 그 구성은 손잡이가 구비된 몸체의 전면 하단부에 접속부가 구비되어 있고, 접속부의 상부에는 전류의 크기를 조절할 수 있는 제어부가 구비되어 있으며, 몸체의 후방에는 전력을 공급하는 플러그가 구비되어 있다.

이와 같은 인버터 용접기는 전력 사용에 따라 고열이 발생되므로 용접기의 케이스의 내부 온도가 설정 온도 이상으로 상승되면 장비 내부의 부품들을 보호하기 위하여 자동으로 장치가 오프되도록 온도감지센서가 작동된다.

그런데 이러한 온도감지센서가 빈번하게 작동되면 사용률(용접기를 정지하지 않고 연속하여 작업하는 비율)이 저하되므로 사용률을 향상시키기 위하여 송풍팬이 구비되어 있다. 즉, 종래에는 도 1에 도시한 바와 같이, 본체(1)와 상부 커버(2)가 결합되어 구성되는 케이스에서, 케이스의 본체(1)에는 길이방향으로 다수의 냉각핀이 구비된 방열판(3)이 설치되어 있고, 방열판(3)에 대하여 수직 방향으로 케이스 본체(1)의 후면벽(1a)에 밀접하게 송풍팬(4)이 설치되어 있다. 본체(1)의 후면벽(1a)에는 송풍팬(4)에 의해 내부 공기를 토출시키는 송풍공(1b)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 용접기는 도 2에 도시한 바와 같이, 송풍팬(4)이작동되면 케이스의 내부 공기가 송풍팬(4)에 의해서 본체의 후면벽(1a)에 형성된 송풍공(1b)을 통해 케이스의 외부로 빠져나가게 되고, 케이스의 내부 공기가 토출됨에 따라 커버(2)의 측벽(2a)에 형성된 공기유통공(2b)을 통해 외부 공기가 유입된다.

그러나 이와 같은 종래의 용접기는 방열판(3)에 대하여 수직방향으로 송풍팬(4)이 설치되어 있기 때문에 송풍팬(4)에 의해 순환되는 공기 중 일부의 공기가 방열판(4)을 거치지 않고 그대로 외부로 빠져나가게 되어 냉각 효과가 떨어지는 문제가 있다.

또한, 송풍팬(4)에 의해 내부 공기가 외부로 토출되는 구조이기 때문에 각종 부품에 의해 이미 온도가 상승된 상태의 내부 공기가 방열판(3)을 거쳐가기 때문에 방열판(3) 및 방열판에 설치되어 있는 부품들의 냉각 효과가 저하되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 송풍팬과 방열판을 마주보도록 설치하여 송풍팬에 의해 발생되는 공기가 방열판에 집중되도록 함으로써 방열판 및 방열판에 설치되어 있는 부품의 냉각 효과를 극대화시키도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접기 케이스의 외부 공기를 흡입하여 방열판 및 방열판에 설치된 부품을 냉각하도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접기 케이스의 내부 공기를 원활하게 토출시킴으로써 방열판 및 방열판에 설치된 부품을 냉각하도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접기가 대형화되는 경우에 이에 적절하게 대응하여 방열판 및 방열판 이외에 설치된 부품의 냉각효과를 향상시키려는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 인버터 용접기의 커버를 분해하여 후방에서 바라본 사시도.

도 2는 도 1의 용접기를 결합한 상태의 개략적인 횡단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 분해사시도.

도 4는 도 3의 결합상태를 개략적으로 도시한 횡단면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예의 횡단면도.

도 6은 본 발명의 제3 실시예의 또한 변형예의 분해사시도.

도 7은 도 6의 결합상태 횡단면도.

도 8은 본 발명의 제4 실시예의 분해사시도.

도 9는 도 8의 결합상태 횡단면도.

도 10은 본 발명의 제5 실시예의 분해사시도.

도 11은 도 10은 결합상태 횡단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11,21 ; 용접기 케이스의 본체11a,21a ; 케이스 본체의 후면벽

11b,11c,21b,21c ; 공기유통공 12,22 ; 용접기 케이스의 커버 11d,21d ; 케이스 본체의 전면벽

12a,22a,22c ; 케이스 커버의 측벽12b,22b ; 송풍공

12c,22d ; 공기유통공13,23,29 ; 방열판

14,24,27 ; 송풍팬25 ; 메인 트랜스

26 ; 리엑터

28 ; 전자냉각모듈(Thermoelectric module)

30 ; 전원공급장치(Power Supply PCB) 31 ; 스위칭 소자

32 ; 입력 다이오드33 ; 출력 다이오드

34 ; 온도센서

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용접기 케이스와; 상기 용접기 케이스의 내부에 설치되며 다수의 부품이 설치되는 방열판과; 상기 용접기 케이스의 내측에 상기 방열판과 마주보도록 평행하게 설치되어 발생되는 기류를 상기 방열판에 집중시키는 송풍팬;을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 송풍팬과 이격된 위치에 상기 방열판에 취부되지 않은 부품을 냉각시키기 위한 적어도 1개 이상의 송풍팬이 더 설치된 것이 바람직하다.

상기 방열판의 후면에 설치되어 방열판을 냉각시키는 수개의 전자냉각모듈과, 상기 전자냉각모듈에 전원을 공급하는 전원공급장치가 구비된 것이 바람직하다.

상기 방열판의 일측에 상기 전자냉각모듈에 의해 방출되는 열을 방열하기 위한 방열판이 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 송풍팬은 용접기 케이스의 내부 공기를 외부로 토출하기 위하여 전면이 외측을 향하도록 설치된 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 의한 인버터 용접기의 커버를 분해하여 후방에서 바라본 사시도이고, 도 4는 본 발명 인버터 용접기의 일 실시예에 의한 개략적인 횡단면도이며, 도 5는 본 발명 인버터 용접기의 다른 실시예에 의한 개략적인 횡단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명 일 실시예에 의한 용접기는 본체(11)와 커버(12)가 케이스를 이루는 용접기에 있어서, 커버(12)의 측벽(12a)에 송풍공(12b)과 공기유통공(12c)이 형성되어 있고, 이러한 송풍공(12b)의 내측에 송풍팬(14)이 설치되어 있으며, 송풍팬(14)은 길이방향으로 설치되어 있는 방열판(13)과 마주보도록 평행한 상태로 설치되어 있다.

부호 11a는 케이스의 본체(11)의 후면벽이고, 11b는 공기유통공을 나타낸 것이다.

본 발명 일 실시예에 의한 송풍팬(14)은 송풍팬(14)의 전면이 케이스의 내부 공간을 향하도록 설치되어 있어 외부 공기가 송풍공(12b)을 통해 케이스의 내부로 흡입되어 케이스의 양측벽의 공기유통공(12c)과 후면벽의 공기유통공(11b) 및 전면벽의 유통공(11d)를 통해 토출되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 인버터 용접기의 일 실시예는 송풍팬(14)이 구동되면, 케이스 커버(12)의 측벽(12a)에 형성된 송풍공(12b)을 통해 저온의 외부 공기가 흡입된다. 송풍공(12b)을 통해 흡입되는 외부 공기는 송풍팬(14)과 마주보고 있는 방열판(13)과 부딪히게 되어 방열판(13)을 집중적으로 냉각시켜 방열판(13)의 온도를 하강시킨다. 따라서 방열판(13)에 설치되어 있는 다수의 부품들의 온도를 낮추게 되어 용접기의 사용률이 증대되는 것이다.

이처럼 방열판(13)을 냉각시킨 공기는 케이스의 내부 공간에서 순환되면서 케이스 본체(11)의 후면벽(11a)에 형성된 공기유통공(11b), 전면벽(11d)에 형성된 공기 유통공(11c), 또는 커버(12)의 양측벽(12a)에 형성되어 있는 공기유통공(12c)을 통해 케이스의 외부로 토출된다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 용접기는 송풍팬(14)에 의해 외부로부터 유입되는 저온의 공기가 방열판(13)에 집중적으로 공급됨으로써 방열판(13) 및 방열판(13)에 설치되어 있는 다수 부품의 냉각 효과가 극대화되는 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예로서, 송풍팬(14)을 방열판(13)과 마주보는 상태로 설치하되, 송풍팬(14)의 전면이 케이스의 외부측을 향하도록 설치되어 송풍팬(14)의 구동에 의해 케이스의 내부 공기를 송풍공(12b)을 통해 케이스의 외부로 토출하도록 구성되어 있으며, 다른 구성요소들은 상술한 일 실시예와 동일하다.

따라서 용접기는 송풍팬(14)이 작동되면 케이스 내부의 공기가 송풍팬(14)에 의해 송풍공(12b)을 통해 케이스의 외부로 토출되는데, 이때 케이스 내부의 공기는 방열판(13)의 표면을 집중적으로 거치면서 토출되기 때문에 방열판(13)의 온도를 하강시키는 역할을 수행하게 된다.

이와 같이 본 발명 일 실시예의 변형예에 의한 용접기는 송풍팬(14)이 외부 공기를 흡입하는 본 발명의 일 실시예의 구조와 비교해서는 방열판(13)의 냉각효과가 다소 떨어진다고 볼 수 있으나, 송풍팬(14)과 방열판(13)이 서로 마주보는 구조에 의하여 방열판(13)을 냉각시키기 때문에 종래 기술과 비교하여서 방열판을 냉각시키는 효과가 현저하게 상승되어 결과적으로 용접기의 사용률이 향상되는 효과를 나타내고 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 인버터 용접기를 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시예에서 설명된 인버터 용접기와 비교하여 상대적으로 사이즈가 큰 중대형 인버터 용접기에 적용하도록 발명된 것이다.

이러한 인버터 용접기는 케이스의 본체(21)에 결합되는 케이스 커버(22)의 일측벽면(22a)에는 2개의 송풍공(22b)이 형성되어 있고, 타측벽면(22c)에는 공기유통공(22d)이 형성되어 있으며, 케이스 본체(21)에는 방열판(23)과 대응되는 부위에 제1 송풍팬(24)을 마주보도록 평행하게 설치함과 아울러 방열판(23)의 전방에 설치되어 용접 전류를 발생시키는 메인 트랜스(main trans)(25) 또는 용접 특성을 변화시키는 리엑터(reactor)(26)와 대응되는 부위에 제2 송풍팬(27)을 설치하여 구성한다.

미설명 부호 21a는 케이스 본체(21)의 후면벽이고, 21b는 공기유통공을, 21d는 케이스 본체(21)의 전면벽이고 21c는 공기 유통공을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인버터 용접기는 도 7에서 보는 바와 같이, 제1 송풍팬(24)에 의해서 방열판(23)이 집중적으로 냉각되어 방열판(23)에 취부되어 있는 중요 부품들의 냉각이 실시되고, 동시에 제2 송풍팬(27)에 의해서는 과열된 메인 트랜스(25)와 리액터(26)의 열을 냉각시킴으로써 용접기의 사용률을 증진시키는 것이다.

본 발명에 의한 또 다른 실시예에 의한 인버터 용접기는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 스위칭 소자(31), 입력 다이오드(32) 및 출력 다이오드(33)와, 온도센서(34) 등의 주요 부품이 취부되는 냉각핀을 배제한 방열판(29)에 전자냉각모듈(28)을 설치하고, 전자냉각모듈(28)은 전원공급장치(30)와 연결설치하도록 한다.

또한, 이와 같은 구성을 종래 구비되어 있는 냉각핀을 갖는 방열판(23)에 의해 방열이 이루어지도록 구성할 수 있다.

전자냉각모듈은 한쪽면에서는 열이 발생하고 다른쪽면에서는 온도가 내려가게 되어 전자냉각모듈과 면접하고 있는 물체를 냉각시키는 것으로 본 발명에서는 방열판(29)을 냉각시킴으로써 결과적으로 방열판(29)에 취부되어 있는 각종 주요부품을 냉각시키게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 주요 작동 부품인 스위칭 소자(31), 입,출력 다이오드(32)(33)는 방열판(29)에 부착된 전자냉각모듈(28)에 의해서 냉각이 실시되며, 방열판(29)의 열을 전달받아 온도가 상승된 방열판(23)은 방열판과 마주보고 설치된 송풍팬(24)에 의하여 냉각이 실시된다. 동시에 메인트랜스(25) 및 리액터(26)는 그와 마주보고 있는 송풍팬(27)에 의해 직접 냉각된다.

따라서 본 발명의 또 다른 실시예는 용접기의 냉각효율을 현저하게 향상시킬 수 있어 용접기의 사용률이 극대화되므로 종래보다 낮은 전류를 출력하는 용접기에 의해서도 용접 작업이 가능해지는 효과가 있다.

본 발명에 의한 전자냉각모듈을 이용한 냉각 방식은 종래 용접기 케이스의 후면에 송풍팬이 설치되는 구조에도 적용가능하다.

즉, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 주요 부품인 스위칭 소자(31), 입,출력 다이오드(32)(33) 및 온도센서(34)를 방열판(29)에 취부시키고, 방열판(29)과 방열판(3) 사이에 전원공급장치(30)와 연결되는 전자냉각모듈(28)을 설치하여 구성한다.

이와 같이 구성되는 인버터 용접기는 전자냉각모듈(28)의 열교환 작용에 의해 스위칭 소자(31) 및 입,출력 다이오드(32)(33)에 발생되는 열이 방열판(29)에서 방열판(3)으로 전달되어 부품의 냉각작용이 실시되며, 방열판(3)에서 발생되는 열은 송풍팬(4)에 의해 케이스(1)의 내부 공기가 토출되는 과정에서 외부 공기가 케이스(1)의 내부로 유입되면서 냉각되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 인버터 용접기는 방열판이 송풍팬에 대하여 노출되는 부위가 증가하도록 송풍팬을 방열판과 마주보는 위치에 설치함으로써 송풍팬에 의해 발생되는 공기를 방열판에 집중되도록 하여 냉각 효과를 향상시켜 용접기의 사용률을 증대시키는 효과가 있다.

특히 송풍팬을 이용하여 외부의 찬 공기를 흡입하는 경우에는 저온의 외부 공기에 의하여 방열판을 집중적으로 냉각시켜 냉각효과를 극대화시킴으로써 용접기의 사용률이 종래 기술과 비교하여 약 2.5∼4배 이상 증대되고 있음을 실험적으로알 수 있었다.

또한, 송풍팬을 이용하여 내부의 공기를 케이스의 외부로 토출시키는 경우에도 방열판을 거치는 내부 공기의 흐름이 원활하게 이루어짐으로 방열판의 냉각효과가 향상되어 종래 기술에 의한 용접기와 비교하여 사용률이 현저하게 향상되는 효과를 거두는 것이다.

아울러 중대형 인버터 용접기의 경우에 방열판과 방열판에 설치되지 않는 과열 부품(메인 트랜스, 직류 리엑터 등)을 개별적으로 집중 냉각함으로써 냉각효과를 극대화시키는 효과가 있다. 본 발명의 실시예에서는 2개의 송풍팬을 사용하였으나, 필요에 의해 3개 이상의 송풍팬을 설치하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에서는 전자냉각모듈을 이용하여 스위칭 소자 및 입,출력 다이오드 등의 주요 부품이 설치되는 방열판을 집중적으로 냉각함으로써 냉각효과를 극대화시켜 용접기의 사용률을 현저하게 증대시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 바의 용접기에 관한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 용접기와 유사한 분야인 절단기 등의 여타 응용 기술분야에도 적용할 수 있는 것으로, 본 발명의 청구범위에 기재된 기술사상의 범위 내에서 얼마든지 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 용접기 케이스와;

   상기 용접기 케이스의 내부에 설치되며 다수의 부품이 설치되는 방열판과;

   상기 용접기 케이스의 내측에 상기 방열판과 마주보도록 평행하게 설치되어 발생되는 기류를 상기 방열판에 집중시키는 송풍팬;을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인버터 용접기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 송풍팬과 이격된 위치에 상기 방열판에 취부되지 않은 부품을 냉각시키기 위한 적어도 1개 이상의 송풍팬이 더 설치된 것을 특징으로 하는 인버터 용접기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 방열판의 후면에 설치되어 방열판을 냉각시키는 수개의 전자냉각모듈과, 상기 전자냉각모듈에 전원을 공급하는 전원공급장치가 구비된 것을 특징으로 하는 인버터 용접기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 방열판의 일측에 상기 전자냉각모듈에 의해 방출되는 열을 방열하기 위한 방열판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인버터 용접기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 송풍팬은 용접기 케이스의 내부 공기를 외부로 토출하기 위하여 전면이 외측을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 인버터 용접기.