KR200488827Y1 - 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그 - Google Patents

Abstract

알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그가 개시된다. 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그는, 모재인 관(Tube)의 단부를 감쌀 수 있도록 일측이 막힌 원통형태로 구성된 통전 가능한 금속 재질의 퍼지 캡, 퍼지 캡의 엔드 플레이트 중심부를 지나 퍼지 캡 내부에 설치되며, 외부에서 공급되는 산화 방지용 불활성 가스를 퍼지 캡이 둘러싸는 관의 단부를 통해 용접 대상 공간에 주입하는 가스 주입관, 퍼지 캡의 엔드 플레이트 외측에 부착되며 어스 케이블(Earth cable)이 연결되는 어스 접지부 및 퍼지 캡 일측의 체결부를 통해 퍼지 캡에 체결되어 퍼지 캡이 관으로부터 이탈하지 않도록 결속력을 발생시키는 결속수단을 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그{JIG FOR ARGON GAS PURGE AND EARTH}

본 고안은 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알곤 용접 시 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 및 접지를 위한 어스로서 기능하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그에 관한 것이다.

금속재료를 접합하는 방법은 대별해서 기계적 접합법과 야금(冶金)적 접합방법이 있으며, 일반적으로 말하는 은 야금적 접합방법을 말한다. 아크 용접법은 열원으로 아크를 사용하는 융접법(fusion welding)이며 현재 가장 널리 이용되고 있는 접합(seam)방법 중 하나이다.

일반적으로 아크 용접에 사용되는 아크 용접 장치는, 아크 용접기, , 자동전격방지장치, 홀더 및 등으로 이루어진다. 이때 아크 용접기에는 직류와 교류 두 가지 타입이 있으며, 최근에는 교류 형태의 아크 용접기가 많이 사용되고 있다.

한편, 발전 설비에 주로 사용되는 관(Tube)은 발전 설비의 사양이나 사용 목적에 맞춰 다른 크기 및 형태로 제작된다. 이때 관과 관을 접합시키는 데에 주로 아크 용접이 사용되며, 용접 중 용접 부위가 공기에 노출되어 산화되지 않도록 알곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 용접부위에 주입하게 된다.

알곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 용접부위에 주입하는 작업을 일반적으로 퍼지(Purge) 작업이라 하며, 퍼지 작업은 관의 내부 용접부위의 산화 방지를 위한 중요한 작업으로, 퍼지 작업과 함께 두 관에 대한 맞대기 용접을 본격적으로 수행하게 된다.

종래 발전 설비에 사용되는 관(tube)을 맞대기 용접으로 접합함에 있어서는 도 1의 예시와 같이, 모재(200)인 관을 금속 재질의 거치대(300) 위에 올려 놓은 상태로 작업을 하게 된다. 이때 알곤과 같은 불활성 가스 퍼지를 위해 관의 단부에 퍼지 캡(100)을 연결하고, 거치대(300)에는 어스 케이블(400)을 접속시킨다.

용접 시 모재(200)의 용접부위를 용접에 유리한 위치로 이동시키기 위하여, 모재(200)가 안착되는 상기 거치대(300)의 안착면에는 모재(200)의 수평이동을 위한 베어링(310)이 설치되며, 이로 인해 모재(200), 베어링(310), 거치대(300) 및 어스 케이블(400)로 이어지는 어스 라인이 구축된다.

그러나 모재(200)의 수평이동을 위한 베어링(310)의 오일과 모재(200)의 표면에 코팅 처리된 도막에 의하여 모재(200)와 베어링(310) 사이의 전기적인 접촉상태가 불량해지는 경우가 있으며, 이 경우 전류가 일정하게 흐르지 않아 베어링(310)과 모재(200) 사이에 아크 스트라이크(ARC strike)가 발생하는 문제가 있다.

아크 스트라이크(ARC strike)가 발생하면, 아크 스트라이크가 발생한 해당 위치의 관과 베어링이 손상됨으로써 제품의 품질이 현저히 저하되는 문제가 있으며, 베어링의 수명이 단축되어 베어링의 교체주기가 짧아지는 등 경제적 손실이 야기될 수 있다.

한국공개실용신안 제20-2012-0004547호(공개일 2012. 06. 26)

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 퍼지 도구와 어스 블록을 개별적으로 구비할 필요가 없는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안이 해결하고자 하는 다른 과제는, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 모재와 거치대에 장착된 베어링 사이의 접촉 불량으로 인한 종래의 아크 스트라이크(ARC strike) 및 그에 따른 문제를 해소할 수 있는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 고안의 일 측면에 따르면,

모재인 관(Tube)의 단부를 감쌀 수 있도록 일측이 막힌 원통형태로 구성된 통전 가능한 금속 재질의 퍼지 캡;

상기 퍼지 캡의 엔드 플레이트 중심부를 지나 퍼지 캡 내부에 설치되며, 외부에서 공급되는 산화 방지용 불활성 가스를 상기 퍼지 캡이 둘러싸는 관의 단부를 통해 용접 대상 공간에 주입하는 가스 주입관;

상기 퍼지 캡의 엔드 플레이트 외측에 부착되며 어스 케이블(Earth cable)이 연결되는 어스 접지부; 및

상기 퍼지 캡의 일측의 체결부를 통해 퍼지 캡에 체결되어 상기 퍼지 캡이 관으로부터 이탈하지 않도록 결속력을 발생시키는 결속수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그를 제공한다.

여기서, 상기 엔드 플레이트 반대편의 퍼지 캡의 개구 측 모서리에는, 퍼지 캡을 관의 단부에 조립할 때 원활한 조립을 안내하는 안내면이 퍼지 캡의 내측을 향하여 경사진 형태로 제공될 수 있다.

그리고, 본 고안에 적용된 상기 결속수단은 퍼지 캡의 외측에 위치하는 헤드부에 손잡이가 달린 볼트일 수 있다.

또한, 상기 퍼지 캡 내측에 위치하는 가스 주입관의 단부에 원호방향에 걸쳐 균등 간격으로 가스 확산홀이 형성될 수 있다.

본 고안은 또한, 상기 퍼지 캡의 내측 주면에 원호방향으로 설치되며, 퍼지 캡과 상기 관 사이의 틈새를 밀봉하는 환형의 패커;를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 실시 예에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그에 의하면, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 퍼지 도구와 어스 블록을 따로 구비할 필요가 없으며, 결과적으로는 종래 퍼지 라인과 어스 라인의 개별 구축에 따른 시간적 경제적 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 모재와 거치대에 장착된 베어링 사이의 접촉 불량으로 인한 종래의 아크 스트라이크(ARC strike) 및 그에 따른 문제(모재와 베어링 손상으로 인한 제품의 품질이 저하 및 베어링의 수명 단축 문제)를 해소할 수 있다.

도 1은 종래 관(tube) 맞대기 접합 시 작업 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그를 다른 각도에 본 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 횡단면도.
도 5는 도 4의 'A'부를 확대 도시한 본 고안의 요부 확대도.
도 6은 본 고안의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 7은 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 사용 상태도.

본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하기에 앞서, 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그를 다른 각도에 본 사시도이다. 그리고 도 4는 도 2에 도시된 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 횡단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그는 원통모양의 퍼지 캡(10)을 포함한다. 퍼지 캡(10)은 모재(2)인 관(Tube)의 단부를 감쌀 수 있도록 일측이 막힌 원통형태로 구성될 수 있으며, 전기가 통하는 금속 재질로 제작될 수 있다.

퍼지 캡(10)의 일측을 폐쇄하는 판상의 엔드 플레이트(11) 중앙에는 장착 구멍(110)이 형성된다. 장착 구멍(110)은 바람직하게, 후술하는 가스 주입관(14)의 외경에 대응되거나 다소 큰 직경으로 형성될 수 있으며, 상기 장착 구멍(110)을 통해 퍼지 캡(10) 외부에서 내부로 가스 주입관(14)이 설치된다.

가스 주입관(14)은 상기 장착 구멍(110)에 용접으로 접합되어 고정되거나, 장착 구멍(110)과의 사이에 개재되는 링 형상의 실(Seal, 도시 생략)을 통해 장착 구멍(110)에 고정될 수 있다. 이에 따라 가스 주입관(14)과 장착 구멍(110) 사이의 틈새를 통한 산화 방지용 불활성 가스의 외부 누설이 방지될 수 있다.

가스 주입관(14)은 바람직하게, 퍼지 캡(10) 내측에 위치한 부분이 상기 퍼지 캡(10)과 동심(同心)를 구조를 이루도록 퍼지 캡(10)의 길이 방향 중심선을 따라 길게 배치될 수 있으며, 퍼지 캡(10) 외측의 가스 주입관(14)의 단부에 별도의 가스 공급장치(미도시)가 관을 통해 연결된다.

가스 공급장치는 산화 방지용 불활성 가스, 예컨대 알곤 가스(Ar gas)를 저장하고, 저장된 불활성 가스를 일정 압력으로 상기 가스 주입관(14)에 공급한다. 이에 따라 불활성 가스는 가스 주입관(14) 및 퍼지 캡(10)이 둘러싸는 모재(2)인 관의 단부를 통해 관 내 용접 대상 공간으로 주입될 수 있다.

엔드 플레이트(11) 반대편의 퍼지 캡(10)의 개구 측 모서리에는 안내면(102)이 형성될 수 있다. 안내면(102)은 퍼지 캡(10)을 모재(2)인 관의 단부에 결착할 때 원활한 조립을 안내하기 위한 것으로, 도 4의 예시와 같이 퍼지 캡(10)의 내측, 바람직하게는 퍼지 캡(10) 중심을 향하여 내향 경사진 형태로 제공될 수 있다.

통전 가능한 금속 재질로 된 퍼지 캡(10)의 상기 엔드 플레이트(11) 외측에는 어스 접지부(16)가 형성된다. 어스 접지부(16)는 바람직하게, 통전 가능한 금속 재질로 구성될 수 있으며, 용접기 본체에서 연장된 어스 케이블(Earth cable, 3)이 전기적으로 통전 가능하게 접속된다.

이에 따라, 모재(2)인 관에 본 고안에 따른 지그 연결 시 퍼지 캡(10)과 어스 접지부(16), 그리고 상기 어스 케이블(3)로 이어지는 어스 라인이 구축될 수 있다. 여기서 어스 접지부(16)는 도면의 예시와 같이, 볼트와 너트를 포함하는 구성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도면부호 18은 결속수단을 가리킨다. 결속수단(18)은 퍼지 캡(10)의 일측에 관경 방향으로 형성된 체결부(12)를 통해 상기 퍼지 캡(10)에 체결되며, 모재(2)인 관에 상기 퍼지 캡(10)을 연결했을 때 퍼지 캡(10)이 관으로부터 이탈하지 않도록 결속력을 발생시키는 역할을 한다.

체결부(12)는 바람직하게, 나사산이 형성된 볼트구멍(120)과 너트(122)의 조합으로 된 구성일 수 있으며, 결속수단(18)은 상기 볼트구멍(120) 및 너트(122)에 형성된 나사산과 체결 가능한 나사산이 형성된 바디(182)와 퍼지 캡(10)의 바깥쪽에 위치한 헤드부에 손잡이(180)가 달린 볼트일 수 있다.

이 경우 볼트를 최대한 푼 상태에서 모재(2)인 관에 상기 퍼지 캡(10)을 연결하고, 이후 손잡이(180)를 쥐고 볼트를 죄는 방향으로 돌려 상기 볼트의 단부가 퍼지 캡(10) 내측에 삽입된 모재(2)인 관의 외면부에 강하게 밀착되도록 함으로써 본 고안에 따른 지그를 모재(2)인 관의 단부에 강하게 결속시킬 수 있다.

한편, 도 5는 도 4의 'A'부를 확대 도시한 본 고안의 요부 확대도이다.

도 5의 예시와 같이, 가스 주입관(14)은 퍼지 캡(10) 내측에 위치하는 일측 단부가 단순 개방된 구조로서 개방된 부분이 가스 배출구가 되어 이를 통해 상기 가스 공급장치를 통해 공급되는 산화 방지용 불활성 가스를 모재(2)에 공급하는 구성(도 5의 (a))일 수 있다.

또는 도 5의 (b)에 예시한 바와 같이, 퍼지 캡(10) 내측에 위치하는 상기 일측 단부는 막혀 있고 그 주변에 원호방향에 걸쳐 균등 간격으로 복수의 가스 확산홀(140)이 형성됨으로써 가스를 균일하게 확산시켜 공급할 수 있는 구성일 수 있다.

다른 한편, 도 6은 본 고안의 바람직한 다른 실시 예로서, 퍼지 캡(10)의 내측 주면, 바람직하게는 퍼지 캡(10) 내부의 엔드 플레이트(11) 인접 측부에는 퍼지 캡(10)의 내측 주면을 따라 원호방향으로 설치되며, 퍼지 캡(10)과 모재(2)인 상기 관 사이의 틈새를 밀봉하는 환형의 패커(19)가 설치될 수 있다.

즉 패커(19)는 퍼지 캡(10)에 삽입된 모재(2)인 관의 단부와 퍼지 캡(10) 사이의 미소한 틈새를 차단함으로써, 용접 시 상기 가스 주입관(14)을 통해 공급되는 산화 방지용 불활성 가스가 모재(2)와 퍼지 캡(10) 사이의 미소한 틈을 통해 퍼지 캡(10) 밖으로 누출되지 않도록 밀봉시켜주는 역할을 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 사용 상태에 대해 이하 간단히 살펴보기로 한다.

도 7은 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 사용 상태도이다.

도 7을 참조하면, 퍼지 캡(10)에 체결된 결속수단(18)을 최대한 푼 상태에서 모재(2)의 단부에 본 고안에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그의 퍼지 캡(10)이 상기 모재(2)의 단부를 감싸도록 연결한다. 여기서 모재(2)는 구멍이 뚫린 관(Tube)일 수 있다.

이후 결속수단(18)의 손잡이(180)를 쥐고 퍼지 캡(10) 내측에 삽입된 모재(2)에 지그를 강하게 구속시키는 방향으로 돌려 모재(2)의 단부에 지그를 강하게 결속시키고, 어스 접지부(16)에 용접기 본체에서 연장된 어스 케이블(3)을 연결한다. 그런 다음 가스 공급장치를 가동시킨다.

지그 결속 후 도면의 예시와 같이, 모재(2)의 단부를 감싸도록 결착되는 퍼지 캡(10)과 모재(2), 그리고 퍼지 캡(10) 내측에 위치한 가스 주입관(14)은 동심 구조로 배치되며, 이때 가스 주입관(14) 선단의 가스 배출 측은 모재(2) 내에 위치하게 된다.

이에 따라, 가스 공급장치 가동 시 모재(2)의 내측에 위치하는 가스 주입관(14) 선단에 형성된 복수의 가스 확산홀(140)을 통해 모재(2)인 관의 내부로 산화 방지용 불활성 가스가 일정 압력으로 주입되어 용접 대상 공간으로 흘러 들어가게 된다.

동시에 모재(2)와 퍼지 캡(10), 그리고 어스 접지부(16) 및 어스 케이블(3)로 이어지는 어스 라인이 자연스럽게 구축됨에 따라, 본격적인 아크 용접 시 용접봉(미도시)에서 모재(2) 측으로 흐른 전류는 상기 어스 라인을 통해 용접기 본체로 돌려보내지게 된다.

이상에서 살펴본 본 고안의 실시 예에 따른 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그에 의하면, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 퍼지 도구와 어스 블록을 따로 구비할 필요가 없으며, 결과적으로는 종래 퍼지 라인과 어스 라인의 개별 구축에 따른 시간적 경제적 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 용접 부위에 알곤 가스를 주입하는 퍼지 기능 및 접지를 위한 어스 기능을 동시에 겸비함에 따라, 모재와 거치대에 장착된 베어링 사이의 접촉 불량으로 인한 종래의 아크 스트라이크(ARC strike) 및 그에 따른 문제(모재와 베어링 손상으로 인한 제품의 품질이 저하 및 베어링의 수명 단축 문제)를 해소할 수 있다.

이상의 본 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 지그
2 : 모재
3 : 어스 케이블
10 : 퍼지 캡
11 : 엔드 플레이트
12 : 체결부
14 : 가스 주입관
16 : 어스 접지부
18 : 결속수단
19 : 패커
102 : 안내면
110 : 장착구멍
180 : 손잡이

Claims (5)

1. 모재(2)인 관(Tube)의 단부를 감쌀 수 있도록 일측이 막힌 원통형태로 구성된 통전 가능한 금속 재질의 퍼지 캡(10);
   상기 퍼지 캡(10)의 엔드 플레이트(11)의 중심부를 지나 퍼지 캡(10) 내부에 설치되며, 외부에서 공급되는 산화 방지용 불활성 가스를 상기 퍼지 캡(10)이 둘러싸는 모재(2)의 단부를 통해 용접 대상 공간에 주입하는 가스 주입관(14);
   상기 퍼지 캡(10)의 엔드 플레이트(11) 외측에 부착되며 어스 케이블(Earth cable, 3)이 연결되는 어스 접지부(16); 및
   상기 퍼지 캡(10) 일측의 체결부(12)를 통해 퍼지 캡(10)에 체결되어 상기 퍼지 캡(10)이 모재(2)로부터 이탈하지 않도록 결속력을 발생시키는 결속수단(18);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 엔드 플레이트(11) 반대편의 퍼지 캡(10)의 개구 측 모서리에 퍼지 캡(10)의 내측을 향하여 경사진 안내면(102)이 형성된 것을 특징으로 하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 결속수단(18)은 퍼지 캡(10)의 외측에 위치하는 헤드부에 손잡이(180)가 달린 볼트인 것을 특징으로 하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 퍼지 캡(10) 내측에 위치하는 가스 주입관(14)의 단부에 원호방향에 걸쳐 균등 간격으로 가스 확산홀(140)이 형성된 것을 특징으로 하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 퍼지 캡(10)의 내측 주면에 원호방향으로 설치되며, 퍼지 캡(10)과 상기 모재(2) 사이의 틈새를 밀봉하는 환형의 패커(19);를 더 포함하는 알곤 가스 퍼지 및 어스용 지그.

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