KR20090073615A - 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평으로 직선운동하는 워터제트(Water Jet) 분사노즐을 대향 설치하여 고압의 워터제트 유체가 동시 분사되게 함으로써 원통형 유리섬유단열재가 반원형으로 절단되게 구성한 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치에 관한 것이다.

유리섬유단열재, 워터제트, 분사노즐, 반원통, 서보모터, 제어기, 직선운동

Description

워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치{A CUTTING DEVICE FOR HEAT INSULTING GLASS WOOL OF WATER JET USING THEREOF}

본 발명은 워터제트(Water Jet: 또는 워터제트 유체)를 이용한 유리섬유단열재 절단장치에 관한 것으로, 상세하게는 워터제트 분사노즐을 마주보게 평행 설치하여 수평 직선운동할 수 있게 구성함으로서 한번의 절단으로 원통형 유리섬유단열재가 반원통형으로 양분 절단되게 구성한 것이다.

일반적으로 발전 및 석유화학 플랜트의 냉ㆍ난방설비, 산업용 기기의 냉ㆍ난방설비, 각종 제조장치의 냉ㆍ난방설비, 공조기기의 냉ㆍ난방설비와 같은 배관체에는 다양한 크기와 다양한 재질의 보온ㆍ보냉 파이프(이하 '단열파이프'라 한다)가 설치되어 배관체를 통한 외부와의 열교환을 차단함으로써 에너지 절감과 생산원가 절감을 달성하고 있으며, 근자에는 단열효율이 우수한 유리섬유단열재가 이들 설비들과 배관체의 단열재로 널리 사용되고 있다.

상기 유리섬유단열재는 용도에 따라 다양한 크기와 다양한 두께 및 다양한 형상ㆍ모양으로 제조된다. 이를테면, 반원형 또는 곡선형 또는 타원형이나 곡선형 또는 이들의 복합 형태로 제조되며, 판상이나 완만한 곡선형(또는 곡면형)의 유리섬유단열재인 경우 금형이나 형틀을 이용하여 여러겹의 유리섬유매트를 적층시키면서 접착제로 접착 제조하고, 원형(파이프형)인 경우 여러겹의 유리섬유매트를 성형롤러에 감으면서 접착제로 접착시켜 소정 직경의 유리섬유파이프를 제조하게 된다.

상기 유리섬유단열재는 가장자리 부분이나 양끝 부분은 유리섬유가 불균일하게 돌출되므로 절단시켜 면취 가공 및 규격화함으로써 면접촉 시공(설치)되는 이웃의 유리섬유단열재 끼리의 양호한 밀착성과 단열성이 유지되도록 하고 있다.

종래에는 유리섬유단열재의 가장자리 부분이나 양끝 부분을 절단할 때 작업자가 고속회전하는 절단숫돌(Cut-off wheel)로 절단 가공하고 있어서 절단부분의 정밀도가 떨어져 별도의 면취가공이 필요할 뿐 아니라, 작업성 및 생산성 또한 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 유리섬유단열재를 절단시켜 크기를 규격화하더라도 절단 정밀도가 낮아 단열효율이 떨어지고 시공불량율이 높아지며, 유리섬유단열재의 형상이나 크기에 따라 적절한 크기의 절단기를 필요로 하는 문제점이 있었다.

또한 작업자에 의한 수동작업이므로 피로가 누적되어 근골격계 질환이 발생될 뿐 아니라, 절단할 때 발생되는 절단칩과 가루, 미세먼지등이 작업공간으로 비산하여 작업자의 건강을 해치고 주변환경을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.

또한 소정길이를 갖는 원통형 유리섬유단열재를 반원통형으로 절단하는 경우, 원통형 유리섬유단열재의 길이방향 양측을 각각 절단하고 있어서 절단효율이 크게 떨어질 뿐 아니라 절단 정밀도도 크게 떨어져 시공성과 단열효율이 낮은 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 워터제트(Water Jet: 또는 워터제트 유체) 분사노즐을 마주보도록 평행 설치하되 수평으로 직선운동할 수 있게 구성함으로써 그 사이에 위치하는 원통형 유리섬유단열재가 한 번의 절단에 의해 반원통형으로 양분 절단되도록 한 유리섬유단열재 절단장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명 유리섬유단열재 절단장치는 고압의 워터제트 유체를 분사노즐로 공급하는 워터제트 공급원과, 상기 분사노즐의 워터제트 공급유로를 개폐시키는 유로개폐수단과, 상기 한 쌍의 분사노즐을 수평으로 직선운동시키는 운동수단과, 유리섬유단열재의 두께와 외경을 감안하여 상기 분사노즐과의 이격거리를 조절하는 거리조절수단과, 유리섬유단열재가 설치되는 작업대 및 제어기로 구성되며, 소정의 프로그램(CNC 프로그램)과 평행이동수단에 의해 한 쌍의 분사노즐이 수평으로 직선운동하면서 작업대에 위치하는 원통형 유리섬유단열재를 한 번의 절단으로 반원통형 유리섬유단열재을 얻을 수 있게된다.

상기 분사노즐은 평행이동수단과 서보기구에 의해 수평으로 평행 이동하게 구성되며, 제어기는 상기 서보기구와 서보모터 및 분사노즐의 분사압과 분사시기 등을 제어하게된다.

본 발명은 고압의 워터제트 유체를 이용하여 원통형 유리섬유단열재를 정교하게 양분 절단시켜 규격화할 수 있으며, 작업성과 생산성과 단열효율 및 시공성이 크게 향상되고, 절단시 발생되는 칩이나 가루 및 미세먼지 등이 거의 발생하지 않을 뿐 아니라, 수분에 의해 비산되지도 않아 매우 위생적이고 환경친화적인 절단장치이다.

본 발명의 워터제트(Water Jet)는 분사노즐을 통하여 고압의 유체를 분사함으로써 밀집도가 높은 제트 유동을 유리섬유단열재로 분사하여 높은 정밀도의 절단작업이 수행된다. 상기 워터제트는 증압기(intensifier)에 의해 유체의 압력이 수 십배로 증압되어 약 4,000 ~ 6,000kg/㎠ 까지의 고압이 발생된다. 상기 워터제트는 음속의 2~3배 속도로 유체(물) 또는 유체와 연마재(abrasives)를 혼합 분사하는 분사노즐이 직선 이동하면서 작업대 상의 유리섬유단열재의 양측을 동시에 정교하게 절단하여 상하로 양분된 반원통형 유리섬유단열재가 얻어진다.

본 발명 워터제트는 제트(Jet) 노즐이 매우 가늘기(직경 0.04~0.01 인치의 오리피스가 사용된다) 때문에 소재인 유리섬유단열재를 아주 정교하게 절단할 수 있으며, 절단 오차가 매우 적고 재료손실이 거의 없을 뿐 아니라, 절단칩이나 가루 및 먼지등이 거의 발생하지 아니하며, 미량 발생되는 절단칩이나 가루 및 먼지 등이 워터제트 유체에 의해 비산하지 않게되므로 환경친화적이다.

본 발명은 마주보면서 수평으로 직선운동하는 워터제트(Water Jet) 분사노즐에 의해 원통형 유리섬유단열재의 양측이 동시 절단되어 상하로 양분된 반원통형 유리섬유단열재를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 고압의 워터제트(Water Jet)에 의해 유리섬유단열재가 정교하게 절단 가공되므로 단열효율이 우수한 정밀 규격화된 제품을 양산할 수 있으며, CNC 프로그램에 의해 고르고 균일하게 정밀 절단되어 절단효율이 크게 향상될 뿐 아니라, 절단시 미량 발생되는 칩이나 가루 및 먼지등이 비산하지 않아 위생적이면서 환경친화적으로 절단작업을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래에는 작업자가 기계식 절단기를 이용하여 유리섬유단열재를 수동방식으로 절단하므로 정밀도가 떨어지고, 피로 누적으로 작업성과 생산성이 떨어지며 근골격계 질환등이 발생되었으나, 본 발명에서는 CNC 프로그램과 수평 이동수단에 의해 워터제트 분사노즐이 수평 직선운동하면서 절단 가공하게 되므로 종래 문제점들이 일소될 뿐 아니라, 수작업에 의존한 종래 절단방법에 비하여 약 50% 이상의 생산성 향상 효과가 있다.

또한 본 발명은 워터 제트(Water Jet)가 매우 가늘기(직경 0.04~0.01 인치의 오리피스가 사용된다) 때문에 소재인 유리섬유단열재를 아주 정교하게 절단할 수 있으며, 절단칩이나 가루 및 먼지등이 거의 발생하지 아니하므로 재료손실이 거의 없으며, 절단속도가 빠르고 열영향이 없는 효과가 있다.

또한 본 발명에서 이동수단이 직선운동할 수 있게 LM가이드가 설치되는 기대 상부와, 분사노즐이 전후진할 수 있게 설치되는 부분에 자바라형으로 절첩되는 케이스가 설치되어 볼스크류등의 외부 노출이나 이물유입이 방지되므로 고장이나 동작불량이 방지되며 아울러 미관저하가 방지되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

도 1은 일 예로 도시한 본 발명 유리섬유단열재 절단장치(1)의 평면도이고, 도 2는 그 정면도이며, 도 3은 이동수단을 도시한 단면도이다.

본 발명 유리섬유단열재 절단장치(1)는 소정 두께와 소정 길이의 원통형 유리섬유단열재(2)가 끼워져 설치되는 작업대(3)와, 작업대(3) 양측에 장방형으로 평행 설치되는 한 쌍의 기대(4)(5)와, 기대(4)(5) 상부에 설치되어 기대(4)(5)와 직교하는 한 쌍의 이동체(6)(7)와, 기대(4)(5) 내부에 설치되어 이동체(6)(7)를 기대(4)(5)의 길이방향으로 왕복 이동시키는 이동체 이동수단과, 이동체(6)(7) 선단부에 설치되는 고정대(8)(9)와, 고정대(8)(9) 선단부에 대향 설치되는 분사노즐(10)(11)과, 유리섬유단열재(2)와 분사노즐(10)(11) 간의 적절한 이격거리를 유 지하는 분사노즐 이동수단과, 고압의 워터제트 유체를 분사노즐(10)(11)로 공급하는 워터제트 공급원(12)과, 분사노즐(10)(11)에 설치되어 워터제트의 유로를 개폐시키는 유로개폐수단과, 작업대(3) 일단에 설치되어 반원통형으로 절단된 유리섬유단열재(2)를 받치는 받침수단(3a)과, 분사노즐(10)(11)의 이동구간을 감지하는 복수의 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)와, 제어기(13)로 크게 구성되며, 분사노즐(10)(11)이 수평으로 직선 이동하면서 작업대(3)에 설치되는 원통형의 유리섬유단열재(2)를 반원통형으로 절단하게된다.

상기 작업대(3)와 기대(4)(5)는 받침대(1a) 상에 설치되고, 제어기(13) 박스는 작업자가 쉽게 조작할 수 있도록 기대(5) 또는 작업대(3) 상에 설치되며, 워터제트 공급원(12) 또는 공급관(32)(33)에는 압력센서(P)가 설치되어 워터제트 유체의 압력을 감지하게된다.

상기 기대(4)(5)는 소정의 폭과 소정의 길이 및 소정의 높이가 유지되며, 폭과 높이보다는 길이가 훨씬 긴 장방형 구조로 평행 설치되며, 기대(4)(5) 상부는 이동체(6)(7)가 왕복 이동할 수 있게 개방형 구조이지만 자바라형으로 절첩되는 케이스(14)(15)가 설치된다. 상기 케이스(14)(15)는 이동체(6)(7)를 따라 기대(4)(5) 상부를 평면형으로 이동 및 절첩되며, 상기 케이스(14)(15)의 중간 중간에는 케이스(14)(15) 간을 연결하고 또한 케이스(14)(15)가 밑으로 쳐지는 것을 방지하는 쳐짐방지부재가 설치된다.

상기 케이스(14)(15)에 의해 LM가이드(24)(25)와 볼스크류(18)(19) 등이 기대(4)(5) 외부로 노출되지 않아 미관저하가 방지되며, 또한 이물유입이 방지되므로 고장이나 동작불량이 방지된다. 상기 케이스(14)(15)의 쳐짐방지부재는 LM가이드(24)(25) 상부에 얹혀 이동하거나 또는 도시안된 별도의 받침안내수단에 의해 밑으로의 처짐없이 이동할 수 있게 구성된다.

상기 케이스(14)(15)의 외측 끝 부분은 기대(4)(5) 양측 끝부분에 각각 고정되고, 상기 케이스(14)(15)의 내측 끝 부분은 이동체(6)(7)의 외측면에 각각 고정되어 이동체(6)(7)를 따라 이동하면서 적절히 절첩된다.

기대(4)(5) 내부에 설치되는 이동체(6)(7) 이동수단은, 기대(4)(5)의 길이방향으로 축설치되는 볼스크류(16)(17)와, 볼스크류(16)(17)에 각각 체결되는 너트(18)(19)와, 너트(18)(19) 상부에 각각 고정되는 상기 이동체(6)(7)와, 볼스크류(16)(17)를 정ㆍ역회전시키는 서보모터(20)(21) 및 동력전달수단(22)(23)과, 이동체(6)(7)가 직선 이동할 수 있게 기대(4)(5) 상부에 평행 설치되는 LM가이드(24)(25)로 구성되며, 상기 LM가이드(24)(25)는 브라켓(26)(27)(28)(29)에 의해 기대(4)(5)와 이동체(6)(7)에 각각 설치된다.

상기 동력전달수단(22)(23)은 서보모터(20)(21)의 회전축과 볼스크류(16)(17)에 각각 끼워져 고정되는 타이밍풀리와, 상기 타이밍풀리에 연결되는 타이밍벨트로 구성되어 회전력이 전달된다.

상기 분사노즐(10)(11) 일측에는 워터제트 유로를 개폐시키는 유로개폐수단, 예컨대, 제어기(13)의 제어를 받는 솔레노이드밸브(또는 전자밸브)(30)(31)가 설치되고, 분사노즐(10)(11)과 워터제트 공급원(12)은 고내압의 공급관(32)(33)으로 연결된다. 상기 공급관(32)(33)의 일부는 휘어짐이 허용되는 고내압 재질로 구성되어 워터제트 공급원(12)이 고정되어 있더라도 이동체(6)(7)의 원활한 왕복 이동이 가능해진다.

상기 이동체(6)(7)는, 도 3, 도 4에 도시한 것처럼 분사노즐(10)(11) 이동수단이 설치될 수 있게 내부에 공간이 형성된 길이가 긴 사각형의 통체(34)(35) 구조이며, 기대(4)(5) 상부에 직교하도록 수평으로 설치된다.

상기 통체(34)(35)의 길이방향 내부에는 볼스크류(36)(37)가 평행하도록 설치되고, 볼스크류(36)(37) 주변에는 복수의 안내봉(38)(39)이 설치된다.

통체(34)(35) 일측에 고정되는 너트(40)(41)에는 상기 볼스크류(36)(37)의 선단 나사부(36a)(37a)가 체결되고 그 주변에 복수의 안내봉(38)(39)이 끼워지며, 통체(34)(35)의 타측에 고정된 고정판(42)(43)에는 상기 볼스크류(36)(37)의 후단에 형성된 비나사부(36b)(37b)가 회전할 수 있게 관통하여 축결합되고, 또한 복수의 안내봉(38)(39) 후단 끝부분이 고정되며, 볼스크류(36)(37)의 후단부에는 손잡이(44)(45)를 갖는 핸들(46)(47)이 결합 고정된다.

통체(34)(35) 선단(전면)으로 돌출된 볼스크류(36)(37)의 단부에는 볼스크류(36)(37)가 자유로이 회전할 수 있게 지지판(48)(49)이 축결합되고, 통 체(34)(35) 선단(전면)으로 돌출되는 복수의 안내봉(38)(39) 끝단부는 상기 지지판(48)(49)에 고정되고, 지지판(48)(49)의 상부에는 분사노즐(10)(11)이 구비된 고정대(8)(9)가 설치된다.

따라서, 작업자가 핸들(44)(45)을 시계방향(또는 반시계방향)으로 회전시키면 볼스크류(36)(37)와 지지판(48)(49)이 전진하고, 분사노즐(10)(11)이 전진하여 유리섬유단열재(2) 표면으로 근접하게되며, 작업자가 핸들(44)(45)을 반시계방향(또는 시계방향)으로 회전시키면 볼스크류(36)(37)가 후진하고, 분사노즐(10)(11)이 후진하여 유리섬유단열재(2) 표면으로부터 멀어지게 되므로 유리섬유단열재(2)의 외경이 달라지더라도 유리섬유단열재(2)와 분사노즐(10)(11)간의 일정거리(최적의 절단거리)를 유지할 수 있게된다.

상기 너트(40)(41)와 지지판(48)(49)에는 자바라형으로 절첩되는 사각통체형 케이스(50)(51)의 양측 끝부분이 각각 고정되어 볼스크류(36)(37)와 안내봉(38)(39)이 외부로 노출되지 않아 미관저하가 방지되며, 아울러 이물유입이 차단되므로 고장이나 동작불량이 방지된다. 상기 케이스(50)(51)는 통체(34)(35)와 지지판(48)(49)의 이격거리에 따라 적절히 절첩된다.

기대(4)(5)의 내측면(또는 외측면)에는 양측에는 이동체(6)(7)의 통체(34)(35) 부분 접근을 감지하는 복수의 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)가 설치된다. 상기 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)는 브라켓이나 기타 지지부재의 장공에 설치된 다음 기대(4)(5) 측면에 고정되며, 절단 대상 유리섬유단열재(2)의 길 이를 감안하여 상기 장공에 고정된 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)의 위치를 적절히 이동시켜 감지위치(고정위치)를 조절할 수 있다.

상기 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)는 도 6에 도시한 것처럼 일측에 3개 타측에 3개씩 설치되며, 물론 양측 기대(4)(5)에 같은 대칭 구조로 설치되어 분사노즐(10)(11)을 제어하게된다.

예컨대, 양측 바깥 부분에 위치하는 근접센서(S1)(S6)에 의해 분사노즐(10)(11)의 이동거리(스트로크)가 결정되며, 양측 중앙에 위치하는 근접센서(S1)(S6)에 의해 솔레노이드밸브(30)(31)의 온/오프(ONOFF) 상태가 제어되며, 양측 안쪽 부분에 위치하는 근접센서(S1)(S6)에 의해 분사노즐(10)(11)의 이동속도가 감속된다.

즉, 분사노즐(10)(11)의 초기위치가 근접센서(S6)가 위치하는 기대(4)(5) 후단인 경우, 근접센서(S6)로 이동하여 있던 이동체(6)(7)가 제어기(13)에 의해 서보모터(20)(21)의 회전축과 볼스크류(16)(17)가 시계방향으로 회전하게되므로 이동체(6)(7)가 기대 선단에 위치하는 근접센서(S1) 방향으로 직선운동하며, 근접센서(S5)에 의해 솔레노이드밸브(30)(31)가 온(ON)되어 유로가 개방되므로 워트제트 유체가 분사노즐(10)(11)로 공급되어 고압분사되고, 분사노즐(10)(11)은 계속하여 이동하게되므로 작업대(3)에 설치된 원통형 유리섬유단열재(2)의 양측이 절단되며, 워트제트 유체를 분사하면서 이동하던 분사노즐(10)(11)은 근접센서(S3)에 의해 감속되고 유리섬유단열재(2)의 절단이 완료되며, 따라서 원통형이던 유리섬유단열 재(2)의 양측에 도 9와 같이 절단부(2a)가 각각 형성되면서 상하로 절단되므로 2개의 반원통형 유리섬유단열재(2)가 얻어진다.

그리고, 이웃하는 근접센서(S2)에 의해 솔레노이드밸브(30)(31)가 오프(OFF)되면서 워트제트 유로가 폐쇄되고, 또 다른 근접센서(S1)에 의해 서보모터(20)(21)의 회전축과 볼스크류(16)(17)가 수초 정지되었다가 반시계방향으로 역회전하게되므로 이동체(6)(7)가 기대(4)(5) 후단으로 이동하게되며, 근접센서(S6)에 의해 정지하여 다음번 절단작업을 대기하게된다.

도 7은 본 발명 일 예로 도시한 작업대(3)의 단면도로, 받침대(1a) 상에 설치되는 고정대(67) 일측에 원판형 플렌지(68)가 고정되고, 플렌지(68)의 측면에는 반원형 유리섬유단열재(2)가 끼워지는 원통형 드럼(69)이 분리 결합될 수 있게 설치된다.

상기 플렌지(68)에는 복수의 장공(71)이 소정 간격으로 배열 형성되고, 드럼(69)의 일측단부에 형성되는 외향 테두리(69a) 부분에는 상기 장공(71)이 대향하는 위치에 복수의 구멍이 형성되며, 볼트 너트로 구성되는 체결부재(70)에 의해 드럼(69)이 플렌지(68) 부분에 탈부착된다.

상기 드럼(69)의 길이방향 양측에는 도 8, 도 9와 같이 분사노즐(10)(11)로 부터 분사되는 고압의 워트제트 유체(W)가 유입될 수 있는 유입공(76)이 형성된다. 상기 유입공(76)의 크기는 워트제트 유체(W)가 분사 단면적(또는 분사높이) 보다 조금 큰 편이며, 길이는 유리섬유단열재(2)의 길이보다 긴 편이다.

상기 드럼(69)의 내부에는 드럼(69)의 길이방향으로 봉체(72)가 설치되며, 드럼(69) 선단 끝 부분에는 마개판(마구리판)(73)이 결합 설치되고, 드럼(69) 선단 외주면에는 반원형 유리섬유단열재(2)가 쉽게 결합될 수 있게 선단으로 향 할수록 외경이 점차 작아지는 경사부(74)가 형성되고, 드럼(69) 내부에는 복수의 보강판(75)이 소정 간격으로 설치된다.

상기 보강판(75)은 원판형이며, 가장자리 부분에 형성되는 직각 테두리(77)부분은 드럼(69) 내주면에 견고히 고정되고, 보강판(75)의 중앙부는 봉체(72)를 관통하며, 보강판(75)의 하부에는 드럼(69) 내부로 유입되는 워터제트 유체(W)가 모아지고 이동하는 유입공(76)이 형성되며, 보강판(75)의 일부에는 보강판(75)을 제적할 때 재료 소모량을 줄이는 복수의 공간부(75a)가 형성된다.

상기 드럼(69) 내부로 유입되는 워터제트 유체(W)가 이동할 수 있는 유입공(76)이 형성되고, 드럼(69)의 최하부에는 드럼(69) 내부로 유입되어 모아진 워터제트 유체(W)가 드럼(69) 바깥으로 배출되는 배수공(79) 및 상기 배수공(79)에 연결되는 배수관(80)이 구성된다.

상기 봉체(72)는 워터제트 유체(W)의 압력을 충분히 견딜 수 있는 고강도의 합금금속이며, 장기간 사용에 의해 마모되는 경우 교체할 수 있는 구조로 드럼(69)에 체결된다.

상기 봉체(72)의 지름 크기는 유입공(76)의 크기(높이)보다 3배 내지 5배 정도 크게 형성되며, 도 9와 같이 유리섬유단열재(2)를 절단시킨 후 유입공(76)을 통하여 드럼(69) 내부로 유입된 워터제트 유체(W)는 상기 봉체(72)에 부딪치면서 분산하여 낙하하게되며, 드럼(69) 내부 바닥에 모인 다음 배수공(79)과, 배수공(79)에 연결된 배수관(80)을 통하여 드럼(69) 외부로 배출된다.

본 발명에서 절단 대상 반원형 유리섬유단열재(2)가 쉽게 결합되어 고정화 될 수 있게 드럼(69)의 외경은 반원형 유리섬유단열재(2)의 내경보다 조금 작은 정도이며, 상기 드럼(69)은 반원형 유리섬유단열재(2)의 내경에 따라 합당하는 크기의 외경을 갖는 드럼(69)으로 교체 사용된다.

상기 드럼(69)을 고정시킬 때 체결부재(70)가 끼워지는 장공(71)과 테두리(69a)의 구멍은 봉체(72)를 중심으로 한 방사상에 소정간격으로 배치되게 형성함이 바람직하다.

드럼(69) 하부에는 반원통형으로 절단된 유리섬유단열재(2)를 떠받치는 받침수단(3a)이 상승 및 하강할 수 있는 구조로 설치된다.

받침대(1a) 위에 설치되는 고정프레임(52)과, 고정프레임(52) 상부에 설치되는 승강프레임(53)과, 승강프레임(53)을 상승 및 하강시키는 승강수단과, 승강프레임(53) 양측 상부에 설치되는 연결프레임(60)(61)과, 연결프레임(60)(61) 상부에 경사지게 설치되는 하우징(64)(65)과, 하우징(64)(65)에 소정 간격으로 축 설치되는 복수의 아이들롤러(62)(63)로 구성된다.

승강프레임(53) 양측에 설치되는 하우징(64)(65)과 아이들롤러(62)(63)는 도 8 내지 도 10에 도시한 것처럼 아이들롤러(62)(63)의 표면이 유리섬유단열재(2)의 표면을 떠받칠 수 있게 안쪽에 위치하는 아이들롤러(62)(63)는 설치높이가 낮고, 바깥쪽에 위치하는 아이들롤러(62)(63)는 설치높이가 높은 대칭 경사형 구조이며, 아이들롤러(62)(63)는 봉체(72)와 직교하는 방향으로 축 설치된다.

상기 아이들롤러(62)(63)는 도 1, 도 10에 도시한 것처럼 드럼(69)의 길이방향과 직교하는 방향으로 대칭 설치되는 구조이고 드럼(69) 선단으로 일부 돌출되는 구조이므로 유리섬유단열재(2)를 드럼(69)에 장착할 때 드럼(69) 선단으로 일부 돌출된 아이들롤러(62)(63)를 이용하여 중량의 절단 대상 유리섬유단열재(2) 또는 중량의 절단된 유리섬유단열재(2)를 드럼(2)으로부터 쉽게 장착 또는 분리시킬 수 있게 된다.

상기 받침수단(3a)은 승강수단에 의해 원통형 유리섬유단열재(2)가 드럼(69) 외면에 장착될 시에는 방해되지 않도록 하강하고, 드럼 외면(69)에 장착이 완료되면 상승하여 원통형 유리섬유단열재(2)의 하부를 가압 상승시켜 원통형 유리섬유단열재(2)의 내주면이 드럼(69) 외주면에 밀착되게 고정화시키고, 고정화 작업이 완료되고 분사노즐(10)(11)의 이동에 의해 원통형 유리섬유단열재(2)가 반원통형으로 절단되면서 하부에 위치하는 반원통형 유리섬유단열재(2)는 낙하 또는 추락하지 않고 받침수단(3a)위에 얹혀 있게 된다.

상부에 위치하는 반원통형 유리섬유단열재(2)는 작업자 또는 호이스트 등을 이용하여 드럼(69)으로부터 들어 내려 분리시키고, 받침수단(3a)을 하강시켜 하부에 위치하는 반원통형 유리섬유단열재(2)를 작업자 또는 호이스트를 이용하여 드럼(69)으로부터 분리시키면 된다.

승강수단은 다음과 같다.

고정프레임(52)과 양측에 핀(57a)으로 축설치되는 하부링크(56)(57)와, 승강 프레임(53)의 양측에 핀(59a)으로 축설치되는 상부링크(58)(59)와, 상하부링크(56)(57)(58)(59)의 일측이 축결합되는 한 쌍의 축부재(55)와, 축부재(55)의 중간에 결합되는 축부재(54b)(54d)과, 상기 축부재(54b)(54d)에 연결되는 양방향 에어실린더(54)의 로드(54a)(54c)로 구성되며, (66)은 승강프레임(53)을 보강시키는 연결프레임이다.

상기 에어실린더(54)의 로드(54a)(54c)가 양측으로 돌출되면 도 9, 도 10과 같이 승강프레임(53)이 상승하게되고, 도 8과 같이 에어실린더(54)의 로드(54a)(54c)가 몰입되면 승강프레임(53)이 하강하게된다.

본 발명 유리섬유단열재 절단장치(1)는 양측에 대칭 설치된 한 쌍의 분사노즐(10)(11)에 의해 한 번의 절단으로 원통형 유리섬유단열재(2)가 2개의 반원통형 유리섬유단열재(2)로 정교하게 절단 가공되므로 제품의 강도 및 품질의 균일성을 얻을 수 있으며, 간편한 작업으로 깨끗하게 절단된다.

본 발명의 유리섬유단열재 절단장치(1)는 분사노즐(10)(11)을 통하여 고압의 워터제트(Water Jet) 유체를 분사함으로써 밀집도가 높은 제트 유동을 유리섬유단열재(2)로 분사하여 높은 정밀도의 절단작업이 수행된다. 상기 워터제트는 증압기(intensifier)에 의해 유체의 압력이 수 십배 증압되어 약 4,000 ~ 6,000kg/㎠ 까지의 고압 워터제트가 발생된다.

본 발명 분사노즐(2)은 직경 0.04~0.01 인치의 오리피스가 사용되어 워터제트(Water Jet)가 매우 가늘고 절단 오차가 매우 적어 유리섬유단열재(2)의 크기나 특정 형상ㆍ모양에 구애됨이 없이 다양하고 정교하게 절단할 수 있으며, 유리섬유단열재(2)의 절단손실(재료손실)이 거의 없고 미량 발생되는 절단칩이나 가루 및 먼지등이 워터제트에 의해 비산하지 않아 절단작업이 위생적이고 환경친화적이며, 절단속도가 빠르고 열영향이 없다.

상기 워터제트 공급원(2)과, 제어기(13) 및 그 운영방법은 다른 산업분야에 사용되고 있는 기술이므로 본 발명에서는 자세한 설명을 생략한다.

도 11은 본 발명 일 예로 도시한 제어기(13)의 회로블럭도로, 중앙처리장치(CPU), 피엘씨(PLC) 등으로 구성되는 제어부(C)에 입력에 유리섬유단열재(2)의 절단모드와 절단환경, 절단속도, 서보모터(20)(21)의 온(ON)/오프(OFF)와 회전속도 및 회전방향, 에어실린더(54)의 동작상태 및 동작속도, 솔레노이드밸브(30)(31)의 온(ON)/오프(OFF)와 그 시기 및 동작시간 등의 데이터가 입력되고 운전상태 및 운전모드 등을 설정할 수 있는 키패드와 제어기 이상시 초기화(Reset)시키는 리셋부 등으로 구성되는 설정부(S)와, 이동체(6)(7) 및 분사노즐(2)의 위치를 감지하는 근접센서(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)와, 워터제트의 압력을 감지하여 이상이 있으면 표시부(D)와 경보부(AL)를 통하여 경보하게 하는 압력센서(P)가 각각 접속된다.

그리고, 상기 제어부(C)의 출력에는 설정값(제어값)이나 현재값 등의 데이터와 동작상태등이 표시되는 표시부(D)와, 볼스크류(16)(17)를 정역회전시키는 서보모터(20)(21)와, 분사노즐(10)(11)의 고압분사유로를 개폐하는 솔레노이드밸브(30)(31)와, 솔레노이드밸브를 구비한 에어실린더(54)와, 이상이 발생시 소리나 빛 또는 소리와 빛으로 경보를 발하는 경보부(AL)가 각각 접속된다.

상기 표시부(D)는 전원공급 상태를 표시하는 전원표시등과, 서보모터(20)(21)와 유로개폐수단인 솔레노이드밸브(30)(31) 및 에어실린더(54)가 동작중 임을 표시하는 동작표시등과, 각종 이상 상태를 알리는 경보등과 각종 데이터 표시부분을 포함하며, 액정디스플레이(LCD) 또는 세븐 세그먼트 또는 발광다이오드 중 하나이거나 복합적으로 구성되며, 물론 상황여건에 따라 터치스크린으로 표시부를 구성하여 사용의 편의를 도모할 수도 있다.

그리고, 경보부(AL)는 서보모터(20)(21)와 솔레노이드밸브(30)(31) 및 에어실린더(54)등의 고장이나 동작이상이나 과부하와 단선 및 단락 등의 상태가 표시 및/또는 알람된다.

본 발명에서 유리섬유단열재(2)의 외경 크기를 고려하여 이동체(6)(7) 후단에 설치되는 핸들(46)(47)을 이용하여 분사노즐(10)(11)을 전후진시켜 분사노즐(10)(11)의 끝단에 형성되는 분사구와 유리섬유단열재(2)의 표면과의 적절한 거리(절단에 필요한 최적의 이격거리)를 유지할 수 있게된다.

이를테면, 작업자가 손잡이(44)(45)를 잡고 핸들(46)(47)을 시계방향으로 회전시키면 볼스크류(36)(37)의 회전에 의해 분사노즐(10)(11)이 전진하게되고, 반대로 핸들(46)(47)을 반시계방향으로 회전시키면 볼스크류(36)(37)의 역회전에 의해 분사노즐(10)(11)이 후진하게되며, 이러한 과정으로 분사노즐(10)(11)과 유리섬유단열재(2)와의 이격거리를 적절히 유지할 수 있어서 거리를 최적 절단거리로 유지할 수 있게된다.

본 발명에서 열 응력과 표면응력이 발생하지 않도록 워터제트 유체 중에 소 정 무게비율의 연마제가 혼합될 수도 있다.

본 발명에서 유리섬유단열재를 절단하는 것으로 설명하였으나, 비단 유리섬유단열재 이외에도 석재류, 목재류, 합성수지제품류, 금속판등과 같은 강재를 절단할 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 평면도.

도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 정면도.

도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 분사노즐 부분 사시도.

도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 분사노즐 전ㆍ후진 상태 단면도.

도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 분사노즐 전ㆍ후진 상태 단면도.

도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 드럼 부분 단면도.

도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 드럼 및 승강부 단면도.

도 8 : 본 발명 도 7의 사용 상태 단면도.

도 9 : 본 발명 일 예의 회로 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)--절단장치 (1a)--받침대

(2)--유리섬유단열재 (3)--작업대

(3a)--받침수단 (4)(5)--기대

(6)(7)--이동체 (8)(9)--고정대

(10)(11)--분사노즐 (12)--워터제트 공급원

(13)--제어기 (14)(15)(50)(51)--케이스

(16)(17)(36)(37)--볼스크류 (18)(19)(40)(41)--너트

(20)(21)--서보모터 (22)(23)--동력전달수단

(24)(25)--LM가이드 (26)(27)(28)(29)--브라켓

(30)(31)--솔레노이드밸브 (32)(33)--공급관

(34)(35)--통체 (36a)(37a)--볼스크류의 나사부

(36b)(37b)--볼스크류의 비나사부 (38)(39)--안내봉

(42)(43)--고정판 (44)(45)--손잡이

(46)(47)--핸들 (48)(49)--지지판

(52)--고정프레임 (53)--승강프레임

(54)--에어실린더 (57a)(59a)--핀

(55)(54b)(54d)--축부재 (54a)(54c)--에어실린더 로드

(56)(57)--하부링크 (58)(59)--상부링크

(60)(61)--연결프레임 (62)(63)--아이들롤러

(64)(65)--하우징 (69)--드럼

(67)--고정대 (68)--플렌지

(71)--장공 (72)--봉체

(75)--보강판 (69a)(77)--테두리

(70)--체결부재 (76)--유입공

(73)--마개판 (74)--경사부

(AL)--경보부 (C)--제어부

(D)--표시부 (S)--설정부

(W)--워트제트 유체

Claims (8)

1. 유리섬유단열재 절단장치를 구성함에 있어서 ; 원통형 유리섬유단열재가 장착되는 작업대와, 상기 작업대 양측에 장방형으로 평행 설치되는 한 쌍의 기대와, 상기 기대 상부에 각각 설치되어 기대와 직교하는 이동체와, 상기 기대 내부에 설치되어 상기 이동체를 기대 길이방향으로 왕복 이동시키는 이동체 이동수단과, 상기 이동체 선단부에 대향 설치되는 분사노즐과, 유리섬유단열재와 분사노즐 간의 이격거리를 조절하는 분사노즐 이동수단과, 고압의 워터제트 유체를 분사노즐로 공급하는 워터제트 공급원과, 상기 분사노즐에 설치되어 워터제트의 유로를 개폐시키는 유로개폐수단과, 상기 작업대 일단에 설치되어 원통형 유리섬유단열재를 떠받치는 받침수단과, 상기 분사노즐의 이동구간을 감지하는 복수의 근접센서와, 제어기로 구성하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
2. 청구항 1에 있어서 ; 이동체 이동수단은, 기대 길이방향으로 축설치되는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 각각 체결되는 너트와, 상기 너트 상부에 각각 고정되는 상기 이동체와, 상기 볼스크류를 정ㆍ역회전시키는 서보모터 및 동력전달수단과, 상기 이동체가 직선 이동할 수 있게 기대 상부에 평행 설치되는 LM가이드로 구성하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 : 분사노즐 이동수단은, 사각형의 통체 내 부에 볼스크류가 설치되고, 상기 통체 일측에 고정되는 너트에 상기 볼스크류의 선단 나사부가 체결되고 그 주변에 복수의 안내봉이 끼워지며, 상기 통체 타측에 고정된 고정판에는 상기 볼스크류의 후단에 형성된 비나사부가 회전할 수 있게 관통하여 축결합되고, 상기 볼스크류의 후단부에는 손잡이가 구비된 핸들을 고정하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 유로개폐수단은 분사노즐에 설치되는 솔레노이드 밸브 임을 특징으로 하는 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 작업대는, 받침대 상에 설치되는 고정대 일측에 원판형 플렌지가 고정되고, 상기 플렌지 측면에 반원형 유리섬유단열재가 끼워지는 원통형 드럼이 체결부재에 의해 분리 결합될 수 있게 설치되고, 상기 드럼의 길이방향 양측에 분사노즐로 부터 분사되는 고압의 워트제트 유체(W)가 유입될 수 있는 유입공이 형성되고, 상기 드럼 내부에 드럼의 길이방향으로 봉체가 설치되고, 상기 드럼 선단 외주면에는 선단으로 향 할수록 외경이 점차 작아지는 경사부가 형성되고, 상기 드럼 내부에는 복수의 보강판이 소정 간격으로 설치되고, 상기 보강판의 하부에 드럼 내부로 유입되는 워터제트 유체(W)가 모아지고 이동하는 유입공이 형성되고, 상기 드럼 내부 바닥에 배수공을 형성하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 받침수단은 받침대 위에 설치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임 상부에 설치되는 승강프레임과, 상기 승강프레임을 상승 및 하강시키는 승강수단과, 상기 승강프레임 양측 상부에 설치되는 연결프레임과, 상기 연결프레임 상부에 경사지게 설치되는 하우징에 소정 간격으로 축 설치되는 복수의 아이들롤러로 구성하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
7. 청구항 6에 있어서 ; 승강수단은 고정프레임 양측에 핀으로 축설치되는 하부링크와, 승강프레임 양측에 핀으로 축설치되는 상부링크와, 상기 상하부링크의 일측이 축결합되는 한 쌍의 축부재와, 상기 축부재의 중간에 결합되는 다른 축부재과, 상기 다른 축부재에 연결되는 양방향 에어실린더의 로드로 구성하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 기대 상부에 절첩 케이스를 설치하고, 분사노즐 이동수단을 구성하는 너트와 고정판 사이에 절첩 케이스를 설치하여서 된 워터제트를 이용한 유리섬유단열재 절단장치.

Images