KR20170031477A - 유량게이지가 구비되는 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환형의 관으로 이루어지되 내면을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 형성되는 복수 개의 분사공(16)이 마련되는 고주파유도가열기(10)와; 상호간에 일정간격 이격되어 상기 고주파유도가열기(10)의 외면에 결합되는 복수 개로 이루어지되 각각의 일단부위는 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)과 연통되는 냉각수유입관(20)과; 인접하는 상기 냉각수유입관(20) 사이에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 상기 고주파유도가열기(10)의 외면을 관통하여 내부공간(12)으로 삽입되는 각각의 일단부위에는 압력계(34)가 구비되는 유량게이지(30)를; 포함하는 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기를 제공한다.

Description

유량게이지가 구비되는 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기{High frequency induction heating device for pipe bending machine having flow gauge}

본 발명은 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고주파유도가열기 내부로 유입되어 고주파유도가열기를 냉각시킴과 동시에 고주파가열기에 의해 가열되어 벤딩되는 파이프 외면에 분사되어 파이프를 냉각시키는 냉각수의 유체 압력을 적절하게 측정할 수 있는 유량게이지가 구비되는 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기에 관한 것이다.

대구경의 직관을 일정 곡률을 이루는 곡관으로 가공하는 방법 중에 고주파가열코일을 이용하는 고주파 벤딩방법이 있다. 이 방법은 높은 품질의 벤딩 제품을 제조할 수 있을 뿐 아니라 직관의 특정부위만을 곡관으로 용이하게 형성할 수 있다는 장점이 있어 점차 그 사용범위가 늘어나고 있다.

관련업계에서 사용하고 있는 고주파벤딩장치의 개략적인 일례가 도 3에 개시되어 있다. 도면과 같이 통상적인 고주파벤딩장치는 후방클램프(21) 및 전방클램프(15), 벤딩암(14), 그리고 고주파유도가열기(16) 및 유압실린더(19)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성을 통해 작업대상으로서의 파이프(1)의 일단부위는 전방클램프(15)로 가압하고 후단의 일측부위는 후방클램프(21)로서 가압한 상태에서, 고주파유도가열기(16)에 의해 전달되는 열로서 직관(1)을 가열할 때 유압실린더(19)가 후방클램프(21)를 전방으로 밀어냄과 동시에 벤딩암(14)이 회전하게 되면 직관(1)은 일정 곡률을 이루며 곡관으로 변환된다.

이 중에서 고주파유도가열기는 동관이 주로 사용되는데 이는 동의 고유저항값이 다른 금속에 비해 매우 낮아 고주파유도 가열과정에서 발생하는 전력손실을 최소화할 수 있기 때문이다. 그런데, 금속관의 경우 적어도 400℃ 이상으로 가열해주어야 벤딩이 가능한데 동관의 경우 300℃ 전후에서 산화되는 근본적인 문제점이 있다. 이로 인해, 파이프에 대한 벤딩작업을 수행할 때는 동관 내부에 냉각수를 주입시켜 동관이 산화점 이상으로 과열되지 않도록 냉각을 수행하게 된다.

한편, 고주파유도가열기로 주입되는 냉각수는 고주파유도가열기 자체를 냉각시킴과 동시에 외부로 분사되어 고주파 가열되면서 곡관으로 변환하는 작업대상도 동시에 냉각시켜야 하는데 이때 중요한 것이 냉각수의 분사압력이다. 만일 냉각수의 실제 분사압력이 설정된 분사압력보다 낮거나 또는 이와 반대로 높으면 곡관으로 변화하는 과정에서 곡관은 부위별로 두께가 달라지거나 물성이 변화하는 문제가 있다. 이 때문에 벤딩 작업과정에서 고주파유도가열기 내부의 냉각수 압력을 적절하게 측정할 수 있는 방안에 대한 연구가 시급하게 필요하다.

대한민국 공개특허 제2006-0124546호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파 유도가열을 통해 파이프를 벤딩함에 있어 분사되는 냉각수의 압력을 적절하게 측정할 수 있는 수단이 마련되는 고주파유도가열기를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 환형의 관으로 이루어지되 내면을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 형성되는 복수 개의 분사공(16)이 마련되는 고주파유도가열기(10)와; 상호간에 일정간격 이격되어 상기 고주파유도가열기(10)의 외면에 결합되는 복수 개로 이루어지되 각각의 일단부위는 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)과 연통되는 냉각수유입관(20)과; 인접하는 상기 냉각수유입관(20) 사이에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 상기 고주파유도가열기(10)의 외면을 관통하여 내부공간(12)으로 삽입되는 각각의 일단부위에는 압력계(34)가 구비되는 유량게이지(30)를; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 압력계가 구비되는 유량게이지를 인접하는 냉각수유입관 사이 사이에 복수 개로 설치하고 이들 각 유량게이지에서 측정되는 냉각수 압력을 합산 및 평균하여 이를 적절하게 조정할 수 있는 구성을 제안함으로써, 분사노즐을 통해 배출되는 냉각수 압력의 이상으로 벤딩과정에서 파이프가 손상되는 문제를 근원적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 고주파유도가열기의 개략적인 사시구성도.
도 2는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면구성도.
도 3은 종래 고주파유도가열에 의한 파이프벤딩장치의 개략적인 일 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고주파유도가열기의 개략적인 사시구성도를 보여주며, 도 2는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면구성도를 보여준다. 각 도면과 같이 본 발명은 고주파유도가열기(10), 냉각수유입관(20), 유량게이지(30)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.

고주파유도가열기(10)는 내부공간(12)이 형성되는 환형의 관 구조로 이루어지며, 복수 개의 분사공(16)이 마련된다. 고주파유도가열기(10)는 양단부위가 밀봉되는 원형 동관 또는사각 동관을 환형으로 구부려서 만들어지며, 상호 대향하는 양단부위에는 고주파유도를 위한 미도시된 전선이 연결된다. 도면에는 사각 동관을 구부려 만들어지는 일례를 보여준다.

분사공(16)은 냉각수가 분사되는 부분으로 고주파유도가열기(10)의 내면을 따라 형성되는 복수 개로 이루어진다. 분사공(16)은 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)과 연통된다. 분사공의 크기 및 형성갯수, 그리고 형성위치는 일률적으로 결정할 일이 아니라 작업대상과의 관계를 고려하여 결정할 문제이다.

냉각수유입관(20)은 고주파유도가열기(10)의 외면에 결합되되 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 고주파유도가열기(10)에 결합되는 각 냉각수유입관(20)의 일단부위는 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)과 연통되며, 각 냉각수유입관(20)의 타단부위는 미도시된 펌프와 연결된다.

유량게이지(30)는 고주파유도가열기(10) 내부의 냉각수 압력을 측정하는 수단이다. 유량게이지(30)는 거치대(32) 및 압력계(34)를 포함한다. 거치대(32)는 일단부위는 외부로 노출되며, 타단부위는 고주파유도가열기(10)를 관통하여 내부공간(12)으로 삽입된다. 압력계(32)는 거치대(32) 타단부위에 설치된다. 도면부호 36은 압력계(32)와 연결되는 케이블이다. 거치대는 관 구조로 이루어질 수 있으며 냉각수의 누설을 방지하기 위해 별도의 패킹이 매개될 수 있다.

본 발명은 유량게이지(30)를 설치함에 있어 도면과 같이 인접하는 냉각수유입관(20) 사이에 설치하는 경우를 제안한다. 미도시된 펌프가 작동하면, 냉각수가 일정길이의 냉각수유입관(20)을 통해 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)으로 진입한 다음, 내부공간(12)을 일정길이 순환하면서 분사노즐(16)을 통해 외부로 분사되는데, 이러한 경로를 거치는 동안 냉각수는 당초 설정된 압력보다 낮은 값으로 분사될 수 있다.

이 때문에 본 발명은 유량게이지(30)를 인접하는 냉각수유입관(20) 사이 사이에 복수 개로 설치한 다음, 각각의 유량게이지(30)에서 측정되는 냉각수 압력을 합산하여 평균함으로써 분사노즐(16)을 통해 배출되는 냉각수 압력의 최대 근사치를 구하는 방식을 제안하는 것이다. 이러한 근사치 압력을 구해지면 당초 설정된 압력과 비교하여 그 차이만큼 펌프의 압력을 높이거나 낮춤으로써, 파이프 벤딩과정에서 발생할 수 있는 냉각수 분사 압력의 이상으로 인한 제반 문제를 해결할 수 있게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 고주파유도가열기 20 : 냉각수유입관
30 : 유량게이지

Claims (1)

1. 환형의 관으로 이루어지되 내면을 따라 상호 간에 일정간격 이격되어 형성되는 복수 개의 분사공(16)이 마련되는 고주파유도가열기(10)와;
   상호간에 일정간격 이격되어 상기 고주파유도가열기(10)의 외면에 결합되는 복수 개로 이루어지되 각각의 일단부위는 고주파유도가열기(10)의 내부공간(12)과 연통되는 냉각수유입관(20)과;
   인접하는 상기 냉각수유입관(20) 사이에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 상기 고주파유도가열기(10)의 외면을 관통하여 내부공간(12)으로 삽입되는 각각의 일단부위에는 압력계(34)가 구비되는 유량게이지(30)를;
   포함하는 파이프벤딩장치의 고주파유도가열기.
   

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