KR20180135606A - 온수분배기 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수분배기 제조방법에 관한 것으로, 공급관의 장착공에 티뽑기 방식으로 돌출시켜 체결부를 형성하고, 장착공에 스폿용접으로 제1,2,3몸체를 순차적으로 일체로 결합한 인서트관을 억지끼움으로 고정하고 체결부와 인서트관의 연결부에 동페이스트를 도포 후 열처리하여 브레이징 용접한 후 도금하여 온수분배기를 제조한다.
따라서, 공급관과 공급관에 체결되는 인서트관의 제조과정이 매우 간단하여 대량 생산이 가능하고 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 공급관에 인서트관이 억지끼움 방식으로 삽입된 후 동페이스트로 브레이징 용접하여 결합이 견고하여 불량률을 낮춤으로써 연결부의 누수를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

온수분배기 제조방법 {The method for producing hot-water distributer}

본 발명은 온수분배기 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 공급관의 상,하부에 장착공이 대향되게 타공되고 장착공의 둘레를 확장 돌출하여 체결부를 가공하는 스테인리스 재질의 공급관에 복수개의 온수통과공이 관통된 일체형의 인서트관을 동페이스트를 도포하고 열처리하여 브레이징 용접함으로써 제조 방법이 매우 간단하고, 결합이 견고하며, 무게가 가벼운 온수분배기를 단시간에 대량으로 제조할 수 있는 온수분배기 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 온수분배기는 난방용 온수를 온돌배관등에 분배할 때 사용되는 것으로써, 한국산업규격(KSB6607호)으로 규정하고 있다.

이러한 온수분배기는 공급구부, 환수구부, 지지대 및 부속품으로 구성되어 있으며, 겉모양은 깨끗하고, 기공, 터짐 기타 해로운 결함이 없어야 하며, 내식성 재료가 아닐 경우 부식방지를 위한 표면처리를 해야 하며, 공급분기구에는 공급용 볼밸브를 설치하여야하며, 환수 취합구에는 배관에 필요한 부속품을 부착하거나 배관이 가능한 상태이어야 하며, 분배기의 몸통에는 에어벤트를 설치하여야 하며, 지지대는 쉽게 휘어지지 않을 정도의 강도나 구조를 갖추어야 하며, 벽 또는 바닥에 부착할 수 있는 구멍이 있어야 한다.

내압시험은 조작시험 후 부속품을 모두 패쇄 또는 유효한 방법으로 밀폐시킨 후, 수압 1470kPa을 3분 동안 가했을 때, 몸통, 밸브, 에어벤트 및 기타 부속품의 각 부위와 연결부의 누설 및 부품 등이 이상이 없어야 하며, 기밀시험으로 분배기에 공기압 686kPa을 3분 동안 가했을 때, 각 부분의 수조에 담가도 누수되지 않아야 한다.

상기와 같은 조건에 만족하는 재질은 당 분야에서는 합금재질인 스테인리스(SUS) 재질의 판재 또는 황동 재질의 파이프를 통상사용하고 있다.

스테인리스 재질을 이용한 온수분배기의 일예로 대한민국 등록특허 제10-0757947호 '온수분배기의 제조방법'의 제시되어 있으며 이의 제조방법을 상펴보면 온수분배기의 제조방법에 있어서, 직사각형상의 스테인리스박판에 다수개의 분배소켓결합통공(4) 및 열매체유입통공(5)을 뚫은 후, 이음부는 절곡하여 마주보는 이음부를 접절하되 그 사이에 용융링(30)을 넣고 압착하여 파이프 형상으로 제조하며, 분배소켓결합통공(4)과 열매체유입통공(5)에 분배소켓(20) 및 열매체유입소켓(50)을 바로 결착하되 용융링(30)을 사이에 삽입함과 동시에 파이프의 양측면마무리부 또한 상기와 같은 용융링(30)을 삽입하여 다수개의 분배소켓(20)과, 양측면의 측면마무리부를 함께 용융로에 투입하여 900~1,600℃에서 60~240분간 일시에 열융착시켜 제조함을 특징으로 한다.

따라서, 분배소켓을 나사형식으로 추가 조립하는 방법에 비교하여 원자재절감 및 작업성의 다양화로 대량생산이 가능한 온수분배기의 제조방법을 제공한다.

그러나, 상기 원형 파이프형상의 몸통은 판재를 권취하고 양 끝단부를 절곡하여 몸통결착고정부를 형성한 후 분배결합연결구 및 열매체유입연결부를 형성시키도록 1차 확관하고, 몸통결착고정부에 금속용융제를 삽입한 상태에서 압착내부틀을 삽입하고 압착외부틀을 안치하여 가열과 동시에 압착하여 제조 과정이 매우 복잡하고 제조 공정 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.

또한, 판재에 분배결합연결구 및 열매체유입연결부를 타공하고 판재를 말아 원통체로 형성하는 과정에서 분배소켓결합통공과 열매체유입통공 분근을 금형내에 투입하여 중간 부분을 반원형으로 확장하는 과정을 다시 거쳐야 하여 2차 가공이 필요한 단점이 있으며, 이에 따라 분배소켓결합통공과 열매체유입통공이 변형될 우려가 있으며, 이에 따라 용융링이 안착되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 용융링은 안착하여 열융착하는 방법은 균일하게 열융착이 안될 경우 누수 발생의 우려가 있었다.

상기와 같은 따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 스테인리스 재질의 원통형 공급관에 장착공을 레이저로 타공하고 장착공의 둘레를 확장 돌출시키는 성형구를 상부로 뽑아 간편하게 체결부를 성형하고 스테인리스 재질의 인서트관을 장착공에 억지끼움한 후 체결부와 인서트관의 연결부에 동페이스트를 도포하여 열처리장치를 통과시켜 브레이징 용접하는 간단한 공정으로 불량률이 적고 대량 생산이 가능하여 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 공급관과 인서트관을 스테인리스로 구비하여 성형이 용이하고, 가벼운 온수분배관을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 공급관과 인서트관의 연결부에 동페이스트를 도포하고 브레이징 용접하여 외관이 깔끔하고 누수를 원척적으로 방지하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

원통형의 형상을 갖고 복수개의 온수통과공이 구비된 인서트관 준비단계; 원통형의 공급관에 등간격으로 상기 인서트관이 삽입되는 복수개의 장착공을 형성하는 창착공 타공단계: 상기 공급관에 타공된 장착공의 둘레를 티뽑기 방식으로 외부로 돌출시키는 체결부 가공단계; 상기 장착공에 상기 인서트관을 삽입한 다음에 프레스로 인서트관을 가압하는 압입고정단계; 상기 체결부와 인서트관의 경계부에 동페이스트를 도포하는 열처리준비단계; 상기 열처리준비단계의 공급관과 인서트관을 열처리장치에 통과시켜 브레이징 용접 방식으로 결합하는 열처리단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 인서트관 준비단계의 인서트관은; 상부 외주면과 내주면에 각각 구동기와 스템뭉치가 나사체결될 수 있도록 나사산을 가공한 제1몸체와; 상기 제1몸체의 하부에 결합되며, 간격을 갖고 복수개의 온수통과공이 연속 형성된 제2몸체와; 상기 제2몸체의 하부에 결합되며, 하부 내주면에 난방배관이 체결되는 나사산이 가공된 제3몸체로 구성되어 상기 제1,2,3몸체의 연결부를 스폿용접으로 일체 결합시켜 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장착공 타공단계는, 공급관의 상부와 하부를 연통되게 형성하되, 상기 인서트관이 일방향으로 삽입되도록 상부 장착공의 내경지름이 하부장착공의 내경지름 보다 크게 타공하여 구성한다.

한편, 상기 체결부 가공단계는, 상기 공급관의 장착공과 동일한 간격으로 복수개의 성형구가 안착된 지그에 상기 공급관을 삽입하는 공급관 삽입단계와; 상기 성형구에 이송봉이 고정되고, 상기 이송봉과 결합된 이송봉기동부를 통해 상기 성형구를 외부 방향으로 들어올려 상기 장착공의 둘레를 확장 돌출하는 성형구 돌출단계;로 구성되고, 상기 열처리단계는, 1100°C ~ 1300°C의 온도를 갖는 열처리장치 내부에 컨베이어벨트에 배열된 공급관이 60cm/min ~ 70cm/min의 속도로 통과하면서 동페이스트가 공급관의 체결부와 인서트관의 연결부에 녹아들어 브레이징 용접되게 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 온수분배기 제조방법은 공급관과 공급관에 체결되는 인서트관의 제조과정이 매우 간단하여 대량 생산이 가능하고 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 공급관에 인서트관이 억지끼움 방식으로 삽입된 후 동페이스트로 브레이징 용접하여 결합이 견고하여 불량률을 낮춤으로써 연결부의 누수를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온수분배기 제조방법의 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 온수분배기의 제조방법에 의한 인서트관의 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 온수분배기의 제조방법에 의한 공급관과 인서트관의 분해도.
도 4는 본 발명에 따른 온수분배기의 제조방법에 의한 인서트관 삽입 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 온수분배기의 제조방법에서 동페이스트 도포 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 온수분배기의 제조방법 중 열처리단계의 열처리장치의 도면.

이하 본 발명에 따른 온수분배기 제조방법를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

먼저, 본 발명에 따른 온수분배기 제조방법은 도 1의 제조 흐름도에 도시한 바와 같이 인서트관(100)을 제조하고, 상기 인서트관(100)을 공급관(200)의 장착공(201)에 삽입하여 체결부(210)에 고정할 수 있도록 공급관(200)을 제조하여 열처리장치(500)를 통해 인서트관(100)과 체결부(210)를 브레이징 용접 방식으로 상호 결합하는 간단한 방식으로 온수분배기를 제조하게 된다.

이하, 제조과정과 구성을 상세히 설명한다.

먼저, 인서트관 준비단계(A)의 인서트관(100)은 원통형의 형상을 갖고 복수개의 온수통과공(121)이 구비되어 상기 공급관(200)의 체결부(210)에 삽입 고정되게 된다.

이때, 상기 인서트관(100)은 도 2 및 도 3과 같이, 파이프 관으로 형성된 스테인리스로써 종래 동재질을 단조 가공하여 제조하는 방법에 비해 가볍고 녹이 슬지 않음은 물론 가공이 쉬운 장점이 있다.

이러한 인서트관(100)은 외주면과 내주면에 각각 구동기와 스템뭉치(10)가 나사체결될 수 있도록 나사산(111,112)을 가공한 제1몸체(110)와; 상기 제1몸체(110)의 하부에 결합되며, 간격을 갖고 복수개의 온수통과공(121)이 연속 형성된 제2몸체(120)와; 상기 제2몸체(120)의 하부에 결합되며, 하부 내주면에 난방배관이 체결되는 나사산(131)이 가공된 제3몸체(130)로 구성되어 상기 제1,2,3몸체(110,120,130)의 연결부를 스폿용접으로 일체 결합시켜 구성한다.

따라서, 일체로 구성된 상기 인서트관(100)을 상기 공급관(200)의 장착공(201)에 삽입하게 되면 상기 제1몸체(110)의 상측 일부와 제2몸체(120) 하측 일부가 외부로 노출되고 상기 제2몸체(120)는 공급관(200) 내부에 위치되며 상기 제2몸체(120)에 관통된 온수통과공(121)은 온수의 공급 및 환수가 용이하도록 90°간격으로 4개가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2,3몸체(110,120,130)의 외경은 제3몸체(130) 보다 제2몸체(120)가 크고, 제2몸체(120) 보다 제1몸체(110)가 크게 형성되며, 제1몸체(110)의 하부는 제2몸체(120)의 상측 내부로 일부 삽입되고, 제3몸체(130)의 상부는 제2몸체(120)의 하측 내부로 일부 삽입되어 상호 포개지는 부위의 둘레를 수폿용접기를 통해 일체로 결합하게 된다.

따라서, 상기 인서트관(100)의 내부에는 온도조절밸브 중 하나의 부품인 스템 뭉치만 설치함으로써 제품 원가를 대폭 낮출 수 있다.

그리고, 이하 상기 인서트관(100)이 결합되는 공급관(200)의 제조 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 공급관(200)에 복수개의 장착공(201)을 형성하는 장착공 타공단계(B)를 거친다.

이때 상기 공급관(200) 역시 가볍고, 저렴하며, 가공이 용이한 스테인레스로 형성되며 원통형의 공급관(200)은 프로그램화된 레이저 가공기에 공급하여 장착공(201)을 레이저 타공하고 한국산업규격에 맞게 공급관(200)의 커팅 작업이 동시에 진행되어 작업 시간을 대폭 줄일 수 있게 된다.

한편, 장착공 타공단계(B)는, 공급관(200)의 상부와 하부를 연통되게 형성하되, 도 4와 같이 상기 인서트관(100)이 일방향으로 삽입되도록 상부장착공(201)의 내경지름이 하부장착공(201)의 내경지름 보다 크게 타공하여 구성한다.

물론, 상기 상부장착공(201)의 일측에는 상기 상부장착공(201) 보다 작은 크기의 압력배출공(202)을 타공한다.

이와 같이 가공된 공급관(200)의 장착공(201)에 상기 인서트관(100)이 브레이징 용접 결합이 용이하도록 장착공(201)의 둘레가 확장되어 돌출된 체결부(210)를 티뽑기 방식으로 외부로 돌출시키는 체결부 가공단계(C)를 거친다.

따라서, 상기 체결부(210)와 인서트관(100)의 연결부에 브레이징 용접이 용이하게 된다. 즉, 종래 장착공(201)에 인서트관(100)을 직접 결합하는 방식에 비해 결합이 견고하여 누수 발생 등 불량률을 낮출 수 있게 된다.

이때, 상기 체결부 가공단계는, 체결부 성형장치(일명 티뽑기 장치)를 통해 이루어지되 성형구가 안착된 지그에 공급관(200)을 삽입하고 상기 성형구를 고정하여 상부로 들어올리는 이송봉을 통해 상기 성형구가 공급관(200)의 장착공(201)의 둘레를 확장하여 돌출시키는 과정을 통해 이루어진다.

이러한 체결부 성형장치는 상기 공급관(200)의 장착공(201)의 크기에 따라 성형구의 크기를 달리하여 복수개의 장착공(201)을 순차적으로 성형하거나 복수개의 성형구를 구비하여 일시에 가공할 수 있다.

이때, 상기 장착공(201)의 크기는 상기 인서트관(100)이 장착공(201)의 일방향으로 삽입되어 안착되도록 일측의 장착공(201)은 상기 인서트관(100)이 삽입될 수 있도록 인서트관(100)의 외경보다 크게 형성되고 타측의 장착공(201)은 상기 인서트관(100)이 삽입되지 않고 내측에 안착되도록 상기 인서트관(100)의 외경보다 작게 형성되어 이후 상기 인서트관(100)을 가압하여 억지끼움 방식으로 삽입할 수 있도록 한다.

즉, 이와 같이 성형된 공급관(200)의 장착공(201)에 상기 인서트관(100)을 삽입한 다음에 프레스로 인서트관(100)을 가압하는 압입고정단계(D)를 거치게 된다.

또한, 도 4와 같이 상기 인서트관(100)은 상부장착공(201)을 통해 삽입되며 인서트관(100)의 단부 즉, 제3몸체(130)의 하부는 하부장착공(201)을 통과하지 못하고 공급관(200)의 내부에 걸리게 되고, 상기 인서트관(100)의 제1몸체(110)는 상측 체결부(210)와 밀착되어 삽입된다.

이 상태에서 상기 인서트관(100)이 삽착된 상태에서 상기 공급관(200)을 프레스에 안착 고정시키고 상부에서 인서트관(100)을 가압하여 상기 인서트관(100)이 공급관(200)의 장착공(201)에 억지끼움 되어 상기 인서트관(100)의 제1몸체(110)의 외주면과 제3몸체(130)의 외주면이 상기 공급관(200)의 체결부(210) 내부면과 밀착되어 억지끼움으로 결합되게 된다.

이때, 상기 인서트관(100)과 체결부(210)의 둘레를 스폿용접으로 가결합하여 이후 공정인 동페이스트(400)를 도포하는 열처리준비단계와 열처리단계에서 결합이 해제되거나 결합 상태가 비틀어지는 것을 방지할 수 있다.

다음 공정으로 상기 체결부(210)와 인서트관(100)의 경계부에 동페이스트(400)를 도포하는 열처리준비단계(E)를 거친다.

상기 동페이스트(400)는 동 및 동합금용접제 중 어느 하나로 구비되며 1100°C ~ 1200°C에서 융해되어 도 5와 같이, 상기 체결부(210)와 인서트관(100)의 연결부를 견고하게 접합하게 된다.

그리고, 도 6과 같의 열처리장치(500)를 통해 열처리 단계(F)를 거쳐 브레이징 용접으로 공급관(200)과 인서트관(100)을 상호 고정시키게 되는데 이러한 열처리 단계를 살펴보면 상기 열처리장치(500)는 제품 전체가 가열되며, 정밀한 온도 제어가 비교적 쉽고 균일한 품질을 얻을 수 있도록 브레이징 로를 사용하여 1100°C ~ 1200°C의 온도에서 환원성 가스를 사용하거나 진공 상태에서 양 모재를 접합하는 로(furnace) 브레이징 방법으로 행하는 것이 바람직하다.

한편, 브레이징하는 동안 산화물 생성을 억제하기 위해 환원 가스(수소 가스)를 공급관(200)이 통과하는 가스로 내에 주입한다.

이때, 수소 분위기 중에서 스테인리스 강의 크롬 산화 피막은 Cr₂O₃+ 3H₂= 2Cr + 3H₂O 식에 의해 제거된다.

따라서 매우 깔끔한 브레이징 면을 얻을 수 있으며 후처리 공정으로 세척 없이 사용 가능하고, 열처리장치(500)는 컨베이어벨트를 통해 다수의 공급관(200)이 순차적으로 유입되어 단시간에 대량생산이 가능하다.

마지막으로 도 8과 같이 브레이징이 완료되어 상기 공급관(200)에 인서트관(100)이 견고히 고정된 상태로 순차적으로 배출되게 된다.

또한, 상기 열처리단계 후 내,외면에 도금 작업단계(G)를 더 포함할 수 있으며, 이때 도금은 니켈 또는 크롬도금을 수행하고 이후 내압시험을 거쳐 제품을 완성하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

100: 인서트관 110: 제1몸체
120: 제2몸체 130: 제3몸체
200: 공급관 201: 장착공
210: 체결부 400: 동페이스트
500: 열처리장치

Claims (4)

1. 원통형의 형상을 갖고 복수개의 온수통과공(121)이 구비된 인서트관 준비단계;
   원통형의 공급관(200)에 등간격으로 상기 인서트관(100)이 삽입되는 복수개의 장착공(201)을 형성하는 창착공 타공단계:
   상기 공급관(200)에 타공된 장착공(201)의 둘레를 티뽑기 방식으로 외부로 돌출시키는 체결부(210) 가공단계;
   상기 장착공(201)에 상기 인서트관(100)을 삽입한 다음에 프레스로 인서트관(100)을 가압하는 압입고정단계;
   상기 체결부(210)와 인서트관(100)의 경계부에 동페이스트(400)를 도포하는 열처리준비단계;
   상기 열처리준비단계의 공급관(200)과 인서트관(100)을 열처리장치(500)에 통과시켜 브레이징 용접 방식으로 결합하는 열처리단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온수분배기 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 인서트관 준비단계의 인서트관(100)은;
   상부 외주면과 내주면에 각각 구동기와 스템뭉치가 나사체결될 수 있도록 나사산(111,112)을 가공한 제1몸체(110)와;
   상기 제1몸체(110)의 하부에 결합되며, 간격을 갖고 복수개의 온수통과공(121)이 연속 형성된 제2몸체(120)와;
   상기 제2몸체(120)의 하부에 결합되며, 하부 내주면에 난방배관이 체결되는 나사산(131)이 가공된 제3몸체(130)로 구성되어 상기 제1,2,3몸체(110,120,130)의 연결부를 스폿용접으로 일체 결합시켜 구성한 것을 특징으로 하는 온수분배기 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 장착공 타공단계는,
   공급관(200)의 상부와 하부를 연통되게 형성하되, 상기 인서트관(100)이 일방향으로 삽입되도록 상부 장착공(201)의 내경지름이 하부장착공(201)의 내경지름 보다 크게 타공하여 구성함으로 특징으로 하는 온수분배기 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 열처리단계는,
   1100°C ~ 1300°C의 온도를 갖는 열처리장치(500) 내부에 컨베이어벨트에 배열된 공급관(200)이 60cm/min ~ 70cm/min의 속도로 통과하면서 동페이스트(400)가 공급관(200)의 체결부(210)와 인서트관(100)의 연결부에 녹아들어 브레이징 용접되게 구성한 것을 특징으로 하는 온수분배기 제조방법.

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