KR20190068161A

KR20190068161A - 원형 절단기

Info

Publication number: KR20190068161A
Application number: KR1020170168274A
Authority: KR
Inventors: 이강준; 박신규; 주정철
Original assignee: 세원셀론텍(주)
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-18

Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 원형 절단기의 프레임 좌우 길이방향과 관체의 좌우 길이방향이 평행하도록 위치를 조절하여 관체에 관통 형성되는 원형홀의 절단면을 고르게 형성하여 후가공 작업 시간을 단축 시키고, 절단 작업시 발생하는 진동에 의해 프레임이 움직이지 않도록 고정 지지력을 높여 관체에 관통 형성된 원형홀의 절단면이 일정하여 이후 용접 작업시 용접부의 불량 발생율을 감소시킬 수 있는 원형 절단기에 관한 것으로, 프레임과, 한 쌍의 접촉지지부와, 회전작동부와, 장형의 수평조절부재와, 상하조절부재와, 절단토치 및 센터정렬부재를 포함하고, 상기 접촉지지부 각각은, 상기 세로빔의 하부에 상기 프레임의 전후방으로 각각 돌출되게 고정 결합되고, 상기 관체의 일측면을 감싸도록 하부가 라운드진 한 쌍의 전후지지다리와, 상기 전후지지다리 각각의 전후단 각각에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 상기 센터정렬부재가 상기 관체의 원형홀 중심과 동축선상에 위치하도록 상기 프레임의 전후 및 좌우 각도를 조절하는 한 쌍의 각도조절수단과, 상부가 상기 각도조절수단의 하부에 볼조인트 결합되고, 하면이 상기 관체의 외주면과 접촉 지지되는 접촉패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.

Description

원형 절단기{CUTTER OF CIRCULAR}

본 발명은 관체의 일측면에 원형홀을 관통 형성하는 원형 절단기에 관한 것이다.

일반적으로 관체(P)의 내부를 따라 이동하는 유체를 서로 다른 관체(P)로 나누어 이동시키고자 하는 경우 '┳'자 또는 '┻'자 형상이나 '╋'자 형상과 같은 관체(P)를 사용하여 관체(P)의 내부를 이동하는 유체를 나누게 된다. 뿐만 아니라 열교환기의 동체인 쉘(Shell)에 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구 또한 쉘의 가로 길이방향에 대해 수직으로 형성되어 '┻'자 또는 '┳'자 형상으로 형성된다. 상기 '┳'자 또는 '┻'자 형상이나 '╋'자 형상으로 형성된 관체(p)를 티(Tee) 또는 티관체라고 지칭한다.

이러한 티관체를 형성하기 위해서는 내부가 중공인 관체(P)의 일측면에 원형의 형상으로 관체(P)를 절단하여 원형홀(H)을 관통 형성한 후 다른 관체를 원형홀(H)에 용접하여 '┳'자 또는 '┻'자 형상이나 '╋'자 형상의 관체(P)를 만들게 된다. 이때, 관체(P)의 일측면에 원형홀(H) 형상으로 절단하기 위해 토치를 사용하게 되는데 토치가 관체(P)의 외주면을 절단하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 토치의 끝단에 구비된 화구에서 고온의 열을 방출하여 절단하고자 하는 관체(P)의 일부를 발화온도까지 가열한 후 가열된 부분에 고순도의 가스를 분출하여 절단부위를 연소시키게 된다. 연소과정에서 발생한 열을 이용하여 관체(P)의 절단부위를 용융시키는 동시에 연소로 인해 생성된 연소생성물과 용융된 금속을 가스의 분출력으로 밀어냄과 동시에 절단하게 된다. 즉, 이 상태에서 토치를 절단하고자 하는 형상으로 이동시키게 되면 절단부위가 제거되어 홀이 형성된다.

일반적으로 가스를 분출하는 절단방식을 가스절단이라 하고, 이때, 방출되는 가스는 산소를 사용하여 산소절단이라고 지칭하기도 한다. 이러한 산소절단은 고온의 열을 관체에 전도하여 용융시키는 방식으로 관체의 재질이 탄소강 및 저합금강과 같이 발열반응이 우수한 재질의 경우 열 전달이 쉽게 이루어져 가스방식의 절단 작업이 가능하나 주철, 비철금속 및 크롬을 함유한 스테인리스강과 같은 고합금강에는 가스절단 방식을 적용하기 어렵다. 따라서, 이러한 고합금강으로 형성된 관체(P)의 경우 아크를 이용한 플라즈마 토치를 이용하여 절단작업을 수행하게 된다.

하지만, 작업자가 직접 토치를 사용하여 관체(P)에 원형홀(H)를 관통 형성하는 경우 일정한 속도로 관체(P)의 절단면을 따라 이동할 수 없기 때문에 열이 전도되는 시간이 각기 달라지게 되어 절단면이 불규칙적으로 형성된다. 절단면이 불규칙하게 되면 상술한 티관체를 만들기 위해 다른 관체(P)를 절단면에 용접하는 경우 용접부위의 품질이 떨어지게 되거나 불량을 발생시키기도 한다.

또한, 토치가 절단면을 따라 이동시 일정한 각도를 형성하여 원형홀(H)의 상부가 넓고 하부가 좁은 형상으로 절단하게 되는데, 작업자가 직접 토치를 사용하여 작업하는 경우 원형홀(H)의 절단면을 따라 이동하면서 토치를 일정한 각도로 유지하기 어려워 절단면이 불규칙하게 형성되는 문제점도 발생한다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해 일정한 각도를 유지함과 동시에 일정한 속도로 토치를 회전시킬 수 있는 원형 절단기가 개발되었다.

원형 절단기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 한 쌍의 세로빔(11)이 하방으로 돌출 형성되어 중공으로 된 관체(P)의 일측면에 고정 지지되는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 세로빔(11) 각각의 하부에 각각 설치되고, 상기 관체(P)의 외주면에 접촉하여 상기 프레임(10)을 지지하는 한 쌍의 접촉지지부(20)와, 상기 프레임(10)의 하방으로 상기 세로빔(11) 사이에 회전 가능하게 설치된 회전작동부(30)가 구비된다.

계속하여 상기 회전작동부(30)의 하부에 좌우 길이방향을 따라 수평으로 이동 가능하게 설치된 장형의 수평조절부재(40)와, 상기 수평조절부재(40)의 일단에 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된 상하조절부재(50)와, 상기 상하조절부재(50)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 관체(P)의 외주면에 원형홀(H)이 관통 형성되도록 절단하는 절단토치(60)와, 상기 회전작동부(30)의 하부에 상기 관체(P)의 원형홀(H) 중심과 동축선상에 위치하여 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 센터정렬부재(70)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 접촉지지부(20) 각각은, 상기 세로빔(11) 각각의 하부에 상기 프레임(10)의 전후방으로 돌출되게 고정 결합되고, 상기 관체(P)의 일측면을 감싸도록 하부가 라운드진 한 쌍의 전후지지다리(21)와, 상기 전후지지다리(21) 각각의 전후단 각각에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 상기 센터정렬부재(70)가 상기 관체(P)의 원형홀 중심을 기준으로 수직으로 위치하도록 상기 프레임(10)의 전후 및 좌우 각도를 조절하는 한 쌍의 각도조절부재(22)를 포함하여 이루어진다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 원형홀(H)을 관통 형성할 관체(P)의 일측면에 상기 프레임(10)를 고정 지지시킨 후 회전작동부(30)가 회전하게 되면 절단토치(60)에 의해 원형홀(H)이 절단된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 관체(P)의 일측면에 프레임(10)를 안착시킨 후 접촉지지부(20)의 각도조절부재(22)를 통하여 관체(P)의 외주면을 접촉 지지하게 된다.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이 관체(P)의 일측면에 상기 프레임(10)를 고정 지지하기 전 미리 관체(P)의 일측면에 절단할 원형홀(H)의 중심점(HP)을 표시하게 된다. 이후 원형홀(H)의 중심점(HP)과 센터정렬부재(70)가 일치하도록 프레임(10)을 관체(P)의 일측면에 안착시킨 다음 접촉지지부(20)의 각도조절부재(22)를 조작하여 프레임(10)을 고정 지지하게 된다.

하지만, 도 6에 도시된 바와 같이 관체(P)에 표시된 원형홀(H)의 중심점(HP)에 대하여 센터정렬부재(70)가 수직으로 위치하도록 프레임(10)을 관체(P)에 안착시키더라도 도 7에 도시된 바와 같이 상기 관체(P)의 좌우 길이방향에 대하여 상기 프레임(10)의 좌우 길이방향이 평행하지 않게 놓이는 경우가 발생한다. 이 경우 도 8에 도시된 바와 같이 관체(P)에 원형홀(H)을 관통 형성하게 되면 원형홀(H)의 절단면이 고르지 못하게 된다.

만약, 원형홀(H)의 절단면이 울퉁불퉁한 상태로 다른 관체(P)를 원형홀(H)에 용접 결합시키게 되면 용접부가 고르지 못할 뿐만 아니라 정확한 용접 작업이 이루어지지 않아 용접부에 간극이 발생하게 되고, 이는 관체(P)의 내부에 유체가 흐르는 경우 누수를 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 표면을 고르게 정리하는 후가공 작업을 수행해야 됨으로 작업시간이 길어지는 문제점이 발생한다.

더욱이, 각도조절부재(22)는 관체(P)의 라운드진 외주면에 대해 점 접촉하여 고정 지지하는 방식을 사용하고 있다. 때문에 관체(P)에 원형홀(H)을 절단하는 작업을 수행할 때 발생하는 진동에 의해 프레임(10)의 고정 위치가 변하게 되어 도 8에 도시된 바와 같이 원형홀(H)의 절단면이 고르지 못하게 되는 문제가 발생한다.

이 또한, 절단면을 고르게 정리하기 위해 후가공 작업을 수행하여야 됨으로 작업 시간이 길어지게 되는 문제점이 발생하게 된다. 더욱이, 진동에 의해 프레임(10)이 움직이게 되면서 센터정렬부재(70)가 이동하게 되어 원형홀(H)의 절단면이 넓어지게 된다. 이는 원형홀(H)과 원형홀(H)에 용접 결합시키는 관체(P)의 크기가 서로 상이하여 용접할 수 없게 되는 문제를 발생시킨다.

뿐만 아니라 종래 기술의 원형 절단기에 사용되는 절단토치(60)의 경우 가스방식을 사용함으로 주철, 비철금속 및 크롬을 함유한 스테인리스강과 같은 고합금강으로 형성된 관체(P)에는 원형홀(H) 절단 작업을 수행하기 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 원형 절단기의 프레임 좌우 길이방향과 관체의 좌우 길이방향이 평행하도록 위치를 조절하여 관체에 관통 형성되는 원형홀의 절단면을 고르게 형성하여 후가공 작업 시간을 단축 시키고, 절단 작업시 발생하는 진동에 의해 프레임이 움직이지 않도록 고정 지지력을 높여 관체에 관통 형성된 원형홀의 절단면이 일정하여 이후 용접 작업시 용접부의 불량 발생율을 감소시킬 수 있는 원형 절단기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 원형 절단기는, 좌우 양측에 한 쌍의 세로빔이 하방으로 돌출 형성되어 중공으로 된 관체의 일측면에 고정 지지되는 프레임과, 상기 프레임의 세로빔 각각의 하부에 각각 설치되고, 상기 관체의 외주면에 접촉하여 상기 프레임을 지지하는 한 쌍의 접촉지지부와, 상기 프레임의 하방으로 상기 세로빔 사이에 회전 가능하게 설치된 회전작동부와, 상기 회전작동부의 하부에 좌우 길이방향을 따라 수평으로 이동 가능하게 설치된 장형의 수평조절부재와, 상기 수평조절부재의 일단에 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된 상하조절부재와, 상기 상하조절부재에 회전 가능하게 설치되고, 상기 관체의 외주면에 원형홀이 관통 형성되도록 절단하는 절단토치와, 상기 회전작동부의 하부에 상기 관체의 원형홀 중심과 동축선상에 위치하여 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 센터정렬부재를 포함하고, 상기 접촉지지부 각각은, 상기 세로빔의 하부에 상기 프레임의 전후방으로 각각 돌출되게 고정 결합되고, 상기 관체의 일측면을 감싸도록 하부가 라운드진 한 쌍의 전후지지다리와, 상기 전후지지다리 각각의 전후단 각각에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 상기 센터정렬부재가 상기 관체의 원형홀 중심과 동축선상에 위치하도록 상기 프레임의 전후 및 좌우 각도를 조절하는 한 쌍의 각도조절수단과, 상부가 상기 각도조절부재의 하부에 볼조인트 결합되고, 하면이 상기 관체의 외주면과 접촉 지지되는 접촉패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각도조절수단 각각은, 상기 전후지지다리 각각의 전후단 각각에 고정 결합되는 한 쌍의 각도조절브라켓과, 상기 각도조절브라켓 각각에 나사 결합되고, 좌우 회전에 따라 상하로 이동하는 한 쌍의 각도조절볼트와, 상기 각도조절볼트 각각의 상부에 결합되어 상기 각도조절볼트 각각을 회전시키는 한 쌍의 조절손잡이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센터정렬부재의 중심을 기준으로 상기 프레임의 좌우길이 방향을 따라 형성된 가상의 축선상에 위치하도록 상기 전후지지다리 각각에 결합되고, 상기 관체의 일측면에 형성된 원형홀의 중심점과 상기 원형홀의 중심점을 기준으로 좌우로 이격되어 상기 관체의 좌우 길이방향과 평행한 위치에 형성된 한 쌍의 보조점에 각각이 접촉하여 상기 관체의 좌우 길이방향과 상기 프레임의 좌우 길이방향이 평행하도록 상기 프레임의 위치를 조절하는 센터가이드부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 센터가이드부는, 상기 전후지지다리 각각에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 고정블럭과, 상기 고정블럭 각각에 상기 고정블럭의 하방으로 돌출되도록 각각 관통 삽입되고, 상기 프레임이 상기 관체의 일측면에 고정 지지되는 경우 상기 고정블럭의 하방으로 이동하여 상기 보조점 각각과 접촉하여 상기 프레임의 위치를 조절하는 한 쌍의 센터가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치는, 외부로부터 전선을 통해 전원을 공급받아 아크방전을 통하여 상기 관체의 외주면에 원형홀을 관통 형성하는 플라즈마 타입의 토치이고, 상기 플라즈마 토치가 상기 관체의 원형홀을 따라 회전하는 경우 상기 토치에 전기를 공급하는 상기 전선의 풀림 및 감김을 보조하도록 좌우가 긴 링 형상으로 상기 회전작동부의 외주 둘레를 따라 설치되어 상기 전선이 권취되는 전선거치대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원형 절단기는, 접촉지지부에 접촉패드를 포함하여 관체의 외주면과 접촉되는 면적을 넓혀 고정 지지력을 높임으로 절단작업 시 발생하는 진동에 의해 프레임이 움직이는 현상을 방지하여 관체에 관통 형성되는 원형홀의 절단면을 일정하게 형성하여 후가공작업 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 각도조절수단과 접촉패드를 볼조인트 결합시킴으로 관체의 직경에 무관하게 관체의 외주면에 접촉할 수 있어 프레임을 관체에 고정 지지하는 작업 시간이 단축됨으로 절단작업 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 센터가이드부를 통하여 관체의 좌우 길이방향과 상기 프레임의 좌우 길이방향이 평행하도록 조절하는 작업이 용이해짐으로 관체의 일측면에 프레임을 안착시키는 작업시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 절단토치를 플라즈마 타입의 토치를 사용하여 주철, 비철금속 및 크롬을 함유한 스테인리스강과 같은 고합금강으로 형성된 관체에 원형홀 절단 작업을 수행할 수 있게 됨으로 범용성을 높일 수 있다.

또한, 전선거치대를 설치하여 절단토치가 관체의 원형홀을 따라 회전하는 경우 플라즈마 타입의 토치에 공급되는 전선의 풀림 및 감김을 보조하여 전선의 단선 또는 전선의 간섭으로 인한 방해를 줄여 작업 속도를 향상시키고, 효율을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 원형 절단기를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 접촉지지부가 관체의 일측면에 고정 지지된 상태를 도시한 정면도이며,
도 3은 도 2의 실시예를 위에서 바라본 평면도이고,
도 4는 도 2의 실시예 중 접촉지지부가 관체의 외주면에 접촉되는 과정을 도시한 측면도이며,
도 5는 관체에 표시된 원형홀의 중심점에 대해 센터정렬부재를 위치시키는 과정을 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 실시예를 정면에서 바라본 정면도이며,
도 7은 도 5의 실시예 중 프레임이 관체의 좌우 길이방향에 대하여 프레임의 좌우 길이방향이 소정의 각도를 형성하도록 프레임이 관체의 일측면에 안착된 상태를 도시한 평면도이고,
도 8은 관체의 좌우 길이방향에 대하여 프레임의 좌우 길이방향이 소정의 각도를 형성하도록 프레임이 관체의 일측면에 안착된 상태로 절단 작업을 수행하는 경우 관체의 원형홀 절단면을 확대 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명에 따른 원형 절단기를 도시한 사시도이고,
도 10은 도 9의 실시예 중 접촉지지부가 관체의 일측면에 고정 지지된 상태를 도시한 정면도이며,
도 11은 도 10의 실시예를 위에서 바라본 평면도이고,
도 12는 도 9의 실시예 중 각도조절수단을 도시한 사시도이며,
도 13은 도 12의 실시예 중 접촉패드가 볼조인트에 의해 회전 작동되는 상태를 도시한 사시도이고,
도 14는 도 13의 실시예 중 접촉패드가 관체의 외주면에 접촉 지지된 상태를 도시한 측면도이며,
도 15는 원형홀을 절단 작업하기 전 원형홀의 중심점과 보조점을 표시한 관체를 도시한 사시도이고,
도 16은 도 9의 실시예 중 센터가이드부의 센터가이드핀 작동 상태를 도시한 측면도이며,
도 17은 센터가이드부를 통하여 관체의 좌우 길이방향과 프레임의 좌우 길이방향이 수평하도록 프레임의 위치를 조절하는 과정을 도시한 평면도이고,
도 18은 도 9의 실시예 중 절단토치가 플라즈마 타입의 토치인 것을 도시한 사시도이며,
도 19는 도 18의 실시예 중 전선거치대에 전선이 권취된 상태를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 원형 절단기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 원형 절단기는, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 프레임(100), 접촉지지부(200), 회전작동부(300), 수평조절부재(400), 상하조절부재(500), 절단토치(600) 및 센터정렬부재(700)를 포함하여 이루어진다.

프레임(100)은 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 한 쌍의 세로빔(110)이 하방으로 돌출 형성되어 중공으로 된 관체(P)의 일측면에 고정 지지된다. 이때, 세로빔(110)이 돌출 형성된 프레임(100)은 상부가 폐쇄된 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 후술하는 회전작동부(300)가 세로빔(110)의 사이에 결합된다. 또한, 세로빔(110)이 회전작동부(300)의 하중 및 작동시 발생하는 진동에 의한 변형을 줄이기 위해 상기 프레임(100)의 전방에 고정브라켓(도면부호 미도시)이 고정 결합되어 프레임(100)과 세로빔(110)을 고정 지지하게 된다.

접촉지지부(200)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 세로빔(110) 각각의 하부에 각각 설치되고, 상기 관체(P)의 외주면에 접촉하여 상기 프레임(100)을 지지하도록 한 쌍이 구비된다. 즉, 프레임(100)이 관체(P)의 외주면에 안착되는 경우 프레임(100)이 관체(P)의 외주면에서 이탈되거나 넘어지는 형상을 방지하고, 관체(P)의 원형홀(H)을 관통 형성하는 절단 작업을 수행하는 경우 프레임(100)이 움직이지 않도록 고정 지지하는 역할을 수행한다.

회전작동부(300)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 하방으로 상기 세로빔(110) 사이에 회전 가능하게 설치되어 후술하는 절단토치(600)를 회전시키게 된다. 여기서, 상기 회전작동부(300)는 내부에 상기 관체(P)의 외주면을 상기 절단토치(600)가 이동하도록 회전시키는 회전모터(미도시)가 설치되고, 상기 절단토치(600)의 회전 이동속도를 조절하는 제어부(미도시)가 설치된다.

제어부는 회전작동부(300)의 회전속도를 제어하여 절단토치(600)가 관체(P)에 원형홀(H)을 절단하는 작업을 수행하는 경우 관체(P)의 두께 및 재질에 따른 작업속도를 설정할 수 있다. 또한, 절단토치(600)가 가스 타입의 토치일 경우 가스가 공급되는 가스관이 결합되고, 회전작동부가(300)가 회전시 상기 가스관이 회전작동부(300)에 감기에 되어 끊어지거나 절단작업을 방해하지 않도록 가스관에서 유입되는 가스를 절단토치에 공급하는 회전공급관(도면부호 미도시)이 회전작동부(300)의 하부에 회전 가능하게 결합된다.

수평조절부재(400)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 장형으로 형성되고, 상기 회전작동부(300)의 하부에 좌우 길이방향을 따라 수평으로 이동 가능하게 설치된다. 이때, 수평조절부재(400)는 링 형상으로 상기 회전작동부(300)의 하부에 고정 설치되는 수평조절브라켓(도면부호 미도시)과, 장형의 봉 형상으로 상기 수평조절브라켓의 좌우 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 수평조절봉을 포함하여 이루어진다.

즉, 수평조절부재(400)의 좌우 이동을 통하여 관체(P)에 관통 형성되는 원형홀(H)의 직경을 선택적으로 조절할 수 있다. 더욱이, 회전작동부(300)가 회전하는 경우 수평조절부재(400)가 움직이지 않도록 압박 고정시키는 수평봉고정부재를 더 포함할 수 있다.

상하조절부재(500)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 수평조절부재(400)의 일단에 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 상하조절부재(500)는 링 형상으로 상기 수평조절부재(400)의 일단에 고정 결합되는 상하조절브라켓(도면부호 미도시)과, 장형의 봉 형상으로 상기 상하조절브라켓의 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 상하조절봉을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 상하조절브라켓에 설치되어 상기 상하조절봉을 압박 고정하는 상하봉고정부재를 더 포함할 수 있다. 즉, 상하조절부재(500)의 상하 이동을 통하여 후술하는 절단토치(600)의 끝단이 관체(P)의 외주면에 접촉하도록 절단토치(600)의 높이를 조절할 수 있다.

절단토치(600)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상하조절부재(500)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 관체(P)의 외주면에 원형홀(H)이 관통 형성되도록 절단작업을 수행하게 된다. 이때, 상기 상하조절부재(500)에 고정 결합되는 토치고정브라켓(도면부호 미도시)이 구비되어 절단토치(600)가 토치고정브라켓에 회전 가능하게 결합된다. 즉, '┳'자 형상, '┻'자 형상 또는 '╋'자 형상의 티관체를 형성하기 위해 관체(P)에 관통 형성되는 원형홀(H)의 절단부는 상부가 넓고 하부가 좁은 상광하엽의 형상으로 단면을 형성하고, 관통 형성된 원형홀(H) 다른 관체(P)를 용접 접합시키게 되는데 이때, 관통홀(H)의 절단면을 경사지게 형성하기 위해 절단토치(600)의 끝단이 회전작동부(300)를 향하도록 회전시켜 절단작업을 수행하게 된다.

센터정렬부재(700)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 회전작동부(300)의 하부에 상기 관체(P)의 원형홀(H) 중심과 동축선상에 위치하여 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 즉, 관체(P)에 프레임(100)을 안착시키는 경우 관체(P)에 관통 형성할 원형홀(H)의 중심과 센터정렬부재(700)가 일치하도록 프레임(100)의 위치를 조절한 후 접촉지지부(200)를 통하여 고정 지지하게 된다.

이때, 접촉지지부(200)는 회전작동부(300)의 진동에 의해 프레임(100)이 움직이지 않도록 고정 지지력을 높이기 위해 전후지지다리(210), 각도조절수단(220), 접촉패드(230)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 전후지지다리(210)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 세로빔(110)의 하부에 상기 프레임(100)의 전후방으로 각각 돌출되게 고정 결합되고, 상기 관체(P)의 일측면을 감싸도록 하부가 라운드지게 형성된다. 이때, 회전작동부(300)의 무게중심에 의해 프레임(100)이 전방으로 넘어지는 현상을 방지하기 위해 전후지지다리(210)는 상기 프레임(100)의 후방으로 돌출된 길이보다 전방으로 돌출된 길이가 더 길게 돌출 형성된다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이 전후지지다리(210)의 고정 위치는 전후지지다리(210)의 중심에서 프레임(100)의 후방으로 이격된 거리에 프레임(100)의 세로빔(110)이 결합되지만, 전후지지다리(210)의 중심 위치에 회전작동부(300)가 위치하게 되어 프레임(100)이 전방으로 넘어지지 않게 된다.

다음으로 각도조절수단(220)은 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 한 쌍이 상기 전후지지다리(210) 각각의 전후단 각각에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 상기 센터정렬부재(700)가 상기 관체(P)의 원형홀(H) 중심과 동축선상에 위치하도록 상기 프레임(100)의 전후 및 좌우 각도를 조절한다. 즉, 프레임(100)이 관체(P)의 일측면에 안착되는 경우 전후 각각에 설치된 각도조절수단(220)을 통하여 관체(P)의 원형홀(H)을 중심을 기준으로 상기 관체(P)의 좌우 길이방향과 평행한 가상의 평면과 평행하도록 프레임(100)의 피치(Pitch)를 조절한다.

또한, 전후지지다리(210) 각각에 설치된 각도조절수단(220)을 통하여 관체(P)에 관통 형성되는 원형홀(H)을 중심으로 상기 관체(P)의 전후 길이방향과 평행한 가상의 평면과 평행하도록 프레임(100)의 롤(Roll)를 조절하여 프레임(100)이 관체(P)의 외주면에 안착되는 경우 전방 또는 후방으로 넘어지지 않도록 위치를 조절한다.

즉, 각도조절수단(220)은 프레임(100)이 상기 관체(P)의 원형홀(H) 중심과 동축선상에 위치하도록 프레임(100)의 전후 및 좌우 높이를 조절하게 되는데 이때, 각도조절수단(220)은 높이를 조절하기 위해 각도조절브라켓(221), 각도조절볼트(222) 및 조절손잡이(223)를 포함하여 이루어진다.

각도조절브라켓(221)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 한 쌍이 상기 전후지지다리(210) 각각의 전후단 각각에 고정 결합된다. 여기서, 각도조절브라켓(221)은 '┎'자 형상으로 형성되어 세로변이 상기 전후지지다리(210) 각각에 고정 결합된다. 또한, 가로변은 후술하는 각도조절볼트(222)가 나사 결합되도록 너트 나사산이 형성된 볼트조절홀(도면부호 미도시)이 관통 형성된다.

이때, 각도조절브라켓(221)은 도 12에 도시된 바와 같이 하나의 파트로 구성되어 전후지지다리(210)에 고정 결합될 수도 있고, 또는 전후지지다리(210) 각각에 결합 형성되어 전후지지다리(210)와 일체화될 수도 있다. 다만, 제작의 용이함과 제작비용의 절감을 위해 별도의 파트로 제작하여 결합하는 것이 바람직하다.

각도조절볼트(222)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 한 쌍이 상기 각도조절브라켓(221) 각각에 나사 결합되고, 좌우 회전에 따라 상하로 이동한다. 즉, 나사의 조임 및 풀림 방식에 의해 각도조절볼트(222)가 상하로 이동하게 된다. 이때, 프레임(100)의 위치를 보다 정밀하게 조절하기 위해 각도조절볼트(222)에 형성된 나사산은 가는 피치 나사산으로 형성될 수도 있다. 또한, 각도조절볼트(222)의 하부에는 후술하는 접촉패드(230)와 볼조인트 결합되는 각도조절볼(도면부호 미도시)이 결합된다.

조절손잡이(223)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 한 쌍이 상기 각도조절볼트(222) 각각의 상부에 결합되어 상기 각도조절볼트(222) 각각을 회전시킨다. 이때, 각도조절볼트(222)의 상부에 각도조절볼트(222)의 좌우로 이동 가능하게 관통 삽입된다. 따라서, 각도조절볼트(222)를 통하여 프레임(100)의 자세를 조절하는 경우 사용자가 보다 용이하게 조절할 수 있게 됨으로 관체(P)에 프레임(100)을 설치하는 작업시간을 단축시킬 수 있다.

마지막으로 접촉패드(230)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상부가 상기 각도조절수단(220)의 하부에 볼조인트 결합되고, 하면이 상기 관체(P)의 외주면과 접촉 지지된다. 이때, 관체(P)의 외주면과 접촉되는 접촉패드(230)의 하부는 마찰력을 높이기 위해 고무재질로 형성된 고무패드가 구비되어 프레임(100)이 관체(P)의 라운드진 외주면에 의해 미끄러지거나 절단 작업시 발생하는 진동에 의해 프레임(100)이 움직여 원형홀(H)이 크게 관통 형성되는 현상을 방지할 수 있다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이 각도조절수단(220) 및 접촉패드(230)를 통하여 관체(P)의 라운드진 외주면에 프레임(100)을 고정시킬 수 있게 된다.

하지만, 각도조절수단(220)만으로는 관체(P)의 일측면에 안착된 프레임(100)의 자세를 조절하는데 한계가 있다. 즉, 관체(P)의 원형홀(H) 중심을 기준으로 프레임(100)의 전후 위치인 피치와 좌우 위치인 롤의 조정을 가능하나 관체(P)의 좌우 길이방향과 프레임(100)의 좌우 길이방향 평행을 조절하는 대는 한계가 있다.

따라서, 상기 센터정렬부재(700)의 중심을 기준으로 상기 프레임(100)의 좌우길이 방향을 따라 형성된 가상의 축선상에 위치하도록 상기 전후지지다리(210) 각각에 결합되고, 상기 관체(P)의 일측면에 형성된 원형홀(H)의 중심점(HP)과 상기 원형홀(H)의 중심점(HP)을 기준으로 좌우로 이격되어 상기 관체(P)의 좌우 길이방향과 평행한 위치에 형성된 한 쌍의 보조점(AP)에 각각이 접촉하여 상기 관체(P)의 좌우 길이방향과 상기 프레임(100)의 좌우 길이방향이 평행하도록 상기 프레임(100)의 위치를 조절하는 센터가이드부(800)를 더 포함하여 이루어진다.

즉, 프레임(100)의 센터정렬부재(700)를 기준으로 프레임이(100)이 회전하는 각도인 요(Yaw)를 조절하는 장치로 도 15에 도시된 바와 같이 절단 작업을 수행하기 전 관체(P)에 관통 형성할 원형홀(H)의 중심점(HP)을 미리 표시하게 된다. 이때, 원형홀(H)의 중심점(HP)을 기준으로 관체(P)의 좌우 길이방향을 따라 좌우에 보조점(AP)을 더 표시하여 프레임(100)의 좌우 길이 방향과 관체(P)의 좌우 길이방향이 평행하도록 프레임(100)을 관체(P)에 안착시킬 수 있다.

여기서, 센터가이드부(800)는 도 16에 도시된 바와 같이 상기 전후지지다리(210) 각각에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 고정블럭(810)과, 상기 고정블럭(810) 각각에 상기 고정블럭(810)의 하방으로 돌출되도록 각각 관통 삽입되고, 상기 프레임(100)이 상기 관체(P)의 일측면에 고정 지지되는 경우 상기 고정블럭(810)의 하방으로 이동하여 상기 보조점(AP) 각각과 접촉하여 상기 프레임(100)의 위치를 조절하는 한 쌍의 센터가이드핀(820)을 포함하여 이루어진다.

이때, 고정블럭(810)은 센터가이드핀(820)이 관통 삽입되도록 가이드핀홀(도면부호 미도시)이 관통형성되고, 센터가이드핀(820)을 압박 고정하는 가이드핀고정부재가 설치된다.

즉, 관체(P)에 프레임(100)을 고정 설치하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 관체(P)의 일측면에 관통 형성할 원형홀(H)의 중심점(HP), 원형홀(H) 및 보조점(AP)을 표시한다. 이후 센터정렬부재(700)가 원형홀(H)의 중심점(HP)과 일치하도록 프레임(100)을 관체(P)의 일측면에 안착시킨다. 이때, 센터정렬부재(700)가 원형홀(H)의 중심점(HP)과 일치하게 되면, 센터가이드핀(820)을 관체(P)의 외주면과 접촉되도록 고정블럭(810)의 하방으로 이동시킨 후 관체(P)에 표시된 보조점(AP)과 일치하도록 프레임(100)의 위치를 조절한다.

계속하여 센터정렬부재(700)와 센터가이드핀(820)이 원형홀(H)의 중심점(HP)과 보조점(AP) 각각에 일치하게 되면 각도조절수단(220)의 각도조절나사(222)를 조절하여 프레임(100)의 센터정렬부재(700)가 관체(P)의 원형홀(H)의 중심점(HP)과 동축선상에 위치하도록 즉, 수직으로 위치하도록 프레임(100)의 전후 및 좌우 각도를 조절한다. 즉, 도 17에 도시된 바와 같이 관체(P)의 좌우 및 전후 길이방향과 프레임(100)의 좌우 및 센터정렬부재(700)의 위치가 일치하도록 안착 및 고정 시킨다.

이후 원형홀(H)의 직경에 따라 수평조절부재(400)를 좌우로 이동시켜 절단토치(600)의 끝단이 원형홀(H)의 직경과 일치하도록 조절하고, 상하조절부재(500)를 통하여 절단토치(600)의 끝단이 관체(P)의 외주면과 접촉하도록 조절한다. 상술한 위치조절 작업이 완료되면 회전작동부(300)를 작동시켜 원형홀(H)을 관통 형성하게 되면 절단 작업이 완료된다.

더욱이, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 주철, 비철금속 및 크롬을 함유한 스테인리스강과 같은 고합금강으로 형성된 관체(P)에도 원형홀(H)을 관통 형성하기 위해 외부로부터 전선(C)을 통해 전원을 공급받아 아크방전을 통하여 상기 관체(P)의 외주면에 원형홀(H)을 관통 형성하는 플라즈마 타입의 토치(600)를 설치할 수도 있다.

이때, 플라즈마 타입의 토치(600)의 경우 도 19에 도시된 바와 같이 가스 타입의 토치(600)와 달리 전기를 공급하는 전선(C)이 구비된다. 따라서, 상기 플라즈마 토치(610)가 상기 관체(P)의 원형홀(H)을 따라 회전하는 경우 상기 플라즈마 타입의 토치(600)에 전기를 공급하는 상기 전선(C)의 풀림 및 감김을 보조하도록 좌우가 긴 링 형상으로 상기 회전작동부(300)의 외주 둘레를 따라 설치되어 상기 전선(C)이 권취되는 전선거치대(900)를 포함하여 이루어진다.

즉, 전선거치대(900)는 회전작동부(300)의 외주면에 고정 결합되어, 권취된 전선(C)이 놓여지게 되어 회전작동부(300)가 회전하는 경우 상기 플라즈마 타입의 토치(600)에 연결되는 전선(C)이 풀림 및 감기도록 보조하여 절단 작업을 용이하게 하고, 전선(C)의 단선을 방지할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

P : 관체
H : 원형홀
C ; 전선
HP : 중심점
AP : 보조점
100 : 프레임 110 : 세로빔
200 : 접촉지지부
210 : 전후지지다리 220 : 각도조절수단
221 : 각도조절브라켓 222 : 각도조절볼트
223 : 조절손잡이 230 : 접촉패드
300 : 회전작동부
400 : 수평조절부재
500 : 상하조절부재
600 : 절단토치
700 : 센터정렬부재
800 : 센터가이드부
810 : 고정블럭 820 : 센터가이드핀
900 : 전선거치대

Claims

좌우 양측에 한 쌍의 세로빔이 하방으로 돌출 형성되어 중공으로 된 관체의 일측면에 고정 지지되는 프레임과, 상기 프레임의 세로빔 각각의 하부에 각각 설치되고, 상기 관체의 외주면에 접촉하여 상기 프레임을 지지하는 한 쌍의 접촉지지부와, 상기 프레임의 하방으로 상기 세로빔 사이에 회전 가능하게 설치된 회전작동부와, 상기 회전작동부의 하부에 좌우 길이방향을 따라 수평으로 이동 가능하게 설치된 장형의 수평조절부재와, 상기 수평조절부재의 일단에 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된 상하조절부재와, 상기 상하조절부재에 회전 가능하게 설치되고, 상기 관체의 외주면에 원형홀이 관통 형성되도록 절단하는 절단토치와, 상기 회전작동부의 하부에 상기 관체의 원형홀 중심과 동축선상에 위치하여 상하 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 센터정렬부재를 포함하고,
상기 접촉지지부 각각은,
상기 세로빔의 하부에 상기 프레임의 전후방으로 각각 돌출되게 고정 결합되고, 상기 관체의 일측면을 감싸도록 하부가 라운드진 한 쌍의 전후지지다리와,
상기 전후지지다리 각각의 전후단 각각에 상하로 이동 가능하게 설치되고, 상기 센터정렬부재가 상기 관체의 원형홀 중심과 동축선상에 위치하도록 상기 프레임의 전후 및 좌우 각도를 조절하는 한 쌍의 각도조절수단과,
상부가 상기 각도조절수단의 하부에 볼조인트 결합되고, 하면이 상기 관체의 외주면과 접촉 지지되는 접촉패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.
제1항에 있어서,
상기 각도조절수단 각각은,
상기 전후지지다리 각각의 전후단 각각에 고정 결합되는 한 쌍의 각도조절브라켓과,
상기 각도조절브라켓 각각에 나사 결합되고, 좌우 회전에 따라 상하로 이동하는 한 쌍의 각도조절볼트와,
상기 각도조절볼트 각각의 상부에 결합되어 상기 각도조절볼트 각각을 회전시키는 한 쌍의 조절손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.
제1항에 있어서,
상기 센터정렬부재의 중심을 기준으로 상기 프레임의 좌우길이 방향을 따라 형성된 가상의 축선상에 위치하도록 상기 전후지지다리 각각에 결합되고, 상기 관체의 일측면에 형성된 원형홀의 중심점과 상기 원형홀의 중심점을 기준으로 좌우로 이격되어 상기 관체의 좌우 길이방향과 평행한 위치에 형성된 한 쌍의 보조점에 각각이 접촉하여 상기 관체의 좌우 길이방향과 상기 프레임의 좌우 길이방향이 평행하도록 상기 프레임의 위치를 조절하는 센터가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.
제3항에 있어서,
상기 센터가이드부는,
상기 전후지지다리 각각에 각각 고정 결합되는 한 쌍의 고정블럭과,
상기 고정블럭 각각에 상기 고정블럭의 하방으로 돌출되도록 각각 관통 삽입되고, 상기 프레임이 상기 관체의 일측면에 고정 지지되는 경우 상기 고정블럭의 하방으로 이동하여 상기 보조점 각각과 접촉하여 상기 프레임의 위치를 조절하는 한 쌍의 센터가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.
제1항에 있어서,
상기 토치는,
외부로부터 전선을 통해 전원을 공급받아 아크방전을 통하여 상기 관체의 외주면에 원형홀을 관통 형성하는 플라즈마 타입의 토치이고,
상기 플라즈마 토치가 상기 관체의 원형홀을 따라 회전하는 경우 상기 플라즈마 타입의 토치에 전기를 공급하는 상기 전선의 풀림 및 감김을 보조하도록 좌우가 긴 링 형상으로 상기 회전작동부의 외주 둘레를 따라 설치되어 상기 전선이 권취되는 전선거치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 절단기.