KR101569616B1 - 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

스테이브 냉각수 관로 보수장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 다수개의 홀이 형성된 호스의 외주면을 감싸는 덮개를 제공하는 공급부; 스테이브에 형성된 냉각수 관로 내부로 상기 호스를 유도하는 유도부; 및 상기 다수개의 홀을 따라 결합제가 이동하여 결합제와 함께 상기 덮개가 상기 냉각수 관로 내벽에 부착되도록 상기 호스 내부로 상기 결합제를 공급하는 확관부를 포함한다.

Description

스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING STAVE COOLING SYSTEM FOR FURNACE}
본 발명은 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플랙시블 호스를 파손된 스테이브 냉각수 관로로 삽입한 뒤, 이 플랙시블 호스의 외주면을 덮개(카본 파이버)로 감싼 후 플랙시블 호스 내부로 압축공기와 함께 결합제를 공급하여 이 결합제가 플랙시블 호스 외주면에 형성된 다수개의 홀로 유입되면서 그 압력으로 덮개가 파손된 스테이브 냉각수 관로 내측면을 따라 부착되어 냉각수 관로를 보수하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
고로는 상부로 철광석과 코크스를 번갈아 가면서 장입하고 하부의 풍구를 통하여 약 1100 ~ 1200℃의 열풍을 송풍하여 그 결과 생성되는 용선을 풍구 아래에 형성된 용선 배출구를 통해 연속적으로 배출하는 설비이다.
고로 조업에서 풍구로 들어간 열풍은 코크스와 반응하여 약 2200 ~ 2400℃의 고열을 만들며, 이 고열을 이용하여 장입된 원료인 철광석을 융융시킴으로써 용선을 생산한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고로(10)의 철피(11) 내부면에는 고로(10) 내부에서 발생되는 고열로부터 철피(11)를 보호하기 위하여 스테이브(13)가 복수 개 설치되는바, 이러한 스테이브(13) 내부에는 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 통로(13)가 형성되며, 스테이브(13)와 철피(11) 사이에는 내화물인 캐스타블(14)이 충진된다.
스테이브(13)의 냉각수 통로(12) 양단에는 철피(11)를 관통하는 냉각수 라인 즉, 냉각수 공급관(15) 및 냉각수 배출관(16)이 각각 연결되는바, 냉각수 공급부(미도시)로부터 냉각수 공급관(16)을 통해 공급되는 냉각수는 냉각수 통로(12)를 통과한 후 냉각수 배출관(16)으로 배출되며, 그 결과 고로(10) 내부에서 가해지는 열로부터 스테이브(13)를 냉각시켜 보호하게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 고로 조업시 고로(10) 내부에 노출된 스테이브(13)는 조업 시간이 증가함에 따라 열부하 또는 용융물의 하강에 따른 마찰로 마모가 진행되어 스테이브(13)의 두께가 얇아지게 되며, 이로 인해 스테이브(13)의 열부하가 증가하여 스테이브(13) 마모가 촉진된다.
스테이브(13)의 마모 상태가 심화되면 냉각수 통로(12) 주위에 크랙 등 용손 부위(A)가 발생하고, 용손 부위(A)를 통해 냉각수가 고로(10) 내부로 유입되는바, 이는 고로(10)의 조업 환경을 변화시켜 노황 불안정을 야기, 고로(10)의 생산량을 저하시키고, 스테이브(13)의 냉각 능력을 저하시켜 고로(10)의 철피(11)를 파손시키게 된다.
종래 스테이브(13) 마모가 심하게 진행되면 냉각수가 고로(10) 내부에 유입되더라도 이를 보수하는 별도의 방법이 없어 고로(10) 전체를 교체해야만 했는데, 일반적으로 고로(10)는 매우 고가의 설비로서 고로(10) 수명이 짧아지면 짧아질수록 생산 비용이 증가하게 되는 문제점이 존재한다.
최근 상술한 문제점을 해결하기 위하여 스테이브 보수방법과 관련된 다양한 기술들이 개발되고 있는바, 이하에서는 대표적인 선행기술을 간략하게 설명한다.
한국공개특허 제10-2014-0032698호(2014.03.17)에는 "고로의 용손 스테이브 보수방법"이 개시되어 있다.
이는 스테이브의 용손 부위를 보수하는 방법에 관한 것으로, 냉각수 통로에 공급되는 냉각수를 차단하고, 냉각수 통로가 용손 부위에 인접한 보수 영역과, 냉각수가 유동되는 유동 영역으로 구획되도록 냉각수 통로의 내부로 구획 부재를 삽입, 보수 영역으로 급속 보수재를 충진한 후, 유동 영역에 냉각수를 공급함으로서 스테이브의 수명을 연장하는 방법에 관한 것이다.
일본공개특허 제1995-118714호(1995.05.09)에는 "용광로 화로벽 보수방법"이 개시되어 있다.
이는 보수 내화물을 장기간 안정되게 지지하여 철피의 균열, 변형을 방지함으로써 손쉽게 고로 노벽을 보수하는 방법에 관한 것인바, 더 상세하게는 고로 장입물을 노벽 보수 부위 이하까지 감척 및 휴풍하고 연와가 많이 마모된 부위에 비정형 내화물을 집중적으로 내뿜는 연와 보강 방법에 관한 것이다.
그러나, 상술한 방법들은 돌출된 냉각반의 길이가 긴 경우에는 돌출된 부위를 비정형 내화물로 덮는 데에 어려움이 있고, 비정형 내화물을 부착하려 해도 먼지 및 더스트 제거가 충분하지 못하므로 내화물과의 결합력이 약해질 수밖에 없어 일시적으로 부착되어 있다가 노내의 급박한 상황 발생 시에 견디지 못하고, 보강 연와가 탈락하는 문제점이 존재한다.
이와 같이, 노체 압입 작업과 노벽 보수 등을 통하여 내화물을 보강하고, 철피 전면에 살수 작업을 진행하는 등의 작업을 통하여 스테이브 냉각 설비를 보호하고 있는바, 그럼에도 불구하고 생산성 증대, 노열 변동, 노내 가스 흐름 변화 등 다양한 요인에 의해 노체 철피 부하가 가중되고 있는 것이 현실이다.
이는 파손된 스테이브가 기존의 스테이브에 비하여 냉각 능력이 저하된 상태이기 때문에 열부하가 상승하고, 노내 가스 흐름이 노체 열부하로 이어지기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 마모되어 영구적으로 파손된 스테이브는 냉각능력이 상실되므로 이를 신속하게 응급 복구하여 설비 및 조업 안정을 도모하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로 파손된 스테이브 냉각수 관로를 따라 플랙시블 호스가 이동하면서 그 외주면에 카본 파이버가 감싸지고, 플랙시블 내부로 일정한 압력의 공기와 결합제를 공급하여 이 결합제가 플랙시블 호스의 외주면에 형성된 홀을 따라 이동하고 그 압력으로 카본 파이버가 냉각수 관로 외벽에 붙어 복구가 완료되는 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국공개특허 제10-2014-0032698호92014.03.17) 일본공개특허 제1995-118714호(1995.05.09)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 파손된 스테이브의 냉각수 관로의 외벽에 덮개(카본 파이버)를 간단한 공정으로 붙여 그 보수 효율도 개선된 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
스테이브 냉각수 관로 보수장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 다수개의 홀이 형성된 호스의 외주면을 감싸는 덮개를 제공하는 공급부; 스테이브에 형성된 냉각수 관로 내부로 상기 호스를 유도하는 유도부; 및 상기 다수개의 홀을 따라 결합제가 이동하여 결합제와 함께 상기 덮개가 상기 냉각수 관로 내벽에 부착되도록 상기 호스 내부로 상기 결합제를 공급하는 확관부를 포함한다.
상기 유도부는, 상기 호스가 권취되는 회전릴과, 상기 회전릴에 회전력을 제공하는 제1구동모터를 포함한다.
상기 스테이브 외벽에 고정되며 상기 냉각수 관로의 인입구, 인출구에 각각 대응될 수 있도록 제1관통공 및 제2관통공이 각각 형성된 고정 플레이트를 더 포함하고,
상기 유도부는, 상기 제1관통공을 사이에 두고 서로 마주보며 상기 고정 플레이트에서 각각 돌출 형성된 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임과, 상기 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임을 연결하는 연결 프레임과, 상기 연결 프레임에 설치되어 상기 호스를 안내하는 제1가이더를 더 포함하며,
상기 회전릴은 상기 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임에 양 측면이 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전릴의 회전축은 상기 제1지지 프레임을 관통하여 상기 제1구동모터에 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 스테이브 외벽에 고정되며 상기 냉각수 관로의 인입구, 인출구에 각각 대응될 수 있도록 제1관통공 및 제2관통공이 각각 형성된 고정 플레이트를 더 포함하고,
상기 공급부는, 상기 호스 외주면을 따라 상기 덮개가 감기도록 상기 덮개를 제공하는 코어유닛과 상기 호스의 처짐을 방지하는 지지유닛과 상기 덮개가 상기 호스에 감기도록 본딩액을 분사하는 분사유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코어유닛은,
그 내부로 상기 호스가 통과할 수 있는 중공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내측면 일지점에 지지대를 매개로 상기 덮개가 감겨 있는 코어와 상기 코어와 회전축을 매개로 연결되되 상기 코어에 감긴 덮개가 상기 호스의 외주면 방향으로 이동하면서 감싸지도록 상기 코어에 회전력을 제공하는 제2구동모터 및 상기 코어의 일측에 결합되어 상기 덮개를 안내하는 안착부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 덮개가 상기 코어에 밀착되도록 상기 덮개를 상기 코어의 외주면 방향으로 밀착시키는 제1롤러와 이 제1롤러를 전후진 시키는 제1실린더가 상기 하우징 일측에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 지지유닛은,
상기 하우징의 내측면 하부에서 일정한 경사각으로 상기 호스의 양측 하단부를 지지하는 복수 개의 지지롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 고정 플레이트에 그 일단이 결합된 조립 플레이트를 더 포함하고,
상기 공급부는 상기 조립 플레이트에 직선 운동 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 조립 플레이트 상에는 상기 공급부가 직선 운동 가능하도록 안내하는 제2가이더가 설치되고,
상기 공급부를 지지하되 상기 제2가이더 상에서 슬라이딩 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더 저면으로부터 돌출되어 그 일단이 상기 조립 플레이트를 관통하는 돌출편과, 상기 조립 플레이트의 일단 저면에 돌출 형성된 고정편과, 그 일단은 상기 돌출편을 관통하여 상기 고정편에 고정되고 그 타단에는 제3구동모터가 결합되며 그 외주면에는 나사산이 형성되어 상기 돌출편과 나사 결합되는 기어축을 더 포함한다.
상기 조립 플레이트 상에는 지지블록이 직선 운동 가능하게 결합되고, 상기 지지블록 상에는 중공 형상으로 형성되며 그 내벽에는 상기 호스의 외주면과 접촉하는 복수 개의 구름롤러가 회전 가능하게 결합된 지지관이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 조립 플레이트 상에는, 그 일단이 상기 호스의 타단과 연결되고 상기 호스와 내통하며 상기 조립 플레이트 상에서 직선 운동하는 고정블록이 설치되고, 상기 고정블록의 타단에는 피스톤 실린더가 결합되되,
상기 확관부는, 상기 고정블록에 연결되어 결합제를 분사하는 결합제 공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조립 플레이트 상에는 공급부가 직선 운동 가능하도록 안내하는 제2가이더가 설치되고,
상기 고정블록 및 지지블록은 상기 제2가이더 상에서 직선 운동하며,
상기 공급부와 지지블록은 압축 스프링을 매개로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제1가이더의 내측면에는 돌기가 형성되어 있고, 상기 호스의 외주면에는 나선형 홈을 매개로 상기 돌기와 체결되되,
상기 호스의 회전에 따라 상기 공급부에서 공급되는 덮개가 상기 호스의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
한편, 스테이브 냉각수 관로 보수방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 스테이브의 파손된 냉각수 관로 내부로 호스를 삽입한 후 호스 외주면에 호스의 길이방향으로 덮개로 감싼 뒤 상기 호스 내부로 결합제를 공급되어 상기 호스의 외주면에 형성된 홀을 따라 상기 결합제가 분사되어 이 결합제에 의해 상기 덮개가 상기 냉각수 관로 내벽에 부착되는 특징으로 한다.
상기 냉각수 관로의 인입구로 호스를 투입하여 상기 호스의 일단을 상기 냉각수 관로의 인출구로 돌출시킨 뒤 상기 호스의 타단을 당겨 상기 덮개가 상기 호스의 외주면을 감싸게 한 뒤 상기 호스 내부로 결합제를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.
첫째, 파손된 스테이브의 냉각수 관로를 현장에서 신속하고 정밀하게 보수할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 본 발명에 의한다면 응급복구시간을 단축하여 설비 휴지 시간이 줄어드는 이점이 있다.
셋째, 본 발명에 의한다면 조업 안정이 이루어져 고로에 가해지는 부하가 줄어드는 등 다양한 이점이 제공된다.
도 1은 고로 노벽의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 고로 노벽에 설치된 스테이브가 파손된 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 스테이브 냉각수 관로 보수장치의 구성을 나타낸 개략도.
도 4는 도 3의 A-A 방향 단면도.
도 5는 공급부의 사시도.
도 6은 도 3의 B-B 방향 단면도.
도 7은 도 3의 "C" 부분 확대 사시도.
도 8은 본 발명 중 조립 플레이트 상에서 직선 왕복 운동하는 구성을 도 3의 "F" 방향에서 본 도면.
도 9는 본 발명의 플랙시블 호스의 형상을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 플랙시블 호스가 고정블록에 체결되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 냉각수 관로 보수장치의 작동 상태를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 호스의 외주면을 감싸는 덮개가 일정한 압력의 공기와 함께 공급되는 결합제에 의해 냉각수 관로의 외벽에 부착되는 상태를 나타내는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 스테이브 냉각수 관로 보수장치 및 그 방법의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스테이브(S)의 파손된 냉각수 관로(R) 내부로 가열된 상태의 플랙시블한 호스(210)를 삽입하고 이 호스(210) 외주면에 호스 길이방향으로 카본파이버 소재로 구성된 덮개(500)를 감은 뒤, 호스(210) 내부로 일정한 압력의 공기와 함께 결합제를 공급한 후 이 결합제가 호스 외주면에 형성되고 호스 내부와 관통하는 복수 개의 홀(H)을 따라 이동한 뒤 일정한 압력에 의해 이 결합재가 덮개(500)와 함께 스테이브의 파손된 냉각수 관로(R) 내벽에 붙여 보수하기 위한 것이다.
이러한 본 발명의 기술적 사상이 구현되기 위해 본 발명은 도시된 바와 같이 크게 공급부(100), 유도부(200) 및 확관부(300)를 포함하고 있다.
공급부(100)는 스테이브(S)의 냉각수 관로(R) 내부를 따라 이동하는 플랙시블한 호스(210)의 외주면에 그 길이방향으로 카본파이버 소재로 구성된 덮개(500)를 제공하는 기능을 수행한다.
유도부(200)는 호스(210)를 스테이브(S)의 냉각수 관로(R) 내부로 유도한 뒤, 상기 공급부(100)에 의해 공급된 덮개(500)가 호스 외주면을 감싸게 한 뒤 호스가 다시 냉각수 관로(R)의 인입구(R1) 방향으로 이동시키면서 덮개(500)가 냉각수 관로(R) 내벽에 부착되도록 유도하는 기능을 수행한다.
한편, 확관부(300)는 호스(210) 외주면을 따라 카본파이버 소재로 구성된 덮개(500)가 감싸진 채 냉각수 관로(R)에 위치한 뒤 호스(210) 내부로 일정한 압력의 공기와 함께 결합제를 공급하여 호수(210)에 형성된 홀(H)을 따라 결합제와 함께 카본파이버 소재의 덮개(500)가 냉각수 관로(R) 내벽에 붙이는 기능을 수행한다.
다시 도 3을 참조로 본 발명의 유도부(200)를 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
유도부(200)는 플렉시블 호스(210)와, 회전릴(220), 제1구동모터(230), 제1지지 프레임(250), 제2지지 프레임(260), 연결 프레임(270), 제1가이더(280)를 포함하는 것이 바람직하다.
플렉시블 호스(210)는 회전릴(220)에 권취되고, 회전릴(220)의 회전축에는 제1구동모터(230)가 결합되어 회전릴(220)에 회전력을 전달한다.
또한 스테이브(S) 외벽에는 고정 플레이트(240)가 고정 결합되는데, 이러한 고정 플레이트(240)에는 스테이브(S)에 형성된 냉각수 관로(R)의 인입구(RI) 및 인출구(RO)에 각각 대응되도록 제1관통공(240a) 및 제2관통공(240b)이 형성된다.
제1지지 프레임(250) 및 제2지지 프레임(260)은 각각 제1관통공(240a)을 사이에 두고 서로 마주보며 고정 플레이트(240)에서 각각 돌출 형성되고, 서로 마주보는 제1지지 프레임(250) 및 제2지지 프레임(260)은 연결 프레임(270)으로 연결되는바, 이러한 연결 프레임(270)에는 플렉시블 호스(210)를 안내하는 제1가이더(280)가 설치된다.
상술한 회전릴(220)은 제1지지 프레임(250) 및 제2지지 프레임(260)의 서로 마주보는 내측면에 그 양 측면이 회전 가능하게 결합되고, 회전릴(220)의 회전축은 제1지지 프레임(250)을 관통하여 제1구동모터(230)와 결합된다.
따라서, 제1구동모터(230)가 작동하여 회전릴(220)이 회전하면, 회전릴(220)에 권취된 플렉시블 호스(210)가 풀려 제1가이더(280)의 안내를 받아 제1관통공(240a)을 통과하여 인입구(RI)으로 삽입되며, 냉각수 관로(R)의 인출구(RO) 방향으로 빠져나오게 되고, 인출구(RO) 방향으로 빠져 나온 플렉시블 호스(210)가 이하 후술할 확관부(300)와 결합된다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공급부(100)는 호스(210)가 통과하여 제2관통공(240b)으로 삽입될 수 있도록 중공 형상으로 형성되는 것이 바람직하고, 고정 플레이트(240)의 일단에는 조립 플레이트(400)가 결합된다.
공급부(100)는 조립 플레이트(400) 상에서 직선 운동 가능하게 설치되어 스테이브(S)를 향해 접근하거나 스테이브(S)로부터 멀어질 수 있다.
이러한 조립 플레이트(400) 상에는 공급부(100)가 정해진 방향으로 직선 운동할 수 있도록 직선 운동을 안내하는 제2가이더(410)가 설치되는데, 이러한 제2가이더(410)는 레일 형상으로 설치될 수도 있다.
공급부(100)는 조립 플레이트(400) 상에서 직선 운동하는 슬라이더(420) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 슬라이더(420)는 제2가이더(410) 상을 이동하는데, 제2가이더(410)가 레일 형상으로 설치되는 경우에는 이러한 레일에 대응되도록 그 저면에 홈을 형성하는 것이 바람직하다.
공급부(100) 및 슬라이더(420)의 직선 운동이 가능하도록 슬라이더(420) 저면에는 돌출편(430)이 돌출 형성되며, 이러한 돌출편(430)은 조립 플레이트(400)를 관통한다.
조립 플레이트(400)의 일단 저면에는 고정편(440)이 돌출 형성된다.
기어축(460)은 그 일단이 돌출편(430)을 관통하여 고정편(440)에 고정 결합되고, 그 타단에는 제3구동모터(450)가 결합되는바, 기어축(460)과 돌출편(430)은 나사 결합된다.
즉, 제3구동모터(450)가 작동하면 기어축(460)이 회전하게 되는데, 기어축(460)의 회전력은 나사 결합된 돌출편(430)으로 전달되지만, 조립 플레이트(400) 및 슬라이더(420)와의 결합 구조 인하여 돌출편(430)은 회전하지 못하게 되고, 슬라이더(420)의 직선 운동력으로 변환되는 것이다.
따라서, 제3구동모터(450)의 회전 방향(정 방향 또는 역 방향)에 따라 슬라이더(420)는 직선 운동하면서 스테이브(S)에 가까워질 수도 있고, 스테이브(S)로부터 멀어질 수도 있다.
이러한 공급부(100)를 도 4와 도 5를 참조로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
공급부(100)는 크게 코어유닛(110)과 지지유닛(120) 및 분사유닛(130)을 더 포함한다.
코어유닛(110)은 호스(210) 외주면을 따라 덮개(500)가 감기도록 덮개(500)를 호스(210) 외주면 방향으로 제공하는 기능을 수행하고, 지지유닛(120)은 호스(210)의 처짐을 방지하는 기능을 수행하며, 분사유닛(130)은 덮개(500)가 호스(210)의 외주면을 따라 그 길이 방향으로 밀착되어 감기도록 일정한 본딩액을 분사하는 기능을 수행한다.
코어유닛(110)은 그 내부로 상기 호스(210)가 통과할 수 있는 중공이 형성된 하우징(111)과, 상기 하우징(111)의 내측면 일지점에서 지지대(113)를 매개로 덮개(500)가 감겨 있는 코어(112)와 이 코어(112)와 회전축(114)을 매개로 연결되되 코어(112)에 감긴 덮개(500)가 호스(210)의 외주면 방향으로 이동하면서 감싸지도록 코어(112)에 회전력을 제공하는 제2구동모터(115) 및 코어(112)의 일측에 결합되어 덮개(500)를 안내하는 안착부(116)로 구성되어 있다.
즉, 코어(112)에 감겨 있는 카본파이버 소재의 덮개(500)가 제2구동모터(115)가 구동되면서 그 회전력이 회전축(114)을 따라 코어(112)에 전달되고, 코어(112)에 감겨 있는 덮개(500)는 코어(112)의 일측에 형성된 안착부(116)를 따라 호스(210)의 외주면 방향으로 이동하면서 호스(210)의 외주면을 그 길이방향으로 감겨된다.
물론, 이하 후술하겠지만, 공급부(100)의 작동으로 호스(210)는 인입구(R1) 방향으로 이동하게 되는데, 이동하면서 호스(210)의 외주면을 따라 덮개(500)가 감기게 되어 전체적으로 호스(210)의 외주면이 덮개(500)로 감싸진 채 냉각수 관로(R)에 위치하게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 덮개(500)가 코어(112)에 밀착되도록 덮개(500)를 코어(112)의 외주면 방향으로 밀착시키는 제1롤러(117)와 이 제1롤러(117)를 전후진 시키는 제1실린더(118)가 하우징(111) 일측에 설치되어 있다.
즉, 제2구동모터(115)가 회전함으로써 코어(112)에 감겨진 카본파이버 소재의 덮개(500)가 안착부(116)의 유도를 받아 호스(210)의 외주면에 접촉되도록 하는데, 이때 제1실린더(118)가 전진하면서 제1롤러(117)에 의해 덮개(500)와 호스(210)의 외주면이 밀착되도록 유도하는 것이다.
또한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 지지유닛(120)은 하우징(111)의 내측면 하부에서 일정한 경사각으로 호스(210)를 지지하는 복수 개의 지지롤러(121)로 구성된 것을 특징으로 하는데, 이 지지롤러(121)는 소정의 길이를 가지는 호스(210)가 하우징(111)을 관통하여 이동하거나 덮개(500)가 호스(210)의 외주면을 감싸는 과정 중에 호스(210)가 하방으로 처지는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
한편, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스테이브 냉각수 관로 보수장치는, 지지블록(470), 구름롤러(472), 지지관(474), 고정블록(480), 피스톤 실린더(482)을 더 포함하고, 확관부(300)는 결합제 공급관(310)을 포함하는 것이 바람직하다.
지지블록(470)은 조립 플레이트(400) 상에 직선 왕복 운동 가능하게 결합되고, 지지블록(470) 상에는 지지관(474)이 설치되는바, 지지블록(470) 및 지지관(474)은 호스(210)가 하중에 의해 휘어지는 것을 방지하는 기능을 한다.
즉, 공급부(100)와 후술하는 고정블록(480)은 서로 일정 간격 이격되어 있기 때문에 공급부(100)를 통과한 호스(210)가 휘어질 수도 있다.
상술한 지지블록(470), 지지관(474) 및 구름롤러(472)는 호스(210)를 중간에서 잡아주는 기능을 함으로써 호스(210)가 휘어지는 것을 방지해 준다.
지지관(474)은 중공 형상으로 형성되며, 그 내벽에는 호스(210)의 외주면과 접촉하는 복수 개의 구름롤러(472)가 회전 가능하게 결합되며, 지지관(474)을 통과하는 호스(210)는 구름롤러(472)의 외주면에 접촉한 상태로 이동하여 공급부(100)를 향해 이송될 수 있다.
조립 플레이트(400) 상에는 그 일단이 호스(210)의 타단과 연결되고, 호스(210)와 내통하되 조립 플레이트(400) 상에서 직선 운동하는 고정블록(480)이 설치된다.
이러한 고정블록(480)의 타단에는 피스톤 실린더(482)의 일단이 결합되어 있다.
고정블록(480)에는 일정한 압력의 공기와 함께 결합제를 공급하는 결합제 공급관(310)이 연결되는바, 이 결합제 공급관(310)을 통해 공급된 결합제는 호스(210)의 내부로 공급된 후 호스(210)의 내부와 외부를 관통하는 다수개의 홀(H)을 통해 일정한 압력의 공기와 함께 비산되어 카본파이버 소재의 덮개(500)가 부풀어 오르면서 냉각수 관로(R) 내벽에 결합제에 의해 딱딱하게 고정되도록 하여 관로를 형성시키게 된다.
결합제와 일정한 압력의 공기를 투입하는 장치는 도면에 도시되어 있지는 않지만 일반적인 압축기를 사용한다.
한편, 공급부(100) 및 지지블록(470)은 상술한 제2가이더(410) 상을 직선 운동하며, 공급부(100) 및 지지블록(470)은 도 8에 도시된 바와 같이 서로 압축 스프링(490)을 매개로 연결되는 것이 바람직하다.
피스톤 실린더(482)의 압축 및 팽창에 따라 고정블록(480)이 제2가이더(410) 상을 슬라이딩 직선 왕복 운동, 고정블록(480)이 지지블록(470) 방향으로 이동하여 지지블록(470)을 밀면, 지지블록(470)이 공급부(100) 방향으로 밀리면서 압축 스프링(490)이 압축되는바, 최종 작업이 완료되면 그 복원력에 의해 지지블록(470)은 공급부(100)로부터 멀어져 항상 공급부(100)와 고정블록(480)의 중간 지점으로 복귀하게 된다.
한편, 도 9를 참조로 호스의 외주면을 따라 덮개가 감싸는 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 제1가이더(280)의 내측면에는 돌기(281)가 형성되어 있고, 호스(210)의 외주면에는 이 돌기(281)와 체결되도록 나선형 홈(282)이 마련된다.
이로 인해 호스(210)의 끝단을 제1구동모터(230)에 의해 당기면 호스(210)가 비틀림 동작을 하면서 회전을 하도록 하게 되고, 그 회전에 따라 공급부(100)에서 공급되는 덮개(500)가 호스(210)의 외주면을 감싸게 된다.
한편, 도 10을 참조로 플랙시블 호스(210)가 고정블록(480)에 체결되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
플랙시블 호스(210)가 제1구동모터(230)의 작동으로 냉각수 관로(R)를 따라 이동하면서 공급부(100)와 지지관(474)을 지나 고정블록(480)의 입구에 다다른다.
이때 도 10에 도시된 바와 같이 호스(210)의 선단부는 하향 경사진 걸림턱(211)이 형성되어 있다.
또한, 고정블록(480)은 이 걸림턱(211)에 대응되도록 그 내부에 원형의 걸림단(311)이 형성되어 있어서, 호스(210)가 고정블록(480) 내부로 이동하면서 이 걸림턱(211)과 걸림단(311)을 매개로 호스(210)와 고정블록(480)이 결합된다.
이때, 이러한 결합이 원활하게 유도될 수 있도록 호스(210)가 하방으로 처지는 것을 방지하기 위해 지지관(474)을 다수개 설치하여 호스(210)와 고정블록(480)이 결합되도록 유도할 수 있다.
한편, 도 3, 도 11 및 도 12를 참조로 본 발명인 스테이브 냉각수 관로 보수장치의 작동과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
제1구동모터(230)가 작동하여 회전릴(220)이 회전하게 되면 회전릴(220)에 감겨 있던 플렉시블 호스(210)가 풀리면서 냉각수 관로(R) 내부로 인입된다.
플렉시블 호스(210)가 풀리면서 냉각수 관로(R)를 거쳐 인출구(RO)까지 나오고, 피스톤 실린더(482)가 전진하여 지지관(474)과 지지블록(470)이 공급부(100)와 밀착된 상태에서 대기중인 고정블록(480) 내부로 이동하여 나오면 제1구동모터(230)의 작동을 멈춘다.
이때, 호스(210)의 끝단이 걸림턱(211)과 걸림단(311)의 매개로 고정블록(480)에 결합 되는데, 호스(210)의 일단부는 공급부(100) 내부에 위치하고, 그 중단부는 지지관(474) 내부에 위치하며, 그 타단부는 고정블록(480) 내부에 위치하게 된다.
이러한 구동이 되도록 제3구동모터(450)를 작동하여 기어축(460)을 회전시키고, 이러한 회전력으로 공급부(100)를 스테이브(S)에 밀착시킨다.
그 다음, 피스톤 실린더(482)를 후진시켜 호스(210)가 당겨지면서 풀려 지게 된다.
그 후, 피스톤 실린더(482)가 전진하여 호스(210)의 끝단을 밀게 되는데, 제1구동모터(230)가 회전하면서 회전릴(220)이 종전 방향과 반대 방향으로 회전하면 플렉시블 호스(210)를 다시 감게 되며, 호스(210)는 스테이브(S)의 냉각수 관로(R)로 삽입되는데, 그와 동시에 제2구동모터(115)가 회전하여 코어(112)에 감겨진 카본파이버 소재의 덮개(500)가 호스(210)의 외주면을 따라 그 길이방향으로 안착부(116)에 의해 유도되면서 감겨진다.
물론 이 과정 중에 덮개(500)가 호스(210)의 외주면에 효율적으로 감기도록 분사유닛(130)에 의해 본딩액이 분사된다.
이러한 과정으로 호스(210) 외주면에 카본파이버가 감겨 지면서 냉각수 관로를 따라 이동하는데, 호스(210) 외주면에 카본파이버 소재가 감기는 과정은 이미 설명하였지만, 호스 외주면에 형성된 나선형 홈(282)에 제1가이더(280)에 형성된 돌기(281)가 체결된 상태에서 제1구동모터(230)에 의해 호스의 끝단을 당기게 되면 호스(210)가 비틀림동작을 하면서 회전되고, 이 회전하고 있는 호스(210) 외주면에 카본파이버 소재의 덮개(500)가 감기게 된다.
이러한 과정을 통하여 호스(210)가 냉각수 관로(R)로 삽입 완료되면, 제1구동모터(230)의 작동을 멈추고, 피스톤 실린더(482) 동작도 정지한다.
한편, 지지블록(470) 및 지지관(474)은 호스(210)의 휘어짐을 방지하는데, 고정블록(480)이 피스톤 실린더(482)의 팽창 동작에 따라 이동하여 지지블록(470)을 밀게 되면 지지블록(470)이 공급부(100) 방향으로 이동하면서 압축 스프링(490)이 압축되며, 최종 작업이 완료된 이후에는 그 복원력에 의해 지지블록(470)이 공급부(100)로부터 멀어져 공급부(100)와 고정블록(480)의 중간 지점에 위치하게 된다.
카본파이버 소재의 덮개(500)가 외주면에 감싸진 호스(210)는 냉각수 관로(R)로 삽입 완료된 상태에서, 가압장치(미도시)에 의해 결합제 공급관(310)을 통하여 일정한 압력의 공기와 함께 결합제가 공급되는데, 이 결합제가 호스(210)의 외주면에 형성된 홀(H)을 따라 이동 비산 하면서 카본파이버 소재의 덮개(500)가 냉각수 관로(R) 내벽으로 팽창하면서 결합재에 의해 딱딱하게 고정되어 관로가 보수되는 것이다.
이러한 동작으로 보수가 완료되면 제3구동모터(450)가 작동하여 공급부(100)를 원위치로 복귀시키고, 피스톤 실린더(482)의 후진 동작에 의해 고정블록(480) 역시 원위치로 복귀하며,압축 스프링(490)의 복원력에 의해 지지블록(470) 역시 원 위치로 복귀한다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S : 스테이브 R : 냉각수 관로
RI : 인입구 RO : 인출구
100 : 공급부 110 : 코어유닛
111 : 하우징 112 : 코어
113 : 지지대 114 : 회전축
115 : 제2구동모터 116 : 안착부
117 : 제1롤러 118 : 제1실린더
121 : 지지롤러 200 : 유도부
210 : 플렉시블 호스 220 : 회전릴
230 : 제1구동모터 240 : 고정 플레이트
240a : 제1관통공 240b : 제2관통공
250 : 제1지지 프레임 260 : 제2지지 프레임
270 : 연결 프레임 280 : 제1가이더
300 : 확관부 310 : 결합제 공급관
400 : 조립 플레이트 410 : 제2가이더
420 : 슬라이더 430 : 돌출편
440 : 고정편 450 : 제2구동모터
460 : 기어축 470 : 지지블록
472 : 구름롤러 474 : 지지관
480 : 고정블록 482 : 피스톤 실린더
490 : 압축 스프링

Claims (15)

  1. 다수개의 홀이 형성된 호스의 외주면을 감싸는 덮개를 제공하는 공급부;
    스테이브에 형성된 냉각수 관로 내부로 상기 호스를 유도하는 유도부; 및
    상기 다수개의 홀을 따라 결합제가 이동하여 결합제와 함께 상기 덮개가 상기 냉각수 관로 내벽에 부착되도록 상기 호스 내부로 상기 결합제를 공급하는 확관부를 포함하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유도부는, 상기 호스가 권취되는 회전릴과, 상기 회전릴에 회전력을 제공하는 제1구동모터를 포함하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스테이브 외벽에 고정되며 상기 냉각수 관로의 인입구, 인출구에 각각 대응될 수 있도록 제1관통공 및 제2관통공이 각각 형성된 고정 플레이트를 더 포함하고,
    상기 유도부는, 상기 제1관통공을 사이에 두고 서로 마주보며 상기 고정 플레이트에서 각각 돌출 형성된 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임과, 상기 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임을 연결하는 연결 프레임과, 상기 연결 프레임에 설치되어 상기 호스를 안내하는 제1가이더를 더 포함하며,
    상기 회전릴은 상기 제1지지 프레임 및 제2지지 프레임에 양 측면이 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전릴의 회전축은 상기 제1지지 프레임을 관통하여 상기 제1구동모터에 결합된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이브 외벽에 고정되며 상기 냉각수 관로의 인입구, 인출구에 각각 대응될 수 있도록 제1관통공 및 제2관통공이 각각 형성된 고정 플레이트를 더 포함하고,
    상기 공급부는, 상기 호스 외주면을 따라 상기 덮개가 감기도록 상기 덮개를 제공하는 코어유닛과 상기 호스의 처짐을 방지하는 지지유닛과 상기 덮개가 상기 호스에 감기도록 본딩액을 분사하는 분사유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 코어유닛은,
    그 내부로 상기 호스가 통과할 수 있는 중공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내측면 일지점에 지지대를 매개로 상기 덮개가 감겨 있는 코어와 상기 코어와 회전축을 매개로 연결되되 상기 코어에 감긴 덮개가 상기 호스의 외주면 방향으로 이동하면서 감싸지도록 상기 코어에 회전력을 제공하는 제2구동모터 및 상기 코어의 일측에 결합되어 상기 덮개를 안내하는 안착부로 구성된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 덮개가 상기 코어에 밀착되도록 상기 덮개를 상기 코어의 외주면 방향으로 밀착시키는 제1롤러와 이 제1롤러를 전후진 시키는 제1실린더가 상기 하우징 일측에 설치된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지유닛은,
    상기 하우징의 내측면 하부에서 일정한 경사각으로 상기 호스의 양측 하단부를 지지하는 복수 개의 지지롤러로 구성된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정 플레이트에 그 일단이 결합된 조립 플레이트를 더 포함하고,
    상기 공급부는 상기 조립 플레이트에 직선 운동 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 조립 플레이트 상에는 상기 공급부가 직선 운동 가능하도록 안내하는 제2가이더가 설치되고,
    상기 공급부를 지지하되 상기 제2가이더 상에서 슬라이딩 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더 저면으로부터 돌출되어 그 일단이 상기 조립 플레이트를 관통하는 돌출편과, 상기 조립 플레이트의 일단 저면에 돌출 형성된 고정편과, 그 일단은 상기 돌출편을 관통하여 상기 고정편에 고정되고 그 타단에는 제3구동모터가 결합되며 그 외주면에는 나사산이 형성되어 상기 돌출편과 나사 결합되는 기어축을 더 포함하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 조립 플레이트 상에는 지지블록이 직선 운동 가능하게 결합되고, 상기 지지블록 상에는 중공 형상으로 형성되며 그 내벽에는 상기 호스의 외주면과 접촉하는 복수 개의 구름롤러가 회전 가능하게 결합된 지지관이 설치된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 조립 플레이트 상에는, 그 일단이 상기 호스의 타단과 연결되고 상기 호스와 내통하며 상기 조립 플레이트 상에서 직선 운동하는 고정블록이 설치되고, 상기 고정블록의 타단에는 피스톤 실린더가 결합되되,
    상기 확관부는, 상기 고정블록에 연결되어 결합제를 분사하는 결합제 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 조립 플레이트 상에는 공급부가 직선 운동 가능하도록 안내하는 제2가이더가 설치되고,
    상기 고정블록 및 지지블록은 상기 제2가이더 상에서 직선 운동하며,
    상기 공급부와 지지블록은 압축 스프링을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  13. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1가이더의 내측면에는 돌기가 형성되어 있고, 상기 호스의 외주면에는 나선형 홈을 매개로 상기 돌기와 체결되되,
    상기 호스의 회전에 따라 상기 공급부에서 공급되는 덮개가 상기 호스의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수장치.
  14. 스테이브의 파손된 냉각수 관로 내부로 호스를 삽입한 후 호스 외주면에 호스의 길이방향으로 덮개로 감싼 뒤 상기 호스 내부로 결합제를 공급하면 상기 호스의 외주면에 형성된 홀을 따라 상기 결합제가 분사되어 이 결합제에 의해 상기 덮개가 상기 냉각수 관로 내벽에 부착되는 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 냉각수 관로의 인입구로 호스를 투입하여 상기 호스의 일단을 상기 냉각수 관로의 인출구로 돌출시킨 뒤 상기 호스의 타단을 당겨 상기 덮개가 상기 호스의 외주면을 감싸게 한 뒤 상기 호스 내부로 결합제를 공급하는 것을 특징으로 하는, 스테이브 냉각수 관로 보수방법.
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