KR102278689B1 - 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치 - Google Patents

소용돌이형 열교환튜브체 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치와 제조방법을 개시한다. 구체적으로 작동유체가 유출입되는 유출입관과, 상기 유출입관의 외주면 일측에 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합된 복수개의 열교환튜브로 이루어지는 열교환 튜브체를 벤딩하여 소용돌이형 열교환튜브체를 제조하는 장치에 있어서, 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부면 일측에 수직으로 회전 가능하게 설치되고, 중공형상으로 이루어져 상기 유출입관이 삽입되며, 일측에 상기 열교환튜브가 노출되도록 슬릿이 형성된 지그부; 상기 지지프레임의 내부에 구비되고, 상기 지그부의 하단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그하단회전부; 상기 지그부의 전방에 수직으로 설치되고, 하부는 상기 지그하단회전부와 연동되며, 상부는 상기 지그부의 상단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그상단회전부; 상기 지그상단회전부의 전방에 수직으로 설치되어 상기 지그상단회전부를 승강시키는 승강부; 상기 승강부의 일측에 수직으로 설치되어 상기 지그부에 의해 회전하는 열교환 튜브들의 외측을 가압함으로써 벤딩시키는 벤딩제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

소용돌이형 열교환튜브체 제조장치{Apparatus for making swirl typed heat exchaning tube}
본 발명은 열교환튜브체 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 소용돌이형으로 감긴 복수개의 열교환튜브체를 제조하기 위해 직선형의 파이프를 벤딩할 수 있는 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치에 관한 것이다.
액화 천연 가스는 액화된 상태이므로 바로 사용이 불가능하기 때문에 열교환을 통해 기체상태인 천연가스로 변환시켜주는 기화기(Vaporizer)가 필요하다.
이와 같은 기화기를 포함해서 산업의 전 분야에서 열교환을 이용한 열교환기를 사용한다. 열교환기는 상술한 LNG와 같이 액체를 기화시키는 것 뿐 아니라, 작동유체를 가열, 냉각 또는 액화시킬 목적으로 사용한다.
대부분의 열교환기는 기본적으로 열매체와 작동유체 간의 열교환이 활발히 일어나도록 접촉면적과 접촉 시간을 높여 빠른 시간 내에 열교환이 일어나도록 하는 것이 관건이다.
이러한 목적으로 작동유체가 흐르는 열교환튜브는 지그재그형, 나선형, 코일형, 스파이럴 등의 구조로 이루어진다.
도 1은 선박용 기화기의 열교환 파이프를 나타내는 사시도이다.
구체적으로, "액화가스 저장탱크에서 열교환이 이루어지는 케이싱의 내부공간으로 길이가 연장되어 액화가스를 공급하는 액화가스 공급관(11)과, 케이싱의 내부공간에서 외부로 길이가 연장되어 기화된 가스를 외부로 배출하는 기화가스 배출관(12)과, 액화가스 공급관의 관말부와 기화가스 배출관의 관말부에서 동축방향으로 유체연통 가능하게 길이가 연장되는 관형상의 매니폴드 및 액화가스 공급관의 관말부에 배치된 매니폴드와 기화가스 배출관의 관말부에 배치된 매니폴드 사이에 유체연통 가능하도록 게재되어 기화공간을 제공하는 다수의 열교환 파이프(13)"를 포함하여 이루어진다.
도시된 열교환 파이프(튜브)는 중심에서 외측방향으로 나선형으로 회전하면서 반경이 커지는 소용돌이 형상을 가진다.
그러나 아래 선행기술에 공개된 것은 대부분 코일형상의 열교환 튜브를 제조하기 위한 것이어서, 소용돌이형 열교환 튜브를 제조하기 위한 장치와 방법이 요구된다.
그리고 선행기술의 경우 직선형의 파이프 1개씩 벤딩하는 것이 대부분이어서 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 열교환 튜브가 적층된 열교환튜브체(10)를 일시에 벤딩하는 장치는 제안된 바가 없었다.
대한민국 등록특허 10-1070752(2011.9.29.) "코일형 열교환기관 제조장치" 대한민국 등록특허 10-1648025(2016.8.8.) "배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기 및 그 제조방법" 대한민국 공개특허 10-2014-0148008(2014.12.31.) "파이프 벤딩장치" 대한민국 공개특허 10-2012-0042392(2012.5.3.) "코일형 열교환기 제조방법"
이에 본 발명은 상술한 종래의 문제를 해결하기 위해 제안한 것으로서, 본 발명의 목적은 작동유체의 유출입관 외주면 양측에 복수개의 직선형 열교환 튜브가 결합된 열교환 튜브체를 벤딩하여 소용돌이형 열교환 튜브체를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치는, 작동유체가 유출입되는 유출입관과, 상기 유출입관의 외주면 일측에 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합된 복수개의 열교환튜브로 이루어지는 열교환 튜브체를 벤딩하여 소용돌이형 열교환튜브체를 제조하는 장치에 있어서, 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부면 일측에 수직으로 회전 가능하게 설치되고, 중공형상으로 이루어져 상기 유출입관이 삽입되며, 일측에 상기 열교환튜브가 노출되도록 슬릿이 형성된 지그부; 상기 지지프레임의 내부에 구비되고, 상기 지그부의 하단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그하단회전부; 상기 지그부의 전방에 수직으로 설치되고, 하부는 상기 지그하단회전부와 연동되며, 상부는 상기 지그부의 상단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그상단회전부; 상기 지그상단회전부의 전방에 수직으로 설치되어 상기 지그상단회전부를 승강시키는 승강부; 상기 승강부의 일측에 수직으로 설치되어 상기 지그부에 의해 회전하는 열교환 튜브들의 외측을 가압함으로써 벤딩시키는 벤딩제어부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 지그부는, 중공형상을 이루어 상기 유출입관이 삽입되고 일측에 길이방향을 따라 절개된 슬릿이 형성되어 상기 열교환튜브가 각각이 외부로 노출되게 하며 상단과 하단에는 각각 단면이 다각형을 이루는 상단키와 하단키가 돌출되는 지그봉과, 중앙에 상기 상단키와 하단키가 관통하면서 상기 지그봉의 상단과 하단에 체결되어 분할된 상기 지그봉을 조여주는 조임판과, 상기 상단키와 하단키에 각각 맞춤 체결되는 상단키캡과 하단키캡을 포함하여 이루어질 수 있다.
또 다르게 상기 지그부는, 중공형상을 이루어 상기 유출입관이 삽입되고 일측에 길이방향을 따라 절개된 슬릿이 형성되어 상기 열교환튜브가 각각이 외부로 노출되게 하며 상단과 하단에는 각각 단면이 원형을 이루고 중앙에 키홈이 형성되는 상단헤드와 하단헤드가 돌출되는 지그봉과, 중앙에 상기 상단헤드와 하단헤드가 관통하면서 상기 지그봉의 상단과 하단에 체결되어 분할된 상기 지그봉을 조여주는 조임판과, 상기 상단헤드와 하단헤드에 각각 맞춤 체결되는 상단헤드캡과 하단헤드캡을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고 상기 지그하단회전부는, 상기 지지프레임의 상부면에 하향 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 결합된 구동스프라켓과, 상기 구동체인에 의해 상기 구동스프라켓과 연동되는 종동스프라켓과, 상기 종동스프라켓과 같은 축에 결합되고 상부면에 상기 지그부의 하단이 끼움 장착될 수 있는 장착홈이 형성된 하부커플러를 포함하여 이루어질 수 있다.
또 상기 지그상단회전부는, 상기 종동스프라켓과 같은 축에 결합되어 함께 회전하는 제1전달스프라켓과, 제1전달체인에 의해 상기 제1전달스프라켓과 연동되는 제2전달스프라켓과, 하단이 상기 제2전달스프라켓의 중심에 수직으로 결합되고 상부에 일정 높이에 걸쳐 스플라인부가 형성된 전달축과, 내주면이 상기 스플라인부에 내접되는 제3전달스프라켓과, 제2전달체인에 의해 상기 제3전달스프라켓과 연동되는 제4전달스프라켓과, 상기 제4전달스프라켓과 동축에 결합되어 회전하고 하부면에 상기 지그부의 상단이 끼움 장착될 수 있는 장착홈이 형성된 상부커플러를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 승강부는, 상기 지지프레임의 상부면에 수직 설치되는 승강타워와, 상기 승강타워의 일측면에 상하로 배열되는 한 쌍의 승강레일과, 상기 승강레일에 각각 안착되어 승강하는 승강슬라이더와, 상기 승강슬라이더에 결합되어 승강하고 상기 지그상단회전부와 결합되어 상기 지그상단회전부를 승강시키는 승강판과, 상기 승강타워의 측면에 고정되는 승강모터와, 상기 승강모터에 의해 회전하는 승강스크류와, 상기 승강판에 결합되고 상기 승강스크류가 관통하면서 나사 결합되는 승강블럭을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 벤딩제어부는, 상기 지그부와 승강부 사이에 수직으로 배치되는 가압롤러와, 상기 가압롤러를 회전 가능하게 지지하고 수직으로 배치되는 벤딩판과, 상기 벤딩판의 측면의 상단과 하단에 각각 수평으로 배열되는 한 쌍의 벤딩레일과, 상기 벤딩판의 측면에 벤딩레일 사이에 고정되는 슬라이딩블록과, 상기 승강부의 측면에 고정되고 각각 상기 벤딩레일에 안착되는 고정슬라이더와, 상기 승강부의 후측에 설치되는 벤딩모터와, 일단이 상기 벤딩모터의 축에 결합되고 타단이 상기 슬라이딩블록을 관통하면서 나사 결합되는 벤딩스크류를 포함하여 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 직선형의 열교환튜브를 개별적으로 벤딩하여 유출입관과 연결하는 방식이 아니라 유출입관에 먼저 결합시킨 상태에서 일시에 벤딩시켜 소용돌이형 열교환튜브체를 제조할 수 있으므로 생산성이 뛰어나고 각 열교환튜브들이 일정하고 균일하게 벤딩 성형된다.
그리고 다양한 직경과 크기를 가지는 소용돌이형 열교환튜브체를 생산할 수 있다. 즉, 상기 가압롤러의 이송거리를 길게 하여 상대적으로 큰 직경의 열교환튜브체를 생산할 수 있고, 상대적으로 긴 지그봉을 사용하고 승강부를 조절함으로써 높이가 상대적으로 긴 열교환튜브체도 생산할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 선박용 기화기의 열교환 파이프를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도
도 3a는 도 2에 도시된 본 발명의 지그부의 일 구조를 나타내는 분해사시도
도 3b는 도 2에 도시된 본 발명의 지그부의 다른 구조를 나타내는 분해사시도
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 지그하단회전부 및 지그상단회전부의 내부구조를 나타내는 확대사시도
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 벤딩제어부를 나타내는 확대사시도
도 6은 본 발명의 작동상태도
이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 열교환기나 기화기에 필수적으로 설치되는 열교환튜브를 제조하는 장치로서, 구체적으로 작동유체가 유입되거나 배출되는 유출입관의 외주면으로부터 다수개의 직선형 열교환튜브들이 연결된 것을 벤딩시켜 소용돌이형 열교환튜브체를 성형하는 제조장치에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 크게, 지지프레임(100), 지그부(200), 지그하단회전부(300), 지그상단회전부(400), 승강부(500) 및 벤딩제어부(600)를 포함해서 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다. 여기서, 청색의 원은 제조되는 소용돌이형 열교환튜브체의 형상 및 크기를 나타내는 선을 의미한다.
먼저, 상기 지지프레임(100)에 대해 설명한다.
상기 지지프레임(100)은 지면이나 바닥에 구비되고, 다른 모든 구성들이 내부 혹은 외부에 설치될 수 있는 공간을 제공한다.
상기 지지프레임(100)은 복수개의 프레임들이 단부간 연결되어 장방형의 골격을 이루거나 도시된 바와 같이 케이스 구조로 이루어질 수 있다.
다음으로 도 3을 함께 참조하여 상기 지그부에 대해 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 지그부의 구조를 나타내는 분해사시도이다.
상기 지그부(200)는 도 3a에 도시된 바를 참조하면, 상기 유출입관(11)을 고정하고 직선형의 열교환튜브(13)를 회전시키는 구성으로서, 지그봉(210)과 조임판(220)과 상단키캡(230) 및 하단키캡(240)으로 구성된다.
상기 지그봉(210)은 도시된 바와 같이 원형봉 형상으로 이루어지되, 상기 유출입관(11)이 삽입되어 수용될 수 있도록 내부가 빈 중공형상을 이룬다.
그리고 상기 지그봉(210)의 일측에는 길이방향을 따라 절개된 형상의 슬릿(211)이 형성된다. 상기 슬릿(211)은 도시된 바와 같이 양측에 형성될 수 있다.
즉, 상기 지그봉(210)이 두개로 분할된 구조를 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 두개 이상으로 분할된 구조도 될 수 있다.
상기 슬릿(211)은 상기 유출입관(11)의 외주면에 일렬로 연결된 상기 열교환튜브들이 외부로 노출되게 한다.
또 상기 지그봉(210)의 상단과 하단에는 각각 단면이 다각형을 이루는, 예를 들어 사각형 또는 육각형 등의 단면을 가지는 상단키(212)와 하단키(213)가 형성된다.
물론 상기 상단키(212)와 하단키(213)도 상기 지그봉(210)으로부터 연장 형성되므로 일측 또는 양측에 상기 슬릿(211)이 형성되고, 상기 유출입관(11)이 관통하도록 중공형상을 이룬다.
상기 조임판(220)은 중앙에 다각형의 홀이 형성된 와셔 형상을 이루어, 상기 상단키(212)와 하단키(213)가 관통하면서 상기 지그봉(210)의 상단 또는 하단에 안착된다.
그리고 상기 조임판(220)의 가장자리를 따라 체결공이 형성되어 상기 지그봉(210)의 상단 또는 하단에 체결될 수 있다.
또 상기 상단키캡(230)과 하단키캡(240)은 상기 상단키(212)와 하단키(213)에 각각 맞춤 체결되는 것으로 상기 조임판(220)과 함께 상기 지그봉(210)의 벌어짐을 방지하고 상기 지그봉(210) 내부에 삽입된 유출입관(11)을 조여주면서 고정한다.
그리고 상기 상단키캡(230)과 하단키캡(240)은 후술하는 상기 지그하단회전부(300)와 지그상단회전부(400)에 형성된 장착홈에 상기 상단키(212)와 하단키(213)가 삽입될 때 끼움 결합될 수 있도록 지지할 수 있다.
상기 상단키캡(230)과 하단키캡(240)은 상기 상단키(212)와 하단키(213)에 대응되는 형상으로 이루어지는 관 형상으로 이루어진다. 즉, 단면이 다각형으로 이루어진다.
한편, 상기 지그부의 다른 실시 예가 도 3b에 도시된다.
상기 지그부는 지그봉(210)과 조임판(220)과 상단헤드캡(230) 및 하단헤드캡(240)으로 구성될 수 있다.
상기 지그봉은 상술한 바와 대동소이하나, 상기 지그봉(210)의 상단과 하단에는 각각 단면이 원형을 이루는 상단헤드(214)와 하단헤드(215)가 형성된다.
물론 상기 상단헤드(214)와 하단헤드(215)도 상기 지그봉(210)으로부터 연장 형성되므로 일측 또는 양측에 상기 슬릿(211)이 형성되고, 상기 하단헤드(215)의 하부면과, 상기 상단헤드(214)의 상부면에 키홈(214a)이 형성된다.
상기 키홈(214a)은 각각 후술하는 하부커플러(350)와 상부커플러(480)에 형성된 장착홈 내부에 돌출된 키와 키결합되어 상기 지그봉(210)이 상기 하부커플러(350)와 상부커플러(480)에 장착되게 한다.
상기 조임판(220)은 중앙에 원형홀이 형성된 와셔 형상을 이루어, 상기 상단헤드(214)와 하단헤드(215)가 관통하면서 상기 지그봉(210)의 상단과 하단에 안착된다.
그리고 상기 조임판(220)의 가장자리를 따라 체결공이 형성되어 상기 지그봉(210)의 상단 또는 하단에 체결될 수 있다.
또 상기 상단헤드캡(250)과 하단헤드캡(260)은 상기 상단헤드(214)와 하단헤드(215)에 각각 맞춤 체결되는 것으로 상기 조임판(220)과 함께 상기 지그봉(210)의 벌어짐을 방지하고 상기 지그봉(210) 내부에 삽입된 유출입관(11)을 조여주면서 고정한다.
그리고 상기 상단헤드캡(250)과 하단헤드캡(260)은 후술하는 상기 지그하단회전부(300)의 하부커플러(350)와 지그상단회전부(400)의 상부커플러(480)에 형성된 장착홈에 맞춤 삽입되도록 지지할 수 있다.
다음으로 도 4를 함께 참조하여 상기 지그하단회전부에 대해 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 지그하단회전부 및 지그상단회전부의 내부구조를 나타내는 확대사시도이다.
상기 지그하단회전부(300)는 상기 지그봉(210)의 하단을 회전 구동시키는 구성으로서, 구동모터(310), 구동스프라켓(320), 종동스프라켓(330), 하부커플러(350)를 포함해서 구성될 수 있다.
상기 구동모터(310)는 상기 지지프레임(100)의 일측 상부면에 하향 설치된다. 즉, 상기 구동모터(310)의 구동축이 하향하면서 상기 지지프레임(100)의 내부로 인입된다.
그리고 상기 구동모터(310)의 구동축에 상기 구동스프라켓(320)이 결합되어 상기 지지프레임(100)의 내부에 설치되어 회전된다.
또 상기 구동스프라켓(320)의 일측, 구체적으로 상기 지그봉(210)의 직하방에 종동스프라켓(330)이 회전 가능하게 설치된다.
상기 구동스프라켓(320)과 종동스프라켓(330)은 구동체인(340)에 의해 연동된다.
또한, 상기 하부커플러(350)는 상기 지그봉(210)과 상기 종동스프라켓(330)을 연결시키기 위한 것으로서, 상기 종동스프라켓(330)과 동일한 축에 결합되어 함께 회전하고, 상기 하부커플러(350)의 상부면에 다각형의 장착홈이 형성된다.
따라서, 상기 지그봉(210)의 하단, 다시 말해서 상기 하단키캡(240)이 상기 하부커플러(350)의 장착홈에 끼움 장착되어 상기 종동스프라켓(330)의 회전에 의해 상기 지그봉(210)의 하단이 회전구동된다.
다음으로 상기 지그상단회전부(400)에 대해 설명한다.
상기 지그상단회전부(400)는 상기 지그하단회전부(300)에 연동되어 상기 지그봉(210)의 상단을 회전 구동하는 구성으로서, 제1전달스프라켓(410), 제2전달스프라켓(430), 전달축(440), 제3전달스프라켓(450), 제4전달스프라켓(470), 상부커플러(480)를 포함해서 구성될 수 있다.
상기 제1전달스프라켓(410)은 상기 종동스프라켓(330)과 동일한 축에 결합되어 함께 회전한다. 이때, 상기 제1전달스프라켓(410)은 상기 하부커플러(350)와 종동스프라켓(330) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1전달스프라켓(410)과 이격되어 제2전달스프라켓(430)이 설치되고, 상기 제1전달스프라켓(410)과 제2전달스프라켓(430)은 제1전달체인(420)에 의해 연동된다.
또 상기 상기 제2전달스프라켓(430)의 중심에 전달축(440)이 결합된다.
상기 전달축(440)은 하단에 상기 제2전달스프라켓(430)이 결합되고, 상기 지지프레임(100)의 상측에 수직, 설치되며, 상단은 별도의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다.
그리고 상기 전달축(440)의 상단 일부에는 스플라인부(441)가 형성된다. 이것은 상기 지그하단회전부(300)로부로부터 상기 지그상단회전부(400)로 동력을 전달하기 위함이다.
이때, 상기 스플라인부(441)는 일정 높이만큼만 형성되는데, 이것은 제조하고자 하는 소용돌이형 열교환튜브체(10)의 높이가 달라질 수 있으므로 이에 대응하여 상기 지그상단회전부(400)를 승강시키더라도 동력이 잘 전달되도록 하기 위한 구조이다.
또 상기 전달축(440)의 스플라인부(441)에는 제3전달스프라켓(450)이 연동된다.
상기 제3전달스프라켓(450)의 중앙 내주면에 스플라인이 형성되고, 상기 전달축(440)의 스플라인부(441)가 관통하면서 내접하게 된다.
따라서, 상기 전달축(440)의 회전에 의해 상기 제3전달스프라켓(450)은 회전하게 되고, 또 상기 제3전달스프라켓(450)이 승강하더라도 상기 스플라인부(441)가 계속 연동된 상태를 유지하므로 동력은 단절되지 않는다.
상기 제3전달스프라켓(450)의 일측에는 이격되어 제4전달스프라켓(470)이 설치되고, 상기 제3전달스프라켓(450)과 제4전달스프라켓(470)은 제2전달체인(460)에 의해 연동된다.
그리고 상기 제4전달스프라켓(470)의 중심에는 동일한 축에 의해 상부커플러(480)와 결합된다. 따라서, 상기 상부커플러(480)도 함께 회전하게 된다.
이때, 상기 상부커플러(480)의 하부면에 상기 하부커플러(350)의 장착홈과 같은 다각형의 장착홈이 오목하게 형성된다.
상기 상부커플러(480)의 장착홈에는 상기 지그봉(210)의 상단, 다시 말해서 상기 상단키(212) 및 상단키캡(230)이 끼움 장착된다.
따라서, 상기 지그하단회전부(300)는 상기 지그봉(210)의 하단을, 상기 지그상단회전부(400)는 상기 지그봉(210)의 상단을 동시에 회전시키게 된다.
참고로, 상기 지그상단회전부(400)는 별도의 지지케이스(490) 내외부에 의해 설치되어 지지될 수 있다.
다음으로 상기 승강부(500)에 대해 설명한다.
상기 승강부(500)는 상기 지그상단회전부(400)를 승강시키기 위한 구성으로서, 크게 승강타워(510), 승강레일(520), 승강슬라이더(530), 승강판(540), 승강모터(550), 승강스크류(560), 승강블럭(570)을 포함해서 구성될 수 있다.
상기 승강타워(510)는 상기 지지프레임(100)의 상부면에 수직으로 설치되는 구조물이다. 사각빔 형상일 수 있고 제조하는 소용돌이형 열교환튜브체(10)의 높이보다 더 높게 구비된다.
상기 승강타워(510)의 정면에 승강레일(520) 한 쌍이 이격되어 세로로 배열된다.
그리고 상기 승강레일(520)에는 각각 승강슬라이더(530)가 안착되어 상기 승강레일(520)을 따라 상하로 왕복 이동하게 된다.
또 상기 승강슬라이더(530)에는 승강판(540)이 결합된다.
상기 승강판(540)은 판재 형상으로 이루어지고 상기 지지케이스(490)의 일단이 결합되어 상기 승강판(540)의 승강에 의해 상기 지지케이스(490)가 승강된다.
또한, 상기 승강판(540)의 측면에는 승강블럭(570)이 결합된다. 상기 승강블럭(570)은 홀이 형성되고 홀 내주면에 암나사산이 형성된다.
한편, 상기 승강타워(510)의 일측면에는 승강모터(550)가 고정, 설치된다.
그리고 상기 승강모터(550)의 축에는 감속기에 의해 감속 회전하는 승강스크류(560)가 연결된다. 상기 승강스크류(560)는 수직으로 구비되어 상기 승강블럭(570)을 관통하면서 나사 결합된다.
따라서, 상기 승강모터(550)의 정회전 또는 역회전에 의한 상기 승강스크류(560)의 회전으로 상기 승강판(540)은 승강할 수 있다.
다음으로 도 5를 함께 참조하여 상기 벤딩제어부(600)에 대해 설명한다. 도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 벤딩제어부를 나타내는 확대사시도이다.
상기 벤딩제어부(600)는 상기 지그부(200)의 일측에 수직으로 설치되어 상기 지그부(200)에 의해 회전하는 열교환튜브(13)들을 가압하여 소용돌이형으로 벤딩시키는 구성이다.
상기 벤딩제어부(600)는 가압롤러(610), 벤딩판(620), 벤딩레일(630), 슬라이딩블록(640), 고정슬라이더(650), 벤딩모터(660) 및 벤딩스크류(670)를 포함한다.
상기 승강타워(510)의 타측면에 상기 고정슬라이더(650) 한 쌍이 상하로 이격되어 고정된다.
그리고 상기 고정슬라이더(650) 사이에 슬라이딩블록(640)이 고정 설치된다. 상기 슬라이딩블록(640)은 중앙에 홀이 형성되며 홀의 내주면에 암나사산이 형성된다.
또 상기 고정슬라이더(650)에는 각각 벤딩레일(630)이 안착된다.
이때 상기 벤딩레일(630)은 벤딩판(620)에 측면에 결합된다. 따라서, 상기 벤딩판(620)과 벤딩레일(630)은 수평으로 왕복 이송이 가능하다.
상기 벤딩판(620)의 전단에는 상기 가압롤러(610)가 수직으로 설치된다. 이때, 상기 가압롤러(610)는 회전 가능하게 구비된다.
상기 벤딩판(620)의 왕복 이송하기 위해 상기 슬라이딩블록(640)을 관통하여 벤딩스크류(670)가 나사 결합된다.
그리고 상기 벤딩스크류(670)는 상기 승강타워(510)의 후측면에 고정, 설치되는 벤딩모터(660)에 의해 회전 구동된다.
따라서, 상기 벤딩모터(660)의 구동에 의해 상기 벤딩스크류(670)가 정회전 또는 역회전함으로써 상기 벤딩판(620)과 가압롤러(610)가 전진 또는 후진할 수 있게 된다.
이하에서는 도 1과 도 6을 함께 참조하여 본 발명의 작동과정을 설명한다.
여기서, 도 1은 최종적으로 제조가 완료된 열교환튜브체를 나타내고, 도 6은 본 발명의 작동상태도이다.
먼저, 유출입관(11)의 외주면에 길이방향을 따라 일렬로 복수개의 열교환튜브(13)들이 연결된 것을 준비하여, 상기 유출입관(11)을 상기 지그봉(210) 내부에 삽입시키되, 상기 슬릿(211)을 통해 상기 열교환튜브(13)들이 외부로 노출되도록 삽입한다.
그리고 상기 지그봉(210)의 상단키(212)와 하단키(213)에 각각 조임판(220)을 체결하고, 상단키캡(230) 및 하단키캡(240)을 끼움 결합시킨 후 상기 지그봉(210)의 하단키(213)와 하단키캡(240)을 상기 하부커플러(350)의 장착홈에 삽입, 장착한다.
또 상기 승강부(500)를 작동시켜 상기 지그상단회전부(400)가 하강시키고, 상기 상부커플러(480)의 장착홈에 상기 지그봉의 상단키(212)와 상단키캡(230)이 삽입, 장착되도록 한다.
이때, 상기 슬릿(211)을 통해 노출된 열교환튜브(13)들은 상기 가압롤러(610)와 지그봉(210) 사이에 위치하면서 상기 가압롤러(610)에 접촉된다.
이 상태에서 상기 지그하단회전부(300)를 작동시키면, 이에 연동된 상기 지그상단회전부(400)가 함께 작동되면서 상기 지그봉(210)의 상단과 하단을 동시에 회전 구동시킨다.
따라서, 상기 지그봉(210)이 회전하게 되고, 고정된 상기 열교환튜브(13)들도 함께 회전하게 된다.
여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지그봉(210)의 일측에 구비된 상기 가압롤러(610)가 전진한 상태에서 시작하게 된다. 즉, 상기 가압롤러(610)가 상기 지그봉(210)에 인접한 상태에서 상기 지그봉(210)이 회전하면 상기 열교환튜브(13)의 내측부터 벤딩이 시작된다.
그리고 상기 벤딩모터(660)의 구동으로 상기 벤딩스크류(670)가 회전하면 상기 벤딩판(620)이 후진하면서 상기 가압롤러(610)도 일정한 속도로 후진하게 된다.
즉, 상기 가압롤러(610)는 상기 지그봉(210)으로부터 점진적으로 멀어지게 되면서 상기 열교환튜브(13)들은 초기에 곡률이 크게 벤딩되다가 점차 곡률은 점차 곡률이 작게 형성되도록 벤딩된다.
따라서, 상기 지그봉(210)의 회전 구동과 상기 가압롤러(610)의 직진 후진 이송의 상대적인 운동에 의해 상기 열교환튜브(13)들은 내측에서 외측으로 갈수록 곡률이 커지면서 소용돌이형으로 벤딩 성형되어 소용돌이형 열교환튜브체(10)가 완성된다.
추가로 본 발명은 도시된 바와 같이 지그부와 승강부 및 벤딩제어부가 지면으로부터 수직으로 설치된 실시 예를 가지고 설명했으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 말해서, 상기 지그부(200), 승강부(500) 및 벤딩제어부(600)가 수평으로 설치된 구조로 사용될 수 있다. 이를 위해서, 상기 지그부(200)와 승강부(500) 및 벤딩제어부(600)를 수평으로 지지할 수 있도록 상기 지지프레임(100)의 구조가 일부 변경될 수 있다.
그리고 상기 지지프레임(100)의 내부에 설치된 동력전달구성도 상기 지지프레임(100)의 변경구조에 맞도록 재배치될 수 있다.
그러나 이렇게 하더라도 본 발명의 메커니즘과 구성들에 변경이 없으므로 본 발명의 보호범위에 포함됨을 일러둔다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 지지프레임
200 : 지그부 210 : 지그봉
211 : 슬릿 212 : 상단키
213 : 하단키 214 : 상단헤드
214a : 키홈 215 : 하단헤드
215a : 키홈 220 : 조임판
230 : 상단키캡 240 : 하단키캡
250 : 상단헤드캡 260 : 하단헤드캡
300 : 지그하단회전부 310 : 구동모터
320 : 구동스프라켓 330 : 종동스프라켓
340 : 구동체인 350 : 하부커플러
400 : 지그상단회전부 410 : 제1전달스프라켓
420 : 제1전달체인 430 : 제2전달스프라켓
440 : 전달축 441 : 스플라인부
450 : 제3전달스프라켓 460 : 제2전달체인
470 : 제4전달스프라켓 480 : 상부커플러
490 : 지지케이스
500 : 승강부 510 : 승강타워
520 : 승강레일 530 : 승강슬라이더
540 : 승강판 550 : 승강모터
560 : 승강스크류 570 : 승강블럭
600 : 벤딩제어부 610 : 가압롤러
620 : 벤딩판 630 : 벤딩레일
640 : 슬라이딩블록 650 : 고정슬라이더
660 : 벤딩모터 670 : 벤딩스크류
10 : 소용돌이형 열교환튜브체 11 : 유출입관
12 : 유입출관 13 : 열교환튜브

Claims (7)

  1. 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부면 일측에 수직으로 회전 가능하게 설치되고, 중공형상으로 이루어져 상기 유출입관이 삽입되며, 일측에 상기 열교환튜브가 노출되도록 슬릿이 형성된 지그부; 상기 지지프레임의 내부에 구비되고, 상기 지그부의 하단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그하단회전부; 상기 지그부의 전방에 수직으로 설치되고, 하부는 상기 지그하단회전부와 연동되며, 상부는 상기 지그부의 상단과 연동되어 상기 지그부를 회전 구동하는 지그상단회전부; 상기 지그상단회전부의 전방에 수직으로 설치되어 상기 지그상단회전부를 승강시키는 승강부; 상기 승강부의 일측에 수직으로 설치되어 상기 지그부에 의해 회전하는 열교환 튜브들의 외측을 가압함으로써 벤딩시키는 벤딩제어부;를 포함하여 이루어져, 작동유체가 유출입되는 유출입관과 상기 유출입관의 외주면 일측에 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합된 복수개의 열교환튜브로 이루어지는 열교환 튜브체를 벤딩하는 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치에 있어서,
    상기 지그하단회전부는,
    상기 지지프레임의 상부면에 하향 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 결합된 구동스프라켓과, 구동체인에 의해 상기 구동스프라켓과 연동되는 종동스프라켓과, 상기 종동스프라켓과 같은 축에 결합되고 상부면에 상기 지그부의 하단이 끼움 장착될 수 있는 장착홈이 형성된 하부커플러를 포함하여 이루어지고,
    상기 지그상단회전부는,
    상기 종동스프라켓과 같은 축에 결합되어 함께 회전하는 제1전달스프라켓과, 제1전달체인에 의해 상기 제1전달스프라켓과 연동되는 제2전달스프라켓과, 하단이 상기 제2전달스프라켓의 중심에 수직으로 결합되고 상부에 일정 높이에 걸쳐 스플라인부가 형성된 전달축과, 내주면이 상기 스플라인부에 내접되는 제3전달스프라켓과, 제2전달체인에 의해 상기 제3전달스프라켓과 연동되는 제4전달스프라켓과, 상기 제4전달스프라켓과 동축에 결합되어 회전하고 하부면에 상기 지그부의 상단이 끼움 장착될 수 있는 장착홈이 형성된 상부커플러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그부는,
    중공형상을 이루어 상기 유출입관이 삽입되고 일측에 길이방향을 따라 절개된 슬릿이 형성되어 상기 열교환튜브가 각각이 외부로 노출되게 하며 상단과 하단에는 각각 단면이 다각형을 이루는 상단키와 하단키가 돌출되는 지그봉과, 중앙에 상기 상단키와 하단키가 관통하면서 상기 지그봉의 상단과 하단에 체결되어 분할된 상기 지그봉을 조여주는 조임판과, 상기 상단키와 하단키에 각각 맞춤 체결되는 상단키캡과 하단키캡을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환 튜브체 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그부는,
    중공형상을 이루어 상기 유출입관이 삽입되고 일측에 길이방향을 따라 절개된 슬릿이 형성되어 상기 열교환튜브가 각각이 외부로 노출되게 하며 상단과 하단에는 각각 단면이 원형을 이루고 중앙에 키홈이 형성되는 상단헤드와 하단헤드가 돌출되는 지그봉과, 중앙에 상기 상단헤드와 하단헤드가 관통하면서 상기 지그봉의 상단과 하단에 체결되어 분할된 상기 지그봉을 조여주는 조임판과, 상기 상단헤드와 하단헤드에 각각 맞춤 체결되는 상단헤드캡과 하단헤드캡을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환 튜브체 제조장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 지지프레임의 상부면에 수직 설치되는 승강타워와, 상기 승강타워의 일측면에 상하로 배열되는 한 쌍의 승강레일과, 상기 승강레일에 각각 안착되어 승강하는 승강슬라이더와, 상기 승강슬라이더에 결합되어 승강하고 상기 지그상단회전부와 결합되어 상기 지그상단회전부를 승강시키는 승강판과, 상기 승강타워의 측면에 고정되는 승강모터와, 상기 승강모터에 의해 회전하는 승강스크류와, 상기 승강판에 결합되고 상기 승강스크류가 관통하면서 나사 결합되는 승강블럭을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환 튜브체 제조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤딩제어부는,
    상기 지그부와 승강부 사이에 수직으로 배치되는 가압롤러와, 상기 가압롤러를 회전 가능하게 지지하고 수직으로 배치되는 벤딩판과, 상기 벤딩판의 측면의 상단과 하단에 각각 수평으로 배열되는 한 쌍의 벤딩레일과, 상기 벤딩판의 측면에 벤딩레일 사이에 고정되는 슬라이딩블록과, 상기 승강부의 측면에 고정되고 각각 상기 벤딩레일에 안착되는 고정슬라이더와, 상기 승강부의 후측에 설치되는 벤딩모터와, 일단이 상기 벤딩모터의 축에 결합되고 타단이 상기 슬라이딩블록을 관통하면서 나사 결합되는 벤딩스크류를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소용돌이형 열교환튜브체 제조장치.
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