KR20220002662A - 비원형 플레이트의 용접 장치 및 비원형 플레이트 구조체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트의 용접 장치는, 적층된 복수의 비원형 플레이트를 파지하여 회전 가능하게 지지하는 척과, 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 외주연부를 용접하기 위한 용접 토치와, 고정 실드 박스와, 당해 고정 실드 박스와 더불어 상기 용접 토치를 둘러싸는 실드 공간을 형성하도록, 상기 용접 토치에 대해서 위치 조정 가능한 가동 실드 박스를 구비한다.

Description

비원형 플레이트의 용접 장치 및 비원형 플레이트 구조체의 제조 방법

본 개시는, 비(非)원형 플레이트의 용접 장치 및 비원형 플레이트 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 쉘 앤드 플레이트형 열교환기에 설치되는 열교환부로서 이용되는 플레이트 구조체의 구성이 개시되어 있다. 이 플레이트 구조체는, 동일한 외형을 갖고 2개의 냉매 유통 구멍을 갖는 다수의 플레이트가 적층되어 구성된다. 플레이트 구조체의 제조 방법은, 특허문헌 1의 도 13에 개시되어 있는 바와 같이, 우선, 한 쌍의 플레이트를 당해 냉매 유통 구멍의 주연부에서 접합하여 페어 플레이트를 형성한다. 다음으로, 이 페어 플레이트를 복수 적층 배치하고, 당해 페어 플레이트 간에 서로 대향 배치된 플레이트의 외주연들을 접합하여, 적어도 2조의 페어 플레이트로 구성된 플레이트 구조체를 제조한다. 제조된 플레이트 구조체를 상기 열교환부로서 이용했을 때, 각 플레이트의 표면측을 흐르는 제1 냉매와 이면측을 흐르는 제2 냉매가 열교환을 행하도록 이들 냉매의 유로가 형성된다.

특허문헌 2에는, 외주연의 곡률이 둘레 방향으로 상이한 비원형 플레이트를 이용하여 플레이트 구조체를 제조하는 용접 장치가 개시되어 있다. 이 용접 장치는, 적층된 복수의 비원형 플레이트를 각 플레이트를 둘레 방향으로 회전시키면서, 플레이트의 외주연들을 용접 토치로 용접한다. 비원형 플레이트의 경우, 외주연의 곡률이 둘레 방향으로 상이하기 때문에 용접부에 외기가 침입하기 쉽고, 실드 가스에 의한 가스 실드 효과를 상시 유지하기 어렵다. 특허문헌 2에 개시된 용접 장치는, 고정 노즐과 방향을 변경 가능한 가동 노즐을 구비하는 실드 노즐에 의해서, 가스 실드 효과를 얻도록 하고 있다.

일본국 특허 제5690532호 공보(도 13) 재공표 WO2018-066137호 공보

특허문헌 2에 개시된 용접 장치는, 용접부에 대해서 적층된 복수의 플레이트의 회전 방향 하류측에만 실드 노즐이 설치되어 있기 때문에, 용접부의 상류측에서 가스 실드 효과가 저하할 우려가 있다. 또, 플레이트 적층체의 회전 방향 하류측에서도, 고정 노즐과 가동 노즐 사이로부터 외기가 용접부에 침입할 우려가 있으며, 이 침입 공기에 의해서 가스 실드 효과가 저하할 우려가 있다.

본 개시에 따르는 일실시 형태는, 외형이 진원(眞円)이 아닌 비원형 플레이트를 복수 적층하고, 서로 이웃하는 비원형 플레이트의 외주연들을 용접하는 경우에, 실드 가스에 의한 용접부의 가스 실드 효과를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 개시에 따르는 일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트의 용접 장치는,

적층된 복수의 비원형 플레이트를 파지하여 회전 가능하게 지지하는 척과,

상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 서로 이웃하는 비원형 플레이트의 외주연들을 용접하기 위한 용접 토치와,

고정 실드 박스와,

당해 고정 실드 박스와 더불어 상기 용접 토치를 둘러싸는 실드 공간을 형성하도록, 상기 용접 토치에 대해서 위치 조정 가능한 가동 실드 박스를 구비한다.

본 명세서에서 「비원형 플레이트」란, 외주연이 진원형과 같이 둘레 방향으로 동일한 곡률을 갖는 원호로 구성되는 것이 아닌, 외주연이 둘레 방향으로 상이한 곡률을 갖는 형상의 플레이트를 말한다. 예를 들어, 척에 의해서 회전될 때, 타원형의 플레이트 등과 같이, 회전 중심으로부터 외주연까지의 거리가 둘레 방향으로 상이한 형상의 플레이트이다. 또한, 타원형과 같이 외주연이 원호만으로 구성되는 형상에 한정되지 않으며, 외주연의 일부에 원호 이외의 형상을 포함하고 있어도 된다. 또, 「서로 이웃하는 비원형 플레이트의 외주연」을 간단히 「서로 이웃하는 플레이트 외주연」이라고도 말하고, 「비원형 플레이트의 외주연」을 「플레이트 외주연」이라고도 말한다.

용접시, 적층된 복수의 비원형 플레이트는, 척에 의해서 양측에서 파지되어 회전된다. 파지된 복수의 비원형 플레이트는, 회전 중 용접 토치에 의해서 서로 이웃하는 플레이트 외주연들이 용접되어 플레이트 적층체가 제조된다. 플레이트 적층체는, 새로운 플레이트를 순차적으로 용접함으로써, 플레이트 수를 증가시킬 수 있다. 상기 (1)의 구성에 의하면, 상기 고정 실드 박스 및 상기 가동 실드 박스에 의해서, 용접 토치를 둘러싸는 넓은 실드 공간을 형성할 수 있다. 그로 인해, 용접부에 대해, 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향 상류측 영역을 포함한 용접부 주위의 전체 영역에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 또, 가동 실드 박스는, 용접 토치에 대해서 위치 조절 가능하기 때문에, 가동 실드 박스로 둘러싸이는 영역에서 플레이트 외주연의 곡률이 용접부의 외주연과 크게 바뀌어도, 가동 실드 박스를 외주연에 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있기 때문에, 블로우 홀이나 용접 자국 등의 발생에 의한 용접 결함을 방지할 수 있다.

(2) 일실시 형태에서는, 상기 (1)의 구성에 있어서,

상기 고정 실드 박스는 상기 용접 토치를 둘러싸도록 설치되고,

상기 가동 실드 박스는 상기 용접 토치에 대해서 상기 고정 실드 박스의 외측에 설치된다.

상기 (2)의 구성에 의하면, 고정 실드 박스 및 가동 실드 박스에 의해서 용접 토치의 주위에 넓은 실드 공간을 형성할 수 있음과 더불어, 고정 실드 박스의 외측에 배치된 가동 실드 박스에 의해서 실드 공간으로의 외기의 침입을 억제할 수 있으므로, 용접부의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(3) 일실시 형태에서는, 상기 (2)의 구성에 있어서,

한 쌍의 상기 가동 실드 박스가 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향 상류측 및 하류측에 설치되어 있다.

상기 (3)의 구성에 의하면, 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전에 수반하여 용접부에 침입하는 외기를, 비원형 플레이트의 회전 방향 상류측에 설치된 가동 실드 박스로 저지할 수 있음과 더불어, 회전 방향 하류측에 설치된 가동 실드 박스로 용접부 하류측의 실드 공간을 넓게 확보할 수 있다.

또한, 「적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향」을 간단히 「회전 방향」이라고도 말한다.

(4) 일실시 형태에서는, 상기 (3)의 구성에 있어서,

상기 한 쌍의 가동 실드 박스 각각은, 상기 용접 토치에 대해서 독립적으로 위치 조절 가능하게 구성된다.

상기 (4)의 구성에 의하면, 용접부의 회전 방향 상류측 및 하류측에서 플레이트 외주연의 곡률이 상이해도, 한 쌍의 가동 실드 박스를 독립적으로 위치 조절할 수 있으므로, 상류측 및 하류측의 외주연에 접근 배치할 수 있다. 이로써, 각 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(5) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(4) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 가동 실드 박스는, 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향에 대해서 직교하는 방향을 따라서 배치된 지축(支軸) 둘레로 회동 가능하게 장착된다.

상기 (5)의 구성에 의하면, 가동 실드 박스는 상기 지축 둘레로 회동 가능하게 장착되기 때문에, 플레이트 외주연에 접근 또는 이격하는 방향으로 위치 조절할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스를 플레이트 외주연에 대해 둘레 방향 전역에서 항상 근접 배치할 수 있기 때문에, 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(6) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(5) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 고정 실드 박스의 내부 공간과 상기 가동 실드 박스의 내부 공간은 연속된 공간을 형성한다.

상기 (6)의 구성에 의하면, 용접 토치의 주위에 고정 실드 박스와 가동 실드 박스의 내부 공간을 합친 넓은 실드 공간을 형성할 수 있다. 이로써, 용접부 주위의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(7) 일실시 형태에서는, 상기 (6)의 구성에 있어서,

상기 가동 실드 박스는 상기 고정 실드 박스측에서 개구되고, 상기 고정 실드 박스측과 반대측에서 닫혀 있다.

상기 (7)의 구성에 의하면, 고정 실드 박스 및 가동 실드 박스의 내부는 연속된 공간을 형성하므로, 용접 토치의 주위에 외부로부터 격리된 넓은 실드 공간을 형성할 수 있다. 이로써, 용접부 주위의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(8) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(7) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 적층된 복수의 비원형 플레이트에 대향하는 상기 가동 실드 박스의 내측면은 원호형으로 형성되고, 또한 상기 내측면의 곡률 반경은 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 외주연의 최대 곡률 반경을 갖는 부분의 곡률 반경과 실질적으로 동일하게 되도록 구성된다.

상기 (8)의 구성에 의하면, 가동 실드 박스의 내측면의 곡률 반경을 플레이트 외주연의 최대 곡률 반경에 맞추고 있으므로, 플레이트 외주연과 가동 실드 박스의 내측면의 간극을 외주연의 둘레 방향 전역에서 최소한으로 할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(9) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(8) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 용접 토치에 대해서 상기 가동 실드 박스의 위치 조정을 가능하게 하기 위한 액추에이터를 구비한다.

상기 (9)의 구성에 의하면, 상기 액추에이터에 의해서, 가동 실드 박스를 플레이트 외주연의 전체 둘레에 걸쳐 항상 근접 배치할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(10) 일실시 형태에서는, 상기 (9)의 구성에 있어서,

상기 척의 회전 각도에 의거하여 상기 액추에이터의 작동을 제어하기 위한 제어부를 구비한다.

상기 (10)의 구성에 의하면, 상기 제어부에 의해서, 척의 회전 각도에 의거하여 액추에이터의 작동을 제어함으로써, 가동 실드 박스를 플레이트 외주연의 전체 둘레에 걸쳐 항상 근접 배치할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(11) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(10) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 고정 실드 박스 및 상기 가동 실드 박스는, 어느 한쪽이 다른쪽의 내측에 삽입 가능하게 구성된다.

상기 (11)의 구성에 의하면, 고정 실드 박스에 간섭하지 않고 가동 실드 박스를 위치 조정할 수 있음과 더불어, 가동 실드 박스가 고정 실드 박스에 대해서 상대 이동해도, 고정 실드 박스와 가동 실드 박스 사이에 외부 공기가 침입하는 간극을 형성하지 않는다.

(12) 일실시 형태에서는, 상기 (11)의 구성에 있어서,

상기 가동 실드 박스는, 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향에 대해서 직교하는 방향을 따라서 배치된 지축 둘레로 회동 가능하게 장착됨과 더불어, 상기 가동 실드 박스의 적어도 일부가 상기 고정 실드 박스의 내측에 삽입 가능하게 구성되며,

상기 가동 실드 박스의 적어도 일부는, 상기 지축을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되어 있다.

상기 (12)의 구성에 의하면, 가동 실드 박스 중 고정 실드 박스의 내측에 삽입되는 부위가, 상기 지축을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되어 있으므로, 고정 실드 박스의 내부에 삽입되는 가동 실드 박스는 상기 지축으로부터 항상 일정한 거리로 유지된다. 따라서, 고정 실드 박스와 가동 실드 박스 사이의 간극을 극소로 할 수 있기 때문에, 고정 실드 박스와 가동 실드 박스 사이로부터 외기가 침입하는 것을 억제할 수 있다.

(13) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(12) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 고정 실드 박스 및 상기 가동 실드 박스 각각에 실드 가스 공급용 노즐이 설치되어 있다.

상기 (13)의 구성에 의하면, 고정 실드 박스 및 가동 실드 박스 각각에 필요한 실드 가스량을 각각 독자적으로 조정하여 공급할 수 있다. 이로써, 고정 실드 박스 및 가동 실드 박스에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

(14) 일실시 형태에서는, 상기 (1)~(13) 중 어느 하나의 구성에 있어서,

상기 척은, 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트를 횡향의 자세로 지지하고,

상기 용접 토치는, 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 상방에 배치되며, 또한, 하향 용접이 가능하게 구성된다.

용접 토치가 횡향 자세이며, 횡향의 자세로 용접할 때, 중력의 영향으로 용접 비드에 늘어짐 등 미묘한 흐트러짐이 발생하기 쉽고, 용접 불량이 생기기 쉽다. 이에 비해, 상기 (14)의 구성에 의하면, 적층된 복수의 비원형 플레이트에 대해서, 용접 토치는 하향 용접이 가능해지므로, 중력의 영향에 의한 용접 비드의 흐트러짐을 해소할 수 있다.

(15) 일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트 구조체의 제조 방법은,

정면에서 봤을 때 외주연이 겹쳐지도록 접합된 한 쌍의 비원형 플레이트로 구성된 적어도 2조의 페어 플레이트를, 2조의 상기 페어 플레이트 간에 상기 비원형 플레이트의 외주연들이 맞대어지도록 적층시켜 위치 결정하는 위치 결정 단계와,

상기 적어도 2조의 페어 플레이트를 당해 페어 플레이트의 둘레 방향으로 회전시키고, 용접 토치에 의해서 서로 맞대어진 상기 외주연을 용접하는 용접 단계와,

상기 용접 단계에 있어서, 상기 용접 토치를 고정 실드 박스 및 상기 용접 토치에 대해서 위치 조절 가능한 가동 실드 박스로 상기 용접 토치의 주위를 덮는 실드 단계를 포함한다.

상기 (15) 방법에 의하면, 용접 중에, 고정 실드 박스 및 가동 실드 박스에 의해서, 용접 토치를 둘러싸는 넓은 실드 공간을 형성할 수 있다. 그로 인해, 용접부의 회전 방향 상류측 영역을 포함한 용접부 주위의 전체 영역에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 또, 가동 실드 박스는 용접 토치에 대해서 위치 조절 가능하기 때문에, 가동 실드 박스를 플레이트 외주연의 곡률에 맞추어 위치 조절함으로써, 플레이트 외주연의 전체 둘레에 걸쳐 가동 실드 박스를 플레이트 외주연에 근접 배치할 수 있다. 이로써, 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

몇 가지의 실시 형태에 의하면, 적층된 복수의 비원형 플레이트의 서로 이웃하는 플레이트 외주연들을 용접하는 경우에, 용접부 주위의 넓은 영역에서 실드 가스에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 따라서, 블로우 홀 등의 발생에 의한 용접 결함을 억제할 수 있다.

도 1은 일실시 형태에 따르는 용접 장치의 동작 절차를 도시한 설명도이다.
도 2는 일실시 형태에 따르는 용접 장치의 측면도이다.
도 3은 상기 용접 장치를 구성하는 용접 토치의 정면도이다.
도 4는 상기 용접 토치의 일부를 단면으로 도시한 확대 정면도이다.
도 5는 상기 용접 토치의 사시도이다.
도 6은 일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트 구조체의 제조 공정을 도시한 공정도이다.
도 7은 일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트 구조체의 용접 방법을 도시한 공정도이다.
도 8은 상기 용접 토치의 작동 상태를 도시한 정면도이다.
도 9는 일실시 형태에 따르는 용접 토치 중심부의 단면도이다.
도 10은 상기 용접 토치의 작동을 차례로 도시한 공정도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지의 실시 형태에 대해 설명한다. 단, 실시 형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

예를 들어, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라서」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

또 예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 같은 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 하나의 구성 요소를 「준비하다」, 「갖추다」, 「구비하다」, 「포함하다」, 또는 「갖다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.

도 1은, 일실시 형태에 따르는 비원형 플레이트의 용접 장치(10)의 동작 절차를 도시한 설명도이고, 도 2는 용접 장치(10)의 측면도이다. 도 3은, 용접 장치(10)의 용접 토치의 정면도이고, 도 4는, 동일하게 일부를 단면으로 도시한 확대 정면도이며, 도 5는 동일하게 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 용접 장치(10)는, 적층된 복수의 비원형 플레이트(100)를 적층 방향 양측에서 파지하고, 또한 회전 가능하게 지지하는 척(12)과, 척(12)에 파지된 복수의 비원형 플레이트(100)의 서로 이웃하는 플레이트 외주연들을 용접하기 위한 용접 토치(16)를 구비한다. 척(12)은, 비원형 플레이트(100)의 적층 방향을 따르는 회전축(18)의 축선(도 2 중의 회전 중심(O))을 중심으로서 회전하여, 적층된 복수의 비원형 플레이트(100)를 회전시킨다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 용접 장치(10)는, 고정 실드 박스(28)와, 가동 실드 박스(30)를 구비한다. 가동 실드 박스(30)는, 고정 실드 박스(28)와 더불어 용접 토치(16)를 둘러싸는 실드 공간(s)을 형성하도록, 용접 토치(16)에 대해서 위치 조정 가능하게 구성되어 있다.

용접시, 적층된 복수의 비원형 플레이트(100)는 척(12)에 의해서 양측에서 파지되어 회전되고, 회전되면서 용접 토치(16)에 의해서, 서로 이웃하는 플레이트 외주연들이 용접된다. 이렇게 하여, 적어도 2장의 비원형 플레이트(100)를 포함하는 비원형 플레이트 적층체(102)(이하 간단히 「적층체(102)」라고 말한다)에 대해서, 용접 장치(10)를 이용하여 새로운 비원형 플레이트(100)를 순차적으로 용접함으로써, 적층체(102)의 비원형 플레이트 수를 증가시킬 수 있다. 또, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)에 의해서, 용접 중, 용접 토치(16)를 둘러싸는 넓은 실드 공간(s)(고정 실드 박스(28)의 내부 공간(s(s1))과, 가동 실드 박스(30)의 내부 공간(s(s2))을 합친 실드 공간)을 형성할 수 있다. 그로 인해, 용접부에 대해, 회전 방향 상류측 영역을 포함한 용접부 주위의 전체 영역에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 또, 가동 실드 박스(30)는, 용접 토치(16)에 대해서 위치 조절 가능하기 때문에, 가동 실드 박스(30)로 둘러싸이는 영역에서 플레이트 외주연의 곡률이 용접부의 외주연과 크게 바뀌어도, 가동 실드 박스(30)를 플레이트 외주연에 근접 배치할 수 있다. 따라서, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있기 때문에, 블로우 홀 등의 발생에 의한 용접 결함을 방지할 수 있다.

상기 용접 공정을 거쳐 제조된 적층체(102)는, 예를 들어, 쉘 앤드 플레이트형 열교환기의 열교환부로서 이용된다. 또한, 도 1은, 적층체(102)의 일실시 형태로서, 복수의 페어 플레이트 간에 서로 이웃하는 비원형 플레이트(100)의 외주연들이 용접되어 제조되는 비원형 플레이트 구조체(102(102a))(이하 간단히 「구조체(102(102a))」라고 말한다)의 제조 공정도 도시하고 있다.

도 6은, 구조체(102(102a))의 제조 공정을 도시한다. 구조체(102(102a))를 구성하는 복수의 비원형 플레이트(100)는, 각각 파형 단면을 갖는 요철(104)이 형성되어 있다. 비원형 플레이트(100)에는, 외주연(106)의 근방에, 플레이트면의 중심에 대해 위상을 180도 상이하게 한 2개의 냉매 유통 구멍(108)이 형성되어 있다. 외주연(106) 및 냉매 유통 구멍(108)을 형성하는 내주연(110)은, 요철(104)에 이어진 좁은 환상의 평탄면에 형성되어 있다. 외주연(106)의 평탄면을 형성하는 판상체와 내주연(110)의 평탄면을 형성하는 판상체는, 요철(104)의 산과 골의 단차분만큼 고저차가 설치되어 있다.

우선, 2장의 비원형 플레이트(100)를 서로의 이면들을 상대시켜(요철(104)의 볼록부 또는 오목부들을 서로 등을 맞대게 하여) 겹추고, 서로 대향 배치된 2개의 냉매 유통 구멍(108)의 내주연(110)들을 화살표 u로 나타낸 바와 같이 둘레 용접하여, 페어 플레이트(112)를 제조한다. 이 때, 서로 이웃하는 비원형 플레이트(100)의 외주연(106) 사이는, 비원형 플레이트(100)에 형성된 요철(104)의 산과 골의 단차의 2배의 간극(c)을 형성한다. 다음의 공정에서는, 다수의 페어 플레이트(112)를 겹추고, 서로 이웃하는 페어 플레이트(112)의 외주연(106)들을 맞닿게 하여, 접촉면을 화살표 v로 나타낸 바와 같이 둘레 용접한다. 이렇게 하여, 구조체(102(102b))가 제조된다. 구조체(102(102b))는, 쉘 앤드 플레이트형 열교환기의 중공 용기의 내부에 수용되고, 당해 중공 용기의 내부에 저류된 냉매에 침지된다.

이와 같이, 구조체(102(102a))는, 복수의 비원형 플레이트(100)의 냉매 유통 구멍(108)의 내주연(110)과 외주연(106)이 적층 방향으로 교호로 용접되어 제조된다. 이로써, 각 비원형 플레이트(100)의 한쪽의 면측에, 상기 중공 용기의 내부 공간에 개방된 제1 유로와, 당해 중공 용기의 내부 공간에 대해서 차단되고, 냉매 유통 구멍(108)에 연통된 제2 유로가 형성된다. 그리고, 제1 유로를 흐르는 제1 냉매와 제2 유로를 흐르는 제2 냉매가 각 비원형 플레이트(100)를 통해 열교환 가능해진다.

도 2에 도시한 실시 형태에서는, 척(12)은, 클로(claw)(13)로 비원형 플레이트(100)의 내주연(110)을 파지한다. 적층체(102)는, 비원형 플레이트(100)의 적층 방향을 따르는 회전축(18)의 축선과 일치하는 회전 중심(O)을 중심으로 회전한다.

일실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 서포트(14)는 서포트 롤러로 구성된다. 이로써, 서포트(14)는 적층체(102)를 회전 자유롭게 지지할 수 있기 때문에, 적층체(102)의 외측에 정위치에 고정된 용접 토치(16)로, 적층체(102)를 회전시키면서, 서로 이웃하는 플레이트 외주연들을 용이하게 용접할 수 있다.

일실시 형태에서는, 상기 서포트 롤러는 적층체(102)의 회전에 수반하여 종동 회전 가능하게 구성된다. 이로써, 회전하는 적층체(102)의 지지가 용이해진다.

일실시 형태에서는, 서포트(14)는, 척(12)의 회전 중심(O)을 통과하는 연직면(Sv)을 사이에 끼워, 연직면(Sv)의 양측에 배치되는 제1 서포트(14(14a)) 및 제2 서포트(14(14b))로 구성된다. 비원형 플레이트(100)를 제1 서포트(14(14a)) 및 제2 서포트(14(14b))로 지지함으로써, 적층체(102)를 안정적으로 지지할 수 있다.

비원형 플레이트(100)는, 회전 중심(O)으로부터 외주연(106)까지의 거리가 둘레 방향으로 상이하다. 그로 인해, 일실시 형태에서는, 서포트(14)는, 척(12)의 회전 각도에 따라, 지지 높이를 조정 가능하게 구성된다. 이로써, 척(12)은 회전 중심(O)을 정위치로 유지한 채 적층체(102)를 지지할 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 척(12)은, 적층체(102)를 축방향 양측에서 사이에 끼우도록 파지하기 위한 한 쌍의 척(12(12a, 12b))으로 구성된다. 한 쌍의 척(12(12a, 12b))은, 각각 스탠드(20(20a, 20b))에 장착되어 있다. 스탠드(20(20a, 20b))는, 기대(22) 상에 설치되고, 기대(22)의 상면에는, 화살표 a방향을 따라서 레일(24)이 설치되며, 한쪽의 스탠드(20(20a))는, 레일(24) 상을 슬라이드 가능하게 되어 있다. 또, 서포트(14)는 스탠드(20(20a))와 공통의 가대(26)에 지지되고, 스탠드(20(20a))와 더불어 레일(24) 상을 슬라이드 가능하게 되어 있다. 이로써, 한 쌍의 척(12(12a))은 다른쪽의 척(12(12b))에 접근하여 척(12(12b))과 더불어 적층체(102)를 파지하거나, 또는 다른쪽의 척(12(12b))으로부터 이격함으로써, 적층체(102)의 파지를 해제할 수 있다. 척(12(12a, 12b))을 회전시키는 구동부(도시하지 않음)는, 각각 스탠드(20(20a, 20b))의 내부에 설치되어 있다.

일실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 고정 실드 박스(28)는 용접 토치(16)를 둘러싸도록 설치된다. 또, 가동 실드 박스(30)는, 용접 토치(16)에 대해서 고정 실드 박스(28)의 외측에 설치된다. 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)에 의해서 용접 토치(16)의 주위에 넓은 실드 공간(s(s1＋s2))을 형성할 수 있음과 더불어, 고정 실드 박스(28)의 외측에 배치된 가동 실드 박스(30)에 의해서 실드 공간(s)으로의 외기의 침입을 억제할 수 있으므로, 용접부의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

도 3 및 도 4에 있어서, 화살표 b방향은, 비원형 플레이트(100)의 회전 방향을 나타낸다. 일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가동 실드 박스(30(30a, 30b))가 고정 실드 박스(28)에 대해서 비원형 플레이트(100)의 회전 방향 상류측 및 하류측에 설치되어 있다. 이로써, 비원형 플레이트(100)의 회전에 수반하여 용접부에 침입하는 외기를, 회전 방향 상류측에 설치된 가동 실드 박스(30(30a))로 저지할 수 있음과 더불어, 회전 방향 하류측에 설치된 가동 실드 박스(30(30b))로 용접부 하류측의 실드 공간(s)을 넓게 확보할 수 있다.

일실시 형태에 따르는 구조체(102(102a))의 제조 방법은, 도 7에 도시한 단계 S10~S16을 행한다. 우선, 준비 단계 S10에서는, 적어도 2조의 페어 플레이트(112)를 준비한다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 2장의 비원형 플레이트(100)를 정면에서 봤을 때 외주연(106)들이 겹쳐지는 위치 관계로 한 상태에서 내주연(110)들을 접합하여, 1조의 페어 플레이트(112)를 형성한다. 다음으로, 2조의 페어 플레이트(112)를, 페어 플레이트(112) 간에 서로 이웃하는 비원형 플레이트(100)의 외주연들이 맞대어지도록 적층시켜 위치 결정한 적층체(102)를 척(12(12a, 12b))으로 적층 방향 양측에서 파지한다(위치 결정 단계 S12). 척(12(12a, 12b))으로 파지한 2조의 페어 플레이트(112)를 회전축(18)의 축선(회전 중심(O)) 둘레로 회전시켜, 용접 토치(16)에 의해서 서로 맞대어진 외주연들을 용접한다(용접 단계 S14). 용접 단계 S14에 있어서, 용접 토치(16)를 둘러싸는 고정 실드 박스(28) 및 용접 토치(16)에 대해서 위치 조절 가능한 가동 실드 박스(30)로 용접 토치(16)의 주위를 덮는다(실드 단계 S16).

상기 방법에 의하면, 용접 중에, 용접 토치(16)를 둘러싸는 넓은 실드 공간(s)(고정 실드 박스(28)의 내부 공간(s(s1))과 가동 실드 박스(30)의 내부 공간(s(s2))을 합친 공간)을 형성할 수 있다. 그로 인해, 용접부의 회전 방향 상류측 영역을 포함한 용접부 주위의 전체 영역에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 또, 가동 실드 박스(30)는, 용접 토치(16)에 대해서 위치 조절 가능하기 때문에, 플레이트 외주연(106)의 곡률에 맞추어 위치 조절함으로써, 플레이트 외주연(106)의 전체 둘레에 걸쳐 가동 실드 박스(30)를 플레이트 외주연(106)에 근접하여 배치할 수 있다. 이로써, 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

도 8은, 용접 토치(16)의 용접 중의 동작을 도시하고 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 플레이트 외주연(106)의 곡률이 둘레 방향으로 바뀌어도, 플레이트 외주연(106)의 곡률에 맞추어 가동 실드 박스(30)를 위치 조절함으로써, 플레이트 외주연(106)의 둘레 방향 전역에서 가동 실드 박스(30)를 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

용접 장치(10)를 이용한 구조체(102(102a))의 실시 형태에 따르는 제조 방향을 도 1에 의거하여 설명한다. 단계 (1)에서는, 복수의 페어 플레이트(112)로 구성되고, 서로 플레이트 외주연들이 용접된 적어도 2조의 페어 플레이트(112)를 포함하는 구조체(102(102a))가 이미 제조되어, 서포트(14)로 지지되어 있다. 거기에 구조체(102(102a))에 용접되기 위한 새로운 1조의 페어 플레이트(112)가 공급된다. 이 때, 스탠드(20(20a))는 스탠드(20(20b))로부터 퇴피한 위치에 있다. 단계 (2)에서는, 스탠드(20(20a))를 스탠드(20(20b))에 접근시켜, 페어 플레이트(112)와 구조체(102(102a))의 단부에 배치된 페어 플레이트(112)의 서로 이웃하는 비원형 플레이트(100)의 외주연들이 맞대어지도록 위치 결정한다.

단계 (3)에서는, 용접 토치(16)를 서로 맞대어진 플레이트 외주연의 외측에 배치하고, 척(12(12a, 12b))을 회전축(18)을 중심으로 회전시키면서, 용접 토치(16)로 맞대어진 외주연들의 전체 둘레를 용접한다. 용접이 종료되면, 단계 (4)에서, 페어 플레이트(112)에 대한 척(12(12b))의 파지를 해제함과 더불어, 스탠드(20(20a))를 스탠드(20(20b))로부터 퇴피시킨다.

도 9는, 용접 토치 중심부의 내부 구조의 일구성예를 도시한다. 이 용접 토치(16)는, 중심에 텅스텐 전극(32)을 구비하고, 텅스텐 전극(32)과 용접부(W)(서로 맞대어진 서로 이웃하는 플레이트 외주연(106))에 전압을 인가하여, 텅스텐 전극(32)과 용접부(W) 사이에 아크(Ac)를 형성하는 아크 용접을 행한다. 아크(Ac)의 열에 의해서 용접부(W)를 녹이고, 용접 풀(Wp)을 형성하여 플레이트 외주연들을 용접한다. 텅스텐 전극(32)의 주위에 센터 노즐(34)이 설치되고, 센터 노즐(34)의 내측으로부터 용접부(W)를 향해서 아크(Ac)를 형성하기 위한 센터 가스(g1)가 공급된다. 또한, 센터 노즐(34)의 외측에 동심형으로 실드 노즐(36)이 설치되고, 실드 노즐(36)의 내측으로부터 용접부(W)를 향해서 실드 가스(g2)가 공급된다.

일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가동 실드 박스(30(30a, 30b))는, 각각 용접 토치(16)에 대해서 독립적으로 위치 조절 가능하게 구성된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 용접부의 회전 방향 상류측 및 하류측에서 외주연(106)의 곡률은 항상 동일하지 않다. 이 실시 형태에 의하면, 용접부의 회전 방향 상류측 및 하류측에서 외주연(106)의 곡률이 상이해도, 한 쌍의 가동 실드 박스(30(30a, 30b))를 각각 독립적으로 위치 조절할 수 있으므로, 용접부의 상류측 및 하류측의 플레이트 외주연(106)에 접근 배치할 수 있다. 이로써, 각 가동 실드 박스(30(30a, 30b))에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 가동 실드 박스(30)는, 고정 실드 박스(28)에 대해서 비원형 플레이트(100)의 회전 방향(화살표 b방향)에 대해서 직교하는 방향을 따라서 배치된 지축(40)을 중심으로 회동 가능하게 장착된다. 이로써, 가동 실드 박스(30)는 플레이트 외주연(106)에 대해 접근 또는 이격하는 방향으로 위치 조절 가능해진다. 이로써, 가동 실드 박스(30)는, 플레이트 외주연(106)에 대해서 플레이트 외주연(106)의 둘레 방향 전역에서 항상 근접 배치할 수 있기 때문에, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 고정 실드 박스(28)의 내부 공간(s(s1))과 가동 실드 박스(30)의 내부 공간(s(s2))은 연속된 공간을 형성한다. 이로써, 용접 토치(16)의 주위에 외부로부터 격리된 넓은 실드 공간(s(s1＋s2))을 형성할 수 있으므로, 용접부 주위의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 가동 실드 박스(30)는 고정 실드 박스(28)측에서 개구되고, 고정 실드 박스(28)측과 반대측에서 닫혀 있다. 이로써, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)의 내부는 연속된 실드 공간(s(s1＋s2))을 형성하므로, 용접 토치(16)의 주위에 외부로부터 격리된 넓은 실드 공간(s)을 형성할 수 있다. 이로써, 용접부 주위의 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 비원형 플레이트(100)의 외주연에 대향하는 가동 실드 박스(30)의 내측면(42)은 원호형으로 형성되고, 또한 내측면(42)의 곡률 반경은 비원형 플레이트(100)의 외주연의 최대 곡률 반경을 갖는 부분의 곡률 반경과 실질적으로 동일하게 되도록 구성된다. 이와 같이, 가동 실드 박스(30)의 내측면(42)의 곡률 반경을 플레이트 외주연(106)의 최대 곡률 반경에 맞추고 있으므로, 플레이트 외주연(106)과 가동 실드 박스(30)의 내측면(42)의 간극을 플레이트 외주연(106)의 둘레 방향 전역에서 최소한으로 할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

여기서, 「실질적으로 동일」이란, 가동 실드 박스(30)의 내측면(42)과 외주연(106)의 최대 곡률 반경의 비가 ±5% 이내인 것을 의미한다. 단, 바람직하게는 ±3% 이내가 바람직하다.

일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 용접 토치(16)에 대해서 가동 실드 박스(30)의 위치 조정을 가능하게 하기 위한 액추에이터(44)를 구비한다. 이로써, 가동 실드 박스(30)를 플레이트 외주연(106)의 전체 둘레에 걸쳐 항상 근접 배치할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 액추에이터(44)는, 서보 모터(46)와, 서보 모터(46)의 출력축에 결합하여 상하 이동하는 볼 나사(48)를 갖는다. 볼 나사(48)의 하단부는 링크 바(50)를 통해 가동 실드 박스(30(30a, 30b))에 접속되어 있다. 서보 모터(46)의 작동에 의해서 볼 나사(48)가 상하 이동함으로써, 가동 실드 박스(30(30a, 30b))는 지축(40)을 지점으로서, 플레이트 외주연(106)에 접근 또는 이격하는 방향으로 회동한다.

일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 척(12)의 회전 각도(θ)에 의거하여 액추에이터(44)의 작동을 제어하기 위한 제어부(52)를 구비한다. 회전 각도(θ)는, 도 2에 도시한 비원형 플레이트(100)의 상태를 θ=0°로 하고, 이 상태로부터 비원형 플레이트(100)가 회전 중심(O)을 중심으로서 오른쪽으로 회전하는 각도를 말한다. 도 10은, 회전 각도(θ)의 추이에 따라서 동작하는 용접 토치(16)를 도시하고 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제어부(52)에 의해서, 가동 실드 박스(30(30a, 30b))의 내측면(42)은, 회전 각도(θ)에 따라 플레이트 외주연(106)에 접근하도록 위치 조절된다. 이와 같이, 제어부(52)로, 척(12)의 회전 각도(θ)에 의거하여 액추에이터(44)의 작동을 제어함으로써, 가동 실드 박스(30)를 플레이트 외주연(106)에 항상 근접 배치할 수 있다. 이로써, 가동 실드 박스(30)에 의한 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(52)는, 서보 모터(46)의 작동을 제어함으로써, 가동 실드 박스(30)를 플레이트 외주연(106)에 항상 근접 배치할 수 있다.

일실시 형태에서는, 플레이트 외주연(106)의 접선에 직교하는 법선(L)에 대해서 용접 토치(16)의 축선이 일치하도록 제어된다. 이로써, 한 쌍의 가동 실드 박스(30(30a, 30b))의 위치 조절이 용이해진다.

일실시 형태에서는, 도 3~도 5에 도시한 바와 같이, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)는, 어느 한쪽이 다른쪽의 내측에 삽입 가능하게 구성된다. 이로써, 고정 실드 박스(28)에 간섭하지 않고 가동 실드 박스(30)를 위치 조정할 수 있음과 더불어, 가동 실드 박스(30)가 고정 실드 박스(28)에 대해서 상대 이동해도, 고정 실드 박스(28)와 가동 실드 박스(30) 사이에 외기가 침입하는 간극을 형성하지 않는다.

일실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 가동 실드 박스(30)의 적어도 일부가 고정 실드 박스(28)의 내측에 삽입 가능하게 구성되고, 또한 가동 실드 박스(30)의 적어도 일부는, 지축(40)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이, 가동 실드 박스(30) 중 고정 실드 박스(28)의 내측에 삽입되는 부위가, 지축(40)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되어 있으므로, 고정 실드 박스(28)의 내부에 삽입되는 가동 실드 박스(30)는 지축(40)으로부터 항상 일정한 거리로 유지된다. 따라서, 고정 실드 박스(28)와 가동 실드 박스(30) 사이의 간극을 극소로 할 수 있고, 그로 인해, 고정 실드 박스(28)와 가동 실드 박스(30)의 사이로부터 외기가 침입하는 것을 억제할 수 있다.

일실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)에 각각 실드 가스 공급용 노즐(54 및 56)이 설치되어 있다. 이로써, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)에 각각 필요한 실드 가스량을 각각 독자적으로 조정하여 공급할 수 있다. 이로써, 고정 실드 박스(28) 및 가동 실드 박스(30)에서 가스 실드 효과를 향상시킬 수 있다.

일실시 형태에서는, 실드 가스 공급용 노즐(54)은, 고정 실드 박스(28)의 내부에서 그 축선이 상하 방향으로 배치되고, 실드 가스 분출 구멍은 노즐관의 둘레 방향으로 90° 간격으로 형성되며, 이로써, 실드 가스는 노즐관으로부터 사방으로 분출하도록 구성되어 있다. 또, 실드 가스 공급용 노즐(56)은, 가동 실드 박스(30)의 내부에서 수평 방향으로 배치되고, 실드 가스 분출 구멍은 노즐관의 하방을 제외하고 상부 및 측부에 90° 간격으로 형성되며, 이로써, 실드 가스는 노즐관의 상방 및 측방의 삼방으로 분출하도록 구성되어 있다. 이렇게 하여, 실드 가스 공급용 노즐(56)로부터 분출하는 실드 가스가 용접부에 직접 내뿜어지는 것을 없애, 실드 가스가 용접 비드를 흐트러트리는 것을 억제하고 있다.

일실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 척(12)은 비원형 플레이트(100) 또는 적층체(102)를 횡향의 자세로 지지한다. 또, 용접 토치(16)는, 비원형 플레이트(100) 또는 적층체(102)의 상방에 배치되고 또한 하향 용접이 가능하게 구성된다. 용접 토치(16)가 횡향 자세로 배치되고, 횡향의 자세로 비원형 플레이트(100) 또는 적층체(102)의 플레이트 외주연(106)을 용접할 때, 중력의 영향으로 용접 비드에 늘어짐 등 미묘한 흐트러짐이 발생하기 쉬워, 용접 불량이 생기기 쉽다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 용접 토치(16)는 하향 자세로 배치되어 하향 용접을 행하므로, 중력의 영향에 의한 용접 비드의 흐트러짐을 해소할 수 있다.

몇 가지의 실시 형태에 의하면, 비원형 플레이트의 외주연들을 용접하는 경우에, 실드 가스에 의한 용접부의 실드 효과를 향상시킬 수 있고, 이로써, 블로우 홀이나 용접 자국 등의 발생에 의한 용접 결함을 방지할 수 있다.

10: 용접 장치 12(12a, 12b): 척
13: 클로 14(14a, 14b): 서포트
14a: 제1 서포트 14b: 제2 서포트
16: 용접 토치 18: 회전축
20(20a, 20b): 스탠드 22: 기대
24: 레일 26: 가대
28: 고정 실드 박스 30(30a, 30b): 가동 실드 박스
32: 텅스텐 전극 34: 센터 노즐
36: 실드 노즐 40: 지축
42: 내측면 44: 액추에이터
46: 서보 모터 48: 볼 나사
50: 링크 바 52: 제어부
54, 56: 실드 가스 공급용 노즐 100: 비원형 플레이트
102: 비원형 플레이트 적층체 102(102a): 비원형 플레이트 구조체
104: 파형 요철 106: 외주연
108: 냉매 유통 구멍 110: 내주연
112: 페어 플레이트 Ac: 아크
L: 법선 O: 회전 중심
W: 용접부 Wp: 용접 풀
c: 간극 g1: 센터 가스
g2: 실드 가스 s: 실드 공간
s(s1), s(s2): 내부 공간 θ: 회전 각도

Claims (15)

1. 적층된 복수의 비(非)원형 플레이트를 파지하여 회전 가능하게 지지하는 척과,
   상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 서로 이웃하는 비원형 플레이트의 외주연들을 용접하기 위한 용접 토치와,
   고정 실드 박스와,
   당해 고정 실드 박스와 더불어 상기 용접 토치를 둘러싸는 실드 공간을 형성하도록, 상기 용접 토치에 대해서 위치 조정 가능한 가동 실드 박스
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정 실드 박스는 상기 용접 토치를 둘러싸도록 설치되고,
   상기 가동 실드 박스는 상기 용접 토치에 대해서 상기 고정 실드 박스의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   한 쌍의 상기 가동 실드 박스가 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향 상류측 및 하류측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 한 쌍의 가동 실드 박스 각각은, 상기 용접 토치에 대해서 독립적으로 위치 조절 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가동 실드 박스는, 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향에 대해서 직교하는 방향을 따라서 배치된 지축(支軸) 둘레로 회동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정 실드 박스의 내부 공간과 상기 가동 실드 박스의 내부 공간은 연속된 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 가동 실드 박스는 상기 고정 실드 박스측에서 개구되고, 상기 고정 실드 박스측과 반대측에서 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적층된 복수의 비원형 플레이트에 대향하는 상기 가동 실드 박스의 내측면은 원호형으로 형성되고, 또한, 상기 내측면의 곡률 반경은 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 외주연의 최대 곡률 반경을 갖는 부분의 곡률 반경과 실질적으로 동일하게 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용접 토치에 대해서 상기 가동 실드 박스의 위치 조정을 가능하게 하기 위한 액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 척의 회전 각도에 의거하여 상기 액추에이터의 작동을 제어하기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 실드 박스 및 상기 가동 실드 박스는, 어느 한쪽이 다른쪽의 내측에 삽입 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가동 실드 박스는, 상기 고정 실드 박스에 대해서 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 회전 방향에 대해서 직교하는 방향을 따라서 배치된 지축 둘레로 회동 가능하게 장착됨과 더불어, 상기 가동 실드 박스의 적어도 일부가 상기 고정 실드 박스의 내측에 삽입 가능하게 구성되며,
    상기 가동 실드 박스의 적어도 일부는, 상기 지축을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 실드 박스 및 상기 가동 실드 박스 각각에 실드 가스 공급용 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척은, 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트를 횡향의 자세로 지지하고,
    상기 용접 토치는, 상기 적층된 복수의 비원형 플레이트의 상방에 배치되며, 또한, 하향 용접이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트의 용접 장치.
15. 정면에서 봤을 때 외주연이 겹쳐지도록 접합된 한 쌍의 비원형 플레이트로 구성된 적어도 2조의 페어 플레이트를, 2조의 상기 페어 플레이트 간에 상기 비원형 플레이트의 외주연들이 맞대어지도록 적층시켜 위치 결정하는 위치 결정 단계와,
    상기 적어도 2조의 페어 플레이트를 당해 페어 플레이트의 둘레 방향으로 회전시키고, 용접 토치에 의해서 서로 맞대어진 상기 외주연을 용접하는 용접 단계와,
    상기 용접 단계에 있어서, 상기 용접 토치를 고정 실드 박스 및 상기 용접 토치에 대해서 위치 조절 가능한 가동 실드 박스로 상기 용접 토치의 주위를 덮는 실드 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비원형 플레이트 구조체의 제조 방법.

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