KR100825308B1 - 상소둔로용 컨벡터 플레이트 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소 상소둔로 등의 내부에 핫코일을 상하로 적치할 때 상하 코일의 사이에 개재되는 컨벡터 플레이터의 방사상 리브 상하면에 용접변형을 일으키지 않으면서 통기판을 용접할 수 있도록 해주는 컨벡터 플레이트의 용접장치에 관한 것이다.

본 발명의 용접장치는 기부를 이루는 고정대(11) 상에 회전축(13)에 의해 컨벡터 플레이트(1)를 회전 가능하게 장착하도록 되어 있는 컨벡터 플레이트 용접장치에 있어서, 상기 회전축(13)에 회전 가능하게 삽입된 회전블록(26) 상에서 이송 스크류(25)를 따라 좌우로 이동하는 이동블록(27)과 상기 이동블록(27) 위에서 전후로 이동하는 가압블록(28)에 의해 상기 컨벡터 플레이터(1)의 리브(5)를 가접된 상하 통기판(7,9)과 함께 가압 파지하는 가압부(30), 상기 회전블록(26)에 상대 회전이 가능하도록 관통 삽입되어 고정너트(29)에 의해 선단에 고정된 상기 컨벡터 플레이트(1)를 회전시키도록 되어 있는 회전부(31) 및, 상기 회전블록(26)의 후방에 부착된 래크블록(33)을 따라 좌우로 이동 가능하게 설치된 이송박스(34)과 상기 이송박스(34)의 위쪽에 부착된 용가재 송급부(35)의 일측에 전후로 이동 가능하게 설치된 전후진 래크바(36)와 상기 래크바(36)에 상하 이동 가능하게 삽입된 승강 래크바(37)에 의해 용접토치(38)를 이송하여 상기 가압부(30)에 의해 파지되는 상기 컨벡터 플레이트(1)와 상기 상하 통기판(7,9)의 접촉부분(21,22,23,24)을 용접하도록 되어 있는 용접부(40)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 컨벡터 플레이트(1)의 리브(5) 상에 가접된 통기판(7,9)을 가압부(30)에 의해 구간별로 가압하면서 자동적으로 용접할 수 있게 되므로 용접변형을 최대한 억제하면서 편리하게 리브(5)와 통기판(7,9)을 용접할 수 있게 된다.

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Description

상소둔로용 컨벡터 플레이트 용접장치{A welding machine of convector plate for a batch annealing furnace}

도 1은 컨벡터 플레이트에 상하 통기판을 용접하는 종래의 용접방식을 설명하기 위한 컨벡터 플레이트의 정면도.

도 2는 도 1의 AA선 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 컨벡터 플레이트 용접장치의 사시도.

도 4는 도 3의 분해사시도.

도 5는 도 3의 부분 생략 종단면도.

도 6은 도 3의 평면도.

도 7은 도 3의 부분 생략 정면도.

도 8은 도 3의 부분 생략 요부 확대 종단면도.

도 9는 도 3의 부분 생략 요부 확대 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1 : 컨벡터 플레이트 5 : 리브

7,9 : 상하 통기판 11 : 고정대

13 : 회전축 21,22,23,24 : 용접부위

25 : 이송 스크류 26 : 회전블록

27 : 이동블록 28 : 가압블록

30 : 가압부 31 : 회전부

33 : 래크블록 34 : 이송박스

35 : 용가재 송급부 36 : 전후진 래크바

37 : 승강 래크바 38 : 용접토치

40 : 용접부 43 : 회전축

45 : 안내 프레임 51 : 지지롤러

55 : 가압롤러 66 : 용가재선

72 : 차폐가스 호스 73 : 케이블

74 : 가스봄베 75 : 용접기

본 발명은 컨벡터 플레이트 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사상의 리브에 부착되는 상하판을 롤러로 가압하여 용접변형을 억제할 수 있고, 용접부위나 위치를 쉽게 바꿀 수 있으며, 용접작업을 자동으로 수행할 수 있도록 한 상소둔로용 컨벡터 플레이트의 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 상소둔로(Batch Annealing Furnace, BAF)용 컨벡터 플레이트(convector plate)는 노내에 적치되어 소둔되는 핫코일(hot coil)의 열전달 효율을 높여 소둔재의 품질개선 및 실수율 향상을 도모하는 데 필수적인 역할을 하는 것으로, 상소둔로 내부의 인너커버(inner cover) 안에 상하로 적치되는 코일과 코일 사이에 설치되어 코일의 측면으로도 열전달이 신속히 일어나게 함으로써 코일의 열전달을 균일하게 수행할 수 있도록 해주는 상소둔로의 핵심 부품이다.

따라서, 컨벡터 플레이트는 상하로 적치되는 코일 사이로 원활한 대류가 일어나도록 하기 위해 도 1에 101로 도시된 바와 같이 허브(103)를 중심으로 복수의 리브(105)가 방사상으로 돌출 형성되어 있고, 리브(105)의 상하면에 상하 통기판(107,109)이 부착되어 있다.

이 때, 각각의 통기판(107,109)은 상하에 적치되는 코일의 상하부면에 각각 접촉되어 있으므로 코일의 해당 접촉 부분이 다른 부분에 비해 상대적으로 가열이 덜 되게 하고, 자체로 코일 사이의 공간에서 원활한 통기가 이루어지는 것을 방해하는 요인이 되고 있는 점을 감안할 때 리브(105)의 수가 많아지면 그만큼 코일의 균일한 가열이 곤란해진다. 그러나 반대로 리브(105)의 수를 줄이면 통상 20ton에 이르는 코일을 3 내지 4단으로 적치할 때의 코일 자중을 고려할 때 하나의 리브(105)에 걸리는 하중이 그만큼 증대되므로 리브(105)와 접하고 있는 코일의 상하면 즉, 스트립의 좌우 에지부분에 스키드 마크 등의 손상이 발생된다.

따라서, 리브(105)는 대류의 활성화와 하중의 분산이라는 상반되는 요소를 감안하여 도 1에 도시된 것처럼 최적의 예컨대, 8개의 개수를 갖도록 설계되는데, 이 때 리브(105)의 개수를 최적화하더라도 스키드 마크와 같은 코일의 불량을 막기 위해서는 코일과 직접 접촉되는 리브(105) 통기판(107,109)의 평탄도를 유지하는 것도 또한 중요한 요소가 된다.

특히, 상하 통기판(107,109)을 리브(105) 상하면에 용접할 때 발생되는 변형을 억제하는 것이 매우 중요한데, 지금까지는 각각의 리브(105) 상하면 상에 상하판(107,109)이 가접된 컨벡터 플레이트(101)를 도 1에 도시된 것처럼 별도의 고정대(111)에 설치한 다음, 가접된 리브(105)와 통기판(107,109)을 수평으로 유지한 상태에서 도 2에 도시된 것과 같이 둘레에 길이방향으로 배열된 복수개의 변형방지틀(113)을 감고 난 다음 용접을 함으로써 용접에 따른 통기판(107,109)의 변형을 억제하여 왔다.

즉, 위와 같이 고정대(111)에 컨벡터 플레이트(101)를 설치한 후 용접기를 작동시키고, 가스봄베의 개폐밸브를 개방한 다음 유량조절기에서 유량을 조절하고, 용접기에서 용접전류 및 용접전압값을 설정한다. 이렇게 해서 용접준비가 완료되면 작업자는 보호구를 착용하고 한손으로 잡은 토치(115)를 도 2에 도시된 첫 번째 용접부위(121)로 가져간 다음 토치(115) 스위치(116)를 누른다. 이 때 용접기에서 출력된 전원 중 (+)극은 용접부위(121)에 직접 공급되고, (-)극은 케이블을 통해 제어기(117)를 경유하여 토치(115)로 공급된다. 용접기에서 출력된 또 다른 전원은 또한 제어기(117)를 구동시켜 용가재릴(118)로부터 공급된 용가재선(119)가 토치(115)를 통과하면서 (-)극의 전원을 인가 받아 용접부위(121)에 닿으면 아크가 발생되고, 이와 동시에 유량조절기에서 제어된 차폐가스가 호스를 통해 공급되어 토치(115)의 선단에서 분사되어 용접부위(121)를 대기로부터 보호하면서 용접을 수행하게 된다.

이와 같이 첫 번째 용접부위(121)의 용접이 완료되면 동일한 방법으로 다음 두 번째 용접부위(122)를 용접하며, 하나의 리브(105)에 상하 한 쌍의 통기판(107,109)을 용접한 후에는 각각의 변형방지틀(113)을 해체하고 고정판(111)에서 컨벡터 플레이트(101)를 회전시켜 용접부위를 변경한 다음 해당 리브(105)에 다시 변형방지틀(113)을 체결한 다음 동일한 방식으로 통기판(107.109)을 용접하게 되며, 이러한 용접 과정을 차례로 반복함으로써 전체 리브(105)에 상하 통기판(107,109)을 모두 용접하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 통기판 용접방식은 작업자가 토치(115)와 변형방지틀(113)을 수시로 옮겨야 하고, 특히 변형방지틀(113)은 착탈작업을 반복적으로 수행하여야 하므로 작업자의 작업능률을 저하시킬 뿐 아니라, 변형방지틀(113) 사이에 변형을 가져와 이를 교정하기 위한 추가작업을 필요로 하게 되고, 용접작업 중에 작업자가 인접한 상태에서 컨벡터 플레이트(101)를 수차례 회전시켜야 하므로 안전사고의 위험성이 상존하며, 특히 용접시 발생되는 흄(fume) 및 유해광선으로 인해 각종 직업병이 유발될 수 있는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 종래의 상소둔로용 컨벡터 플레이트 용접장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 컨벡터 플레이트의 리브 상에 상하 통기판을 용접함에 있어 리브 상에 위치한 상하 통기판을 이동 상태로 가압하면서 용접할 수 있도록 함으로써 통기판의 용접변형 억제가 가능하고, 용접부 변경 시 용접변형을 억제시키는 가압수단의 착탈이 자동적으로 이루어지며, 용접토치의 이동도 역시 자동적으로 이루어질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 기부를 이루는 고정대 상에 회전축에 의해 컨벡터 플레이트를 회전 가능하게 장착하도록 되어 있는 컨벡터 플레이트 용접장치에 있어서, 회전축에 회전 가능하게 삽입된 회전블록 상에서 이송 스크류를 따라 좌우로 이동하는 이동블록과 이 이동블록 위에서 전후로 이동하는 가압블록에 의해 컨벡터 플레이터의 리브를 가접된 상하 통기판과 함께 가압 파지하는 가압부, 회전블록에 상대 회전이 가능하도록 관통 삽입되어 고정너트에 의해 선단에 고정된 컨벡터 플레이트를 회전시키도록 되어 있는 회전부 및, 회전블록의 후방에 부착된 래크블록을 따라 좌우로 이동 가능하게 설치된 이송박스와 이 이송박스의 위쪽에 부착된 용가재 송급부의 일측에 전후로 이동 가능하게 설치된 전후진 래크바와 이 래크바에 상하 이동 가능하게 삽입된 승강 래크바에 의해 용접토치를 이송하여 가압부에 의해 파지되는 컨벡터 플레이트와 상하 통기판의 접촉부분을 용접하도록 되어 있는 용접부로 구성되어 있는 컨벡터 플레이트 용접장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 상소둔로용 컨벡터 플레이트 용접장치를 첨부 도면을 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 컨벡터 플레이트 용접장치는 도 3에 조립상태로 도시된 바와 같이 종래의 용접장치와 마찬가지로 컨벡터 플레이트(1)에 통기판(7,9)을 용접하기 위해 고정대(11)를 사용하도록 되어 있으며, 고정대(11) 위에는 회전 가능하게 장착되는 컨벡터 플레이트(1)를 회전시키면서 컨벡터 플레이트(1)에서 방사상으로 연 장되어 있는 복수의 리브(5) 상하면에 통기판(7,9)을 용접할 수 있도록, 각각의 리브(5)와 리브(5)에 용접될 통기판(7,9)을 함께 가압 파지하는 가압부(30), 컨벡터 플레이트(1) 각 리브(5) 중 특정 리브(5)를 선택하여 용접작업을 할 수 있도록 컨벡터 플레이트(1)를 고정대(11) 상에서 회전시키는 회전부(31) 및, 외부에서 공급되는 용접전원 및 차폐가스와 용가재선(66)을 이용해 리브(5)와 상하 통기판(7,9)을 용접하는 데 직접 사용되는 용접부(40)가 설치되어 있다.

여기에서, 가압부(30)는 다시 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 회전블록(26), 이동블록(27) 및 가압블록(28)과 같은 블록들의 조합으로 구성되어 회전블록(26)을 중심으로 회전하면서 이송 스크류(25)를 따라 회전블록(26)의 안내 프레임(45) 위에서 좌우로 이동하는 이동블록(27)과 이 이동블록(27) 위에 장착되어 전후로 미끄럼 이동하는 가압블록(28) 사이에 컨벡터 플레이트(1) 허브(3)에서 뻗어 있는 리브(5)와 리브(5)에 용접될 통기판(7,9)을 개재시켜 가압 파지하도록 되어 있다.

회전블록(26)은 다시 도 4에 보다 명확히 도시된 것처럼 고정대(11)의 앞쪽에 위치하는 정방형의 몸체와 이 몸체의 뒤쪽으로 연장되어 있는 회전축(43) 그리고 몸체의 양측면에서 좌우로 길게 연장되어 있는 안내 프레임(45)으로 이루어져 있으며, 여기에서 회전축(43)은 도 5에 도시된 것처럼 고정대(11)의 장착공(42) 안에 삽입되어 전후 한 쌍의 베어링(77)에 의해 회전 가능하게 축지지되어, 회전축(43) 후단에 부착된 종동기어(78)와 이 기어(78)에 맞물림되는 구동기어(79)를 통해 전달되는 구동모터(80)의 회전력에 의해 장착공(42) 내에서 회전하도록 되 어 있고, 안내 프레임(45)은 도 3, 4 및 6에 도시된 것처럼 양측단이 직각으로 절곡되어 이동블록(27)을 좌우로 이동시키는 이송 스크류(25)를 관통 삽입하도록 되어 있다.

이 때 이송 스크류(25)는 도 4에 도시된 것처럼 회전블록(26)의 몸체부분에 관통 삽입되는 부분을 중심으로 좌측(46)은 우선으로 즉, 오른나사 방향으로, 우측(47)은 좌선으로 즉, 왼나사 방향으로 각각 나사 가공되어 있으며, 일측단에 연결된 구동모터(41)에 의해 정역회전을 반복하면서 양측의 좌우 나선(46,47)에 나사 결합된 좌우 이동블록(27)을 마주보는 쪽으로 또는 멀어지는 쪽으로 이동시키도록 되어 있다.

이와 같이 안내 프레임(45)을 따라 회전블록(26)의 내외측으로 이동하도록 되어 있는 이동블록(27)은 "ㄱ"자 모양으로 절곡된 상하 한 쌍의 프레임판으로서, 몸체 좌우로 관통되어 있는 미끄럼 안내공(81)을 통해 안내 프레임(45) 상에 끼워지며, 안내공(81)과 평행한 방향으로 절곡되어 있는 상하 지지 프레임(49) 사이에 좌우 한 쌍의 지지롤러(51)가 회전 가능하게 장착되어 있고, 몸체 상하면에 전후방향으로 활주홈(52)이 가공되어 있다.

또한, 이동블록(27)의 활주홈(52)에 전후로 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 가압블록(28)도 이동블록(27)과 유사하게 "ㄱ"자 모양으로 절곡된 상하 한 쌍의 프레임판으로 이루어져 있으며, 이동블록(27)의 지지 프레임(49)과 마주하도록 가압 프레임(54)이 안내 프레임(45)을 따라 평행하게 절곡되어 있으며, 가압 프레임(54)의 상하판 사이에는 한 쌍의 가압롤러(55)가 지지롤러(51)와 대응하는 위치에 각각 회전 가능한 상태로 장착되어 있다. 또한 가압블록(28)의 후방면에는 리드 스크류(53)가 공회전 상태로 끼워지는 관통공(82)이 형성되어 있는데, 이 때 리드 스크류(53)는 이동블록(27) 후방면에 나사 체결된다.

가압부(30)와 별개로 컨벡터 플레이트(1)를 회전시키도록 되어 있는 회전부(31)는 도 5에 도시된 바와 같이 컨벡터 플레이트(1)가 설치되는 회전축(13)과 이 회전축(13)의 선단부분에 컨벡터 플레이트(1)를 고정하기 위한 고정너트(29) 및 회전축(13) 후단 외주면에 부착되어 있는 종동기어(83)와 이 종동기어(83)에 맞물림되는 구동기어(84)를 통해 회전축(13)을 회전 구동시키는 구동모터(85)로 이루어져 있으며, 이 때 회전축(13)은 회전블록(26)의 내주면 전후단에 끼워져 있는 한 쌍의 베어링(86)을 통해 회전블록(26)에 대해 상대 회전 가능하게 지지된다.

또한, 회전부(31)에 의해 가압부(30) 함께 회전하면서 가압부(30)에 의해 파지되는 컨벡터 플레이트(1)의 리브(5)와 상하 통기판(7,9) 간의 접촉부분을 용접하도록 되어 있는 용접부(40)는 도면에 도시된 바와 같이, 안내 레일의 역할을 하는 래크블록(33), 이 래크블록(33)을 따라 상호 간에 좌우로 접근 또는 이격되도록 움직이는 이송박스(34), 용가재선을 용접토치(38)로 공급하는 용가재 송급부(35), 이 용가재 송급부(35)의 전면에 신축 가능하게 장착되는 전후진 래크바(36), 이 래크바(36) 전방단에 삽입 설치되는 승강 래크바(37) 및, 승강 래크바(37) 하단의 고정링(71)에 삽입 고정되는 용접토치(38)로 이루어져 있다.

여기에서 래크블록(33)은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 사각봉 형태로 길게 연장되어 있으며, 연장된 측면 일측에 래크(61)가 가공된 상태로 상기 회 전블록(26)의 회전축(43) 후방에 부착되어 가압부(30)와 함께 회전축(43)을 중심으로 회전하도록 되어 있다. 또한, 이송박스(34)는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 래크블록(33)의 양측에 좌우 한 쌍이 삽입 설치되어 있고, 래크(61)와 맞물림되는 피니언 기어(62)가 내부에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 이 때 피니언 기어(62)는 회전축(87)에 함께 장착되어 있는 웜휠(88)을 구동모터(63)에 연결된 웜(89)으로 회전 구동시킴으로써 래크(61)와 맞물려 돌아가면서 이송박스(34)를 래크블록(33) 위에서 좌우로 이동시키게 된다.

이송박스(34)의 상면에 부착되어 있는 용가재 송급부(35)는 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 송급 케이싱(90), 이 케이싱(90) 내부에 장착된 이송릴 쌍(91), 이들 이송릴 쌍(91)을 회전시키는 구동모터(64) 및, 이송릴(91)을 통해 용접토치(38)로 공급되는 용가재선(66)이 감겨져 있는 용가재릴(65) 등으로 구성되어 있으며, 송급 케이싱(90)에는 가스봄베(74) 및 케이블(73)에서 뻗어 있는 차폐가스 호스(72)와 케이블(73)이 각각 연결되어 있다.

용가재 송급 케이싱(90)의 토치(38)가 연결된 전방면 쪽에 장착되어 있는 전후진 래크바(36)는 도 3 및 도 6 등에 도시된 바와 같이 송급 케이싱(90) 전면에 부착된 래크바 안내케이싱(67)에 삽입되어 이 케이싱(67)의 전방단에 삽입되어 있는 피니언 기어(68)의 회전에 따라 안내케이싱(67) 안팎으로 이동하도록 되어 있다. 또한 전후진 래크바(36)의 전방단에 상하로 관통 삽입되어 있는 승강 래크바(37)는 전후진 래크바(36) 선단부분에 삽입되어 있는 피니언 기어(69)를 회전시킴으로써 상하로 이동시킬 수 있도록 되어 있으며, 하단에 장착된 고정링(71) 에 의해 용접토치(38)를 고정하도록 되어 있다.

끝으로, 승강 래크바(37) 하단에 고정되어 있는 용접토치(38)는 이송박스(34), 전후진 래크바(36) 또는 승강 래크바(37)의 이동에 따라 고정링(71)이 위치하는 소정의 지점으로 원활히 이동할 수 있도록 가요성 소재로 제작되며, 도 3에 도시된 것처럼 용가재 송급부(35)를 통해 차폐가스 호스(72) 및 케이블(73)과 연결된다.

이제 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 컨벡터 플레이트 용접장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상하 통기판(7,9)을 용접할 컨벡터 플레이트(1)를 회전축(13)에 삽입한 후 고정너트(29)에 의해 회전블록(26) 전방단에 고정시킨다. 그리고 나서 제어반(미도시)을 통해 가압부(30)의 구동모터(41)를 작동시키면 이 모터(41)의 회전력에 의해 이송 스크류(25)가 회전하면서 이송 스크류(25)의 나선부분(46,47)에 나사 결합되어 있는 좌우 이동블록(27)이 스크류(25)의 회전방향에 따라 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 즉, 접근 또는 이격되는 방향으로 이동하게 된다.

이렇게 해서, 이동블록(27)이 설정된 용접 시작점에 다다르면 모터(41)를 멈추고, 리드 스크류(53)를 회전시켜 가압블록(28)이 이동블록(27)의 활주홈(52)을 따라 후방으로 이동하도록 하여 이동블록(27)의 지지롤러(51)와 가압블록(28)의 가압롤러(55) 사이에 도 8에 도시된 것처럼 가접 상태로 끼워져 있는 컨벡터 플레이트(1)의 리브(5)와 상하 통기판(7,9)이 가압 파지되도록 한다.

그리고 나서, 컨벡터 플레이트(1)와 상하 통기판(7,9)의 가압 파지상태가 확인되면 제어반을 통해 용접전류와 용접전압값 및 용접속도값을 설정하고 봄베(74) 의 개폐밸브를 개방하여 유량조절기로 토출유량을 조절하면서 호스(72)를 통해 토치(38)로 차폐가스를 공급함과 동시에 용접기(75) 메인 스위치를 온시킨다.

이와 같이 용접준비가 완료되면 제어반의 용접시작 버튼을 눌러 용접기(75)에서 출력된 전원 중 (+)극은 용접부위에 직접 공급되도록 하고, (-)극은 케이블(73)을 통해 용접 토치(38)로 공급되도록 한다. 이 때 용접기(75)에서 출력되어 용가재 송급부(35)에 공급된 전원은 모터(64)를 구동시켜 용가재릴(65)에 감겨 있는 용가재선(66)이 토치(38)로 공급되면서 전원을 인가 받아 용접부위 예컨대, 접촉부분에 맞닿음되어 아크를 발생시키도록 한다. 이와 동시에 봄베(74)에서 공급되는 차폐가스가 호스(72)를 통해 토치(38)에서 분사되어 용융부를 대기로부터 보호하면서 용접작업이 이루어지도록 한다.

용접이 개시되면 용접부(40)의 이송박스(34) 구동모터(63)와 가압부(30)의 이송 스크류(25) 구동모터(41) 스위치를 동시에 온시킨다. 이에 따라 모터(63)에 직결된 웜(89)과 웜휠(88)이 회전하게 되면 웜휠(88)과 동일한 축(87) 상에 장착되어 있는 피니언 기어(62)가 회전하게 되며, 이에 따라 피니언 기어(62)가 맞물림된 래크(61) 위를 좌우로 이동하게 되고, 이 때 피니언 기어(62)가 장착된 이송박스(34)도 래크블록(33) 위를 좌우로 활주하게 된다.

이와 동시에 이송박스(34) 위쪽에 설치된 용가재 송급부(35)와 송급 케이싱(90)에 연결된 용접토치(38)가 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 지지롤러(51)와 가압롤러(55) 사이에 가압 파지되어 있는 컨벡터 플레이트(1)의 리브(5)와 상하 통기판(7,9)의 접촉부분, 즉 예컨대 용접부위(21)를 따라 좌우로 이 동하면서 용접이 진행된다.

이 때, 가압부(30)의 구동모터(41)가 회전 구동되면서 이 모터(41)에 연결된 이송 스크류(25)가 회전하게 되고, 이에 따라 이송 스크류(25)에 나사 결합된 이동블록(27)과 이 블록(27)에 결합된 가압블록(28)이 안내 프레임(45)을 따라 좌우로 이동하게 되며, 따라서 각 블록(27,28)에 장착된 지지롤러(51)와 가압롤러(55)가 용접부위(21)를 가압하면서 회전하여 통기판(7,9) 위를 마찰저항 없이 굴러 이동함으로써 용접부위(21)에 용접에 따른 변형이 발생되지 않게 하면서 용접이 이루어지도록 한다.

이와 같이 용접이 진행되어 토치(38)가 용접 종료지점에 이르면 제어반 상의 용접종료버튼과 구동모터(41,63)의 스위치를 오프시키고, 다음 용접부위(22)의 용접을 위해 래크바 안내케이싱(67)의 피니언 기어(68)를 돌려 이 기어(68)에 치합된 전후진 래크바(36)를 전후진시킴으로써 다음 번 용접부위(22) 위로 토치(38)를 이동시킨다. 그리고 나서, 위와 동일한 방식으로 용접변형을 억제하면서 용접부위(22)를 용접하게 된다.

이렇게 해서 상변의 용접부위(21,22)에 대한 용접이 끝나고 용접토치(38)가 최초의 용접준비 위치에 위치하게 되면 제어반의 용접종료버튼을 눌러 용접을 종료시킨 다음, 가압부(30)의 구동모터(41) 스위치도 오프시킨 후, 하변의 용접부위(23,24)를 용접하도록 제어반 상의 회전블록 구동모터(80) 스위치를 온시켜 모터(80)에 연결된 구동기어(79)에 의해 맞물림된 회전축(43)의 종동기어(78)를 회전시킴으로써 회전블록(26)을 고정대(11)의 장착공(42) 내에서 회전시킨다. 이에 따라 회전블록(26)이 180° 회전하여 최초의 위치에서 완전히 전도되면 제어반 상의 모터(80) 스위치를 오프시킨 후, 용접부위(21,22)를 용접할 때와 동일하게 리브(5)와 상하 통기판(7,9) 사이의 용접부위(23,24)를 용접변형이 발생되지 않도록 하면서 용접하게 된다.

이와 같이 방사상으로 연장되어 있는 컨벡터 플레이트(1)의 복수의 리브(5) 중 대향하여 뻗어 있는 임의의 리브(5) 위에 상하 통기판(7,9)을 용접하고 난 뒤에는 다음 번 리브(5)에 또 다른 통기판(7,9)을 용접하게 되는데, 이를 위해 먼저 리드 스크류(53)를 풀어 리브(5)와 통기판(7,9)에서 가압블록(28)을 이격시킨 다음, 제어반 상의 회전축(13) 구동모터(85) 스위치를 온시켜 모터(85)에 연결된 구동기어(84)를 통해 회전축(13)의 종동기어(83)를 회전 구동시킨다. 이에 따라 회전축(13)이 회전블록(26) 내에서 임의의 각도로 회전함에 따라 고정너트(29)에 의해 회전축(13)에 고정되어 있는 컨벡터 플레이트(1)도 함께 동일한 각도만큼 회전하게 된다. 이렇게 해서 컨벡터 플레이트(1)의 다음 번 용접부위(21)가 수평상태에 이르게 되면 구동모터(85)를 스위치를 오프시킨 후 다음 번 용접부위(21,22,23,24)를 앞서와 같이 순차적으로 용접한다.

이와 같이, 컨벡터 플레이트(1)에 대한 용접과 회전을 반복하여 수행함으로써 리브(5) 전체에 대한 통기판(7,9)의 용접이 완료되면 고정너트(29)를 풀어 회전축(13)에서 컨벡터 플레이트(1)를 빼냄으로써 전체 용접작업이 완료된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 상소둔로용 컨벡터 플레이트 용접장 치에 의하면, 컨벡터 플레이트의 각 리브에 상하 통기판을 용접함에 있어 용접에 따른 변형을 방지하기 위한 별도의 변형방지틀을 설치하는 번거로움 없이도 지지롤러와 가압롤러에 의해 통기판을 리브의 위 아래에서 가압한 상태로 용접변형을 최대한 억제하면서 용접할 수 있게 되므로 작업자의 작업 피로를 경감시킬 수 있고, 작업 생산성을 크게 증진시킬 수 있을 뿐 아니라, 작업자가 직접 용접을 하지 않으므로 용접 시 발생하는 고온의 열 및 유해 광선으로 인한 작업자의 피해를 예방할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 기부를 이루는 고정대(11) 상에 회전축(13)에 의해 컨벡터 플레이트(1)를 회전 가능하게 장착하도록 되어 있는 컨벡터 플레이트 용접장치에 있어서,

   상기 회전축(13)에 회전 가능하게 삽입된 회전블록(26) 상에서 이송 스크류(25)를 따라 좌우로 이동하는 이동블록(27)과 상기 이동블록(27) 위에서 전후로 이동하는 가압블록(28)에 의해 상기 컨벡터 플레이터(1)의 리브(5)를 가접된 상하 통기판(7,9)과 함께 가압 파지하는 가압부(30), 상기 회전블록(26)에 상대 회전이 가능하도록 관통 삽입되어 고정너트(29)에 의해 선단에 고정된 상기 컨벡터 플레이트(1)를 회전시키도록 되어 있는 회전부(31) 및, 상기 회전블록(26)의 후방에 부착된 래크블록(33)을 따라 좌우로 이동 가능하게 설치된 이송박스(34)와 상기 이송박스(34)의 위쪽에 부착된 용가재 송급부(35)의 일측에 전후로 이동 가능하게 설치된 전후진 래크바(36)와 상기 래크바(36)에 상하 이동 가능하게 삽입된 승강 래크바(37)에 의해 용접토치(38)를 이송하여 상기 가압부(30)에 의해 파지되는 상기 컨벡터 플레이트(1)와 상기 상하 통기판(7,9)의 용접부위(21,22,23,24)를 용접하도록 되어 있는 용접부(40)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 컨벡터 플레이트 용접장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 가압부(30)는 모터(41)에 의해 상기 고정대(11)의 장착공(42)에 회전 가능하게 삽입되는 회전축(43)이 후면에 부착되고 좌우로 길게 연장된 안내 프레임(45)이 양측면에 부착되어 있는 회전블록(26), 상기 안내 프레임(45)의 좌우에 삽입되어 좌선 및 우선으로 이분된 나선(46,47)을 갖는 이송 스크류(25)에 의해 좌우로 이송되며 상기 안내 프레임(45)을 따라 절곡된 지지 프레임(49)에 한 쌍의 지지롤러(51)가 장착되어 있는 이동블록(27) 및, 상기 이동블록(27) 상하면의 활주홈(52)에 미끄럼 가능하게 끼워져 후방에 결합되는 리드 스크류(53)에 의해 상기 활주홈(52)을 따라 전후로 이송되며 상기 지지 프레임(49)과 마주하도록 상기 안내 프레임(45)을 따라 절곡된 가압 프레임(54)에 상기 지지롤러(51)와 대응하도록 한 쌍의 가압롤러(55)가 장착되어 있는 가압블록(28)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컨벡터 플레이트 용접장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 용접부(40)는 상기 회전블록(26)의 회전축(43) 후방에 부착된 래크블록(33), 상기 래크블록(33) 좌우 양측에 삽입되며 상기 래크블록(33)의 래크(61)와 맞물림되도록 내장된 피니언 기어(62)가 모터(63)에 의해 회전함에 따라 좌우로 이동하도록 되어 있는 한 쌍의 이송박스(34), 상기 이송박스(34)의 상측면에 부착되어 모터(64)의 구동에 따라 용가재릴(65)로부터 발출되는 용가재선(66)을 상기 용접토치(38)로 송급하는 용가재 송급부(35), 상기 용가재 송급부(35) 전면에 부착된 래크바 안내케이싱(67)에 삽입되어 상기 안내케이싱(67)에 삽입된 피니언 기어(68)에 의해 전후로 이동하도록 되어 있는 전후진 래크바(36), 상기 래크바(36)의 선단부분에 관통 삽입되어 피니언 기어(69)에 의해 상하로 이동하도록 되어 있으며 하단에 토치 고정링(71)이 결합되어 있는 승강 래크바(37) 및, 차폐가스 호스(72)와 케이블(73)을 통해 가스봄베(74)와 용접기(75)에 각각 연결되어 있으며 상기 고정링(71)에 의해 상기 래크바(37) 하단에 끼워져 있는 용접토치(38)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컨벡터 플레이트 용접장치.

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