JP2016510395A - 逆火防止ガス切断機 - Google Patents
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Abstract
本発明は予熱火炎で被加工材を加熱し切断酸素を噴出して被加工材が切断されるようにする逆火防止ガス切断機に関するものである。本発明はガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、前記バルブ束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される。【選択図】図3
Description
本発明はガス切断機に関するものであり、予熱火炎で被加工材を加熱し切断酸素を噴出して被加工材が切断されるようにする逆火防止ガス切断機に関するものである。
ガス切断機の火口はその中心部に切断酸素が噴射されて切断酸素の周囲に被加工材を予熱するための予熱炎が形成されるように構成されることが一般的である。ここで、予熱炎はガス切断機に供給されるガス状態の酸素及び燃料ガスが混合されて生成された混合ガスが着火されるようにして形成される。
一般的なガス切断機は予熱炎を形成するために酸素及び燃料ガスを混合する方式に応じてトーチミキシング方式及びノズル(火口)ミキシング方式を使用しているが、それについてはKS B4601規格に1型切断機及び3型切断機として規定されている。
ここで、トーチミキシング方式であるKS B4601規格の1型切断機は酸素及び燃料ガスが取っ手部が具備されたバルブ束内で混合されるようにした後、混合ガスが火口に供給されるようにする方式である。
トーチミキシング方式のガス切断機は逆火(backfire)が発生したら混合ガスが生成されるバルブ束の内部まで火炎が流入される恐れがあるため使用中に逆火が起こる可能性が高く、逆火が起こったらバルブ束の内部まで流入された火炎によってバルブ束が加熱されて作業者が火傷を負うかバルブ束の寿命が短縮される恐れがあり、バルブ束内部での圧力上昇によって燃焼ガス管や燃料ガス容器が破裂する事故などに繋がる恐れも高い短所がある。
一方、ノズルミキシング方式であるKS B4601規格の3型切断機はバルブ束を介して供給される酸素及び燃料ガスが別途の経路でノズルまで到達され、ノズルで混合されて混合ガスが生成される方式である。
ノズルミキシング方式のガス切断機は逆火が発生する可能性が低い長所がある一方、酸素より相対的に低圧である燃料ガスが安定的に供給されることが難しいため被加工材の予熱に長時間が所要される短所がある。それを補完するために燃料ガスの圧力を上げると逆火が発生した際の事故の危険性が高い短所がある。
本発明の実施例は逆火が根本的に発生しないか、発生しても火炎がヘッドまで到達されない逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持される逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例は混合ガスによって熱効率が増加された逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドの加熱が最小化されてヘッドの寿命が延長される逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持される逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例は混合ガスによって熱効率が増加された逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドの加熱が最小化されてヘッドの寿命が延長される逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドフレームにチップを結合するに当たって、ヘッドフレームに具備されたインジェクティング流路とチップに具備されたインジェクティングガス流入孔が互いに連通されるように一致して結合する作業が非熟練者によっても非常に迅速で便利に行われる逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明は長時間使用してもヘッドフレームにチップを結合するに当たって、チップが流動することを最大限防止し密閉状態を維持して連通されたインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔が互いに外れることを防止し、ヘッドフレームとチップの接触面を介してガスと酸素が互いに混合されることを防止する逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明はヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路との間に連結流路を形成し、高熱がチップの切断酸素流路を介してヘッドフレームの切断酸素流路に伝達されることを遅延することでヘッドフレームが過熱することを最大限防止する逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明はインジェクティング部で予熱酸素と燃料ガスが混合されずに層を成して流動され(層流流動、Laminar flow)、酸素とガスがチップ内で混合されるようにすることで混合ガス通路上での圧力の差を最小化して逆火を防止し、逆火が発生しても火炎がヘッドまで到達されず、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持され、ヘッドの構造を単純化して製造に所要される時間及びコストを節約すると共に混合ガスの混合率が向上されて熱効率が増加することはもちろん、ヘッドの加熱が最小化されて寿命が延長される逆火防止ガス切断機を提供する。
一般に、チップの先端部が塞がれるか火口に圧力変化が生じて混合ガス通路の圧力が変化したら圧力の差による混合ガスの流れに変動が発生し、チップの先端部の炎が圧力変化がある方に移動する過程で混合ガスに逆火が発生する。
よって、逆火を最大限減らすためには、予熱酸素と燃料ガスが混合されてチップの先端部まで混合ガスが移動する間に圧力変化を最大限減らすことが逆火を減らす減らす方法になる。例えば、
第一、ガスと酸素が共存するインジェクティング区間では酸素の噴射速度を上げることで酸素とガスが混合されずに層(Layer)を成して流動するようにする。インジェクティング区間で酸素とガスが層を維持せずに混合されるとインジェクティング部分まで逆火されることがあるため、インジェクティング区間では酸素とガスとの間に層を維持することが重要である。
第二、インジェクティング区間で酸素とガスが層を成してインジェクティングされ、その後にインジェクティングされた酸素とガスが混合され、混合されたガスがチップの先端部まで噴射される過程まで圧力の変化を最小化すべきである。
第三、インジェクティング区間で層を成して噴射される酸素とガスがチップまで到達する通路に気密を維持して圧力変化を最小化すべきである。
第三、インジェクティング区間で層を成して噴射される酸素とガスがチップまで到達する通路に気密を維持して圧力変化を最小化すべきである。
前記目的を達成するために、ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、前記バルブ束には前記酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐されて各流路を介して前記ノズル束にそれぞれ流動されるようにする分岐部が形成され、
前記ノズル束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、
前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される逆火防止ガス切断機を提案する。
また、本発明において、前記火口には中心部に配置されて前記切断酸素が噴射される切断酸素噴射口及び前記切断酸素噴射口の周辺に配置されて前記混合ガスが噴射される混合ガス噴射口が形成される。
また、本発明において、前記インジェクティング部は先端部に行くほど外径が減少するテーパー面及び後端部に流入された前記予熱酸素が先端に噴射される予熱酸素噴射孔が形成されたインジェクティングコアと、前記インジェクティングコアの先端部に相応する形状を有し、前記インジェクティングコアの先端方向に離隔配置され、中心部には前記インジェクティング流路が形成されたインジェクティングキャップと、を含み、前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップの間には前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーが形成される。
また、前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップは前記ヘッドフレームとそれぞれ一体に形成される。
また、前記ヘッドフレームは前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
また、前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップは前記ヘッドフレームとそれぞれ一体に形成される。
また、前記ヘッドフレームは前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記ヘッドフレームには、
前記ヘッドフレームには、
前記インジェクティングコア部に相応する形状を有し前記インジェクティングコア部の先端方向に離隔配置されて中心部は前記インジェクティング流路と連結されたインジェクティングキャップ部と、前記インジェクティングコア部及び前記インジェクティングキャップ部の間に前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーがそれぞれ形成され、前記インジェクティングコア部、前記インジェクティングキャップ部及び前記燃料ガスチェンバーは前記インジェクティング部を形成する。
また、前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入孔の内周面と溶接結合される。
また、本発明において、前記溶接結合は、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つに溶接溝が形成され、
前記溶接溝に収容されたリング状の溶接棒又は粉末状態の溶接材が加熱によって前記分配器挿入孔の内周面に融着されて行われる。
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つに溶接溝が形成され、
前記溶接溝に収容されたリング状の溶接棒又は粉末状態の溶接材が加熱によって前記分配器挿入孔の内周面に融着されて行われる。
また、前記チップの後端面には前記切断酸素流路を介して前記チップに流入される切断酸素が流動される溝形状の冷却流路が形成される。前記冷却流路は、前記切断酸素流路から前記チップの後端面の縁方向に向かって放射状に形成された複数の直線状の冷却流路及び前記後端面の縁部分に沿って形成されて前記直線状の冷却流路の端部を互いに連結する曲線状の冷却流路を有する。
また、本発明において、前記ヘッドフレームには前記チップの後端部が安着される安着溝が形成され、前記ヘッドフレームは前記安着溝の一端部が突出されるように結合された固定ピンを含み、前記チップの後端部に前記固定ピンが挿入されるピン挿入孔が形成され、前記固定ピンが前記ピン挿入孔に挿入されると前記インジェクティングガス流入孔が前記インジェクティング流路と連結されるか、
前記インジェクティングガス流入孔が複数に形成され、前記固定ピンが複数の前記インジェクティングガス流入孔のうちいずれか一つに挿入されると、複数の前記インジェクティングガス流入孔のうち他の一つは前記インジェクティング流路と連結される。
また、本発明において、前記インジェクティングコア、インジェクティング流路、インジェクティングガス流入孔及び混合室は一列に配置される。
また、本発明において、前記インジェクティングコア、インジェクティング流路、インジェクティングガス流入孔及び混合室は一列に配置される。
また、本発明はヘッドフレームに具備された切断酸素流路及びインジェクティング流路とチップに具備された切断酸素流路及びインジェクティングガス流入孔を互いに連通して締結部材で結合し、前記ヘッドフレームとチップの向かい合う接触面が締結部材の締める力によって密着されるように結合されたヘッドを具備するガス切断機において、
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致する逆火防止ガス切断機を提案する。
また、本発明において、前記整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記チップには前記パッキングが挿入されるパッキング溝が形成される。前記整列管はヘッドフレームのインジェクティング流路に固定され、前記インジェクティング流路の内径と整列管の内径は同じく形成される。
また、本発明において、前記チップが外側チップと内側チップに形成されて外側チップと内側チップの間によって混合ガス流路が形成され、外側チップと内側チップの後端部には締結部材内に互いに重なった状態に挿入されてかかった状態が維持されるフランジ部がそれぞれ形成され、前記各フランジ部は同じ外径を有し、前記締結部材には前記各フランジ部が重なった状態で一緒に挿入されて収容される整列穴が形成される。
本発明の実施例によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されることで逆火が発生したら火炎がヘッドまでは到達されずにチップ内部まで到達されるため、ヘッドの加熱が最小化されて安全性が向上されヘッドの寿命が延長される。
そして、本発明の実施例によると、ヘッドフレームの内部を熱に脆弱な密閉部材を必要としないように構成することで、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持されて耐久性及び安全性が向上される。
また、本発明の実施例によると、インジェクティングガスが生成されるインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃焼ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上される。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
本発明によると、ヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に固定された整列管をヘッドフレームとチップの結合の際に他方のインジェクティング流路又はインジェクティングガス流入孔に差し込んで合わせる簡単な作業によってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を正確に一致することができるため、ヘッドフレームとチップの結合の際にインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔を互いに一致する作業を非熟練者であっても非常に迅速で便利に行うことができ、整列管によってヘッドフレームに対するチップの流動が防止されるため、長時間使用してもインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔の密閉状態を維持し互いに外れることを防止するため逆火を防止する効果がある。
また、本発明は整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記パッキングが挿入されるパッキング溝をチップのインジェクティングガス流入孔の方に形成することで、ヘッドフレームとチップの結合の際に整列管とこの整列管が具備されたヘッドフレーム又はチップとの間の気密を維持することができ、長時間使用することでヘッドフレームとチップとの間に微細な隙が形成されてもパッキングが切断酸素流路とインジェクティングガス流入孔との間の気密を維持して逆火を防止する効果がある。
また、本発明はチップを構成する内側チップと外側チップに形成されたフランジ部が締結部材の整列穴に重なった状態で一緒に差し込まれて前記締結部材にかかった状態で維持されるため、ヘッドフレームとチップの結合と同時に、自動的にチップを構成する内側チップと外側チップの中心を一致することができるため、それによってチップの組立性をよくし円周方向のガス通路が同心円状に均一に配置されてガスの流れを円滑に維持する効果がある。
また、本発明はチップの中心部に配置された切断酸素流路から外側半径方向に連結流路が形成されてヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路との間に連結することで、チップの切断酸素流路を介して高熱がヘッドフレームの切断酸素流路に直接伝達されるときより連結流路を介して熱伝達が遅延されるためヘッドフレームが過熱されることを最大限防止する効果がある。
本発明によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるようにしてチップ内の短い流路によって混合ガスの圧力の差を最大限減らすことで逆火を防止し、その結果、チップとヘッドを含むトーチの寿命を延長し作業者の安全を維持することができる。
本発明はインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃料ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上され、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストを節約することができる。
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定の実施例を図面に例示し詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な実施形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むと理解するべきである。本発明を説明するに当たって、関連する公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
本発明の各実施例の図面の構成要素に参照符号を与えることに当たって、同じ構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同じ符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明の実施例を説明するに当たって、関連する公知構成又は機能に関する具体的な説明は省略する。
また、本発明の動作を説明するに当たって、該当実施例の図面だけでなく他の実施例の関連図面でも説明をしているため、該当図面及び関連図面を参照して本発明を理解すべきであることを予め明らかにする。
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図1には、本発明の一実施例によるガス切断機が示されている。
図1を参照すると、本発明の一実施例によるガス切断機1にはバルブ束2及びノズル束3が含まれる。
バルブ束2はガス状態の酸素及び燃料ガスが流動される部分であり、バルブ束2には供給口フレーム21、取っ手部22及びバルブフレーム23が含まれる。
ノズル束3にはヘッド35及びヘッド35に連結されたネック31が含まれる。
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図1には、本発明の一実施例によるガス切断機が示されている。
図1を参照すると、本発明の一実施例によるガス切断機1にはバルブ束2及びノズル束3が含まれる。
バルブ束2はガス状態の酸素及び燃料ガスが流動される部分であり、バルブ束2には供給口フレーム21、取っ手部22及びバルブフレーム23が含まれる。
ノズル束3にはヘッド35及びヘッド35に連結されたネック31が含まれる。
ヘッド35には先端部に火口(図3の349)が形成されたチップ300、チップ300がヘッドフレーム及びチップ300とヘッドフレーム320を結合しかかった状態を維持する締結部材310が含まれる。そして、ネック31には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34が含まれる。ネック31は図示したようにヘッドフレーム320及びバルブフレーム23を連結する。
ちなみに、火口349が形成されたチップ300は切断作業のうち多くの熱が加えられると共に飛散する金属酸化物などの異物が付着される可能性が高いため、ヘッドフレーム320に比べ寿命が短い可能性がある。また、切断する被加工材(図示製図)の物性に応じて切断作業に必要な火力が相異なる可能性がある。よって、チップ300はヘッドフレーム320に分離可能に結合されるようにし、必要に応じて交換して使用するようにしてもよい。
図2には、図1に示したガス切断器のバルブ束の断面図が示されている。
図1及び図2を一緒に参照し、バルブ束2については図2を一緒に参照して説明する。
図2には、図1に示したガス切断器のバルブ束の断面図が示されている。
図1及び図2を一緒に参照し、バルブ束2については図2を一緒に参照して説明する。
供給口フレーム21には燃料ガスが供給される燃料ガス供給口211及び酸素供給口213がそれぞれ形成され、燃料ガス供給口211を介した燃料ガスの流入量を調節する燃料ガス調節バルブ25が設置される。供給口フレーム21には取っ手部22の後端部が結合される。
取っ手部22には外管221及び内管222が含まれる。
取っ手部22には外管221及び内管222が含まれる。
外管221はガス切断機1を使用する際にユーザが外周面を容易に把持する形状を有するように形成される。そして、外管221の内部に形成された空間は燃料ガス供給口211と連結される。
内管222は外管221の内部に形成された空間に配置されるが、内管222の後端部は供給口フレーム21に結合されて酸素供給口213と連結される。
内管222は外管221の内部に形成された空間に配置されるが、内管222の後端部は供給口フレーム21に結合されて酸素供給口213と連結される。
よって、取っ手部22は一種の二重管の形状であり、燃料ガスが燃料ガス供給口211に流入される場合には燃料ガスは外管222の内周面及び外管221の外周面の間の空間に形成された燃料ガス流路224を介して流動され、酸素供給口213に流入される酸素は内管222内に形成された酸素流路223を介して流動される。
取っ手部22の先端部はバルブフレーム23に結合される。
取っ手部22の先端部はバルブフレーム23に結合される。
バルブフレーム23の内部には図示したように取っ手部22から流入される酸素が流動する通路が形成されるが、酸素流路223を介して流入された酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐される分岐部231が形成される。
よって、酸素流路223を介してバルブフレーム23内に流動された酸素は分岐部231から分岐されて切断酸素管34及び予熱酸素管33にそれぞれ流入される。
バルブフレーム23の分岐部231が形成された部分には切断酸素が切断酸素管34に流入される量を調節する切断酸素調節バルブ27が設置され、バルブフレーム23に形成された予熱酸素の流路には予熱酸素が予熱酸素管34に流入される量を調節する予熱酸素調節バルブ26が設置される。
よって、燃料ガス調節バルブ25、予熱酸素調節バルブ26及び切断酸素調節バルブ27をそれぞれ調節することで燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34を介してそれぞれ流動される燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の量をそれぞれ調節する。
燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素はネック31を介してヘッドフレーム320に流入されるが、それについては図3乃至図8を参照して説明する。
燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素はネック31を介してヘッドフレーム320に流入されるが、それについては図3乃至図8を参照して説明する。
ちなみに、上述したバルブ束2は一つの例であって、ヘッドフレーム320に燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素がそれぞれ供給されるようにすることができれば前記とは異なる構造に変更されてもよい。
図3には前記図1に示した逆火防止ガス切断機のヘッドの断面図が示されており、図4には図3に示したヘッドの分解断面図が示されている。図3及び図4を一緒に参照して説明する。
図3及び図4を参照すると、ヘッドフレーム320内には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34とそれぞれ連結された燃料ガス流路324、予熱酸素流路325及び切断酸素流路326が形成される。
よって、燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34からそれぞれ流入された燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素は燃料ガス流路324、予熱酸素流路325及び切断酸素流路326を介してそれぞれ流動される。
締結部材(図3の310)には挿入孔311が貫通形成され、その内周面にはねじ山部312が形成される。
締結部材(図3の310)には挿入孔311が貫通形成され、その内周面にはねじ山部312が形成される。
ヘッドフレーム320の先端部の外周面にはねじ山部322が形成されるが、ヘッドフレーム320のねじ山部322は締結部材310のねじ山部312に相応する形状に形成される。
よって、締結部材310は図3,4に示したようにヘッドフレーム320に締結されるが、この際チップ300の後端部はヘッドフレーム320の先端部に陥入された形状に形成された安着溝321に安着されてから締結部材310によって固定される。この過程で締結部材310のねじ山部312及びヘッドフレーム320のねじ山部322は互いに締結されて締結部313を形成する。
このようにチップ300が締結部材310によってヘッドフレーム320に結合された際に挿入孔311にチップ300が貫通して締結部材310の先端部方向に突出される。
一方、チップ300には外側チップ330及び内側チップ340が含まれるが、内側チップ340は外側チップ330内に形成された空間に配置され、図示したようにチップ300の内部は切断酸素流路345及び混合ガス流路333が形成された二重管の形状を有する。
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔388及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ形成される。
前記構成に関する説明は関連図面(図4,9,11~14,19〜20,24〜25,29,31〜32)の説明に全て参照及び利用される。
図5には図3に示したチップの分解斜視図が示されているが、図5を一緒に参照して説明する。
前記構成に関する説明は関連図面(図4,9,11~14,19〜20,24〜25,29,31〜32)の説明に全て参照及び利用される。
図5には図3に示したチップの分解斜視図が示されているが、図5を一緒に参照して説明する。
図5を参照すると、外側チップ330の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部331が形成され、内側チップ340の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部341が形成される。
内側チップ340のフランジ部341及び外側チップ330のフランジ部331は相応する外径を有するように形成され、内側チップ340のフランジ部341は安着溝321に相応する形状を有するように形成される。
よって、図3,4に示したように締結部材310によってチップ300がヘッドフレーム320に固定される場合、内側チップ340のフランジ部341は安着溝321に安着され、外側チップ330のフランジ部331は内側チップ340のフランジ部341に重なった状態で締結部材310によって加圧される。
図5に示したように、外側チップ330の外径及び内側チップ340の外径は先端部方向に行くほど減少する形状を有する。内側チップ340には後端部から先端部を貫通する形状を切断酸素流路345が形成され、切断酸素流路345の先端部は切断酸素噴射口346を形成する。
内側チップ340の外径が減少された部分の外周面には切断酸素噴射口346を中心に放射状に配置された複数のスリット344が形成される。外側330の先端部には通孔332が形成されるが、内側チップ340が外側チップ330内に挿入されると内側チップ340の外径が減少された部分の外径は外側チップ330の通孔332内に挿入される。
ここで、内側チップ340の外径が減少された部分の外径は外側チップ330の通孔332の内径と相応するように形成される。
ここで、内側チップ340の外径が減少された部分の外径は外側チップ330の通孔332の内径と相応するように形成される。
その他、内側チップ340の中間部分の外径は外側チップ330の中間部分の内径より小さく形成される。よって、図3に示したように内側チップ340が外側チップ330内に挿入された際には内側チップ340の外周面及び外側チップ330の内周面の間に混合ガス流路333が形成される。
内側チップ340のフランジ部341には複数のインジェクティングガス流入孔342,342a,342bが貫通形成される。この際、外側チップ330のフランジ部331の後端面は内側チップ340のフランジ部341に接する際にインジェクティングガス流入孔342,342a,342bの先端部が外側チップ330のフランジ部331によってカバーされないように形成され、混合ガス流路333の後端部がインジェクティングガス流入孔342,342a,342bと連結されるようにする。
混合ガス流路333の後端部にはインジェクティングガス流入孔342,342a,342bの先端部が連結された混合室Aが形成されるが、前記混合室Aの断面積はインジェクティングガス流入孔342,342a,342bより広くなるように形成される。ここで、混合室Aは混合ガス流路333とは別途に形成されるのではなく、混合室Aは混合ガス流路333の後端部の一部を称することを明らかにする。
インジェクティングガス流入孔342,342a,342bに流入された予熱酸素と燃料ガスが断面積が広い混合室Aに流入されると流速が減少されて渦流を形成するが、この過程で予熱酸素及び燃料ガスが混合されて可燃性を有する混合ガスが生成される。
よって、チップ300の後端面の中心部に切断酸素が供給されると、切断酸素は切断酸素流路345を経て切断酸素噴射口346に噴射され、インジェクティングガス流入孔342,342a,342bに流入された予熱酸素と燃料ガス(即ち、インジェクティングガス)は混合ガス流路333の混合室Aを経て混合ガスを生成し、前記混合ガスは混合ガス流路333を経てスリット344を介して通孔322に噴射される。それについては図6を参照して説明する。
図6には図3のVIで示した方向から眺めた火口が示されている。
図6を参照すると、火口349には切断酸素噴射口346及び混合ガス噴射口347がそれぞれ形成される。
上述したように、切断酸素噴射口346は内側チップ340の中心部に配置され、混合ガス噴射口347は切断酸素噴射口346の周辺に放射状に配置される。
図6には図3のVIで示した方向から眺めた火口が示されている。
図6を参照すると、火口349には切断酸素噴射口346及び混合ガス噴射口347がそれぞれ形成される。
上述したように、切断酸素噴射口346は内側チップ340の中心部に配置され、混合ガス噴射口347は切断酸素噴射口346の周辺に放射状に配置される。
ここで、混合ガス噴射口347はスリット(図5の344)によって形成されたものであって、混合ガス噴射口347に噴射される混合ガスに着火されて被加工材(図示せず)を十分に加熱した後、切断酸素噴射口346を介して切断酸素が噴射されると被加工材(図示せず)が酸化して被加工材(図示せず)の切断が行われる。
更に図3及び図4を参照すると、混合ガス流路333の断面積は必要に応じて異なるように形成されるが、本発明の一実施例では混合室Aで断面積が最も広く混合ガス噴射口347に行くほど更に断面積が減少する形状を有する。
これはインジェクティングガス流入孔342,342a,342bから流入された予熱酸素と燃料ガスが断面積が広い混合室Aに流入される過程で十分な過流が発生するようにして混合率を向上した後、混合ガス噴射口347に流動するほど断面積が減少することで流速が増加されて火口349から混合ガスが十分な流速に噴射されるようにするためである。
図7には図5のVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部が示されている。
図7には図5のVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部が示されている。
図7を参照すると、内側チップ340のフランジ部341の後端面の中心部には切断酸素流路345の後端部が配置される。そして、その縁部分にはインジェクティングガス流入孔342,342a,342bが配置される。
即ち、上述したように切断酸素噴射口346に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口347に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路345に切断酸素が供給されてインジェクティングガス流入孔342,342a,342bには予熱酸素と燃料ガスが流入されるべきである。
よって、内側チップ340のフランジ部341の後端面と結合されるヘッドフレーム420の先端部に形成された安着溝(図4の321)も相応する形状を有するべきである。それについては図8を参照して説明する。
図8には図3に示したヘッドフレームの先端部が示されている。
図8には図3に示したヘッドフレームの先端部が示されている。
図8を参照すると、ヘッドフレーム320の先端部に形成された安着溝(図4の321)の中心部には切断酸素流路326の先端部が形成され、その周辺には固定ピン323及びインジェクティング流路362の先端部が配置される。ここで、インジェクティング流路362はインジェクティングキャップ360の中心部に形成されたものであり、それについては後述する。
よって、図7を参照して説明した内側チップ340の後端面がヘッドフレーム350の安着溝321に固定されると、内側チップ340の中心部に形成された切断酸素流路345及びヘッドフレーム320に形成された切断酸素流路326が互いに連結される。即ち、ヘッドフレーム320の内に流入されて切断酸素流路326を介して流動される切断酸素は内側チップ340の切断酸素流路345を経て切断酸素噴射口(図6の346)に噴射される。
そして、インジェクティング流路362を介して流動される予熱酸素と燃料ガスはインジェクティングガス流入孔342,342a,342bのうちいずれか一つに流入されて混合ガス噴射口(図6の347)に噴射される。
一方、固定ピン323は安着溝(図4の321)に内側チップ340の後端面が安着された際にインジェクティング流路362及びインジェクティングガス流入孔342,342a,342bのうちいずれか一つが容易に一致するようにするためのものであり、図7に示したように複数のインジェクティングガス流入孔342,342a,342bのうちいずれか一つに固定ピン323の端部が挿入されると複数のインジェクティングガス流入孔342,342a,342bのうち他の一つはインジェクティング流路362と連結されるように設置される。
この際、固定ピン323の直径はインジェクティングガス流入孔342の内径に相応するように形成され、固定ピン323が挿入されたインジェクティングガス流入孔342には混合ガスが漏洩されないようにする。そして、複数のインジェクティングガス流入孔342,342a,342bのうち固定ピン323が挿入されるかインジェクティング流路362と連結されないものは安着溝(図4の321)の内面に接して密閉される。
ちなみに、本発明の一実施例では4つのインジェクティングガス流入孔342,342a,342bが形成されることを例示したが、これは上述したようにインジェクティングガス流入孔342とインジェクティング流路362を容易に連結するためのものであって、場合によってはインジェクティングガス流入孔342,342a,342bの数が加減されてもよい。
更に図3及び図4を参照してヘッドフレーム320の内部構造について説明する。
更に図3及び図4を参照してヘッドフレーム320の内部構造について説明する。
ヘッドフレーム320内には燃料ガス及び予熱ガスが層流流動インジェクティング部が形成される。インジェクティング部は燃料ガス流路324の端部に形成された燃料ガスチェンバー327、燃料ガスチェンバー327内に設置されたインジェクティングコア350及びインジェクティングキャップ360によって形成される。
インジェクティングコア350は円筒状の外周面を有し、中心部には長さ方向に沿って予熱酸素流路352が形成される。予熱酸素流路352はインジェクティングコア350の先端部から後端部まで貫通する形状に形成され、インジェクティングコア350の先端部に形成された予熱酸素噴射孔353と連結される。予熱酸素噴射孔353は予熱酸素流路352より小さい直径を有するように形成することが好ましい。予熱酸素噴射孔353の直径及び作用については以下で更に説明する。
インジェクティングコア350の先端部の外側にはテーパー面351が形成される。テーパー面351はインジェクティングコア350の先端部に行くほどインジェクティングコア350の外径が減少されるように形成される。
インジェクティングコア350の後端部には図示されていないねじ山が形成される。このねじ山が形成された部分は図示したようにヘッドフレーム320の燃料ガス流路324及び予熱酸素325の間に結合されて締結部354を形成する。即ち、インジェクティングコア350はヘッドフレーム320の燃料ガス流路324及び予熱酸素流路325を連結する形状に形成された通孔の内周面に結合される。
一方、上述したようにインジェクティングコア350のテーパー面351が形成された先端部の前方にはインジェクティングキャップ360が離隔配置される。
一方、上述したようにインジェクティングコア350のテーパー面351が形成された先端部の前方にはインジェクティングキャップ360が離隔配置される。
インジェクティングキャップ360はヘッドフレーム320の先端部に形成されたテーパー面351と相応する形状を有する。即ち、インジェクティングキャップ360の後端部にはテーパー面361が形成されるが、テーパー面361は先端部方向に向かって陥入された形状を有する。
よって、インジェクティングコア350及びインジェクティングキャップ360はインジェクティングコア350のテーパー面351が形成された部分の一部がインジェクティングキャップ360のテーパー面361が形成された部分に挿入された形状に配置される。
一方、インジェクティングキャップ360の中心部には長さ方向に沿って先端部から後端部を貫通する形状でインジェクティング流路362が形成される。インジェクティング流路362の先端部は図8を参照して説明したようにヘッドフレーム320の安着溝321内に配置され、インジェクティング流路362の後端部はインジェクティングコア350の予熱酸素噴射孔353と平行に配置される。
インジェクティングキャップ360はヘッドフレーム320の安着溝321に形成された通孔に挿入される方式でヘッドフレーム320と結合する。この際、図示していないが、インジェクティングキャップ360はヘッドフレーム320に溶接などの方式で結合される。
上述したように、インジェクティングコア350及びインジェクティングキャップ360は離隔配置される。よって、インジェクティングコア350のテーパー面351及びインジェクティングキャップ360のテーパー面361の間には間隔が形成されるが、この間隔は燃料ガスチェンバー327と連結される。
インジェクティングコア350の中心部に形成された第2予熱酸素流路352はインジェクティングコア350の後端でヘッドフレーム320に形成された第1予熱酸素流路325と連結される。よって、第1予熱酸素流路325を介して流入された予熱酸素はインジェクティングコア350の後端に流入されて第2予熱酸素流路352を経て予熱酸素噴射孔353に噴射される。予熱酸素噴射孔353に噴射された予熱酸素はインジェクティングキャップ360に流入される。
ここで、インジェクティングコア350に形成された予熱酸素噴射孔353は第2予熱酸素流路352より内径が小さく形成されるが、これは予熱酸素噴射孔353を介して噴射される予熱酸素の流速が増加するようにすることで燃料ガスチェンバー327内の燃料ガスが両テーパー面351,361の間に吸入される効果が増加するようにするためである。
即ち、前記のように予熱酸素が流動(予熱酸素管→互いに異なる直径をそれぞれ有する予熱酸素流路→予熱酸素噴射孔)される管路の内径が次第に小さくなるため、前記予熱酸素噴射孔353から高速に噴射されてインジェクティング流路362内に流動する予熱酸素によってインジェクティングコア350のテーパー面351及びインジェクティングキャップ360のテーパー面361の間の間隔には低圧が形成されるが、それによって燃料ガス流路324を経て燃料ガスチェンバー327内に流入された燃料ガスは両テーパー面351,361の間を経て予熱酸素と共にインジェクティング流路362内で混合されずに層を成して流動する。
よって、後述するように前記高速に流動する予熱酸素は前記燃料ガスと互いに混合されずに層流流動する。
前記説明は本発明の実施例における層流流動の基本動作に当たる。
よって、後述するように前記高速に流動する予熱酸素は前記燃料ガスと互いに混合されずに層流流動する。
前記説明は本発明の実施例における層流流動の基本動作に当たる。
燃料ガスチェンバー327は図示したようにインジェクティングコア350の外周面のうちテーパー面351が形成されていない部分から離隔されてインジェクティングコア350の一部を囲む形状に形成される。燃料ガスチェンバー327の体積は火口(図6の349)で必要な火力を踏まえて適正量の燃料ガスが混合ガスに混入される大きさに形成される。
即ち、燃料ガスチェンバー327の体積は必要に応じて加減されるように形成されるが、この際に切断酸素流路326の形状が変更されてもよい。それについては図9を参照して説明する。
上述したように、インジェクティング流路362に流入された予熱酸素と燃料ガスはインジェクティング流路362及びそれに連結されたインジェクティングガス流入孔342を経る過程で層流流動する。
本明細書における一例として、「層流流動」はインジェクティング流路362及びインジェクティングガス流入孔342によって形成された管路を介して予熱酸素と燃料ガスが流動する過程でその中心部には予熱ガスが流動し縁部分には燃料ガスが流動することで、互いに混合されずに層を形成しながら流動されることをいう。
前記内容を敷衍する。
前記内容を敷衍する。
予熱酸素が流動(予熱酸素管→互いに異なる直径をそれぞれ有する予熱酸素流路→予熱酸素噴射孔)される管路の内径が次第に小さくなるため、前記予熱酸素噴射孔353から高速に噴射されてインジェクティング流路362内に流動する予熱酸素によってインジェクティングコア350のテーパー面351及びインジェクティングキャップ360のテーパー面361の間の間隔には低圧が形成されるが、それによって燃料ガス流路324を経て燃料ガスチェンバー327内に流入された燃料ガスは両テーパー面351,361の間を経て予熱酸素と共にインジェクティング流路362内で混合されずに層を成して流動する。もちろん、少しの混合が発生する可能性はある。
前記のように層流流動する予熱酸素及び燃料ガスはインジェクティングガス流入孔342を経て混合ガス流路333に流入される過程で広い断面積を有する混合室Aに到達すると流速が急激に減少されながら過流が形成されて互いに混合される。この際、インジェクティングガス流入孔342の断面積及び混合室Aの断面積の差が大きいほど過流の発生効果が大きくなり、それによって予熱酸素及び燃料ガスの混合率が上昇されて混合ガス噴射口(図6の347)に噴射される混合ガスの熱効率が増加する効果が得られる。
よって、本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機(図1の1)は上述したようにインジェクティング部がヘッドフレーム320内に配置された構造によって、使用中に逆火が発生しても火炎がインジェクティングガス流入孔342内に流入されずに混合室Aまで、即ち火炎が図3にBFで示した範囲まで到達するため、逆火による爆発などの事故やヘッドフレーム320の加熱などが誘発される可能性が非常に低くなる効果が得られる。
ちなみに、層を成して流動する予熱酸素と燃料ガスの境界面では部分的な混合が発生して微量の混合ガスが生成する可能性があるが、微量の混合ガスのみでは逆火が発生した際に火炎がインジェクティングガス流入孔342内に流入されるだけの可燃性は持たない。
即ち、本明細書での「層流流動」は予熱酸素と燃料ガスが流動する過程で一部分が混合されても十分は可燃性を有しないため、火炎がインジェクティングガス流入孔342内に流入されないように層を維持しながら流動することを意味する。
そのためにインジェクティング流路362及びインジェクティングガス流入孔342の長さは層流流動が維持される程度の長さを有するように形成されるが、図示したように予熱酸素流路352が形成されたインジェクティングコア350、インジェクティング流路362、インジェクティングガス流入孔342及び混合室Aは一列に配置される。
必要に応じてはインジェクティングガス流入孔342の先端部、即ちインジェクティングガス流入孔342の混合室Aに接する部分に火口(図3の349)の方向に行くほど直径が増加する形状のディフューザ部(図3(b)の343)を形成し、予熱酸素と燃料ガスが混合室Aに流入される過程で過流が生成される程度が調節されるようにしてもよい。
本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機1は燃料ガスより相対的に高圧である予熱酸素の高速噴射によって燃料ガスチェンバー327内の燃料ガスがインジェクティング流路362に吸入されて層流流動する方式であるため、燃料ガスの供給圧力に依存する方式とは異なって燃料ガスが安定的に供給されて一定な火力が維持される効果が得られる。
上述したように、ヘッドフレーム320は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、ゴムのような弾性素材で製造された密閉部材を使用しなくても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることを防止することができるため、逆火などによってヘッドフレーム320が加熱されて密閉部材の劣化による損傷による燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の混合現象が発生しない効果が得られる。
図9には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッド部の分解断面図が示されている。
図9には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッド部の分解断面図が示されている。
図9を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機(図示せず)のヘッドフレーム420内には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34とそれぞれ連結された燃料ガス流路424、予熱酸素流路425及び切断酸素流路426がそれぞれ形成される。
ここで、燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34を含むバルブ束(図示せず)は図1及び図2を参照して説明したバルブ束2と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34からそれぞれ流入された燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素は燃料ガス流路424、予熱酸素流路425及び切断酸素流路426を介してそれぞれ流動される。
締結部材410には挿入孔411が貫通形成され、その内周面にはねじ山部412が形成される。ヘッドフレーム420の先端部の外周面にはねじ山部422が形成されるが、ヘッドフレーム420のねじ山部422は締結部材410のねじ山部412に相応する形状に形成される。
チップ400には外側チップ430及び内側チップ440が含まれる。内側チップ440は外側チップ430内に形成された空間に配置され、図示したようにチップ400の内部は切断酸素流路445及び混合ガス流路433が形成された二重管の形状を有する。
外側チップ430に形成されたフランジ部431、内側チップ440に形成されたフランジ部441及びインジェクティングガス流入孔442は図 1 乃至図 8を参照して説明した外側チップ330のフランジ部331、内側チップ340のフランジ部341及びインジェクティングガス流入孔342とその構造及び作動がそれぞれ同じであり、締結部材410及びヘッドフレーム420の締結構造も同じであるため、それに関する説明は前記本発明の実施例に関する説明に代えることにする。
但し、本発明の他の実施例では内側チップ440のフランジ部441にピン挿入孔448及び冷却流路471bが形成されることで本発明の実施例と差があるが、それについては以下で図10を参照して説明する。
ねじ山部422が形成されたヘッドフレーム420の先端部には内側チップ440の後端部が安着される安着溝421が形成される。切断酸素流路426の先端部は安着溝421の中心部に配置され、チップ400がヘッドフレーム420に結合されると切断酸素流路426に流出された切断酸素がチップ400の内側の中心部に形成された切断酸素流路445の後端部に流入されて先端部の方向に流動される。
チップ400の先端部には火口(図示せず)が形成されるが、チップ400の先端部に形成された火口は図6に示した火口349と構造が同じであるため、その説明を省略する。
よって、切断酸素流路445の先端部まで流動された切断酸素はチップ400の先端部に形成された火口の切断酸素噴射口(図6の346を参照)に噴射される。チップ400の切断酸素噴射口は火口の中心部に配置される。
一方、チップ400の火口の中心部に配置された切断酸素噴射口(図示せず)の周辺には複数の混合ガス噴射口(図示せず、図6の347を参照)が放射状に配置されるが、この混合ガス噴射口には混合ガス流路433を経て流動された混合ガスが噴射される。
このようにチップ400の先端部に形成された火口の混合ガス噴射口に混合ガスが噴射されるようにするためには、インジェクティングガス流入孔442にガスが流入されるべきである。よって、内側チップ440のフランジ部441の後端面と結合されるヘッドフレーム420の安着溝421にはフランジ部431が安着溝421に安着された際にインジェクティングガス流入孔442の後端部の位置と相応する位置にインジェクティング流路462が配置されるように形成されるべきである。
インジェクティング流路462は図示したようにフレーム420の安着溝421の先端部に配置されたインジェクティングキャップ460の中心部を貫通する形状に形成される。インジェクティングキャップ460は図3、図4及び図8を参照して説明したインジェクティングキャップ360と同じ形状に形成されるため、インジェクティングキャップ460の形状に関する説明は省略する。ここで、インジェクティングキャップ460はヘッドフレーム420内に形成されたインジェクティング部に含まれる。
インジェクティング部はヘッドフレーム420内に形成され、インジェクティング部には燃料ガス流路424の端部に形成された燃料ガスチェンバー427、燃料ガスチェンバー427内に設置されたインジェクティングコア450及びインジェクティングキャップ460によって形成される。
インジェクティングコア450は円筒状の外周面を有し、上述したように中心部に長さ方向に沿って予熱酸素流路452が形成される。予熱酸素流路452はインジェクティングコア450の先端部から後端部まで貫通する形状に形成されるが、予熱酸素流路452の先端部はフランジ部441が安着溝421に安着された際にインジェクティングガス流入孔442と連結される。
インジェクティングコア450の先端部の外側にはテーパー面が形成されるが、これは図3及び図4を参照して説明したテーパー面351と同じ形状を有するため、図3及び図4を参照した説明に代えることにする。
インジェクティングコア450の後端部はヘッドフレーム420内に形成された燃料ガス流路424及び予熱酸素流路425の間に配置される。即ち、インジェクティングコア450はヘッドフレーム420の燃料ガス流路424及び予熱酸素流路425を連結する形状に配置され、インジェクティングコア450はヘッドフレーム420と一体に形成される。
一方、上述したようにテーパー面が形成されたインジェクティングコア450の先端部の前方には上述したインジェクティングキャップ460が離隔配置される。インジェクティングキャップ460の後端部にはテーパー面が形成されるが、これはインジェクティングコア450の先端部に形成されたテーパー面に相応して先端部の方向に向かって陥入された形状を有する。インジェクティングキャップ460の陥入された形状のテーパー面の中心部はインジェクティング流路462の後端と連結される。
よって、インジェクティングコア450及びインジェクティングキャップ460はインジェクティングコア450のテーパー面が形成された部分の一部がインジェクティングキャップ460のテーパー面が形成された部分に挿入された形状に配置される。
インジェクティングキャップ460はヘッドフレーム420の安着溝421に形成された通孔に挿入される方式でヘッドフレーム420と結合されるが、ヘッドフレーム420と一体に形成されてもよい。
インジェクティングキャップ460がヘッドフレーム420と一体に形成される場合、図面にCLで示した部分を中心にヘッドフレーム420の先端部及び後端部をそれぞれ製作してから溶接などの方法で結合してもよい。よって、ヘッドフレーム420の製作が非常に簡便になる。
また、ヘッドフレーム420は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、切断作業中にヘッドフレーム420が加熱されても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合される現象が発生しない効果が得られる。
一方、燃料ガスチェンバー427は図3及び図4を参照して説明した燃料ガスチェンバー327と同じく、インジェクティング流路462を介して高速に噴射される予熱酸素の流動によって形成された低圧によって予熱酸素と共にインジェクティング流路462に流入されて層流流動するように燃料ガスが流入される空間である。
本実施例の燃料ガスチェンバー427は本発明の第1実施例(図1の1)の燃料ガスチェンバー(図3の327)に比べその体積が小さく形成されているが、これはチップ400に形成された火口(図示せず)で必要な火力を踏まえて適正量の燃料ガスが混合ガスに混入される大きさに形成されることを例示したものである。
上述したように、燃料ガス地レバー427の体積は必要に応じて加減されるように形成されるが、それによって切断酸素流路426の形状が本発明の第1実施例1の切断酸素流路(図24の326)と異なるように形成されてもよい。即ち、切断酸素流路426の形状は燃料ガスチェンバー427の体積など必要に応じて適切な形状に形成される。
固定ピン423は安着溝421に内側チップ440の後端面が安着された際にインジェクティング流路462及びインジェクティングガス流入孔442が容易に一致するようにするためのものである。
即ち、固定ピン423の先端部は安着溝421にフランジ部441の後端面が安着される際にフランジ部441に形成されたピン挿入孔448に挿入されるが、ピン挿入孔448は固定ピンが挿入された際にヘッドフレーム420の切断酸素流路426の先端部がチップ400の切断酸素流路445の後端部と連結され、インジェクティング流路462の先端部がインジェクティングガス流入孔442に連結される位置に形成される。
ちなみに、図示したこととは異なって切断酸素流路426を中心にする際にインジェクティング流路462及び固定ピン423の位置が互いに非対称に配置された場合、ピン挿入孔448及び一つのインジェクティングガス流入孔442や複数のインジェクティングガス流入孔(図示せず)のうちいずれか一つ又はそれに相応する位置に配置されるようにそれぞれ形成され、ピン挿入孔448に固定ピン423が挿入されると一つのインジェクティングガス流入孔442又は複数のインジェクティング(図示せず)のうちいずれか一つがインジェクティング流路462と連結されるように形成される。
よって、作業者がチップ400をヘッドフレーム420に結合する過程で固定ピン423がピン挿入孔448に挿入されるようにすると、チップ400及びヘッドフレーム420が正しい位置で結合されるため作業の便宜性が向上される。
図10には図9に示したチップの後端部が示されている。図9を一緒に参照して説明する。
図10には図9に示したチップの後端部が示されている。図9を一緒に参照して説明する。
図9及び図10を一緒に参照すると、チップ400の後端面、即ちフランジ部441の後端面には冷却流路471が形成される。冷却流路471はヘッドフレーム420の切断酸素流路426を介してチップ400の切断酸素流路445に流入される切断酸素が流動される溝形状に形成される。
切断酸素流路445には直線状の冷却流路471a及び曲線状の冷却流路471bが含まれる。ここで、直線状の冷却流路417aはフランジ部441の中心部に配置された切断酸素流路445からフランジ部441の縁方向に向かって放射状に形成される。そして、曲線状の冷却流路417bはフランジ部441の後端面の縁部分に沿って形成され、図示したように直線状の冷却流路471aの端部を互いに連結する形状を有する。
よって、切断酸素がヘッドフレーム420の切断酸素流路426からチップ400の切断酸素流路445に流入される過程で切断酸素の一部は直線状の冷却流路471a及び曲線状の冷却流路417bに沿って流動される。
この際、切断酸素は低温であるため冷却流路417に沿って切断酸素が流動する場合には切断酸素と接触するチップ400の後端面及びヘッドフレーム420の先端部が冷却される。即ち、切断作業又は逆火によってチップ400が加熱される場合にもチップ400を介して伝導される熱は冷却流路471を介して流動する切断酸素によって冷却されてヘッドフレーム420に伝達される熱が大きく減少される。
よって、作業中にヘッドフレーム420が加熱されることが防止されるため、加熱によるチップ400、ヘッドフレーム420、燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34などの温度上昇が抑制される。
現在、燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34の素材としては加熱による酸化を防止するための銅合金を使用しているが、上述したような冷却流路471の冷却作用によって酸化が防止されるため、燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34の素材が銅合金より安価で機械的強度が優秀でありながらも軽量である素材に代替される効果が得られる。
図11には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
図11には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
図11を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機(図示せず)のヘッドフレーム520内には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34とそれぞれ連結された燃料ガス流路524、予熱酸素流路525及び切断酸素流路526がそれぞれ形成される。
ここで、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のバルブ束は燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34を含むが、図1及び図2を参照して説明したバルブ束2と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
また、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機には上述したチップ(図3の300、図9の400)のうちいずれか一つが適用されるため、その説明を省略する。
ヘッドフレーム520には燃料ガス流路524、予熱酸素流路525及び切断酸素流路526を互いに連結しながらヘッドフレーム520の一部を後端から先端部の方向に貫通する分配器挿入孔528が形成されるが、分配器挿入孔528には分配器が挿入される。分配器には分配器本体550が含まれる。
分配器本体550は円筒状に形成され、分配器本体550の外周面には切断酸素迂回溝556が形成される。切断酸素迂回溝556は分配器本体550の外周面に陥入された形状に形成されるが、分配器本体550が分配器挿入孔528に挿入された際に分配器本体550の外周面のうち切断酸素流路526に相応する位置に形成される。
よって、切断酸素流路526のうち分配器挿入孔528に結合された分配器本体550によって遮断された部分は切断酸素迂回溝556を介して連結されるため、切断酸素管34に流入された切断酸素は切断酸素迂回溝556を介して切断酸素流路526の先端部まで流動される。
分配器本体550の先端部にはインジェクティングコア部555が形成される。インジェクティングコア部555の外周面には分配器本体440の先端方向に行くほど外径が減少する形状にテーパー面551が形成される。
分配器本体550のうち切断酸素迂回溝556が形成された部分よりは先端方向で、テーパー面5515が形成された部分よりは後端方向である部分には予熱酸素流入孔554が形成される。
予熱酸素流入孔554は分配器本体550の外周面から中心部まで放射状に複数個が形成される。ここで、予熱酸素流入孔554は図示したように分配器本体550が分配器挿入孔528に挿入された際に分配器本体550の外周面のうち予熱酸素流路525に相応する位置に形成される。
一方、インジェクティングコア部555の中心部には予熱酸素流路552が形成される。予熱酸素流路552は分配器本体550の中心に沿って分配器本体550の先端から予熱酸素流入孔554に連結されるように形成される。言い換えると、予熱酸素流路552は予熱酸素流入孔554の分配器本体550の中心部に配置された部分から分配器本体550の先端まで連結形成される。
よって、予熱酸素流入孔554に流入された予熱酸素は予熱酸素流路552を経て分配器本体550の先端に噴射される。
よって、予熱酸素流入孔554に流入された予熱酸素は予熱酸素流路552を経て分配器本体550の先端に噴射される。
ヘッドフレーム520にはインジェクティングコア部555に相応する形状を有してインジェクティングコア部555の先端方向に離隔配置されたインジェクティングキャップ部561が形成される。インジェクティングキャップ部561の中心部にはインジェクティング流路562が形成され、インジェクティング流路562の周辺はインジェクティングコア部555のテーパー面551の形状に相応する形状に中心部に行くほどヘッドフレーム520の先端部に向かって陥入された形状のテーパー面が形成される。
インジェクティングコア部555の周辺には燃料ガス流路524と連結された燃料ガスチェンバー527が形成され、燃料ガス管32を介して流入された燃料ガスが燃料ガス流路524を経てから燃料ガスチェンバー527に流入される。
よって、予熱酸素流路552を介してインジェクティングコア部555の先端に形成された予熱酸素噴射孔553に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路562に流入され、それによってテーパー面551の周辺部の圧力は相対的に低くなる。よって、燃料ガスチェンバー527内の燃料ガスは予熱酸素と共にインジェクティング流路562に流入され、インジェクティング流路562では燃料ガス及び予熱酸素が上述したように層流流動するようになる。
ヘッドフレーム520の先端部に形成された安着溝521には上述したチップ(図3の300又は図9の400)の後端部が安着され、上述した締結部材(図3の310又は図9の410)がヘッドフレーム520の先端部に形成されたねじ山部522に締結されてチップ(300又は400)及びヘッドフレーム520が固定されるようにする。
このように、本発明の他の実施例ではヘッドフレーム520内にインジェクティングコア部555、インジェクティングキャップ部561及び燃料ガスチェンバー527によってインジェクティング部が形成される。
一方、分配器本体550の外周面のうちテーパー面551及び予熱酸素流入孔554との間の部分と、予熱酸素流入孔554及び切断酸素迂回溝556の間の部分と、切断酸素迂回溝556及び分配器本体550の後端の間の部分のうち少なくとも一つの部分は分配器挿入孔528の内周面と溶接結合される。
ここで、上述したような溶接結合は、分配器本体550の外周面のうちテーパー面551及び予熱酸素流入孔554との間の部分、予熱酸素流入孔554及び切断酸素迂回溝556の間の部分、切断酸素迂回溝556及び分配器本体550の後端の間の部分にそれぞれ溶接溝557a,557b,557cを形成し、この溶接溝557a,557b,557cにリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を収容させてからこの部分を加熱して溶接棒(図示せず)又は溶接材(図示せず)が溶接されるようにすることで行われる。
このような溶接方法としては、超音波溶接又はブレージングなどの方法が使用される。
このような溶接方法としては、超音波溶接又はブレージングなどの方法が使用される。
このような方法で形成された溶接溝557a,557b,557cによって、ヘッドフレーム520内で燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることが防止され、チップ(図3の300)から伝導された熱によってヘッドフレーム520が加熱されても上述した密閉部材などの劣化による損傷が発生しないため、ヘッドフレーム520は半永久的に使用可能である。
特に、本実施例によるヘッドフレーム520はその加工が非常に容易なため、ヘッドフレーム520の製造に所用されるコストが節約される。
ちなみに、固定ピン523は図9を参照して説明した固定ピン423と同じであるため、その説明を省略する。
図12には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
特に、本実施例によるヘッドフレーム520はその加工が非常に容易なため、ヘッドフレーム520の製造に所用されるコストが節約される。
ちなみに、固定ピン523は図9を参照して説明した固定ピン423と同じであるため、その説明を省略する。
図12には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
図12を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機(図示せず)のヘッドフレーム620内には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34とそれぞれ連結された燃料ガス流路624、予熱酸素流路625及び切断酸素流路626がそれぞれ形成される。
ここで、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のバルブ束は燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34を含むが、図1及び図2を参照して説明したバルブ束2と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
また、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機には上述したチップ(図3の300、図9の400)のうちいずれか一つが適用されるため、その説明を省略する。
ヘッドフレーム620にはインジェクティングコア650、内側キャップ654及び外側キャップ655が含まれる。
ヘッドフレーム620にはインジェクティングコア650、内側キャップ654及び外側キャップ655が含まれる。
ヘッドフレーム620には燃料ガス流路624及び予熱酸素流路625を互いに連結する形状にインジェクティングコア挿入孔628が形成される。そして、ヘッドフレーム620には予熱酸素流路625及び切断酸素流路626を互いに連結する形状にキャップ挿入孔629が形成される。図示したように、インジェクティングコア628及びキャップ挿入孔629は互いに連結形成され、キャップ挿入孔629はインジェクティングコア挿入孔628より大きい直径を有するように形成される。
インジェクティングコア挿入孔628にはインジェクティングコア650が挿入される。
インジェクティングコア挿入孔628にはインジェクティングコア650が挿入される。
インジェクティングコア650の先端部にはテーパー面651が形成されるが、テーパー面651はインジェクティングコア650の先端に行くほど外径が減少される形状に形成される。
インジェクティングコア650の後端部の外周面はインジェクティングコア挿入孔628の内周面に相応する形状に形成され、インジェクティングコア650は後端部の外周面が燃料ガス流路624及び予熱酸素流路625の間を遮断する形状に配置されるようにインジェクティングコア挿入孔628に挿入される。
インジェクティングコア60には予熱酸素流路652が形成されるが、予熱酸素流路652はインジェクティングコア650の中心部を後端から先端まで貫通する形状に形成される。予熱酸素流路652の先端部には予熱酸素流路652より小さい直径を有する予熱酸素噴射孔653が形成される。
一方、キャップ挿入孔629の内側には内側キャップ654が挿入される。内側キャップ654は円板状を有し、内側キャップ654の外周面はキャップ挿入孔629の内側の外周面に相応する形状を有するように形成される。内側キャップ654はキャップ挿入孔629内の予熱酸素流路625及び切断酸素流路626の間を遮断する形状に配置される。
よって、予熱酸素流路625の流入された予熱酸素は内側キャップ654によって切断酸素流路626に流入されることが防止される。
よって、予熱酸素流路625の流入された予熱酸素は内側キャップ654によって切断酸素流路626に流入されることが防止される。
外側キャップ655はキャップ挿入孔629をカバーする形状に結合される。外側キャップ655の外周面はキャップ挿入孔629の後端部の内周面に相応する形状を有するように形成され、外側キャップ655によって切断酸素流路626を流動する切断酸素はヘッドフレーム620の外部に流出されなくなる。
インジェクティングコア650の後端部の外周面、内側キャップ654の外周面及び外側キャップ655の外周面には溶接溝650a,654a,655aがそれぞれ形成される。溶接溝650a,654a,655aは図示したようにヘッドフレーム620の後端部の方向に開放された形状に形成される。
よって、ヘッドフレーム620にインジェクティングコア650、内側キャップ654及び外側キャップ655を結合しようとする際には、ヘッドフレーム620の先端部が下の方向、即ち重力の方向を向くようにしてからインジェクティングコア650をインジェクティングコア挿入孔628の内側に安着させ、溶接溝650aに上述したようなリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を挿入する。
次に、キャップ挿入孔629の内側に内側キャップ654を挿入する。この際、キャップ挿入孔629はインジェクティングコア挿入孔629より大きい直径を有するため、インジェクティングコア挿入孔629及びキャップ挿入孔629の間に段差が形成され、内側キャップ654はこの段差によって支持されてキャップ挿入孔629の内側に配置される。
内側キャップ654が配置された後には溶接溝654aにリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を挿入する。
内側キャップ654が配置された後には溶接溝654aにリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を挿入する。
外側キャップ655の外周面はキャップ挿入孔629の内周面に多少無理やり差し込まれるように形成される。よって、外側キャップ655がキャップ挿入孔629に挿入される際に外側キャップ655が正しい位置を維持することができる。
外側キャップ655がキャップ挿入孔629の入口、即ちキャップ挿入孔629をカバーする位置に配置された後、溶接溝655aにリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を挿入する。
次に、溶接溝650a,654a,655aに挿入されたリング状の溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)を融着するが、この方法としては超音波溶接又はブレージングなどの方法が使用される。
溶接棒(図示せず)又は粉末状態の溶接材(図示せず)の融着によってヘッドフレーム650、インジェクティングコア650、内側キャップ654及び外側キャップ655が互いに溶接結合650b,654b,655bされて一体化される。よって、切断作業又は逆火などによってチップ(図24の300)から伝導された熱によってヘッドフレーム620が加熱されても上述した密閉部材などの劣化による損傷が発生しないため、ヘッドフレーム620内で燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることが防止され、ヘッドフレーム520を半永久的に使用可能である。
特に、ヘッドフレーム620はインジェクティングコア650、内側キャップ654及び外側キャップ655をヘッドフレーム620内に順次に配置してから溶接を行うことができるため、ヘッドフレーム620の製造が容易になる効果が得られる。
一方、ヘッドフレーム620の内部のうちインジェクティングコア650が配置された部分の先端部側にはインジェクティングキャップ部661が形成される。インジェクティングキャップ部661はインジェクティングコア650の先端部からヘッドフレーム620の先端部の方向に離隔配置され、その中心部にはインジェクティング流路662が形成される。
インジェクティング流路662の周辺はインジェクティングコア650のテーパー面551の形状に相応する形状を有するように中心部に行くほどヘッドフレーム620の先端部に向かって陥入された形状のテーパー面が形成される。
インジェクティングコア部650の周辺には燃料ガス流路624と連結された燃料ガスチェンバー627が形成され、燃料ガス管32を介して流入された燃料ガスが燃料ガス流路625を経て燃料ガスチェンバー627に流入される。
よって、予熱酸素流路652を介してインジェクティングコア650の先端の予熱酸素噴射孔653に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路662に流入され、それによってテーパー面651の周辺の圧力は相対的に低くなる。よって、燃料ガスチェンバー627内の燃料ガスは予熱酸素と共にインジェクティング流路662に流入され、インジェクティング流路662では燃料ガス及び予熱酸素が上述したように層流流動する。
このように、本発明の他の実施例ではヘッドフレーム620内にインジェクティングコア650、インジェクティングキャップ部661及び燃料ガスチェンバー627によってインジェクティング部が形成される。固定ピン623は図9を参照して説明した固定ピン423と同じであるため、その説明を省略する。
前記のような本発明の実施例によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合されれた可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるため、逆火が発生しても火炎がヘッドまでには到達されずチップ内部でも圧力の差が少ないため根本的に逆火が発生しないためヘッドの寿命が延長される。
そして、本発明の実施例によると、熱に脆弱な密閉部材を必要としないように構成することで、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持されて耐久性及び安全性が向上される。
また、本発明の実施例によると、インジェクティングガス(混合されていない酸素及びガス)が生成されるインジェクティング部(予熱酸素及び燃料ガスが層流形成される)をヘッド内に配置することで、燃焼ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上される。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
本発明について追加に説明する。
まず、図13及び図14に関する説明は上述した内容と実質的に同じであるため、その詳細な説明は省略する。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
本発明について追加に説明する。
まず、図13及び図14に関する説明は上述した内容と実質的に同じであるため、その詳細な説明は省略する。
図13には図1に示した逆火防止ガス切断機におけるヘッドの断面図が示されており、図14には図13に示したヘッドの分解断面図が示されている。図13及び図14を一緒に参照して説明する。
図13及び図14を参照すると、ヘッドフレーム320内には燃料ガス管32、予熱酸素管33及び切断酸素管34とそれぞれ連結された燃料ガス流路324、予熱酸素流路325及び切断酸素流路326が形成される。
前記構成の説明は重複されるため省略するが、但し整列管370などの構成については以下で図18を介して後述する。
前記構成の説明は重複されるため省略するが、但し整列管370などの構成については以下で図18を介して後述する。
図15には図13に示したチップの分解斜視図が示されているが、図15を参照すると、外側チップ330の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部331が形成され、内側チップ340の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部341が形成される。
内側チップ340のフランジ部341及び外側チップ330のフランジ部331は同じ外径を有するように形成され、内側チップ340のフランジ部341の一部はヘッドフレーム320の安着溝321に挿入されるようにする。
よって、図13及び14に示したように締結部材310によってチップ300がヘッドフレーム320に固定される場合、内側チップ340のフランジ部341の一部は安着溝321に安着され、外側チップ330のフランジ部331は内側チップ340のフランジ部341と重なった状態で締結部材310によって加圧される。
この際、前記締結部材310の挿入孔311とねじ山部312の間には前記外側チップ330のフランジ部331と内側チップ340のフランジ部341の一部が重なった状態で一緒に挿入される整列穴313が形成されており、この整列穴313によって、ヘッドフレーム320にチップ300を結合する際に外側チップ330のフランジ部331と内側チップ340のフランジ部341を整列穴313に挿入することで外側チップ330と内側チップ340の中心が自動的に整列されるようにする機能を行う。よって、チップ300の組立性をよくし円周方向のガス通路を同心円状に均一にしてガスの流れを円滑にすることができる。
内側チップ340のフランジ部341にはインジェクティングガス流入孔342が貫通形成され、外側チップ330のフランジ部331の後端面が内側チップ340のフランジ部341に接した際に前記インジェクティングガス流入孔342は混合ガス流路333と連結されるように形成される。
一方、図15に示したように、外側チップ330の外径及び内側チップ340の外径は先端部方向に行くほど減少される形状を有する。内側チップ340には後端部から先端部を貫通する形状に切断酸素流路345が形成され、切断酸素流路345の先端部は切断酸素噴射口346を形成する。
内側チップ340の外径が減少された部分の外周面には切断酸素噴射口346を中心にして放射状に配置された複数のスリット344が形成される。外側チップ330の先端部には通孔332が形成されるが、内側チップ340が外側チップ330内に挿入されると内側チップ340の外径が減少された部分は外側チップ330の通孔332内に挿入される。
ここで、内側チップ340の外径が減少された部分の外径は外側チップ330の通孔332の内径に相応するように形成される。
ここで、内側チップ340の外径が減少された部分の外径は外側チップ330の通孔332の内径に相応するように形成される。
その他、内側チップ340の中間部分の外径は外側チップ330の中間部分の内径より小さく形成される。よって、図13に示したように内側チップ340が外側チップ330内に挿入された際には内側チップ340の外周面及び外側チップ330の内周面との間に混合ガス流路333が形成される。
よって、チップ300の後端面の中心部に切断酸素が供給されると切断酸素は切断酸素流路345を経て切断酸素噴射口346に噴射され、インジェクティングガス流入孔342に流入されたインジェクティングガスは混合ガス流路333を経てスリット344を介して通孔332とスリット344との間の混合ガス噴射口(図6の347)に噴射される。それについては図16を参照して説明する。
図16は図13のチップの先端部を示す側面図であり、図16を参照すると火口349は切断酸素噴射口346及び混合ガス噴射口347によって形成される。
上述したように、切断酸素噴射口346は内側チップ340の中心部に配置され、混合ガス噴射口347は切断酸素噴射口346の周辺に放射状に配置される。
図16は図13のチップの先端部を示す側面図であり、図16を参照すると火口349は切断酸素噴射口346及び混合ガス噴射口347によって形成される。
上述したように、切断酸素噴射口346は内側チップ340の中心部に配置され、混合ガス噴射口347は切断酸素噴射口346の周辺に放射状に配置される。
ここで、混合ガス噴射口347はスリット(図15の344)によって形成されたものであり、混合ガス噴射口347に噴射される混合ガスに着火されて被加工材(図示せず)を十分に加熱した後、切断酸素噴射口346を介して切断酸素が噴射されると被加工材(図示せず)が酸化されて被加工材(図示せず)の切断が行われる。
図17は図13のチップの後端部を示す側面図であり、図17を参照すると、内側チップ340のフランジ部341の後端面の中心部には切断酸素流路345の後端部が配置され、切断酸素流路345からフランジ部341の外側の半径方向に形成された連結流路348が具備されるが、この連結流路348はヘッドフレーム320の切断酸素流路326と内側チップ340の切断酸素流路345を連通する。また、切断酸素流路345の縁部分にはインジェクティングガス流入孔(図13の342)が配置される。
即ち、上述したように切断酸素噴射口346に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口347に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路345に切断酸素が供給されてインジェクティングガス流入孔342からインジェクティングガスが流入されるべきである。
この際、前記連結流路348はチップ300の切断酸素流路345を介して高熱がヘッドフレーム320の切断酸素流路326に直接伝達されるときより連結流路348を介して熱伝達の遅延されるようにしてヘッドフレーム320の過熱を最大限防止する。
図18には図13に示したヘッドフレーム320の先端部が示されている。
図18には図13に示したヘッドフレーム320の先端部が示されている。
図18を参照すると、ヘッドフレーム320の先端部に形成された安着溝(図14の321)には切断酸素流路326の先端部とインジェクティング流路362の先端部が配置される。
この際、前記ヘッドフレーム320のインジェクティング流路362又はチップ300のインジェクティングガス流入孔342のうちいずれか一方、例えば本実施例では図13乃至図15のようにヘッドフレーム320のインジェクティング流路362の方に整列管370を差し込んで固定し、チップ300との結合の際に前記整列管370をチップ300のインジェクティングガス流入孔342に差し込んで合わせることで前記インジェクティング流路362とインジェクティングガス流入孔342の中心が一致するようになっており、前記インジェクティング流路362の内径と整列管370の内径は同じく設定することが好ましい。
逆に、図示していないが、チップ300のインジェクティングガス流入孔342の方に整列管370を差し込んで固定し、ヘッドフレーム320との結合の際に前記整列管370をチップ300のインジェクティング流路362に差し込んで合わせることで前記インジェクティング流路362とインジェクティングガス流入孔342の中心が一致するように構成してもよい。
また、本発明は前記整列管370の外周面に差し込まれるパッキング363を具備し、チップ300の内側チップ340には前記パッキング363が挿入されるパッキング溝364が形成されてヘッドフレーム320とチップ300を結合すると共に、整列管370が整列管370が具備されたヘッドフレーム320及び内側チップ340の間の気密を維持するようにしている。よって、パッキング363によって混合ガス流路333を流れる混合ガスと切断酸素流路345に流れる切断酸素が互いに混合されることを遮断することができる。
更に図13及び図14を参照してヘッドフレーム320の内部構造について説明するが、前記図3及び図4の内容と重複する事項は省略する。
インジェクティングコア350のテーパー面351が形成された先端部の前方にはテーパー面351に対応する形状のテーパー面361が離隔形成されている。
よって、テーパー面351とテーパー面361との間には間隔が形成されているが、この間隔は燃料ガスチェンバー327と連結される。
更に図13及び図14を参照してヘッドフレーム320の内部構造について説明するが、前記図3及び図4の内容と重複する事項は省略する。
インジェクティングコア350のテーパー面351が形成された先端部の前方にはテーパー面351に対応する形状のテーパー面361が離隔形成されている。
よって、テーパー面351とテーパー面361との間には間隔が形成されているが、この間隔は燃料ガスチェンバー327と連結される。
インジェクティングコア350の中心部に形成された予熱酸素流路352はインジェクティングコア350の後端でヘッドフレーム320に形成された予熱酸素流路325と連結される。よって、予熱酸素流路325を介して流入された予熱酸素はインジェクティングコア350の後端に流入されて予熱酸素流路352を経て予熱酸素噴射孔353に噴射される。予熱酸素噴射孔353に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路362に流入される。
この過程で、高速に噴射される予熱酸素の流動によってインジェクティングコア350のテーパー面351及びテーパー面361の間の間隔は低圧が形成され、それによって燃料ガス流路324を経て燃料ガスチェンバー327内に流入されていた燃料ガスは両テーパー面351,361の間に流入されて予熱酸素共にインジェクティング流路362内に流入される。
上述したように、インジェクティング流路362に流入された予熱酸素及び燃料ガスはインジェクティング流路362及びそれに連結されたインジェクティングガス流入孔342を流動する間に互いに層を成して流動(層流流動)する。
次に、混合室で混合されて混合ガス333を経て混合ガス噴射口(図16の347)に噴射される。
次に、混合室で混合されて混合ガス333を経て混合ガス噴射口(図16の347)に噴射される。
一方、本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機(図1の1)は上述したようにインジェクティング部がヘッドフレーム320内に配置された構造によって、使用中に逆火が発生しても火炎がインジェクティング流路362まで到達するため爆発などの事故が誘発される可能性が非常に低い効果が得られる。
また、燃料ガスより相対的に高圧である予熱酸素の高速噴射によって燃料ガスチェンバー327内の燃料ガスがインジェクティング流路362に吸入されて層を成して流動される方式であるため、燃料ガスの供給圧力に依存する方式とは異なって燃料ガスが安定的に供給されて一定な火力が維持される効果が得られる。
上述したように、ヘッドフレーム320は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、ゴムのような弾性素材で製造された密閉部材を使用しなくても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることを防止することができるため、逆火などによってヘッドフレーム320が加熱されて密閉部材の逆火による損傷による燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の混合現象が発生しない効果が得られる。
図19は本発明の逆火防止ガス切断機における他の実施例のヘッドを示す図であり、図20は分解断面図であり、図21はヘッドを構成するチップの分解者四図であって、上述した実施例のチップ300は燃料ガスがLPGである場合に専用に使用され、本実施例のチップ400は燃料ガスがアセチレンである場合に専用に使用される。
よって、チップの構成のみ異なって残りの構成は同じであるため燃料ガスに応じてチップを交換して使用することができるように構成される。
よって、チップの構成のみ異なって残りの構成は同じであるため燃料ガスに応じてチップを交換して使用することができるように構成される。
以下、アセチレン用のチップ400の構成及び作用について説明するが、ヘッドフレーム320の構成については上述した実施例の構成と同じ符号を付与し詳細な構成及び作用の説明は省略する。
図19乃至図21に示した他の実施例のチップ400は、外側チップ430及び内側チップ440で形成される。内側チップ440は外側チップ430内に形成された空間に配置されるが、図示したようにチップ400の内部は切断酸素流路445及び混合ガス流路433が形成された二重管の形状を有する、
図21にはチップの分解斜視図が示されているが、図21を参照すると、外側チップ430の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部431が形成され、内側チップ440の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部441が形成される。
この際、外側チップ430のフランジ部431は内側チップ440のフランジ部441より大きい直径に形成され、フランジ部441が差し込まれる組立穴343を具備し、フランジ部431の一部は締結部材310の整列穴313に挿入されて残りの一部はヘッドフレーム320の安着溝321に挿入される。
よって、図19に示したように締結部材310によってチップ400がヘッドフレーム320に固定される場合、外側チップ430のフランジ部431の一部は安着溝321に安着され、内側チップ440のフランジ部441は外側チップ430のフランジ部431に形成された組立穴434内に挿入された状態で締結部材310によって加圧固定される。
前記外側チップ430のフランジ部431と内側チップ440のフランジ部441の間は溶接で固定するか圧入固定して互いに堅剛な組立状態を維持することが好ましく、それによってチップ400の組立性をよくし円周方向のガス通路を同心円状に均一に維持してガスの流れを円滑にすることができる。
内側チップ440のフランジ部441には混合ガス流路433と連結されるインジェクティングガス流入孔442が貫通形成され、内側チップ440の後端部から先端部を貫通する形状に切断酸素流路445が形成され、切断酸素流路445の先端部には連結管450が差し込まれて固定されており、連結管450の先端が切断酸素噴射口446を形成する。
内側チップ440の先端部側の外周面には放射状に配置された複数のスリット444が形成されて外側チップ430と内側チップ440の間に混合酸素が流れるようになっており、外側チップ430の先端部は内側チップ440の先端部より長く形成されて通孔432が形成されるが、この通孔432に連結管450が差し込まれて固定され、外側チップ430の先端部に切断酸素噴射口446を中心にして複数個の混合ガス噴射口435が円周方向に形成され、混合ガス噴射口435の後端部はスリット444を介して混合ガス流路433と連通される。
よって、チップ400の後端面の中心部に切断酸素が供給されると切断酸素は切断酸素流路445と連結管450を経て切断酸素噴射口446に噴射され、混合ガス流路433に流入されたインジェクティングガスが混合室で混合されて混合ガスが生成され、スリット444を介して混合ガス噴射口435に噴射される。それについては図22を参照して説明する。
図22は図19のチップの先端部を示す側面図であり、図22を参照すると、火口449は切断酸素噴射口446及び混合ガス噴射口435によって形成される。
図22は図19のチップの先端部を示す側面図であり、図22を参照すると、火口449は切断酸素噴射口446及び混合ガス噴射口435によって形成される。
上述したように、切断酸素噴射口446は内側チップ440の中心部に配置され、混合ガス噴射口435は切断酸素噴射口446の周辺に円周方向に複数個配置される。
ここで、混合ガス噴射口435に噴射される混合ガスに着火されて被加工材(図示せず)を十分に加熱してから切断酸素噴射口446を介して切断酸素が噴射されると、被加工材(図示せず)が酸化されて被加工材(図示せず)の切断が行われる。
図23は図19のチップ400の後端部を示す側面図であり、図23を参照すると、内側チップ440のフランジ部441の後端面の中心部には切断酸素流路445の後端部が配置され、切断酸素流路445からフランジ部の外側部の半径方向に形成された連結流路448が具備されるが、この連結流路448は図19でのようにヘッドフレーム320の切断酸素流路326と内側チップ440の切断酸素流路445を連通する。また、切断酸素流路445の縁部分にはインジェクティングガス流入孔(図20の442)及びパッキング溝464が配置される。
即ち、上述したように切断酸素噴射口446に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口435に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路445に切断酸素が供給されて混合ガス流路433にインジェクティングガスが流入されて混合ガスが生成されるべきである。
この際、前記連結流路448はチップ400の切断酸素流路445を介して高熱がヘッドフレーム320の切断酸素流路326に直接伝達されるときより連結流路448を介して熱伝達が遅延差荒れるようにしてヘッドフレーム320の過熱を最大限防止する。
このようなチップ400によって上述したチップ300と同じ作用が行われるが、燃料ガスとしてLPGを使用する場合にはLPG用チップ300をヘッドフレーム320に装着して使用し、燃料ガスとしてアセチレンを使用する場合にはアセチレン用チップ400をヘッドフレーム320に装着して使用する。
前記のような特徴的構成を有する本発明の実施例によると、ヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に固定された整列管をヘッドフレームとチップの結合の際に他方のインジェクティング流路又はインジェクティングガス流入孔に差し込んで合わせる簡単な作業によってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を正確に一致することができるため、ヘッドフレームとチップの結合の際にインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔を互いに一致する作業を非熟練者であっても非常に迅速で便利に行うことができ、整列管によってヘッドフレームに対するチップの流動が防止されるため、長時間使用してもインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔が互いに外れることを防止し、それによってガスの供給を円滑にする効果がある。
また、本発明は整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記パッキングが挿入されるパッキング溝をチップのインジェクティングガス流入孔の方に形成することで、ヘッドフレームとチップの結合の際に整列管とこの整列管が具備されたヘッドフレーム又はチップとの間の気密を維持することができ、長時間使用することでヘッドフレームとチップとの間に微細な隙が形成されてもパッキングが切断酸素流路とインジェクティングガス流入孔との間の気密を維持して逆火を防止する効果がある。
また、本発明はチップを構成する内側チップと外側チップに形成されたフランジ部が締結部材の整列穴に互いに重なった状態で一緒に差し込まれて締結部材の内面に形成された突出部位にかかった状態で維持されるため、ヘッドフレームとチップの結合と同時に、自動的にチップを構成する内側チップと外側チップの中心を一致することができるため、それによってチップの組立性をよくし円周方向のガス通路が同心円状に均一に配置されてガスの流れを円滑に維持する効果がある。
また、本発明はチップの中心部に配置された切断酸素流路から外側の半径方向に連結流路が形成されてヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路を間で連結することで、チップの切断酸素流路を介して高熱がヘッドフレームの切断酸素流路に直接伝達されるときより連結流路を介して熱伝達が遅延されるためヘッドフレームが過熱されることを最大限防止する有用な発明である。
以下、本発明について追加に説明する。
以下、本発明について追加に説明する。
図24は図1に示したガス切断器のヘッドの断面図及び図示した「A」部の詳細拡大図であり、図25は図24に示したヘッドの分解断面図であり、図26は図24に示したチップの分解斜視図であり、図27は図26にVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部の図であり、図28は図24に示したヘッドフレームの先端部の図であり、図29は本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッド部の分解断面図であり、図30は図29に示したチップの後端部の図であり、図31は本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図であり、図32は本発明のまた他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
まず、前記各図面の説明に関して、対応する図1〜図23の図面、図面番号などで既に説明された内容と同じであるか実質的に同じものは省略しているが、技術的思想では同じ意味として解釈されるべきである。
図24には図1に示したガス切断器のヘッドの断面図が示されており、図24には図24に示した「A」部の詳細拡大図が示されており、図25には図24に示したヘッドの分解断面図が示されている。
前記ヘッドフレーム320のインジェクティング流路362又はインジェクティングガス流入孔342のうちいずれか一方、例えば本実施例では図24乃至図27のようにヘッドフレーム320のインジェクティング流路352の方に整列管370を差し込んで固定した状態で、チップ300との結合の際に前記整列管370をチップ300に形成されたインジェクティングガス流入孔342に差し込んで合わせる。
よって、前記インジェクティング流路362とインジェクティングガス流入孔342の中心が一致するようになり、前記インジェクティング流路362の内径と整列管370の内径は同じく設定される。
それとは逆に、図示していないが、チップ300のインジェクティングガス流入孔342の方に整列管370を差し込んで固定した後、ヘッドフレーム320との結合の際に前記整列管370をチップ300のインジェクティング流路362に差し込んで合わせることによってインジェクティング流路362とインジェクティングガス流入孔342の中心が一致するように構成してもよい。
また、前記整列管370の外周面にはその周面に差し込まれるパッキング371を具備し、チップ300の内側チップ340には前記パッキング371が挿入されるパッキング溝348を形成してヘッドフレーム320とチップ300の結合と同時に整列管370と内側チップ340との間の機密を維持する。
よって、前記パッキング371によって混合ガス流路333に流れる混合ガスと切断酸素流路345に流れる切断酸素が互いに混合されることを遮断する。
よって、前記パッキング371によって混合ガス流路333に流れる混合ガスと切断酸素流路345に流れる切断酸素が互いに混合されることを遮断する。
前記のような特徴的構成を有する本発明によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるようにしてチップ内の短い流路によって混合ガスの圧力の差を最大限減らすことで逆火を防止するが、その結果、チップとヘッドを含むトーチの寿命を延長し作業者の安全を維持することができる。
本発明はインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃料ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上され、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストを節約することができる。
これまで説明した本発明の実施例による技術的思想は本明細書で提示される実施例に制限されず、本発明を思想を理解する当業者は同じ思想範囲内で構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案することができるが、これもまた本発明の思想範囲に含まれるといえる。
Claims (19)
- ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束には前記酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐されて各流路を介して前記ノズル束にそれぞれ流動されるようにする分岐部が形成され、
前記ノズル束は、
先端部に前記火口が形成されたチップと、
前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームの内部には、前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、
前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される逆火防止ガス切断機。 - 前記火口には
中心部に配置されて前記切断酸素が噴射される切断酸素噴射口及び前記切断酸素噴射口の周辺に配置されて前記混合ガスが噴射される混合ガス噴射口が形成される請求項1に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記インジェクティング部は
先端部に行くほど外径が減少するテーパー面及び後端部に流入された前記予熱酸素が先端に噴射される予熱酸素噴射孔が形成されたインジェクティングコアと、
前記インジェクティングコアの先端部に相応する形状を有し、前記インジェクティングコアの先端方向に離隔配置され、中心部には前記インジェクティング流路が形成されたインジェクティングキャップと、を含み、
前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップの間には前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーが形成される請求項1に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップは前記ヘッドフレームとそれぞれ一体に形成される請求項3に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記ヘッドフレームは
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、前記分配器の外周面のうちテーパー面及び予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入口の内週面と溶接結合される請求項1に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記ヘッドフレームは
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、
前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記ヘッドフレームには
前記インジェクティングコア部に相応する形状を有し前記インジェクティングコア部の先端方向に離隔配置されて中心部は前記インジェクティング流路と連結されたインジェクティングキャップ部と、前記インジェクティングコア部及び前記インジェクティングキャップ部の間に前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーがそれぞれ形成され、
前記インジェクティングコア部、前記インジェクティングキャップ部及び前記燃料ガスチェンバーは前記インジェクティング部を形成する請求項1に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記溶接結合は、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つに溶接溝が形成され、
前記溶接溝にリング状の溶接棒又は粉末状態の溶接材が加熱によって前記分配器挿入孔の内周面に融着されて行われる請求項6に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記チップの後端面には前記切断酸素流路を介して前記チップに流入される切断酸素が流動される溝形状の冷却流路が形成される請求項1乃至請求項7のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記冷却流路は、前記切断酸素流路から前記チップの後端面の縁方向に向かって放射状に形成された複数の直線状の冷却流路及び前記後端面の縁部分に沿って形成されて前記直線状の冷却流路の端部を互いに連結する曲線状の冷却流路を有する請求項8に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記ヘッドフレームには前記チップの後端部が安着される安着溝が形成され、
前記ヘッドフレームは前記安着溝の一端部が突出されるように結合された固定ピンを含み、
前記チップの後端部に前記固定ピンが挿入されるピン挿入孔が形成され、前記固定ピンが前記ピン挿入孔に挿入されると前記インジェクティングガス流入孔が前記インジェクティング流路と連結されるか、
前記インジェクティングガス流入孔が複数に形成され、前記固定ピンが複数の前記インジェクティングガス流入孔のうちいずれか一つに挿入されると、複数の前記インジェクティングガス流入孔のうち他の一つは前記インジェクティング流路と連結される請求項1乃至請求項7のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。 - 前記インジェクティングコア、インジェクティング流路、インジェクティングガス流入孔及び混合室は一列に配置される請求項1乃至請求項7のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記インジェクティングガス流入孔には前記火口方向に行くほど直径が増加するディフューザ部が形成される請求項1乃至請求項7のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
- ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束は、
先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームには分配器本体及びインジェクティングコア部を含む分配器が結合されることを特徴とする逆火防止ガス切断機。 - ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入結合された分配器を含み、
前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入口の内週面と溶接結合される逆火防止ガス切断機。 - ヘッドフレームに具備された切断酸素流路及びインジェクティング流路とチップに具備された切断酸素流路及びインジェクティングガス流入孔を互いに連通して締結部材で結合し、前記ヘッドフレームとチップの向かい合う接触面が締結部材の締める力によって密着されるように結合されたヘッドを具備するガス切断機において、
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致することを特徴とする逆火防止ガス切断機。 - 前記整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記チップには前記パッキングが挿入されるパッキング溝が形成されることを特徴とする請求項15に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記整列管はヘッドフレームのインジェクティング流路に固定され、前記インジェクティング流路の内径と整列管の内径は同じく設定されることを特徴とする請求項15に記載の逆火防止ガス切断機。
- 前記チップが外側チップと内側チップに形成されて外側チップと内側チップの間によって混合ガス流路が形成され、外側チップと内側チップの後端部には締結部材内に互いに重なった状態に挿入されてかかった状態が維持されるフランジ部がそれぞれ形成され、前記各フランジ部は同じ外径を有し、前記締結部材には前記各フランジ部が重なった状態で一緒に挿入されて収容される整列穴が形成されることを特徴とする請求項15に記載の逆火防止ガス切断機。
- ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束には切断酸素及び予熱酸素を含む燃料ガスがそれぞれ流動するようにする流路を有し、
前記ノズル束は、先端部に前記火口が形成されたチップ及びチップが結合されるヘッドフレームを含み、
前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記予熱酸素と前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ形成され、前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成され、
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致するように構成することを特徴とする逆火防止ガス切断機。
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