KR100466362B1

KR100466362B1 - 산소-연료 토치의 헤드에 사용하기 위한 역화 어레스터

Info

Publication number: KR100466362B1
Application number: KR10-2002-0014526A
Authority: KR
Inventors: 파킨니겔; 오노라토죤; 머큐리폴
Original assignee: 더 에삽 그룹 인코포레이티드
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2005-01-13
Also published as: CN1178022C; US20030096207A1; US20040175664A1; KR20030019065A; CA2373661C; CN1403741A; US6726471B2; JP2003106505A; JP3711344B2; CA2373661A1; EP1288568A1; US6910881B2; CZ20022887A3

Abstract

역화 방지는 헤드에 장착하기 위한 어댑터 또는 절단 팁의 형태일 수 있는 피팅에 의해 절단 토치의 헤드 내 또는 그 부근에 제공된다. 피팅은 몸체와 몸체에 의해 바람직하게 지지되며 몸체와는 구별되는 부품인 다공성 구조물을 포함한다. 다공성 구조물은 역화를 제한하기 위해서 다공성 구조물을 통해서 연장되는 복수의 나선형 통로를 갖는다.

Description

산소-연료 토치의 헤드에 사용하기 위한 역화 어레스터{FLASHBACK ARRESTOR FOR USE WITH HEAD OF OXY-FUEL TORCH}

본 발명은 절단 토치에 관한 것으로서, 특히 역화 어레스터(flashback arrestor)를 가진 절단 토치에 관한 것이다.

산소-연료 절단 토치는 절단 목적을 위해 노즐로부터 연료 가스와 산소를 배출한다. 통상적인 토치는 각기 다른 연료 가스와 산소 공급기에 연결되는 제어부와, 제어부로부터 헤드로 산소와 연료 가스를 공급하는 튜브와, 헤드에 장착된 절단 팁을 포함한다. 절단 팁은 헤드로부터 연료 가스와 산소를 수용하고, 이러한 가스들을 그 노즐로부터 배출한다. 더욱 구체적으로는, 헤드는 헤드 공동 주위에 연장되고 헤드 공동을 형성하는 내부 표면과, 산소를 헤드 공동에 공급하기 위해 헤드 공동으로 개방된 산소 포트와, 연료 가스를 헤드 공동으로 공급하기 위해 헤드 공동으로 개방된 연료 가스 포트를 포함한다. 절단 팁은 가스를 헤드로부터 노즐로 향하게 하는 복수의 통로를 포함한다.

종래의 토치는 우선 노즐로부터 배출된 가스로 예열 불꽃을 발생시키고, 예열 불꽃은 금속 공작물을 가열하는 데에 사용된다. 예열 불꽃이 공작물을 충분히 가열한 후에, 고속 절단 산소 흐름이 활성화되고 노즐을 통해서 공급된다. 고속 절단 산소 흐름은 산화에 의해서 공작물의 용융된 재료를 물리적으로 제거하여 공작물을 절단한다. 통상적으로, 복수의 밸브 및 관련 부품은 제어부 내 등 노즐의 상류에 제공되어 절단 토치의 작동을 제어한다.

역화는 토치의 작동에 사용된 가스의 역류와 폭발성 혼합물의 점화에 의해 절단 토치에 발생된 반응이다. 역화는 통상적으로 토치의 노즐에서 발생되고, 종종 이 지점에서의 장애물, 운영자의 오류, 부적절한 가스 압력 및/또는 결함 있는 장비에 의해 야기된다. 역화의 신속하고 폭발성 성질로 인해서, 그것은 가스 토치의 운영자에게 중대한 안전상의 위험을 부과하고, 가스 토치 및 관련 장비에 손상을입힐 수 있다. 따라서, 미국특허 제5,407,348호와 제5,470,227호에 기술된 바와 같이, 역화 어레스터는 토치의 내부로의 입구 점에서 사용되도록 소결된 재료로 구성되는 것이 일반적이다. 이것은 역화가 토치로부터 가스 호스, 조절기, 및 가스를 토치로 공급하는 실린더 내로 상류로 이동하는 것을 막지만, 그것은 불리하게도 토치 자체 내의 역화의 효과를 제거하지 못하며, 그것은 토치 내의 역화에 의해 토치가 손상을 입을 수 있거나 운영자가 다칠 수 있다는 것을 뜻한다.

미국특허 제1,176,017호 및 제1,290,422호에 각각 설명되었듯이 역화를 막기 위해서 팩킹 재료를 토치의 헤드 내에 또는 헤드로부터 바로 상류에 있는 튜브 내에 설치하는 것 또한 알려졌다. 팩킹 재료가 역화로부터 발생하는 탄소 퇴적물(carbon deposit)로 막힘 등에 의해 손상을 입는 것이 통상적이다. 그 결과로서, 팩킹 재료는 주기적으로 대치되어야만 한다. 불리하게도, 절단기 내의 팩킹 재료의 제거 및 대치는 노동이 많이 든다. 또한, 안전상의 상당히 중요한 점으로서, 팩킹 재료가 적절히 팩킹되지 않으면, 그것은 의도된 기능을 수행하지 못 할 수 있고, 그것은 토치에 손상을 입히거나 운영자에게 상해를 입힐 수 있다.

미국특허 제1,439,861호, 제3,746,500호, 제4,431,167호 및 제5,688,469호에 설명되었듯이, 기계가공되어 절단 팁 및 절단 팁 어댑터로 되는 몇 개의 가스-운반 통로가 역화를 제한하도록 의도된 급격한 방향 변경을 갖도록 형성되는 것이 또한 알려졌다. 그러나, 어떤 절단 팁의 크기에 제한이 있기 때문에, 통로를 기계가공하여 효과적으로 제공될 수 있는 방향 변경의 수효는 매우 제한되는 것이 일반적이다. 이러한 제한은 적어도 어떤 상황에서는 역화를 제한하는 점에서 이러한 형태의어댑터 및 절단 팁의 효과를 불리하게 제한한다.

따라서, 본 기술분야에서 역화를 헤드 내에 제한하기 위해 절단 토치의 헤드에 인접하고 역화 어레스터의 만족스런 기능을 보장할 수 있는 방법으로 쉽게 사용되고 대치될 수 있는 역화 어레스터가 필요하다.

본 발명의 한 특징에 따라서, 역화 방지는 바람직하게 헤드에 장착하기 위한 어댑터 또는 절단 팁의 형태인 피팅(fitting)에 의해 절단 토치의 헤드에 인접하여 제공된다. 이러한 특징에 따라서, 피팅은 몸체와 그 몸체에 의해 지지되는 다공성 구조물을 포함한다. 다공성 구조물은 그것을 통해서 연장되는 복수의 나선형의 통로를 가져서 바람직하게 어떠한 역화도 그 소스의 근처에서 안전하게 소화시킴으로써 역화를 제한한다. 또한, 이 특징에 따라서, 피팅은 최적 기능을 보장할 수 있는 방법으로 쉽게 사용 및 대치될 수 있다. 바람직하게 각각의 피팅을 위해서, 다공성 구조물은 단지 피팅의 다공성 구조물의 대치보다도 오히려 사용된 피팅의 처분을 촉진하는 방법으로 몸체에 의해 지지되며, 그것은 최종 사용자가 다공성 구조물을 부적절하게 설치하는 것을 방지함으로써 절단 토치의 안전한 작동을 촉진한다. 또는, 다공성 구조물은 피팅으로부터 쉽게 제거될 수 있고 대치될 수 있다.

본 발명의 한 실시예의 한 특징에 따라서, 상기 피팅의 몸체의 단부는 상기 피팅을 헤드에 장착할 때 헤드의 공동 내로 삽입되고 상기 몸체의 단부는 피팅을 헤드로부터 장착 해제할 때 공동으로부터 퇴출되며, 상기 몸체는 상기 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 산소를 수용하는 헤드의 산소 포트와 연통하는 적어도 하나의산소 통로를 형성하며, 상기 피팅은 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 연료 가스를 수용하는 헤드의 연료 포트와 연통하는 적어도 하나의 및 바람직하게는 복수의 연료 가스 통로를 형성하고, 다공성 구조물은 몸체와 관련되어 다공성 구조물은 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 역화가 헤드의 연료 포트에 들어가는 것을 제한한다. 또한, 상기 다공성 구조물은 몸체에 의해 지지되어, 상기 다공성 구조물은 상기 몸체가 헤드로부터 완전히 분리된 상태로부터 헤드에 장착된 상태로 이동되고 또한 상기 몸체가 헤드에 장착된 상태로부터 헤드로부터 완전히 분리된 상태로 이동될 때에 상기 몸체와 함께 이동한다. 그 결과, 피팅은 다공성 구조물이 올바르지 않게 설치되어 의도된 기능을 수행하지 못하는 위험성을 최소로 하면서 쉽게 초기에 설치 및 대치될 수 있다. 바람직하게 다공성 구조물은 연료 통로 내에 위치되어 역화가 연료 통로를 통과하는 것을 제한한다.

다른 특징에 따라서, 몸체의 제1 부분과 몸체의 제2 부분의 표면들이 함께 다공성 구조물을 포함하는 챔버를 형성하도록 몸체의 제1 부분은 몸체의 제2 부분에 장착된다. 이것은 바람직하게 피팅이 탬퍼에 저항하도록 하고 그에 따라 피팅의 처분 가능한 특징을 향상시키는 것을 추구한다. 즉, 다공성 구조물이 올바르지 않게 설치되는 위험성을 최소화하도록 피팅이 구성되는 것에 추가하여, 본 특징에 따라서, 사용자는 다공성 구조물이 막혔을 때 다공성 구조물을 대치하고자 피팅을 분해하는 가능성을 바람직하게 모를 것이며, 그것은 사용자가 피팅 내에 대치 다공성 구조물을 올바르지 않게 설치하는 바람직하게 최소화할 것이다. 또는, 다공성 구조물은 피팅으로부터 쉽게 제거될 수 있고 대치될 수 있다.

다른 특징에 따라서, 몸체의 외측 부분은 상류측 연료 통로들 포함하고, 몸체의 내측 부분은 하류측 연료 통로를 포함한다. 또한 이 특징에 따라서, 몸체의 내측 부분은 보어를 포함하고, 몸체의 외측 부분은 산소 통로들 포함하며, 산소 통로는 보어를 통해 연장된다. 바람직하게, 연료 가스 통로는 산소 통로 주위에 반경방향으로 멀리 위치된다.

또 다른 특징에 따라서, 피팅은 절단 팁이다. 대조적으로, 본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 피팅은 절단 팁이 장착된 어댑터이다. 이 특징에 따라서, 산소 통로 주위에 연장되고 그로부터 차단되며 연료 가스 통로로 향해 개방된 복수의 환형 챔버가 있다.

본 발명의 다른 실시예의 한 특징에 따라, 피팅은 상기 몸체의 나사산을 헤드의 나사산에 결합시키고 상기 몸체를 상기 헤드에 대해 제1 방향으로 복수의 회전을 통해서 회전시킴으로써 헤드에 장착될 수 있다. 따라서, 상기 몸체는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 복수의 회전을 통해서 헤드와 몸체 사이의 상대적 회전을 일으킴으로써 헤드로부터 장착 해제될 수 있다. 상기 다공성 구조물은 몸체에 장착되어 역화가 헤드의 연료 포트에 들어가는 것을 제한한다. 그 결과, 피팅은 다공성 구조물이 올바르지 않게 설치되고 그에 따라 의도된 기능을 수행하지 못하는 가능성을 최소화하도록 쉽게 초기에 설치 및 대치될 수 있는데, 왜냐하면, 다공성 구조물은 몸체과 함께 설치 및 제거될 수 있도록 장착되기 때문이다. 또는, 피팅은 나사산이 아닌 수단에 의해 헤드에 장착될 수 있다.

다른 특징에 따라서, 피팅은 어댑터이고, 절단 팁은 어댑터를 경유헤서 헤드에 장착된다. 바람직하게 다공성 구조물은 환형이고 그에 따라 절단 팁이 관통하여 연장되는 보어를 형성한다.

다른 특징에 따라서, 피팅은 몸체의 축에 대해 반경방향으로 연장되는 축을 가진 포트를 포함한다. 바람직하게, 몸체는 다공성 구조물에 인접하며 다공성 구조물을 적어도 부분적으로 포함하고 포트와 다공성 구조물의 나선형 통로 사이에 연료를 통과시키기 위한 채널을 포함한다.

다른 특징에 따라서, 다공성 구조물은 몸체에 프레스 압입되고, 이 특징 또는 다른 특징에 따라서, 다공성 구조물은 다공성 구조물과 몸체를 관통하는 핀형 축 등 적어도 하나의 고정 장치에 의해 몸체에 고정된다. 이것은 바람직하게 피팅을 탬퍼에 저항하게 하고 처분가능하게 하는 것을 추구한다. 즉, 다공성 구조물은 바람직하게 몸체에 견고히 장착되어 다공성 구조물이 막힐 때 사용자가 다공성 구조물을 대치하기 위해 피팅을 분해하는 것을 어렵게 하거나 적어도 불편하게 할 것이며, 그것은 사용자가 피팅 내에 대치 다공성 구조물을 올바르지 않게 설치하는 가능성을 바람직하게 최소화할 것이다. 또는, 다공성 구조물은 피팅으로부터 쉽게 제거될 수 있고 대치가능하다.

따라서, 본 발명의 한 특징은 예로서 처분가능하는 등으로써 실질적으로 어리석음을 방지하는 피팅의 사용을 통해서 역화를 소스에 인접한 곳에 제한하여 절단 토치의 안전한 사용을 촉진하는 것이다.

도 1은 본 발명의 절단 팁과 종래의 절단 토치의 헤드의 분해도인데, 본 발명의 한 실시예에 따라서 절단 팁과 헤드를 둘러싸는 너트는 그 축을 따라서 단면도로 도시되었고, 절단 팁의 내부에 있는 다공성 구조물은 파선으로 도시되었다.

도 2는 도 4의 2-2 선을 따라 취해진 절단 팁의 단면도이다.

도 3은 도 4의 2-2 선을 따라 취해진 절단 팁의 내측 부분의 분리된 단면도이다.

도 4는 내측 부분의 평면도와 동일한 절단 팁의 평면도이다.

도 5는 내측 부분의 저면도이다.

도 6은 도 4의 2-2 선을 따라 취해진 절단 팁의 외측 부분의 분리된 단면도이다.

도 7은 외측 부분의 평면도이다.

도 8은 외측 부분의 저면도이다.

도 9는 다공성 구조물의 측면도이다.

도 10은 다공성 구조물의 평면도이다.

도 11은 다공성 구조물의 구멍을 도시하는 일부 확대도이다.

도 12는 다공성 구조물의 구멍들에 의해 형성된 대표적 나선형 통로를 도시하는 확대 단면도이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 4의 2-2 선으로 표시된 것과 동일한 방법으로 단면도로 도시된 절단 팁의 일부 단면도이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 어댑터와 절단 팁의 조합의 측면도이다.

도 15는 도 4의 2-2 선으로 표시된 방법으로 단면도로 도시된 도 14의 조합의 일부를 도시한 도면이다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 각각 축을 따라 단면도로 도시된 절단 토치의 어댑터와 헤드 및 절단 팁의 일부의 분해도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20 : 절단 팁 22, 22' : 헤드

28 : 노즐 30, 30' : 다공성 구조물

34, 34' : 복합 공동 60 : 스템

110 : 어댑터

지금까지 본 발명을 일반적으로 설명하였으며, 이제 첨부된 도면을 참조하는데, 도면들은 반드시 축적도에 따라 작도되지 않았고, 도면들의 대부분은 적어도 부분적으로 개략도이다.

본 발명은 이제 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 서로 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있고 여기에 설명된 실시예에 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되며, 오히려, 이 실시예들은 이 명세서가 완전하고 완성되고 본 기술분야에서 익숙한 자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 유사한 도면부호들은 본 명세서를 통해서 유사한 요소들을 참조한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따라 절단 팁(20)의 형태인 피팅은 종래의 산소-연료 절단 토치의 헤드(22)로부터 분해된 상태로 도시된다. 간략히 설명하면, 절단 팁(20)은 서로 장착되고 산소와 연료 가스를 배출하기 위해 절단 팁의 하부 단부에 위치된 노즐(28)을 함께 제공하는 동축 내측 부분과 외측 부분(24, 26)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 내측 부분 및 외측 부분(24, 26)을 포함하기 보다 오히려 이러한 2개의 부품들은 조합되어 단일 부품으로 된다. 내부 다공성 구조물(30)은 절단 팁(20) 내에 위치되어 절단 팁을 통과하는 역화를 제한한다. 다공성 구조물(30)은 도 1에서 보이지 않게 숨겨져 있고 따라서 파선으로 도시된다. 절단 팁(20)은 아래에서 더욱 상세하게 설명되듯이 외부에 나사산이 형성된 너트(32)에 의해 종래의 방법으로 헤드(22)에 제거 가능하게 장착된다.

헤드(22)는 헤드의 하부 단부에서 개방된 복합 공동(34)을 형성하기 위해 축주위에서 연장되는 내부 표면을 포함한다. 헤드(22)의 내부 표면은 복합 공동(34)과 동축이고 복합 공동의 축에 대해 경사각을 형성하는 환형 상부 및 하부 안착 표면(seating surface)(즉, 상부 및 하부 시트(36, 38))을 포함한다. 헤드(22)의 내부 표면은 또한 복합 공동(34)과 동축인 내부 나사산(40)을 형성한다. 헤드는 또한 복합 공동(34)으로 개방되고 산소 공급기로부터 가스 산소를 수용하는 산소 포트(42)를 포함한다. 유사하게, 헤드는 복합 공동(34)으로 개방되고 연료 공급기로부터 연료 가스를 수용하는 연료 포트(44)를 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따라서, 연료 가스는 아세틸렌 등 산소와 가스 연료의 "사전 혼합된" 혼합물을 포함한다. 그러나, 본 발명은 또한 아래에서 더욱 상세히 설명되듯이 "사후 혼합된" 절단 토치에 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 "산소 공급기"와 "연료 공급기"는 헤드(22)로부터 상류측에 있는 종래의 가스 공급기와 종래의 절단 토치 부품을 나타낸다. 한 특정한 예에서, 도 1에 도시된 "산소 공급기"와 "연료 공급기"는 각기 다른 연료 가스와 산소 공급기에 연결된 제어부와, 제어부로부터 헤드로 산소 및 연료 가스를 공급하는 튜브를 나타내는데, 제어부는 토치의 작동을 제어하는 밸브 및 관련 부품을 포함한다.

절단 팁(20)은 절단 팁의 상부 단부를 복합 공동(34) 내로 삽입하고, 다음에는 너트(32)의 외부 나사산(46)을 헤드의 내부 나사산(40)에 결합시킴으로써 헤드(22)에 장착된다. 너트(32)는 회전되어 너트의 환형 상부 에지가 절단 팁(20)의 하부 플랜지(48)의 하부 표면과 결합하여 절단 팁을 복합 공동(34) 내로 압입한다. 절단 팁(20)이 복합 공동(34)내로 이동하는 것은 절단 팁이 복합 공동과 동축이고 헤드(22)의 시트(36, 38)와 완전히 결합할 때 정지된다. 더욱 구체적으로 말해서, 절단 팁(20)은 절단 팁의 축 주위에서 동축으로 또한 절단 팁의 축에 경사각으로 연장되는 환형 상부 및 하부 안착 표면(즉, 상부 및 하부 시트(50, 52))을 포함하며, 절단 팁의 시트(50, 52)는 절단 팁이 헤드에 장착되는 동안에 각각 헤드(22)의 시트(36, 38)와 동축으로 또한 견고하게 결합된다.

본 발명의 제1 실시예에 따라서, 산소 챔버는 복합 공동(34)의 상부 영역 내에 형성되며, 상부 시트(36, 50)는 서로 견고히 결합된다. 산소 챔버는 산소 포트(42)로 개방되고 연료 포트(44)로 폐쇄되며, 절단 팁(20)의 상부 플랜지(54)는 산소 챔버 내에 위치된다. 동시에, 하부 시트(38, 52)가 서로 견고히 결합되어 연료 챔버는 복합 공동(34) 내에서 상부 시트(36, 50)와 하부 시트(38, 52) 사이의 축방향 공간 내에 형성된다. 연료 챔버는 연료 포트(44)로 향해 개방되고 산소 포트(42)로 향해 폐쇄되며, 절단 팁(20)의 상부 어깨부(56)는 연료 챔버 내에 위치된다.

도 2 내지 도 5에 도시된 내측 부분(24)을 참조하면, 산소 통로(58)는 내측 부분을 통해서 동축으로 연장된다. 산소 통로(58)는 내측 부분(24)의 상부 단부에 입구를 갖고, 스템(60)을 통해서 연장되며, 내측 부분의 하부 단부에 출구를 포함한다. 복수의 상류 연료 통로(62)는 내측 부분(24)을 통해서 연장되고, 내측 부분의 축 주위에서 축으로부터 반경방향으로 멀리 위치된다. 각각의 상류 연료 통로는 상부 어깨부(56)에 입구와 내측 부분(24)의 환형 및 동축 하부 어깨부(64)에 출구를 포함한다. 내측 부분(24)의 동축 외부 나사산(66)은 내측 부분을 외측 부분(26)에 장착하기 위한 것이다.

도 2 및 도 6 내지 도 8에 도시된 외측 부분(26)을 참조하면, 외측 부분(26)은 내측 부분의 긴 축 주위에 동축으로 연장되어 외측 부분의 상부 및 하부 단부에서 개방된 중심 보어(68)를 형성하는 내부 표면을 포함한다. 외측 부분(26)의 내부 표면은 내측 부분의 스템(60)이 다공성 구조물(30)을 통해서 중심 보어(68) 내로 삽입될 때 내측 부분(24)의 외부 나사산(66)과 결합되는 동축 내부 나사산(70)을 포함한다. 그러면, 내측 및 외측 부분들(24, 26)은 서로에 대해 동축으로 회전되어 나사산들(66, 70)을 거쳐서 내측 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 중심 보어(68) 내로 완전히 나사 체결된다. 즉, 절단 팁(20)은, 스템(60)을 다공성 구조물(30)을 통해서 형성된 동축 보어(72)(도 10)를 통해서 삽입하고, 그 후에 스템을 외측 부분(26)의 중심 보어(68)를 통해서 삽입하며, 다음에는 내부 및 외측 부분들(24, 26)을 상대적으로 회전시켜 나사산들(66, 70)이 맞물리고 그 후에 외측 부분의 상부 단부가 내측 부분의 하부 플랜지(48)의 아래 면과 결합되도록 함으로써 조립될 수 있다.

외측 부분(26)의 내부 표면은 또한 동축 원통형 내부 표면(74)과 동축 환형 내부 어깨부(76)를 포함하는데, 동축 원통형 내부 표면(74)과 동축 환형 내부 어깨부(76)는 스템(60)의 외부 표면 및 내측 부분(24)의 하부 어깨부(64)와 함께 다공성 구조물(30)을 포함하고 바람직하게 다공성 구조물에 의해 실질적으로 완전히 점유된 동축 환형 챔버를 형성한다. 절단 팁(20)이 도 2에 도시되었듯이 완전히 조립되는 동안에, 다공성 구조물(30)을 포함하는 환형 챔버는 상류 연료 통로(62)의 출구와 하류 연료 통로(78)의 입구로 향해 개방되는 것을 제외하고는 완전히 폐쇄된다. 하류 연료 통로(78)는 외측 부분(26)을 통해 연장되고 외측 부분의 축 주위에 축으로부터 반경방향으로 멀리 위치된다. 각각의 하류 연료 통로(78)는 내부 어깨부(76)에 입구와 외측 부분(26)의 하부 단부에 출구를 포함한다.

도 9 내지 도 10을 참조하면, 다공성 구조물(30)은 환형이고, 원통형 동축 외부 및 내부 표면(79, 81)을 포함한다. 외부 및 내부 표면(79, 81)은 바람직하게 절단 팁(20)이 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 조립되는 동안에 외측 부분(26)의 내부 표면(74) 및 내측 부분(24)의 스템(60)의 외부 표면과 각각 견고히 결합된다. 다공성 구조물의 내부 표면(81)은 스템(60)을 수용하는 보어(72) 주위에 연장되어 보어(72)를 형성하며, 다공성 구조물(30)의 대향 단부들에서 개방된다. 다공성 구조물(30)의 대향 단부들은 본 발명의 제1 실시예에 따라 내측 부분(24)의 하부 어깨부(64) 및 외측 부분(26)의 내부 어깨부(76)와 각각 견고히 결합된다. 다공성 구조물(30)이 내부 표면(74), 스템(60), 하부 어깨부(64) 및 내부 어깨부(76)와 견고히 결합한 결과로, 상류 연료 통로(62)로부터 하류 연로 통로(78)로 흐르는 가스는 다공성 구조물의 나선형 통로(80)(도 12)를 통해 강제로 흐르게 된다. 마찬가지로, 하향 연료 통로(78)로부터 상류 연료 통로(62)로 이동하려고 하는 어떠한 역화도 다공성 구조물(30)의 복수의 나선형 통로(80)를 통해 강제로 이동되며, 이것은 바람직하게 역화를 소화한다.

도 11 및 도 12의 개략적 확대도를 참조하면, 다공성 구조물(30)은 복수의 구멍(82)(그 중의 대표적인 몇 개만 도 11에서 도면부호로 표시되었다)을 포함하고, 각각의 구멍(82)은 다공성 구조물을 통해 연장되는 나선형 통로(80)의 적어도 일부를 형성한다. 본 발명의 제1 실시예의 한 예에 따라서, 다공성 구조물(30)은 바람직하게 소결된 청동 또는 소결된 스테인레스 강 또는 그와 유사한 것이며, 구멍의 크기는 약 5 마이크론이고, 바람직하게 소결된 재료의 몇 평방 인치 내에 적어도 약 100개 및 가장 바람직하게는 그 보다 많은 구멍(82)/나선형 통로(80)가 있다. 구멍 크기는 그것을 통한 흐름에 대해 수직인 방향에서 대표적 구멍(82)에 대한 대략적 측정치이다. 본 발명의 제1 실시예에 따라서, 바람직한 구멍 크기 및 구멍의 수효는 절단 토치의 제조 및 동작과 관련된 많은 인자들에 의존하여 넓게 변할 수 있으며, 따라서, 5 마이크론이 아닌 구멍 크기 및 몇 평방 인치 내의 100개의 구멍(82)/나선형 통로(80)가 아닌 다른 밀도가 어떤 응용에서 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 대안으로서의 실시예에 따라서, 다공성 구조물은 절단 토치가 정상적인 방법으로 동작하도록 허용하고 역화 제한 기능을 수행하는 둘 다를 위한 임의의 형태의 재료일 수 있다. 이 대안으로서의 실시예에 따라서, 다공성 구조물은 조밀하게 팩킹된 스틸울(steel wool) 등일 수 있거나, 바람직하게 층 내에 배열된 하나 이상의 스크린 등일 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 절단 토치의 동작이 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 산소와 연료는 절단 팁(20)이 헤드(22) 상에 완전히 장착되는 동안에 헤드(22)에 공급되어, 산소는 산소 통로(58)를 통해 흐르고, 연료는 상류 연료 통로(62), 다공성 구조물(30), 다음에는 하류 연료 통로(78)를 통해 흐른다. 즉, 더욱 일반적으로 설명하면, 다공성 구조물(30)은 절단 팁(20)의 연료통로 내에 위치된다. 연료는 노즐(28)로부터 배출되고, 점화되어 금속 공작물을 가열하는 데에 사용되는 예열 불꽃을 형성한다. 예열 불꽃이 공작물을 충분히 가열한 후에, 고속 절단 산소 흐름이 활성화되고 산소 통로(58)를 거쳐 노즐928)을 통해서 공급된다. 고속 절단 산소 흐름은 공작물의 용융된 재료를 산화에 의해 물리적으로 제거하여 공작물을 절단한다. 이 동작 동안에 노즐에서의 장애 등으로 인한 가스의 폭발성 혼합물의 역류 및 점화의 결과로서 역화가 발생하면, 다공성 구조물(30)의 나선형 통로(80)는 바람직하게 역화가 상류 연료 통로(62)에 도달하는 것을 제한한다.

역화가 다공성 구조물(30)에 도달하고 다공성 구조물(30)에 의해 소화될 때, 탄소 등 역화의 고체 부산물은 다공성 구조물의 구멍(82)/나선형 통로(80) 내에 퇴적된다. 그 결과, 다공성 구조물(30)은 결구 막히게 되어 그것은 다공성 구조물(30)을 통한 연료 가스의 원하는 흐름을 너무 제한한다. 이 경우에, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 사용된 절단 팁(20)은 바람직하게 완전히 제거되고 새로운 절단 팁으로 대치된다. 사용된 절단 팁(20)을 완전히 제거하고 그것을 새로운 것으로 대치하면, 사용자가 새로운 다공성 구조물(30)을 올바르지 않게 설치하거나 더욱 나쁘게는 막힌 다공성 구조물을 제거하고 대치하지 않으면 발생할 수 있는 오동작을 방지한다. 이러한 점에서, 절단 팁(20)은 그것이 막히면/또한 막혔을 때 완전히 제거되는 "일-편(one-piece)" 소모성 부품으로서 일반적으로 특징지어질 수 있다. 이와는 달리, 다공성 구조물(30)은 절단 팁(20)으로부터 쉽게 제거될 수 있고 대치된다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 다공성 구조물(30)이 절단 팁(20)의 동축 환형 챔버 내에 위치되는 것에 대한 대안으로서 또는 그에 추가하여, 다공성 구조물의 플러그형 조각(piece)은 각각의 상류 연료 통로(62) 및/또는 각각의 하류 연료 통로(78) 또는 이러한 통로들의 조합들 내에 동축적으로 위치될 수 있고, 이러한 통로들은 플러그를 최적으로 수용하도록 확대될 수 있다. 유사하게, 다공성 구조물은 절단 팁(20) 등을 통해 적어도 부분적으로 형성된 연료 통로 내의 다른 위치에 위치될 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 외부 이음매(84)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 외측 부분(26)의 상부 단부가 내측 부분(24)의 하부 플랜지(48)의 하부 표면과 맞대는 곳에 형성된다. 도 13에 부분적으로 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따라, 적어도 외부 이음매(84)와 바람직하게는 절단 팁(20)의 외부 표면의 상당한 부분이 옵션으로서 코팅(86)으로 덮이거나 다르게는 외부 이음매(84)를 적어도 부분적으로 채우고 및/또는 숨기는 방법으로 기계가공 된다. 이것은 기계적으로 부품들을 나사 해제(unscrew)하는 것을 더욱 어렵게 함으로써 또는 가시적인 이음매가 없는 것이 팁(20)이 분해될 수 없는 단일 부품이라고 운영자가 가시적으로 믿게 함으로써 절단 팁(20)의 분해를 바람직하게 방지하거나 적어도 못하게 한다. 즉, 바람직하게, 다공성 구조물(30)은 절단 팁(20) 내에서 실질적으로 접근 불가하여, 다공성 구조물은 대치되지 않는 것이라는 것을 이해할 것이다. 분해를 못하게 함으로써, 막힌 절단 팁(20)의 완전한 대치는 촉진되고, 그것은 사용자가 새로운 다공성 구조물(30을 올바르지 않게 설치하거나 더욱 나쁘게는 막힌 다공성 구조물을 제거하고 대치하지 않으면 발생할 수 있는 오동작을 바람직하게 회피할 것이다. 따라서, 절단 팁(20)은 바람직하게 처분가능한 부품이다. 이와는 다르게, 다공성 구조물은 절단 팁으로부터 쉽게 제거될 수 있으며, 대치가능 하다.

허용가능 한 코팅(86)은 양극화된(anodized) 코팅이다. 적절한 양극화된 코팅은 종래의 양극 코팅 공정 등에 의해 절단 팁(20)에 적용될 수 있다. 양극 코팅은 절단 팁(20)을 전기분해적으로 처리하는 것을 포함하여, 산화물의 막은 절단 팁(20)의 외부 표면에 형성되어 코팅(86)을 형성한다. 다른 코팅 기술 역시 본 발명의 범위 내에 있으며, 결과적인 코팅은 바람직하게 절단 팁의 분해를 막기에 충분하다. 이와는 달리, 코팅(86) 등은 외부 이음매의 영역 내의 절단 팁(20)의 내부 및 외부 조각(24, 26)을 브레이징 용접함으로써 외부 이음매(84)를 숨기도록 형성될 수 있어서, 절단 팁의 분해는 실질적으로 방지된다.

도 14 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 어댑터(20')의 형태인 피팅에 동축 장착된 절단 칩(90)을 도시한다. 이 실시예에 따라서, 어댑터(20')는 본 발명의 제1 실시예의 절단 팁(20)과 유사하며, 설명된 변화 및 본 기술분야에서 통상적인 기술을 가진 자에게 분명하게 될 변화를 제외하고는 코팅(86)(도 13)을 갖거나 갖지 않는다. 이 실시예에 따라서, 어댑터(20')는 절단 팁(90)의 내부 나산산(94)과 맞물리는 외부 나사산(92)을 포함하여, 절단 팁은 어댑터 상에 나사 체결될 수 있어서 도 14 내지 도 15에 도시된 구성을 달성한다. 절단 팁(90)은 육각형 외부 구조물(96)을 포함하여 렌치를 수용하고 절단 팁(90)을 어댑터(20')상에 나사 체결하거나 나사 해제하는 것을 편리하게 한다.

도 15를 참조하면, 말단 산소 통로(98)는 절단 팁(90)을 통해서 동축적으로 연장되고, 절단 팁의 말단 연료 통로(100)는 절단 팁의 축 주위에 축으로부터 반경방향으로 멀리 위치된다. 절단 팁(90)의 통로(98, 100)는 이제 절단 팁이 도 14 내지 도 15에 도시되었듯이 어댑터(20')에 완전히 장착되는 구성에 대해 설명될 것이다. 말단 산소 통로(98)의 입구는 어댑터(20')의 산소 통로(58)의 출구로 향해서만 개방되고, 산소 통로(58)의 출구는 말단 산소 통로(98)의 입구를 향해서만 개방된다. 말단 산소 통로(98)의 출구는 절단 팁(90)의 하부 단부(즉, 노즐)에서 개방된다.

어댑터(20')와 절단 팁(90)은 서로 대향하고 서로에 대하여 개방되어 산소 통로(58, 98)를 둘러싸고 산소 통로(58, 98)와 동축인 환형 챔버(102)를 형성하는 동축 환형 채널을 포함한다. 환형 챔버(102)는 하류 연료 통로(78)의 출구와 말단 연료 통로(100)의 입구를 향해 개방되는 것을 제외하고는 완전히 폐쇄된다. 말단 연료 통로(100)의 출구는 절단 팁(90)의 하부 단부에 있다.

어댑터(20')의 상부 단부는 헤드(22)(도 1)에 장착되며, 산소 및 연료가 절단 팁(90)의 노즐로부터 배출된다는 점을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예의 절단 팁(20)과 똑같이 작용한다. 또한, 절단 팁(90)이 손상을 입으면, 절단 팁(90)은 어댑터(20')가 헤드(22)에 장착된 상태로 유지되는 동안에 새로운 절단 팁으로 바람직하게 대치될 수 있다. 이러한 점에서, 어댑터(20')와 절단 팁(90)의 조합은 "이-편(two-piece)" 부품이라고 일반적으로 특징지어질 수 있고, 팁(90)은 소비가능한 부품이다. 역으로, 전의 역화로부터의 찌꺼기로 인해서 어댑터(20')를 변경하는 것이 필요하면, 현재 사용되고 있는 절단 팁(90)은 사용가능한 절단 팁을 버리는 것을 피하기 위해서 낡은 어댑터로부터 제거되고 새로운 어댑터 상에 위치될 수 있다.

도 16을 참조하면, 어댑터(110)의 형태인 피팅이 본 발명의 다른 실시예에 따라 산소-연료 절단 토치의 헤드(22')로부터 멀리 분해되어 도시된다. 본 발명의 이 실시예의 절단 토치는 설명된 변화 및 본 기술분야에서 통상적인 기술을 가진 자에게 명백하게 될 변화를 제외하고는 본 발명의 제1 실시예의 절단 토치와 동일하다. 예로서, 도 16에 도시된 헤드(22')는 헤드(22') 내의 복합 공동(34')이 상부 시트(36) 아래에 다르게 형성된다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 제1 실시예의 헤드(22)와 동일하다. 더욱 구체적으로는, 헤드(22')의 내부 표면은 복합 공동(34')의 축 주위에 연장되고 축과 동축이며 축에 대해 수직인 환형 중간 및 하부 안착 표면들(즉, 중간 및 하부 시트들(112, 114))을 포함한다.

어댑터(110)는 서로에 대해 동축적으로 위치된 몸체(116)와 다공성 구조물(30')을 포함하며, 본 발명의 어떤 예에서 몸체(116)와 다공성 구조물(30')은 아래에서 더욱 상세히 설명되듯이 하나 이상의 수단을 거쳐서 서로에게 장착된다. 다른 전체적인 크기를 갖는다는 것을 제외하고는, 본 실시예의 다공성 구조물(30')은 본 발명의 제1 실시예의 다공성 구조물(30)과 동일하다. 몸체(116)는 몸체의 축 주위에 동축적으로 연장되어 몸체의 상부 하부 단부들에서 개방된 보어(118)를 형성하는 내부 표면을 포함한다. 몸체(116)의 내부 표면은 원통형 내부 표면(120), 환형 내부 어깨부(122), 환형 안착 표면(즉, 내부 시트(124)) 및 내부나사산(126)을 포함하며, 그것들은 모두 몸체의 축 주위에 동축적으로 연장된다. 또한, 내부 시트(124)는 몸체(116)의 축에 대해 경사각을 형성한다.

이 실시예의 어떤 예에 따라, 다공성 구조물(30')은 바람직하게 여러 가지 장착 기술 중의 적어도 하나에 의해 몸체(116)에 실질적으로 영구적으로 설치된다. 대조적으로, 이 실시예의 다른 예에 따라서, 다공성 구조물(30')은 다공성 구조물이 모체로부터 쉽게 제거되고 대치될 수 있도록 몸체(116)와 관련된다. 이 실시예의 설명된 예에 따라, 두 가지 장착 기술이 사용되는데, 즉 프레스 끼워 맞춤(press-fit) 및 부착 장치가 다공성 구조물을 몸체(116)에 설치하는 데에 사용되지만, 다른 예에서는 프레스 끼워 맞춤만 사용되는 것이 바람직하다. 프레스 끼워 맞춤에 대해서는, 몸체(116)의 내부 표면(120)과 다공성 구조물(30')의 외부 표면은 다공성 구조물이 보어(118)의 상부 단부로 압입될 때에 다공성 구조물의 외부 표면과 내부 표면(120) 사이의 마찰 상호작용이 다공성 구조물을 도 16에 도시된 구성으로 유지하도록 크기가 정해진다. 이 구성에서, 다공성 구조물(30')의 하부 단부는 몸체의 내부 어깨부(122)와 견고하게 결합된다.

유지 핀(128) 등의 형태인 하나 이상의 패스너(fastener)는 도 16에 하나의 핀(128)에 대해 도시되었듯이 몸체(116)의 일부를 통해서 다공성 구조물(30') 내로 연장될 수 있다. 본 발명의 이와는 다른 실시예에 따라서, 다공성 구조물(30')을 몸체)(116)에 장착하는 유지 핀(128)은 어댑터(110) 내에 포함되지 않는다. 이와는 달리, 하나 이상의 유지 핀(128)은 유지 링 또는 임의의 다른 고정 수단 등 다른 고정 장치로 대치될 수 있다.

몸체(116)의 축에 대해 반경방향으로 연장되는 축을 각각 가진 하나 이상의 포트들(130)은 몸체를 통해서 연장되고 몸체(116)의 원통형 외부 표면(132)에 입구와 몸체의 내부 표면(120)에 출구를 갖는다. 원통형 표면(120)은 몸체(116)와 동축이고 몸체의 축을 둘러싸거나 적어도 부분적으로 둘러싸는 환형 홈(134)을 더 형성한다. 각각의 포트(130)의 출구와 다공성 구조물(30')의 나선형 통로(80)(도 12)는 홈(134)으로 향해 개방된다. 본 발명의 어떤 이와는 다른 실시예에서, 홈(134)은 생략되거나 이와는 달리 다공성 구조물(30')의 외부 표면 내에 형성되고, 마찬가지로 하나를 제외한 모든 포트들(130)이 어떤 상황에서는 생략될 수 있다.

몸체(116)의 상부 단부는 헤드(22')의 복합 공동(34') 내로 삽입되고, 다음에는 몸체는 회전되어 몸체와 동축인 그 외부 나사산(136)이 헤드의 내부 나사산(40')과 맞물린다. 몸체(116)의 바닥 표면은 어댑터(110)를 회전시켜 어댑터(110)가 헤드(22') 내로 나사 체결되도록 사용될 수 있는 포크형 공구(forked tool)의 팁을 수용하는 2개의 리셉터클(138)을 포함한다. 리셉터클(138)이 아닌 수단이 나사 체결 및 나사 해제를 편리하게 하기 위해서 사용될 수 있다. 추가적으로 본 발명의 이와는 다른 실시예에 따라서, 나사산들(136, 40')은 부착 및 바람직하게는 또한 몸체(116)와 헤드(22') 사이의 헤제를 편리하게 하는 다른 수단으로 대치될 수 있다. 예로서, 서로 다른 여러 가지 형태의 나사산들이 사용될 수 있고, 여러 가지 "스냅-맞춤(snap-fit)" 또는 프레스 끼워 맞춤이 사용될 수 있고, 측방향 유지 스크류 또는 핀 등이 헤드(22')를 통해 반경방향으로 연장되고 몸체(116)와 결합될 수 있으며, 임의의 다른 연결 수단이 사용될 수 있다.

몸체(116)와 다공성 구조물(30')의 상부 표면들은 어댑터(110)가 헤드에 완전히 장착되는 동안에 헤드(22')의 중간 시트(112)와 밀봉하도록 결합된다. 마찬가지로, 몸체의 축과 동축이고 축을 둘러싸는 몸체의 환형 외부 시트(140)는 어댑터(110)가 헤드에 완전히 장착되는 동안에 헤드의 하부 시트(114)와 밀봉하도록 결합된다. 몸체(116)의 외부 표면(132)은 헤드(22')의 원통형 내부 표면(142)보다 작은 직경을 형성한다. 내부 표면(142)은 어댑터(110)가 헤드(22')에 완전히 장착되는 동안에 외부 표면(132)을 둘러싸서 이러한 표면들은 서로 접촉하지 않고 플레넘형 환형 외부 챔버, 채널 또는 공간이 어댑터가 헤드에 완전히 장착되는 동안에 이러한 표면들 사이에 형성된다. 표면들(132, 142)들 사이의 외부 챔버가 형성되어 외부 챔버가 연료 통로로서 작용할 수 있어서 어댑터(110)의 포트(130)가 헤드(22') 내의 연료 포트(44)와 정렬될 필요가 없도록 하는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 포트(130)는 연료 포트(44)와 실질적으로 동축적으로 정렬된다.

종래의 절단 팁 또는 상기한 절단 팁(20) 등은 어댑터(110)가 헤드(22')에 완전히 장착되는 동안에 어댑터(110)에 장착된다. 예로서, 절단 팁(20)은 절단 팁의 상부 단부를 어댑터의 보어(118) 내에 삽입하고 다음에는 너트(32)(도 1)의 나사산(46)을 어댑터의 내부 나사산(126)에 결합시킴으로써 어댑터(110)에 장착된다. 너트(32)는 회전되어 너트의 환형 상부 에지가 절단 팁(20)의 하부 플랜지(48)의 하부 표면과 결합되어 절단 팁을 어댑터의 보어(118)와 헤드(22')의 복합 공동(34') 둘 다의 안으로 압입한다. 절단 팁(20)이 보어(118)와 복합 공동(34')내로 이동하는 것은 절단 팁, 어댑터(110)와 헤드(22')가 동축이고 절단 팁이 몸체와 헤드의 각각의 시트와 완전히 결합될 때 멈춘다. 더욱 구체적으로는, 절단 팁(20)의 상부 시트(36)는 헤드(22')의 상부 시트(36) 및 어댑터의 내부 시트(124)와 각각 동축적으로 견고히 결합된다.

산소 챔버는 상부 시트들(50, 36)이 서로 견고히 결합되는 동안에 복합 공동(34')의 상부 영역 내에 형성된다. 산소 챔버는 산소 포트(42)로 향해 개방되고 연료 포트(44)로 향해 폐쇄되며, 절단 팁(20)의 상부 플랜지(54)는 산소 챔버 내에 위치된다. 동시에, 절단 팁(20)의 하부 시트(52)와 어댑터(110)의 내부 시트(124), 및 어댑터의 외부 시트(140)와 헤드(22')의 하부 시트(114)는 서로 견고히 결합되어 연료 챔버는 복합 공동(34') 내에 형성된다. 연료 챔버는 연료 포트(44)로 향해 개방되고 산소 포트(42)로 향해 폐쇄된다.

상기와 같이 어댑터(110)가 헤드(22')에 설치되고 절단 팁(20)이 어댑터에 설치되는 동안에, 절단 팁의 상부 스템(144)은 다공성 구조물(30')의 보어(72')를 통해서 연장된다. 다공성 구조물(30')의 내부 표면(81')은 상부 스템(144)의 외부 표면보다 큰 직경을 형성하여 플레넘형 환형 내부 챔버는 상부 스템과 다공성 구조물의 내부 표면 사이에 형성되고, 절단 팁(20)의 상류 연료 통로(62)의 입구들은 이 챔버와 연속하고 이 챔버로 향해 개방된다. 더욱 구체적으로 도 16에 도시된 실시예에 따라, 다공성 구조물(30')의 내부 표면(81')은 어댑터(110)가 헤드(22')에 설치되고 절단 팁(20)이 어댑터에 설치되는 동안에 절단 팁(20)의 상부 스템(144)의 외부 표면과 대향 면-대-면 관계에 있다. 도면에 도시되지 않은 본 발명의 유사한 대안으로서의 실시예에 따라, 다공성 구조물(30')은 어댑터(110) 내에 형성된 홈 등 내에 위치되어, 절단 팁의 상부 스템(144)은 다공성 구조물(30')의 보어(72')를 통해서 연장되지만, 다공성 구조물의 내부 표면(81')은 어댑터(110)가 헤드(22')에 설치되고 절단 팁(20)이 어댑터에 설치되는 동안에 상부 스템(144)의 외부 표면과 대향 면-대-면 관계에 있지 않다.

산소 및 연료는 어댑터(110) 및 절단 팁(20)이 상기와 같이 헤드(22')에 완전히 장착되는 동안에 헤드(22')에 공급된다. 그 결과, 산소는 절단 팁의 산소 통로(58)를 통해서 흐른다. 연료는 어댑터(110)의 외부 표면(132)과 헤드(22')의 내부 표면(142) 사이에 형성된 환형 외부 챔버로부터 다공성 구조물(30')의 내부 표면(81')과 상부 스템(144)의 외부 표면 사이에 형성된 환형 내부 챔버로 흐른다. 이 챔버들 사이의 흐름은 어댑터(110)의 포트(130), 홈(134) 및 나선형 통로(80)를 경유한다. 다음에는 연료는 다공성 구조물(30')의 내부 표면(81')과 상부 스템(144)의 외부 표면 사이에 형성된 내부 환형 챔버로부터 절단 팁(20)의 상류 연료 통로(62) 내로 흐른다. 그 후에, 산소와 연료는 상기와 같이 절단 팁(20)의 노즐(28)로부터 배출된다. 동작 동안에 노즐(28)에서의 장애 등으로 인하여 가스의 폭발성 혼합물의 역류 및 점화의 결과로서 역화가 발생하면, 다공성 구조물(30')은 바람직하게 역화가 어댑터(110)의 하나 이상의 반경방향 포트(130)에 도달하는 것을 제한한다.

역화가 다공성 구조물(30')에 도달하고 그것에 의해 소화될 때, 탄소 등 역화의 고체 부산물은 다공성 구조물 내에 퇴적된다. 그 결과, 다공성 구조물(30')은결국 막히게 될 수 있어서 그것은 다공성 구조물을 통한 연료 가스의 원하는 흐름을 너무 제한한다. 이 경우에, 사용된 어댑터(110)는 바람직하게 완전히 버려지고 새로운 어댑터로 대치된다. 사용된 어댑터(110)를 완전히 버리고 새로운 어댑터로 대치하면 사용자가 새로운 다공성 구조물(30')을 올바르지 않게 설치하거나 더욱 나쁘게는 막힌 다공성 구조물을 제거하고 대치하지 않으면 발생할 수 있는 오동작을 바람직하게 방치할 것이다. 다공성 구조물(30')을 어댑터(110)로부터 제거하고 새로운 다공성 구조물을 동일한 어댑터에 설치하는 것은 바람직하게 다공성 구조물을 어댑터의 몸체(116)에 견고히 장착함으로써 하지 않게 된다. 이와는 달리, 다공성 구조물(30')은 어댑터(110)에 연결되거나 다르게는 어댑터(110)와 관련될 수 있어서 다공성 구조물은 어댑터로부터 쉽게 제거되고 대치될 수 있다.

본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 산소-연료 토치가 "사후-혼합된" 및 "사전-혼합된" 절단 토치 둘 다를 포함하고, 본 발명은 사전-혼합된 절단 토치의 문맥에서 설명되었다는 것을 이해한다. 즉, 본 발명의 설명된 실시예에 따라, 연료 포트(44)를 거쳐 공급된 연료는 아세틸렌 등 산소와 연료 가스의 혼합물이다. 본 발명은 "사전-혼합된" 토치의 문맥에서 설명되었으나, 본 발명은 또한 "사후-혼합된" 절단 토치에도 적용가능 하다.

본 발명의 많은 수정 및 다른 실시예들은 앞의 설명 및 관련 도면들에 주어진 교시의 장점을 가진 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 자이면 생각할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 설명된 특정 실시예에 제한되지 않고 수정 및 다른 실시예들이 첨부된 청구범위들의 범위 내에 포함되도록 의도되었다는 것을 이해할것이다. 특정한 용어가 여기에 사용되었지만, 그것들은 일반적이고 설명을 위한 면에서만 사용되었고 제한의 목적으로 사용된 것은 아니다.

본 발명에 따라 절단 토치의 헤드 부근에 설치된 역화 어레스터는 역화가 헤드 내로 전달되는 것을 제한하며, 쉽게 사용되고 대치될 수 있다.

Claims

역화를 제한하고, 헤드 공동, 상기 헤드 공동으로 개방되고 산소 공급기로부터 산소를 수용하고 산소를 헤드 공동으로 공급하는 산소 포트, 및 상기 헤드 공동으로 개방되고 연료 공급기로부터 연료를 수용하고 연료를 헤드 공동으로 공급하는 연료 포트를 가진 절단 토치 헤드에 장착되는 피팅에 있어서,

상기 헤드에 장착되고 상기 헤드로부터 장착 해제되는 몸체로서, 상기 몸체의 단부는 상기 몸체를 헤드에 장착할 때 헤드 공동 내로 삽입되고 몸체를 헤드로부터 장착 해제할 때 헤드 공동으로부터 퇴출되기에 적합하며, 상기 몸체는 상기 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 산소 포트로부터 산소를 수용하는 산소 포트와 연통되기에 적합한 적어도 하나의 산소 통로를 형성하며, 상기 피팅은 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 상기 연료 포트로부터 연료를 수용하는 연료 포트와 연통되기에 적합한 적어도 하나의 연료 통로를 형성하는, 몸체, 및

상기 몸체와는 구별되는 콤포넨트(component)이며, 자신을 통해서 연장되는 복수의 나선형 통로를 갖는 다공성 구조물을 포함하며,

상기 몸체는 나사산을 가진 부품들을 포함하고, 상기 부품들은 상기 나사산에 의해 함께 나사결합되어,

상기 다공성 구조물은 상기 몸체에 대하여 장착되어 상기 다공성 구조물이 상기 몸체가 헤드에 장착되는 동안에 역화가 헤드의 연료 포트에 들어가는 것을 제한하도록 동작하고,

상기 다공성 구조물은 피팅과 통합되어, 상기 다공성 구조물은 상기 몸체가 헤드로부터 완전히 분리된 상태로부터 헤드에 장착된 상태로 이동되고 또한 상기 몸체가 헤드에 장착된 상태로부터 헤드로부터 완전히 분리된 상태로 이동될 때에 상기 몸체와 함께 이동하는 피팅.
제1항에 있어서,

상기 피팅이 절단 토치의 헤드에 장착되어, 상기 산소 통로는 산소 포트와 연통되어 산소를 산소 포트로부터 수용하며, 연료 통로는 연료 포트와 연통되어 연료를 연료 포트로부터 수용하는 피팅.
제1항에 있어서,

상기 단부는 제1 단부이고, 상기 피팅은 상기 제1 단부로부터 대향되는 제2 단부를 가진 절단 팁이며, 상기 제2 단부는 상기 피팅이 헤드에 장착되는 동안에 연료를 배출하여 공작물을 가열하는 불꽃을 발생시키고 산소를 배출하여 상기 가열된 공작물을 산화시켜 절단하는 피팅.
제1항에 있어서,

상기 단부는 상기 몸체의 제1 단부이고, 상기 몸체는 상기 제1 단부로부터 대향되는 제2 단부를 가지며, 상기 산소 통로는 제1 단부로부터 제2 단부로 연장되고, 복수의 연료 통로는 제1 단부의 부근으로부터 제2 단부로 연장되며 산소 통로 주위에 산소 통로로부터 반경방향으로 떨어져 위치되며,

상기 몸체는 산소 통로 주위에 연장되고 산소 통로로부터 차단된 환형 챔버를 형성하고, 각각의 연료 통로는 상류 부분과 하류 부분을 갖고, 각각의 연료 통로의 상류 부분은 환형 챔버로 향해 개방된 출구를 갖고 하류 부분은 환형 챔버로 향해 개방된 입구를 가지며, 다공성 구조물은 환형 챔버 내에 위치되는 피팅.
제1항에 있어서,

산소 통로 주위에 연장되고 산소 통로로부터 차단된 환형 챔버를 더 포함하며,

상기 연료 통로는,

산소 통로로부터 반경방향으로 떨어져 위치되고 챔버로 향해 개방된 출구를 가진 적어도 하나의 상류 연료 통로, 및

산소 통로로부터 반경방향으로 떨어져 위치되고 챔버로 향해 개방된 입구를 가진 적어도 하나의 하류 연료 통로

를 포함하고,

상기 다공성 구조물은 챔버 내에 위치되어 역화가 챔버를 통과하는 것을 제한하는 피팅.
제1항에 있어서,

상기 몸체는 축방향으로 서로 이격된 환형 챔버들을 형성하고, 상기 다공성 구조물은 상기 환형 챔버들 중 적어도 하나에 위치되는 피팅.
절단 토치의 헤드에 장착되어 절단 팁을 절단 토치의 헤드에 연결하고 역화를 제한하는 어댑터에 있어서,

몸체의 축 주위에 연장되어 상기 몸체의 대향 단부들에서 개방되고 절단 팁이 연장되어 통과되게 하는 축방향으로 연장되는 보어를 형성하는 내부 표면을 가진 몸체, 및

상기 몸체에 장착되어 몸체와 함께 헤드에 장착되고 몸체가 헤드로부터 장착 해제될 때 몸체와 함께 잔류되는 역화-제한 다공성 구조물로서, 상기 다공성 구조물은 몸체와는 구별되는 부품이고 자신을 통과하여 연장되는 복수의 나선형 통로를 갖고, 상기 다공성 구조물은 환형이며 따라서 나선형 통로 중의 어느 것보다도 실질적으로 큰 관통 보어를 형성하고, 상기 다공성 구조물의 상기 보어는 절단 팁이 통과하여 연장되는, 역화-제한 다공성 구조물

을 포함하는 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 어댑터는 절단 토치의 헤드에 장착되며 절단 팁을 절단 토치의 헤드에 연결하여, 절단 팁은 몸체의 보어와 다공성 구조물의 보어 둘 다를 통과하여 연장되는 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 몸체는 헤드에 몸체를 장착하기 위해 축 주위를 나선형으로 회전하는 나사산을 가진 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 어댑터는 상기 몸체의 나사산을 헤드의 나사산에 결합시키고 상기 몸체를 상기 헤드에 대해 제1 방향으로 복수의 회전을 통해서 회전시킴으로써 헤드에 장착될 수 있고, 그에 따라 상기 어댑터는 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 복수의 회전을 통해서 헤드와 몸체 사이의 상대적 회전을 일으킴으로써 헤드로부터 장착 해제될 수 있고, 상기 다공성 구조물은 상기 몸체에 의해 지지되어 상기 다공성 구조물은 상기 어댑터가 헤드에 장착되고 헤드로부터 장착 해제되는 동안에 각각의 복수의 회전을 통해 몸체와 함께 회전하는 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 몸체는 상기 절단 칩을 몸체에 장착하기 위해서 축 주위에 나선형으로 회전하는 나사산들을 갖는 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 어댑터의 내부 표면은 절단 팁과 결합하기 위해 환형 시트를 포함하고, 상기 시트는 축 주위로 축에 대해 경사지게 연장되는 어댑터.
제7항에 있어서,

상기 어댑터는 몸체의 축에 대해 반경방향으로 연장되는 축을 가진 포트를 포함하며, 상기 포트는 다공성 구조물의 나선형 통로와 연통되는 어댑터.