KR100914436B1 - 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 관한 것으로, 그 목적은 고압가스원을 저압 토출압력으로 일정하게 유지시킬 수 있는 것은 물론이며 사용 조건에 따라 토출압력을 미세하게 조정할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 의하면; 가스공급원측과 연결되어 고압가스가 유입되며 선단에 가스분출구(311)가 마련된 가스-인렛부재(310)와; 내부가 축방향으로 중공되게 이루어지며 후단 중앙부위에 가스-인렛부재(310)의 선단부위가 나사 결합방식으로 결합되고 선단 중앙부위에 실린더부(321)가 형성되며, 가장자리 벽면으로는 두께방향으로 천공된 복수개의 핀홀(324) 내부를 여유있게 관통하는 지지핀(380)들이 일정한 간격으로 배치된 체결부재(320)와; 후단부에는 체결부재(320)의 선단부위가 수용되면서 나사결합방식으로 결합되도록 중공 실린더부(331)가 형성되고, 선단 내부에는 중공 실린더부(331)와 연통되게 가스배출구(335)가 길이방향으로 천공된 레귤레이터본체(330)와; 선단은 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 내벽에 밀착되면서 전후로 이동가능하도록 외주에 오링(343)이 배치된 대경부(641)로 이루어져 있고 후단은 체결부재(320)의 실린더부(321)에 밀착되면서 전후로 이동 가능하도록 외주에 오링(344)이 배치된 소경부(342)로 이루어지며, 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 통해 분출되는 가스를 가스배출구(335)측으로 내보내기 위한 가스배출유로(345)가 내부에 길이방향으로 천공되고, 전후진 이동에 따라 가스-인렛부재(310)의 가스분출 구(311)를 선택적으로 개폐하는 밸브체(347)가 후단부에 배치된 포펫밸브부재(340)와; 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331)에 배치되어 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개방하는 방향으로 포펫밸브부재(340)를 탄성 지지하며, 체결부재(320)에 배치된 지지핀(380)들의 선단과 도넛형태의 제1와셔링(370R)을 통해 연계된 코일스프링(350)과; 가스인렛부재(310)의 중앙부위에 나사결합방식으로 배치되어 정/역방향으로 회전 가능하며, 선단면이 도넛형태의 제2와셔링(370L)을 통해 체결부재(320)에 배치된 지지핀(380)들의 후단과 연계되어 코일스프링(350)의 탄성 지지력을 미세 조정하기 위한 압력조정휠(360)을; 구비하는 것을 특징으로 한다.
레귤레이터, 가스, 고압, 저압, 미세조정

Description

압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터{A GAS PRESSURE REGULATOR}
본 발명은 가스 레귤레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력용기에 산소, 아르곤가스 또는 이산화탄소 가스 등을 고압으로 압축 저장하였다가 사용 할 때에는 출력부하의 변화에 관계없이 토출압력을 일정하기 유지시키기 위한 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 관한 것이다.
일반적으로 아르곤가스 또는 이산화탄소 가스 등과 같은 산업분야에서 사용되는 가스의 사용압력은 고압의 압축가스 공급원(예를 들면 가스저장탱크)의 압력보다 낮은데, 이러한 것은 가스는 한정된 압력범위의 사용지점에서 사용되기 때문이다. 따라서 압축가스를 공급받아 사용하는 기기에는 가스압력을 낮추고 사용지점으로 이동되는 가스압력이 허용 가능한 사용지점의 압력한계를 초과하지 않도록 가스압력을 유지시키기 위한 가스 레귤레이터(REGULLATOR)가 배치된다.
이러한 종래 가스 레귤레이터의 일반적인 구성은 대한민국 등록특허 제10-0210971호에 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 등록특허 제10-0210971호에 개시된 가스 레귤레이터(10)는 고압의 가스를 내부에 수납하는 내측 챔버(30)와 저압의 가스를 내부에 수납하는 외측 챔버(34)가 제공되는 조정기 본체(18)과, 이 조정기 본 체(18) 상부에 장착된 보닛(12)을 구비하고 있다.
조정기 본체(18)에는 내측 챔버(30)로 가스가 흐르게 하기 위한 유입구(32)와, 외측 챔버(34)로부터 가스를 배출시키기 위한 유출구(36)가 조정기 본체(18)의 외측에서 내측으로 관통하도록 형성된다. 또한, 조정기 본체(18)의 내부에는 챔버들 사이의 가스 흐름을 조절하기 위한 관형 본체(92)의 내측에서 이동 가능하게 배치되는 밸브부재(90)와, 가스 유출구(36)의 압력을 감지하여 밸브부재(90)의 이동에 영향을 주도록 밸브부재(90)에 연결돈 다이어프램수단(46)을 갖추고 있다. 또한, 조정기 본체(18)의 내부에는 관형 본체(92)내에 부분적으로 포함된 밸브스프링(94)과, 조정기 본체(18)에 장착되며 관형 본체(92)와 밸브스프링(94)을 수납하기에 적합한 부싱을 그 내부에 갖는 밸브본체(60), 내측 챔버(30)로부터 외측 챔버(34)로의 가스 유동을 조절하기 위해 밸브부재(90)의 원뿔형 하부와 결합되도록 밸브본체(60)의 상부에 밸브시트(82)가 구비된다.
그리고 밸브부재(90)의 상단은 다이어프램수단(46)의 대략 중앙부 하면과 결합되고, 밸브플러그(96)는 플러그가이드(100)에 고정되어 다이어프램수단(46))과 연동하여 동작할 수 있게 된다.
그러나 이러한 종래 가스 레귤레이터에서는 가스 유출구(36)측 압력에 의해 박판의 다이어프램수단(46)이 연동하여 밸브부재(90)를 동작시키도록 구성되어 있기 때문에, 그 내부 구조가 복잡하게 이루어지는 단점이 있다.
즉, 보닛(120 내부에 배치되는 박판의 다이어프램수단(46)의 기계적인 구성이 복잡하게 이루어지는 것은 물론이며, 다이어프램수단(46)을 탄성 지지하기 위한 스프링 등을 배치하기 위한 조립 작업 및 가스 유출구(36)측의 가스배출 압력의 셋팅작업 역시 난해하게 이루어지는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 고압가스원을 저압 토출압력으로 일정하기 유지시키기 위한 레귤레이터의 내부 구조를 간단하게 구성하여 제조비용을 절감하는 것은 물론이며 조립 작업성을 월등하게 향상시킬 수 있는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 작업자가 감압된 토출압력을 작업 조건에 따라 용이하게 미세 조정할 수 있는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 가스 공급원으로 유입되는 고압 가스를 저압 토출압력으로 일정하게 유지시키면서 사용지점으로 배출 안내하는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 있어서;
상기 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터는; 상기 가스 공급원측과 연결되어 고압가스가 유입되며 선단에 가스분출구가 마련된 가스-인렛부재와; 내부가 축방향으로 중공되게 이루어지며 후단 중앙부위에 상기 가스-인렛부재의 선단부위가 나사 결합방식으로 결합되고 선단 중앙부위에 실린더부가 형성되며, 가장자리 벽면으로는 두께방향으로 천공된 복수개의 핀홀 내부를 여유있게 관통하는 지지핀 들이 일정한 간격으로 배치된 체결부재와; 후단부에는 상기 체결부재의 선단부위가 수용되면서 나사결합방식으로 결합되도록 중공 실린더부가 형성되고, 선단 내부에는 상기 중공 실린더부와 연통되게 가스배출구가 길이방향으로 천공된 레귤레이터본체와; 선단은 상기 레귤레이터본체의 중공 실린더부 내벽에 밀착되면서 전후로 이동가능하도록 외주에 오링이 배치된 대경부로 이루어져 있고 후단은 상기 체결부재의 실린더부에 밀착되면서 전후로 이동 가능하도록 외주에 오링이 배치된 소경부로 이루어지며, 상기 가스-인렛부재의 가스분출구를 통해 분출되는 가스를 상기 가스배출구측으로 내보내기 위한 가스배출유로가 내부에 길이방향으로 천공되고, 전후진 이동에 따라 상기 가스-인렛부재의 가스분출구를 선택적으로 개폐하는 밸브체가 후단부에 배치된 포펫밸브부재와; 상기 레귤레이터본체의 중공 실린더부에 배치되어 상기 가스-인렛부재의 가스분출구를 개방하는 방향으로 상기 포펫밸브부재를 탄성 지지하며, 상기 체결부재에 배치된 지지핀들의 선단과 도넛형태의 제1와셔링을 통해 연계된 코일스프링과; 상기 가스인렛부재의 중앙부위에 나사결합방식으로 배치되어 정/역방향으로 회전 가능하며, 선단면이 도넛형태의 제2와셔링을 통해 상기 체결부재에 배치된 상기 지지핀들의 후단과 연계되어 상기 코일스프링의 탄성 지지력을 미세 조정하기 위한 압력조정휠을; 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포펫밸브부재의 대경부 선단면에 상기 레귤레이터본체의 중공 실린더부 벽면과 일정한 간극이 형성되도록 오목하게 단차홈이 형성되어; 상기 포펫밸브부재의 대경부와 상기 레귤레이터본체의 중공 실린더부 벽면 사이에 일정압 이상의 가스압력이 형성되면 상기 코일스프링을 압축시키면서 상기 포펫밸 브부재가 후진되어 상기 가스-인렛부재의 가스분출구를 폐쇄하며 가스압력이 일정압 이하로 떨어지면 상기 포펫밸브부재가 다시 전진되어 상기 가스-인렛부재의 가스분출구를 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 레귤레이터본체의 선단부에 상기 가스배출구를 통해 빠져나가는 가스 토출압력을 표시하기 위한 압력게이지가 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 레귤레이터본체의 선단부에 상기 가스배출구와 연계되도록 호스-연결용 어댑터가 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 의하면; 고압가스원을 저압 토출압력으로 일정하기 유지시키기 위한 기계적인 메카니즘이 레귤레이터의 본체 내부에 모두 수용 배치됨으로써, 전반적인 구성이 콤팩트하게 이루어지는 것은 물론이며 조립 작업성이 월등하게 향상되어 제조비용을 절감할 수 있는 작용효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 의하면; 작업자가 조정휠을 정/역방향으로 회전 조작하면 코일스프링의 탄성 지지력이 가변됨으로써, 토출압력을 작업조건에 따라 용이하게 미세 조정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 의하면; 작업자는 압력게이지를 통해 토출압력을 육안으로 확인하면서 조정휠을 조작하여 토출압력을 미세하게 조정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터에 의하면; 호스-연결용 어댑터를 통해 가스호스를 착탈식으로 용이하게 연결할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.(본 발명은 고압 가스를 사용하는 가스 용접기 시스템에 적용될 수 있는 것으로, 이해의 편의를 위해 본 발명이 적용될 수 있는 가스 용접기 시스템의 구성을 상술한 후 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터의 구성을 설명한다)
<본 발명이 적용되는 용접기 구성 설명>
본 발명이 적용될 수 있는 용접기 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이, 고압의 용접가스(아르곤 가스 또는 이산화탄소 가스 등)가 저장되며 상부에 개폐밸브(210)가 마련된 저장탱크(200)와, 이 저장탱크(200)의 개폐밸브(210)측과 가스호스(220)를 통해 연결되는 용접기본체(230)와, 이 용접기본체(230)에 필요한 전원을 공급하며 과부하 시 자동 차단되는 과부하차단기(240,NFB;No Fuse Breaker)와, 용접기본체(230)와 용접케이블(251) 및 컨트롤케이블(252)을 통해 연결되는 용접토치(250)와, 용접기본체(230)에 전기적으로 접속되며 용접대상물인 모재와 연결되는 베이스케이블(270)을 구비하고 있다.
용접기본체(230)에는 각종 전장품이 배치되는데, 특히 용접토치(250)에 마련된 스위치(253:푸시스위치로 구성됨) 동작으로 개폐되는 솔레노이드밸브(231)가 마 련된다. 이 솔레노이드밸브(231)는 가스호스(220)와 연계되어 있어서, 용접토치(250)측으로의 가스공급을 제어한다. 그리고 용접케이블(251) 및 컨트롤케이블(252) 중도에는 용접토치(250)측으로 용접와이어를 자동 공급하기 위한 와이어-피더(260)가 배치된다. 또한, 용접토치(250)의 선단부에는 가스분출공(미도시)이 방사상으로 구성된다.
따라서 용접작업자가 용접토치(250)에 마련된 스위치(253)를 누르면서 용접토치(250)측의 용접와이어를 모재(용접대상물)에 접촉시키면, 베이스케이블(270)측과 용접토치(250)의 용접와이어와의 서로 다른 전기적 특성에 의해 용접와이어가 용융되면서 용접이 이루어지게 된다. 아울러, 용접토치(250)의 스위치(253) 푸시동작에 따라 솔레노이드밸브(231)가 개방되어 저장탱크(200)의 용접가스가 가스호스(220)와 용접케이블(251)을 통해 공급되며, 이것은 용접토치(250)의 가스분출공을 통해 방사상으로 분출되면서 펜스를 형성한다. 이러한 가스펜스는 용접이 진행되는 부위와 외부공기와의 접촉을 차단시킴으로써, 미려한 용접비드를 얻을 수 있게 된다.
그리고 용접작업자가 용접토치(250)를 용접대상물인 모재로부터 이격시키면서 스위치(253)를 놓으면, 용접기본체(230)의 솔레노이드밸브(231)가 닫혀 용접가스 공급이 차단된다. 이와 같이, 용접가스의 분출은 작업자가 용접토치(250)에 마련된 스위치(253)를 눌러 솔레노이드밸브(231)가 개방되는 동안 이루어지며, 스위치(253)를 놓으면 솔레노이드밸브(231)는 순간적으로 닫혀 용접가스 분출이 차단되게 된다.
<본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터 구성 설명>
한편, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이; 용접용 가스가 저장되는 저장탱크(200)측과 용접기본체(230)를 연결하는 플렉시블 가스호스(220)의 단부에는 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)가 배치되어 있다.
가스 레귤레이터(300)는 안정된 용접작업이 이루어지도록 저장탱크(200;가스공급원)에서 유입되는 고압의 용접가스를 감압하여 일정압력으로 배출시키기 위한 것으로, 저장탱크(200;가스공급원)측과 연결되어 초기 가스유입을 안내하기 위한 가스-인렛부재(310)와, 이 가스-인렛부재(310)가 체결부재(320)를 통해 장착되며 가스 레귤레이터(300)의 외형을 이루는 레귤레이터본체(330)와, 이 레귤레이터본체(330) 내부에서 가스압력에 따라 전후진하여 가스 유입을 제어하기 위한 포펫밸브부재(340;POPPET)와, 이 포펫밸브부재(340)을 탄성 지지하는 코일스프링(350)과, 이 코일스프링(350)의 탄성 지지력을 가변하여 가스 배출압력을 미세조정할 수 있는 압력조정휠(360)과, 가스 배출압력을 표시하기 위한 압력게이지(500)와, 가스호스(220)의 연결작업을 용이하게 하기 위한 호스-연결용 어댑터(400) 등을 갖추고 있는데, 각 구성요소들의 상세한 구조를 도 4와 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 가스-인렛부재(310)은 저장탱크(200;가스공급원)측과 연결되어 가스가 유입되도록 축방향으로 중공되게 형성되며, 이의 선단에 가스분출구(311)가 마련되어 있다. 가스-인렛부재(310)의 선단 외주에는 체결부재(320)와의 나사 결합을 위한 제1수나사(312)가 가공되어 있으며, 가스-인렛부재(310)의 중앙부위 외주에는 후술하는 압력조정휠(360)과의 나사 결합을 위한 제2수나사(313)가 가공되어 있다. 또한, 가스-인렛부재(310)의 입구측에는 통상 이물질 유입을 방지하기 위한 필터(미도시)가 수용 배치된다.
체결부재(320)는 내부가 축방향으로 중공되게 이루어지며, 이의 후단 중앙부위에는 가스-인렛부재(310)의 선단부위가 나사 결합방식으로 결합되도록 암나사(323)가 가공되고, 이의 선단 중앙부위에는 실린더부(321)가 형성되어 있다. 또한, 체결부재(320)의 가장자리 벽면으로는 두께방향으로 복수개의 핀홀(324)이 일정한 간격으로 천공되며, 이 핀홀(324)들에는 이의 내부를 여유있게 관통하는 지지핀(380)들이 일정한 간격으로 배치되어 있다. 이 지지핀(380)들은 압력조정휠(360)의 정/역방향 회전에 따라 전후진하여 후술하는 코일스프링(350)의 탄성 지지력을 가변시키게 된다. 도 4에서 미설명 부호 "322"는 체결부재(320)의 선단 외주에 가공된 수나사부(322)로, 이것은 레귤레이터본체(330)와의 나사결합을 위한 것이다.
그리고 레귤레이터본체(330)는 후단부에 체결부재(320)의 선단부위가 수용되면서 나사방식으로 결합되도록 중공 실린더부(331)가 형성되고, 레귤레이터본체(330)의 선단 내부에는 길이방향으로 가스배출구(335)가 천공되어 있다. 체결부재(320)와의 결합을 위해 중공 실린더부(331) 입구 내벽에는 암나사(333)가 가공되어 있다. 또한, 가스배출구(335)는 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 중앙과 연계되도록 형성된다. 도 4와 도 5에서 미설명부호 "334"는 레귤레이터본체(330)의 측벽에 천공된 에어밴트홀로, 이것은 포펫밸브부재(340)의 전후 이동을 원활하게 하기 위한 것이다.
포펫밸브부재(340)는 선단이 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 내벽에 밀착되면서 전후로 이동가능한 대경부(341)로 이루어져 있고, 후단이 체결부재(320)의 실린더부(321)에 밀착되면서 전후로 이동 가능한 소경부(342)로 이루어져 있다. 그리고 포펫밸브부재(340)의 내부에는 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 통해 분출되는 가스를 가스배출구(335)측으로 안내하기 위한 가스배출유로(335)가 축방향으로 천공되어 있으며, 포펫밸브부재(340)의 후단 중앙에는 포펫밸브부재(340)의 전후진 이동에 따라 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개폐하는 경질의 밸브체(347)가 배치되어 있다. 또한, 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)과 소경부(342) 외주에는 가스 누출을 방지하기 위한 오링(343)(344)이 배치되고, 포펫밸브부재(340)의 후단부 측면에는 가스배출유로(345)측으로 가스 유입을 안내하기 위한 가스안내홀(346)이 천공되어 있다. 그리고 포펫밸브부재(340)의 대경부(341) 선단면에는 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332)과 일정한 간극이 형성되도록 오목하게 단차홈(348)이 형성되어 있는데, 이것은 후술하는 바와 같이 포펫밸브부재(340)의 작동 응답성을 높이기 위한 것이다.
한편, 코일스프링(350)은 레귤레이터본체(630)의 중공 실린더부(331)에 배치되어, 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개방하는 방향으로 포펫밸브부재(340)를 탄성 지지하게 된다. 이를 위해, 코일스프링(350)의 선단은 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)에 당접하여 지지되며, 이의 후단은 체결부재(320)에 배치된 지지핀(380)들의 선단과 도넛형태의 제1와셔링(370R)을 통해 지지된다. 지지핀(380)들의 선단과 코일스프링(350)의 후단 사이에 제1와셔링(370R)을 배치한 것 은 지지핀(380)들의 전후 이동에 따라 코일스프링(350) 전체에 균일한 압력을 전달하기 위함이다.
또한, 압력조정휠(360)은 가스인렛부재(310)의 중앙부위에 마련된 제2수나사(313)에 나사결합방식으로 배치되어 정/역방향(도 3의 화살표 A, B 방향 참조)으로 회전 가능하며, 이의 선단 벽면이 도넛형태의 제2와셔링(370L)을 통해 체결부재(320)에 배치된 지지핀(380)들의 후단과 연계뙤어 코일스프링(350)의 탄성 지지력을 미세 조정할 수 있게 된다. 즉, 압력조정휠(360)이 정역 방향으로 회전됨에 따라 지지핀(380)들이 가로방향으로 위치 이동되며, 이것에 의해 코일 스프링(350)의 탄성 지지력이 가변되게 된다.
그리고 호스-연결용 어댑터(400)는 가스호스(220)의 연결을 용이하게 하기 위한 것으로, 레귤레이터본체(330)의 선단부에 가스배출구(335)와 연계되도록 가공된 제1암나사보어(336)에 나사결합방식으로 장착된다. 이러한 호스-연결용 어댑터(400)에는 가스호스(220)의 선단에 장착된 호스연결구(221)가 착탈식으로 용이하게 체결되게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 호스-연결용 어댑터(400)가 레귤레이터본체(330)의 측벽면에 장착된 것으로 도시하였지만, 이에 국한하지 않고 레귤레이터본체(330)의 선단부에 길이방향으로 장착할 수 있음은 물론이며 별도의 커플러를 통해 부설할 수도 있다.
또한, 압력게이지(500)는 가스배출구(335)를 통해 배출되는 가스 압력을 표시하기 위한 것으로, 작업자는 이를 통해 가스 배출압력을 육안으로 확인하면서 압력조정휠(360)을 조작할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 압력게이지(500)를 레 귤레이터본체(330)의 선단부에 가스배출구(335)와 직선상으로 연결되도록 가공된 제2암나사보어(337)에 장착한 것으로 도시하였지만, 레귤레이터본체(330)의 선단부 측면에도 장착할 수 있음은 물론이며 별도의 커플러를 매개로 부설할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)는 레귤레이터본체(330)내에 포펫밸브부재(340)가 완전하게 수용 배치되며, 가스-인렛부재(310)와 체결부재(320)가 레귤레이터본체(330) 후단에 직선형으로 배치되어 콤팩트하게 이루어지는 것은 물론이며 조립 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.
<본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)의 작동 설명>
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)의 작동 및 이에 따른 작용효과를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면; 저장탱크(200;가스공급원)에 저장된 고압의 용접 가스는 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 통해 체결부재(320)의 실린더부(321)내로 분출되어 감압되며, 감압된 용접가스는 일정압력을 유지하면서 포펫밸브부재(340)의 가스배출유로(342) → 레귤레이터본체(330)의 가스배출구(335) → 호스-연결용 어댑터(400)를 통해 가스호스(220)측으로 빠져나가게 된다(도 5의 점선 화살표 방향 참조). 이에 따라 용접기 시스템의 용접토치(사용지점)측으로는 출력부하에 관계없이 일정한 압력을 유지하면서 감압된 용접 가스가 안정되게 공급된다.
한편, 가스호스(220;가스배출구측)의 가스압력이 설정압력(본 발명의 실시 예에서는 2kgf/㎠)이상인 경우에는 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)와 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 사이에도 일정압 이상의 가스압력이 즉시 형성된다. 이러한 가스압력은 도 6에 도시한 바와 같이, 레귤레이터본체(330)내의 코일스프링(350)을 압축시키면서 포펫밸브부재(340)를 후진시키며(도 6에 도시된 화살표 방향 참조), 이로 인해 밸브체(347)가 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)에 맞닿아 이를 폐쇄한다. 그리고 가스유입이 순간 차단됨으로 인해 가스호스(220;가스배출구)측 가스압이 설정압력 이하로 유지되는 경우에는 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)와 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 사이의 가스압력 역시 즉시 떨어지며, 이로 인해 코일스프링(350)의 탄성 지지력에 의해 다시 포펫밸브부재(340)가 전진되어 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개방한다(도 5참조). 이러한 포펫밸브부재(340)의 전후진 동작(1mm 정도의 스트로크)은 가스압력변화에 따라 즉시 이루어지며, 이러한 포펫밸브부재(340)의 전후진 동작에 따라 가스호스(220)측으로는 일정한 압력으로 용접가스가 안정되게 공급된다.
그리고 도 7에 도시한 바와 같이, 작업자가 압력조정휠(360)을 정방향{코일스프링(350)을 보다 압축시키는 방향; 도 7에 도시된 화살표 방향 참조}으로 회전시키면, 지지핀(380)들이 코일스프링(350)을 향해 이동하며 이것에 의해 코일스프링(350)이 보다 압축된다. 코일스프링(350)이 보다 압축되면, 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)와 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 사이에 보다 높은 가스압력이 형성되어야만 포펫밸브부재(340)의 후진 동작이 이루어지며, 결국 가스호스(220)측으로는 미세하게 높아진 압력의 용접가스가 안정되게 공급된다.
그리고 반대로, 압력조정휠(360)을 역방향으로 회전시키면, 코일스프링(350)의 탄성 지지력이 보다 약해지게 된다. 이에 따라 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)와 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 사이에 보다 낮은 가스압력이 형성되어도 포펫밸브부재(340)의 후진동작이 이루어지게 되며, 이로 인해 가스호스(220)측으로는 미세하게 낮아진 압력의 용접가스가 안정되게 공급된다.
작업자는 용접가스의 배출 압력을 압력게이지(500)를 통해 육안으로 확인하면서 압력조정휠(360)을 통해 조정할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)를 용접기 시스템에 적용한 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 고압의 가스를 가스공급원으로 공급받아 감압하여 사용하는 기기 및 장소에는 특별한 어려움없이 적용할 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 등록특허 제10-0210971호에 개시된 가스 레귤레이터를 보인 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 레귤레이터가 적용된 가스 용접기 시스템의 전체적인 구성을 보인 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세조정이 가능한 가스 레귤레이터를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 레귤레이터의 내부 구조를 분해하여 보인 개략도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ - Ⅴ선에 따른 단면도로, 본 발명에 따른 가스 레귤레이터의 내부 구조를 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스 레귤레이터의 작동상태를 보인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가스 레귤레이터의 압력조정휠 사용상태를 보인 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
300..가스 레귤레이터 310..가스-인렛부재 320..체결부재
324..핀홀 330..레귤레이터본체 331..중공 실린더부
335..가스배출구 340..포펫밸브부재 350..코일스프링
360..압력조정휠 370L,370R..와셔링 400..호스-연결용 어댑터
500..압력게이지

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 가스공급원으로 유입되는 고압 가스를 저압 토출압력으로 일정하게 유지시키면서 사용지점으로 배출 안내하는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)에 있어서;
    상기 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터(300)는;
    상기 가스공급원측과 연결되어 고압가스가 유입되며 선단에 가스분출구(311)가 마련된 가스-인렛부재(310)와;
    내부가 축방향으로 중공되게 이루어지며 후단 중앙부위에 상기 가스-인렛부재(310)의 선단부위가 나사 결합방식으로 결합되고 선단 중앙부위에 실린더부(321)가 형성되며, 가장자리 벽면으로는 두께방향으로 천공된 복수개의 핀홀(324) 내부를 여유있게 관통하는 지지핀(380)들이 일정한 간격으로 배치된 체결부재(320)와;
    후단부에는 상기 체결부재(320)의 선단부위가 수용되면서 나사결합방식으로 결합되도록 중공 실린더부(331)가 형성되고, 선단 내부에는 상기 중공 실린더부(331)와 연통되게 가스배출구(335)가 길이방향으로 천공된 레귤레이터본체(330)와;
    선단은 상기 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 내벽에 밀착되면서 전후로 이동가능하도록 외주에 오링(343)이 배치된 대경부(341)로 이루어져 있고 후단은 상기 체결부재(320)의 실린더부(321)에 밀착되면서 전후로 이동 가능하도록 외주에 오링(344)이 배치된 소경부(342)로 이루어지며, 상기 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 통해 분출되는 가스를 상기 가스배출구(335)측으로 내보내기 위한 가스배출유로(345)가 내부에 길이방향으로 천공되고, 전후진 이동에 따라 상기 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 선택적으로 개폐하는 밸브체(347)가 후단부에 배치되며, 상기 대경부(341)의 선단면에 상기 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332)과 일정한 간극이 형성되도록 오목하게 단차홈(348)이 형성된 포펫밸브부재(340)와;
    상기 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331)에 배치되어 상기 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개방하는 방향으로 상기 포펫밸브부재(340)를 탄성 지지하며, 상기 체결부재(320)에 배치된 지지핀(380)들의 선단과 도넛형태의 제1와셔링(370R)을 통해 연계된 코일스프링(350)과;
    상기 가스인렛부재(310)의 중앙부위에 나사결합방식으로 배치되어 정/역방향으로 회전 가능하며, 선단면이 도넛형태의 제2와셔링(370L)을 통해 상기 체결부재(320)에 배치된 상기 지지핀(380)들의 후단과 연계되어 상기 코일스프링(350)의 탄성 지지력을 미세 조정하기 위한 압력조정휠(360)을 구비하여;
    상기 포펫밸브부재(340)의 대경부(341)와 상기 레귤레이터본체(330)의 중공 실린더부(331) 벽면(332) 사이에 일정압 이상의 가스압력이 형성되면 상기 코일스프링(350)을 압축시키면서 상기 포펫밸브부재(340)가 후진되어 상기 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 폐쇄하며 가스압력이 일정압 이하로 떨어지면 상기 포펫밸브부재(340)가 다시 전진되어 상기 가스-인렛부재(310)의 가스분출구(311)를 개방하는 것을 특징으로 하는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 레귤레이터본체(330)의 선단부에는 상기 가스배출구(335)를 통해 빠져나가는 가스 토출압력을 표시하기 위한 압력게이지(500)가 장착되는 것을 특징으로 하는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 레귤레이터본체(330)의 선단부에는 상기 가스배출구(335)와 연계되도록 호스-연결용 어댑터(400)가 장착되는 것을 특징으로 하는 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터.
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