KR100985520B1 - 예열 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대상물의 용접을 진행하기 전 예열을 위해 대상물을 가열하는 예열 토치에 관한 것으로, 가스공급라인과 연통하는 연결관(110)과, 내외를 관통하는 다수의 홀(121)이 길이방향을 따라 형성되고 연결관(110)과 연통하게 연결되는 가열관(120)을 포함한 예열 토치에 있어서, 상기 연결관(110)은 중공을 따라 이동하는 연소가스에 의한 내외 기압 차로 외부 공기가 유입되도록, 중공을 개구한 흡기구(112)가 더 포함된 것이다.

Description

예열 토치{preheater}

본 발명은 대상물의 용접을 진행하기 전 예열을 위해 대상물을 가열하는 예열 토치에 관한 것이다.

스틸 재질의 대상물 간 용접을 위해서는 대상물에 대한 예열이 요구된다.

일반적으로, 대상물의 일 지점에 열이 집중되는 용접은 용접지점과 비 용접지점의 온도차가 크게 발생하면서 용접효율의 저하 및 균열이 발생할 수 있다. 따라서, 용접을 진행하기 전 용접 대상물을 예열해서, 일 지점에 편중된 가열에 의한 대상물 전체의 온도차를 최소화시키고, 이를 통해 용접효율을 개선하는 것이 바람직하다.

도 1은 종래 예열 토치의 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

전술한 바와 같이, 용접을 진행하기 위해서는 대상물의 예열이 요구되고, 대상물의 예열을 위한 가열기구로 예열 토치(100)가 활용된다.

예열 토치(100)는 대상물의 가열을 위해 화염을 방사할 수 있는 구조를 이루 는데, 가스공급라인(200)으로부터 연소가스를 공급받아 이송하는 연결관(110)과, 연결관(110)과 연통하면서 가능한 넓은 범위로 대상물을 가열하기 위한 가열관(120)으로 이루어진다. 여기서, 가열관(120)은 연결관(110)과 절곡되게 연결되면서 전체적으로 'T' 형상을 이루는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 가열관(120)은 연결관(110)을 통해 이송된 연소가스의 배기를 위한 다수의 홀(121)이 형성된다. 즉, 가열관(120)의 모든 홀(121)로부터 배기되는 연소가스가 연소하면 가열관(120)의 길이방향을 따라 화염이 일어나고, 가열관(120)과 마주하는 대상물은 상기 화염에 의해 넓은 면적이 동시에 가열된다.

일 예로, 38mm 두께 이상의 카본스틸(Carbon Steel) 패널은 용접 전 저온 균열 발생 방지를 목적으로 예열이 선행되어야 하는 대상물의 하나다. 이때, 상기 카본스틸 대상물은 열전도가 상대적으로 낮은 재질이므로, 산소를 사용하지 않고 에틸렌 또는 엘피지 등의 순수 연소가스만을 가열해서 예열한다. 이는 산소와 혼합된 연소가스를 사용하게 되면 높은 온도에 의한 일지점에 대한 급가열로, 대상물은 두께방향으로 고르게 예열되지 못하고 대상물의 표면만 예열되면서, 예열효과가 현저히 저하되기 때문이다.

그러나, 예열효과를 고려해 순수한 연소가스만을 가열할 경우, 대상물의 가열지점에 대한 그을음이 쉽게 발생하고 열 집중성이 감소해서, 대상물의 예열속도가 감소하는 문제가 있었다. 물론, 예열속도의 감소는 상대적으로 연소가스의 사용량을 증가시키므로, 순수한 연소가스만을 가지고 예열작업을 하는 것은 경제적으로도 불리한 것이다.

한편, 이러한 문제를 해소하기 위해 연소가스에 산소를 혼합해서, 예열 토치(100)의 가열효율을 상대적으로 높일 수 있다. 하지만, 연소가스와 산소를 혼합하면 산소 과잉으로 인해 불꽃이 쉽게 발생할 수 있고, 대상물이 상대적으로 급가열되면서 대상물의 가열지점과 비가열지점에 대한 온도차가 크게 발생할 수 있다. 또한, 두께를 갖는 대상물의 경우엔 두께 방향에 대한 온도차가 커지면서 예열에 의한 혜택을 전혀 기대할 수 없는 문제가 있었다.

따라서, 카본스틸 재질의 대상물을 예열하기 위해서는 예열시간 및 경제적인 불리함에도 불구하고, 산소를 혼합한 연소가스를 이용한 예열은 현재 이루어지지 않고 있고, 결국 대상물의 예열을 위한 적지않은 시간과 비용을 감수해야 하는 문제가 있었다.

미 설명한 인출번호 "111"은 가스공급라인(200)과 연결관(110)을 연통가능하게 물리적으로 탈부착하는 "커넥터"이고, "210"은 커넥터(111)에 상응하는 가스공급라인(200)의 "이음구"이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 대상물의 예열효과를 높여서, 예열을 위해 소비되는 시간과 비용을 절약할 수 있도록 하는 예열 토치의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

가스공급라인과 연통하는 연결관과, 내외를 관통하는 다수의 홀이 길이방향을 따라 형성되고 연결관과 연통하게 연결되는 가열관을 포함한 예열 토치에 있어서,

상기 연결관은 중공을 따라 이동하는 연소가스에 의한 내외 기압 차로 외부 공기가 유입되도록, 중공을 개구한 흡기구가 더 포함된 예열 토치이다.

상기 본 발명은, 발열효과를 높일 수 있는 적정량의 산소를 공기 중에서 일정하게 공급받을 수 있고, 이를 위한 종래 예열시스템의 변경이 전혀 없으므로, 예열을 위한 작업시간의 단축과 비용 절감을 효율적으로 실현할 수 있게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 예열 토치의 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 예열 토치(100')는 가스공급라인(200)과 연통가능하게 연결되고 일 지점에서 중공을 개구한 흡기구(112)를 갖는 연결관(110')과, 다수의 홀(121)이 형성되고 연결관(110')과 연통하면서 상호 절곡된 형상으로 연결되는 가열관(120)으로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 예열 토치(100')는 연결관(110')에 흡기구(112)가 더 형성되는 것이다. 따라서, 가스공급라인(200)으로부터 이송된 고압의 연소가스는 연결관(110')의 중공을 따라 이동하면서 흡기구(112)를 통과하게 된다.

그런데, 연결관(110')을 따라 이동하는 연소가스는 비교적 높은 기압에 의해 이동하므로, 연결관(110')의 길이방향을 따라 이동하는 연소가스는 흡기구(112)를 통해 배출되지 않고, 오히려 연결관(110') 내외의 기압 차로 인해 외부 공기가 흡기구(112)로 유입된다.

이때, 외부 공기에 포함된 산소의 조성은 거의 일정하고, 그 양 또한 적정량을 유지하므로, 대상물의 예열을 위한 혼합 연소가스의 조성이 일정하게 유지됨은 물론 안정된 가열 환경을 이룰 수 있다.

결국, 본 발명에 따른 예열 토치(100')는 별도의 산소공급 없이도, 공기 중에서 적정량의 산소를 안정적으로 공급받아 대상물의 예열을 위한 최상의 가열환경을 조성할 수 있으므로, 예열작업을 위한 기존 예열시스템의 변화가 요구되지 않고, 예열 토치(100')의 교체만으로 작업시간 절감과 비용절감 모두를 이루게 된다.

한편, 본 발명에 따른 예열 토치(100')는 흡기구(112)가 형성된 연결관(110')의 일 지점에 노즐(113)을 형성할 수 있는데, 이에 대한 설명은 도 3을 참 조해 설명한다.

도 3은 도 2의 A-A'선 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 예열 토치(100')의 흡기구(112, 112')는 외부 공기의 흡기효율을 개선하기 위해 서로 마주하도록 절개되어 형성될 수 있고, 연소가스가 배출되는 노즐(113)의 말단은 흡기구(112, 112')의 시작점 부분에 배치되어서, 노즐(113)에 의해 연소가스의 이동속도가 증가하고 이를 통해 흡기구(112, 112') 주변 기압은 낮아지게 된다. 결국, 흡기구(112, 112')의 흡기력은 증가하고, 이를 통해 연소가스와 혼합되는 공기의 양은 증가하게 된다. 물론, 노즐(113)의 배치위치와 구경의 조정으로, 노즐(113)로부터 배기되는 연소가스의 기압을 조정할 수 있으므로, 이에 따른 공기의 흡기량 조정을 통해 혼합 연소가스의 산소비율을 변경할 수도 있을 것이다.

노즐(113)은 도시한 바와 같이 연결관(110')과 별품일 수 있고, 일체일 수도 있으며, 연결관(110') 내에 삽입되는 별도의 관일 수도 있다. 따라서, 흡기구(112, 112') 근방에서 연소가스의 이동속도를 증가시킬 수 있는 노즐(113)의 구성이 연결관(110)의 중공에 위치한다면, 이하의 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있다 할 것이다.

이상 설명한 본 발명에 따른 예열 토치(100')를 통해 대상물의 표면에 맺힌 그을음을 약 70% 감소시켰고, 예열 속도를 30% 상승시켰으며, 균일한 산소 흡입으로 인한 급가열의 가능성을 최소화시켰다.

도 1은 종래 예열 토치의 모습을 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 예열 토치의 모습을 도시한 사시도이고,

도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

100, 100'; 예열 토치 110, 110'; 연결관

111; 커넥터 112, 112'; 흡기구

113; 노즐 120; 가열관

121; 홈 200; 가스공급라인

Claims (3)

1. 가스공급라인과 연통하는 연결관(110)과, 내외를 관통하는 다수의 홀(121)이 길이방향을 따라 형성되고 연결관(110)과 연통하게 연결되는 가열관(120)을 포함한 예열 토치에 있어서,

   상기 연결관(110)은 중공을 따라 이동하는 연소가스에 의한 내외 기압 차로 외부 공기가 유입되도록, 중공을 개구한 흡기구(112)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 예열 토치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡기구(112)는 둘 이상이 연결관(110)의 둘레를 따라 서로 마주하게 형성 배치된 것을 특징으로 하는 예열 토치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 흡기구(112)의 기압을 낮추기 위해 연소가스의 이동속도가 증가하도록, 연결관(110)의 중공에 노즐(113)이 배치된 것을 특징으로 하는 예열 토치.

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