KR101079836B1 - 용접기용 토치바디 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 대상 부위에 전기를 인가하는 전극, 보호기체를 분사하는 노즐 및 상기 노즐 내부에 보호기체를 공급하는 디퓨저를 포함하는 용접기용 토치에 구비되고, 상기 용접기용 토치의 몸체를 이루며 상기 전극 및 상기 디퓨저와 연결되어 전기와 보호기체를 공급하는 토치바디에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 용접기용 토치바디는, 내부에 상기 보호기체가 통과하는 기체유로가 형성된 관 형상을 가지며, 그 길이방향을 따라, 소정의 외경을 갖는 삽입부, 상기 삽입부보다 큰 외경을 갖는 고정부 및 상기 고정부보다 큰 외경을 갖는 연결부로 구분되는 제1몸체; 및 관 형상으로 구비되어 상기 삽입부와 상기 고정부가 내부에 삽입되게 상기 제1몸체와 결합되며, 그 길이방향을 따라, 내주면이 상기 고정부의 외주면에 접촉되는 결합부, 상기 고정부의 외경과 같거나 큰 내경을 가짐으로써 내주면과 상기 삽입부의 외주면 사이에 냉각유로를 형성하는 냉각부, 및 내주면이 상기 삽입부의 끝단부 외주면에 접촉되는 지지부로 구분되는 제2몸체;를 포함하되, 상기 삽입부에는 상기 기체유로와 상기 냉각유로를 연통하는 복수의 냉각홀이 형성된다.

본 발명에 의하면, 제1몸체의 삽입부 외주면과 제2몸체의 냉각부 내주면이 냉각유로를 형성하고, 기체유로와는 별도로 이 냉각유로에도 보호기체가 통과할 수 있도록 삽입부에 복수의 냉각홀이 형성됨으로써, 보호기체에 의한 토치바디의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 복수의 냉각홀은, 냉각부의 내주면에 보호기체가 수직으로 분사 될 수 있도록 삽입부에 직경방향으로 형성되고, 삽입부의 길이방향을 기준으로 서로 엇갈리게 형성되어 냉각부의 내주면에 보호기체가 수직으로 분사되어 형성된 강한 난류의 강제대류 흐름이 중첩되지 않도록 함으로써, 보호기체에 의한 토치바디의 냉각 효과를 극대화시킬 수 있다.

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Description

용접기용 토치바디 {Torch body for welder}

본 발명은 용접기용 토치바디에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보호기체에 의한 공랭 방식의 토치바디 냉각 효과를 크게 향상시켜 높은 사용률을 갖는 경량 및 소형의 용접기용 토치바디에 관한 것이다.

일반적으로 용접(welding)은 피접합 부재로서 동일 종류, 또는 다른 종류의 고체(금속, 유리, 플라스틱 등)를 결합하는 접합을 말한다. 이러한 용접은 매우 다양한 종류의 방법이 제공되고 있으며, 그에 따라 용접을 위한 장치의 구성도 상이하다.

널리 알려진 용접의 종류에는 가스용접, 저항용접, 특수용접, 아크용접(arc welding) 등이 있는데, 그 중 아크용접은 아크열에 의해 접합부를 용융시켜 접합하는 방법이다.

이러한 아크용접은 피접합 부재가 용융점이 높은 금속이나 공기와의 반응성이 높은 활성 금속인 경우, 피접합 부재가 공기와 반응하여 오염되면서 내구성이 저하되는 것을 방지하기 위해, 이산화탄소 가스 또는 아르곤이나 헬륨 가스 등과 같은 비활성 기체가 공급되는 챔버 내부에서 용접 작업을 수행하거나, 노즐을 통해 용접 부위에 이산화탄소 가스 또는 비활성 기체를 분사하면서 용접 작업을 수행한다.

이와 같은 아크용접 작업을 위해서는 아크 용접기가 사용되는데, 이러한 아크 용접기에는 용접에 사용되는 이산화탄소 가스 또는 비활성 기체(이하, '보호기체'라고 한다)가 토출되는 노즐, 전기를 인가하는 전극 등이 설치되는 용접기용 토치(torch)가 구비된다.

첨부된 도 1은 종래의 용접기용 토치의 전극이 설치된 몸체 부분을 부분 절개한 상태로 도시한 도면이다.

종래의 용접기용 토치는, 접합부에 전기를 인가하는 전극(10), 전극(10)을 감싸듯이 구비되어 용접 부위에 보호기체를 분사하는 노즐(20), 노즐(20) 내부에 보호기체를 공급하는 디퓨저(30, diffuser), 전극(10)과 디퓨저(30)의 후면측에 결합되는 절연 재질로 이루어진 절연체(40), 및 내부에 보호기체가 통과하는 기체유로(51)가 형성되고 절연체(40)에 연결되어 절연체(40) 내부의 전달부를 통해 전극(10)과 디퓨저(30)에 전기와 보호기체를 각각 공급하며 용접기용 토치의 몸체를 이루는 토치바디(50)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 종래의 토치바디(50)는, 그 일단은 전극(10)과 디퓨저(30)에 전기와 보호기체를 각각 공급하도록 절연체(40)에 연결되고, 그 타단은 전기공급단과 기체공급관과 각각 연결된다. 이러한 토치바디(50)는 용접 작업 시에 강한 전류가 통과하므로 전기공급단과 연결된 그 타단 부분을 중심으로 높은 열이 발생하게 된다.

이러한 열은 전도를 통해 토치바디(50) 전체로 이동하게 되고, 토치바디(50)의 외주면을 통한 자연 냉각 및 기체유로(51)를 통과하는 보호기체에 의한 강제대류 냉각의 공랭 방식으로 이 토치바디(50)에 대한 냉각이 이루어진다.

그러나 이러한 공랭 방식은 열용량이 작은 보호기체를 이용하므로, 토치바디(50)를 충분히 냉각하는 데에는 한계가 있다. 따라서 종래의 용접기용 토치는, 소정의 시간만큼 용접 작업을 진행한 후 작업을 중단하여 토치바디(50)가 충분히 자연 냉각된 후, 다시 용접 작업을 진행하는 방식으로 사용된다.

이에 따라, 공랭 방식의 종래의 토치바디(50)가 적용된 용접기용 토치는 작업을 중단하고 자연 냉각시키는데 많은 시간이 소요되어, 사용률이 50% 안팎으로 매우 낮은 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해, 열용량이 큰 냉각수를 이용하여 토치바디(50)를 냉각하는 수랭식 용접기용 토치가 개발되었으나, 이 수랭식 용접기용 토치는 냉각수가 통과할 수 있는 유로관 형성 및 냉각수 순환 장치 구비 등으로 그 구성이 지나치게 복잡해지고 부피가 커지며, 고가일 뿐만 아니라, 용접기용 토치의 무게가 증가함으로 인해 용접기용 토치를 파지하여 장시간 작업하는 작업자의 피로도를 증가시켜 작업 능률을 저하하고 작업자에게 근골격계 질환을 유발하는 등의 심각한 단점이 있다.

전술된 수랭식 용접기용 토치의 심각한 단점들로 인해, 종래의 공랭 방식을 이용하여 그 무게나 부피가 증가하지 않으면서, 그 냉각 효율을 극대화시켜 용접기의 사용률을 향상시킬 수 있는 용접기용 토치바디의 개발이 절실한 실정이다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 디퓨저에 보호기체를 공급하기 위해 필요한 기체유로 외에 보호기체가 통과할 수 있는 넓은 접촉면적을 갖는 별도의 냉각을 위한 유로의 구성을 확보할 수 있으며, 보호기체의 강제대류에 의한 냉각 효과를 제고하기에 효과적인 강제대류 흐름을 형성할 수 있는 용접기용 토치바디를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 용접기용 토치바디는, 내부에 보호기체가 통과하는 기체유로가 형성된 관 형상을 가지며, 그 길이방향을 따라, 소정의 외경을 갖는 삽입부, 상기 삽입부보다 큰 외경을 갖는 고정부 및 상기 고정부보다 큰 외경을 갖는 연결부로 구분되는 제1몸체; 및 관 형상으로 구비되어 상기 삽입부와 상기 고정부가 내부에 삽입되게 상기 제1몸체와 결합되며, 그 길이방향을 따라, 내주면이 상기 고정부의 외주면에 접촉되는 결합부, 상기 고정부의 외경과 같거나 큰 내경을 가짐으로써 내주면과 상기 삽입부의 외주면 사이에 냉각유로를 형성하는 냉각부, 및 내주면이 상기 삽입부의 끝단부 외주면에 접촉되는 지지부로 구분되는 제2몸체;를 포함하되, 상기 삽입부에는 상기 기체유로와 상기 냉각유로를 연통하는 복수의 냉각홀이 형성된다.

상기 용접기용 토치바디는, 상기 제2몸체의 상기 지지부 측이 상기 전극 및 상기 디퓨저와 연결되어, 상기 보호기체가 상기 연결부 측으로 유입되고 상기 지지 부 측으로 유출되게 상기 기체유로를 통과하도록 구비될 수 있다.

상기 복수의 냉각홀은, 상기 보호기체가 통과하여 상기 냉각부의 내주면에 수직으로 분사될 수 있도록 상기 삽입부에 직경 방향으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 냉각홀은, 상기 복수의 냉각홀은, 상기 삽입부의 일단부인 상기 고정부 측에 형성된 복수의 제1냉각홀; 및 상기 삽입부의 타단부인 상기 지지부 측에 형성된 복수의 제2냉각홀;로 이루어질 수 있다.

상기 복수의 제1냉각홀은, 상기 삽입부의 외주면 상에 상기 삽입부의 길이방향을 기준으로 서로 엇갈리게 소정의 간격으로 형성될 수 있다.

상기 지지부는, 그 내주면에 상기 삽입부의 내경에 대응되는 크기의 내경을 갖도록 돌출 형성되고, 그 일측면이 상기 삽입부의 끝단과 접촉됨으로써 상기 제2몸체의 내부에서의 상기 제1몸체의 위치를 안내하는 돌출부;를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 용접기용 토치바디에 의하면, 제1ㆍ제2몸체의 결합으로 이루어지되, 제1ㆍ제2몸체가 결합되면서 제1몸체의 삽입부 외주면과 제2몸체의 냉각부 내주면이 냉각유로를 형성하고, 디퓨저에 보호기체를 공급하기 위해 필수적으로 구비되는 기체유로와는 별도로 이 냉각유로에도 보호기체가 통과할 수 있도록 삽입부에 복수의 냉각홀이 형성됨으로써, 기체유로의 내주면 뿐만 아니라 삽입부의 외주면과 냉각부의 내주면의 넓은 접촉 면적을 갖는 냉각유로를 통해 다량의 열이 보호기체로 전달될 수 있어 보호기체에 의한 토치바디의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 복수의 냉각홀은, 냉각부의 내주면에 보호기체가 수직으로 분사 되어 강한 난류의 흐름을 갖는 강제대류가 형성될 수 있도록 삽입부에 직경방향으로 형성되고, 삽입부의 길이방향을 기준으로 서로 엇갈리게 형성되어 냉각부의 내주면에 보호기체가 수직으로 분사되어 형성된 강한 난류의 강제대류 흐름이 중첩되지 않도록 함으로써, 보호기체에 의한 토치바디의 냉각 효과를 극대화시킬 수 있다.

따라서 보호기체에 의한 냉각 방식을 채택함으로써 경량 및 소형으로 구현이 가능하면서도, 그 냉각 효과가 매우 향상됨으로써, 용접 작업을 중단하고 자연 냉각시키는 시간을 절감하여 용접기의 사용률을 크게 제고할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 용접기용 토치바디는, 용접 대상 부위에 전기를 인가하는 전극, 피접합 부재가 공기와 반응하여 오염되면서 내구성이 저하되는 것을 방지하기 위해 용접 대상 부위에 이산화탄소 가스 또는 아르곤이나 헬륨 가스 등의 비활성 기체와 같은 보호기체를 분사하는 노즐, 및 상기 노즐 내부에 보호기체를 공급하는 디퓨저를 포함하는 용접기용 토치에 구비되고, 상기 용접기용 토치의 몸체를 이루며 상기 전극 및 상기 디퓨저와 연결되어 상기 전극 및 상기 디퓨저에 전기와 보호기체를 각각 공급하는 장치이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디(100)는, 제1몸체(110) 및 제2몸체(120)가 결합되어 이루어진다.

상기 제1몸체(110)는 보호기체가 통과할 수 있도록 내부에 소정의 직경(D1)의 기체유로(110')가 형성된 관 형상으로 구비되어 제2몸체(120)와 결합되어 용접기용 토치바디(100)를 이룬다.

상기 제1몸체(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 일단에는 보호기체가 공급되는 기체공급관(미도시)이 연결되면서 기체공급관으로부터 공급된 보호기체가 기체유로(110')를 통과하여 디퓨저(30)에 공급되게 구비된다.

이러한 상기 제1몸체(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 길이방향을 따라 순서대로 소정의 외경(D2)을 갖는 삽입부(111), 이 삽입부(111)보다 큰 외경(D3)을 갖는 고정부(112) 및 이 고정부(112)보다 큰 외경(D4)을 갖는 연결부(113)로 크게 구분된다.

상기 삽입부(111)는 관 형상으로 구비되는 제2몸체(120)의 내부에 삽입되는 부분이며, 그 내주면은 곧 기체유로(110')가 되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합되면 후술되는 제2몸체(120)의 냉각부(122)와 함께 냉각유로(122')를 형성한다.

즉 이러한 삽입부(111)는 내측으로는 기체유로(110'), 외측으로는 냉각유로(122')가 구비되면서, 결과적으로 기체유로(110')와 냉각유로(122') 사이에서 일 종의 격벽의 역할을 하게 된다.

상기 삽입부(111)에는 기체유로(110')와 냉각유로(122')를 연통하여, 기체유로(110')를 통과하는 보호기체가 냉각유로(122')에 유출ㆍ입될 수 있도록 복수의 냉각홀(111-1)이 형성된다. 이러한 복수의 냉각홀(111-1)은 기체유로(110')의 보호기체가 냉각부(122)의 내주면에 수직으로 분사되어 강한 난류의 강제대류 흐름을 형성할 수 있도록 삽입부(111)에 직경방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 복수의 냉각홀(111-1)이 삽입부(111)에 직경방향으로 형성되어 보호기체가 강한 난류를 가지며 냉각부(122)의 내주면에서 강제대류 되면 냉각부(122)의 내주면으로부터 보호기체에 전달되는 열량이 증가되어, 보호기체에 의한 용접기용 토치바디(100)의 냉각 효과가 증대되는 장점이 있다.

한편, 상기 복수의 냉각홀(111-1)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 삽입부(111)의 일단부인 고정부(112) 측에 90도 간격으로 형성된 네 개의 제1냉각홀(111-1a) 및 그 반대편 삽입부(111)의 타단부인 지지부(123) 측에 90도 간격으로 형성된 네 개의 제2냉각홀(111-1b)로 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 보호기체를 공급하는 기체공급관이 제1몸체(110)의 연결부(113)에 연결되어 연결부(113) 측에서 삽입부(111) 측으로 보호기체가 기체유로(110')를 통과하게 되는데, 이에 따라 기체유로(110')의 내면과 보호기체 간에 작용하는 마찰에 의해 기체유로(110')의 제1냉각홀(111-1a)이 형성된 부분의 보호기체 압력보다 제2냉각홀(111-1b)이 형성된 부분의 보호기체 압력이 낮아져, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각유로(122')를 기준으로 제1냉각홀(111-1a) 에서 제2냉각홀(111-1b) 방향으로 보호기체가 통과하게 된다.

즉, 기체유로(110')를 기준으로 하면, 제1냉각홀(111-1a)을 통해서는 보호기체가 유출되고 제2냉각홀(111-1b)을 통해서는 보호기체가 유입된다.

이와 같이, 디퓨저(30)에 보호기체를 공급하기 위해 필수적으로 구비되는 기체유로(110')와는 별도로 보호기체가 이 냉각유로(122')를 통과하게 구비되면, 제1몸체(110)의 삽입부(111) 외주면과 제2몸체(120)의 냉각부(122) 내주면의 넓은 접촉 면적을 갖는 냉각유로(122')를 통해 다량의 열이 보호기체로 전달된다.

여기서, 상기 제1냉각홀(111-1a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 삽입부(111)의 길이방향을 기준으로 서로 엇갈리게 지그재그로 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 전술된 바와 같이 제1냉각홀(111-1a)을 통해 유출된 보호기체는 제2몸체(120)의 냉각부(122) 내주면에 강하게 분사되어 강한 난류의 강제대류 흐름을 형성하는데, 상기 제1냉각홀(111-1a)들이 서로 엇갈리게 지그재그로 형성되면, 네 개의 제1냉각홀(111-1a)이 형성하는 이러한 흐름이 서로 중첩되지 않도록 함으로써 냉각 효과가 더욱 향상되기 때문이다.

즉, 네 개의 제1냉각홀(111-1a)로부터 분사되는 보호기체에 의한 강한 난류의 강제대류 흐름이 작용하는 영역이 서로 겹치지 않게 하여, 네 개의 제1냉각홀(111-1a)로 형성되는 이러한 영역의 전체 크기를 극대화함으로써 냉각 효과가 향상될 수 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 냉각홀(111-1)은 고정부(112)에 인접되게 90도 간격으로 네 개, 그 반대측 삽입부(111)의 끝단 부분에 90도 간격으로 네 개가 구비되었으나, 그 구비 위치 및 구비 개수가 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

상기 고정부(112)는 그 외경(D3)이 삽입부(111)의 외경(D2)보다 크고 제2몸체(120)의 결합부(121)의 내경(D5)에 대응되게 구비되어, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합될 때 그 내주면이 제2몸체(120)의 결합부(121) 외주면과 접촉됨으로써, 냉각유로(122')를 밀폐시키는 역할을 한다.

상기 연결부(113)는 제1몸체(110)의 끝단에 위치되어 전기가 공급되는 전기공급단(미도시)과 보호기체가 공급되는 기체공급관이 연결된다. 이러한 연결의 용이함을 위해 연결부(113)의 일단부 외주면에는 나사산(113-)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 연결부(113)에는 전기공급단과의 연결부분인 용접 작업이 진행될 때 강한 전류가 흐름에 따라 많은 열이 발생된다. 이렇게 발생된 열은 고정부(112)와 삽입부(111)로 전도 방식으로 전달되고, 고정부(112)에 접촉된 결합부(121)와 지지부(123)를 통해 제2몸체(120)에도 전도 방식으로 전달된다.

이러한 열은 제2몸체(120)의 외주면에서의 자연대류로 인한 대류로 소량 외부 공기 중으로 배출되고, 기체유로(110')를 통과하는 보호기체의 강제대류 및 냉각유로(122')를 통과하는 보호기체의 강한 난류를 갖는 강제대류로 보호기체를 통해 신속하게 배출된다.

전술된 제2몸체(120)는 관 형상으로 구비되어 제1몸체(110)의 삽입부(111)와 고정부(112)가 내부에 삽입되게 제1몸체(110)와 결합됨으로써, 용접기용 토치바디(100)를 이룬다.

상기 제2몸체(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 길이방향을 따라 순서대로 내주면이 고정부(112)의 외주면에 접촉되는 결합부(121), 고정부(112)의 외경(D3)과 동일한 내경(D5)을 가지며 그 내주면과 삽입부(111)의 외주면 사이에 냉각유로(122')를 형성하는 냉각부(122), 및 삽입부(111)의 외경(D2)에 대응되는 내경(D6)을 가짐으로써 그 내주면이 삽입부(111)의 끝단부 외주면에 접촉되는 지지부(123)로 크게 구분된다.

상기 결합부(121)는 고정부(112)의 외경(D3)에 대응되는 내경(D5)을 가짐으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 서로 결합되면 그 내주면이 고정부(112)의 외주면에 접촉된다. 이에 따라, 냉각유로(122') 내부의 보호기체가 결합부(121)와 고정부(112)의 사이 틈으로 새지 않도록 실링이 이루어진다.

이러한 결합부(121)와 고정부(112)는 용접 등의 방식을 통해 서로 결합됨으로써, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 일체의 용접기용 토치바디(100)를 이루도록 결합될 수 있다.

상기 결합부(121)는 고정부(112)와 접촉하므로 제1몸체(110)의 열이 전도 방식으로 제2몸체(120)에 전달될 수 있도록 가교의 역할도 수행하게 된다. 이렇게 제2몸체(120)로 전달된 열은 냉각부(122)의 내주면을 통해 냉각유로(122')를 통과하는 보호기체에 전달 배출된다.

상기 냉각부(122)는 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 서로 결합되면 제1몸체(110)의 삽입부(111)가 그 내부에 나란하게 위치되게 구비되어, 삽입부(111)와 함께 냉각유로(122')를 형성한다. 이러한 냉각유로(122')로 인해 냉각 효과가 향상되는 메 커니즘에 대해서는 앞서 냉각홀(111-1)에 대한 설명에 기재하였으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 지지부(123)는 삽입부(111)의 외경(D2)에 대응되는 내경(D6)을 가짐으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 서로 결합되면 그 내주면이 삽입부(111)의 끝단부 외주면에 접촉된다. 이에 따라, 냉각유로(122') 내부의 보호기체가 지지부(123)와 삽입부(111)의 사이 틈으로 새지 않도록 실링이 이루어진다.

그리고 상기 지지부(123)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 중심부 내주면에 삽입부(111)의 내경(D1)에 대응되는 크기의 내경(D7)을 갖도록 돌출 형성되는 돌출부(123-1)가 구비된다.

이 돌출부(123-1)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합될 때 그 일측면이 삽입부(111)의 끝단과 접촉됨으로써 제2몸체(120) 내부에서의 제1몸체(110)의 위치를 안내한다. 즉, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합될 때 삽입부(111)가 제2몸체(120) 내부에 삽입되어 돌출부(123-1)의 일측면에 다다르면 돌출부(123-1)의 측면이 일종의 스토퍼 역할을 함으로써, 그 삽입 위치를 안내하는 것이다.

그리고 이렇게 삽입부(111)의 끝단이 돌출부(123-1)의 측면에 접촉되게 제1몸체(110)가 제2몸체(120) 내부에 삽입되면, 제2몸체(120)의 결합부(121) 끝단이 연결부(113)의 측면과 접촉되게 구비되어 연결부(113)도 그 삽입 위치의 안내 역할을 하게 된다.

또한, 이러한 돌출부(123-1)의 측면과 연결부(113)의 측면은, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 직경방향을 따라 접촉되는 부분으로서, 냉각유로(122')의 보호기체가 제1몸체(110)와 제2몸체(120)의 사이 틈으로 누출되지 않도록 냉각유로(122')에 대한 밀폐성을 향상시키는 역할도 하게 된다.

상기 지지부(123)는 삽입부(111)와 접촉하므로 제1몸체(110)의 열이 전도 방식으로 제2몸체(120)에 전달될 수 있도록 가교의 역할도 수행하게 된다. 이렇게 제2몸체(120)로 전달된 열은 냉각부(122)의 내주면을 통해 냉각유로(122')를 통과하는 보호기체에 전달 배출된다.

상기 지지부(123)의 끝단은 전극(10) 및 디퓨저(30)와 연결되는데, 용접기용 토치바디(100)의 전기와 열이 외부로 전달되지 않도록 절연체(40)를 통해 전극(10) 및 디퓨저(30)와 연결된다. 이 전기와 열은 절연체(40) 내부의 전달부(미도시)를 통해 전극(10) 및 디퓨저(30)로 전달된다. 상기 지지부(123)에는 절연체(40)와의 접속을 위해 내주면 일부에 나사산(123-2)이 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 결합부(121)와 냉각부(122)는 동일한 내경(D5)을 갖도록 구비되어 제2몸체(120)의 길이방향을 따라 연속된 동일 형상으로 구비되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 냉각부(122)의 내경은 결합부(121)의 내경(D5)보다 크게 구비될 수 있으며, 이에 따라 상술한 바람직한 실시예와 비교하여, 냉각유로(122')의 단면적이 더 넓게 구비될 수도 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디(100)의 조립 방법 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다.

먼저, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)를 제작한 후 제1몸체(110)의 삽입부(111)를 제2몸체(120)의 결합부(121) 측으로 제2몸체(120) 내부에 삽입한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 삽입부(111)의 끝단과 돌출부(123-1)의 측면이 접촉되고 결합부(121)의 끝단과 연결부(113)의 측면이 접촉될 때까지, 제1몸체(110)가 제2몸체(120)에 삽입되게 된다. 상기 돌출부(123-1)와 연결부(113)가 제2몸체(120)에 대한 제1몸체(110)의 삽입 위치를 안내하는 일종의 스토퍼 역할을 수행하게 된다.

이후, 연결부(113)와 결합부(121)를 용접 등의 방식을 통해 결합함으로써, 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합되어 일체의 용접기용 토치바디(100)를 이루게 된다.

이러한 용접기용 토치바디(100)에 전기와 보호기체를 공급하고 용접 작업이 진행되는 경우, 전기공급단과 연결된 제1몸체(110)의 연결부(113)에 강한 전류가 흐르면서 많은 열이 발생된다. 이렇게 발생된 열은 고정부(112)와 삽입부(111)로 전도 방식을 통해 전달되고, 삽입부(111)의 내주면으로부터 기체유로(110') 내부를 통과하는 보호기체에 대류 방식으로 일부가 전달 배출되며, 삽입부(111)의 외주면으로부터 냉각유로(122') 내부를 통과하는 보호기체에 대류 방식으로 전달 배출된다.

그리고 제1몸체(110)의 열은 고정부(112) 및 삽입부(111)와 각각 접촉된 결합부(121) 및 지지부(123)를 통해 제2몸체(120)에 전도 방식으로 전달된다. 이렇게 제2몸체(120)에 전달된 열은 제2몸체(120)의 외주면을 통해 자연 대류로 외부 공기로 일부 배출된다.

또한, 제2몸체(120)의 열은 냉각부(122)의 내주면으로부터 냉각유로(122') 내부를 통과하는 보호기체에 대류 방식으로 전달 배출된다.

이렇게 보호기체가 냉각부(122)의 내주면과 삽입부(111)의 외주면으로부터 열을 효과적으로 전달받아 배출할 수 있는 것은, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 제1ㆍ제2냉각홀(111-1a, 111-1b)을 통한 보호기체의 흐름 때문이다.

보다 상세히 설명하면, 기체유로(110')의 연결부(113) 측으로 공급된 보호기체는 그 일부가 복수의 제1냉각홀(111-1a)을 통해 냉각유로(122')의 내부, 냉각부(122)의 내주면에 수직으로 분사된다. 이를 통해, 냉각부(122)의 내주면에는 강한 난류를 동반하는 강제대류의 흐름이 발생한다.

이렇게 강한 난류를 동반하는 강제대류의 흐름은 냉각부(122)의 내주면에서 보호기체로의 열전달을 촉진한다.

특히, 상기 복수의 제1냉각홀(111-1a)이 삽입부(111)의 길이방향을 따라 어긋나게 지그재그로 형성되어 있어, 제1냉각홀(111-1a) 각각에 의해 발생된 강한 난류를 동반하는 강제대류의 흐름이 서로 중첩되지 않음으로써, 복수의 제1냉각홀(111-1a)에 의한 열전달 촉진 효과를 극대화할 수 있다.

이렇게 냉각부(122)의 내주면에서 다량의 열을 전달받은 보호기체는 계속해서 냉각유로(122')를 통과하면서 삽입부(111)의 외주면과 냉각부(122)의 내주면에서 열을 전달받고, 복수의 제2냉각홀(111-1b)을 통해 다시 기체유로(110')로 유입 된 후, 디퓨저(30)로 공급된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접기용 토치바디(100)에 의하면, 삽입부(111)에 형성된 복수의 냉각홀(111-1)을 통해 제1ㆍ제2몸체(110, 120)가 결합될 때 삽입부(111)의 외주면과 냉각부(122)의 내주면에 의해 형성되는 냉각유로(122')를 보호기체가 통과하면서 넓은 접촉면적을 통해 용접기용 토치바디(100)의 열을 효율적으로 전달받을 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 냉각홀(11-1)을 통해 냉각유로(122') 내로 분사된 보호기체가 냉각부(122)의 내주면에 가안 난류의 강제대류 흐름을 형성함으로써 보호기체에 의한 용접기용 토치바디(100)의 냉각 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 용접기용 토치바디가 구비된 용접기를 부분 절개한 상태로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디가 구비된 용접기를 부분 절개한 상태로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디의 분리 사시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디에 구비되는 제1몸체의 단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디에 구비되는 제2몸체의 단면도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디의 제1ㆍ제2몸체가 결합된 상태를 도시한 단면도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접기용 토치바디에 있어서, 보호기체가 통과하는 경로를 도시한 단면도이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

10 : 전극 20 : 노즐

30 : 디퓨저 40 : 절연체

100 : 토치바디 110 : 제1몸체

110' : 기체유로 111 : 삽입부

111-1 : 냉각홀 111-1a : 제1냉각홀

111-1b : 제2냉각홀 112 : 고정부

113 : 연결부 113-1, 123-2 : 나사산

120 : 제2몸체 121 : 결합부

122 : 냉각부 122' : 냉각유로

123 : 지지부 123-1 : 돌출부

D1 : 삽입부의 내경 D2 : 삽입부의 외경

D3 : 고정부의 외경 D4 : 연결부의 외경

D5 : 결합부의 내경 D6 : 지지부의 내경

D7 : 돌출부의 내경

Claims (6)

1. 용접 대상 부위에 전기를 인가하는 전극, 보호기체를 분사하는 노즐 및 상기 노즐 내부에 보호기체를 공급하는 디퓨저를 포함하는 용접기용 토치에 구비되고, 상기 용접기용 토치의 몸체를 이루며 상기 전극 및 상기 디퓨저와 연결되어 전기와 보호기체를 공급하는 토치바디에 있어서,

   내부에 상기 보호기체가 통과하는 기체유로가 형성된 관 형상을 가지며, 그 길이방향을 따라, 소정의 외경을 갖는 삽입부, 상기 삽입부보다 큰 외경을 갖는 고정부 및 상기 고정부보다 큰 외경을 갖는 연결부로 구분되는 제1몸체; 및

   관 형상으로 구비되어 상기 삽입부와 상기 고정부가 내부에 삽입되게 상기 제1몸체와 결합되며, 그 길이방향을 따라, 내주면이 상기 고정부의 외주면에 접촉되는 결합부, 상기 고정부의 외경과 같거나 큰 내경을 가짐으로써 내주면과 상기 삽입부의 외주면 사이에 냉각유로를 형성하는 냉각부, 및 내주면이 상기 삽입부의 끝단부 외주면에 접촉되는 지지부로 구분되는 제2몸체;를 포함하되,

   상기 삽입부에는 상기 기체유로와 상기 냉각유로를 연통하는 복수의 냉각홀이 형성된 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2몸체의 상기 지지부 측이 상기 전극 및 상기 디퓨저와 연결되어, 상기 보호기체가 상기 연결부 측으로 유입되고 상기 지지부 측으로 유출되게 상기 기 체유로를 통과하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.
3. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 냉각홀은,

   상기 보호기체가 통과하여 상기 냉각부의 내주면에 수직으로 분사될 수 있도록 상기 삽입부에 직경 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복수의 냉각홀은,

   상기 삽입부의 일단부인 상기 고정부 측에 형성된 복수의 제1냉각홀; 및

   상기 삽입부의 타단부인 상기 지지부 측에 형성된 복수의 제2냉각홀;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.
5. 제4항에 있어서,

   상기 복수의 제1냉각홀은,

   상기 삽입부의 외주면 상에 상기 삽입부의 길이방향을 기준으로 서로 엇갈리게 소정의 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지부는,

   그 내주면에 상기 삽입부의 내경에 대응되는 크기의 내경을 갖도록 돌출 형성되고, 그 일측면이 상기 삽입부의 끝단과 접촉됨으로써 상기 제2몸체의 내부에서의 상기 제1몸체의 위치를 안내하는 돌출부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접기용 토치바디.

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