KR101420935B1 - 용접부 예열 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접부 예열 혼합 장치에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 가스와 공기를 혼합시켜 용접부를 예열하는 예열기의 혼합 장치에 관한 것이다.
본 발명의 용접부 예열 혼합 장치는 용접부를 예열하기 위해 가스와 공기를 유입하여 혼합하는 예열기의 혼합 장치에 있어서, 상기 예열기의 손잡이 역할을 하며 후방으로부터 상기 공기를 유입하는 몸체부; 상기 몸체부로부터 전방으로 연장된 몸체로 이루어지며 상기 연장된 몸체에 가스 공급관이 접속되며 상기 가스 공급관이 위치한 전방으로 깔대기 형상의 가스 출구가 형성되며 상기 가스 공급관으로부터 공급된 가스와 상기 공기를 고르게 혼합하여 일정한 압력으로 상기 혼합된 가스와 공기를 상기 가스 출구를 통하여 분사하는 혼합부; 및 상기 혼합부의 깔대기 형상의 가스 출구에 접속 및 연장된 파이프로 이루어지는 가스 분사관과 상기 가스 분사관에 접속된 가열 팁을 통하여 상기 일정한 압력으로 혼합된 가스와 공기를 분사하여 화염을 생성시키는 가스 분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 용접부 예열 혼합 장치에 의하면, 종래의 예열기에서 에어와 가스를 일정한 비율로 섞어 완전 연소시켜 예열 작업을 실시하나 여름철과 같이 에어량이 과다하게 소모될 경우에 분배기에서 에어량이 일정하지 않아 일어나는 불완전 연소를 방지할 수 있다.

Description

용접부 예열 혼합 장치{Preheating mixture apparatus for welding part}

본 발명은 용접부 예열 혼합 장치에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 가스와 공기를 혼합시켜 용접부를 예열하는 예열기의 혼합 장치에 관한 것이다.

일반적으로 용접 또는 예열 작업은 가스 매니폴더에 일정한 간격으로 구멍을 뚫은 구리관을 연결하여 예열 대상물을 둘러 싸서 직접 화염을 분사하는 방법과 이보다 개선되어 하나의 메인 배관에서 여러 개의 배관으로 분리되어 예열을 할 수 있는 다관식 예열 토치를 이용하는 방법이 많이 사용되고 있다.

이러한 다관식 예열 토치가 대한민국 등록특허공보 제 0760363호(조선소 용접 작업용 다관식 예열 토치)에 개시된다.

상기 조선소 용접 작업용 다관식 예열 토치는 도 1에 도시된 바와 같이, 손잡이의 역할을 하는 핸들 파이프(3)의 후방측에는 산소와 가스의 유입을 위한 호스 니플(4,5)이 설치되고, 상기 핸들 파이프(3)의 전방측에는 산소와 가스를 혼합된 상태로 배출시키는 혼합기(8)가 연결 설치된 것에 있어서, 상기 혼합기(8)의 선단에는 소정의 길이를 가지며 임의 방향으로 굴곡이 가능한 주름관으로서의 메인 파이프(11)가 연결 설치되고 상기 메인 파이프(11)에는 소정의 길이를 가지며 임의 방향으로 굴곡이 가능한 주름관으로서의 분기 파이프(12)가 메인 파이프(11)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 다수 개가 연결 설치되며, 상기 각각의 분기 파이프(12) 말단에는 화염의 분사를 위한 분사팁(13)이 설치되고, 상기 메인 파이프(11)의 말단부는 밀폐 형성되는 구성을 제공한다.

그러나, 상술한 기술은 예열 방법에 있어서 LNG, LPG 및 에틸렌 등과 같은 연료 가스를 직접 또는 공기와 혼합하여 화염을 형성하여 예열을 수행하는데, 이러한 방법은 가스 호스와 에어 호스를 사용 일정한 양을 조절하여 예열 작업을 수행하나 에어 호스는 상대적으로 가스 호스에 비해 무게가 많이 나가며 한정된 양으로 여름철과 같이 에어(공기)를 많이 사용하는 계절에는 일정한 압을 유지하기가 어렵다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 혼합부 뒤에 진공부를 형성하여 공기 공급 없이 자동적으로 공기를 흡인하여 상기 혼합부로 공급하는 용접부 예열 혼합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 용접부 예열 혼합 장치는 용접부를 예열하기 위해 가스와 공기를 유입하여 혼합하는 예열기의 혼합 장치에 있어서, 상기 예열기의 손잡이 역할을 하며 후방으로부터 상기 공기를 유입하는 몸체부; 상기 몸체부로부터 전방으로 연장된 몸체로 이루어지며 상기 연장된 몸체에 가스 공급관이 접속되며 상기 가스 공급관이 위치한 전방으로 깔대기 형상의 가스 출구가 형성되며 상기 가스 공급관으로부터 공급된 가스와 상기 공기를 고르게 혼합하여 일정한 압력으로 상기 혼합된 가스와 공기를 상기 가스 출구를 통하여 분사하는 혼합부; 및 상기 혼합부의 깔대기 형상의 가스 출구에 접속 및 연장된 파이프로 이루어지는 가스 분사관과 상기 가스 분사관에 접속된 가열 팁을 통하여 상기 일정한 압력으로 혼합된 가스와 공기를 분사하여 화염을 생성시키는 가스 분사부를 포함한다.

여기서, 상기 몸체부는 상기 가스 공급관의 후방에 위치하며 본체의 표면에 수직한 방향으로 고정된 플레이트로 이루어진 공기 차단막과 접촉하여 외부에서 공급되는 공기를 차단하는 플러그; 상기 플러그의 후방으로 연장되는 본체로 이루어지며 상기 본체에 형성된 나사부와 전후진 하도록 결합되도록 상기 몸체부에 형성된 나사부; 및 상기 나사부가 형성된 몸통의 끝에서 연장된 파이프에 고정되며 상기 파이프의 축의 회전에 의해 상기 나사부를 전후진 시킴으로 외부의 공기를 상기 혼합부로의 공급량을 조절하는 공기 조절 노브를 포함한다.

또한, 상기 혼합부는 상기 가스 공급관을 통하여 공급되는 가스가 상기 깔대기 형상의 가스 출구를 통하여 배출되는 가스의 압력 및 유속에 의하여 진공을 형성하여 몸체부를 통하여 외부로부터 입력된 공기를 유입하도록 하는 진공부를 포함하며, 상기 진공부는 플러그 표면의 전방과 상기 가스 출구의 후방 사이에 위치한다.

또한, 상기 가열 팁은 분사되는 화염이 역류되는 것을 방지하는 역화 방지 장치를 구비한다.

본 발명의 용접부 예열 혼합 장치에 의하면, 종래의 예열기에서 에어와 가스를 일정한 비율로 섞어 완전 연소시켜 예열 작업을 실시하나 여름철과 같이 에어량이 과다하게 소모될 경우에 분배기에서 에어량이 일정하지 않아 일어나는 불완전 연소를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 용접부 예열 혼합 장치에 의하면, 길이가 길고 무거운 (약 50m) 에어 호스를 작업자가 이동하지 않아도 됨에 따라 이동성 및 작업성이 용이할 수 있다.

또한, 본 발명의 용접부 예열 혼합 장치에 의하면, 종래의 예열기가 화구의 녹힘 및 손상이 일어날 경우 재 사용없이 폐기 처분하는 대신에 간단히 화구(가열 팁)을 교체할 수 있다.

도 1은 종래에 따른 조선소 용접 작업용 다관식 예열 토치;
도 2는 본 발명에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 개념도;
도 3은 도 2에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 상세 개념도;
도 4는 도 2에 따른 가열 팁과 가스 분사관의 결합 개념도;
도 5는 본 발명에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 사시도;
도 6은 도 4에 따른 용접부 예열 혼합 장치를 여러 방향에서 본 사시도;

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 개념도이고, 도 3은 도 2에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 상세 개념도이고, 도 4는 도 2에 따른 가열 팁과 가스 분사관의 결합 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 용접부 예열 혼합 장치의 사시도이고, 도 6은 도 4에 따른 용접부 예열 혼합 장치를 여러 방향에서 본 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 용접부 예열 혼합 장치는 특히 조선소에서 후판(두꺼운 판자 모양의 강판)의 용접부를 예열 또는 용접하기 위한 예열기 또는 용접기에 구비되어 가스와 공기를 유입하여 혼합하고 분사하는 혼합 장치(혼합기)에 관한 것이다.

상기 혼합 장치는 속이 빈 원통 형상의 파이프 또는 관 본체(100) 내부에 몸체부(140), 혼합부(120) 및 가스 분사부(110)를 포함하여 구성되며, 상기 몸체부(140)는 나사부(141), 플러그(142), 공기 조절 밸브(144) 및 공기 차단막(143)을 포함하여 구성된다.

몸체부(140)는 예열기의 손잡이 역할을 하며 후방으로부터 공기(P)를 유입한다.

상기 혼합부(120)는 몸체부(140)로부터 전방으로 연장된 본체(100)로 이루어지며 연장된 본체(100)의 상부에 가스 공급관(121)을 접속하며, 가스 공급관(121)이 위치한 전방으로 깔대기 형상의 가스 출구(120b)를 형성하며, 가스 공급관(121)으로부터 공급된 가스와 몸체부(140)의 점선을 통하여 공급된 공기(P)를 고르게 혼합하고 진공보다 큰 일정한 압력으로 혼합된 가스와 공기를 가스 출구(120b)를 통하여 가스 분사관(111)에 분사한다.

상기 가스 분사부(110)는 가스 분사관(111)과 가열 팁(112)을 포함하여 구성되며, 가스 분사관(111)은 혼합부(120)의 깔대기 형상의 가스 출구(120b)에 접속 및 연장된 파이프 또는 관으로 이루어지며, 가열 팁(112)은 연장된 파이프의 끝에 접속되며, 가스 분사부(110)를 통하여 일정한 압력으로 혼합된 가스와 공기를 분사하여 화염을 생성시킨다.

여기서, 플러그(142)는 가스 공급관(121)의 후방에 위치하며 본체(100)의 표면에 수직한 방향으로 고정된 플레이트(143a,143b)로 이루어진 공기 차단막과 접촉 및 밀폐되어 외부에서 공급되는 공기를 차단한다.

나사부(141)는 플러그(142)의 후방으로 연장되는 본체(100)로 이루어지며 본체(100)에 형성된 나사부(미도시)와 전후진 하도록 결합되도록 몸체부(140)에 형성된다.

공기 조절 노브(144)는 나사부(141)가 형성된 몸체부(140)의 끝에서 연장된 파이프에 고정되며 공기 조절 노브(144)의 회전에 따라 파이프의 축이 회전하며 따라서 나사부(141)를 전후진 시킴으로 외부의 공기(P)를 혼합부(120)에 공급, 차단 또는 공기량 조절을 한다.

또한, 혼합부(120)는 가스 공급관(121)을 통하여 공급되는 가스가 깔대기 형상의 가스 출구(120b)를 통하여 가스 분사관(111)으로 배출되는 가스의 압력 및 유속에 의하여 진공을 형성하여 몸체부(140)의 점선(직선 개구 통로)을 통하여 외부로부터 입력된 공기(P)를 유입하도록 하는 진공부(120a)를 포함하며, 진공부(120a)는 플러그(142) 표면의 전방과 가스 출구(120b)의 후방 사이에 위치한다.

또한, 가열 팁(112)의 전단 끝과 가스 분사관(111)의 후단 끝에는 각각 나사부1(112a)과 나사부1(111a)가 형성되어 서로 결합 또는 분리되며, 가열 팁(112)은 분사되는 화염이 역류되는 것을 방지하는 역화 방지 장치를 구비한다.

상기 역화 방지 장치는 가열 팁(112)의 직경이 가스 분사관(111)의 직경 보다 작아서 분사되는 화염이 역류되는 것을 방지하는 1차적인 역할과 상기 가열 팁(112)의 내부에 가스를 분사하기 위한 노즐부(미도시)가 전협후광(앞이 가늘고 뒤가 넓음) 형태로 형성되어 노즐부의 선단부의 유속이 후단부의 유속보다 빨라 화염이 역류되는 것을 방지하는 2차적 역할을 한다.

본 발명은 화구(가열 팁) 교체가 가능한 가스 예열기로서 기존의 예열기는 화구의 녹힘 현상이나 손상이 일어 날 경우 수리가 불가능하며 또한 분사되는 공기(에어)와 가스량 조절이 힘들어 불완전 연소가 일어나서 수리하는 경우 많은 시수를 사용하나 본 발명은 가스 예열기의 화구에 탭을 뚫어(나사부 형성) 화구를 교체할 수 있다.

또한, 본 발명은 에어 호스가 필요 없으며, 이 원리는 가스가 분사될 경우 혼합부(120) 뒷 부분에 진공 구역이 생겨 그 진공 구역에 에어를 흡입할 수 있으며 에어 분사량은 흡입된 에어량 보다 많은 양이 분사된다.

수동 공기 조절 노브(144)로 그 흡입된 양을 조절하여 완전 연소가 가능하도록 에어량을 조절할 수 있고 공기 압축기(Air compressor)를 사용하지 않아 경제적이다.

에어량 조절은 공기 차단막(143)과 플러그(142) 사이의 직선 거리를 가감하여 제어할 수 있다.

본 발명의 원리는 가스 공급관(121)에 연결된 가스 압축기 또는 펌프 등을 통해 가스가 유입되면 혼합부(120) 뒷 부분에 진공 조건(Vacuum condition) 상태가 되며 압력의 차이로 인해 외부의 공기가 유입된다.

유입된 공기는 제트 기류를 형성하여 유입된 공기량 보다 많은 양의 에어가 분사되며 공기 조절 노브(144)는 유입되는 공기의 량을 조절하는 소자로 유입된 양을 조절하여 적정한 양의 공기를 혼합부(120)로 공급할 수 있다.

110 : 가스 분사부 111 : 가스 분사관
112 : 가열 팁 113 : 역화 방지부
120 : 혼합부 120a : 진공부
120b : 가스 출구 121 : 가스 공급관
140 : 몸체부 141 : 나사부
142 : 플러그 143a,143b : 공기 차단막
144 : 공기 조절 노브

Claims (4)

1. 용접부를 예열하기 위해 가스와 공기를 유입하여 혼합하는 예열기의 혼합 장치에 있어서,
   상기 예열기의 손잡이 역할을 하며 후방으로부터 상기 공기를 유입하는 몸체부;
   상기 몸체부로부터 전방으로 연장된 몸체로 이루어지며 상기 연장된 몸체에 가스 공급관이 접속되며 상기 가스 공급관이 위치한 전방으로 깔대기 형상의 가스 출구가 형성되며 상기 가스 공급관으로부터 공급된 가스와 상기 공기를 고르게 혼합하여 일정한 압력으로 상기 혼합된 가스와 공기를 상기 가스 출구를 통하여 분사하는 혼합부; 및
   상기 혼합부의 깔대기 형상의 가스 출구에 접속 및 연장된 파이프로 이루어지는 가스 분사관과 상기 가스 분사관에 접속된 가열 팁을 통하여 상기 일정한 압력으로 혼합된 가스와 공기를 분사하여 화염을 생성시키는 가스 분사부를 포함하며,
   상기 혼합부는 상기 가스 공급관을 통하여 공급되는 가스가 상기 깔대기 형상의 가스 출구를 통하여 배출되는 가스의 압력 및 유속에 의하여 진공을 형성하여 몸체부를 통하여 외부로부터 입력된 공기를 유입하도록 하는 진공부를 포함하며, 상기 진공부는 플러그 표면의 전방과 상기 가스 출구의 후방 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열 혼합 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체부는 상기 가스 공급관의 후방에 위치하며 본체의 표면에 수직한 방향으로 고정된 플레이트로 이루어진 공기 차단막과 접촉하여 외부에서 공급되는 공기를 차단하는 플러그; 상기 플러그의 후방으로 연장되는 본체로 이루어지며 상기 본체에 형성된 나사부와 전후진 하도록 결합되도록 상기 몸체부에 형성된 나사부; 및 상기 나사부가 형성된 몸통의 끝에서 연장된 파이프에 고정되며 상기 파이프의 축의 회전에 의해 상기 나사부를 전후진 시킴으로 외부의 공기를 상기 혼합부로의 공급량을 조절하는 공기 조절 노브를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열 혼합 장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 가열 팁은 분사되는 화염이 역류되는 것을 방지하는 역화 방지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접부 예열 혼합 장치.
   

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