KR101505164B1 - Cutting device using hydrogen gas - Google Patents

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KR101505164B1
KR101505164B1 KR1020130115299A KR20130115299A KR101505164B1 KR 101505164 B1 KR101505164 B1 KR 101505164B1 KR 1020130115299 A KR1020130115299 A KR 1020130115299A KR 20130115299 A KR20130115299 A KR 20130115299A KR 101505164 B1 KR101505164 B1 KR 101505164B1
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preheating
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cutting torch
cut
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KR1020130115299A
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Inventor
김영호
김인수
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현대제철 주식회사
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Abstract

Provided is a cutting device using hydrogen capable of cutting an object by quickly heating the object by generating preheating flame by using hydrogen as burning fuel. According to an embodiment of the present invention, the cutting device using hydrogen comprises: a cutting torch; a preheating oxygen supply unit to supply preheating oxygen to the cutting torch to generate preheating flame to preheat a cut object; a burning fuel supply unit to supply hydrogen, which generates preheating flame by being mixed with preheating oxygen in the rear end of a nozzle of the cutting torch, as burning fuel to the cutting torch; and a high pressure oxygen supply unit to supply high pressure oxygen to the cutting torch to cut the object preheated by the preheating flame.

Description

수소를 이용한 절단 장치{CUTTING DEVICE USING HYDROGEN GAS}[0001] CUTTING DEVICE USING HYDROGEN GAS [0002]

본 발명은 수소를 이용한 절단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting apparatus using hydrogen.

일반적으로 예열용 가스를 이용한 절단 장치는 LPG 또는 LNG 가스를 이용한 고온의 가스 불꽃(화염)을 피절단 대상물의 표면에 분사하여 피절단 대상물의 표면에 얇은 용융층을 형성한 후, 고압의 산소를 분사하여 피절단 대상물을 절단하고 있다.Generally, in the cutting apparatus using the preheating gas, a hot gas flame (flame) using LPG or LNG gas is sprayed on the surface of the object to be cut, a thin molten layer is formed on the surface of the object to be cut, And the object to be cut is cut.

이러한 절단 장치는 피절단 대상물의 표면을 가열하기 위하여 이용되는 예열용 가스가 충분한 온도로 분사될 수 있도록 연소를 위한 산소의 공급이 필수적으로 요구된다.This cutting apparatus is essentially required to supply oxygen for combustion so that the preheating gas used to heat the surface of the object to be cut can be jetted at a sufficient temperature.

또한, LPG 또는 LNG와 같은 일반적인 연소가스는 피절단 대상물의 표면을 용융에 필요한 온도로 가열시키기 위해 충분한 가열시간이 요구된다.In addition, a general combustion gas such as LPG or LNG requires a sufficient heating time to heat the surface of the object to be cut to a temperature required for melting.

또한, LPG 및 LNG는 화염의 폭이 넓어 피절단 대상물을 절단할 때 절단되어 소실되는 부분의 내경이 상당히 넓어 재료의 상당한 손실을 발생하며, 이로 인해 많은 분진(Yellow Fume 등) 및 유해가스가 발생하여 환경을 오염시킨다.In addition, since LPG and LNG have a large flame width, when the object to be cut is cut, the inner diameter of the part to be cut and disappear is considerably widened, resulting in a considerable loss of the material. As a result, much dust (yellow fume, etc.) Thereby polluting the environment.

이와 같은 본 발명의 배경 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0131828호(2009.12.30, 브라운 가스를 이용한 후판 홀 절단기)에 개시되어 있다.Such a background technique of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0131828 (December 30, 2009, Heavy plate hole cutter using Brown gas).

본 발명의 실시예들은, 수소를 연소 연료로 이용하여 예열화염을 생성함으로써 피절단 대상물을 신속하게 가열하여 절단할 수 있는 수소를 이용한 절단 장치를 제공하는 것이다.Embodiments of the present invention provide a cutting device using hydrogen which can rapidly heat and cut a material to be cut by generating a preheating flame by using hydrogen as a combustion fuel.

본 발명의 일 측면에 따르면, 절단토치; 피절단 대상물을 예열하는 예열화염이 생성되도록 상기 절단토치에 예열 산소를 공급하는 예열 산소 공급부; 상기 절단토치의 노즐 후단에서 상기 예열 산소와 혼합되어 상기 예열화염을 생성하는 수소를 연소 연료로 상기 절단토치에 공급하는 연소 연료 공급부; 및 상기 예열화염에 의해 예열된 피절단 대상물이 절단되도록 고압의 산소를 상기 절단토치에 공급하는 고압 산소 공급부를 포함하는 수소를 이용한 절단 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a cutting torch is provided. A preheating oxygen supply unit for supplying preheated oxygen to the cutting torch so as to generate a preheating flame for preheating the object to be cut; A combustion fuel supply unit for supplying hydrogen to the cutting torch as combustion fuel mixed with the preheated oxygen at a nozzle rear end of the cutting torch to generate the preheating flame; And a high-pressure oxygen supply section for supplying high-pressure oxygen to the cutting torch so as to cut the object to be cut which has been preheated by the preheating flame.

상기 절단토치는, 상기 예열화염이 생성되도록 상기 예열 산소를 상기 피절단 대상물로 분사하는 예열 산소 노즐; 상기 예열화염이 생성되도록 상기 수소를 상기 피절단 대상물로 분사하는 연소 연료 노즐; 및 상기 예열화염에 의해 예열된 상기 피절단 대상물이 절단되도록 상기 고압 산소를 상기 예열된 피절단 대상물에 분사하는 고압 산소 노즐을 포함할 수 있다.Wherein the cutting torch includes a preheating oxygen nozzle for spraying the preheated oxygen to the object to be cut so that the preheating flame is generated; A combustion fuel nozzle for injecting the hydrogen into the object to be cut so as to generate the preheating flame; And a high-pressure oxygen nozzle for jetting the high-pressure oxygen to the preheated object to be cut so that the object to be cut, which has been preheated by the preheating flame, is cut off.

상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐 및 상기 고압 산소 노즐 중 적어도 둘 이상은 상기 절단토치의 진행방향을 기준으로 상기 진행방향에 대해 평행하도록 일렬로 배열될 수 있다.At least two of the preheating oxygen nozzle, the combustion fuel nozzle, and the high-pressure oxygen nozzle may be arranged in a line so as to be parallel to the traveling direction with respect to the traveling direction of the cutting torch.

상기 절단토치의 팁부 상에는 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐과 상기 고압 산소 노즐이 배치될 수 있으며, 상기 절단토치의 팁부는 상기 절단토치의 진행방향을 따라 상기 팁부의 길이가 폭에 비해 길쭉한 슬릿(slit) 형상을 포함할 수 있다.The tip of the cutting torch may be provided with a slit having an elongated slit in the length direction of the tip along the advancing direction of the cutting torch, and a slit shape.

수소를 이용한 절단 장치는 상기 예열 산소 공급부와 상기 절단토치 사이에 개재되어 상기 예열 산소를 상기 예열 산소 노즐로 공급하는 예열 산소 공급라인; 및 상기 연소 연료 공급부와 상기 절단토치 사이에 개재되어 상기 수소를 상기 연소 연료 노즐로 공급하는 연소 연료 공급라인을 더 포함할 수 있으며, 상기 예열 산소와 상기 수소는 상기 예열 산소 공급라인과 상기 연소 연료 공급라인을 통해 서로 분리된 상태로 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐로 공급되며, 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐에서 분사된 후 서로 혼합되어 연소될 수 있다.A hydrogen pre-heating oxygen supply line interposed between the preheating oxygen supply unit and the cutting torch to supply the preheated oxygen to the preheated oxygen nozzle; And a combustion fuel supply line interposed between the combustion fuel supply unit and the cutting torch for supplying the hydrogen to the combustion fuel nozzle, wherein the preheated oxygen and the hydrogen are supplied to the preheated oxygen supply line and the combustion fuel Supplied to the preheating oxygen nozzle and the combustion fuel nozzle separately from each other through a supply line and mixed with each other after being injected from the preheating oxygen nozzle and the combustion fuel nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치는, 수소를 연소 연료로 이용하여 고온의 예열화염을 생성함으로써 피절단 대상물을 신속하게 가열하여 절단할 수 있다.The apparatus for cutting with hydrogen according to an embodiment of the present invention can rapidly heat and cut the object to be cut by using hydrogen as a combustion fuel to generate a high temperature preheating flame.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치의 절단토치를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치의 절단토치의 변형례를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치의 절단토치의 다른 변형례를 나타낸 횡단면도이다.1 is a schematic view of a hydrogen cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cutting torch of a hydrogen cutting apparatus according to an embodiment of the present invention, with reference to a cutting line A-A 'of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing a modification of the cutting torch of the hydrogen cutting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing another modification of the cutting torch of the hydrogen cutting device according to the embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 수소를 이용한 절단 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an embodiment of a hydrogen cutting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout. A duplicate description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 본 발명의 일 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치의 절단토치를 나타낸 횡단면도이다.FIG. 1 is a schematic view of a hydrogen cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line A-A ' Sectional view showing the cutting torch of the apparatus.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치(1000)는 예열 산소 공급부(100)와 연소 연료 공급부(200)와 고압 산소 공급부(300) 및 절단토치(400)를 포함한다.1 and 2, a hydrogen cutting apparatus 1000 according to the present embodiment includes a preheating oxygen supply unit 100, a combustion fuel supply unit 200, a high-pressure oxygen supply unit 300, and a cutting torch 400 .

이러한 본 실시예에 따르면, 수소를 연소 연료로 이용하여 고온의 예열화염을 생성함으로써 피절단 대상물(1)을 신속하게 가열하여 절단할 수 있다.According to this embodiment, the object 1 to be cut can be quickly heated and cut by generating a preheating flame at a high temperature using hydrogen as the combustion fuel.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치(1000)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, each configuration of the hydrogen cutting apparatus 1000 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

예열 산소 공급부(100)는 피절단 대상물(1)을 예열하기 위한 고온의 예열화염(가스 불꽃)이 생성되도록 피절단 대상물(1)을 절단하는 절단토치(400)에 예열 산소를 적절한 유량으로 공급하는 장치이다.The preheating oxygen supply unit 100 supplies preheated oxygen at a proper flow rate to the cutting torch 400 cutting the object 1 to be cut so as to generate a preheating flame at a high temperature (gas flame) for preheating the object 1 to be cut .

즉, 피절단 대상물(1)의 표면을 가열(예열)하기 위해 후술할 수소가스를 예열용 가스(연소 연료)로 분사할 때 이러한 예열용 가스가 충분한 온도로 연소될 수 있도록 연소를 위한 예열 산소를 예열 산소 공급부(100)로부터 공급할 수 있다.That is, when the hydrogen gas to be described later is injected into the preheating gas (combustion fuel) so as to heat (preheat) the surface of the object 1 to be cut, the preheating oxygen Can be supplied from the preheated oxygen supply part (100).

참고로, 여기서의 피절단 대상물(1)은 예를 들어 철판과 같은 금속재질일 수 있다.For reference, the object 1 to be cut herein may be a metal material such as an iron plate.

이러한 예열 산소는 도 1에 도시된 바와 같이 예열 산소 공급부(100)와 절단토치(400) 사이에 개재된 예열 산소 공급라인(110)을 통해 후술할 절단토치(400)의 예열 산소 노즐(410)로 바로 공급될 수 있다.The preheating oxygen is supplied to the preheating oxygen nozzle 410 of the cutting torch 400, which will be described later, through the preheating oxygen supply line 110 interposed between the preheating oxygen supplier 100 and the cutting torch 400, As shown in FIG.

본 실시예의 경우는, 예열 산소가 별도의 예열 산소 공급라인(110)을 통해 예열 산소 노즐(410)로 바로 공급됨으로써 예열 산소가 이송되는 과정에서 가연성이 매우 높은 수소와 접촉하여 역화 현상이 발생하는 것을 사전에 차단할 수 있다.In the case of this embodiment, preheated oxygen is directly supplied to the preheated oxygen nozzle 410 through the separate preheated oxygen supply line 110, so that backwashing occurs due to contact with hydrogen having high flammability in the course of preheated oxygen being transferred Can be blocked in advance.

연소 연료 공급부(200)는 절단에 적합한 예열화염을 생성하도록 제어된 유량의 수소를 연소 연료로 공급하는 장치이다.The combustion fuel supply part 200 is a device for supplying hydrogen at a controlled flow rate to the combustion fuel so as to generate a preheating flame suitable for cutting.

연소 연료 공급부(200)를 통해 공급되는 수소는 절단토치(400)의 노즐 후단에서 예열 산소와 적당한 비율로 혼합되어 연소됨으로써 절단에 적합한 예열화염을 생성할 수 있다.The hydrogen supplied through the combustion fuel supply part 200 is mixed with the preheated oxygen at a proper ratio at the rear end of the nozzle of the cutting torch 400 and burned to generate a preheating flame suitable for cutting.

이러한 수소는 도 1에 도시된 바와 같이 연소 연료 공급부(200)와 절단토치(400) 사이에 개재된 연소 연료 공급라인(210)을 통해 후술할 절단토치(400)의 연소 연료 노즐(420)로 바로 공급될 수 있다.1, the hydrogen is supplied to the combustion fuel nozzle 420 of the cutting torch 400, which will be described later, through the combustion fuel supply line 210 interposed between the combustion fuel supply part 200 and the cutting torch 400 Can be supplied immediately.

본 실시예의 경우는, 가연성이 높은 수소가 별도의 연소 연료 공급라인(210)을 통해 연소 연료 노즐(420)로 바로 공급됨으로써 수소가 이송되는 과정에서 연소에 필요한 산소와 접촉하여 역화 현상이 발생하는 것을 사전에 차단할 수 있다.In the case of this embodiment, hydrogen having high flammability is directly supplied to the combustion fuel nozzle 420 through the separate combustion fuel supply line 210, so that backwashing occurs due to contact with oxygen necessary for combustion in the process of transferring hydrogen Can be blocked in advance.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 가연성이 높은 수소와 연소에 필요한 예열 산소를 각각 별도의 배관을 통해 분리하여 공급함으로써, 역화 현상의 발생을 최소화할 수 있으며 역화 방지에 필요한 역화 방지 장치를 별도로 구비할 필요가 없다.As described above, according to the present embodiment, by separately supplying the hydrogen having high flammability and the preheated oxygen required for the combustion separately through separate pipes, the occurrence of the back flushing can be minimized and the flushing prevention device necessary for the flushing prevention can be additionally provided no need.

구체적으로 본 실시예에서는, 예열 산소와 수소가 예열 산소 공급라인(110)과 연소 연료 공급라인(210)을 통해 서로 분리된 상태로 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420)로 공급될 수 있으며, 이렇게 공급된 예열 산소와 수소는 각각 그에 상응하는 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420)에서 분사된 후 서로 혼합되어 연소될 수 있다.Specifically, in this embodiment, preheated oxygen and hydrogen are supplied to the preheated oxygen nozzle 410 and the combustion fuel nozzle 420 while being separated from each other through the preheated oxygen supply line 110 and the combustion fuel supply line 210 And the supplied preheated oxygen and hydrogen may be mixed with each other after they are injected from the corresponding preheating oxygen nozzle 410 and the combustion fuel nozzle 420, respectively.

이 경우, 피절단 대상물(1)을 절단하기 적합한 예열온도로 예열화염을 생성할 수 있도록, 수소와 예열 산소는 각각 분리 제어된 유량으로 연소 연료 노즐(420)과 예열 산소 노즐(410)을 통해 노즐 후단으로 분사될 수 있다.In this case, the hydrogen and the preheated oxygen are supplied through the combustion fuel nozzle 420 and the preheating oxygen nozzle 410 at a controlled flow rate, respectively, so that the preheated flame can be generated at a preheating temperature suitable for cutting the object 1 to be cut And can be injected to the rear end of the nozzle.

이렇게 별도의 배관을 통해 분리된 상태로 노즐 후단으로 토출된 수소와 예열 산소는, 노즐 후단에서 혼합되어 연소되는 확산연소 방식으로 예열화염을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 고온의 예열화염은 피절단 대상물(1)을 신속하게 승온시킬 수 있으며, 고압 산소 노즐(430)을 통해 토출되는 고압 산소로 피절단 대상물(1)의 절단을 가능하게 한다.The hydrogen and the preheated oxygen discharged to the rear end of the nozzle separately from each other through the separate piping can be generated by the diffusion combustion method in which the mixture is combusted at the rear end of the nozzle to generate the preheating flame. The high-temperature preheating flame thus generated can quickly raise the temperature of the object 1 to be cut and enable cutting of the object 1 to be cut with high-pressure oxygen discharged through the high-pressure oxygen nozzle 430.

한편, 연소 연료 공급부(200)는 예를 들어 물을 전기분해하여 수소를 생산할 수 있다. 이외에도, 연소 연료 공급부(200)는 열분해방법, 미생물이용 광합성방법, 광촉매방법 등을 이용하여 수소를 생산할 수 있다.Meanwhile, the combustion fuel supply unit 200 can produce hydrogen by, for example, electrolyzing water. In addition, the combustion fuel supply unit 200 can produce hydrogen using a pyrolysis method, a microbial photosynthetic method, a photocatalytic method, or the like.

이와 같이 예열 산소 공급부(100)와 연소 연료 공급부(200)에서 공급되는 예열 산소와 수소를 고온으로 연소시켜 피절단 대상물(1)의 표면을 예열함으로써, 후술할 고압 산소를 통해 피절단 대상물(1) 절단 시 피절단 대상물(1)의 용융물이 절단토치(400)의 팁부로 튀어 역화에 의한 파손이나 인명 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.The preheated oxygen and hydrogen supplied from the preheating oxygen supplier 100 and the combustion fuel supplier 200 are burned at a high temperature to preheat the surface of the object 1 to be cut so that the object 1 It is possible to prevent the melt of the object 1 to be cut off from being tipped by the tip of the cutting torch 400 and to prevent the breakage or injury caused by backwarding.

고압 산소 공급부(300)는 예열화염에 의해 예열된 피절단 대상물(1)이 절단되도록 고압의 산소를 공급하는 장치이다.The high-pressure oxygen supply unit 300 is a device for supplying high-pressure oxygen so that the object 1 to be cut, which has been preheated by the preheating flame, is cut.

이러한 고압 산소는 도 1에 도시된 바와 같이 고압 산소 공급부(300)와 절단토치(400) 사이에 개재된 고압 산소 공급라인(310)을 통해 후술할 절단토치(400)의 고압 산소 노즐(430)로 바로 공급될 수 있다.The high pressure oxygen is supplied to the high pressure oxygen nozzle 430 of the cutting torch 400 through a high pressure oxygen supply line 310 interposed between the high pressure oxygen supply unit 300 and the cutting torch 400, As shown in FIG.

절단토치(400)는 앞서 설명한 연소를 위한 예열 산소, 연소 연료인 수소, 절단을 위한 고압 산소를 이용하여 피절단 대상물(1)을 절단하는 장치이다.The cutting torch 400 is a device for cutting the object 1 to be cut using the preheating oxygen for combustion, hydrogen as a combustion fuel, and high-pressure oxygen for cutting as described above.

구체적으로, 본 실시예에 따른 절단토치(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420) 및 고압 산소 노즐(430)을 포함할 수 있다.Specifically, the cutting torch 400 according to the present embodiment may include a preheating oxygen nozzle 410, a combustion fuel nozzle 420, and a high-pressure oxygen nozzle 430, as shown in FIG.

예열 산소 노즐(410)은 예열화염이 생성되도록 예열 산소 공급부(100)에서 공급된 예열 산소를 피절단 대상물(1)로 토출할 수 있다.The preheating oxygen nozzle 410 may discharge the preheated oxygen supplied from the preheating oxygen supplier 100 to the object 1 to be cut so as to generate a preheating flame.

연소 연료 노즐(420)은 예열화염이 생성되도록 연소 연료 공급부(200)에서 공급된 수소를 피절단 대상물(1)로 토출할 수 있다.The combustion fuel nozzle 420 can discharge the hydrogen supplied from the combustion fuel supply part 200 to the object 1 to be cut so that a preheating flame is generated.

고압 산소 노즐(430)은 이러한 예열화염에 의해 예열된 피절단 대상물(1)이 고압 산소의 에너지(물체와 충돌하는 힘)에 의해 절단되도록 고압 산소를 예열된 피절단 대상물(1)에 고압으로 토출할 수 있다.The high-pressure oxygen nozzle 430 is configured to pressurize the high-pressure oxygen to the preheated object 1 so as to be cut by the energy of the high-pressure oxygen (force to collide with the object) preheated by the preheating flame at high pressure Can be discharged.

본 실시예의 경우, 예열 산소 노즐(410)과 고압 산소 노즐(430)는 그 상응하는 단부에 노즐이 형성된 파이프 형상일 수 있다. 이 경우, 연소 연료 노즐(420)은 도 2에 도시된 바와 같이 파이프 형상의 예열 산소 노즐(410)과 고압 산소 노즐(430)을 둘러싸도록 그 외측에 형성되는 파이프 형태를 가질 수 있다.In this embodiment, the preheating oxygen nozzle 410 and the high-pressure oxygen nozzle 430 may be in the form of a pipe having nozzles formed at corresponding ends thereof. In this case, the combustion fuel nozzle 420 may have a pipe shape formed on the outer side so as to surround the pipe-shaped preheating oxygen nozzle 410 and the high-pressure oxygen nozzle 430 as shown in FIG.

또한 본 실시예에 따르면, 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420) 및 고압 산소 노즐(430) 중 적어도 둘 이상은 절단토치(400)의 진행방향(도 1 및 도 2의 화살표 참조)을 기준으로 상기 진행방향에 대해 평행하도록 일렬로 배열될 수 있다.According to this embodiment, at least two or more of the preheating oxygen nozzle 410, the combustion fuel nozzle 420, and the high-pressure oxygen nozzle 430 are moved in the advancing direction of the cutting torch 400 (see the arrows in Figs. 1 and 2) And may be arranged in a line so as to be parallel to the traveling direction with respect to the traveling direction.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420) 및 고압 산소 노즐(430) 중 적어도 둘 이상이 서로에 대해 일렬로 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 경우는 한 쌍의 예열 산소 노즐(410)과 하나의 고압 산소 노즐(430)이 진행방향에 평행하도록 일렬로 배열될 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, at least two or more of the preheating oxygen nozzle 410, the combustion fuel nozzle 420, and the high-pressure oxygen nozzle 430 may be arranged in a line with respect to each other. In the case shown in FIG. 2, a pair of preheating oxygen nozzles 410 and one high-pressure oxygen nozzle 430 may be arranged in a line so as to be parallel to the traveling direction.

한편, 본 실시예에서는 일렬로 배열된 한 쌍의 예열 산소 노즐(410)과 하나의 고압 산소 노즐(430)을 파이프 형상의 연소 연료 노즐(420)이 둘러싸는 형태로 도시되어 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 이들의 배열 순서 및 그 모양은 다양하게 변형될 수 있다.In the present embodiment, a pair of preheating oxygen nozzles 410 and a single high-pressure oxygen nozzle 430 arranged in a row are surrounded by a pipe-shaped combustion fuel nozzle 420. However, But the present invention is not necessarily limited thereto, and their arrangement order and shape may be variously modified.

도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 수소를 이용한 절단 장치(1000)의 절단토치(400)의 다른 몇 가지 변형례를 나타낸 횡단면도이다.Figs. 3 and 4 are cross-sectional views showing another modification of the cutting torch 400 of the hydrogen cutting apparatus 1000 according to the present embodiment.

한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 절단토치(400)의 팁부(도 1을 기준으로 절단토치(400)의 하면) 상에는 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420) 및 고압 산소 노즐(430)이 배치될 수 있다.On the other hand, as shown in FIGS. 2 to 4, a preheating oxygen nozzle 410, a combustion fuel nozzle 420, and a high-pressure oxygen nozzle 420 are disposed on the tip of the cutting torch 400 (the lower surface of the cutting torch 400 with reference to FIG. 1) The nozzle 430 can be disposed.

이 경우, 절단토치(400)의 팁부는 도 2에 도시된 바와 같이 절단토치(400)의 진행방향을 따라 팁부(도 2를 기준으로 단부의 하면)의 길이(L)가 그 폭(W)에 비해 길쭉한 슬릿(slit) 형상을 포함할 수 있다.2, the length L of the tip portion (the lower surface of the end portion with reference to FIG. 2) along the advancing direction of the cutting torch 400 is smaller than the width W thereof, And may include an elongated slit shape as compared to the slit shape.

이와 같이 절단토치(400)의 팁부를 폭(W)에 비해 길이(L)가 길쭉한 슬릿 형태로 만들고 그 팁부 상에는 예열 산소 노즐(410)과 연소 연료 노즐(420) 및 고압 산소 노즐(430) 중 적어도 둘 이상이 서로에 대해 일렬로 배열되도록 배치함으로써, 절단토치(400)의 진행방향을 기준으로 볼 때 예열 산소와 수소의 연소로 생성되는 예열화염의 폭을 줄일 수 있고 그 길이방향을 늘릴 수 있다.The tip portion of the cutting torch 400 is formed into a slit having a length L that is longer than the width W of the cutting torch 400. The tip of the preheating oxygen nozzle 410 and the combustion fuel nozzle 420 and the high- It is possible to reduce the width of the preheating flame generated by the combustion of preheating oxygen and hydrogen as viewed from the traveling direction of the cutting torch 400 and to increase the length direction thereof by arranging at least two or more of them so as to be arranged in a line with respect to each other have.

이와 같이 본 실시예에 따르면, LPG 또는 LNG와 같은 일반적인 연소가스를 이용하여 예열화염을 생성하는 것에 비해 생성되는 예열화염의 폭이 상대적으로 좁아질 수 있으며 이에 상응하여 피절단 대상물(1)을 절단할 때 소실되어 없어지는 부분의 폭도 최소화할 수 있어 절단되어 없어지는 재료의 손실을 최소화할 수 있다.As described above, according to this embodiment, the width of the preheating flame generated can be relatively narrow as compared with the case of generating the preheating flame by using general combustion gas such as LPG or LNG, and correspondingly, the object to be cut 1 is cut The width of the disappearing portion can be minimized, and the loss of the material to be cut off can be minimized.

결과적으로, 이러한 재료가 소실될 때 발생할 수 있는 분진(Yellow Fume 등)이나 유해가스의 발생빈도를 줄일 수 있어 환경 오염의 가능성을 줄일 수 있다.
As a result, dusts (such as yellow fume) and harmful gas that may occur when these materials are lost can be reduced, thereby reducing the possibility of environmental pollution.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

1000: 수소를 이용한 절단 장치
100: 예열 산소 공급부
110: 예열 산소 공급라인
200: 연소 연료 공급부
210: 연소 연료 공급라인
300: 고압 산소 공급부
310: 고압 산소 공급라인
400: 절단토치
410: 예열 산소 노즐
420: 연소 연료 노즐
430: 고압 산소 노즐1000: Cutting device using hydrogen
100: preheating oxygen supply
110: preheated oxygen supply line
200: Combustion fuel supply part
210: Combustion fuel supply line
300: high-pressure oxygen supply unit
310: High pressure oxygen supply line
400: Cutting torch
410: Preheating oxygen nozzle
420: Combustion fuel nozzle
430: High-pressure oxygen nozzle

Claims (5)

절단토치;
피절단 대상물을 예열하는 예열화염이 생성되도록 상기 절단토치에 예열 산소를 공급하는 예열 산소 공급부;
상기 절단토치의 노즐 후단에서 상기 예열 산소와 혼합되어 상기 예열화염을 생성하는 수소를 연소 연료로 상기 절단토치에 공급하는 연소 연료 공급부; 및
상기 예열화염에 의해 예열된 피절단 대상물이 절단되도록 고압의 산소를 상기 절단토치에 공급하는 고압 산소 공급부를 포함하되,
상기 절단토치는,
상기 예열화염이 생성되도록 상기 예열 산소를 상기 피절단 대상물로 분사하는 예열 산소 노즐;
상기 예열화염이 생성되도록 상기 수소를 상기 피절단 대상물로 분사하는 연소 연료 노즐; 및
상기 예열화염에 의해 예열된 상기 피절단 대상물이 절단되도록 상기 고압 산소를 상기 예열된 피절단 대상물에 분사하는 고압 산소 노즐을 포함하며,
상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐 및 상기 고압 산소 노즐 중 적어도 둘 이상은 상기 절단토치의 진행방향을 기준으로 상기 진행방향에 대해 평행하도록 일렬로 배열되는, 수소를 이용한 절단 장치.
Cutting torch;
A preheating oxygen supply unit for supplying preheated oxygen to the cutting torch so as to generate a preheating flame for preheating the object to be cut;
A combustion fuel supply unit for supplying hydrogen to the cutting torch as combustion fuel mixed with the preheated oxygen at a nozzle rear end of the cutting torch to generate the preheating flame; And
And a high-pressure oxygen supply unit for supplying high-pressure oxygen to the cutting torch so as to cut the object to be cut which has been preheated by the preheating flame,
Wherein the cutting torch comprises:
A preheating oxygen nozzle for spraying the preheated oxygen to the object to be cut so as to generate the preheating flame;
A combustion fuel nozzle for injecting the hydrogen into the object to be cut so as to generate the preheating flame; And
And a high-pressure oxygen nozzle for jetting the high-pressure oxygen to the preheated object to be cut so that the object to be cut which has been preheated by the preheating flame is cut,
Wherein at least two of the preheating oxygen nozzle, the combustion fuel nozzle, and the high-pressure oxygen nozzle are arranged in a line so as to be parallel to the traveling direction with respect to a traveling direction of the cutting torch.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 절단토치의 팁부 상에는 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐과 상기 고압 산소 노즐이 배치되며,
상기 절단토치의 팁부는 상기 절단토치의 진행방향을 따라 상기 팁부의 길이가 폭에 비해 길쭉한 슬릿(slit) 형상을 포함하는, 수소를 이용한 절단 장치.
The method according to claim 1,
The preheating oxygen nozzle, the combustion fuel nozzle, and the high-pressure oxygen nozzle are disposed on the tip of the cutting torch,
Wherein the tip portion of the cutting torch includes a slit shape in which the length of the tip portion is elongated along the advancing direction of the cutting torch.
제1항에 있어서,
상기 예열 산소 공급부와 상기 절단토치 사이에 개재되어 상기 예열 산소를 상기 예열 산소 노즐로 공급하는 예열 산소 공급라인; 및
상기 연소 연료 공급부와 상기 절단토치 사이에 개재되어 상기 수소를 상기 연소 연료 노즐로 공급하는 연소 연료 공급라인을 더 포함하되,
상기 예열 산소와 상기 수소는 상기 예열 산소 공급라인과 상기 연소 연료 공급라인을 통해 서로 분리된 상태로 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐로 공급되며, 상기 예열 산소 노즐과 상기 연소 연료 노즐에서 분사된 후 서로 혼합되어 연소되는, 수소를 이용한 절단 장치.
The method according to claim 1,
A preheating oxygen supply line interposed between the preheating oxygen supply unit and the cutting torch to supply the preheated oxygen to the preheated oxygen nozzle; And
And a combustion fuel supply line interposed between the combustion fuel supply unit and the cutting torch for supplying the hydrogen to the combustion fuel nozzle,
The preheated oxygen and the hydrogen are supplied to the preheated oxygen nozzle and the combustion fuel nozzle while being separated from each other through the preheated oxygen supply line and the combustion fuel supply line, And then mixed with each other and burned.
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