KR101546928B1 - 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스토치의 토치헤드 선단에 조립 설치되어 예열용 또는 용접이나 절단용 화염을 분사시키도록 한 가스토치용 분사팁에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분사팁의 선단면 중앙에 분사공과 연계된 역화방지파이프를 돌출 형성시키거나, 분사팁의 선단면 중앙에 역화방지돌기를 돌출 형성시킴으로서, 가스토치를 이용한 예열작업이나 용접 또는 절단작업시 분사팁의 선단면이 대상물의 표면과 밀착되는 상황을 원천적으로 차단시켜 역화현상을 미연에 방지할 수 있도록 하며, 특히 보조화염을 제공하는 저압의 누출홈을 따라 고압의 메인화염이 역류되지 않도록 함은 물론, 분사공과 누출홈이 형성된 분사팁의 선단부를 안전하게 보호하고, 좁은 통로인 누출홈으로 이물질 등이 쉽게 유입되지 않도록 하며, 상기 역화방지파이프를 스테인레스 스틸 재질로 하여 동합금 재질로 이루어지는 분사노즐의 선단면에 끼움식으로 삽입 설치함으로서, 소형파이프의 형태로 고온.고압 조건에 노출되는 역화방지파이프의 파손이나 손상을 방지하고 분사팁의 성능과 사용수명을 충분히 보장할 수 있도록 하며, 필요시 역화방지파이프 또는 역화방지돌기의 교체가 가능토록 함으로서, 분사팁의 사용에 따른 편의성과 경제성을 보다 더 향상시킬 수 있도록 한 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁에 관한 것이다.

Description

역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁{Ejection tip for a gas torch with device for preventing back-fire}

본 발명은 분사팁의 선단면 중앙에 분사공과 연계된 역화방지파이프를 돌출 형성시키거나, 분사팁의 선단면 중앙에 역화방지돌기를 돌출 형성시킴으로서, 가스토치를 이용한 예열작업이나 용접 또는 절단작업시 분사팁의 선단면이 대상물의 표면과 밀착되는 상황을 원천적으로 차단시켜 역화현상을 미연에 방지할 수 있도록 하며, 특히 보조화염을 제공하는 저압의 누출홈을 따라 고압의 메인화염이 역류되지 않도록 하고, 소형파이프 형태를 가지는 역화방지파이프가 고온.고압의 사용조건하에서도 손상이나 파손이 쉽게 발생하지 않도록 한 가스토치용 분사팁에 관한 것이다.

일반적으로 가스토치는 그 사용목적에 따라 예열이나 가열용 또는 용접이나 절단용 또는 세공용 등과 같은 여러 가지의 종류로 세분되어지지만, 토치의 몸체 내부로 가스와 산소를 동시에 주입하여 가스와 산소가 혼합되도록 한 다음, 이와 같이 혼합된 연료가 가스토치 선단의 분사팁으로 분출 및 연소되도록 하는 원리는 거의 동일하게 적용된다.

도 1에 도시된 것은 예열이나 가열작업에 주로 사용되는 가스토치(1)로서, 파이프 형상의 토치바디(2) 선단부에는 산소와 가스의 혼합기(2a)가 설치되고, 토치바디(2)의 후단부에는 산소호스니플(3)과 가스호스니플(4)이 커넥터(7)에 의하여 연결 설치되며, 상기 혼합기(2a)로부터 토치파이프(8)가 전방측으로 연장되고, 상기 토치파이프(8) 선단의 토치헤드(9)에 분사팁(10)이 체결 설치되며, 상기 산소호스니플(3)과 가스호스니플(4)에는 산소조절노브(5)와 가스조절노브(6)가 설치된 구성으로 이루어진다.

상기와 같이 예열이나 가열 목적으로 사용되는 가스토치(1)용 분사팁(10)은 크게 2가지의 종류로 대별되며, 그 중 하나는 좁은 면적의 예열이나 가열에 사용되는 집중예열식 분사팁이고, 다른 하나는 넓은 면적의 예열이나 가열에 사용되는 확산예열식 분사팁이다.

상기 집중예열식 분사팁(10)은 도 2의 (가)에 도시된 바와 같이, 메인화염의 분사공(12)이 중앙부에 관통 형성된 분사노즐(11)과, 상기 분사노즐(11)의 외부로 조립 설치되는 파이프 형태의 노즐캡(14)으로 이루어지며, 상기 분사노즐(11)의 후단부측에는 토치헤드(9)의 체결부(9a)와 조립되는 너트부(11a)가 형성되고, 분사노즐(11)의 선단측 주연부에는 보조화염의 조성을 위한 방사상의 누출홈(13)이 형성되며, 상기 노즐캡(14)의 후단부에는 분사노즐(11)과의 조립을 위한 너트부(14a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 확산예열식 분사팁(10)은 도 2의 (나)에 도시된 바와 같이, 원통바디(15)의 선단면(16)에 다수 개의 화염분출공(17)이 형성되고, 원통바디(15)의 후단부측에는 토치헤드(9)의 체결부(9a)와 조립되는 너트부(15a)가 형성되어 있는 바, 각각의 너트부(11a)(14a)(15a)는 스패너를 이용한 신속하고 견고한 체결작업을 위하여 통상 육각너트로 형성된다.

상기와 같은 분사팁(10)을 가스토치(1)에 장착하여 대상물 표면에 대한 예열이나 가열작업을 수행하는 과정에서, 도 2의 (가)에 도시된 집중식 분사팁(10)의 경우는 노즐캡(14)의 선단 주연부가 대상물의 표면과 밀착되고, 도 2의 (나)에 도시된 확산식 분사팁(10)의 경우는 원통바디(15)의 선단면(16)이 대상물의 표면과 밀착되는 상황이 종종 발생하게 된다.

상기와 같이 분사팁(10)의 선단측이 대상물의 표면과 밀착되면, 집중식 분사팁(10)의 경우는 분사공(12)을 통하여 고압으로 분사되는 메인화염이 누출홈(13)을 통하여 저압으로 분사되는 보조화염을 후방으로 밀어내면서 역화될 우려가 있고, 확산식 분사팁(10)의 경우는 각각의 화염분출공(17)으로 화염이 역류할 우려가 있으며, 이러한 역화현상은 화염을 소멸시켜 작업능률을 저하시키거나, 폭발사고와 같은 안전사고를 유발시키는 요인이 된다.

상기와 같은 역화현상을 차단시킬 수 있도록 한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 노즐캡(14)의 선단 주연부를 따라 방사상의 바이패스홈(18)을 형성시킴으로서, 분사팁(10)의 선단부가 대상물의 표면과 밀착될 경우, 상기 바이패스홈(18)을 따라 화염이 외부로 분출되도록 한 가스토치용 팁 어셈블리가 대한민국 공개특허 제 10-2012-0092384호(공개일자: 2012년 08월 21일)에 기재되어 알려져 있다.

그러나, 상기와 같이 노즐캡(14)의 선단부에 바이패스홈(18)을 형성시키게 되면, 분사팁(10)의 선단부가 대상물의 표면과 밀착되어 노즐캡(14)의 내측 부분이 밀폐공간을 이룬다고 가정할 경우, 화염의 역화방지를 위한 출구는 바이패스홈(18)에 의한 매우 좁은 통로로 한정됨으로서, 보다 원활하고 안전한 역화방지성능을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 분사팁(10)의 선단부가 대상물의 표면과 접촉할 경우, 대부분의 화염이 노즐캡(14)의 선단 내측에 갇히는 데 반하여, 화염이 분출될 수 있는 통로는 좁은 바이패스홈(18)으로 한정됨으로서, 노즐캡(14)의 선단 내측에 갇힌 화염이 바이패스홈(18)으로 분출되려고 하는 시점에 상당한 저항을 받게 되며, 이로 인하여 고압의 메인화염이 바이패스홈(18)으로 분출되기 이전에 저압의 누출홈(13)을 따라 역류하는 현상이 발생한다는 것이다.

뿐만 아니라, 분사공(12)을 통하여 분사되는 메인화염이 저압의 누출홈(13)으로 역류하는 과정에서 대상물의 표면에 존재하는 이물질이나 금속분이 함께 빨려 들어가 누출홈(13)의 좁은 통로를 막아 버리게 됨으로서, 이후의 작업시 누출홈(13)을 따라 조성되어야 할 보조화염, 즉 메인화염을 보조하는 주변불꽃이 제대로 형성되지 못하여 작업성능의 저하를 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 역화방지용 분사팁(10)은 도 2의 (가)에 도시된 집중예열식 분사팁(10) 또는 용접작업이나 절단작업에 사용되는 가스토치용 분사팁과 유사한 구조에만 한정하여 적용할 수 있는 것이며, 도 2의 (나)에 도시된 바와 같은 확산예열식 분사팁(10)을 위한 역화방지구조는 제시하지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제 10-2012-0092384호 (공개일자: 2012년 08월 21일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분사팁의 선단면 중앙에 분사공과 연계된 역화방지파이프를 돌출 형성시키거나, 분사팁의 선단면 중앙에 역화방지돌기를 돌출 형성시킴으로서, 가스토치를 이용한 예열작업이나 용접 또는 절단작업시 분사팁의 선단면이 대상물의 표면과 밀착되는 상황을 원천적으로 차단시켜 역화현상을 미연에 방지할 수 있도록 하며, 특히 보조화염을 제공하는 저압의 누출홈을 따라 고압의 메인화염이 역류되지 않도록 함은 물론, 분사공과 누출홈이 형성된 분사팁의 선단부를 안전하게 보호하고, 좁은 통로인 누출홈으로 이물질 등이 쉽게 유입되지 않도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 상기 역화방지파이프를 스테인레스 스틸 재질로 하여 동합금 재질로 이루어지는 분사노즐의 선단면에 끼움식으로 삽입 설치함으로서, 소형파이프의 형태로 고온.고압 조건에 노출되는 역화방지파이프의 파손이나 손상을 방지하고 분사팁의 성능과 사용수명을 충분히 보장할 수 있도록 하며, 필요시 역화방지파이프 또는 역화방지돌기의 교체가 가능토록 함으로서, 분사팁의 사용에 따른 편의성과 경제성을 보다 더 향상시킬 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 가스토치의 토치헤드 선단에 설치되어 예열용 또는 용접이나 절단용 화염을 분사시키도록 한 분사팁으로서, 메인화염의 조성을 위한 분사공이 중심부를 따라 관통 형성되고 선단측 주연부에는 보조화염의 조성을 위한 방사상의 누출홈이 형성된 분사노즐과, 상기 분사노즐의 외부에 배치되는 파이프 형태의 노즐캡을 포함하여서 이루어지며, 상기 분사노즐과 노즐캡의 사이에는 분사노즐의 누출홈과 연계되는 연료의 유동통로가 제공된 가스토치용 분사팁에 있어서, 상기 분사노즐의 분사공 선단부에는 역화방지파이프가 설치되고, 상기 역화방지파이프는 노즐캡의 선단부보다 소정의 길이만큼 전방측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역화방지파이프는 분사노즐의 선단면과 일체로 형성되거나, 분사노즐의 분사공을 따라 체결식 또는 끼움식으로 조립 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 역화방지파이프의 선단에는 분출홈이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 역화방지파이프를 스테인레스 스틸 재질의 파이프로 제작하는 한편, 해당 역화방지파이프가 분사노즐의 분사공을 따라 소정의 깊이만큼 끼움식으로 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서, 원통바디의 선단면에 다수 개의 화염분출공이 형성된 확산예열식 분사팁에 있어, 상기 원통바디의 선단면에는 역화방지돌기가 돌출 형성되며, 상기 역화방지돌기는 원통바디의 선단면에서 원통바디와 일체로 형성되거나, 원통바디의 선단면에 체결식 또는 끼움식으로 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 분사팁의 선단면이 대상물의 표면과 밀착되는 상황을 원천적으로 차단시켜 역화현상을 미연에 방지하는 효과가 있으며, 특히 보조화염을 제공하는 저압의 누출홈을 따라 고압의 메인화염이 역류되지 않도록 함은 물론, 분사공과 누출홈이 형성된 분사팁의 선단부를 안전하게 보호하고, 좁은 통로인 누출홈으로 이물질 등이 쉽게 유입되지 않도록 함으로서, 역화현상에 따른 안전사고의 위험을 보다 더 확실하게 방지하고, 분사팁의 사용에 따른 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

이와 더불어, 분사노즐의 소재가 되는 동합금보다 기계적 강도가 우수하고 융점이 매우 높은 스테인레스 스틸 소재를 이용하여 역화방지파이프를 제작하는 한편, 해당 역화방지파이프를 분사노즐의 분사공을 따라 소정의 깊이만큼 끼움식으로 삽입 설치함으로서, 소형파이프의 형태로 고온.고압 조건에 노출되는 역화방지파이프의 파손이나 손상을 방지하고 분사팁의 성능과 사용수명을 충분히 보장할 수 있는 효과를 제공하며, 역화방지파이프 또는 역화방지돌기의 교체가 가능토록 함으로서, 분사팁의 사용에 따른 편의성과 경제성을 보다 더 향상시킬 수 있는 등의 추가적인 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 예열이나 가열작업에 사용되는 가스토치의 측면도.
도 2의 (가) 및 (나)는 도 1의 가스토치에 사용되는 분사팁을 종류별로 나타낸 외관사시도.
도 3은 종래의 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁의 외관사시도.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁의 외관사시도.
도 5는 도 4의 분해사시도.
도 6은 도 4에 도시된 분사팁의 사용상태 측단면도.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁의 외관사시도.
도 8은 도 7에 도시된 분사팁의 사용상태 측단면도.
도 9 및 도 10은 역화방지수단의 조립식 설치구조를 나타내는 측단면도.
도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁의 분해사시도.
도 12는 도 11의 결합된 상태의 요부 발췌 측단면도.
도 13은 본 발명의 제 4실시예에 따른 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁의 분해사시도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제 1실시예는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 메인화염의 분사공(12)이 중앙부에 관통 형성되고, 상기 분사공(12)의 주연부를 따라 보조화염의 조성을 위한 방사상의 누출홈(13)이 형성된 분사노즐(11)과, 상기 분사노즐(11)의 외부로 조립 설치되는 파이프 형태의 노즐캡(14)으로 이루어지는 집중예열식 분사팁(10)에 역화방지수단을 적용시킨 것이다.

상기 집중예열식 분사팁(10)의 세부적인 구성은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분사노즐(11)의 후단부측에는 토치헤드(9)의 체결부(9a)와 조립되는 너트부(11a)와 함께 노즐캡(14)의 조립을 위한 체결부(11b)가 제공되며, 상기 체결부(11b)의 전방측에 해당하는 분사노즐(11)의 몸통에는 다수 개의 누출공(13a)이 방사상으로 형성되어 있다.

따라서, 분사공(12)을 통하여 유입되는 연료(산소+가스)의 일부가 상기 누출공(13a)을 거쳐 분사노즐(11) 선단의 누출홈(13)으로 배출됨으로서, 분사공(12)으로부터 분출되는 메인화염의 주변으로 메인화염을 안정화시키는 보조화염을 제공할 수 있는 것이며, 상기 노즐캡(14)의 선단 내주면은 각각의 누출홈(13)이 개별적인 연료통로를 이루도록 분사노즐(11)의 선단 외주면과 밀착된다.

이와 더불어, 분사팁(10)으로부터 분사되는 화염이 분사팁(10)의 주연부측으로 과도하게 퍼지지 않고 적절한 분사길이를 확보하면서 오므려들 수 있도록, 노즐캡(14)의 선단부가 분사노즐(11)의 선단면보다 소정의 폭만큼 전방측(도 6에서는 하부측) 방향으로 돌출되어 있다.

본 발명의 요부를 이루는 역화방지수단은 분사노즐(11)의 분사공(12) 선단부에 설치되는 역화방지파이프(20)가 되며, 상기 역화방지파이프(20)는 도 4 및 도 6에서와 같이 노즐캡(14)의 선단부보다 소정의 길이만큼 전방측으로 돌출됨으로서, 노즐캡(14)의 선단부가 대상물 표면(S)과 밀착되는 상황을 원천적으로 차단시켜 역화현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

다시 말해서, 메인화염이 분사되는 분사공(12)으로부터 역화방지파이프(20)를 연장시켜 노즐캡(14)의 선단측으로 돌출되도록 하면, 노즐캡(14)의 직경에 비하여 매우 작은 직경을 가지는 역화방지파이프(20)의 선단측만이 대상물 표면(S)과 접촉하게 되고, 누출홈(13)이 형성되어 있는 나머지 대부분의 외곽측 공간은 모두 대상물 표면(S)과 이격되어 화염의 분출공간을 제공한다는 것이다.

따라서, 본 발명의 분사팁(10)이 장착된 가스토치(1)를 사용하여 예열이나 가열작업을 수행하는 과정에서 분사팁(10)의 선단부가 대상물 표면(S)과 근접하게 될 경우, 역화방지파이프(20)로부터 토출되는 메인화염은 대상물 표면(S)을 따라 퍼져 나가게 되고, 누출홈(13)으로부터 발생하는 보조화염은 메인화염의 상부측 위치에서 안전하게 유지될 수 있으며, 이로 인하여 저압의 누출홈(13)을 따라 고압의 메인화염이 역류하는 역화현상이나 화염의 소멸이 발생하지 않게 된다.

물론, 역화방지파이프(20)의 선단측이 대상물 표면(S)과 밀착될 경우 메인화염의 분사공(12)이 막힐 수도 있으나, 분사공(12)으로부터 분사되는 화염은 고압의 메인화염이 되므로, 역화방지파이프(20)의 선단부가 대상물 표면(S)과 근접할수록 강한 반발력이 작용하게 되고, 역화방지파이프(20)의 직경 또한 2mm 정도로 매우 가늘기 때문에, 작업자가 역화방지파이프(20)를 대상물 표면(S)에 억지로 밀착시키지 않는 한 역화방지파이프(20)의 선단부가 대상물 표면(S)과 밀착되는 현상은 발생하지 아니한다.

만에 하나, 역화방지파이프(20)의 선단측이 대상물 표면(S)과 완전히 밀착되더라도, 누출홈(13)이 형성된 부분은 대상물 표면(S)과 완전히 이격된 상태를 유지하므로, 분사공(12)을 통하여 주입되는 연료의 압력이 노즐바디(11)에 형성된 누출공(13a)을 거쳐 노즐바디(11) 선단의 누출홈(13)으로 원활히 인가되어 화염의 분출력이 유지되기 때문에, 분사공(12)을 통하여 메인화염이 역류하는 현상 또한 발생하지 아니하며, 도 9에서와 같이 역화방지파이프(20)의 선단에 다수 개(도면상 4개)의 분출홈(23)을 형성시키는 것으로 이러한 우려를 완전히 해소시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 분사팁(10)에 의하면, 분사공(12)과 누출홈(13)이 형성된 분사노즐(11)의 선단면 부분이 분사노즐(11)의 보호를 위한 노즐캡(14)의 선단 내측으로 들어가 있는 상태에서 역화방지파이프(20)만을 돌출시키는 방식을 적용함에 따라, 화염의 조성에 가장 중요한 부분인 분사노즐(11)의 선단부를 안전하게 보호하는 상태에서 역화방지기능을 달성할 수 있으며, 이로 인하여 가스토치(1)의 사용에 따른 편의성을 향상시킴은 물론이고, 분사팁(10)의 성능과 사용수명을 보장하는 측면에도 유리한 잇점을 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 역화방지파이프(20)는 분사공(12)을 통하여 분사되는 메인화염이 저압의 누출홈(13)으로 역류하는 것을 차단시키는 차단막의 기능과 함께, 누출홈(13)이 형성된 분사노즐(11)의 선단면을 대상물 표면(S)과 이격시키는 스페이서의 기능 또한 제공함으로서, 대상물 표면(S)에 존재하는 이물질이나 금속분 등이 누출홈(13)의 좁은 통로로 유입되는 것을 최대한 억제시킬 수 있으며, 이로 인하여 각각의 누출홈(13)을 따라 보조화염을 항상 정상적으로 점화시켜 작업성능을 향상시키는 측면에도 기여할 수 있다.

본 발명의 제 1실시예에 있어, 상기 역화방지파이프(20)가 노즐캡(14)의 선단면으로부터 돌출되는 길이는 1~4mm 범위내가 바람직한데, 그 이유는 1mm 미만의 돌출길이에서는 노즐캡(14) 선단부와 대상물 표면(S) 사이에 제공되는 화염의 분출간격이 비교적 좁게 되어 역화방지 측면에서 바람직하지 못하고, 4mm를 초과한 돌출길이는 외관상으로도 미려하지 못할 뿐만 아니라, 메인화염과 보조화염의 연계 및 대상물 표면(S)에 대한 섬세한 예열작업 측면에서 바람직하지 못하다.

본 발명의 제 2실시예는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 원통바디(15)의 선단면(16)에 다수 개의 화염분출공(17)이 형성되고, 원통바디(15)의 후단부측에는 토치헤드(9)의 체결부(9a)와 조립되는 너트부(15a)가 형성된 확산예열식 분사팁(10)에 역화방지수단을 적용시킨 것이다.

상기 역화방지수단은 원통바디(15)의 선단면(16)에 돌출 형성된 역화방지돌기(21)가 되며, 도면상 원통바디(15)의 선단면(16) 중앙에 1개의 역화방지돌기(21)가 형성되어 있으나, 화염분출공(17)이 형성되지 아니한 부분에 2개 내지 4개 또는 그 이상의 개수로도 형성시킬 수 있으며, 역화방지돌기(21)의 돌출 길이 또한 역화방지파이프(20)에서와 같이 1~4mm 범위내가 바람직하다.

본 발명의 제 2실시예로 언급된 확산예열식 분사팁(10)은 집중예열식 분사팁(10)에 비하여 선단면(16)의 면적이 넓기 때문에 분사팁(10)이 대상물 표면(S)과 매우 쉽게 밀착되며, 이 경우 화염분출공(17) 전체가 막힐 뿐만 아니라, 화염의 분사속도나 압력 또한 집중예열식 분사팁(10)과 비교할 경우 저속,저압에 해당하므로, 확산예열식 분사팁(10)이 집중예열식 분사팁(10)에 비하여 역화현상의 발생 우려가 오히려 높다고 볼 수 있다.

그러나, 본 발명에서와 같은 역화방지돌기(21)를 확산예열식 분사팁(10)의 선단면(16)에 적용시키게 되면, 역화방지수단의 구조는 매우 단순하게 하면서도 도 8에서와 같이 분사팁(10)의 선단면(16)이 대상물 표면(S)과 접촉하는 상황은 원천적으로 차단시킬 수 있으며, 이로 인하여 매우 실용적이고 경제적인 역화방지용 확산식 분사팁(10)을 제공할 수 있다.

특히, 역화방지돌기(21)가 형성된 부분을 제외한 분사팁(10)의 선단면(16) 전체면적이 역화방지돌기(21)의 돌출 길이에 해당하는 간격을 두고 대상물 표면(S)과 이격됨으로서, 화염분출공(17)을 통하여 분출되는 화염이 대상물 표면(S)을 따라 분사팁(10)의 주변으로 매우 원활하게 분산될 수 있으며, 이로 인하여 화염분출공(17)으로 화염이 역류하는 역화현상을 보다 더 확실하게 방지할 수 있는 것이다.

상기 역화방지파이프(20)와 역화방지돌기(21)를 분사노즐(11) 또는 원통바디(15)와 일체로 형성시킬 수도 있으나, 가스토치(1)의 사용 과정에서 역화방지파이프(20)나 역화방지돌기(21)가 손상될 우려가 있으며, 이 경우 분사노즐(11) 또는 분사팁(10) 자체를 교체시켜야 하는 불합리한 점이 있으므로, 역화방지파이프(20)와 역화방지돌기(21)를 필요시 교체하여 사용할 수 있도록 하는 것이 보다 더 바람직하다.

이를 위하여, 도 9 및 도 10에서는 역화방지파이프(20)의 후단부에 나사식 체결부(22)를 형성시켜 역화방지파이프(20)가 분사노즐(11)의 분사공(12)을 따라 체결 설치되도록 한 것과, 역화방지돌기(21)의 후단부에 나사식 체결부(22)를 형성시켜 역화방지돌기(21)가 원통바디(15)의 선단면(16)에 체결 설치되도록 한 것을 추가적인 실시예로 도시하였으며, 도 10에서는 2개의 역화방지돌기(21)가 적용되어 있다.

그러나, 도 9 및 도 10에 도시된 역화방지파이프(20)와 역화방지돌기(21)의 조립식 구조는 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 일례에 불과하며, 이외에도 역화방지파이프(20)와 역화방지돌기(21)를 끼움식으로 조립 설치하는 것도 가능함을 밝혀두는 바이다.

본 발명의 제 3실시예는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 집중예열식 분사팁(10)에 적용되는 상기 역화방지파이프(20)를 스테인레스 스틸(Stainless steel) 재질로 하여 통상 동합금 재질로 이루어지는 분사노즐(11)과 별도의 부품으로 제작한 다음, 해당 역화방지파이프(20)를 분사노즐(11)의 분사공(12)을 따라 소정의 깊이만큼 끼움식으로 삽입 설치한 것이다.

상기와 같은 방식으로 집중예열식 분사팁(10)을 구성하게 되면, 그 직경(외경)이 개략 2~3mm 정도가 되고 그 두께가 약 1mm 내외인 소형파이프의 형태로 집중예열 작업시 고온.고압 조건하에 노출되어야 하는 역화방지파이프(20)의 파손이나 손상을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 집중예열식 분사팁(10)의 성능과 사용수명을 충분히 보장할 수 있는 최적의 역화방지구조를 제공할 수 있다.

다시 말해서, 본 발명의 제 1실시예에서와 같이 상기 역화방지파이프(20)를 분사노즐(11)의 선단면에 일체로 형성시키게 되면, 집중예열식 분사팁(10)을 이용한 예열작업시 소형파이프 형태를 가지는 동합금 재질의 역화방지파이프(20)가 고온.고압 조건에 과도하게 노출되어 작은 충격만으로도 역화방지파이프(20) 부분이 쉽게 파손되거나 손상될 우려가 높게 된다는 것이다.

상기와 같은 단점을 보완할 수 있도록, 동합금보다 기계적 강도가 우수하고 융점이 매우 높은 스테인레스 스틸 소재를 이용하여 역화방지파이프(20)를 제작한 다음, 이를 분사노즐(11)의 선단면에 끼움식으로 삽입시켜 사용토록 한 것이며, 역화방지파이프(20)가 끼워지는 분사노즐(11)의 선단면에는 역화방지파이프(20)의 견고한 장착 및 끼움부의 강도보강을 위하여 보강돌출부(24)를 추가로 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 도 12에서와 같이 역화방지파이프(20)가 끼워지는 분사노즐(11)의 선단 내주면에 역화방지파이프(20)가 장착(Fitting)될 수 있는 시트부(Pipe seat)를 제공함으로서, 분사노즐(11)의 중심부를 따라 역화방지파이프(20)와 연이어지는 분사공(12)이 매끈한 통로를 이루도록 하는 것이 바람직하고, 이는 가스의 분출압력을 충분히 확보하는 측면에서 유리한 잇점을 제공한다.

상기 역화방지파이프(20)는 분사노즐(11)의 분사공(12)을 따라 억지 끼움방식에 의하여 견고하게 장착시키는 것이 바람직하고, 필요시 내열성이 우수한 금속용 접착제를 사용하여 역화방지파이프(20)를 분사노즐(11)의 분사공(12)에 끼움식으로 고정시켜 놓을 수도 있으며, 역화방지파이프(20)의 삽입깊이는 그 전체 길이의 1/2~4/5 정도가 바람직하고, 노즐캡(14)의 선단면을 통한 역화방지파이프(20)의 돌출길이는 앞에서 설명되어진 바와 같이 1~4mm 정도가 바람직하다.

본 발명의 제 4실시예는 도 13에 도시된 바와 같이, 용접이나 절단용으로 사용되는 가스토치의 분사팁(10)에 역화방지파이프(20)를 적용시킨 것으로서, 분사노즐(11)의 선단측에 역화방지파이프(20)가 설치되는 요부 구성은 제 1실시예 및 제 3실시예에서 집중예열식 분사팁(10)을 기초로 하여 설명되어진 것과 일맥 상통하는 것이다.

다시 말해서, 용접이나 절단작업에 사용되는 가스토치용 분사팁(10)은 분사노즐(11)의 분사공(12)을 통하여 고압산소가 분사되고, 누출홈(13)을 통하여 연료(산소+가스)가 분사되도록 분사팁(10)의 내부에 형성되는 통로구조만이 상이할 뿐이고, 분사노즐(11)과 노즐캡(14)을 포함하는 주된 구성은 집중예열식 분사팁(10)과 거의 유사하므로, 집중예열식 분사팁(10)에 적용된 역화방지파이프(20)가 용접이나 절단용 가스토치의 분사팁(10)에도 동일하게 적용된다는 것이다.

도 13을 참조로 하면, 노즐캡(14)과 함께 분사노즐(11)의 외측에 배치되는 파이프 형태의 노즐바디(25)가 장착볼트(25a) 및 장착너트(25b)에 의하여 토치헤드(9)와 연결 설치되고, 도면상 노즐바디(25)의 상단측 헤드부(28) 중앙에 산소주입구(26a)가 형성되는 한편, 헤드부(28)의 주연부상에 연료주입구(27a)가 형성되며, 상기 산소주입구(26a)에 가스토치의 산소파이프(26)가 연결 설치되고, 상기 각각의 연료주입구(27a)는 가스토치의 연료파이프(27)와 연통되도록 설치된다.

그리고, 상기 분사노즐(11)은 상단측 체결부(11b)가 노즐바디(25)의 헤드부(28) 중앙에 체결 설치됨으로서, 분사노즐(11)의 분사공(12)이 헤드부(28)의 산소주입구(26a)와 연통되도록 이루어지고, 상기 노즐캡(14)은 장착너트(25b)에 의하여 노즐바디(25)의 하단부에 연결 설치되는 한편, 상기 노즐바디(25)와 함께 각각의 연료주입구(27a)를 분사노즐(11) 하단측의 누출홈(13)과 연계시키는 연료통로를 제공하게 된다.

상기와 같이 도 13에 도시된 형태의 용접 또는 절단용 가스토치의 분사팁(10)은 대한민국 공개특허 제 10-2011-18124호(공개일자: 2011년 02월 23일)에 기재된 바와 같이 널리 알려진 공지기술에 해당하며, 도 13에 도시된 형태 이외에도 여러 가지 구조의 용접 또는 절단용 분사팁이 사용되고 있는 바, 본 발명에 따른 역화방지파이프(20)는 도 13에 도시된 용접 또는 절단용 분사팁(10)에 한정하여 적용되는 것이 아니며, 분사노즐(11)과 노즐캡(14)을 구비하는 어떠한 종류의 분사팁에도 적용이 가능함을 밝혀두는 바이다.

1 : 가스토치 2 : 토치바디 2a : 혼합기
3 : 산소호스니플 4 : 가스호스니플 5 : 산소조절노브
6 : 가스조절노브 7 : 커넥터 8 : 토치파이프
9 : 토치헤드 9a,11b,22 : 체결부 10 : 분사팁
11 : 분사노즐 11a,14a,15a : 너트부 12 : 분사공
13 : 누출홈 13a : 누출공 14 : 노즐캡
15 : 원통바디 16 : 선단면 17 : 화염분출공
18 : 바이패스홈 20 : 역화방지파이프 21 : 역화방지돌기
23 : 분출홈 24 : 보강돌출부 25 : 노즐바디
25a : 장착볼트 25b : 장착너트 26 : 산소파이프
26a : 산소주입구 27 : 연료파이프 27a : 연료주입구
28 : 헤드부 S : 대상물 표면

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 가스토치(1)의 토치헤드(9) 선단에 조립 설치되어 예열용 화염을 분사시키도록 한 분사팁(10)으로서, 원통바디(15)의 선단면(16)에 다수 개의 화염분출공(17)이 형성된 가스토치(1)용 분사팁(10)에 있어서,
   상기 원통바디(15)의 선단면(16)에는 역화방지돌기(21)가 돌출 형성되며,
   상기 역화방지돌기(21)는 원통바디(15)의 선단면(16)에서 원통바디(15)와 일체로 형성되거나, 원통바디(15)의 선단면(16)에 체결식 또는 끼움식으로 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 역화방지수단이 제공된 가스토치용 분사팁.

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