KR102450888B1 - 용접가스용 서지탱크의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 시에 잔존(殘存)하는 이물질을 통해 발생하는 기공 현상을 방지하도록 구성되는 서지탱크의 구조에 있어서: 용접이 가능하도록 가스(1)의 유입과 배출이 가능하게 주입구(11)와 배출구(12)를 구비하고, 내부에 가스(1)를 수용하는 수용공간(13)을 구비하는 본체(10); 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 주입구(11)와 연통되게 설치되고, 주입구(11)로부터 유입되는 가스(1)를 수용공간(13)에서 회전 가능하게 구비하는 회전수단(20); 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 회전수단(20)으로부터 회전되는 가스(1)에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망(31)을 구비하는 제거부(30); 및 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 배출구(12)와 연통되게 설치되고, 제거부(30)의 그물망(31)으로부터 이물질이 제거된 가스(1)에 이물질을 재차 제거하는 필터(41)를 구비하는 필터부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스를 이용하여 용접 시에 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 발생하는 기공 현상을 현저하게 줄여 용접물의 용접 불량 상태를 줄일 수 있고, 별도의 이물질이 없이 작업 가능함으로 일정한 용접압력을 가져오면서 많은 수의 용접기를 사용하여도 안전성이 향상되며, 정상 용접이 가능함에 따라 가스 사용량을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

용접가스용 서지탱크의 구조{Structure of surge tank for welding gas}

본 발명은 용접가스용 서지탱크의 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스를 이용하여 용접 시에 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 발생하는 기공 현상을 현저하게 줄여 용접물의 용접 불량 상태를 줄일 수 있고, 별도의 이물질이 없이 작업 가능함으로 일정한 용접압력을 가져오면서 많은 수의 용접기를 사용하여도 안전성이 향상되며, 정상 용접이 가능함에 따라 가스 사용량을 절감할 수 있는 용접가스용 서지탱크의 구조에 관한 것이다.

통상적으로, 용접(鎔接)은 금속이나 유리, 플라스틱 등의 물질에 열과 압력을 가해 접합하는 것으로 가스가 연소할 때 내는 높은 열을 이용해 쇠붙이의 한 부분을 녹이거나 반쯤 녹인 상태에서 서로 맞닿아 붙일 수 있도록 한다. 이러한 용접은 가스를 연소시켜 사용함에 따라 다양한 가스를 활용하여 시행하게 되는데 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등 다양한 가스를 사용하게 된다. 이러한, 가스를 통해 용접을 시행할 때, 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 용접물에는 용접 불량 상태인 기공 현상이 발생하는 문제가 많았다.

일예로, 한국 등록 특허 제1496027호에 따르면, '전원 및 아르곤 가스를 공급하고 제어하는 용접기와, 상기 용접기와 케이블로 연결되며 토출구에 전극이 설치되는 토치와, 상기 용접기에 연결되며 상기 용접기에 아르곤 가스를 공급하는 가스 저장탱크로 이루어지는 아르곤 가스 용접 장치에 있어서, 상기 토치의 일면에 위치하며, 용접 시 사용되는 아르곤 가스를 흡입하는 흡입부재와, 상기 흡입부재에서 흡입한 아르곤 가스가 유입되며, 유입된 상기 아르곤 가스를 정제하는 아르곤 가스 정제기와, 상기 아르곤 가스 정제기에서 정제한 아르곤 가스를 상기 용접기로 공급하는 공급수단을 포함하되, 상기 공급수단으로는 펌프가 사용되며, 상기 흡입부재는, 상기 토출구 일면에 인접하게 구비되며, 용접 시 사용되는 아르곤 가스를 흡입하는 흡입기와, 상기 흡입기와 일단이 연결되는 제1연결부재와, 상기 제1연결부재와 일단이 연결되고, 타단이 상기 아르곤 가스 정제기와 연결되며, 상기 흡입기에서 흡입한 후 상기 제1연결부재를 통과한 아르곤 가스를 상기 아르곤 가스 정제기로 이송하는 제2연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접가스 재활용이 가능한 아르곤 가스 용접장치.'를 제시한다.

하지만 이러한 아르곤 가스 용접장치는 용접가스의 재활용이 가능해 비용 절감을 가져오지만 용접 가스에 함께 포함되어 있는 이물질 제거가 불가능해 용접 불량 상태의 확률이 높다.

또 다른 예로, 한국 공개 실용신안 제2013-0003804호에 따르면, '용접기와 싱글케이블에 의해 와이어 송급장치가 연결되고, 상기 와이어 송급장치와 용접토치가 토치케이블에 의해 연결되며, 용접토치가 용접캐리지에 의해 용접라인을 따라 이동되는 이산화탄소 가스용접장치에 있어서; 상기 싱글케이블은 일측단이 용접기에 연결되고 타측단에 제1연결부를 구비하는 메인 싱글케이블과, 상기 메인 싱글케이블의 제1연결부에 결합되는 제2연결부가 일측단에 형성되고, 와이어 송급장치의 케이블 커넥터에 결합되는 제3연결부가 타측단에 형성된 보조 싱글케이블을 포함하여 구성되어, 와이어 송급장치의 케이블 커넉테에 연결된 보조 싱글케이블을 작업장에서 교체할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 교체 가능 싱글케이블을 구비한 선박 블록조립용 이산화탄소 가스용접장치.'를 제시한다.

하지만, 교체 가능 싱글케이블을 구비한 선박 블록조립용 이산화탄소 가스용접장치에 경우에도 용접 가스에 함께 포함되어 있는 이물질 제거가 불가능해 용접 불량 상태의 확률이 높다.

한국 등록 특허 제1496027호 "용접가스 재활용이 가능한 아르곤 가스 용접장치" 한국 공개 실용신안 제2013-0003804호 "교체 가능 싱글케이블을 구비한 선박 블록조립용 이산화탄소 가스용접장치"

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스를 이용하여 용접 시에 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 발생하는 기공 현상을 현저하게 줄여 용접물의 용접 불량 상태를 줄일 수 있고, 별도의 이물질이 없이 작업 가능함으로 일정한 용접압력을 가져오면서 많은 수의 용접기를 사용하여도 안전성이 향상되며, 정상 용접이 가능함에 따라 가스 사용량을 절감할 수 있는 용접가스용 서지탱크의 구조를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용접 시에 잔존하는 이물질을 통해 발생하는 기공 현상을 방지하도록 구성되는 서지탱크의 구조에 있어서: 용접이 가능하도록 가스의 유입과 배출이 가능하게 주입구와 배출구를 구비하고, 내부에 가스를 수용하는 수용공간을 구비하는 본체; 상기 본체의 수용공간 내부에 주입구와 연통되게 설치되고, 주입구로부터 유입되는 가스를 수용공간에서 회전 가능하게 구비하는 회전수단; 상기 본체의 수용공간 내부에 회전수단으로부터 회전되는 가스에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망을 구비하는 제거부; 및 상기 본체의 수용공간 내부에 배출구와 연통되게 설치되고, 제거부의 그물망으로부터 이물질이 제거된 가스에 이물질을 재차 제거하는 필터를 구비하는 필터부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명의 상기 회전수단은 주입구와 연통되게 설치되는 유입구와, 유입구 상에 가스를 수용공간에서 회전 가능하게 다수의 유동공을 갖는 사선 방향으로 형성되는 하나 이상의 유동구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 회전수단은 유입구 상에 일체로 연통되는 연장구와, 연장구 상에 탈부착 가능하게 장착되면서 유입되는 가스로부터 포함되는 쇳가루 등의 금속 이물질을 제거 가능하게 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제거부는 가스의 유입이 가능하게 다수개의 통공을 가지는 상하판과, 상하판 상에 가스에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제거부의 그물망 또는 필터부의 필터는 메쉬 형상으로 형성되면서 sus의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스를 이용하여 용접 시에 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 발생하는 기공 현상을 현저하게 줄여 용접물의 용접 불량 상태를 줄일 수 있고, 별도의 이물질이 없이 작업 가능함으로 일정한 용접압력을 가져오면서 많은 수의 용접기를 사용하여도 안전성이 향상되며, 정상 용접이 가능함에 따라 가스 사용량을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접가스용 서지탱크의 구조를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접가스용 서지탱크의 구조를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명에 따른 용접가스용 서지탱크의 구조를 나타내는 평면 단면도
도 4는 본 발명에 따른 용접가스용 서지탱크의 구조에 제거부를 나타내는 평면도
도 5는 본 발명에 따른 용접가스용 서지탱크의 구조에 사용상태를 나타내기 위한 제거부의 단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 용접 시에 잔존(殘存)하는 이물질을 통해 발생하는 기공 현상을 방지하도록 구성되는 서지탱크의 구조에 관련되며 본체(10), 회전수단(20), 제거부(30), 필터부(40)를 주요 구성으로 한다.

본 발명에 따른 본체(10)는 용접이 가능하도록 가스(1)의 유입과 배출이 가능하게 주입구(11)와 배출구(12)를 구비하고, 내부에 가스(1)를 수용하는 수용공간(13)을 구비한다. 본체(10)는 별도의 용접기(미도시) 상에 장착되어 유입되는 가스(1)의 유입과 배출이 가능하도록 주입구(11)와 배출구(12)를 구비한다. 이러한, 주입구(11)를 통해 유입된 가스(1)는 내부의 수용공간(13)을 통과하여 배출구(12)로 이동함으로 용접기로 가스(1)를 공급하게 된다. 이러한 본체(10)에 경우 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스가 수용된 가스용기(미도시)와 용접기 사이에 위치하여 가스용기로부터 유입되는 가스(1)를 용접기로 공급하는 역할을 수행하게 된다. 그리고, 주입구(11)와 배출구(12)는 가스용기, 용접기와 서로 면밀한 연결이 가능하도록 니플(nipple) 형태로 형성하는 것이 적합하다. 또한, 본체(10)는 내부의 구성의 교체 및 청소 등을 할 수 있도록 개방이 가능하게 형성할 수도 있고 개방이 가능하도록 형성될 경우 내부의 가스(1)가 새어나오지 않도록 구성하여 안전성을 도모하는 것이 적합하다.

또, 본 발명에 따른 회전수단(20)은 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 주입구(11)와 연통되게 설치되고, 주입구(11)로부터 유입되는 가스(1)를 수용공간(13)에서 회전 가능하게 구비한다. 회전수단(20)은 본체(10)의 수용공간(13) 내부로 유입되는 가스(1)를 회전 가능하도록 유입하는 구성으로 주입구(11)와 연통되게 형성한다.

이때, 상기 회전수단(20)은 주입구(11)와 연통되게 설치되는 유입구(21)와, 유입구(21) 상에 가스(1)를 수용공간(13)에서 회전 가능하게 다수의 유동공(22a)을 갖는 사선 방향으로 형성되는 하나 이상의 유동구(22)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 회전수단(20)은 상술한 바와 같이 유입구(21)로 유입되는 가스(1)를 본체(10)의 수용공간(13)으로 회전될 수 있도록 구성한다. 이는, 가스(1) 상에 포함된 이물질을 제거하기 위하여 후술하는 제거부(30)를 통과할 때, 직선 방향으로 가스(1)가 통과하는 것보다 회전수단(20)을 통해 사선 방향으로 회전되게 통과하여 이물질 제거율을 높혀주도록 회전되게 유동할 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 회전수단(20)은 주입구(11)와 연통되게 설치되는 유입구(21) 상에 사선 방향으로 향하도록 구성되는 하나 이상의 유동구(22)에 다수의 유동공(22a)을 형성하여 공급되는 가스(1)가 유동공(22a)을 통해 수용공간(13)으로 배출될 때 사선 방향으로 회전되도록 구성한다. 이러한, 유동구(22)가 사선 방향으로 향하도록 구성하여 가스(1)를 회전시키는 것이 적합하지만 유동구(22)의 유동공(22a)의 방향을 통해 가스(1)의 회전을 유도할 수도 있다.

또한, 상기 회전수단(20)은 유입구(21) 상에 일체로 연통되는 연장구(23)와, 연장구(23) 상에 탈부착 가능하게 장착되면서 유입되는 가스(1)로부터 포함되는 쇳가루 등의 금속 이물질을 제거 가능하게 영구자석(24)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 회전수단(20)은 상술한 바와 같이 유입구(21)로 유입되는 가스(1)를 사선 방향으로 회전시키는 역할을 수행하여 이물질 제거가 원활하도록 하면서 가스(1) 상에 금속 이물질을 제거하도록 금속 이물질이 수용될 수 있는 연장구(23)를 구비한다. 이러한 연장구(23)에는 자력을 통해 금속 이물질을 끌어당기는 영구자석(24)을 장착함에 따라 이동되는 가스(1)에 금속 이물질이 영구자석(24)을 통해 연장구(23)로 유입되어 영구자석(24)에 붙어버리기 때문에 제거가 가능하도록 구성한다.

또, 본 발명에 따른 제거부(30)는 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 회전수단(20)으로부터 회전되는 가스(1)에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망(31)을 구비한다. 제거부(30)는 본체(10)의 수용공간(13)에 장착되어 상술한 회전수단(20)으로 통해 사선 방향으로 회전하는 가스(1)를 유입시켜 가스(1) 상에 포함되어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 그물망(31)을 구비한다. 이러한 그물망(31)은 가스(1)가 정면으로 직접 유동하여 통과하는 것보다 사선 방향으로 유동하여 통과하는 것이 이물질이 그물망(31)에 걸려 제거가 용이하도록 구성한다.

이때, 상기 제거부(30)는 가스(1)의 유입이 가능하게 다수개의 통공(34)을 가지는 상하판(32)(33)과, 상하판(32)(33) 상에 가스(1)에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망(31)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 제거부(30)의 그물망(31)은 다수개의 통공(34)을 가지는 상하판(32)(33)이 상부와 하부에 장착함에 따라 통공(34)보다 큰 이물질을 제거할 수 있으면서 유입되는 가스(1)가 그물망(31)을 통과하면서 재차 이물질을 제거하게 됨으로 가스 용기, 파이프 등으로부터 떨어져 나온 미세 크기의 철분, 녹, 도장, 도금 등 다양한 이물질을 제거하여 용접 시 작업자의 안전과 용접 불량이 되지 않도록 구성한다. 즉, 이러한 이물질이 용접기를 통해 배출하게 되면 파란 불꽃으로 용접을 시행하는 과정에서 이물질이 녹아 붉은색 불꽃을 띄면서 용접이 시행하게 됨으로 기공 현상이 발생하게 되고, 이를 통해 안전성과 용접 불량률을 현저하게 저하시키게 된다.

또, 본 발명에 따른 필터부(40)는 상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 배출구(12)와 연통되게 설치되고, 제거부(30)의 그물망(31)으로부터 이물질이 제거된 가스(1)에 이물질을 재차 제거하는 필터(41)를 구비한다. 필터부(40)는 상술한 제거부(30)에 의해 1차적으로 이물질이 제거된 가스(1)를 유입시켜 2차적으로 이물질을 재차 제거하기 위하여 필터(41)를 구비한다. 이렇게 필터(41)에 의해 이물질이 제거된 가스(1)는 배출구(12)와 연통되어 용접기로 유동하게 되고, 이러한 필터부(40)를 통해 용접 불량률을 더욱 저하시키게 된다. 필터부(40)의 필터(41)는 상술한 제거부(30)의 그물망(31)보다 더욱 미세한 이물질을 제거할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 제거부(30)의 그물망(31) 또는 필터부(40)의 필터(41)는 메쉬(mash) 형상으로 형성되면서 sus(steel use stainless)의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 제거부(30)의 그물망(31) 또는 필터부(40)의 필터(41)는 sus 재질로 형성할 수 있어 열전도가 낮은 sus 재질의 사용으로 인해 용접 시 발생할 수 있는 고온에 적합하면서 미세한 이물질의 제거가 가능하도록 구성됨으로 안전성과 용접 불량률을 현저하게 저하시키게 된다. 즉, 이러한 그물망(31) 또는 필터(41)는 미세한 공극(空隙)을 가지는 스테인레스 망형태로 이루어져 이물질을 제거하는 것이 적합하다.

이와 같이, 본 발명은 이산화탄소, 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판 등의 가스를 이용하여 용접 시에 가스 용기 또는 파이프 관의 내부에 잔존하는 철분, 녹, 도장, 도금 등의 다양한 이물질이 용접 토치로 가스와 함께 배출되어 발생하는 기공 현상을 현저하게 줄여 용접물의 용접 불량 상태를 줄일 수 있고, 별도의 이물질이 없이 작업 가능함으로 일정한 용접압력을 가져오면서 많은 수의 용접기를 사용하여도 안전성이 향상되며, 정상 용접이 가능함에 따라 가스 사용량을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 가스 10: 본체
11: 주입구 12: 배출구
13: 수용공간 20: 회전수단
21: 유입구 22: 유동구
22a: 유동공 23: 연장구
24: 영구자석 30: 제거부
31: 그물망 32: 상판
33: 하판 34: 통공
40: 필터부 41: 필터

Claims (5)

1. 용접 시에 잔존(殘存)하는 이물질을 통해 발생하는 기공 현상을 방지하도록 구성되는 서지탱크의 구조에 있어서:
   용접이 가능하도록 가스(1)의 유입과 배출이 가능하게 주입구(11)와 배출구(12)를 구비하고, 내부에 가스(1)를 수용하는 수용공간(13)을 구비하는 본체(10);
   상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 주입구(11)와 연통되게 설치되고, 주입구(11)로부터 유입되는 가스(1)를 수용공간(13)에서 회전 가능하게 구비하는 회전수단(20);
   상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 회전수단(20)으로부터 회전되는 가스(1)에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망(31)을 구비하는 제거부(30); 및
   상기 본체(10)의 수용공간(13) 내부에 배출구(12)와 연통되게 설치되고, 제거부(30)의 그물망(31)으로부터 이물질이 제거된 가스(1)에 이물질을 재차 제거하는 필터(41)를 구비하는 필터부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접가스용 서지탱크의 구조
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전수단(20)은 주입구(11)와 연통되게 설치되는 유입구(21)와, 유입구(21) 상에 가스(1)를 수용공간(13)에서 회전 가능하게 다수의 유동공(22a)을 갖는 사선 방향으로 형성되는 하나 이상의 유동구(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접가스용 서지탱크의 구조
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전수단(20)은 유입구(21) 상에 일체로 연통되는 연장구(23)와, 연장구(23) 상에 탈부착 가능하게 장착되면서 유입되는 가스(1)로부터 포함되는 쇳가루 등의 금속 이물질을 제거 가능하게 영구자석(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 용접가스용 서지탱크의 구조
4. 제1항에 있어서,
   상기 제거부(30)는 가스(1)의 유입이 가능하게 다수개의 통공(34)을 가지는 상하판(32)(33)과, 상하판(32)(33) 상에 가스(1)에 포함되어 있는 이물질의 제거가 가능하게 그물망(31)을 구비하는 것을 특징으로 하는 용접가스용 서지탱크의 구조
5. 제1항에 있어서,
   상기 제거부(30)의 그물망(31) 또는 필터부(40)의 필터(41)는 메쉬(mash) 형상으로 형성되면서 sus(steel use stainless)의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접가스용 서지탱크의 구조

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