KR102477540B1 - 역화방지 화구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 역화방지 화구로서, 가스 절단기의 헤드의 산소공급로에 공간상 연결되는 산소통로와, 상기 헤드의 가스공급로에 공간상 연결되는 가스통로를 구비한 화구몸체; 상기 화구몸체의 산소통로의 끝단의 산소챔버에 나사결합되어 있고, 상기 산소챔버에 공간상 연결되는 산소토출구와, 상기 가스통로에 공간상 연결되어 있으면서 상기 산소토출구를 중심으로 하여 방사형 구조로 형성된 복수개의 가스토치를 갖는 화구코어; 상기 가스토출구가 상기 화구코어의 끝면 외주부위에 형성되도록 상기 화구코어를 감싸면서, 상기 화구몸체의 끝단에 상호 맞닿도록 배치되는 팁; 및 상기 팁이 작업 대상물인 모재의 표면에 접촉하더라도, 상기 산소토출구를 빠져 나온 산소의 압력이 상기 가스토출구를 빠져 나온 가스의 압력에 비하여 상대적으로 고압일 때, 고압의 상기 산소가 홈부를 통해서 빠져나가도록 유도함으로써, 상기 팁의 바깥쪽의 불꽃이 소멸되지 않게 되고, 역화 방지에 대응한 규격을 가지면서 상기 팁의 끝단에 일체형으로 형성된 요철부를 포함할 수 있다.

Description

역화방지 화구{TORCH TIP FOR BACK FIRE PREVENTION}

본 발명은 역화방지 화구에 관한 것이다.

일반적으로 화구는 산소와 가스를 사용하여 불꽃을 일으켜서 용융, 용접, 절단, 가열하거나, 미리 아크 용접된 모재의 용접 부위의 배면을 가열하여 잔류응력 등을 제거하거나, 혹은 균질화 또는 연화(軟化)를 행하는 풀림(annealing) 등의 열처리 작업에 이용될 수 있다.

예컨대, 조선소에서는 소조립 용접된 모재에 변형이 발생됨으로써, 모재를 뒤집어서 토치로 용접선에 해당하는 모재 배면 부위를 가열하여 변형량을 줄이는 보정 작업이 이루어지고, 이 경우에도 화구가 사용되고 있다.

이런 화구는 가스 절단기의 끝단에 체결되어 사용되는 토치 팁(torch tip)을 의미하는 것으로, 산소와 가스를 혼합시켜 화염을 분출하여서 철판 등의 모재에 대하여 앞서 언급한 작업을 수행하는데 이용될 수 있다.

특히, 화구는 그의 사용 초기를 비롯하여 장시간 사용 도중에 모재와 접촉하거나, 모재 절단으로 튀어 오르는 모재 부위가 화구에 순간적으로 밀착될 때, 불꽃 꺼짐 또는 역화(back fire)가 발생되는 단점을 갖는다.

역화는 가스 절단기의 외부의 관점에서 불꽃이 꺼지는 현상일 수 있고, 가스 절단기의 내부의 관점에서 화구가 모재에 닿아 불꽃이 외형상 꺼질 때, 산소가 토치 내부로 들어가듯이 역류하여 가스 공급원쪽으로 화염이 번지는 현상을 의미할 수 있다.

이러한 역화 현상은 토치 과열, 용기 과열, 폭발 사고로 이어질 수 있으므로, 화구를 다루는 산업현장에서 사용자 및 그 주변인들의 안전을 위협하는 요인일 수 있고, 이로 인해 자칫하면 큰 인명사고로 이어질 수 있는 등 여러 가지의 문제점을 일으키는 역화 방지 수단이 시급히 요구되고 있는 상황이다.

본 발명에서는 고압산소 조건의 가스 절단 또는 열처리 작업 도중에도 역화를 방지할 수 있는 요철부를 팁의 끝단에 형성하고 있음으로써, 작업 수행을 안전하게 수행할 수 있고, 역화로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 역화방지 화구를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 가스 절단기의 헤드의 산소공급로에 공간상 연결되는 산소통로와, 상기 헤드의 가스공급로에 공간상 연결되는 가스통로를 구비한 화구몸체; 상기 화구몸체의 산소통로의 끝단의 산소챔버에 나사결합되어 있고, 상기 산소챔버에 공간상 연결되는 산소토출구와, 상기 가스통로에 공간상 연결되어 있으면서 상기 산소토출구를 중심으로 하여 방사형 구조로 형성된 복수개의 가스토치를 갖는 화구코어; 상기 가스토출구가 상기 화구코어의 끝면 외주부위에 형성되도록 상기 화구코어를 감싸면서, 상기 화구몸체의 끝단에 상호 맞닿도록 배치되는 팁; 및 상기 팁이 작업 대상물인 모재의 표면에 접촉하더라도, 상기 산소토출구를 빠져 나온 산소의 압력이 상기 가스토출구를 빠져 나온 가스의 압력에 비하여 상대적으로 고압일 때, 고압의 상기 산소가 홈부를 통해서 빠져나가도록 유도함으로써, 상기 팁의 바깥쪽의 불꽃이 소멸되지 않게 되고, 역화 방지에 대응한 규격을 가지면서 상기 팁의 끝단에 일체형으로 형성된 요철부를 포함하는 역화방지 화구가 제공될 수 있다.

또한, 상기 요철부는, 1개 이상으로 각각 동일한 높이를 갖는 돌기부와, 상기 돌기부 사이에 배치되고 각각 동일한 깊이를 갖는 상기 홈부로 이루어지고, 상기 돌기부와 상기 홈부가 상기 팁의 원주 방향을 따라 번갈아 배치되어 있을 수 있다.

또한, 상기 홈부의 깊이는 상기 요철부의 끝면과 상기 홈부의 홈바닥면의 사이의 거리 3 ~ 3.5㎜일 수 있다.

또한, 상기 홈부의 제 1 너비는 상기 팁의 내경을 기준으로 상기 돌기부간 최단 거리 3 ~ 4㎜일 수 있다.

또한, 상기 홈부의 제 2 너비는 상기 팁의 외경을 기준으로 상기 돌기부간 최장 거리 7㎜일 수 있다.

또한, 상기 홈부의 제 1 너비가 4㎜일 때, 상기 돌기부의 외경 너비도 4㎜로서, 상기 홈부의 제 1 너비와 상기 돌기부의 외경 너비가 서로 동일할 수 있다.

또한, 상기 돌기부 또는 상기 홈부는 상기 팁의 평면 기준으로 상기 돌기부의 양측면과 상기 팁의 내경 및 외경에 대응하여 한정될 수 있는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 역화방지 화구에 의하면, 일반적인 가스 절단기의 헤드에 장착될 수 있는 규격을 가지면서도 팁의 끝단에 고압 산소 조건에 맞는 최적화된 요철부를 형성하고 있음으로써, 고압 가스 절단 또는 열처리 작업에서도 역화 발생 없이 안전하게 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 역화방지 화구에 의하면, 모재의 절단시 튀어 올라오는 절단 부위에 팁이 직접 접촉 또는 밀착되더라도 역화에 의한 불꽃 꺼짐이 없으므로 사용자를 안전사고로부터 보호할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역화방지 화구의 사용 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 역화방지 화구의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 역화방지 화구 및 가스 절단기의 헤드의 내부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 역화방지 화구의 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 응용 예에 따른 역화방지 화구의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 응용 예에 따른 역화방지 화구의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 응용 예에 따른 역화방지 화구의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 역화방지 화구의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 선 B-B를 따라 절단한 단면도이다.

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

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역화방지 화구의 사용 방법을 설명하기 위한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 역화방지 화구의 사시도이다.

또한, 도 3은 도 1에 도시된 역화방지 화구 및 가스 절단기의 헤드의 내부를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 역화방지 화구의 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 이러한 역화방지 화구(10)는 화구몸체(100), 화구코어(200), 팁(300), 요철부(400)를 포함한다.

역화방지 화구(10)는 가스 압력에 대응한 최적화된 홈부(410) 또는 돌기부(420)로 이루어진 요철부(400)의 형상적 특징에 따라서, 조선소 내에서의 가스 절단 작업, 열처리 작업, 가열 작업을 끊김 없이 수행하거나 역화 현상에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 함으로써, 실제 작업 수단이면서 역화방지 수단으로 사용될 수 있다.

예컨대, 도 1에 보이듯이, 조선소에서는 아크 용접 등과 같이 소조립 용접(M)된 작업 대상물인 모재(W)에 부분적으로 변형이 발생됨으로써, 모재(W)를 뒤집어서 토치로 용접선에 해당하는 모재 배면 부위를 가열하여 변형량을 줄이는 보정 작업이 이루어지고 있다.

역화방지 수단이 없는 일반적인 화구(미 도시)의 경우, 저압 조건 하에서 화구의 팁의 끝면이 모재(W)의 표면에 접촉 또는 밀착하더라도 역화 현상이나 불꽃 꺼짐 현상이 발생되지 않을 수 있지만, 고압 조건 하의 보정 작업 또는 절단 작업 수행 도중에 팁(300)의 끝면이 모재(W)의 표면에 접촉하는 즉시 불꽃이 꺼지거나 역화 현상이 발생될 수 있다.

그러나, 본 실시 예 또는 응용 예들에 따른 역화방지 화구(10)는 고압 조건 하의 보정 작업 또는 고압 절단 작업 도중, 불꽃 꺼짐 현상을 방지하는 형상으로 형성된 요철부(400)를 역화방지 화구(10)의 팁(300)의 끝에 일체형으로 구비함으로써, 요철부(400)의 끝면 또는 국소 부위가 모재(W)에 접촉하더라도 역화 현상을 발생시키지 않는 장점을 갖는다.

이러한 장점은 후술되는 압력 및 가스 종류를 고려한 요철부(400)의 수치 및 형상적 특징이나, 요철부(400)를 구성하는 홈부(410) 또는 돌기부(420)의 개수, 배치 구조 등에 의해 실현될 수 있다.

예컨대, 요철부(400)는 1개 이상으로 각각 동일한 높이를 갖는 돌기부(420)와, 그 돌기부(420) 사이에 배치되고 각각 동일한 깊이(H)를 갖는 홈부(410)로 이루어지고, 이때, 돌기부(420)와 홈부(410)가 요철부(400)의 원주 방향 또는 팁(300)의 원주 방향을 따라 번갈아 배치되어 있을 수 있다.

또한, 요철부(400)를 제외한 역화방지 화구(10)의 구성 요소의 규격은 일반 가스 토치 또는 가스 절단기의 헤드용 토치 팁 제품과 동일한 조인트 규격을 가지고 있다.

따라서, 본 실시 예 또는 하기에 상세히 설명할 각종 응용 예에 따른 역화방지 화구(10)는 제작성 및 범용성이 뛰어난 장점이 있다.

즉, 역화방지 화구(10)는 조선소 내에서 일반적으로 가장 많이 사용되는 화구 구조의 팁(300)의 끝단에 역화 방지를 위한 홈부(410)를 시공 또는 가공함으로써, 제작이 편리하고 양산이 가능한 제작 편의성도 있다.

즉, 역화방지 화구(10)는 홈부(410)의 시공 또는 가공에 따라서, 팁(300)의 끝단에서 팁(300)의 둘레를 따라서 홈부(410) 및 돌기부(420)로 이루어진 요철부(400)를 가질 수 있다.

즉, 팁(300)의 끝단에 이격 배치되도록 복수개의 홈부(410)가 가공됨으로써, 상기 홈부(410)의 깊이에 대응한 높이를 갖는 돌기부(420)가 홈부(410) 사이사이의 위치를 기준으로 팁(300)의 끝단에 형성될 수 있고, 이를 통해서 역화방지 화구(10)의 가공적 특징 및 제작 편의성이 극대화될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 화구몸체(100)는 가스 절단기의 헤드(20)의 산소공급로(21)에 공간상 연결되는 산소통로(101)와, 헤드(20)의 가스공급로(22)에 공간상 연결되는 가스통로(102)를 구비하고 있다.

화구몸체(100)에는 헤드(20)의 체결 부위에 나사 결합될 있는 나사산(103)이 형성되어 있다.

화구몸체(100)는 헤드(20)에 대한 이중 나사 결합을 위해서 나사산(103)에 나사 결합되어 헤드(20) 쪽으로 밀착 또는 고정되는 조임 너트(104)를 포함하고 있다.

화구코어(200)는 화구몸체(100)의 산소통로(101)의 끝단의 산소챔버(105)에 나사결합되어 있을 수 있다.

화구코어(200)는 화구몸체(100)의 산소챔버(105)에 공간상 연결되는 산소토출구(201)를 화구코어(200)의 중심에 형성하고 있다.

화구코어(200)는 그의 외주면에 마련되고, 화구코어(200)의 길이 방향을 따라 절개된 스플라인 홈 형태의 가스토출구(202)를 복수개로 형성하고 있다.

화구코어(200)의 복수개의 가스토출구(202)는 화구몸체(100)의 가스통로(102)에 공간상 연결될 수 있다.

또한, 각각의 가스토출구(202)는 산소토출구(201)를 중심으로 하여 방사형 구조로 화구코어(200)의 끝면 외주부위에 형성될 수 있다.

팁(300)은 화구코어(200)를 감싸면서 화구몸체(100)의 끝단에 상호 맞닿도록 배치될 수 있다.

또한, 팁(300)은 조임 너트(303)를 통해 화구몸체(100)에 나사 결합됨으로써, 팁(300)과 화구몸체(100)간 상호 맞닿은 배치 구조가 고정 상태로 유지될 수 있다.

요철부(400)는 팁(300)의 끝단에 일체형으로 형성되어 있다.

팁(300)이 작업 대상물인 모재(W)의 표면에 접촉하더라도, 화구코어(200)의 산소토출구(201)를 빠져 나온 산소의 압력이 화구코어(200)의 가스토출구(202)를 빠져 나온 가스(예: 에틸렌 가스)의 압력에 비하여 상대적으로 고압인 고압 조건일 때, 고압의 상기 산소는 요철부(400)에 의해 유도되어서 홈부(410)를 통해서 빠져나갈 수 있다.

그 결과, 요철부(400)에 의해서, 팁(300)의 바깥쪽의 불꽃은 소멸되지 않을 수 있고, 역화는 효율적으로 방지될 수 있다.

특히, 요철부(400)의 형상은 에틸렌 가스를 이용한 고압 절단 작업에서 매우 안정적인 불꽃 연소를 유지하면서, 역화가 방지될 수 있는 장점을 발휘할 수 있다.

즉, 일반적인 LPG가스는 단위 체적당 발열량이 상대적으로 크고, 공기보다 무겁고, 증발잠열 또는 기화열이 크고, 기체상태에서 비중이 공기(비중=1)보다 크므로 누설시 대기 중으로 확산되지 않고 낮은 곳으로 모여서 인화 위험성이 크고, 예열, 습기 제거 등에 상대적으로 적합할 수 있다.

반면, 에틸렌 가스는 단위 체적당 발열량이 상대적으로 적고, LPG가스를 사용하는 것에 비하여 상대적으로 높은 압력 하에서, 용접, 절단, 브레이징, 솔더링 공정에서 적합하므로써, 조선소에서 강판, 후판 등의 철제를 절단하는 고압 절단 작업에 매우 적합할 수 있다.

이를 위해서, 요철부(400)는 후술되는 수치 또는 형상으로 한정될 수 있는 역화 방지에 대응한 규격을 가지고 있을 수 있다.

요철부(400)의 돌기부(420)는 산소 및 에틸렌 가스로 이루어진 연소 가스의 흐름을 가이드하는 역할과, 화구코어(200)의 끝면과 모재 사이간 거리를 유지시켜주는 역할을 담당할 수 있다.

요철부(400)의 홈부(410)는 요철부(400)의 끝면이 모재에 접촉하였을 때, 연소 가스의 흐름을 팁(300)의 측면 방향으로 원활하게 유도 및 확산시킬 수 있는 부채꼴 형상으로 형성되어 있다.

여기서, 부채꼴 형상이란 홈부(410) 또는 돌기부(420)의 너비 별로 각각 팁(300)의 내경쪽 원주거리에 비해 외경쪽 원주거리가 상대적으로 길게 형성된 형상을 의미할 수 있다.

즉, 돌기부(420) 또는 홈부(410) 각각은 팁(300)의 평면 기준으로 돌기부(420)의 양측면과 팁(300)의 내경 및 외경에 대응하여 한정될 수 있는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.

산소토출구(201)는 화구코어(200)의 평면 기준 중심 또는 팁(300)의 평면 기준 중심에 배치되어 있다.

따라서, 요철부(400)와 모재(W)가 서로 접촉하거나 순간적으로 밀착할 때, 상대적으로 고압인 산소가 돌기부(420)에 의해 가이드되어서 홈부(410)를 통해서 방사형 흐름을 보이면서 원활하게 빠져나가므로, 불꽃 꺼짐이 방지될 수 있다.

특히, 본 실시 예 또는 후술되는 응용 예에 따른 역화방지 화구(10)가 일반적인 화구 또는 다른 시제품의 화구에 비해 역화 현상이 발생 되지 않는 이유는, 고압 산소가 밀어내는 압력과 돌기부(420) 사이의 홈부(410)를 통해 빠져나가는 산소 및 에틸렌 가스의 속도 또는 가스량이 홈부(410)의 형상 및 치수에 대응하게 적절하고, 이때 산소토출구(201) 및 가스토출구(202)로부터 분사된 산소 및 에틸렌 가스에 의한 분사력에 의해서, 팁(300)의 끝 부위에 해당하는 요철부(400)의 끝면이 모재(W)로부터 살짝 뜨는 팁 부상 현상이 원활하게 발생되고, 그 결과 산소는 산호토출구(201) 쪽으로 역류되지 않고, 팁 주변의 분위기 불꽃이 꺼지지 않아 역화가 방지될 수 있다.

이를 입증하기 위하여, 역화방지 화구(10)의 요철부(400)에 대하여 다양한 치수, 홈부 개수, 테스트 장소, 압력 등을 변수로 하여 복수의 테스트를 진행하였고, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.

상기 표 1과 같은 테스트 결과에 따르면, 도 4 및 도 5를 참조할 때, 요철부(400)의 홈부(410)가 3개일 때, 그리고 팁(300)의 내경 기준 홈부(410)의 제 1 너비(GS) 3 ~ 4㎜, 그리고 홈부(410)의 깊이(H) 또는 홈부(410)의 홈바닥면(411) 기준 돌기부(420)의 높이 1 ~ 4㎜가 역화 발생이 잘 되지 않는 것을 알 수 있다.

여기서, 홈부(410)의 깊이(H)는 팁의 끝면에 해당하는 요철부(400)의 끝면과 홈부(410)의 홈바닥면(411)의 사이의 거리를 의미할 수 있다.

또한 여기서, 팁(300)의 내경 기준 홈부(410)의 제 1 너비(GS)는 팁(300)의 내경을 기준으로 돌기부(420)간 최단 거리를 의미할 수 있다.

또한, 홈부(410)는 앞서 언급한 바와 같이 부채꼴 형상으로 형성되어 있으므로, 팁(300)의 외경 기준 홈부(410)의 너비에 해당하는 홈부(410)의 제 2 너비(GL)를 가질 수 있다.

예컨대, 홈부(410)의 제 2 너비(GL) 7㎜일 수 있고, 이러한 수치는 역화 방지를 위한 최적화된 수치일 수 있다.

또한, 홈부(410)의 제 1 너비(GS)가 4㎜일 때, 돌기부(420)의 외경 너비(PL)도 4㎜로서, 홈부(410)의 제 1 너비(GS)와 돌기부(420)의 외경 너비(PL)가 서로 동일한 형상적 특징은 역화 방지에 최적화될 수 있다는 것을 보여줄 수 있다.

이 경우, 돌기부(420)의 내경 너비(PS)는 2㎜일 수 있다.

특히, 홈부(410) 3개, 팁(300)의 내경 기준 홈부(410)의 제 1 너비(GS) 4㎜ 및 홈부(410)의 깊이(H) 3 ~ 3.5㎜일 때, 역화가 완전히 발생되지 않음을 알 수 있다.

즉, 이런 수치는 일반적으로 가장 많이 사용되는 화구인 팁 규격 2번(산소토출구 내경 1.5㎜)에 적용되어 범용성이 확보될 수 있다.

특히, 요철부(400)에서 홈부(410) 및 돌기부(420)이 각각 3개씩 형성되는 경우, 홈부(410) 또는 돌기부(420) 간 사이 배치 간격(E)은 팁(300)의 원주 방향을 따라서 각도 120°를 이루게 될 수 있다.

이런 실험에 사용된 가스는 조선소의 앵글 절단장 또는 플레이트 절단장에서 사용되는 에틸렌 가스이고, 에틸렌 가스의 압력은 0.8㎏/㎠ 일 수 있다.

또한, 에틸렌 가스와 혼합되기 위한 산소의 압력은 저압 기준 4㎏/㎠이거나, 고압 기준 7㎏/㎠이거나, 또는 4㎏/㎠ 초과 내지 7㎏/㎠ 미만 압력 범위 내에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

이런 압력 수치 값들은 앞서 역화방지 화구(10)에서 역화가 방지될 수 있는 최적화된 값으로서, 그 수치 이하 또는 이상에서는 조선소에서 편리하게 사용할 수 없는 상황이 발생됨으로써, 임계적 의미를 갖는다고 볼 수 있다.

이하 본 발명에 따른 응용 예들에 대하여 설명하고자 한다.

본 설명에서 도면 부호는 앞서 설명한 실시 예와 유사하거나 동일한 구성에 대하여 명확하게 이해될 수 있는 범위 내에서 구별한 부분과 동일한 부분에 대하여 유사하거나 동일하게 부여될 수 있다.

또한, 앞서 설명된 부분이 이하의 설명과 겹치는 부분은 발명의 특징만을 명확히 하기 위하여 생략될 수 있다.

도 6은 본 발명의 응용 예에 따른 역화방지 화구의 평면도이다.

도 6을 참조하면, 응용 예에 따른 요철부(400a)는 2개의 홈부(410) 및 2개의 돌기부(420)로 이루어질 수 있다.

이 경우에는 홈부(410) 또는 돌기부(420) 간 사이 배치 간격이 원주 방향을 따라서 각도 180°를 이루게 될 수 있다.

이때, 돌기부(420)의 크기 및 규격은 앞서 설명한 것과 동일한 수치를 갖는다.

따라서, 홈부(410)는 앞서 설명한 것에 비해 상대적으로 크거나 넓은 가스 통과 공간 크기 제공하게 되고, 그 결과 더욱 역화가 방지될 수 있고, 홈부 가공 회수의 감소로 인하여 제작성이 높아질 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 다른 응용 예에 따른 역화방지 화구의 평면도이다.

도 7을 참조하면, 다른 응용 예에 따른 요철부(400b)는 1개의 홈부(410) 및 1개의 돌기부(420)로 이루어질 수 있다.

이 경우에도 돌기부(420)는 앞서 실시 예에서 언급한 수치를 가질 수 있다.

또한, 돌기부(420)를 제외한 부위가 모두 홈부(410)로 이루어지게 된다.

즉, 홈부(410)에 의한 가스 통과 공간 크기가 더 증가됨으로써, 작업 도중 모재와 화구간 접촉이 발생되더라도, 고압의 상기 산소가 홈부(410)를 통해서 더욱 원활하게 빠져나갈 수 있으므로, 불꽃이 소멸되지 않게 되어서, 역화가 더욱 방지될 수 있다.

또한, 돌기부(420)가 요철부(400b)의 중심에서 편심된 위치에 배치됨으로써, 작업자가 가스 절단기를 잡고 이동, 또는 각도 조절시, 작업자의 가스 절단기 핸들링이 더욱 자유롭게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 응용 예에 따른 역화방지 화구의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 역화방지 화구의 평면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 선 B-B를 따라 절단한 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 또 다른 응용 예에 따른 역화방지 화구(10)는 요철부(400c)의 홈부(410)의 홈바닥면(411)의 내측 코너 부위 또는 외측 코너 부위에 경사면(R_in, R_out)을 더 형성하고 있는 것을 제외하고 앞서 설명한 실시 예의 구성과 동일할 수 있다.

즉, 고압의 산소는 역화 방지를 위해서 홈부(410)를 통해서 더욱 외부로 빠져나갈 필요가 있는데, 앞서 언급한 실시 예의 경우, 가스토출구(202)를 통해 분사되는 에틸렌 가스가 산소토출구(201)를 통해 분사되는 산소에 의해 밀려 유동하거나 압력 증가를 방지할 수 있는 공간이 필요할 수 있다.

이러한 공간 확보를 위해서, 홈부(410)의 홈바닥면(411)의 내측 코너 부위에는 곡면 형태의 경사면(R_in)이 형성되고, 산소 및 에틸렌 가스로 이루어진 혼합 가스(예: 연소 가스)가 요철부(400c) 곡면 형태의 경사면(R_in)을 통해 가속 되듯이 홈부(410)를 통해 요철부(400c)의 외부로 원활하게 배출될 수 있다.

또한, 홈부(410)의 홈바닥면(411)의 외측 코너 부위에 형성된 곡면 형태의 경사면(R_out)은 상기 혼합 가스를 원활하게 확산시킬 수 있으므로, 불꽃 꺼짐을 방지하고, 역화 방지를 돕는 역할을 수행할 수 있다.

이처럼, 본 실시 예 및 응용 예들에 따른 역화방지 화구는 가스 절단, 용융, 가열, 열처리 작업 등에서 모재와 화구가 접촉하더라도 역화를 방지할 수 있어서, 안전사고를 미연에 방지하고 장치를 보호할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 역화방지 화구는 불꽃 꺼짐 또는 역화 발생이 없으므로, 작업 끊김이 일어나지 않아 작업 효율을 증대시키고, 생산성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 역화방지 화구는 상대적으로 작업 시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하면서, 작업 단절에 따른 품질 저하를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 역화방지 화구 100 : 화구몸체
200 : 화구코어 300 : 팁
400, 400a, 400b, 400c : 요철부 410 : 홈부
411 : 홈바닥면 420 : 돌기부

Claims (7)

1. 내부에 산소통로와 가스통로가 구비된 화구몸체;
   상기 산소통로의 끝단에 형성된 산소챔버에 결합되되, 상기 산소챔버에 연결되는 산소토출구와, 상기 가스통로에 연결되고 상기 산소토출구를 중심으로 방사형 구조로 형성된 복수개의 가스토출구를 갖는 화구코어;
   상기 가스토출구가 상기 화구코어의 끝면 외주부위에 형성되도록 상기 화구코어를 감싸면서, 상기 화구몸체의 끝단에 구비되는 팁; 및
   상기 팁의 끝단 둘레를 따라 돌기부와 홈부가 번갈아 배치되는 형태로 형성되어, 상기 팁을 모재의 표면에 접촉하여 사용할 때, 상기 산소토출구와 상기 가스토출구를 통해 토출되는 산소와 가스의 혼합 가스를 상기 홈부로 유도하고 배출하여 역화를 방지하는 요철부를 포함하되,
   상기 요철부는,
   상기 홈부의 홈바닥면 내측 코너에 상향되는 곡면 형태의 제1 경사면이 형성되고, 상기 홈바닥면 외측 코너에 하향되는 곡면 형태의 제2 경사면이 형성되어,
   상기 홈부로 유도되는 혼합 가스를 상기 제1 경사면을 통해 가속시키고 상기 제2 경사면을 통해 확산시켜 배출시킴으로써, 점화된 불꽃의 꺼짐 현상을 억제하는 역화방지 화구.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 홈부의 깊이는 상기 요철부의 끝면과 상기 홈부의 홈바닥면의 사이의 거리 3 ~ 3.5㎜인 역화방지 화구.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 홈부의 제 1 너비는 상기 팁의 내경을 기준으로 상기 돌기부간 최단 거리 3 ~ 4㎜인 역화방지 화구.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 홈부의 제 2 너비는 상기 팁의 외경을 기준으로 상기 돌기부간 최장 거리 7㎜인 역화방지 화구.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 홈부의 제 1 너비가 4㎜일 때, 상기 돌기부의 외경 너비도 4㎜로서, 상기 홈부의 제 1 너비와 상기 돌기부의 외경 너비가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 역화방지 화구.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌기부 또는 상기 홈부는 상기 팁의 평면 기준으로 상기 돌기부의 양측면과 상기 팁의 내경 및 외경에 대응하여 한정될 수 있는 부채꼴 형상을 갖는 역화방지 화구.

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