KR20010049966A - 연소력으로 작동되는 공구용 추진 가스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, (A) 40 내지 70 중량%의 디메틸에테르, 일산화이질소 및/또는 니트로메탄, (B) 8 내지 20 중량%의 프로필렌, 메틸아세틸렌, 프로판 및/또는 프로파디엔, 및 (C) 20 내지 45 중량%의 이소부탄 및/또는 n-부탄으로 구성된 혼합물을 함유하는 연소 가능한 가스를 기초로 하는, 연소력으로 작동되는 공구, 특히 고정 부재용 세팅 장치를 위한 추진 가스에 관한 것이다.

Description

연소력으로 작동되는 공구용 추진 가스 {DRIVING GAS FOR TOOLS OPERATED BY COMBUSTION POWER}

본 발명의 대상은 연소력으로 작동되는 공구, 특히 연소 가능한 가스를 기초로 하는, 고정 부재용 세팅 장치를 위한 추진 가스에 관한 것이다.

언급된 방식의 연소력으로 작동되는 공구, 즉 고정 부재용 세팅 장치는 DE-A-4 032 202호에 공지되어 있다. 상기 공구에 의해서는 예컨대 못, 보울트 등과 같은 고정 부재가 직접 연소력의 작용하에서, 통상적으로는 그곳에 상응하는 부품이 고정되어야 하는 예를 들어 목재, 강철, 콘크리크 등과 같은 재료내에 있는 분말 부하하에서 박힐 수 있다.

연소력으로 작동되는 상기 공구들은 예를 들어 연소 챔버, 및 상기 연소 챔버내에서 발생되는 팽창 연소 가스를 공급 받아 피스톤 가이드부내에서 움직이는 피스톤을 포함한다. 연소 챔버내에 존재하는 공기/연료 혼합물의 점화에 의해서 또는 분말-추진제의 점화에 의해서, 피스톤은 연소 챔버로부터 멀리 움직이고, 고정 부재상에 작용하며, 상기 고정 부재를 받침대 재료 내부로 박아 넣는다. 이 경우 추진 가스의 연소에 의해서 얻어지는 에너지는 재차 공기/가스-비율에 의존하는 연소 속도에 매우 강하게 의존한다.

연소력으로 작동되는 상기 방식의 공구는 예를 들어 DE-A-40 32 20호 및 US-A-5 842 623호에 공지되어 있다.

US-A-5 842 623호에 기술된, 연소력으로 작동되는 공구는 추진 가스인 메틸아세틸렌 및 프로파디엔으로 이루어진 혼합물 또는 프로판, 부탄, 프로필렌 혹은 에탄으로 이루어진 혼합물로 작동된다. 전술한 방식의, 연소력으로 작동되는 통상의 공구에서는 특히 메틸아세틸렌, 프로파디엔, 프로필렌 및 부탄으로 이루어진 혼합물이 사용되며, 상기 혼합물은 또한 "MAPP"라는 이름으로도 공지되어 있다. 상기 가스는 경질탄의 코우킹시에 형성되고 비교적 높은 연소 속도를 제공하는 폐기물이며, 이와 같은 성질은 공구의 높은 효율을 위해서 중요하다.

그러나 종래의 상기 추진 가스는 현저한 단점을 갖는다. 따라서 통상적으로 사용되는 MAPP-혼합물은 대부분 부타디엔의 함량이 작으며, 상기 부타디엔은 독성이 있고 다만 0,1 중량% 이하의 양으로만 허용된다. 부타디엔이 없는 순수한 MAPP-가스는 수득하기가 어렵고 값이 비싸다. 통상의 탄화 수소 혼합물 또는 부탄 혹은 프로판과 같은 연소 가스는 연소 속도가 비교적 느리기 때문에 본 적용예에는 적합하지 않다.

특히 추진 가스로서 사용되는 대부분의 공지된 가스 혼합물은 낮은 온도(-5℃)에서 증발이 느리고 약하며, 이러한 성질은 0℃ 이하의 온도에서도 건축 현장에 사용될 수 있어야 하는 전술한 공구에서는 문제가 된다.

신속하게 연소되는 탄화 수소는 다른 한편으로 다만 높은 비용으로만 제작되고 종종 지나치게 높은 증기압을 가지며, 이것은 에어러졸을 처리하기 위한 전술된 당국의 조치를 준수하는 것을 어렵게 한다.

본 발명의 목적은, 독성이 없고, 간단하고도 저렴한 비용으로 제조될 수 있으며, 필요한 연소 에너지를 공급하고, 상기 연소 에너지를 원하는대로 조절 가능하며, 또한 낮은 온도에서도 사용 가능하고 에어로졸 규정을 지키는 것을 가능하게 하는, 연소력으로 작동되는 공구, 특히 고정 부재용 세팅 장치를 위한 추진 가스를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 일정량 비율의 3가지 성분으로 구성된 혼합물의 형태로 추진 가스를 사용함으로써 달성되며, 이 경우 상기 3가지 성분은 혼합물일 수 있다.

따라서 본 발명의 대상은 청구항 1에 따른 추진 가스이다. 종속항들은 본 발명의 대상의 바람직한 실시예들과 관련된다.

본 발명에 따른 추진 가스는 (A) 40 내지 70 중량%의 디메틸에테르, 일산화이질소 및/또는 니트로메탄, (B) 8 내지 20 중량%의 프로필렌, 메틸아세틸렌, 프로판 및/또는 프로파디엔 및 (C) 20 내지 45 중량%의 이소부탄 및/또는 n-부탄을 함유하는 혼합물이며, 이 경우 상기 성분들의 총합은 100 중량%이다.

성분 (A), (B) 및 (C) 자체는 각각 기술된 연소 가능한 가스들의 하나 이상의 대표 성분을 함유할 수 있다.

성분 (A)는 바람직하게 혼합물의 50 내지 60 중량%의 양으로, 성분 (B)는 혼합물의 10 내지 15 중량%의 양으로, 그리고 성분 (C)는 혼합물의 25 내지 35 중량%의 양으로 존재한다.

본 발명에 따른 추진 가스는 바람직하게 성분 (A)로서는 디메틸에테르를, 성분 (B)로서는 프로필렌을 그리고 성분 (C)로서는 이소부탄을 함유한다. 특히 바람직한 실시예에 따르면 본 발명에 따른 추진 가스는 58 중량%의 디메틸에테르, 14 중량%의 프로필렌 및 28 중량%의 이소부탄을 함유한다.

그 밖에 본 발명에 따른 추진 가스에는 적은 양의 다른 연소 가능한 가스가 포함될 수 있는데, 이 가스는 독성이 없고 혼합물의 증기압 및 연소 속도에 악영향을 미치지 않는 가스이다.

본 발명에 따라 바람직하게 성분 (A)로서 사용되는 디메틸에테르는 냉각제로서 및 에어로졸 분사 노즐을 위한 추진제로서 공지되어 있다. 최근에는 디메틸에테르를 연료로서 자동차 산업에 사용하는 것도 고려되고 있으며, 이와 관련해서는 US-특허 5 626 294호가 참조된다.

성분 (A) 및 특히 본 발명에 따라 바람직하게 사용된 디메틸에테르의 도움에 의해서, 낮은 온도에서도 원하는 증발 압력을 가능하게 하는 추진 가스를 형성하는 것이 가능하다. 디메틸에테르는 비교적 넓은 점화 윈도우를 가진다. 즉, 점화 가능한 혼합물을 형성하도록 가스-공기-비율이 크다. 디메틸에테르는 독성이 있는 것으로 분류되지 않고, 놀랍게도 종래에 사용된 MAPP-혼합물보다 더 큰 연소 속도를 야기시킨다. 디메틸에테르 분자는 산소 원자를 함유하고, 이것은 더 우수한 연소를 야기한다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 추진 가스를 사용하는 경우에는 순수한 탄화 수소를 사용하는 경우보다 퍼센트상으로 더 적은 공기가 혼합되어야 하며, 이것은 재차 연소력으로 작동되는 공구의 연소 챔버의 크기를 더 작게 하고, 배출되는 배기 가스와 관련해서 장점이 된다. 디메틸에테르의 증발 압력이 지나치게 높지 않기 때문에(20℃에서 5.1 바아(절대압력) 내지 50℃에서 11.7 바아), 결과적으로 에어로졸 도우즈를 채우는 데 적합하며, 이것은 본 발명에 따른 추진 가스를 송출 밸브를 갖춘 압력 용기내에서 압축된 형태로 또는 액화된 형태로 사용하는 것을 가능하게 한다.

연소력으로 작동되는 공구용으로 추진 가스를 사용하기에 바람직한 물리적 및 화학적 특성을 위해, 성분 (A)로서 마찬가지로 사용 가능한 연소 가능한 가스들은 일산화이질소 및 니트로메탄을 함유한다. 따라서 상기 가스들은 니트로메탄의 경우에는 단독으로 또는 혼합물의 형태로 혼합되거나 및/또는 디메틸에테르와 조합하여 청구되는 추진 가스내에 사용될 수 있다. 이 경우 개별 성분들은 사용 목적에 적합한 증기압을 얻을 수 있는 양으로 사용된다.

성분 (B)는 분자 및 그와 더불어 추진 가스 혼합물의 더 우수한 연소를 야기하는 반응성 이중 결합을 그 분자 내에 포함한다. 상기 성분, 즉 바람직하게 사용된 프로필렌(20℃에서 10.2 바아 및 5℃에서 5 바아)의 비교적 높은 증발 압력은 추진 가스를 공구의 연소 챔버 내에 공급할 때 노즐을 통해 추진 가스의 성분이 추가로 스프레이되는 것을 촉진시킨다.

성분 (C), 즉 이소부탄은 혼합물을 안정화하기 위해 사용된다. 상기 성분은 -11.5℃ 이상에서는 가스 형태이기 때문에 마찬가지로 바람직한 연소를 가능하게 한다.

디메틸에테르, 일산화이질소 및/또는 니트로메탄이 다만 서로의 조합에 의해서, 즉 본 발명에 중요한 추가 성분 (B) 및 (C)와의 조합에 의해서 결합됨으로써, 물리적, 화학적 및 환경 적합-특성의 매우 바람직한 조합이 특징으로 얻어진다. 청구되는 추진 가스는 성분 (A), (B) 및 (C)의 조합으로 인해, 밸브 재료와 관련된 문제점을 야기하지 않으면서도 통상의 도우즈 밸브로써 압력 용기로부터 추출될 수 있는 에어로졸에 대한 요구 조건들을 상기 혼합물이 완전히 충족시킴으로써, 추진 가스의 제조시 및 급유시에 뿐만 아니라 특히 처리시에도 실제에 매우 적합한 특성이 얻어진다. 그 밖에 본 발명에 따른 추진 가스는 또한 낮은 온도(-5℃)에서도 뛰어난 점화 능력 및 연소 속도를 나타내며, 따라서 고정 부재의 세팅은 기후적으로 불리한 조건 하에서도 장애가 없고 보다 안전한 방식으로 성공적으로 이루어진다.

또한 본 발명에 따른 추진 가스는, 추진 가스를 연소 챔버 내에 공급하기 위해 필요한 밸브 장치를 윤활하기 위해서 적어도 예를 들어 미네랄 오일을 기본으로 하는 또는 실리콘 오일을 기본으로 하는 윤활재를 포함할 수 있다.

하기의 실시예는 본 발명을 추가로 설명하기 위해 이용된다.

실시예

성분 (A)로서의 58 중량%의 디메틸에테르, 성분 (B)로서의 14 중량%의 프로필렌 및 성분 (C)로서의 28중량%의 이소부탄으로 구성된 추진 가스 혼합물이 형성된다. 이 혼합물은 50℃에서 11.6 바아의 증발 압력을 가지며, 따라서 법적인 에어로졸 규정을 충족시킨다.

DE-A-40 32 202호에 기술된 방식의 연소력으로 작동되는 공구가 작동될 때에는, 상기 추진 가스가 높은 에너지 방출시 독성이 없고 유해 물질이 없는 배기 가스로 잔류물 없는 연소를 가능하게 함으로써, 결과적으로 고정 부재가 아무런 문제 없이 하부 재료 내부에 박혀진다. 이 경우, 상기 추진 가스가 -5℃의 낮은 온도에서도 문제 없이 사용될 수 있다.

Claims (7)

1. 연소 가능한 가스를 기초로 하는, 연소력으로 작동되는 공구, 특히 고정 부재용 세팅 장치를 위한 추진 가스에 있어서,

   상기 가스가, (A) 40 내지 70 중량%의 디메틸에테르, 일산화이질소 및/또는 니트로메탄, (B) 8 내지 20 중량%의 프로필렌, 메틸아세틸렌, 프로판 및/또는 프로파디엔, 및 (C) 20 내지 45 중량%의 이소부탄 및/또는 n-부탄을 함유하는 혼합물인 것을 특징으로 하는 추진 가스.
2. 제 1 항에 있어서, 성분 (A)의 50 내지 60 중량%, 성분 (B)의 10 내지 15 중량%, 및 성분 (C)의 25 내지 35 중량%로 구성된 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성분 (A)로서는 디메틸에테르를, 성분 (B)로서는 프로필렌을, 및 성분 (C)로서는 이소부탄을 함유하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 58 중량%의 디메틸에테르, 14 중량%의 프로필렌 및 28 중량%의 이소부탄으로 구성된 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가로 윤활재를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.
6. 제 5 항에 있어서, 미네랄 오일을 기본으로 하는 및/또는 실리콘 오일을 기본으로 하는 윤활재를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 가스 밸브를 갖춘 압력 용기내에 압축된 형태로 또는 액화된 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 추진 가스.