KR200475332Y1

KR200475332Y1 - 점화장치 부착 가스절단기

Info

Publication number: KR200475332Y1
Application number: KR2020140005522U
Authority: KR
Inventors: 김유선
Original assignee: 김유선
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2014-12-04
Also published as: KR20140005122U

Abstract

본 발명의 가스절단기에 사용되는 메인노즐은 연료가스를 연소시키는 노즐팁과 노즐몸체를 가진 가스절단기용 메인노즐로서, 노즐몸체에는 연료와 산소가 혼합된 혼합가스를 통과하는 연소용 혼합가스통로 및 산소가스를 통과시키는 산소가스통로가 형성되어 있고, 상기 노즐몸체의 산소가스통로 내에 연료가스와 산소가스가 혼합된 점화용 혼합가스를 공급받거나 산소가스와 연료가스를 별도로 공급받아서 점화용 혼합가스를 발생하는 점화실이 형성되어 있고, 상기 점화실에는 고전압을 받아서 스파크를 일으키는 점화전극이 설치되어 있는 것이다.

Description

점화장치 부착 가스절단기{GAS TORCH with Ignition device}

본 고안은 가스절단기에 관한 것으로서, 특히 메인노즐의 연료가스에 안전하게 점화시킬 수 있는 점화장치를 가진 가스절단기에 관한 것이다.

가스절단기는 가스를 연소시켜 불꽃을 만들고 이 불꽃으로 물체를 가열하거나 가열불꽃으로 소재를 절단 또는 용접하는데 사용하는 기구로서 가스토치라도 한다.

가스절단기는 철판 절단 또는 가스용접 시에 연료가스인 아세틸렌 또는 엘피지(LPG)가스, 등과 산소를 혼합하여 불꽃을 발생하는데, 이러한 토치는 일반적으로 산소와 연료가스가 각각 유입되는 유입관과, 이러한 기체의 유입을 조절하는 밸브와, 이러한 기체들이 분사되는 메인노즐, 및 메인 노즐의 가스에 점화시키는 점화장치, 등으로 이루어지며, 노즐의 단부에는 용도에 적합한 팁을 부착하여 사용하도록 되어 있다.

본 출원인이 출원하여 등록된 특허등록 제249468호 "자동 점화 장치 부착 가스 토치"가 있었는데, 이는 연료가스를 공급하기 위해 제1 연료가스 파이프의 콕을 개방시키면 제1 연료가스 파이프와 제2 연료가스 파이프에 동시에 공급되기 때문에 점화 버튼이 작동되면 노즐 팁에서 과다한 불꽃이 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 콕을 개방하면 반응기체가 혼합 기체 파이프를 거쳐 점화노즐로 공급되고, 점화 버튼이 작동되면 점화노즐로 공급된 연료가스에 불꽃이 발생하지만, 이때는 이미 메인노즐 팁에도 연료가스가 공급된 상태이므로 점화노즐에서 발생된 불꽃에 의해 많은 양의 메인노즐 가스에 점화되며 큰 화염이 발생될 수 있다. 그래서, 작업자가 화상을 입는 안전사고를 당할 위험성이 있었다.

또 본 출원인의 선등록 발명인 출원번호 20-2002-0008580, 출원일자 2002.03.22, 특허등록 제280189호 "자동점화 장치 부착 가스토치"는 연소 주불꽃을 형성하는 노즐팁, 점화용 연료가스 공급장치, 점화 격발수단, 연료가스 파이프, 연료가스 제어밸브, 점화용 연료가스 파이프, 연료가스 조절밸브 등으로 이루어지고, 주연료가스 조절밸브의 개폐에 관계없이 점화용 연료가스가 점화장치로 공급되도록 하여 점화시에 노즐팁에서 과대한 불꽃 발생을 억제하도록 한 것이었다.

그러나 점화용 연료가스가 조절밸브 전단에서 분기하므로 조절밸브의 개폐와 관계없이 점화용 연료가스는 점화장치로 공급이 되어서 점화버튼을 누르게 되면 발생하는 스파크로 인하여 연료가스와 공기중의 산소가 연소하여 점화 불꽃이 발생한다. 그래서 작업자가 화상을 입을 위험이 없다. 하지만 점화용 보조 불꽃을 만들기 위한 점화노즐의 구멍크기를 미세하게 하여야 하므로, 점화노즐에 유입되는 반응기체에 포함된 이물질이나 먼지가 노즐을 막는 경우가 있고, 또한 사용하지 아니하는 시간에 주변의 대기가 노즐의 내부로 흡입되면서 먼지나 이물질이 노즐 구멍을 막아서 점화불량이 발생하고, 노즐의 반응기체와 외부에서 흡입되는 공기의 비율이 일정하지 못하기 때문에 착화불량이 발생되는. 등등의 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명자는 개량된 "점화장치부착 가스토치"를 2009년 2월 26일에 출원하여 2010년 3월 11일에 특허 10-948441호 등록 받은 바 있다. 이 것은 도1에서 보인 바와 같이, 연소용 혼합가스가 통과하는 혼합가스통로(11)가 내부에 형성된 몸체(A)와, 이 몸체에 결합되어 혼합가스를 분사하는 노즐(12)을 가지고 있고 연소용 혼합가스를 연소시키는 팁(13)과, 몸체(A)의 노즐(12) 단부에 인접하도록 결합된 점화장치와, 몸체의 혼합가스통로(11)와 산소 주입구(1) 및 연료가스 주입구(2)를 연결하는 파이프들과 각각의 파이프의 흐름을 조절하는 조절밸브들로 이루어진 배관부를 가지고 있다. 몸체의 노즐(12)은 도면에는 일체로 도시되어 있지만 제작의 편의상 단부에 팁(13)이 별도로 붙어 있고, 몸체의 혼합가스통로(11)에 인입하는 혼합가스는 노즐(12)를 통하여 팁(13)에서 대기중으로 분사된다. 노즐과 팁에는 여러개의 작은 구멍들이 형성되어 있는데 중앙에는 산소분사 구멍이 있다. 점화장치는 몸체의 노즐 바로 옆에 일체로 부착되어 형성되는데, 이것은 노즐(12)단부에 인접한 몸체(A)에 형성된 금속 노즐(16)과, 금속노즐의 내부에 부착되고 점화용 불꽃을 인가하는 점화노즐(17)과, 점화노즐의 혼합가스통로 내에 설치된 착화용 스파크전극(15)과, 몸체의 혼합가스통로의 혼합가스가 점화노즐을 통과하도록 하기위하여 점화노즐과 몸체의 혼합가스통로 사이에 설치되고 혼합가스 흐름을 개폐시키는 점화밸브(40)와, 점화밸브를 열면서 동시에 스파크전극에 고압의 전기를 인가하는 트리거 수단(B)을 구비한다. 금속노즐의 중앙에는 혼합가스분사 구멍이 있다. 트리거수단(B)은, 스파크전극에 연결되어 고전압을 발생하는 압전소자(32)와, 압전소자에 기계적인 힘을 가하는 점화버튼(31)을 포함하는 것이다.

이러한 종래의 점화장치 부착 가스토치는 메인 가스토치 옆에 점화노즐이 부착되어 있어서, 작업환경에 따라 직경이 작은 점화노즐이 먼지나 오염물질로 막히는 경우가 발생되어 착화하는데 어려움이 발생되는 경우가 있다.

또 종래의 점화장치 부착 가스절단기는 점화용 혼합가스 비율을 적정하게 마추어야 착화가 되는데, 보통 산소압력은 높고 연료 가스 압력은 약하므로 경험이 부족한 사람은 연료조절밸브 및 산소조절밸브의 열림 양을 얼마로 하여야 하는지 잘 모르므로 여러번 착화를 시도하여야 하는 불편이 있었다.

그래서 점화노즐의 구멍이 막히는 문제가 없고, 메인 노즐의 연료 혼합 비율에 관계없이 착화용 불꽃이 확실하게 발생되도록 하는 가스절단기가 요구되었다.

본 발명은 점화장치 부착 가스절단기에서 악조건하에서 사용하다 보면 점화노즐의 구멍이 막혀서 점화가 되지 않는 문제를 제거함으로써, 신뢰성 있는 절단기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 점화가스의 산소가스:연료가스의 배합비율을 최적의 상태로 유지함으로써 점화되는 확률을 높이고, 점화용 고전압공급 전선의 손상으로 점화장치가 손상되는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 메인노즐의 외부구조를 단순화하으로써 튼튼하고 견고한 절단기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 초보자가 사용하는 경우에도 산소가스와 연료가스의 배합비율을 마출 필요 없이 보턴식 레버만 누르면 착화되도록 한 절단기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 점화가스가 대량으로 새어나와서 작은 폭발을 일으키는 일이 없도록 한 절단기를 제공하려는 것이다.

본 발명의 메인노즐에서 점화실은 산소가스통로 중에 설치되고, 점화실에는 산소가스와 연료가스가 혼합된 점화용 혼합가스가 공급되는 것이고, 또 노즐몸체에는 노즐팁이 결합되고, 노즐팁은 절단용 산소가스통로의 상기 점화실에 연결되는 중앙홀이 형성되어 있고, 중앙홀 주변에는 연소용 혼합가스통로로 사용되는 다수의 혼합가스홀이 형성되어 있고, 중앙홀에는 점화시에 점화용 혼합가스가 흐르고, 점화후에는 절단용 산소가스가 흐르도록 된 것이다.

본 발명의 점화장치 부착 가스절단기는, 산소공급라인에 연결되는 산소가스배관과, 연료가스공그라인에 연결되는 연료가스배관과, 연료가스와 산소가스를 통과시키 연소시키는 메인노즐과, 메인노즐의 연료가스에 점화시키는 점화장치를 포함하여 이루어지는데, 메인노즐은: 노즐몸체에는 연료가스와 산소가스가 혼합된 혼합가스를 통과하는 연소용 혼합가스통로 및 산소가스를 통과시키는 산소가스통로가 형성되어 있고, 노즐몸체의 산소가스통로 내에 연료가스와 산소가스가 혼합된 점화용 혼합가스를 공급받거나 산소가스와 연료가스를 각각 공급받아서 점화용 혼합가스를 발생하는 점화실이 형성되어 있고, 점화장치는: 점화실에 설치된 점화전극과, 점화전극에 전기도선으로 연결되고 고전압을 발생시켜 인가하는 트리거소자와, 트리거소자를 작동시키기 위한 보턴식레버와, 점화실에 산소가스를 공급하기 위하여 산소배관에 연결된 점화용산소가스라인과, 점화실에 연료가스를 공급하기 위하여 연료가스배관과 연결된 점화용연료가스배관과, 점화용산소가스라인의 중간에 설치되고 보턴식레버와 연동하여 산소가스의 흐름을 개폐하는 산소개폐밸브와, 점화용연료가스배관의 중간에 설치되고 보턴식레버와 연동하여 연료가스의 흐름을 개폐하는 연료가스개폐밸브를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 점화용연료가스배관 또는 점화용산소가스라인 중에서 어느 한쪽에 또는 양쪽모두에 상기 점화실에 인입되는 가스의 압력을 일정하게 유지하여 주는 감압밸브를 추가로 설치하는 것이 특징이다.

본 발명의 절단기는 산소가스감압밸브(143) 또는 연료가스감압밸브(144)에 의하여 점화실에 인입하는 연료가스와 산소가스의 혼합비율이 항상 일정하게 되어 한번의 트리거로 확실하게 착화시킬 수가 있게 되고 초보자도 쉽게 사용할 수 있다.

본 발명의 절단기는 점화용 노즐이 노즐몸체 외부로 노출되어 있지 아니하므로 먼지나 기름등 작업환경 외부 조건으로부터 오염되지 아니하고, 점화전극과 점화실이 노즐몸체 내부에 설치되어 있으므로, 오래 사용하여도 고장 나지 아니하고 점화가 잘되며 수명이 긴 효과가 있다.

본 발명의 가스절단기용 메인노즐은 외부가 간결하고 구조가 간단하여 제작하기가 쉽고, 견고하고 고장이 거의 없는 효과가 있다.

도 1은 공지된 가스절단기를 이해하기 쉽도록 일부 단면과 파이프라인을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2은 본 발명의 점화장치 부착 가스절단기의 일 실시 예를 이해하기 쉽도록 일부 단면과 파이프라인을 개략적으로 보인 도면이다.

본 발명의 일 실시 예를 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 절단기는 산소공급라인에 연결되는 산소 배관과, 연료가스공그라인에 연결되는 연료가스배관과, 연료가스와 산소가스를 통과시키 연소시키는 메인노즐(100)과, 메인노즐의 연료가스에 점화시키는 점화장치를 가진다.

메인노즐(100)은 연료가스를 연소시키는 노즐팁(110)과 노즐몸체(120)를 가진다. 노즐몸체(120)에는 연료와 산소가 혼합된 혼합가스를 통과하는 연소용 혼합가스통로(122) 및 산소가스를 통과시키는 산소가스통로(126)가 형성되어 있고, 산소가스통로 내에 연료가스와 산소가스가 혼합된 점화용 혼합가스를 공급받는 점화실(124)이 형성되어 있다. 이 점화실(124)에는 고전압을 받아서 스파크를 일으키는 점화전극(128)이 설치되어 있다. 이 점화전극(128)은 절연체(128')에 의하여 지지되면서 점화실 내부에 전극이 노출되도록 설치되는데, 도시된 바와 같이 절연체(128')는 산소가스 통로 내에 설치되고, 산소가스가 통과할 수 있도록 절연체에는 구멍이 형성되어 있다. 점화실에는 산소가스와 연료가스를 별도로 공급하여 점화용 혼합가스로 혼합되게 되어 있다.

노즐몸체(120)에는 노즐팁(110)이 결합된다. 노즐팁은 절단용 산소가스통로(126)의 점화실(124)에 연결되는 중앙홀(113)이 형성되어 있고, 중앙홀 주변에는 연소용 혼합가스통로로 사용되는 다수의 혼합가스홀(111)이 형성되어 있다. 중앙홀에는 점화시에 점화용 혼합가스가 흐르고 점화전극(128)에 스파크가 나면 점화되어 노즐팁 단부에 불꽃이 노출되며, 이때 혼합가스통로(122)와 다수의 혼합가스홀(111)을 통하여 분출되는 혼합가스에 착화되어 메인불꽃이 형성된다. 점화된 후에는 점화실에는 혼합가스 공급이 중단되고, 필요한 경우 절단용 산소가스밸브(130)을 열어 절단용 산소가스가 흐르도록 할 수 있도록 구성되어 있다.

메인불꽃을 형성하는 혼합가스는 연료가스공급밸브(150)를 통하여 연료가스가 공급되고, 산소가스조절밸브(14)의 조작에 의하여 산소가스가 공급되어 연료가스와 산소가스가 적절하게 혼합되어 형성된다.

점화장치는 점화실(128)에 설치된 점화전극(128)과 점화전극에 전기도선(127)으로 연결되고, 고전압을 발생시켜 인가하는 트리거소자(131)와, 트리거소자를 작동시키기 위한 보턴식레버(133)와, 점화실에 산소가스를 공급하기 위하여 산소배관에 연결된 점화용산소가스라인(136)과, 점화실에 연료가스를 공급하기 위하여 연료가스배관과 연결된 점화용연료가스배관(138)과, 점화용산소가스라인의 중간에 설치되고 보턴식레버(133)와 연동하여 산소가스의 흐름을 개폐하는 산소가스개폐밸브(141)와, 점화용연료가스배관의 중간에 설치되고 보턴식레버와 연동하여 연료가스의 흐름을 개폐하는 연료가스개폐밸브(142)를 포함하여 이루어진다.

보턴식레버(133)는 기판(160)에 회전핀(132)로 결합되어서 레버의 일단에 형성된 보턴(133-1)을 누르면 회전하도록 되어 있고, 이 회전에 의하여 레버의 타단이 트리거소자를 밀어서 고전압 발생을 위하여 트리거 되도록 하며, 이 레버의 타단의 작동축(134)에 결합된 니들밸브인 산소가스개폐발브 및 연료가스개폐밸브(141,142)가 레버의 회전에 의하여 열리도록 결합되어 있다. 도면에서는 니들밸브의 스템이 밀려서 니들밸브가 열리도록 되어 있으나, 반대로 레버의 부착된 와이어를 당겨서 니들밸브를 열리게 하는, 본 출원인의 선출원 공보에서 공개된 바와 같이 구성하여도 된다.

점화장치에서 점화용연료가스배관(138) 또는 점화용산소가스라인(136) 중 어느 한쪽에 또는 양쪽 모두에, 점화실에 인입되는 가스의 압력을 일정하게 유지하여 주는 감압밸브(143, 144)를 설치하는 것이 좋다. 이 감압밸브가 설치되어 있으므로 인하여 점화용 연료가스라인 및 산소사스 라인의 연료가스와 산소가스의 압력을 일정하게 유지할 수가 있게 되고, 가장 적합한 혼합비율이 되도록 공장에서 또는 현장에서 수동으로 미리 설정하여 놓을 수 있다. 배관의 굵기를 일정하게 하고 점화용연료가스배관(138)과 점화용산소가스라인(136)의 유체저항을 일정하게 하고 압력을 일정하게 유지하면, 산소가스개폐밸브(141)와 연료가스개폐밸브(142)를 통과하는 유량을 일정하게 할 수가 있어서 최적의 혼합비율로 연료가스와 산소가스를 공급할 수 있게 된다.

이렇게 구성된 점화장치 부착 절단기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 절단기를 사용하기 위하여 먼저 모든 수동 밸브들 즉, 절단용 산소가스밸브(130), 산소가스공급밸브(140), 연료가스공급밸브(150)을 모두 닫고, 산소라인접속기(145) 및 연료가스라인접속기(146)를 가스 공급라인에 연결한다.

다음, 보턴식레버(133)의 보턴(133-1)을 누른다. 그러면 이 레버의 회전에 의하여 먼저 산소가스개폐밸브(141) 및 연료가스개폐밸브(142)가 열리면서 소정의 압력으로 배합비가 적합화된 산소 및 연료 혼합가스가 점화실(124)로 진입되고 이어서 트리거소자(131)가 트리거되면서 고전압이 발생되어 전기도선(127)을 통하여 점화전극(128)에 스파크를 일으키고 그래서 점화실의 혼합가스에 점화되어 노즐팁의 중앙홀(113)을 통하여 불꽃이 공기중으로 노출된다.

이때 보턴식레버(133)의 보턴(133-1)을 누르기 직전 또는 누르면서 또는 누르고 있는 동안 연료가스공급밸브(150)와 산소가스공급밸브(140)을 열어 노즐팁의 단부에 메인 불꽃을 발생시킨 후 보턴식 레버를 놓는다. 그리고 불꽃의 색상을 보면서 연료가스공급밸브(150)와 산소가스공급밸브(140)를 조절하여 적절한 혼합비가 되도록 한다.

이때 감압밸브(143, 144)에 의하여 점화실에 인입하는 연료가스와 산소가스의 혼합비율이 항상 일정하게 되어 한번의 트리거로 확실하게 착화시킬 수가 있게 된다. 즉 배관의 굵기가 일정하고, 점화용연료가스배관(138)과 점화용산소가스라인(136)의 유체저항이 일정하고, 압력이 일정하기 때문에 산소가스개폐밸브(141)와 연료가스개폐밸브(142)를 통과하는 유량이 일정하게 되어서 최적의 혼합비율이 되므로 한번의 트리거로 착화할 수 있게 된다.

이렇게 착화된 후에는 소재를 가열하고 필요하면 절단용 산소가스밸브(130)를 열어서 절단작업을 할 수 있다.

작업을 마치고 절단기의 동작을 중지시키려면, 연료가스공급밸브(150)와 산소가스공급밸브(140)을 잠가서 노즐팁의 단부에 메인불꽃을 소화한다.

100: 메인노즐 110: 노즐팁
111: 혼합가스홀 113: 중앙홀
120: 노즐몸체 122: 혼합가스통로
124: 점화실 126: 산소가스통로
127: 전기도선 128: 점화전극
130: 절단용 산소가스밸브 131: 트리거소자
132: 회전축핀 133: 보턴식레버
134: 니들밸브 작동축 136: 점화용산소가스라인
138: 점화용연료가스배관 140: 산소가스공급밸브
141: 점화용 산소가스개폐밸브 142: 점화용 연료가스개폐밸브
143: 점화용 산소가스감압밸브 144: 점화용 연료가스감압밸브
145: 산소가스라인접속기 146: 연료가스라인접속기
150: 연료가스공급밸브 160: 기판

Claims

메인노즐과 점화장치를 가지고 있고, 산소라인접속기(145)을 산소가스공급라인에 연결하고, 연료가스라인접속기(146)를 연료가스공급라인에 연결하여 용접과 절단작업을 수작업으로 할 수 있도록 하는 가스절단기에 있어서,
상기 메인노즐(100)은
노즐몸체(120)와, 상기 노즐몸체와 결합되어 연료가스를 연소시키는 노즐팁(110)을 포함하고,
상기 노즐몸체(120)는:
노즐몸체 내에 형성되어 산소가스를 통과시키는 산소가스통로(126)와;
상기 산소가스통로 내에 형성되고, 연료가스와 산소가스가 혼합된 점화용 혼합가스를 공급받는 점화실(124)과;
상기 점화실(124) 내에 설치된 절연체(128')에 의하여 지지되고, 점화실 내부에 단부가 노출되도록 설치된 점화전극(128)과,
상기 점화전극(128)에 고전압 전기를 공급하면서, 상기 메인노즐의 과열로부터 손상을 받지 않도록 하기 위하여, 상기 산소가스통로(126) 내부에 설치하여 점화전극(128)에까지 연결하는 전기도선(127)을 포함하고,
상기 절연체(128')는 상기 산소가스통로 내에 설치되고, 중앙에서는 점화전극을 지지하고, 주변부에는 산소가스가 원활하게 통과할 수 있도록 다수의 구멍들이 형성되어 있는 구조로 된 것이며,
상기 노즐팁(110)은:
노즐팁 중앙에 형성되고, 절단용 산소가스통로(126)의 점화실(124)에 연결되는 중앙홀(113)과,
상기 중앙홀 주변에 형성되고, 연소용 혼합가스가 통과하는 다수의 혼합가스홀(111)이 형성되어 있고,
상기 점화장치는:
상기 점화실에 설치된 점화전극(128)에 절단용 산소가스통로(126) 내부를 통하여 상기 전기도선(127)에 고전압을 발생시켜 인가시키는 트리거소자(131)와,
상기 트리거소자를 작동시키기 위한 보턴식레버(133)와,
상기 점화실에 산소가스를 공급하기 위하여 산소배관에 연결된 점화용산소가스라인(136)과,
상기 점화실에 연료가스를 공급하기 위하여 연료가스배관과 연결된 점화용연료가스배관(138)과,
상기 점화용산소가스라인의 중간에 상기 보턴식레버(133)와 연동하여 산소가스의 흐름을 개폐하는 산소가스개폐밸브(141)와,
상기 점화용연료가스배관의 중간에 설치되고 상기 보턴식레버와 연동하여 연료가스의 흐름을 개폐하는 연료가스개폐밸브(142)와
상기 점화용 혼합가스의 혼합이율을 일정하게 하기 위하여, 상기 산소가스개폐밸브(141)에 연결된 산소가스 감압밸브(143) 및 상기 연료가스개폐밸브(142)에 연결된 연료가스 감압밸브(144)를 포함하고,
보턴식레버(133)의 보턴(133-1)을 누르면, 산소가스개폐밸브(141) 및 연료가스개폐밸브(142)가 열리면서 소정의 압력으로 혼합비가 최적화된 산소와 연료의 혼합가스가 점화실(124)로 진입되고, 트리거소자(131)가 트리거되어 발생된 고전압이 전기도선(127)을 통하여 점화전극(128)에 스파크를 일으켜서, 점화실의 혼합가스에 점화하는 것이 특징인 점화장치 부착 가스절단기.