KR20050093276A

KR20050093276A - 절단기의 토치 노즐

Info

Publication number: KR20050093276A
Application number: KR1020040018547A
Authority: KR
Inventors: 박봉현; 조병호
Original assignee: 박봉현
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-23

Abstract

본 발명은 액상의 연료를 분무화시켜서 사용할 수 있는 절단기의 토치노즐에 대한 것이다.

본 발명의 노즐어셈블리는 헤드(5)와 결합되며 상단 중앙부에 축방향 센터공(14)과 다수의 둘레공(17)이 연통된 상부바디(10)와, 상부바디(10)의 센타공(14)에 연통되는 센타노즐공(23)이 형성되는 축부재(18)와, 상기 축부재(18)가 삽입되도록 상부바디(10)에 결합되며 축부재(18)의 선단부가 삽입되어 축부재(18)의 선단 둘레부와의 사이에 둘레노즐공(26)을 형성하는 관통공이 형성된 하부바디(20)를 포함하는 절단기의 토치노즐에 있어서, 상기 축부재(18)의 둘레부는 수평방향으로 연장되는 다수의 수평슬롯(28)과, 이 수평슬롯(28)에 교차되도록 나선방향 또는 경사방향으로 연장되는 다수의 경사슬롯(30)이 형성된다.

Description

절단기의 토치 노즐 {Nozzle of cutting torch}

본 발명은 절단기의 토치노즐에 대한 것으로서, 좀 더 상세히는 분사되는 연료가 노즐 내부에서 와류를 일으키면서 분무화됨으로써, 가스연료는 물론 액상의 연료를 분무화시켜서 사용할 수 있는 새로운 구조의 절단기의 토치노즐에 대한 것이다.

도 1은 종래의 가스절단기의 토치 구조를 보여주는데, 도시된 바와 같이 이러한 절단기의 토치는 산소공급관(3)과 연료공급관(4)이 각각 연결되는 헤드(5)와, 이 헤드(5)에 나사결합되는 노즐어셈블리로 구성되는데, 이 노즐어셈블리는 외주면에 헤드(5)와 결합되는 숫나사부(12)가 형성되며 내부 중앙에는 하향개방된 중공부(16)가 형성된 상부바디(10)를 포함하고, 이 상부바디(10)의 중앙부에는 축방향 센타공(14)이 형성되고, 상부바디(10)의 상측 단턱부(13)로부터 센타공(14)의 둘레부로 연장되는 다수의 둘레공(17)이 형성되어 상부바디(10)의 중공부(16)의 상면으로 연통되도록 구성된다.

그리고, 이 상부바디(10)의 센타공(14)에 연통되어 상기 중공부(16)의 중심부를 통해 하향연장되는 축부재(18)를 포함하고, 이 이 축부재(18)를 감싸도록 상기 상부바디(10)에 결합되며 축부재(18)의 선단부가 끼워지는 분사공(22)이 형성된 하부바디(20)를 포함한다. 이 축부재(18)의 내부 중앙부엔 상부바디(10)의 센타공(14)과 연통되는 센타노즐공(23)이 형성되고, 축부재(18)의 선단 둘레부에는 다수의 길이방향 슬롯(25)이 형성되어 상기 하부바디(20)의 분사공(22)과 맞닿아 둘레노즐공(26)을 형성한다.

이러한 구조에 따라, 산소공급관(3)을 통해 유입된 고압의 산소는 노즐어셈블리의 상부바디(10)의 센타공(14)과 축부재(18)의 센타노즐공(23)을 통해 노즐의 중심부에서 분사되고, 연료공급관(4)을 통해 공급된 연료가스는 상부바디(10)의 둘레공(17)을 통해 중공부(16)로 유입되어 축부재(18)의 둘레부 슬롯(25)에 의해 형성되는 둘레노즐공(26)을 통해 분사되게 된다. 이에 따라, 연료가스의 연소에 의해 발생되는 화염과 연소열을 산소의 분사압력에 의해 분사시켜서 강판 등의 피절단물을 절단하게 된다.

이러한 종래의 절단기의 토치는, 연료가스의 공급통로가 상부바디(10)의 둘레공(17)을 통해 축부재(18) 둘레부의 둘레노즐공(26)을 통해 분사되는데, 이러한 연료가스 공급통로 상에 흐름을 변화시키는 별도의 수단이 구비되어 있지 않기 때문에, 연료로서 기체상태의 가스를 사용하는 것은 가능하지만, 휘발유, 벤젠류 기타의 액체 상태의 연료를 사용하는 경우에는 이러한 액체연료가 용이하게 점화가 가능한 기체 상태로 변화되지 못하여 정상적인 착화 및 연소가 곤란하였다. 따라서, 종래의 절단기는 기체연료에 비해 상대적으로 에너지효율이 우수하고 입수가 용이한 액체연료를 사용할 수 없었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 절단기의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 가스연료는 물론 액체연료를 사용하더라도, 액체연료가 토치노들에서 분무화되어 용이하게 착화 및 연소될 수 있는 새로운 구조의 절단기의 토치노즐을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 산소공급관(3)과 연료공급관(4)이 각각 연결되는 헤드(5)와, 이 헤드(5)에 결합되는 노즐어셈블리로 이루어지며, 이 노즐어셈블리는 산소공급관(3)에 연결된 축방향 센터공(14)과 연료공급관(4)에 연결된 다수의 둘레공(17)이 형성된 상부바디(10)와, 상기 상부바디(10)와 일체 또는 별체로 구성되며 중앙에는 상부바디(10)의 센타공(14)에 연통되는 센타노즐공(23)이 형성되고 외주면은 연료공급통로를 형성하는 축부재(18)와, 상기 축부재(18)가 내부에 삽입되도록 상기 상부바디(10)에 결합되며 선단부에서 축부재(18)의 선단 둘레부와의 사이에 둘레노즐공(26)을 형성하는 관통공이 형성된 하부바디(20)를 포함하는 절단기의 토치노즐에 있어서, 상기 축부재(18)의 둘레부에는 수평방향으로 연장되는 다수의 수평슬롯(28)과, 이 수평슬롯(28)에 교차되도록 나선방향 또는 경사방향으로 연장되는 다수의 경사슬롯(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 절단기의 토치노즐이 제공된다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예의 단면도 및 축부재의 외관도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 절단기의 산소공급관(3)과 연료공급관(4)이 각각 연결되는 헤드(5)에 노즐어셈블리가 나사결합되는데, 이 노즐어셈블리는 크게 상부바디(10)와, 하부바디(20) 및 축부재(18)로 이루어진다. 상부바디(10)의 상단 중앙부에는 헤드(5)의 산소공급관(3)에 연통되는 축방향 센타공(14)이 형성되고, 이 센타공(14)의 하측 단턱부(13)에 의해 이루어지는 둘레부에는 헤드(5)의 연료공급관(4)과 연통되는 다수의 둘레공(17)이 형성된다. 상기 센타공(14)은 상부바디(10)의 중앙으로 연통되고, 상기 둘레공(17)은 상부바디(10)의 둘레부로 연통된다.

또한, 상기 상부바디(10)의 센타공(14)에는 축부재(18)가 일체로 형성되어 축방향으로 하향연장된다. 이 축부재(18)의 중심부에는 상기 센타공(14)과 정렬되어 연통되는 센타노즐공(23)이 형성된다. 여기서, 상부바디(10)와 축부재(18)가 별체로 제작되어 결합될 수도 있으나, 도시된 실시예에서는 상부바디(10)와 축부재(18)가 일체로 구성되는데, 이 경우, 센타공(14)과 센타노즐공(23)은 연속적으로 이어진 단일의 관통공을 이루게 된다. 그리고, 이 축부재(18)의 하단 둘레부에는 다수의 수직방향 슬롯(27)이 형성된다.

그리고, 상기 상부바디(10)의 하단에 하부바디(20)가 나사결합되어 구비되는데, 이 하부바디(20)는 축부재(18)를 감싸도록 구성되고, 그 하단에는 관통공이 형성되어 상기 축부재(18)의 하단의 수직 슬롯(27)과 맞닿아서 둘레노즐공(26)을 형성한다.

그런데, 상기 축부재(18)의 둘레부에는 수평방향으로 연장되는 다수의 수평슬롯(28)이 형성된다. 이 수평슬롯(28)에 의해 축부재(18)의 둘레부는 소정 간격으로 다수의 디스크(29)가 적층된 형태를 취하게 된다. 그리고, 이 축부재(18)의 둘레부에는 또한, 수평슬롯(28)에 대하여 경사지게, 또는 나선상으로 교차되는 경사슬롯(30)이 다수 형성된다. 여기서, 축부재(18)의 외주면은 하부바디(20)의 내주면에 밀착되도록 삽입된다. 따라서, 상부바디(10)의 둘레공(17)을 통해 유입된 연료는 수평슬롯(28)과 경사슬롯(30)을 통해서만 흐를 수 있게 된다.

도시된 실시예에서는 가공의 편의를 고려하여 축부재(18)의 둘레부에 별체로 된 슬리브(19)를 끼우고, 이 슬리브(19)에 수평슬롯(28)과 경사슬롯(30)을 형성하였으나, 이와는 달리 별도의 슬리브없이 수평슬롯(28)과 경사슬롯(30)을 축부재(18) 자체의 외주면을 가공하여 형성할 수도 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 축부재(18)의 상부가 테이퍼진 원주형태로 이루어지고, 하부의 수직슬롯(27)이 좀 더 길어지는 것이 전술한 실시예와 다르고, 다수의 수평슬롯(28)과 경사슬롯(30)에 의해 연료의 통로를 형성하는 것은 동일하다.

이러한 구조에 따르면, 산소공급관(3)을 통해 헤드(5)로 유입된 고압의 산소는 상부바디(10)의 센타공(14)과 축부재(18)의 센타노즐공(23)을 통해 분사된다. 한편, 연료공급관(4)을 통해 헤드(5)로 유입된 연료는 상부바디(10)의 둘레공(17)을 거쳐 축부재(18)의 외주면에 형성된 경사 또는 나선상의 슬롯(30)과 수평슬롯(28)을 순차적으로 거치면서 와류 또는 소용돌이를 일으키게 된다. 이에 따라, 기체연료를 사용하는 경우는 물론, 휘발유나 벤젠류와 같이 분무화되기 어려운 액체연료를 사용하는 경우에도, 액체연료가 축부재(18) 둘레부의 경사슬롯(30)을 거치면서 선회되고, 수평슬롯(28)을 거치면서 충돌하여 부서지면서 회전하여 최종적으로 분무화, 즉 안개화 될 수 있다. 따라서, 이와 같이 경사슬롯(30)과 수평슬롯(28)에서 소용돌이를 일으켜서 안개화 또는 기체화된 연료는 하부바디(20)의 하단 둘레노즐공(26)을 통해서 분사되면서 기체연료를 사용한 경우와 동일하게 용이하게 착화되어 연소된다. 이에 따라 센타노즐공(23)을 통해 분사되는 고압의 산소와 상호 작용하면서 피절단물을 절단할 수 있다.

따라서, 종래의 절단기와 같이 기체연료만을 사용하지 않고, 휘발유나 기타 액체연료를 사용하여 절단할 수 있으므로, 그만큼 연료의 선택의 폭이 넓게 되고, 상대적으로 입수 및 관리가 용이하고 에너지효율이 우수한 액체연료의 사용이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 절단기의 토치노즐에 있어서, 상부바디에서 축방향으로 연장되는 축부재(18)의 외주면에 다수의 수평슬롯(28)과 경사슬롯(30)을 형성함으로써, 축부재(18)의 외주면을 지나는 연료를 소용돌이치도록 하여 분무화시킴으로써, 액체연료가 안개화 또는 기화되어 분사되므로, 액체연료를 사용하더라도 정상적으로 착화 및 연소될 수 있어서, 절단기용 연료의 선택의 폭이 넓어지고, 상대적으로 입수 및 관리가 용이하고 에너지효율이 좋은 액체연료의 사용도 가능하게 된다.

도 1은 종래의 가스절단기의 구조도

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예의 토치노즐의 구조도

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예의 구조도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5. 헤드 10. 상부바디

14. 센타공 18. 축부재

20. 하부바디 23. 센타노즐공

26. 둘레노즐공 28. 수평슬롯

30. 경사슬롯

Claims

산소공급관(3)과 연료공급관(4)이 각각 연결되는 헤드(5)와, 이 헤드(5)에 결합되는 노즐어셈블리로 이루어지며, 이 노즐어셈블리는 산소공급관(3)에 연결된 축방향 센터공(14)과 연료공급관(4)에 연결된 다수의 둘레공(17)이 형성된 상부바디(10)와, 상기 상부바디(10)와 일체 또는 별체로 구성되며 중앙에는 상부바디(10)의 센타공(14)에 연통되는 센타노즐공(23)이 형성되고 외주면은 연료공급통로를 형성하는 축부재(18)와, 상기 축부재(18)가 내부에 삽입되도록 상기 상부바디(10)에 결합되며 선단부에서 축부재(18)의 선단 둘레부와의 사이에 둘레노즐공(26)을 형성하는 관통공이 형성된 하부바디(20)를 포함하는 절단기의 토치노즐에 있어서, 상기 축부재(18)의 둘레부에는 수평방향으로 연장되는 다수의 수평슬롯(28)과, 이 수평슬롯(28)에 교차되도록 나선방향 또는 경사방향으로 연장되는 다수의 경사슬롯(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 절단기의 토치노즐.