KR20090064385A - 가공대상물들의 열적 디버링 장치 - Google Patents

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엑스투르데 호네 게임베하
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Abstract

본 발명은 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1)에 관한 것으로서, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 디버링 챔버(3)와 상기 디버링 챔버(3)로 연료가스 혼합물을 도입하는 하나의 공급수단(4)을 포함하고, 보충가스 공급장치(5)가 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 제공되며, 이로 인해 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 위치하는 연료가스 혼합물이 보충가스와 적어도 부분적으로 혼합될 수 있다. 또한 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1)의 빠른 배기 방법이 제공된다.
가공대상물, 열적 디버링 장치, 디버링 챔버, 공급수단, 보충가스 공급장치, 연료가스 혼합물, 보충가스

Description

가공대상물들의 열적 디버링 장치{Device for the thermal deburring of workpieces}
본 발명은 가공대상물들의 열적 디버링 장치에 관한 것으로서, 상기 열적 디버링 장치는 적어도 하나의 디버링 챔버(deburring chamber)와 상기 디버링 챔버로 연료가스 혼합물(fuel gas mixture)을 도입하는 공급수단(feed means)을 포함한다.
가공대상물들의 열적 디버링 설비들에서, 소재가 무작위로 제거되며, 그 동안에 가공대상물은 전체적으로 열 충격(heat shock)을 받게 된다. 바람직하게는 구석들과 모서리들이 제거되며, 그 이유는 큰 표면과 작은 체적을 가진 이러한 지점들은 특히 많은 양의 열을 흡수하고 그에 따라 산화되고 연소되기 때문이다. 예를 들면, 수소, 천연 가스 또는 메탄과 같은 연료가스, 및 산화 가스, 특히 산소를 포함하는 연료가스 혼합물을 연소시킴으로써 열 충격이 얻어진다.
이러한 방법을 실시하기 위하여, 폐쇄 연소 챔버(closed-off combustion chamber)가 디버링 챔버로 형성되도록, 적어도 하나의 가공대상물이, 예를 들어, "폐쇄판(closing plate)"을 가진, 상기 디버링 챔버에 삽입된다. 그 다음에 상기 연료가스 혼합물이 상기 폐쇄된 디버링 챔버 속으로 도입된다. 상기 연료가스 혼합물은 각 가스 조성물들이 상기 디버링 챔버 속으로 개별적으로 도입되는 방식으로 공 급되며; 이러한 경우에, 연료가스 조성물들이 공급 과정의 적어도 마지막 구역(section)에서 혼합되게 공급되는 것이 바람직하다. 이러한 과정에서, 상기 디버링 챔버의 크기나 가공대상물들의 숫자에 따라, 상당히 높은 정의 압력들(very high positive pressures), 예를 들어, 50 바(bar)까지의 압력이 실행될 수 있다.
상기 연소 챔버의 내부 영역이나 상기 디버링 챔버로 향하는 공급 통로에 설치될 수 있는 해당 발화 수단, 예를 들어, 스파크 플러그에 의해서, 연료가스 혼합물이 발화되고, 그럼으로써 앞서 설명한 열충격이 발생된다.
이러한 열적 디버링 방법이 실시된 다음에, 특히 비정상 상태가 발생한 경우, 예를 들어, 발화가 되지 않으면, 상기 연소 챔버 내에서 정의 압력에 있는 가스의 용량이 다시 배출되어야 한다. 이를 위해서, 일반적인 방법으로서, 디버링 챔버를 간단하게 개방하는, 예를 들면, 상기 디버링 챔버로부터 폐쇄판을 분리하는, 통상의 관행으로 시작한다. 그러나, 이러한 방법은 상기 폐쇄판과 상기 디버링 챔버 사이의 전체 영역에 오염을 상당히 일으키고, 이와 같은 오염은 상기 디버링 챔버와 폐쇄판 사이를 제공된 밀봉재(seal)의 마모를 초래할 수 있다고 알려져 있다.
추가적인 개발은 유럽특허 제1 232 822 A1호에 기재되어 있다. 상기 유럽특허에는 빠른-작동 배기 밸브(quick-acting vent valve)가 상기 디버링 챔버에 설치되며, 상기 빠른-작동 배기 밸브를 통하여 상기 디버링 챔버에 있는 가스가 배출된다는 내용이 제안되어 있다. 이는 또한, 예를 들어, 필터를 통하여 디버링 산화물들과 찌꺼기들을 제거할 수 있는 가능성을 제공한다.
그러나, 상기 연소 챔버에 발화성 또는 폭발성 연료가스 혼합물이 여전히 있 는 경우에, 이와 같은 빠른-작동 배기 밸브를 통한 빠른 배출 동작이 위험할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 이러한 경우에, 몇몇의 발화성 연료가스 혼합물들에서, 낮은 에너지 공급도 발화를 일으키기에 충분하다는 것을 염두에 두어야 한다. 이러한 이유로 인하여, 이와 같은 빠른-작동 배기 밸브들의 경우에는, 예를 들어, 가스 마찰의 결과로 인한 연료가스 혼합물이 발화되지 않게 하기 위하여, 중앙 밸브를 통과하는 유동 속도들이 상당히 낮게 유지되도록 하는 방식으로 상기 배출이 규칙적으로 구현된다. 이와 같은 빠른-작동 배기 밸브들의 직경이 상당히 작다는 사실을 고려하면, 특히 상기 디버링 챔버의 용량이 상당히 큰 경우에, 상기 디버링 챔버로부터 폭발성 연료가스 혼합물이 천천히 배출되게 하는 것은 장치의 정지 시간을 길게 한다.
이로부터, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 설명된 문제점들을 적어도 부분적으로라도 해결하기 위한 것이다. 특히, 배기 시간을 줄일 수 있고 동시에 자기 발화(self-ignition)의 위험을 없앨 수 있는 장치와 방법이 기술된다.
이러한 목적들은 특허 청구항 1항의 특징들을 갖는 열적 디버링 장치와 특허 청구항 7항에 특징들에 따른 열적 디버링 장치로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법으로 달성된다. 본 발명의 추가적인 이점을 갖는 구성들은 종속 특허 청구항들에 기재된다. 특허 청구항들에서 각각 인용된 특징들은 원하는 기술적으로 적절한 방식으로 서로 조합될 수 있고, 본 발명의 또 다른 구성들을 보일 수 있다는 것을 주목해야 한다. 또한, 본 발명의 특징들은 명세서에서 더 상세하게 설명되고, 그로부터 본 발명의 바람직한 개발들이 도출된다.
본 발명에 따른 가공대상물들의 열적 디버링 장치는 적어도 하나의 디버링 챔버와 상기 디버링 챔버로 연료가스 혼합물을 도입하는 공급 수단을 포함하고, 상기 적어도 하나의 디버링 챔버 또는 상기 공급 수단에 보충 가스 공급 장치가 제공됨으로써, 적어도 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급 수단에 위치하는 연료 가스 혼합물이 보충가스와 적어도 부분적으로 혼합될 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 장치는 하나의 디버링 챔버와 상응하는 공급수단을 정확하게 포함하지만; 상기 공급수단은 복수개의 디버링 챔버들, 특히, 그 크기가 다른 챔버들에 설치될 수도 있다. 상기 공급수단 내의 높은 압력으로 인하여, 이와 같은 공급수단은 보통 고체 구성요소들을 포함하고, 그 안에는 구멍들이 형성되어 있으며, 그 구멍들을 통하여 몇몇의 연료가스 혼합물 또는 전체 연료가스 혼합물이 상기 디버링 챔버로 인도될 수 있다. 상기 공급수단과 디버링 챔버는 보통, 특히 병합 공급 통로가 형성되는 방식으로, 서로 연결된다. 이러한 경우에, 공급수단의 구역들은, 예를 들면, 토출 펌프들과 같은 압력 발생장치들, 선형 액츄에이터들과 같은 장치들, 혼합 챔버들, 공급 탱크들과 같은 탱크들이 된다.
여기에서 보충가스 공급장치가 상기 디버링 챔버에 또는 상기 공급수단의 구성요소에 직접 설치되는 것이 바람직하지만, 원리상 복수의 위치들에 제공될 수 있는 보충가스 공급장치가 제안된다. 본 발명의 범위 내에서, "보충 가스"라는 용어는 공급하는 동안에 가스성이며 이를 혼합하여 발화성 가스 혼합물을 형성하여 원하지 않는 발화의 위험을 줄이는 물질을 의미한다. 이러한 의미에서, 예를 들어, 수증기도 역시 보충가스가 될 수 있다. 예를 들면, 냉각 및 가능한 발화원들의 제거 등과 같은 추가 대책들은 보충가스의 효과를 도와줄 수 있다. 이러한 경우에, 상기 보충가스 공급장치는 보충가스가 연료가스 혼합물에 공급될 수 있도록 위치하거나 구성되고, 그럼으로써, 연료가스 혼합물이 발화의 순간에 정상적으로 위치하는 장치의 구역 속으로 보충가스가 흐를 수 있게 된다. 이러한 보충가스 공급장치는 대체로 상기 공급수단의 공급 통로로 열려 있거나 상기 연소 챔버로 열려 있는 적어도 하나의 배관 구역(line section) 또는 상기 디버링 챔버가 빠르게 배기 동작을 수행하도록 하는 중앙 밸브를 포함한다.
보충가스를 공급하면 발화성 연료가스 혼합물의 폭발성 분위기가 확실하게 제거된다. 발화원과 폭발성 분위기가 동시에 존재할 때 폭발이 일어난다. 폭발을 효과적으로 막기 위하여, 모든 발화원들을 없애고/없애거나 폭발성 분위기를 제거해야 한다. 모든 발화원들을 제거하는 것은 일반적으로 가능하지 않기 때문에, 혼합물이 폭발 한계 범위 밖에 있고 상기 혼합물이 주변 환경으로 유출된 때에도 과잉 산소가 생성되는 과정에서 발화되지 않을 정도로, 보충가스에 의해서 연료가스 혼합물의 성분이 영향을 받아야만 한다.
달리 설명하자면, 연료가스 혼합물의 성분이, 예를 들어, 연료가스 혼합물의 자기 발화하려는 경향이 상당히 감소될 정도로, 보충가스에 의해서 영향을 받는다는 것을 이는 의미한다. 이러한 경우에, 원리상 연료가스 혼합물의 일부 용량은, 보충가스, 예를 들어, 상기 빠른-작동 배기 밸브의 영역에 위치하거나 그 영역을 흐르는 연료가스 용량과 혼합될 수 있지만; 그에 대응하여 연료가스 혼합물의 전체 용량을 불활성화할 수 있다. 불활성화의 결과는 먼저 상기 디버링 챔버 내의 정의 압력이, 필요하다면, 증가되는 것이고, 다음으로 더 큰 유동 속도들이 연료가스 혼합물과 보충가스를 배출할 때에 구현되는 것이다. 이는 전반적으로 장치의 정지 시간을 줄인다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 개발에 따라, 중앙 밸브는 적어도 상기 디버링 챔버 또는 공급수단에 제공되고, 상기 중앙 밸브를 통하여, 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급수단으로부터 제거될 수 있고, 상기 연료가스 혼합물의 유출 방향에서 볼 때, 상기 보충가스 공급장치는 상기 중앙 밸브의 상류에 배열된다. 특히, 디버링 챔버가 구멍을 가지고, 상기 구멍에 상기 중앙 밸브가 인접하도록 구현된 실시예 변형이 특히 바람직하다. 이와 같은 디버링 챔버의 구성에서, 보충가스 공급장치는 바로 상기 중앙 밸브의 상류에 있는 구멍으로 열려 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성은, 보충가스에 의해 더 간단하게 불활성화될 수 있는 연료가스 혼합물의 상대적으로 적은 용량만이 그 지점을 통과하여 흐른다는 점에서, 특히 이점을 갖는다. 원리상 상기 공급수단에 대한 상응하는 배열이 가능하지만, 상기 중앙 밸브가 상기 디버링 챔버에 직접 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 중앙 밸브는 적어도 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급수단에 제공되고, 상기 중앙 밸브를 통하여 상기 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급수단으로부터 제거될 수 있고, 상기 중앙 밸브는 2 mm2 보다 큰 유동 단면적을 갖는다. 여기에서 제안된 연료가스 혼합물의 불활성화는 상기 연료가스 혼합물이 상기 디버링 챔버로부터 훨씬 빠르게 배출되는 것을 가능하게 한다. 이러한 효과는 더 큰 유동 단면적을 갖는 중앙 밸브에 의해서 증가될 수 있다. 특히, 10 mm2 이상인 영역 내의 유동 단면적이 바람직하고, 적어도 20 mm2 이상까지도 바람직하다. 원형 유동 단면적들(circular flow cross sections)의 경우에, 적어도 2 mm 의 직경, 특히 4 mm의 직경이 바람직하다. 일반적으로, 가능한 한 가장 짧은 배기 시간을 실현하기 위하여, 가능한 한 크고, 기존의 구성요소들의 크기에 의해서만 결정되는 직경들이 사용되어야 한다.
본 발명에 따른 장치의 개발에 따라, 상기 공급수단은 중앙 공급 통로를 갖는 혼합 블록(mixing block)을 갖고, 상기 보충가스 공급장치는 상기 중앙 공급 통로로 열려 있다. 특히, 이러한 중앙 공급 통로는 공급 통로와 관련이 있고, 상기 공급 통로에서 상기 연료가스 혼합물이 발화 동작 순간에 폭발 상태에, 즉, 예를 들어, 혼합부(mixing unit)와 상기 연소 챔버 사이에 있는 구역에, 위치한다. 또한, 이러한 구성에서, 상기 중앙 공급 통로는 적어도 부분적으로 발화 통로를 형성하는 것이 바람직하고, 그에 따라 상기 발화 수단이 특히 상기 중앙 공급 통로에 정렬된다. 이러한 경우에, 보충가스 공급장치는 상기 발화 장치와 상기 혼합 챔버 사이에 있는 중앙 공급 통로의 구역으로 열려 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발화 장치는 적어도 하나의 상기 보충가스용 토출 장치와 스톱 밸브(stop valve)를 포함하는 것도 제안된다. 예를 들면, 비정상 상태가 발생하기만 하면, 상기 공급수단의 스위치가 켜지도록 준비가 되며; 즉, 발화가 되어 있을 때에, 보충가스 공급장치를 동작시키기 않고, 예를 들어, 중앙 밸브를 통하여, 배기 가스가 빠르게 배출될 수 있다. 이러한 경우에, 앞서 설명한 것과 같이, 정의 압력 상태에 있는 보충가스를 상기 디버링 챔버에 공급할 수 있도록 상기 토출 장치가 설계된다. 따라서, 상기 토출 장치는, 정의 압력 이상인 토출 압력을 상기 연소 챔버에 제공할 수 있다.
끝으로, 중앙 밸브가 적어도 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급수단에 제공되고, 상기 중앙 밸브를 통하여, 연료가스 혼합물이 상기 디버링 챔버 또는 상기 공급수단으로부터 제거될 수 있고, 상기 중앙 밸브는 냉각 수단과 함께 구성됨으로써, 상기 가공대상물들의 열적 디버링 장치는 이점을 갖는다고 생각된다. 상기 냉각 수단이 제공됨으로써, 연료가스 혼합물이 빠르게 유출되는 동안에, 상기 중앙 밸브의 온도가 변화되는 효과가 있고, 그에 따라 상응하는 냉각 수단으로 자기 발화의 위험이 줄어들게 된다. 몇몇 경우들에서 단순한 대류 냉각 수단(simple convective cooling means)이 충분하다고 해도, 냉각 수단은 열 교환 유체를 갖는 것이 바람직하다. 물론, 발화성 혼합물이 전혀 없는 경우에 안전성은 최고가 되며, 그 이유는 발화원이 있어도 어떠한 위험도 주지 않기 때문이다. 따라서, 상기 디버링 챔버와 그의 불활성화 용량은 그 최고 온도가 100℃ 가 되게 설계하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 열적 디버링 장치로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법이 제안되며, 상기 방법은 적어도 아래의 단계들을 포함한다:
- 열적 디버링 장치에 연료가스 혼합물을 공급하는 단계; 및
- 상기 장치로부터 상기 연료가스 혼합물이 유출되기 전에, 보충가스를 상기 연료가스 혼합물과 적어도 부분적으로 접촉시키며, 적어도 약간의 상기 연료가스 혼합물을 제거하는 단계.
상기 방법은 특히 본 발명에 따른 상기 장치로 실시될 수 있다.
이를 위해, 비정상 상태 발생 또는 발화실패 때문에, 상기 연소 챔버에 여전히 남아있는 폭발성 연료가스를 제거하는 것이 필요한 방법이 여기서 설명된다. 상기 공정에서 큰 유출 속도를 구현하고 열적 디버링 장치의 정지 시간을 줄일 수 있도록, 보충가스는 상기 디버링 챔버를 떠나는 적어도 일부의 연료가스 혼합물과 접촉하게 된다. 게다가, 모든 다른 임계의, 작은 유동 단면적들(예를 들어, 2 cm 보다 작은 직경)도 적절하게 불활성화된다(inertized). 이러한 과정에서, 연료가스 혼합물이 보충가스와 균일하게 혼합되고/혼합되거나, 예를 들어, 보충가스가 엔벨롭 제트(envelope jet)와 같은 유출 연료가스 혼합물을 둘러싸도록, 보충가스가 유익하게 공급될 수 있다. 또한, 이에 의해 상기 보충가스는 연료가스 혼합물의 중앙으로 공급되고/공급되거나 원주 방향에서 살포되는 방식으로 공급될 수 있다.
상기의 방법에서, 질소 및/또는 이산화탄소가 보충가스로서 상기 연료가스 혼합물에 공급되는 것이 바람직하다. 원리 상, 예를 들면 수증기와 다른 많은 종류의 보충가스도 역시 적합할 수 있다. 가스 혼합물을 발화 가능 범위 밖에 있게 하는 것도 족하다. 이는, 희석에 의해 가스 혼합물이 폭발 하한값 이하로 떨어질 때까지 산소를 더해줌으로써, 또는 연료가스를 가함에 의해 즉, 폭발 상한값이 초과할 때까지 포화시킴으로써, 달성될 수 있다. 따라서, 산소 또는 연료가스는 본 발명의 범위 내에서 보충가스로 작용할 수 있다. 그러나, 산소가 유출될 때 상기 산소가 상기 주위 환경에 더해지면, 연료가스로 포화하는 것이 반드시 적절한 것이 아니며, 그 이유는 혼합물이 유출될 때, 상기 혼합물이 발화 가능 범위에 다시 도달할 수 있기 때문이다. 따라서, 질소 및/또는 이산화탄소로 불활성화하는 것이 바람직하며, 이러한 불활성화의 효과는 가스 혼합물이 더 이상 폭발적이지 않고 그에 따라 잠재적인 발화원은 폭발을 일으킬 수 없다는 것이다. 아래 한계 값들을 활용한다.
연료가스: 질소: 이산화탄소:
메탄 11 5
수소 17 12
상기 표에 기재된 값들은 완벽한 불활성화를 하기에 적합하며, 기재된 수치는 연료가스의 몰 분율(mol fraction)에 대한 보충가스의 몰 분율(mol fraction)의 비율의 최소값이다. 상기 보충가스는 약 20℃의 온도에서 유익하게 공급된다.
본 발명에 따른 방법의 개발에 따라, 상기 연료가스 혼합물은 디버링 챔버 내에 충전 압력(charging pressure)으로 제거 시작 시에 존재하고, 상기 보충가스는 소정의 공급 압력으로 도입되고, 상기 소정의 공급 압력은 상기 충전 압력보다 훨씬 커서 보충가스가 빠르게 공급될 수 있게 한다. 원리 상, 공급 압력을 일정하게 유지할 수 있지만, 상기 공급 압력은 연료가스 혼합물을 제거하는 과정에서 감소되는 상기 충전 압력에 맞게 변경될 수 있다.
또한, 연료가스 혼합물이 중앙 밸브를 통해서 제거되는 것이 유리하다고 생각된다. 본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예 변형들을 나타내고 있지만 그들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예 변형을 나타내고 있으며,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예 변형을 나타내고 있다.
도 1은 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1)를 간략하게 나타낸 도면이다. 상기 장치(1)는 기본적으로 두 구역들로 나뉘며, 즉 도 1에서 왼쪽 영역에 있는 디버링 챔버(3)와, 도 1에서 오른쪽 영역에 있고, 상기 디버링 챔버(3)로 연료가스 혼합물을 도입하는 공급수단(4)으로 나뉜다.
상기 장치(1)에서, 상기 디버링 챔버(3)은 폐쇄판(15)과 함께 연소 챔버(14)를 형성하고, 상기 연소 챔버(14) 안에 가공대상물(2)이 놓여서 처리된다. 상기 디버링 챔버(3)에 가공대상물(2)을 넣거나 상기 가공대상물(2)을 상기 디버링 챔버(3)로부터 빼내기 위하여, 도면에서 폐쇄판(15) 아래에 화살표로 표시한 것과 같이, 상기 폐쇄판(15)이 수직방향으로 이동할 수 있다. 상기 연소 챔버(14)에는 연료가스 혼합물을 위한 공급 통로가 형성되어 있다. 상기 공급 통로는 직접 인접한 위치에 놓여있는 공급수단(4)과 바로 연결된다. 도면에 나타낸 것과 같이, 상기 공급수단(4)은, 상기 디버링 챔버(3)에 바로 맞닿아 위치하는 혼합 블록(9)으로 형성된다. 이러한 경우에, 상기 혼합 블록(9)은 연속 중앙 공급 통로(10)가 연속해서 형성될 수 있도록 상기 디버링 챔버(3)의 맞은 편에 배열된다. 연료가스 구멍(17)과 산소 가스 구멍(21)은 상기 혼합 블록(9) 내에 있는 상기 연속 중앙 공급 통 로(10)로 열려 있고, 그에 따라 상기 혼합 챔버(26)가 상기 중앙 공급 통로(10)의 단부에 형성된다.
이러한 경우에, 연료가스는 연료가스 저장조(19)로부터 나와서 연료가스 배관(18)을 따라 연료가스 충전부(20)로 이송된다. 연료가스 혼합물용 산소도 상응하는 방식으로 공급된다. 따라서, 산소는 산소 가스 저장조(23)로부터 나와서 산소 가스 배관(22)을 따라 산소 가스 충전부(24)로 이송된다. 상기 원하는 연료가스/산소 가스 혼합물이 유동 방향(25)으로 상기 중앙 공급 통로(10)를 통하여 연소 챔버(14)로 도입될 수 있도록 상기 연료가스 충전부(20)와 산소 가스 충전부(24)는 원하는 양과, 필요하다면, 압력을 제공한다.
여기서 설명된 본 발명의 실시예 변형에서, 스파크 플러그(16)가 상기 중앙 공급 통로(10)에 위치함으로써, 연료가스 혼합물이 정상적으로 발화될 수 있게 하고, 그에 따라 화염의 앞부분이 상기 공급 통로(10)을 지나서 바로 상기 연소 챔버(14)로 들어간 다음 가공대상물(2)에 미친다.
또한, 상기 디버링 챔버(3)에는 중앙 밸브(6)가 제공되고, 상기 연료가스 혼합물은, 상기 중앙 밸브(6)를 통하여, 예를 들어, 발화실패가 있는 경우에, 상기 디버링 챔버(3)으로부터 또는 상기 연소 챔버(14)로부터 빠르게 제거될 수 있다. 이를 위하여, 연료가스 혼합물은 상기 중앙 밸브(6)가 열린 다음에 유출 방향(7)으로 흐른다. 상기 연소 챔버(14) 내에 있는 폭발성 연료가스 혼합물이 배출되는 동안에, 유동 속도를 크게 하기 위하여, 보충가스 공급장치(5)가 상기 연소 챔버(14)와 중앙 밸브(6) 사이에 제공된다. 여기서, 상기 보충가스 공급장치(5)는 토출 장 치(11)와 스톱 밸브(12)를 포함하고, 이들은 상기 보충가스 공급장치(5)의 동작에 영향을 미친다. 상기 보충가스 공급장치(5)가, 예를 들어, 연관된 제어부에 의해서 활성화되는 경우에, 상기 스톱 밸브(12)는 열리고 보충가스는 상기 전달장치(11)에 의해서 상기 디버링 챔버(3)로 도입되며, 이는 상기 디버링 챔버(3)의 출구 구멍의 바로 근처에서 유익하게 작용된다. 따라서, 유출 방향(7)으로 배출되는 연료가스 혼합물의 적어도 일부분의 용량이 불활성화 되고, 그에 따라 이 출구 구멍 또는 상기 중앙 밸브(6)를 통하여 흐르는 동안에 가스 마찰로 인한 자기 발화가 방지된다.
도 2는 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1)의 다른 실시예 변형을 나타내고 있다. 다른 실시예 변형의 구조는 도 1의 장치의 구조와 비슷하고, 그러므로 이런 관점에서 특히 상기 디버링 챔버(3)와 상기 공급수단(4)의 구조에 대해서 참조가 된다. 동일한 명칭들은 동일한 요소들을 나타내는 것이 여기서 주목되어야 한다.
이 디버링 챔버(3)도 역시 중앙 밸브(6)를 갖고, 상기 중앙 밸브(6)를 통하여, 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버(3)로부터 제거될 수 있다. 상당한 분량의 연료가스 혼합물이 가능한 한 짧은 시간 내에 상기 공정에서 유출될 수 있게 하기 위하여, 상기 중앙 밸브(6)는 이 경우에 유동 단면적(8)이 바람직하게는 5 mm2 보다 크게 설계된다. 또한, 상기 중앙 밸브(6)는 냉각 수단(13)과 함께 설치된다.
이 실시예 변형에서는, 도 1에 나타낸 실시예와 달리, 상기 보충가스 공급장치(5)가 상기 공급수단(4)에 연결된다. 이러한 경우에, 상기 보충가스 공급장치(5) 는 상기 중앙 공급 통로(10)로 열려 있고, 정확하게는 상기 스파크 플러그(16) 및 연료가스 구멍(17)의 단부, 산소 가스 구멍(21)의 단부와, 상기 혼합 챔버(26) 사이에 위치한다. 이 보충가스 공급장치(5)도 역시 스톱 밸브(12) 및 적절한 보충가스용 토출 장치(11)를 가진다.
이와 같은 상기 보충가스 공급장치(5)의 구조에서, 비정상 상태가 발생하거나 상기 보충가스 공급장치(5)가 동작하면, 보충가스는 먼저 상기 공급 통로(10)로 도입되며, 보충가스가 상기 연소 챔버(14) 속으로 들어가서 바로 퍼지고 그에 따라 전체적으로 불활성화된 연료가스 혼합물이 형성되는 압력에서 이는 일어난다. 오직 충분한 불활성화가 일어난 후에만 상기 중앙 밸브(6)가 열린다. 특히, 열적 디버링을 위한 낮은 충전 압력에서 작업이 수행될 때, 이와 같은 장치는 특히 적합하다. 보충가스가 공급된 결과로 인한 압력의 증가는 연료가스 혼합물/보충가스 혼합물이 상기 중앙 밸브(6)를 통하여 더 빠르게 배출될 수 있게 한다.
여기에 설명된 발명으로, 연료가스 혼합물이 더 이상 발화되지 않을 때까지 상기 디버링 챔버가 열리기 전에, 보충가스(예를 들어, 질소)가 (예를 들어, 혼합 블록에 있는 중앙 밸브를 통하여) 연료가스 혼합물에 공급될 수 있다. 이러한 상태가 되자마자, 중앙 밸브를 통하여 가능한 한 가장 큰 단면적으로 배기가 이루어질 수 있다. 또한, 가스 마찰이 증가될 것이라고 예상되는 위치를 부분적으로 불활성화할 수 있다. 따라서, 어떠한 폭발성 공기도 허용하지 않게 하기 위하여, 예를 들어, 중앙 밸브의 유출 단부는 선택적으로 또는 추가로 비활성화될 수 있다. 그러므로, 상기 디버링 챔버로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 특히 빠르게 제거할 수 있 고, 그에 따라 열적 디버링 장치는 짧은 시간 내에 다시 사용될 수 있게 된다.
<명칭들의 리스트>
1: 장치
2: 가공대상물
3: 디버링 챔버
4: 공급수단
5: 보충가스 공급장치
6: 중앙 밸브
7: 유출 방향
8: 유동 단면적
9: 혼합 블록
10: 공급 통로
11: 토출 장치
12: 스톱 밸브
13: 냉각 수단
14: 연소 챔버
15: 폐쇄판
16: 스파크 플러그
17: 연료가스 구멍
18: 연료가스 배관
19: 연료가스 저장조
20: 연료가스 충전부
21: 산소 가스 구멍
22: 산소 가스 배관
23: 산소 가스 저장조
24: 산소 가스 충전부
25: 유입 방향
26: 혼합 챔버
본 발명은 가공 대상물의 열적 디버링 장치로서 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1)로서,
    적어도 하나의 디버링 챔버(3)와 상기 디버링 챔버(3)로 연료가스 혼합물을 도입하는 공급수단(4)을 포함하고, 보충가스 공급장치(5)가 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 제공되어, 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 위치하는 연료가스 혼합물이 보충가스와 적어도 부분적으로 혼합될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    중앙 밸브(6)가 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 제공되고, 상기 중앙 밸브(6)를 통하여, 상기 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)으로부터 제거될 수 있고, 상기 연료가스 혼합물의 유출 방향(7)으로 볼 때, 상기 보충가스 공급장치(5)는 상기 중앙 밸브(6)의 상류에 배열되는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중앙 밸브(6)가 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 제공되고, 상기 중앙 밸브(6)를 통하여, 상기 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)으로부터 제거될 수 있고, 상기 중앙 밸브(6)는 2 mm2 보다 크고, 바람직하게는 10 mm2보다 큰 유동 단면적(8)을 갖는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1).
  4. 이전의 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급수단(4)은 중앙 공급 통로(10)를 갖는 혼합 블록(9)을 갖고, 상기 보충가스 공급장치(5)는 상기 중앙 공급 통로(10)로 열려 있는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1).
  5. 이전의 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급수단(4)은 적어도 하나의 상기 보충가스용 토출 장치(11)와 스톱 밸브(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장치(1).
  6. 이전의 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    중앙 밸브(6)는 적어도 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)에 제공되고, 상기 중앙 밸브(6)를 통하여, 상기 연료가스 혼합물은 상기 디버링 챔버(3) 또는 상기 공급수단(4)으로부터 제거될 수 있고, 상기 중앙 밸브(6)는 냉각 수단(13)과 함께 설치되는 것을 특징으로 하는, 가공대상물들(2)의 열적 디버링 장 치(1).
  7. 열적 디버링 장치(1)로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법에 있어서,
    열적 디버링 장치(1)에 연료가스 혼합물을 공급하는 단계; 및
    상기 장치(1)로부터 상기 연료가스 혼합물이 유출되기 전에, 보충가스가 상기 연료가스 혼합물과 적어도 부분적으로 접촉하도록 하여, 적어도 약간의 상기 연료가스 혼합물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열적 디버링 장치(1)로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    질소 및/또는 이산화탄소가 보충가스로서 상기 연료가스 혼합물에 공급되는 것을 특징으로 하는, 열적 디버링 장치(1)로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 연료가스 혼합물은, 제거 개시 시에, 디버링 챔버(3) 내에 충전 압력으로 존재하고, 상기 보충가스는 상기 충전 압력보다 큰 공급압력으로 도입되는 것을 특징으로 하는, 열적 디버링 장치(1)로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법.
  10. 제7 항 내지 제9 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료가스 혼합물은 중앙 밸브(6)를 통하여 제거되고, 상기 배출되는 유동용량은, 폭발 한계 범위 밖의, 연료가스에 대한 보충가스의 몰 비(mol ratio)를 갖는 것을 특징으로 하는, 열적 디버링 장치(1)로부터 폭발성 연료가스 혼합물을 제거하는 방법.
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