KR20090131828A - 브라운 가스를 이용한 후판 홀 절단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피 가공물(대형 철구조물 또는 후판)에 홀을 절단하기 위한 홀 절단기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 절단기는 예열용가스로 브라운가스를 공급하는 브라운가스 생성부와; 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 고압의 산소를 공급하는 고압산소 공급부와; 상기 브라운가스 생성부 및 고압산소 공급부에 연결되어 예열용가스와 고압의 산소를 공급받아 화염과 고압산소를 토출하여 피 가공물의 홀 절단작업을 수행하는 화염 토치(Touch)와 팁(Tip)을 형성하고 있는 화구와; 피 가공물의 홀 절단작업 시에 용융물이 팁에 뛰어 역화가 발생하는데 이를 막아주는 역화방지부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 예열효율을 높일 수 있게 되어 작업효율의 상승이 가능하고, 피 가공물의 홀 절단처리를 최대한 균일하고 신속하게 이루어질 수 있어 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 작업시간의 단축이 가능하며, 분진 및 유해가스 발생량을 대폭 감소시킬 수 있다.
홀(Hole), 절단기(Cutter), 후판(厚板 50∼400㎜ 철판), 예열용가스, 브라운가스(Brown Gas), 역화방지부

Description

브라운 가스를 이용한 후판 홀 절단기{THICK STEEL PLATE HOLE CUTTER USING BROWN GAS}
본 발명은 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 피 가공물의 표면을 예열 및 용융하기 위해 예열용가스로 브라운 가스를 이용하여 대형 철구조물 또는 후판에 홀을 절단하는 홀 절단기에 관한 것이다.
일반적으로, 홀 절단기는 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 이용되는 장치이다.
종래의 홀 절단기에 이용되는 예열용가스로는 LPG, LNG 또는 Air 플라즈마를 이용하여 홀 절단처리를 가능하도록 구성되고 있다. 이와 같은 홀 절단기는 LPG 또는 LNG 가스를 이용한 고온의 가스 불꽃을 피 가공물의 표면에 분사하여 피 가공물의 표면에 예열 후 용융층을 형성한 후, 고압의 산소를 분사하여 홀을 절단하고 있다.
그러나, 종래의 홀 절단기는 피 가공물의 표면을 가열하기 위하여 이용되는 예열용가스는 충분한 온도로 분사될 수 있도록 연소를 위한 산소의 공급이 필수적으로 요구되고 있다.
또한, 토출되는 예열용가스의 연소효율을 조절하기 위하여, 다시 말해서, 피 가공물의 표면을 용융시키기 위한 화염의 온도를 조절하기 위해서는 토출되는 예열가스와 연소를 위하여 공급되는 산소의 비율을 조절하여야만 하고, 이 경우, 예열용가스와 산소의 공급비를 조절하는 것이 조절은 상당한 노하우를 필요로 한다.
또한, LPG 및 LNG는 화염의 폭아 넓어 홀 절단 시 홀 내경이 상당이 넓게 절단되어 후판에 홀을 절단 할 때 상당한 손실과 좁은 홀을 절단하는데 한계가 있으며, 이로 인해 많은 분진(Yellow Fume 등) 및 유해가스가 발생하여 환경을 오염시킨다.
또한, LPG 및 LNG와 같은 일반적인 예열용가스는 피 가공물의 표면 용융을 위한 온도까지 가열시키기 위해서는 충분한 가열시간(50∼100㎜ 철판인 경우 약 5분 이상 예열이 필요함)이 요구되고 있다. 따라서, 피 가공물에 대한 예열처리가 충분히 이루어지지 않는 경우 절단 시 용융물이 튀어 역화에 의해 팁이 손상되며 인명사고도 발생하고 있다. 따라서 충분한 예열처리를 위해서는 홀 절단작업에 요구되는 작업시간의 단축이 어려운 실정이다.
또한 100∼140㎜의 철판인 경우 LPG 또는 LNG로는 절단이 불가능하여 숙연자가 30분 이상 드릴을 이용하여 홀을 절단하고 있으며, 150㎜ 이상의 철판인 경우는 고도의 숙연자가 3시간 이상 드릴을 이용하여 홀을 절단하고 있는 실정이다.
한편, LPG 또는 LNG 가스와 같은 예열용가스는 연소를 위한 산소의 공급이 요구되고 있는데, 연소가스의 토출압과 연소를 위한 산소의 토출압으로 인하여 예열가스의 절단 시점에 요구되는 충분한 산소의 공급이 어렵게 되고, 토출압으로 인 하여 피 가공물에 분사되는 화염은 용융을 위한 가열이 충분히 이루어지기 전에 피 가공물의 표면으로부터 반사되므로 피 가공물의 절단속도를 늦추고 가열시간을 연장시켜야만 하기 때문에 예열가스의 소비량이 많아질 뿐만 아니라 절단작업 속도가 지연되는 문제가 발생하고 있다. 또한, 예열가스의 소비량이 증가함에 따라 오염도 또한 증가하게 되는 문제가 발생하고 있다.
따라서, 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 작업시간(200㎜ 후판 홀 절단 시간 : 50초 이내)을 단축시킬 수 있으면서 절단처리 상태가 양호하며 환경 오염도를 줄일 수 있도록 하기 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 홀 절단기에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 일 목적은 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 예열효율을 높여 홀 절단처리를 위한 작업시간을 단축시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 구비되는 홀 절단기 구조가 보다 단순하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 피 가공물의 표면용융이 최대한 균일하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 피 가공물에 대한 홀의 내경을 좁게 절단하여 홀 절단처리에 의해 발생하는 손실을 감소시키고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 피 가공물의 홀 절단처리를 할 때 분진과 유해가스 발생량을 줄여 환경 오염도를 줄이고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 피 가공물의 홀 절단처리 시 고도의 숙련자가 아닌 미숙연자도 작업을 할 수 있게 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 홀 절단기는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 피 가공물의 표면을 예열 후 용융시키기 위하여 브라운 가스를 예열용가스로 이용하는 것을 기초로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀 절단기는 예열용가스로 브라운가스를 공급하는 브라운가스 생성부와; 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 고압의 산소를 공급하는 고압산소 공급부와; 상기 브라운가스 생성부 및 고압산소 공급부에 연결되어 브라운가스와 고압의 산소를 공급받아 화염과 고압산소를 토출하여 피 가공물의 홀 절단작업을 수행하는 화염 토치과 팁(Tip)을 형성하고 있는 화구와; 피 가공물의 홀 절단작업 시에 용융물이 팁에 뛰어 역화가 발생하는데 이를 막아주는 역화방지부;를 포함하여 구성될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 예열효율을 높여 작업시간을 단축할 수 있게 되며, 분진 및 유해가스 발생량을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 피 가공물의 홀 절단처리를 위한 피 가공물의 표면 용융이 최대한 균일하고 신속하게 이루어질 수 있게 되어 생산비용을 절감시킬 수 있다.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 피 가공물에 대한 홀의 내경을 좁게 절단하여 홀 절단처리에 의해 발생하는 손실을 감소시키고자 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 홀 절단기에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 후판의 표면을 용융시켜 홀을 절단하기 위하여 브라운 가스를 예열용가스로 이용하는 것을 기초로 한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 절단기(100)를 설명하면, 예열용가스로 브라운가스를 공급하는 브라운가스 생성부와 피 가공물의 홀 절단처리를 위하여 고압의 산소를 공급하는 고압산소 공급부와 상기 브라운가스 생성부 및 고압산소 공급부에 연결되어 예열용가스와 고압의 산소를 공급받아 화염과 고압산소를 토출하여 피 가공물의 홀 절단작업을 수행하는 화염 토치와 팁(Tip)을 형성하고 있는 화구와 피 가공물의 홀 절단작업 시에 용융물이 팁에 튀어 역화가 발생하는데 이를 막아주는 역화방지부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 화구(130)는 후판(1)의 홀 절단처리를 위하여 후판(1)의 표면을 예열 후 용융시키기 위한 브라운가스 화염의 분사와 홀의 절단을 위한 고압산소의 토출이 가능하도록 구성될 수 있다. 그리고, 브라운 가스 생성부(110)는 상기 화구(130)에 연결되어 화염의 분사를 위한 예열용가스로 브라운 가스를 제공하도록 구성될 수 있다. 한편, 고압산소 공급부(140)는 화구(130)에 연결되어 화구(130)에서 토출되는 화염에 의해 표면이 용융된 후판(1)의 표면을 절단 가능하도록 고압산소의 공급이 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고, 도시된 것과 같이, 홀 절단기(100)는 화구(130)에서 분사되는 화염이 역류하여 브라운 가스 생성부(110)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 역화방지부(120)가 더 구비될 수도 있다.
이 경우, 상기 브라운 가스 생성부(110)는 연결라인(110a)에 의해 역화방지부(120)에 연결되어, 브라운 가스 생성부(110)에서 발생한 브라운 가스가 상기 역화방지부(120)를 경유하여 화구(130)로 공급되도록 구성할 수도 있다. 상기 화구(130)에는 후판(1)의 표면 예열 후 용융을 위하여 화염을 분사하기 위한 브라운가 스 토출부(130c)와 고압산소 토출부(130d)가 구비되는 유로가 형성되어 있다.
상기와 같이 구비될 수 있는 역화방지부(120)는 내부에 화염의 역류를 방지하기 위한 역화방지 필터부(120a)가 구비되어 일 방향으로만, 브라운 가스의 흐름이 가능하도록 하고, 역방향으로는 가스의 흐름이 차단되도록 할 수 있다. 이와 같은 역화방지부(120)의 구성은 일반적으로 알려진 역류방지필터의 구성을 갖는 역화방지수단으로 구성될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 브라운 가스 생성부(110)는 물의 전기분해로 인해 얻어지는 수소와 산소를 분리 채집하지 않고 한꺼번에 포집하기 위한 수단으로 불가리아 출신인 율리 브라운(Yull Brown) 박사에 의해 발견된 브라운 가스를 생성할 수 있는 장치이다. 이러한 장치 또한, 일반적으로 알려진 브라운 가스 생성장치를 이용하여 구성이 가능하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 경우에 따라 브라운 가스는 아쿠아 가스, 워터 가스 등과 같이 다른 명칭으로 불리 우기도 한다.
상기와 같이 설명된 후판 홀 절단기는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 절단기의 전체 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100 ... 홀 절단기 110 ... 브라운 가스 생성부
110a ... 브라운가스 연결라인
140 ... 공압산소 공급부 140a ... 고압산소 연결라인
120 ... 역화방지부 120a ... 역화방지 필터부
130 ... 화구 130a ... 토치
130b ... 팁 130c ... 브라운가스 토출부
130d ... 고압산소 토출부
1 ... 후판

Claims (4)

  1. 예열용가스로 브라운가스를 공급하는 브라운가스 생성부와; 피 가공물의 홀 처리를 위하여 고압의 산소를 공급하는 고압산소 공급부와; 상기 브라운가스 생성부 및 고압산소 공급부에 연결되어 예열용가스와 고압의 산소를 공급받아 화염과 고압산소를 토출하여 피 가공물의 홀 절단작업을 수행하는 화염 토치와 팁(Tip)을 형성하고 있는 화구와; 피 가공물의 홀 절단작업 시에 용융물이 팁에 뛰어 역화가 발생하는데 이를 막아주는 역화방지부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 홀 절단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 브라운가스 생성부와 화구 사이에는 화구에서 발생하는 화염이 브라운가스 생성부로 역류하는 것을 방지하기 위한 역화 방지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 홀 절단기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화구는
    상기 브라운가스 생성부로부터 공급되는 브라운가스를 배출하는 브라운가스 토출부와; 상기 고압산소 공급부로부터 공급되는 고압의 산소를 배출하는 고압산소 토출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 홀 절단기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 브라운가스 생성부로 화염이 역류하는 것을 방지하 기 위하여 역화 방지부를 경유하여 브라운가스 생성부로터 브라운가스 연결라인과; 상기 고압산소 공급부로부터 고압산소 연결라인이 토치에 연결되는 화구가 구성되는 것을 특징으로 하는 홀 절단기.
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