KR20150134571A - 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치 - Google Patents

수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 분사하는 분사노즐에서 화염이 역화되는 것을 방지하는 것으로서, 가스 공급부와, 분사노즐과, 가스라인과, 공기 공급부와, 공기라인을 포함한다. 가스 공급부는 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 공급한다. 분사노즐은 가스 공급부로부터 공급되는 수산소 혼합가스를 외부로 분사하면서 화염을 발생시킨다. 가스라인은 가스 공급부와 분사노즐을 연결하며, 수산소 혼합가스가 유동된다. 공기 공급부는 가스라인 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 가스라인 외부로 토출시키기 위하여 분사노즐 측으로 공기를 공급한다. 공기라인은 공기 공급부와 가스라인을 연결하며, 가스라인 상에 교차점을 형성하고, 공기 공급부에서 공급되는 공기가 유동된다.

Description

수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치{Backfire prevention apparatus of injection nozzle for oxyhydrogen gas}
본 발명은 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 분사하는 분사노즐에서 화염이 역화되는 것을 방지하는 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스는 분사노즐에서 분사되면서 화염을 발생시킨다. 수산소 혼합가스로부터 발생하는 화염은 전파속도가 매우 빠르기 때문에, 수산소 혼합가스가 유동되는 가스라인 내부에 수산소 혼합가스가 잔존하게 되면 일부 소화되지 못한 화염이 수산소 혼합가스로 전달되면서 화염이 수산소 혼합가스를 통해 순식간에 역행되는 경우가 발생할 수 있다.
이와 같이, 화염이 가스라인 내부로 역행되면 수산소 혼합가스를 공급하는 가스 공급부로 전달될 수 있고 이에 따라, 가스 공급부가 폭발하면서 작업장을 훼손할 수 있으며 인명피해 등이 발생할 수 있다.
도 1은 종래의 역화 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
종래에는 화염이 가스라인(12) 내부로 역행되면서 수산소 혼합가스를 통하여 가스 공급부(11)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 가스라인(12) 상에 역행하는 화염을 소화시키는 역화 방지탱크(13)를 설치하여 역화를 방지했다. 그러나, 역화 방지탱크(13)는 부피가 크기 때문에 작업장 내에 역화 방지탱크(13)를 설치하기 위한 넓은 설치공간이 필요함과 동시에 설치비용이 증가하고, 사용이 번거로우며 역화 방지효율이 좋지 않은 문제가 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가스라인 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스에 공기를 가압하여 가스라인 외부로 수산소 혼합가스를 토출시킴으로써, 화염이 가스라인 내부로 역행하는 것을 방지할 수 있고, 화염이 역행하는 것을 방지하는 구성이 간단하고 용이하며 역화 방지효율을 증가시킬 수 있는 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 가스 공급부로부터 공급되는 수산소 혼합가스를 외부로 분사하면서 화염을 발생시키는 분사노즐; 상기 가스 공급부와 상기 분사노즐을 연결하며, 상기 수산소 혼합가스가 유동되는 가스라인; 상기 가스라인 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 상기 가스라인 외부로 토출시키기 위하여 상기 분사노즐 측으로 공기를 공급하는 공기 공급부; 및 상기 공기 공급부와 상기 가스라인을 연결하며, 상기 가스라인 상에 교차점을 형성하고, 상기 공기 공급부에서 공급되는 공기가 유동되는 공기라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 상기 가스 공급부와 상기 교차점 사이에 설치되고, 상기 분사노즐 측으로 유동되는 수산소 혼합가스를 차단하는 제1밸브; 상기 공기 공급부와 상기 교차점 사이에 설치되고, 상기 가스라인 측으로 유동되는 공기를 차단하는 제2밸브; 및 상기 제1밸브가 개방된 상태에서 상기 제2밸브가 개방되고, 화염이 소화된 후 상기 제1밸브가 차단되어 상기 가스 공급부로부터 수산소 혼합가스의 공급이 중단되도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 상기 공기 공급부는, 상기 공기라인과 연결되고, 상기 분사노즐 측으로 유동되는 공기가 저장된 공기 저장탱크; 및 상기 공기 저장탱크와 연결되고, 상기 공기 저장탱크에 저장된 공기를 상기 분사노즐 측으로 가압하는 가압부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 가스라인 내부로 화염이 역행하는 것을 방지할 수 있으며, 화염이 역행하는 것을 방지하는 구성이 간단하고 용이하여 역화방지 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래의 역화 방지장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치에서 분사노즐 측으로 공기를 가압하는 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치에서 분사노즐 측으로 공기를 가압하는 상태를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 분사하는 분사노즐에서 화염이 역화되는 것을 방지하는 것으로서, 가스 공급부(110)와, 분사노즐(120)과, 가스라인(130)과, 공기 공급부(140)와, 공기라인(150)과, 제1밸브(160)와, 제2밸브(170)와, 제어부(180)를 포함한다.
상기 가스 공급부(110)는 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 공급한다. 가스 공급부(110)에서 공급되는 수산소 혼합가스는 산업용 보일러, 가열로, 용융로 등을 가열하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 분사노즐(120)은 가스 공급부(110)로부터 공급되는 수산소 혼합가스를 외부로 분사하면서 화염을 발생시킨다. 여기서, 분사노즐(120)은 높은 온도의 화염으로부터 형태가 변형되는 것을 방지하기 위하여, 화염의 온도를 견딜수 있는 고온 내성을 가진 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 가스라인(130)은 가스 공급부(110)와 분사노즐(120)을 연결하며, 수산소 혼합가스가 유동된다. 즉, 가스 공급부(110)에서 공급되는 수산소 혼합가스가 가스라인(130)을 통하여 분사노즐(120) 측으로 유동되며 분사노즐(120)에서 수산소 혼합가스가 분사될 수 있다.
상기 공기 공급부(140)는 가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 가스라인(130) 외부로 토출시키기 위하여 분사노즐(120) 측으로 공기를 공급한다.
가스라인(130) 내부에서 분사노즐(120) 측으로 유동되는 수산소 혼합가스 일부는 분사노즐(120)에서 분사되지 못하고 가스라인(130) 내부에 잔존하게 된다. 가스라인(130) 내부에 수산소 혼합가스가 잔존하게 되면, 일부 소화되지 못한 화염이 가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스로 전달되면서 화염이 수산소 혼합가스를 통하여 가스 공급부(110) 측으로 순식간에 역행하는 '역화' 현상이 발생할 수 있다.
이와 같이, 가스 공급부(110)로 화염이 전달되면 수산소 혼합가스를 공급하는 가스 공급부(110)가 폭발하면서 인명피해 등이 발생할 수 있다. 따라서, 가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 가스라인(130) 외부로 모두 토출시켜 역화를 방지하는 것이 바람직하다.
가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스에 공기를 가압하여 가스라인(130) 외부로 토출시킴으로써, 가스라인(130) 내부로 화염이 역행하는 것을 방지할 수 있으며, 역화방지 구성이 간단하고 용이하여 역화방지 효율을 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서, 공기 공급부(140)는 공기 저장탱크(141)와 가압부(142)를 포함한다. 공기 저장탱크(141)는 후술할 공기라인(150)과 연결되고, 분사노즐(120) 측으로 유동되는 공기가 저장된다. 가압부(142)는 공기 저장탱크(141)와 연결되고, 가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스가 가압된 공기에 의하여 가스라인(130) 외부로 토출될 수 있도록 공기 저장탱크(141)에 저장된 공기를 분사노즐(120) 측으로 가압한다. 이때, 가압부(142)에서 분사노즐(120) 측으로 공기를 가압하는 압력이 가스 공급부(110)에서 분사노즐(120) 측으로 수산소 혼합가스를 공급하는 압력보다 큰 것이 바람직하다.
상기 공기라인(150)은 공기 공급부(140)와 가스라인(130)을 연결하며, 가스라인(130) 상에 교차점(C)을 형성하고, 공기 공급부(140)에서 공급되는 공기가 유동된다. 즉, 공기 저장탱크(141)에 저장된 공기는 가압부(142)에 의하여 분사노즐(120) 측으로 가압되면서 가스라인(110) 측으로 유동되고, 교차점(C)을 통과하여 분사노즐(120) 측으로 유동될 수 있다.
상기 제1밸브(160)는 가스 공급부(110)와 교차점(C) 사이에 설치되고, 분사노즐(120) 측으로 유동되는 수산소 혼합가스를 차단한다. 구체적으로, 제1밸브(160)가 개방되면서 가스 공급부(110)에서 공급되는 수산소 혼합가스가 분사노즐(120) 측으로 유동될 수 있고, 제1밸브(160)가 차단되면서 가스 공급부(110)에서 공급되는 수산소 혼합가스가 분사노즐(120) 측으로 유동되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제2밸브(170)는 공기 공급부(140)와 교차점(C) 사이에 설치되고, 가스라인(130) 측으로 유동되는 공기를 차단한다. 구체적으로, 제2밸브(170)가 개방되면서 공기 공급부(140)에서 공급되는 공기가 분사노즐(120) 측으로 유동될 수 있고, 제2밸브(170)가 차단되면서 공기 공급부(140)에서 공급되는 공기가 분사노즐(120) 측으로 유동되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 제2밸브(170)는 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다.
상기 제어부(180)는 제1밸브(160)가 개방된 상태에서 제2밸브(170)가 개방되고, 화염이 소화된 후 제1밸브(160)가 차단되어 가스 공급부(110)로부터 수산소 혼합가스의 공급이 중단되도록 제어한다.
도 2를 참조하면, 가스 공급부(110)에서 수산소 혼합가스가 공급되는 상태로, 가스 공급부(110)에서 공급되는 수산소 혼합가스가 분사노즐(120) 측으로 유동될 때 제어부(180)는 제2밸브(170)를 개방시켜 공기 공급부(140)에서 공급되는 공기가 분사노즐(120) 측으로 유동되도록 한다. 즉, 공기 공급부(140)에서 공급되는 공기는 분사노즐(120) 측으로 가압되면서 가스라인(130) 내부에 존재하는 수산소 혼합가스를 외부로 토출시키며 화염이 소화된다.
도 3을 참조하면, 제어부(180)는 화염이 소화된 후 제1밸브(160)를 차단시켜 가스 공급부(110)에서 수산소 혼합가스가 공급되는 것을 차단한다. 여기서, 공기 공급부(140)는 계속해서 분사노즐(120) 측으로 공기를 가압하면서 가스라인(130) 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 가스라인(130) 외부로 모두 토출시킨다.
상술한 바와 같이 구성된 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치는, 가스라인 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스에 공기를 가압하여 가스라인 외부로 토출시킴으로써, 가스라인 내부로 화염이 역행하는 것을 방지할 수 있으며, 역화방지 구성이 간단하고 용이하여 역화방지 효율을 증가시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110 : 가스 공급부
120 : 분사노즐
130 : 가스라인
140 : 공기 공급부
150 : 공기라인
160 : 제1밸브
170 : 제2밸브
180 : 제어부

Claims (3)

  1. 산소와 수소가 혼합된 수산소 혼합가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 가스 공급부로부터 공급되는 수산소 혼합가스를 외부로 분사하면서 화염을 발생시키는 분사노즐;
    상기 가스 공급부와 상기 분사노즐을 연결하며, 상기 수산소 혼합가스가 유동되는 가스라인;
    상기 가스라인 내부에 잔존하는 수산소 혼합가스를 상기 가스라인 외부로 토출시키기 위하여 상기 분사노즐 측으로 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
    상기 공기 공급부와 상기 가스라인을 연결하며, 상기 가스라인 상에 교차점을 형성하고, 상기 공기 공급부에서 공급되는 공기가 유동되는 공기라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급부와 상기 교차점 사이에 설치되고, 상기 분사노즐 측으로 유동되는 수산소 혼합가스를 차단하는 제1밸브;
    상기 공기 공급부와 상기 교차점 사이에 설치되고, 상기 가스라인 측으로 유동되는 공기를 차단하는 제2밸브; 및
    상기 제1밸브가 개방된 상태에서 상기 제2밸브가 개방되고, 화염이 소화된 후 상기 제1밸브가 차단되어 상기 가스 공급부로부터 수산소 혼합가스의 공급이 중단되도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기 공급부는,
    상기 공기라인과 연결되고, 상기 분사노즐 측으로 유동되는 공기가 저장된 공기 저장탱크; 및
    상기 공기 저장탱크와 연결되고, 상기 공기 저장탱크에 저장된 공기를 상기 분사노즐 측으로 가압하는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수산소 혼합가스용 분사노즐의 역화 방지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111810950A (zh) * 2017-09-05 2020-10-23 丰田自动车株式会社 用于氢气燃烧器装置的喷嘴结构

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