KR20160106143A - 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관 - Google Patents

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KR20160106143A
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Abstract

본 발명은, 알루미늄, 실리카, 탄소 및 기타 물질의 혼합물이나 점토로 된 덮개를 사용하는 용광로를 관통하고 그 용광로의 용선의 통로를 여는 것과 같이, 임의의 종류의 재료를 관통하고/하거나 절단하기 위해 효과적인 열에너지의 저장 능력과 적절한 유연성을 갖는 열관으로서, 적어도 외부에 하나 내부에 셋으로 된 네 개의 원형 프로파일과, 상기 열관 내부에 적어도 17개의 캐비티를 구비하며, 상기 네 개의 원형 프로파일 중 적어도 두 개의 프로파일은 다른 종류의 횡단면도를 가지며, 각 원형 프로파일은 서로 인접하게 위치하며, 각 원형 프로파일은 원형, 사각형, 삼각형, 육각형, 타원형, 꼭짓점이 복수인 별형의 횡단면도 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관{THERMAL LANCE FOR FUSION CUTTING AND/OR PIERCING, COMPRISING AT LEAST FOUR TUBULAR PROFILES AND MORE THAN 17 CAVITIES INSIDE THE LANCE}
본 발명은 알루미늄, 실리카, 탄소나 기타 물질의 혼합물이나 점토로 된 덮개를 사용하는 용광로를 관통하고 그 용광로의 용선(제철 공정의 용광로에서 받은 쇳물)의 통로를 여는데 사용되고, 산화기체와 압력화된 산소의 혼합물을 첨가하여 구리, 철강, 합금철 및 다른 종류의 물질들을 주조(鑄造)하는데 사용되는, 발열 반응에 의한 소모성 장치들에 관련된 것이다. 일반적으로, 본 발명품의 소모성 장치는 어떤 종류의 물질이던지 - 두께나 규모에 상관없이 - 관통하고/하거나 용해를 위해 절단하는데 적합하다.
더 구체적으로 말하자면, 본 발명은 열관의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 산소를 압력으로 보내는 산화기체의 순환을 허용하는 산소관이라고도 불리는 열관에 대한 것이며, 이것은 연소기나 연료와 같이 작용한다.
일반적으로 열관이라는 것은 길고 쭉 늘어난 관으로서 겉면이 산화가능한 재질로 되어있고 그 관의 길이 전체의 내면에 단단한 철사와 같이 하나 내지는 그 이상의 산화가능한 구성성분이 서로 사이에 공간을 두고 위치해 있는 관이다. 일반적으로 하나의 열관은 지름이 8mm에서50mm 이르고 길이가 1m에서 12m에 이른다.
열관은 최고 발열점에이르면, 3.500°C에서5.530°C까지 순차적으로 온도를 높이며, 하나의 열관의 소비시간은, 산화기체 압력이 392,3 kPa에서 980,7 kPa 사이일 때 분당 0.2에서 5미터까지이다. 하지만, 대부분의 경우에 한 관이 낼 수 있는 에너지는 그 관 자체가 녹을 때 거의다 잃게 되는데, 예를 들면, 철의 연소열은4,23 KJ/g부터이고, 일반 흔한 열관을 점화시킬 시, 3그람의 철을 연소시키면 1그람은 빠르게 연소되고 나머지 2그람은 연소되지 못하고 녹아버린다. 그것은 결과적으로 1그람의 철이 연소되면서 내는 에너지가 나머지 연소되지 못한 2그람을 녹이는데 사용된다는 뜻이다. 이렇게 열관 스스로가 그 에너지를 소비하게 되면서 주 용도에 사용할 만한 에너지가 훨씬 적게 남게 된다.
발명특허N°44.086의 등록은 (광물 용해 용도의) 용광로의 점토로된 용선을 열고 관통하는데 사용되는 장치를 묘사하는데, 이것은 외부는 속이 텅 빈 관으로서 그 관 내부에는 더 길이가 짧은 새로 대칭의 강철 로 된 관이 있고 그 관 중앙부분에 틈새가 있으며 적어도 볼록한 꼭지점이 네 곳 있고, 외부벽은 오목하고 편평하게 되어 있으며 내부 벽은 볼록하고 편평하게 되어 있다; 또한 그 꼭지점들은 원형관의 벽과 연결되어 있고 적어도 캐비티이 네 개 있어서 이 원통의 산소의 출입구가 된다.
선행자료 GB1288931는 금속으로 된 속이 빈 원통형의 열관을 묘사하는데 내부에는 다수의 원형의 케이블들이 가까운 관의 단면에 용접되어 있고, 산화기체의 순환을 허용할 정도만의 공간을 남기고 튜브관 속을 메우고 있다.
선행자료 GB2151530는 외면이 알루미늄, 철, 철이 주재료인 합금으로 되어 있는 관 을 언급하는데, 내부 관은 금속으로 되어 있고 내부와 외부 관 사이에 다수의 철심이 있는/없을 수 도 있는, 내부 금속관 및 철심이 알루미늄, 철, 강철이 주재료인 합금으로 되어 있는 관으로서, 마찬가지로 적어도 두 관중 한 관과 철심들 중 하나가 알루미늄으로 되어 있으며, 관들 중 하나와 철심들 중 하나가 철이나 강철이 주 재료인 합금으로 되어 있는 관을 가지고 있는 열관에 관한 것이다; 이 열관은 한 쪽 끝에, 작업시 연소를 위한 산소가 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 열관을 통과할 수 있는 밸브를 장치하고 있다.
선행자료 US4401040는 열 토치 를 묘사하는데 이 토치는: 세로축이 있는 가늘고 긴 연소기로 양쪽 끝이 열려 있다; 이 튜브형 연소기의 내부에는 소모성의 가늘고 긴 철심 한 묶음이 있으며, 그 철심들은 연소기와 동일한 세로축을 가지고 있으며, 그 철심들은 단면과 실질적으로 동일한 형태를 가지고 있으며, 그 철심들은 적어도 첫째와 둘째의 연료 압력 관을 가지고 있으며, 첫째는 연소기 관의 내부 면적으로부터 연소기 내부 표면에 근접하여 장착되어 있는 철심들의 외부 면적까지이고, 둘째는 연소기 관의 내부 표면에 급접하여 장착되어 있는 철심들의 내부 면적부터 나머지 철심들의 외부 표면 까지이다.
선행자료CH617613는 속이 빈 원통형 모양의 골조를 한 산소 관으로서, 용해 가능하고 형태가 규칙적이기도 하고 불규칙적이기도 한 입자들이, 점착제로 고정되어있고, 산소 투과가 가능한 핵(核)을 가진 관에 대한 것이다.
선행자료GB1317540는 다수의 원형 금속 철사가 갇힌 관 속에 들어있고, 관의 중앙부분은 금속 철사들을 단단히 붙잡아 놓을 수 있도록 가운데가 쏙 들어간 형의 열관을 묘사한다.
이처럼, 기술적 부면에서는 여러가지 종류의 열관이 존재한다. 그렇지, 발전되고 있는 효과적인 발열력 이나, 가장 단단한 관에서부터 가장 유연한 관 사이에서 필요에 적합한 유연성에 있어서의 더욱 효과적인 열관의 필요가 여전히 존재한다. 뿐만 아니라, 산화기체나 산소의 유출을 자유자재로 처리가 가능하여서, 생성된 에너지를 더 많이 밀집시키고 따라서 더 효율적인 사용할 수 있게 하는 열관도 여전히 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 열관에 의해 발생되는 효과적인 발열력을 증가시키고 작업의 효율성을 높이기 위해 에너지를 좀 더 밀집시킬 수 있는 열관을 개발하여 일의 효율성을 높일 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 작업 중 매 순간의 필요에 맞게, 동일하고 지속적으로 연소하면서 각각 변화하는 산소의 유출에 따라 작업할 수 있게 하는 열관을 개발시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 예를 들면, 굽어지기도 할 수 있는 더 유연성이 높은 열관을 개발시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 관 내부의 요소들이 서로 연결 가능하여 고정이나 연결시에 다른 외부의 요소들이 필요치 않은 열관, 즉 용접, Ÿ‡지 나사 혹은 외부 압축가공이 필요치 않은 열관을 개발하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 1.400 °C이상의 고열에서도 녹지 않고 계속 연소할 수 있는 열관을 개발하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 여러가지 열관을 사용하는 순간에 있어서, 잔류로 남는 열관들의 낭비를 막기위해, 다른 열관에 쉽게 연결 가능한 열관을 개발하는 것이다.
본 발명은, 알루미늄, 실리카, 탄소 및 기타 물질의 혼합물이나 점토로 된 덮개를 사용하는 용광로를 관통하고 그 용광로의 용선의 통로를 여는 것과 같이, 임의의 종류의 재료를 관통하고/하거나 절단하기 위해 효과적인 열에너지의 저장 능력과 적절한 유연성을 갖는 열관으로서,
적어도 외부에 하나 내부에 셋으로 된 네 개의 원형 프로파일과, 상기 열관 내부에 적어도 17개의 캐비티를 구비하며,
상기 네 개의 원형 프로파일 중 적어도 두 개의 프로파일은 다른 종류의 횡단면도를 가지며, 각 원형 프로파일은 서로 인접하게 위치하며,
각 원형 프로파일은 원형, 사각형, 삼각형, 육각형, 타원형, 꼭짓점이 여럿인 별형의 횡단면도 중 어느 하나일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관은 양쪽 끝 전부, 또는 두 끝 중 한 끝으로 연결 가능하거나 두 끝 어느쪽으로도 연결 가능하지 않은 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관의 외부 원형 프로파일은 관의 외부 덮개 층을 구성하며, 상기 덮개 층은 구조가 균일하거나 균일하지 않을 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 외부 원형 프로파일 및/또는 내부 프로파일들은 횡단면도가 관 전체 길이에 걸쳐 균일할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 외부 원형 프로파일 및/또는 내부 프로파일들은 관의 전체 길이에 걸쳐 횡단면도가 적어도 하나 이상일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관 내부에 적어도 37개 이상의 캐비티를 가지고 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 적어도 1개의 외부, 4개의 내부의 5개 이상의 원형 프로파일을 가지고 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관은 적어도 41개 이상의 내부 캐비티를 가지고 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관 내부에 포함되어 있는 총 캐비티들은 원형 프로파일들이 가지고 있는 캐비티들의 합에 인접한 프로파일들 사이에서 형성되는 캐비티들의 합과 같은 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관 내부에 형성되어 있는 내부 캐비티들은 기하학적으로 다양한 형태를 가질 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관이 사용될 때, 상기 내부 캐비티들은 산화 기체, 우선적으로 산소, 의 자유로운 순환을 허용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 내부 원형 프로파일들은, 상기 외부 프로파일의 둘레 전체를 감싸며, 각각 서로 측면으로 위치할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 내부 원형 프로파일들이 외부 원형 프로파일과 함께 동심으로 위치할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관은 적어도 6개, 또는 우선적으로 7개 이상, 또는 더 우선적으로 적어도 8개의 원형 프로파일을 가질 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관이 양쪽 끝이, 외부의 표면이나 덮개 층에 역방향 원뿔형으로 되어 있어서 양쪽 끝 모두 연결 가능하게 되어 있고, 역방향 원뿔형으로 마무리된 부분이 시작되기 바로 전 부분의 관에 외부에 원형 홈이 있고, 표면이 원통형이며 매끄럽게 되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관의 외부의 형태 덕분에 상기 관중에 하나와 다른 하나의 관이, 상기 관의 역방향 원뿔형으로 마무리된 끝이 쉽게 연결 장치와 맞물려지고, 상기 관의 외부의 원형 홈이 연결 장치와 상기 관의 연결을 단단히 고정해 줄 수 있는, 하나의 피스나 속이 빈 원형으로 된 연결 장치를 통해 쉽게 연결될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관이 두쪽 끝 중에 한쪽 끝만이 외부의 표면이나 덮개 층에 역방향 원뿔형으로 되어 있어서 한쪽 끝으로만 연결 가능하게 되어 있고, 상기 덮개 층의 끝이 원뿔형으로 마무리된 부분이 시작되기 바로 전 부분의 외부에 원형 홈이 있고, 표면이 원통형이며 매끄럽게 되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관이 1.400 °C이상의 온도에서 사용될 경우를 위하여 세라믹으로 피복되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 본 발명에 따르는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관의 사용법은, 임의의 종류의 물질의 용해를 위해 관통하고/하거나 절단하는데 사용될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 사용법은, 냄비 바닥, 연마제, 용광로의 작은 돋보기 구멍, 구리나 벽돌로 된 재질의 용광로의 바닥재, 용광로 벽의 부착물, 숙박 시설의 환풍기 청소, 가스 배출 부실의 관 부착물, 통로의 개구, 양극 정제 용광로 등에 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관의 사용법은, 용광로 덮개의 구성 성분에 관련 없이, 구리, 철, 합금철, 백금 등을 사용하는 용광로의 용선을 효과적으로 열기 위한 절단에 사용될 수 있으며, 1.000mm, 2.000mm, 3.000mm 또는 그 이상의 두께와 같이, 임의의 종류나 두께라 하더라도, 철이든 용해를 위해 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 열관의 사용법은, 임의의 종류와 크기의 콘크리트나, 바위, 돌로 된 블록을 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면으로서 기술된다:
도면 1-A와 도면 1-B는 본 발명된 열관과 같은 종류의 열관을 각각 하나씩 나타낸 것이다.
도면 2는 본 발명된 열관의 부분을 구성하는 원형 프로파일의 다양한 종류중 몇가지의 모습을 나타낸 것이다.
도면 3과 도면 4는 발명된 네개의 원형 프로파일로 구성된 관의 두가지 형식을 나타낸 것이다.
도면 5는 발명된 다섯개의 원형 프로파일로 구성된 관의 한가지 형식을 나타낸 것이다.
도면 6과 도면 7은 발명된 여섯개의 원형 프로파일로 구성된 관의 두가지 형식을 나타낸 것이다.
도면 8은 발명된 일곱개의 원형 프로파일로 구성된 관의 한가지 형식을 나타낸 것이다.
도면9는 발명된 여덟개의 원형 프로파일로 구성된 관의 한가지 형식을 나타낸 것이다.
도면 10은 발명된 열개의 원형 프로파일로 구성된 형식을 나타낸 것이다.
도면 11은 발명된 다섯개의 원형 프로파일로 구성된 한가지 형식을 나타낸 것이다.
본 발명품은 알루미늄, 실리카, 탄소나 기타 물질의 혼합물이나 점토로 된 덮개를 사용하는 용광로를 관통하고 그 용광로의 용선의 통로를 열어 어떤 종류의 물질도 관통하고/하거나 절단하기 위한 열관(1)으로, 외부에 하나 그리고 내부에 셋의 최소한 넷 이상의 원형 프로파일을 가지고 있으며 관 내부에 열일곱개 이상의 캐비티이 있으며, 최소 네개의 원형 프로파일 중 두가지가 각기 다른 모양의 횡단면도를 가지고 있고, 원형 프로파일이 서로 인접해 있으며 각각의 원형 프로파일의 횡단면도가 원형(4), 사각형(6), 삼각형(묘사되지 않음), 육각형(묘사되지 않음), 타원형(묘사되지 않음), 이나 다각의 별형(5)들의 형태 중 하나의 형태를 가지고 있다.
본 열관을 구성하는 최소 4개 이상의 원형 프로파일 가운데 하나는 외면을 감싸고 있는 원형 프로파일이고 나머지는 내부에 들어가는 원형 프로파일로서, 외부의 원형 프로파일이 인접한 프로파일들 사이에 형성되어 있는 캐비티 및 내부 프로파일들을 감싸고 있는 것이다.
본 발명의 한 형태에는 내부의 프로파일들이 외부의 프로파일을 둘레 전체를 감싸 지지할 수 있도록 서로 측면이 닿아 있다.
본 발명의 다른 형태에는, 내부의 프로파일들이 외부 프로파일과 동일하게 동심(同心)의 형태로 구성되어 있다. 이 동심적 형태에서는, 관을 구성하는 각각의 원형 프로파일은 인접한 프로파일의 횡단면도와는 다른 횡단면도를 가지게 된다.
외부의 원형 프로파일 내면에 들어있는 캐비티의 수는 원형 프로파일들이 가지고 있는 캐비티들의 수에 인접한 프로파일들 사이에서 생기게 되는 캐비티들의 수의 합이다. 하나의 관 속에 들어 있는 모든 캐비티들은 기하학적인 형태를 하고 있다. 각각의 캐비티의 형태와 프로파일들 사이의 캐비티의 수는 인접한 프로파일들의 횡단면도에 따라 달려있다. 일반적으로 꼭짓점을 여러개 가진 4개 이상의 동심 원형 프로파일을 가지고 있는 열관은 17개에서부터 100개 이상의 내부 캐비티를 가진다. 내부에 존재하는 캐비티들은 열관이 작업에 사용되고 있을 시, 필요한 산화기체, 특히나 산소의 자유로운 순환을 허용한다. 내부에 존재하는 캐비티들은 적합한 난류와, 각 원형 프로파일 벽의 두께에 따른 캐비티의 크기에 따라 산화 기체가 작업시에 산화기체가 관을 막힘없이 통과하게 하여 열관의 효율성을 높인다.
내부 캐비티들의 형태, 크기, 그리고 갯수는 관이 관 중심에 어느 정도의 집중된 효과적인 발열력을 가질 수 있는지를 좌우하는데, 이것으로 같은 작업 면적 에 더 많은 양의 효과적인 발열력을 생산할 수 있고, 효율성이 두배로 증가함에 따라 같은 용량의 열관으로도 100% 이상의 절단과 관통을 할 수 있게 되며, 시중의 열관 대비, 절단과 관통에 드는 작업시간이 적어도 50%는 감소하게 된다. 또한, 본 열관은 산소의 흐름에 변동이 있거나, 산소의 순수성이 떨어져도(90%까지), 혹은 산소의 흐름이 (강하거나 약하게) 변화되어도 균일하고 지속적인 연소를 유지하면서 작업에 사용될 수 있다. 작업 면적에 연소가 일정하게 되지 않아 무작위하게 곳곳에 (절단선이) 끊기거나, 세로로 이곳저곳에 점이 찍히거나, 심지어는 산소의 순수성이 95% 미만으로 떨어지거나 혹은 산소의 흐름이 너무 강할 시 꺼지거나 하여 효율성이 상당히 감소하게 되는 시중의 열관들과 차이를 두게 된다.
또한, 본 발명된 관은, 개발된 캐비티들 덕분에 철과 산소의 유출 사이에 적절한 균형을 유지하여, 효율적인 연소를 할 수 있게 되어 오염시키는 가스의 방출량도 줄이며 그와 동시에 절단이나 관통하는데 드는 작업 시간과 산소의 방출도 줄임에 따라 작업 비용이 감소된다.
각 원형 프로파일의 두께는 0,9mm와 3,0mm 사이의 범주에 있다. 본 발명된 열관의 한 종류는 탄소 함유율이 낮은 강철로도 생산 가능하다.
본 발명된 열관의 외부 원형 프로파일은 관의 외부 덮개 층을 구성하고 있는데, 이 덮개 층은 균일하거나 균일하지 않은 구조를 가지고 있다. 관 외부의 횡단면은 관의 길이 전체에 따라 동일할 수도 있고 내지는 횡단면이 하나 이상일 수도 있다. 마찬가지로 내부의 단면 또한 관의 길이 전체에 따라 동일할 수도 있고 횡단면이 하나 이상일 수도 있다. 본 발명된 열관은 외부의 끝의 형태에 따라 도면 1-A과 같이 연결 가능한 형일 수도 있고 도면 1-B와 같이 연결 불가능한 형일 수도 있다. 연결 가능한 형의 관은, 외부 장치를 통하지 않고 직접 연결하던 혹은 두 관을 연결할 수 있도록 하는 연결 장치와 같은 부수적인 장치를 통하여든, 다른 관과 연결 시킬 수 있는 관이다.
도면1-A는 연결 가능한 한 종류의 열관(1)을 묘사한 것인데, 관의 덮개 층의 끝을 변화시켜 역방향 원뿔형(꼭짓점이 관 내부로 들어간 원뿔형)(2) 모양의 끝을 가지고 있는 열관이다. 또한, 균일한 덮개 층의 양 끝은, 그 역방향 원뿔형으로 마무리 된 부분이 바로 시작되기 전 부분의 관에 표면이 원통형이며 매끄럽게 되어 있고 외부에 원형 홈(3)이 나있다. 이러한 종류의 열관의 덮개 층은, 연결 불가능한 관들과 마찬가지로, 횡단면도가 다양할 수 있는데, 이 횡단면도는 외부 프로파일의 횡단면도에 따라 정해진다. 이러한 관들의 한가지 형태에는, 균일한 덮개층이 원통형이며 직선이다. 본 발명된 종류의 열관의 끝의 외부 형태는, 양쪽 끝에 각각 하나의 열관을 지탱할 수 있는 속이 빈 원통형의 연결 장치를 통해서 다른 관과 쉽게 연결 가능하다. 역방향 원뿔형으로 된 이 열관의 끝은 연결 장치와 쉽게 연결이 가능하게 하고, 관의 외부의 원형 홈(3)은 열관과 연결 장치 사이를 단단히 고정해준다. 이 종류의 열관은 양 끝 모두로 연결 가능한 관이다. 이 종류의 열관의 크기는 관이 사용되는 용도에 따라 다양할 수 있으며, 이 원형 홈이 있는 위치는 관들이 서로 연결되었을 때 서로 방해없이 사용될 수 있게 한다.
본 발명된 열관 중 다른 형태는, 연결 가능한 관으로서 역방향 원뿔형으로 된 끝이 관 한쪽 끝에만 있어 한쪽 끝으로만 연결 가능한 관이다. 그에 더하여, 덮개 층의 끝에 그 역방향 원뿔형으로 마무리된 부분이 바로 시작되기 전 부분의 관의 표면은 원통형이며 매끄럽게 되어 있고 외부에 원형 홈이 있다.
관을 서로 연결 가능하게 하여 사용하는 것은, 작업 시 관을 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 하는데, 따라서 관의 잔류가 남지 않고 그럼에 따라 자재의 낭비가 줄면서 작업이 더욱 경제적이 된다. 관의 끝부분의 형태와 연결 장치의 부품의 형태는 필요한 만큼 몇개든 관을 서로 연결할 수 있게 되어 있어 관의 낭비를 막는다.
일반적으로 열관은1미터 미만에서 10미터 이상으로 길이가 다양하다.
본 발명된 열관들의 한가지 종류의 외부는 세라믹과 같이 용해점이 높은 재질(2.000 °C 이상)로 피복되어 있어서, 1.400 °C이상의 고온 작업에 쓰이는 열관들에 적용되며, 이에 따라 관들이 녹아 형체가 사라지거나, 산화기체를 운반하거나 연소하는 면에서나 그 효율성이 떨어지지 않게 한다. 이 피복은 열관의 제일 겉면의 원형 프로파일에게만 씌울 수도 있고 적어도 내부의 원형 프로파일들 중 하나에게 만이라도 씌울 수 도 있다.
본 발명된 열관은, 열처리 작용, 기계작용 그리고 화학작용을 거쳐 얻어진다. 하나의 관으로 동심으로 조립되기 전, 각각의 원형 프로파일은 금속 정련 작용을 거치게 되는데, 우선적으로 외부 프로파일이 먼저, 그리고 제일 중앙에 오게 되는 내부 프로파일이 제일 마지막으로 작용을 거치게 된다. 금속 정련 작용을 거치게 되는 원형 프로파일의 양은 각 관의 디자인에 따라 달려 있다. 그에 더하여, 한 관을 구성하는 원형 프로파일의 개수를 결정하는 것도, 열관이 어떤 용도에 사용되는지에 따라 달라지게 되는데, 지름이 2mm에서부터 100mm까지도 제작될 수 있다.
열관을 구성하게 될 원형 프로파일의 정련 과정이 한 번 끝나게 되면, 정련된 프로파일들을 열처리 과정, 기계작용과 화확 작용을 거쳐 지름이 다른 프로파일들을 조립하게 되는데, 단지 조립만 하는 것이 아니라, 고정된 프로파일에 다른 (지름의) 프로파일을 고정 시켜서, 작업시 관을 통과하는 산소나 산화기체, 압력에 대한 저항도를 높여 프로파일이 서로 움직이거나 떨어지지 않게 하는 것이다.
도면 2 는 횡단면도 뿐 아니라 내부 지름도 다른 여러가지 종류의 프로파일들을 보여준다.
도면 3은 17개의 내부 캐비티를 가진 동심(同心)의 4개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 한 형태를 보여준다.
도면 4는 37개의 내부 캐비티를 가진 동심의 4개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 한 형태를 보여준다.
도면 5는 41개의 내부 캐비티를 가진 동심의 5개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 한 형태를 보여준다.
도면 6과 도면7은 다수의 내부 캐비티를 가진 동심의 6개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 두가지 형태를 보여준다.
도면8과 도면9는 다수의 내부 캐비티를 가진 동심의 8개와 9개로 된 원형 프로파일로 된 발명된 관의 두가지 형태를 보여준다.
도면 10은 17개의 내부 캐비티를 가진 10개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 한가지 형태를 보여준다.
도면 11은 형태가 균일하거나 균일하지 않은 다수의 내부 캐비티를 가진 동심의 5개의 원형 프로파일로 된 발명된 관의 다른 한 가지 형태를 보여준다.
하나의 관을 형성하는 프로파일의 개수의 다양성이, 프로파일의 형태의 다양성과 더불어 관 내부 프로파일들의 일련의 질서와 함께, 산화기체의 흐름을 원활하게 하는 캐비티를 만들어 내어, 프로파일들이 함유하는 철의 발열량을 더욱 활용할 수 있게 되며, 본 발명에 의하면 열관을 형성하는 프로파일들의 다양한 횡단면도는, 일반적인 다른 종류의 열관들에 비해 더 큰, 필요한 만큼 굽어짐에 대한 저항성을 얻어 디자인할 수 있도록 허용한다. 또한, 열관 전체에 있어 주어진 기하학적 형태는, 관통하는 부분에 높은 정확도를 허용하여 더 균일하고, 깔끔하고, 정확하고, 효율적인 절단을 할 수 있도록 허용한다.
본 발명된 열관은, 이전 관보다 훨씬 향상된 발열력 덕택에 절단 시의 속도와 힘을 향상시켜서 작업원의 고온에 노출되는 시간을 감소시키고 따라서 열압박(熱壓迫: Heat Stress)의 위험을 줄이게 된다.
본 발명된 열관은 여러가지 용도에 쓰일 수 있는데, 예를 들면 구리나 광재(鑛滓) 절단 시, 그리고 더 자세히 말하자면: 냄비 바닥, 연마제, 용광로의 작은 돋보기 구멍, 구리나 벽돌로 된 재질의 용광로의 바닥재, 용광로 벽의 부착물, 숙박 시설의 환풍기 청소, 가스 배출 부실의 관 부착물, 통로의 개구, 양극 정제용광로 등에 사용될 수 있다.
본 열관은 용광로의 뚜껑이 어떤 성분으로 만들어 졌는지와 관련없이, 심지어 순수한 흑연(탄소)로 만들어졌다 해도 상관없이, 구리, 철, 합금철, 백금 등을 사용하는 용광로의 용선을 효과적으로 열기 위한 절단에 사용될 수도 있다. 마찬가지로 어떤 두께나, 예를 들면, 1.000mm, 2.000mm, 3.000mm 혹은 그 이상의 두께라 하더라도, 종류의 철이든 용해를 위해 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수도 있다. 또한, 어떤 종류와 크기의 콘크리트나, 바위, 돌로 된 블록이라 하더라도 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수 있다.
그에 더하여, 이미 언급된 것처럼, 본 발명된 열관은 열에 가장 강한 저항력을 가지는 다이아몬드뿐 아니라 어떠한 종류의 금속도 용해하기 위해 관통하고/하거나 절단하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명된 관의 일반적인 사용 예 :
- 철을 함유하지 않은 재질을 효율적이고 정확하게 절단하고/하거나 관통하기 위해 쓰이는, 높은 열에너지를 발생시키고 동시에 산소의 유출이 낮거나 전혀 없는 경도가 높은 열관.
- 철을 함유한 재질을 효율적이고 정확하게 절단하고/하거나 관통하기 위해 쓰이는, 낮은 열에너지를 발생시키고 동시에 산소의 유출이 높은 경도가 높은 열관.
- 좁은 공간에서 굽어지는 관을 사용하여, 철을 함유하지 않은 재질을 절단하고/하거나 관통하기 위해 쓰이는, 높은 열 에너지를 발생시키고 동시에 산소의 유출이 낮거나 전혀 없는 유연성이 있는 열관.
- 좁은 공간에서 굽어지는 관을 사용하여, 철을 함유한 재질을 절단하고/하거나 관통하기 위해 쓰이는, 낮은 열 에너지를 발생시키고 동시에 산소의 유출이 높은 유연성이 있는 열관.

Claims (22)

  1. 알루미늄, 실리카, 탄소 및 기타 물질의 혼합물이나 점토로 된 덮개를 사용하는 용광로를 관통하고 그 용광로의 용선의 통로를 여는 것과 같이, 임의의 종류의 재료를 관통하고/하거나 절단하기 위해 효과적인 열에너지의 저장 능력과 적절한 유연성을 갖는 열관으로서,
    적어도 외부에 하나 내부에 셋으로 된 네 개의 원형 프로파일과, 상기 열관 내부에 적어도 17개의 캐비티를 구비하며,
    상기 네 개의 원형 프로파일 중 적어도 두 개의 프로파일은 다른 종류의 횡단면도를 가지며, 각 원형 프로파일은 서로 인접하게 위치하며,
    각 원형 프로파일은 원형, 사각형, 삼각형, 육각형, 타원형, 꼭짓점이 복수인 별 형의 횡단면도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열관은 양쪽 끝 전부, 또는 두 끝 중 한 끝으로 연결 가능하거나 두 끝 어느쪽으로도 연결 가능하지 않은 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 열관의 외부 원형 프로파일은 관의 외부 덮개 층을 구성하며,
    상기 덮개 층은 구조가 균일하거나 균일하지 않은 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부 원형 프로파일 및/또는 내부 프로파일들은 횡단면도가 관 전체 길이에 걸쳐 균일한 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외부 원형 프로파일 및/또는 내부 프로파일들은 관의 전체 길이에 걸쳐 횡단면도가 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  6. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열관 내부에 적어도 37개 이상의 캐비티를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  7. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    적어도 1개의 외부, 4개의 내부의 5개 이상의 원형 프로파일을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 열관은 적어도 41개 이상의 내부 캐비티를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  9. 이전 모든 항 가운데 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열관 내부에 포함되어 있는 총 캐비티들은 원형 프로파일들이 가지고 있는 캐비티들의 합에 인접한 프로파일들 사이에서 형성되는 캐비티들의 합과 같은 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 열관 내부에 형성되어 있는 내부 캐비티들은 기하학적으로 다양한 형태를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  11. 제 9항 내지 제 10항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열관이 사용될 때, 상기 내부 캐비티들은 산화 기체, 우선적으로 산소, 의 자유로운 순환을 허용하는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  12. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    내부 원형 프로파일들은, 상기 외부 프로파일의 둘레 전체를 감싸며, 각각 서로 측면으로 위치하는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  13. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내부 원형 프로파일들이 외부 원형 프로파일과 함께 동심으로 위치하는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  14. 제 4항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열관은 적어도 6개, 또는 우선적으로 7개 이상, 또는 더 우선적으로 적어도 8개의 원형 프로파일을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  15. 제 3항에 있어서,
    상기 열관이 양쪽 끝이, 외부의 표면이나 덮개 층에 역방향 원뿔형으로 되어 있어서 양쪽 끝 모두 연결 가능하게 되어 있고, 역방향 원뿔형으로 마무리된 부분이 시작되기 바로 전 부분의 관에 외부에 원형 홈이 있고, 표면이 원통형이며 매끄럽게 되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 열관의 외부의 형태 덕분에 상기 관중에 하나와 다른 하나의 관이, 상기 관의 역방향 원뿔형으로 마무리된 끝이 쉽게 연결 장치와 맞물려지고, 상기 관의 외부의 원형 홈이 연결 장치와 상기 관의 연결을 단단히 고정해 줄 수 있는, 하나의 피스나 속이 빈 원형으로 된 연결 장치를 통해 쉽게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  17. 제 3항에 있어서,
    상기 열관이 두쪽 끝 중에 한쪽 끝만이 외부의 표면이나 덮개 층에 역방향 원뿔형으로 되어 있어서 한쪽 끝으로만 연결 가능하게 되어 있고, 상기 덮개 층의 끝이 원뿔형으로 마무리된 부분이 시작되기 바로 전 부분의 외부에 원형 홈이 있고, 표면이 원통형이며 매끄럽게 되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열관이 1.400 °C이상의 온도에서 사용될 경우를 위하여 세라믹으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관.
  19. 제 1항 내지 제 17항 가운데 어느 하나의 항에 있어서,
    임의의 종류의 물질의 용해를 위해 관통하고/하거나 절단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관의 사용법.
  20. 제 19항에 있어서,
    냄비 바닥, 연마제, 용광로의 작은 돋보기 구멍, 구리나 벽돌로 된 재질의 용광로의 바닥재, 용광로 벽의 부착물, 숙박 시설의 환풍기 청소, 가스 배출 부실의 관 부착물, 통로의 개구, 양극 정제 용광로 등에 사용되는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관의 사용법.
  21. 제 19항에 있어서,
    용광로 덮개의 구성 성분에 관련 없이, 구리, 철, 합금철, 백금 등을 사용하는 용광로의 용선을 효과적으로 열기 위한 절단에 사용될 수 있으며,
    1.000mm, 2.000mm, 3.000mm 또는 그 이상의 두께와 같이, 임의의 종류나 두께라 하더라도, 철이든 용해를 위해 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관의 사용법.
  22. 제 19항에 있어서,
    임의의 종류와 크기의 콘크리트나, 바위, 돌로 된 블록을 절단하고/하거나 관통하는데 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 내부에 4개 이상의 원형 프로파일 및 17개 이상의 캐비티를 포함하고 관통 및/또는 용융 절단을 위한 열관의 사용법.
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