KR20210001205A - 능동형 용접토치 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접토치와 관련되는 것이되, 용접토치를 구성하는 머플러 부위에 관한 기술로서, 손잡이가 연결되는 가스도입파트와 상기 가스도입파트와 연결되는 챔버파트를 갖되, 상기 챔버파트의 단부에는 암나사부가 소정 깊이까지 형성되는 바디; 일측 외면에 상기 암나사부와 체결되는 수나사부가 형성되며, 타측 외면은 상기 수나사부로부터 멀어질 수록 외경이 감소되는 슬로프부가 되되, 축중심을 따라 상기 수나사부와 상기 슬로프부를 관통하는 메인유로가 형성되고, 상기 메인유로 외측으로 가상의 원을 이루면서 복수의 보조유로가 형성되는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 용접토치 머플러에 관한 기술이다.

Description

능동형 용접토치 머플러{Active welding torch muffler}

본 발명은 용접토치와 관련되는 것이되, 용접토치를 구성하는 머플러 부위에 관한 기술이다.

용접은 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가하여 서로 접합되게 하는 것을 의미하며, 조선산업, 각종 기계 제작 등 다양한 산업분야에서 중요한 비중을 차지하고 있다.

일반적으로 용접은 소모성 용접 와이어를 일정한 속도로 공급하면서 소정의 전류를 인가하여 용접 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 수행한다.

용접은 작업자의 숙련 정도에 따라 용접품질이 다르며, 용접 불량이 발생되지 않도록 하는 것이 중요하다. 용접 부위에 용접불량이 존재하게 되면 구조물의 안전에 문제를 야기할 수 있다.

CO2 용접이나 MIG 용접은 불활성 가스를 이용하여 용접부 주위를 외부와 차단시킨 상태로 용접이 이루어지도록 함으로써 용접불량을 줄일 수 있다는 특징이 있다.

즉, 이산화탄소와 같은 불활성가스를 분출시키면서 용접을 함으로써 용융금속이 대기와 접촉하지 않아 산화나 질화를 방지할 수 있고, 철 외에 알루미늄이나 동, 스테인레스 등에 대한 용접도 가능하다.

용접 토치는 머플러, 가스 디퓨저, 용접팁과 용접노즐을 포함하여 구성되며, 머플러의 후단에 가스공급을 제어하는 손잡이가 연결되고, 타단에 가스 디퓨저가 결합된다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1713226호의 도 1은 일반적인 이산화탄소 용접토치의 구성을 보여준다.

도시된 바와 같이 일반적인 이산화탄소 용접토치는 용접팁(1), 용접팁을 감싸는 노즐(3), 노즐(3)이 연결되는 인슐레이터(7)를 포함하며, 인슐레이터 후단에 가스 공급을 위한 연결관이 연결된다.

연결관에 손잡이(2)가 연결되어 손잡이의 레버를 조작함에 따라 용접 와이어가 공급되고 이산화탄소도 공급되도록 이루어진다.

인슐레이터(7)와 손잡이(2) 사이를 연결하는 연결관을 통해 가스가 공급되는데, 기존의 연결관은 단순한 중공관으로 이루어져 있다. 이산화탄소 용접을 함에 있어서 노즐을 향해 공급되는 불활성가스의 압력은 높을수록 좋은 것으로 알려져 있는데, 조선소와 같은 대형 작업장에서는 동시에 수많은 용접사들이 작업을 하게 됨에 따라 이산화탄소 탱크로부터 멀어질수록 압력이 떨어져 용접이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 이산화탄소 공급라인 중간 중간에 보조탱크를 마련하기도 한다.

한편, 이산화탄소 용접시에 소비되는 이산화탄소는 온실가스로서 그 사용을 최소화할 필요성이 높아지고 있는 실정인 바, 이에 대한 대책이 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-1713226호

따라서 본 발명에서는 이산화탄소와 같은 불활성 가스를 이용하는 용접토치에 있어서, 디퓨저와 손잡이를 연결하는 머플러로서 디퓨저로 향하는 불활성 가스를 보다 고압으로 형성시킬 수 있고, 상황에 따라 분사압을 조정할 수 있도록 하는 능동형 용접토치 머플러를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 능동형 용접토치 머플러는, 손잡이가 연결되는 가스도입파트와 상기 가스도입파트와 연결되는 챔버파트를 갖되, 상기 챔버파트의 단부에는 암나사부가 소정 깊이까지 형성되는 바디; 일측 외면에 상기 암나사부와 체결되는 수나사부가 형성되며, 타측 외면은 상기 수나사부로부터 멀어질 수록 외경이 감소되는 슬로프부가 되되, 축중심을 따라 상기 수나사부와 상기 슬로프부를 관통하는 메인유로가 형성되고, 상기 메인유로 외측으로 가상의 원을 이루면서 복수의 보조유로가 형성되는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 메인유로는 상기 수나사부의 내경에 해당하는 제1메인유로와 상기 슬로프부의 내경에 해당하는 제2메인유로로 구분되되, 상기 제1메인유로는 상기 제2메인유로와 연결되되 상기 제2메인유로로부터 멀어질수록 내경이 증가되는 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 바디는 직선형, 곡선형, 플렉시블형 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 암나사부에 체결되는 상기 증폭기는 체결위치를 조정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러는 바디를 이루는 챔버파트에 증폭기를 설치함으로써 불활성 가스의 분출압력을 증폭시킬 수 있다는 효과가 있다.

그리고 챔버파트에 내장되게 체결되는 증폭기는 그 위치를 조정할 수 있기 때문에 증폭기의 위치 조정을 통해 불활성 가스의 분출압력을 제어할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 이산화탄소 용접토치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러의 실제 사용 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러로서 바디가 플렉시블관으로 이루어지는 경우의 구성도.
도 5는 바디 내부에 설치되는 증폭기의 사시 사진도.
도 6은 증폭기의 평면 사진도.
도 7은 도 5에서 하부측에서 본 증폭기의 사시 사진도.
도 8은 증폭기의 저면 사진도.

이하, 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러에 대해 보다 상세히 설명하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.

단, 제시되는 도면들은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 보여주는 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러의 실제 사용 예시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러의 구성도이며, 도 4는 본 발명에 의한 능동형 용접토치 머플러로서 바디가 플렉시블관으로 이루어지는 경우의 구성도이며, 도 5는 바디 내부에 설치되는 증폭기의 사시 사진도이며, 도 6은 증폭기의 평면 사진도이며, 도 7은 도 5에서 하부측에서 본 증폭기의 사시 사진도이며, 도 8은 증폭기의 저면 사진도를 보여주는 것이다.

도시된 것처럼, 본 발명의 능동형 용접토치 머플러는 주요한 구성요소로 바디(100), 증폭기(200)를 포함하게 된다.

바디(100)는 크게 가스도입파트(110)와 챔버파트(120)로 구성될 수 있는데, 후단측이 가스도입파트(110)가 되며, 가스도입파트(110)에 손잡이가 연결된다. 가스도입파트(110)에 연이어 챔버파트(120)가 형성되며, 가스도입파트(110)와 챔버파트(120)은 동축상으로 내경이 상호 연통되게 연결 형성된다.

본 실시예의 경우 챔버파트(120)는 제1내경부(121)와 제2내경부(122)로 이루어지도록 하는데, 가스도입파트(110)와 동일한 내경을 갖는 제1내경부(121)가 소정거리만큼 형성되며, 제1내경부(121) 보다 큰 내경을 갖는 제2내경부(122)가 형성된다. 챔버파트(120)의 총 길이 중 제2내경부(122)의 길이는 필요에 따라 변경될 수 있다. 즉, 경우에 따라 제1내경부(121)의 길이가 제2내경부(122)의 길이보다 길수도 있고, 짧을 수도 있는 것이다.

제2내경부(122)에는 소정깊이로 나사체결을 위한 암나사부(123)가 형성되는데, 제2내경부(122)의 길이에 따라 암나사부(123)의 형성 길이도 달라질 수 있다.

제2내경부(122)에 증폭기(200)가 설치되며, 증폭기(200)의 일측 외면에 암나사부(123)와의 체결을 위한 수나사부(210)가 형성된다. 증폭기(200)의 타측 외면은 수나사부(210)로부터 멀어질수록 외경이 감소되는 슬로프부(220)가 되어 분화구와 같은 형상을 갖게 된다.

그리고 증폭기(200)의 축중심을 따라 수나사부(210)와 슬로프부(220)를 관통하는 메인유로(D)가 형성되며, 또한 메인유로(D) 외측으로 복수의 보조유로(SD)들이 가상의 원을 이루면서 형성된다.

보조유로(SD)들은 등간격을 이루어 메인유로(D) 주위를 감싸면서 일측에서 타측으로 개구되게 형성된다.

증폭기(200)의 메인유로(D)로는 용접 와이어가 지나가게 되며, 메인유로(D)와 용접 와이어 간에 틈이 형성되므로 불활성가스가 메인유로를 통해서도 지나가게 되고, 불활성가스는 주로는 메인유로(D) 외측으로 형성되는 복수의 보조유로(SD)를 통해 고속으로 분출되는 흐름을 형성하게 된다.

보다 바람직하게 메인유로(D)는 제1메인유로(D1)와 제2메인유로(D2)로 구분될 수 있되, 제1메인유로(D1)와 제2메인유로(D2)는 상호 연결되고, 제1메인유로(D1)는 수나사부(210)의 내경에 해당하게 되고, 제2메인유로(D2)는 슬로프부(220)의 내경에 해당하게 된다.

특히, 제2메인유로(D2)는 동일 내경으로 이루어지나, 제1메인유로(D1)의 경우 제2메인유로(D2)로부터 멀어질수록 내경이 증가되는 형상을 이루도록 한다. 그리고 제1메인유로(D1)의 내경면으로부터 복수의 보조유로(SD)들이 슬로프부(220)를 향해 관통 형성된다. 즉, 보조유로(SD)의 입구(SD-1)는 제1메인유로(D1)의 내경면으로부터 형성되나 보조유로(SD)의 출구는(SD-2) 제2메인유로(D2)의 외측으로 형성되는 것이다.

본 발명의 능동형 용접토치 머플러의 주요 구성요소인 바디(100)는 직선형, 곡선형, 플렉시블형 중 어느 하나일 수 있는데, 직선형, 곡선형의 경우 그 형상이 고정되어 있는 것으로서 금속소재로 제작된다.

반면, 플렉시블형인 경우 흔히 현장에서 "코브라"라고 부르는 것으로서 바디(100)의 좌우 양단외 중심부는 힘을 가했을 때 원하는 방향으로 굽혀질 수 있도록 플렉시블관(130)으로 구성된다. 즉, 플렉시블 바디인 경우 가스도입파트(110)에 플렉시블관(130)의 일단이 연결되고, 플렉시블관(130)의 타단에 암나사부(123)를 갖는 챔버파트(120)가 결합되게 한다.

플렉시블형의 바디(100)인 경우 플렉시블관(130) 역시 챔버파트(120)의 일부가 되며, 플렉시블관은 합성수지 및 금속의 조합으로 구성되어 전기 통전이 되면서도 쉽게 굽혀질 수 있도록 구성된다.

그리고 본 발명의 능동형 용접토치 머플러는 바디(100)에 형성된 암나사부(123)에 증폭기(200)가 결합되는 특징적 구조를 가지고 있는데, 증폭기(200)는 소정의 범위내에서 그 위치를 조정할 수 있다는 특징을 가진다.

즉, 증폭기(200)가 체결될 암나사부(123)의 영역내에서 사용자는 증폭기(200)의 위치를 조정할 수 있도록 하는데, 증폭기(200)의 설치 위치에 따라 증폭기(200) 전방쪽의 공간체적(V)이 변하게 된다.

증폭기(200)를 암나사부(123) 후방으로 깊게 설치할수록 증폭기(200) 전방의 공간체적(V)은 증가되며, 반대로 증폭기(200)를 보다 앞쪽에 설치하면 증폭기(200) 전방의 공간체적(V)은 줄어들게 된다.

증폭기(200) 전방의 공간체적(V)이 클수록 공간체적에 수용되는 불활성 가스의 양은 증가되며, 한편 용접이 이루어지는 경우 열전도에 의해 바디(100)는 가열되며, 이에 따라 공간체적(V)의 내부온도가 증가되고 그 속의 불활성 가스는 가열되어 급격하게 부피가 증가되므로 분출압력이 상승하게 된다.

즉, 본 발명의 능동형 용접토치 머플러는 증폭기(200)가 마련되므로 가스도입파트를 통해 공급되는 불활성 가스는 증폭기를 거치면서 고압으로 분출되고, 또한 증폭기(200) 전방의 공간체적(V)에서 불활성 가스는 가열되어 부피가 증가된 후 토출되므로 보다 높은 분사압력을 형성할 수 있도록 한다.

본 발명은 용접토치에 적용될 수 있는 유용한 기술이다.

100 : 바디
110 : 가스도입파트 120 : 챔버파트
121 : 제1내경부 122 : 제2내경부
123 : 암나사부 130 : 플렉시블관
200 : 증폭기
210 : 수나사부 220 : 슬로프부
D : 메인유로
D1 : 제1메인유로 D2 : 제2메인유로
SD : 보조유로
SD-1 : 입구 SD-2 : 출구
V : 공간체

Claims (3)

1. 용접토치 머플러에 있어서,
   손잡이가 연결되는 가스도입파트와 상기 가스도입파트와 연결되는 챔버파트를 갖되, 상기 챔버파트의 단부에는 암나사부가 소정 깊이까지 형성되는 바디;
   일측 외면에 상기 암나사부와 체결되는 수나사부가 형성되며, 타측 외면은 상기 수나사부로부터 멀어질 수록 외경이 감소되는 슬로프부가 되되, 축중심을 따라 상기 수나사부와 상기 슬로프부를 관통하는 메인유로가 형성되고, 상기 메인유로 외측으로 가상의 원을 이루면서 복수의 보조유로가 형성되는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 용접토치 머플러.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인유로는 상기 수나사부의 내경에 해당하는 제1메인유로와 상기 슬로프부의 내경에 해당하는 제2메인유로로 구분되되,
   상기 제1메인유로는 상기 제2메인유로와 연결되고 상기 제2메인유로로부터 멀어질수록 내경이 증가되는 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 능동형 용접토치 머플러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 바디는 직선형, 곡선형, 플렉시블형 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 암나사부에 체결되는 상기 증폭기는 체결위치를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 능동형 용접토치 머플러.

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