KR870000984B1 - 압전소자(壓電素子) 이용에 따른 착화장치(着火裝置) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압전소자(壓電素子) 이용에 따른 착화장치(着火裝置)

제1도는 본 발명의 전체를 나타내는 종단면도.

제2도는 제1도의 화살표 2방향에서 본 단면도(端面圖).

제3도는 고정자를 나타내는 종단면도.

제4도는 제3도의 화살표 4방향에서 본 단면도.

제5도는 고정자의 다른 실시예를 나타내는 종단면도.

제6도는 제5도의 화살표 6방향에서 본 단면도.

제7도는 가동압전체(可動壓電體)를 나타내는 종단면도.

제8도는 제7도의 화살표 8방향에서 본 단면도.

제9도는 제7도의 화살표 9방향에서 본 단면도.

제10도는 가동압전체의 본체를 나타내는 종단면도.

제11도는 가동압전체의 수압단자(受壓端子)를 나타내는 종단면도.

제12도는 제11도의 화살표 12방향에서 본 단면도.

제13도는 가동압전체의 충돌단자를 나타내는 종단면도.

제14도는 제13도의 화살표 14방향에서 본 단면도.

제15도는 도전체(導電體)를 나타내는 단면도.

제16도는 제15도의 화살표 16방향에서 본 단면도.

제17도는 본 발명의 동작을 나타내는 종단면도.

제18도는 본 발명의 별개의 실시태양을 나타내는 요부의 종단면도.

제19도는 본 발명을 실시한 가스용단기(溶斷機)의 화구(火口)의 종단면도.

제20도는 본 발명을 실시한 가스용단기의 다른 구조를 가진 화구의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30, 69, 100, 200 : 통체 35, 54, 72, 82 : 기체통로(氣體通路)

36, 52 : 내부공간 39 : 고정자

43 : 관통구멍 44 : 가동압전체(可動壓電體)

45 : 본체 46, 211 : 대경부

47, 210 : 소경부 55 : 압전소자(壓電素子)

56, 118 : 절연체 58 : 금속제 충돌단자

61 : 수압단자(受壓端子) 65 : 영구자석

67 : 도전체(導電體) 71 : 수돌기(受突起)

79, 83 : 방전용 전극 86 : 코일스프링

105, 206 : 고압산소도입로 106, 207 : 혼합가스도입로

107, 219 : 외통 109, 220 : 가스분출구멍

111, 208 : 내통 113, 212 : 혼합가스통로

114, 215 : 산소분출노즐 117 : 슬릿트(slit)

213, 222 : 대기흡인구멍 216 : 포켓트

본 발명은 압전소자이용(壓電素子利用)에 따른 착화장치(着火裝置)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스등의 기체압(壓)에 의해 압전소자에 충격력을 가하여 발생한 고전압을 불꽃방전(放電)시켜 휘발유와 가연성(可燃性) 가스등에 착화시키는 장치에 관한 것이며, 특히 본 발명은 금속의 절단, 용접에 이용되는 가스버너(gas burner)의 화구(火口)에 내장되어 그들의 점화수단으로서 가장 적합한 장치에 관한 발명이다.

압전소자에 압력을 가하여 발생한 고전압을 불꽃방전시켜 가스등에 착화시키는 압전착화의 수단은 주지된 것으로 가스욕탕, 가스스토브, 담배용 가스라이터 등에 걸쳐 광범위하게 응용되고 있다.

그러나 지금까지의 압전착화수단은 타격기구에 의해 스프링에 축적된 에너지를 압전소자에 가하는 것이 일반적인 것으로, 기체의 압력을 충격력으로 변환시켜 압전소자에 충격을 가한다는 압전착화수단은 미개발분야로 남아 있었다. 금속의 절단, 용접에 이용되는 가스버너의 화구에 점화하는 경우에 가스버너로부터 가스를 분출시키고, 그 분출가스에 라이타, 성냥 등의 수단을 이용하여 점화한다고 하는 방법으로 행하여 왔기 때문에, 이들 점화수단에 따라서는 라이타 등을 가스버너의 화구앞에 가지고 가서 점화한다고 하는 불편한 점화작업을 하지 않으면 안되고, 또한 성냥 등이 젖어 점화가 되기 않기도 하고, 더우기 가스분출후의 점화 타이밍이 늦어지면 가스버너로부터 분출된 가스가 화구의 주변에 충만된 상태로 점화되어 폭발이 생기므로서 화상을 당할 위험이 있고, 더욱 라이타 등을 찾기 위해 수고가 드는 등 대단히 번잡한 문제점을 해결하기 위해 여러모로 연구결과 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 금속의 절단, 용접에 이용되는 가스버너의 화구의 점화수단으로서 최적인 압전소자 이용에 따른 착화장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 고정자와 가동압전체와의 사이에 흡인력을 만들어 가동압전체의 도전체에 대한 기체압에 의한 충격력을 증대시켜 발생된 고전압을 불꽃방전시키는 착화장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적의 하나는 1개의 압전소자가 일체적으로 조립되어 있는 가동압전체를 구비한 압전소자 이용에 따른 착화장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 착화장치는 기체통로를 가진 통체의 내부 공간에 상기 기체통로를 흐르는 기체압에 의해 통체의 축방향으로 이동하는 가동압전체가 설치되고, 상기 통체안의 기체통로측에는 상기 가동압전체와의 사이에 흡인력을 만들어 주는 고정자가 그 관통구멍이 상기 기체 통로와 연통(連通)되어, 고정되고, 또한 상기 통체 내의 가동압전체와 대향하는 고정의 반대쪽 측에는 가동압전체가 이동되었을때 이 가동압전체가 충돌하는 기체통로를 갖는 도전체가 절연체를 통하여 상기 통체와 전기적으로 절연되어 고정되고, 이 도전체에는 한 방전용 전극이 전기적으로 접속되고, 또한 상기 통체에 다른 방전용 전극이 상기 한 방전용 전극과의 사이에 간격을 두고 전기적으로 접속되며, 상기 가동압전체에는 본체의 내부공간에 절연체를 통하여 압전소자가 설치되고, 이 압전소자가 상기 통체의 기체통로를 흐르는 기체의 미는 힘을 받는 수압단자와 상기 도전체의 피충격면으로의 충돌단자가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 상기 및 상기 이와의 목적과 장점은 첨부도면을 참조하여 기재된 다음의 설명에 의해 더욱 명백히 알수 있을 것이다.

제1도 및 제2도에 본 발명의 착화장치가 나타나 있다. 이 그림에서 본 발명의 착화장치는 기체통로와 접속되는 통체(30)를 구비하고, 이 통체(30)는 이를테면 황동 (brass) 등의 금속으로 이루어지고, 이 통체(30)의 전후를 관통하여 형성되어 있는 내부공간은 앞으로 향한 단부(段部)(31)(32) 및 앞으로 향한 경사단부(33)를 구비하여 앞으로 갈수록 내경(內徑)이 커지도록 형성되어 있다. 그래서 후단면(34)과 최초의 단부(31)까지의 사이의 공간이 가스 등의 기체통로(35)로 되어 있다.

또한 통체(30)안의 단부(32)로부터 전방의 공간은 나중에 상세히 설명하는 가동압전체를 수납하는 내부공간(36)으로 되어 있다.

또한 통체(30)의 단부(31)와 단부(32)와의 사이의 내주면(內周面)에는 나사홈 (37)이, 또한 통체(30)의 개구(開口)되어 있는 전단(前端)의 내주면에는 나사홈(38)이 형성되어 있다.

통체(30)안의 기체통로(35)쪽에는 고정자(39)가 고정되어 있다. 제3도 및 제4도를 참조하면, 이 고정자(39)는 자성체 또는 영구자석으로 이루어지고, 환상부 (40)의 전단부에는 일체로 플랜지(41)가 구비되어 있다.

이 플랜지(41)의 외경은 통체(30)의 단부(32)로부터 경사단부(33)까지의 사이의 내경과 대략 같은 직경이고 환상부(40)의 외주전면(外周全面)에는 통체(30)의 나사홈(37)과 나사결합되는 나사홈(42)이 형성되고, 또한 전체의 중심축 방향으로 관통구멍(43)이 형성되어 있다.

그리고 이 고정자(39)는 나사홈(37)과 (42)와의 나사결합에 의하여 관통구멍 (43)을 기체통로(35)와 연통시키면서 통체(30)안에 고정되어 있다.

고정자(39)의 변형은 가능하고, 제5도 및 제6도에서 고정자(39)의 다른 실시예가 나타나 있다.

같은 그림에서, 고정자(39)의 관통구멍(43)은 통체(30)의 기체통로(35)측을 확장시킨 오리피스(orifice)형상으로 형성되고, 이에 따라 기체통로(35)를 흐르는 기체의 유량저항이 최소가 되고, 나중에 상세히 설명할 가동압전체의 압전소자에 대한 충격력이 한층 높아진다.

통체(30)의 내부공간(36)안에는 가동압전체(44)가 기체통로(35)를 흐르는 기체압에 의해 축방향으로 이동가능하도록 설치되어 있다.

이 가동압전체(44)는 제7도, 제8도 및 제9도에서 나타나 있으나, 또한 제10도에서 제14도를 참조하면 금속제이며 횡단면이 원형인 본체(45)는 그 약 반쯤 전방으로 대직경부(46)를 갖고, 후방으로는 대직경부(46)와 일체로 된 소직경부(47)를 가지며, 대직경부(46)와 소직경부(47)와의 경계부분의 외주(外周)에는 오목부(48)가 갖추어져 있다. 대직경부(46)의 외경은 통체(30)의 경사단부(33) 앞쪽의 내부공간의 내경과 대략 같고, 또한 소직경부(47)의 외경은 통체(30)의 단부(32)와 경사단부(33)와의 사이의 내부공간의 내경과 대략 같게 형성되어 있다.

본체(45)내의 축방향에는 후향(後向)의 단부(49)(50)를 통하여 대직경의 나사홈(51), 압전소자를 수납하는 내부공간(52), 소직경 개구부(53)가 형성되고, 또한 대직경부(46)의 외주연(外周緣) 둘레 축방향에는 오목부(48)에 개구되며 원형 횡단면을 가지는 가는 기체통로(54)가 중심각으로 90°떨어져 형성되어 있다.

본체(45)의 내부공간(52) 안에는 1개의 원주상의 압전소자(55)가 예를들면 세라믹 등의 절연체(56)를 통하여 설치되고, 절연체(56)의 전단부는 그 단부(57)가 본체(45)의 단부(50)와 걸려서 빠져나오지 않도록 되어 있고, 선단부는 개구부(53)를 통해 연장된다.

압전소자(55)의 한쪽 전극쪽에는 금속제의 충돌단자(58)가 절연체(56)에 의해 본체(45)와 전기적으로 절연되어 설치되어 있다.

이 충돌단자(58)는 제13도 및 제14도를 참조하면, 압전소자(55)와 같은 직경을 가진 플랜지(59)와 이것과 일체로 된 원형 횡단면의 중심돌기(60)를 가지며, 이 플랜지(59)는 압전소자(55)의 한쪽 단면에 접촉되고 또한 중심돌기(60)는 본체(45)의 개구부(53)를 통해 돌출되어 고정 설치되어 있다.

또한 압전소자(55)의 다른쪽 전극쪽에는, 수압단자(受壓端子 ; 61)가 설치되고, 이 수압단자(61)는 제11도 및 제12도를 참조하면, 압전소자(55)와 같은 직경을 가진 원형횡단면 돌기(62)를 가진 단자체(端子體)(63)의 오목부(64) 안에 그 단면이 동일면으로 되도록 영구자석(65)이 끼워 고정되어 전체가 구성되고, 이 수압단자(61)는 그 나사홈(66)이 본체(45)의 나사홈(51)에 나사결합되어 있어 돌기(62)가 압전소자 (55)에 압축력을 주며 본체(45)에 고정되고, 압전소자(55)는 이 수압단자(61)와 충돌단자(58) 사이에 끼여 고정되어 있다. 또 본체(45)에 대한 수압단자(61)의 부착수단은 코킹(calking) 체결에 의한 방법도 가능하다.

가동압전체(44)와 고정자(39)와의 사이에는 영구자석(65)에 의해 흡인력이 생겨 통체(30)의 기체통로(35)로부터 고정자(39)의 관통구멍(43)을 흐르는 기체의 압력이 유지되고, 가동압전체(44)에 대한 순간적인 충격력이 증가되어 압전소자(55)에 큰 충격력이 가해진다.

흡인력은 영구자석과 자성체와의 사이에서 생기므로, 가동압전체(44)가 영구자석(65)을 구비하는 경우에는, 고정자(39)는 자성체로 형성되고, 고정자(39)가 영구자석으로 형성되어 있는 경우에는, 가동압전체(44)의 수압단자(61)가 자성체로 형성된다.

통체(30)안에서 가동압전체(44)와 마주보는 쪽에는, 가동압전체(44)가 기체압에 의해 이동되어질때에 그 충돌단자(58)가 충돌하는 도전체(導電體)(67)가 설치되어 있다.

이 도전체(67)는 이를테면 황동 등의 금속으로 이루어지고, 제15도 및 제16도를 참조하면, 피충격면(被衝擊面 ; 68)과 이것과 일체인 통체(69)를 가지며, 이 통체(69)의 후단외주(後端外周)에는 나사홈(70)이 형성되고, 또한 피충격면(68)의 중심부에는 가동압전체(44)의 충돌단자(58)가 충돌하는 원형 횡단면을 가진 수돌기(受突起)(71)가 일체로 설치되고, 또한 수돌기(71)의 피충격면(68)과의 연결부에는 통체(69)의 중심축 방향으로 형성된 기체배출용의 기체통로(72)와 연통되는 복수의 작은 구멍(73)이 중심각으로 약 90°떨어져 비스듬하게 형성되어 있다.

그래서 이 도전체(67)는 피충격면(68)과 나사홈(70)을 제외한 통체(69)의 외주면이 테프론 등의 절연성 재료에 의해 형성된 피복체(74)로 피복되고, 나사홈(70)쪽에서 통체(69)의 피복체(74)의 부분에 고정적으로 끼워진 부착너트(75)의 나사홈 (76)이 통체(30)의 나사홈(38)에 나사결합되는 것에 의해 통체(30)에 전기적으로 절연되어 고정되어 있다.

부착너트(75)는 통체(30)의 외경과 같은 직경을 가진 플랜지(77)를 가지고, 통체(30)의 단면(端面)에 맞닿아 있다. 도전체(67)의 부착너트(75)의 플랜지(77)로부터 돌출되어 있는 피복체(74)의 부분에는 테프론 등의 환상 절연체(78)가 끼워지고, 이 절연체(78)를 통하여 한쪽의 방전용전극(放電用電極)(79)이 도전체(67)의 나사홈 (70)에 그 나사홈(80)이 나사결합되어 전기적으로 접속되어 있다.

방전용 전극(79)은 선단부가 가는 노즐(nozzle)형상이며 최선단(最先端)(81)이 스파킹 포인트(sparking point)가 되고, 또한 중심축 방향으로는 기체통로(82)가 관통되어 있고, 이 기체통로(82)로부터 통체(30)안의 기체가 외부로 배출된다.

한편, 방전용 전극(79)은 노즐형상 이외에도 여러가지 변형이 가능하다.

방전용 전극(79)에 대한 다른쪽 방전용 전극(83)은 통체(30)의 외면 적당한 곳에 고정나사(85)에 의해 전기적으로 접속되고, 그 자유단의 스파킹 포인트인 최선단 (84)은 방전용 전극(79)의 최선단(81)과의 사이에 간격을 두어 설치되어 있다.

이상 설명한 본 발명상 바람직한 실시예의 동작은 다음과 같다. 도시되어 있지는 않으나, 본 발명의 착화장치는 코크밸브(coke valve) 또는 볼밸브(ball valve) 등을 일체구조(一體構造)로 하여 원 탓치(one touch)로 개폐가 가능한 밸브를 통하여 가스 등의 기체경로에 설치된다.

그래서, 그 설치에 따라 기체경로와 통체(30)의 기체경로(35)가 연통된다.

그러나 밸브가 닫혀져서 기체경로로부터 기체통로(35)로 가스등의 기체가 공급되지 않는 상태에서는 가동압전체(44)가 영구자석(65)에 의해 고정자(39)에 흡착되어 기체통로(35)와 연통되어 있는 고정자(39)의 관통구멍(43)이 기밀(氣密)로 닫혀 있다.

이 상태는 제1도에 나타나 있다.

밸브가 열려서 기체경로로부터 기체가 기체통로(35)를 거쳐 관통구멍(43) 안으로 공급되면, 관통구멍(43) 안의 압력이 높아진다.

이 기체압력이 고정자(39)와 가동압전체(44)와의 사이에 작용되고 있는 흡인력을 넘게 되면 가동압전체(44)는 기체압에 의해 순간적으로 전방으로 이동되고, 가동압전체(44)의 충돌단자(58)의 돌기(60)가 도전체(67)의 수돌기(71)에 충돌하게 된다. 이 상태가 제17도에 나타나 있다.

가동압전체(44)가 이동할 때의 통체(30)안의 기체를 가동압전체(44)의 기체통로(54)로부터 도전체(67)의 작은 구멍(73), 기체통로(72)를 통하여 방전용 전극(79)의 기체통로(82)로 외부로 배출된다.

가동압전체(44)가 기체압에 의해 도전체(67)에 충돌되면, 압전소자(55)에 충격력이 가해져서 고전압이 발생되며, 압전소자(55)의 한쪽 전극에 충돌단자(58)와 도전체(67)를 사이에 두고 전기적으로 접속되어 있는 방전용 전극(79)의 최선단(81)과 압전소자(55)의 다른쪽 전극에 단자체(端子體)(63)와 본체(45) 및 통체(30)를 사이에 두고 전기적으로 접속되어 있는 방전용 전극(83)의 최선단(84)과의 사이에 불꽃방전이 일어난다.

이 불꽃에 의해 휘발유나 가연성가스 등에 착화(着火)가 이루어지는 것이다.

밸브가 닫혀져 기체경로로부터의 기체의 공급이 정지되면, 가동압전체(44)를 최전방으로 미는 기체압이 없어지게 되므로, 가동압전체(44)는 고정자(39)에 흡착되어 제1도에서 나타난바와 같이 원래의 상태로 돌아간다.

이와 같이 본 발명의 착화장치는, 밸브를 열어 기체경로상의 기체를 흐르게 하면, 이 기체의 압력에 의해 가동압전체가 도전체에 충돌되어 압전소자에 충격력이 가해지고, 압전소자는 수압단자와 충돌단자 사이에 끼여 고정되어 압축력을 받으며, 또한 가동압전체와 고정자 사이에 작용하고 있는 흡인력에 의해 충분히 유지되고 있던 가동압전체를 최전방으로 미는 기체압과 가동압전체의 자중(自重)에 의해 도전체에 대한 가동압전체의 순간적인 충격력이 커지게 되므로, 압전소자에 고전압을 발생시킬수 있고, 확실한 불꽃방전을 시키므로써 착화시킬수가 있다.

본 발명의 다른 실시예가 제18도에 나타나 있다. 동 실시예는 통체(30)안에서 가동압전체(44)와 도전체 (67)와의 사이에 가동압전체(44)를 고정자(39)에 흡착시키는데 요하는 정도의 작은 탄발력을 가동압전체(44)에 부여하기 위한 코일스프링(86)이 설치되어 있다.

이 실시예에 따르면, 평상시에는 코일스프링(86)에 의해 가동압전체(44)가 눌려 고정자(39)와 흡착되어 있으므로, 가동압전체(44)를 도전체(67)에 충돌시키는 기체압이 보다 충분히 유지되며, 또한 기체의 공급을 중지하면 기체압에 의해 눌려있던 가동압전체(44)가 코일스프링(86)의 탄성력에 의해 후방으로 밀려나므로 고정자(39)와 확실히 흡착되게 할 수가 있다.

이상 상세히 설명한바로부터 확실히 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 착화장치는 기체통로를 흐르는 기체압에 의해 압전소자가 일체적으로 조립된 가동압전체를 도전체에 충돌시켜서 압전소자에 발생한 고전압을 불꽃방전시켜 착화시키는 것을 요지로 하는 것이므로, 예를들면 금속의 절단, 용접에 이용되는 가스버너의 화구의 점화장치에 이용하면, 가스경로의 밸브를 열고 화구내의 가스를 흐르게 하면 순간적으로 자동적이며 안전하게 점화가 되는 극히 유익한 화구가 얻어진다.

본 발명을 실시한 바람직한 화구의 구조가 제19도와 제20도에 나타나 있다.

이 그림에서, 본 발명을 구성하는 부분의 부재번호는 그 주요부분에만 앞의 도면과 동일하게 붙인 것이다.

제19도에서 화구(火口)는 도시되지 않은 토치(torch)에 설치되어 있는 통체 (100)와 이 통체(100)와 동측상으로 연결 고정된 외통(107)을 구비하고 있다. 통체(100)는 이를테면 황동(黃銅)등의 금속으로 이루어지고, 앞끝쪽의 외주(外周)에는 플랜지(101)가 형성되고, 이 플랜지(101)의 후방에는 절단 원추형부(102)와 (103)이 형성되며, 또한 플랜지(101)의 전후로 일체로 형성된 내부공간의 내주면에는 나사홈(104)이 형성되어 있다. 또 통체(100)의 중심축 방향으로 관통한 고압산소도입로(105)가 설치되고, 또한 원추형부(102)의 후부단면으로부터 전방으로는 관통한 복수의 혼합가스 도입로(106)가 설치된다.

외통(107)은 예를들면 황동등의 금속으로 이루어지고, 플랜지(108)가 형성된 후단 개구부가 통체(100)의 전단부에 플랜지(101)와 플랜지(108)가 맞닿을때까지 끼워 연결 고정한다.

외통(107)의 전단면에는 어떤 부분의 내경보다도 소직경의 가스분출구멍(10 9)이 만들어져 있고, 또한 내부에는 단부(段部)(110)가 형성되어 있다.

통체(100)에는 나사홈(104)에 내통(內筒)(111)의 나사홈(112)이 나사결합되어 내통(111)이 연결 고정되고, 이 내통(111)의 외면과 외통(107)의 내면사이의 공간이 혼합 가스통로(113)가 된다.

내통(111)은 본 발명의 구성부분인 통체(30)와 실질적으로 동일하고, 그 기체통로(35)는 고압산소 도입로(105)와 연통하고, 내통(111)안에는 고정자(39), 가동압전체(44), 코일스프링(86) 및 전기적으로 절연된 도전체(67)가 설치되어 있다. 도전체 (67)에는 나사홈(70)에 산소분출노즐(114)의 후단 요부안에 형성되어 있는 나사홈 (115)이 나합되어 있음에 따라 산소분출노즐(114)이 고정되어 있다.

산소분출노즐(114)은 이를테면 황동 등의 금속으로 이루어지고, 그 중심구멍 (116)은 도전체(67)의 기체통로(72)와 연통되어 그 선단부는 외통(107)의 가스분출구멍(109)보다도 아주 안쪽으로 위치하고, 선단부의 외주축방향에는 다수의 슬릿트 (slit ; 117)가 형성되어 있다. 산소분출노즐(114)의 선단부와 외통(107)과의 사이의 공간에는 예를들면 세라믹 등의 절연체(118)를 그 전단면을 외통(107)의 단부(110)에 결합시키고 또한 슬릿트(117)와 혼합가스통로(113)의 연장인 산소분출노즐(114)의 외면과 외통(107)의 내면 사이에 형성된 혼합가스 통로(113)가 연통된 상태로 설치되며 상기 절연체(118)에 의해 외통(107)과 산소분출노즐(114)과는 전기적으로 완전히 절연되어 있다.

산소분출노즐(114)은 절연체(78)에 의해 내통(111)과는 전기적으로 절연되고 도전체(67)와만 접속되어 있는 압전소자(55)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되므로 이 산소분출노즐(114)은 방전용 전극(79)과 동일한 기능을 가지며 그 최선단(119)이 스파킹 포인트가 된다.

또한 외통(107)은 압전소자(55)의 다른쪽 전극과 전기적으로 접속되어 있으므로 외통(107)은 방전용 전극(83)과 동일한 기능을 갖고, 그 가스분출구멍(109)의 내주면(120)이 스파킹 포인트가 된다.

본 발명을 실시한 화구는 도시되지 않은 토치에 통체(100) 쪽을 부착함에 따라서 부착된다.

그래서 그 부착에 따라 고압산소도입로(105)와 토치내의 고압산소도출부가 연통되고, 또한 혼합가스 도입로(106)와 토치내의 혼합가스 도출부가 연통된다.

그래서 가스버너의 밸브가 닫혀져 가스가 공급되지 않는 상태, 즉 제19도에서 나타난바와 같이 가동압전체(44)가 고정자(39)에 흡착되어 고정자(39)의 관통구멍 (43)이 기밀이 되도록 닫혀 있는 상태로부터 가스버너의 밸브가 열려 혼합가스가 공급되면, 이 혼합가스는 혼합가스도입로(106)로부터 혼합가스통로(113) 및 산소분출노즐 (114)의 슬릿트(117)를 통하여 외통(107)의 가스분출공(109)으로 분출된다.

이어서 고압산소가 공급되면, 이 고압산소는 고압산소도입로(105) 및 내통 (111)의 기체통로(35)를 통하여 고정자(39)의 관통구멍(43)안에 도입된다.

그리고 고정자(39)와 가동압전체(44) 사이에 작용되고 있는 흡인력과 코일스프링(86)의 누르는 힘을 초과할 때까지 충분히 상승된 고압산소의 압력에 의해 가동압전체(44)는 도전체(67)에 충돌됨과 동시에 고압산소는 가동압전체(44)의 기체통로 (54), 도전체(67)의 작은 구멍(73), 기체통로(72)를 통해 산소분출노즐(114)의 중심구멍(116)을 거쳐 외통(107)의 가스분출공(109)으로부터 외부로 분출된다.

한편, 고압산소의 외부로의 분출과 동시에 도전체(67)에 대한 가동압전체(44 )의 충돌로 압전소자(55)에 고전압이 발생되고, 이 압전소자(55)의 한쪽 전극과 충돌단자(58) 및 도전체(67)를 통하여 전기적으로 접속된 산소분출노즐(114)의 스파킹 포인트인 최선단(119)과 압전소자(55)의 다른쪽 전극과 수압단자(61), 본체(45), 내통 (11) 및 통체(100)를 통하여 전기적으로 접속되어 있는 외통(107)의 스파킹 포인트인 가스분출공 내주면(120)과의 사이에 방전이 일어난다.

그리고 방전에 의해 생긴 불꽃에 따라 산소분출노즐(114)의 슬릿트(117)로부터 분출되는 혼합가스가 점화된다.

그후 가동압전체(44)는 순차적으로 공급되는 고압산소압력을 받아 내부공간( 36)안의 최전방으로 위치되어진 상태를 유지한다.

또한 가스버너의 밸브가 닫혀진 때에는 가동압전체(44)를 최전방으로 누르는 고압산소의 압력이 없어지므로 가동압전체(44)는 코일스프링(86)의 탄성작용과 고정자(39)와 사이의 흡인작용에 의해 고정자(39)에 흡착되어 원래상태로 돌아간다.

이와같이 본 발명을 실시한 화구는 화구내에 가스가 공급되면 자동적으로 확실하면서도 빨리, 또 극히 안전히 점화되므로 점화를 위해 불편한 작업을 할 필요가 없다.

본 발명을 실시한 화구 중 하나가 제20도에 도시되어 있다. 이 그림에서 도시된 화구에는 제19도에서 나타난 화구와의 비교에 있어 구성이 다른 부분에만 숫자 200으로부터 시작되는 참조번호를 붙이고, 동일 부분에는 동일 참조번호를 붙였으며, 동일부분에 대해서는 되풀이해서 상세히 설명하지 않기로 한다.

토치에 부착되는 통체(200)는 예를들면 황동 등의 금속으로 만들어지고 후단으로부터 전단으로 향하여 절두 원추형부(201)(202)(203)를 가지고, 원추형부(203)의 전방에는 외주에 나사홈(205)이 형성된 일체의 통상부(204)가 있다.

통체(200)의 중심축 방향으로는 관통한 고압산소 도입로(206)가 만들어지고, 또한 원추형부(202)의 전단면으로부터 원추형부(203)의 후단면에는 수평으로 관통된 복수의 혼합가스 도입로(207)가 만들어져 있다.

통체(200)에는 그 나사홈(205)에 내통(208)의 나사홈(209)이 나사결합되어 있어 내통(208)이 동축상으로 고정되어 있다.

내통(208)은 본 발명의 구성부분인 통체(30)에 해당하며, 예를들면 황동 등의 금속으로 이루어지고, 전방에 약간 긴 소직경부(210)와 후방에 이 소직경부(210)보다도 약간 짧은 대직경부(211)를 구비하며, 대직경부(211)의 후단면으로부터 전만면으로는 통체(200)의 혼합가스 도입로(207)와 연통한 복수의 혼합가스통로(212)가 관통하여 설치되며, 또한 대직경부(211)의 외주에는, 혼합가스통로(212)와 연통된 외기흡인구멍(213)이 비스듬히 만들어져 있다.

내통(208)의 대직경부(211)안에는 나사결합된 통체(200)의 통상부(204)의 단면과 대직경부(211)의 내주단부(214)에 의해 고정자(39)가 끼여 고정되고, 소직경부(210)안에는 가동압전체(44), 코일스프링(86) 및 전기적으로 절연된 도전체(67)가 설치되고, 이 도전체(67)에는 산소분출노즐 (215)이 동축상에 고정되어 있다.

이 산소분출노즐(215)의 분출구멍의 중간에는 포켓트(216)가 설치되고, 이 포켓트(216)에 의해 가동압전체(44)를 밀어내며 감소된 고압산소압력이 공급시의 압력과 같은 압력으로 복귀하여 분출구멍내의 유속이 크게 되어 필요한 분류(噴流)가 얻어진다.

산소분출노즐(215)의 선단부의 외주에는 다수의 슬릿트(217)가 만들어지고, 그 최선단(218)이 스파킹 포인트가 된다. 내통(208)의 대직경부(211)에는 내통 (208)의 원추형부(203)의 전단면에 맞닿을때까지 외통(219)의 후단 개구부를 끼움에 의해 외통(219)이 일체적으로 고정되고, 이 외통(219)의 내면과 내통(208)의 외면사이의 공간이 혼합가스통로(212)와 연통한 혼합가스통로(113)가 된다.

외통(219)은 이를테면 황동 등과같은 금속으로 만들어지는데 전단면에는 어떤 부분의 내경보다도 직경이 작은 가스분출구멍(220)이 만들어지고, 그 가스분출구멍 (220)의 내주면(221)이 스파킹 포인트가 된다.

외통(219)의 뒷쪽 외주면에는 내통(208)의 외기 흡인구멍(213)과 연통된 외기흡인구멍(222)이 만들어지며, 또한 선단 내부에는 단부(223)가 만들어지고, 이 단부(223)에 결합되어 외통(219)과 산소분출노즐(215)의 선단부와의 사이에 세라믹 등의 절연체(118)가 설치되어 있다.

이와같이 구성된 화구는 도시되지 않은 토치에 부착되어 가스버너의 밸브가 열리면, 상기 화구의 경우와 같은 동작에 의해 스파킹 포인트인 산소분출노즐(215)의 최선단(218)과 외통(219)의 가스분출구멍 내주면(221)과의 사이에 방전이 일어나고, 이 방전에 의한 불꽃에 의해 혼합가스가 점화된다.

가스버너의 밸브가 닫혀진 경우의 동작은 상기 화구의 경우와 같다.

이 화구의 경우에는 대기중의 산소가 외통(219)의 외기흡인구멍(222)으로부터 내통(208)의 대기흡인구멍(213)을 통하여 혼합가스통로(113)로 넣어 가스와 혼합되기 때문에 점화가 확실히 이루어지고, 또한 가동압전체(44)를 최전방으로 밀어내어 고압산소의 압력이 감소하여도 산소분출노즐(215)의 포켓트(216)에 의해 고압산소의 압력은 공급시의 압력과 같은 압력으로 복귀하여 필요한 분류가 얻어진다.

Claims (8)

1. 기체통로(35)를 가진 통체(30)와, 상기 통체(30)의 내부공간(36)에 설치되어 상기 기체통로(35)를 흐르는 기체압에 의해 통체(30)의 축방향으로 이동하는 가동압전체(44)와, 상기 통체(30)안의 기체통로(35)측에 위치하여 상기 기체통로(35)와 연결되는 관통구멍(43)을 가지며 상기 가동압전체(44)와의 사이에 흡인력을 생기게 하는 고정자(39)로 구성되며, 상기 통체(30)안의 가동압전체(44)에 대항하는 고정자 (39)의 반대쪽에는 기체통로(72)를 가지며 가동압전체(44)가 이동되었을 때 이 가동압전체(44)가 충돌하게되는 도전체(67)가 상기 통체(30)와 절연체(74)로 전기적으로 절연되어 고정되고, 상기 도전체(67)에 한 광전용 전극(79)이 전기적으로 접속되고, 다른 방전용 전극(83)이 상기 한 방전용 전극(79)과 간격을 두고 상기 통체(30)에 전기적으로 접속되며, 상기 가동압전체(44)에는 본체(45)의 내부공간( 52) 안에 절연체 (56)를 통하여 압전소자(55)가 설치되며, 상기 압전소자(55)는 상기 통체(30)의 기체통로(35)를 흐르는 기체의 미는 압력을 받기위한 수압단자(61)와, 상기 도전체(67)의 피충격면(68)과 충돌하는 충돌단자(58)가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 착화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 통체(30)안의 가동압전체(44)와 도전체(67)의 사이에 상기 가동압전체(44)를 상기 고정자(39)쪽으로 누르는 코일스프링(86)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 착화장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정자(39) 및 가동압전체(44)의 수압단자 (61)의 적어도 어느 한쪽이 자성체이고, 다른쪽이 영구자석으로 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 착화장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가동압전체(44)의 압전소자(55)가 1개인 것을 특징으로 하는 착화장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가동압전체(44)의 충돌단자(58)의 선단부( 60)가 본체(45)의 단면 보다 돌출되어 설치되는 것을 특징으로 하는 착화장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가동압전체(44)의 본체(45)의 외주에 축방향으로 기체통로(54)가 형성되는 것을 특징으로 하는 착화장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정자(39)의 관통구멍(43)이 상기 통체(3 0)의 기체통로(35)쪽으로 확대되는 오리피스 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 착화장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전체(67)의 피충격면(68)에 상기 가동압전체(44)의 충돌단자(58)가 충돌하는 수돌기(71)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 착화장치.

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