氣割機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣割機，更詳細而言，涉及一種使用于加熱被加工材料的預熱氧氣與燃料氣體混合并噴出的混合氣體的壓力變化實現最小化，在使混合氣體的噴出順利實現的同時，能夠最大限度地抑制逆火現象的氣割機。
【背景技術】
[0002]—般而言，氣割機用頭部構成得在使切割氧氣向構成頭部的尖端的中心部噴射的同時，在該切割氧氣周圍形成用于預熱被加工材料的預熱火焰，該預熱火焰由供應給尖端的氣體狀態的氧氣及燃料氣體混合生成的混合氣體點火而形成。
[0003]通常的氣割機為了形成預熱火焰，根據混合氧氣及燃料氣體的方式，使用焊槍混合方式及火口混合方式，對此，在KS B4601規格中規定為I型切割機及3型切割機。
[0004]其中，作為焊槍混合方式的KSB4601規格的I型切割機，是使氧氣及燃料氣體在具備手柄部的閥體內混合后，使混合氣體向火口供應的方式。
[0005]焊槍混合方式的氣割機在發生逆火(backfire)時，火焰會流入至供混合氣體生成的閥體內部，因而在使用中出現逆火的可能性高，當出現逆火時，閥體被流入至閥體內部的火焰加熱，作業者會被燒傷或縮短閥體的壽命，存在由于閥體內部的壓力上升而引起燃料氣體管或燃料氣體容器破裂的事故等的可能性也較高的缺點。
[0006]另外，作為火口混合方式的KSB4601規格的3型切割機，是通過閥體供應的氧氣及燃料氣體經獨立的路徑到達火口，在火口處混合生成混合氣體的方式。
[0007]火口混合方式的氣割機具有發生逆火的可能性降低的優點，相反，伴隨著壓力比氧氣相對較低的燃料氣體難以穩定供應的困難，因而被加工材料的預熱會需要較長時間，在提高燃料氣體壓力的情況下，存在當發生逆火時，事故危險性升高的缺點。
[0008]為了解決如上所述的焊槍混合方式及火口混合方式的缺點，通過大韓民國公開專利公報第10-2011-0041343號(以下簡稱“現有技術”)，提出一種生成混合氣體的混合部配置于氣割機的頭部內的又稱為頭部混合方式的“焊槍的頭部”。
[0009]S卩，如圖1所示，氣割機I具備閥體2和連接于其的火口主體3。閥體2作為供氣體狀態的氧氣及燃料氣體流入的部分，具備供應口框架21、手柄部22及閥門框架23。另外，火口主體3具備頭部30、把該頭部30連接于閥體2的頸31。頭部30包括在前端部形成有火口的尖端400、頭部框架300及使頭部框架300與尖端400結合的連結構件500。而且，頸31由燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34構成。頸31如圖所示，連接頭部框架300及閥門框架23ο
[0010]在圖2中圖示了閥體2的剖面圖。
[0011 ]在構成閥體2的供應口框架21上，分別形成有供應燃料氣體的燃料氣體供應口 211及氧氣供應口 213，安裝有能夠調節通過燃料氣體供應口 211的燃料氣體流入量的燃料氣體調節閥25(參照圖1)。手柄部22的一端部結合于供應口框架21。另外，在手柄部22中包括外管221及內管222。外管221形成得具有在使用氣割機I時可供使用者容易地把持外周面的形狀。而且，在外管221的內部形成的空間，與燃料氣體供應口 211連接。內管222配置于在外管221的內部形成的空間，內管222的一端部結合于供應口框架21并與氧氣供應口213連接。
[0012]因此，手柄部22作為一種雙重管形狀，當燃料氣體通過燃料氣體供應口211流入時，燃料氣體通過在外管222的內周面及外管221的外周面之間空間形成的燃料氣體流路224而流動，通過氧氣供應口 213流入的氧氣通過在內管222內形成的氧氣流路223而流動。
[0013]另外，手柄部22的另一端部結合于閥門框架23。在閥門框架23的內部，如圖所示，形成有供從手柄部22流入的氧氣流動的通路，形成有供通過氧氣流路223流入的氧氣分歧為切割氧氣及預熱氧氣的分歧部231。
[0014]因此，通過氧氣流路223而流動到閥門框架23內的氧氣在分歧部231分歧，分別流入切割氧氣管34及預熱氧氣管33。在閥門框架23的分歧部231所形成的部分，安裝有調節切割氧氣流入切割氧氣管34的量的切割氧氣調節閥27，在閥門框架23中形成的預熱氧氣流路中，安裝有調節預熱氧氣流入預熱氧氣管34的量的預熱氧氣調節閥26。
[0015]因此，通過分別調節燃料氣體調節閥25、預熱氧氣調節閥26及切割氧氣調節閥27，可以分別調節通過燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34而分別流動的燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣的量。燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣通過頸31而流入頭部框架300。
[0016]在圖3中，詳細圖示了氣割機具備的頭部的以往技術的第一示例的構成。
[0017]如圖所示，在頭部框架300內形成有分別與燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34連接的燃料氣體流路311、預熱氧氣流路312及切割氧氣流路313。
[0018]因此，從燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34分別流入的燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣，通過燃料氣體流路311、預熱氧氣流路312及切割氧氣流路313分別流動。
[0019]此時，在頭部30具備的混合氣體混合部使通過所述預熱氧氣流路312而流入頭部框架300內的預熱氧氣，通過在頭部框架300內部形成的噴射器350的預熱氧氣吐出口 312a而噴出到混合空間部351，使通過燃料氣體流路311而流入頭部框架300內的燃料氣體，通過與在所述噴射器350四周形成的空間部聯絡的燃料氣體吐出口 311a而噴出到混合空間部351，從而在混合空間部351內實現燃料氣體與預熱氧氣混合。
[0020]另一方面，尖?而400由外側尖?而430及內側尖?而440構成，內側尖?而440配置于在外側尖端430內形成的空間，尖端400的內部具有形成切割氧氣流路445及混合氣體流路433的雙重管形狀。
[0021]另外，借助于連結構件500而結合頭部框架300與尖端400，從而，頭部框架300的混合空間部351與尖端400的混合氣體通路433連接，頭部框架300的切割氧氣流路313與尖端400的切割氧氣通路445連接。
[0022]此時，尖端400在內側尖端440的上端形成有用于與頭部框架300結合的內側尖端凸緣部440a，在內側尖端凸緣部440a形成有連接頭部框架300的混合空間部351與尖端400的混合氣體通路433的連接孔440b。
[0023]因此，預熱氧氣與燃料氣體在頭部框架300的混合空間部351混合，在混合空間部351混合的混合氣體通過內側尖端440的連接孔440b而流入外側尖端430與內側尖端440之間的混合氣體通路433，吐出到尖端400的前端部，切割氧氣通過頭部框架300的切割氧氣流路313，流入在內側尖端440中央形成的切割氧氣通路445，吐出到尖端400的前端部。
[0024]因此，噴射到混合氣體通路433的前端部的混合氣體被點火，充分加工被加工材料(圖中未示出)后，如果通過切割氧氣通路445的前端部噴射切割氧氣，那么被加工材料被氧化，可以進行切割。
[0025]這種頭部混合方式的現有技術，由于燃料氣體與預熱氧氣的混合氣體混合部配置于頭部框架內，因而逆火的發生減少，應用隨著在噴射部噴射比燃料氣體相對高壓的預熱氧氣，因而發生燃料氣體的吸入的噴射器方式，從而燃料氣體穩定供應，具有縮短被加工材料的預熱時間的優點。
[0026]但是，就所述現有技術的氣割機而言，供混合氣體流入的混合氣體通路433的截面積大小，形成得比供預熱氧氣與燃料氣體混合的混合空間部351及連接孔440b的截面積大小大8?10倍左右，因此，在內側尖端440的連接孔440b與混合氣體通路433連接的部分發生壓力差，尚存在引起逆火現象的問題。
[0027]如上所述，當在供混合氣體流動的通路上發生因壓力差導致的壓力變化時，混合氣體的噴射不暢，點火時無法形成穩定的火焰，因而不僅預熱性能低下，而且存在提供了誘發逆火的主要原因的問題。
[0028]另外，就普通的氣割機而言，噴射部噴射的預熱氧氣與燃料氣體混合之后，在到達尖端前端部期間發生壓力變化，頻繁出現發生逆火的情形。
[0029]另一方面，在圖4中，詳細圖示了氣割機具備的頭部的以往技術的第二示例的構成，在圖5中，圖示了在圖4所示頭部中顯示尖端400的分解立體圖，在圖6中，圖示了圖4所示尖端400的前端部的側視圖，氣割機的基本構成與前面說明的技術內容相同或類似。
[0030]即，在頭部框架300內，形成有分別與燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34連接的燃料氣體流路311、預熱氧氣流路312及切割氧氣流路313。因此，從燃料氣體管32、預熱氧氣管33及切割氧氣管34分別流入的燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣，通過燃料氣體流路311、預熱氧氣流路312及切割氧氣流路313分別進行流動。
[0031]另外，連結構件500與頭部框架300借助于對連結構件500的陰螺紋部501與頭部框架300的陽螺紋部301進行連結而可以使尖端400的后端部安放固定于在頭部框架300的前端部形成的安放槽302參照圖5。
[0032]如上所述，當尖端400借助于連結構件500而結合于頭部框架300時，通過插入孔502，尖端400貫通并向連結構件500的前端部方向凸出。
[0033]另一方面，在圖4及圖5中，顯示了燃料氣體為乙炔時使用的尖端400，乙炔專用的尖立而400由外側尖?而430及內側尖?而440構成。所述內側尖?而440配置于在外側尖?而430內形成的空間，如圖所示，尖端400的內部具有形成切割氧氣流路445及混合氣體流路433的雙重管形狀。在切割氧氣通路445的前端部，連接管450插入并固定，在連接管450的末端，形成切割氧氣噴射口 446。
[0034]在內側尖端440的前端部側外周面，形成有呈輻射狀配置的多個狹縫444，使得混合氧氣在外側尖》而430與內側尖2而440之間流動，外側尖2而430的如2而部形成得比內側尖立而440的前端部更長，形成有通孔433a，連接管450插入固定于該通孔433a，在外側尖端430的前端部，以切割氧氣噴射口 446為中心，沿圓周方向形成有多個混合氣體噴射口 435，混合氣體噴射口 435的后端部通過狹縫444而與混合氣體流路433連通。
[0035]因此，如果切割氧氣從切割氧氣流路313供應到尖端400的后端面中心部，則切割氧氣經過切割氧氣流路445和連接管450，通過切割氧氣噴射口 446噴射，從燃料氣體流路311與預熱氧氣流路312供應的燃料氣體和預熱氧氣在頭部框架300內混合，該混合氣體流入混合氣體通路433后，通過狹縫444，從混合氣體噴射口 435噴射。火口 449借助于切割氧氣噴射口 446及混合氣體噴射口 435形成。
[0036]正如前面所作的說明，切割氧氣噴射口446配置于內側尖端440的中心部，混合氣體噴射口435在切割氧氣噴射口446的周邊沿圓周方向配置多個。其中，在通過混合氣體噴射口 435噴射的混合氣體中點火，充分加熱被加工材料后，如果通過切割氧氣噴射口 446噴射切割氧氣，則被加工材料被氧化，可以進行被加工材料的切割。
[0037]作為參考，形成有火口449的尖端400在切割作業中，有在施加大量熱的同時而飛散的金屬氧化物等異物附著的可能性，因而壽命會比頭部框架300短。另外，根據將切割的被加工材料的物性，切割作業所需的火力會不同。因此，尖端400從頭部框架300分離及結合，根據需要而更換使用。
[0038]可是，以往的尖端400，在外側尖端430的前端部，以切割氧氣噴射口 446為中心，多個混合氣體噴射口 435沿圓周方向配置，如果較小的異物流入混合氣體噴射口 435并堵塞，則存在去除異物非常困難的問題，由于借助于通過多個混合氣體噴射口 435噴出的混合氣體而形成火焰，因此，由于形成有混合氣體噴射口 435的部分與未形成的部分，無法沿著以切割氧氣噴射口446為中心的圓周方向保持均一的火焰和壓力，存在使預熱性能降低的缺點。
[0039]另外，以往的尖端400構成得利用連接管450連接內側尖端440的切割氧氣通路445與外側尖端430的切割氧氣噴射口446，因而存在部件數增加、組裝作業繁瑣的缺點，由于在組裝連接管450的過程中發生的誤差，切割氧氣噴射口 446的中心與混合氣體噴射口 435的中心不一致的偏差加大，切割性能低下，切割作業時因高熱而頻頻發生連接管450脫離的事情，存在需要重新組裝的麻煩問題。
【發明內容】
[0040](要解決的技術問題)
[0041]本發明正是為了解決如上所述的以往技術的問題而研發的，本發明的目的在于提供一種氣割機，在混合氣體通路上，使因壓力差而發生的壓力變化實現最小化，由此使混合氣體噴射順利進行，形成穩定的火焰，從而能夠保持預熱性能，能夠最大限度地抑制因頭部內的混合氣體壓力差而發生逆火。
[0042]本發明的另一目的在于提供一種氣割機，在對構成頭部的頭部框架與尖端進行結合方面，使得頭部框架具備的噴射流路與尖端具備的混合氣體通路相互連通的結合作業，即使是非熟練者也能夠非常迅速、便利地實現，同時，高效地構成噴射部的噴射流路，實現預熱氧氣與燃料氣體的層流移動，能夠在預熱氧氣與燃料氣體混合之后，使混合氣體通路內的壓力差最小化，防止逆火，即使發生逆火，火焰也不到達頭部，混合氣體的混合率提高，不僅熱效率增加，而且頭部的加熱實現最小化，能夠延長壽命。
[0043]本發明的又一目的在于提供一種氣割機，即使長時間使用，也能夠最大限度防止尖端相對于頭部框架的游動，從而防止相互連通的噴射流路與混合氣體通路相互錯開，能夠防止混合氣體通路與切割氧氣通路中流動的混合氣體與切割氧氣通過頭部框架與尖端的接觸面相互混合。
[0044]本發明的又一目的在于提供一種氣割機，即使在混合氣體噴射口流入少量異物而堵塞的情況下，也能夠非常便利、迅速地進行異物清除作業，把混合氣體噴射口形成圓形，使在中央的切割氧氣噴射口周圍形成的火焰與壓力均一地形成，從而能夠提高預熱性能。
[0045]本發明的又一目的在于提供一種氣割機，即使在燃料氣體為乙炔的情況下，也提供與之相符的尖端的結構，能夠防止乙炔燃燒氣體的逆火。
[0046]如果更詳細地說明所述目的，當尖端的前端部(火口)堵塞，混合氣體通路的壓力變化時，因壓力差導致的混合氣體的流動發生變動，在尖端前端部的火焰向有壓力變化的一側移動的過程中，混合氣體發生逆火。為了最大限度地減小逆火，最大限度地減小預熱氧氣與燃料氣體混合并移動至尖端的前端部期間的壓力變化，是減小逆火的最佳方法之一。
[0047]在氣割機的結構上，在預熱氧氣與燃料氣體沿著管供應至既定區間，根據供應的預熱氧氣與燃料氣體混合的位置，大致可以分為在管路等手柄部混合的焊槍混合方式、在頭部混合的頭部混合方式、在尖?而混合的尖?而混合方式。
[0048]本發明的最大目的在于，在預熱氧氣及燃料氣體混合的氣體移動通路中，在結構上使壓力變化最小化，預防出現逆火的現象。
[0049]為了達成該目的，第一，在直至預熱氧氣與燃料氣體混合之前的噴射區間，應提高預熱氧氣的噴射速度，從而使得在預熱氧氣與燃料氣體間實現層流并移動。在噴射區間，如果預熱氧氣與燃料氣體無法保持層流而混合，則會有逆火至噴射部分的情形，因而在噴射區間，在預熱氧氣與燃料氣體間保持層流非常重要。一般而言，火焰逆火的情形是預熱氧氣與燃燒氣體已混合的情形，當分別獨立地實現層流進行噴射時，可以使該部分出現逆火的現象實現最小化。
[0050]第二，其目的在于，在噴射區間，如果預熱氧氣與燃料氣體構成層流并噴射，那么在此之后，在尖端具備的混合室中，預熱氧氣與燃料氣體混合，直至混合的氣體噴射至尖端的前端部(火口)的過程，使壓力的變化實現最小化。
[0051 ]第三，其目的在于，在噴射區間，提高預熱氧氣的噴射速度，在預熱氧氣與燃料氣體間形成層流的同時還增加噴射的燃料氣體量，提高火力，從而提高氣割機的效率。
[0052]第四，在噴射區間形成流層，在噴射的氧氣與燃氣到達混合室之前的通路中保持氣密，使壓力變化實現最小化。
[0053](解決問題的手段)
[0054]旨在達成所述目