(57)【要約】本発明は予熱火炎で被加工材を加熱し切断酸素を噴出して被加工材が切断されるようにする逆火防止ガス切断機に関するものである。本発明はガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、前記バルブ束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束には前記酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐されて各流路を介して前記ノズル束にそれぞれ流動されるようにする分岐部が形成され、
前記ノズル束は、
先端部に前記火口が形成されたチップと、
前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームの内部には、前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、
前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される逆火防止ガス切断機。
【請求項２】
前記火口には
中心部に配置されて前記切断酸素が噴射される切断酸素噴射口及び前記切断酸素噴射口の周辺に配置されて前記混合ガスが噴射される混合ガス噴射口が形成される請求項１に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項３】
前記インジェクティング部は
先端部に行くほど外径が減少するテーパー面及び後端部に流入された前記予熱酸素が先端に噴射される予熱酸素噴射孔が形成されたインジェクティングコアと、
前記インジェクティングコアの先端部に相応する形状を有し、前記インジェクティングコアの先端方向に離隔配置され、中心部には前記インジェクティング流路が形成されたインジェクティングキャップと、を含み、
前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップの間には前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーが形成される請求項１に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項４】
前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップは前記ヘッドフレームとそれぞれ一体に形成される請求項３に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項５】
前記ヘッドフレームは
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、前記分配器の外周面のうちテーパー面及び予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入口の内週面と溶接結合される請求項１に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項６】
前記ヘッドフレームは
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、
前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記ヘッドフレームには
前記インジェクティングコア部に相応する形状を有し前記インジェクティングコア部の先端方向に離隔配置されて中心部は前記インジェクティング流路と連結されたインジェクティングキャップ部と、前記インジェクティングコア部及び前記インジェクティングキャップ部の間に前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーがそれぞれ形成され、
前記インジェクティングコア部、前記インジェクティングキャップ部及び前記燃料ガスチェンバーは前記インジェクティング部を形成する請求項１に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項７】
前記溶接結合は、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つに溶接溝が形成され、
前記溶接溝にリング状の溶接棒又は粉末状態の溶接材が加熱によって前記分配器挿入孔の内周面に融着されて行われる請求項６に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項８】
前記チップの後端面には前記切断酸素流路を介して前記チップに流入される切断酸素が流動される溝形状の冷却流路が形成される請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項９】
前記冷却流路は、前記切断酸素流路から前記チップの後端面の縁方向に向かって放射状に形成された複数の直線状の冷却流路及び前記後端面の縁部分に沿って形成されて前記直線状の冷却流路の端部を互いに連結する曲線状の冷却流路を有する請求項８に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１０】
前記ヘッドフレームには前記チップの後端部が安着される安着溝が形成され、
前記ヘッドフレームは前記安着溝の一端部が突出されるように結合された固定ピンを含み、
前記チップの後端部に前記固定ピンが挿入されるピン挿入孔が形成され、前記固定ピンが前記ピン挿入孔に挿入されると前記インジェクティングガス流入孔が前記インジェクティング流路と連結されるか、
前記インジェクティングガス流入孔が複数に形成され、前記固定ピンが複数の前記インジェクティングガス流入孔のうちいずれか一つに挿入されると、複数の前記インジェクティングガス流入孔のうち他の一つは前記インジェクティング流路と連結される請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１１】
前記インジェクティングコア、インジェクティング流路、インジェクティングガス流入孔及び混合室は一列に配置される請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１２】
前記インジェクティングガス流入孔には前記火口方向に行くほど直径が増加するディフューザ部が形成される請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１３】
ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束は、
先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームには分配器本体及びインジェクティングコア部を含む分配器が結合されることを特徴とする逆火防止ガス切断機。
【請求項１４】
ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、
前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入結合された分配器を含み、
前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入口の内週面と溶接結合される逆火防止ガス切断機。
【請求項１５】
ヘッドフレームに具備された切断酸素流路及びインジェクティング流路とチップに具備された切断酸素流路及びインジェクティングガス流入孔を互いに連通して締結部材で結合し、前記ヘッドフレームとチップの向かい合う接触面が締結部材の締める力によって密着されるように結合されたヘッドを具備するガス切断機において、
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致することを特徴とする逆火防止ガス切断機。
【請求項１６】
前記整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記チップには前記パッキングが挿入されるパッキング溝が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１７】
前記整列管はヘッドフレームのインジェクティング流路に固定され、前記インジェクティング流路の内径と整列管の内径は同じく設定されることを特徴とする請求項１５に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１８】
前記チップが外側チップと内側チップに形成されて外側チップと内側チップの間によって混合ガス流路が形成され、外側チップと内側チップの後端部には締結部材内に互いに重なった状態に挿入されてかかった状態が維持されるフランジ部がそれぞれ形成され、前記各フランジ部は同じ外径を有し、前記締結部材には前記各フランジ部が重なった状態で一緒に挿入されて収容される整列穴が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の逆火防止ガス切断機。
【請求項１９】
ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、
前記バルブ束には切断酸素及び予熱酸素を含む燃料ガスがそれぞれ流動するようにする流路を有し、
前記ノズル束は、先端部に前記火口が形成されたチップ及びチップが結合されるヘッドフレームを含み、
前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記予熱酸素と前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ形成され、前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成され、
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致するように構成することを特徴とする逆火防止ガス切断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス切断機に関するものであり、予熱火炎で被加工材を加熱し切断酸素を噴出して被加工材が切断されるようにする逆火防止ガス切断機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス切断機の火口はその中心部に切断酸素が噴射されて切断酸素の周囲に被加工材を予熱するための予熱炎が形成されるように構成されることが一般的である。ここで、予熱炎はガス切断機に供給されるガス状態の酸素及び燃料ガスが混合されて生成された混合ガスが着火されるようにして形成される。
【０００３】
一般的なガス切断機は予熱炎を形成するために酸素及び燃料ガスを混合する方式に応じてトーチミキシング方式及びノズル（火口）ミキシング方式を使用しているが、それについてはＫＳ  Ｂ４６０１規格に１型切断機及び３型切断機として規定されている。
【０００４】
ここで、トーチミキシング方式であるＫＳ  Ｂ４６０１規格の１型切断機は酸素及び燃料ガスが取っ手部が具備されたバルブ束内で混合されるようにした後、混合ガスが火口に供給されるようにする方式である。
【０００５】
トーチミキシング方式のガス切断機は逆火（ｂａｃｋｆｉｒｅ）が発生したら混合ガスが生成されるバルブ束の内部まで火炎が流入される恐れがあるため使用中に逆火が起こる可能性が高く、逆火が起こったらバルブ束の内部まで流入された火炎によってバルブ束が加熱されて作業者が火傷を負うかバルブ束の寿命が短縮される恐れがあり、バルブ束内部での圧力上昇によって燃焼ガス管や燃料ガス容器が破裂する事故などに繋がる恐れも高い短所がある。
【０００６】
一方、ノズルミキシング方式であるＫＳ  Ｂ４６０１規格の３型切断機はバルブ束を介して供給される酸素及び燃料ガスが別途の経路でノズルまで到達され、ノズルで混合されて混合ガスが生成される方式である。
【０００７】
ノズルミキシング方式のガス切断機は逆火が発生する可能性が低い長所がある一方、酸素より相対的に低圧である燃料ガスが安定的に供給されることが難しいため被加工材の予熱に長時間が所要される短所がある。それを補完するために燃料ガスの圧力を上げると逆火が発生した際の事故の危険性が高い短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第１０−２０１１−００４１３４３号
【特許文献２】米国登録特許第６，８２４，７３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施例は逆火が根本的に発生しないか、発生しても火炎がヘッドまで到達されない逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持される逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例は混合ガスによって熱効率が増加された逆火防止ガス切断機を提供する。
また、本発明の実施例はヘッドの加熱が最小化されてヘッドの寿命が延長される逆火防止ガス切断機を提供する。
【００１０】
また、本発明の実施例はヘッドフレームにチップを結合するに当たって、ヘッドフレームに具備されたインジェクティング流路とチップに具備されたインジェクティングガス流入孔が互いに連通されるように一致して結合する作業が非熟練者によっても非常に迅速で便利に行われる逆火防止ガス切断機を提供する。
【００１１】
また、本発明は長時間使用してもヘッドフレームにチップを結合するに当たって、チップが流動することを最大限防止し密閉状態を維持して連通されたインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔が互いに外れることを防止し、ヘッドフレームとチップの接触面を介してガスと酸素が互いに混合されることを防止する逆火防止ガス切断機を提供する。
【００１２】
また、本発明はヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路との間に連結流路を形成し、高熱がチップの切断酸素流路を介してヘッドフレームの切断酸素流路に伝達されることを遅延することでヘッドフレームが過熱することを最大限防止する逆火防止ガス切断機を提供する。
【００１３】
また、本発明はインジェクティング部で予熱酸素と燃料ガスが混合されずに層を成して流動され（層流流動、Ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）、酸素とガスがチップ内で混合されるようにすることで混合ガス通路上での圧力の差を最小化して逆火を防止し、逆火が発生しても火炎がヘッドまで到達されず、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持され、ヘッドの構造を単純化して製造に所要される時間及びコストを節約すると共に混合ガスの混合率が向上されて熱効率が増加することはもちろん、ヘッドの加熱が最小化されて寿命が延長される逆火防止ガス切断機を提供する。
【００１４】
一般に、チップの先端部が塞がれるか火口に圧力変化が生じて混合ガス通路の圧力が変化したら圧力の差による混合ガスの流れに変動が発生し、チップの先端部の炎が圧力変化がある方に移動する過程で混合ガスに逆火が発生する。
【００１５】
よって、逆火を最大限減らすためには、予熱酸素と燃料ガスが混合されてチップの先端部まで混合ガスが移動する間に圧力変化を最大限減らすことが逆火を減らす減らす方法になる。例えば、
【００１６】
第一、ガスと酸素が共存するインジェクティング区間では酸素の噴射速度を上げることで酸素とガスが混合されずに層（Ｌａｙｅｒ）を成して流動するようにする。インジェクティング区間で酸素とガスが層を維持せずに混合されるとインジェクティング部分まで逆火されることがあるため、インジェクティング区間では酸素とガスとの間に層を維持することが重要である。
【００１７】
第二、インジェクティング区間で酸素とガスが層を成してインジェクティングされ、その後にインジェクティングされた酸素とガスが混合され、混合されたガスがチップの先端部まで噴射される過程まで圧力の変化を最小化すべきである。
第三、インジェクティング区間で層を成して噴射される酸素とガスがチップまで到達する通路に気密を維持して圧力変化を最小化すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するために、ガス状態の酸素及び燃料ガスがそれぞれ流動されるバルブ束及び前記バルブ束に結合されて火口が形成されたノズル束を有するガス切断機であって、前記バルブ束には前記酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐されて各流路を介して前記ノズル束にそれぞれ流動されるようにする分岐部が形成され、
【００１９】
前記ノズル束は、先端部に前記火口が形成されたチップと、前記チップが結合されるヘッドフレームと、を含み、前記ヘッドフレームの内部には前記バルブ束から流入された前記切断酸素が前記チップに流動される切断酸素流路と、前記バルブ束から流入された前記予熱酸素及び前記燃料ガスが前記チップに流動されるインジェクティング流路と、前記インジェクティング流路に流入される前記予熱酸素の流速を増加して前記燃料ガスが前記インジェクティング流路を介して層流流動するようにするインジェクティング部がそれぞれ形成され、
【００２０】
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ設置され、
【００２１】
前記チップの内部には前記インジェクティングガス流入孔から層流流動しながら流入された前記予熱酸素と前記燃料ガスが可燃性の混合ガスが生成されるように前記インジェクティングガス流入孔より広い断面積を有する混合室が形成される逆火防止ガス切断機を提案する。
【００２２】
また、本発明において、前記火口には中心部に配置されて前記切断酸素が噴射される切断酸素噴射口及び前記切断酸素噴射口の周辺に配置されて前記混合ガスが噴射される混合ガス噴射口が形成される。
【００２３】
また、本発明において、前記インジェクティング部は先端部に行くほど外径が減少するテーパー面及び後端部に流入された前記予熱酸素が先端に噴射される予熱酸素噴射孔が形成されたインジェクティングコアと、前記インジェクティングコアの先端部に相応する形状を有し、前記インジェクティングコアの先端方向に離隔配置され、中心部には前記インジェクティング流路が形成されたインジェクティングキャップと、を含み、前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップの間には前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーが形成される。
また、前記インジェクティングコア及び前記インジェクティングキャップは前記ヘッドフレームとそれぞれ一体に形成される。
また、前記ヘッドフレームは前記ヘッドフレームに形成された分配器挿入孔に挿入された円筒状の分配器を含み、前記分配器は、
前記分配器の外周面に陥入形成されて前記切断酸素が前記切断酸素流路を介して流動するようにする切断酸素迂回溝が形成された分配器本体と、
【００２４】
前記分配器本体の先端部に形成され、前記分配器の先端方向に行くほど外径が減少するように形成されたテーパー面、前記分配器の外周面から中心部まで放射状に形成されて前記分配器の外周面のうち前記切断酸素迂回溝より前記分配器の先端方向に配置された予熱酸素流入孔、前記予熱酸素流入孔の前記中心部に配置された部分から前記分配器の先端まで連結形成されて前記予熱酸素流入孔に流入された前記予熱酸素が前記分配器の先端に噴射されるようにする予熱酸素噴射孔を有するインジェクティングコア部と、を含み、
前記ヘッドフレームには、
【００２５】
前記インジェクティングコア部に相応する形状を有し前記インジェクティングコア部の先端方向に離隔配置されて中心部は前記インジェクティング流路と連結されたインジェクティングキャップ部と、前記インジェクティングコア部及び前記インジェクティングキャップ部の間に前記バルブ束から流入された前記燃料ガスが前記インジェクティング流路に流動される燃料ガスチェンバーがそれぞれ形成され、前記インジェクティングコア部、前記インジェクティングキャップ部及び前記燃料ガスチェンバーは前記インジェクティング部を形成する。
【００２６】
また、前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つは分配器挿入孔の内周面と溶接結合される。
【００２７】
また、本発明において、前記溶接結合は、
前記分配器の外周面のうち前記テーパー面及び前記予熱酸素流入孔の間の部分と、前記予熱酸素流入孔及び前記切断酸素迂回溝の間の部分と、前記切断酸素迂回溝より後端方向の部分のうち少なくとも一つに溶接溝が形成され、
前記溶接溝に収容されたリング状の溶接棒又は粉末状態の溶接材が加熱によって前記分配器挿入孔の内周面に融着されて行われる。
【００２８】
また、前記チップの後端面には前記切断酸素流路を介して前記チップに流入される切断酸素が流動される溝形状の冷却流路が形成される。前記冷却流路は、前記切断酸素流路から前記チップの後端面の縁方向に向かって放射状に形成された複数の直線状の冷却流路及び前記後端面の縁部分に沿って形成されて前記直線状の冷却流路の端部を互いに連結する曲線状の冷却流路を有する。
【００２９】
また、本発明において、前記ヘッドフレームには前記チップの後端部が安着される安着溝が形成され、前記ヘッドフレームは前記安着溝の一端部が突出されるように結合された固定ピンを含み、前記チップの後端部に前記固定ピンが挿入されるピン挿入孔が形成され、前記固定ピンが前記ピン挿入孔に挿入されると前記インジェクティングガス流入孔が前記インジェクティング流路と連結されるか、
【００３０】
前記インジェクティングガス流入孔が複数に形成され、前記固定ピンが複数の前記インジェクティングガス流入孔のうちいずれか一つに挿入されると、複数の前記インジェクティングガス流入孔のうち他の一つは前記インジェクティング流路と連結される。
また、本発明において、前記インジェクティングコア、インジェクティング流路、インジェクティングガス流入孔及び混合室は一列に配置される。
【００３１】
また、本発明はヘッドフレームに具備された切断酸素流路及びインジェクティング流路とチップに具備された切断酸素流路及びインジェクティングガス流入孔を互いに連通して締結部材で結合し、前記ヘッドフレームとチップの向かい合う接触面が締結部材の締める力によって密着されるように結合されたヘッドを具備するガス切断機において、
【００３２】
前記ヘッドフレームのインジェクティング流路又はチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に整列管の一端を固定し、ヘッドフレームとチップの結合の際に前記整列管の露出先端を他方のインジェクティングガス流入孔又はインジェクティング流路に差し込んで合わせることによってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を一致する逆火防止ガス切断機を提案する。
【００３３】
また、本発明において、前記整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記チップには前記パッキングが挿入されるパッキング溝が形成される。前記整列管はヘッドフレームのインジェクティング流路に固定され、前記インジェクティング流路の内径と整列管の内径は同じく形成される。
【００３４】
また、本発明において、前記チップが外側チップと内側チップに形成されて外側チップと内側チップの間によって混合ガス流路が形成され、外側チップと内側チップの後端部には締結部材内に互いに重なった状態に挿入されてかかった状態が維持されるフランジ部がそれぞれ形成され、前記各フランジ部は同じ外径を有し、前記締結部材には前記各フランジ部が重なった状態で一緒に挿入されて収容される整列穴が形成される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の実施例によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されることで逆火が発生したら火炎がヘッドまでは到達されずにチップ内部まで到達されるため、ヘッドの加熱が最小化されて安全性が向上されヘッドの寿命が延長される。
【００３６】
そして、本発明の実施例によると、ヘッドフレームの内部を熱に脆弱な密閉部材を必要としないように構成することで、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持されて耐久性及び安全性が向上される。
【００３７】
また、本発明の実施例によると、インジェクティングガスが生成されるインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃焼ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上される。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
【００３８】
本発明によると、ヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に固定された整列管をヘッドフレームとチップの結合の際に他方のインジェクティング流路又はインジェクティングガス流入孔に差し込んで合わせる簡単な作業によってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を正確に一致することができるため、ヘッドフレームとチップの結合の際にインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔を互いに一致する作業を非熟練者であっても非常に迅速で便利に行うことができ、整列管によってヘッドフレームに対するチップの流動が防止されるため、長時間使用してもインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔の密閉状態を維持し互いに外れることを防止するため逆火を防止する効果がある。
【００３９】
また、本発明は整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記パッキングが挿入されるパッキング溝をチップのインジェクティングガス流入孔の方に形成することで、ヘッドフレームとチップの結合の際に整列管とこの整列管が具備されたヘッドフレーム又はチップとの間の気密を維持することができ、長時間使用することでヘッドフレームとチップとの間に微細な隙が形成されてもパッキングが切断酸素流路とインジェクティングガス流入孔との間の気密を維持して逆火を防止する効果がある。
【００４０】
また、本発明はチップを構成する内側チップと外側チップに形成されたフランジ部が締結部材の整列穴に重なった状態で一緒に差し込まれて前記締結部材にかかった状態で維持されるため、ヘッドフレームとチップの結合と同時に、自動的にチップを構成する内側チップと外側チップの中心を一致することができるため、それによってチップの組立性をよくし円周方向のガス通路が同心円状に均一に配置されてガスの流れを円滑に維持する効果がある。
【００４１】
また、本発明はチップの中心部に配置された切断酸素流路から外側半径方向に連結流路が形成されてヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路との間に連結することで、チップの切断酸素流路を介して高熱がヘッドフレームの切断酸素流路に直接伝達されるときより連結流路を介して熱伝達が遅延されるためヘッドフレームが過熱されることを最大限防止する効果がある。
【００４２】
本発明によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるようにしてチップ内の短い流路によって混合ガスの圧力の差を最大限減らすことで逆火を防止し、その結果、チップとヘッドを含むトーチの寿命を延長し作業者の安全を維持することができる。
【００４３】
本発明はインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃料ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上され、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストを節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例によるガス切断機の正面図である。
【図２】図１に示したガス切断機のバルブ束の断面図である。
【図３】図３に示した逆火防止ガス切断機のヘッドの断面図である。
【図４】図３に示したヘッドの分解断面図である。
【図５】図３に示したチップの分解斜視図である。
【図６】図３にVIで示した方向から眺めた火口の図である。
【図７】図３のVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部の図である。
【図８】図３に示したヘッドフレームの先端部の図である。
【図９】本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッド部の分解断面図である。
【図１０】図９に示したチップの後端部の図である。
【図１１】本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
【図１２】本発明のまた他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
【図１３】本発明の逆火防止ガス切断機におけるノズル束のヘッドを示す断面図である。
【図１４】図１３に示したヘッドの分解断面図である。
【図１５】図１３に示したチップを示す分解斜視図である。
【図１６】図１３におけるチップの先端部を示す側面図である。
【図１７】図１３におけるチップの後端部を示す側面図である。
【図１８】図１３に示したヘッドフレームの先端部を示す側面図である。
【図１９】本発明の逆火防止ガス切断機の他の実施例によるのヘッドを示す断面図である。
【図２０】図１９に示したヘッドの分解断面図である。
【図２１】図１９に示したチップを示す分解斜視図である。
【図２２】図１９におけるチップの先端部を示す側面図である。
【図２３】図１９におけるチップの後端部を示す側面図である。
【図２４】図１に示したガス切断器のヘッドの断面図及び図示した「Ａ」部の詳細拡大図である。
【図２５】図２４に示したヘッドの分解断面図である。
【図２６】図２４に示したチップの分解斜視図である。
【図２７】図２６にVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部の図である。
【図２８】図２４に示したヘッドフレームの先端部の図である。
【図２９】本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッド部の分解断面図である。
【図３０】図２９に示したチップの後端部の図である。
【図３１】本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
【図３２】本発明のまた他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定の実施例を図面に例示し詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な実施形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むと理解するべきである。本発明を説明するに当たって、関連する公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００４６】
本発明の各実施例の図面の構成要素に参照符号を与えることに当たって、同じ構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同じ符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明の実施例を説明するに当たって、関連する公知構成又は機能に関する具体的な説明は省略する。
【００４７】
また、本発明の動作を説明するに当たって、該当実施例の図面だけでなく他の実施例の関連図面でも説明をしているため、該当図面及び関連図面を参照して本発明を理解すべきであることを予め明らかにする。
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１には、本発明の一実施例によるガス切断機が示されている。
図１を参照すると、本発明の一実施例によるガス切断機１にはバルブ束２及びノズル束３が含まれる。
バルブ束２はガス状態の酸素及び燃料ガスが流動される部分であり、バルブ束２には供給口フレーム２１、取っ手部２２及びバルブフレーム２３が含まれる。
ノズル束３にはヘッド３５及びヘッド３５に連結されたネック３１が含まれる。
【００４８】
ヘッド３５には先端部に火口（図３の３４９）が形成されたチップ３００、チップ３００がヘッドフレーム及びチップ３００とヘッドフレーム３２０を結合しかかった状態を維持する締結部材３１０が含まれる。そして、ネック３１には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４が含まれる。ネック３１は図示したようにヘッドフレーム３２０及びバルブフレーム２３を連結する。
【００４９】
ちなみに、火口３４９が形成されたチップ３００は切断作業のうち多くの熱が加えられると共に飛散する金属酸化物などの異物が付着される可能性が高いため、ヘッドフレーム３２０に比べ寿命が短い可能性がある。また、切断する被加工材（図示製図）の物性に応じて切断作業に必要な火力が相異なる可能性がある。よって、チップ３００はヘッドフレーム３２０に分離可能に結合されるようにし、必要に応じて交換して使用するようにしてもよい。
図２には、図１に示したガス切断器のバルブ束の断面図が示されている。
図１及び図２を一緒に参照し、バルブ束２については図２を一緒に参照して説明する。
【００５０】
供給口フレーム２１には燃料ガスが供給される燃料ガス供給口２１１及び酸素供給口２１３がそれぞれ形成され、燃料ガス供給口２１１を介した燃料ガスの流入量を調節する燃料ガス調節バルブ２５が設置される。供給口フレーム２１には取っ手部２２の後端部が結合される。
取っ手部２２には外管２２１及び内管２２２が含まれる。
【００５１】
外管２２１はガス切断機１を使用する際にユーザが外周面を容易に把持する形状を有するように形成される。そして、外管２２１の内部に形成された空間は燃料ガス供給口２１１と連結される。
内管２２２は外管２２１の内部に形成された空間に配置されるが、内管２２２の後端部は供給口フレーム２１に結合されて酸素供給口２１３と連結される。
【００５２】
よって、取っ手部２２は一種の二重管の形状であり、燃料ガスが燃料ガス供給口２１１に流入される場合には燃料ガスは外管２２２の内周面及び外管２２１の外周面の間の空間に形成された燃料ガス流路２２４を介して流動され、酸素供給口２１３に流入される酸素は内管２２２内に形成された酸素流路２２３を介して流動される。
取っ手部２２の先端部はバルブフレーム２３に結合される。
【００５３】
バルブフレーム２３の内部には図示したように取っ手部２２から流入される酸素が流動する通路が形成されるが、酸素流路２２３を介して流入された酸素が切断酸素及び予熱酸素に分岐される分岐部２３１が形成される。
【００５４】
よって、酸素流路２２３を介してバルブフレーム２３内に流動された酸素は分岐部２３１から分岐されて切断酸素管３４及び予熱酸素管３３にそれぞれ流入される。
【００５５】
バルブフレーム２３の分岐部２３１が形成された部分には切断酸素が切断酸素管３４に流入される量を調節する切断酸素調節バルブ２７が設置され、バルブフレーム２３に形成された予熱酸素の流路には予熱酸素が予熱酸素管３４に流入される量を調節する予熱酸素調節バルブ２６が設置される。
【００５６】
よって、燃料ガス調節バルブ２５、予熱酸素調節バルブ２６及び切断酸素調節バルブ２７をそれぞれ調節することで燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４を介してそれぞれ流動される燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の量をそれぞれ調節する。
燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素はネック３１を介してヘッドフレーム３２０に流入されるが、それについては図３乃至図８を参照して説明する。
【００５７】
ちなみに、上述したバルブ束２は一つの例であって、ヘッドフレーム３２０に燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素がそれぞれ供給されるようにすることができれば前記とは異なる構造に変更されてもよい。
【００５８】
図３には前記図１に示した逆火防止ガス切断機のヘッドの断面図が示されており、図４には図３に示したヘッドの分解断面図が示されている。図３及び図４を一緒に参照して説明する。
【００５９】
図３及び図４を参照すると、ヘッドフレーム３２０内には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４とそれぞれ連結された燃料ガス流路３２４、予熱酸素流路３２５及び切断酸素流路３２６が形成される。
【００６０】
よって、燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４からそれぞれ流入された燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素は燃料ガス流路３２４、予熱酸素流路３２５及び切断酸素流路３２６を介してそれぞれ流動される。
締結部材（図３の３１０）には挿入孔３１１が貫通形成され、その内周面にはねじ山部３１２が形成される。
【００６１】
ヘッドフレーム３２０の先端部の外周面にはねじ山部３２２が形成されるが、ヘッドフレーム３２０のねじ山部３２２は締結部材３１０のねじ山部３１２に相応する形状に形成される。
【００６２】
よって、締結部材３１０は図３，４に示したようにヘッドフレーム３２０に締結されるが、この際チップ３００の後端部はヘッドフレーム３２０の先端部に陥入された形状に形成された安着溝３２１に安着されてから締結部材３１０によって固定される。この過程で締結部材３１０のねじ山部３１２及びヘッドフレーム３２０のねじ山部３２２は互いに締結されて締結部３１３を形成する。
【００６３】
このようにチップ３００が締結部材３１０によってヘッドフレーム３２０に結合された際に挿入孔３１１にチップ３００が貫通して締結部材３１０の先端部方向に突出される。
【００６４】
一方、チップ３００には外側チップ３３０及び内側チップ３４０が含まれるが、内側チップ３４０は外側チップ３３０内に形成された空間に配置され、図示したようにチップ３００の内部は切断酸素流路３４５及び混合ガス流路３３３が形成された二重管の形状を有する。
【００６５】
前記チップの後端部には前記切断酸素流路と連結される切断酸素流入孔３８８及び前記インジェクティング流路と連結されるインジェクティングガス流入孔がそれぞれ形成される。
前記構成に関する説明は関連図面（図４，９，１１~１４，１９〜２０，２４〜２５，２９，３１〜３２）の説明に全て参照及び利用される。
図５には図３に示したチップの分解斜視図が示されているが、図５を一緒に参照して説明する。
【００６６】
図５を参照すると、外側チップ３３０の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部３３１が形成され、内側チップ３４０の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部３４１が形成される。
【００６７】
内側チップ３４０のフランジ部３４１及び外側チップ３３０のフランジ部３３１は相応する外径を有するように形成され、内側チップ３４０のフランジ部３４１は安着溝３２１に相応する形状を有するように形成される。
【００６８】
よって、図３，４に示したように締結部材３１０によってチップ３００がヘッドフレーム３２０に固定される場合、内側チップ３４０のフランジ部３４１は安着溝３２１に安着され、外側チップ３３０のフランジ部３３１は内側チップ３４０のフランジ部３４１に重なった状態で締結部材３１０によって加圧される。
【００６９】
図５に示したように、外側チップ３３０の外径及び内側チップ３４０の外径は先端部方向に行くほど減少する形状を有する。内側チップ３４０には後端部から先端部を貫通する形状を切断酸素流路３４５が形成され、切断酸素流路３４５の先端部は切断酸素噴射口３４６を形成する。
【００７０】
内側チップ３４０の外径が減少された部分の外周面には切断酸素噴射口３４６を中心に放射状に配置された複数のスリット３４４が形成される。外側３３０の先端部には通孔３３２が形成されるが、内側チップ３４０が外側チップ３３０内に挿入されると内側チップ３４０の外径が減少された部分の外径は外側チップ３３０の通孔３３２内に挿入される。
ここで、内側チップ３４０の外径が減少された部分の外径は外側チップ３３０の通孔３３２の内径と相応するように形成される。
【００７１】
その他、内側チップ３４０の中間部分の外径は外側チップ３３０の中間部分の内径より小さく形成される。よって、図３に示したように内側チップ３４０が外側チップ３３０内に挿入された際には内側チップ３４０の外周面及び外側チップ３３０の内周面の間に混合ガス流路３３３が形成される。
【００７２】
内側チップ３４０のフランジ部３４１には複数のインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂが貫通形成される。この際、外側チップ３３０のフランジ部３３１の後端面は内側チップ３４０のフランジ部３４１に接する際にインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂの先端部が外側チップ３３０のフランジ部３３１によってカバーされないように形成され、混合ガス流路３３３の後端部がインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂと連結されるようにする。
【００７３】
混合ガス流路３３３の後端部にはインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂの先端部が連結された混合室Ａが形成されるが、前記混合室Ａの断面積はインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂより広くなるように形成される。ここで、混合室Ａは混合ガス流路３３３とは別途に形成されるのではなく、混合室Ａは混合ガス流路３３３の後端部の一部を称することを明らかにする。
【００７４】
インジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂに流入された予熱酸素と燃料ガスが断面積が広い混合室Ａに流入されると流速が減少されて渦流を形成するが、この過程で予熱酸素及び燃料ガスが混合されて可燃性を有する混合ガスが生成される。
【００７５】
よって、チップ３００の後端面の中心部に切断酸素が供給されると、切断酸素は切断酸素流路３４５を経て切断酸素噴射口３４６に噴射され、インジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂに流入された予熱酸素と燃料ガス（即ち、インジェクティングガス）は混合ガス流路３３３の混合室Ａを経て混合ガスを生成し、前記混合ガスは混合ガス流路３３３を経てスリット３４４を介して通孔３２２に噴射される。それについては図６を参照して説明する。
図６には図３のVIで示した方向から眺めた火口が示されている。
図６を参照すると、火口３４９には切断酸素噴射口３４６及び混合ガス噴射口３４７がそれぞれ形成される。
上述したように、切断酸素噴射口３４６は内側チップ３４０の中心部に配置され、混合ガス噴射口３４７は切断酸素噴射口３４６の周辺に放射状に配置される。
【００７６】
ここで、混合ガス噴射口３４７はスリット（図５の３４４）によって形成されたものであって、混合ガス噴射口３４７に噴射される混合ガスに着火されて被加工材（図示せず）を十分に加熱した後、切断酸素噴射口３４６を介して切断酸素が噴射されると被加工材（図示せず）が酸化して被加工材（図示せず）の切断が行われる。
【００７７】
更に図３及び図４を参照すると、混合ガス流路３３３の断面積は必要に応じて異なるように形成されるが、本発明の一実施例では混合室Ａで断面積が最も広く混合ガス噴射口３４７に行くほど更に断面積が減少する形状を有する。
【００７８】
これはインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂから流入された予熱酸素と燃料ガスが断面積が広い混合室Ａに流入される過程で十分な過流が発生するようにして混合率を向上した後、混合ガス噴射口３４７に流動するほど断面積が減少することで流速が増加されて火口３４９から混合ガスが十分な流速に噴射されるようにするためである。
図７には図５のVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部が示されている。
【００７９】
図７を参照すると、内側チップ３４０のフランジ部３４１の後端面の中心部には切断酸素流路３４５の後端部が配置される。そして、その縁部分にはインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂが配置される。
【００８０】
即ち、上述したように切断酸素噴射口３４６に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口３４７に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路３４５に切断酸素が供給されてインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂには予熱酸素と燃料ガスが流入されるべきである。
【００８１】
よって、内側チップ３４０のフランジ部３４１の後端面と結合されるヘッドフレーム４２０の先端部に形成された安着溝（図４の３２１）も相応する形状を有するべきである。それについては図８を参照して説明する。
図８には図３に示したヘッドフレームの先端部が示されている。
【００８２】
図８を参照すると、ヘッドフレーム３２０の先端部に形成された安着溝（図４の３２１）の中心部には切断酸素流路３２６の先端部が形成され、その周辺には固定ピン３２３及びインジェクティング流路３６２の先端部が配置される。ここで、インジェクティング流路３６２はインジェクティングキャップ３６０の中心部に形成されたものであり、それについては後述する。
【００８３】
よって、図７を参照して説明した内側チップ３４０の後端面がヘッドフレーム３５０の安着溝３２１に固定されると、内側チップ３４０の中心部に形成された切断酸素流路３４５及びヘッドフレーム３２０に形成された切断酸素流路３２６が互いに連結される。即ち、ヘッドフレーム３２０の内に流入されて切断酸素流路３２６を介して流動される切断酸素は内側チップ３４０の切断酸素流路３４５を経て切断酸素噴射口（図６の３４６）に噴射される。
【００８４】
そして、インジェクティング流路３６２を介して流動される予熱酸素と燃料ガスはインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂのうちいずれか一つに流入されて混合ガス噴射口（図６の３４７）に噴射される。
【００８５】
一方、固定ピン３２３は安着溝（図４の３２１）に内側チップ３４０の後端面が安着された際にインジェクティング流路３６２及びインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂのうちいずれか一つが容易に一致するようにするためのものであり、図７に示したように複数のインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂのうちいずれか一つに固定ピン３２３の端部が挿入されると複数のインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂのうち他の一つはインジェクティング流路３６２と連結されるように設置される。
【００８６】
この際、固定ピン３２３の直径はインジェクティングガス流入孔３４２の内径に相応するように形成され、固定ピン３２３が挿入されたインジェクティングガス流入孔３４２には混合ガスが漏洩されないようにする。そして、複数のインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂのうち固定ピン３２３が挿入されるかインジェクティング流路３６２と連結されないものは安着溝（図４の３２１）の内面に接して密閉される。
【００８７】
ちなみに、本発明の一実施例では４つのインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂが形成されることを例示したが、これは上述したようにインジェクティングガス流入孔３４２とインジェクティング流路３６２を容易に連結するためのものであって、場合によってはインジェクティングガス流入孔３４２，３４２ａ，３４２ｂの数が加減されてもよい。
更に図３及び図４を参照してヘッドフレーム３２０の内部構造について説明する。
【００８８】
ヘッドフレーム３２０内には燃料ガス及び予熱ガスが層流流動インジェクティング部が形成される。インジェクティング部は燃料ガス流路３２４の端部に形成された燃料ガスチェンバー３２７、燃料ガスチェンバー３２７内に設置されたインジェクティングコア３５０及びインジェクティングキャップ３６０によって形成される。
【００８９】
インジェクティングコア３５０は円筒状の外周面を有し、中心部には長さ方向に沿って予熱酸素流路３５２が形成される。予熱酸素流路３５２はインジェクティングコア３５０の先端部から後端部まで貫通する形状に形成され、インジェクティングコア３５０の先端部に形成された予熱酸素噴射孔３５３と連結される。予熱酸素噴射孔３５３は予熱酸素流路３５２より小さい直径を有するように形成することが好ましい。予熱酸素噴射孔３５３の直径及び作用については以下で更に説明する。
【００９０】
インジェクティングコア３５０の先端部の外側にはテーパー面３５１が形成される。テーパー面３５１はインジェクティングコア３５０の先端部に行くほどインジェクティングコア３５０の外径が減少されるように形成される。
【００９１】
インジェクティングコア３５０の後端部には図示されていないねじ山が形成される。このねじ山が形成された部分は図示したようにヘッドフレーム３２０の燃料ガス流路３２４及び予熱酸素３２５の間に結合されて締結部３５４を形成する。即ち、インジェクティングコア３５０はヘッドフレーム３２０の燃料ガス流路３２４及び予熱酸素流路３２５を連結する形状に形成された通孔の内周面に結合される。
一方、上述したようにインジェクティングコア３５０のテーパー面３５１が形成された先端部の前方にはインジェクティングキャップ３６０が離隔配置される。
【００９２】
インジェクティングキャップ３６０はヘッドフレーム３２０の先端部に形成されたテーパー面３５１と相応する形状を有する。即ち、インジェクティングキャップ３６０の後端部にはテーパー面３６１が形成されるが、テーパー面３６１は先端部方向に向かって陥入された形状を有する。
【００９３】
よって、インジェクティングコア３５０及びインジェクティングキャップ３６０はインジェクティングコア３５０のテーパー面３５１が形成された部分の一部がインジェクティングキャップ３６０のテーパー面３６１が形成された部分に挿入された形状に配置される。
【００９４】
一方、インジェクティングキャップ３６０の中心部には長さ方向に沿って先端部から後端部を貫通する形状でインジェクティング流路３６２が形成される。インジェクティング流路３６２の先端部は図８を参照して説明したようにヘッドフレーム３２０の安着溝３２１内に配置され、インジェクティング流路３６２の後端部はインジェクティングコア３５０の予熱酸素噴射孔３５３と平行に配置される。
【００９５】
インジェクティングキャップ３６０はヘッドフレーム３２０の安着溝３２１に形成された通孔に挿入される方式でヘッドフレーム３２０と結合する。この際、図示していないが、インジェクティングキャップ３６０はヘッドフレーム３２０に溶接などの方式で結合される。
【００９６】
上述したように、インジェクティングコア３５０及びインジェクティングキャップ３６０は離隔配置される。よって、インジェクティングコア３５０のテーパー面３５１及びインジェクティングキャップ３６０のテーパー面３６１の間には間隔が形成されるが、この間隔は燃料ガスチェンバー３２７と連結される。
【００９７】
インジェクティングコア３５０の中心部に形成された第２予熱酸素流路３５２はインジェクティングコア３５０の後端でヘッドフレーム３２０に形成された第１予熱酸素流路３２５と連結される。よって、第１予熱酸素流路３２５を介して流入された予熱酸素はインジェクティングコア３５０の後端に流入されて第２予熱酸素流路３５２を経て予熱酸素噴射孔３５３に噴射される。予熱酸素噴射孔３５３に噴射された予熱酸素はインジェクティングキャップ３６０に流入される。
【００９８】
ここで、インジェクティングコア３５０に形成された予熱酸素噴射孔３５３は第２予熱酸素流路３５２より内径が小さく形成されるが、これは予熱酸素噴射孔３５３を介して噴射される予熱酸素の流速が増加するようにすることで燃料ガスチェンバー３２７内の燃料ガスが両テーパー面３５１，３６１の間に吸入される効果が増加するようにするためである。
【００９９】
即ち、前記のように予熱酸素が流動（予熱酸素管→互いに異なる直径をそれぞれ有する予熱酸素流路→予熱酸素噴射孔）される管路の内径が次第に小さくなるため、前記予熱酸素噴射孔３５３から高速に噴射されてインジェクティング流路３６２内に流動する予熱酸素によってインジェクティングコア３５０のテーパー面３５１及びインジェクティングキャップ３６０のテーパー面３６１の間の間隔には低圧が形成されるが、それによって燃料ガス流路３２４を経て燃料ガスチェンバー３２７内に流入された燃料ガスは両テーパー面３５１，３６１の間を経て予熱酸素と共にインジェクティング流路３６２内で混合されずに層を成して流動する。
よって、後述するように前記高速に流動する予熱酸素は前記燃料ガスと互いに混合されずに層流流動する。
前記説明は本発明の実施例における層流流動の基本動作に当たる。
【０１００】
燃料ガスチェンバー３２７は図示したようにインジェクティングコア３５０の外周面のうちテーパー面３５１が形成されていない部分から離隔されてインジェクティングコア３５０の一部を囲む形状に形成される。燃料ガスチェンバー３２７の体積は火口（図６の３４９）で必要な火力を踏まえて適正量の燃料ガスが混合ガスに混入される大きさに形成される。
【０１０１】
即ち、燃料ガスチェンバー３２７の体積は必要に応じて加減されるように形成されるが、この際に切断酸素流路３２６の形状が変更されてもよい。それについては図９を参照して説明する。
【０１０２】
上述したように、インジェクティング流路３６２に流入された予熱酸素と燃料ガスはインジェクティング流路３６２及びそれに連結されたインジェクティングガス流入孔３４２を経る過程で層流流動する。
【０１０３】
本明細書における一例として、「層流流動」はインジェクティング流路３６２及びインジェクティングガス流入孔３４２によって形成された管路を介して予熱酸素と燃料ガスが流動する過程でその中心部には予熱ガスが流動し縁部分には燃料ガスが流動することで、互いに混合されずに層を形成しながら流動されることをいう。
前記内容を敷衍する。
【０１０４】
予熱酸素が流動（予熱酸素管→互いに異なる直径をそれぞれ有する予熱酸素流路→予熱酸素噴射孔）される管路の内径が次第に小さくなるため、前記予熱酸素噴射孔３５３から高速に噴射されてインジェクティング流路３６２内に流動する予熱酸素によってインジェクティングコア３５０のテーパー面３５１及びインジェクティングキャップ３６０のテーパー面３６１の間の間隔には低圧が形成されるが、それによって燃料ガス流路３２４を経て燃料ガスチェンバー３２７内に流入された燃料ガスは両テーパー面３５１，３６１の間を経て予熱酸素と共にインジェクティング流路３６２内で混合されずに層を成して流動する。もちろん、少しの混合が発生する可能性はある。
【０１０５】
前記のように層流流動する予熱酸素及び燃料ガスはインジェクティングガス流入孔３４２を経て混合ガス流路３３３に流入される過程で広い断面積を有する混合室Ａに到達すると流速が急激に減少されながら過流が形成されて互いに混合される。この際、インジェクティングガス流入孔３４２の断面積及び混合室Ａの断面積の差が大きいほど過流の発生効果が大きくなり、それによって予熱酸素及び燃料ガスの混合率が上昇されて混合ガス噴射口（図６の３４７）に噴射される混合ガスの熱効率が増加する効果が得られる。
【０１０６】
よって、本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機（図１の１）は上述したようにインジェクティング部がヘッドフレーム３２０内に配置された構造によって、使用中に逆火が発生しても火炎がインジェクティングガス流入孔３４２内に流入されずに混合室Ａまで、即ち火炎が図３にＢＦで示した範囲まで到達するため、逆火による爆発などの事故やヘッドフレーム３２０の加熱などが誘発される可能性が非常に低くなる効果が得られる。
【０１０７】
ちなみに、層を成して流動する予熱酸素と燃料ガスの境界面では部分的な混合が発生して微量の混合ガスが生成する可能性があるが、微量の混合ガスのみでは逆火が発生した際に火炎がインジェクティングガス流入孔３４２内に流入されるだけの可燃性は持たない。
【０１０８】
即ち、本明細書での「層流流動」は予熱酸素と燃料ガスが流動する過程で一部分が混合されても十分は可燃性を有しないため、火炎がインジェクティングガス流入孔３４２内に流入されないように層を維持しながら流動することを意味する。
【０１０９】
そのためにインジェクティング流路３６２及びインジェクティングガス流入孔３４２の長さは層流流動が維持される程度の長さを有するように形成されるが、図示したように予熱酸素流路３５２が形成されたインジェクティングコア３５０、インジェクティング流路３６２、インジェクティングガス流入孔３４２及び混合室Ａは一列に配置される。
【０１１０】
必要に応じてはインジェクティングガス流入孔３４２の先端部、即ちインジェクティングガス流入孔３４２の混合室Ａに接する部分に火口（図３の３４９）の方向に行くほど直径が増加する形状のディフューザ部（図３（ｂ）の３４３）を形成し、予熱酸素と燃料ガスが混合室Ａに流入される過程で過流が生成される程度が調節されるようにしてもよい。
【０１１１】
本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機１は燃料ガスより相対的に高圧である予熱酸素の高速噴射によって燃料ガスチェンバー３２７内の燃料ガスがインジェクティング流路３６２に吸入されて層流流動する方式であるため、燃料ガスの供給圧力に依存する方式とは異なって燃料ガスが安定的に供給されて一定な火力が維持される効果が得られる。
【０１１２】
上述したように、ヘッドフレーム３２０は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、ゴムのような弾性素材で製造された密閉部材を使用しなくても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることを防止することができるため、逆火などによってヘッドフレーム３２０が加熱されて密閉部材の劣化による損傷による燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の混合現象が発生しない効果が得られる。
図９には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッド部の分解断面図が示されている。
【０１１３】
図９を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機（図示せず）のヘッドフレーム４２０内には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４とそれぞれ連結された燃料ガス流路４２４、予熱酸素流路４２５及び切断酸素流路４２６がそれぞれ形成される。
【０１１４】
ここで、燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４を含むバルブ束（図示せず）は図１及び図２を参照して説明したバルブ束２と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
【０１１５】
燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４からそれぞれ流入された燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素は燃料ガス流路４２４、予熱酸素流路４２５及び切断酸素流路４２６を介してそれぞれ流動される。
【０１１６】
締結部材４１０には挿入孔４１１が貫通形成され、その内周面にはねじ山部４１２が形成される。ヘッドフレーム４２０の先端部の外周面にはねじ山部４２２が形成されるが、ヘッドフレーム４２０のねじ山部４２２は締結部材４１０のねじ山部４１２に相応する形状に形成される。
【０１１７】
チップ４００には外側チップ４３０及び内側チップ４４０が含まれる。内側チップ４４０は外側チップ４３０内に形成された空間に配置され、図示したようにチップ４００の内部は切断酸素流路４４５及び混合ガス流路４３３が形成された二重管の形状を有する。
【０１１８】
外側チップ４３０に形成されたフランジ部４３１、内側チップ４４０に形成されたフランジ部４４１及びインジェクティングガス流入孔４４２は図 1 乃至図 8を参照して説明した外側チップ３３０のフランジ部３３１、内側チップ3４０のフランジ部3４１及びインジェクティングガス流入孔3４２とその構造及び作動がそれぞれ同じであり、締結部材４１０及びヘッドフレーム４２０の締結構造も同じであるため、それに関する説明は前記本発明の実施例に関する説明に代えることにする。
【０１１９】
但し、本発明の他の実施例では内側チップ４４０のフランジ部４４１にピン挿入孔４４８及び冷却流路４７１ｂが形成されることで本発明の実施例と差があるが、それについては以下で図１０を参照して説明する。
【０１２０】
ねじ山部４２２が形成されたヘッドフレーム４２０の先端部には内側チップ４４０の後端部が安着される安着溝４２１が形成される。切断酸素流路４２６の先端部は安着溝４２１の中心部に配置され、チップ４００がヘッドフレーム４２０に結合されると切断酸素流路４２６に流出された切断酸素がチップ４００の内側の中心部に形成された切断酸素流路４４５の後端部に流入されて先端部の方向に流動される。
【０１２１】
チップ４００の先端部には火口（図示せず）が形成されるが、チップ４００の先端部に形成された火口は図６に示した火口３４９と構造が同じであるため、その説明を省略する。
【０１２２】
よって、切断酸素流路４４５の先端部まで流動された切断酸素はチップ４００の先端部に形成された火口の切断酸素噴射口（図６の３４６を参照）に噴射される。チップ４００の切断酸素噴射口は火口の中心部に配置される。
【０１２３】
一方、チップ４００の火口の中心部に配置された切断酸素噴射口（図示せず）の周辺には複数の混合ガス噴射口（図示せず、図６の３４７を参照）が放射状に配置されるが、この混合ガス噴射口には混合ガス流路４３３を経て流動された混合ガスが噴射される。
【０１２４】
このようにチップ４００の先端部に形成された火口の混合ガス噴射口に混合ガスが噴射されるようにするためには、インジェクティングガス流入孔４４２にガスが流入されるべきである。よって、内側チップ４４０のフランジ部４４１の後端面と結合されるヘッドフレーム４２０の安着溝４２１にはフランジ部４３１が安着溝４２１に安着された際にインジェクティングガス流入孔４４２の後端部の位置と相応する位置にインジェクティング流路４６２が配置されるように形成されるべきである。
【０１２５】
インジェクティング流路４６２は図示したようにフレーム４２０の安着溝４２１の先端部に配置されたインジェクティングキャップ４６０の中心部を貫通する形状に形成される。インジェクティングキャップ４６０は図３、図４及び図８を参照して説明したインジェクティングキャップ３６０と同じ形状に形成されるため、インジェクティングキャップ４６０の形状に関する説明は省略する。ここで、インジェクティングキャップ４６０はヘッドフレーム４２０内に形成されたインジェクティング部に含まれる。
【０１２６】
インジェクティング部はヘッドフレーム４２０内に形成され、インジェクティング部には燃料ガス流路４２４の端部に形成された燃料ガスチェンバー４２７、燃料ガスチェンバー４２７内に設置されたインジェクティングコア４５０及びインジェクティングキャップ４６０によって形成される。
【０１２７】
インジェクティングコア４５０は円筒状の外周面を有し、上述したように中心部に長さ方向に沿って予熱酸素流路４５２が形成される。予熱酸素流路４５２はインジェクティングコア４５０の先端部から後端部まで貫通する形状に形成されるが、予熱酸素流路４５２の先端部はフランジ部４４１が安着溝４２１に安着された際にインジェクティングガス流入孔４４２と連結される。
【０１２８】
インジェクティングコア４５０の先端部の外側にはテーパー面が形成されるが、これは図３及び図４を参照して説明したテーパー面３５１と同じ形状を有するため、図３及び図４を参照した説明に代えることにする。
【０１２９】
インジェクティングコア４５０の後端部はヘッドフレーム４２０内に形成された燃料ガス流路４２４及び予熱酸素流路４２５の間に配置される。即ち、インジェクティングコア４５０はヘッドフレーム４２０の燃料ガス流路４２４及び予熱酸素流路４２５を連結する形状に配置され、インジェクティングコア４５０はヘッドフレーム４２０と一体に形成される。
【０１３０】
一方、上述したようにテーパー面が形成されたインジェクティングコア４５０の先端部の前方には上述したインジェクティングキャップ４６０が離隔配置される。インジェクティングキャップ４６０の後端部にはテーパー面が形成されるが、これはインジェクティングコア４５０の先端部に形成されたテーパー面に相応して先端部の方向に向かって陥入された形状を有する。インジェクティングキャップ４６０の陥入された形状のテーパー面の中心部はインジェクティング流路４６２の後端と連結される。
【０１３１】
よって、インジェクティングコア４５０及びインジェクティングキャップ４６０はインジェクティングコア４５０のテーパー面が形成された部分の一部がインジェクティングキャップ４６０のテーパー面が形成された部分に挿入された形状に配置される。
【０１３２】
インジェクティングキャップ４６０はヘッドフレーム４２０の安着溝４２１に形成された通孔に挿入される方式でヘッドフレーム４２０と結合されるが、ヘッドフレーム４２０と一体に形成されてもよい。
【０１３３】
インジェクティングキャップ４６０がヘッドフレーム４２０と一体に形成される場合、図面にＣＬで示した部分を中心にヘッドフレーム４２０の先端部及び後端部をそれぞれ製作してから溶接などの方法で結合してもよい。よって、ヘッドフレーム４２０の製作が非常に簡便になる。
【０１３４】
また、ヘッドフレーム４２０は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、切断作業中にヘッドフレーム４２０が加熱されても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合される現象が発生しない効果が得られる。
【０１３５】
一方、燃料ガスチェンバー４２７は図３及び図４を参照して説明した燃料ガスチェンバー３２７と同じく、インジェクティング流路４６２を介して高速に噴射される予熱酸素の流動によって形成された低圧によって予熱酸素と共にインジェクティング流路４６２に流入されて層流流動するように燃料ガスが流入される空間である。
【０１３６】
本実施例の燃料ガスチェンバー４２７は本発明の第１実施例（図１の１）の燃料ガスチェンバー（図３の３２７）に比べその体積が小さく形成されているが、これはチップ４００に形成された火口（図示せず）で必要な火力を踏まえて適正量の燃料ガスが混合ガスに混入される大きさに形成されることを例示したものである。
【０１３７】
上述したように、燃料ガス地レバー４２７の体積は必要に応じて加減されるように形成されるが、それによって切断酸素流路４２６の形状が本発明の第１実施例１の切断酸素流路（図２４の３２6）と異なるように形成されてもよい。即ち、切断酸素流路４２６の形状は燃料ガスチェンバー４２７の体積など必要に応じて適切な形状に形成される。
【０１３８】
固定ピン４２３は安着溝４２１に内側チップ４４０の後端面が安着された際にインジェクティング流路４６２及びインジェクティングガス流入孔４４２が容易に一致するようにするためのものである。
【０１３９】
即ち、固定ピン４２３の先端部は安着溝４２１にフランジ部４４１の後端面が安着される際にフランジ部４４１に形成されたピン挿入孔４４８に挿入されるが、ピン挿入孔４４８は固定ピンが挿入された際にヘッドフレーム４２０の切断酸素流路４２６の先端部がチップ４００の切断酸素流路４４５の後端部と連結され、インジェクティング流路４６２の先端部がインジェクティングガス流入孔４４２に連結される位置に形成される。
【０１４０】
ちなみに、図示したこととは異なって切断酸素流路４２６を中心にする際にインジェクティング流路４６２及び固定ピン４２３の位置が互いに非対称に配置された場合、ピン挿入孔４４８及び一つのインジェクティングガス流入孔４４２や複数のインジェクティングガス流入孔（図示せず）のうちいずれか一つ又はそれに相応する位置に配置されるようにそれぞれ形成され、ピン挿入孔４４８に固定ピン４２３が挿入されると一つのインジェクティングガス流入孔４４２又は複数のインジェクティング（図示せず）のうちいずれか一つがインジェクティング流路４６２と連結されるように形成される。
【０１４１】
よって、作業者がチップ４００をヘッドフレーム４２０に結合する過程で固定ピン４２３がピン挿入孔４４８に挿入されるようにすると、チップ４００及びヘッドフレーム４２０が正しい位置で結合されるため作業の便宜性が向上される。
図１０には図９に示したチップの後端部が示されている。図９を一緒に参照して説明する。
【０１４２】
図９及び図１０を一緒に参照すると、チップ４００の後端面、即ちフランジ部４４１の後端面には冷却流路４７１が形成される。冷却流路４７１はヘッドフレーム４２０の切断酸素流路４２６を介してチップ４００の切断酸素流路４４５に流入される切断酸素が流動される溝形状に形成される。
【０１４３】
切断酸素流路４４５には直線状の冷却流路４７１ａ及び曲線状の冷却流路４７１ｂが含まれる。ここで、直線状の冷却流路４１７ａはフランジ部４４１の中心部に配置された切断酸素流路４４５からフランジ部４４１の縁方向に向かって放射状に形成される。そして、曲線状の冷却流路４１７ｂはフランジ部４４１の後端面の縁部分に沿って形成され、図示したように直線状の冷却流路４７１ａの端部を互いに連結する形状を有する。
【０１４４】
よって、切断酸素がヘッドフレーム４２０の切断酸素流路４２６からチップ４００の切断酸素流路４４５に流入される過程で切断酸素の一部は直線状の冷却流路４７１ａ及び曲線状の冷却流路４１７ｂに沿って流動される。
【０１４５】
この際、切断酸素は低温であるため冷却流路４１７に沿って切断酸素が流動する場合には切断酸素と接触するチップ４００の後端面及びヘッドフレーム４２０の先端部が冷却される。即ち、切断作業又は逆火によってチップ４００が加熱される場合にもチップ４００を介して伝導される熱は冷却流路４７１を介して流動する切断酸素によって冷却されてヘッドフレーム４２０に伝達される熱が大きく減少される。
【０１４６】
よって、作業中にヘッドフレーム４２０が加熱されることが防止されるため、加熱によるチップ４００、ヘッドフレーム４２０、燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４などの温度上昇が抑制される。
【０１４７】
現在、燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４の素材としては加熱による酸化を防止するための銅合金を使用しているが、上述したような冷却流路４７１の冷却作用によって酸化が防止されるため、燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４の素材が銅合金より安価で機械的強度が優秀でありながらも軽量である素材に代替される効果が得られる。
図１１には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
【０１４８】
図１１を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機（図示せず）のヘッドフレーム５２０内には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４とそれぞれ連結された燃料ガス流路５２４、予熱酸素流路５２５及び切断酸素流路５２６がそれぞれ形成される。
【０１４９】
ここで、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のバルブ束は燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４を含むが、図１及び図２を参照して説明したバルブ束２と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
【０１５０】
また、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機には上述したチップ（図３の３００、図９の４００）のうちいずれか一つが適用されるため、その説明を省略する。
【０１５１】
ヘッドフレーム５２０には燃料ガス流路５２４、予熱酸素流路５２５及び切断酸素流路５２６を互いに連結しながらヘッドフレーム５２０の一部を後端から先端部の方向に貫通する分配器挿入孔５２８が形成されるが、分配器挿入孔５２８には分配器が挿入される。分配器には分配器本体５５０が含まれる。
【０１５２】
分配器本体５５０は円筒状に形成され、分配器本体５５０の外周面には切断酸素迂回溝５５６が形成される。切断酸素迂回溝５５６は分配器本体５５０の外周面に陥入された形状に形成されるが、分配器本体５５０が分配器挿入孔５２８に挿入された際に分配器本体５５０の外周面のうち切断酸素流路５２６に相応する位置に形成される。
【０１５３】
よって、切断酸素流路５２６のうち分配器挿入孔５２８に結合された分配器本体５５０によって遮断された部分は切断酸素迂回溝５５６を介して連結されるため、切断酸素管３４に流入された切断酸素は切断酸素迂回溝５５６を介して切断酸素流路５２６の先端部まで流動される。
【０１５４】
分配器本体５５０の先端部にはインジェクティングコア部５５５が形成される。インジェクティングコア部５５５の外周面には分配器本体４４０の先端方向に行くほど外径が減少する形状にテーパー面５５１が形成される。
【０１５５】
分配器本体５５０のうち切断酸素迂回溝５５６が形成された部分よりは先端方向で、テーパー面５５１５が形成された部分よりは後端方向である部分には予熱酸素流入孔５５４が形成される。
【０１５６】
予熱酸素流入孔５５４は分配器本体５５０の外周面から中心部まで放射状に複数個が形成される。ここで、予熱酸素流入孔５５４は図示したように分配器本体５５０が分配器挿入孔５２８に挿入された際に分配器本体５５０の外周面のうち予熱酸素流路５２５に相応する位置に形成される。
【０１５７】
一方、インジェクティングコア部５５５の中心部には予熱酸素流路５５２が形成される。予熱酸素流路５５２は分配器本体５５０の中心に沿って分配器本体５５０の先端から予熱酸素流入孔５５４に連結されるように形成される。言い換えると、予熱酸素流路５５２は予熱酸素流入孔５５４の分配器本体５５０の中心部に配置された部分から分配器本体５５０の先端まで連結形成される。
よって、予熱酸素流入孔５５４に流入された予熱酸素は予熱酸素流路５５２を経て分配器本体５５０の先端に噴射される。
【０１５８】
ヘッドフレーム５２０にはインジェクティングコア部５５５に相応する形状を有してインジェクティングコア部５５５の先端方向に離隔配置されたインジェクティングキャップ部５６１が形成される。インジェクティングキャップ部５６１の中心部にはインジェクティング流路５６２が形成され、インジェクティング流路５６２の周辺はインジェクティングコア部５５５のテーパー面５５１の形状に相応する形状に中心部に行くほどヘッドフレーム５２０の先端部に向かって陥入された形状のテーパー面が形成される。
【０１５９】
インジェクティングコア部５５５の周辺には燃料ガス流路５２４と連結された燃料ガスチェンバー５２７が形成され、燃料ガス管３２を介して流入された燃料ガスが燃料ガス流路５２４を経てから燃料ガスチェンバー５２７に流入される。
【０１６０】
よって、予熱酸素流路５５２を介してインジェクティングコア部５５５の先端に形成された予熱酸素噴射孔５５３に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路５６２に流入され、それによってテーパー面５５１の周辺部の圧力は相対的に低くなる。よって、燃料ガスチェンバー５２７内の燃料ガスは予熱酸素と共にインジェクティング流路５６２に流入され、インジェクティング流路５６２では燃料ガス及び予熱酸素が上述したように層流流動するようになる。
【０１６１】
ヘッドフレーム５２０の先端部に形成された安着溝５２１には上述したチップ（図３の３００又は図９の４００）の後端部が安着され、上述した締結部材（図３の３１０又は図９の４１０）がヘッドフレーム５２０の先端部に形成されたねじ山部５２２に締結されてチップ（３００又は４００）及びヘッドフレーム５２０が固定されるようにする。
【０１６２】
このように、本発明の他の実施例ではヘッドフレーム５２０内にインジェクティングコア部５５５、インジェクティングキャップ部５６１及び燃料ガスチェンバー５２７によってインジェクティング部が形成される。
【０１６３】
一方、分配器本体５５０の外周面のうちテーパー面５５１及び予熱酸素流入孔５５４との間の部分と、予熱酸素流入孔５５４及び切断酸素迂回溝５５６の間の部分と、切断酸素迂回溝５５６及び分配器本体５５０の後端の間の部分のうち少なくとも一つの部分は分配器挿入孔５２８の内周面と溶接結合される。
【０１６４】
ここで、上述したような溶接結合は、分配器本体５５０の外周面のうちテーパー面５５１及び予熱酸素流入孔５５４との間の部分、予熱酸素流入孔５５４及び切断酸素迂回溝５５６の間の部分、切断酸素迂回溝５５６及び分配器本体５５０の後端の間の部分にそれぞれ溶接溝５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃを形成し、この溶接溝５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃにリング状の溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）を収容させてからこの部分を加熱して溶接棒（図示せず）又は溶接材（図示せず）が溶接されるようにすることで行われる。
このような溶接方法としては、超音波溶接又はブレージングなどの方法が使用される。
【０１６５】
このような方法で形成された溶接溝５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃによって、ヘッドフレーム５２０内で燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることが防止され、チップ（図３の３００）から伝導された熱によってヘッドフレーム５２０が加熱されても上述した密閉部材などの劣化による損傷が発生しないため、ヘッドフレーム５２０は半永久的に使用可能である。
特に、本実施例によるヘッドフレーム５２０はその加工が非常に容易なため、ヘッドフレーム５２０の製造に所用されるコストが節約される。
ちなみに、固定ピン５２３は図９を参照して説明した固定ピン４２３と同じであるため、その説明を省略する。
図１２には本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のヘッドフレームの断面図が示されている。
【０１６６】
図１２を参照すると、本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機（図示せず）のヘッドフレーム６２０内には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４とそれぞれ連結された燃料ガス流路６２４、予熱酸素流路６２５及び切断酸素流路６２６がそれぞれ形成される。
【０１６７】
ここで、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機のバルブ束は燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４を含むが、図１及び図２を参照して説明したバルブ束２と同じ構造を有するものが適用されるため、その説明を省略する。
【０１６８】
また、図示されていない本発明の他の実施例による逆火防止ガス切断機には上述したチップ（図３の３００、図９の４００）のうちいずれか一つが適用されるため、その説明を省略する。
ヘッドフレーム６２０にはインジェクティングコア６５０、内側キャップ６５４及び外側キャップ６５５が含まれる。
【０１６９】
ヘッドフレーム６２０には燃料ガス流路６２４及び予熱酸素流路６２５を互いに連結する形状にインジェクティングコア挿入孔６２８が形成される。そして、ヘッドフレーム６２０には予熱酸素流路６２５及び切断酸素流路６２６を互いに連結する形状にキャップ挿入孔６２９が形成される。図示したように、インジェクティングコア６２８及びキャップ挿入孔６２９は互いに連結形成され、キャップ挿入孔６２９はインジェクティングコア挿入孔６２８より大きい直径を有するように形成される。
インジェクティングコア挿入孔６２８にはインジェクティングコア６５０が挿入される。
【０１７０】
インジェクティングコア６５０の先端部にはテーパー面６５１が形成されるが、テーパー面６５１はインジェクティングコア６５０の先端に行くほど外径が減少される形状に形成される。
【０１７１】
インジェクティングコア６５０の後端部の外周面はインジェクティングコア挿入孔６２８の内周面に相応する形状に形成され、インジェクティングコア６５０は後端部の外周面が燃料ガス流路６２４及び予熱酸素流路６２５の間を遮断する形状に配置されるようにインジェクティングコア挿入孔６２８に挿入される。
【０１７２】
インジェクティングコア６０には予熱酸素流路６５２が形成されるが、予熱酸素流路６５２はインジェクティングコア６５０の中心部を後端から先端まで貫通する形状に形成される。予熱酸素流路６５２の先端部には予熱酸素流路６５２より小さい直径を有する予熱酸素噴射孔６５３が形成される。
【０１７３】
一方、キャップ挿入孔６２９の内側には内側キャップ６５４が挿入される。内側キャップ６５４は円板状を有し、内側キャップ６５４の外周面はキャップ挿入孔６２９の内側の外周面に相応する形状を有するように形成される。内側キャップ６５４はキャップ挿入孔６２９内の予熱酸素流路６２５及び切断酸素流路６２６の間を遮断する形状に配置される。
よって、予熱酸素流路６２５の流入された予熱酸素は内側キャップ６５４によって切断酸素流路６２６に流入されることが防止される。
【０１７４】
外側キャップ６５５はキャップ挿入孔６２９をカバーする形状に結合される。外側キャップ６５５の外周面はキャップ挿入孔６２９の後端部の内周面に相応する形状を有するように形成され、外側キャップ６５５によって切断酸素流路６２６を流動する切断酸素はヘッドフレーム６２０の外部に流出されなくなる。
【０１７５】
インジェクティングコア６５０の後端部の外周面、内側キャップ６５４の外周面及び外側キャップ６５５の外周面には溶接溝６５０ａ，６５４ａ，６５５ａがそれぞれ形成される。溶接溝６５０ａ，６５４ａ，６５５ａは図示したようにヘッドフレーム６２０の後端部の方向に開放された形状に形成される。
【０１７６】
よって、ヘッドフレーム６２０にインジェクティングコア６５０、内側キャップ６５４及び外側キャップ６５５を結合しようとする際には、ヘッドフレーム６２０の先端部が下の方向、即ち重力の方向を向くようにしてからインジェクティングコア６５０をインジェクティングコア挿入孔６２８の内側に安着させ、溶接溝６５０ａに上述したようなリング状の溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）を挿入する。
【０１７７】
次に、キャップ挿入孔６２９の内側に内側キャップ６５４を挿入する。この際、キャップ挿入孔６２９はインジェクティングコア挿入孔６２９より大きい直径を有するため、インジェクティングコア挿入孔６２９及びキャップ挿入孔６２９の間に段差が形成され、内側キャップ６５４はこの段差によって支持されてキャップ挿入孔６２９の内側に配置される。
内側キャップ６５４が配置された後には溶接溝６５４ａにリング状の溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）を挿入する。
【０１７８】
外側キャップ６５５の外周面はキャップ挿入孔６２９の内周面に多少無理やり差し込まれるように形成される。よって、外側キャップ６５５がキャップ挿入孔６２９に挿入される際に外側キャップ６５５が正しい位置を維持することができる。
【０１７９】
外側キャップ６５５がキャップ挿入孔６２９の入口、即ちキャップ挿入孔６２９をカバーする位置に配置された後、溶接溝６５５ａにリング状の溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）を挿入する。
【０１８０】
次に、溶接溝６５０ａ，６５４ａ，６５５ａに挿入されたリング状の溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）を融着するが、この方法としては超音波溶接又はブレージングなどの方法が使用される。
【０１８１】
溶接棒（図示せず）又は粉末状態の溶接材（図示せず）の融着によってヘッドフレーム６５０、インジェクティングコア６５０、内側キャップ６５４及び外側キャップ６５５が互いに溶接結合６５０ｂ，６５４ｂ，６５５ｂされて一体化される。よって、切断作業又は逆火などによってチップ（図２４の３００）から伝導された熱によってヘッドフレーム６２０が加熱されても上述した密閉部材などの劣化による損傷が発生しないため、ヘッドフレーム６２０内で燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることが防止され、ヘッドフレーム５２０を半永久的に使用可能である。
【０１８２】
特に、ヘッドフレーム６２０はインジェクティングコア６５０、内側キャップ６５４及び外側キャップ６５５をヘッドフレーム６２０内に順次に配置してから溶接を行うことができるため、ヘッドフレーム６２０の製造が容易になる効果が得られる。
【０１８３】
一方、ヘッドフレーム６２０の内部のうちインジェクティングコア６５０が配置された部分の先端部側にはインジェクティングキャップ部６６１が形成される。インジェクティングキャップ部６６１はインジェクティングコア６５０の先端部からヘッドフレーム６２０の先端部の方向に離隔配置され、その中心部にはインジェクティング流路６６２が形成される。
【０１８４】
インジェクティング流路６６２の周辺はインジェクティングコア６５０のテーパー面５５１の形状に相応する形状を有するように中心部に行くほどヘッドフレーム６２０の先端部に向かって陥入された形状のテーパー面が形成される。
【０１８５】
インジェクティングコア部６５０の周辺には燃料ガス流路６２４と連結された燃料ガスチェンバー６２７が形成され、燃料ガス管３２を介して流入された燃料ガスが燃料ガス流路６２５を経て燃料ガスチェンバー６２７に流入される。
【０１８６】
よって、予熱酸素流路６５２を介してインジェクティングコア６５０の先端の予熱酸素噴射孔６５３に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路６６２に流入され、それによってテーパー面６５１の周辺の圧力は相対的に低くなる。よって、燃料ガスチェンバー６２７内の燃料ガスは予熱酸素と共にインジェクティング流路６６２に流入され、インジェクティング流路６６２では燃料ガス及び予熱酸素が上述したように層流流動する。
【０１８７】
このように、本発明の他の実施例ではヘッドフレーム６２０内にインジェクティングコア６５０、インジェクティングキャップ部６６１及び燃料ガスチェンバー６２７によってインジェクティング部が形成される。固定ピン６２３は図９を参照して説明した固定ピン４２３と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８８】
前記のような本発明の実施例によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合されれた可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるため、逆火が発生しても火炎がヘッドまでには到達されずチップ内部でも圧力の差が少ないため根本的に逆火が発生しないためヘッドの寿命が延長される。
【０１８９】
そして、本発明の実施例によると、熱に脆弱な密閉部材を必要としないように構成することで、ヘッドが加熱されてもインジェクティング部の密閉状態が維持されて耐久性及び安全性が向上される。
【０１９０】
また、本発明の実施例によると、インジェクティングガス（混合されていない酸素及びガス）が生成されるインジェクティング部（予熱酸素及び燃料ガスが層流形成される）をヘッド内に配置することで、燃焼ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上される。
また、本発明の実施例によると、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストが節約される。
また、本発明の実施例によると、チップに切断酸素が流動される冷却流路を形成してチップを冷却することで作業中のヘッドの加熱が最小化される。
本発明について追加に説明する。
まず、図１3及び図14に関する説明は上述した内容と実質的に同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【０１９１】
図１３には図１に示した逆火防止ガス切断機におけるヘッドの断面図が示されており、図１４には図１３に示したヘッドの分解断面図が示されている。図１３及び図１４を一緒に参照して説明する。
【０１９２】
図１３及び図１４を参照すると、ヘッドフレーム３２０内には燃料ガス管３２、予熱酸素管３３及び切断酸素管３４とそれぞれ連結された燃料ガス流路３２４、予熱酸素流路３２５及び切断酸素流路３２６が形成される。
前記構成の説明は重複されるため省略するが、但し整列管３７０などの構成については以下で図１８を介して後述する。
【０１９３】
図１５には図１３に示したチップの分解斜視図が示されているが、図１５を参照すると、外側チップ３３０の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部３３１が形成され、内側チップ３４０の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部３４１が形成される。
【０１９４】
内側チップ３４０のフランジ部３４１及び外側チップ３３０のフランジ部３３１は同じ外径を有するように形成され、内側チップ３４０のフランジ部３４１の一部はヘッドフレーム３２０の安着溝３２１に挿入されるようにする。
【０１９５】
よって、図１３及び１４に示したように締結部材３１０によってチップ３００がヘッドフレーム３２０に固定される場合、内側チップ３４０のフランジ部３４１の一部は安着溝３２１に安着され、外側チップ３３０のフランジ部３３１は内側チップ３４０のフランジ部３４１と重なった状態で締結部材３１０によって加圧される。
【０１９６】
この際、前記締結部材３１０の挿入孔３１１とねじ山部３１２の間には前記外側チップ３３０のフランジ部３３１と内側チップ３４０のフランジ部３４１の一部が重なった状態で一緒に挿入される整列穴３１３が形成されており、この整列穴３１３によって、ヘッドフレーム３２０にチップ３００を結合する際に外側チップ３３０のフランジ部３３１と内側チップ３４０のフランジ部３４１を整列穴３１３に挿入することで外側チップ３３０と内側チップ３４０の中心が自動的に整列されるようにする機能を行う。よって、チップ３００の組立性をよくし円周方向のガス通路を同心円状に均一にしてガスの流れを円滑にすることができる。
【０１９７】
内側チップ３４０のフランジ部３４１にはインジェクティングガス流入孔３４２が貫通形成され、外側チップ３３０のフランジ部３３１の後端面が内側チップ３４０のフランジ部３４１に接した際に前記インジェクティングガス流入孔３４２は混合ガス流路３３３と連結されるように形成される。
【０１９８】
一方、図１５に示したように、外側チップ３３０の外径及び内側チップ３４０の外径は先端部方向に行くほど減少される形状を有する。内側チップ３４０には後端部から先端部を貫通する形状に切断酸素流路３４５が形成され、切断酸素流路３４５の先端部は切断酸素噴射口３４６を形成する。
【０１９９】
内側チップ３４０の外径が減少された部分の外周面には切断酸素噴射口３４６を中心にして放射状に配置された複数のスリット３４４が形成される。外側チップ３３０の先端部には通孔３３２が形成されるが、内側チップ３４０が外側チップ３３０内に挿入されると内側チップ３４０の外径が減少された部分は外側チップ３３０の通孔３３２内に挿入される。
ここで、内側チップ３４０の外径が減少された部分の外径は外側チップ３３０の通孔３３２の内径に相応するように形成される。
【０２００】
その他、内側チップ３４０の中間部分の外径は外側チップ３３０の中間部分の内径より小さく形成される。よって、図１３に示したように内側チップ３４０が外側チップ３３０内に挿入された際には内側チップ３４０の外周面及び外側チップ３３０の内周面との間に混合ガス流路３３３が形成される。
【０２０１】
よって、チップ３００の後端面の中心部に切断酸素が供給されると切断酸素は切断酸素流路３４５を経て切断酸素噴射口３４６に噴射され、インジェクティングガス流入孔３４２に流入されたインジェクティングガスは混合ガス流路３３３を経てスリット３４４を介して通孔３３２とスリット３４４との間の混合ガス噴射口（図６の３４７）に噴射される。それについては図１６を参照して説明する。
図１６は図１３のチップの先端部を示す側面図であり、図１６を参照すると火口３４９は切断酸素噴射口３４６及び混合ガス噴射口３４７によって形成される。
上述したように、切断酸素噴射口３４６は内側チップ３４０の中心部に配置され、混合ガス噴射口３４７は切断酸素噴射口３４６の周辺に放射状に配置される。
【０２０２】
ここで、混合ガス噴射口３４７はスリット（図１５の３４４）によって形成されたものであり、混合ガス噴射口３４７に噴射される混合ガスに着火されて被加工材（図示せず）を十分に加熱した後、切断酸素噴射口３４６を介して切断酸素が噴射されると被加工材（図示せず）が酸化されて被加工材（図示せず）の切断が行われる。
【０２０３】
図１７は図１３のチップの後端部を示す側面図であり、図１７を参照すると、内側チップ３４０のフランジ部３４１の後端面の中心部には切断酸素流路３４５の後端部が配置され、切断酸素流路３４５からフランジ部３４１の外側の半径方向に形成された連結流路３４８が具備されるが、この連結流路３４８はヘッドフレーム３２０の切断酸素流路３２６と内側チップ３４０の切断酸素流路３４５を連通する。また、切断酸素流路３４５の縁部分にはインジェクティングガス流入孔（図１３の３４２）が配置される。
【０２０４】
即ち、上述したように切断酸素噴射口３４６に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口３４７に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路３４５に切断酸素が供給されてインジェクティングガス流入孔３４２からインジェクティングガスが流入されるべきである。
【０２０５】
この際、前記連結流路３４８はチップ３００の切断酸素流路３４５を介して高熱がヘッドフレーム３２０の切断酸素流路３２６に直接伝達されるときより連結流路３４８を介して熱伝達の遅延されるようにしてヘッドフレーム３２０の過熱を最大限防止する。
図１８には図１３に示したヘッドフレーム３２０の先端部が示されている。
【０２０６】
図１８を参照すると、ヘッドフレーム３２０の先端部に形成された安着溝（図１４の３２１）には切断酸素流路３２６の先端部とインジェクティング流路３６２の先端部が配置される。
【０２０７】
この際、前記ヘッドフレーム３２０のインジェクティング流路３６２又はチップ３００のインジェクティングガス流入孔３４２のうちいずれか一方、例えば本実施例では図１３乃至図１５のようにヘッドフレーム３２０のインジェクティング流路３６２の方に整列管３７０を差し込んで固定し、チップ３００との結合の際に前記整列管３７０をチップ３００のインジェクティングガス流入孔３４２に差し込んで合わせることで前記インジェクティング流路３６２とインジェクティングガス流入孔３４２の中心が一致するようになっており、前記インジェクティング流路３６２の内径と整列管３７０の内径は同じく設定することが好ましい。
【０２０８】
逆に、図示していないが、チップ３００のインジェクティングガス流入孔３４２の方に整列管３７０を差し込んで固定し、ヘッドフレーム３２０との結合の際に前記整列管３７０をチップ３００のインジェクティング流路３６２に差し込んで合わせることで前記インジェクティング流路３６２とインジェクティングガス流入孔３４２の中心が一致するように構成してもよい。
【０２０９】
また、本発明は前記整列管３７０の外周面に差し込まれるパッキング３６３を具備し、チップ３００の内側チップ３４０には前記パッキング３６３が挿入されるパッキング溝３６４が形成されてヘッドフレーム３２０とチップ３００を結合すると共に、整列管３７０が整列管３７０が具備されたヘッドフレーム３２０及び内側チップ３４０の間の気密を維持するようにしている。よって、パッキング３６３によって混合ガス流路３３３を流れる混合ガスと切断酸素流路３４５に流れる切断酸素が互いに混合されることを遮断することができる。
更に図１３及び図１４を参照してヘッドフレーム３２０の内部構造について説明するが、前記図３及び図４の内容と重複する事項は省略する。
インジェクティングコア３５０のテーパー面３５１が形成された先端部の前方にはテーパー面３５１に対応する形状のテーパー面３６１が離隔形成されている。
よって、テーパー面３５１とテーパー面３６１との間には間隔が形成されているが、この間隔は燃料ガスチェンバー３２７と連結される。
【０２１０】
インジェクティングコア３５０の中心部に形成された予熱酸素流路３５２はインジェクティングコア３５０の後端でヘッドフレーム３２０に形成された予熱酸素流路３２５と連結される。よって、予熱酸素流路３２５を介して流入された予熱酸素はインジェクティングコア３５０の後端に流入されて予熱酸素流路３５２を経て予熱酸素噴射孔３５３に噴射される。予熱酸素噴射孔３５３に噴射された予熱酸素はインジェクティング流路３６２に流入される。
【０２１１】
この過程で、高速に噴射される予熱酸素の流動によってインジェクティングコア３５０のテーパー面３５１及びテーパー面３６１の間の間隔は低圧が形成され、それによって燃料ガス流路３２４を経て燃料ガスチェンバー３２７内に流入されていた燃料ガスは両テーパー面３５１，３６１の間に流入されて予熱酸素共にインジェクティング流路３６２内に流入される。
【０２１２】
上述したように、インジェクティング流路３６２に流入された予熱酸素及び燃料ガスはインジェクティング流路３６２及びそれに連結されたインジェクティングガス流入孔３４２を流動する間に互いに層を成して流動（層流流動）する。
次に、混合室で混合されて混合ガス３３３を経て混合ガス噴射口（図１６の３４７）に噴射される。
【０２１３】
一方、本発明の一実施例による逆火防止ガス切断機（図１の１）は上述したようにインジェクティング部がヘッドフレーム３２０内に配置された構造によって、使用中に逆火が発生しても火炎がインジェクティング流路３６２まで到達するため爆発などの事故が誘発される可能性が非常に低い効果が得られる。
【０２１４】
また、燃料ガスより相対的に高圧である予熱酸素の高速噴射によって燃料ガスチェンバー３２７内の燃料ガスがインジェクティング流路３６２に吸入されて層を成して流動される方式であるため、燃料ガスの供給圧力に依存する方式とは異なって燃料ガスが安定的に供給されて一定な火力が維持される効果が得られる。
【０２１５】
上述したように、ヘッドフレーム３２０は燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が互いに混合されることを防止するための別途の密閉部材を必要としない。即ち、ゴムのような弾性素材で製造された密閉部材を使用しなくても燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素が任意に混合されることを防止することができるため、逆火などによってヘッドフレーム３２０が加熱されて密閉部材の逆火による損傷による燃料ガス、予熱酸素及び切断酸素の混合現象が発生しない効果が得られる。
【０２１６】
図１９は本発明の逆火防止ガス切断機における他の実施例のヘッドを示す図であり、図２０は分解断面図であり、図２１はヘッドを構成するチップの分解者四図であって、上述した実施例のチップ３００は燃料ガスがＬＰＧである場合に専用に使用され、本実施例のチップ４００は燃料ガスがアセチレンである場合に専用に使用される。
よって、チップの構成のみ異なって残りの構成は同じであるため燃料ガスに応じてチップを交換して使用することができるように構成される。
【０２１７】
以下、アセチレン用のチップ４００の構成及び作用について説明するが、ヘッドフレーム３２０の構成については上述した実施例の構成と同じ符号を付与し詳細な構成及び作用の説明は省略する。
【０２１８】
図１９乃至図２１に示した他の実施例のチップ４００は、外側チップ４３０及び内側チップ４４０で形成される。内側チップ４４０は外側チップ４３０内に形成された空間に配置されるが、図示したようにチップ４００の内部は切断酸素流路４４５及び混合ガス流路４３３が形成された二重管の形状を有する、
【０２１９】
図２１にはチップの分解斜視図が示されているが、図２１を参照すると、外側チップ４３０の後端部には直径が拡張された形状を有するフランジ部４３１が形成され、内側チップ４４０の後端部にも直径が拡張された形状を有するフランジ部４４１が形成される。
【０２２０】
この際、外側チップ４３０のフランジ部４３１は内側チップ４４０のフランジ部４４１より大きい直径に形成され、フランジ部４４１が差し込まれる組立穴３４３を具備し、フランジ部４３１の一部は締結部材３１０の整列穴３１３に挿入されて残りの一部はヘッドフレーム３２０の安着溝３２１に挿入される。
【０２２１】
よって、図１９に示したように締結部材３１０によってチップ４００がヘッドフレーム３２０に固定される場合、外側チップ４３０のフランジ部４３１の一部は安着溝３２１に安着され、内側チップ４４０のフランジ部４４１は外側チップ４３０のフランジ部４３１に形成された組立穴４３４内に挿入された状態で締結部材３１０によって加圧固定される。
【０２２２】
前記外側チップ４３０のフランジ部４３１と内側チップ４４０のフランジ部４４１の間は溶接で固定するか圧入固定して互いに堅剛な組立状態を維持することが好ましく、それによってチップ４００の組立性をよくし円周方向のガス通路を同心円状に均一に維持してガスの流れを円滑にすることができる。
【０２２３】
内側チップ４４０のフランジ部４４１には混合ガス流路４３３と連結されるインジェクティングガス流入孔４４２が貫通形成され、内側チップ４４０の後端部から先端部を貫通する形状に切断酸素流路４４５が形成され、切断酸素流路４４５の先端部には連結管４５０が差し込まれて固定されており、連結管４５０の先端が切断酸素噴射口４４６を形成する。
【０２２４】
内側チップ４４０の先端部側の外周面には放射状に配置された複数のスリット４４４が形成されて外側チップ４３０と内側チップ４４０の間に混合酸素が流れるようになっており、外側チップ４３０の先端部は内側チップ４４０の先端部より長く形成されて通孔４３２が形成されるが、この通孔４３２に連結管４５０が差し込まれて固定され、外側チップ４３０の先端部に切断酸素噴射口４４６を中心にして複数個の混合ガス噴射口４３５が円周方向に形成され、混合ガス噴射口４３５の後端部はスリット４４４を介して混合ガス流路４３３と連通される。
【０２２５】
よって、チップ４００の後端面の中心部に切断酸素が供給されると切断酸素は切断酸素流路４４５と連結管４５０を経て切断酸素噴射口４４６に噴射され、混合ガス流路４３３に流入されたインジェクティングガスが混合室で混合されて混合ガスが生成され、スリット４４４を介して混合ガス噴射口４３５に噴射される。それについては図２２を参照して説明する。
図２２は図１９のチップの先端部を示す側面図であり、図２２を参照すると、火口４４９は切断酸素噴射口４４６及び混合ガス噴射口４３５によって形成される。
【０２２６】
上述したように、切断酸素噴射口４４６は内側チップ４４０の中心部に配置され、混合ガス噴射口４３５は切断酸素噴射口４４６の周辺に円周方向に複数個配置される。
【０２２７】
ここで、混合ガス噴射口４３５に噴射される混合ガスに着火されて被加工材（図示せず）を十分に加熱してから切断酸素噴射口４４６を介して切断酸素が噴射されると、被加工材（図示せず）が酸化されて被加工材（図示せず）の切断が行われる。
【０２２８】
図２３は図１９のチップ４００の後端部を示す側面図であり、図２３を参照すると、内側チップ４４０のフランジ部４４１の後端面の中心部には切断酸素流路４４５の後端部が配置され、切断酸素流路４４５からフランジ部の外側部の半径方向に形成された連結流路４４８が具備されるが、この連結流路４４８は図１９でのようにヘッドフレーム３２０の切断酸素流路３２６と内側チップ４４０の切断酸素流路４４５を連通する。また、切断酸素流路４４５の縁部分にはインジェクティングガス流入孔（図２０の４４２）及びパッキング溝４６４が配置される。
【０２２９】
即ち、上述したように切断酸素噴射口４４６に切断酸素が噴射されて混合ガス噴射口４３５に混合ガスが噴射されるようにするためには、切断酸素流路４４５に切断酸素が供給されて混合ガス流路４３３にインジェクティングガスが流入されて混合ガスが生成されるべきである。
【０２３０】
この際、前記連結流路４４８はチップ４００の切断酸素流路４４５を介して高熱がヘッドフレーム３２０の切断酸素流路３２６に直接伝達されるときより連結流路４４８を介して熱伝達が遅延差荒れるようにしてヘッドフレーム３２０の過熱を最大限防止する。
【０２３１】
このようなチップ４００によって上述したチップ３００と同じ作用が行われるが、燃料ガスとしてＬＰＧを使用する場合にはＬＰＧ用チップ３００をヘッドフレーム３２０に装着して使用し、燃料ガスとしてアセチレンを使用する場合にはアセチレン用チップ４００をヘッドフレーム３２０に装着して使用する。
【０２３２】
前記のような特徴的構成を有する本発明の実施例によると、ヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔のうちいずれか一方に固定された整列管をヘッドフレームとチップの結合の際に他方のインジェクティング流路又はインジェクティングガス流入孔に差し込んで合わせる簡単な作業によってヘッドフレームのインジェクティング流路とチップのインジェクティングガス流入孔の中心を正確に一致することができるため、ヘッドフレームとチップの結合の際にインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔を互いに一致する作業を非熟練者であっても非常に迅速で便利に行うことができ、整列管によってヘッドフレームに対するチップの流動が防止されるため、長時間使用してもインジェクティング流路とインジェクティングガス流入孔が互いに外れることを防止し、それによってガスの供給を円滑にする効果がある。
【０２３３】
また、本発明は整列管の外周に差し込まれるパッキングを具備し、前記パッキングが挿入されるパッキング溝をチップのインジェクティングガス流入孔の方に形成することで、ヘッドフレームとチップの結合の際に整列管とこの整列管が具備されたヘッドフレーム又はチップとの間の気密を維持することができ、長時間使用することでヘッドフレームとチップとの間に微細な隙が形成されてもパッキングが切断酸素流路とインジェクティングガス流入孔との間の気密を維持して逆火を防止する効果がある。
【０２３４】
また、本発明はチップを構成する内側チップと外側チップに形成されたフランジ部が締結部材の整列穴に互いに重なった状態で一緒に差し込まれて締結部材の内面に形成された突出部位にかかった状態で維持されるため、ヘッドフレームとチップの結合と同時に、自動的にチップを構成する内側チップと外側チップの中心を一致することができるため、それによってチップの組立性をよくし円周方向のガス通路が同心円状に均一に配置されてガスの流れを円滑に維持する効果がある。
【０２３５】
また、本発明はチップの中心部に配置された切断酸素流路から外側の半径方向に連結流路が形成されてヘッドフレームの切断酸素流路とチップの切断酸素流路を間で連結することで、チップの切断酸素流路を介して高熱がヘッドフレームの切断酸素流路に直接伝達されるときより連結流路を介して熱伝達が遅延されるためヘッドフレームが過熱されることを最大限防止する有用な発明である。
以下、本発明について追加に説明する。
【０２３６】
図２４は図１に示したガス切断器のヘッドの断面図及び図示した「Ａ」部の詳細拡大図であり、図２５は図２４に示したヘッドの分解断面図であり、図２６は図２４に示したチップの分解斜視図であり、図２７は図２６にVIIで示した方向から眺めた内側チップの後端部の図であり、図２８は図２４に示したヘッドフレームの先端部の図であり、図２９は本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッド部の分解断面図であり、図３０は図２９に示したチップの後端部の図であり、図３１は本発明の他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図であり、図３２は本発明のまた他の実施例によるガス切断機のヘッドフレームの断面図である。
【０２３７】
まず、前記各図面の説明に関して、対応する図１〜図２３の図面、図面番号などで既に説明された内容と同じであるか実質的に同じものは省略しているが、技術的思想では同じ意味として解釈されるべきである。
【０２３８】
図２４には図１に示したガス切断器のヘッドの断面図が示されており、図２４には図２４に示した「Ａ」部の詳細拡大図が示されており、図２５には図２４に示したヘッドの分解断面図が示されている。
【０２３９】
前記ヘッドフレーム３２０のインジェクティング流路３６２又はインジェクティングガス流入孔３４２のうちいずれか一方、例えば本実施例では図２４乃至図２７のようにヘッドフレーム３２０のインジェクティング流路３５２の方に整列管３７０を差し込んで固定した状態で、チップ３００との結合の際に前記整列管３７０をチップ３００に形成されたインジェクティングガス流入孔３４２に差し込んで合わせる。
【０２４０】
よって、前記インジェクティング流路３６２とインジェクティングガス流入孔３４２の中心が一致するようになり、前記インジェクティング流路３６２の内径と整列管３７０の内径は同じく設定される。
【０２４１】
それとは逆に、図示していないが、チップ３００のインジェクティングガス流入孔３４２の方に整列管３７０を差し込んで固定した後、ヘッドフレーム３２０との結合の際に前記整列管３７０をチップ３００のインジェクティング流路３６２に差し込んで合わせることによってインジェクティング流路３６２とインジェクティングガス流入孔３４２の中心が一致するように構成してもよい。
【０２４２】
また、前記整列管３７０の外周面にはその周面に差し込まれるパッキング３７１を具備し、チップ３００の内側チップ３４０には前記パッキング３７１が挿入されるパッキング溝３４８を形成してヘッドフレーム３２０とチップ３００の結合と同時に整列管３７０と内側チップ３４０との間の機密を維持する。
よって、前記パッキング３７１によって混合ガス流路３３３に流れる混合ガスと切断酸素流路３４５に流れる切断酸素が互いに混合されることを遮断する。
【０２４３】
前記のような特徴的構成を有する本発明によると、予熱酸素及び燃料ガスが混合された可燃性の混合ガスがチップ内で生成されるようにしてチップ内の短い流路によって混合ガスの圧力の差を最大限減らすことで逆火を防止するが、その結果、チップとヘッドを含むトーチの寿命を延長し作業者の安全を維持することができる。
【０２４４】
本発明はインジェクティング部をヘッド内に配置することで燃料ガス不足による火力低下及び逆火による事故発生の可能性が最小化されると共に火力が向上され、ヘッド内に形成されたインジェクティング部の構造を単純化することで製造に所要される時間及びコストを節約することができる。
【０２４５】
これまで説明した本発明の実施例による技術的思想は本明細書で提示される実施例に制限されず、本発明を思想を理解する当業者は同じ思想範囲内で構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案することができるが、これもまた本発明の思想範囲に含まれるといえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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