KR101534029B1 - 실딩가스 분사장치 및 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부 및 상기 가스분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로가 형성되고 상기 가스분사부를 지지하는 지지부를 포함하고 상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접이음부를 향해 돌출형성된 실딩가스 분사장치를 구현하여 산화방지 및 용락 발생 방지 효과가 향상되고 작업 효율, 용접 품질 향상 및 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명은 복수의 실딩가스 분사장치 및 복수의 실딩가스 분사장치를 수용하되 복수의 용접토치 위치에 각각 대응하여 실딩가스 분사장치가 배치되는 고정케이싱을 포함하는 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치를 구현하여 다수의 용접 포인트에서 용접 진행시에도 동일한 용접품질을 얻을 수 있다.

Description

실딩가스 분사장치 및 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치{SHIELDING GAS INJECTION APPARATUS AND SHIELDING GAS INJECTION APPARATUS FOR MULTIPLE WELDING}

본 발명은 실딩가스분사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실딩가스 분사부와 용접 이음부의 거리를 최소화한 실딩가스분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러의 노 벽면을 구성하는 보일러 패널은 핀튜브로 구성된다. 상기 핀튜브는 튜브의 양 측면에 플레이트 형상의 핀이 돌출 형성되어 있으며, 이러한 핀튜브를 핀끼리 서로 용접하여 보일러 패널이 제작된다.

상기 보일러 패널은 화력 보일러의 노 벽면의 사방에 배치되고, 패널을 구성하는 튜브의 내부에는 냉매가 통과하여 보일러 노 내부의 강한 열을 흡수하고, 노 내의 높은 온도와 압력을 견디도록 구성되어 화염을 차단하는 역할을 한다.

상기 보일러 패널은 일반적으로 화력용 산업 보일러, 유동층 보일러 및 가스 보일러를 포함하여 기타 다양한 플랜트에서 사용되는 중요 부품 중 하나이다.

상기 보일러 패널은 핀튜브의 맞대기 용접을 통해 제작되는데, 용접 이음부의 두께에 따라 여러가지 용접 방법이 선택된다.

일반적으로 화력 보일러의 노 벽면을 구성하는 보일러 패널의 핀튜브 용접에는 플라즈마 용접이 사용된다. 특히, 용접을 위해 따로 용접 이음부를 가공할 필요 없이 직각 상태의 용접 이음부를 루트 갭 없이 맞댄 상태에서 플라즈마 아크를 용접 이음부에 관통시키면서 용접하는 키홀 용접 방법이 사용된다.

그러나, 상기 플라즈마 키홀 용접 방식에서는 아래와 같은 문제점들이 있었다.

즉, 상기 플라즈마 키홀 용접에서는 핀튜브의 핀을 맞대기 용접하기 전에, 용접 시작 부위를 취부하고 튜브를 이송시키며 맞대기 용접이 진행되는데, 핀튜브의 직진도, 용접 이음부인 개선면의 가공 정도, 핀튜브 이송에 따른 진동 등에 의해 용접 이음부에 루트 갭이 발생하게 된다. 종래의 실딩가스분사장치는 챔버 방식으로 형성되어 용접 이음부 가까이에서 실딩가스를 공급해주기 어려운 문제점이 있었다. 용접 이음부 이면 가까이에서 실딩가스를 충분히 공급해주지 않으면, 키홀 용접 중에 상기 루트 갭의 벌어진 정도에 따라 용융금속이 그루브의 반대측으로 녹아 떨어지는 용락이 발생하며, 용락으로 인한 용락물이 아래로 떨어져 실딩가스 분사구를 막아 차폐효과를 저하시켜 보일러 패널의 불량을 야기하는 문제점이 있었다.

또한, 기존에는 플라즈마 키홀 용접에 한 개의 용접토치를 사용하여 핀튜브 두개의 맞대기 용접을 진행했으나, 최근 생산성 향상시키기 위해 두 개 이상의 용접토치를 사용하여 다수 개의 핀튜브를 동시에 맞대기 용접을 진행하는 멀티용접토치를 이용한 보일러 패널 제작방법이 사용된다.

상기 멀티용접토치 사용시, 인접한 아크 간에 간섭 현상이 발생하여 용접 아크 방향이 일정하지 않아 보일러 패널의 용접 불량을 야기하는 문제점이 발생 되는데, 이를 해결하기 위해 각 용접토치를 지그재그로 배치하여 아크 간섭을 방지하게 된다.

그러나, 종래의 실딩가스분사장치는 멀티용접토치의 지그재그 배치에 따라 유연하게 실딩가스분사장치를 배치하는데에 어려움이 있어서 멀티용접토치 사용시에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

일예로, 한국 등록특허공보 10-1110732는 스테인리스 강의 용접장치에 관한것으로, 용접용 지그 테이블의 하면에 설치되는 냉각 및 이면 실딩 지그를 개시하고 있다. 상기 냉각 및 이면 실딩지그는 용접 이음부를 향하도록 중앙에 형성되는 홈부와 상기 홈부측으로 상기 용접 이음부의 산화막 방지를 방지하기 위하여 보호가스를 공급하도록 형성되는 가스통로를 포함한다.

그러나 이러한 종래의 냉각 및 이면 실딩 지그는 홈부 측면에 실딩가스를 공급하기 때문에 용접 이음부에 가깝게 실딩가스를 분사할 수 없으며, 균일한 가스분사가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 종래의 냉각 및 이면 실딩 지그는 멀티용접토치의 지그재그 배열에 대해 실딩가스분사장치의 유연한 배치가 어려워 적용에 한계성이 있고, 용접 품질 저하 및 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.

KR 10-1110732 B

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 실딩가스 분사부와 이면 용접부간 거리를 최소화하여 산화방지 및 용락 발생 방지 효과를 향상시킬 수 있는 실딩가스 분사장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접 이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부와, 상기 가스 분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로를 포함하고 상기 가스분사부를 지지하는 지지부를 포함하는 실딩가스 분사장치가 제공될 수 있다. 이때 상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접 이음부를 향해 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 가스분사부는, 상기 용접 이음부와 대향하고 복수의 가스배출공이 형성되는 가스분사면과, 상기 가스분사면 끝에서 상기 지지부까지 연장되고 경사지게 형성되는 적어도 하나의 경사면을 포함할 수 있다.

상기 다수개의 가스배출공은 등간격으로 배치되며, 직경은 0.01mm 이상이고 1mm 이하인 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.

상기 가스분사부는, 상기 지지부와 상기 분사면 사이에 구비되어 가스유로에서 공급된 실딩가스가 모이고 상기 다수개의 가스배출공과 연통되어 실딩가스를 상기 가스배출공으로 공급하는 실딩가스 분배부를 더 포함할 수 있다.

상기 실딩가스 분배부는 상기 가스유로와 연통되고 상기 분사면과 이격되어 나란하게 배치될 수 있다.

상기 가스유로는 상기 지지부의 일측면에 배치된 적어도 하나 이상의 가스유입구를 포함할 수 있다.

상기 지지부는 냉각수유입구와 냉각수배출구를 구비하는 냉각수유로를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각수유입구와 냉각수배출구는 상기 냉각수유로의 양단에 각기 형성되어 상기 지지부의 일측에 배치될 수 있다.

상기 지지부는 체결수단이 수용될 수 있는 고정흠이 더 형성될 수 있다. 상기 고정홈은 상기 지지부의 길이방향 혹은 폭방향으로 연속해서 길게 형성될 수 있다. 또한 상기 고정홈은 상기 지지부의 두께방향으로 관통형성되고, 상기 고정홈의 두께방향의 일측에 단턱을 가질 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부와, 상기 가스분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로가 형성되고 상기 가스분사부를 지지하는 지지부를 포함하는 복수의 실딩가스 분사장치; 및 상기 복수의 실딩가스 분사장치가 수용되되 복수의 용접토치에 각각 대응하여 상기 용접용 실딩가스 분사장치가 배치되는 고정케이싱;을 포함하는 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치가 제공될 수 있다. 이때 상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접 이음부를 향해 돌출 형성될 수 있다.

상기 복수의 용접토치는 복수의 용접대상물이 서로 용접되는 지점 위에 각각 배치되되 하나의 용접 대상물을 사이에 두고 양측에 배치되는 두 개의 용접토치는 상기 용접 대상물의 길이방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

그리고 상기 복수의 실딩가스 분사장치는 상기 용접토치의 위치에 대응하여 복수의 용접 대상물이 서로 용접되는 지점 아래에 각각 배치되되 하나의 용접 대상물을 사이에 두고 양측에 배치되는 두 개의 실딩가스 분사장치는 상기 용접 대상물의 길이방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

특히 상기 용접 대상물이 네 개 이상일 때 상기 용접토치 및 상기 실딩가스 분사장치는 용접 대상물과 용접 대상물 사이마다 하나씩 배치되되 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.

상기 용접 대상물은 핀튜브이고 복수의 핀튜브가 핀끼리 접하여 상기 용접토치에 의해 상기 용접이음부가 형성될 수 있다.

상기 고정케이싱은, 하면에 상기 지지부가 고정되고 상면은 개방되어 상기 가스분사부가 노출될 수 있다.

상기 고정케이싱은 하면에 상기 지지부를 체결하기 위해 상기 지지부에 형성된 고정홈에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 관통공을 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가스분사부와 용접 이음부간 거리가 가까운 상태에서 실딩가스를 분사하므로 산화방지 효과가 극대화되며 작업 효율, 용접 품질 향상 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 멀티 용접토치를 사용하여 용접 진행시, 인접한 아크 간에 간섭 현상을 방지하기 위한 용접토치의 배치에 맞춰 실딩가스가 분사되므로 다수개의 용접 포인트에서 동일한 용접품질을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실딩가스 분사장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 실시예의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 실시예의 배면 사시도이다.
도 4는 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 실시예의 사용상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 실시예의 사용상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실딩가스 분사장치의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 실시예의 측면도이다.

또한, 도 3은 실딩가스분사장치의 배면의 모습을 보여주는 배면 사시도이고, 도 4는 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ단면도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실딩가스분사장치의 사용상태도이다.

본 발명은 보일러 패널(400)을 구성하는 핀튜브(410)의 플라즈마 키홀 용접중 용접 이음부의 산화막을 방지하고, 열변형을 방지하여 용접 이음부를 보호하도록 배치되는 실딩가스분사장치에 관한 것으로, 가스 분사부가 용접 이음부에 대향하여 돌출되므로 실딩가스 분사부와 이면 용접부간 거리를 최소화하여 용락 발생 방지 효과를 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는 용접 대상물로 핀튜브를 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 실딩가스 분사장치는, 실딩가스를 용접 이음부를 향해 분사하기 위한 가스분사부(100), 가스분사부(100)를 지지하는 지지부(200)를 포함한다.

상기 가스분사부(100)와 상기 지지부(200)는 일체로 연결되어 형성되며, 지지부(200)는 상부 내지 하부에서 바라볼 때 단면이 대략 직사각형이다. 다만 지지부(200)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 가스분사부(100)를 지지하고 후술할 가스유로(210)와 냉각수유로(220)가 형성될 수 있는 어떠한 형상이어도 좋다.

상기 가스분사부(100)는 지지부(200)에서 용접 이음부(600)를 향해 돌출되어 형성된다. 이러한 가스분사부(100)는 가스배출공(111)이 배치되는 가스분사면(110), 상기 가스분사면(110) 양측으로 형성되는 경사면(120) 및 상기 가스분사부(100) 내부에 형성되는 실딩가스 분배부(130)를 포함한다.

용접 이음부(600)와 대향하는 가스분사부(100)에는 가스분사면(110)이 구성되어 있다. 상기 가스분사면(110)은 소정의 폭을 갖고 핀튜브(410)의 길이방향으로 연장된다. 가스분사면(110)의 길이방향의 길이는 폭방향 길이보다 길고, 가스분사면(110)의 폭방향 길이는 후술할 지지부(200)의 폭방향 길이보다 짧다.

여기서 가스분사면(110)의 길이방향 길이는 용접 후, 냉각시간 동안 충분한 실딩가스 퍼지 효과를 얻을 수 있을 정도로 충분히 길게 형성되며, 예를 들어 가스분사면(110)의 길이방향 길이는 50mm 내지 150mm일 수 있다.

상기 가스분사면(110)에는 등간격으로 배치되는 다수개의 가스배출공(111)이 형성된다. 가스배출공(111)의 직경은 0.01mm 이상 1mm 이하이며, 가스배출공(111)의 단면은 원형이다. 다만 가스배출공(111)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고 다각형으로 형성될 수도 있다. 가스배출공(111)의 직경이 0.01mm보다 작으면 실딩가스가 원할하게 분출되지 않고, 가스배출공(111)의 직경이 1mm 보다 크면 용접이음부(600)로 분사되는 실딩가스의 분사압이 낮아지게 되어 실딩가스 퍼지효과가 줄어들게 된다.

또한, 가스분사부(100)에는 상기 가스분사면(110) 양끝에서 각각 지지부(200)까지 연장되는 한 쌍의 경사면(120)이 형성된다.

상기 가스분사부(100)의 측단면 형상은 사다리꼴일 수 있다.

일반적으로 키홀 용접 진행 중에, 용접 금속간 루트 갭의 벌어진 정도에 따라 용융금속이 그루브의 반대측으로 녹아 떨어지는 용락이 발생하며, 용락으로 인한 용락물(20)이 용접부 이면에서 녹아떨어지는데, 상기 가스분사부(100)에 형성되는 경사면(120)에 의해 가스분사면(110)의 좌우로 용락물(20)이 흘러내려 가스분사면(110)에 배치되는 가스배출공(111)의 막힘현상을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 가스분사부(100)는 상술한 가스배출공(111)과 연통되어 실딩가스를 상기 가스배출공(111)으로 공급하는 실딩가스 분배부(130)를 더 포함한다. 도 4를 참조하면, 실딩가스 분배부(130)는 지지부(200)와 가스분사면(110) 사이에 구비되며, 또한 두 개의 경사면(120) 사이에 구비된다. 실딩가스 분배부(130)는 가스분사면(110)의 길이방향으로 연장되며 가스분사면(110)보다 더 짧게 연장되는 관 형상의 실딩가스 모임관(131)과, 상기 실딩가스 모임관(131)에서 각각의 가스배출공(111)까지 연장되는 복수 개의 분배관(132)을 포함한다. 실딩가스 모임관(131)은 후술할 가스유로(210)와 연통되어 가스유로(210)에서 공급된 실딩가스가 모이는 관이다. 분배관(132)은 실딩가스 모임관(131) 내부의 실딩가스가 각각의 가스배출공(111)까지 흐르는 관이다.

상기 실딩가스 모임관(131)은 상기 가스분사면(110)과 이격되어 나란하게 배치될 수 있다.

가스유로(210)에서 공급된 실딩가스는 가스분사부(100) 내부에 형성된 실딩가스 분배부(130)에 의해 실딩가스분사장치 내부에서 머무르는 시간이 길어지게 되고, 실딩가스 모임관(131)에서 고르게 섞인 실딩가스는 모든 가스배출공(111)으로 균등하게 공급되어 용접이음부(600)의 품질이 향상된다.

지지부(200)는 대체적으로 직육면체로 형성되며, 실딩가스분사장치로 유입된 실딩가스를 실딩가스 분배부(130)로 공급하는 가스유로(210), 냉각수유로(220) 및 체결을 위한 고정홈(230)을 포함한다.

도 3에서와 같이 실딩가스분사장치 내부로 실딩가스가 유입되기 위해, 지지부(200) 내부에 가스유로(210)가 형성된다. 상기 가스배출공(111)의 직경은 상기 가스유로(210)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

상기 가스유로(210)는 두 개가 형성되며, 서로 이격되어 각각 지지부(200) 하부에서 상기 실딩가스 모임관(131)까지 연장된다. 상기 지지부(200)의 하면에는 상기 가스유로(210)와 각각 연결되어 실딩가스가 유입되는 가스유입구(211a, 211b)가 관통 형성된다.

상기 가스유로(210)로 공급되는 실딩가스는 질소가스, 아르곤, 헬륨, 수소, 산소, 탄산가스 또는 아르곤과 수소의 혼합가스, 아르곤과 헬륨의 혼합가스일 수 있다.

도 1을 참조하면, 실딩가스분사장치의 열에 의한 변형을 방지하기 위해 지지부(200)의 내부에 냉각수유로(220)가 형성된다. 상기 지지부(200) 일측에는 상기 냉각수유로(220)로 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(221)가 관통 형성된다. 또한 상기 냉각수유입구(221)가 형성된 측면과 동일한 측면에 상기 냉각수유로(220)를 통과한 냉각수가 배출되는 냉각수배출구(222)가 관통 형성된다.

또한, 지지부(200)에는 체결수단에 의해 지지부(200)를 임의의 물체에 고정하기 위한 고정홈(230)이 더 형성된다. 고정홈(230)은 지지부(200)의 테두리에 복수개가 형성되며, 내면에 단턱(231)이 더 형성된다.

본 발명에서 상기 고정홈(230) 내면에 단턱(231)을 구비한 이유를 설명하면, 상기 지지부(200)는 임의의 물체에 볼트 체결될 수 있는데, 볼트 머리부가 상기 고정홈(230) 내부로 삽입배치되어 지지부(200) 상면 위로 볼트 머리부가 돌출되지 않도록 하기 위함이다.

상기 고정홈(230)은 지지부(200)의 각 모서리에 인접하여 배치될 수 있으며, 고정홈(230)은 지지부(200)의 측방향 개방형으로 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티토치 용접용 실딩가스분사장치의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예의 사용상태도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치는 복수의 실딩가스 분사장치와 고정케이싱(300)을 포함한다.

실딩가스 분사장치는 용접 이음부에 실딩가스를 분사하는 장치로서, 가스분사부(100), 지지부(200)을 포함한다. 가스분사부(100) 및 지지부(200)의 구성 및 기능은 상술한 실딩가스 분사장치의 일 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

고정케이싱(300)은 멀티토치 용접시 복수의 용접토치 각각에 대응하여 실딩가스를 분사하기 위해 실딩가스 분사장치가 복수 개 수용되는 케이스이다. 이러한 고정케이싱(300)은 상부가 개방되어 가스분사부(100)의 적어도 일부가 노출된다.

고정케이싱(300)의 하면은 지지부(200)와 체결되어 지지부(200)를 고정하며, 체결을 위한 관통공이 복수 개 형성된다. 이때 복수의 관통공은 상기 지지부(200)의 테두리에 복수개 형성되는 고정홈(230) 각각의 위치에 대응되어 형성된다. 그리고 고정케이싱(300)의 하면에는 가스유입구(211) 또는 상기 가스유입구(211)와 연결되는 가스공급튜브가 통과할 수 있는 구멍이 더 형성된다.

고정케이싱(300)의 측면은 고정케이싱(300)의 내부에 배치된 세 개의 실딩가스 분사장치의 측면을 전체적으로 둘러싸는 형상으로 형성된다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고 대략적인 직사각형의 실루엣을 갖도록 형성되거나 복수의 실딩가스 분사장치가 용접토치에 각각 대응하여 배치되는 형상에 따라 변형될 수 있다. 이러한 고정케이싱(300)의 측면은 냉각수 유입구 및 배출구(221, 222)가 통과하는 홈이 더 형성된다.

세 개의 실딩가스 분사장치는 세 개의 용접토치(500) 위치에 대응하여 상기 고정케이싱(300) 내에 배치되고, 고정홈(230)이 볼트에 의해 상기 고정케이싱(300)의 하면에 체결된다. 이때 실딩가스 분사장치는 상기 고정케이싱(300)의 하면으로부터 상방으로 기결정된 높이로 이격되어 고정될 수 있다. 이때, 세 개의 실딩가스 분사장치는 냉각수 유입구 및 배출구(221, 222)가 각각 고정케이싱(300)의 측면에 형성된 홈을 통과하도록 배치되며, 후술하는 바와 같이 배치되는 세 개의 용접토치(500)의 위치에 대응되게 배치된다.

세 개의 용접토치(500)는 플라즈마 키 홀 용접시 인접한 용접토치(500)의 아크 간 간섭현상을 방지하기 위해 핀튜브(410)의 길이방향으로 이격되고 핀튜브의 폭방향을 따라 지그재그로 배치된다. 도 7을 참조하면, 하나의 핀튜브를 사이에 두고 양쪽에 배치되는 인접한 용접토치는 핀튜브의 길이방향을 기준으로 기결정된 각도(θ)를 가지도록 배치된다. 그리고 상기 인접한 용접토치는 핀튜브의 폭 방향 거리가 핀튜브의 폭(W)과 동일하게 배치된다. 상기 기결정된 각도(θ)는 45°보다는 크고 90°보다는 작은 범위에서 결정될 수 있다.

세 개의 용접토치(500)는 아크 간 간섭현상을 방지하기 위해 전체적으로 지그재그로 배치된다. 도 7을 참조하면, 도면을 기준으로 위에서 두번째 핀튜브의 양쪽에 각각 배치되는 용접토치를 첫번째 및 두번째 용접토치라고 지칭할 때, 도면을 기준으로 위에서 세번째 및 네번째 핀튜브 사이에 배치되는 세번째 용접토치는 두번째 용접토치와 핀튜브의 길이방향으로 이격되되 첫번째 용접토치가 설치된 방향으로 이격되어 설치된다.

세 개의 실딩가스 분사장치는 세 개의 용접토치에 각각 대응되게 배치되되, 가스분사면(110)의 길이방향과 상기 핀튜브의 길이방향이 나란하도록 실딩가스 분사장치가 배치된다. 그리고 세 개의 실딩가스 분사장치는 가스분사면(110)의 중심부가 용접토치(500)의 아래에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한 첫번째 용접토치에 대응되는 실딩가스 분사장치(이하, '첫번째 실딩가스 분사장치')와 세번째 용접토치에 대응되는 실딩가스 분사장치(이하, '세번째 실딩가스 분사장치')는 가스 분사면(110)이 길이방향으로 서로 나란하도록 이웃하여 배치되되 가스 분사면(110) 사이의 거리는 핀튜브의 폭(W)의 대략적인 두배 거리가 되도록 이격되어 배치된다.

그리고 두번째 용접토치에 대응되는 실딩가스 분사장치(이하, '두번째 실딩가스 분사장치')는 상술한 첫번째 및 세번째 실딩가스 분사장치로부터 핀튜브(410)의 길이방향으로 두번째 용접토치 쪽으로 이격되어 배치된다.

이렇게 고정케이싱(300)에 고정된 실딩가스 분사장치는, 보일러 패널 제작을 위해 복수의 핀튜브(410)가 핀(412)이 서로 맞닿도록 나란하게 배치되면 핀과 핀이 접하는 지점 아래에 도 7에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 배치된 복수의 용접토치(500)에 의해 용접이 진행되면서 복수의 핀튜브(410)는 도 7에 도시한 이송방향으로 이송된다. 그리고 상기 용접토치(500)에 의해 핀과 핀 사이에 형성되는 용접 이음부 이면으로 가스분사면에서 분사된 실딩가스가 공급된다.

이와 같이, 지그재그로 배치되는 용접토치(500)를 복수 개 이용하여 플라즈마 키홀 용접 시, 각각의 용접토치(500)의 위치에 대응하여 실딩가스 분사장치가 배치되고 이러한 실딩가스 분사장치가 고정케이싱에 의해 고정되므로, 복수개의 용접토치(500)를 사용하면서도 작업공간을 최소화하고 인접한 용접토치(500)간 아크 간 간섭을 최소화하며 안정적으로 실딩가스를 공급하여 동시에 형성되는 복수의 용접이음부의 용접품질이 균일한 장점이 있다. 다만 배치 방식은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 복수의 용접토치(500)를 이용한 플라즈마 키홀 용접 시, 인접한 아크 간에 간섭 현상을 방지할 수 있는 어떠한 배치 방식이어도 좋다.

또한 상기 고정케이싱(300)이 상기 복수의 실딩가스분사장치의 외표면을 감싸고 있으므로 플라즈마 키홀 용접 시 용접 이음부(600) 이면에 생성되는 용락물이 사방으로 비산되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 실딩가스분사장치 110 : 가스분사면
10 : 실딩가스 111 : 가스배출공
20 : 용락물 120 : 경사면
100 : 가스분사부 130 : 분배부
200 : 지지부 131 : 모임관
300 : 고정케이싱 132 : 분배관
400 : 보일러패널 210 : 가스유로
500 : 용접토치 211 : 가스유입구
600 : 용접이음부 220 : 냉각수유로
W : 핀튜브 폭 221 : 냉각수유입구
T : 핀튜브 길이방향 축 222 : 냉각수배출구
230 : 고정홈
231 : 단턱
410 : 핀튜브
411 : 튜브
412 : 핀

Claims (16)

1. 용접 이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부; 및
   상기 가스분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로를 포함하고, 상기 가스분사부를 지지하는 지지부;를 포함하고,
   상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접 이음부를 향해 돌출되어 형성되며,
   상기 지지부에는 체결수단이 수용될 수 있는 고정홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가스분사부는,
   상기 용접 이음부와 대향하고, 다수개의 가스배출공이 형성되는 가스분사면; 및
   상기 가스분사면 끝에서 상기 지지부 까지 연장되고, 경사지게 형성되는 적어도 하나의 경사면;
   을 포함하는 실딩가스 분사장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가스배출공의 직경은 0.01mm 이상이고 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 가스배출공은 원형 또는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 가스분사부는,
   상기 지지부와 상기 분사면 사이에 구비되어 상기 가스유로에서 공급된 실딩가스가 모이고, 상기 다수 개의 가스배출공과 연통되어 실딩가스를 상기 가스배출공으로 공급하는 실딩가스 분배부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 실딩가스 분배부는,
   상기 분사면과 이격되어 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 실딩가스 분배부는 복수개의 가스유로와 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 가스유로는 상기 지지부에서 돌출되는 하나 이상의 가스유입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 지지부는,
   냉각수유입구 및 냉각수배출구를 포함하는 냉각수유로가 더 형성된 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 냉각수유입구와 냉각수배출구는 상기 지지부 외부로 돌출되어 상기 냉각수유로의 양 끝단에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 실딩가스 분사장치.
11. 삭제
12. 용접 이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부와, 상기 가스분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로가 형성되고 상기 가스분사부를 지지하는 지지부를 포함하는 복수의 실딩가스 분사장치; 및
    상기 복수의 실딩가스 분사장치가 수용되되, 복수의 용접토치 각각에 대응하여 상기 실딩가스 분사장치가 배치되는 고정케이싱;을 포함하고,
    상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접 이음부를 향해 돌출되어 형성되며,
    상기 복수의 용접토치는 복수의 용접대상물이 서로 접하는 지점상에 각각 배치되고, 적어도 두 개의 용접토치가 하나의 용접대상물을 사이에 두고 양측에 각각 하나씩 배치되되 상기 용접대상물의 길이방향으로 이격되어 배치되고,
    상기 실딩가스 분사장치는 상기 용접토치의 위치에 대응하여 상기 복수의 용접 대상물이 서로 접하는 지점 아래에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티토치 용접용 실딩가스 분사장치.
13. 삭제
14. 제 12항에 있어서,
    상기 용접 대상물은 핀튜브이고,
    상기 용접토치는 핀튜브와 핀튜브 사이마다 배치되되, 적어도 세 개의 용접토치가 상기 핀튜브의 길이방향에서 봤을 때 지그재그로 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티토치 용접용 실딩가스분사장치.
15. 삭제
16. 용접 이음부로 실딩가스를 분사하는 가스분사부와, 상기 가스분사부로 실딩가스를 공급하는 가스유로가 형성되고 상기 가스분사부를 지지하는 지지부를 포함하는 복수의 실딩가스 분사장치; 및
    상기 복수의 실딩가스 분사장치가 수용되되, 복수의 용접토치 각각에 대응하여 상기 실딩가스 분사장치가 배치되는 고정케이싱;을 포함하고,
    상기 가스분사부는 상기 지지부에서 상기 용접 이음부를 향해 돌출되어 형성되며,
    상기 고정케이싱은, 하면에 상기 지지부가 고정되고 상면은 개방되어 상기 가스분사부가 노출되고,
    상기 고정케이싱은 하면에 상기 지지부를 체결하기 위한 복수의 관통공이 형성되되 상기 관통공은 상기 지지부에 형성된 고정홈에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티토치 용접용 실딩가스분사장치.

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