JP2000176638A - ガス切断器の火口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス切断機の溶断部の幅を狭めて切断ざいの
切断精度を上げ、少ない切断酸素の使用で切断速度を上
げ、厚板切断が可能な方法を提供する。 【解決手段】 ガス切断機の火口先内の切断酸素通路に
コアンダスパイラル流れを発生する装置を置き、切断酸
素気流に収斂性を与え、接触性を良好ならしめ課題を解
決させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に鋼の熱切断の
方法として使用されるガス切断器の火口の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】素材を局部的に溶融除去して切断を行う
熱切断の一つがガス切断である。ガス切断に適する金属
は主に鋼であるが、鋼の切断方法としては簡便で、高能
率で、経済的であるため広く使用されている。

【０００３】図２に一般的な低圧アセチレン火口を示
す。ガス切断器は図示した火口本体Ｆと火口に余熱ガス
２２と切断酸素２１を供給するトーチヘッド（図示せ
ず）と該トーチヘッドに接続する管や弁等（図示せず）
から構成されている。余熱ガス２２はアセチレンやＬＰ
Ｇ等に酸素を混合したガスからなり、切断材の予熱に使
用される。切断酸素２２は高純度を要求される酸素で、
切断材を切断するために供給される。

【０００４】火口本体Ｆは、外側に配置されている円筒
状間隙からなる予熱ガス通路５と、中央に配置されてい
る切断酸素通路４から構成されていて、両通路５と４は
それぞれ火口本体Ｆの先端にある余熱ガスノズル１２と
切断ガスノズル１７に開口している。予熱ガスノズル１
２は環状の間隙からなるものと、数個の小孔が衛星状に
配列されたものとがある。切断ガスノズル１７は１ヶの
小孔で構成され、小孔の断面が並行なストレート吹き口
と末広りのダイバージェント吹き口の２種類がある。

【０００５】ガス切断の方法は図３に示すように、先ず
予熱炎Ｐで切断材Ｍの表面の一部を発火温度まで加熱
し、加熱部に切断酸素ノズル１０から高純度の切断酸素
気流Ｃを噴出させると、鋼中の鉄が燃焼し、多量の熱を
発生する。その熱で更に切断材は加熱域Ｚに示す範囲ま
で加熱され、一部は溶融する。切断材の燃焼部分と溶融
部分とは切断酸素の機械エネルギで吹き飛ばされて切断
は行われる。

【０００６】

【発明が解決すべき課題】一般に切断酸素は予熱ガスに
混合する酸素と同一のものを使用するが、鋼を燃焼する
必要上、高純度のものが要求される。また板厚が厚くな
るに従い、又切断速度を速くするに従い、切断材の加熱
温度を保つために切断酸素量を増す必要がある。ガス切
断のコストを節減する方法は、如何に少ない酸素量で、
厚い切断材を、速い速度で切断するかにかかっている。

【０００７】切断酸素量を増すためには切断酸素ノズル
の径を増すことになるが、径が大きくなると切断部の間
隙が大きくなり、型切り切断では常にケガキ線の外側を
たどる必要が生じ非常に不便である。その上、切断酸素
気流は先端にゆくに従い広がるので、切断材の裏面の切
断幅は表面の幅より広くなる傾向にあるという不具合が
生じる。もし切断酸素気流を収斂して細くまとめること
ができれば、切断部の幅も狭くなり、切断面も並行にな
り、その上使用酸素量も減少することになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】酸素の気流にコアンダ効
果を与えると酸素気流は収斂して小さな径になる。この
方法を利用するのが本発明である。

【０００９】コアンダ効果とは管内を流れる気体や液体
が管の内壁から離れて中心部に集中して流れようとする
現象であるが、図１を例にして説明すれば、管の中心部
に向けて円錐状の細隙９を通して酸素を切断酸素ノズル
１０に至る細管に流し込むことにより発生するスパイラ
ル流れで得られる。

【００１０】このコアンダスパイラル流れは、これまで
の乱流或いは層流の概念とは全く別のものであること
が、発明者らによって明らかにされていて、管内のスパ
イラル流れは管の中心軸に向けて収斂しながら流れ、そ
の乱れ度は小さく、この傾向は流体が管の開口を離れた
後まで続く。

【００１１】本発明はこのコアンダスパイラル流れの発
生装置を火口先１に組込み、旋回する収斂性の切断酸素
気流で切断を行うことである。これで切断部の幅は狭く
なり、切断精度は上がり、切断材の溶断量が減少し、旋
回流によって酸素と鋼の接触が良くなり、消費する酸素
量が減少し、切断材の厚さが同じなら切断スピードが上
昇する。この様にしてガス切断の合理化を行うのが本発
明の目的である。

【００１２】

【実施例】図１に本発明の火口先１の断面を示す。火口
先は外筒２と２つの部品で組み立てられている内筒３か
ら構成されている。外筒２と内筒３の間の隙間は予熱ガ
スの通路１１となっている。この余熱ガス通路１１は火
口先１の先端で絞られて余熱ガスノズル１２に開口して
いる。この構造は従来の火口先と同様である。

【００１３】内筒３の中心に切断酸素通路４があり、そ
の突き当りから数本の分岐路５で環状室６に通じてい
る。この分岐路５は凸円錐面７を保持するためのもので
ある。環状室６は切断酸素２１が凸円錐面７と凹円錐面
８とで形作くられた円錐状の細隙９に流入する前に一旦
流速を落す場所である。切断酸素２１は細隙９を通過す
ると切断酸素ノズル１０に至る小管に入るが、この小管
内で切断酸素２１は強力なコアンダスパイラル流れとな
り、トロネード状の酸素気流となって切断材に向かう。

【００１４】この細隙９は０．０１ミリ単位の精度が要
求されるので機械加工及び組立には細心の注意を要す
る。

【００１５】この火口先１は図２に示す一般の火口先と
互換性があり経済的にも有効利用ができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１７】板厚の厚切断材を切断する場合や切断速度
を速くする場合に高純度の切断酸素の消費が少ない。

【００１８】切断面の間隙が狭いので切断精度が高くで
き、型切り等で小物を大量に切断する連続切断の場合等
に材料のロスが少い。

【００１９】従来の火口本体の火口先と互換性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の火口先の断面図である。

【図２】従来の火口本体の断面図である。

【図３】ガス切断の原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 火口先 ２ 外筒 ３ 内筒 ４ 切断酸素通路 ５ 分岐路 ６ 環状室 ７ 凸円錐面 ８ 凹円錐面 ９ 細隙 １０ 切断酸素ノズル １１ 余熱ガス通路 １２ 余熱ガスノズル ２１ 切断酸素 ２２ 余熱ガス ２３ 酸素気流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断酸素の通路に円錐状の細隙を設けた
   ガス切断器の火口先。