JP3204848U - ガスバーナー - Google Patents

Abstract

【課題】ガスバーナーの燃料管路に気液混相状態の燃料である生ガスが供給されたとしても、その燃料中の液体成分を気化させた後に火口から噴出させることのできる機能を備えたガスバーナーを提供する。【解決手段】グリップ４０と火口３２と燃料管路とを備える。燃料管路の途中箇所に燃料中に含まれる液体成分の気化室を形成する。気化室を形成している金属管２０の管壁の表面を、グリップ４０に設けた開口部で露出させる。気化室を、燃料管路の他の箇所よりも径大な管路によって形成することが望ましい。【選択図】図１

Description

本考案は、火口から噴出させた燃料ガスを燃焼させて火炎を発生させるガスバーナー、特に、気体成分に液体成分が混ざっている気液混相状態の燃料（生ガス）が火口から噴出することによって、燃焼やその燃焼によって生じた火炎が不安定になるという事態を防止するための対策が講じられたガスバーナーに関する。

ポリカーボネートやポリエチレンなどのプラスチック類、ステンレスやアルミなどの金属類、耐熱・硬質ガラスなどのガラス素材、タイルなどのセラミック素材、木質素材、ゴムなどのエラストマーといった様々な素材の密着性や接着性を改善するための処理方法として、ガスバーナーの火口から噴出させた燃料を燃焼させ、その燃焼によって生じた火炎を上記素材の表面に吹き付けて表面改質を行う表面処理方法が知られている。

この表面処理方法に用いられる燃料は可燃成分と表面改質成分との混合組成物でなり、燃料中の可燃成分には液化ガスが用いられていて、液体状態でボンベに蓄えられている。そして、表面改質処理中にボンベからガスバーナーに供給される燃料中の表面改質成分の含有濃度の変動を抑制するために、ボンベの燃料出口を下向きにすることによって燃料を液体状態で燃料配管中に放出させることが行われている。そのため、この種の表面処理方法を行うと、燃料が燃料配管を経てガスバーナーの燃料管路に到達して火口から噴出する燃料が必ずしも全量が気体状態であるとは限らず、気体成分に液体成分が混ざっている気液混相状態の燃料、すなわち生ガス（未気化ガス）であることもある。このような状況が起こる理由は、低気温などの影響で燃料配管やガスバーナーの燃料管路が冷やされてボンベから出た燃料の液体成分が気化せずにそのまま火口から噴出したり、燃料配管の内部で液体成分が気化したときの気化熱の影響で燃料配管やガスバーナーの燃料管路が冷えて気体成分が再液化したりすることなどによるものと考えられる。そして、それらの事態が起こると、ガスバーナーからは生ガスが発生し、気液混相状態の燃料が燃焼することになって燃焼状態が不安定になり、処理対象物の表面の処理品質が予定した通りに安定して得られなくなるという問題が生じる。そこで、何らかの方法で燃料中に混ざっている液体成分を気化させてガスバーナーの火口から燃料を気体状態で噴出させるということが行われている。

この表面処理方法を実施することが可能な先行例としての火炎表面処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

図４は特許文献１に記載されている火炎表面処理装置の概要を示した説明図である。同図の表面処理装置では、持ち運びが可能な可搬型ケース１００に倒立姿勢で設置されたボンベ５０の下向きの燃料出口５１とガスバーナー６０の燃料管路（不図示）とが燃料配管７０によって接続されている。燃料配管７０は、可搬型ケース１００の内部に配備されている内部金属配管７１と、可搬型ケース１００の外部に配備される外部ホース配管７２とに分かれている。そして、外部ホース配管７２は可撓性を有していて、作業者がガスバーナー６０のグリップ６１を手で掴んでそのガスバーナー６０を移動させたり火口６２の姿勢を変更させたりすることができるようになっている。また、図例の火炎表面処理装置では、内部金属配管７１に、その始端部に設けられた開閉バルブ７３やその終端部に設けられた圧力調整器７４が介在されているほか、熱交換器やキャピラリーチューブなどでなる内部燃料気化器８１が介在されている。さらに、外部ホース配管７２には、ガスバーナー６０の燃料管路との接続箇所の手前側に外部燃料気化器８２が介在されている。

ボンベ５０には、可燃成分としての液化ガスと表面改質成分との混合組成物でなる燃料が蓄えられている。そのため、図示のように倒立姿勢のボンベ５０の燃料出口５１が燃料配管７０に接続されていると、その燃料配管７０の内部には、ボンベ５０内の燃料の残量の多少にかかわらず一様な組成の燃料が液体状態で供給されるという利点がある。

図４に示した火炎表面処理装置において、開閉バルブ７３を開くと、ボンベ５０の燃料が内部金属配管７１に液体状態のまま導入される。この液体状態の燃料は、上記した理由により生ガスの状態で火口６２から噴出するという懸念があるけれども、この火炎表面処理装置では、内部燃料気化器８１の作用によって液体成分が気化した後、圧力調整器７４を経て外部ホース配管７２に導入され、その外部ホース配管７２を経てガスバーナー６０の燃料管路に達するので、ガスバーナー６０の火口６２から燃料が気体状態で噴出することになる。したがって、火口６２から噴出した気体状態の燃料を燃焼させることによって発生した火炎を、処理対象物としての素材の表面に吹き付けて表面改質処理を行うことが可能である。

また、上記した低気温などの理由により内部燃料気化器８１において、燃料中の液体成分の全量が気化されずに気液混相状態の燃料が外部ホース配管７２に供給されて火口６２から生ガスが噴出するといった懸念がある。そこで、この火炎表面処理装置では、上記の状況が生じた場合であっても、外部燃料気化器８２の作用により燃料中の液体成分を気化させることで対処できるようになっている。そのため、この火炎表面処理装置では、火口６２から生ガスが噴出する可能性が可及的低減化されて燃焼状態や火炎の安定性が保たれ、処理対象物としての素材の表面に予定した通りの処理品質を付与しやすくなる。

一方、ガスバーナーの火口から気液混相状態の生ガスが噴出する可能性が存在する事例は、上記したような火炎表面処理装置に適用されるガスバーナーだけであるとは限らない。たとえば、他の用途に用いられるガスバーナーであっても、気液混相状態の燃料を使用するものであれば、その火口から生ガスが噴出するという事態も起こり得る。

実用新案登録第３１８２５０４号公報

しかしながら、図４を参照して説明した先行例としての火炎表面処理装置によると、燃料中の液体成分を気化させる手段として、可搬型ケース１００の内部に設置した内部燃料気化器８１の他に、外部ホース配管７２に外部燃料気化器８２を介在させているので、その重量増や体積増などによって外部ホース配管７２の取り回しが悪くなったり、作業者によるガスバーナー６０の操作性が阻害されたりすることが懸念される。

本考案は以上の状況に鑑みてなされたものであり、ガスバーナーの燃料管路に気液混相状態の燃料である生ガスが導入されたとしても、その燃料中の液体成分を気化させた後に火口から噴出させることにより、ガスバーナーでの生ガスの発生を防ぐと共に、ガスバーナーでの燃焼安定性を向上させることのできる機能を備えたガスバーナーを提供することを目的としている。

本考案に係るガスバーナーは、作業者によって手で掴まれるグリップと、燃料の燃焼による火炎を発生させる火口と、この火口に連通された燃料管路と、を備えている。そして、上記燃料管路の途中箇所に燃料中に含まれる液体成分の気化室が形成され、この気化室を形成している管壁の表面が、上記グリップに設けられた開口部で、当該グリップを掴んだ作業者の手で覆われる箇所に露出している。

この構成であると、ガスバーナーを扱う作業において、ガスバーナーのグリップを掴んでいる作業者の手が燃料管路の途中箇所に形成されている気化室の管壁を覆って気化室の管壁に必ず触れることになる。そのため、その手の熱で、管壁や気化室の温度が、低気温や液体成分の気化熱の影響などで低下するという事態が起こりにくくなるか、あるいは、管壁や気化室の温度が上昇する。そのため、気化室に導入される燃料に液体成分が含まれていたとしても、その液体成分の気化が促されることになる。そのため、ガスバーナーの火口からの生ガスの噴出が未然に防止されて燃焼が安定し、その結果、安定した火炎が得られるようになる。また、燃料中の液体成分を気化させる作用が、ガスバーナーの燃料管路の途中箇所に形成された気化室で発揮されることにより、その燃料管路に接続される燃料配管の途中箇所などに気化器を介在させる必要性が必ずしもなくなり、そのことが、作業者による外部ホース配管７２の取り回しの悪化やガスバーナーの操作性の低下を防ぐことに役立つ。

本考案では、上記気化室を形成している管壁の表面の一部が上記開口部で露出している物であってもよく、そのような構成であっても、上記したような管壁や気化室の温度が、低気温や液体成分の気化熱の影響などで低下するという事態が起こりにくくなるか、あるいは、管壁や気化室の温度が上昇する。

本考案では、上記気化室が、上記燃料管路の他の箇所よりも径大な管路によって形成されていることが望ましい。この構成を採用すると、燃料管路を通過する燃料の流速が気化室で他の箇所よりも遅くなるので、燃料管路の管壁を覆っている作業者の手の熱の影響による液体成分の気化作用がそれだけ発揮されやすくなるという作用が奏される。

本考案では、上記燃料管路を経て上記火口に給送される燃料が、可燃成分と上記火炎が吹き付けられる物体表面の改質成分との混合組成物でなるものであってもよい。このような混合組成物でなる燃料を使用対象にすると、冒頭で図４を参照して説明した火炎表面処理装置のガスバーナー６０として、本考案のガスバーナーを採用することが可能になる。

本考案では、上記気化室を形成している管壁の材料が金属であることが望ましい。この構成のように、管壁の材料が金属であると、管壁の材料にプラスチックなどの他の材料が用いられている場合に比べて、燃料管路の管壁を覆っている作業者の手の熱の影響による液体成分の気化作用が顕著に発揮される。

管壁の材料に使用し得る金属には、鉄、アルミ、亜鉛、真鍮などの周知の金属類を採用することができるけれども、特に、金属類の中でも熱伝導性に優れたアルミ合金を採用すると、手の熱の影響による液体成分の気化作用が効率よく発揮される。

本考案では、上記管壁が、径外方向に延び出たフィンを備えている、というものであってもよい。この構成であると、フィンによって管壁の表面積が拡大されるので、燃料管路の管壁を覆っている作業者の手の熱の他に気温の影響により燃料中の液体成分の気化作用がいっそう効率よく発揮される。

以上説明したように、本考案に係るガスバーナーによれば、ガスバーナーのグリップを覆っている作業者の手の熱の影響によって、燃料中の液体成分の気化が促進される。また、グリップを覆っている作業者の手の熱の影響によって、液体成分の気化熱の影響によって燃料が再液化するという事態が抑制される。そのため、ボンベのような燃料供給源からガスバーナーに至る燃料配管に気化器を必ずしも介在させることなく、ガスバーナーの火口での燃焼の安定性や火炎の安定性が保たれるようになるだけでなく、ガスバーナーの操作性が燃料配管中に介在させた気化器などによって阻害されたりすることがなくなる。

また、本考案に係るガスバーナーは図４を参照して説明したような火炎表面処理装置のガスバーナーとしての使用も可能であり、そのような使用方法を行うと、火口での燃料の燃焼や火炎の安定性を格段に向上させることが可能になる。したがって、処理対象物の表面に予定した通りの処理品質を付与しやすくなる。

本考案の実施形態に係るガスバーナーの概略側面図である。 ガスバーナーの燃料管路を構成している金属管の断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の拡大断面図である。 先行例としての火炎表面処理装置の概要を示した説明図である。

図１は本考案の実施形態に係るガスバーナーＡの概略側面図、図２はガスバーナーＡの燃料管路を構成している金属管２０の断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の拡大断面図である。

図１に示したガスバーナーＡは、略筒状に形成されたプラスチック製のカバー１０と、このカバー１０によって覆われた金属管２０と、この金属管２０の一端部に接続されてその前方に向けて延び出た筒状の首部３１と、この首部３１の先端に装着された火口３２と、上記金属管２０の基端部に設けられた接続口部３３と、を備えていて、カバー１０がグリップ４０として役立つようになっている。言い換えると、グリップ４０がカバー１０によって構成されている。さらに、このガスバーナーＡには、開閉バルブ３４や、火口３２に供給された燃料に着火するときに作動されるトリガー３５などが備わっている。そして、上記した接続口部３３、金属管２０及び首部３１に備わって互いに連通されている内部管路によってガスバーナーＡの燃料管路Ｆが形成されている。

このガスバーナーＡにおいて、接続口部３３には、始端部にボンベなどの燃料供給源の燃料出口（不図示）が接続された燃料配管（不図示）の終端部が接続されていて、作業者はグリップ４０を手で掴んだ状態でガスバーナーＡを移動させたり、火口３２の姿勢や向きを変更したりすることができるようになっている。

図２に示した金属管２０の内部管路は、上流側の径大な管路でなる気化室２１と下流側の径小な管路２２とに分かれている。そして、径小な管路２２は、接続口部３３及び首部３１の内部管路と略同等の径を有している。また、図１又は図２に示したように、金属管２０の管壁の一部が、カバー１０によって構成されているグリップ４０に設けられた開口部４１で外部に露出していて、作業者がグリップ４０を手で掴んだときには、開口部４１から露出している金属管２０の管壁が作業者の手で覆われるようになっている。さらに、金属管２０の管壁には、径外方向に延び出た多数のフィン２５が設けられている。

このガスバーナーＡにおいて、開閉バルブ３４を開くと、接続口部３３を介して燃料配管から燃料管路Ｆに燃料が導入され、その燃料が金属管２０の内部管路によって形成されている径大な気化室２１を通過した後、径小な管路２２を経て一次空気が導入されて、首部３１の内部管路を経て火口３２から噴出する。したがって、トリガー３５を操作して火口３２から噴出している燃料に着火すると、その燃料が燃焼して火炎を発生する。

このようなガスバーナーＡの使用状態では、グリップ４０を掴んでいる作業者の手で、グリップ４０の開口部４１から露出している金属管２０の管壁の表面が覆われて、その手の熱で管壁や気化室２１の温度が低気温や燃料中の液体成分の気化熱の影響で低下するという事態が起こりにくくなるか、あるいは、管壁や気化室２１の温度が上昇する。そのため、燃料に気液混相状態の燃料が用いられていて、その液体成分が気体成分に混ざって気化室２１に気液混相状態で導入されたとしても、気化室２１で液体成分の気化が促されることになる。そのため、ガスバーナーＡの火口３２からの生ガスの噴出が未然に防止されて燃焼が安定し、その結果、安定した火炎が得られるようになる。また、燃料管路Ｆを通過する燃料の流速が、上記した径小な管路２２やその他の部分の管路よりも径大な気化室２１で遅くなるので、作業者の手の熱の影響による液体成分の気化作用がそれだけ発揮されやすくなる。その上、気化室２１とその下流側の径小な管路２２との境界部分に必然的に形成される段差２３が、気化室２１に導入された燃料中の液体成分を堰き止める作用を発揮し、その作用によって液体成分が気化室２１で滞留することになるので、作業者の手の熱の影響による液体成分の気化作用がいっそう確実に行われるようになる。

この実施形態のガスバーナーＡは、図４を参照して説明した火炎表面処理装置のガスバーナー６０に置き換えて使用することが可能であり、そのようにすると、燃料中の液体成分の気化が、内部燃料気化器８１や外部燃料気化器８２だけでなく、ガスバーナーＡのグリップ４０を掴んでいる作業者の手の熱によっても促進されることになるので、火口３２で生ガスが燃焼するという事態が可及的最大限度に回避されて、燃料の燃焼や火炎の安定性が格段に向上し、処理対象物の表面に予定した通りの処理品質を付与しやすくなる。また、気温などの条件によっては、上記火炎表面処理装置の外部燃料気化器８２、さらには内部燃料気化器８１を省略することも可能になり、その場合には、特に外部燃料気化器８２によって外部ホース配管７２の取り回しの悪化やガスバーナーＡの操作性が阻害されるという事態の生じる余地がなくなって、作業者にとっては火炎表面処理作業を楽に正確に行うことができるようになるという利点が生じる。

この実施形態では、気化室２１を形成している金属管２０の管壁の表面の一部だけが、グリップ４０に設けられた開口部４１で露出しているけれども、この点は、グリップ４０を構成しているカバー１０の軸線方向中間部の全体を欠除することによって形成される開口部から管壁の全周部分を露出させるようにすることも可能である。そのようにしておくと、グリップ４０を掴んだ作業者の手が管壁の全周部分に広く触れることになるので、手の熱の影響が気化室２１の液体成分に及びやすくなり、それだけ液体成分の気化が促進されるようになる。

また、上記の実施形態では、気化室２１を形成している管壁に多数の同一厚さのフィン２５を等ピッチで設けた事例を示したけれども、フィン２５を有さない管壁の表面をグリップ４０の開口部４１から露出させておいてもよい。さらに、管壁にフィン２５を設ける場合には、図示のように同心状のフィン２５を等ピッチで設けても、フィンの間隔や厚さを不均一にしておいてもよい。さらに、螺旋状のフィンであっても、管壁の軸線方向に長いフィンであってもよい。

Ａ ガスバーナー
Ｆ 燃料管路
２１ 気化室（径大な管路）
２２ 径小な管路
２５ フィン
３２ 火口
４０ グリップ
４１ 開口部

Claims (6)

1. 作業者によって手で掴まれるグリップと、燃料の燃焼による火炎を発生させる火口と、この火口に連通された燃料管路と、を備えるガスバーナーであって、
   上記燃料管路の途中箇所に燃料中に含まれる液体成分の気化室が形成され、この気化室を形成している管壁の表面が、上記グリップに設けられた開口部で、当該グリップを掴んだ作業者の手で覆われる箇所に露出していることを特徴とするガスバーナー。
2. 上記気化室を形成している管壁の表面の一部が上記開口部で露出している請求項１に記載したガスバーナー。
3. 上記気化室が、上記燃料管路の他の箇所よりも径大な管路によって形成されている請求項１又は請求項２に記載したガスバーナー。
4. 上記燃料管路を経て上記火口に給送される燃料が、可燃成分と上記火炎が吹き付けられる物体表面の改質成分との混合組成物でなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載したガスバーナー。
5. 上記気化室を形成している管壁の材料が金属である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載したガスバーナー。
6. 上記管壁が、径外方向に延び出たフィンを備えている請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載したガスバーナー。

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