JP3537846B2 - パイロット火口 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アセチレンガス、液化
石油ガス、液化天然ガス、水素ガス等の可燃性ガスを用
いてガス切断、ガス溶接或いはガス加熱等に用いるトー
チに装着した火口の火炎を着火するパイロット火口に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では数値制御や倣い制御等によって
複数のトーチを同時に用いて加工するといった技術が開
発されており、トーチの着火に当たっても自動着火機能
を備えて加工装置の省力化或いは無人化への技術開発が
進められている。従来、トーチの着火に於いては作業者
が火種やライター等の着火器具をトーチの火口に近づけ
て着火するとか、トーチ近傍にパイロット火口を設けて
該パイロット火口のノズル付近に電極を配置し、その電
極をスパークさせて前記パイロット火口を着火した後、
パイロット火口の火炎によってトーチに着火するものが
一般である。

【０００３】図３は従来のパイロット火口の一例であ
る。トーチ50の近傍に配置したパイロット火口51は燃料
ガスと空気との混合ガスを流通させる導管52と、導管52
の上流側に燃料ガスの流量を調整して導管52内を流通す
る混合ガスの流速を調整するバルブ53と、導管52とバル
ブ53の間に大気中の空気を吸引して燃料ガスと空気の混
合ガスを生成するための空気孔を備えたインジェクター
54と、前記導管52のノズル部52ａ近傍に混合ガスに着火
するための電極55等から構成される。

【０００４】前記導管52及びインジェクター54は導電性
を有する銅等で構成されアースに接続されている。ま
た、電極55は図示しない高周波トランスを備えた圧電変
換器や高電圧発生トランス等で構成される高電圧発生装
置の一端に接続されていて、前記高電圧発生装置の他端
はアースに接続されて導管４と通電するように構成され
ている。

【０００５】また、電極55の周囲にはセラミックス等の
絶縁材59が固着してあって導管52等のアースに対して電
気的絶縁を保持している。従って、上述した図示しない
高電圧発生装置を駆動することで電極55と電極55近傍の
導管52との間でスパークを発生させて混合ガスに着火す
ることが出来るように構成されている。

【０００６】前記導管52のノズル部52ａの外周には火炎
を安定して形成すると共に、スパッタ（飛散した溶融
物）等からノズル部52ａを保護するためのカバー56が装
着されていて、電極55と導管52との間でスパークする位
置には孔56ａが穿孔されている。

【０００７】上述のように構成したパイロット火口51を
用いてトーチ50に着火する場合には先ず、バルブ53を開
いて導管52に燃料ガスを流通させるとインジェクター54
から大気中の空気が吸引されて燃料ガスと空気との混合
ガスが導管52のノズル部52ａから噴出する。

【０００８】アースを介して導管52と電極55に接続され
た図示しない高電圧発生装置を駆動することで電極55と
導管52のノズル部52ａとの間でスパークを発生して混合
ガスに着火してノズル部52ａの先端に火炎を形成する。
次にバルブ53を調整して火炎を成長させてトーチ50のノ
ズル部50ａ近傍で火炎を維持する。次に予熱用の燃料バ
ルブ57と酸素バルブ58を開いてトーチ50に着火すること
が可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のパイロット火口51ではスパークを発生させる電
極55がトーチ50のノズル部50ａに接近して構成されてい
るために、トーチ50で使用する燃料ガス及び酸素が燃焼
する際に発生する水分が電極55或いはスパーク発生部分
に付着してスパークが発生しにくくなりミス着火を起こ
す虞がある。

【００１０】また、被加工材を加工する際に生じるスパ
ッタ等が電極55或いはスパーク発生部分に付着して或い
はカバー56の孔56ａを閉塞してスパークが発生しにくく
なりミス着火を起こす虞がある等の問題がある。

【００１１】従って、本発明の目的はパイロット火口の
着火装置の着火部分をトーチのノズル部から離れた位置
に配置して着火することを可能とするパイロット火口を
提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るパイロット火口はガストーチに装置した
火口に予熱炎を着火させるパイロット火口に於いて、燃
料ガスと空気との混合ガスを流通させる導管と、前記導
管の上流側に取り付けられ燃料ガスの流量を調整して導
管内を流通する混合ガスの流速を調整するバルブと、前
記バルブと導管の間に配置され燃料ガスの流通によって
空気を吸引して燃料ガスと空気との混合ガスを生成させ
るインジェクターと、前記インジェクターと導管との間
に配置され混合ガスに着火する着火装置とを備えたこと
を特徴とするパイロット火口である。

【００１３】また、本発明に係るパイロット火口は前記
導管のノズル部に網状又は多数の孔を有して構成した火
炎形成部材を着脱可能に装着することを特徴とするパイ
ロット火口である。

【００１４】

【作用】本発明に係るパイロット火口は燃料ガスと空気
との混合ガスを流通させる導管の上流側に取り付けたバ
ルブによって燃料ガスの流量を調整して導管内を流通す
る混合ガスの流速を調整することが可能なので導管のノ
ズル部の先端に形成した火炎の燃焼速度に対応して混合
ガスの流速を調整することで安定した火炎を形成すると
共に、トーチのノズル部近傍まで火炎を成長させること
が可能である。

【００１５】また、バルブと導管との間に大気中の空気
を吸引して燃料ガスと空気の混合ガスを生成するための
空気孔からなるインジェクターを備えたのでバルブを開
いて導管内に燃料ガスを流通させると大気中の空気を吸
引して燃料ガスと空気を所定の比率で混合して導管のノ
ズルから混合ガスを噴射することが出来る。

【００１６】また、混合ガスに着火する着火装置を前記
インジェクターと導管の間に配置したので着火装置を駆
動することで一旦着火部で混合ガスに着火させた後、火
炎が導管内を走って導管のノズルの先端に火炎を形成す
ることが出来る。

【００１７】また、前記着火装置をパイロット火口のノ
ズル部よりも上流側に配置してトーチのノズルから離し
たことによってトーチで使用する燃料ガス及び酸素が燃
焼する際に発生する水分が着火装置の着火部分に付着す
る虞がないので確実に着火することが可能である。ま
た、被加工材を加工する際に生じるスパッタ等が着火装
置の着火部分に付着する虞がないので確実に着火するこ
とが出来る。

【００１８】また、導管のノズル部に網状又は多数の孔
を有して構成した火炎形成部材を着脱可能に装着するこ
とで火炎形成部材が保温効果を発揮して安定した火炎を
維持することが出来る。また、火炎形成部材が形成した
火炎に対して大気中の空気を適度に混合する作用を発揮
して安定した火炎を維持することが出来る。また、火炎
形成部材にスパッタ等が付着した場合には前記火炎形成
部材を交換することが出来る。

【００１９】

【実施例】以下上記パイロット火口の一実施例について
図を用いて説明する。図１は本発明のパイロット火口を
自動制御されるトーチに適用した第１実施例、図２は本
発明のパイロット火口を手持トーチに適用した第２実施
例である。

【００２０】先ず、本発明の第１実施例を図１を用いて
説明すると、トーチ１の近傍に支持部材３によって所定
の位置に配置されたパイロット火口２は燃料ガスと空気
との混合ガスを流通させる導管４と、前記導管４の上流
に燃料ガスの流量を調整して導管４内を流通する混合ガ
スの流速を調整するバルブ５と、導管４とバルブ５の間
に大気中の空気を吸引して燃料ガスと空気の混合ガスを
生成するための空気孔からなるインジェクター６を備
え、前記インジェクター６と導管４との間に配置して混
合ガスに着火する電極７と、導管４のノズル部４ａに着
脱可能に装着した火炎形成部材８等で構成されている。

【００２１】前記導管４は混合ガスを流通させてノズル
部４ａから噴出させ、トーチ１のノズル部１ａの先端に
火炎を到達させるように構成されている。また、前記導
管４は導電性を有する銅などで構成されていて所定の箇
所でアースと接続されている。

【００２２】前記バルブ５は導管４の上流側に配置さ
れ、燃料ガスの流量を調整して導管４内を流通する混合
ガスの流速を調整することが可能である。従って、導管
４のノズル部４ａの先端に形成した火炎の燃焼速度に対
応して混合ガスの流速を調整することで安定した火炎を
形成すると共に、トーチ１のノズル部１ａ付近まで火炎
を成長させることが出来る。

【００２３】前記インジェクター６は導電性を有すると
共にバルブ５と導管４との間に設けられて多数の空気孔
を穿孔した管からなり大気中の空気を吸引して燃料ガス
と空気の混合ガスを生成するためのものである。従っ
て、バルブ５を開いて導管４内に燃料ガスを流通させる
と大気中の空気を前記空気孔から吸引して燃料ガスと空
気とを所定の比率で混合して導管４のノズル部４ａから
混合ガスを噴射することが出来る。

【００２４】前記電極７は図示しない高周波トランスを
備えた圧電変換器や高電圧発生トランス等で構成される
高電圧発生装置の高電圧発生側の一端に接続されてい
て、前記高電圧発生側の他端はアースに接続されて導管
４、インジェクター６及び接続部材10と通電するように
構成されている。また、電極７の周囲にはセラミックス
等からなる絶縁材９が固着してあり導管４等のアースに
対して電気的絶縁を保持している。

【００２５】導電体で構成される接続部材10はインジェ
クター６と導管４とを所定の間隔を保持して接続すると
共に電極７に固着した絶縁材９を所定の位置に支持出来
るように構成されている。前記接続部材10に取り付けた
絶縁材10ａはリング状に構成されていてその中心部を通
過する電極７とスライド部材10との電気的絶縁を保持し
ている。

【００２６】前記接続部材10の調整ネジ10ｂ、10ｃを用
いて接続部材10に対する導管４及びインジェクター６の
位置を夫々調整することにより、電極７は導管４、イン
ジェクター６及び接続部材10に通電されたアースに対し
てスパークを発生することが出来る所定の間隔を保持し
て構成することが出来る。従って、上述した図示しない
高電圧発生装置を駆動して電極７と電極７近傍の導管
４、インジェクター６、接続部材10のいずれかとの間で
スパークを発生させることで混合ガスに着火することが
可能である。

【００２７】前記導管４のノズル部４ａの先端には安定
した火炎を維持するために金網状で構成される火炎形成
部材８が着脱部材11を介して着脱可能に接続されてい
て、ノズル部４ａの先端に形成される火炎に対して保温
作用及び大気中の空気を効率よく混合する作用を発揮し
て形成された火炎を安定に維持するように構成される。

【００２８】更に火炎形成部材８はトーチ１が図示しな
い被加工材を加工する際に生成するスパッタ等からノズ
ル部４ａを保護する作用を有すると共に、前記火炎形成
部材８にスパッタが付着した場合には火炎形成部材８を
取り外して交換することが可能である。

【００２９】上述のように構成したパイロット火口２を
用いてトーチ１に着火する場合の説明をすると、先ず、
バルブ５を開いて導管４に燃料ガスを流通させるとイン
ジェクター６から大気中の空気が吸引されて燃料ガスと
空気との混合ガスがパイロット火口２のノズル部４ａを
経て火炎形成部材８の先端から噴出する。

【００３０】次にアースを介して導管４、インジェクタ
ー６及び接続部材10と電極７との間に接続された図示し
ない高電圧発生装置を駆動することで電極７と該電極７
に近接する導管４、インジェクター６及び接続部材10の
いずれかとの間でスパークを発生して前記混合ガスに着
火する。

【００３１】次にバルブ５を用いて燃料ガスの流量を適
度に調整すると、混合ガスの流速が調整され、火炎の燃
焼速度と混合ガスの流速とが所定の相関関係を維持しな
がら導管４内を火炎が走りノズル部４ａの先端に火炎を
形成させることが可能である。一旦ノズル部４ａの先端
に火炎が形成されると導管４内には混合ガスのみが流通
する。

【００３２】次にバルブ５を調整して火炎を成長させて
トーチ１のノズル部１ａ近傍で火炎を維持する。次に予
熱用の燃料バルブ12と酸素バルブ13を開いてトーチ１に
着火することが可能である。

【００３３】火炎形成部材８は金網状で構成したので保
温効果を有し一旦火炎を形成して高温になるとその温度
を維持することで火炎を安定に維持することが可能であ
る。また、金網の空間部から大気中の空気を適度に混合
させて火炎を安定させることが出来る。

【００３４】また、バルブ５、12、13を所定の流量に設
定し、該バルブ５、12、13の上流側に夫々電磁弁を備え
これ等の電磁弁と高電圧発生装置を自動制御することに
よってトーチ１を自動的に着火するパイロット火口２を
構成することが出来る。

【００３５】次に、本発明の第２実施例を図２を用いて
説明すると、手持トーチ20の近傍に接続部材21と支持部
材22と接続パイプ29によって所定の位置に着脱可能に配
置されたパイロット火口23は燃料ガスと空気との混合ガ
スを流通させる導管24と、前記導管24の上流に燃料ガス
の流量を調整して導管24内を流通する混合ガスの流速を
調整するバルブ25と、導管24とバルブ25の間に大気中の
空気を吸引して燃料ガスと空気の混合ガスを生成するた
めの空気孔からなるインジェクター26と、前記インジェ
クター26と導管24との間に配置して混合ガスに着火する
電極27と、導管24のノズル部24ａに着脱可能に装着した
火炎形成部材28等で構成されている。

【００３６】前記導管24は混合ガスを流通させてノズル
部24ａから噴出させ、トーチ20のノズル部20ａの先端近
傍に火炎を到達させるように構成されている。また、前
記バルブ25は導管24の上流側に配置され、燃料ガスの流
量を調整して導管24内を流通する混合ガスの流速を調整
することが可能である。従って、導管24のノズル部24ａ
の先端に形成した火炎の燃焼速度に対応して混合ガスの
流速を調整することで安定した火炎を形成すると共に、
トーチ20のノズル部20ａ付近まで火炎を成長させること
が出来る。

【００３７】前記インジェクター26はバルブ25と導管24
との間に設けられて多数の空気孔を穿孔した管からなり
大気中の空気を吸引して燃料ガスと空気の混合ガスを生
成するためのものである。従って、バルブ25を開いて導
管24内に燃料ガスを流通させると大気中の空気を前記空
気孔から吸引して燃料ガスと空気とを所定の比率で混合
して導管24のノズル部24ａから混合ガスを噴射すること
が出来る。

【００３８】前記電極27は圧電素子等の高電圧発生装置
を備えた点火装置30に接続されていて点火用レバー30ａ
を引くことによって電極27の両極間に高電圧が印加され
てスパークを発生するように構成されている。尚、電極
27の先端のスパーク部を除いては両極の周囲に絶縁材31
が配置されていて導管24、インジェクター26等に対して
電気的絶縁が保持されている。

【００３９】従って、上述した点火用レバー30ａを引い
て点火装置30を駆動して電極27の両極間でスパークを発
生させることで混合ガスに着火することが可能である。

【００４０】前記導管24のノズル部24ａの先端には安定
した火炎を維持するために金網状で構成される火炎形成
部材28が着脱部材32を介して着脱可能に接続されてい
て、ノズル部24ａの先端に形成される火炎に対して保温
作用及び大気中の空気を効率よく混合する作用を発揮し
て形成された火炎を安定に維持するように構成される。

【００４１】更に火炎形成部材28はトーチ20が図示しな
い被加工材を加工する際に生成するスパッタ等からノズ
ル部24ａを保護する作用を有すると共に、前記火炎形成
部材28にスパッタが付着した場合には火炎形成部材28を
取り外して交換することが可能である。

【００４２】上述のように構成したパイロット火口23を
用いてトーチ20に着火する場合の説明をすると、先ず、
バルブ25を開いて導管24に燃料ガスを流通させるとイン
ジェクター26から大気中の空気が吸引されて燃料ガスと
空気との混合ガスがパイロット火口23のノズル部24ａを
経て火炎形成部材28の先端から噴出する。

【００４３】次に点火用レバー30ａを引いて点火装置30
を駆動し、電極27の両極間にスパークを発生して混合ガ
スに着火する。次に、バルブ25を用いて燃料ガスの流量
を適度に調整すると、混合ガスの流速が調整され、火炎
の燃焼速度と混合ガスの流速とが所定の相関関係を維持
しながら導管24内を火炎が走りノズル部24ａの先端に火
炎を形成させることが可能である。一旦ノズル部24ａの
先端に火炎が形成されると導管24内には混合ガスのみが
流通する。

【００４４】次にバルブ25を調整して火炎を成長させて
トーチ20のノズル部20ａ近傍で火炎を維持する。次に予
熱用の燃料バルブ33と酸素バルブ34を開いてトーチ20に
着火することが可能である。

【００４５】火炎形成部材28は金網状で構成したので保
温効果を有し一旦火炎を形成して高温になるとその温度
を維持することで火炎を安定に維持することが可能であ
る。また、金網の空間部から大気中の空気を適度に混合
させて火炎を安定させることが出来る。

【００４６】本実施例では従来の手持ちトーチに対して
本発明のパイロット火口23を着脱可能に装置出来るよう
に構成したので汎用性が高く効率的である。

【００４７】また、本実施例では電極を用いてスパーク
を発生させて混合ガスに着火させるように構成したが、
これ以外に電熱や機械的な発火装置で構成しても良い。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るパイロット火口は上述した
構成と作用とを有するので、導管のノズル部から遠隔部
で混合ガスに着火した後、導管内を火炎が走って導管の
ノズル部の先端に火炎を形成することが出来、その火炎
をトーチのノズル部近傍まで成長させてトーチを着火す
ることが出来る。

【００４９】従って、トーチで使用する燃料ガス及び酸
素が燃焼する際に発生する水分が着火装置の着火部分に
付着したり、被加工材を加工する際に生じるスパッタ等
が着火装置の着火部分に付着する虞がないので確実に着
火することが出来る。従って、ミス着火となる原因を根
本的に排除したのでガス漏れなどの虞がない。

【００５０】また、火炎形成部材を導管のノズル部に着
脱可能に装着したので、常に安定した火炎を維持できる
と共に、汚れたり破損したりしてその効果を十分に発揮
できなくなった場合には容易に交換することが可能であ
るので経済的であると共に作業性が向上する。

【００５１】また、自動制御用トーチではパイロット火
口への燃料ガス及びトーチへの予熱ガスの夫々の流通及
び遮断と、電極に接続した高電圧発生装置の駆動を自動
制御することによってトーチの着火を自動制御すること
が可能であるので加工装置の省力化或いは無人化への技
術を可能にする一因となり得る。また、手持トーチでは
パイロット火口をワンタッチで着脱可能に構成できるの
で、必要に応じて装着して自動点火出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパイロット火口を自動制御されるトー
チに適用した第１実施例である。

【図２】本発明のパイロット火口を手持トーチに適用し
た第２実施例である。

【図３】従来のパイロット火口の一例である。

【符号の説明】

１…トーチ １ａ…ノズル部 ２…パイロット火口 ２ａ…内周壁 ３…支持部材 ４…導管 ４ａ…ノズル部 ５…バルブ ６…インジェクター ７…電極 ８…火炎形成部材 ９…絶縁材 １０…接続部材 １０ａ…絶縁材 １０ｂ、１０ｃ…調整ネジ １１…着脱部材 １２、１３…予熱ガスバルブ ２０…トーチ ２０ａ…ノズル部 ２１…接続部材 ２２…支持部材 ２３…パイロッ
ト火口 ２４…導管 ２４ａ…ノズル
部 ２５…バルブ ２６…インジェ
クター ２７…電極 ２８…火炎形成
部材 ２９…接続パイプ ３０…点火装置 ３０ａ…点火用レバー ３１…絶縁材 ３２…着脱部材 ３３…バルブ ３４…予熱酸素バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23Q 9/00 F23D 14/38 F23D 14/52

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガストーチに装置した火口に予熱炎を着
   火させるパイロット火口に於いて、燃料ガスと空気との
   混合ガスを流通させる導管と、前記導管の上流側に取り
   付けられ燃料ガスの流量を調整して導管内を流通する混
   合ガスの流速を調整するバルブと、前記バルブと導管の
   間に配置され燃料ガスの流通によって空気を吸引して燃
   料ガスと空気との混合ガスを生成させるインジェクター
   と、前記インジェクターと導管との間に配置され混合ガ
   スに着火する着火装置とを備えたことを特徴とするパイ
   ロット火口。
2. 【請求項２】 導管のノズル部に網状又は多数の孔を有
   して構成した火炎形成部材を着脱可能に装着することを
   特徴とする請求項１記載のパイロット火口。