JP3785220B2 - 瓶口整形バーナー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ガラス瓶の成形工程において、成形直後の瓶の瓶口を再加熱して整形するのに用いられる瓶口整形用バーナー装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス瓶の成形は、粗型と呼ばれる縦割り型の成形型内にゴブを投入し、このゴブをシリンダ機構により昇降動作するプランジャを用いて加圧処理することによりなされるもので、成形後の瓶は、瓶口の継ぎ目位置に生じた段差を取り除くために、瓶口整形用のバーナー装置へと送られる。
【０００３】
上記の瓶口整形用バーナー装置（以下単に「バーナー装置」という）は、多数の口焼きバーナーを、噴出口を下方へ向けて配備し、各バーナーに上方よりガスを供給することにより燃焼炎を発生させるもので、整形後の瓶は、ベルトコンベヤにより、各口焼きバーナーの真下を順次通過しながら加熱処理を受ける。
【０００４】
従来のこの種のバーナー装置には、本体内部に燃焼ガスと空気とを別個に導入してバーナーの先端部で混合するタイプのもの（以下「先端混合タイプ」という）と、燃焼ガスと空気とをあらかじめ混合しておき、この混合ガスをバーナー本体へ導入するタイプのもの（以下「元混合タイプ」という）との２種類が存在する。
【０００５】
図６は、先端混合タイプの口焼きバーナの構成例を示す。
この口焼きバーナーは、内周がラッパ形状に形成された口金部３０に、図示しないガス供給管から供給された燃焼ガスを放出するためのノズル体３１を、上方よりはめ込んだ構成のもので、口金部３０の外周面の四方には、それぞれ空気導入管３２ａ〜３２ｄが形成される。また下端の噴出口３６とノズル体３１との間に、ガスの混合室および燃焼室として機能する所定広さの開放空間３５が形成される。
【０００６】
前記ノズル体３１は、燃焼室の真上位置で軸方向に向かって急峻に傾斜して先端部で閉塞する形状のもので、傾斜部分には、燃焼ガス送出用のノズル３３が、傾斜方向に対して直交する方向に形成されている。
【０００７】
前記各空気導入管３２ａ〜３２ｄは、ブロワー程度の低圧空気の供給を受けて、これを口金部３０内部に導入するためのもので、それぞれ前記ノズル体３１の傾斜部分近傍で、口金部３０の軸方向に対して直交する方向に位置すると共に、図７に示すように、口金部３０内部でノズル３１をとりまくように連通する。
【０００８】
これにより各空気供給管３２ａ〜３２ｄから供給された空気は、ノズル体３１の周りを旋回しながら下降するもので、この下降過程で、ノズル３３から放出された燃焼ガスと空気とが混じり合い、混合ガスの旋回流が生成される。さらにこの混合ガスの旋回流に着火することにより、噴出口３６より旋回炎が噴出する。
【０００９】
図８は、元混合タイプの口焼きバーナーの構成例を示す。
バーナー本体となる口金部４０は、上方に、混合ガスを取り込むためのガス導入管４１を一体形成して成るもので、その内部および下端部には、それぞれ多数のノズルが配設された平板４２，４３が、所定の距離を隔てて配備されている。
なお各平板４２，４３の間の環状空間４６は、燃焼室として機能する。
【００１０】
内部の平板４２には径の小さいノズル４４（以下「小ノズル４４」という）が、また下端の平板４３には前記小ノズル４４よりも大きな径のノズル４５（以下「大ノズル４５」という）が、それぞれ配設されている。
なお第１の平板４２の上方位置には、ガス導入管４１より導入された混合ガスを拡散させるための邪魔板４６が配備されており、拡散したガスは、第１の平板４２の小ノズル４４を通過して高圧化された後、さらに燃焼室４６内で着火し、大ノズル４５より噴出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した先端混合タイプのバーナーは、バーナー本体の内部で燃焼ガスと空気とを混合させる構造であるため、各気体を導入するための２種類の導入孔が必要となる上、内部に空気の旋回通路を形成しなければならず、内部構造が複雑化し、コスト高を招く。
【００１２】
またこの種のバーナーでは、燃焼室内におけるガスの混合状態が機体毎に異なるため、燃焼炎の強さにばらつきが生じ、各瓶を均等に加熱処理できないという問題が発生する。この場合、バーナー毎に、空気供給管とガス供給管とに調整弁を設けて供給するガスの量を調節することも可能であるが、装置には多数の口焼きバーナーが配備されているため、その調節作業には多数の労力を要し、係員の作業負担を著しく増大させることになる。
【００１３】
またこの種のバーナーでは、燃焼ガスと空気とを内部で混合させる必要があるため、ノズルから噴出口までの距離を長く設定する必要があり、口焼きバーナーが大型化する上、燃焼速度の低下、ひいては燃焼効率の低下を招く虞がある。
しかも燃焼ガスと空気との混合比率の問題によりノズルの直径を必要以上に大きくできない（通常、直径０．８〜１．０ｍｍの範囲をとる）上、ガスの進路方向と空気の旋回方向とが異なるため、燃焼速度が低下して焼きむらが生じる虞がある。また燃焼速度の低下により燃焼領域も狭くなるので、処理対象の瓶が少しでも位置ずれすると、瓶口を均一に焼くことができなくなるという問題も発生する。
【００１４】
さらに上記したように、燃焼ガスのノズル径が小さいので、ノズル孔が詰まったり、熱膨張により孔径が変化するなどする可能性が高く、時間変化と共に、燃焼炎にばらつきが生じ、不良品が多発することも考えられる。
【００１５】
一方、元混合タイプの口焼きバーナーを用いれば上記の問題は解決できるが、勢いの強い燃焼炎が真下に向かうため、瓶口以外の部分をも加熱してしまい、不良品の発生頻度が増大する虞がある。また口金部に多数のノズルを有する平板を一体形成するため構造が複雑化する上、さらに内部の小ノズルが詰まってバックファイアが発生する危険があり、実用化が難しいという問題がある。
【００１６】
この発明は上記問題点に着目してなされたもので、元混合タイプの口焼きバーナーにおいて、ノズル体の外周面に、斜めに傾斜する複数の凹溝を平行に形成して、これを口金部内部に配備してノズルを形成することにより、簡易な構成で安定した燃焼炎を生成する瓶口整形バーナー装置を提供することを技術課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、燃焼ガスと空気との混合ガスを導く導管の下端に、複数のガス供給口を有するガス供給管が接続されると共に、前記ガス供給管の各ガス供給口に、口焼きバーナーが噴出口を下方に向けてそれぞれ取り付けられて成る瓶口整形バーナー装置であって、前記口焼きバーナーは、上端に前記ガス供給管のガス供給口に接続されるガス導入口を、下端に前記噴出口を、それぞれ備えた筒形状の口金部と、この口金部の内部であって前記噴出口より手前位置に設けられるノズル体とから成り、前記ノズル体は、前記口金部の内孔に適合する外形を有し、外周面には軸方向に対して斜めに傾斜する複数の凹溝を平行に形成して、各凹溝の溝壁と口金部の内周壁との間に、先端が前記噴出口の上方位置で開口するノズルが形成されている。
【００１８】
【作用】
ガス導入口より導入された混合ガスは、ノズル体の外周に形成された凹溝と口金部の内周壁との間に形成されたノズルから放出された後、口金部の下部の内周壁に沿って旋回しながら噴出口へと送出される。これにより混合ガスは、その経路を妨害されることなく勢いよく送出されるので飛び火せず、安定した燃焼炎が得られる。また燃焼炎が真下に下降せずに旋回しながら噴出するので、瓶口以外の部分を加熱する虞がない上、燃焼面積が広くなり、瓶の設置位置が多少ずれていても支障を生じることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図５にこの発明の好適な実施例を示す。このバーナー装置は、混合ガスを搬送するガス導管１にガス供給管２を介して多数個の口焼きバーナー１０を接続して成るもので、各口焼きバーナ１０の本体部を構成する口金部１３には、外周面に約４５度の角度を有する凹溝２０が８本形成されたノズル体１７が、下端の噴出口１６より手前に位置するように、配備されている。これによりノズル体１７と口金部１３の内周面との間には、噴出口１６の上方位置で開口するノズル２３が形成される。
【００２０】
【実施例】
図１（１）（２）は、この発明の一実施例にかかるバーナー装置の構成例を示す。
このバーナー装置は、吊り下げ用チェーン４ａおよび補強チャンネル４ｂにより平行支持されるガス導管１と、このガス導管１の下端に接続される複数個のガス供給管２と、各ガス供給管２の下端にそれぞれ接続される複数個のバーナーヘッダ３とを主要構成とするもので、図示しないミキシング装置より生成された混合ガスは、ガス導管１より搬送された後、各ガス供給管２に分配され、さらにバーナヘッダ３の各口焼きバーナー１０へと供給される。
なお、図中６は、各バーナーヘッダを固定支持するためのアングルを、７はバーナーヘッダ３をアングル６に固定するための取り付け部材を、８は成形処理後の瓶を搬送するためのベルトコンベヤを、それぞれ示す。
【００２１】
またこのバーナー装置には、各バーナーヘッダに、後述する冷却用の空気を吹き付けるための空気供給管２７が前記アングル６に沿って配備されている。この空気供給管２７は、図示しない供給元よりブロワー程度の低圧空気を搬送するためのもので、さらに各バーナーヘッダ３の近傍位置で分岐して空気送出管１８（図３に示す）に接続される。
【００２２】
前記バーナヘッダ３は、図２に示すごとく、上方に前記ガス供給管２に接続するためのガス導入管９を、下方に６個の口焼きバーナー１０を接続するためのガス供給口１１を有する中空形状のもので、各口焼きバーナー１０が前記アングル６に対し、長さ方向に直交するように固定配備される。
なおこのバーナヘッダの中空室１２は、縦方向の断面が円形状になるように形成されており、各口焼きバーナー１０に、混合ガスを均等に配分できるように、中央部の断面直径を最大にし、中央から各端部に行くにつれて断面の直径がしだいに小さくなるように設定されている。なお図中２６は、導入された混合ガスを拡散するための邪魔板である。
【００２３】
この実施例では、ベルトコンベヤ８上に、多数の瓶を、２０〜２９列に整列させて搬送し、各瓶を各バーナーヘッダ３の６個の口焼きバーナー１０，１０間を順次通過させながら口焼き処理を行うようにしており、すべてのバーナーヘッダ３下を通過しおわったとき、瓶口が完全に成形された状態になるように、各バーナヘッダ３に対する混合ガスの供給量が調節されている。
なお、これらのバーナーヘッダ３のうち両端部に位置するバーナーヘッダ３ａ，３ｂについては、保温効率が他のバーナーヘッダ３よりも悪くなるため、同じ搬送速度で他のバーナヘッダ３と同じ強さの燃焼炎を得られるように、口焼きバーナー１０を８個設けている。
【００２４】
図３は、前記口焼きバーナー１０の内部構造を示す。
ノズル本体となる口金部１３は、所定の径を有する筒状体１４の上部に前記バーナーヘッダ３のガス供給口１１にはめ込むためのガス導入管１５を一体形成して成るもので、下端部を噴出口１６となしている。また内部には、筒状体１４の内径に適合する形状のノズル体１７が、前記筒状部１４の上端より後方であって前記噴出口１６よりも手前に位置するように配備される。
なお図中、１８は前記した冷却用空気の送出管を、１９は前記空気供給管２７の分岐管を、それぞれ示す。
【００２５】
前記ノズル体１７は、図３および図４に示すように、外周面に、複数個の凹溝２０を、それぞれ軸方向に対して所定角度（この実施例では約４５度の角度）をもって傾斜するように形成しており、ノズル体１７を筒状体１４の内部にはめ込んだとき、図５に示すように、各凹溝２０と筒状体１４の内周壁との間に、ノズル体１７の上方の環状空間２１から下方の開放空間２２（燃焼室として機能する）へと至るノズル２３が形成される。
なお、この実施例では各凹溝１９を断面が３ｍｍ×１．５ｍｍの矩形状に設定することにより、ノズル孔２３を従来の装置よりも格段に大きく形成している。
【００２６】
前記冷却用空気の送出管１８は、各口焼きバーナー１０の列の両側に平行配備されるもので、適所に、空気噴出用の小孔２４が形成されている。これにより各口焼きバーナー１０の両側およびその近傍にブロワー冷却用空気が吹き付けられるもので、バーナー部分の異常加熱が防止される。
【００２７】
上記の構成によれば、ノズル２３が筒状体の内周面に沿って斜め方向に傾斜しているので、ノズル２３の開口部から送出されたガスは、筒状体１４下方の内周面に沿って勢いよく旋回しながら降下することになる。この場合、ガスはあらかじめ混合されているので、ノズル体１７から瓶口までの距離を短くでき、しかもガスの進路上に気体の方向を変更するような部材が存在しないので、燃焼速度が低下せず、安定した燃焼炎を得て瓶口を均一に加熱することができる。
【００２８】
また各ノズル２３から放出される混合ガスが、噴出口１６から旋回しながら勢いよく噴出するので、燃焼領域が広くなり、ベルトコンベヤ８上の瓶が多少位置ずれしていても焼きむらを生じることがない。さらにノズル体１７の凹溝２０を広く形成することにより、ノズル２３を大きく形成できるので、ノズル詰まりが防止される上、燃焼炎の流速が速いため炎が逆流せず、しかも冷却用の空気によりバーナー部分の異常加熱が抑えられるので、バックファイアの発生を防止できる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は上記の如く、外周面に軸方向に対して斜めに傾斜する複数の凹溝が平行に形成されたノズル体を、筒状の口金部内において下端の噴出口の手前位置に位置するように配備することにより、前記凹溝と口金部の内周壁との間に、先端が噴出口の上方位置で開口するノズルを形成するように構成した。これにより口金部内に導入された混合ガスは、ノズルより放出した後、口金部の内周壁に沿って旋回しながら勢いよく降下するので、飛び火せず、安定して強い燃焼炎を得ることができる。またあらかじめ混合されたガスを導入するのでノズルから瓶口間での距離を短く設定できる上、混合ガスの進路が妨害されることがないので、燃焼速度が速くなり、瓶口を均一に加熱できる。
【００３０】
またノズル体の外周面に凹溝を形成して口金部内に収容するだけでガス噴出用のノズルが形成されるので、構成が簡易化され、製造コストを大幅に削減することができる。
さらに、各ノズルから放出される混合ガスが旋回して勢いよく噴出するので、燃焼領域が広くなり、瓶のピッチが多少位置ずれしても焼きむらが生じることがなく、またノズルを大きくかつ燃焼炎の流速を妨げないように構成できるので、バックファイアの発生を防止できるなど、幾多の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例にかかる瓶口整形用バーナー装置の正面図および側面図である。
【図２】バーナーヘッダの一部を破断した正面図である。
【図３】口焼きバーナーおよび空気送出管の構成を示す断面図である。
【図４】ノズル体の構成を示す斜面図である。
【図５】ノズル体と口金部との関係を示す底面図である。
【図６】従来の先端混合タイプの口焼きバーナーの構成例を示す断面図である。
【図７】図６のバーナーにおいて、空気導入管の構成を示す断面図である。
【図８】従来の元混合タイプの口焼きバーナーの構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ガス導管
２ ガス供給管
５ 瓶
１０ 口焼きバーナー
１１ ガス供給口
１３ 口金部
１５ ガス導入管
１６ 噴出口
１７ ノズル体
２０ 凹溝
２３ ノズル

Claims (1)

1. 燃焼ガスと空気との混合ガスを導く導管の下端に、複数のガス供給口を有するガス供給管が接続されると共に、前記ガス供給管の各ガス供給口に、口焼きバーナーが噴出口を下方に向けてそれぞれ取り付けられており、
   前記口焼きバーナーは、
   上端に前記ガス供給管のガス供給口に接続されるガス導入口を、下端に前記噴出口を、それぞれ備えた筒形状の口金部と、この口金部の内部であって前記噴出口より手前位置に設けられるノズル体とから成り、
   前記ノズル体は、前記口金部の内孔に適合する外形を有し、外周面には軸方向に対して斜めに傾斜する複数の凹溝を平行に形成して、各凹溝の溝壁と口金部の内周壁との間に、先端が前記噴出口の上方位置で開口するノズルが形成されて成る瓶口整形バーナー装置。

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