JP7510225B1 - 火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧接材の圧接を行う場合に、初期加熱から標準炎を使用して、還元材を用いなくても圧接面における酸化抑止ができる火口を提供する。【解決手段】火口Ａ１は、先端部に火孔１８０が設けられた火口基体１０と、相互の間隔が火孔１８０へ向け拡がるように所定の角度で傾斜し、火孔１８０を通過するガス流を二方へ分け、火炎を圧接材の圧接面５００に直接当てないようにし、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域Ｒを所定の幅で形成する分流噴出路４５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法に関するものである。詳しくは、地域によらず、安定的な入手が可能で環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を使用した圧接材の圧接を行う場合に、初期加熱から標準炎を使用しても、酸化抑止が可能になるものに関する。

例えば、アセチレンガスを使用した鉄筋のガス圧接においては、鉄筋の圧接面を研磨し、初期加熱では先端面同士が密着するまでは還元炎で加熱することが必要である。仮に、初期加熱を標準炎（中性炎又は酸化炎）で行うと、圧接面に酸化被膜が形成されて接合不良となり、圧接面破断が起こる。

一方で、アセチレンガスと比較して火力は劣るが、取り扱いが容易であり環境負荷も小さい天然ガスやプロパンガスの使用は、従来からの懸案となっている。つまり、これらのガスを使用して圧接しようとすると、アセチレンガスと同等の火力を得るには、初期加熱から標準炎で加熱する必要があり、この場合、圧接面での酸化被膜の形成を抑止する対策が必要になる。

この対策の一つとして、鉄筋等を圧接する際に、ポリスチレンシートと鋼製リングが仕込まれているキャップ状のＰＳリングを還元材（又は酸化防止材）として使用するガス圧接工法が行われている。しかしながら、圧接工法における還元材の使用は、コスト高になる問題がある。また、還元材を鉄筋等の圧接面に挟むために、加熱効率が悪くなりやすく、これに起因して圧接面に酸化皮膜が生じやすくなる問題もある。

なお、標準炎を使用した場合でも、炎を圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が充分にできれば、これらの問題は解消できる。しかし、圧接工法に使用する火炎を火口で分ける技術は、従来、殆ど提案されていなかった。ただし、バーナーにおいては、可燃ガスの直進性を緩和して火炎長さを調整し、最適な炉内温度分布を実現するとされる高速噴流型拡散燃焼式バーナー（特許文献１参照）が提案されている。

特開２００９－２９９９５５号公報

上記従来の高速噴流型拡散燃焼式バーナーでは、拡散チップによって、可燃ガスをその外側を流れる一次空気へ向けて拡散することができる。しかし、拡散チップは円錐形であるため、火炎は膨らんだとしても通常の形であり、火炎を、圧接面を挟む方向に分ける必要がある圧接工法に使用する火口の構造としては採用できなかった。

本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、例えば地域によらず、安定的な入手が可能で環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を使用した圧接材の圧接を行う場合に、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面における酸化抑止が可能になる火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法を提供することを目的とするものである。

〔１〕上記の目的を達成するために本発明は、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあるガス誘導体と、該ガス誘導体に設けられ、かつ前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成する分流噴出路と、を備える火口である。

本発明の火口は、火口基体とは別個のガス誘導体を備えることによって、分流噴出路の機能に不具合（例えば、経年劣化）が生じたとしても、ガス誘導体の取り替えができ、容易に不具合を解消することができる。

また、本発明の火口では、可燃ガスを、分流噴出路を通り火口基体の火孔へ向けて流すことができる。分流噴出路は、火孔を通過するガス流を分けることができる。ガス流は、分流噴出路から噴出するまでに、分流噴出路で誘導されるため、各火炎は安定しており、圧接材の加熱を安定的に効率よく行うことができる。

また、分流噴出路でガス流を分けることにより、圧接材を加熱するときの火炎も分かれる。分かれた各火炎は、圧接材の圧接面に直接当てないようにしてあり、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成することができる。

このように、圧接材を圧接する際に、各火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ圧接面近傍の加熱を、圧接ができる程度に充分に成された領域とすることによって、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化を抑止することができる。

これにより、安定的な入手が可能で、環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする、標準炎を使用した圧接材の圧接を行うことが可能になる。なお、還元材を併用すると、一層の酸化抑止を図ることができる。

〔２〕本発明の火口は、〔１〕において、前記分流噴出路は、前記ガス誘導体の略長手方向に形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有する構成とすることもできる。

この場合は、分流噴出路は、ガス誘導体の略長手方向に形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有するので、ガス流は分流噴出路によって確実に火孔へ向け送られて分けられる。また、ガス流は、噴出路から噴出するまでに噴出路で誘導されるため、各火炎は安定しており、圧接材の所定の加熱を安定的に効率よく行うことができる。

〔３〕本発明の火口は、〔１〕において、前記分流噴出路は、前記ガス誘導体の略長手方向に設けられた孔が分割部材で分割されて形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有する構成とすることもできる。

この場合は、分流噴出路は、ガス誘導体の略長手方向に設けられた孔が分割部材で分割されて形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有するので、ガス流は分流噴出路によって確実に火孔へ向け送られて分けられる。また、ガス流は、噴出路から噴出するまでに噴出路で誘導されるため、各火炎は安定しており、圧接材の所定の加熱を安定的に効率よく行うことができる。

〔４〕本発明の火口は、〔３〕において、前記孔は、その噴出口がラッパ状に拡がっている構成とすることもできる。

この場合は、孔の噴出口がラッパ状に拡がっているため、ガス流が分かれて火炎が分かれる作用がより確実に行われる。

〔５〕本発明の火口は、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕において、前記ガス誘導体は、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能である構成とすることもできる。

この場合は、ガス誘導体は、火口基体に対し、その周方向に回転可能であるので、分流噴出路の噴出口の位置（配置：周方向の角度）の調整が可能である。これにより、ガス流を分けて生じる、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成し、この領域を圧接材の圧接面に合わせる調整が可能になる。

〔６〕本発明の火口は、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕において、前記ガス誘導体の先部が、前記火口基体との間で複数のガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯が前記ガス誘導体の軸線方向に対して平行に設けてある構成としてもよい。

この場合は、ガス誘導体の先部が、火口基体との間でガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯がガス誘導体の軸線方向に対して平行に設けてあるので、火口基体の内面との間に、各歯の間の溝でガス通路が形成され、そのガス通路は直線状となる。そして、各ガス通路の噴出口からは、ガス流がガス誘導体の軸線方向に対して平行かつ直線的に噴出して排出される。

これにより、外炎の形成領域が所定の範囲に留められ、その外炎形成領域により、内炎に対し大気中の酸素が巻き込まれるのを抑える機能を果たすことができ、圧接材の圧接面に大気中の酸素が巻き込まれるのを抑止できる。これにより、圧接面での酸化被膜の形成が抑止され、圧接面の接合を良好に行うことができる。

〔７〕本発明の火口は、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕において、前記ガス誘導体の先部が、前記火口基体との間で複数のガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯が前記ガス誘導体の軸線方向に対し傾斜して設けてある構成としてもよい。

この場合は、ガス誘導体の先部が、火口基体との間でガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯がガス誘導体の軸線方向に対して傾斜して設けてあるので、火口基体の内面との間に、各歯の間の溝でガス通路が形成され、そのガス通路は螺旋状となる。そして、各ガス通路の噴出口からは、ガス流がガス誘導体の軸線方向に対して所定の角度で噴出し、かつ旋回するように排出される。

これにより、火炎の外炎の形成領域が拡張され、その外炎形成領域により、内炎に対し大気中の酸素が巻き込まれるのを抑える機能を果たすことができ、圧接材の圧接面に大気中の酸素が巻き込まれるのを抑止できる。よって、圧接面での酸化被膜の形成が抑止され、圧接面の接合を良好に行うことができる。

〔８〕上記の目的を達成するために本発明は、バーナー管と、該バーナー管に取り付けられ、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあるガス誘導体と、該ガス誘導体に設けられた分流噴出路を有し、前記火孔を通過するガス流を前記分流噴出路で分けて、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成可能な火口と、を備える加熱トーチである。

本発明の加熱トーチは、バーナー管に取り付けられた火口でガス流を分けることにより、圧接材を加熱するときの火炎も分かれる。

そして、火口は、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成可能であるので、この領域を圧接面と重ねることにより、圧接材の圧接を行うための所定の加熱が可能である。これにより、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化を抑止することができる。

したがって、安定的な入手が可能で、環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする、標準炎を使用した圧接材の圧接を行うことが可能になる。なお、還元材を併用することにより、一層の酸化抑止が可能になる。

〔９〕上記の目的を達成するために本発明は、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあるガス誘導体と、該ガス誘導体に設けられた分流噴出路を有する火口が、バーナー管に取り付けられた加熱トーチを使用し、前記火孔を通過するガス流を前記分流噴出路で分けて、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成し、該領域が前記圧接材の前記圧接面に重なるようにして加熱を行う工程を備えるガス圧接工法である。

本発明のガス圧接工法は、加熱トーチに取り付けられた火口でガス流を分けて、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成し、この領域が圧接材の圧接面に重なるようにして加熱を行うことができる。

これにより、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化抑止を図ることができる。したがって、安定的な入手が可能で、環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする、標準炎を使用した圧接材の圧接を行うことが可能になる。なお、還元材を併用することにより、一層の酸化抑止が可能になる。

〔１０〕本発明のガス圧接工法は、〔９〕において、前記加熱を標準炎により行うこともできる。

この場合は、標準炎による加熱を行うので、アセチレンガス以外のプロパンガス等を利用して、圧接面における酸化抑止をしながら、圧接工法に充分な火力を得て、圧接材の圧接作業を行うことができる。

本発明は、例えば地域によらず、安定的な入手が可能で環境負荷も小さいプロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を使用した圧接材の圧接を行う場合に、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面における酸化抑止が可能になる火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法を提供することができる。

本発明の第１の火口の構造を示す分解斜視図である。 図１に示す第１の火口の組み上げ状態の縦断面図である。 第１の火口のガス誘導体の構造を示す説明図である。 第１の火口のガス誘導体の他の例を示す斜視図である。 本発明の第２の火口の構造を示す分解斜視図である。 図５に示す第２の火口の組み上げ状態の縦断面図である。 第２の火口のガス誘導体の構造を示す説明図である。 第２の火口のガス誘導体の他の例を示す斜視図である。 本発明の加熱トーチの概略平面図である。 図９の加熱トーチに設けてある各火口の配置を示す説明図である。 本発明の火口における火炎の分流方向を示す一部断面説明図である。

図１乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
まず、図１乃至図３を参照して、本発明に係る第１の火口Ａ１（以下、単に火口Ａ１という）の構造を説明する。

火口Ａ１は、金属製（例えば真鍮製）であるが、これに限定されず、より耐火性に優れるチタン等の他の金属材料を採用してもよい。これについては、後述する火口Ａ２も同様である。

火口Ａ１は、火口基体１０を有している。火口基体１０は、中心部に長さ方向（図２で上下方向）に貫通する空間１００を有する中空体である。火口基体１０は、基端側（図２で下端側）から順に、基ネジ管部１１とフランジ部１２及び外形が略六角柱形状の先管部１８を有する。

基ネジ管部１１は、外周部に雄ネジ（符号省略）を有する。また、空間１００のうち、基ネジ管部１１とフランジ部１２に対応する部分の内周部には、ネジ孔１７が設けてある（図２参照）。

空間１００のうち、ネジ孔１７より先に位置する空間は、先管部１８の先端面に貫通しており、その貫通口が円形の火孔１８０となっている。火孔１８０の口縁部には、面取り部１８１が設けられており、通過する火炎の広がりを妨げることがないようにしている。また、先管部１８の周壁部の一箇所には、周壁部を貫通してネジ孔１９が設けてある。ネジ孔１９には、止めネジ１９０が螺着されている。

また、空間１００の内部には、ガス誘導体４が収容されており、所定の高さに位置させてある。ガス誘導体４は、基端側から順に、外周部に雄ネジ（符号省略）を有する基ネジ管部４２、火孔１８０を形成する空間より径小な首部４０、略平歯車状の誘導部４１を有している。なお、基ネジ管部４２の基端部の直径線上の二箇所には、ドライバー等の回転操作具を係合させるための係合凹部４４が設けてある。

誘導部４１は、周方向に複数の歯４１０を有しており、各歯４１０の間には、複数の溝４１１が形成されている。誘導部４１の外径は、空間１００において、ネジ孔１７より先の部分の内径よりやや径小であり、ガス誘導体４は空間１００の内周部に沿って、周方向へ回転可能、及び進退移動可能である。

また、後述するようにガス誘導体４を火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００においてネジ孔１７より先の部分の内周部と誘導部４１の間に、誘導部４１の周方向に複数のガス通路４００（図２に図示）が、誘導部４１の全長にわたり形成される。

ガス誘導体４の内部には、その全長にわたり分流噴出路４５が設けてある。分流噴出路４５は、先方へ向け窄まった導入口４５１と、基端は導入口４５１に連通すると共に、先端はガス誘導体４の先端面に貫通した噴出路４５２、４５２ａを有している。

噴出路４５２、４５２ａは、ガス誘導体４の中心軸線方向と所定の角度を以て二方へ分かれるように（平面視的には互いに１８０°を成すように）、直線的、かつ円孔状に穿って（穴を開けて）設けられている。この角度は、本実施の形態では１５°に設定されているが、この角度に限定されるものではない。

また、噴出路４５２、４５２ａの先端部は、噴出口４５０、４５０ａとなっている。なお、噴出口４５０、４５０ａが設けられている先端面は、頂部４５３を堺に二面が所定の角度で傾斜して設けてある（図１乃至図３参照）。噴出路４５２、４５２ａは、この傾斜面（符号省略）に対し、略直角に形成してあり、製造時には噴出路４５２、４５２ａの削孔がしやすい利点がある。

また、首部４０には、直径方向の二箇所に周壁部を貫通して、噴出路４５２、４５２ａから空間１００へ通じる連通孔４３が設けてある。これにより、ガス誘導体４と火口基体１０を一体化したときに、ガス流は、噴出路４５２、４５２ａから各連通孔４３、空間１００を通り、各ガス通路４００を流れることができる。

そして、ガス誘導体４は、まず、誘導部４１を火口基体１０のネジ孔１７に挿入し、基ネジ管部４２の雄ネジがネジ孔１７の雌ネジに噛んだところで回転させて螺合し、空間１００の奥方向にネジ込み、ネジ孔１７の雌ネジの先端部まで基ネジ管部４２の雄ネジを螺合して火口基体１０内部に固定される。この状態では、ガス誘導体４の頂部４５３の縁線は、空間１００の内方へ火孔１８０の先端部からやや距離をおいて位置している（図２参照）。

なお、ガス誘導体４は、ガス誘導体４と火口基体１０を一体化したときに、止めネジ１９０で止められて、周方向において噴出路４５２、４５２ａの配置が所定の角度となるように調整される。この角度は、後述するように、圧接材５１、５２の圧接面５００を加熱する場合は、加熱トーチ９に取り付けて組み込んだときに、噴出路４５２、４５２ａの配置が、圧接材５１、５２の圧接面５００と直角になる角度である。

（火口Ａ１の作用）
図９乃至図１１を主に参照し、火口Ａ１の作用を、それを組み込んだ加熱トーチ９の作用と合わせて説明する。

ここで、まず、本発明に係る加熱トーチ９について説明する。
上記火口Ａ１が組み込まれた加熱トーチ９は、ガス圧接用の加熱トーチである。加熱トーチ９は、可燃ガスを導入するガス導入管９０を有している。ガス導入管９０の基部には、バルブ（符号省略）を有する可燃ガス供給管と酸素供給管（何れも図示省略）とが合流可能に接続されている。

ガス導入管９０の先端には、Ｕ字形の分岐管９１が接続されており、分岐管９１の両先端には、相対向して分岐水平管であるバーナー管９２、９３が接続されている。ガス導入管９０と分岐管９１、バーナー管９２、９３は、中心線が同一平面上（設置時は通常は水平面上）にある。

バーナー管９２、９３には、それぞれその内側に四本、合計で八本の火口Ａ１が、ネジ管である取付管９４にネジ込んで取り付けられている。なお、本実施の形態では、火口の数は４本ずつであるが、これに限定されるものではなく、圧接材の径が大きくなると、例えば５～１０本、或いは更に多数を設定することもできる。

各火口Ａ１は、火孔１８０が内方向（同一平面上の中心方向）、すなわちバーナー管９２、９３の間に配置される圧接材５１、５２へ向けてある（図９参照）。各火口Ａ１の火孔１８０の近傍に位置しているガス誘導体４、詳しくは先端部の頂部４５３の縁線は、バーナー管９２、９３の中心線と略同じ高さ、かつ略平行になるように設定してある（図１０参照）。

また、バーナー管９２、９３の先部と基部の端部にある火口Ａ１の上下には、圧接材５１、５２の圧接面５００からやや上下方向に離れた部分を加熱する火口Ａ１ａが水平方向より上下にやや角度を付けて、火口Ａ１と同様に内方向へ向けて設けてある。

各火口Ａ１ａは、構造は火口Ａ１と略同様であるが、噴出路４５２、４５２ａの配置方向が、火口Ａ１の配置方向に対して直角方向となるように、すなわち圧接材に対しては、その周方向と平行になるように設定してある（図１０参照）。なお、火口Ａ１ａは、バーナー管９２、９３に上下それぞれに二箇所ずつ、合計八箇所に取り付けてある。

これにより、取付管９４に固定された各火口Ａ１と各火口Ａ１ａには、プロパンガス等の可燃ガスが上記可燃ガス供給管と酸素供給管から供給可能となる。酸素と混合された可燃ガス（以下、可燃ガスという）は、火口基体１０のネジ孔１７から導入され、ガス誘導体４の分流噴出路４５に入る。

分流噴出路４５を通る可燃ガスの圧力は、略一定の高圧に維持され、可燃ガスの一部は分流噴出路４５を通り、噴出口４５０、４５０ａから所定の角度で拡がるように火孔１８０へ向け噴出する。また、可燃ガスの他の一部は、分流噴出路４５から各連通孔４３を通って空間１００内に入り、各ガス通路４００を通って、噴出口４５０、４５０ａから噴出する可燃ガスと合流する。

合流した可燃ガスに点火され、各火口Ａ１と各火口Ａ１ａの火孔１８０からは、火炎が所定の角度を以て二方向に噴出する（図１１参照）。各火口Ａ１から二方向に分かれた各火炎は、図９、図１０、図１１（ａ）に示すように、圧接材５１、５２の圧接面５００に対して、直接当てないようにしてあり、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域Ｒを所定の幅で形成することができるようにしてある（図１１（ａ）においては、便宜上、火口Ａ１は一つのみ示している）。

また、各火口Ａ１ａから二方向に分かれた各火炎は、図９、図１０、図１１（ｂ）に示すように、圧接材５１、５２の圧接面５００と上下に所定の距離だけ離れた部分を軸周方向に加熱することができるので、略全周にわたり、効率よく加熱することができる（図１１（ｂ）においては、便宜上、火口Ａ１ａは一つのみ示している）。

なお、火口Ａ１のガス誘導体４は、その軸周方向へ回転可能であり、ガス誘導体４を回転させることにより、噴出口４５０、４５０ａの配置（周方向の角度）の調整ができる。これにより、ガス流を二方へ分けて生じる上記領域Ｒを圧接材５１、５２の圧接面５００に合わせる作業が可能になる。また、ガス誘導体４は、火孔１８０の先端部からの離間の距離を調整する必要が生じたときに、回転させて基ネジ管部４２の螺合位置を変えることにより、その調整が可能である。

そして、火口Ａ１を組み込んだ加熱トーチ９によれば、圧接材５１、５２を圧接する際に、プロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を初期加熱から使用しても、標準炎である火炎Ｆ１、Ｆ２は圧接面５００を直接には加熱しないので、圧接面５００に酸化被膜が形成されることを抑止できる。また、還元材を使用しなくても、圧接材５１、５２のガス圧接作業が可能になる。

なお、本実施の形態では、圧接材５１、５２を垂直方向に立てて支持してあり、加熱トーチ９のバーナー管９２、９３を水平にしてガス圧接を行っているが、これに限定するものではなく、圧接材５１、５２を水平に支持し、加熱トーチ９のバーナー管９２、９３を垂直にして上記ガス圧接を行うこともできる。

図４には、上記ガス誘導体４の変形例であるガス誘導体４ａを示す。なお、以下の説明では、ガス誘導体４ａの構造において、上記ガス誘導体４と共通する部分については、ガス誘導体４の各部と同様の符号を付して示し、ここでの構造についての説明は省略する。

ガス誘導体４ａは、略歯車状の誘導部４１ａが設けてある。誘導部４１ａの各歯４１０ａは、上記誘導部４１の歯４１０とは相違して、軸線方向に対して所定の角度で傾斜して螺旋状となっており、それらの間には溝４１１ａが設けられている。

ガス誘導体４ａを火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００においてネジ孔１７より先の部分の内周部と誘導部４１ａの間に、誘導部４１ａの周方向に複数の溝からなる螺旋状のガス通路（符号省略）が、誘導部４１ａの全長にわたり形成される。

そして、使用時には、各ガス通路の噴出口からは、ガス流がガス誘導体４ａの軸線方向に対して所定の角度で噴出し、旋回するように排出される。これにより、火炎の外炎の形成領域が拡張され、その外炎形成領域により、内炎に対し大気中の酸素が巻き込まれるのを抑える機能を果たすことができ、圧接材５１、５２の圧接面５００に大気中の酸素が巻き込まれるのを抑止できる。よって、圧接面５００での酸化被膜の形成が抑止され、圧接面５００の接合を良好に行うことができる。

次に、図５乃至図８を参照して、本発明に係る第２の火口Ａ２（以下、単に火口Ａ２という）の構造を説明する。なお、火口Ａ２の火口基体１０の構造は、上記火口Ａ１の火口基体１０と同様なので、以下の説明では、共通する部分については、上記火口基体１０の各部と同様の符号を付して示し、ここでの構造についての説明は省略する。

火口Ａ２の火口基体１０には、空間１００が設けられ、その内部には、ガス誘導体６が収容されており、所定の高さに位置させてある。ガス誘導体６は、基端側から順に、外周部に雄ネジ（符号省略）を有する基ネジ管部６２、火孔１８０を形成する空間より径小な首部６０、略平歯車状の誘導部６１を有している。基ネジ管部６２の基端部の直径線上の二箇所には、ドライバー等の回転操作具を係合させるための係合凹部６４が設けてある。

誘導部６１は、周方向に複数の歯６１０を有しており、各歯６１０の間には、複数の溝６１１が形成されている。誘導部６１の外径は、空間１００において、ネジ孔１７より先の部分の内径よりやや径小であり、ガス誘導体６は空間１００の内周部に沿って、周方向へ回転可能、及び進退移動可能である。

また、ガス誘導体６を火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００においてネジ孔１７より先の部分の内周部と誘導部６１の間に、誘導部６１の周方向に複数のガス通路６００（図６に図示）が、誘導部６１の全長にわたり形成される。

ガス誘導体６の内部には、その全長にわたり分流噴出路６５が設けてある。分流噴出路６５は、先方へ向け窄まった導入口６５１と、基端は導入口６５１に連通すると共に、先端はガス誘導体６の先端面に貫通した中心噴出孔６５３を有している。中心噴出孔６５３は、口部（符号省略）が直径方向にやや膨らんだ楕円孔である（図５下図参照）。また、ガス誘導体６の先端面は、誘導部６１の軸線方向と直角である（図６参照）。

そして、誘導部６１には、略全長にわたり、その直径方向の二箇所に縦溝６６が互いに平行に形成されている。各縦溝６６は、中心噴出孔６５３の最も小径となる位置にあり、誘導部６１の軸線方向と平行に設けてある。各縦溝６６には、略全長にわたり、金属製の四角形の板体を中央で折り曲げたプレート状の分割部材６７が装着されて固定してある。

縦溝６６の底部は、略円形状にやや広く形成され、分割部材６７の折り曲げて径大となった部分を横入れしており、抜けにくいようにしている。なお、分割部材６７の固定構造はこれに限定するものではなく、他の構造でもよい。

これにより、中心噴出孔６５３は分割部材６７によって略半分に分割されており、空間が二つに分けられて、噴出路６５２、６５２ａが形成されている。ガス流は噴出路６５２、６５２ａを通り、先端の噴出口６５０、６５０ａから噴出する。この噴出するガス流は、口部が楕円状の中心噴出孔６５３の内面の拡がりに沿って、二方に所定の角度で拡がるようになっている。

なお、分割部材６７を、中心噴出孔６５３を分割して装着した後、分割部材６７の両側から所定の角度を以て、ドリルで削孔し、噴出路６５２、６５２ａの形状を更に整えることもできる。この場合は、上記火口Ａ１の噴出路４５２、４５２ａと同様に、噴出路６５２、６５２ａの角度は特に限定するものではない。

また、噴出口６５０、６５０ａの形状は、半楕円形状の他、半円状や、その他の異形などになることもあり、特に限定はされない。また、ドリルによる削孔に伴い、分割部材６７の一部を削っても、或いは削らないでもよく、噴出口６５０、６５０ａの形状も含めて、火炎が所定の角度で二方に拡がるのであれば、特に限定するものではない。

また、首部６０には、直径方向の二箇所に周壁部を貫通して、中心噴出孔６５３から空間１００へ通じる連通孔６３が設けてある。これにより、ガス誘導体６と火口基体１０を一体化したときに、ガス流は、中心噴出孔６５３から各連通孔６３、空間１００を通り、各ガス通路６００を流れることができる。

なお、中心噴出孔６５３の先端部の口部は、ラッパ状に拡げて形成することもできる。このように形成すると、拡がった口部の表面に沿ってガス流が分かれるので、火炎が分かれて拡げられる作用がより確実に行われる。

そして、ガス誘導体６は、上記ガス誘導体４と同様にして火口基体１０内部に固定される。この状態では、ガス誘導体６の上端部は、空間１００の内方へ火孔１８０の先端部からやや距離をおいて位置している（図６参照）。

なお、ガス誘導体６は、ガス誘導体６と火口基体１０を一体化したときに、止めネジ１９０で止められて、周方向において噴出路６５２、６５２ａの配置が所定の角度となるように調整される。この角度は、圧接材５１、５２の圧接面５００を加熱する場合は、加熱トーチ９に取り付けて組み込んだときに、噴出路６５２、６５２ａの配置が、圧接材５１、５２の圧接面５００と直角になる角度である。

（火口Ａ２の作用）
図５乃至図８を参照し、併せて図９乃至図１１を参考として、火口Ａ２の作用を、それを組み込んだ加熱トーチ９の作用と合わせて説明する。なお、圧接を行う際の全体の流れは、上記火口Ａ１と同様であるので、共通する部分については、簡易的に説明するか、説明を省略する。

取付管９４に固定された各火口Ａ２には、プロパンガス等の可燃ガスが可燃ガス供給管と酸素供給管から供給可能となる。可燃ガスは、火口基体１０のネジ孔１７から導入され、ガス誘導体６の分流噴出路６５に入る。

分流噴出路６５を通る可燃ガスの圧力は、略一定の高圧に維持され、可燃ガスの一部は分流噴出路６５の噴出路６５２、６５２ａを通り、噴出口６５０、６５０ａから所定の角度で拡がるように火孔１８０へ向け噴出する。また、可燃ガスの他の一部は、分流噴出路６５から各連通孔６３を通って空間１００内に入り、各ガス通路６００を通って、噴出口６５０、６５０ａから噴出する可燃ガスと合流する。

合流した可燃ガスに点火され、各火口Ａ２の火孔１８０からは、火炎が所定の角度を以て二方向に噴出する。各火口Ａ２から二方向に分かれた各火炎は、圧接材５１、５２の圧接面５００に対して、直接当てないようにしてあり、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域Ｒを所定の幅で形成することができるようにしてある（参考：図９乃至図１１（ａ））。

なお、火口Ａ２のガス誘導体６は、その軸周方向へ回転可能であり、ガス誘導体６を回転させることにより、噴出口６５０、６５０ａの配置（周方向の角度）の調整ができる。これにより、ガス流を二方へ分けて生じる上記領域Ｒを圧接材５１、５２の圧接面５００に合わせる作業が可能になる。

そして、火口Ａ２を組み込んだ加熱トーチ９によれば、圧接材５１、５２を圧接する際に、プロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を初期加熱から使用しても、標準炎である火炎Ｆ１、Ｆ２は圧接面５００を直接には加熱しないので、圧接面５００に酸化被膜が形成されることを抑止できる。また、還元材を使用しなくても、圧接材５１、５２のガス圧接作業が可能になる。

図８には、上記ガス誘導体６の変形例であるガス誘導体６ａを示す。なお、以下の説明では、ガス誘導体６ａの構造において、上記ガス誘導体６と共通する部分については、ガス誘導体６の各部と同様の符号を付して示し、ここでの構造についての説明は省略する。

ガス誘導体６ａは、略歯車状の誘導部６１ａが設けてある。誘導部６１ａの各歯６１０ａは、上記誘導部６１の歯６１０とは相違して、軸線方向に対して所定の角度で傾斜して螺旋状となっており、それらの間には溝６１１ａが設けられている。

なお、分割部材６７ａは、上記ガス誘導体６の分割部材６７と同様に設けられているが、歯６１０ａは傾斜しているので、縦溝６６は対向する二箇所で歯６１０ａと交差し、切り欠いている。

ガス誘導体６ａを火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００においてネジ孔１７より先の部分の内周部と誘導部６１ａの間に、誘導部６１ａの周方向に複数の溝からなる螺旋状のガス通路（符号省略）が、誘導部６１ａの全長にわたり形成される。

そして、使用時には、各ガス通路の噴出口からは、ガス流がガス誘導体６ａの軸線方向に対して所定の角度で噴出し、旋回するように排出される。これにより、火炎の外炎の形成領域が拡張され、その外炎形成領域により、内炎に対し大気中の酸素が巻き込まれるのを抑える機能を果たすことができ、圧接材５１、５２の圧接面５００に大気中の酸素が巻き込まれるのを抑止できる。よって、圧接面５００での酸化被膜の形成が抑止され、圧接面５００の接合を良好に行うことができる。

なお、上記火口Ａ１、Ａ２は、同様に加熱トーチ９に組み込んで使用可能であり、圧接材５１、５２を圧接する際に、プロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を初期加熱から使用しても、標準炎である火炎は、領域Ｒにある圧接面５００を直接には加熱されず、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成されているので、圧接面５００での酸化被膜の形成が抑止され、還元材を使用しなくても、圧接面５００に酸化被膜が形成されることを抑止することができる。

本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

Ａ１ 火口
１０ 火口基体
１００ 空間
１１ 基ネジ管部
１２ フランジ部
１７ ネジ孔
１８ 先管部
１８０ 火孔
１８１ 面取り部
１９ ネジ孔
１９０ 止めネジ
４ ガス誘導体
４１ 誘導部
４１０ 歯
４１１ 溝
４００ ガス通路
４２ 基ネジ管部
４０ 首部
４４ 係合凹部
４５ 分流噴出路
４５１ 導入口
４５０、４５０ａ 噴出口
４５２、４５２ａ 噴出路
４５３ 頂部
４３ 連通孔
１９０ 止めネジ
４ａ ガス誘導体
４１ａ 誘導部
４１０ａ 歯
４１１ａ 溝
Ａ２ 火口
１０ 火口基体
６ ガス誘導体
６１ 誘導部
６１０ 歯
６１１ 溝
６００ ガス通路
６２ 基ネジ管部
６０ 首部
６３ 連通孔
６４ 係合凹部
６５ 分流噴出路
６５１ 導入口
６５２、６５２ａ 噴出路
６５３ 中心噴出孔
６５０、６５０ａ 噴出口
６６ 縦溝
６７ 分割部材
６ａ ガス誘導体
６１ａ 誘導部
６１０ａ 歯
６１１ａ 溝
６７ａ 分割部材
９ 加熱トーチ
９０ ガス導入管
９１ 分岐管
９２、９３ バーナー管
９４ 取付管
５１、５２ 圧接材
５００ 圧接面
Ｆ１、Ｆ２ 火炎

Claims (9)

1. 先端部に火孔が設けられた火口基体と、
   該火口基体の内部にあるガス誘導体と、
   該ガス誘導体に設けられ、かつ前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成する分流噴出路と、を備えており、
   前記ガス誘導体は、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能である
   火口。
2. 先端部に火孔が設けられた火口基体と、
   該火口基体の内部にあるガス誘導体と、
   該ガス誘導体に設けられ、かつ前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成する分流噴出路と、を備えており、
   前記ガス誘導体の先部が、前記火口基体との間で複数のガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯が前記ガス誘導体の軸線方向に対して平行に設けてある
   火口。
3. 先端部に火孔が設けられた火口基体と、
   該火口基体の内部にあるガス誘導体と、
   該ガス誘導体に設けられ、かつ前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成する分流噴出路と、を備えており、
   前記ガス誘導体の先部が、前記火口基体との間で複数のガス通路を形成する歯車状に設けられ、その各歯が前記ガス誘導体の軸線方向に対し傾斜して設けてある
   火口。
4. 前記分流噴出路は、前記ガス誘導体の略長手方向に形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有する
   請求項１、２又は３記載の火口。
5. 前記分流噴出路は、前記ガス誘導体の略長手方向に設けられた孔が分割部材で分割されて形成してあり、ガス流を分けて誘導する噴出路を有する
   請求項１、２又は３記載の火口。
6. 前記孔は、その噴出口がラッパ状に拡がっている
   請求項５記載の火口。
7. バーナー管と、
   該バーナー管に取り付けられ、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあるガス誘導体と、該ガス誘導体に設けられた分流噴出路を有し、前記火孔を通過するガス流を前記分流噴出路で分けて、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成し、前記ガス誘導体は、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能である火口と、を備える
   加熱トーチ。
8. 先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあるガス誘導体と、該ガス誘導体に設けられた分流噴出路を有し、前記ガス誘導体は、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能である火口が、バーナー管に取り付けられた加熱トーチを使用し、前記ガス誘導体を周方向に回転調整し、前記火孔を通過するガス流を前記分流噴出路で分けて、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成し、該領域が前記圧接材の前記圧接面に重なるようにして加熱を行う工程を備える
   ガス圧接工法。
9. 前記加熱を標準炎により行う
   請求項８記載のガス圧接工法。

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