JPH07217830A - ポストミックス火口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポストミックス火口にＬＮＧ，メタンガス等
の遅燃ガスを用いた場合であっても燃焼特性がよくな
り、被切断材の切断能力が向上すること。 【構成】 火口先端面に該先端面の中心から半径方向外
方に向けて切断酸素噴出口、カーテン酸素噴出口、燃料
ガス噴出口、予熱酸素噴出口が同心状に形成されたポス
トミックス火口において、前記予熱酸素噴出口の外側に
補助酸素噴出口を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火口に供給した酸素及
び燃料ガスを、火口の外側で混合させて燃焼させるよう
にしたポストミックス火口に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のポストミックス火口とし
ては、図５に示すものが知られている。このポストミッ
クス火口１００は、その先端面１００ａに該先端面１０
０ａの中心から半径方向外方に向けて切断酸素噴出口１
０１、カーテン酸素噴出口１０２、燃料ガス噴出口１０
３、予熱酸素噴出口１０４が同心状に形成されたもので
ある。そして、切断酸素噴出口１０１には吹管の酸素供
給路が連通されて酸素が供給され、カーテン酸素噴出口
１０２には吹管のカーテン酸素供給路が連通されて酸素
が供給され、燃料ガス噴出口１０３には吹管の燃料ガス
供給路が連通されて燃料ガス例えばＬＰＧ（リケファイ
ド・ペトロリューム・ガス）が供給され、予熱酸素噴出
口１０４には吹管の予熱酸素供給路が連通されて被切断
材予熱用の酸素が供給されるようになされている。

【０００３】前記ポストミックス火口１００を使用する
時には、最初燃料ガス噴出口１０３より燃料ガスを噴出
させると共に予熱酸素噴出口１０４より予熱用の酸素を
噴出させて火口の外側で燃料ガスと予熱酸素とを混合燃
焼させて被切断材を所定の温度（例えば８００℃）に予
熱し、この後、切断酸素噴出口１０１，カーテン酸素噴
出口１０２よりそれぞれ酸素を噴出させて切断酸素の周
囲をカーテン酸素にてカーテン状に取巻き、ポストミッ
クス火口１００を移動させつつポストミックス火口１０
０の中心から噴出する切断酸素にて被切断材を切断する
ようにしている。

【０００４】このようなポストミックス火口１００によ
れば、火口の外側で燃料ガスと予熱酸素とを混合燃焼さ
せているので、逆火を防ぐことができ、切断酸素の噴出
速度を高速化することができ、火口の種類を豊富に用意
可能とするため各種の被切断材に対する切断能力を揃え
ることができるため通常の板厚から極厚の被切断材まで
切断することが可能で、切断性能がよいため被切断材と
ポストミックス火口１００との距離を大きくとることが
でき、このため火口の汚れを減少させて火口の耐久性を
向上させることができる等の効果をあげることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ＬＰ
Ｇに対しＬＮＧ（リケファイド・ナチュラル・ガス）は
分子量がＬＰＧよりも小さく軽いため閉ざされた室にあ
っても上昇し易い、いわば滞留する危険性が少ないこと
及び入手し易いこと等によりポストミックス火口に利用
することが考えられるようになった。ところが、前記ポ
ストミックス火口においては、プロパンガス等の前記Ｌ
ＰＧを用いた場合には良好な燃焼特性が得られるが、Ｌ
ＮＧ，メタンガス等の遅燃性ガスを用いた場合には燃焼
特性が不十分であり、例えば、ＬＰＧを用いた場合に
は、一箇月に５００噸の被切断材の切断処理を行なうこ
とができるのに比べ、ＬＮＧを用いた場合には、一箇月
に４００噸の被切断材の切断処理しかできず、切断能力
が使用ガスによって低下するという問題があった。

【０００６】これは、前記ポストミックス火口において
は火口の外側で燃料ガスと予熱酸素とを混合燃焼させて
これを用い被切断材を所定の温度に予熱してはいるもの
の、ＬＰＧを用いた場合に比較してＬＮＧ，メタンガス
等の遅燃ガスを用いた場合には燃焼特性が低いため、Ｌ
ＰＧを用いた場合と同等の切断能力を得るためには多量
の酸素を必要とするという事情からであった。

【０００７】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、ＬＮＧ，メタンガス等の遅燃ガスを用いた場合にお
ける燃料ガスへの酸素供給量の不足を補って、ポストミ
ックス火口にＬＮＧ，メタンガス等の遅燃ガスを用いた
場合であっても燃焼特性がよくなり、被切断材の切断能
力の向上が図れるポストミックス火口を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記目的
を達成させるために、火口先端面に該先端面の中心から
半径方向外方に向けて切断酸素噴出口、カーテン酸素噴
出口、燃料ガス噴出口、予熱酸素噴出口が同心状に形成
されたポストミックス火口において、前記予熱酸素噴出
口の外側に補助酸素噴出口が形成されている構成とされ
ている。また、第２の発明は、第１の発明において、前
記補助酸素噴出口は、等間隔環状配置された複数の小径
噴出口からなる構成とされている。

【０００９】

【作用】前記第１の発明の構成によれば、被切断材の切
断時において、まず、燃料ガス噴出口から燃料ガスを噴
出させると共に、予熱酸素噴出口及び補助酸素噴出口か
ら酸素を噴出させ、燃料ガスと予熱酸素及び補助酸素と
をポストミックス火口の先端面の外側で混合して燃焼さ
せ、かつカーテン酸素噴出口よりカーテン酸素を噴出さ
せて被切断材の切断すべき箇所を所定の温度に予熱し、
次いで切断酸素噴出口より切断用の酸素を噴出させつつ
ポストミックス火口を移動させて前記被切断材の切断す
べき箇所を切断する。この場合、前記燃料ガスに予熱酸
素のみならず補助酸素も供給され、燃料ガスの燃焼特性
を向上させる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
基づいて説明する。図１は、ガス切断において、リケフ
ァイド・ナチュラル・ガス（ＬＮＧ），メタンガス等の
遅燃焼ガスを用いて被切断材を切断するための遅燃ガス
用のポストミックス火口１の縦断面図である。ポストミ
ックス火口１は周知のように火口の外側で燃料ガスと予
熱酸素とを混合するように構成された火口であり、これ
に対して火口内で燃料ガスと予熱酸素とを混合するよう
に構成されたプレミックス火口がある。

【００１１】本実施例で用いる遅燃ガス用のポストミッ
クス火口１は、図１に示すように、内部心棒２と内部火
口３と外部火口４と内部心棒止めナット５とからなって
いる。ポストミックス火口１は吹管側の基端部１ａを図
１に仮想線により示された吹管の器頭６に火口止めナッ
ト７により締め付けられて取り付けられている。

【００１２】内部火口３は、断面円形の内孔８をもつ概
ね円筒状のもので、その外周は、胴部９とこの胴部９の
基端側（図１に示す胴部９の右側）に形成された円錐台
状の連結部１０と胴部９の先端側に形成されたテーパ部
１１及び小径部１２とからなっている。

【００１３】連結部１０は、ポストミックス火口１の前
記基端側に形成され、その外周は吹管側（図１における
内部火口３の右側部）に近付くにつれて小径とされてい
る。連結部１０の胴部９側外径はこの胴部９の外径より
大とされている。連結部１０の外周には内部火口３の軸
線方向に間隔をおいて溝１３，１４，１５が形成されて
いる。これらの溝１３，１４，１５は内孔８と同心状に
形成されている。

【００１４】内部火口３には、小径部１２の外周の外側
部と溝１４内とを連通する複数の断面円形の燃料ガス孔
１６が形成されている。これらの燃料ガス孔１６は、内
孔８と同心状にかつ内部火口３の軸線方向に向けて形成
されている。そして、燃料ガス孔１６はポストミックス
火口１の先端面（図１における左端部）１ｂにおいて燃
料ガス噴出口１６ａとなっている。また、内部火口３の
連結部１０には、内孔８内と溝１３内とを連通する複数
の連通孔１７が形成されている。この連通孔１７は内部
火口３の軸線方向と直交する方向にかつ内部火口３の中
心から放射状に形成されている。また、内部火口３の連
結部１０の先端側（胴部９に隣接する部分）には、フラ
ンジ状部１０ａが形成されており、このフランジ状部１
０ａには、溝１５内と後記する予熱酸素孔１８とを連通
する複数の連通孔１９が形成されている。これらの連通
孔１９は内孔８の中心軸線に対し傾斜しかつ円周方向に
間隔をおいて形成されている。

【００１５】内部火口３の胴部９の外周の所定箇所に
は、心合せ用の複数の突起２０が内部火口３の軸線方向
と直交する方向にかつ内部火口３の中心から放射状に形
成されている。これらの各突起２０の先端面は内部火口
３の中心軸線から同一半径の円周上に位置させられてお
り、各突起２０はいわば歯車の歯と類似状に形成されて
いる。内孔８の連結部１０側開口端は図２に示すように
拡径されてこの拡径部の境界に段部２１が形成されてい
ると共に拡径部の内面には雌ねじ部２２が形成されてい
る。内部火口３の内孔８の先端側部（図１における左側
部）には２段に縮径された縮径部２３が形成されてい
る。

【００１６】前記内部心棒２は、図１に示すように中心
に切断酸素孔２４が形成された円筒状のもので、内部心
棒２の外周の胴部２５の基端部側（図１における内部心
棒２の右側）にはフランジ２６が形成され、胴部２５の
先端部側には中径部２７，小径部２８が形成されてい
る。内部心棒２の中径部２７の外周の所定箇所には、心
合せ用の複数の突起２９が内部心棒２の軸線方向と直交
する方向にかつ内部心棒２の中心から放射状に形成され
ている。これらの各突起２９の先端面は内部心棒２の中
心軸線から同一半径の円周上に位置させられており、各
突起２９はいわば歯車の歯と類似状に形成されている。
切断酸素孔２４先端側部（図１における左側部）は一旦
縮径されて縮径部３０が形成され、さらに先端側即ち、
開口端に向けて漸次拡径されて、先端広がり状の切断酸
素噴出口３１とされている。

【００１７】内部心棒２は、内部火口３の内孔８の縮径
部２３の内面に突起２９の先端を内接させられて内部火
口３内に同心状に挿入配置され、内部火口３の段部２１
にフランジ２６を当接させられた状態で、内部火口３の
雌ねじ部２２に螺合された内部心棒止めナット５により
内部火口３に固定されている。内部心棒止めナット５
は、リングの外周に前記雌ねじ部２２に螺合する雄ねじ
部３２が形成されたものである。図２中、３３は内部火
口３内に内部心棒２が同心状に挿入固定された状態にお
いて、内部火口３の連通孔１７に対向する内部心棒２の
胴部２５の外周位置に形成された環状溝である。

【００１８】内部火口３の内孔８の内面と内部心棒２の
外周面との間には、上述のように内部火口３内に内部心
棒２が同心状に挿入固定された結果、図１に示すように
環状孔３４が形成されている。この環状孔３４は、内部
心棒２の中心の酸素孔３４と同心状の環状孔である。環
状孔３４は連通孔１７と連通されこれら環状孔３４と連
通孔１７とから一連のカーテン酸素孔３５が形成され、
カーテン酸素孔３５の先端（図１における左端）はカー
テン酸素噴出口３５ａとなっている。

【００１９】外部火口４は、図１に示すポストミックス
火口１の連結部１０側（図１における右側）に位置する
フランジ３６をもつ円筒状のものである。図４に示すよ
うに、外部火口４の内部孔３７のフランジ３６側部には
テーパー部３８が形成されている。また、外部火口４の
内部孔３７の先端側（図１，図４における左側）には、
テーパー部３９及び縮径部４０が形成され、この縮径部
４０が外部へ開口している。外部火口４の先端側部内壁
には、内部孔３７内と外部火口４の外部とを連通する複
数の補助酸素噴出口４１が形成されている。これらの補
助酸素噴出口４１は、外部火口４の中心軸線方向に向け
て形成され、かつ外部火口４の円周方向に等間隔をおい
てそれぞれ同一円周上に位置し全体として環状に形成さ
れている。また、補助酸素噴出口４１はその一部が内部
孔３７の中心軸線と平行な内壁部分に達して内部孔３７
に直接連通している。

【００２０】外部火口４は、図１に示すように内部火口
３の連結部１０側にフランジ３６が位置させられ内部火
口３の胴部９に嵌合されている。外部火口４は、フラン
ジ３６の端面が連結部１０のフランジ状部１０ａに当接
された状態で、連結部１０に嵌合された吹管の器頭６と
フランジ３６に係合するように外部火口４に嵌合された
火口止めナット７とを螺合緊締することにより、連結部
１０に締め付け固定されている。この際、内部火口３の
胴部９に設けられた各突起２０の先端が外部火口４の内
部孔３７の内面に接触するため、内部火口３と外部火口
４とは同心状となる。

【００２１】また、前記内部火口３への外部火口４の嵌
合固定によりこれら内部火口３と外部火口４との間に流
通孔４２が形成されている。この流通孔４２は、前記内
部心棒２の切断酸素孔２４と同心状に形成され、かつ内
部火口３の胴部９部分においては切断酸素孔２４の軸線
方向に向けて形成され、先端側部即ち、内部火口３のテ
ーパー部１１においては切断酸素孔２４の軸線方向と傾
斜して形成されている。流通孔４２は連結部１０のフラ
ンジ状部１０ａに形成された連通孔１９に連通されて前
記予熱酸素孔１８とされ、この予熱酸素孔１８はポスト
ミックス火口１の先端面１ｂにおいて予熱酸素噴出口４
３となっている。

【００２２】また、前記内部火口３への外部火口４の嵌
合固定により、内部火口３の小径部１２と外部火口４の
縮径部４０との間にリング溝４４が形成されており、こ
のリング溝４４内に前記燃料ガス噴出口１６ａ及び予熱
酸素噴出口４３がそれぞれ開口させられている。従っ
て、ポストミックス火口１の半径方向において予熱酸素
噴出口４３の外側に補助酸素噴出口４１が配設されてい
る。

【００２３】次に、前記のように構成されたポストミッ
クス火口１の作用について説明する。ポストミックス火
口１を被切断材の切断に使用する場合、まず、燃料ガス
噴出口１６ａからＬＮＧを噴出させると共に、予熱酸素
噴出口４３及び補助酸素噴出口４１から酸素を噴出させ
る。すると、これらの噴出口から噴出した燃料ガス，予
熱酸素及び補助酸素がポストミックス火口１の先端面１
ｂの外側で混合して燃焼する。またこのときカーテン酸
素噴出口３５ａよりカーテン酸素を噴出させる。（この
カーテン酸素は後記する切断酸素を噴出して被切断材を
切断する際に噴出させてもよい。） この燃焼炎により被切断材の当初切断すべき箇所を所定
の温度（例えば８００℃）に予熱し、この切断すべき箇
所が所定の温度に達したら、切断酸素噴出口３１より切
断用の酸素を噴出させつつポストミックス火口１を移動
させて被切断材の切断すべき箇所を切断する。

【００２４】ところで、本実施例のようにポストミック
ス火口１にＬＮＧを用いて被切断材の切断を行なう場合
には、前記予熱時において補助酸素噴出口４１からの酸
素の噴出がないと、ＬＮＧにあってはＬＰＧに比較して
酸素と混合しにくいため燃焼特性が低くなる。このため
ＬＮＧを用いた場合にはＬＰＧを用いた場合に比較して
被切断材の切断能力が低い。そこで、本実施例において
は、上述のように予熱酸素の外に補助酸素噴出口４１か
らも酸素を噴出させて強制的に酸素量を増やしこれら予
熱酸素及び補助酸素と燃料ガスとを混合させかつ燃焼さ
せている。これにより、燃料ガスの燃焼特性が向上しひ
いては被切断材の切断能力が向上する。

【００２５】また、予熱酸素の外側に補助酸素噴出口４
１から酸素を噴出させているので、この補助酸素が、大
気からの切断酸素流のまわりに大気が巻き込まれて被切
断材の切断面に当り切断面上の酸素純度が低下して切断
能力が減少するのを、カーテン酸素と協働して防ぐのに
も役立つ。

【００２６】また、前記ポストミックス火口１によれ
ば、火口の外側で燃料ガスと予熱酸素とを混合燃焼させ
ているので、逆火を確実に防ぐことができ、切断酸素噴
出口３１が先端広がり状とされたいわゆるダイバーゼン
ト構造とされているので切断酸素気流が向上して切断酸
素の噴出速度を高速化することができ、火口の種類を豊
富に用意可能とするため各種の被切断材に対する切断能
力を揃えることができるため通常の板厚から極厚の被切
断材まで切断することが可能で、切断性能がよいため被
切断材とポストミックス火口１との距離を大きくとるこ
とができ、このため火口の汚れを減少させて火口の耐久
性を向上させることができるのはもちろんのこと、切断
能力が向上したため熱間材の切断においてはパウダを必
要とせず、プレミックス火口と異なり火口，吹管を水冷
することができるので冷間材に限らず熱間材も１本のト
ーチで切断することが可能となり、パウダ装置を付設す
ることにより鉄の外、ステンレス，アルミニウム，胴等
の非鉄金属の切断もできる等の効果も上げることができ
る。

【００２７】また、前記補助酸素噴出口４１は、等間隔
環状配置された複数の小径噴出口からなるため、被切断
材の切断時において火口を前後左右いずれの方向に動か
しても切断が継続されるので、補助酸素噴出口４１の配
置が不良であることによって切断方向により切断能力が
低下するのを防止することができる。

【００２８】なお、前記実施例においては、予熱酸素噴
出口４３の外側に複数の小径円孔からなる補助酸素噴出
口４１を等間隔環状配置したが、これに限らず、予熱酸
素噴出口４３の外側に円環状の一連の補助酸素孔を設け
てもよい。また、前記実施例においては、予熱酸素孔１
８から補助酸素噴出口４１を分岐させたが、これに限ら
ず、ポストミックス火口１の半径方向における予熱酸素
孔１８の外側にこれとは別個の流通孔を設け、この流通
孔の先端側を予熱酸素噴出口４３の外側に配置された補
助酸素噴出口としてもよい。また、前記実施例において
は、ポストミックス火口１にＬＮＧ，メタンガス等の遅
燃ガスを用いたが、これに限らず、プロパンガス等のＬ
ＰＧを用いることもできる。

【００２９】

【発明の効果】第１の発明によれば、火口先端面に該先
端面の中心から半径方向外方に向けて切断酸素噴出口、
カーテン酸素噴出口、燃料ガス噴出口、予熱酸素噴出口
が同心状に形成されたポストミックス火口において、前
記予熱酸素噴出口の外側に補助酸素噴出口が形成されて
いる構成とされているので、予熱酸素の外に補助酸素噴
出口からも酸素を噴出させて強制的に酸素量を増やし、
これら予熱酸素及び補助酸素と燃料ガスとを混合させか
つ燃焼させ、これにより燃料ガスの燃焼特性を向上さ
せ、ひいては被切断材の切断能力を向上させることがで
きる。また、予熱酸素の外側に補助酸素噴出口から酸素
を噴出させているので、この補助酸素が、大気からの切
断酸素流のまわりに大気が巻き込まれて被切断材の切断
面に当り切断面上の酸素純度が低下して切断能力が減少
するのを、カーテン酸素と協働して一層強力に防ぐこと
ができる。また、火口の外側で燃料ガスと予熱酸素とを
混合燃焼させているので、逆火を確実に防ぐことがで
き、切断酸素気流を向上させて切断酸素の噴出速度を高
速化することができ、火口の種類を豊富に用意可能とす
るため各種の被切断材に対する切断能力を揃えることが
でき、通常の板厚から極厚の被切断材まで切断すること
が可能で、切断性能がよいため被切断材とポストミック
ス火口との距離を大きくとることができ、このため火口
の汚れを減少させて火口の耐久性を向上させることがで
きる。また、切断能力が向上するため熱間材の切断にお
いてはパウダを必要とせず、プレミックス火口と異なり
火口，吹管を水冷することができるので冷間材に限らず
熱間材も１本のトーチで切断することが可能となり、パ
ウダ装置を付設することにより鉄の外、ステンレス，ア
ルミニウム，胴等の非鉄金属の切断もできる等の効果を
上げることもできる。また第２の発明によれば、第１の
発明において、前記補助酸素噴出口は、等間隔環状配置
された複数の小径噴出口からなる構成とされているの
で、被切断材の切断時において火口を前後左右いずれの
方向に動かしても切断が継続されるので、補助酸素噴出
口の配置が不良であることによって切断方向により切断
能力が低下するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の側断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す要部の拡大側断面図で
ある。

【図３】本発明の一実施例を示す火口の先端面図ある。

【図４】本発明の一実施例を示す外部火口の要部の側断
面図ある。

【図５】従来のポストミックス火口の先端面図である。

【符号の説明】

１ ポストミックス火口 １ｂ 先端面 １６ａ 燃料ガス噴出口 ３１ 切断酸素噴出口 ３５ａ カーテン酸素噴出口 ４１ 補助酸素噴出口 ４３ 予熱酸素噴出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火口先端面に該先端面の中心から半径方
   向外方に向けて切断酸素噴出口、カーテン酸素噴出口、
   燃料ガス噴出口、予熱酸素噴出口が同心状に形成された
   ポストミックス火口において、前記予熱酸素噴出口の外
   側に補助酸素噴出口が形成されていることを特徴とする
   ポストミックス火口。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポストミックス火口にお
   いて、前記補助酸素噴出口は、等間隔環状配置された複
   数の小径噴出口からなることを特徴とするポストミック
   ス火口。