JPH1130409A - ガス切断トーチ及びその点火方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス切断トーチの自動化に伴って、トーチに
は火口に火炎を形成するための点火装置が取り付けられ
ることがある。しかし従来の点火装置に於いてはトーチ
の外部に付加するごとくパイロットノズルを取り付けて
いたため、製造コストが高くなり、また複数のガスに点
火することから点火率が低くなり、また周囲の環境や汚
れなどにより点火率が低下するという問題があった。 【解決手段】 ガス切断トーチの切断酸素通路上部に外
部に通じる混合ガス通路を設けることによって予熱用混
合ガスを火口先端より該混合ガス通路に流入させ、これ
に点火して形成した爆燃炎を火口先端から噴出させるこ
とにより予熱用混合ガスに点火するよう構成したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス切断トーチに関
するものであり、特に作業の自動化に必要となる火口へ
の自動点火に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以前はガス切断トーチには、ライター等
によって手作業で点火作業が行われていた。しかし特に
多数本のトーチを備える大型機械においては作業前の段
取りに手間がかかり、また多くの人員を必要とすること
から、点火の自動化が望まれていた。これに対応してガ
ス切断トーチには、従来より自動に点火する装置が設け
られる場合があった。

【０００３】従来からガス切断トーチの周辺には、切断
作業の省力化や自動化、ガス切断トーチの損傷の防止、
或いは切断面品質の向上などを図ることを目的として種
々の装置が選択的に付加されている。例えば火口に火炎
が形成されていることを検知する失火検出用のセンサ
ー、ガス切断トーチと母材との距離を一定の値に維持す
るために切断材からの高さを検出するハイトセンサー、
切断部位に冷却水を散布する散水装置などである。

【０００４】上記のような付加装置の一つとして、図７
に示すような点火装置30がある。点火装置30はガス切断
トーチ31に取り付けられて燃料ガスを供給され、点火装
置30によって点火することにより、切断火口32先端に向
かってノズル33からパイロット炎を噴出する。これによ
り切断火口32に自動に点火することができ、特に複数本
のガス切断トーチ31に一斉に火炎を形成するのに有効で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の点火装置
に於いては、ガス切断トーチ31の外部に付加するごとく
点火装置30を取り付け、点火部34に高周波電力などの点
火エネルギーを与えて点火装置30に点火する必要があ
る。従ってガス切断トーチ31周辺の機器構成が煩雑とな
り、また点火のためだけにトーチを一つ必要とするた
め、製造コストが高価にならざるを得ない。

【０００６】また上述のような構造の点火装置に於いて
は、まずノズル33に点火し、形成されたパイロット炎に
よって切断火口32先端から噴出される予熱混合ガスに点
火される。従って、ノズル33の点火率と、ノズル33から
切断火口32への点火率の両方の確率が高くなければ最終
的なガス切断火口32への点火率は低下してしまう。

【０００７】また外部に露出した付加装置は周囲の環境
や汚れなどの弊害を受けやすい。切断に於いては切断材
に生じる歪みを防ぐために水が散布されるが、特に点火
装置30に於いてはこの水が蒸発して点火部34に付着して
点火不能に陥ったり、また粉塵を吸着して点火不良を招
いたりしてしまう。

【０００８】また、鋼板を直線切断するプレーナーや型
切断するＮＣ切断機は、ガーターに複数のガス切断トー
チを取り付けて構成されるのが一般である。しかし上述
のようにガス切断トーチ周辺に装置を付加すると、ガス
切断トーチ同士の間隔を確保しないと付加装置が他のガ
ス切断トーチに接触して損傷してしまう虞がある。従っ
て切断の間隔をある程度以上狭くすることができず、切
断装置の能力が制限されてしまうという問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るガス切断トーチは、切断酸素と予熱酸
素と予熱燃料ガスとを供給して火炎を生成するガス切断
トーチであって、前記トーチ内部に配置された切断酸素
を通過させる切断酸素通路と、前記トーチ先端の火口に
配置された前記切断酸素を噴出する切断酸素ノズルと、
前記火口に配置され予熱酸素と予熱燃料ガスとの混合ガ
スを噴出する予熱ガスノズルと、前記切断酸素通路とト
ーチ外部とを接続する点火用通路と、前記点火用通路と
前記トーチ外部との接続部に設けられた通路閉鎖手段
と、前記点火用通路又は前記切断酸素通路上に設けられ
た点火熱源とを有することを特徴とする。

【００１０】また上記課題を解決するための本発明に係
るガス切断トーチの点火方法は、切断酸素と予熱酸素と
予熱燃料ガスとを噴出して火炎を形成し被切断材を切断
するガス切断トーチの点火方法であって、前記予熱酸素
と前記予熱燃料ガスとを混合させた混合ガスをトーチ先
端から噴出し、前記切断酸素の通路にトーチ先端より流
入した前記混合ガスに点火して爆燃炎を形成し、該爆燃
炎によって前記混合ガスに点火した後に、前記切断酸素
を噴出することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るガス切断トーチの実
施形態を図を用いて説明し、あわせてその点火方法につ
いて説明する。図１は本発明の第一の本実施形態に係る
ガス切断トーチの側面断面図、図２はガス切断トーチの
模式図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は点火動作の
フローチャートである。

【００１２】図１に示すガス切断トーチ（以下単にトー
チ１という）は、先端に器頭２を有し、該器頭２に火口
３を取り付けて構成されている。またトーチ１内部には
切断酸素通路を形成する切断酸素管４、予熱酸素管５、
予熱燃料ガス管６、点火用通路である混合ガス管７が配
管されている。

【００１３】これらの管のトーチ１後端側には、それぞ
れ切断酸素バルブ４ａ、予熱酸素バルブ５ａ、予熱燃料
ガスバルブ６ａ、通路閉鎖手段である混合ガスバルブ７
ａが取り付けられて開閉を行うよう構成されている。切
断酸素バルブ４ａ、予熱酸素バルブ５ａ、予熱燃料ガス
バルブ６ａには、それぞれ図示しない供給手段により切
断酸素、予熱酸素、予熱燃料ガスが供給される。

【００１４】切断酸素は切断酸素管４を通って火口３先
端の切断酸素ノズル３ａより噴出される。切断酸素管４
には逆止弁８及び焼結金属製のフィルタ10ａが取り付け
られており、切断酸素等が切断酸素バルブ４ａに逆流す
ることを防ぐと共に、火炎を消火し得るよう構成されて
いる。

【００１５】また予熱酸素及び予熱燃料ガスはそれぞれ
予熱酸素管５及び予熱燃料ガス管６を通って火口３に到
達する。火口３は内部で予熱酸素と予熱燃料ガスとを混
合させるいわゆるチップミキシング型の火口であり、イ
ンジェクション構造を有している。これに予熱酸素及び
予熱燃料ガスを供給すると、予熱酸素が予熱燃料ガスを
吸引するとともに混合して予熱用混合ガスを生成し、該
予熱用混合ガスが火口３先端の予熱ガスノズル３ｂより
噴出される。

【００１６】一方、混合ガスバルブ７ａはトーチ１外部
にて解放されており、混合ガス管７は図２及び図３に示
すようにトーチ１内部において切断酸素管４に接続され
ている。すなわち混合ガスバルブ７ａを解放すると、切
断酸素ノズル３ａから切断酸素管４を介して混合ガス管
７へ連通する経路は、両端が解放するよう構成されてい
る。

【００１７】また混合ガス管７の経路上には点火熱源で
あるスパークプラグ９が設けられており、図示しない電
力供給手段により電力を供給されて放電し、混合ガスに
点火するよう構成されている。またスパークプラグ９よ
りも混合ガスバルブ７ａ側には、消火のためにフィルタ
10ｂが設けられている。

【００１８】次に、図４を用いて点火動作について説明
する。まず混合ガスバルブ７ａをあらかじめ解放し（Ｓ
１）、切断酸素ノズル３ａから切断酸素管４、混合ガス
管７を介して混合ガスバルブ７ａに至る経路の両端を解
放する。次に予熱酸素バルブ５ａ及び予熱燃料ガスバル
ブ６ａを解放して（Ｓ２）予熱酸素及び予熱燃料ガスを
供給する。予熱酸素及び予熱燃料ガスは上述したように
火口３内において混合することにより予熱用混合ガスと
なり、予熱ガスノズル３ｂより噴出する。

【００１９】ここで切断酸素ノズル３ａから混合ガスバ
ルブ７ａに至る経路が解放されていること、及び火口３
先端の気圧が高くなっていることから、予熱用混合ガス
が切断酸素ノズル３ａに流入することとなる（Ｓ３）。
すなわち図２に破線にて示す如く、予熱ガスノズル３ｂ
より噴出した予熱用混合ガスの一部は切断酸素ノズル３
ａより流入し、スパークプラグ９及びフィルタ10ｂを通
って混合ガスバルブ７ａから放出されることとなる。

【００２０】予熱用混合ガスが混合ガス管７に充満させ
るため所定時間待った後に、混合ガスバルブ７ａを閉鎖
する（Ｓ４）。そしてスパークプラグ９より放電すれば
混合ガス管７内にて予熱用混合ガスに点火され（Ｓ
５）、その爆燃炎が形成される。ここで混合ガス管７に
フィルタ10ｂが設けられていることにより爆燃炎は急激
に冷却されて消火され、混合ガスバルブ７ａに到達する
ことがない。また、切断酸素管４に逆止弁８が設けられ
ていることにより、爆燃炎が切断酸素バルブ４ａに到達
することなく、また過負荷な圧力を与える虞がない。

【００２１】形成された爆燃炎は、唯一の開口部である
切断酸素ノズル３ａより噴出する（Ｓ６）。これが予熱
ガスノズル３ｂより噴出している予熱用混合ガスに引火
し、白点が形成される（Ｓ７）。これにより点火動作が
完了し、しかる後に切断酸素バルブ４ａを解放して切断
酸素を噴出し、切断が行われることとなる。

【００２２】次に、本発明に係る第二の実施形態を、図
５及び図６を用いて説明する。図５は本実施形態に係る
ガス切断トーチの模式図、図６はガス切断トーチの混合
ガス管を含む断面図である。上記第一実施形態と説明の
重複する部分については、同一の符号を付して説明を省
略する。

【００２３】本実施形態に係る予熱酸素管13と予熱燃料
ガス管14とは、トーチ11内部にて接続されており、いわ
ゆるトーチミキシング型の構造を成している。これによ
りあらかじめ混合された予熱用混合ガスが火口12に供給
され、先端の予熱ガスノズル12ｂより噴出される。

【００２４】また、上記第一実施形態に於いては切断酸
素管４に逆止弁を設けて示したが、これは主に爆燃炎が
形成される際に切断酸素管４を閉鎖することを目的とし
ている。従って本実施形態に示すように電磁弁15ａを設
け、スパークプラグ９にて点火する時に明示的に閉鎖す
るよう構成してもよい。

【００２５】また、第一実施形態に於いては混合ガス管
７の通路閉鎖手段として混合ガスバルブ７ａを設けて示
したが、本実施形態に於いては電磁弁15ｂが設けられて
おり、自動制御にて混合ガス管７を開閉し得るよう構成
されている。

【００２６】スパークプラグ９は切断酸素管４の混合ガ
ス管７より先端側に設けられている。これにより、より
早く又は濃度の濃い混合ガスがスパークプラグ９近傍に
充満することとなる。

【００２７】上記の如く構成したトーチ11において点火
を行う際には、まず電磁弁15ｂを開いて切断酸素管４の
両端を解放し、続いて予熱酸素バルブ13ａ及び予熱燃料
ガスバルブ14ａを開いて予熱ガスノズル12ｂより予熱用
混合ガスを噴出する。

【００２８】噴出された予熱用混合ガスは切断酸素ノズ
ル12ａより切断酸素管４内に流入する。所定時間後切断
酸素管４の電磁弁15ａ及び混合ガス管７の電磁弁15ｂを
閉鎖し、スパークプラグ９に電力を供給して放電させ
る。するとまず切断酸素管４内の混合ガスに点火して爆
燃炎が形成され、切断酸素ノズル12ａより噴出する。こ
れが予熱ガスノズル12ｂより噴出されている予熱用混合
ガスに引火し、点火動作が完了する。しかる後に電磁弁
15ａ及び切断酸素バルブ４ａを解放して切断酸素を噴出
し、切断が行われる。

【００２９】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係るガス切
断トーチ及びその点火方法においては、従来ガス切断ト
ーチの外部に取り付けられていた点火装置をトーチ内部
に設けたことにより、トーチ周辺を簡略化することがで
きる。また切断に使用されるガスを利用して点火を行う
ことから、点火のためだけに使用される燃焼ガスについ
て配管、供給する必要がない。これらのことより、製造
及び使用コストの低減化を図ることができる。

【００３０】また多数本のトーチを備えた切断装置に本
発明に係るガス切断トーチを適用した場合には、ガス切
断トーチ同士の間隔を狭めることが可能となり、装置の
切断能力を向上させることが出来る。

【００３１】また点火装置が切断に係る熱により常時高
温となることから、散水され蒸発した冷却水が結露する
ことがなく、常に乾燥状態となる。したがって点火不能
になることを予防し、かつ汚れの付着を減少させること
ができる。

【００３２】また爆燃炎噴出口が切断酸素ノズルである
ことから、予熱用予熱ガスノズルとの相対位置が固定と
なり、調節の必要がない。また、点火媒体が少なくなる
ことから、点火率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係るガス切断トーチ
の側面断面図である。

【図２】ガス切断トーチの模式図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】点火動作のフローチャートである。

【図５】本発明の第二の実施形態に係るガス切断トーチ
の模式図である。

【図６】ガス切断トーチの混合ガス管を含む断面図であ
る。

【図７】従来のガストーチを説明する図である。

【符号の説明】

１、11 …トーチ ２ …器頭 ３、12 …火口 ３ａ、12ａ …切断酸素ノズル ３ｂ、12ｂ …予熱ガスノズル ４ …切断酸素管 ４ａ …切断酸素バルブ ５、13 …予熱酸素管 ５ａ、13ａ …予熱酸素バルブ ６、14 …予熱燃料ガス管 ６ａ、14ａ …予熱燃料ガスバルブ ７ …混合ガス管 ７ａ …混合ガスバルブ ８ …逆止弁 ９ …スパークプラグ 10ａ …フィルタ 10ｂ …フィルタ 15ａ、15ｂ …電磁弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断酸素と予熱酸素と予熱燃料ガスとを
   供給して火炎を生成するガス切断トーチであって、 前記トーチ内部に配置された切断酸素を通過させる切断
   酸素通路と、 前記トーチ先端の火口に配置された前記切断酸素を噴出
   する切断酸素ノズルと、 前記火口に配置され予熱酸素と予熱燃料ガスとの混合ガ
   スを噴出する予熱ガスノズルと、 前記切断酸素通路とトーチ外部とを接続する点火用通路
   と、 前記点火用通路と前記トーチ外部との接続部に設けられ
   た通路閉鎖手段と、 前記点火用通路又は前記切断酸素通路上に設けられた点
   火熱源とを有することを特徴とするガス切断トーチ。
2. 【請求項２】 切断酸素と予熱酸素と予熱燃料ガスとを
   噴出して火炎を形成し被切断材を切断するガス切断トー
   チの点火方法であって、 前記予熱酸素と前記予熱燃料ガスとを混合させた混合ガ
   スをトーチ先端から噴出し、前記切断酸素の通路にトー
   チ先端より流入した前記混合ガスに点火して爆燃炎を形
   成し、該爆燃炎によって前記混合ガスに点火した後に、
   前記切断酸素を噴出することを特徴とするガス切断トー
   チの点火方法。