JPS5811305B2 - Method and apparatus for producing post-mix stabilized cutting preheating flame - Google Patents

Method and apparatus for producing post-mix stabilized cutting preheating flame

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Publication number
JPS5811305B2
JPS5811305B2 JP53116743A JP11674378A JPS5811305B2 JP S5811305 B2 JPS5811305 B2 JP S5811305B2 JP 53116743 A JP53116743 A JP 53116743A JP 11674378 A JP11674378 A JP 11674378A JP S5811305 B2 JPS5811305 B2 JP S5811305B2
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preheating
solvent
oxidizing gas
flame
oxygen
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JP53116743A
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ロナルド・エルマー・フユーロツプ
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Publication of JPS5811305B2 publication Critical patent/JPS5811305B2/en
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • F23D14/56Nozzles for spreading the flame over an area, e.g. for desurfacing of solid material, for surface hardening, or for heating workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/06Machines, apparatus, or equipment specially designed for scarfing or desurfacing
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    • B23K7/00Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/08Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames by applying additional compounds or means favouring the cutting, scarfing, or desurfacing procedure

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に溶剤乃至スカーフインクと呼ばれる金
属加工物の熱化学的異面除去技術に関係するものであり
、本発明は溶剤反応が開始されるべき金属加工物の表面
を予熱する為の方法及び装置を意図するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermochemical surface removal technique for metal workpieces generally referred to as solvent or scarf ink. A method and apparatus for preheating a surface is contemplated.

溶剤全サイクルは通常、(1)加工物を溶剤ユニットと
整列状態に位置づける段階と、(2)加工物を予熱して
溶融池を形成する段階と、(3)加工物と単数乃至複数
の溶剤ユニットとの間で相対運動をもたらしなから溶剤
酸素の流れでもって溶剤反応を実癩する段階という3つ
の段階から成る。
A complete solvent cycle typically includes (1) positioning the workpiece in alignment with a solvent unit, (2) preheating the workpiece to form a weld pool, and (3) bringing the workpiece and one or more solvents into alignment. It consists of three stages: a stage in which the solvent reaction is carried out by a flow of solvent oxygen, which does not bring about relative movement between the unit and the unit.

先行技術は、予熱段階を達成する為の幾つかの方法を開
示している。
The prior art discloses several ways to accomplish the preheating step.

米国特許第2,267.405号は、トーチ内で酸素と
燃料ガスとを混合しそしてガス混合物がトーチを離れる
際それを着火することにより生成される火災を使用して
の予熱を開示している。
U.S. Pat. No. 2,267.405 discloses preheating using a fire created by mixing oxygen and fuel gas within a torch and igniting the gas mixture as it leaves the torch. There is.

トーチ内で酸素と燃料ガスとを混合する(今後予備混合
という)やり方にともなう問題は、この爆発性混合物が
フラッシュバックを生じる、即ちトーチ内部で燃えて、
トーチを損傷し安全上の危険を呈する恐れが強いことで
ある。
The problem with mixing oxygen and fuel gas in the torch (hereafter referred to as premixing) is that this explosive mixture can cause a flashback, i.e., it burns inside the torch.
There is a high risk of damaging the torch and presenting a safety hazard.

予備混合型火災における改善は、米国特許第2.356
,197号に開示され、ここでは酸素及び燃料ガスはノ
ズルから放出される直前に混合される。
Improvements in premix fires are disclosed in U.S. Patent No. 2.356.
, 197, in which the oxygen and fuel gases are mixed just before being discharged from the nozzle.

これは斯界において一つの改善ではあったが、この装置
でもまた尚フラッシュバックを受ける。
Although this was an improvement in the industry, this device still suffers from flashbacks.

もし外側ノズルがユニット内側の酸素及び燃料ガス穴を
開いた状態としたまま、金属のはねかしで閉塞されたな
ら、両ガスはユニットの内部で混じりあい、それにより
フラッシュバンクを受けやすい爆発性混合物を生成する
If the outer nozzle leaves the oxygen and fuel gas holes inside the unit open and is blocked by metal splatter, both gases will mix inside the unit, thereby creating an explosive mixture susceptible to flashbanking. generate.

米国特許第3,231,431号は後混合型の予熱装置
を開示し、これにおいては酸素及び燃料ガスはユニット
の外部で混合され、それによりフラッシュバンク発生の
可能性を完全に排除する。
US Pat. No. 3,231,431 discloses a post-mix preheating device in which the oxygen and fuel gases are mixed outside the unit, thereby completely eliminating the possibility of flashbanking.

しかし、この後混合型装置により生成される火炎の強さ
は制限される。
However, the intensity of the flame produced by the subsequent mixing device is limited.

この特許の方法は熱間加工物を予熱するのに使用されう
るが、冷間加工物を予熱するにはその低い強さの火炎は
許容しえない程に長い時間を必要とする。
Although the method of this patent can be used to preheat hot workpieces, the low intensity flame requires an unacceptably long time to preheat cold workpieces.

米国等許第3,752,460号は予熱時間を短縮する
為にトラップ酸素の流れを使用する後混合型の装置を開
示している。
U.S. Pat. No. 3,752,460 discloses a post-mixing type device that uses a flow of trapped oxygen to reduce preheat time.

この発明は、前述の装置の改善ではあるが、まだ尚比較
的冷い状態の加工物の予熱を工業的作業要件に見合うに
充分迅速には達成しえない。
Although the present invention is an improvement over the previously described apparatus, it does not achieve preheating of the still relatively cold workpiece quickly enough to meet industrial operational requirements.

米国特許第3,966.503号は、加工物を予熱する
のに要する時間を実質上零にまで減する即時的溶剤スタ
ートを為す方法を開示している。
U.S. Pat. No. 3,966.503 discloses a method for instant solvent start that reduces the time required to preheat the workpiece to virtually zero.

この方法は本発明方法よりも迅速なスタートを為しうる
が、しかしこの方法は本発明では不要のロッド供給機構
及び高い強さの酸素噴流を必要とする。
This method may have a faster start-up than the method of the present invention, but it requires a rod feed mechanism and a high intensity oxygen jet, which is not required in the present invention.

従って、本発明は、即時的溶剤スタートが必要とされず
冷間加工物上での迅速なスタートが所望される時には有
益である。
Therefore, the present invention is useful when an immediate solvent start is not required and a quick start on a cold workpiece is desired.

本発明以前までは、比較的冷い金属化工物の表面の一部
を、フラッシュバックの危険なく、またロンド、高強度
酸素噴流吹管或いは他の助成材を使用することなく火炎
によって溶剤温度にまで迅速に予熱することは可能では
なかった。
Prior to the present invention, portions of relatively cold metal chemical surfaces could be brought to solvent temperatures by flame without the risk of flashback and without the use of ronds, high-intensity oxygen jet blowpipes, or other aids. It was not possible to preheat quickly.

従って、本発明の目的は、フラッシュバックの危険を生
じることなくまた助材を必要とすることなく、比較的冷
い加工物を溶剤する為の認容される程に短い予熱時間を
提供する加工物の表面を溶剤する為の方法及び装置を提
供することである。
It is therefore an object of the present invention to provide a workpiece that provides an acceptably short preheating time for solvating relatively cold workpieces without the risk of flashback and without the need for auxiliary materials. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for solvent treatment of a surface.

本発明の別の目的は、先行技術により生成される火炎よ
りも強さの大きな後混合型溶剤用予熱火炎を生成する為
の方法並びに装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing post-mix solvent preheating flames that are more intense than flames produced by the prior art.

本発明の一様相は、 (1)溶剤反応が開始されるべき加工物表面上の地点を
そこに後混合型予熱用火炎を差向けることにより予熱し
、その場合予熱用火炎が (a)少く共1つの予熱用酸化性ガス流れと少く共1つ
の予熱用燃料ガス流れを、別々の放出口から、該両流れ
が加工物表面上方の該放出口の外側で衝突し、しかも該
両流れの軸線がそれらの間に鋭角の夾角を形成するよう
な態様で放出し、 (b)該予熱用火炎を強さの弱い酸化性ガス流れを放出
することにより安定化し、その場合安定化流れの方向が
火炎の方向とほぼ同じ方向にありそして予熱用酸化性ガ
ス流れと予熱用燃料ガス流れとの衝突点に近接するよう
にされ、そして (c)段階(a)及び(b)を前記地点がその酸化性ガ
ス着火温度に達するまで継続すること によって形成され、 (2)その後、溶剤用酸化性ガスの流れを加工物表面に
前記予熱地点において鋭角で差向け、(3)同時に溶剤
用酸化性ガス流と加工物表面との間に相対移動をもたら
し、それにより溶剤部を生成すること から成る金属加工物を熱化学的に溶剤する方法にある。
One aspect of the present invention is to (1) preheat the point on the workpiece surface where the solvent reaction is to be initiated by directing a post-mix preheating flame thereto, where the preheating flame is (a) less one preheating oxidizing gas stream and at least one preheating fuel gas stream from separate outlets, both streams impinging outside the outlet above the workpiece surface; (b) stabilizing the preheating flame by emitting a flow of low intensity oxidizing gas, in which case the direction of the stabilizing flow; is substantially in the same direction as the direction of the flame and proximate the point of collision of the preheating oxidizing gas stream and the preheating fuel gas stream; and (c) performing steps (a) and (b) at said point. (2) then directing a stream of solvent oxidizing gas to the workpiece surface at an acute angle at said preheating point, and (3) simultaneously A method for thermochemically solvating a metal workpiece consists of creating a relative movement between a gas stream and a workpiece surface, thereby creating a solvent zone.

本発明の第2の様相は、(a)後混合型の予熱用火炎を
形成する為の手段と、(b)溶剤ノズルを通して溶剤用
酸化性ガスの流れを放出する為の手段と、(C)溶剤用
酸化性ガスと加工物との間に相対運動を創生する為の手
段とを包含し、前記予熱用火炎形成手段が (1)予熱用燃料ガスの流れを放出する為のオリフィス
手段であって、その軸線が溶剤されるべき加工物に向け
て指向されているオリフィス手段と、 (2)予熱用酸化性ガスの流れを放出する為のオリフィ
ス手段であって、その軸線が予熱用燃料ガスオリフィス
手段の軸線と加工物の表面上方で該オリフィスの外側で
鋭角の夾角において交差するよう指向されているオリフ
ィス手段と、(3)安定化用酸化性ガスの強さの弱い流
れを放出する為の手段であって、予熱用燃料ガスオリフ
ィスの軸線と予熱用酸化性ガスオリフィスの軸線との交
差点に近接して該両軸線の合成方向とほぼ同じ方向に向
けられる軸線を具備するオリフィスからなる安定化用酸
化性ガス放出手段とから成る溶剤装置にある。
A second aspect of the invention comprises (a) means for forming a post-mix preheating flame; (b) means for discharging a stream of solvent oxidizing gas through a solvent nozzle; ) means for creating relative motion between the solvent oxidizing gas and the workpiece, wherein the preheating flame forming means includes (1) orifice means for discharging a flow of preheating fuel gas; (2) orifice means for discharging a flow of preheating oxidizing gas, the axis of which is oriented toward the workpiece to be solvated; orifice means oriented to intersect the axis of the fuel gas orifice means at an acute included angle outside the orifice above the surface of the workpiece; and (3) discharging a low intensity flow of stabilizing oxidizing gas. means for doing so, the orifice having an axis close to the intersection of the axis of the preheating fuel gas orifice and the axis of the preheating oxidizing gas orifice and oriented in substantially the same direction as the combined direction of the two axes. and a stabilizing oxidizing gas releasing means.

本発明の他の具体例において、酸化性ガスの弱い強さの
流れは、2つの予熱用流れの衝突点を通りうるし、また
火炎の前方軸線と10°〜90°の角度をも形成しうる
In other embodiments of the invention, the low intensity flow of oxidizing gas may pass through the point of collision of the two preheating streams and may also form an angle of 10° to 90° with the forward axis of the flame. .

好ましい酸化性ガスは酸素でありそして予熱用ガス流と
の間での好ましい衝突夾角は5〜50゜である。
The preferred oxidizing gas is oxygen and the preferred angle of impingement with the preheating gas stream is 5-50°.

好ましい具体例は予熱用安定化用酸素流れ並びに溶剤用
酸素流れを放出するのに同じオリフィスを使用する。
A preferred embodiment uses the same orifice to discharge the preheat stabilizing oxygen stream as well as the solvent oxygen stream.

本明細書において「酸化性ガス」なる用語は酸化体を含
むガスを意味するのに使用される。
The term "oxidizing gas" is used herein to mean a gas containing an oxidant.

好ましい酸化性ガスは工業的に純な酸素であり、そして
簡潔化の為今後単に酸素という用語を使用する。
The preferred oxidizing gas is industrially pure oxygen, and for brevity the term simply oxygen will be used hereafter.

しかし、本発明は純酸素以外の酸化性ガスを使用しても
実施されうる、例えば、溶剤用及び安定化用の酸化性ガ
スは99%或いはもつと低い純度を持つ酸素でありうる
However, the invention may be practiced using oxidizing gases other than pure oxygen; for example, the solvent and stabilizing oxidizing gases may be oxygen having a purity of 99% or less.

しかし、結果は、特に99饅以下の純度の酸素を使用す
る場合純酸素の場合に較べて乏しい。
However, the results are poorer than with pure oxygen, especially when using oxygen with a purity below 99%.

予熱用酸化性ガスは21%もの低い酸素を含むものであ
りうる、即ち突気でありうるが、予熱時間は酸素%の減
少に伴い増大しよう。
The preheating oxidizing gas may contain as low as 21% oxygen, i.e., it may be blown, but the preheating time will increase as the % oxygen decreases.

「予熱」という用語は、加工物の表面の一部をその酸化
性ガス着火温度、即ち加工物が酸化性ガスの雰囲気にあ
る時着火する温度に持ちきたすことを意味するのに使用
される。
The term "preheating" is used to mean bringing a portion of the surface of the workpiece to its oxidizing gas ignition temperature, ie, the temperature at which the workpiece ignites when it is in an atmosphere of oxidizing gas.

本明細書において単位「SCMH」は標準状態即ち0℃
及び1気圧下でのm2/時間を表示するものである。
In this specification, the unit "SCMH" refers to the standard state, that is, 0°C.
and m2/hour under 1 atm.

第1,2及び3図は本発明の好ましい具体例を例示する
ものである。
Figures 1, 2 and 3 illustrate preferred embodiments of the invention.

代表的溶剤ユニットは、上方予熱ブロック1、下方予熱
ブロック2、ヘッド3及びシュー4から構成される。
A typical solvent unit consists of an upper preheating block 1, a lower preheating block 2, a head 3 and a shoe 4.

ブロック2及び3は、従来装置においてこれら両ブロッ
クから予熱炎が放出される為予熱ブロックと呼ばれてい
る。
Blocks 2 and 3 are called preheating blocks because preheating flames are emitted from both blocks in conventional devices.

しかしながら、第1〜3図に例示される装置においては
、上方予熱ブロックから放出される火炎のみが予熱の為
に使用される。
However, in the apparatus illustrated in Figures 1-3, only the flame emitted from the upper preheating block is used for preheating.

シート状の溶剤酸素流れを放出するスロット状溶剤ノズ
ル16が、上方予熱ブロック1の下面20と下方予熱ブ
ロック2の上面21との間に形成される。
A slotted solvent nozzle 16 emitting a sheet-like solvent oxygen stream is formed between the lower surface 20 of the upper preheating block 1 and the upper surface 21 of the lower preheating block 2 .

下方予熱ブロック2には、従来型式の適当なガス通路(
図示なし)と連通する燃料ガス口19が列をなして設け
られる。
The lower preheating block 2 is equipped with a suitable conventional gas passage (
A row of fuel gas ports 19 are provided in communication with the fuel gas ports (not shown).

酸素及び燃料ガスはパイプ(図示なし)を通してヘッド
3に供給されそして後それぞれのガス通路に斯界で周知
の手段によって供給される。
Oxygen and fuel gases are supplied to the head 3 through pipes (not shown) and thereafter supplied to the respective gas passages by means well known in the art.

シュー4は溶剤中加工物Wの表面上を滑動して、溶剤ノ
ズルの位置を加工物表面から一定の距離Z(第3図)に
維持する。
The shoe 4 slides over the surface of the workpiece W in the solvent to maintain the position of the solvent nozzle at a constant distance Z (FIG. 3) from the workpiece surface.

溶剤反応は、加工物表面の溶融池上に鋭角を為してノズ
ル16から放出されるシート状の溶剤酸素流れを衝突せ
しめ、同時に加工物と溶剤ユニットの間に相対運動を生
起せしめることによって実施される。
The solvent reaction is carried out by impinging a sheet of solvent oxygen discharged from the nozzle 16 at an acute angle onto the molten pool on the workpiece surface while simultaneously creating relative motion between the workpiece and the solvent unit. Ru.

本発明に従えば、上方予熱ブロックには、列をなして設
けられる予熱燃料ガス口17と列をなして設けられる予
熱酸素口18が備えられ、これら口の各々は燃料及び酸
素供給通路(図示なし)それぞれと連通ずる。
According to the invention, the upper preheating block is provided with a row of preheating fuel gas ports 17 and a row of preheating oxygen ports 18, each of which has a fuel and oxygen supply passage (not shown). None) communicate with each.

図面は予熱酸素口18を予熱燃料ガス口17の上方に位
置づけて示すが、その逆の構成も可能である。
Although the drawings show the preheated oxygen port 18 positioned above the preheated fuel gas port 17, the opposite configuration is also possible.

もつと一般的には、予熱燃料ガス口が予熱酸素口と以下
に述べる安定化用酸素口との間に位置づけられることが
好ましいが、異った構成でも実施可能である。
Although it is generally preferred that the preheat fuel gas port be located between the preheat oxygen port and the stabilizing oxygen port described below, different configurations are possible.

この装置は次のように作動する。This device operates as follows.

口18からの予熱用酸素流れ9と口17からの予熱用燃
料ガス流れ10が衝突して燃焼性混合物を形成する。
Preheating oxygen stream 9 from port 18 and preheating fuel gas stream 10 from port 17 impinge to form a combustible mixture.

衝突域は第3図に点30として表わされている。The impact zone is represented as point 30 in FIG.

着火に際して、燃焼性混合物は強さの低い帯域13と強
さの高い帯域12とを有する火炎14を形成する。
Upon ignition, the combustible mixture forms a flame 14 having a zone 13 of low intensity and a zone 12 of high intensity.

強さの高い帯域12は、火炎14とほぼ同じ方向にあり
そして衝突点30近くを流れる強さの弱い酸素流れ15
を提供することにより予熱炎を安定化することによって
、その先端27が加工物Wの表面の直上にあるよう伸長
されてそれにより一層長く且つ一層強い火炎を生成しう
ることが見出された。
The high intensity zone 12 is located in approximately the same direction as the flame 14 and the low intensity oxygen stream 15 flows near the point of impact 30.
It has been found that by stabilizing the preheating flame by providing a preheat flame, its tip 27 can be extended to be directly above the surface of the workpiece W, thereby producing a longer and more intense flame.

衝突点近くを通る流れという言葉は、この具体例におい
てはその流れが衝突点30近くを通るが衝突点を通して
ではないことを意味する。
The term flow passing near the point of impact means in this example that the flow passes near the point of impact 30 but not through the point of impact.

しかし、別の具体例では衝突点を通るようにすることも
できる。
However, in other embodiments it may also pass through the collision point.

「衝突点」という用語が使用されたが、衝突場所という
用語の方が、多数の交叉流れが存在し従って多くの衝突
点が存在するから一層正確である。
Although the term "impact point" has been used, the term impact location is more accurate since there are multiple cross-flows and therefore many impact points.

更に、流れは厚さを持っているから、交叉域は単に点と
いうよりある範囲を持つ帯域である。
Furthermore, because the flow has a thickness, the crossover region is a band with a certain extent rather than just a point.

従って、便宜上、衝突点という言葉が本明細書を通して
使用されるが、それは予熱燃料ガス流れと予熱酸化性ガ
ス流れの衝突の帯域の拡がり場所を意味するものである
Therefore, for convenience, the term impingement point is used throughout this specification to mean the extent of the zone of impingement of the preheated fuel gas stream and the preheated oxidizing gas stream.

安定化用の酸素流れ15の好ましい源は溶剤用ノズル1
6である。
A preferred source of stabilizing oxygen stream 15 is solvent nozzle 1.
It is 6.

従来型式の弁手段(図示なし)が、溶剤用ノズル16を
通して本来の溶剤用酸素流れより強さにおいて小さい低
強さの酸素流れ15を提供するのに設けられる。
Conventional valve means (not shown) are provided to provide a low intensity oxygen flow 15 through the solvent nozzle 16 which is less in intensity than the original solvent oxygen flow.

流れ15は、−具体例においては、火炎と同じ全般的方
向において差向けられる。
Stream 15 is - in the embodiment directed in the same general direction as the flame.

即ち、もし流れ15が火炎の方向に平行なものとそれに
垂直なものという2つのベクトル成分に分解されるとす
ると、火炎に平行なベクトル成分は火炎と同じ向きに指
向するものとされる。
That is, if the flow 15 is decomposed into two vector components, one parallel to the direction of the flame and one perpendicular to it, the vector component parallel to the flame will be oriented in the same direction as the flame.

以下の表■及び■の好ましい値を使用して第3図に例示
される本発明の具体例を実施する時、火炎は、予熱酸素
口及び予熱燃料口の軸線の合成方向(もつと正確にはそ
れらにより形成される角度の2等分線)に近くなる。
When practicing the embodiment of the invention illustrated in FIG. 3 using the preferred values in Tables 1 and 2 below, the flame will be directed in the composite direction of the axes of the preheat oxygen port and the preheat fuel port ( is close to the bisector of the angle formed by them.

好ましくは、流れ15と火炎14の軸線の投影線は交叉
して第1及び3図に例示されるように鋭角の夾角を形成
するのがよい。
Preferably, the projections of the axes of stream 15 and flame 14 intersect to form an acute included angle, as illustrated in FIGS. 1 and 3.

安定化用流れ15の軸線が予熱燃料ガス流れの軸線に平
行であることもまた好ましい。
It is also preferred that the axis of stabilizing stream 15 be parallel to the axis of the preheated fuel gas stream.

予熱用燃料ガス流れと予熱用酸素流れとは鋭角即ち0〜
90の角度において衝突せねばならない。
The preheating fuel gas flow and the preheating oxygen flow are at an acute angle, that is, from 0 to
They must collide at an angle of 90 degrees.

好ましい範囲は5〜50であり、もつとも好ましい衝突
角は15°である。
The preferred range is 5-50, with the most preferred collision angle being 15°.

ノズル16からの安定化用酸素流れ15は強さの小さい
ものでなければならない、即ちノズル18及び17から
の予熱酸素及び燃料ガスよりも小さいノズル速度を持つ
ものでなければならない。
The stabilizing oxygen stream 15 from nozzle 16 must be of lower intensity, ie, must have a lower nozzle velocity than the preheated oxygen and fuel gas from nozzles 18 and 17.

好ましくは、安定化用酸素のノズル速度は予熱用流れの
ノズル速度の約10%である。
Preferably, the stabilizing oxygen nozzle speed is about 10% of the preheating stream nozzle speed.

もし予熱炎が上述したように安定化されないなら、強さ
の大きい帯域の長さく衝突点30から先端27まで)は
短くなって、離間距離Zが減縮されないかぎり予熱段階
が許容しうる程に短い時間で達成しえなくなる。
If the preheating flame is not stabilized as described above, the length of the zone of high intensity (from the point of impact 30 to the tip 27) will be so short that the preheating phase will be acceptably short unless the separation distance Z is reduced. It cannot be achieved in time.

安定化されていない火炎の強さの大きい帯域の先端を加
工物に近接するよう離間距離Zを減少することは、溶剤
ユニットを通常の離間距離において起るよりも金属やス
ラグの撥ねかしからの損傷をはるかに受けやすくなる。
Reducing the separation distance Z to bring the tip of the high intensity zone of the unstabilized flame closer to the workpiece makes the solvent unit more susceptible to metal and slag splashing than would occur at normal separation distances. much more susceptible to damage.

下方の口19からの燃料ガスとノズル16からの酸素と
を混合することによって生成される火炎は溶剤反応を維
持するのに使用される。
The flame produced by mixing the fuel gas from the lower port 19 and the oxygen from the nozzle 16 is used to sustain the solvent reaction.

この火炎は予熱中必要ではないが、燃料ガスは予熱中口
19からそれらの閉塞を防止する為流されるべきである
Although this flame is not necessary during preheating, fuel gas should be flowed from the preheating ports 19 to prevent them from clogging.

溶融池が点Bに形成された後、スロット16からの酸素
流れを制御する弁手段が酸素流れの強さを低強さ水準か
ら溶剤用強さ水準まで増大するべく調節され、そして加
工物と溶剤ユニットとの間の相対運動が開始され、それ
により加工物の表面上に溶剤による削り部を生成する。
After the weld pool is formed at point B, the valve means controlling the oxygen flow from the slot 16 is adjusted to increase the strength of the oxygen flow from the low strength level to the solvent strength level and the workpiece and Relative movement between the solvent unit and the solvent unit is initiated, thereby creating a solvent ablation on the surface of the workpiece.

溶剤作業中、流れ9及び10により形成される予熱炎は
溶剤反応の持続を助成する為予熱段階中よりも低い強さ
でオンのままにされる。
During the solvent run, the preheat flame formed by streams 9 and 10 is kept on at a lower intensity than during the preheat stage to help sustain the solvent reaction.

予熱口17及び18土方に配置される邪魔板28が、溶
剤中低強さ水準の火炎が吹き飛ばされるのを防止するの
に使用される0 本発明の装置の製作に当って決定されるべき幾つかの設
計因子が存在し、その多くは互いに依存しあうものであ
る。
A baffle plate 28 disposed on the side of the preheating ports 17 and 18 is used to prevent flames of a low intensity level from being blown away in the solvent. There are several design factors, many of which are interdependent.

従来型式の溶剤装置に対しては、次の事項が一般に定め
られる: (1)G、溶剤酸素と加工物表面との間の角度、(2)
X、ノズル16の高さ、 (3)Z、離間距離、 (4)U、溶剤ユニットの巾(第2図)、(5)使用さ
れる燃料ガスの種類、 (6)使用される酸化性ガスの種類。
For conventional solvent equipment, the following are generally defined: (1) G, the angle between the solvent oxygen and the workpiece surface;
X, height of nozzle 16, (3) Z, separation distance, (4) U, width of solvent unit (Figure 2), (5) type of fuel gas used, (6) oxidizing property used Type of gas.

上記パラメータに対すぬ組合せ値各々に対して、本発明
に従う予熱装置を設計するのに使用される変数に対する
作動可能範囲及び好ましい値が存在する。
For each combination of values for the above parameters, there are operable ranges and preferred values for the variables used to design the preheating device according to the present invention.

以下の2つの表は本発明を実姉するのに満足すべきこと
が見出された値の例を呈示するものである。
The following two tables present examples of values found to be satisfactory in implementing the present invention.

表1は良好な溶剤を生成するものとして知られた従来型
式の溶剤設備に対する代表的なパラメータの値の組合せ
の一例をまとめたものである。
Table 1 summarizes an example of typical parameter value combinations for conventional solvent equipment known to produce good solvents.

表■は、固定パラメータが表■に示されるものである時
本発明を実姉するのに有用であることが見出された変数
の作動可能範囲及び好ましい値を呈示するものである。
Table 2 presents the operable ranges and preferred values of variables that have been found to be useful in implementing the present invention when the fixed parameters are as shown in Table 2.

表■に示される変数は互いに依存しあう。The variables shown in Table ■ are dependent on each other.

従つて、もしいずれかが好ましい値から相当に偏って作
られたなら、他の変数の好ましい値及び作動可能範囲も
変ってくる。
Therefore, if any is made to deviate significantly from the preferred value, the preferred values and operable ranges of the other variables will also change.

もちろん、表■の固定パラメータのいずれかが変ると、
表■における変数の幾つかの好ましい値及び作動可能範
囲も変ってくる。
Of course, if any of the fixed parameters in table ■ change,
The preferred values and operable ranges for some of the variables in Table 3 also vary.

当業者には、表■及び■に対する値のほとんど無限と言
ってもよいくらいの組合せ例が満足すべさ結果を与える
ことが認識されよう。
Those skilled in the art will recognize that an almost infinite number of possible combinations of values for Tables 1 and 2 will yield satisfactory results.

口17及び18の好ましい形状は円形であるか他の形状
も使用できる。
The preferred shape of ports 17 and 18 is circular, although other shapes may also be used.

例えば、口は方形成いは矩形状となしうる。For example, the mouth may be square or rectangular.

単一の細長い予熱酸素ノズルが単一の細長い予熱燃料ガ
スノズルと共に使用されうる。
A single elongated preheated oxygen nozzle may be used with a single elongated preheated fuel gas nozzle.

しかし、本発明は、複数の酸素及び燃料ガス口が第2及
び10図に例示されるように互いに対向しあう列をなし
て設けられる場合にもつとも最適に作動する。
However, the invention also works best when multiple oxygen and fuel gas ports are provided in opposing rows, as illustrated in FIGS. 2 and 10.

もし複数の予熱口が使用されるなら、口の間隔(第2図
寸法Y)は一様であるべきである。
If multiple preheat ports are used, the spacing between the ports (dimension Y in Figure 2) should be uniform.

各酸素口18は燃料口17と丁度対向するようにすべき
である。
Each oxygen port 18 should be exactly opposite a fuel port 17.

この好ましい配列はもつとも一様なそして迅速な予熱を
与えるが、しかし一様でない口間隔或いは喰い違い関係
の燃料及び酸素目配列或いはその組合せも実施しうる。
Although this preferred arrangement provides uniform and rapid preheating, non-uniform port spacing or staggered fuel and oxygen port arrangements or combinations thereof may also be implemented.

火炎角度F、即ち火炎14の軸線が加工物Wの表面に対
してなす角度は25mmの離間距離Zに対しては40〜
55 の範囲とすべきである。
The flame angle F, that is, the angle that the axis of the flame 14 makes with the surface of the workpiece W, is 40~ for a separation distance Z of 25 mm.
It should be in the range of 55.

もし角度Fが55°を越えると、火炎は加工物をガウジ
する(穿る)傾向がある。
If the angle F exceeds 55°, the flame will tend to gouge the workpiece.

角度Fが40°以下なら、強さの大きい帯域12の先端
27が加工物表面Tから遠くに離ねすぎ、所望の短時間
での予熱を与えない。
If the angle F is less than 40°, the tip 27 of the high intensity zone 12 will be too far away from the workpiece surface T and will not provide the desired short preheating time.

火炎角度Fは表I及び■におけるパラメータの値により
決定される。
The flame angle F is determined by the values of the parameters in Tables I and II.

変数についての上記好ましい値は満足すべき火炎角度を
与えるが、当業者には他の多くの有用な組合せも可能で
あることが認識されよう。
Although the above preferred values for the variables provide satisfactory flame angles, those skilled in the art will recognize that many other useful combinations are possible.

本発明は、予熱燃料ガス口及び酸素口がユニット内でガ
スが収斂し、それにより予備混合やフラッシュバックの
可能性を生みだすことのないように互いにできるだけ近
接しているならばもつとも最適に作動する。
The present invention operates optimally if the preheat fuel gas inlet and oxygen inlet are as close as possible to each other so that the gases converge within the unit, thereby not creating the possibility of premixing or flashback. .

第4図は、加工物Wの上面Tにおいてスタートを為す時
、溶剤酸素ノズル16の軸線15に対しての始動溶融池
Bの好ましい位置を例示する。
FIG. 4 illustrates the preferred position of the starting weld pool B relative to the axis 15 of the solvent oxygen nozzle 16 when starting at the upper surface T of the workpiece W.

第4図に例示されるように、スロット16からの酸素流
は溶融池Bの溶剤方向Jに対しての後端Cに衝突すべき
である。
As illustrated in FIG. 4, the oxygen flow from the slot 16 should impinge on the back end C of the weld pool B relative to the solvent direction J.

この始動用溶融池の位置づけは溶融池からのすべての溶
融物質が前方に吹きやられることを可能ならしめ、それ
により溶剤部の背後端に何も残さず隆起部やフィンを形
成しない。
This starting weld pool positioning allows all molten material from the weld pool to be blown forward so that nothing is left behind and no ridges or fins are formed at the back end of the solvent section.

加工物Wの一端においてスタートが為されるなら、第5
図に示されるように、その場合には、スO′yト16か
らの溶剤酸素流が始動用溶剤域のいずれかの部分に衝突
しさえすれば満足すべさ結果が得られる。
If the start is made at one end of the workpiece W, the fifth
As shown, in that case, the solvent oxygen stream from the outlet 16 only needs to impinge on any portion of the starting solvent zone to achieve satisfactory results.

この場合、隆起の形成される可能性のある溶融池の背後
縁まで加工物表面Tは存在しておらずまた端面E上にフ
ィンが形成されるかどうかは問題ではないからである。
This is because in this case, the workpiece surface T does not exist up to the rear edge of the molten pool where a bump may be formed, and it does not matter whether fins are formed on the end surface E or not.

第7〜14図は安定化された後混合型予熱炎を生成しう
る本発明の具体例を示す。
Figures 7-14 illustrate embodiments of the present invention capable of producing a stabilized post-mix preheat flame.

第7図は、第1〜3図に示したのと同様ではあるが、予
熱酸素口及び燃料ガス口18及び17が下方ブロック2
内に位置づけられている点で異る溶剤ユニットの側面図
である。
FIG. 7 is similar to that shown in FIGS. 1-3, except that the preheating oxygen port and fuel gas port 18 and 17 are connected to the lower block 2.
FIG. 4 is a side view of a solvent unit that differs in that it is positioned within the interior;

この装置は第1〜3図の装置と同態様で作動する。This device operates in the same manner as the device of FIGS. 1-3.

第8及び9図は、安定化用酸素が溶剤用酸素スロット1
6とは別個の口16′から供給される構成を示す。
Figures 8 and 9 show that the stabilizing oxygen is in the solvent oxygen slot 1.
6 shows a configuration in which it is supplied from a separate port 16'.

ここでは、口18からの予熱酸素流れ9は口17からの
予熱燃料ガス流れ10に衝突して後混合型の火炎14を
形成する。
Here, a preheated oxygen stream 9 from port 18 impinges on a preheated fuel gas flow 10 from port 17 to form a postmixed flame 14.

火炎は、口16′から衝突点30に近接してそして火炎
の方向においておおよそ差向けられる強さの小さな酸素
流れ15′によって安定化される。
The flame is stabilized by a low intensity oxygen flow 15' directed from the mouth 16' close to the point of impact 30 and approximately in the direction of the flame.

予熱用及び安定化用の口17,18及び16′は上方ブ
ロック1内に位置づけられる。
Preheating and stabilization ports 17, 18 and 16' are located in the upper block 1.

これらは下方ブロック2内に位置づけることもできる。These can also be located within the lower block 2.

予熱が達成された後、スロット16からの溶剤酸素の流
れがオンに切換えられて加工物を溶剤する。
After preheating is achieved, the flow of solvent oxygen from slot 16 is turned on to solvent the workpiece.

先に述べたように口19から放出される燃料ガスは溶剤
反応を持続するのを助成する。
As previously mentioned, the fuel gas released from port 19 helps sustain the solvent reaction.

第10図は、安定化用酸素が単一の細長いスロット伏ノ
ズル16″から噴出される点を除いて第9図のものと同
じである。
FIG. 10 is the same as FIG. 9 except that the stabilizing oxygen is ejected from a single elongated slotted nozzle 16''.

予熱用の酸素及び燃料も細長いスロット伏ノズルから放
出されるように構成することも好ましくないとは言え実
捲可能である。
Although it is not preferable to arrange the preheating oxygen and fuel to be discharged from the elongated slotted nozzle, it is possible in practice.

第11図は、第8図と同様に、溶剤用酸素口16とは別
個に安定化用酸素口16′を具備する装置の側面図であ
る。
FIG. 11, like FIG. 8, is a side view of an apparatus having a stabilizing oxygen port 16' separate from the solvent oxygen port 16.

しかし、安定化用酸素流れ15′は予熱用酸素流れ9と
予熱用燃料ガス流れ10の衝突点30を通っている。
However, the stabilizing oxygen stream 15' passes through the impingement point 30 of the preheating oxygen stream 9 and the preheating fuel gas stream 10.

邪魔板28及び28′が、絶対的に必要ではないが、予
熱用及び安定化用流れの流量を変えしかも尚安定化され
た火炎を生成しうる範囲を増大することが見出された。
Although baffles 28 and 28' are not absolutely necessary, it has been found that they increase the range within which the flow rate of the preheating and stabilizing streams can be varied and still produce a stabilized flame.

もし燃料ガス口が予熱及び安定化用酸素口の間にないな
ら、燃料ガス口に近い邪魔板は特に有用である。
A baffle near the fuel gas inlet is particularly useful if the fuel gas inlet is not between the preheat and stabilizing oxygen ports.

第12図は、安定化用兼溶剤用酸素が第3図におけるよ
うに同じノズル、即ちノズル16から構成される装置の
側面図である。
FIG. 12 is a side view of an apparatus in which the stabilizing and solvent oxygen is constructed from the same nozzle as in FIG. 3, namely nozzle 16.

しかし、第12図においては、安定化用酸素が予熱流れ
の衝突点を通っている。
However, in FIG. 12, the stabilizing oxygen passes through the impingement point of the preheat flow.

この構成は、第3図の具体例程に好ましくはないが、衝
突点30が加工物上方に位置するなら安定化した予熱火
炎を生成しうる。
Although this configuration is not as preferred as the embodiment of FIG. 3, it can produce a stabilized preheat flame if the point of impact 30 is located above the workpiece.

安定化用酸素流れは火炎とほぼ同じ方向に差向けられる
ことが好ましい。
Preferably, the stabilizing oxygen flow is directed in approximately the same direction as the flame.

前述したように、これは、安定化用酸素流れが火炎方向
に平行な成分と火炎方向に垂直な成分という2つのベク
トル成分に分解されるなら、火炎に平行なベクトル成分
が火炎と同じ向きに指向することを意味する。
As mentioned above, this means that if the stabilizing oxygen flow is decomposed into two vector components, one parallel to the flame direction and one perpendicular to the flame direction, then the vector component parallel to the flame will be in the same direction as the flame. It means to be oriented.

しかし、短い予熱時間をもたらしうる安定化火炎は、安
定化用酸素流れが火炎に垂直に差向けられてもあるいは
火炎の全般方向に反対向きに差向けられても形成されう
ろことが見出された。
However, it has been found that stabilizing flames that can result in short preheat times may be formed whether the stabilizing oxygen flow is directed perpendicular to the flame or opposite to the general direction of the flame. Ta.

第13図は、安定化用酸素流れ15′が火炎と同じ方向
に差向けられていない装置の側面図である。
FIG. 13 is a side view of the device in which the stabilizing oxygen stream 15' is not directed in the same direction as the flame.

ここでは、予熱用酸素流れ9と予熱用燃料ガス流れ10
とは前述の通り衝突点30において衝突して後混合型火
炎14を形成する。
Here, a preheating oxygen stream 9 and a preheating fuel gas stream 10 are shown.
As mentioned above, the two collide at the collision point 30 to form the post-mixing flame 14.

この火炎は、安定化酸素流れが火炎の中心軸線と交差す
る点より前方にある火炎中心軸線上の線部分として定義
される前方軸線22を具備している。
The flame has a forward axis 22 defined as the portion of the line on the flame central axis forward of the point where the stabilizing oxygen flow intersects the flame central axis.

ここで云う「前方」とは予熱用流れの衝突により形成さ
れるV字形の先端の向きと同方向を意味するものである
The term "forward" as used herein means the same direction as the tip of the V-shape formed by the collision of the preheating flows.

従って、もし安定化用酸素流れが火炎の前方軸線22と
90°以上の角度Aを形成するなら、安定化用流れは火
炎とおおよそ同じ方向にあると言える。
Therefore, if the stabilizing oxygen flow forms an angle A of greater than 90 degrees with the forward axis 22 of the flame, the stabilizing flow is said to be in approximately the same direction as the flame.

しかし、たとえ角度Aが10°〜90°の間でも、安定
化された火炎がやはり形成されることが見出された。
However, it has been found that even if the angle A is between 10° and 90°, a stabilized flame is still formed.

予熱酸素及び燃料口の軸線の合成方向(即ちそれらの間
の角度の2等分線)に対する火炎の位置は、安定化用酸
素の方向、速度及び流量により影響を受けることを銘記
すべきである。
It should be noted that the position of the flame relative to the composite direction of the preheat oxygen and fuel port axes (i.e. the bisector of the angle between them) is influenced by the direction, velocity and flow rate of the stabilizing oxygen. .

第13図において、安定化用酸素流れ15′が予熱流れ
の衝突点に近接して衝突点の前方を通つ;ている。
In FIG. 13, a stabilizing oxygen stream 15' passes close to and in front of the impingement point of the preheat stream.

満足すべき結果は、安定化用酸素流れが衝突点の後方に
差向けられても達成されうる。
Satisfactory results may also be achieved if the stabilizing oxygen flow is directed aft of the point of impact.

第14図は第13図と同様の装置の側面図であるが、安
定化用酸素流れ15′が予熱流れの衝突点を通っている
FIG. 14 is a side view of a device similar to FIG. 13, but with the stabilizing oxygen stream 15' passing through the point of impingement of the preheat stream.

この構成もまた満足すべき結果を;生成しうる。This configuration may also produce satisfactory results.

特定の理論に縛られることを欲しないが、本発明が短縮
された予熱時間をいかにして実現するかについて考えう
る説明を試みてみよう。
Without wishing to be bound by any particular theory, let us attempt a possible explanation of how the present invention achieves the reduced preheat time.

予熱燃料ガスと予熱酸素の衝突のみに、よって形成され
る不:安定な後混合型火炎は、比較的大きな低強さ帯域
と非常に小さな高強さ帯域を持つ傾向かあることが観察
されていた。
It has been observed that unstable post-mixing flames formed by collisions of preheated fuel gas and preheated oxygen alone tend to have a relatively large low intensity band and a very small high intensity band. .

幾つかの場合、高強さ帯域は認めることすらできない。In some cases, high intensity bands are not even noticeable.

更に、安定化されていない後混合型火炎はゆらぎやすい
Additionally, unstabilized post-mixing flames are susceptible to fluctuations.

予熱用酸素及び予熱用燃料ガスの流量を増大することに
より安定化されていない火炎の強さを増大せんとする試
みが為されたなら、ゆらぎは一層顕著となった。
The fluctuations became more pronounced if attempts were made to increase the strength of the unstabilized flame by increasing the flow rates of preheating oxygen and preheating fuel gas.

最終的に、不安定な火炎は増大せるガス流量により予熱
放出口から吹飛ばされそして消えてしまつた。
Eventually, the unstable flame was blown out of the preheat outlet by the increasing gas flow rate and extinguished.

邪魔板が火炎を然るべく保持するのに役立ちそして火炎
が消える前に幾分高い予熱ガス流量を可能ならしめるこ
とが観察された。
It has been observed that the baffle helps to hold the flame in place and allows for a somewhat higher preheat gas flow rate before the flame is extinguished.

後混合型火炎が本発明に従って弱い強さの酸素流れによ
り安定化される時、安定化された火炎は長く明瞭な高い
強さの帯域を発現しそしてゆらぎが止まる。
When a post-mixing flame is stabilized with a low intensity oxygen flow according to the present invention, the stabilized flame develops a long, distinct high intensity band and ceases to fluctuate.

火炎は、予熱燃料ガス及び予熱酸素の流れが不安定な火
炎を消してしまう量よりもつと高い流量にまで増大され
る時でさえ、安定なままである。
The flame remains stable even when the flow of preheated fuel gas and preheated oxygen is increased to a flow rate greater than that which would extinguish an unstable flame.

安定化流れの有益な効果は、特に第3図に例示されるよ
うに差向けられる時、次の理由により実現されるものと
考えられる。
It is believed that the beneficial effects of stabilizing flow, particularly when directed as illustrated in FIG. 3, are realized for the following reasons.

(1)安定化用酸素が弱い強さの流れに加えられるから
、予熱用酸素及び予熱用燃料ガス流れの外部混合に干渉
しない。
(1) Since the stabilizing oxygen is added to the low intensity stream, it does not interfere with the external mixing of the preheating oxygen and preheating fuel gas streams.

しかも安定化用酸素は燃焼を支持するのを助ける酸素を
付加しそして火炎の強さの高い帯域を取巻いて酸素雰囲
気を提供する。
Moreover, the stabilizing oxygen adds oxygen to help support combustion and provides an oxygen atmosphere surrounding the high flame intensity zone.

この酸素雰囲気は火炎が予熱放出口に向は後方に拡がる
為の秀れた媒体を提供して、これら口近くの未燃焼の燃
料ガスを着火する。
This oxygen atmosphere provides an excellent medium for the flame to spread back toward the preheat vents and ignite the unburned fuel gas near these ports.

(2)安定化用酸素流れはまた火炎を酸素程良好な火炎
伝播媒体を与えず火炎を不安定化しそして放出口から吹
飛ばす空気から保護する遮蔽体を形成する。
(2) The stabilizing oxygen stream also forms a shield that protects the flame from air that does not provide as good a flame propagation medium as oxygen, destabilizes the flame, and blows out the outlet.

表■及び■に基〈実施例 第4図に示すようにして、表■に呈示した値及び表■の
好ましい値を具備する装置を使用して研究室内で加工物
の上面に溶剤スタートを行った。
Based on Tables ■ and ■, <Example> Solvent start was carried out on the top surface of the workpiece in the laboratory as shown in Figure 4 using an apparatus having the values presented in Table ■ and the preferred values in Table ■. Ta.

試験の結果を第6図において曲線Xによりグラフとして
表わす。
The results of the test are represented graphically by curve X in FIG.

第6図では加工物の初期温度(T℃)を縦軸に表しそし
て必要とされる予熱時間(t、秒)を横軸に示しである
In FIG. 6, the initial temperature of the workpiece (T° C.) is plotted on the vertical axis, and the required preheating time (t, seconds) is plotted on the horizontal axis.

比較目的の為曲線Yは米国特許第3,752,460号
に開示された溶剤装置を使用して均等条件下で得られた
結果を示し、他方曲線Zは米国特許第3,231,43
1号に開示されるような溶剤ノズルから放出される酸素
及び燃料噴流によって形成される従来型式の後混合型予
熱火炎により得られた結果である。
For comparison purposes, curve Y shows the results obtained under equivalent conditions using the solvent apparatus disclosed in U.S. Pat. No. 3,752,460, while curve Z shows the results obtained under equivalent conditions using the solvent apparatus disclosed in U.S. Pat.
The results obtained with a conventional post-mix preheating flame formed by oxygen and fuel jets emitted from a solvent nozzle as disclosed in US Pat.

第6図に例示されるように、令い加工材に対しては、本
発明は先行技術の予熱方法に較べて有意義な改善を為し
、200℃以上の加工材に対しては曲線Yの方法により
必要とされる時間の半分以下の予熱時間を与える。
As illustrated in FIG. 6, for hot workpieces, the present invention provides a significant improvement over prior art preheating methods, and for workpieces above 200°C, curve Y Provides a preheat time less than half the time required by the method.

200℃以下の加工材に対しては、本発明は半分よりは
るかに少い時間ですむ。
For workpieces below 200°C, the present invention requires much less than half the time.

このグラフが曲線Yのトラップ酸素法が250℃以下の
加工材に対して20秒以下の予熱時間を達成しえず、他
方本発明は0℃の加工材を予熱するのにさえ20秒以下
ですむことを示していることを銘記されたい。
This graph shows curve Y, where the trap oxygen method cannot achieve a preheating time of less than 20 seconds for workpieces below 250°C, while the present invention takes less than 20 seconds to preheat even workpieces at 0°C. Please note that this indicates that

第11図に基〈実施例 第11図に示されるような共通点において2つの予熱用
流れと一つの安定化用流れを衝突せしめることにより後
混合型の安定化した火炎を生成した。
Based on FIG. 11 (Example 1) A postmixed stabilized flame was produced by colliding two preheating streams and one stabilizing stream at a common point as shown in FIG. 11.

表■は本発明を実施するのに有用な変数の作動可能範囲
及び好ましい値を呈示する。
Table 1 presents operable ranges and preferred values for variables useful in practicing the invention.

表■におけるように、変数は互いに依存しあう。As shown in Table ■, the variables depend on each other.

一つの変数の好ましい値からのずれは他の変数の作動可
能範囲及び好ましい値を変更する。
Deviations from the preferred value of one variable change the operable range and preferred value of other variables.

表■に掲げられていない変数の好ましい値は表■に掲げ
たのと同じである。
Preferred values for variables not listed in Table ■ are the same as listed in Table ■.

第13図に基〈実施例 表■は、第13図に従って本発明を実施するのに有用な
変数の作動可能範囲及び好ましい値を呈示するものであ
る。
Based on FIG. 13, Example Table 2 presents the operable ranges and preferred values of variables useful in implementing the invention according to FIG.

先の表の場合と同じく、これら値は互いに依存しあう。As in the previous table, these values are dependent on each other.

一つの値の変更は他の因子の範囲を変える。Changing one value changes the range of other factors.

表■に掲げられていない変数の好ましい値は表■に掲げ
たものと同じである。
Preferred values for variables not listed in Table ■ are the same as those listed in Table ■.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の好ましい具体例を例示する溶剤ユニッ
トの側面図である。 第2図は第1図の2−2線に沿う方向からの正面図であ
る。 第3図は第1図の拡大側面図であり、本発明の重要な要
素を示す。 第4図は加工物表面の平坦部分において溶剤スタートを
為すための溶剤酸素流れに対する溶剤池の好ましい位置
を示す。 第5図は加工物表面の端における溶剤スタートを示す。 第6図は本発明の実施により得られた予熱時間を先行技
術と比較するグラフである。 第7図は予熱用流れが溶剤装置の下方予熱ブロックから
放出されるような本発明の具体例を例示する。 第8図は別々の安定化用酸素口と溶剤用酸素口を具備す
る装置の一部の側面図である。 第9図は第8図の9−9線の方向からの正面図である。 第10図は第8図の装置の変更例を示す正面図である。 第11図は安定化用流れ及び予熱用流れが一つの共通点
で衝突するような別々の安定化用酸素及び溶剤用酸素口
を具備する装置の側面図である。 第12図は第3図と同様ではあるが、安定化用流れ及び
予熱用流れが共通点で衝突する装置の側面図である。 第13図は安定化用流れが予熱流れの衝突点近くに差向
けられるが火炎と同じ方向ではないような側面図である
。 第14図は安定化用流れが予熱用流れの衝突点を通るよ
うな第13図と同様の装置の側面図である。 1:上方予熱ブロック、2:下方予熱ブロック、3:ヘ
ッド、4:シュー、16:溶剤ノズル、16′:安定化
用酸素口、17:予熱用燃料ガス口、18:予熱用酸素
口、9:予熱用酸素流れ、10:予熱用燃料流れ、30
:衝突点、14:火炎、13:低強さ帯域、12:高低
さ帯域、15゜15′:安定化用酸素流れ。
FIG. 1 is a side view of a solvent unit illustrating a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view taken along line 2-2 in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged side view of FIG. 1 showing important elements of the invention. FIG. 4 shows the preferred location of the solvent pool relative to the solvent oxygen flow for solvent start at a flat portion of the workpiece surface. Figure 5 shows solvent start at the edge of the workpiece surface. FIG. 6 is a graph comparing preheat times obtained by practicing the present invention with the prior art. FIG. 7 illustrates an embodiment of the invention in which the preheating stream is discharged from the lower preheating block of the solvent apparatus. FIG. 8 is a side view of a portion of the apparatus with separate stabilizing and solvent oxygen ports. FIG. 9 is a front view taken from the direction of line 9--9 in FIG. 8. FIG. 10 is a front view showing a modification of the device shown in FIG. 8. FIG. 11 is a side view of an apparatus with separate stabilizing oxygen and solvent oxygen ports such that the stabilizing and preheating streams impinge at a common point. FIG. 12 is a side view of a device similar to FIG. 3, but where the stabilizing and preheating streams collide at a common point. FIG. 13 is a side view in which the stabilizing flow is directed near the point of impingement of the preheating flow, but not in the same direction as the flame. FIG. 14 is a side view of a device similar to FIG. 13 in which the stabilizing stream passes through the point of impingement of the preheating stream. 1: Upper preheating block, 2: Lower preheating block, 3: Head, 4: Shoe, 16: Solvent nozzle, 16': Stabilizing oxygen port, 17: Preheating fuel gas port, 18: Preheating oxygen port, 9 :Oxygen flow for preheating, 10:Fuel flow for preheating, 30
: impact point, 14: flame, 13: low intensity zone, 12: height zone, 15° 15': stabilizing oxygen flow.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属加工物を溶剤用酸化性ガスで熱化学的に溶剤す
る方法であって、 溶剤反応が開始されるべき加工物表面上の地点を後混合
型予熱用火炎を該地点に差向けることにより酸化性ガス
着火温度まで予熱し、その場合前記予熱用火炎が、少く
共1つの予熱用酸化性ガス流れと少く共1つの予熱用燃
料ガス流れを溶剤装置における別々の放出口から放出し
て、加工物表面上方で該放出口の外側で互いに鋭角の夾
角をなして衝突せしめ、そして溶剤用酸化性ガスの強さ
よりも低い強さを有する別個の酸化性ガス流れでもって
前記予熱用火炎を安定化することにより形成され、 溶剤用酸化性ガスの流れを溶剤装置におけるスロット伏
ノズルから加工物表面に前記予熱地点において鋭角で差
向け、 同時に溶剤用酸化性ガス流と加工物表面との間に相対移
動をもたらし、それにより溶剤部を生成すること からなる金属加工物を熱化学的に溶剤する方法。 2 予熱用酸化性ガス流れ及び燃料ガス流れの鋭角の夾
角が5〜50であるような特許請求の範囲第1項記載の
方法。 3 酸化性ガスが酸素であるような特許請求の範囲第2
項記載の方法。 4 安定化用酸化性ガス及び溶剤用酸化性ガスが同じ口
から放出される特許請求の範囲第3項記載の方法。 5 予熱用燃料ガス流量が流れ当り1〜3.538CM
Hでありそして予熱用酸化性ガス流量が流れ当り1.5
〜6SCMHであり、更に安定化用酸化性ガスが3〜1
0105Cの流量で放出されるような特許請求の範囲第
2項記載の方法。 6 安定化用酸化性ガス流れの方向が火炎の軸線と10
°〜90°の角度を形成しそして予熱用酸化性ガス流れ
と予熱用燃料ガス流れとの衝突点の近くを通るようにさ
れる特許請求の範囲第1項記載の方法。 7 安定化用酸化性ガス流れの方向が火炎の軸線と10
〜90°の角度を形成しそして予熱用酸化性ガス流れと
予熱用燃料ガス流れとの衝突点を通るようにされる特許
請求の範囲第1項記載の方法。 8 上方予熱ブロック及び下方予熱ブロックと、予熱完
了後溶剤用酸化性ガスを放出する為該上方及び下方予熱
ブロック間の溶剤用ノズル手段とを包含する溶剤装置に
おいて、 予熱用燃料ガス流れを放出する為の少くとも一つの第1
ノズル手段と予熱用酸化性ガス流れをか出する為の少く
とも一つの第2ノズル手段であてて、該第1及び第2ノ
ズル手段の軸線が該第1及び第2ノズル手段の外側の地
点で鋭角の夾角をなして交叉して後混合型予熱用火炎を
提供するよう配される第1及び第2ノズル手段と、予熱
用火炎安定化用の酸化性ガスを放出する為溶剤装置に設
けられる手段とを具備することを特徴とする溶剤装置。 9 第1及び第2ノズル手段の軸線の鋭角の夾角が5°
〜50°であるような特許請求の範囲第8項記添の装置
。 10 安定化用酸化性ガスを放出する為の手段及び溶剤
用酸化性ガスの流れを放出する為の手段が一つの共通の
放出口を構成するような特許請求の範囲第8項記載の装
置。 11 第1及び第2ノズル手段がそれぞれ列をなす複数
のオリフィスから成り、これら列が互いに実質上平行で
ある特許請求の範囲第8項記載の製産12第1ノズル手
段オリフィス列と第2ノズル呼段オリフィス列が上方予
熱ブロック内に位置づりられている特許請求の範囲第1
1項記載の装置。 13第1ノズル手段オリフィス列と第2ノズル1段オリ
フィス列が下方予熱ブロック内に位置づけられている特
許請求の範囲第11項記載の装置。
[Scope of Claims] 1. A method of thermochemically solvating a metal workpiece with a solvent oxidizing gas, the method comprising: applying a mixed preheating flame to a point on the workpiece surface where a solvent reaction is to be initiated; preheating the oxidizing gas to the ignition temperature by directing at least one preheating oxidizing gas stream and at least one preheating fuel gas stream to separate discharges in the solvent system. with separate oxidizing gas streams discharging from the outlet and impinging on each other at acute angles outside the outlet above the workpiece surface and having an intensity lower than that of the solvent oxidizing gas. formed by stabilizing the preheating flame, directing a stream of solvent oxidizing gas from a slotted nozzle in the solvent apparatus to the workpiece surface at an acute angle at the preheating point, and simultaneously controlling the solvent oxidizing gas stream and processing. A method of thermochemically solvating metal workpieces, which consists in creating a relative movement between the object and the surface, thereby creating a solvent zone. 2. The method of claim 1, wherein the acute angles of the preheating oxidizing gas flow and the fuel gas flow are between 5 and 50 degrees. 3 Claim 2 in which the oxidizing gas is oxygen
The method described in section. 4. The method according to claim 3, wherein the stabilizing oxidizing gas and the solvent oxidizing gas are discharged from the same port. 5 Preheating fuel gas flow rate is 1 to 3.538CM per flow
H and the preheating oxidizing gas flow rate is 1.5 per flow.
~6SCMH, and further stabilizing oxidizing gas is 3~1
3. The method of claim 2, wherein the method is discharged at a flow rate of 0.0105C. 6 The direction of the stabilizing oxidizing gas flow is aligned with the flame axis.
2. The method of claim 1, wherein the preheating oxidizing gas stream and the preheating fuel gas stream are passed close to the point of impingement, forming an angle of between 90° and 90°. 7 The direction of the stabilizing oxidizing gas flow is aligned with the flame axis.
2. The method of claim 1, wherein the preheating oxidizing gas stream and the preheating fuel gas stream form an angle of ~90[deg.] and pass through the point of impingement. 8. In a solvent apparatus comprising an upper preheating block and a lower preheating block and solvent nozzle means between the upper and lower preheating blocks for discharging the solvent oxidizing gas after completion of preheating, discharging a preheating fuel gas stream. at least one first
a nozzle means and at least one second nozzle means for discharging a preheating oxidizing gas flow, the axes of the first and second nozzle means being at points external to the first and second nozzle means; first and second nozzle means arranged to intersect at an acute angle to provide a post-mixing preheating flame; A solvent device characterized by comprising means for 9 The acute included angle of the axes of the first and second nozzle means is 5°.
9. The apparatus of claim 8, wherein the angle is ˜50°. 10. The apparatus of claim 8, wherein the means for discharging the stabilizing oxidizing gas and the means for discharging the stream of solvent oxidizing gas constitute one common outlet. 11. The manufacture of claim 8, wherein the first and second nozzle means each comprise a plurality of orifices in rows, the rows being substantially parallel to each other. 12. The first nozzle means orifice row and the second nozzle Claim 1 wherein the stage orifice row is located in the upper preheating block.
The device according to item 1. 13. The apparatus of claim 11, wherein the first nozzle means orifice row and the second nozzle single stage orifice row are located within the lower preheat block.
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