JPS597812A - 酸素切断ト−チ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属の酸素切断に使用されるトーチに関する
ものである。

現在工業上使用されている通常の酸素切断トーチは、酸
素が通る中央孔とそれを囲み酸素とアセチレンとの可燃
混合物が通る第一列の孔と、更にそれを囲み酸素を供給
する第二列の外側孔とを有するノズルを利用している。

可燃ガスは、充分な混合を確保するためトーチの中で多
くの乱流によって混合される。そして、この乱流ガスは
小さな平行噴射の中で発生する。これは可燃ガス炎中で
中央の酸素噴射から生じる乱流酸素と協力し、過度の酸
素が存在すると切断対象の金属は燃焼される。

このタイメ勾断トーチの特性の一つは、切断面における
非常な乱流ガスが存在することである。これは粗悪な切
断面をもたらし、また、母材の多量の燃焼をもたらすが
、この後の特色は最も望ましくないものとなる。なぜな
らば多くの場合、エツジはできるだけ凹凸がないことが
大切だからである。

出願人は、オーストラリア特許４６００６６号で、混合
室の長さが少くとも直径の８倍であシ、シかも直径がノ
ズル孔の直径の６倍である溶接トーチ付属装置を開示し
た。同特許に記述された付属装置は、炎が非乱流ガスを
燃焼し、その結果、より、Ｊ−さな面積で高温度を生ず
るという主要な理由から商業的に上首尾であることを立
証した。この現象は、容易に溶接可能でない金属を溶接
することを可能にした。

本発明の一つの目的は、酸素切断トーチにおいて母材の
燃焼を減少する改良を提供すると共に、非乱流ガスの燃
焼から得られる高温の集中された熱を利用することにあ
る。

本発明において、酸素とアセチレンとは比較的大きな断
面積の混合室で混合され、しかる後、その中で層流とな
る細長通路へ通される。混合ガスは、その後ノズル中で
、中央の酸素孔の周囲に円形に配置された複数の細長ノ
ズル孔を通るが、ノズル孔はその投影がすべて中央の酸
素孔の投影と単一の収束点で交差するように下流方向に
収束している。

さらに詳しくは、本発明は、本体と、本体および本体の
下流端部のノズルに関して固定された酸素およびアセチ
レン用取付具と、酸素およびアセチレンが通る本体中の
細長通路を形成する壁と、トーチが使用されるときに酸
素が通る中央通路を形成する壁とから成シ、そして、中
央通路は、ノズル中の中央の酸素放出孔に開口し、細長
通路は、ノズル中の複数の細長可燃ガス放出孔に開口し
てお夛、可燃ガス放出孔は、その中心軸の投影がすべて
中央酸素放出孔の中心軸と単一の収束点で交差するよう
に下流方向に向かって収束している。

この装置を利用することによって、切断のだめの熱は乱
流タイプの炎を用いるよシも遥かに多く集中され、そし
て、一つの例では厚さ１２Ｎｒｎの軟鉄５００　ｗｎ長
が１分間で切断され、非常にきれいな切断面と、板の上
下ともシャープなエツジが形成された。母体の燃焼は非
常に僅かで、スラグは容易に取除くことができた。そし
て、板に加えられた熱は、従来のトーチによるよりも非
常に少なかった。また、ガスの使用量も著しく僅少で、
上記の例の切断では１５ｐ、ｓ、ｉで１０立方フイート
の従来の切断トーチにおけるガス使用量と比較して２　
ｐ、ｓ、ｉ　（１４Ｋｐａ　）のアセチレンガスを２立
方フイート使用して成し逆げられた。一方、酸素の使用
量は、従来のトーチのガス所要量である４０ｐ、ｓ、ｉ
で８０立方フイートに比較して、２０ｐ、ｓ、１で１８
立方フイートであった。

かくして、切断速度は速かったが、ガス消費量は乱流炎
タイプの酸素切断トーチでの消費量の４分の１よりも少
なかった。

上述した装置についてみられる他の利点は、一旦中性炎
が生ずると、切断酸素を追加しても炎のガスの均衡に些
細な差！Ａを生じさせるに過ぎないことがわかる程可燃
混合ガス中の切断用くても金属が平均に加熱され、そし
て、燃焼によって生じた炭酸ガスや水蒸気が切断個所以
外における抑制に与って力があると思われる包囲ガス表
面を形成するという追加的な利点がある。

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しながら詳細
に説明する。

本実施例において、酸素切断トーチ１０は、止めナツト
１２が下流端部に螺合されている外側本体１１ヲ有して
おシ、止めナツト１２は、本体１１の該端部との固い係
合で切断ノズル１３を保持している。本体１１の下流端
部には、多数の孔１９が開口する環状＊　１８　ｋ形成
するために間隔をとった２個の環状隆起部がついておシ
、孔［９は、可燃混合ガスが放出される比較的小さな直
径のノズル孔２０に開口する比較的大きな直径の上流の
開口である。本体１１には、また、内側の環状溝がつい
ておシ、該内側環状溝は、本体１１の中心を通シノズル
１３の中心に延びる平行な壁管２２の外側面のまわりに
、その両壁がｏリング２１ヲ圧縮するような形状寸法で
ある。

中心の管２２は、ノズル１３と反対側の上流ＤｒＭ部か
ら入９１本体内の雌ねじと螺合する雄ねじ付の端部材２
４によって適所に保持される。

スペーサ部材２５は端部材２４と接触しておシ、また、
本体１１の相補的凹部でしっくり係合する下流端部の突
起２６がついており、ねじ溝を通ってガスが後方へ流れ
るのを抑制している。図示されてはいないが、スペーサ
部材２５は１本体１１と螺合可能である。スペーサ部材
２５は、可燃ガスの流れと混合のための通路の動きをす
る環状空間をそれと共に形成する中心管２２よりも大き
な直径の中心孔２７を有している。スペーサ部材２５の
上流端部には、中心孔２７の端ぐり部分２８がついてお
り、そしてこれは、わし行端部材２４の先細りの中空ス
ピゴット２９ヲ収容している。この中空スピゴット２９
と端ぐシ部分２８の壁との間は、下流方向に向かって断
面積が増加し、且つスペーサ部材２５の環状上流端部を
通り、放射状に延びる複数の小さな孔３２ヲ通って、ア
セチレン流入口取付具からアセチレンガスをその長さの
途中で受は入れる、中間の環状空間３０を形成している
。

スピゴット２９は中空であり、且つスピゴット内を通る
中心孔は、内側環状空間３５が管２２と孔２７との間の
環状空間へ延びるよう同様に中心管よシも直径が太きい
。スピゴットを囲むスペーサ部材２５の上には直径の小
さな尾部３６があシ、アセチレンが取付具３３から孔３
２へ流入する第三且つ外側の同心環状空間３７を形成し
ている。

本体１１には、外側に延びるねじ付ポース取付具４０が
ついており、酸素ホースが接続可能である。また本体端
部材の中間に六角形部分４１が形成されていてスパナを
かけることが可能である。

六角形部分の内側には本体１１のねじ行端部と係合する
ねじ行部分４２があシ、該ねじ行部分はその長さの途中
で、そこから内側環状空間３５へ放射状に内側方向に延
びる孔朝を有する環状溝４３によって中断されている。

しかしながら、内側環状空間３５は、共軸のねじ付ホー
ス取付具４６のところで終っている。取付具４６は、第
二の酸素用取付具であシ、そして、管２２の上流端部は
該取付具にシールされている。

端部材２４中の放射状孔４４ヲ通って取付具４０から内
側環状空間３５へ導入される酸素は、概ね非乱流形態で
内側環状空間３５を通りノズル１３へ移動する。アセチ
レンは、取付具３３から外側環状空間３７から孔３２ヲ
通シ、中間の環状空間３０　’に経てスピゴット２９の
端部を通シ、そして端ぐり部分２８の下流環状壁間、管
２２を囲む中心孔２７へと酸素流へ運ばれる。管の下流
端部においては、管は、本体１１のノズル側端部の環状
空間の０リング２１によってシールされている。しかし
ながら、孔４８は長手方向と放射状方向との両方向へ延
び、本体１１の端部の外１１１１１下流環状溝１８で終
っている。そしてこれらは、酸素放出孔５ｏを囲み、こ
れらの孔の投影がノズルの外側の収束点Ｃで終るように
ノズル中で傾斜し、互いの方向へ向かう共軸孔１９およ
び２０とガス流連通している。

これらの孔の各々は上流端部の比較的大きな直径部分と
、その下流端部の長くて比較的小さな直径部分とから成
るので、ノズル１３からは非乱流ガス全放出することに
なる。ノズル１３の中央酸素放出孔５０は管の中心軸と
共軸であシ、ノズルの円錐壁５１からノズルの外端へ延
びる。壁５１の円錐角は１５０°と１７０°との間であ
る。この円錐角は中心管を通る酸素の概ね非乱流である
流れを非常に小さな度合でしか妨げないことが判明して
いる。管２２と孔２７の壁との間に形成されている細長
通路は、共に断面積に対して長く、それ故その中のガス
流は層流である。ノーズル孔２０および中央酸素放出孔
５０は、やはり同じ理由で長く倒れのケースでも、長さ
は直径の３００倍を超している。この構成は圧力が低い
場合には放出ガスが非乱流でおることを確保するのに大
きな手助けとなっている。

炎の酸素、切断酸素およびアセチレンのための別々のコ
ントロール装置（図示せず）が用意されている。そして
、それは炎の酸素とアセチレンのコントロールの慎重な
調整によって中性炎が生ずるよう確保され、切断酸素が
炎噴射中の混合ガスを殆んど妨げない程度に導入され得
るような装置である。即ち、切断される金属の表面を過
度に酸化しないように、ヒーター域を凹むガスを全く中
性的であるように、全面的に容易に調整することは可能
である。

本トーチによって提供される優れた燃焼状態並びに、炎
ガスと切断酸素との双方の比較的非乱流の流れのために
、切断酸素放出孔の直径を非常に小さくすることは可能
でちゃ（本実施例の場合、約０．０５０　インチ即ち１
．１　ｍ　）　、そして、これは、切断目的のために非
常に小さな直径と高い集中された熱を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトーチの中心断面歯、第２図は詳
細を明示するための同、一部破断拡大断面図、ＩＯは酸
素切断トーチ、１１は本体、１２は止めナツト、１３は
ノズル、１６　、１７は環状隆起部、１８　、４３は環
状溝、１．９　、４４　、４８は孔、２０は細長ノズル
孔、２１は０リング、２２は管、２４は端部材、２５は
スペーサ部材、２６は突起、２７は中央孔、路は端ぐ多
部分、２９は中空スピゴット、３０は中間環状空間、３
２はアセチレン孔、３３はアセチレン流入孔、３５は内
側環状空間、３６は尾部、３７は外側集中環状空間、４
０は酸素用取付具、４２はねじ行部分、４６は第二酸累
月取付具、５０は酸素放出孔、５１は円錐端壁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　本体１１と、本体および本体の下流端部のノズル
   １３に関して固定された酸素およびアセチレン用取付具
   ３３　、４０　、４６と、酸素およびアセチレンが通る
   本体内の細長い通路２７を形成する壁と、トーチを使用
   するときに酸素が通る中央通路を形成する壁２２とを有
   する酸素切断トーチであって、該中央通路はノズル中の
   中央酸素放出孔５０に開口し、該細長通路はノズル中の
   複数の細長の可燃ガス放出孔２０に開口し、該可燃ガス
   放出孔２０は、その中心軸の投影がすべて中央酸素放出
   孔の中心軸の投影と単一の収束点Ｃにおいて交差する様
   に下流方向に収束することを特徴とする酸素切断トーチ
   。 ２、　通路とガス放出孔との断面積対長さの割合が、放
   出孔からガスが層流で放出される様に小さいことをさら
   に特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸素切断トー
   チ。 ３、　本体の上流端部における端部材２４と、端部材上
   の酸素用取付具４６と、中央通路が端部材から本体を通
   ってノズルまで延びる管２２の通路であることをさらに
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸素切断トーチ
   。 ４、本体中かつ端部材とノズルとの間にスペーサ部材２
   ５が設けられており、細長通路は管２２の外側面とその
   中央孔２７の壁との間の環状空間であり、中心孔２７は
   スペーサ部材を貫通し途中で端部材と本体とを通り且つ
   管２２を囲むことをさらに特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の酸素切断トーチ。 ５、取付具が何れも本体１１から延びる第二の酸素用取
   付具４０およびアセチレン用取付具３３を有し、且つそ
   れぞれ端部材２４およびスペーサ部材２５中の孔４４　
   、３２が取付具と細長環状通路との間の管空間の部分を
   形成することをさらに特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の酸素切断トーチ。 ６、　本体１１と、本体の下流端部にあるノズル１３と
   、本体の上流端部にある端部材２４と、端部材の内側壁
   と接触し且つ本体中に収容されているスペーサ部材２５
   とを有する酸素切断トーチであって、本体中をノズル３
   へ延び且つ中央通路を形成する細長管２２と、中央通路
   と共軸であり且つそれとガス流連通しているノズルを通
   る酸素放出孔５０とガス流連通している端部材上の第一
   の酸素用取付具４６；スペーサ部材２５を貫通し途中端
   部材２４と本体１１とを通り、且つ細長通路を形成する
   中央孔２７；端部材２４ヲ通り第二の酸素用取付具３を
   細長通路とガス流連通させる孔４４；スペーサ部材２５
   ヲ通りアセチレン取付具を細長通路とガス流連通させる
   孔３２：酸素放出孔５０を囲み、ノズルと本体との間の
   環状溝に開口する小さい直径の複数のノズル孔２０：お
   よび細長通路と環状溝とがガス流連通させる孔４８ヲ有
   することを特徴とする酸素切断トーチ。 ７、　ノズル孔２０が上流端部で環状溝１８に開口する
   比較的大きな直径の孔１９に開口することをさらに特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の酸素切断トーチ。