JPS6119306Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は厚い鋼板（一般に100〜500mm程度）の
ガス切断に好適な高圧高速切断火口に関するもの
である。

ガス切断において、一般に切断能力を向上させ
るためには、切断火口の切断酸素孔をダイバーゼ
ント形とし高い圧力を有する酸素を供給し噴出速
度を1.0マツハ以上にする必要がある。

また、厚い鋼板を高速で切断するためには、ダ
イバーゼント形の切断火口に５〜60Kg／cm²の高圧
又は、更にそれ以上の超高圧の酸素を供給し、切
断酸素の噴出速度を1.5マツハ以上3.0マツハ近い
超高速の噴出流を噴出し、かつその噴出流が乱れ
ることなく長く伸びることが必要がある。

この噴出流が乱れることなく長く伸び切断能力
に影響を与える作用をジエツト効果と呼んでいる
が、この効果を高めるためには噴出流の外周を加
熱炎で円筒状に覆つてやることが必要であり、噴
出流をとりまく加熱炎の加熱力が高くかつ炎の長
いほど効果がある。

噴出流の外周を覆う加熱炎の加熱力を高くかつ
長くするためには加熱炎の外周を更に円筒状の加
熱炎で囲めば、内部の加熱炎は一層燃焼効果を増
して火炎温度が高くなり火炎長さを長く保持する
ことができる。

これは外周の加熱炎に影響されて、内部の加熱
炎の燃焼速度が増加するので、比較的多量のガス
（予熱ガスと予熱酸素の混合ガス）を供給しても
火炎がブローアウトせず安定して燃焼が集中的に
行われるためであり加熱力も強く火炎も伸びる。
このため、ジエツト効果を高めることになる。

本考案は上記に鑑み案出されたもので、加熱炎
を段階的に２段に設け、切断酸素のジエツト効果
を高めるとともに、各ガスは切断火口先端部まで
それぞれ単体のガスで供給され、火口先端より噴
出後混合燃焼される安全性の高い切断火口を提供
するもので、その要旨は、中心部に設けられたダ
イバーゼント形の切断酸素孔と、この切断酸素孔
の開口部を囲んで設けられた環状の第１凹部と、
この第１凹部の底部に前記切断酸素孔と同心状に
設けられた環状の第１予熱ガス孔及び第１予熱酸
素孔と、先端が切断酸素孔の開口部より下方に突
出している前記第１凹部の環状の外縁部を底部と
なし、かつ外周に下方に突出した突部が設けられ
ている第２凹部と、この第２凹部の底部に切断酸
素孔と同心状に設けられた環状の第２予熱ガス孔
及び第２予熱酸素孔とを有する高圧高速切断火口
である。

以下この考案を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図ａ，ｂは本考案の一実施例を示す高圧高
速切断火口の縦断面図、および開口部の平面図
で、図中符号１で示すものは切断酸素孔である。
この切断酸素孔１の内部の形状は酸素噴出先端が
適当の角度で開いたダイバーゼント形でその内面
奪は平滑な精密仕上げとなつている。この切断酸
素孔１の開口部１ａの周囲には突部１ｂを隔てて
環状の第１凹部２が設けられ、この第１凹部２の
底部には環状に開口した第１予熱ガス孔２ａと小
孔が環状に配置された第１予熱酸素孔２ｂが隣接
して、それぞれ切断酸素孔１と同心状に設けられ
ている。前記第１凹部２の外縁部２ｃは切断酸素
孔１の開口部１ａよりさらに突出しており、この
外縁部２ｃは前記切断酸素孔１の軸に対してほぼ
直角方向に所定の幅広がつて、第２凹部３の環状
の底部を形成し、この第２凹部３の外周には下方
に突出した突部３ａが設けられている。この第２
凹部３の底部には、環状に配置された小孔よりな
る第２予熱ガス孔３ｂと、その外周に隣接して環
状の第２予熱酸素孔３ｃが、それぞれ切断酸素孔
１と同心状に設けられている。

なお高圧高速火口は第１図ａの斜線により区別
して示す３つののブロツクイ，ロ，ハによつて形
成されており、イブロツクの内側にロブロツクを
嵌合し、ロブロツクの内側にハブロツクを嵌合し
たものである。そしてイ，ロブロツクとロ，ハブ
ロツクの間には、適宜スペーサー４…を設けて環
状の第２予熱酸素孔３ｃ、第１予熱ガス孔２ａが
形成されている。また小孔が環状に配置された第
２予熱ガス孔３ｂ、第１予熱酸素孔２ｂはロブロ
ツクに穿設されたものである。

次にこのように構成された本考案に係る火口の
作用を説明する。

高圧の切断酸素は、ダイバーゼント形の切断酸
素孔１よりり超高速で噴出する。この際噴出流の
外周は、第１予熱ガス孔２ａと、第１予熱酸素孔
２ｂより噴出する予熱ガス、予熱酸素が夫々の火
口先端外部の第１凹部２において強制的に混合さ
れて加熱炎として燃焼する。これを加熱炎Ａ群と
すると加熱炎Ａ群の外周は、第２予熱ガス孔３ｂ
と、第２予熱酸素孔３ｃより噴出する予熱ガス、
予熱酸素が夫々の火口先端外部の第２凹部３にお
いて、強制的に混合燃焼する加熱炎Ｂ群によつて
囲まれている。

このように火口の第１、第２凹部２，３に夫々
加熱炎を形成すべき各ガス、各酸素が供給され、
強制的に混合され燃焼するとともに、更にガスの
加熱効果により、火口開口部において第２凹部３
の突部３ａは加熱され、Ｂ群の燃焼を助け、また
第１凹部２の外縁部２ｃも加熱されるためＢ群は
勿論、Ａ群の燃焼をも助長し、より効率的に予熱
炎が形成され、これ等Ａ群、Ｂ群の加熱炎の相剰
効果によつて、特にＡ群の火炎の伸長を促進、保
持することにより、中央ダイバーゼント形の切断
酸素孔１より噴出する切断酸素噴出流のジエツト
効果を高めるものである。

なお、この際第１図ａに示すようにＢ群の炎長
はＡ群の炎長より短くなるように、Ｂ群を形成す
る酸素および予熱ガスの圧は、Ａ群を形成する酸
素および予熱ガスの圧より低くなつている。

次に具体的実施例を示し本考案に係る切断火口
の効果を説明する。

〔実施例〕

温度800℃の状態にある厚い鋼板（スラブ材）
の切断に対し本考案に係る切断火口と、従来の厚
物用切断火口の切断速度を比較した実験で、これ
を第２図に示した。は本考案に係る切断火口
（切断孔径がスロート部で5.7mm）を用いた時の最
高の切断速度を示したものについてブロツトした
もの、は良質な切断面を得るための各板厚に対
する標準切断速度を示したもの、は同じ切断孔
径を有し、高速切断火口と呼ばれる従来の厚物切
断用火口を使用した場合の板厚と標準切断速度と
の関係を示したものである。

以上の結果から明らかなように、本考案の高圧
高速切断火口は、中央の切断酸素孔の周囲を段階
的に形成された二重の加熱炎で覆うようにしたも
のであるが、外側の加熱炎Ｂ群が内側の加熱炎Ａ
群を円筒状に覆つて加熱し、この内側の加熱炎の
燃焼速度を上げ、火炎の温度を上げ、その長さを
増大させ、さらにこの内側加熱炎Ａ群が切断酸素
流の運動のエネルギーを保持してその減衰を防
ぎ、ジエツト効果を高める。

そして、この加熱炎を、それぞれ、酸素と燃料
ガスを火口の先端で混合して形成するようにして
いるので、逆火の危険がなく安全であるとともに
充分な量のガスを供給することが可能である。

この場合において、火口の先端に設けられた２
つの凹所は、酸素と燃料ガスを強制的に混合させ
るための空間となるとともに、その外縁がそれぞ
れの気体流の分散を防いで強い方向流を形成させ
る。さらに、このような方法においては酸素及び
燃料ガスの量を独自に調整でき、加熱炎の形状、
方向などを変えることもできる。

従つて、この高圧高速切断火口は、強い切断能
力を持ち、スラブ材のような厚い鋼板でも高速で
切断することができ、その作業効率を大きく改善
することができる。

本考案の切断火口は、製鉄設備等に装備される
ガス切断装置に使用し、切断板厚の厚い鋼材（一
般に100〜500mm程度）を主目的としたもので、安
全性を主眼としそれぞれのガスは切断火口の噴出
孔まで単体ガスで供給され、切断火口先端外部混
合燃焼されるので取扱上極めて安全である等の長
所を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案の一実施例を示す高圧高速切
断火口の縦断面図、ｂは同先端部の平面図、第２
図は本考案に係る切断火口と従来の厚物用切断火
口の性能試験を行なつた結果を示した図である。 １……切断酸素孔、１ａ……同開口部、１ｂ…
…切断酸素孔開口部周の突部、２……第１凹部、
２ａ……第１予熱ガス孔、２ｂ……第１予熱酸素
孔、２ｃ……第１凹部外縁部、３……第２凹部、
３ａ……第２凹部外縁突部、３ｂ……第２予熱ガ
ス孔、３ｃ……第２予熱酸素孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心部に設けられたダイバーゼント形の切断酸
   素孔１と、この切断酸素孔１の開口部１ａを囲ん
   で設けられた環状の第１凹部２と、この第１凹部
   ２の底部に前記切断酸素孔１と同心状に設けられ
   た環状の第１予熱ガス孔２ａ及び第１予熱酸素孔
   ２ｂと、先端が切断酸素孔１の開口部１ａより下
   方に突出している前記第１凹部２の環状の外縁部
   ２ｃを底部となし、かつ外周に下方に突出した突
   部３ａが設けられている第２凹部３と、この第２
   凹部３の底部に前記切断酸素孔１と同心状に設け
   られた環状の第２予熱ガス孔３ｂ及び第２予熱酸
   素孔３ｃとを有することを特徴とした高圧高速切
   断火口。