JPS6189416A - 火口 - 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】 産業上の利用分野 本発明はガス溶接器等に用いられる火口に関し、更に詳
しくは、アセチレンガスを使用するガス溶接器の火口で
あって、圧電素子のピエゾ効果により発生する高電圧で
火口先端部にスパークを生ぜしめ、これにより自動点火
するようにした新規な火口を提供しようとするものであ
る。

背景技術とその問題点 プロパンガスを使用するガス溶接器の火口であって、圧
電効果を利用して自動点火する火口は本出願人等におい
て開発され、周知の技術である。

第６図はこのような従来プロパンガス用の火口を示すも
ので、当該火口は図示しないトーチヘッドに結合される
基管ａと、該基管ａの先端部外周に嵌合され先端に円形
のガス噴射口すを有する外管Ｃと、該外管Ｃ内に同心に
配置され先端に高圧酸素噴射用ノズル孔ｄを有する内管
ｅとを備え、該内管ｅは、その一端が外管Ｃ内の先端部
に嵌合したセラミックからなる筒状のスペーサｆを介し
て、また、他端が上記基管ａに螺着したセラミンりから
なる筒状のスペーサｇを介して支持されることによって
基管ａ及び外管Ｃと電気的に分離されている。また、内
管ｅ先端の外周面には燃焼ガス通路を構成するスリ７）
ｈ、ｈ、ｈ、　　Φ・噂がその長手方向に延びるように
形成されており、内管ｅ先端面はガス噴射口すとの間で
スパークが生じ得る程度の間隙で外管Ｃ先端部より奥に
位置するようにされている。

ｉは高圧酸素流通用円筒孔ｊ内にその軸線方向に移動可
能に嵌挿された可動子であって、該可動子ｉは圧電素子
を内蔵しており、また、該可動子ｉは圧縮ばねｋによっ
て高圧酸素流入方向（矢印入方向）と逆の方向に付勢さ
れているとともに可動子ｉは、その後部に内蔵されたマ
グネットｔの吸引力により基管ａの高圧酸素流通用円筒
孔ｊの後端部に配設された磁性体ｍに吸着されている。

また、上記可動子ｉの圧縮ばねに側光端と対向する上記
スペーサｇには、上記内管ｅと電気的に接続された衝合
部材ｎが取付けられている。

０．０．０、・・−は前記基管ａを貫通する燃焼ガス通
路であり、その先端側は外管Ｃと内管ｅとの空間に開口
され、更に、前記スリャ）ｈ、ｈ、ｈ、　　ψ・・に連
通されている。

上記のように構成された従来のプロパンガス用の火口に
おいて１図示しないトーチヘッドの燃焼ガス用バルブを
開くと、燃焼ガスは通路〇−外管Ｃ−スリットｈを通し
て噴射口２ａから噴出される。

一方、図示しない酸素用バルブを開くと、高圧酸素は基
管ａのガス導入口内に流入し、その圧力は磁性体ｍに吸
着されている可動子ｊの背面に作用する。そして高圧酸
素の供給圧力がマグネットｔの吸着力とばねｋのばね力
とを加算したものより大きくなると、可動子ｉは高圧酸
素流通用円筒孔ｊ内を矢印入方向に急速前進され、衝合
部材ｍに激突する。激突した可動子ｉに内蔵された圧電
素子はピエゾ効果により高電圧を発生し、この高電圧が
外管Ｃの噴射口すと内管ｅ先端面との間に印加され、そ
の両者間にアーク放電を生じさせることにより燃焼ガス
に点火する。

ところで、上記のような自動点火式の火口にあっては、
プロパンガス用であり、内管先端面が外管先端部よりも
奥に引っ込んで位置されているため、アセチレンガス用
の火口としては使用に供することはできなかった。

即ち、プロパンガスの火災逸走限界（ガス噴射口から火
災までの距ｇりは約０　、５ｍｍであり、アセチレンガ
スの火災逸走限界は約０．２５ｍｍであるため、アセチ
レンガスを使用する場合よりもガス噴射口に近い位置で
火災が生じてしまい、内管先端面が外管先端部よりも奥
に引っ込んでいると外管先端部の内周面を熱し、溶融し
てしまう惧れがあり、しかも、アセチレンガスの火災の
方がプロパンガスの火災よりも温度が高く（アセチレン
ガス：約３２００℃、プロパンガス：約２８００℃）、
なおざら、外管先端部の内周面を溶解してしまう慣れが
大きい。そのため、アセチレンガスを使用する火口とし
ては外管先端面を平面として、該平面に複数のガス噴射
孔を形成するのが通常であった。しかしながら、外管先
端面を平面とした火口にあっては内管との間にスパーク
を飛ばすための適当な間隙を形成することは難しく、ま
た、その間隙を形成することができたとしても、一定間
隔に維持することは難しかった。

発明の目的 そこで、本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為され
たもので、アセチレンガスを使用し得る自動点火式の新
規な火口を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明火口は、高圧酸素の供給圧によりｌｉ　Ｑ力が付
与される圧電素子体を内蔵した自動点火用のピエゾユニ
ット部と、このピエゾユニット部に結合されるようにな
っているとともに外管及び該外管内にこれと電気的に絶
縁されて挿着された内管を有するノズル本体部とを備え
、上記外管の先端部は燃焼ガス噴射孔及び高圧酸素噴出
孔が穿設された平滑面にて形成されており、また、外管
の上記先端平滑面の内面と前記内管の先端面との間には
適当な間隙が形成されるように耐熱電気絶縁性部材が介
在され、かつ上記間隙はスパークが生じ得る間隔とされ
たことを特徴とする。

実施例 以下に、本発明火口の詳細を図面に示した実施例に従っ
て説明する。

第１図乃至第４図は本発明の火口ｌの実施の一例を示す
もので、当該火口ｌは大別して着火用の高電圧を発生さ
せるピエゾユニット部２と、ノズル本体部３及びこのピ
エゾユニット部２とノズル本体部３とを分離可能に結合
するカップリング４とから構成されている。

上記ピエゾユニット部２は、基端部内周にトーチヘッド
５に螺合される雌ねじ６ａを、先端部外周に上記カップ
リング４と螺合する雄ねじ６ｂを有するケーシング６と
、該ケーシング６の軸心部にこれを貫通して形成された
円筒孔６ｃ内にその軸線方向に移動可能に嵌挿された圧
電素子体７と、該圧電素子体７をトーチヘッド５側へ付
勢するための圧縮ばね８と、上記ケーシング６の他端に
装着されケーシング６と上記ノズル本体部３の内管９（
後述する）との電気的絶縁を行うキャップ状の電気絶縁
性シール材１０（第４図参照）と、上記圧電素子体７の
後部に内蔵されたマグネッｈｌｌを吸着し該圧電素子体
７を上記円筒孔６Ｃのトーチヘッド５側に位置せしめる
ための磁性部材１２とから構成され、また、上記ケーシ
ング６には、その円筒６Ｃの外周部に位置してアセチレ
ンと酸素との混合ガス等からなるガスを通す燃焼ガス通
路６ｄが複数形成されている。

尚、ピエゾユニット部２を構成するケーシング６に形成
される前半部雄ねじ６ｂと後半部雌ねじ６ａとは同一規
格の螺溝により形成されている。

また、上記ノズル本体部３は、一端に上記カップリング
４と係合するフランジ部１３を有する外管１４と、該外
管１４内に同心状に挿入され反挿入端側にフランジ部１
５を有する内管９と、該内管９のフランジ部１５側開口
内に着脱可能にかつ気密に圧入された筒状の衝合部材１
６と、上記内管９．のフランジ部１５を電気絶縁部材７
を介して上記外管１４に支持するリング状の支持部材１
８と、上記内管９の挿入先端部を外管１４内に同心状に
支持するセラミック等の電気絶縁部材から成る筒状の支
持体１９とから構成され、そして内管９の先端部外周に
は多数の燃焼ガス流通用スリット２０が形成されている
とともに、先端には高圧酸素噴出用のノズル孔２１が開
口されている。

また、上記外管１４の先端面は平滑面２２とされており
、該平滑面２２の中央には、第２図及び第３図に示す如
く上記内管９のノズル孔２０と対応する高圧酸素噴出孔
２３が穿設されているとともに、該酸素噴出孔２３を中
心に燃焼ガス流通用の複数のガス噴射孔２４．２４．２
４、・・・が穿設されている。また、内管９の先端面と
外管１４の平滑面２２の内面との間にはセラミック等の
電気絶縁性部材から成るリング部材２５が介在され、こ
れより内管９の先端面と外管４の平滑面２２との間隙に
おける酸素流通通路と燃焼ガス流通路とを隔離すること
ができるとともに、平滑面２２と内管９の先端面間のス
パークギャップＧを一定の間隔に維持できるようにされ
ている。

次に上記のように構成された本実施例の作用について説
明する。

圧電素子体７が第１図の如く、そのマグネフト１１が磁
性部材１２に吸着され、磁性部材１２ａの高圧酸素導入
孔１２ａを閉塞するように位置された状態において、ま
ず、トーチへラド５に設けられている図示しない燃焼ガ
ス供給弁を開くと。

燃焼ガスはケーシング６の燃焼ガス通路６ｄ及びシール
材１０の孔１０ａを通して内管９のフランジ部１５に形
成した連通孔１５ａから外管１４内に流入し、さらに内
管９の先端部外周に形成されたスリー７ト２０．２０．
２０、・拳・を通り、スパークギャップＧ、外管１４の
ガス噴射孔２４．２４．２４、・・・を通して外部に噴
射される。

また、上記状態において、トーチへラド５に設けられて
いる図示しない高圧酸素供給弁を開くと、該高圧酸素の
圧力が磁性部材１２の高圧酸素導入孔１２ａを通して圧
電素子体７の背面に作用する。これにより高圧酸素の圧
力がマグネット１１と磁性部材１１との間の吸着力と圧
縮ばね８のばね力とを加算した力より大きくなると、圧
電素子体７は円筒孔６Ｃ内を矢印Ｘ方向に急速前進して
衝合部材１６に激突する。すると、圧電素子のピエゾ効
果によって高電圧が発生し、この高電圧がスパークギャ
ップＧの部分における外管１４の先端面である平滑面２
２内面と内管９の先端面間に印加されることにより、ア
ーク放電が生じ、燃焼ガスに点火する。これにより外管
１４の平滑面２２のガス噴射孔２４を通して円筒状の予
熱炎を形成することになる。これと同時に高圧酸素は、
磁性部材１２の導入１２ａ、円筒孔６Ｃ１衝合部材１６
及び内管９内を通してその先端部であるノズル孔２１か
ら噴出され、さらに外管１４平滑面２２の酸素噴出孔２
３から大気に噴出される。そして、酸素と燃焼ガスの混
合体を噴出燃焼することで金属等を溶接又は溶断するの
である。

また、高圧酸素の供給を停止すれば、圧電素子体７はば
ね８のばね力により後退端に復帰され、そのマグネッｈ
ｌｌが磁性部材１２に吸着することで高圧酸素の通路を
遮断する。このとき、燃焼カス供給弁を閉じない限りノ
ズル本体部３の先端には予熱炎が形成されている。

上記の如き火口１においては、その先端面を平滑にした
外管１４と該外管１４と電気的に絶縁された内管９とか
ら構成され、しかも、外管１４の先端平滑面２２の内面
と内管９の先端面との間に耐熱性及び電気絶縁性を有す
るリング部材２５を介在せしめたので、外管１４と内管
９との先端部における間隙を一定間隔のスパークギャッ
プＧとすることができるため、アセチレンガス用として
用いることが可能で、かつ、自動点火可能なものにする
ことができる。

また、外管１４と内管９との先端部に介在せしめられる
耐熱性かつ電気絶縁性の部材をリング状にしたので外管
１４と内管９との先端部における高圧酸素の通路と燃焼
ガスの通路とを隔離することができ、予熱炎を安定した
ものにすることができる。

更に、ピエゾユニット部２を構成するケーシング６に形
成された前半部雄ねじ６ｂと後半部雌ねじ６ａとは同一
規格の螺溝により形成されているとともに、これらに螺
合されるノズル体３及びトーチへラド５に形成された螺
溝も同一規格により形成されており、また、衝合部材１
６を内管９に対し、着、脱自在に圧入しているため、ピ
エゾユニット部２を除き、第５図に示す如く、ノズル体
３を着脱トーチヘッド５に螺合することができ、自動点
火機能を必要としない場合等でもマツチ、ライター等の
火炎により着火し、使用することができる。

発明の効果 以上に記載したところから明らかなように、本発明火口
は、高圧酸素の供給圧により衝撃力が付与される圧電素
子体を内蔵した自動点火用のピエゾユニット部と、この
ピエゾユニット部に結合されるようになっているととも
に外管及び該外管内にこれと電気的に絶縁されて挿着さ
れた内管を有するノズル本体部とを備え、上記外管の先
端部は燃焼ガス噴射孔及び高圧酸素噴出孔が穿設された
平滑面にて形成されており、また、外管の上記先端平滑
面の内面と前記内管の先端面との間には適当な間隙が形
成されるように耐熱電気絶縁性部材　　６が介在され、
かつ上記間隙はスパークが生じ得る間隔とされたことを
特徴とする。

従って、本発明によれば、火口先端面が平滑であり、ア
セチレンガスを使用することができる。

そして、外管と内管との先端部間隙に耐熱性かつ電気絶
縁性のリング部材を介在せしめたので、一定間隔のスパ
ークギャップＧを形成することができ、自動点火とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明火口の実施の一例を示す断面図、第２図
は第１図におけるノズル本体部の先端部分の拡大断面図
、第３図はＥｌ’＋　２図のＩ［Ｉ　−ＩＩＩに沿ラ正
面図、第４図は電気絶縁性シール材の平面図、第５図は
本発明火口におけるピエゾユニット部を除いて使用する
場合の使用例を示す断面図、第６図は従来のプロパンガ
ス用火口を示す断面図である。 符号の説明 １命拳・火口、　　２Φ拳・ピエゾユニｙトＭ、３・・
・ノズル本体部。 ４・・・カー２プリング、 ５ＩＩ−・　トーチヘッド、 ７φ・Φ圧電素子体、　９・・拳内管。 工４・・譬外管、　　２２・・・平滑面。 ２４・・・燃焼ガス噴射孔、 ２３・・・酸素噴出孔、 ２５・・・耐熱電気絶縁性部材、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧酸素の供給圧により衝撃力が付与される圧電素子体
   を内蔵した自動点火用のピエゾユニット部と、このピエ
   ゾユニット部に結合されるようになっているとともに外
   管及び該外管内にこれと電気的に絶縁されて挿着された
   内管を有するノズル本体部とを備え、上記外管の先端部
   は燃焼ガス噴射孔及び高圧酸素噴出孔が穿設された平滑
   面にて形成されており、また、外管の上記先端平滑面の
   内面と前記内管の先端面との間には適当な間隙が形成さ
   れるように耐熱電気絶縁性部材が介在され、かつ上記間
   隙はスパークが生じ得る間隔とされたことを特徴とする
   火口