(57)【要約】【課題】燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することで点火部において１発点火が可能となる。【解決手段】この燃焼装置１は、燃料ガス供給管路１０及び酸素ガス供給管路２０とそれぞれ接続され、これらの管路から供給される燃料ガスと酸素ガスとの混合ガスを噴出するトーチ３０と、燃料ガス供給管路１０からトーチ３０へ供給される燃料ガスの流量及び酸素ガス供給管路２０からトーチ３０へ供給される酸素ガスの流量をそれぞれ調整する制御部とを備えている。そして、制御部は、燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでの間は燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が所定範囲より大きくなるように調整し、所定時間経過後はその割合が前記所定範囲になるように、燃料ガスの流量及び酸素ガスの流量をそれぞれ調整する。【選択図】図３
2010019450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス供給管路及び酸素ガス供給管路とそれぞれ接続され、これらの管路から供給される燃料ガスと酸素ガスとの混合ガスを噴出する合流管路と、
前記燃料ガス供給管路から前記合流管路へ供給される燃料ガスの流量及び前記酸素ガス供給管路から前記合流管路へ供給される酸素ガスの流量をそれぞれ調整するガス量調整手段とを備え、
前記ガス量調整手段は、燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでの間は燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が所定範囲より大きくなるように調整し、前記所定時間が経過した後は前記割合が前記所定範囲内になるように、燃料ガスの流量及び酸素ガスの流量をそれぞれ調整することを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記ガス量調整手段は、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とをほぼ同時に開始することを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記合流管路を支持する支持部をさらに備えており、
前記ガス量調整手段は、前記支持部が前記合流管路を支持した状態から支持しない状態になった場合に、燃料ガスの供給及び酸素ガスの供給を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記酸素ガス供給管路は、
酸素ガス供給源と前記合流管路とを接続し、前記合流管路へ供給される酸素ガスの流量を調整する流量調整器を含む第１供給流路と、
前記酸素ガス供給源と、前記第１供給流路における前記流量調整器より前記合流管路に近い位置とに接続された第２供給流路とを備えており、
前記ガス量調整手段は、燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでの間は、前記第１供給流路と前記第２供給流路の両方から前記合流管路へ酸素ガスを供給し、前記所定時間が経過した後は、前記第２供給流路を閉じることにより前記第１供給流路のみから前記合流管路へ酸素ガスを供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガス供給管路から供給される燃料ガスと酸素ガス供給管路から供給される酸素ガスとの混合ガスを噴出する燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロウ付け作業などに用いられる燃焼装置は、燃料ガス供給管路から供給される燃料ガスと酸素ガス供給管路から供給される酸素ガスとをトーチ（混合管路）で混合して、そのトーチの火口から混合ガスを噴出させる（例えば、特許文献１参照）。そして、作業者は、その混合ガスが噴出するトーチを点火部に近づけて、ロウ付け用炎を形成する。この際、トーチ内の混合管路には、ロウ付け用炎がロウ付け作業に適正な炎（白芯の長さが約３０ｍｍ〜３５ｍｍの炎）となるように、酸素ガスと燃料ガスとが適正な比率で供給される。
【特許文献１】実開平１−１１４１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した酸素ガスと燃料ガスとを適正な比率で供給を開始すると、酸素ガスのみがトーチの火口に到着してしまい、作業者が当該トーチを点火部に近づけても、暫く着火しない場合がある。これは、作業終了後にトーチをフックに引っ掛けた場合に、逆火防止の機構が働き、フックを掛けてから数秒は酸素ガスが放出され続けて、燃料ガス供給管路内の燃料ガスが放出されるため、トーチ及び燃料ガス供給管路内の燃料ガスが無くなるが酸素ガスがトーチ及び酸素ガス供給管路に残った状態になり、再び作業を行う際に当該トーチ及び酸素ガス供給管路に残った酸素ガスのみがトーチの火口に到達するからである。
【０００４】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することで点火部において１発点火を可能にした燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明にかかる燃焼装置は、燃料ガス供給管路及び酸素ガス供給管路とそれぞれ接続され、これらの管路から供給される燃料ガスと酸素ガスとの混合ガスを噴出する合流管路と、燃料ガス供給管路から合流管路へ供給される燃料ガスの流量及び酸素ガス供給管路から合流管路へ供給される酸素ガスの流量をそれぞれ調整するガス量調整手段とを備え、ガス量調整手段は、燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでの間は燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が所定範囲より大きくなるように調整し、所定時間が経過した後は割合が所定範囲内になるように、燃料ガスの流量及び酸素ガスの流量をそれぞれ調整する。
【０００６】
この燃焼装置では、燃料ガス供給管路への燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでは、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、燃料ガス側が引圧となり、合流管路に燃料ガスが誘引されることで、燃料ガスを合流管路に早く到達させることができる。したがって、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することができるので、点火部において１発点火が可能になる。
【０００７】
第２の発明にかかる燃焼装置は、第１の発明にかかる燃焼装置において、ガス量調整手段は、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とをほぼ同時に開始する。
【０００８】
この燃焼装置では、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とをほぼ同時に開始しているが、それでも、燃料ガスが合流管路に到達するまでの時間と酸素ガスが合流管路に到達するまでの時間とにばらつきがある場合に、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、合流管路における酸素ガスの流速が大きくなり、燃料ガスを合流管路に早く到達させることができる。
【０００９】
第３の発明にかかる燃焼装置は、第１又は第２の発明にかかる燃焼装置において、合流管路を支持する支持部をさらに備えており、ガス量調整手段は、支持部が合流管路を支持した状態から支持しない状態になった場合に、燃料ガスの供給及び酸素ガスの供給を開始する。
【００１０】
この燃焼装置では、支持部から合流管路をはずすだけでガスの供給が開始される。
【００１１】
第４の発明にかかる燃焼装置は、第１〜第３のいずれかの発明にかかる燃焼装置において、酸素ガス供給管路は、酸素ガス供給源と合流管路とを接続し、合流管路へ供給される酸素ガスの流量を調整する流量調整器を含む第１供給流路と、酸素ガス供給源と、第１供給流路における流量調整器より合流管路に近い位置とに接続された第２供給流路とを備えており、ガス量調整手段は、燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでの間は、第１供給流路と第２供給流路の両方から合流管路へ酸素ガスを供給し、所定時間が経過した後は、第２供給流路を閉じることにより第１供給流路のみから合流管路へ酸素ガスを供給する。
【００１２】
この燃焼装置では、簡易な構成で酸素ガスを増量させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
第１の発明では、燃料ガス供給管路への燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでは、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、燃料ガス側が引圧となり、合流管路に燃料ガスが誘引されることで、燃料ガスを合流管路に早く到達させることができる。したがって、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することができるので、点火部において１発点火が可能になる。
【００１５】
また、第２の発明では、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とをほぼ同時に開始しているが、それでも、燃料ガスが合流管路に到達するまでの時間と酸素ガスが合流管路に到達するまでの時間とにばらつきがある場合に、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、合流管路における酸素ガスの流速が大きくなり、燃料ガスを合流管路に早く到達させることができる。
【００１６】
また、第３の発明では、支持部から合流管路をはずすだけでガスの供給が開始される。
【００１７】
また、第４の発明では、簡易な構成で酸素ガスを増量させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明に係る燃焼装置の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼装置の外観図である。図２は、図１に示した燃焼装置の模式図である。図３は、ガスの供給開始直後と所定時間経過後とのトーチ内の様子を示した模式図である。以下、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る燃焼装置１の構成について詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態の燃焼装置１は、酸素ガスと燃料ガスとを混合した混合ガスを燃焼させて、ロウ付け用炎を形成するものである。この燃焼装置１は、図１に示すように、燃料ガス供給管路１０と、酸素ガス供給管路２０と、燃料ガス供給管路１０及び酸素ガス供給管路２０とそれぞれ接続されるトーチ（合流管路）３０と、燃料ガス及び酸素ガスの供給・停止を切り換えるセーバー４０と、トーチ３０を支持する支持レバー５０と、点火部となるパイロットバーナ６０とを備えている。
【００２１】
燃料ガス供給管路１０は、燃料ガスをトーチ３０に供給するために設けられている。この燃料ガス供給管路１０には、図２に示すように、電磁弁４１と、その電磁弁４１の開度を調整する流路調整器１１とが設けられている。これにより、燃料ガス供給源から供給される燃料ガスが、電磁弁４１でその流量が調整されて、トーチ３０に供給される。
【００２２】
酸素ガス供給管路２０は、酸素ガスをトーチ３０に供給するために設けられており、主要な管路となる幹線管路２０ａと、バイパス管路２０ｂとを含んでいる。幹線管路２０ａ上には、電磁弁４２と、その電磁弁４２の開度を調整する流路調整器２１とが設けられている。これにより、酸素ガス供給源から供給される酸素ガスが、電磁弁４２でその流量が調整されて、トーチ３０に供給される。
【００２３】
ここで、本実施形態では、バイパス管路２０ｂは、幹線管路２０ａを通過する酸素ガスの流量を増加させるために設けられている。このバイパス管路２０ｂは、酸素ガス供給源と、幹線管路２０ａにおける流路調整器２１よりトーチ３０に近い位置とに接続されている。また、バイパス管路２０ｂには、電磁弁２２と、その電磁弁２２の開度を調整する流路調整器２３とが設けられている。そして、本実施形態では、図３に示すように、電磁弁２２は、燃料ガスの供給を開始してから０．５秒経過するまでの間は開かれて、０．５秒経過後は閉じられる。これにより、燃料ガスの供給を開始してから所定時間（例えば、０．５秒）経過するまでの間は、幹線管路２０ａに、バイパス管路２０ｂを介して、約１．５ｌ／ｍｉｎの酸素ガス量が流入し、両管路２０ａ及び２０ｂからトーチ３０へ酸素ガスが供給され、０．５秒経過後は、電磁弁２２を閉じることにより幹線管路２０ａのみからトーチ３０へ酸素ガスが供給される。その結果、燃料ガスの供給を開始してから０．５秒経過するまでの間は燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が点火に適した割合（例えば、６８％〜７４％）になり、０．５秒経過後はその割合が適正な割合（例えば、５５％〜６３％）になる。なお、この「適正な割合」とは、ロウ付け用炎がロウ付け作業に適正な炎（白芯の長さが約３０ｍｍ〜３５ｍｍの炎）となるような割合である。
【００２４】
トーチ３０は、図１及び図２に示すように、後述する支持レバー５０に支持されており、ロウ付け作業時に当該支持レバー５０から取り外されて使用される。このトーチ３０は、内部に燃料ガスと酸素ガスとが通過する筒状の部材であって、一方端に火口３１が設けられていると共に、他方端に上記した酸素ガス供給管路２０が接続される酸素ガス側接続部３２が設けられている。また、トーチ３０の側面には、上記した燃料ガス供給管路１０が接続される燃料ガス側接続部３３が設けられている。この酸素ガス側接続部３２と燃料ガス側接続部３３とは、互いに９０°異なる方向に開口しており、トーチ３０に対する酸素ガス供給管路２０の接続方向と、トーチ３０に対する燃料ガス供給管路１０の接続方向とが、互いに９０°異なっている。このため、酸素ガスの流れ方向に対して燃料ガスが垂直方向に合流する。
【００２５】
セーバー４０は、上記した電磁弁４１及び４２を有しており、燃料ガス供給管路１０からトーチ３０へ供給される燃料ガスの流量を調整すると共に、酸素ガス供給管路２０からトーチ３０へ供給される酸素ガスの流量を調整する機能を有している。
【００２６】
支持レバー５０は、図１に示すように、トーチ３０を引っ掛けて支持するために設けられている。この支持レバー５０は、一端がセーバー４０内の支持ブロックに支持されると共に、他端が上下方向に揺動可能となっている。この他端は、トーチ３０を引っ掛けるために略Ｖ字状になっており、当該トーチ３０を引っ掛けた状態では、トーチ３０の重みで下方に揺動され、当該トーチ３０を取り外した状態では、図示しない板バネの付勢力を受けて上方に揺動される。そして、本実施形態では、支持レバー５０が、トーチ３０を支持した状態から支持しない状態になった場合に、トーチ３０及びパイロットバーナ６０へ燃料ガス及び酸素ガスの供給が開始される。具体的には、支持レバー５０が、トーチ３０を支持した状態から支持しない状態になった場合に、リミットスイッチ５１（図４参照）の接点が切り替って、上記した電磁弁４１及び４２が開いて、トーチ３０及びパイロットバーナ６０へ燃料ガス及び酸素ガスの供給が開始される。このとき、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とがほぼ同時に開始する。上記とは逆に、支持レバー５０が、トーチ３０を支持しない状態から支持する状態になった場合には、トーチ３０及びパイロットバーナ６０への燃料ガス及び酸素ガスの供給が停止される。具体的には、支持レバー５０が、トーチ３０を支持しない状態から支持する状態になった場合に、リミットスイッチ５１の接点が切り替って、電磁弁４１及び４２が閉じられて、トーチ３０及びパイロットバーナ６０への燃料ガス及び酸素ガスの供給が停止される。この際、逆火防止の機構が働き、トーチ３０を支持レバー５０に支持させてから約２秒間は、酸素ガスのみが放出され続ける。このため、トーチ３０及び燃料ガス供給管路１０内の燃料ガスが無くなるが、酸素ガスがトーチ３０及び酸素ガス供給管路２０内に残った状態になる。
【００２７】
パイロットバーナ６０は、トーチ３０の火口３１から噴出する混合ガスを点火するために設けられている。このパイロットバーナ６０は、トーチ３０を支持した状態から支持しない状態になった場合に、点火プラグが作動して、点火用炎を形成する。
【００２８】
図４は、図１に示した燃焼装置の制御ブロック図である。
燃焼装置１には、図４に示すように、マイコンやメモリ等により構成される制御部７０が設けられている。この制御部７０は、各部から送信される信号を受けて、上記した電磁弁２２，４１及び４２などの制御を行う。この制御部７０は、電磁弁２２，４１及び４２、リミットスイッチ５１、タイマ５２、流量調整部１１，２１，２３等と有線又は無線により通信可能に接続されている。タイマ５２は、リミットスイッチ５１の接点が切り替った時点からの時間を計時しており、本実施形態の制御部７０は、タイマ５２によって計時される時間に係る信号に基づいて、リミットスイッチ５１の接点が切り替った時点から０．５秒経過するまでの間、電磁弁２２を開き、０．５秒経過後は、電磁弁２２を閉じる。これにより、燃料ガスの供給を開始してから０．５秒経過するまでの間は、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が６８％〜７４％になり、０．５秒経過後は、その割合が５５％〜６３％になる。
【実施例】
【００２９】
次に、パイロットバーナにおいて一発点火が可能であることを実証した実験について説明する。この実験では、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を６８％〜７４％にして供給を開始した実施例と、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が５５％〜６３％になるようにして供給を開始した比較例とについて、一発点火が可能であるか否かを調べた。なお、上記した「一発点火」とは、トーチをパイロットバーナに近づけた際に、直ちにロウ付け用炎が形成されることをいい、作業者がトーチをパイロットバーナに近づけた状態で所定時間待機することを要しない概念である。
【００３０】
まず、比較例では、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が５５％〜６３％の範囲内に収まるようにして、酸素ガスの流量を５．５ｌ／ｍｉｎから９．５ｌ／ｍｉｎまで変化させると共に、燃料ガスの流量を１０．０ｌ／ｍｉｎから１５．０ｌ／ｍｉｎまで変化させた。そして、トーチを支持レバーから取り外した後、０．５秒経過後にトーチの火口をパイロットバーナーに近づけた場合に、一発点火が可能か否かを調べた。その結果を、以下の表１に示す。
【００３１】
【表１】
2010019450.tif 000003
【００３２】
表１に示すように、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を５５％〜６３％の範囲内にした比較例では、いずれも一発点火ができなかった。これは、トーチを支持レバーから取り外した後、０．５秒経過後では、燃料ガスが火口に到達していないからだと考えられる。
【００３３】
次に、実施例では、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が６８％〜７４％の範囲内に収まるようにして、酸素ガスの流量を３．５ｌ／ｍｉｎから１３．０ｌ／ｍｉｎまで変化させると共に、燃料ガスの流量を７．３ｌ／ｍｉｎから１８．０ｌ／ｍｉｎまで変化させた。そして、トーチを支持レバーから取り外した後、０．５秒経過後にトーチの火口をパイロットバーナーに近づけた場合に、一発点火が可能か否かを調べた。その結果を、以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
2010019450.tif 000004
【００３５】
表２に示すように、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を６８％〜７４％の範囲内にした実施例では、いずれも一発点火ができた。これは、燃料ガスに対する酸素ガスの流量を比較例に比べて大きくすることによって、燃料ガスが火口に到達するのが速くなり、トーチを支持レバーから取り外した後、０．５秒経過前に、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスが火口に到達しているからだと考えられる。
【００３６】
実施例では、いずれも一発点火ができるものの、その炎はロウ付け作業に適さない炎（白芯の長さが約２０ｍｍ〜３０ｍｍの炎）になっているので、０．５秒経過後は、適正な炎となるように燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を５５％〜６３％の範囲内にする必要がある。
【００３７】
［本実施形態の燃焼装置１の特徴］
本実施形態の燃焼装置１には、以下のような特徴がある。
【００３８】
本実施形態の燃焼装置１では、上記した逆火防止の機構の働きによりトーチ３０及び燃料ガス供給管路１０内の燃料ガスが無くなっているが、燃料ガス供給管路１０への燃料ガスの供給を開始してから所定時間が経過するまでは、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、燃料ガス側が引圧となり、合流管路に燃料ガスが誘引されることで、燃料ガスをトーチ３０に早く到達させることができる。したがって、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することができるので、パイロットバーナ６０において１発点火が可能になる。
【００３９】
本実施形態の燃焼装置１では、燃料ガスの供給を開始してから０．５秒経過するまでの間は酸素ガスの流量を上げて、その後その流量を下げることによって、燃料ガスの供給を開始してから０．５秒経過するまでの間は燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が点火に適した割合（例えば、６８％〜７４％）になり、０．５秒経過後はその割合がロウ付け用炎がロウ付け作業に適正な炎となるような割合（例えば、５５％〜６３％）になる。
【００４０】
また、本実施形態のように、トーチ３０を支持レバー５０から取り外すことで、自動的に燃料ガス及び酸素ガスの供給が開始される燃焼装置１では、燃料ガスの供給と酸素ガスの供給とをほぼ同時に開始しているが、それでも、燃料ガスがトーチ３０に到達するまでの時間と酸素ガスがトーチ３０に到達するまでの時間とにばらつきがある場合に、燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合を大きくすることによって、トーチ３０における酸素ガスの流速が大きくなり、燃料ガスをトーチ３０に早く到達させることができる。
【００４１】
本実施形態の燃焼装置１では、トーチ３０を支持レバー５０から取り外すだけで、自動的に燃料ガス及び酸素ガスの供給が開始される。
【００４２】
また、本実施形態の燃焼装置１では、バイパス管路２０ｂを設けるだけなので、簡易な構成で酸素ガスを増量させることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、酸素ガスの流量を多くすることにより燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が所定範囲より大きくしたが、本発明はこれに限らず、燃料ガスの流量を少なくすることにより燃料ガスの流量に対する酸素ガスの流量の割合が所定範囲より大きくしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、バイパス管路を用いて酸素ガスの流量を大きくする例について説明したが、本発明はこれに限らず、電磁弁の開度を制御することによって、酸素ガスの流量を大きくしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明を利用すれば、燃料ガス及び酸素ガスの混合ガスをより早く噴出することで点火部において１発点火が可能となる燃焼装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼装置の外観図である。
【図２】図１に示した燃焼装置の模式図である。
【図３】ガスの供給開始直後と所定時間経過後とのトーチ内の様子を示した模式図である。
【図４】図１に示した燃焼装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  燃焼装置
１０  燃料ガス供給管路
２０  酸素ガス供給管路
２０ａ  幹線管路（第１供給流路）
２０ｂ  バイパス管路（第２供給流路）
３０  トーチ（合流管路）
４０  セーバー
５０  支持レバー（支持部）
６０  パイロットバーナ
７０  制御部
【図１】
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【図２】
2010019450.tif 000006
【図３】
2010019450.tif 000007
【図４】
2010019450.tif 000008