(57)【要約】   【課題】  トーチの先端から発生する炎の状態を最適に制御する。  【解決手段】  加熱装置１０は、フラックスおよび燃焼ガスの混合気供給路１７上に配置された燃焼ガスの流量を変更可能な燃焼ガス調整バルブ１９と、トーチ２４の先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサ２６とを有する。制御装置２５は、光センサ２６からの光の強さを示す信号を受け入れ、燃焼ガス調整バルブ１９による燃焼ガスの流量を制御する。制御装置２５は、トーチ２４の先端から発生する炎が、炭化炎である状態から、徐々に燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク値を示すときを検知し、当該ピーク値を示すときの燃焼ガス流量に基づいて、中性炎の状態であるときの、酸素の流量に対する燃焼ガスの流量を決定する。【選択図】  図１
2010184247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記フラックスを含む燃焼ガスの供給路上に配置され、当該燃焼ガス供給路を通る燃焼ガスの流量を変更可能な燃焼ガス流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記燃焼ガス流量調整部材による燃焼ガスの流量を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記トーチの先端から発生する炎が、前記燃焼ガスの流量が過剰である炭化炎である状態から、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量に対する前記燃焼ガスの流量を決定することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記センサ値がピーク対応値であることを検出するまで、前記燃焼ガス流量調整部材における流量を第１の所定量ずつ小さくして、前記センサ値を取得することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量を、第２の所定量だけ大きくし、その状態の流量を、前記トーチの先端から発生する炎が中性炎の状態であるときの、前記燃料ガスの流量と決定することを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記ピーク対応値が、前記センサ値の最大値であり、
前記制御手段が、前記燃焼ガス流量調整部材における流量を大きくしつつ、前記センサ値、或いは、所定回数分のセンサ値の平均値が、所定回数連続して減少しているときに、前記炎の状態を炭化炎と判断することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記ピーク対応値が、前記センサ値の最大値であり、
前記制御手段が、前記センサ値、或いは、所定回数分のセンサ値の平均値が、減少し始めた時点で、前記センサ値がピーク対応値であると判断することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項６】
フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を変更可能な酸素流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記酸素流量調整部材による酸素の流量を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記トーチの先端から発生する炎が、前記酸素の流量が過少である炭化炎である状態から、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量に対する前記酸素の流量を決定することを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
前記制御手段が、前記センサ値がピーク対応値であることを検出するまで、前記酸素流量調整部材における流量を第１の所定量ずつ大きくして、前記センサ値を取得することを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量を、第２の所定量だけ小さくし、その状態の流量を、前記トーチの先端から発生する炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量と決定することを特徴とする請求項６または７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を制御する酸素流量調整部材と、
前記酸素供給路上であって、前記酸素流量調整部材より上流に配置された酸素圧力調整部材と、を備え、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材および酸素圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材における酸素の流量が小さくなったことに応答して、前記酸素圧力調整部材から吐出する酸素の圧力を上昇させつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの、前記酸素圧力調整部材による酸素の圧力に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより集中し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記酸素の圧力を決定することを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記燃焼ガス供給路上であって、前記燃焼ガス流量調整部材より上流に配置された燃料ガス圧力調整部材を備え、
前記制御手段が、前記燃料ガス圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記燃焼ガス圧力調整部材から吐出する燃焼ガスの圧力が上昇したことに応答して、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が対応ピーク値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより集中し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量を決定することを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を制御する酸素流量調整部材と、
前記酸素供給路上であって、前記酸素流量調整部材より上流に配置された酸素圧力調整部材と、を備え、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材および酸素圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記酸素圧力調整部材から吐出する酸素の圧力が下降したことに応答して、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより拡散し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量を決定することを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記燃焼ガス供給路上であって、前記燃焼ガス流量調整部材より上流に配置された燃料ガス圧力調整部材を備え、
前記制御手段が、前記燃料ガス圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量が大きくなったことに応答して、前記燃焼ガス圧力調整部材から吐出する燃焼ガスの圧力を下降させつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの、前記燃焼ガス圧力調整部材による燃焼ガスの圧力に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより拡散し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの圧力を決定することを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の加熱装置。
【請求項１３】
フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記フラックスを含む燃焼ガスの供給路上に配置され、当該燃焼ガス供給路を通る燃焼ガスの流量を変更可能な燃焼ガス流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記燃焼ガス流量調整部材による燃焼ガスの流量を制御する制御手段と、を備えた加熱装置における炎の制御方法であって、
前記トーチの先端から発生する炎が、前記燃焼ガスの流量が過剰である炭化炎である状態から、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知するステップと、
前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量に対する前記燃焼ガスの流量を決定するステップと、を備えたことを特徴とする炎の制御方法。
【請求項１４】
フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を変更可能な酸素流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記酸素流量調整部材による酸素の流量を制御する制御手段と、を備えた加熱装置における炎の制御方法であって、
前記トーチの先端から発生する炎が、前記酸素の流量が過少である炭化炎である状態から、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知するステップと、
前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量に対する前記酸素の流量を決定するステップと、を備えたことを特徴とする炎の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロウ付け装置において、トーチの先端から発生する炎の状態を最適に制御する加熱装置および炎の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロウ付けとは、固相の２つの金属間に、それより融点の低い金属を溶融添加して接合を行う方法であって、一方が固相で他方が液相で接合が行われている。具体的には、２つの金属間のロウ付け部分全体を加熱し適温になったらロウ材を２つの金属間に流しこむということである。ロウ付けのためには、接合させる金属の温度を適切に制御することが重要である。たとえば、特許文献１には、金属の温度を検出するために、ロウ材とワークとの間の通電状態を調べ、ロウ材が溶融することで、通電状態から非通電状態となることで、ワークおよびロウ材が所定の温度に到達したと判断するロウ付け装置が提案されている。
【０００３】
また、特許文献２、３には、加熱中の被接合金属のロウ付け温度を検出するために、ビジョンセンサにより画像データを取得して、画像データの輝度値を積算し、ロウ付け位置における温度を推定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９７１４２号公報
【特許文献２】特開平６−１８２５３１号公報
【特許文献３】特開平８−１８４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロウ付けにおいては、ロウ付け位置における２つの金属（被接合金属）の温度を適切にすることで、ロウ材を溶融させることが必要であることは言うまでも無い。しかしながら、ロウ付けの適否は、上記ロウ付け位置の温度だけではなく、ロウ付けする際に用いられる炎が適切に用いられるか否かにも依存する。一般に、ロウ付けにおいては、アセチレン等の燃焼ガスにフラックスを混合した混合気と、酸素とを用いて炎を発生させる。
【０００６】
ここでフラックスを含む混合気（燃焼ガス）と酸素との混合バランスが適切であること望まれる。混合バランスが適切な炎は中性炎と称され、炎の中心に白心が現れ、白心の２〜３ｍｍ先の部分が科学的な影響を受けない中性の状態とされる。この科学的影響を受けない中性炎を使用することが望ましいが、実際に中性炎を発生させ、それを維持することは容易ではない。これは以下のような理由が考えられている。
【０００７】
操作者が炎の状態を目視して、最適な混合バランスを調整している。したがって、操作者が経験豊富なものである必要がある。また、ガス圧力の変動、気温の変動などに影響され、時間の変化とともに炎の状態が変化しやすい。特に、アセチレンは酸素に較べて設定圧力が小さいため、変化に対して非常に敏感である。また、混合気（燃焼ガス）の経路においてフラックスが堆積する可能性があり、堆積されたフラックスが燃焼ガスの流量に影響を及ぼす場合もある。
【０００８】
本発明は、トーチの先端から発生する炎の状態を最適に制御する加熱装置、および、加熱装置における炎の制御方法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】
【０００９】
本発明の目的は、フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記フラックスを含む燃焼ガスの供給路上に配置され、当該燃焼ガス供給路を通る燃焼ガスの流量を変更可能な燃焼ガス流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記燃焼ガス流量調整部材による燃焼ガスの流量を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記トーチの先端から発生する炎が、前記燃焼ガスの流量が過剰である炭化炎である状態から、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量に対する前記燃焼ガスの流量を決定することを特徴とする加熱装置により達成される。
【００１０】
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記センサ値がピーク対応値であることを検出するまで、前記燃焼ガス流量調整部材における流量を第１の所定量ずつ小さくして、前記センサ値を取得する。
【００１１】
また、好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量を、第２の所定量だけ大きくし、その状態の流量を、前記トーチの先端から発生する炎が中性炎の状態であるときの、前記燃料ガスの流量と決定する。
【００１２】
別の好ましい実施態様においては、前記ピーク対応値が、前記センサ値の最大値であり、前記制御手段が、前記燃焼ガス流量調整部材における流量を大きくしつつ、前記センサ値、或いは、所定回数分のセンサ値の平均値が、所定回数連続して減少しているときに、前記炎の状態を炭化炎と判断する。
【００１３】
また、さらに別の好ましい実施態様においては、前記ピーク対応値が、前記センサ値の最大値であり、前記制御手段が、前記センサ値、或いは、所定回数分のセンサ値の平均値が、減少し始めた時点で、前記センサ値がピーク対応値であると判断する。
【００１４】
また、本発明の目的は、フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を変更可能な酸素流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記酸素流量調整部材による酸素の流量を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記トーチの先端から発生する炎が、前記酸素の流量が過少である炭化炎である状態から、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量に対する前記酸素の流量を決定することを特徴とする加熱装置により達成される。
【００１５】
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記センサ値がピーク対応値であることを検出するまで、前記酸素流量調整部材における流量を第１の所定量ずつ大きくして、前記センサ値を取得する。
【００１６】
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量を、第２の所定量だけ小さくし、その状態の流量を、前記トーチの先端から発生する炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量と決定する。
【００１７】
好ましい実施態様においては、前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を制御する酸素流量調整部材と、
前記酸素供給路上であって、前記酸素流量調整部材より上流に配置された酸素圧力調整部材と、を備え、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材および酸素圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材における酸素の流量が小さくなったことに応答して、前記酸素圧力調整部材から吐出する酸素の圧力を上昇させつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの、前記酸素圧力調整部材による酸素の圧力に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより集中し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記酸素の圧力を決定する。
【００１８】
また、好ましい実施態様においては、前記燃焼ガス供給路上であって、前記燃焼ガス流量調整部材より上流に配置された燃料ガス圧力調整部材を備え、
前記制御手段が、前記燃料ガス圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記燃焼ガス圧力調整部材から吐出する燃焼ガスの圧力が上昇したことに応答して、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより集中し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量を決定する。
【００１９】
別の好ましい実施態様においては、前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を制御する酸素流量調整部材と、
前記酸素供給路上であって、前記酸素流量調整部材より上流に配置された酸素圧力調整部材と、を備え、
前記制御手段が、前記酸素流量調整部材および酸素圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記酸素圧力調整部材から吐出する酸素の圧力が下降したことに応答して、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより拡散し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量を決定する。
【００２０】
さらに別の好ましい実施態様においては、前記燃焼ガス供給路上であって、前記燃焼ガス流量調整部材より上流に配置された燃料ガス圧力調整部材を備え、
前記制御手段が、前記燃料ガス圧力調整部材を制御し、かつ、
前記制御手段が、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量が大きくなったことに応答して、前記燃焼ガス圧力調整部材から吐出する燃焼ガスの圧力を下降させつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値がピーク対応値を示すときを検知し、前記ピーク対応値を示すときの、前記燃焼ガス圧力調整部材による燃焼ガスの圧力に基づいて、前記トーチの先端から発生する炎の範囲がより拡散し、かつ、中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの圧力を決定する。
【００２１】
また、本発明の目的は、フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記フラックスを含む燃焼ガスの供給路上に配置され、当該燃焼ガス供給路を通る燃焼ガスの流量を変更可能な燃焼ガス流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記燃焼ガス流量調整部材による燃焼ガスの流量を制御する制御手段と、を備えた加熱装置における炎の制御方法であって、
前記トーチの先端から発生する炎が、前記燃焼ガスの流量が過剰である炭化炎である状態から、前記燃焼ガス流量調整部材における燃焼ガスの流量を小さくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知するステップと、
前記ピーク対応値を示すときの燃焼ガス流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記酸素の流量に対する前記燃焼ガスの流量を決定するステップと、を備えたことを特徴とする炎の制御方法により達成される。
【００２２】
さらに、本発明の目的は、フラックスを含む燃焼ガスの供給路、および、酸素の供給路にそれぞれ接続され、前記燃焼ガス供給路を通ったフラックスを含む燃焼ガスと前記酸素供給路を通った酸素とにより、トーチの先端から炎を発生させる加熱装置であって、
前記酸素の供給路上に配置され、当該酸素供給路を通る酸素の流量を変更可能な酸素流量調整部材と、
前記トーチの先端から発生された炎により発せられる光の強さを検出する光センサと、
前記光センサから出力される、前記検出された光の強さを示す信号を受け入れ、前記信号に基づいて、前記酸素流量調整部材による酸素の流量を制御する制御手段と、を備えた加熱装置における炎の制御方法であって、
前記トーチの先端から発生する炎が、前記酸素の流量が過少である炭化炎である状態から、前記酸素流量調整部材における酸素の流量を大きくしつつ、前記光センサからの信号に基づくセンサ値が、炎による光の強度のピークに対応するピーク対応値を示すときを検知するステップと、
前記ピーク対応値を示すときの酸素流量調整部材における流量に基づいて、前記トーチの先端の炎が中性炎の状態であるときの、前記燃焼ガスの流量に対する前記酸素の流量を決定するステップと、を備えたことを特徴とする炎の制御方法により達成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、トーチの先端から発生する炎の状態を最適に制御する加熱装置、および、加熱装置における炎の制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態にかかる加熱装置の概略を示す図である。
【図２】図２は、トーチの先端から発生する炎の状態、炎の温度、および、酸素および燃焼ガスとのバランスを概略的に示す図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる混合バランスの制御処理の例を示すフローチャートである。
【図４】図４（ａ）は、炭化炎判定の処理例を示すフローチャート、図４（ｂ）は、ピーク値判断の処理例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる混合バランス再調整処理の例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる火力アップ調整処理の例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施の形態にかかる火力ダウン調整処理の例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる加熱装置の概略を示す図である。
【図９】図９は、本実施の形態にかかる熱集中度アップ処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかる熱集中度アップ処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施の形態にかかる熱集中度ダウン処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本実施の形態にかかる熱集中度ダウン処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施の形態にかかる混合バランスの制御処理の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる加熱装置の概略を示す図である。図１に示すように、加熱装置１０は、フラックスを収容するフラックスタンク１１およびアセチレンを収容するアセチレンタンク１２を有している。フラックスタンク１１には、アセチレンガスをフラックス１５内に送出するためのアセチレン供給管１４、気化したフラックスとアセチレンガスとの混合気を送出する混合気送出管１６が取り付けられる。アセチレン供給管１４の一端は、液状のフラックス１５にまで達している。
【００２６】
アセチレンタンク１２には、アセチレン供給路１３の一端が接続され、アセチレン供給路１３の他端は、アセチレン供給管１４の他端に接続される。混合気供給管１６の一端は管状の混合気供給路１７の一端に接続される。混合気供給路１７には、燃焼ガスバルブ１８、燃焼ガス調整バルブ１９が介在し、混合気供給路１７の他端は、トーチ２４に達する。
【００２７】
また、加熱装置１０は、酸素を収容する酸素タンク２０を有する。酸素タンク２０には、酸素供給路２１の一端が接続される。酸素供給路２１には、酸素ガスバルブ２２および酸素ガス調整バルブ２３が介在し、酸素供給路２１の他端は、トーチ２４に達する。トーチ２４は、酸素、および、アセチレンとフラックスとの混合気である燃焼ガスを先端から噴出することでロウ付けのための炎を発生させることができる。
【００２８】
また、加熱装置１０は、制御装置２５を有する。制御装置２５は、燃焼ガスバルブ１８、燃焼ガス調整バルブ１９、酸素ガスバルブ２２および酸素ガス調整バルブ２３を制御する。また、制御装置２５には、光センサ２６が接続される。光センサ２６は、トーチ２４の先端から所定の距離だけ離間させて、かつ、トーチ２４の先端に受光部を向けて配置される。たとえば、光センサ２６として、フォトダイオードや、ＣｄＳ（硫化カドミウム）セルなどのフォトレジスタを利用することができる。
【００２９】
本実施の形態においては、受光する光の強度が大きくなるのにしたがって、センサ値が増大するものとしている。すなわち、光の強度が最大の時に、センサ値は、最大値（ピーク値）を示す。しかしながら、このように光の強度にしたがって値が増大するものに限定されないことは言うまでも無い。すなわち、受光する光の強度が大きくなるのにしたがって、センサ値が減少するようなものであっても良い。この場合には、光の強度が最小のときに、センサ値は、最小値（ボトム値）を示すことになる。また、光の強度が大きくなるのにしたがってセンサ値が減少するようなものを採用する場合には、以下の説明において、値の増大、減少が逆になることが理解できるであろう。
【００３０】
燃焼ガスバルブ１８および酸素ガスバルブ２２は、制御装置２５により、オン・オフ（開閉）が制御される。燃焼ガス調整バルブ１９および酸素ガス調整バルブ２３は、流量計を有する流量制御バルブであり、制御装置２５に流量を示す信号を出力することができる。また、燃焼ガス調整バルブ１９および酸素ガス調整バルブ２３は、制御装置２５からの制御信号により、その流量を調整することが可能である。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態にかかる加熱装置１０における酸素および燃焼ガスの制御について説明する。なお、本実施の形態において、燃焼ガスとしてアセチレンを用い、かつ、燃焼ガスをフラックスと混合した混合気をトーチ２４の先端から噴射させる。しかしながら、フラックスと混合される燃焼ガスはアセチレンガスに限定されず、他の燃焼ガスについても本発明を適用できることは言うまでも無い。また、以下の説明では、フラックスを混合した燃焼ガス（アセチレン）を、単に燃焼ガスとも称する。
【００３２】
図２は、トーチの先端から発生する炎の状態、炎の温度、および、酸素および燃焼ガスとのバランスを概略的に示す図である。混合バランス（符号２００参照）が良好である場合には、炎は、中性炎という状態であり（符号２０１参照）、トーチの先端（口元）に白心（符号２１０）が表れる。白心から、２〜３ミリだけ口元から離間した位置が、科学的影響を受けない中性の状態となっている。この状態で、ロウ付けが行なわれるのが望ましい。
【００３３】
その一方、混合バランスにおいて、アセチレンの割合が高い場合には、炎は、炭化炎（アセチレン過剰炎）という状態になる（符号２０２参照）。炭化炎では、白心２１０の外側に、アセチレンフェザー（符号２１１参照）が現れる。この状態では、未反応のアセチレンの炭素が溶融金属（ロウ材）に悪影響を与える場合がある。また、混合バランスにおいて、酸素の割合が高い場合には、炎は、酸化炎（酸素過剰炎）という状態となる（符号２０３参照）。酸化炎では、炎の大きさは小さくなるが、他の炎と比較して高温であり、溶融金属（ロウ材）が酸化、脱炭され、ロウ付けに悪影響を与える可能性がある。また、符号２２０に示すように、炭化炎、中性炎、酸化炎の順で、炎の温度が高くなる。
【００３４】
前述したように、中性炎を使用することで、科学的影響を受けない適切なロウ付けが実現される。そこで、本実施の形態においては、混合バランス、つまり、酸素の供給量および燃焼ガスの供給量を制御して、炎の状態を中性炎に維持する。炎の大きさは火力に応じる。火力はガスの流用に対応する。酸素の流量は比較的安定し管理が容易であるのに対して、燃焼ガスの流量の管理は比較的難しい。これは、燃焼ガスの設定圧力（一般的に、０．５Ｋｇ／ｃｍ２程度）が、酸素の設定圧力（一般的に、５Ｋｇ／ｃｍ２程度）と比較して小さく、かつ、フラックスが、供給路に堆積する場合があるため、流量値の変動が大きいからである。そこで、本実施の形態においては、基本的に、酸素の流量を一定として、燃焼ガスの流量を制御する。
【００３５】
図３は、本実施の形態にかかる混合バランスの制御の概略を示すフローチャートである。混合バランス制御処理は、加熱装置１０のトーチ２４を移動させて、溶接すべき２つの母材（図示せず）のロウ付け位置に達した後に開始される。制御装置２５は、光センサ２６を駆動して、光センサ２６のセンサ値を取得可能な状態とする（ステップ３０１）。光センサ２６によりトーチから発生する光の強さを検出することができる。制御装置２５は、オペレータが入力装置（図示せず）を操作して入力した酸素ガス調整バルブ２３の設定入力に基づいて、酸素ガス調整バルブ２３を調整して、酸素ガス調整バルブ２３を所定の範囲だけ開ける（ステップ３０２）。次いで、制御装置２５は、燃焼ガスバルブ１８を開いて着火する（ステップ３０３）。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、初期酸素流量値、初期燃焼ガス流量値、使用領域における酸素流量の最大値および最小値、燃焼ガス流量の最大値および最小値が、並びに、酸素流量と燃焼ガス流量との比率の範囲が、制御装置２５のメモリ（図示せず）に記憶されている。したがって、ステップ３０２において、酸素ガス調整バルブ２３は、初期酸素流量値の酸素が吐出するように設定される。また、ステップ３０３においても、燃焼ガス調整バルブ１９は、初期燃焼ガス流量値の燃焼ガスが吐出するように設定されている。
【００３７】
ステップ３０３において、トーチ２４の先端から炎が発生する。次いで、制御装置２５は、酸素ガスバルブ２２を開くと同時に、燃焼ガス調整バルブ１９をさらに開いて、つまり燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくして、炎を炭化炎とする（ステップ３０４）。炭化炎の状態では、混合バランスにおいて、アセチレンが過剰な状態となっている。ステップ３０４においては、制御装置２５は、たとえば、酸素流量と燃焼ガス流量との比率の範囲を逸脱せず、かつ、燃焼ガスの最大値を超えない範囲で、燃焼ガスの流量を最大にすれば良い。或いは、ステップ３０４においては、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくしている状態で、光センサ２６の受光量に基づき、制御装置２５が、炎が炭化炎になったことを検出しても良い。
【００３８】
図４（ａ）は、炭化炎判定の処理例を示すフローチャートである。図４（ａ）に示すように、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブを開いている状態で（ステップ４０１）、光センサ２６からの信号を受信する（ステップ４０２）。たとえば、制御装置２５は、光センサ２６のセンサ値に含まれ得るノイズの影響を排除するために、最新のセンサ値、および、所定回数分（たとえば、数回）だけ過去のセンサ値の平均値を算出する（ステップ４０３）。次いで、制御装置２５は、平均値が所定回数だけ連続して減少しているか否かを判断する（ステップ４０４）。ステップ４０４でＮｏと判断された場合にはステップ４０１に戻る。その一方、ステップ４０４でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、炎が炭化炎の状態であると判断する。なお、光センサ２６からの信号受信の周期がそれほど早くなく、光センサ２６のノイズの影響があまり無い場合には、平均値を算出せず（ステップ４０３を省略し）、ステップ４０４において、センサ値が所定回数だけ連続して減少しているか否かを判断しても良い。
【００３９】
次いで、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９を第１の所定量だけ絞り、つまり、第１の所定量だけ開度を小さくして（ステップ３０５）、その後、光センサ２６からの信号を取得する（ステップ３０６）。燃焼ガス調整バルブ１９を絞ることにより、混合バランスにおいて、徐々に酸素の比率が高くなり（図２の符号２３０参照）、炎の状態が、炭化炎から中性炎に移行していく。制御装置２５は、光センサ２６からの信号に基づいて得られた受光量を示す値（センサ値）と、メモリ（図示せず）に記憶されている値とを比較して、今回取得された値がピーク値に相当するか否かを判断する（ステップ３０７）。ステップ３０７でＮｏと判断された場合には、ステップ３０５に戻る。
【００４０】
ステップ３０７でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、ピーク値をメモリ（図示せず）に格納するとともに、燃焼ガス調整バルブ１９を第２の所定量だけ開く、つまり、第２の所定量だけ開度を大きくする（ステップ３０８）。
【００４１】
たとえば、ステップ３０７のピーク値の判断は、図４（ｂ）に示すような処理を採用することができる。図４（ｂ）に示す処理例では、制御装置２５は、最新のセンサ値、および、所定回数分（たとえば、数回）だけ過去のセンサ値の平均値を算出する（ステップ４１１）。次いで、制御装置２５は、平均値が減少しているか否かを判断する（ステップ４１２）。ステップ４１２でＮｏと判断された場合には、ステップ３０５に戻る。ステップ４１２でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、最新のセンサ値を、ピーク値としてメモリ（図示せず）に記憶して（ステップ４１３）、ステップ３０８に進む。
【００４２】
上記図３に示す処理フローは以下の知見に基づくものである。フラックスが混合された燃焼ガスを用いた炎については、中性炎がその光の強度がもっとも大きい。すなわち、光の強度は、混合バランスにおいてアセチレンの比率が高く炎が炭化炎の状態から、アセチレンの比率が小さくなるのにしたがって増大し、炎が中性炎のときに、ピークとなる。その後、さらに、アセチレンの比率が小さくなり（酸素の比率が大きくなり）酸化炎の状態になるのにしたがって、光の強度は小さくなる。つまり、炎による光の強度は、温度とは異なる特性を示す。そこで、本実施の形態においては、光の強度がもっとも大きい時点（光センサ２６のセンサ値がピーク値を示す時点）を検出し、ほぼその時点での混合バランスで中性炎が発生していると判断する。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、光センサ２６のセンサ値がピーク値を示すと判断した後、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９を第２の所定量だけ開度を大きくしている（ステップ３０８参照）。これは、燃焼ガスが圧縮性流体であり、流量の変化に対してタイムラグ（遅れ）が生じるため、調整バルブをある量だけ戻している。この第２の所定量は、燃焼ガスの圧力や、燃焼ガス調整バルブ１９の駆動部のバックラッシュにより決定される。
【００４４】
また、混合バランスにおいて、酸素の比率が著しく高い場合には、酸素の過剰供給により酸素が燃焼ガスをアセチレン供給路１３に押し戻す減少が生じる。これは、逆火と呼ばれ、酸素が炎とともにアセチレン供給路１３に入り込み、最悪の場合には、アセチレンタンク１２にまで入り込み爆発することもあるため、非常に危険である。したがって、混合バランスにおいて燃焼ガスの比率が高い状態から、徐々に、燃焼ガスの比率を低くして、中性炎の状態を得る手順である必要がある。
【００４５】
次に、酸素および燃焼ガスの混合バランスの再調整処理について説明する。周囲温度の変化などにより混合バランスが変化して、炎の状態が中性炎でなくなる場合があるため、これを是正するために、再調整処理を実行しても良い。図５は、本実施の形態にかかる混合バランス再調整処理の例を示すフローチャートである。図５に示すように、制御装置２５は、光センサ２６らの信号を受信し（ステップ５０１）、光センサ２６のセンサ値とメモリ（図示せず）に記憶されていたピーク値との差の絶対値が所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ５０２）。ステップ５０２でＹｅｓと判断された場合には処理を終了する。
【００４６】
ステップ５０２でＮｏと判断された場合には、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９を第３の所定量だけ開いて、つまり、開度を大きくして、炎を炭化炎とする（ステップ５０３）。ステップ５０３においては、ステップ３０４と同様に、制御装置２５は、たとえば、酸素流量と燃焼ガス流量との比率の範囲を逸脱せず、かつ、燃焼ガスの最大値を超えない範囲で、燃焼ガスの流量を最大にすれば良い。或いは、図４（ａ）に示す処理を実行して、炎が炭化炎になったことを検出しても良い。なお、ステップ５０２でＮｏと判断された場合には、制御装置２５は、ロウ付け装置（図示せず）の制御装置に対して、ロウ付けの中断を求める信号を送信し、ロウ付け装置の制御装置が、これに応答して、再度、炎の状態が中性炎になるまでロウ付けを中断しても良い。
【００４７】
ステップ５０４〜ステップ５０７の処理は、図３のステップ３０５〜３０８と同様である。ステップ５０４〜ステップ５０７の処理により、光センサのセンサ値がピーク値を示す時点が検出され、このピーク値の検出時点に基づいて、燃焼ガス調整バルブの開度が決定される。制御装置２５は、ステップ５０７が完了した後に、ロウ付け装置（図示せず）の制御装置に対して、ロウ付けの再開を求める信号を送信しても良い。
【００４８】
次に、炎の火力を上げる（火力アップ）場合、および、火力を下げる（火力ダウン）場合のそれぞれについて説明する。本実施の形態においては、制御装置２５は、酸素ガス調整バルブ２３が開かれていること（酸素ガス調整バルブ２３の開度が大きくなっていること）、および、酸素ガス調整バルブ２３が閉じられていること（酸素ガス調整バルブ２３の開度が小さくなっていること）を検出できるようなっている。酸素ガス調整バルブの開度の変更は、操作者による制御装置２５の入力に基づいて変更されても良いし、或いは、操作者が手動で行なっても良い。
【００４９】
図６は、本実施の形態にかかる火力アップ調整処理の例を示すフローチャートである。酸素ガス調整バルブ２３の開度が大きくなったと判断されると（ステップ６０１でＹｅｓ）、制御装置２５は光センサ２６からの信号を受信する（ステップ６０２）。光センサ２６のセンサ値が減少していると判断すると（ステップ６０３）、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９を開いて、炎を炭化炎とする（ステップ６０４）。酸素ガス調整バルブ２３の開度が大きくなると、炎の状態は、いったん中性炎から酸化炎となる。そこで、燃焼ガス調整バルブ１９が開かれて、燃焼ガスの流量を大きくして、炎の状態を、酸化炎から中性炎を経て、炭化炎とする。ステップ６０４においては、ステップ３０４と同様に、制御装置２５は、たとえば、酸素流量と燃焼ガス流量との比率の範囲を逸脱せず、かつ、燃焼ガスの最大値を超えない範囲で、燃焼ガスの流量を最大にすれば良い。或いは、図４（ａ）に示す処理を実行して、炎が炭化炎になったことを検出しても良い。
【００５０】
その後、制御装置２５は、センサ値が一定範囲内になるように燃焼ガス調整バルブ１９を調整する（ステップ６０５）。ステップ６０５において、センサ値が増大したときには、酸素ガスの比率が大きくなっていることを意味しているため、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくして、センサ値を維持する。図６に示す例では、基本的に、酸素ガス調整バルブの開度が徐々に大きくなっているため、基本的には、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくして、センサ値が維持される場合が多い。また、センサ値が減少したときには、酸素ガスの比率が小さくなっていることを意味しているため、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を小さくして、センサ値を維持する。
【００５１】
制御装置２５が、酸素ガス調整バルブ２３のバルブ調整が停止したと判断した場合には（ステップ６０６でＹｅｓ）、図３のステップ３０５〜３０８と同様の処理が実行される（ステップ６０７）。ステップ６０７において、図３のステップ３０５〜３０８と同様の処理が実行されることにより、光センサ２６のセンサ値がピーク値を示す時点が検出され、このピーク値の検出時点に基づいて、燃焼ガス調整バルブの開度が決定される。このようにして、火力がアップした場合にも、適切に酸素と燃焼ガスとの混合バランスを制御することが可能である。
【００５２】
図７は、本実施の形態にかかる火力ダウン調整処理の例を示すフローチャートである。酸素ガス調整バルブ２３の開度が小さくなったと判断されると（ステップ７０１でＹｅｓ）、制御装置２５は光センサ２６からの信号を受信する（ステップ７０２）。この場合には、炎の状態は炭化炎となるため、光センサ２６のセンサ値は減少している。そこで、制御装置２５は、光センサ２６のセンサ値が所定値だけ減少することを判断する（ステップ７０３）。或いは、制御装置２５は、図４（ａ）のステップ４０３、４０４と同様に、所定回数分の光センサ２６のセンサ値の平均値を算出し、平均値が所定回数だけ連続して減少していることを判断しても良い。
【００５３】
ステップ７０３でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、センサ値が一定範囲内になるように燃焼ガス調整バルブ１９を調整する（ステップ７０４）。ステップ７０４において、センサ値が減少したときには、酸素ガスの比率が小さくなっていることを意味しているため、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を小さくして、センサ値を維持する。図７に示す例では、基本的に、酸素ガス調整バルブ２３の開度が徐々に小さくなっているため、基本的には、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を小さくして、センサ値が維持される場合が多い。また、センサ値が増大したときには、酸素ガスの比率が大きくなっていることを意味しているため、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくして、センサ値を維持する。
【００５４】
制御装置２５が、酸素ガス調整バルブ２３のバルブ調整が停止したと判断した場合には（ステップ７０５でＹｅｓ）、図３のステップ３０５〜３０８と同様の処理が実行される（ステップ７０６）。ステップ７０６において、図３のステップ３０５〜３０８と同様の処理が実行されることにより、光センサ２６のセンサ値がピーク値を示す時点が検出され、このピーク値の検出時点に基づいて、燃焼ガス調整バルブ１９の開度が決定される。このようにして、火力がダウンした場合にも、適切に酸素と燃焼ガスとの混合バランスを制御することが可能である。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態においては、炎の強さを、光センサにより、たとえば、照度として取得し、それに基づいて、トーチから中性炎が発生していることを検出している。第２の実施の形態においては、さらに、中性炎により加熱される範囲を制御する。図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる加熱装置の概略を示す図である。図８において、図１に示す第１の実施の形態にかかる加熱装置と同様の構成部分には同一の符号を付している。
【００５６】
図８に示すように、第２の実施の形態にかかる加熱装置１００は、アセチレンタンク１２から延びるアセチレン供給路１３上に、上流から順に、燃焼ガス第１圧力調整器３１、燃焼ガス第２圧力調整器３２を有する。また、加熱装置１００は、酸素タンク２０から延びる酸素供給路上に、上流から順に酸素ガス第１圧力調整器３４、酸素ガス第２圧力調整器３５が配置され、さらにその下流に酸素ガスバルブ２２が位置する。第１の実施の形態と同様に、燃焼ガス調整バルブ１９および酸素ガス調整バルブ２３は、その流量を検出でき、流量を示す信号を制御装置２５に出力する。
【００５７】
本発明者は、ガス（酸素および燃焼ガス）の圧力と、ガスの調整バルブの開度との間に以下のような関係があることを見出した。すなわち、ガスの圧力が低くなり、バルブの開度が大きくなれば、炎は広範囲に広がり、広い範囲を加熱することができる。また、ガスの圧力が高くなり、バルブの開度が小さくなれば、炎の範囲は狭くなり、狭い範囲が加熱される。炎の範囲について、本明細書では熱集中度と称し、炎が広範囲に広がることを熱集中度が小さい、炎の範囲が狭くなることを、熱集中度が大きいと称する。
【００５８】
燃焼ガス第１圧力調整器３１、燃焼ガス第２圧力調整器３２、酸素ガス第１圧力調整器３４、酸素ガス第２圧力調整器３５は、それぞれ、スプリングおよびダイヤフラムを用いて、スプリングで加えた圧力にて、ガスを吐出することができる。燃焼ガス第２圧力調整器３２および酸素ガス第２圧力調整器３５は、制御装置２５により、吐出するガスの圧力を制御され得る。
【００５９】
燃焼ガス第１圧力調整器３１は、アセチレンタンク１２からの一次圧力のアセチレンの圧力を変更して、所定の二次圧力のアセチレンとして吐出する。また、燃焼ガス第２圧力調整器３２は、二次圧力のアセチレンの圧力を変更して、所定の三次圧力のアセチレンとして吐出する。酸素ガス第１圧力調整器３４は、酸素タンク２０からの一次圧力の酸素の圧力を変更して、所定の二次圧力の酸素として吐出する。また、酸素ガス第２圧力調整器３５は、二次圧力の酸素の圧力を変更して、所定の三次圧力の酸素として吐出する。図８において、符号８０１が一次圧力の領域、符号８０２が二次圧力の領域、符号８０３が三次圧力の領域を示す。
【００６０】
本実施の形態においては、たとえば、酸素ガスの二次圧力値は、５ｋｇ／ｃｍ２、燃焼ガス（アセチレン）の二次圧力値は、０．５ｋｇ／ｃｍ２となっている。第２の実施の形態においては、所定の熱集中度の大きくした中性炎や、熱集中度を小さくした中性炎を、トーチ２４の先端から発生させるように、制御装置２５が各部材を制御する。
【００６１】
初期的には、燃焼ガス第２圧力調整器３２から吐出される燃焼ガスの圧力値（三次圧力値）は、二次圧力値より若干低く、たとえば、燃焼ガスの二次圧力値の９０％である０．４５ｋｇ／ｃｍ２に設定され、また、酸素ガス第２圧力調整器３５から吐出される酸素ガスの圧力値（三次圧力値）は、二次圧力値より若干低く、たとえば、酸素ガスの二次圧力値の９０％である４．５ｋｇ／ｃｍ２に設定される。また、最初に中性炎の状態の炎を得るためには、制御装置２５は、図３に示す混合バランス制御処理を実行すれば良い。
【００６２】
図３に示す処理を実行することにより、トーチ２４の先端から中性炎が発生しているときに、炎の熱集中度を変更するために実行される処理について以下に説明する。まず、熱集中度を大きくする処理について説明する。図９は、本実施の形態にかかる熱集中度アップ処理の一例を示すフローチャートである。
【００６３】
図９に示すように、制御装置２５は、操作者の設定にしたがって、酸素ガス調整バルブ２３の開度を設定にしたがった所定量だけ小さくする（ステップ９０１）。なお、ステップ９０１では、操作者が手動で酸素ガス調整バルブ２３の開度を調整しても良い。
【００６４】
その後、制御装置２５は、光センサ２６からの信号を受信して（ステップ９０２）、センサ値が減少したか否かを判断する（ステップ９０３）。図９の処理が実行される直前にはトーチ２４の先端から中性炎が発生しているため、酸素ガス調整バルブ２３の開度が小さくなり、酸素ガスの流量が減少することで、炎は炭化炎の状態となり、センサ値は減少する。
【００６５】
制御装置２５は、酸素ガス第２圧力調節器３５から吐出される酸素ガスの三次圧力を第４の所定量だけ上昇（増大）させるように、酸素ガス第２圧力調節器３５を制御する（ステップ９０４）。これにより、炎の状態は、炭化炎から徐々に中性炎に近づく。制御装置２５は、光センサ２６から信号を受信し（ステップ９０５）、センサ値がピーク値であるか否かを判断する（ステップ９０６）。ピーク値の判断は、図３のステップ３０７と同様である。
【００６６】
ステップ９０６でＮｏと判断された場合には、ステップ９０４に戻る。その一方、ステップ９０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、酸素ガス第２圧力調節器３５から吐出される酸素ガスの三次圧力を第５の所定量だけ下降（減少）させるように、酸素ガス第２圧力調節器３５を制御する（ステップ９０７）。ステップ９０７は、図３のステップ３０８と同様に、圧力の変化に対してタイムラグ（遅れ）が生じるため、酸素ガス第２圧力調整器３５をある量だけ戻している。
【００６７】
図１０は、本実施の形態にかかる熱集中度アップ処理の他の例を示すフローチャートである。図１０において、制御装置２５は、燃焼ガス第２圧力調整器３２から吐出される燃焼ガスの圧力（三次圧力）が、所定量だけ上昇（増大）するように、燃焼ガス第２圧力調整器３２を制御する（ステップ１００１）。なお、ステップ１００１では、操作者が手動で燃焼ガス第２圧力調整器３２の圧力を調整しても良い。
【００６８】
その後、制御装置２５は、光センサ２６からの信号を受信して（ステップ１００２）、センサ値が減少したか否かを判断する（ステップ１００３）。図１０の処理が実行される直前にはトーチ２４の先端から中性炎が発生しているため、燃焼ガスの圧力の増大にともなって炎は炭化炎の状態となり、センサ値は減少する。
【００６９】
次いで、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を第１の所定量だけ小さくする（ステップ１００４）。これにより、炎の状態は、炭化炎から徐々に中性炎に近づく。制御装置２５は、光センサ２６から信号を受信し（ステップ１００５）、センサ値がピーク値であるか否かを判断する（ステップ１００６）。ピーク値の判断は、図３のステップ３０７と同様である。
【００７０】
ステップ１００６でＮｏと判断された場合には、ステップ１００４に戻る。その一方、ステップ１００６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を第２の所定量だけ大きくする（ステップ１００７）。ステップ１００７は、図３のステップ３０８と同様に、圧力の変化に対してタイムラグ（遅れ）が生じるため、燃焼ガス調整バルブ１９をある量だけ戻している。
【００７１】
このようにして、酸素ガス調整バルブの開度を小さくし、かつ、酸素ガスの三次圧力を大きくすることにより（図９）、また、燃焼ガスの三次圧力を大きくし、かつ、燃焼ガス調整バルブの開度を小さくすることにより（図１０）、熱集中度を上げることが可能となる。なお、熱集中度を上げるために、図９、図１０に示す処理の一方を実行すれば良いが、双方を実行しても良いことは言うまでもない。
【００７２】
次に、熱集中度を下げる際の処理について説明する。図１１は、本実施の形態にかかる熱集中度ダウン処理の一例を示すフローチャートである。図１１において、制御装置２５は、酸素ガス第２圧力調整器３５から吐出される酸素ガスの圧力（三次圧力）が、所定量だけ下降（減少）するように、酸素ガス第２圧力調整器３５を制御する（ステップ１１０１）。なお、ステップ１１０１では、操作者が手動で酸素ガス第２圧力調整器３５の圧力を調整しても良い。
【００７３】
その後、制御装置２５は、光センサ２６からの信号を受信して（ステップ１１０２）、センサ値が減少したか否かを判断する（ステップ１１０３）。図１１の処理が実行される直前にはトーチ２４の先端から中性炎が発生しているため、酸素ガスの圧力の減少にともなって炎は炭化炎の状態となり、センサ値は減少する。
【００７４】
次いで、制御装置２５は、酸素ガス調整バルブ２３の開度を第１の所定量だけ大きくする（ステップ１１０４）。これにより、炎の状態は、炭化炎から徐々に中性炎に近づく。制御装置２５は、光センサ２６から信号を受信し（ステップ１１０５）、センサ値がピーク値であるか否かを判断する（ステップ１１０６）。ピーク値の判断は、図３のステップ３０７と同様である。
【００７５】
ステップ１１０６でＮｏと判断された場合には、ステップ１１０４に戻る。その一方、ステップ１１０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、酸素ガス調整バルブ２３の開度を第２の所定量だけ小さくする（ステップ１１０７）。ステップ１１０７は、図３のステップ３０８と同様に、圧力の変化に対してタイムラグ（遅れ）が生じるため、酸素ガス調整バルブ２３をある量だけ戻している。
【００７６】
図１２は、本実施の形態にかかる熱集中度ダウン処理の他の例を示すフローチャートである。図１２に示すように、制御装置２５は、操作者の設定にしたがって、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を設定にしたがった所定量だけ大きくする（ステップ１２０１）。なお、ステップ１２０１では、操作者が手動で燃焼ガス調整バルブ１９の開度を調整しても良い。
【００７７】
その後、制御装置２５は、光センサ２６からの信号を受信して（ステップ１２０２）、センサ値が減少したか否かを判断する（ステップ１２０３）。図１２の処理が実行される直前にはトーチ２４の先端から中性炎が発生しているため、燃焼ガス調整バルブ１９の開度が大きくなり、燃焼ガスの流量が減少することで、炎は炭化炎の状態となり、センサ値は減少する。
【００７８】
制御装置２５は、燃焼ガス第２圧力調節器３２から吐出される燃焼ガスの三次圧力を第４の所定量だけ下降（減少）させるように、燃焼ガス第２圧力調節器３２を制御する（ステップ１２０４）。これにより、炎の状態は、炭化炎から徐々に中性炎に近づく。制御装置２５は、光センサ２６から信号を受信し（ステップ１２０５）、センサ値がピーク値であるか否かを判断する（ステップ１２０６）。ピーク値の判断は、図３のステップ３０７と同様である。
【００７９】
ステップ１２０６でＮｏと判断された場合には、ステップ１２０４に戻る。その一方、ステップ１２０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置２５は、燃焼ガス第２圧力調節器３２から吐出される燃焼ガスの三次圧力を第５の所定量だけ上昇（増大）させるように、燃焼ガス第２圧力調節器３２を制御する（ステッ１２０７）。ステップ１２０７は、図３のステップ３０８と同様に、圧力の変化に対してタイムラグ（遅れ）が生じるため、燃焼ガス第２圧力調整器３２をある量だけ戻している。
【００８０】
このようにして、酸素ガスの三次圧力を小さくし、かつ、酸素ガス調整バルブ２３の開度を大きくすることにより（図１１）、また、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を大きくし、かつ、燃焼ガスの三次圧力を小さくすることにより（図１２）、熱集中度を下げることが可能となる。なお、熱集中度を下げるために、図１１、図１２に示す処理の一方を実行すれば良いが、双方を実行しても良いことは言うまでもない。
【００８１】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００８２】
たとえば、前記実施の形態にかかる混合バランス制御処理においては、炭化炎を発生させた後に、燃焼ガス調整バルブ１９の開度を小さくして、炎の状態を炭化炎から徐々に中性炎に近づけている。しかしながら、これに限定されるものではなく、炭化炎を発生させた後、酸素ガス調整バルブ２３の開度を調整（大きく）しても良い。
【００８３】
図１３は、本実施の形態における本実施の形態にかかる混合バランスの制御処理の他の例を示すフローチャートである。図１３において、図３に示す混合バランス制御処理と異なる点についてのみ説明する。ステップ１３０２においては、初期的に、オペレータが入力装置（図示せず）を操作して入力した燃焼ガス調整バルブ１９の設定入力に基づいて、燃焼ガス調整バルブ１９を調整して、燃焼ガス調整バルブ１９を所定の範囲だけ開ける）。また、ステップ１３０４において、制御装置２５は、酸素ガスバルブ２２を開くと同時に、酸素ガス調整バルブ２３を絞って、つまり酸素ガス調整バルブ２３の開度を小さくして、炎を炭化炎とする。なお、ステップ３０４と同様に、制御装置２５は、たとえば、酸素流量と燃焼ガス流量との比率の範囲を逸脱せず、かつ、酸素ガスの最小値を超えない範囲で、酸素ガスの流量を最小にすれば良い。或いは、ステップ１３０４において、酸素ガス調整バルブ２３の開度を小さくしている状態で、光センサ２６の受光量に基づき、制御装置２５が、炎が炭化炎になったことを検出しても良い。
【００８４】
ステップ１３０５においては、制御装置２５は、酸素ガス調整バルブ２３を第１の所定量だけ開き、つまり、第１の所定量だけ開度を大きくする。また、ステップ１３０８においては、制御装置２５は、ピーク値をメモリ（図示せず）に格納するとともに、酸素ガス調整バルブ２３を第２の所定量だけ絞る、つまり、第２の所定量だけ開度を小さくする。このように、酸素ガス調整バルブ２３の開度を制御することによっても、混合バランス制御は可能である。
【００８５】
また、本実施の形態において、燃焼ガスとしてアセチレンを用いている。しかしながら、フラックスと混合される燃焼ガスはアセチレンガスに限定されず、他の燃焼ガスについても本発明を適用できることは言うまでも無い。
【００８６】
また、本実施の形態においては、混合気供給路１７における燃焼ガスの流量を調整するために燃焼ガス調整バルブ１９を設け、また、酸素供給路２１における酸素の流量を調整するために酸素ガス調整バルブ２３を設けている。これら燃焼ガス調整バルブ１９或いは酸素ガス調整バルブ２３の開度を大きくすることにより、それぞれを通る燃焼ガス或いは酸素の流量を大きくし、開度を小さくすることにより、それぞれを通る燃焼ガス或いは酸素の流量を小さくしている。しかしながら流量の調整はバルブ以外の手段を用いても良い。
【００８７】
さらに、前記実施の形態においては、燃焼ガス第１圧力調整器３１、燃焼ガス第２圧力調整器３２、酸素ガス第１圧力調整器３４、酸素ガス第２圧力調整器３５は、それぞれ、スプリングおよびダイヤフラムを有する構成となっているが、これに限定されるものではない。たとえば、スプリングの代わりに空気圧を使用するものを採用しても良い。或いは、比例電磁弁を用いたものであっても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１０      加熱装置
１１      フラックスタンク
１２      アセチレンタンク
１３      アセチレン供給路
１４      アセチレン供給管
１６      混合気送出管
１７      混合気供給路
１８      燃焼ガスバルブ
１９      燃料ガス調整バルブ
２０      酸素タンク
２１      酸素供給路
２２      酸素ガスバルブ
２３      酸素ガス調整バルブ
２４      トーチ
２５      制御装置
２６      光センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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