(57)【要約】【課題】点火作業者が火傷を負うことがなく安全であり、しかも燃料ガス使用量を低減して省エネを実現した、点火機器を提供すること。【解決手段】筒状部及び筒状部に連結された把持部を含む本体と、筒状部の先端に埋め込まれ、火花を連続的に発生させる点火プラグと、本体に取り付けられ、電源及び昇圧器を含む高電圧発生部と、高電圧発生部内及び筒状部内を延在して、昇圧器と点火プラグとを結ぶ高圧ケーブルと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部及び前記筒状部に連結された把持部を含む本体と、
前記筒状部の先端に埋め込まれ、火花を連続的に発生させる点火プラグと、
前記本体に取り付けられ、電源及び昇圧器を含む高電圧発生部と、
前記高電圧発生部内及び前記筒状部内を延在して、前記昇圧器と前記点火プラグとを結ぶ高圧ケーブルと、
を備えることを特徴とする、点火機器。
【請求項２】
前記電源と前記昇圧器との間に事前昇圧器を備える、請求項１に記載の点火機器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の点火機器から火花を連続的に発生させた状態で、前記火花に向けて燃料ガスと空気中酸素とを含む混合ガスを発生させ、前記火花と前記混合ガスとを接触させることを特徴とする、点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼片精整作業に使用する装置に点火するための点火機器に関し、特に安全性を高めるとともに省エネを実現した点火機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼片精整作業においては、スカーフィング吹管やポータブル切断機（大型溶断装置）を用いて、鋼片の溶削や溶断が行わる。これらの大型溶断装置への点火時には、酸素を含まないガスを予め噴出しつつ、既製のスパークライターやロックライター（火花（熱源）発生機器）を用いて点火した上で、酸素バルブを開いて上記ガスと酸素とが人工的に混合される。
【０００３】
火花（熱源）発生機器としては、ガンタイプの手持ちライターであって、トリガーを引くだけで火打石等により火花を発生させ、酸素が混合されたガスに点火させるものが一般的であり、例えば、非特許文献１に開示されているものが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】株式会社星光製作所  ロックライター(SHOEI)  品番００４                     http://ms-seiko.co.jp/ct-421.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の大型溶断装置への点火時には、燃料ガスバルブを開けてから点火器具による点火までに相当の時差がある。このため、点火までに燃料ガスが噴射され続け、空気中における爆発限界内（プロパン：２．１％〜９．５％）の気塊が形成され、当該気塊が点火と同時に燃え広がり、一時的に大きな火炎が発生することがある。その結果、点火作業者が火傷を負うおそれがあることから、上記装置には安全性について改良の余地がある。
【０００６】
また、燃料ガスバルブを開けてから点火器具による点火までの間は、燃料ガスが噴射され続けており、燃料ガスのロスとなるため、上記装置には燃料ガス使用量の低減（省エネ）についても改良の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、点火作業者が火傷を負うことがなく安全であり、しかも酸素使用量を低減して省エネを実現した、点火機器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】
【０００８】
本発明者らは、従来技術と比較して安全に使用でき、かつ、使用する酸素量を低減することのできる、点火機器について、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、従来、点火時に燃焼範囲が広域に及んでしまうこと、及び、点火の度に相当量の酸素が必要となること、のいずれについても、酸素を含む大量の混合ガスに向けて火花を発生させていた点火態様が原因である、との知見を得た。このような知見から、発明者らは、点火態様の変更に着目し、さらに、予め火花を連続的に発生させた空間に向けて燃料ガスと酸素とを含む混合ガスを発生させれば、結果的に点火に必要な量だけ酸素を使用すればよいこととなるので、点火時おける混合ガス量の低減が実現されて安全性が向上するだけでなく、酸素量自体についても低減することができるため省エネを図ることもできる、との知見を得た。本発明者らは、以上の知見に基づき本発明を完成させた。その要旨は以下のとおりである。
本発明者らは、従来技術と比較して安全に使用でき、かつ、使用する燃料ガス量を低減することのできる、点火機器について、鋭意検討した。その結果、従来、点火時の燃料範囲は広域に及んでしまうこと、及び、点火の度に相当量の燃料ガスが必要となること、のいずれについても、大量の空気中酸素と燃料ガスとの混合ガスに向けて火花を発生させていた点火態様が原因である、との知見を得た。このような知見から、本発明者らは，点火態様の変更に着目し、さらに、予め火花を連続的に発生させた空間に向けて、燃料ガスと空気中の酸素とを含む混合ガスを発生させれば、結果的に点火に必要な最小量だけの燃料ガスを使用することとなるので、使用する燃料ガス量を低減することができるために省エネを図ることもでき、また、点火時おける混合ガス量の低減によって、燃焼範囲も狭域になることから点火作業の安全性も向上する、との知見を得た。本発明者らは、以上の知見に基づき本発明を完成させた。その要旨は以下のとおりである。
【０００９】
[１]筒状部及び上記筒状部に連結された把持部を含む本体と、上記筒状部の先端に埋め込まれ、火花を連続的に発生させる点火プラグと、上記本体に取り付けられ、電源及び昇圧器を含む高電圧発生部と、上記高電圧発生部内及び上記筒状部内を延在して、上記昇圧器と上記点火プラグとを結ぶ高圧ケーブルと、を備えることを特徴とする、点火機器。
【００１０】
[２]上記電源と上記昇圧器との間に事前昇圧器を備える、上記[１]に記載の点火機器。
【００１１】
[３]上記[１]又は[２]に記載の点火機器から火花を連続的に発生させた状態で、上記火花に向けて燃料ガスを噴出させ、上記火花と空気中空気との混合ガスとを接触させることを特徴とする、点火方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る点火技術（機器及び方法）では、従来技術とは点火態様を変更し、予め火花を連続的に発生させた空間に向けて燃料ガスと空気中空気とを含む混合ガスを発生させる、との技術的思想に基づくものである。その結果、本発明に係る点火技術では、燃焼範囲を狭域にすることで、点火作業の安全性を高めるとともに省エネを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態の点火機器の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、点火態様を順次示す図であり、（ａ）は従来の点火態様を示し、（ｂ）は図１に示す点火機器を用いた本実施形態の点火態様を示す。
【図３】図３は、本実施形態の点火機器の変形例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一なものが含まれる。さらに、上記実施形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。
【００１５】
＜基本形態＞
[点火機器]
まず、本発明の点火機器について説明する。
図１は、本実施形態の点火機器の一例を示す概念図である。同図に示す点火機器１０は、本体１２と、点火プラグ１４と、高電圧発生部１６と、高圧ケーブル１８と、を含む。
【００１６】
図１に示すように、本体１２は筒状部１２ａ及び筒状部１２ａに連なる把持部１２ｂから構成されている。筒状部１２ａはアルミ製とすることができ、その寸法は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。一方、把持部１２ｂはプラスチック等の絶縁体で構成され、把持部１２ｂには引き金Ｔが形成されている。
【００１７】
点火プラグ１４は、筒状部１２ａの先端に埋め込まれており、金属製とすることができる。図１における点火プラグ１４の長手方向寸法は５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下とすることができる。
【００１８】
高電圧発生部１６は、本体１２の筒状部１２ａが貫通するように形成されている。高電圧発生部１６はプラスチック等の絶縁体からなる筐体１６ａと、筐体１６ａに含まれる電源１６ｂ及び昇圧器１６ｃとから構成されており、電源１６ｂと昇圧器１６ｃはケーブルＣ１で接続されている。
【００１９】
なお、電源の種類は問わず、電池とすることは勿論、外部への配線を介して外部電源を利用することもできる。
【００２０】
高圧ケーブル１８は、筐体１６ａ内及び筒状部１２ａ内を延在して、昇圧器１６ｃと点火プラグ１４とを接続している。高圧ケーブル１８を流れる電流値は、５０ｍＡ以上ｍＡ以下であり、昇圧器１６ｃにおいて作られる電位は１５ｋＶ以上ｋＶ以下である。
【００２１】
[点火方法]
次に、本発明の点火方法（図１に示す点火機器を用いた点火方法）を説明する。
まず、図１に示す点火プラグ１４を、事後的に混合ガス（燃料ガス、空気中酸素を含む）が噴出される空間に配置し、把持部１２ｂに設けられた引き金Ｔを引いて、点火プラグから火花を連続的に発生させる。
【００２２】
ここで、火花が連続的に発生する現象のメカニズムは、以下のとおりである。即ち、電源１６ｂにケーブルＣ１を介して接続された昇圧器１６ｃにおいて電源電圧がより高電圧に昇圧され、この高電圧が点火プラグ１４の図示しない２つの電極（中心電極と接地電極）間に印加されて放電現象が起こる。この放電は１０００分の１秒ほどの極めて短時間に絶縁破壊によって起こる現象であり、この現象が連続的に起こることによって火花が連続的に発生する。
【００２３】
次に、このような放電現象による火花の連続発生状態を維持したまま、この火花に向けて燃料ガスと空気中酸素の混合ガスを噴出させて、火花と混合ガスとを接触させる。
【００２４】
ここで、点火のメカニズムは、以下のとおりである。即ち、まず、点火プラグ１４の２つの電極間で燃料ガスの粒子が火花放電により活性化される。次に、この活性化された燃料ガスの粒子が化学反応により酸化され、その際に反応熱が発生して火炎核が形成され、この火炎核がその周りの混合ガスを順次活性化して炎の範囲、即ち燃焼範囲を広げていき、点火に到る。
【００２５】
なお、燃料ガスとしては、ＬＰＧ、ＬＮＧを用いることができ、混合ガス中の酸素濃度は、２１vol％以上とすることができる。
【００２６】
以上のような本実施形態に係る点火態様を、従来の点火態様と比較すると、以下のようになる。図２（ａ）は従来の点火態様を示し、（ｂ）は本発明の点火態様を示す。
【００２７】
図２（ａ）に示す従来の点火態様では、燃料ガスと空気中からなる混合ガスＧを大型溶断装置のガスノズル３２から予め噴出させておき、ロックライターＬを用い、混合ガスＧに向けて火花Ｓ１を発生させて点火を実行する。
【００２８】
ここで、ロックライターＬは例えば発火石を回転式のやすりとこすりあわせて火花Ｓ１を発生させるタイプの機器であることから、発生させた火花Ｓ１が空気中に存在している時間は極めて短い。このため、混合ガスＧ中に十分な酸素が含まれていない場合つまり混合ガスＧが爆発範囲内にない場合は、点火することができない。また、大型溶断装置のガスノズル３２からは、ロックライターＬの構え動作、火花Ｓ１の発生操作、及び複数回火花Ｓ１の発生操作をし、点火に至るまでの間燃料ガスが噴射され続け、点火した時点では混合ガスＧの量が相当多くなっている。
【００２９】
この状態で火花Ｓ１を発生させると、混合ガスＧ中に拡散した酸素と火花Ｓ１とが接触して点火が実行される際に、混合ガスＧの存在領域が極めて広域にわたることから、図２（ａ）の矢印よりも右側に示すとおり、炎の発生範囲Ｆ１も広域に及ぶこととなる。従って、このように点火時に炎の発生範囲Ｆ１が広域に及ぶと、点火時に作業者が火傷を負うおそれがあり、安全に点火作業を行えない場合がある。
【００３０】
また、図２（ａ）に示す例では、燃料ガスバルブを開けてから、ロックライターＬの点火操作から点火までに時間を要すると、燃料ガスが噴射し続けてしまい、燃料ガスと空気中酸素との混合が過剰に進む。その結果、燃焼しない気体までも相当量製造することになるため、エネルギー利用に伴う環境負荷の観点において無駄が生ずる場合がある。
【００３１】
これに対し、図（ｂ）に示す本発明の点火態様では、上述した本実施形態に係る点火機器１０を用いて火花Ｓ２を連続的に発生させ、大型溶断装置のガスノズル３２から燃料ガスをこの火花Ｓ２向けて噴出させて点火を実行する。
【００３２】
ここで、本実施形態の点火機器１０は点火プラグ１４の両電極間での放電現象を連続的に起こすことにより火花Ｓ２を発生させるものであることから、引き金Tをひいている間は空気中に絶えず火花Ｓ２が発生した状態が持続される。このため、混合ガス中に含まれる燃料ガス量は点火に必要最小限の量で足りる。また、図２（ａ）に示す例と同様に、大型溶断装置のガスノズル３２からは、燃料ガスが噴射されるが、点火時には燃料ガス量が最小限に抑えられているため、混合ガス全体としてもその量は図２（ａ）に示す場合に比べて相当少なくなる。
【００３３】
このように予め火花Ｓ２を発生させた領域に混合ガスを発生させると、混合ガスと火花Ｓ２とが接触して点火が実行される際に、混合ガスの存在領域が比較的狭域に留まることから、図２（ｂ）の矢印よりも右側に示すとおり、炎の発生範囲Ｆ２も比較的狭域にしか及ばないこととなる。従って、本実施形態の点火態様では、このように点火時に炎の発生範囲Ｆ２が狭域に留まることから、点火時に作業者が火傷を負うことがなく、安全に点火作業を行うことができる。
【００３４】
また、図２（ｂ）に示す例では、混合ガス噴出前に予め火花Ｓ２を発生させていることから、点火時の混合ガス中における燃料ガス量は必要最低限の量となる。このため、エネルギー利用に伴う環境負荷の観点において無駄が生じず、いわゆる省エネを実現することができる。
【００３５】
以上により、本実施形態に係る点火方法（図２（ｂ））では、従来技術（図２（ａ））とは点火態様を変更し、予め火花を連続的に発生させた空間に向けて燃料ガスと空気中酸素とを含む混合ガスを発生させることにより、点火作業の安全性を高めるとともに省エネを実現することができる。
【００３６】
＜好適な形態＞
以下に、上述した基本形態に対して好適な形態を示す。
図３は、図１に示す点火機器の変形例を示す概念図である。図３に示す点火機器２０は、図１に示す点火機器１０と比較して、高電圧発生部１６の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。
【００３７】
図３に示す例において、高電圧発生部１６は、本体１２の筒状部１２ａが貫通するように形成されており、プラスチック等の絶縁体からなる筐体１６ａと、筐体１６ａに含まれる電源１６ｂ、昇圧器１６ｃ及び事前昇圧器１６ｄと、から構成されており、電源１６ｂと事前昇圧器１６ｄがケーブルＣ２で接続され、事前昇圧器１６ｄと昇圧器１６ｃがケーブルＣ３で接続されている。
【００３８】
このように電源と高圧ケーブルとの間において２つの昇圧器１６ｄ、１６ｃを設けた場合には、電源１６ｂにケーブルＣ２を介して接続された事前昇圧器１６ｄにおいて電源電圧が第１の高電圧に昇圧され、事前昇圧器１６ｄにケーブルＣ３を介して接続された昇圧器１６ｃにおいて第１の高電圧がそれよりも高い第２の高電圧に昇圧され、この第２の高電圧が点火プラグ１４の図示しない２つの電極（中心電極と接地電極）間に印加されて放電現象が起こる。
【００３９】
このように、電源と高圧ケーブルとの間において２つの昇圧器１６ｄ、１６ｃを設ることにより、昇圧器１６ｃに印加することの必要な最小電圧よりも電源電圧が低い場合であっても、事前昇圧器１６ｄによって予め上記最小電圧まで電源電圧を昇圧することができるため、昇圧器１６ｃを有効活用することができる。
【００４０】
図３に示す点火機器によっても、予め火花を連続的に発生させた空間に向けて燃料ガスを供給し、燃料ガスと空気中酸素を含む混合ガスを発生させるため、図１に示す点火機器と同様に、点火作業の安全性を高めるとともに省エネを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、安全性を高めるとともに省エネを実現することができる。従って、本発明は、特に、鋼片精整作業に使用する装置への点火において有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、２０    点火機器
１２    本体
１２ａ    筒状部
１２ｂ    把持部
１４    点火プラグ
１６    高電圧発生部
１６ａ    筐体
１６ｂ    電源
１６ｃ    昇圧器
１６ｄ    事前昇圧器
１８    高圧ケーブル
３２    大型溶断装置のガスノズル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３    ケーブル
Ｆ１、Ｆ２    炎の発生範囲
Ｇ    混合ガス
Ｌ    ロックライター
Ｓ１、Ｓ２    火花
Ｔ    引き金
【図１】
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【図２】
2019020103.tif 000004
【図３】
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