(57)【要約】      （修正有）【課題】火炎加熱器において使用され、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することを可能にする加熱用吹管およびそれを備えた火炎加熱器を提供する。【解決手段】加熱用吹管２は、ガス導入部１０と、分配部２０と、複数のガス吐出部３１，３２，３３，３４と、を備える。ガス導入部１０から分配部２０への燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１が、分配部２０の内壁面６５Ａと交差するように、ガス導入部１０、分配部２０および複数のガス吐出部３１，３２，３３，３４が配置される。また複数のガス吐出部３１，３２，３３，３４からの燃焼ガスの吐出方向に沿う複数の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、同一平面上に位置する。【選択図】図４
0003209883.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
管状の形状を有し、一方の端部から、可燃性ガスと酸素とを含む燃焼ガスが流入するガス導入部と、
両端部が閉塞された管状の形状を有し、内部空間が連通するように外周部において前記ガス導入部の他方の端部に接続され、前記ガス導入部の内部空間を通過した前記燃焼ガスが流入する分配部と、
それぞれ管状の形状を有し、内部空間が連通するように一方の端部において前記分配部の外周部に接続され、前記分配部の内部空間を通過した前記燃焼ガスが一方の端部から流入し、他方の端部から吐出される複数のガス吐出部と、を備え、
前記ガス導入部から前記分配部への前記燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線が、前記分配部の内壁面と交差するように、前記ガス導入部、前記分配部および前記複数のガス吐出部が配置され、
前記複数のガス吐出部からの前記燃焼ガスの吐出方向に沿う複数の第２の直線は、同一平面上に位置する、加熱用吹管。
【請求項２】
前記第１の直線が交差する前記分配部の前記内壁面は、前記複数のガス吐出部のうち互いに隣接する２つの前記ガス吐出部に連結される２つの領域の間に位置する、請求項１に記載の加熱用吹管。
【請求項３】
前記複数の第２の直線は互いに平行である、請求項１又は請求項２に記載の加熱用吹管。
【請求項４】
互いに隣接する２つの前記ガス吐出部に連結される２つの領域の間に位置する前記分配部の区画のうち、前記分配部の延在方向の中央領域を含む区画を前記第１の直線が通過する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の加熱用吹管。
【請求項５】
前記複数のガス吐出部の数は偶数であり、
前記第１の直線を含む、前記分配部の延在方向に平行な断面において、前記第１の直線と前記分配部のそれぞれの端部との間にそれぞれ同数の前記ガス吐出部が配置される、請求項４に記載の加熱用吹管。
【請求項６】
前記第１の直線を含む、前記分配部の延在方向に平行な前記断面において、前記第１の直線に関して線対称な形状を有する、請求項５に記載の加熱用吹管。
【請求項７】
前記可燃性ガスとして、２５体積％以上４４体積％以下のエチレンを含み、残部が水素および不可避的不純物からなるガスを用いた加熱に用いられる、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の加熱用吹管。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の加熱用吹管と、
前記加熱用吹管の前記ガス吐出部の前記他方の端部のそれぞれに接続され、前記ガス吐出部から導出される前記燃焼ガスを燃焼させることにより発生する火炎を射出する複数の火口と、を備え、
前記複数の火口からの前記火炎の射出方向に沿う複数の第３の直線は同一平面上に位置する、火炎加熱器。
【請求項９】
前記複数の前記第３の直線は互いに平行である、請求項８に記載の火炎加熱器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は加熱用吹管および火炎加熱器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の加熱溶接・溶断などを行うための装置として、燃料ガスが燃焼する際に生じる火炎によって金属材料を加熱する、ガスバーナなどの火炎加熱器が知られている。このような火炎加熱器は、通常、燃焼ガスを導入するガス導入部と、導入された燃焼ガスを吐出するガス吐出部とをそれぞれ１つずつ有する吹管と、ガス吐出部の開口部側に接続される火口とを備えている。例えば特許文献１には、燃焼ガスを導入するガス導入部と、燃焼ガスを吐出するガス吐出部とをそれぞれ１つずつ備え、その内部にガス導入部からガス吐出部に至る一続きのガス流路を有する加熱用吹管が開示されている。このような吹管と火口とを備えた火炎加熱器においては、ガス吐出部から吐出される燃焼ガスを燃焼させてその火口から火炎を射出させることにより対象物を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９３５０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
金属材料の加熱溶接・溶断などにおいて、所望の箇所のみを集中的に加熱し、その他の箇所についてはなるべく熱を加えないようにしたいというニーズがある。例えば金属の基材を一本の線に沿って溶断する際には、その線に沿って火炎加熱器を移動させながら基材に火炎を当てることによって溶断される所望の範囲を加熱する。このとき、所望の範囲に対しては火炎による充分な加熱を行いつつ、その範囲以外の部分については火炎の接触を抑制して、加熱の影響が所望の範囲以外に広がることを抑制することが望ましい。またその線に沿って安定した加熱力で効率的に加熱できることが望ましい。そのため、火炎加熱器に対しては、その線に沿った長手方向の範囲を効率よく加熱する能力を有することが求められる。一方、その線に交差する幅方向においては、火炎加熱器から射出される火炎の広がりを抑え、なるべく加熱範囲を小さくすることが求められる。また火炎加熱器から射出される火炎の広がりを抑えつつも、充分かつ安定的な加熱力で対象物を加熱できることが求められる。
【０００５】
上記のような状況を踏まえ、本考案の目的の一つは、火炎加熱器において使用され、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することを可能にする加熱用吹管およびそれを備える火炎加熱器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に従った加熱用吹管は、管状の形状を有し、一方の端部から燃焼ガスが流入するガス導入部と、両端部が閉塞された管状の形状を有し、内部空間が連通するように外周部においてガス導入部の他方の端部に接続され、ガス導入部の内部空間を通過した燃焼ガスが流入する分配部と、それぞれ管状の形状を有し、内部空間が連通するように一方の端部において分配部の外周部に接続され、分配部の内部空間を通過した燃焼ガスが一方の端部から流入し、他方の端部から吐出される複数のガス吐出部と、を備える。この加熱用吹管においては、ガス導入部から分配部への燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線が、分配部の内壁面と交差するように、ガス導入部、分配部および複数のガス吐出部が配置される。複数のガス吐出部からの燃焼ガスの吐出方向に沿う複数の第２の直線は、同一平面上に位置する。
【０００７】
本考案者らは、上述のような構造の加熱用吹管およびその加熱用吹管を備える火炎加熱器により、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することができ、上記課題を解決できることを見出した。
【０００８】
狭い範囲を加熱するには、火炎加熱器から射出される火炎の広がりを小さくする必要がある。しかしながら、火炎の広がりを小さくして狭い範囲を加熱することと、充分な加熱力を維持することとの両立は難しい。また単一のガス吐出部を有する火炎加熱器を用いた場合、線の長手方向に沿った広い範囲を効率的に加熱することが難しい。
【０００９】
本考案に従った加熱用吹管は、ガス吐出部を複数備える。このような加熱用吹管に、火炎を射出するための火口を装着した火炎加熱器においては、複数のガス吐出部に装着された複数の火口から複数の火炎を射出することができる。ガス導入部から導入される燃焼ガスは複数のガス吐出部に分配される。そのため、単独のガス吐出部を有する加熱用吹管と比較してガス吐出部一つあたりに流入する燃焼ガスの量が少なくなる。したがって複数のガス吐出部を備える加熱用吹管においては、加熱用吹管に導入される燃焼ガスの量が一定の場合、単独のガス吐出部を有する加熱用吹管を備える火炎加熱器と比較して、火炎の広がりを小さくすることができる。また、単独のガス吐出部を有する加熱用吹管を備える火炎加熱器では、対象物の加熱対象箇所は単一の炎で短時間に一気に加熱される。すなわち、表面温度の急変を伴う条件で加熱対象箇所が加熱される。これに対し、本考案に係る加熱用吹管を備えた火炎加熱器を用いて、火炎加熱器を複数の火口の配列方向に沿って直線的に移動させながら加熱すると、より小さな複数の炎で連続的に加熱対象箇所が加熱することができる。したがって、単一の炎で加熱する場合と比較して、よりマイルドな条件でじっくりと時間をかけて加熱を行うことができる。このように本考案に従った加熱用吹管によれば、火炎の広がりを抑えた複数の炎による連続的な加熱が可能である。その結果、本考案に従った加熱用吹管によれば、燃焼ガスの総燃焼量が同一であっても、単一の炎で加熱する場合と比較して、よりマイルドな条件でじっくりと時間をかけて加熱することができる。
【００１０】
さらに上記加熱用吹管においては、複数のガス吐出部からの燃焼ガスの吐出方向に沿う複数の第２の直線は、同一平面上に位置する。すなわち、このような複数のガス吐出部に装着された複数の火口から射出される複数の火炎は、火炎の射出方向に交差する面（対象物の加熱面に相当）との複数の接触点が直線状に並ぶ。これにより、線の長手方向に沿った広い範囲を加熱することができる。このように、複数のガス吐出部を特定の状態に配置することにより、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することができる。
【００１１】
また本考案に従った加熱用吹管は、ガス導入部から導入された燃焼ガスを各ガス吐出部に分配する分配部を有する。分配部内部においては、ガス導入部から分配部への燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線が、分配部の内壁面と交差する。すなわち、ガス導入部から導入された燃焼ガスは、直接ガス吐出部から吐出されず、分配部の内壁面に衝突して複数のガス吐出部に分配されたのち、複数のガス吐出部から吐出される。加熱用吹管が上記のような構造の分配部を備えることで、各ガス吐出部に分配される燃焼ガスの量のばらつきを低減し、各ガス吐出部に必要な量の燃焼ガスを送達することができる。その結果、本考案に従った加熱用吹管を備えた火炎加熱器においては、各ガス吐出部に接続された火口から射出される火炎の火力の制御がしやすくなる。そのため、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を安定的に加熱することが可能となる。
【００１２】
上記加熱用吹管において、第１の直線が交差する分配部の内壁面は、複数のガス吐出部のうち互いに隣接する２つのガス吐出部に連結される２つの領域の間に位置してもよい。このような構造は、分配部全体に渡って燃焼ガスを分配するのに好適である。そのため、各ガス吐出部に対して十分な量の燃焼ガスを分配でき、各ガス吐出部に接続された火口から射出される火炎の火力の制御がより容易となる。その結果、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で安定的に加熱することが容易となる。
【００１３】
上記加熱用吹管において、上記複数の第２の直線は互いに平行であってもよい。このような構造の加熱用吹管においては、燃焼ガスの吐出方向に沿う第２の直線が、燃焼ガスの吐出方向に交差する面に対して同一の入射角度をなす。そのため、このような加熱用吹管を備えた火炎加熱器を用いると、ガス吐出部に装着された火口から射出される火炎の射出方向に交差する面（対象物の加熱面に相当）に対し、複数の火炎の入射角度を統一し、加熱力を均等にすることができる。このような加熱用吹管を備えた火炎加熱器を用いることで、対象物に対し、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが容易となる。
【００１４】
上記加熱用吹管においては、互いに隣接する２つのガス吐出部に連結される２つの領域の間に位置する分配部の区画のうち、分配部の延在方向の中央領域を含む区画を、上記第１の直線が通過するようにしてもよい。このような構造は、分配部全体に渡って燃焼ガスを分配するのに好適である。そのため、ガス導入部と各ガス吐出部との距離の違いに関わらず、各ガス吐出部に対して十分な量の燃焼ガスを分配することが容易となり、各ガス吐出部に接続された火口から射出される火炎の火力の制御がより容易となる。その結果、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で安定的に加熱することがより容易となる。
【００１５】
上記加熱用吹管において、複数のガス吐出部の数は偶数であり、上記第１の直線を含む、分配部の延在方向に平行な断面において、第１の直線と分配部のそれぞれの端部との間にそれぞれ同数のガス吐出部が配置されていてもよい。このような構造は、分配部全体に渡って燃焼ガスを分配するのにより好適である。そのため、ガス導入部と各ガス吐出部との距離の違いに関わらず、各ガス吐出部に対して十分な量の燃焼ガスを分配することがより容易となり、各ガス吐出部に接続された火口から射出される火炎の火力の制御がより容易となる。その結果、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で安定的に加熱することがより容易となる。
【００１６】
上記加熱用吹管は、上記第１の直線を含む、分配部の延在方向に平行な断面において、上記第１の直線に関して線対称の形状を有していてもよい。このような構造は、分配部全体に渡って燃焼ガスを分配するのに特に好適である。そのため、ガス導入部と各ガス吐出部との距離の違いに関わらず、各ガス吐出部に対して十分な量の燃焼ガスを分配することがさらに容易となり、各ガス吐出部に接続された火口から射出される火炎の火力の制御がさらに容易となる。その結果、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で安定的に加熱することがさらに容易となる。
【００１７】
また上記加熱用吹管は、可燃性ガスとして、２５体積％以上４４体積％以下のエチレンを含み、残部が水素および不可避的不純物からなるガスを用いた加熱に用いられてもよい。このようなガスを用いると、火炎の広がりをより効果的に抑制することができる。その結果、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で安定的に加熱することがさらに容易となる。
【００１８】
本考案に係る火炎加熱器は、上記加熱用吹管と、加熱用吹管のガス吐出部のそれぞれに接続され、ガス吐出部から導出される燃焼ガスを燃焼させることにより発生する火炎を射出する複数の火口とを備え、複数の火口からの火炎の射出方向に沿う複数の第３の直線が同一平面上に位置する火炎加熱器に関する。複数の火炎を射出することができる複数の火口を火炎加熱器が備えることで、加熱力を維持しつつ、それぞれの火炎の広がりを抑えることができる。さらに上記火炎加熱器においては、複数の火口からの火炎の射出方向に沿う第３の複数の直線が同一平面上に位置する。すなわち、複数の火口から射出される複数の火炎は、火炎の射出方向に交差する面（対象物の加熱面に相当）との複数の接触点が直線状に並ぶ。これにより、線の長手方向に沿った広い範囲を加熱することができる。このような構造を有することで、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することができる。
【００１９】
上記火炎加熱器において、上記複数の第３の直線は互いに平行であってもよい。このような構造の火炎加熱器においては、火炎の射出方向に沿う直線が、火炎の射出方向に交差する平面に対して同一の入射角度をなす。そのため、このような構造の火炎加熱器を用いると、火口から射出される火炎の射出方向に交差する面（対象物の加熱面に相当）に対し、複数の火炎の入射角度を統一し、加熱力を均等にすることができる。このような加熱用吹管を備えた火炎加熱器を用いることで、対象物に対し、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが容易となる。
【考案の効果】
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本考案の加熱用吹管および火炎加熱器によれば、火炎加熱器において使用され、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することを可能にする加熱用吹管およびそれを備える火炎加熱器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】火炎加熱器の一例を示す概略平面図である。
【図２】火炎加熱器の一例を示す概略平面図である。
【図３】加熱用吹管の一例を示す概略平面図である。
【図４】加熱用吹管の概略断面図である。
【図５】火炎加熱器により基材が加熱される様子を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本考案の一実施形態を説明する。まず図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る火炎加熱器１および加熱用吹管２の構造を説明する。図１および図２は火炎加熱器の一例を示す概略平面図である。図２は、図１に示す火炎加熱器１を分配部２０の一方の端部２１の側から見た図である。図３は加熱用吹管２の一例を示す概略平面図である。図４は加熱用吹管の概略断面図である。図１〜図４を参照して、本実施の形態の火炎加熱器１は、加熱用吹管２と、４つの火口４１，４２，４３，４４とを備える。
【００２３】
［加熱用吹管２の構造］
加熱用吹管２は、ガス導入部１０と、分配部２０と、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４とを備える。ガス導入部１０は、管状の形状を有し、一方の端部１１において開口し、もう一方の端部１２において分配部２０と接続されている。ガス導入部１０の一方の端部１１には、可燃性ガスと酸素とを含む燃焼ガスを供給するガス供給設備（図示せず）を接続することができるよう構成されている。可燃性ガスは通常、ガスボンベなどのガス供給源から供給され、ガス導入部１０の手前にて酸素と混合され、可燃性ガスと酸素とを含む燃焼ガスとして、ガス導入部１０の一方の端部１１を通じてガス導入部１０の内部空間に導入される。分配部２０は、両端部２１，２２が閉塞された管状の形状を有する。分配部２０は、その内部空間が連通するように外周部においてガス導入部１０の他方の端部１２に接続されており、ガス導入部１０の内部空間を通過した燃焼ガスが流入する。なお本明細書において、「管状」の形状とは、長手方向に延在し、周方向の断面が中空筒状のあらゆる形状を意味する。管状の形状には、長手方向に延在し、周方向の断面が中空円状の円管状、長手方向に延在し、周方向の断面が中空多角形状（特に周方向の断面が中空四角形状または中空角丸四角形状）の角管状、その他、長手方向に延在し、周方向の断面において閉鎖された外壁を有し、その内部が中空のあらゆる管状の形状が含まれる。また管状の形状は、別の管状の部材との接合点において、壁面に開口部を有するものも含まれることを意図している。また管状の形状の両端が必ずしも開口している必要はなく、管状の形状の両端のうち一方又は両方が閉鎖されているものも「管状」の形状に含まれる。
【００２４】
図１〜図４を参照して、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４は、それぞれ管状の形状を有し、端部のガス吐出口３５，３６，３７，３８においてそれぞれ開口する。４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４は、それぞれ内部空間が連通するように、ガス吐出口３５，３６，３７，３８とは反対側の端部２５，２６，２７，２８において分配部２０の外周部に接続される。分配部２０の内部空間を通過した燃焼ガスは各ガス吐出部３１，３２，３３，３４の上記端部２５，２６，２７，２８から流入し、上記ガス吐出口３５，３６，３７，３８から吐出される。
【００２５】
図１〜図４を参照して、加熱用吹管２に設けられるガス吐出部３１，３２，３３，３４の数は偶数の４である。図４に示す加熱用吹管２の図は、燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１を含む、分配部２０の延在方向に平行な断面の断面図に相当する。この断面図において、第１の直線Ｌ１と分配部２０の一方の端部２１の間に配置されたガス吐出部３１，３２の数（＝２）と、第１の直線Ｌ１と分配部２０の他方の端部２２の間に配置されたガス吐出部３３，３４の数（＝２）とは同数である。またこの断面図において、加熱用吹管２は第１の直線Ｌ１に関して線対称な形状を有する。
【００２６】
さらに図４を参照して、本実施の形態に係る加熱用吹管２は、壁面６５によって取り囲まれた内部空間を有する。この内部空間は、ガス導入部１０から流入する燃焼ガスの流路を構成する。
【００２７】
ガス吐出部３１は第１領域６１において分配部２０に接続されている。ガス吐出部３２は、第２領域６２において分配部２０に接続されている。ガス吐出部３３は、第３領域６３において分配部２０に接続されている。ガス吐出部３４は、第４領域６４において分配部２０に接続されている。分配部２０の第１領域６１と第２領域６２との間には、ガス導入部１０および４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４のいずれにも接続されていない第１区画６６が配置される。同様に、分配部２０の第２領域６２と第３領域６３との間には第２区画６７が配置される。また第３領域６３と第４領域６４との間には、第３区画６８が配置される。
【００２８】
本実施の形態に係る加熱用吹管２においては、ガス導入部１０から分配部２０への燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１が、分配部２０の第２領域６２と第３領域６３との間に位置する上記第２区画６７を通過する。第２区画６７は、管状の形状を有する分配部２０の延在方向の中央領域Ｃを含む区画である。また第１の直線Ｌ１は、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４のうち互いに隣接する２つのガス吐出部３２，３３に連結される第２領域６２および第３領域６３の間に位置する、分配部２０の内壁面６５Ａと点Ｐにおいて交差する。ガス導入部１０、分配部２０および複数のガス吐出部３１，３２，３３，３４はこのような構造となるように配置される。
【００２９】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る加熱用吹管２においては、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４の燃焼ガスの吐出方向に沿う４本の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は同一平面上に位置する。ここでいう「同一平面上に位置する」状態とは、幾何学的に厳密に同一平面上に位置する状態のみならず、実質的に同一平面上に位置する状態をも含む。この特徴を有することにより、加熱用吹管２の４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４から吐出される燃焼ガスの吐出範囲の、燃焼ガスの吐出方向に沿う上記第２の直線と交差する面（加熱対象物の加熱面に相当）への投影像が一つの直線上に並ぶように燃焼ガスが吐出される。このような加熱用吹管２を備えることにより、火炎加熱器１は、長手方向に広い線状の範囲を複数の火炎により一度に加熱することが可能となる。すなわち、複数の（４本の）第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が同一平面上に位置する、という特徴は、複数の（４本の）ガス吐出部３１，３２，３３，３４から吐出される燃焼ガスが、可燃ガスの吐出方向と交差する面において一つの直線上に並ぶように吐出される均等な範囲を含む概念である。
【００３０】
本実施の形態に係る加熱用吹管２においては、上記４本の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ互いに平行である。ここでいう「互いに平行である」状態とは、幾何学的に厳密に平行である状態のみならず、実質的に平行である状態をも含む。このとき、これらの４本の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と交差する面（加熱対象物の加熱面に相当）に対する４本の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のなす角度が同一又は実質的に同一となる。その結果、複数の（４本の）ガス吐出部３１，３２，３３，３４に装着される火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎による加熱力を均等化でき、かつ加熱面を集中的に加熱することが可能となる。
【００３１】
このように、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４からの燃焼ガスの吐出方向に沿う４本の第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が同一平面上に位置し、かつそれぞれ互いに平行であることで、加熱用吹管２を備えた火炎加熱器１から射出される４つの火炎の、加熱面に対する入射角度が同一又は実質的に同一で、かつ加熱面における火炎の接触領域が実質的に一つの直線上に並ぶように対象物を加熱することができる。このような加熱用吹管２を備えた火炎加熱器１を用いることにより、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが容易となる。
【００３２】
本実施の形態においては、第２の直線のうち、直線Ｒ１と直線Ｒ４との間隔は約１００ｍｍである。この間隔は必要に応じて適宜変更可能である。また直線Ｒ１と直線Ｒ２との間隔、直線Ｒ２と直線Ｒ３との間隔、および直線Ｒ３と直線Ｒ４との間隔は均一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。一例に過ぎないが、直線Ｒ１と直線Ｒ２との間隔、直線Ｒ２と直線Ｒ３との間隔、および直線Ｒ３と直線Ｒ４との間隔は、例えば１５〜４０ｍｍ、好ましくは２０〜３０ｍｍである。またガス導入部１０の軸方向と、分配部２０の軸方向とは互いに垂直である。さらに分配部２０の軸方向と、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４のそれぞれの軸方向とは互いに垂直である。
【００３３】
上記加熱用吹管２は、可燃性ガスとして、２５体積％以上４４体積％以下のエチレンを含み、残部が水素および不可避的不純物からなるガスを用いた加熱に使用される。このようなガスを用いると、火炎の広がりをより効果的に抑制することができる。そのため、線状の加熱範囲において幅方向に狭い範囲を加熱するのに適している。
【００３４】
［火口４１，４２，４３，４４を備えた火炎加熱器１の構造］
次に火炎加熱器１の構造について説明する。図１および図２を参照して、火炎加熱器１は、加熱用吹管２と、４つの火口４１，４２，４３，４４とを備える。４つの火口４１，４２，４３，４４は、加熱用吹管２のガス吐出部３１，３２，３３，３４のガス吐出口３５，３６，３７，３８にそれぞれに一つずつ着脱可能に接続される。４つの火口４１，４２，４３，４４は、開口部４５，４６，４７，４８において開口する。４つの火口４１，４２，４３，４４は、それぞれガス吐出部３１，３２，３３，３４から導出される燃焼ガスを燃焼させることにより発生する火炎を射出する。したがって一つの火炎加熱器１からは４本の火炎が射出される。
【００３５】
図１に、４つの火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎の射出方向に沿う４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を示す。火炎は、４つの火口４１，４２，４３，４４から４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に沿う方向に射出される。４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は同一平面上に位置する。ここでいう「同一平面上に位置する」状態とは、幾何学的に厳密に同一平面上に位置する状態のみならず、実質的に同一平面上に位置する状態をも含む。この特徴を有することにより、４つの火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎の、その射出方向と交差する面（加熱対象物の加熱面に相当）に対する複数の接触領域が実質的に一つの直線上に並ぶ。このような構造を有することにより、火炎加熱器１は、長手方向に広い線状の範囲を複数の火炎により一度に加熱することが可能となる。すなわち、４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が同一平面上に位置する、という特徴は、複数の火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎が、加熱面において一つの直線上に並ぶように射出される均等な範囲を含む概念である。
【００３６】
本実施の形態に係る加熱用吹管２においては、上記４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４はそれぞれ互いに平行である。ここでいう「互いに平行である」状態とは、幾何学的に厳密に平行である状態のみならず、実質的に平行である状態をも含む。このとき、これらの４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４と交差する面（加熱対象物の加熱面に相当）に対する４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のなす角度が同一又は実質的に同一となる。これは、加熱面に対して、４つの火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎が同一又は実質的に同一な角度で入射することを意味する。その結果、４つの火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎による加熱力を均等化でき、かつ加熱面に対して集中的に加熱することが可能となる。
【００３７】
このように、４つの火口４１，４２，４３，４４からの火炎の射出方向に沿う４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が同一平面上に位置し、かつそれぞれ互いに平行であることで、火炎加熱器１から射出される４つの火炎の、加熱面に対する入射角度が同一又は実質的に同一で、かつ加熱面における火炎の接触領域が実質的に一つの直線上に並ぶように対象物を加熱することができる。これにより、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが容易となる。
【００３８】
本実施の形態においては、第３の直線のうち、直線Ｆ１と直線Ｆ４との間隔は約１００ｍｍである。この間隔は必要に応じて適宜変更可能である。また直線Ｆ１と直線Ｆ２との間隔、直線Ｆ２と直線Ｆ３との間隔、および直線Ｆ３と直線Ｆ４との間隔は均一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。一例に過ぎないが、直線Ｆ１と直線Ｆ２との間隔、直線Ｆ２と直線Ｆ３との間隔、および直線Ｆ３と直線Ｆ４との間隔は、例えば１５〜４０ｍｍ、好ましくは２０〜３０ｍｍである。さらに、第２の直線である直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、第３の直線である直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４との関係について、Ｒ１とＦ１、Ｒ２とＦ２、Ｒ３とＦ３、Ｒ４とＦ４がそれぞれ重なり合う、または一致していることが好ましい。すなわち、燃焼ガスの吐出方向と火炎の出射方向が一致するのが好ましい。
【００３９】
［火炎加熱器１を用いた加熱］
次に火炎加熱器１を用いて、燃焼ガスを燃焼させることで発生する火炎により鋼材などの加熱対象物７０を加熱する方法を説明する。図５は、本実施の形態に係る火炎加熱器１により加熱対象物７０が加熱される様子を示す図である。
【００４０】
図５を参照して、本実施形態においては、４つの火口４１，４２，４３，４４が加熱用吹管２のガス吐出部３１，３２，３３，３４にそれぞれ装着された火炎加熱器１を用いる。ガス導入部１０の一方の端部１１には、ガス供給設備（図示せず）から燃焼ガスが供給される。供給された燃焼ガスはガス導入部１０に流入し、分配部２０によって各ガス吐出部３１，３２，３３，３４に分配される。各ガス吐出部３１，３２，３３，３４に分配された燃焼ガスを火口４１，４２，４３，４４の先端で燃焼させることにより、一つの火炎加熱器１から４本の火炎５１，５２，５３，５４が射出される。
【００４１】
上述の通り、火炎加熱器１の４つの火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎の射出方向に沿う４本の第３の直線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は同一平面上に位置し、かつそれぞれ互いに平行である。したがって、図５を参照して、火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎５１，５２，５３，５４は直線Ｌ２に沿って、直線Ｌ３とＬ４とに挟まれた一定の幅を有する一本の直線上に並ぶ。また加熱対象物表面７０Ａに対する４つの火炎５１，５２，５３，５４の入射角度が同一である。さらに加熱用吹管２が複数のガス吐出部３１，３２，３３，３４を備えていることから、一本のガス吐出部を有する加熱用吹管を備えた火炎加熱器と比較して、直線Ｌ２に沿った長手方向には広く、かつ直線Ｌ２に垂直な幅方向には狭い範囲を集中的かつ安定的に加熱することができる。
【００４２】
このように、４本の火炎５１，５２，５３，５４が射出された状態で火炎加熱器１を加熱対象物７０を対向させる。火炎を加熱対象物７０に当てた状態で、そのまま火炎加熱器１を加熱対象物７０に対して相対的に移動させながら加熱対象物７０の表面を加熱する。例えば火炎を加熱対象物７０に当てた状態で、火炎加熱器１を直線Ｌ２に沿って方向Ｄ１に移動させることにより加熱対象物７０の所望の範囲を線状に加熱することができる。あるいは、火炎加熱器１を直線Ｌ２に沿って方向Ｄ１に移動させた後、方向Ｄ１とは１８０°向きが異なる方向Ｄ２に移動させる往復運動を行いながら加熱対象物７０の所望の範囲を加熱してもよい。あるいは方向Ｄ１と方向Ｄ２に細かく火炎加熱器１を揺動させながら全体的に方向Ｄ１又は方向Ｄ２のいずれかに火炎加熱器１を移動させて加熱対象物７０の所望の範囲を加熱してもよい。
【００４３】
このように、本実施の形態に係る加熱用吹管２、および加熱用吹管２を備えた火炎加熱器１を用いることにより、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが可能となる。
【００４４】
以上が本考案の説明である。なお、上記実施の形態においては、ガス吐出部３１，３２，３３，３４は軸方向に沿って直線的な形状を有しているが、本考案の効果を損なわない範囲で別の形状を有していてもよい。たとえば、ガス吐出部３１，３２，３３，３４は、分配部２０に接続される領域６１，６２，６３，６４からガス吐出口３５，３６，３７，３８に渡って湾曲した形状を有していてもよい。ただしこの場合においても、加熱用吹管２の構造を、複数のガス吐出部からの燃焼ガスの吐出方向に沿う複数の直線が同一平面上に位置するような構造とすることが必要である。
【００４５】
上記実施の形態に係る加熱用吹管２は、４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４を備えていたが、ガス吐出部の数は複数、すなわち２以上である限り特に限定されない。またガス吐出部の数は奇数であってもよい。ただし、燃焼ガスを分配部の延在方向全体に渡って分配させることができ、ガス吐出部から吐出される燃焼ガスの量の制御が容易となる点で、ガス吐出部の数は偶数であることが好ましい。
【００４６】
また上記実施の形態にかかる加熱用吹管２の構造においては、互いに隣接する２つのガス吐出部に連結される２つの領域の間に位置する分配部の区画のうち、分配部２０の延在方向の中央領域Ｃを含む区画６７を、燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１が通過する。また燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１を含む、分配部２０の延在方向に平行な断面において、第１の直線Ｌ１と分配部２０のそれぞれの端部との間に２つずつのガス吐出部が配置されている。さらに第１の直線Ｌ１を含む、分配部２０の延在方向に平行な断面において、第１の直線Ｌ１に関して線対称な形状となっている。本考案に係る加熱用吹管は必ずしもこのような構造上の特徴を有している必要はない。ただし、対象物に対し、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を充分な火力でより集中的かつ安定的に加熱することが容易となることから、これらの特徴を有することが好ましい。また燃焼ガスがガス吐出部３１，３２，３３，３４の各々に充分に分配されるよう、第２の直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む同一平面への投影図において、燃焼ガスの流入方向に沿う第１の直線Ｌ１の軸が、直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のいずれの軸とも一致しないのが好ましい。
【００４７】
各ガス吐出部３１，３２，３３，３４から吐出される燃焼ガスの量は互いに異なっていてもよい。また各火口４１，４２，４３，４４から射出される火炎のサイズは全て同じである必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。ただし、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を充分な火力で集中的かつ安定的に加熱する観点から、火炎のサイズは同じであることが好ましい。
【００４８】
また上記実施の形態においては、加熱の際に火炎加熱器１を移動させることとしたが、火炎加熱器１を固定し、加熱対象物７０を移動させることにより加熱を行ってもよい。また加熱は加熱対象物７０に対して火炎加熱器１を相対的に移動させる機器を用いるのが好ましい。このような機器を用いることで、手動で移動させる場合と比べて、より精密に加熱範囲を制御することができる。
【００４９】
さらに、加熱用吹管２および火炎加熱器１の各部分の形状は、本考案の効果を損なわない範囲で適宜変更可能である。例えば上述の実施形態においては、ガス導入部１０および４つのガス吐出部３１，３２，３３，３４は、それぞれ円管状の形状を有していたが、その全部又は一部が角管状の形状を有していてもよい。また分配部２０の形状についても、両端部が閉塞された管状の形状を有し、内部空間が連通するように外周部においてガス導入部の他方の端部に接続され、ガス導入部の内部空間を通過した燃焼ガスが流入する構造を有している限り特に限定されない。また火口４１，４２，４３，４４の形状や構造についても適宜変更が可能である。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本考案の範囲は上記した説明ではなく、実用新案登録請求の範囲によって規定され、実用新案登録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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本考案の加熱用吹管および火炎加熱器は、長手方向には広く、幅方向には狭い線状の範囲を、充分な火力で集中的かつ安定的に加熱することが求められる金属加工などの現場において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５２】
１  火炎加熱器、２  加熱用吹管、１０  ガス導入部、１１、１２  端部、２０  分配部、２１，２２  端部、２５，２６，２７，２８  端部、３１，３２，３３，３４  ガス吐出部、３５，３６，３７，３８  ガス吐出口、４１，４２，４３，４４  火口、４５，４６，４７，４８  開口部、５１，５２，５３，５４  火炎、６１  第１領域、６２  第２領域、６３  第３領域、６２  第４領域、６５  壁面、６５Ａ  内壁面、６６  第２区画、６７  第２区画、６８  第３区画、７０  加熱対象物、７０Ａ  加熱対象物表面。
【図１】
0003209883.tif 000003
【図２】
0003209883.tif 000004
【図３】
0003209883.tif 000005
【図４】
0003209883.tif 000006
【図５】
0003209883.tif 000007