(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断酸素の流通孔を中心部に有する内部火口に、外部火口が、自体の内面と内部火口の外面との間に混合ガスの通路を形成して同心円状に嵌合されたガス切断火口において、
上記通路の開口端部は、内部火口の先窄りのテーパ状外面と、該テーパ状外面を底面として山部によって形成された溝と、
中心線と平行な外部火口の直線状内面と、該直線状内面に近づくにしたがって窄まるとともに前記内部火口のテーパ状外面との隙間が小さくなる外部火口のテーパ状内面とによって形成され、
前記内部火口の山部は外部火口の直線状内面に嵌合されていることを特徴とするガス切断火口。
【請求項２】
外部火口の直線状内面の長さが１ｍｍ以上とされたことを特徴とする請求項１記載のガス切断火口。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属などを予熱炎で予熱しながらその部分に切断酸素を吹き付けて切断するガス切断火口に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス切断火口を図５と図７に参照して説明する。
図５のガス切断火口Ｂは、切断酸素の流通孔１１ａを中心部に有する内部火口１１に、外部火口１２を、自体の内面１２ｎと内部火口１１の外面１１ｇとの間に予熱酸素と燃焼ガスを混合した混合ガスの通路１３を形成して同心円状に嵌合し、その通路１３の開口端部１３ａを、中心線Ｏと平行な内部火口１１の直線状外面１１ｇｓ及び該直線状外面１１ｇｓに近づくにしたがって窄まるテーパ状外面１１ｇｔと、直線状外面１１ｇｓと平行な外部火口１２の直線状内面１２ｎｓ及び該直線状内面１２ｎｓに近づくにしたがって窄まるテーパ状内面１２ｎｔとによって形成した構造となっている。
なお、内部火口１１の直線状外面１１ｇｓは、山部１１ｂ，１１ｂによって形成された溝１１ｃの底面とされている。
【０００３】
また、図７のガス切断火口Ｃは、切断酸素の流通孔２１ａを中心部に有する内部火口２１に、外部火口２２を、自体の内面２２ｎと内部火口２１の外面２１ｇとの間に混合ガスの通路２３を形成して同心円状に嵌合し、その通路２３の開口端部２３ａを、内部火口２１の先窄りのテーパ状外面２１ｇｔと、外部火口２２の先窄り状のテーパ状内面２２ｎｔとによって形成した構造とされている。
このガス切断火口においては、テーパ状外面２１ｇｔは、山部２１ｂ，２１ｂで形成された溝２１ｃの底面とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６と図８は、図５及び図７のガス切断火口Ｂ，Ｃの通路１３，２３から噴出された混合ガスの燃焼によって生じた予熱炎ＦＢ，ＦＣとその白芯ｆｂ，ｆｃの形状をそれぞれ示すものて、いずれのガス切断火口Ｂ，Ｃの白芯ｆｂ，ｆｃも末拡り状となる。
このため、次の条件下、すなわち、
混合ガス；予熱酸素＋燃焼ガス（プロパンガス）
プロパンガスの消費量；３００Ｎｌ／ｈ
予熱酸素の消費量；１０５０Ｎｌ／ｈ
切断酸素の圧力；３ｋｇ／ｃｍ2
被切断材；厚さが１２ｍｍのＳＳ、ＳＭ等の鋼板
ガス切断火口Ｂ，Ｃの被切断材に対する高さ；１０ｍｍ
でのピアシング（孔明け）の実験では、図４の（Ｂ）と（Ｃ）に示すように、ガス切断火口Ｂのピアシングタイムは４５秒、ガス切断火口Ｃのピアシングタイムは３５秒で、いずれも加熱効率が低くピアシングに長い時間がかかるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、予熱炎の加熱効率が良好で、ピアシングタイムの短いガス切断火口を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、切断酸素の流通孔を中心部に有する内部火口に、外部火口が、自体の内面と内部火口の外面との間に混合ガスの通路を形成して同心円状に嵌合されたガス切断火口において、上記通路の開口端部は、内部火口の先窄りのテーパ状外面と、該テーパ状外面を底面として山部によって形成された溝と、中心線と平行な外部火口の直線状内面と、該直線状内面に近づくにしたがって窄まるとともに前記内部火口のテーパ状外面との隙間が小さくなる外部火口のテーパ状内面とによって形成され、前記内部火口の山部は外部火口の直線状内面に嵌合された構成とした。
【０００７】
この手段では、予熱炎の白芯が未窄り状となって集中度が高まり、１点に集束するようになるので、加熱効率が良くなってピアシングタイムが短縮される。この構成では、通路で混合された混合ガスは、山部の間の溝に沿って流れ、外部に噴出する。また、山部は、内部火口に対する外部火口の嵌合を安定させる。
【０００８】
上記のガス切断火口において、外部火口の直線状内面の長さを１ｍｍ以上とすることが好ましい（請求項２）。外部火口の直線状内面の長さが１ｍｍよりも小さいと、予熱炎の集中度が低下する。外部火口の直線状内面の長さが５ｍｍよりも大きくなっても予熱炎の集中度が大きく高まることはない。したがって、一般には、外部火口の直線状内面の長さは最大５ｍｍ程度とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して説明する。
これらの図において符号Ａは、本発明に係るガス切断火口であり、切断酸素の流通孔１ａを中心部に有する内部火口１に、外部火口２を、自体の内面２ｎと内部火口１の外面１ｇとの間に予熱酸素と燃焼ガスを混合した混合ガスの通路３を形成して同心円状に嵌合し、その通路３の開口端部３ａを、内部火口１の先窄りのテーパ状外面１ｇｔと、中心線Ｏと平行な外部火口２の直線状内面２ｎｓ及び該直線状内面２ｎｓに近づくにしたがって窄まるテーパ状内面２ｎｔとによって形成した構造となっている。
【００１１】
内部火口１のテーパ状外面１ｇｔは、山部１ｂ，１ｂによって形成された溝１ｃの底面とされ、外部火口２の直線状内面２ｎｓは、内部火口１の山部１ｂの直線部に嵌合されている。また、内部火口１は口金５に螺着され、内部火口１は口金５に嵌合されて互いに一体とされている。口金５には、流通孔１ａに通じる切断酸素口５ａと、通路３に通じる予熱酸素口５ｂ及び燃焼ガス口５ｃが設けられている。
【００１２】
このガス切断火口Ａにおいては、従来のガス切断火口Ｂ，Ｃと同様に、予熱酸素とプロパンガス等の燃焼ガスを予熱酸素口５ｂと燃焼ガス口５ｃから通路３に送り込んで混合し、その混合ガスを外部に噴出して予熱炎ＦＡを生じさせながら、切断酸素を切断酸素口５ａから流通孔１ａに送り込んで噴出させ、被切断材を切断する。
【００１３】
本ガス切断火口Ａの場合、燃焼ガスにプロパンガスを用いた前記の切断条件のもとでは、白芯ｆａは図３のように未窄り状（先窄り状）となって集中度が向上し、１点に集束するようになった。このため、予熱炎ＦＡによる被切断材の加熱効率が高まり、図４の（Ａ）に示すように、ピアシングタイムが３０秒に短縮される好結果が得られた。
【００１４】
ところで、このように予熱炎ＦＡ（白芯ｆａ）の集中度が向上した理由は、次のように推測される。
すなわち、ほぼ環状の通路３，１３，２３を形成した、内部火口１と外部火口２の外面１ｇｔ，１１ｇｓ，２１ｇｔと内面２ｎｓ，１２ｎｓ，２２ｎｔは、それらに沿って流れる混合ガスのカーテンをそれぞれ形成する。
【００１５】
ところが、図５の従来のガス切断火口Ｂにおいては、内部火口１１の直線状外面１１ｇｔによって生じたガスカーテンで混合ガス（予熱炎）の中心側への拡散が抑止される分、外部火口１２の直線状内面１２ｎｓによるガスカーテンが破れやすく、一旦ガスカーテンが破れると混合ガスが外側に大きく拡散するようになるため、白芯ｆｂの集中度が損なわれる。
【００１６】
また、図７の従来のガス切断火口Ｃの場合は、一見、混合ガスが１点に集中するように思われるが、すべての混合ガスが中心に急角度で流れて内圧を高めてしまうため、外部火口２２のテーパ状内面２２ｎｔによるガスカーテンが却って破れ易すく、その結果、混合ガスが外方に拡散して白芯ｆｃの集中度が低下する。
【００１７】
これに対して、本発明のガス切断火口Ａでは、内部火口１の外面２１ｇｔは先窄りのテーパ状となっていて混合ガスを中心側に導き、また外部火口２の内面２ｎｓが直線状となっていて混合ガスの中心部圧力が過大になるのを防ぐため、外部火口２の直線状内面２ｎｓで形成されたガスカーテンが破綻しにくく、その機能を全うする。したがって混合ガスの外方への拡散が抑止され、白芯ｆａが先窄り状となって集中度が向上する。
【００１８】
上記推論の正否にかかわらず、上記の効果は、外部火口２の直線状内面２ｎｓの長さＬを１ｍｍ以上とした場合に生じ、長さＬが１ｍｍよりも小さいとほとんど生じない。したがって、本発明のガス切断火口Ａにおいては、ガス切断火口２の直線状内面２ｎｓの長さＬは１ｍｍ以上とされる。但し、長さＬを５ｍｍより大きくしても効果は大きくならないので、直線状内面２ｎｓの長さＬは、通常、１〜５ｍｍの範囲とする。
【００１９】
本発明において、山部１ｂ（溝１ｃ）の形状や数は任意で、図のものに限られるものではない。また、前記した切断条件（ピアシング条件）は、あくまで、本発明の効果を実証する実験のためのもので、燃焼ガスにプロパンガス以外の、例えば、水素、天然ガス、石炭ガスなどを用い、それらに応じた消費量で燃焼させるなど、他の切断条件でもほぼ同一の効果が期待できることは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予熱炎の集中度が高まる。したがって予熱炎で被切断材を効率よく加熱して短い時間でピアシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るガス切断火口の実施の形態を示す半断面図である。
【図２】  外部火口を断面にした図１のガス切断火口の底面図である。
【図３】  図１のガス切断火口の予熱炎と白芯の形状を示す図である。
【図４】  ピアシングの実験結果を示す図である。
【図５】  従来のガス切断火口の半断面図である。
【図６】  図５のガス切断火口の予熱炎と白芯の形状を示す図である。
【図７】  従来の他のガス切断火口の半断面図である。
【図８】  図７のガス切断火口の予熱炎と白芯の形状を示す図である。
【符号の説明】
１  内部火口                    １ａ  流通孔
１ｂ  山部                      １ｃ  溝
１ｇ  外面                      １ｇｔ  テーパ状外面
２  外部火口                    ２ｎ  内面
２ｎｓ  直線状内面              ２ｎｔ  テーパ状内面
３  通路                        ３ａ  開口端部
Ａ  ガス切断火口                ＦＡ  予熱炎
ｆａ  白芯                      Ｌ  直線状内面の長さ
【図１】
0003916778.tif 000002
【図２】
0003916778.tif 000003
【図３】
0003916778.tif 000004
【図４】
0003916778.tif 000005
【図５】
0003916778.tif 000006
【図６】
0003916778.tif 000007
【図７】
0003916778.tif 000008
【図８】
0003916778.tif 000009