(57)【要約】【課題】一般の炭素を含む普通鋼や特殊鋼の厚板を切断する際のドロスの付着を防止し、かつ良好な切断面を保持するとともに切断速度を向上させるための液体フラックスを切断ガスに効率よく混合する方法がなかった。【解決手段】液体フラックスを気化装置でプロパンやアセチレンなどの切断ガスを吹き込んで気化せしめるための液体フラックスの気化装置。【選択図】図１
2009233741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックスを気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石が配設してある回転筒を設け、該回転筒を毎分６０〜２００回、回転させながら前記気化フラックスを通過せしめて、該気化フラックスを取り出すことを特徴とする液体フラックス気化装置。
【請求項２】
ロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックスを気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石が配設してある回転筒を設け、該回転筒を毎分６０〜２００回、回転させるとともに、毎分６０〜２００回、上下振動させながら前記気化フラックスを通過せしめて、該気化フラックスを取り出すことを特徴とする液体フラックス気化装置。
【請求項３】
前記回転筒用ネオジ磁石が３００００〜３５０００ガウスであることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の液体フラックス気化装置で、強磁場帯にて分子ガスに活性化を与える事で長時間分子運動を行い、ホース内での結晶化を防ぐ液体フラックス気化装置。
【請求項４】
前記回転筒を回転させる機構において、該回転筒に堅向きベベルギヤを配設し、該堅向きベベルギヤと噛み合うように横向きベベルギヤを配設し、該横向きベベルギヤがモーターに接続してあることを特徴とする請求項１及び請求項２記載及び請求項３記載の液体フラックス気化装置。
【請求項５】
前記回転筒を上下振動させる機構において、液体フラックス気化装置の外筒上部に回転自在に回転筒を設け、該回転筒に上向きベベルギヤを配設し、該上向きベベルギヤと噛み合うように横向きベベルギヤを配設し、該横向きベベルギヤがモーターに接続してあるとともに、回転筒にストッパーを設け、該ストッパーに前記回転筒の軸方向に昇降可能なカム板を載せ、該カム板に前記回転筒用ネオジ磁石を回転筒の軸方向に昇降可能に配設し、前記カム板の下部には固定偏心カムを配設してあることを特徴とし、かつ円筒上面の鏡板にはスプリング保持の１００００〜１５０００ガウスの磁石５０個〜７０個配置する事で中央部の３００００〜３５０００ガウスの磁石の上下運動と磁場振動によって５０個〜７０個のネオジ磁石自身が共鳴振動する事で気化した分子ガスに活性化を与える請求項２記載の液体フラックス気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本装置はガスロウ付けに使用する気化フラックスや普通鋼や特殊鋼などの厚板切断に使用する気化フラックスを作るために、あらかじめフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体中に溶かし込んだ液体フラックスの中に、可燃性ガスを吹き込んで、液体フラックスを気化させる装置である。
【背景技術】
【０００２】従来、ロウ付け用の固体フラックスとしては、硼酸（Ｈ３ＢＯ３）３０〜４０％、ホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）１０〜２０％、酸性フッ化カリウム（ＫＨＦ２）、ホウフッ化カリウム（ＫＢＦ４）１０〜２０％、フッ化カリウム（ＫＦ）１０〜２０％が入った固体フラックスが主であり、４００〜８００℃間でのロウ付けに使用されている。一方、気化フラックスは主としてガスロウ付けが主な使用方法であり、メチルアルコール９０％とアセトン１０％を混合した液体に、硼酸だけを最大５％溶解したものが実用に供されている。硼酸は１８５〜８００℃と広く温度カバーできるため気化フラックスに単独で使用されている。この硼酸だけの気化フラックスは、液体中に溶解している２〜５％の硼酸が蒸発し溶接部に連続供給されることでロウ材の酸化を防止するため、ロウ付け部の隙間０．０３〜０．０５ｍｍのギャップ間にロウ材を流し込むことが可能であり信頼性の高いロウ付けが可能になっていた。しかし、硼酸だけの気化フラックスではロウ付け部の深さが板厚の３〜５倍以上になるとロウ材の侵入ができなくなるために比較的低級品のロウ付けに限定して使用されることが多かった。また、黄銅のように７００〜７５０℃まで加熱すると脱亜鉛減少のため、溶接部の赤色化が発生するため気化フラックスは使えなかった。硼酸だけしか入っていないためである。気化フラックスとしての機能を高めるためには、硼酸だけでは不十分であり、固体フラックスのように硼素やフッ素などの元素を混入する必要があった。固体フラックスのように、Ｈ３ＢＯ３＋Ｎａ２Ｂ４Ｏ７＋ＫＨＦ２＋ＫＢＦ４などで作られるとフッ化物と硼素量が増加するため清浄作用と表面張力作用が加わり精密なロウ付けが可能であるが、メチルアルコール９０％とアセトン１０％を混合した液体に硼酸に加えて他の元素を混入・溶解するのは溶解度の問題から極めて困難であり行き詰っていた。しかしながら、特願２００７−２８７８２０号広報によって始めて複数のフラックスを溶解した液体フラックスの製造が可能になった。特願２００７−２８７８２０号広報の発明による気化フラックスには、従来の硼酸に加えて硼酸化物やフッ化物などを混入できるため、フラックスとしての機能にロウ材の表面張力を破る作用が付加され、従来フラックスの３〜５倍の清浄作用が発揮できるとともに、高価な銀ロウやリン銅などの使用量を少なくすることができ大幅なコスト低減が可能となった。特願２００７−２８７８２０号広報の発明による気化フラックスはロウ付け用としての用途の他に切断フラックスとしても使用でき、切断スラグの融点を下げたり、切断面を清浄作化したりする機能を発揮できる。しかしながら、液体フラックスから効率よく大量の気化フラックスを得る方法がなく、普通鋼や特殊鋼などの厚板切断用のフラックスとしては使用できなかった。【０００３】
【特許文献１】特願２００７−２８７８２０号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】以上のように、特願２００７−２８７８２０号広報によって液体フラックスを製造する技術が可能になったが、液体フラックスから効率よく大量の気化フラックスを得る手段がなかった。大量の気化フラックスをハンドリングする際の課題としては、気化フラックスがガス流体として流動している間に折出して結晶を作りやすいことである。また、液体フラックスの状態であっても、夏場のように室内が３０℃を超える場合は１〜２日で液体中に溶解成分が折出する問題がある。本発明は、液体フラックスを気化せしめて、気化フラックスを大量に効率よく発生させて、少なくとも距離にして３０ｍ程度はホース内に結晶を析出させることなく切断トーチまで導くことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】第一の解決手段は、ロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックスを気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石が配設してある回転筒を設け、該回転筒を毎分６０〜２００回、回転させながら前記気化フラックスの分子ガスに帯電させる事で分子の活性化を図り再結晶化を防いで通過せしめて、該気化フラックスを取り出す液体フラックス気化装置である。【０００６】第２の解決手段は、ロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックスを気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石が配設してある回転筒を設け、該回転筒を毎分６０〜２００回、回転させるとともに、毎分６０〜２００回、上下振動させながら前記気化フラックスを通過せしめて、該気化フラックスを取り出す液体フラックス気化装置である。【０００７】第３の解決手段は、前記回転筒用ネオジ磁石が３００００〜３５０００ガウスである液体フラックス気化装置である。【０００８】第４の解決手段は、前記回転筒を回転させる機構において、該回転筒に堅向きベベルギヤを配設し、該堅向きベベルギヤと噛み合うように横向きベベルギヤを配設し、該横向きベベルギヤがモーターに接続してある液体フラックス気化装置である。【０００９】第５の解決手段は、前記回転筒を上下振動させる機構において、液体フラックス気化装置の外筒上部に回転自在に回転筒を設け、該回転筒に上向きベベルギヤを配設し、該上向きベベルギヤと噛み合うように横向きベベルギヤを配設し、該横向きベベルギヤがモータに接続してあるとともに、回転筒にストッパーを設け、該ストッパーに前記回転筒の軸方向に昇降可能なカム板を載せ、該カム板に前記回転筒用ネオジ磁石を回転筒の軸方向に昇降可能に配設し、前記カム板の下部には固定偏心カムを配設してある液体フラックス気化装置で、かつ鏡板の５０個〜７０個のネオジ磁石の底面にＳＵＳ３０４のスプリングが取付けてある為中央の強磁場帯にて振動し結果的に鏡板上面が共鳴振動する事でパワーアップする液体フラックス気化装置である。
【発明の効果】
【００１０】液体フラックスは例えば、メチルアルコール９０％とアセトン１０％を混合した液体であり、この中にフラックスを溶解させてある。可燃性ガスとしてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）やプロパン（Ｃ３Ｈ６）などを液体フラックス気化装置に入っている液体フラックス底面より、０．０４５〜０．１４７ＭＰａの圧力にて吹き上げることで、液体フラックスが可燃性ガスとともに蒸発して切断トーチに送られ、切断と同時にフラックスの有する色々な特性が発揮され切断面をきれいにできる。液体フラックス気化装置内で蒸発した気化フラックスに常に磁場振動を与えることで、ホース長さ３０ｍ通過しても結晶化しないので、切断トーチに所定量の気化フラックスを安定して供給可能となった。
【課題を解決するための最良の形態】
【００１１】第１の解決手段は、図１に示すようにロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス７０の中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックス７０を気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置１０において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石４０が配設してある回転筒３０を設け、該回転筒３０を毎分６０〜２００回、回転させながら前記気化フラックスを通過せしめて、該気化フラックスを取り出す液体フラックス気化装置１０である。回転筒３０には気化フラックスをガス輸送管２８に導くための複数のノズル３６を設けている。回転筒３０の下部には回転筒用ネオジ磁石４０を載置するための取り付け台３４を配設し、回転筒用ネオジ磁石４０がスペーサ３５にて適宜間隔を保つように固定されている。燃焼ガスは燃焼ガス管２７を経由して、主吹き込みヘッダ８０を通じて液体フラックスの中に、圧力０．０４５〜０．１４７ＭＰａで吹き込まれる。燃焼ガスは通常主吹き込みヘッダ８０から吹き込まれるが、燃焼ガスを切断物の大きさに応じて増加させる場合や液体フラックス７０をバイパスさせる場合は補助吹き込みヘッダ８１からも吹き込むことができる。燃焼ガスが液体フラックス７０に吹き込まれると泡立ち現象が生じるので、液体フラックス７０が撹拌され液体フラックス７０が蒸発して、燃焼ガスと混合してガス輸送管２８を経由して切断トーチ（図示せず）に導かれる。液体フラックス７０中に５〜８％溶解しているフラックス７０は気化してガス流体として切断トーチ（図示せず）に流動している間に空間中で気化結晶を作りやすい。そのため回転筒３０には回転筒用ネオジ磁石４０を配設し、ドーム部２０にはドーム部用ネオジ磁石４１を配設し、主吹き込みヘッダ８０のノズル８２や補助吹き込みノズル８１のノズル８３の周りにはノズル用ネオジ磁石４２を配設している。回転筒用ネオジ磁石４０は３００００〜３５０００ガウスで取り付け数は６〜８個が望ましい。ドーム部用ネオジ磁石４１は２００００〜３５０００ガウスで取り付け数は７０〜１００個が望ましい。ノズル用ネオジ磁石４２は３０００〜３５００ガウスで取り付け数は３００〜４００個が望ましい。回転筒用ネオジ磁石４０は毎分６０〜２００回で回転させる。回転筒３０はベアリング３７にて回転自在に保持されている。また、駆動室３９はパッキン３８にて大気及び液体フラックス気化装置の内部とシールされている。回転筒３０には竪向きベベルギヤ３２が配設されている。竪向きベベルギヤには横向きベベルギヤ３３が噛み合わされており、横向きベベルギヤはモータ３１と連結されている。回転用アクチュエータとしては、本例のようにモータ３１（ベベルギヤ付き）を使用する方法もあるが、燃焼ガスや酸素ガスを利用してエアモータ（図示せず）を駆動する方法などが考えられる。回転筒用ネオジ磁石４０を回転できればこのほかにも色々な回転方法が採用可能である。燃焼ガスや酸素ガスを使用したエアモータ（図示せず）は安全性を高めるために１００％非鉄金属を使用したほうがよい。溶接や溶断作業で、気化ガス装置からのホース全長が１０ｍを超えると気化フラックスの結晶が霧氷のように成長するため分子ガス中に入った気化フラックスの活性化が必要である。液体フラックス気化装置のドーム部２０やガス発生部２１の材質は、耐腐食性と静電気防止による火花爆発を防ぐために、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４Ｌなどのオーステナイト鋼にて製作するのがよい。強磁場帯の中に液体フラックスを未使用のまま長期間保持すると強制蒸発となるため気化ガスが過飽和となり再結晶化する。そのため液体フラックス気化装置１０に残存した液体フラックス７０は液体フラックス抜き取り配管２２から抜き取る必要がある。抜き取り後は液体フラックス気化装置１０内部をメチルアルコールなどを０．５〜１．０リットル入れて洗浄する必要がある。ノズル３６やノズル８２及びノズル８３のノズル径はΦ１．０〜Φ１．５ｍｍであり非常に小さいため孔詰まりを防ぐためである。抜き取り後の液体フラックス７０はペットボトルなどにて保管するのがよい。液体フラックス７０は液体フラックス供給配管２３から注入する。液体フラックス７０の注入量は２〜３リットルが望ましい。
【００１２】第２の解決手段は、図２に示すようにロウ付け及びガス切断などに使用するフラックスをアルコールやアセトンあるいはこれらを混合した液体に溶解した液体フラックス７０の中に、アセチレンやプロパンなどの燃焼ガスを吹き込んで、前記液体フラックス７０を気化せしめて気化フラックスを生成する液体フラックス気化装置１０において、周りに複数の回転筒用ネオジ磁石４０が配設してある回転筒３０を設け、該回転筒３０を毎分６０〜２００回、回転させるとともに、毎分６０〜２００回、上下振動させながら前記気化フラックスを通過せしめて、該気化フラックスを取り出す液体フラックス気化装置１０である。回転筒用ネオジ磁石４０は３００００〜３５０００ガウスとし、毎分６０〜２００回、回転させるとともに上下振動させる方法である。回転筒３０の下部には回転偏心カム５０が配設されており、回転筒３０の回転とともに回転する。回転偏心カム５０は仕切り板２４に固定されている固定偏心カム６０と接触しており、回転筒３０の回転に応じて回転筒用ネオジ磁石４０は上下振動をする。回転筒用ネオジ磁石４０は（Ｎ−Ｓ）、（Ｓ−Ｎ）、（Ｎ−Ｓ）、（Ｓ−Ｎ）となるように配設されており、３００００〜３５０００ガウスのネオジ磁石の反磁場組み合わせによりノズル３６周りを磁場撹拌することになる。回転と上下振動するたびに極が変化するため強い衝撃を受け、気化フラックスは活性化したままガス輸送管２８を経由して切断トーチ（図示せず）に導かれる。
【００１３】第３の解決手段は、前記回転筒用ネオジ磁石４０が３００００〜３５０００ガウスである液体フラックス気化装置１０である。
【００１４】第４の解決手段は、前記回転筒３０を回転させる機構において、該回転筒３０に竪向きベベルギヤ３２を配設し、該竪向きベベルギヤ３２と噛み合うように横向きベベルギヤ３３を配設し、該横向きベベルギヤ３３がモータ３１に接続してある液体フラックス気化装置１０である。
【００１５】第５の解決手段は、前記回転筒３０を上下振動させる機構において、液体フラックス気化装置１０の外筒上部に回転自在に回転筒３０を設け、該回転筒３０に上向きベベルギヤ３２を配設し、該上向きベベルギヤ３２と噛み合うように横向きベベルギヤ３３を配設し、該横向きベベルギヤ３３がモータ３１に接続してあるとともに、回転筒３０にストッパー５１を設け、該ストッパー５１に前記回転筒３０の軸方向に昇降可能なカム板５０を載せ、該カム板５０に前記回転筒用ネオジ磁石４０を回転筒３０の軸方向に昇降可能に配設し、前記カム板５０の下部には固定偏心カム６０を配設してある液体フラックス気化装置１０である。カム板５０はストッパーの上に載せられているだけであり、回転筒３０の軸方向に自由に昇降できる。カム板５０には突起５０ａがあり、突起５０ａは緩やかな勾配の山型となっている。固定偏心カム６０の突起６０ａもカム板５０と同じ様な緩やかな勾配の山型となっている。回転筒３０が回転するとカム板５０も回転し、固定偏心カム６０の突起６０ａとカム板５０の突起５０ａが接触し始めるとカム板５０は次第に上昇し、離れ始めると次第に下降する。このカム板５０の上昇下降に合わせて回転筒用ネオジ磁石４０は回転と同時に上下振動する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】は回転機構を有する液体フラックス気化装置の側面の断面図である。
【図２】は回転と上下振動機構を有する液体フラックス気化装置の側面の断面図である。
【符号の説明】
【００１７】１０：液体フラックス気化装置、２０：ドーム部、２１：ガス発生部、２２：液体フラックス抜き取り配管、２３：液体フラックス供給配管、２４：仕切り板、２５：ミキシング室、３０：回転筒、３１：モータ、３２：上向きベベルギヤ、３３：横向きベベルギヤ、３４：取り付け台、３５：スペーサ、３６：ノズル、３７：ベアリング、３８：パッキン、３９：駆動室、４０：回転筒用ネオジ磁石、４１：ドーム部ネオジ磁石、４２：燃焼ガスノズル用ネオジ磁石、５０：カム板、５０ａ：突起、５１：ストッパー、６０：固定偏心カム、６０ａ：突起、７０：液体フラックス、８０：主吹き込みヘッダ、８１：補助吹き込みヘッダ、８２：燃料ガスノズル、８３：ノズル
【図１】
2009233741.tif 000003
【図２】
2009233741.tif 000004