(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の火口を上面視同一直線上に配列すると共に該火口に形成した火炎によって、管軸が前記火口の配列方向に直交するよう回転保持したガラス管の切断部位を加熱するためのガラス管加工用バーナにおいて、前記火口が、開口面積の小さい小火口と、この小火口より開口面積の大きい大火口とを有してなると共に、前記小火口に形成された小火炎の先端により前記ガラス管の切断線に沿った管外表面の下部を加熱し、前記切断線に沿った管外表面の側部に接するよう前記大火口に形成された大火炎により該側部を加熱することを特徴とするガラス管加工用バーナ。
【請求項２】
前記小火口が内側位置に配列され、該小火口の外側位置に前記大火口が配列されており、かつ前記各火口に連通するガス送出孔の孔方向が鉛直方向となっていることを特徴とする請求項１記載のガラス管加工用バーナ。
【請求項３】
前記大火口と前記小火口との間に、開口面積が前記大火口より小さく前記小火口より大きい中火口を配列し、前記中火口に形成された中火炎の先端により前記ガラス管の切断線に沿った管外表面の下部から側部にかけて中間部を加熱するようにしたことを特徴とする請求項２記載のガラス管加工用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管を切断加工するために局部的に加熱するガラス管加工用バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は上面図であり、図１０は本体ブロックの部分断面図であり、図１１はガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図である。
【０００３】
図９及び図１０において、１はバーナ本体、２は本体ブロック、３はカバー、４は本体ブロック２に形成された凹所をカバー３によって気密に閉塞してなるマニホールド、５はバーナ本体１の下部に形成されマニホールド４の内底部に開口する燃料ガスと酸素との混合ガス（以下ガスと称する）を導入するガス導入口で、このガス導入口５に図示しないガス供給管が接続され、バーナ本体１へのガスの供給が行われる。
【０００４】
６はバーナ本体１に形成されたその上面１ａとマニホールド４を連通する複数の孔形状が等しく各孔形状が軸方向に変化しない、例えば６本の正三角形の孔形状を有するストレートのガス送出孔である。このガス送出孔６は本体ブロック２の一側面２ａの上部に６本の溝６ａを例えば溝幅０．６ｍｍ、溝間ピッチ３ｍｍの等断面形状、等ピッチで、本体ブロック２の中心線ＣＬに対し左右対称に削設し、ガス送出孔６を除いてこれをカバー３によって気密に閉塞することにより形成される。
【０００５】
そして、７はガス送出孔６がバーナ本体１の上面１ａに等開口形状、すなわち同一開口面積を有し、等ピッチで同一直線上に配列されるよう開口することによって形成された６個の火口である。
【０００６】
このように構成したものでのガラス管８（例えば上記各寸法の場合には直径が９ｍｍ〜１０ｍｍのガラス管に適合）の加熱切断は、先ず、バーナ本体１の火口７から噴出するガスに着火し火炎９を立ち上がらせる。６個の火口７の火炎９は同一開口面積を有するものであるので略同じ高さのものとなって１本の火炎列１０を形成する。この後、図示しない加工装置の保持部に保持したガラス管８を、回転させながら管軸が火炎列１０の中心で直交し、所定の高さでガラス管８の切断部位、すなわち、切断線に沿った管外表面が火炎９で加熱されるようにする。この時、中央部分の２つの火口７に形成された火炎９によって回転するガラス管８の下側の切断部位を加熱し、また外側のそれぞれ２つの火炎９うちの内側のもので、ガラス管８の切断部位の側部に火炎９が接するようにして加熱を行う。
【０００７】
このようにして所定時間の加熱を行った後、ガラス管８の加熱された切断部位を火炎９から外して急速に冷却する。この急冷によってガラス管８の表面にヒートショックによるクラックが生じ、さらにクラックは加熱部分に沿って進展してガラス管８が切断される。
【０００８】
しかしながら上記の従来技術においては、ガラス管８を切断加工する時に、６個の火口７に形成された火炎９のうちの外側から２番目の各火炎９がガラス管８の切断部位の側部に接するように、ガラス管８を火口７の上方に位置させ加熱するようにしている。これにより、ガラス管８の下側の切断部位を加熱する中央部分の２つの火口７から立ち上がる火炎９は、ガラス管８の外周表面に沿って広がり、中央部分の２つ火炎９はガラス管８の外周表面で１つの火炎となり、さらにガラス管８の側部に接する外側の２つの火炎９とも干渉し合って同様に１つの火炎になってガラス管８を加熱することになる。
【０００９】
このように複数の火炎９が干渉し１つの幅の広い火炎となってガラス管８の外周表面を加熱するため、ガラス管８の加熱される部分が比較的広いものとなる。この結果、ガラス管８の局部的な加熱が行えなくなり、加熱された切断部位を急速に冷却した場合にクラックの発生する領域が広がり、切断面が乱れて寸法の安定した切断を行うことができない。
【００１０】
なお、中央部分の２つ火炎９が干渉し合って１つの火炎とならないようガラス管８の高さを火口７上方に高く保持して加熱しようとすると、外側の２つの火炎９がガラス管８の側部に接触しなくなり、切断部位の局部的な加熱が十分に行えなくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように直線上に配列された同一開口面積、等ピッチの複数の火口によって形成した火炎の火炎列で切断部位を加熱した場合に、ガラス管の加熱部位が広がって局部加熱とならず、良好な切断を行うことができない。このような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところはガラス管の局部加熱を行うことができ、これによって良好な切断面を有する寸法の安定した切断を行うことができるガラス管加工用バーナを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス管加工用バーナは、複数の火口を上面視同一直線上に配列すると共に該火口に形成した火炎によって、管軸が火口の配列方向に直交するよう回転保持したガラス管の切断部位を加熱するためのガラス管加工用バーナにおいて、火口が、開口面積の小さい小火口と、この小火口より開口面積の大きい大火口とを有してなると共に、小火口に形成された小火炎の先端によりガラス管の切断線に沿った管外表面の下部を加熱し、切断線に沿った管外表面の側部に接するよう大火口に形成された大火炎により該側部を加熱することを特徴とするものであり、
さらに、小火口が内側位置に配列され、該小火口の外側位置に大火口が配列されており、かつ各火口に連通するガス送出孔の孔方向が鉛直方向となっていることを特徴とするものであり、
さらに、大火口と小火口との間に、開口面積が大火口より小さく小火口より大きい中火口を配列し、中火口に形成された中火炎の先端によりガラス管の切断線に沿った管外表面の下部から側部にかけて中間部を加熱するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
先ず、第１の実施形態を図１乃至図６により説明する。図１は正面図であり、図２は上面図であり、図３は本体ブロックの部分断面図であり、図４はガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図であり、図５は第１の実施形態における第１の変形形態の上面図であり、図６は第１の実施形態における第２の変形形態の上面図である。
【００１５】
図１乃至図６において、１１はバーナ本体で、このバーナ本体１１は内部にマニホールド１２が設けられるよう凹所が削設された本体ブロック１３と、この本体ブロック１３の凹所を削設した一側面１３ａにねじ１４によって取着され、凹所の開口を気密に閉塞するカバー１５とにより構成されている。またバーナ本体１１の下部にはマニホールド１２の内底部にガス導入口１６が開口しており、このガス導入口１６にはガス供給管１７の片端が管継手１８を介して接続されている。なお、ガス供給管１７の他端は図示しないガス源に接続されており、このガス供給管１７を通してバーナ本体１１にガス源からのガス供給が行えるようになっている。
【００１６】
さらにバーナ本体１１は、その上面１１ａに形成された断面形状が部分円弧状の凹部１９に、図２に示すように上面視同一直線上に等ピッチで配列されるように開口し、またマニホールド１２に連通する孔形状が正三角形で、軸方向に孔形状が均等なストレートの４本の第１のガス送出孔２０と、２本の第２のガス送出孔２１がそれぞれ形成されている。これら第１のガス送出孔２０と第２のガス送出孔２１とは、第１のガス送出孔２０の断面積の方が第２のガス送出孔２１よりも大きくなるように形成されている。
【００１７】
また、これら第１のガス送出孔２０と第２のガス送出孔２１は、本体ブロック１３の一側面１３ａの上部にそれぞれの孔形状に応じ、第１のガス送出孔２０に対応する４本のＶ形状の第１の溝２０ａと、第２のガス送出孔２１に対応する２本のＶ形状の第２の溝２１ａを削設し、これら第１の溝２０ａ、第２の溝２１ａを除く本体ブロック１３をカバー１５によって気密に閉塞することにより形成される。
【００１８】
第１の溝２０ａ、第２の溝２１ａは、本体ブロック１３の一側面１３ａの上部に、例えば溝幅０．８ｍｍの４本の第１の溝２０ａと、溝幅０．５ｍｍの２本の第２の溝２１ａを、溝間ピッチ３ｍｍの等ピッチで、本体ブロック１３の中心線ＣＬに対し、内側に２本の第２の溝２１ａ、外側に２本づつの第１の溝２０ａが設けられるよう左右対称に削設されている。
【００１９】
また、２２は第１のガス送出孔２０がバーナ本体１１の上面１１ａの凹部１９に開口することで形成された４個の大火口であり、２３は第２のガス送出孔２１が同じく凹部１９に開口することで形成された２個の小火口である。そして大火口２２と小火口２３は、小火口２３より大火口２２の方が開口面積が大きい異なる大きさの正三角形で形成された異なる開口面積を有して、等ピッチで同一直線上に配列される。
【００２０】
このように構成したものでのガラス管２４（例えば上記各寸法の場合には直径が９ｍｍ〜１０ｍｍのガラス管に適合）の加熱切断は、先ず、バーナ本体１１の大火口２２と小火口２３から噴出するガスに着火し、大火炎２５と小火炎２６を立ち上がらせる。大火炎２５と小火炎２６は１本の火炎列２７を形成する。そして、この火炎列２７の外側４個の大火口２２による大火炎２５と、内側２個の小火口２３による小火炎２６とは、両火口２２，２３の開口面積が異なるために、大火炎２５の高さの方が小火炎２６よりも高いものとなる。
【００２１】
この後、図示しない加工装置の保持部に保持したガラス管２４を、回転させながら管軸が火炎列２７の中心で直交し、所定の高さでガラス管２４の切断部位、すなわち、切断線に沿った管外表面が大火炎２５と小火炎２６で局部的に加熱されるようにする。この時、内側の２個の小火口２３に形成された小火炎２６によって、回転するガラス管２４の切断部位の下側部分を加熱し、また外側のそれぞれ２つの大火炎２５の内の内側に配列されたもので、同じく回転するガラス管２４の切断部位の側部を火炎が接するようにして加熱する。なお、ガラス管２４を所定の高さに維持することで小火炎２６の先端でガラス管２４の切断部位の下側部分の局部加熱が行われる。
【００２２】
そして所定時間の局部加熱を行った後、ガラス管２４を大火炎２５及び小火炎２６から外し、加熱された切断部位に図示しない冷却金属板を当接する等して急速に冷却する。この急冷によってガラス管２４の表面にヒートショックによるクラックが生じ、さらにクラックは加熱部分に沿って進展してガラス管２４が所定の切断部位で切断される。
【００２３】
以上のように構成されているので、火炎列２７の炎の形状がガラス管２４の半断面形状に近似したものとなり、大火炎２５の内側のものが回転するガラス管２４の切断部位の側部をこれに接するようにして加熱すると共に、回転するガラス管２４の切断部位の下側部分を小火炎２６の先端で加熱することにる。これによって、内側の小火炎２６同士、また大火炎２５と小火炎２６が干渉し合い１つの火炎になってガラス管２４の外周表面を広く加熱することがなくなり、十分な局部加熱を行うことができる。
【００２４】
この結果、ガラス管２４の加熱された切断部位を急速に冷却して切断を行った場合に、クラックの発生する領域が広がることなく狭い範囲で行われ、切断面が乱れることもなく、寸法の安定した切断を行うことができる。
【００２５】
なお、上記の実施形態では外側４個の大火口２２と内側２個の小火口２３の形状をそれぞれ開口面積が異なる正三角形としたが、以下に説明する図５に示す第１の変形形態、図６に示す第２の変形形態のように構成してもよい。
【００２６】
図５は第１の変形形態の上面図を示すが、図５において、バーナ本体２８は本体ブロック２９に、凹部１９からマニホールド１２に均等の孔径を有して連通するよう穿設された４本の大径孔の第１のガス送出孔３０と、第１のガス送出孔３０より小径孔の２本の第２のガス送出孔３１が形成されている。そして第１のガス送出孔３０と第２のガス送出孔３１とが凹部１９に、図５に示すように上面視同一直線上に等ピッチで配列されるようにそれぞれ開口して、外側に２個ずつ配されるように設けられた大火口３２と、内側２個の小火口３３とを構成している。大火口３２と小火口３３は開口形状が円形で開口面積が異なり、大火口３２の口径は小火口３３の口径よりも大きなものとなっている。
【００２７】
このように構成することによって、図示しないがガラス管を切断する際、大火口３２には高さの高い大火炎が形成されることになり、小火口３３には高さが大火口３２の大火炎より低い小火炎が形成されることになる。そして、切断するガラス管を回転させながら両火口３２，３３の上方の所定の高さに保持することにより、大火炎が回転するガラス管の切断部位の側部を接するようにして局部加熱し、小火炎がその先端で切断部位の下側部分を局部加熱することになる。
【００２８】
この結果、本変形形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００２９】
図６は第２の変形形態の上面図を示すが、図６において、バーナ本体３４は本体ブロック３５にカバー１５を取着することによって構成され、またバーナ本体３４にはその上面３４ａに形成された凹部１９に開口しマニホールド１２に連通する孔形状が方形で、軸方向に孔形状が均等なストレートの４本の第１のガス送出孔３６と２本の第２のガス送出孔３７とがそれぞれ形成されている。これら第１のガス送出孔３６と第２のガス送出孔３７とは、第１のガス送出孔３６の孔の断面積の方が第２のガス送出孔３７よりも大きくなるように形成されている。
【００３０】
また、これら第１のガス送出孔３６と第２のガス送出孔３７は、本体ブロック３５の一側面３５ａの上部にそれぞれの孔形状に応じ、第１のガス送出孔３６に対応する４本の方形状の第１の溝と、第２のガス送出孔３７に対応する２本の方形状の第２の溝を削設し、これら第１の溝と第２の溝をカバー１５によって気密に閉塞することにより形成される。
【００３１】
そして、このようにして形成された第１のガス送出孔３６と第２のガス送出孔３７とが凹部１９に、図６に示すように上面視同一直線上に等ピッチで配列されるようにそれぞれ開口して、外側に２個ずつ配されるように設けられた大火口３８と、内側２個の小火口３９とを構成している。大火口３８と小火口３９は開口形状が方形で開口面積が異なり、大火口３８の開口面積は小火口３９よりも大きなものとなっている。
【００３２】
このように構成することによって、図示しないがガラス管を切断する際、大火口３８には高さの高い大火炎が形成されることになり、小火口３９には高さが大火口３８の大火炎より低い小火炎が形成されることになる。そして、切断するガラス管を回転させながら両火口３８，３９の上方の所定の高さに保持することにより、大火炎が回転するガラス管の切断部位の側部を接するようにして局部加熱し、小火炎がその先端で切断部位の下側部分を局部加熱することになる。
【００３３】
この結果、本変形形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００３４】
次に、第２の実施形態を図７及び図８により説明する。図７は上面図であり、図８はガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図である。
【００３５】
図７及び図８において、４１はバーナ本体で、このバーナ本体４１は内部にマニホールド１２を形成する凹所が削設された本体ブロック４２と、この本体ブロック４２の一側面４２ａに凹所の開口を気密に閉塞するカバー１５とにより構成され、バーナ本体４２の下部にはマニホールド１２の内底部にガス導入口１６が開口していて、このガス導入口１６を介してバーナ本体４１にガス供給が行えるようになっている。
【００３６】
さらにバーナ本体４１は、その上面４１ａに形成された凹部１９に、図７に示すように上面視同一直線上に等ピッチで配列されるよう開口し、またマニホールド１２に連通する孔形状が正三角形で、軸方向に孔形状が均等なストレートの４本の第１のガス送出孔４３と、２本の第２のガス送出孔４４と、さらに２本の第３のガス送出孔４５がそれぞれ形成されている。これら第１のガス送出孔４３と第２のガス送出孔４４、第３のガス送出孔４５とは、第１のガス送出孔４３の孔の断面積が第２のガス送出孔４４、第３のガス送出孔４５よりも大きく、第２のガス送出孔４４の断面積が第３のガス送出孔４５よりも大きくなるように形成されている。
【００３７】
また、これら第１のガス送出孔４３と第２のガス送出孔４４、第３のガス送出孔４５は、本体ブロック４２の一側面４２ａの上部にそれぞれの孔形状に応じ、第１のガス送出孔４３に対応する４本のＶ形状の第１の溝と、第２のガス送出孔４４に対応する２本のＶ形状の第２の溝と、第３のガス送出孔４５に対応する２本のＶ形状の第３の溝とを削設し、これら第１の溝と第２の溝、第３の溝をカバー１５によって気密に閉塞することにより形成される。なお、本体ブロック４２の一側面４２ａには２本の第３の溝が所定間隔を設けて最内側に配設され、第３の溝の外側に片側１本ずつ第２の溝が所定間隔を設けて配設され、さらに第２の溝の外側に片側２本ずつ第１の溝が所定間隔を設けて配設されて、６本の溝が左右対称に設けられる。
【００３８】
そして、このようにして形成された第１のガス送出孔４３と第２のガス送出孔４４、第３のガス送出孔４５とが凹部１９に、図７に示すように上面視同一直線上に等ピッチで開口し、最外側に２個ずつ第１のガス送出孔４３による大火口４６が配設され、大火口４６の内側の片側に１個の第２のガス送出孔４４による中火口４７が配設され、最内側に２個の第３のガス送出孔４５による小火口４８が配設される。大火口４６と中火口４７、小火口４８は正三角形で開口面積が異なり、大火口４６の開口面積は中火口４７や小火口４８よりも大きく、中火口４７は小火口４８よりも大きなものとなっている。
【００３９】
このように構成したものでのガラス管４９加熱切断は、先ず第１の実施形態におけると同様に、バーナ本体４１の大火口４６と中火口４７、小火口４８から噴出するガスに着火し、大火炎５０と中火炎５１、小火炎５２を立ち上がらせる。立ち上がった大火炎５０と中火炎５１、小火炎５２によって１本の火炎列５３が形成される。そして、この火炎列５３の外側４個の大火口４６による大火炎５０と、大火口４６の内側の２個の中火口４７による中火炎５１、最内側の小火口４８による小火炎５２とは、それぞれ開口面積が異なるために、大火炎５０の高さが中火炎５１や小火炎５２よりも高く、中火炎５１は小火炎５２よりも高いものとなる。
【００４０】
この後、図示しない加工装置の保持部に保持したガラス管４９を、回転させながら管軸が火炎列５３の中心で直交し、所定の高さでガラス管４９の切断部位、すなわち、切断線に沿った管外表面が大火炎５０と中火炎５１、小火炎５２で局部的に加熱されるようにする。この時、最内側の２個の小火口４８に形成された小火炎５２によって回転にともない下側となったガラス管４９の切断部位の最下部近傍を加熱し、またその外側に片側１つずつ設けられた中火口４７に形成された中火炎５１によって回転するガラス管４９の切断部位の最下部と側部の中間部分を加熱し、さらに最外側に片側２つずつ設けられた大火炎５０によって回転するガラス管４９の切断部位の側部を火炎が接するようにして加熱する。なお、ガラス管４９を回転させながら所定の高さに保持することで小火炎５２の先端でガラス管４９の切断部位の最下部近傍の局部加熱が行われ、中火炎５１の先端でガラス管４９の切断部位の最下部と側部の中間部分の局部加熱が行われる。
【００４１】
そして所定時間の局部加熱を行った後、ガラス管４９を大火炎５０及び中火炎５１、小火炎５２から外し、加熱された切断部位を急速に冷却する。この急冷によってガラス管４９の表面にヒートショックによるクラックが生じ、さらにクラックは加熱部分に沿って進展してガラス管４９が所定の切断部位で切断される。
【００４２】
以上のように構成されているので、火炎列５３の炎の形状がガラス管４９の半断面形状に近似したものとなり、最外側にそれぞれ形成された２つの大火炎５０の内側のものが回転するガラス管４９の切断部位の側部を接するように加熱すると共に、回転するガラス管４９の切断部位の最下部近傍を小火炎５２の先端で加熱し、また中火炎５１の先端で切断部位の最下部と側部の中間部分を加熱することになる。これによって、最内側の小火炎５２同士も干渉、また小火炎５２と中火炎５１の干渉、さらに中火炎５１と大火炎５０の干渉等、複数の火炎が干渉し合い大きな１つの火炎になるなどガラス管２４の外周表面を広く加熱することがなくなり、十分な局部加熱を行うことができる。
【００４３】
この結果、ガラス管４９の加熱された切断部位を急速に冷却して切断を行った場合に、第１の実施形態と同様にクラックの発生する領域が広がることなく狭い範囲で行われることになり、切断面が乱れることもなく、寸法の安定した切断を行うことができる。
【００４４】
尚、上記の各実施形態においてはバーナ本体の上面に形成した部分円弧状の凹部に開口面積の異なる複数の火口を開口させるようにしているが、火口をバーナ本体の平坦な上面に開口させるようにしてもよい。また火口形状についても上記以外の形状であっても、異なる形状を組み合わせてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、火口を開口面積の異なる小火口と大火口とを有するものとし、管軸が火口配列方向に直交するよう回転保持したガラス管の切断線に沿った管外表面の下部を小火口に形成した小火炎の先端により加熱し、管外表面の側部に接するよう大火口に形成した大火炎により該側部を加熱する構成としたことにより、ガラス管を局部加熱することになり、切断面が良好で寸法の安定した切断を行うことができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の上面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における本体ブロックの部分断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における第１の変形形態の上面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における第２の変形形態の上面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す上面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図である。
【図９】従来例を示す上面図である。
【図１０】従来例における本体ブロックの部分断面図である。
【図１１】従来例に係るガラス管加熱時の状況を拡大して示す要部の正面図である。
【符号の説明】
１１，２８，３４，４１…バーナ本体
１３，２９，３５，４２…本体ブロック
１５…カバー
２２，３２，３８，４６…大火口
２３，３３，３９，４８…小火口
２４，４９…ガラス管
２５，５０…大火炎
２６，５２小火炎
２７，５３…火炎列
４７…中火口
５１…中火炎
【図１】
0003792767.tif 000002
【図２】
0003792767.tif 000003
【図３】
0003792767.tif 000004
【図４】
0003792767.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003792767.tif 000007
【図７】
0003792767.tif 000008
【図８】
0003792767.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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