特開 2022-177720 酸素溶断ランスパイプの着火器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022177720

(43)【公開日】2022-12-01

(54)【発明の名称】酸素溶断ランスパイプの着火器

(51)【国際特許分類】

   F23Q 13/00 20060101AFI20221124BHJP

   B23K 7/00 20060101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

F23Q13/00 A

B23K7/00 W

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021084153

(22)【出願日】2021-05-18

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000180254

【氏名又は名称】酸素アーク工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001601

【氏名又は名称】弁理士法人英和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 健一

(72)【発明者】

【氏名】坂井 明彦

(57)【要約】

【課題】着火作業の回数を重ねても基体が損傷にくく、しかも熱伝導を抑え安全性に優れた酸素溶断ランスパイプの着火器を提供する。
【解決手段】木材からなる基体１０と、この基体に設けられた筒体装着穴１２の底面に設置されたベース材２０と、このベース材の上に設置された筒体３０と、この筒体内に挿入された燃焼材４３とを備える着火器１である。ベース材２０及び筒体３０は木材より難燃焼性の材料からなり、ベース材２０は、筒体３０の外周面と筒体装着穴１２の内周面との間に隙間Ｗが生じるように、筒体３０の下端部を保持又は固定している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

木材からなる基体と、この基体に設けられた筒体装着穴の底面に設置されたベース材と、このベース材の上に設置された筒体と、この筒体内に挿入された燃焼材とを備える、酸素溶断ランスパイプの着火器であって、
前記ベース材及び前記筒体は木材より難燃焼性の材料からなり、
前記ベース材は、前記筒体の外周面と前記筒体装着穴の内周面との間に隙間が生じるように、前記筒体の下端部を保持又は固定している、酸素溶断ランスパイプの着火器。

【請求項2】

前記筒体の上端は前記基体の表面から突出している、請求項１に記載の酸素溶断ランスパイプの着火器。

【請求項3】

前記基体は下方向に傾斜する傾斜面を有し、前記筒体装着穴は前記傾斜面に設けられ、更に前記基体には前記筒体装着穴の下部に連続する切欠きが設けられている、請求項１又は２に記載の酸素溶断ランスパイプの着火器。

【請求項4】

前記ベース材はモルタルからなり、前記筒体は金属からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載の酸素溶断ランスパイプの着火器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、酸素溶断ランスパイプの着火器に関する。なお、本明細書では、「酸素溶断ランスパイプ」を単に「ランスパイプ」ともいう。

【背景技術】

【0002】

従前より、ガス切断や機械的切断では困難を伴う対象材（板厚の厚い鋼材など）を切断あるいは穿孔する際には、酸素溶断装置を用いた溶断を行っている。
酸素溶断装置は、内部に酸素流路を有する金属製のランスパイプに対して、外部より一定以上の熱源を先端部に与えて、ランスパイプを溶融・着火させ、酸素流路に送り込まれている酸素とランスパイプとで、連続的に酸化反応を起こさせて自己燃焼させ、その先端部の酸化反応熱によって対象材（被溶断物）を切断あるいは穿孔する溶断装置である。

【0003】

このような酸素溶断装置において、ランスパイプの先端部に着火するための技術として、特許文献１に、「主に木材や圧縮した紙材等からなる適宜着火材基体に、ランスパイプの先端部分が挿入可能な着火用挿入穴を設け、鉄を主体とした金属粉を臘や樹脂の如きバインダーにて固形化してなる着火用燃焼材を、ランスパイプ挿入空間が開口近傍に残るように着火用挿入穴に内装せしめて構成したことを特徴とする酸素ランスパイプ用着火材」、及び「酸素ボンベからの酸素を、ホースを介してランスパイプ内に供給すると共に、ランスパイプ先端から噴出せしめ、このランスパイプの先端部分を、主に木材や圧縮した紙材等からなる着火材基体の着火用挿入穴内に挿入すると共に、この着火用挿入穴内に適宜火種を入れ、ランスパイプ先端から噴出されて、ランスパイプ外表面と着火用挿入穴内壁面との間隙を着火用挿入穴開口部分に向って移動する返り酸素で、着火材基体の着火用挿入穴内壁部分を燃焼せしめ、この着火用挿入穴内壁部分の燃焼による一次燃焼で、着火用挿入穴内に予め内装せしめてある鉄を主体とした金属粉を臘や樹脂等のバインダーにて固形化してなる着火用燃焼材を燃焼せしめ、この着火用燃焼材の燃焼による発熱量の大きい二次燃焼で、着火用挿入穴内にあるランスパイプの先端部分を燃焼せしめるようにすることを特徴とした酸素ランスパイプの着火方法」が開示されている。

【0004】

しかし、特許文献１の着火材では着火材基体を一次燃焼させることを前提としているから、着火作業の回数を重ねる毎に、着火材基体の形状が崩れて着火作業に支障をきたすだけでなく、激しく炎を上げてしまう状況にもなり、周囲への安全上、そのたびに消火作業（放水、酸素遮断等）の必要がある。また、着火作業終了後、着火材基体の形状損傷、帯熱等により、その持ち運びにも不自由な点がある。

【0005】

一方、本発明者らは特許文献２において、基体を一次燃焼させることを前提としない着火器を提案している。この着火器によれば、上述の特許文献１に比べると基体の損傷や燃焼を大きく抑えることができる。しかし、この着火器においても、基体に挿入される着火材を多数個使用していくと着火材の熱で基体が炭化し、ランスパイプの先端から吹き付けられる酸素と着火の際の炎に反応し、基体が損傷したり炎を上げたりする場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３５４１３９３号公報

【特許文献2】特許第６７４４６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、着火作業の回数を重ねても基体が損傷にくく、しかも熱伝導を抑え安全性に優れた酸素溶断ランスパイプの着火器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一観点によれば、次の酸素溶断ランスパイプの着火器が提供される。
木材からなる基体と、この基体に設けられた筒体装着穴の底面に設置されたベース材と、このベース材の上に設置された筒体と、この筒体内に挿入された燃焼材とを備える、酸素溶断ランスパイプの着火器であって、
前記ベース材及び前記筒体は木材より難燃焼性の材料からなり、
前記ベース材は、前記筒体の外周面と前記筒体装着穴の内周面との間に隙間が生じるように、前記筒体の下端部を保持又は固定している、酸素溶断ランスパイプの着火器。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、燃焼材を挿入する筒体の外周面と筒体を装着する筒体装着穴の内周面との間に隙間が存在し、しかも筒体装着穴の底面には木材より難燃焼性の材料からなるベース材が設置されているから、着火作業時に燃焼材の燃焼による熱が基体に伝わりにくくなる。そのため、着火作業の回数を重ねても基体が損傷にくくなる。更に、基体は木材からなるから、熱伝導を抑えることができ安全性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態である酸素溶断ランスパイプの着火器の斜視図。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図。

【図3】図１の着火器及び特許文献２に開示されている着火器による繰り返し着火試験の結果（試験後の着火器の外観）を示す写真（左側が図１の着火器、右側が特許文献２の着火器。）。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は本発明の一実施形態である酸素溶断ランスパイプの着火器（以下、単に「着火器」という。）１の斜視図、図２は図１のＡ－Ａ断面図である。
本実施形態の着火器１は、基体１０、ベース材２０、筒体３０及び着火材４０を備える。
基体１０は木材からなり、一辺が１００ｍｍ程度の立方体の正面の上辺部分を切り欠いて下方向に傾斜する傾斜面１１とした七面体の形状を有する。そして傾斜面１１に直径が６０ｍｍ程度で深さが６０ｍｍ程度の筒体装着穴１２が設けられている。筒体装着穴１２の深さ方向は傾斜面１１に垂直である。また、基体１０には筒体装着穴１２の下部に連続する切欠き１３が設けられている。

【0012】

ベース材２０は木材より難燃焼性の材料からなり、図２に表れているように筒体装着穴１２の底面に設置されるものである。本実施形態においてベース材２０はモルタルからなり、筒体３０の外周面と筒体装着穴１２の内周面との間に所定幅の隙間Ｗが生じるように、筒体３０の下端部を固定している。

【0013】

筒体３０は木材より難燃焼性の材料からなり、筒体装着穴１２に装着されるものである。本実施形態において筒体３０は真鍮からなり、上述の通り筒体３０の下端部をベース材２０で固定することで、筒体３０の外周面と筒体装着穴１２の内周面との間に所定幅の隙間Ｗが生じるように、筒体装着穴１２に装着されている。この筒体３０の直径（外径）は５５ｍｍ程度、高さは７０ｍｍ程度である。一方、上述の通り筒体装着穴１２の直径（内径）は６０ｍｍ程度で深さは６０ｍｍ程度である。したがって、本実施形態において筒体３０の外周面と筒体装着穴１２の内周面との間の隙間Ｗの幅は２．５ｍｍ程度であり、また、筒体３０の上端は傾斜面１１（基体１０の表面）から１０ｍｍ程度突出している。

【0014】

着火材４０は、特許文献２に開示されている着火材と実質的に同一の構成を有するもので、外周材４１、底材４２及び燃焼材４３を含む。
外周材４１は成形炭で円筒状に形成されており、ランスパイプの先端部分が挿入可能な貫通孔４１ａを有する。本実施形態において貫通孔４１ａの直径（円筒状の外周材４１の内径）は２０ｍｍ程度であるが、使用するランスパイプの外径（一般的には１０～２０ｍｍ程度）に応じて、そのランスパイプの先端部分が挿入可能な大きさとする。外周材４１の外径は筒体３０の内径よりわずかに小さく、外周材４１の高さは筒体３０の高さより１０ｍｍ程度低く、筒体３０に挿入した状態では図２に示しているように外周材４１の上端面の高さ位置は、筒体３０の上端の高さ位置と同一又は若干低い位置としている。

【0015】

底材４２は成形炭より難燃焼性の材料で形成されており、貫通孔４１ａの下端を塞ぐものである。本実施形態において底材４２は、鉄粉を無機バインダー（珪酸ナトリウム水溶液）で固めたもので、貫通孔４１ａの下端に挿入することで貫通孔４１ａの下端を塞いでいる。このほか、底材４２を外周材４１の外径とほぼ同じ大きさとし、その底材４２を外周材４１の下端面に接着（接合）することで、貫通孔４１ａの下端を塞ぐこともできる。また、成形炭より難燃焼性の材料としては、鉄板、ステンレス板、真鍮板、鉄粉又はステンレス粉を無機バインダーで固めたもの等が挙げられる。

【0016】

燃焼材４３は粉炭を主体としてなり貫通孔４１ａ内に挿入されている。燃焼材４３は主体である粉炭のほかに鉄粉等の金属粉を含み得る。主体である粉炭の含有率は８０質量％以上であることが好ましい。本実施形態において燃焼材４３は、ランスパイプの先端部分を挿入可能な空間が貫通孔４１ａの上端開口近傍に残るように貫通孔４１ａ内に挿入されており、その空間内には、綿糸、導火線、油引き紙、油引き布等からなる導火材４４が挿入されている。

【0017】

次に、本実施形態の着火器１によるランスパイプの着火方法について説明する。なお、この着火器１によるランスパイプの着火方法は、特許文献２に開示した着火器によるランスパイプの着火方法と同様である。そこで、詳しくは特許文献２を参照することとし、以下ではその概要のみを説明する。
１回目の着火の際には、導火材４４に着火して、これを火種とする。続いて、ランスパイプの先端部を貫通孔４１ａの上端開口に近付ける。そうすると、ランスパイプの先端部から供給される酸素と火種との酸化反応が生じる。引き続きランスパイプの先端部から酸素を供給しながらランスパイプの先端部を貫通孔４１ａ内に挿入すると、粉炭を主体とする燃焼材４３とランスパイプの先端部との間で激しい燃焼が起こり、ランスパイプの先端部が溶融して着火に至る。そして、２回目以降の着火の際には、外周材４１の底部に沈殿しているスラグを再溶融化し、その溶融熱によりランスパイプに着火する。

【0018】

このように着火作業の回数を重ねても本実施形態の着火器１によれば、着火材４０（燃焼材）を挿入する筒体３０の外周面と筒体３０を装着する筒体装着穴１２の内周面との間に隙間Ｗが存在し、しかも筒体装着穴１２の底面には木材より難燃焼性の材料であるモルタルからなるベース材２０が設置されているから、着火作業時に着火材４０（燃焼材）の燃焼による熱が基体１０に伝わりにくくなる。そのため、着火作業の回数を重ねても基体１０が損傷にくくなる。更に、基体１０は木材からなるから、熱伝導を抑えることができ安全性にも優れている。なお、本実施形態において、隙間Ｗの幅は２．５ｍｍ程度としたが、これに限定されるものではなく、例えば２ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。すなわち、熱が基体１０に伝わりにくくする観点からは隙間Ｗの幅は大きい方がよいが、隙間Ｗの幅は大きくなると、筒体３０の安定性が損なわれる、着火器１が大型になるなどの問題が生じ得るから、隙間Ｗの幅は大きすぎない方がよい。

【0019】

また、本実施形態では、筒体３０の上端が傾斜面１１（基体１０の表面）から突出しているから、着火作業時に着火材４０（燃焼材）の燃焼による熱が基体１０により伝わりにくくなる。なお、本実施形態において筒体３０の上端の突出長さは１０ｍｍ程度としたが、これに限定されるものではなく、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることができる。すなわち、着火作業時に着火材４０（燃焼材）の燃焼による熱が基体１０に伝わりにくくする観点からは筒体３０の上端の突出長さは長い方がよいが、筒体３０の上端の突出長さが長くなると着火作業時に高温となる筒体３０が大きく露出することになるから、安全性や持運び性などを考慮すると筒体３０の上端の突出長さは長すぎない方がよい。

【0020】

更に、本実施形態では基体１０に、筒体装着穴１２の下部に連続する切欠き１３が設けられているから、着火作業時に着火材４０（燃焼材）の燃焼による熱が基体１０により伝わりにくくなる。すなわち、切欠き１３は筒体装着穴１２の下部において隙間Ｗ（空間）を拡大しているから、筒体装着穴１２の下部において熱が基体１０により伝わりにくくなる。

【0021】

なお、本実施形態においてベース材２０はモルタルとしたが、これには限定されず、木材より難燃焼性の材料であればよい。ベース材２０として適用可能な、木材より難燃焼性の材料としては、モルタルのほかに鉄板、ステンレス板、真鍮板、セラミックス板等の板材が挙げられ、このような板材に筒体３０の下端部を保持するための保持部を設け、その保持部で筒体３０の下端部を保持するようにしてもよい。ただし、筒体３０を確実かつ簡単に保持固定する点からは、本実施形態のようにモルタルで筒体３０の下端部を固定することが好ましい。また、モルタルは耐熱性及び断熱性に優れることから、筒体装着穴１２の底面に熱が伝わりにくくする点からも好ましい。

【0022】

また、本実施形態において筒体３０の材料を真鍮としたが、これには限定されず、木材より難燃焼性の材料であればよい。筒体３０として適用可能な、木材より難燃焼性の材料としては、真鍮のほかに鉄、ステンレス等の金属、あるいはセラミックスが挙げられる。ただし、筒体３０の周囲にある隙間Ｗ（空間）からの放熱性を考慮すると、本実施形態のように真鍮等の金属製とすることが好ましい。また、金属は筒体への加工が容易であり安価であることから、経済性の点からも好ましい。

【0023】

更に本実施形態では、燃焼材４３を着火材４０の一部として筒体３０内に挿入したが、燃焼材４３を直接、筒体３０内に挿入してもよい。また、燃焼材４３も粉炭を主体とするものに限定されず、特許文献１に開示されているような金属粉をバインダーで固形化したものなど、各種燃焼材を用いることができる。なお、燃焼材を直接、筒体３０内に挿入する場合、燃焼材を着火作業のたびに筒体３０内に挿入するようにしてもよい。

【実施例0024】

本発明の実施例として、図１に示す着火器１を用いて着火作業を繰り返し実施した。また、比較例として特許文献２に開示されている着火器を用いて着火作業を繰り返し実施した。なお、実施例、比較例共に基体の材質は木材とした。

【0025】

実施例では２５個の着火材を用い、それぞれの着火材で着火作業を９回繰り返した。具体的には、１個目の着火材で着火作業を９回繰り返し、その後、１個目の着火材を基体から取り出し、その基体に２個目の着火材を挿入して着火作業を９回繰り返した。これを２５個目の着火材まで繰り返した。

【0026】

一方、比較例では５個の着火材を用い、それぞれの着火材で着火作業を９回繰り返した。具体的には、１個目の着火材で着火作業を９回繰り返し、その後、１個目の着火材を基体から取り出し、その基体に２個目の着火材を挿入して着火作業を９回繰り返した。これを５個目の着火材まで繰り返した。

【0027】

図３に、試験後の着火器の外観を示している（左側が実施例、右側が比較例）。図３に示すように、実施例の着火器では２５個の着火材を用い、それぞれの着火材で着火作業を９回繰り返した試験後においても基体１０に損傷や燃焼は見られなかった。一方、比較例の着火器では、試験後において基体１０に炭化が見られ、５個目の着火材を用いた着火作業の直後にはわずかではあるが、基体１０から炎が上がる現象が見られた。

【符号の説明】

【0028】

１ 着火器
１０ 基体
１１ 傾斜面
１２ 筒体挿入穴
１３ 切欠き
２０ ベース材
３０ 筒体
４０ 着火材
４１ 外周材
４１ａ 貫通孔
４２ 底材
４３ 燃焼材
４４ 導火材

【図1】

【図2】

【図3】