特許 7177214 ガストーチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】ガストーチ

(51)【国際特許分類】

   F23D 14/28 20060101AFI20221115BHJP

   F23D 14/66 20060101ALI20221115BHJP

   F23D 14/64 20060101ALI20221115BHJP

【ＦＩ】

F23D14/28 A

F23D14/28 D

F23D14/66 B

F23D14/64 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021083804

(22)【出願日】2021-05-18

【審査請求日】2021-05-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591098673

【氏名又は名称】小林 始

(74)【代理人】

【識別番号】100081673

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100141483

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 生吾

(72)【発明者】

【氏名】小林 始

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】実公昭５７－０５６０２１（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－０１３４４０３（ＫＲ，Ａ）

【文献】実開平０２－００７４２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５４－０２６５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０３３４２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０３－０７９０１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－２６５１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０５２０９９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｄ １４／２８

Ｆ２３Ｄ １４／３８ － １４／４４

Ｆ２３Ｄ １４／５２ － １４／５４

Ｆ２３Ｄ １４／６４ － １４／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

その内部にガス流路（Ｒ_１，Ｒ_２）を形成したトーチ本体（１３）と、
前記トーチ本体（１３）の先端側に装着され、ガス噴出側に突出したガス噴出用のノズル（２９）と、
前記トーチ本体（１３）の先端側に装着され、前記ノズル（２９）のガス噴出側の端部である先端部の外周を覆うか、或いは該ノズル（２９）よりもガス噴出側に位置する空間を覆い、該ノズル（２９）と同心的に配置され、該ノズル（２９）よりもガス噴出側に突出され、その突出側端である先端を開口端とし、その内部における前記ノズルよりもガス噴出側である先端部にガスを燃焼させる燃焼部（３４，３８）が形成された火口管（３２，３６）と、
前記トーチ本体（１３）の基端部に装着されるとともにガスボンベ（１）に着脱可能に装着されて前記ガス流路（Ｒ_１，Ｒ_２）とガスボンベ（１）内を連通させるジョイント部（１４）と、
その内部にガスとエアとを混合させる混合室（３１ｄ，３７ｂ，３７ｆ，３７ｇ）が形成され、その先端を上記燃焼部（３４，３８）に開口させてガス噴出口（３１ｅ）とし、その基端部がトーチ本体（１３）側に嵌合固定して支持され、その全体が一体形成された伝熱管（３１，３７）とを備え、
前記伝熱管（３１，３７）は、前記燃焼部（３４，３８）の熱を、自身の基端側に伝導させてガストーチ内を流動するガスを加熱するように構成され、
前記伝熱管（３１，３７）は、その先端部が前記燃焼部（３４，３８）に直接臨む
ことを特徴とするガストーチ。

【請求項2】

伝熱管（３１，３７）を熱伝導性に優れた耐熱性焼結材で形成した
請求項１に記載のガストーチ。

【請求項3】

火口管（３２）は、前記ノズル（２９）のガス噴出側の端部である先端部の外周を覆うように構成され、
混合室（３１ｄ）の内径をノズル（２９）外径より大径に形成し、
伝熱管（３１）の周壁を薄肉に形成した
請求項１又は２に記載のガストーチ。

【請求項4】

ノズル（２９）の基端部をトーチ本体（１３）の先端部のボス状の取付部（２８）に嵌合固定して先端側を混合室（３１ｄ）内に突出させ、
ノズル（２９）の突出端の外径に対して混合室（３１ｄ）の少なくとも基端部側の内径を大きく形成し、
ノズル（２９）の突出端の外周と混合室（３１ｄ）の基端部側の内周との間に液化ガスの気化を促すドーナツ状の予熱空間（３１ｆ）を形成した
請求項３に記載のガストーチ。

【請求項5】

伝熱管（３１）の混合室（３１ｄ）の周壁を上記予熱空間（３１ｆ）の外径に対応させて薄肉に形成した
請求項４に記載のガストーチ。

【請求項6】

火口管（３６）は、前記ノズル（２９）よりもガス噴出側に位置する空間を覆うように構成され、
ノズル（２９）の基端部をトーチ本体（１３）の先端のボス状の取付部（２８）に嵌合固定し、
ノズル（２９）の先端側外周に伝熱管（３７）の基端部を嵌合固定した
請求項１又は２に記載のガストーチ。

【請求項7】

伝熱管（３７）内の基端部には混合室として第１混合室（３７ｂ）が形成され、
伝熱管（３７）内の先端部には混合室として第３混合室（３７ｇ）が形成され、
伝熱管（３７）内には、第１混合室（３７ｂ）から第３混合室（３７ｇ）に至る空間である第２混合室（３７ｆ）が形成され、
第１混合室（３７ｂ）及び第３混合室（３７ｇ）の内径を、第２混合室（３７ｆ）の内径よりも大径とすることによって、前記伝熱管（３７）の第２混合室（３７ｆ）を覆う部分の周壁を厚肉に形成した
請求項６に記載のガストーチ。

【請求項8】

ノズル（２９）内に形成されたガス流路（４１ｂ）には、気化を促す充填材（４２）を挿入した
請求項１～７のいずれかに記載のガストーチ。

【請求項9】

充填材（４２）が液化ガスを含浸する耐熱性を備えたセルロース，不織布又は熱伝導性に優れた焼結金属よりなる
請求項８に記載のガストーチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は主として携帯型又はカセットタイプのガスボンベに使用するガストーチに関する。

【背景技術】

【0002】

上記ガスボンベに使用するガスには液化ガスが使用されており、従来燃焼時の気化を確実にするため着脱式のトーチには点火後の燃焼熱を利用して気化を促すヒートパネルや特許文献１に示すようなヒートパネルに代る予熱用のガス配管が施されるものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－３０４０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし上記特許文献１の予熱用の配管は、ガストーチの基端部側（把手側）から導入される液化ガスを配管を通じて先端側にガスを迂回させてノズル側に返送供給する機構が採用されている。このため迂回させた配管や配管プラグ等を必要とするので、構造が複雑化して部品製造や組込み作業のためにコスト高となるという欠点がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための本発明のガストーチは、第１に、その内部にガス流路Ｒ_１，Ｒ_２を形成したトーチ本体１３と、前記トーチ本体１３の先端側に装着され、ガス噴出側に突出したガス噴出用のノズル２９と、前記トーチ本体１３の先端側に装着され、前記ノズル２９のガス噴出側の端部である先端部の外周を覆うか、或いは該ノズル２９よりもガス噴出側に位置する空間を覆い、該ノズル２９と同心的に配置され、該ノズル２９よりもガス噴出側に突出され、その突出側端である先端を開口端とし、その内部における前記ノズルよりもガス噴出側である先端部にガスを燃焼させる燃料部３４，３８が形成された火口管３２，３６と、前記トーチ本体１３の基端部に装着されるとともにガスボンベ１に着脱可能に装着されて前記ガス流路Ｒ_１，Ｒ_２とガスボンベ１内を連通させるジョイント部１４と、その内部にガスとエアとを混合させる混合室３１ｄ，３７ｂ，３７ｆ，３７ｇが形成され、その先端を上記燃焼部３４，３８に開口させてガス噴出口３１ｅとし、その基端部がトーチ本体１３側に嵌合固定して支持され、その全体が一体形成された伝熱管３１，３７とを備え、前記伝熱管３１，３７は、前記燃焼部３４，３８の熱を、自身の基端側に伝導させてガストーチ内を流動するガスを加熱するように構成され、前記伝熱管３１，３７は、その先端部が前記燃焼部３４，３８に直接臨むことを特徴としている。

【0006】

第２に伝熱管３１，３７を熱伝導性に優れた耐熱性焼結材で形成したことを特徴としている。

【0007】

第３に、火口管３２は、前記ノズル２９のガス噴出側の端部である先端部の外周を覆うように構成され、混合室３１ｄの内径をノズル２９外径より大径に形成し、伝熱管３１の周壁を薄肉に形成したことを特徴としている。

【0008】

第４に、ノズル２９の基端部をトーチ本体１３の先端部のボス状の取付部２８に嵌合固定して先端側を混合室３１ｄ内に突出させ、ノズル２９の突出端の外径に対して混合室３１ｄの少なくとも基端部側の内径を大きく形成し、ノズル２９の突出端の外周と混合室３１ｄの基端部側の内周との間に液化ガスの気化を促すドーナツ状の予熱空間３１ｆを形成したことを特徴としている。

【0009】

第５に、伝熱管３１の混合室３１ｄの周壁を上記予熱空間３１ｆの外径に対応させて薄肉に形成したことを特徴としている。

【0010】

第６に、火口管３６は、前記ノズル２９よりもガス噴出側に位置する空間を覆うように構成され、ノズル２９の基端部をトーチ本体１３の先端のボス状の取付部２８に嵌合固定し、ノズル２９の先端側外周に伝熱管３７の基端部を嵌合固定したことを特徴としている。

【0011】

第７に、伝熱管３７内の基端部には混合室として第１混合室３７ｂが形成され、伝熱管（３７）内の先端部には混合室として第３混合室３７ｇが形成され、伝熱管３７内には、第１混合室３７ｂから第３混合室３７ｇに至る空間である第２混合室３７ｆが形成され、第１混合室３７ｂ及び第３混合室３７ｇの内径を、第２混合室３７ｆの内径よりも大径とすることによって、前記伝熱管３７の第２混合室３７ｆを覆う部分の周壁を厚肉に形成したことを特徴としている。

【0012】

第８に、ノズル２９内に形成されたガス流路４１ｂには、気化を促す充填材４２を挿入したことを特徴としている。

【0013】

第９に、充填材４２が液化ガスを含浸する耐熱性を備えたセルロース，不織布又は熱伝導性に優れた焼結金属よりなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

以上のように構成される本発明のガストーチによれば、一体形成された伝熱管をトーチ本体側に組付けるので、部品加工及び組付け作業も簡単で、コストダウンが実現できるほか、その内部の混合室でガスが流通する伝熱管自体を先端の燃焼部で加熱するので、ノズル側への熱伝導にも優れ、燃焼部に向って流動するガスの予熱及び気化が確実に行われる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明のトーチをカセットガスボンベに装着した状態の側面図である。

【図2】本発明のトーチをカセットガスボンベに装着した状態の平面図である。

【図3】本発明の実施形態を示すガストーチの断面図である。

【図4】本発明の他の実施形態を示すガストーチの断面図である。

【図5】本発明に使用されるノズルの他の実施形態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１～図３は本発明の１実施形態を示し、板金製でカセットタイプのボンベ１にトーチ２を着脱可能に取付けた状態を示している。ボンベ１の上端にはドーム型に成形された蓋部３が、該蓋３の中心部には皿状に板金成形されたマウンテンカップ４がそれぞれカーリング接合により一体的に形成されている。

【0017】

マウンテンカップ４はその中心部に山形の弁体ケース６を上向きに突設し、その外周側のカップ周壁との間にドーナツ状の凹部を形成しており、弁体ケース６の中心には後述するガストーチ２側のジョイント部１４の下端内部中心に下向きに突出するＴ字型の押えピン１９を昇降可能に挿通する挿通孔が穿設されている。

【0018】

弁体ケース６の下部開口端には、ボンベ１内の液化ガスを浸透通過させるように真鍮等の金属材料を焼結成形したカップ状の閉塞カップ７が弁体ケース６の下向きの開口端を塞いで取付固定されており、その内部は弁体ケース６内とともに円形断面で上下方向のシリンダ状の空洞部８を形成している。

【0019】

そしてこの空洞部８内には、上下方向のシリンダ９が固定的に収容され、該シリンダ９内には下端側にコイルスプリング１１を介して弁体１２が昇降スライド可能に且つ上向きに付勢されて嵌合収容されており、トーチ２を装着しない状態では、弁体１２が弁体ケース６の上壁内面に当接してボンベ１内にガスを封じ込めている。その結果上記空洞部８内には、閉塞カップ７の周壁を浸透通過して流入するガスが常時充満しており、ボンベ１内の液化ガスは、閉塞カップ７の周壁を浸透通過することにより、気化が促進される。

【0020】

一方、トーチ２は内部に基端部側から先端部側に通じるガス流路Ｒ_１，Ｒ_２を形成した金属製又はプラスチック材等からなるトーチ本体１３の基端部側にガスボンベ１の弁体ケース６に着脱可能に装着するジョイント部１４を設け、先端側にガス流路Ｒ_１を経て噴出するガスを点火燃焼させる火口部１６を設けている。さらにトーチ本体１３のジョイント部１４と火口部１６との間には、上記ガス流路路Ｒ_１，Ｒ_２を開閉操作し、ガスの供給（噴出）量を調節する操作部１７が設けられている。上記トーチ本体１３は、前後２つ割に樹脂成形され、ねじ止め固定された本体カバー１５内に収容固定されている。

【0021】

上記ジョイント部１４はトーチ本体１３の基端部下端にねじ込み固定されるボス状のハウジング１８が着脱可能に装着されている。ハウジング１８はその下端の開口部を前述した弁体ケース６に嵌合挿入することにより、その内部中心に下向きに突出させて設けられた押えピン１９で、弁体ケース６内の弁体１２をスプリング１１に抗して押し下げて、シリンダー９及び閉塞カップ７内の空洞部８を、ハウジング１８側のガス流路Ｒ_３を連通（弁体１２を開作動）させ、ボンベ１内のトーチ本体１３内に導入させる。

【0022】

トーチ本体１３内のガス流路Ｒ_１，Ｒ_２の間には、プランジャー状の操作弁（弁体）２１を左右スライド可能に収容する弁室２２が介設され、操作弁２１を左右スライド調節することにより、ガス流路Ｒ_１，Ｒ_２の開閉とガス流量の調節を行う機構となっている。

【0023】

次に操作弁２１の左右スライド機構につき説明すると、操作弁２１を嵌合する円形の弁室２２の開口端側の内周と操作弁２１外周の中途はねじ切加工されて螺合されており、操作弁２１は回転により左右動する機構になっている。

【0024】

また操作弁２１の右端（外端）側には操作弁２１の開状態のストッパーを兼ねたブッシュ２３が、弁室２２の開口端に同心的にねじ込み固定されている。さらに操作弁２１の右端には臼状のボス部材２４が嵌合固定されるとともに、さらにその外側には操作用のつまみ２６がボス部材２４に対して回転方向には係止され、軸方向にはスライド移動可能に取付固定されている。この機構によりつまみ２６を回動操作することにより、操作弁２１がボス部材２４とともに左右スライドし、先端の弁室２２内でガス流路Ｒ_１，Ｒ_２の開閉と開度調節（ガス流量調節）が行われる。

【0025】

他方、トーチ本体の弁室２２の上部外周側と本体カバー１５との間には、左右方向の圧電素子２７が介挿して取付固定されており、その外側端面につまみ２６の筒状端面が押接されることにより発電起動し、後述するガスの点火が行われる。このためつまみ２６はボス部材２４に対して軸方向移動することが必要で、本例ではつまみ２６の外側端をプッシュすることにより、軸方向移動の操作を行う機構となっている。

【0026】

トーチ本体１３の先端（左端）ボス状の取付部２８には、流路Ｒ_２と接続されるガス噴出用のノズル２９がねじ込み固定されており（図３参照）、取付部２８の外周には真鍮やセラミック材等を焼結成形した高い熱伝導性を備えた伝熱管３１が、さらに外周側には火口管３２と同心的に嵌合固定されている。

【0027】

上記伝熱管３１は、基端側と先端側に外向きに大径となるボス部３１ａと内向きに小径となるボス部３１ｂを備えており、その途中は薄肉管で、内部はノズル２９の噴出される液化ガスを含む燃料ガスと吸気孔３１ｃを介して外周側から導入されるエアとを、液化ガスの気化を促進しながら混合する混合室３１ｄとなっている。

【0028】

また伝熱管３１の先端側のボス部中心は混合室３１ｄより小径の噴出口３１ｅを形成するとともに、その外周側には、前記圧電素子２７の作動によってスパークさせ、噴出ガスに点火する点火部３３が設けられている。さらに混合室３１ｄの基端部側では、ノズル２９の突出端外周と伝熱管３１の基端部内周との間には、ドーナツ状の空間からなる予熱空間３１ｆが混合室３１ｄの一部として形成されており、この予熱空間３１ｆも加熱による液化ガスの気化を促すべく作用する。

【0029】

伝熱管３１と火口管３２との間には、ドーナツ状の空間が形成され、この空間には火口管３２の周壁に穿設された吸気孔３２ａを介して外部からエアが導入される。さらに伝熱管３１の先端側の火口管３２内には、噴出口３１ｅより噴出する混合ガスが、前記点火部３３によって点火され燃焼する燃焼部３４が形成されている。

【0030】

上記点火と燃焼はつまみ２６の操作による操作弁２１の左右スライド（ガスの供給とガス供給量の調節）と、圧電素子２７の作動によって行われるが、燃焼部３４におけるガスの燃焼により、燃焼部３４で伝熱管３１の先端側のボス部３１ｂが加熱され、伝熱管３１の熱伝導により混合室３１ｄ内が加温されて混合ガス中の液化ガスの気化が促進されるとともに、基端部側では他方のボス部３１ａを介してノズル２９が加温されるため、ノズル２９内やその近傍のガス流路Ｒ_２内も加温され、ここを流動する液化ガスの気化も促進される。その結果燃焼部３４に噴出される燃料ガスはより確実に気化され、燃焼効率も高くなる。

【0031】

以上の説明に係る本例のガストーチは主として食品の焙りや加温、工作用加工物の加温のために使用するもので、発生する火炎が比較的大きく低温用に適しており、上記のように伝熱管を薄肉にし内径を大きくすることにより、軽量化が図られている。

【0032】

これに対して図４に示すガストーチは、トーチ本体１３側及びノズル２９の機構は上記実施形態のものと共通する（したがってこれらの共通部分については共通の符号で表示し、説明を割愛する）が、火口管３６と伝熱管３７の構造と取付機構が異なる。以下これらの相違部分及び特徴点について詳述する。

【0033】

図４に示す例では、前記実施形態と同様に熱伝導性に優れた真鍮その他の材料で焼結成形された伝熱管３７が使用されている。該伝熱管３７はその基端部を細径に形成した接続部３７ａが直接ノズル２９の外周に嵌合固定されており、接続部３７ａ内のノズル２９の先端側にはやや広い空間からなる第１混合室３７ｂが形成され、その周壁には吸気孔３７ｃが穿設されて外気と連通している。

【0034】

伝熱管３７の接続部３７ａの前方と前端の外周は大径のボス部３７ｄ，３７ｅが形成され、内部の第１混合室３７ｃから先端のボス部３７ｅに至る空間は、細径のストレートの円形空間からなる第２混合室３７ｆが形成されており、さらにその先端側の開口端（ボス部３７ｂ内部，ガス噴出口）には、大径の空間からなる第３混合室３７ｇが形成されている。

【0035】

またこの例では、伝熱管３７の前後のボス部３７ｄ，３７ｅの外周に火口管３６が直接嵌合されて位置決め固定され、火口管３６の先端内の第３混合室３７ｇの開口端前方が燃焼部３８となっており、該燃焼部３８内に、圧電素子２７の発電によって燃料ガスに放電点火する点火部３３が設けられている。

【0036】

ここで示すガストーチは、伝熱管３７内の混合室の大半を占める細径の第２混合室３７ｆによって燃料ガスが速い流速で第３混合室３７ｇに噴出点火されるので、燃焼部３８から放出される火炎の径が小さく指向性を持ち且つ吸引エア量も多いため火力も強く、主として加工物の溶接や部分的溶解等に適している。

【0037】

さらに燃焼部３８でのガスの燃焼熱が、全体として肉厚部分が長い伝熱管３７によって基端部側に伝導する量や速度も大きいため、それぞれの混合室３７ｂ，３７ｆ，３７ｇ内の加熱やノズル２９及びトーチ本体１３の取付部２８の加熱の効率も優れており、その内部を流通する液化ガスの気化効率も高く、燃焼部３８における燃焼効率も良いという利点がある。尚、いずれの例においても点下部３３や圧電素子２７を設けず、別途点火用のライター（図示しない）を用いて点火することも可能である。

【0038】

図５はノズル２９の他の実施形態を示す拡大断面図で、ノズル本体４１は真鍮等の金属製で、基端部側がガス流路Ｒ_２側にねじ込固定によって連通接続されるねじ込部４１ａを形成し、内部の筒状のガス流路４１ｂを介して先端にガスの噴出孔４１ｃを形成している周知の断面構造を備えている。

【0039】

この例ではガス流路４１ｂ内に液化ガスを浸透させる材料よりなるスリーブ状に形成された充填材４２を挿入している。該充填材４２としては耐熱性を備えたセルロース，不織布又は熱伝導性に優れた真鍮等の焼結金属，セラミック材等が使用できる。この充填材４２は、必ずしもスリーブ状に形成される必要はなく、例えば繊維状材料を全体に充填したものでも良い。

【0040】

上記充填材４２により、ノズル２９内を通過する液化ガスがノズル２９とともに加熱された充填材４２に含浸され又はその内部を通過する過程で流動抵抗を受けて流速を緩められながら気化し又は気化が促進される。

【符号の説明】

【0041】

１ ガスボンベ
１３ トーチ本体
１４ ジョイント部
２８ 取付部
２９ ノズル
３１ 伝熱管
３１ｄ 混合室
３１ｅ 噴出口
３１ｆ 予熱空間
３４ 燃焼部
３７ 伝熱管
３７ｂ 第１混合室（混合室）
３７ｆ 第２混合室（混合室）
３７ｇ 第３混合室（混合室）
３８ 燃焼部
４１ｂ ガス流路
４２ 充填材
Ｒ _１ ガス流路
Ｒ _２ ガス流路

【要約】

【課題】ガストーチ内での液化ガスの気化を簡単な機構で促進する。
【解決手段】この発明のガストーチは、内部にガス流路Ｒ_１，Ｒ_２を形成したトーチ本体１３の先端側にガス噴出用のノズル２９と該ノズル２９の噴出側の外周を覆い開口端側を燃焼部３４とした火口管３２とを同心的に装着し、基端部にガスボンベ１に着脱可能に装着してガス流路Ｒ_１，Ｒ_２とガスボンベ１内を連通させるジョイント部１４を装着したガストーチであって、内部にガスとエアの混合室３１ｄ，３７ｂ，３７ｆ，３７ｇを形成し、先端のガス噴出口３１ｅを上記燃焼部３４に開口させ、基端部をトーチ本体１３側に支持させるべく嵌合固定し、燃焼部３４の熱を基端側に伝導させてガストーチ内を流動するガスを加熱する伝熱管３１，３７を一体形成して設けている。
上記伝熱管３１，３７は熱伝導性に優れた耐熱性焼結材で形成している。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】