防止逆火气割机的制作方法_3

文档序号:9220861阅读:来源:国知局
的说明,这是为了容易地使注射气体流入孔342与注射流路362连接,根据情况,注射气体流入孔342、342a、342b的数量可以增减。
[0157]再参照图3及图4,对头部框架320的内部结构进行说明。
[0158]在头部框架320内,形成供燃料气体及预热氧气进行层流流动的注射部。注射部借助于在燃料气体流路324的端部形成的燃料气体腔327、在燃料气体腔327内安装的注射核350及注射帽360而形成。
[0159]注射核350具有圆筒形的外周面,在中心部,沿着长度方向形成有预热氧气流路352。预热氧气流路352以从注射核350的前端部贯通至后端部的形状形成,与在注射核350的前端部形成的预热氧气喷射孔353连接。优选预热氧气喷射孔353形成得具有比预热氧气流路352小的直径。下面再次针对预热氧气喷射孔353的直径及作用进行说明。
[0160]在注射核350的前端部外侧形成有锥面351。形成得锥面351越向注射核350的前端部,注射核350的外径越减小。
[0161]在注射核350的后端部,形成有未图示的螺纹。该螺纹形成的部分如图所示,结合于头部框架320的燃料气体流路324及预热氧气流路325之间,形成连结部354。S卩,注射核350结合于以连接头部框架320的燃料气体流路324及预热氧气流路325的形状形成的通孔的内周面。
[0162]另一方面,正如前面所作的说明,在注射核350的锥面351形成的前端部的前方,隔开配置有注射帽360。
[0163]注射帽360具有与在头部框架320的前端部形成的锥面351相应的形状。S卩,在注射帽360的后端部形成有锥面361,锥面361具有向前端部方向凹入的形态。
[0164]因此,注射核350及注射帽360以注射核350的锥面351形成的部分的一部分插入到注射帽360的锥面361形成的部分的形状配置。
[0165]另一方面,在注射帽360的中心部,沿着长度方向,以从前端部贯通后端部的形状形成有注射流路362。注射流路362的前端部如参照图8所作的说明一样,配置于头部框架320的安放槽321内,注射流路362的后端部与注射核350的预热氧气喷射孔353并排地配置。
[0166]注射帽360可以以插入于在头部框架320的安放槽321形成的通孔的方式而与头部框架320结合。此时,虽然图中未示出,但注射帽360可以以焊接等方式而结合于头部框架 320。
[0167]正如以上所作的说明,注射核350及注射帽360隔开配置。因此,在注射核350的锥面351及注射帽360的锥面361之间形成有间隔,该间隔与燃料气体腔327连接。
[0168]在注射核350的中心部形成的第二预热氧气流路352在注射核350的后端,与在头部框架320形成的第一预热氧气流路325连接。因此,通过第一预热氧气流路325流入的预热氧气流入注射核350的后端,经过第二预热氧气流路352,通过预热氧气喷射孔353喷射。通过预热氧气喷射孔353喷射的预热氧气流入注射帽360。
[0169]其中,在注射核350形成的预热氧气喷射孔353形成得内径比第二预热氧气流路352小,这是为了使得通过预热氧气喷射孔353而喷射的预热氧气的流速增加,从而使得燃料气体腔327内的燃料气体吸入两锥面351、361之间的效果增加。
[0170]S卩,如上所述,供预热氧气流动预热氧气管_>分别具有互不相同直径的预热氧气流路_>预热氧气喷射孔的管路的内径逐渐减小,因而借助于从所述预热氧气喷射孔353高速喷射并流动到注射流路362内的预热氧气,在注射核350的锥面351及注射帽360的锥面361之间的间隔形成低压,因而经过燃料气体流路324而流入燃料气体腔327内的燃料气体,经过两锥面351、361之间,不与预热氧气一同在注射流路362内混合,而是构成层Layer并流动。
[0171]因此,正如以下所作的说明,所述高速流动的预热氧气不与所述燃料气体相互混合,而是进行层流流动。
[0172]所述说明属于本发明实施例中的层流流动(Laminar flow)的基本动作。
[0173]燃料气体腔327如图所示,从注射核350的外周面中未形成锥面351的部分隔开,以包围注射核350 —部分的形状形成。燃料气体腔327的体积,考虑到火口(图6的349)所需的火力,以适当量的燃料气体能够混入混合气体的大小形成。
[0174]S卩,燃料气体腔327的体积可以形成得根据需要而增减,因此,切割氧气流路326的形状也可以变更。下面参照图9,对此进行说明。
[0175]如上所述,流入注射流路362的预热氧气和燃料气体在经过注射流路362及连接于其的注射气体流入孔342的过程中,进行层流流动(Laminar flow)。
[0176]作为本说明书中的一个示例,“层流流动”指称在预热氧气和燃料气体通过借助于注射流路362及注射气体流入孔342而形成的管路进行流动的过程中,预热氧气在其中心部流动,燃料气体在其边缘部分流动,不相互混合,而是形成层并流动。
[0177]对所述内容进行扩展说明。
[0178]供预热氧气流动预热氧气管_>具有互不相同直径的预热氧气流路_>预热氧气喷射孔的管路的内径逐渐减小,因而借助于从所述预热氧气喷射孔353高速喷射并在注射流路362内流动的预热氧气,在注射核350的锥面351及注射帽360的锥面361之间的间隔形成低压,因此,经过燃料气体流路324而流入燃料气体腔327内的燃料气体经过两锥面351、361之间,不与预热氧气一同在注射流路362内混合,而是构成层Layer进行流动。当然,会发生稍许混合。
[0179]如上所述进行层流流动的预热氧气及燃料气体在经过注射气体流入孔342而流入混合气体流路333的过程中,如果到达具有宽阔截面积的混合室A,则在流速急剧减小的同时形成涡流并相互混合。此时,注射气体流入孔342的截面积及混合室A的截面积差异越大,涡流的发生效果会越大,因此,预热氧气及燃料气体的混合率上升,能够获得通过混合气体喷射口(图6的347)喷射的混合气体的热效率增加的效果。
[0180]因此,本发明一个实施例的防止逆火气割机(图1的I)如上所述,借助于注射部在头部框架320内配置的结构,即使在使用中发生逆火,火焰也无法流入注射气体流入孔342内,只到达混合室A,S卩,火焰只到达图3中以BF标识的范围,因而能够获得因逆火导致的爆炸等事故或诱发头部框架320过热等的可能性大幅降低的效果。
[0181]作为参考,在形成层并流动的预热氧气与燃料气体的界面中,会发生部分的混合,生成微量的混合气体,但仅仅凭借微量的混合气体,在发生逆火时,不具有火焰足以流入注射气体流入孔342内的可燃性。
[0182]S卩,本说明书中的“层流流动”,是指在预热氧气和燃料气体进行流动的过程中,保持层并进行流动,使得即使一部分混合,由于不具有充分的可燃性,火焰也不流入注射气体流入孔342内。
[0183]为此,注射流路362及注射气体流入孔342的长度可以形成得具有维持层流流动的程度的长度,如图所示,形成有预热氧气流路352的注射核350、注射流路362、注射气体流入孔342及混合室A可以配置成一列。
[0184]根据需要,也可以在注射气体流入孔342的前端部,即,在注射气体流入孔342的与混合室A相接的部分,形成有越向火口(图3的349)方向直径越增加的形状的扩散部(图3的b的343),使得能够调节在预热氧气与燃料气体流入混合室A的过程中发生涡流的程度。
[0185]本发明一个实施例的防止逆火气割机I是借助于比燃料气体相对高压的预热氧气的高速喷射,燃料气体腔327内的燃料气体被吸入注射流路362并进行层流流动的方式,因而不同于依赖于燃料气体的供应压力的方式,燃料气体稳定供应,能够获得保持既定的火力的效果。
[0186]如上所述,头部框架320不需要用于防止燃料气体、预热氧气及切割氧气相互混合的另外的密闭构件。即,即使不使用以诸如橡胶的弹性材料制造的密闭构件,也能够防止燃料气体、预热氧气及切割氧气任意混合,因而能够获得不发生头部框架320被逆火等加热,因密闭构件劣化损伤而导致燃料气体、预热氧气及切割氧气的混合现象的效果。
[0187]在图9中,图示了本发明另一实施例的防止逆火气割机的头部分解剖面图。
[0188]如果参照图9,在本发明另一实施例的防止逆火气割机(图中未示出)的头部框架420内,分别形成有分别与燃料气体管32、预热氧气管33及切割氧气管34连接的燃料气体流路424、预热氧气流路425及切割氧气流路426。
[0189]其中,包括燃料气体管32、预热氧气管33及切割氧气管34的阀体(图中未示出)可以应用具有与参照图1及图2说明的阀体2相同结构者,因而省略说明。
[0190]分别从燃料气体管32、预热氧气管33及切割氧气管34流入的燃料气体、预热氧气及切割氧气,分别通过燃料气体流路424、预热氧气流路425及切割氧气流路426而流动。
[0191]在连结构件410中,贯通形成有插入孔411,在其内周面形成有螺纹部412。在头部框架420的前端部外周面形成有螺纹部422,头部框架420的螺纹部422以与连结构件410的螺纹部412相应的形状形成。
[0192]在尖?而400中包括外侧尖?而430及内侧尖?而440。内侧尖?而440配置于在外侧尖端430内形成的空间,如图所示,尖端400的内部具有形成有切割氧气流路445及混合气体流路433的双重管形状。
[0193]在外侧尖端430形成的凸缘部431、在内侧尖端440形成的凸缘部441及注射气体流入孔442,其结构及运转分别与参照图24至图26而说明的外侧尖端330的凸缘部331、内侧尖端440的凸缘部441及注射气体流入孔442相同,连结构件410及头部框架420的连结结构也相同,因而对于它们的说明兼用作对所述本发明实施例的说明。
[0194]不过,在本发明的另一实施例中,在内侧尖端440的凸缘部441形成有销插入孔448及冷却流路471b,在这一点上,与本发明的实施例存在差异,下面参照图10,对此进行说明。
[0195]在形成有螺纹部422的头部框架420的前端部,形成有供内侧尖端440的后端部安放的安放槽421。切割氧气流路426的前端部配置于安放槽421的中心部,如果尖端400结合于头部框架420,则通过切割氧气流路426流出的切割氧气流入在尖端400内侧中心部形成的切割氧气流路445后端部,向前端部方向流动。
[0196]在尖端400的前端部形成有火口(图中未示出),在尖端400的前端部形成的火口与图6所示的火口 349结构相同,因而省略说明。
[0197]因此,流动至切割氧气流路445的前端部的切割氧气,通过在尖端400的前端部形成的火口的切割氧气喷射口参照图6的346喷射。尖端400的切割氧气喷射口配置于火口的中心部。
[0198]另一方面,在配置于尖端400的火口中心部的切割氧气喷射口(图中未不出)周边,多个混合气体喷射口(图中未示出、参照图6的347)呈辐射状配置,通过该混合气体喷射口,经过混合气体流路433而流动的混合气体进行喷射。
[0199]如上所述,混合气体为了通过在尖端400前端部形成的火口的混合气体喷射口而喷射,气体应通过注射气体流入孔442而流入。因此,在与内侧尖端440的凸缘部441后端面结合的头部框架420的安放槽421,应形成得当凸缘部431安放于安放槽421时,使得注射流路462配置于与注射气体流入孔442的后端部的位置相应的位置。
[0200]注射流路462如图所示,以贯通在框架420的安放槽421前端部配置的注射帽460中心部的形状形成。注射帽460以与参照图3、图4及图8而说明的注射帽360相同的形状形成,因而省略对注射帽460的形状的说明。其中,注射帽460包含于在头部框架420内形成的注射部。
[0201]注射部在头部框架420内形成,在注射部中,借助于在燃料气体流路424的端部形成的燃料气体腔427、安装于燃料气体腔427内的注射核450及注射帽460而形成。
[0202]注射核450具有圆筒形的外周面,如上所述,在中心部,沿长度方向形成有预热氧气流路452。预热氧气流路452以从注射核450的前端部贯通至后端部的形状形成,预热氧气流路452的前端部在凸缘部441安放于安放槽421时,与注射气体流入孔442连接。
[0203]在注射核450的前端部外侧形成有锥面,这具有与参照图3及图4而说明的锥面351相同的形状,因而可以兼用作参照图3及图4进行的说明。
[0204]注射核450的后端部配置于在头部框架420内形成的燃料气体流路424及预热氧气流路425之间。即,注射核450以连接头部框架420的燃料气体流路424及预热氧气流路425的形状配置,注射核450与头部框架420 —体形成。
[0205]另一方面,正如前面所作的说明,在形成有锥面的注射核450的前端部前方,隔开配置有前面说明的注射帽460。在注射帽460后端部形成有锥面,其与在注射核450的前端部形成的锥面相应,具有朝向前端部方向凹入的形状。注射帽460的凹入形状的锥面中心部与注射流路462的后端连接。
[0206]因此,注射核450及注射帽460以注射核450的锥面形成的部分的一部分插入到注射帽460的锥面形成的部分的形状配置。
[0207]注射帽460可以以插入于在头部框架420的安放槽421形成的通孔的方式与头部框架420结合,也可以与头部框架420 —体形成。
[0208]在注射帽460与头部框架420 —体形成的情况下,以图中标识为CL的部分为中心,分别制作头部框架420的前端部及后端部后,可以以焊接等方法结合。因此,头部框架420的制作可以极为简便。
[0209]另外,头部框架420不需要用于防止燃料气体、预热氧气及切割氧气相互混合的另外的密闭构件。即,在切割作业中,即使在头部框架420被加热的情况下,也可以获得不发生燃料气体、预热氧气及切割氧气任意混合的现象的效果。
[0210]另一方面,燃料气体腔427与参照图3及图4而说明的燃料气体腔327相同,是供燃料气体流入的空间,使得借助因通过注射流路462高速喷射的预热氧气的流动而形成的低压,与预热氧气一同流入注射流路462并进行层流流动。
[0211]本实施例的燃料气体腔427与本发明的第一实施例(图1的I的燃料气体腔(图3的327)相比,其体积形成得较小,这图示了考虑到在尖端400形成的火口(图中未示出)所需的火力而以适量的燃料气体能够混入混合气体的大小形成。
[0212]正如前面所作的说明,燃料气体腔427的体积形成得可以根据需要而增减,因此,切割氧气流路426的形状可以与本发明第一实施例1的切割氧气流路(图24的327)不同地形成。即,切割氧气流路426的形状可以根据燃料气体腔427的体积等需要而以适当的形状形成。
[0213]固定销423用于在内侧尖端440的后端面安放于安放槽421时,使得注射流路462及注射气体流入孔442容易一致。
[0214]S卩,固定销423的前端部在凸缘部441的后端
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