JP7366165B2 - 迅速接続手段を有する酸素燃料トーチ - Google Patents

Description

本発明は、酸素燃料トーチ（ｏｘｙ－ｆｕｅｌ ｔｏｒｃｈ）に関し、特に酸素燃料切断トーチ、そのようなトーチを含む酸素燃料アセンブリ、および本発明によるアセンブリを使用して、少なくとも金属工作物で切断、溶接、ろう付けまたは加熱を行うための方法に関する。

酸素燃料溶接および酸素燃料切断は、金属を溶接および切断するために燃料ガスおよび酸素を使用する処理である。それ自体公知である方法では、酸素燃料装置は、基本的に、少なくとも純酸素または空気などの酸素含有ガスなどの酸化性ガス源と、一般にアセチレンの燃料ガス源と、各供給源に接続された少なくとも２つの可撓性ガスホースと、液密接続手段を介して前記ホースに流体接続される、ブローパイプまたはブロートーチとも呼ばれるトーチとを含む。トーチは、使用者が掴むためのハンドルと、トーチの先端部で火炎を形成するように燃料ガスと酸素とが混合される混合室とを有する。

より正確には、少なくとも２つのガス流路が、トーチのハンドルを通して延在して、少なくとも燃料ガスの流れおよび酸化性ガスの流れをそれぞれ入口ポートと出口ポートとの間で送る。

概して、各入口ポートは、ネジ付き入口コネクタを備える。カップリングナットをネジ部品として使用して、入口コネクタを、各ホースの端部に装着されるネジ付きホーステールと接合する。あるいは、迅速接続ニップルがネジ付きナットを介して各入口に螺合され得る。

しかし、液密接続手段のネジ設計は、いくつかの課題を生じる。

実際、ガスホースのためのネジ接続の特徴は、特に直径およびネジピッチの点でガスのタイプによって基準化される。しかし、これらの基準は、使用する国によって異なる。従って、国によって異なるタイプの酸素燃料トーチを製造する必要があり、これらのトーチの違いは入口コネクタのネジ部のみである。

さらに、従来の入口コネクタは、それらのネジ設計に起因して脆弱でありかつ塵埃の影響を受けやすい。

従来の入口コネクタの別の欠陥は、一般的にトーチに装着されるため、トーチハンドルを越えて突出することである。そのため、コネクタは、環境に直接曝され、かつトーチの輸送および手渡しの際に損傷され得る。

従って、本発明の目的は、上述の従来技術の欠点のいくつかまたは全てを克服することである。

このために、本発明による解決法は、酸素燃料トーチであって、
－ トーチが操作され得るハンドル、
－ それぞれの入口ポートと出口ポートとの間で少なくとも燃料ガスの流れおよび酸化性ガスの流れを送るために、前記ハンドルを通して配置された少なくとも２つのガス流路、および
－ 各入口ポートと流体連通する入口コネクタであって、中間接続手段を介して各入口ポートを対応するガスホースに流体接続するように構成されている入口コネクタ
を含む酸素燃料トーチにおいて、
各入口コネクタは、ネジなしコネクタであり、かつそれぞれの各入口ポートと永久的に接続されることを特徴とする、酸素燃料トーチである。

さらに、本発明の他の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を含み得る：
－ 各入口コネクタは、ろう付けによって各入口ポートに接合される。
－ 中間接続手段は、迅速コネクタを含み、各入口コネクタは、雄型結合部分であって、各迅速コネクタの雌型ヘッド部分と協働して、前記入口コネクタおよび前記迅速コネクタを締結構成に保持するように構成された雄型結合部分を有する。
－ 各雄型結合部分は、少なくとも１つの浮き彫り要素であって、各迅速コネクタの雌型ヘッド部分の対応する浮き彫り要素と協働して、記浮き彫り要素を嵌合構成に保持するように適応された少なくとも１つの浮き彫り要素を備える。
－ 各雄型結合部分は、チューブ状部材を含み、チューブ状部材は、少なくとも１つの円周突起であって、各迅速コネクタの雌型ヘッド部分の少なくとも１つの軸受を前記突起に係合させるために、チューブ状部材の自由端部から予め決められた距離に配置された少なくとも１つの円周突起を備える。
－ ハンドルは、出口ポートの側に位置する前面と、入口ポートの側に位置する背面との間で長手方向軸Ｘ－Ｘに対して全体的に平行に延在し、ハンドルは、その背面から長手方向軸Ｘ－Ｘに対して全体的に平行に延在する周辺壁を含み、それにより、入口コネクタは、完全に収容される穴を画定する。
－ 周辺壁は、ハンドルと一体的に作製される。
－ 長手方向軸Ｘ－Ｘに対して平行に測定された周辺壁の長さは、５０～３００ｍｍ、好ましくは１００～２５０ｍｍに含まれる。
－ 長手方向軸Ｘ－Ｘに対して垂直に測定された周辺壁の外側の幅は、３０～７０ｍｍ、好ましくは４０～６０ｍｍに含まれる。
－ トーチは、ハンドルの前面に取り付けられた本体と、トーチを動作させるときに出口ポートによって送給される燃料ガスの流れおよび／または酸化性ガスの流れを調節するために、出口ポートとそれぞれ流体連通して本体に装着されている流れ調節手段とを含む。
－ トーチは、切断酸化性ガスの追加的な流れを調整するために本体に装着された追加的な流れ調節手段を含む切断トーチである。

別の態様によれば、本発明は、先の請求項のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチと、各入口コネクタを対応するガスホースに流体接続するように構成された中間接続手段とを含む酸素燃料アセンブリに関する。

好ましくは、中間接続手段は、迅速コネクタを含み、各迅速コネクタは、各入口コネクタの雄型結合部分とかみ合うように構成された雌型ヘッド部分と、ガスホースに取り付けられるホースコネクタに接続されるように構成された末端部分とを有する。

さらに、本発明は、本発明によるアセンブリを使用して、少なくとも金属工作物で切断、溶接、ろう付けまたは加熱を行うための方法であって、各入口コネクタは、中間接続手段を介して対応するガスホースに流体接続され、少なくとも酸化性ガス、特に酸素または酸素含有ガスの流れおよび燃料ガス、特にアセチレンまたは炭化水素含有ガスの流れは、前記対応するホースに分配される、方法に関する。

本発明は、上述または下記の特徴のいずれかの組み合わせを含む任意の機器または代替的なプロセスにも関し得る。

他の特徴および利点は、図面を参照して以下の説明を読むと明らかとなる。

従来技術による酸素燃料トーチを示す。 図１のトーチを従来技術によるガスホースに流体接続するための接続手段を示す。 本発明の一実施形態による酸素燃料トーチを示す。 図３Ａのトーチに接続されることを意図された接続手段を示す。 図３Ａに示すトーチのハンドルの一実施形態を示す。

図１を参照すると、従来の酸素燃料トーチ１００は、ハンドル１０９を含み、このハンドルは、ハンドル１０９内に位置する少なくとも２つの入口ポート１０４、１０５と少なくとも２つの出口ポート１１４、１１５との間に、少なくとも２種類のガス流を送給するための少なくとも２つのガス流路（図示せず）を組み込んでいる。

２つの入口コネクタ１０７、１０８は、それぞれ入口ポート１０４、１０５に流体接続される。トーチは、それぞれ軸方向穴（図示せず）およびネジ付き外表面部分１０７ａ、１０７ｂを有するネジ付きコネクタ１０７、１０８を備える。概して、入口コネクタは、例えば、ハンドルまたはハンドルの一部に溶接することによってハンドル１０９に固定される。

入口コネクタ１０７、１０８は、中間接続手段を介して各入口ポート１０４、１０５を対応するガスホースに流体接続することを意図されている。

少なくとも１つのガスホースは、一方の端部で燃料ガスボンベにおよび他方のホース端部で入口コネクタ１０７に流体接続されるため、燃料ガスの流れは、トーチを動作させるときに入口ポート１０４に分配される。

少なくとも１つの他方のガスホースは、一方の端部で酸化性ガスボンベにおよび他方の端部で入口コネクタ１０８に流体接続されるため、酸化性ガスの流れは、トーチを動作させるときに入口ポート１０５に分配され得る。

図２Ａおよび図２Ｂは、従来、酸素燃料トーチにおいて使用される中間接続手段の例を示す。カップリングナット１３０、１３１は、雄ネジ付き入口コネクタ１０７、１０８をホーステール１３２、１３３に接合するためのネジ部品として使用され得る。ナット１３０、１３１は、雄ネジ付き入口コネクタ１０７、１０８に適合する雌ネジを有する。ホーステール１３２、１３３は、対応するガスホースの端部内で摺動されることを意図され、かつクリンプされたフェルールによって適所に保持される。ナットは、トーチ上でナットを締めるために、手でまたはレンチで回され得る。別の解決法は、ネジ付きナット１３０、１３１を介して各入口コネクタ１０７、１０８に螺合される迅速接続ニップル１３４、１３５に基づく。

ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による酸素燃料トーチ１０は、ハンドル９内またはその上に配置されたそれぞれの入口ポート４、５と出口ポート１４、１５との間で少なくとも燃料ガスの流れおよび酸化性ガスの流れを送るための、ハンドル９を通して延在する少なくとも２つのガス流路を含む。

本発明に関して、入口ポートまたは出口ポートは、流体の流れを分配するかまたは受け入れるように適応された、任意のオリフィスまたはオリフィスを含む任意の機器もしくは部材であると理解され得る。

入口コネクタ７、８は、ハンドル９に装着され、かつ各入口４、５と流体連通している。入口コネクタ７、８は、中間接続手段２０、２１を介して各入口ポート４、５を対応するガスホースに流体接続するように構成される。

本発明によれば、各入口コネクタ７、８は、ネジなしコネクタであり、かつトーチ１０の各入口ポート４、５に永久的に接続される。

用語「ネジなし」は、入口コネクタの外部または内部にネジが設けられていないことを意味する。

永久接続は、接合が、ナットまたはスクリューなどの取り外し可能な締結具に基づかないことを意味する。このタイプの締結は、取り外されることになっておらず、取り外される場合、接続された部品の基材に影響を及ぼし得る。

本発明に起因して、全ての国に対して好適である所与のタイプの入口コネクタを有する単一のタイプの酸素燃料トーチを製造することが可能である。中間接続手段２０、２１は、トーチとは別に供給され、かつガスホースコネクタの国の基準に適応される特徴を有し得る。これにより、従来技術の機器と比較して、ネジ接続インターフェース数が削減されるために製造コストが削減され、かつ機器がより信頼性の高いものになる。

各入口コネクタ７、８は、融接、はんだ付け、接着結合、螺合などの適切な接合プロセスにより、その対応する入口ポート４、５に接合され得る。

好ましくは、入口コネクタ７、８は、少なくとも部分的に、銅、銅合金、表面処理された銅合金、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金から選択され得る金属材料で作製される。入口ポート４、５は、少なくとも部分的に、銅合金、表面処理された銅合金、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金から選択され得る金属材料で作製され得る。ハンドルは、金属材料またはプラスチック材料であり得る。

有利には、各入口コネクタ７、８は、ろう付けにより、対応する入口ポート４、５に接合される。ろう付け接合は、接合される基材と同程度の強度であるという利点を提供する。ろう付けは、異なる金属の接合にも効果的である。ろう材は、銅合金、銀合金、すず合金、亜鉛合金から選択され得る。

好ましくは、中間接続手段２０、２１は、一方の端部で入口コネクタに機械的に締結されるように構成され、および別の端部でガスホースコネクタに機械的に締結されるように構成される。これらの締結は、取り外し可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、中間接続手段２０、２１は、迅速コネクタ２０、２１を含み、各入口コネクタ７、８は、雄型結合部分７ａ、８ａであって、各迅速コネクタ２０、２１の雌型ヘッド部分２０ａ、２１ａと協働して、前記入口コネクタ７、８および前記迅速コネクタ２０、２１を締結構成に保持するように構成された雄型結合部分７ａ、８ａを有する。

有利には、対応する雄型結合部分７ａ、８ａおよび雌型ヘッド部分２０ａ、２１ａは、互いに軸方向に嵌合するように適応される。

図３Ａに示す特定の実施形態では、各雄型結合部分７ａ、８ａは、浮き彫り要素７ａ、７ｂであって、各迅速コネクタ２０、２１の雌型ヘッド部分２０ａ、２１ａの対応する浮き彫り要素（図３Ｂには示さない）と協働して、前記浮き彫り要素を嵌合構成に保持するように適応された浮き彫り要素７ａ、７ｂを備える。

一層好ましくは、各雄型結合部分７ａ、８ａは、円周突起７ａ、７ｂ、好ましくは外部突起７ａ、７ｂを備えるチューブ状部材を含み得る。前記突起７ａ、７ｂは、雌型ヘッド部分２０ａ、２１ａの少なくとも１つの軸受または凹部に係合するために、チューブ状部材の自由端部から予め決められた距離ｄに配置される。予め決められた距離ｄは、５～２５ｍｍに含まれ得る。チューブ状部材は、５～２５ｍｍに含まれる外径を有する。

それ自体が公知の方法では、迅速コネクタ２０、２１は、迅速接続の押込式または引寄式継手であり得る。

有利には、迅速コネクタ２０、２１は、対応するガスホースに取り付けられるホースコネクタまたはホーステール（図示せず）に接続されるように構成された末端部分２０ｂ、２１ｂを含む。好ましくは、末端部分２０ｂ、２１ｂは、ネジ部分を含み、これらのネジ部分は、ガスホースの各端部に装着された対応するネジホースコネクタに接続されることを意図されている。

有利には、末端部分２０ｂ、２１ｂ上のネジ部分は、ガスホースの危険な誤接続を回避するように手渡される。好ましくは、酸化性ガスホースのコネクタを受け入れることを意図された末端部分２１ｂ上のネジ部は、右ネジ山であるが、燃料ガスホースのコネクタを受け入れることを意図された末端部分２０ｂは、左ネジ山を有する。

有利には、入口コネクタ７、８および／または中間接続手段２０、２１は、それらの外表面に切り込まれた識別溝などの可視的な際立った特徴を有し得る。これにより、酸化性ガス輸送システムへの燃料ガス供給部の偶発的な接続の防止を改善し、またはその逆も同様である。

図３Ａおよび図４は、本発明による入口コネクタ７、８を組み込むトーチハンドル９の好ましい実施形態を示す。

ハンドル９は、出口ポート１４、１５の側に位置する前面と、入口ポート４、５の側に位置する背面との間で長手方向軸Ｘ－Ｘに対して全体的に平行に延在する。

有利には、ハンドル９は、その背面から長手方向軸Ｘ－Ｘに対して全体的に平行に延在する周辺壁９ａを含み、それにより、図４に示すように、入口コネクタ７、８が完全に収容される穴を画定する。

換言すると、図３Ａに示す実施形態を考慮して、周辺壁９ａは、入口コネクタ７、８の部分７ａ、７ｂの末端部を少なくとも越えて延在する。

これにより、トーチの取扱、輸送または落下時に発生し得る損傷に対する入口コネクタ７、８の保護の改善をもたらす。

周辺壁９ａは、全体的に長円形（ｏｂｌｏｎｇ）の横断面を有し得る。

好ましくは、周辺壁９ａは、ハンドル９と一体的に作製され得る。これにより、ハンドル９をよりロバストにする。

長手方向軸Ｘ－Ｘに対して平行して測定された周辺壁９ａの長さは、５０～３００ｍｍ、好ましくは１００～２５０ｍｍに含まれ得る。長手方向軸Ｘ－Ｘに対して垂直に測定された周辺壁９ａの外側の幅は、３０～７０ｍｍ、好ましくは４０～６０ｍｍに含まれ得る。

本発明は、有利には、酸素燃料切断トーチに適用される。出口ポート１４、１５によって送給される燃料ガスの流れおよび／または酸化性ガスの流れを調節するためにトーチの本体１１に装着された流れ調節手段１２、１３に加えて、トーチは、切断酸化性ガスの追加的なストリームを調節するために本体１１に配置された追加的な流れ調節手段１６を含む。

前記追加的な調節手段は、追加的な弁（図示せず）と協働するように構成されたレバー１６を含んでもよく、前記レバー１６は、切断ガスが本体１１から流出することを前記弁が防止する静止位置と、切断ガスが本体１１から流出することを少なくとも弁が可能にする動作位置との間で変位可能である。

Claims (11)

1. 酸素燃料トーチであって、
   － 前記酸素燃料トーチが操作され得るハンドル、
   － それぞれの入口ポートと出口ポートとの間で少なくとも燃料ガスの流れおよび酸化性ガスの流れを送るために、前記ハンドルを通して配置された少なくとも２つのガス流路、および
   － 各前記入口ポートと流体連通する入口コネクタであって、中間接続手段を介して前記各入口ポートを対応するガスホースに流体接続するように構成されている入口コネクタ、
   を含む酸素燃料トーチにおいて、
   各前記入口コネクタは、ネジなしコネクタであり、かつそれぞれの前記各入口ポートに永久的に接続され、
   前記中間接続手段は、迅速コネクタを含み、前記各入口コネクタは、雄型結合部分であって、各前記迅速コネクタの雌型ヘッド部分と協働して、前記入口コネクタおよび前記迅速コネクタを締結構成に保持するように構成された雄型結合部分を有し、
   前記各雄型結合部分は、チューブ状部材を含み、前記チューブ状部材は、少なくとも１つの円周突起であって、前記各迅速コネクタの前記雌型ヘッド部分の少なくとも１つの軸受を前記円周突起に係合させるために、前記チューブ状部材の自由端部から予め決められた距離に配置された少なくとも１つの円周突起を備え、
   前記ハンドルは、前記出口ポートの側に位置する前面と、前記入口ポートの側に位置する背面との間で長手方向軸に対して全体的に平行に延在し、前記ハンドルは、前記各雄型結合部分の前記チューブ状部材の前記自由端部を超えて延在するとともに穴を画定する周辺壁を含み、前記入口コネクタは、完全に前記穴内に位置することを特徴とする、酸素燃料トーチ。
2. 前記各入口コネクタは、ろう付けによって前記各入口ポートに接合されることを特徴とする、請求項１に記載の酸素燃料トーチ。
3. 各前記雄型結合部分は、少なくとも１つの前記円周突起であって、各前記迅速コネクタの前記雌型ヘッド部分の対応する前記軸受と協働して、前記軸受を嵌合構成に保持するように適応された少なくとも１つの前記円周突起を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の酸素燃料トーチ。
4. 前記周辺壁は、前記ハンドルと一体的に作製されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチ。
5. 前記長手方向軸に対して平行に測定された前記周辺壁の長さは、５０～３００ｍｍに含まれることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチ。
6. 前記長手方向軸Ｘ－Ｘに対して垂直に測定された前記周辺壁の外側の幅は、３０～７０ｍｍに含まれることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチ。
7. 前記ハンドルの前記前面に取り付けられた本体と、前記酸素燃料トーチを動作させるときに前記出口ポートによって送給される前記燃料ガスの前記流れおよび／または前記酸化性ガスの前記流れを調節するために、前記出口ポートとそれぞれ流体連通して前記本体に装着されている流れ調節手段とを含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチ。
8. 切断酸化性ガスの追加的な流れを調節するために前記本体に装着された追加的な流れ調節手段を含む切断トーチであることを特徴とする、請求項７に記載の酸素燃料トーチ。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の酸素燃料トーチと、前記各入口コネクタを対応するガスホースに流体接続するように構成された中間接続手段とを含む酸素燃料アセンブリ。
10. 前記中間接続手段は、迅速コネクタを含み、各前記迅速コネクタは、一端において前記各入口コネクタの前記雄型結合部分とかみ合うように構成された雌型ヘッド部分を有し、各前記迅速コネクタは、他端において前記ガスホースに取り付けられるホースコネクタに接続されるように構成された末端部分を有することを特徴とする、請求項９に記載のアセンブリ。
11. 請求項９または１０に記載のアセンブリを使用して、少なくとも金属工作物で切断、溶接、ろう付けまたは加熱を行うための方法であって、前記各入口コネクタは、前記中間接続手段を介して前記対応するガスホースに流体接続され、少なくとも酸化性ガスの流れおよび燃料ガスの流れは、前記対応するホースに分配される、方法。

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