JPS631501B2

JPS631501B2 -

Info

Publication number: JPS631501B2
Application number: JP6922882A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kubota
Original assignee: Teisan KK
Current assignee: Teisan KK
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1988-01-13
Also published as: JPS58187727A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、スパーク着火式トーチに関する。さ
らに詳しくは、 (i) 先端にスパーク電極をもち、後部に受電端子
をもつ火口と、 (ii) この火口を差込むことにより、前記受電端子
が接続される電源側端子をもつトーチヘツド、とを備えたもので、燃焼用混合ガスの供給を開始
するとともに通電することにより、火口先端電極
にスパークを飛ばし、火口先端から流出している
混合ガスに着火させるように構成してあるトーチ
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a spark-ignited torch. More specifically, (i) a torch having a spark electrode at the tip and a power receiving terminal at the rear, and (ii) a torch head having a power supply side terminal to which the power receiving terminal is connected by inserting the fire pit. The present invention relates to a torch that is configured to start supplying combustion mixed gas and turn on electricity, thereby emitting sparks to the tip electrode of the tip of the tip and igniting the mixed gas flowing out from the tip of the tip of the tip.

このような構成のトーチにおいて、従来、次の
ような問題があつた。それは、火口をトーチヘツ
ドから取外した状態で着火操作したときに生ず
る。つまりトーチヘツドの内部において、前記(ii)
の電源側端子間にスパークが飛び、トーチヘツド
内部に燃料ガスが流出又は漏出しているときは、
これに着火し燃焼、爆発するという事故である。 Conventionally, torches having such a configuration have had the following problems. It occurs when the ignition operation is performed with the nozzle removed from the torch head. In other words, inside the torch head, the above (ii)
If sparks fly between the power supply terminals and fuel gas leaks or leaks inside the torch head,
This caused an accident in which it ignited, burned, and exploded.

本発明の目的は、このような問題の解決を図る
ことである。 An object of the present invention is to solve such problems.

本発明者は、上記現象につき次のように考察し
た。 The inventor considered the above phenomenon as follows.

それを第１図イ，ロに基づいて概説する。 This will be outlined based on Figure 1 A and B.

イは火口１を装着した状態、ロは取外した状態
を表わす模式図である。Z₀は火口自身がもつ抵抗
要素である。つまり、スパーク電極・受電端子間
〔２，４間および３，５間〕の総合的な抵抗要素
である。Z₁はスパーク電極２，３間での抵抗要素
である。Z₂はトーチヘツド６の電源側端子７，８
間での抵抗要素である。Z₁，Z₂については、放電
のエネルギーギヤツプに相当すると考えてよい。
９は電源である。 A is a schematic diagram showing the state in which the crater 1 is attached, and B is a schematic diagram showing the state in which it is removed. Z ₀ is the resistance element of the crater itself. In other words, it is a comprehensive resistance element between the spark electrode and the power receiving terminal (between 2 and 4 and between 3 and 5). Z ₁ is a resistance element between the spark electrodes 2 and 3. Z ₂ is the power supply side terminals 7 and 8 of the torch head 6
It is an element of resistance between Z ₁ and Z ₂ can be considered to correspond to the energy gap of discharge.
9 is a power source.

イの状態において電源９の電圧Ｖが、Z₀＋Z₁と
のかねあいで、電極２，３間でスパークが生じる
ように定められている。端子４，７および５，８
は接続されている。端子４，７のところと端子
５，８のところとの間には当然のことながらスパ
ークは飛ばない。 In the state of A, the voltage V of the power source 9 is determined in consideration of Z ₀ +Z ₁ so that a spark is generated between the electrodes 2 and 3. Terminals 4, 7 and 5, 8
is connected. Naturally, no spark will fly between terminals 4 and 7 and terminals 5 and 8.

ところがロの状態となると、抵抗要素Z₀分がな
くなる。つまりイの場合にあつたZ₀による電圧降
下がなくなる。したがつて端子４，５から切離さ
れた端子７，８間には、イのときに電極２，３間
にかかつた電圧よりも高い電圧がかかる。従来例
では、その電圧が、放電許容ギヤツプに対応する
電位差を超しているので、端子７，８間でスパー
クが飛ぶことになる。 However, when state B occurs, the resistance element Z ₀ minutes disappears. In other words, the voltage drop due to Z ₀ that occurred in case A is eliminated. Therefore, a voltage higher than the voltage applied between the electrodes 2 and 3 in case A is applied between the terminals 7 and 8 separated from the terminals 4 and 5. In the conventional example, since the voltage exceeds the potential difference corresponding to the discharge allowable gap, sparks will fly between the terminals 7 and 8.

従来において、誤操作によりトーチヘツド内で
着火した理由は、上記のように考えられる。 In the past, the reason why the torch head ignited due to an erroneous operation is thought to be as described above.

本発明は、このような考察（理由解明）に基づ
いて、前述目的の達成手段を講じた。それは、前
記(i)、(ii)の構成を前提として次のとおりである。 The present invention has taken measures to achieve the above-mentioned object based on such consideration (clarification of the reason). It is as follows, assuming the configurations of (i) and (ii) above.

(iii) トーチヘツドから火口を外した状態で、電源
側端子間のギヤツプ容量が、放電許容ギヤツプ
よりも大に構成されている、というものであ
る。(iii) When the nozzle is removed from the torch head, the gap capacity between the power supply side terminals is larger than the allowable discharge gap.

ここでいう「ギヤツプ容量」については、電気絶縁物によつて確保される場合、空間的離間によつて確保される場合、およ
び、前記ととの組合せによる場合がある。 The "gap capacity" referred to here may be ensured by an electrical insulator, by spatial separation, or by a combination of the above.

上記(iii)の構成によれば、火口を外した状態のと
きに、着火操作したとしても、そしてその際に燃
料ガス又は燃焼用混合ガスが流出していても、電
源側端子間でのスパークは起こらない。 According to the configuration (iii) above, even if the ignition operation is performed with the crater removed, and even if fuel gas or combustion mixture gas flows out at that time, sparks will not occur between the power supply side terminals. doesn't happen.

これは一見、「当然である。単なる設計事項に
すぎない」と思われそうである。だが実はそうで
はない。そのように思われるのは結果からながめ
るからである。なぜなら、従来のスパーク着火式
トーチにあつては、トーチヘツド内での不測の燃
焼が生じることがあつた、という事実がある。つ
まり、従来のトーチには、上述したような不測事
態のことが何ら考慮されていなかつたのである。 At first glance, one might think that this is "natural. It's just a design matter." But that's actually not the case. This appears to be the case based on the results. This is because, in the case of conventional spark-ignited torches, it is a fact that accidental combustion may occur within the torch head. In other words, the conventional torch did not take into account the above-mentioned unforeseen circumstances.

これに対し、本発明は、まず、そのような問題
点をとらえ、その原因を究明し、その結果、闡明
にされた事実（現象解析）に基づいて問題解決手
段を見い出する至つたものである。 In contrast, the present invention first identifies such a problem, investigates its cause, and as a result, finds a means to solve the problem based on the revealed facts (phenomenon analysis). .

すなわち、「当然」でもなければ「単なる設計
事項」といつたものでもない。 In other words, it is neither a ``natural'' nor a ``mere design matter.''

かくして本発明の効果は、トーチヘツド内での
不測の着火を確実に防止し、安全機能を高めるこ
とができる、ということである。 Thus, the effect of the present invention is that accidental ignition within the torch head can be reliably prevented and the safety function can be improved.

次に、第２図、第３図を参照して本発明の実施
例を説明しよう。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

トーチヘツド６に截頭円錐筒状の電気絶縁材１
０が内嵌され、固定ねじ１１によつて押しつけら
れている。絶縁材１０に当接する状態で火口１が
挿入され、ロツクナツト１２により固定されてい
る。１３は燃料ガスポート、１４は予熱酸素ポー
ト、１５は切断酸素ポートである。絶縁材１０に
はポート１３，１４に連通する孔１６，１７が、
夫々複数個形成されている。圧電ユニツト１８が
電源９となつている。圧電ユニツト１８はそれに
対する打撃子１９とともに、拡大された切断酸素
流路２０に内蔵されている。２１は中間受体であ
り、圧縮スプリング２２の受けと圧電ユニツト１
８の受けを兼ねる。打撃子１９はスプリング２２
によつて、弁座２３に押付けられるとともに、打
撃子１９に取付けられたマグネツト２４が磁性体
の弁座２３に吸着されている。キヤツプ２５は、
シール用のＯリング２６を嵌着しており、トーチ
ヘツド６の螺合によつて圧電ユニツト１８の一方
の電極となつている当て金２７に当接している。 A truncated conical cylindrical electrical insulating material 1 is attached to the torch head 6.
0 is fitted inside and pressed by a fixing screw 11. The crater 1 is inserted in contact with the insulating material 10 and is fixed with a lock nut 12. 13 is a fuel gas port, 14 is a preheating oxygen port, and 15 is a disconnection oxygen port. The insulating material 10 has holes 16 and 17 communicating with the ports 13 and 14.
A plurality of each are formed. A piezoelectric unit 18 serves as a power source 9. The piezoelectric unit 18, together with its corresponding striker 19, is integrated into the enlarged cutting oxygen channel 20. Reference numeral 21 denotes an intermediate receiver, which supports the compression spring 22 and the piezoelectric unit 1.
Also serves as the receiver of 8. The striking element 19 is a spring 22
As a result, the valve seat 23 is pressed against the valve seat 23, and the magnet 24 attached to the striker 19 is attracted to the valve seat 23, which is made of a magnetic material. Cap 25 is
An O-ring 26 for sealing is fitted, and the torch head 6 is screwed into contact with a metal fitting 27 which serves as one electrode of the piezoelectric unit 18.

圧電ユニツト１８のパツケージ（外装）は電気
絶縁物でできており、それの他方の電極を形成す
る電極板２８つまりは一方の電源側端子８を包囲
する筒２９が圧電ユニツト１８と直交する形で突
出して一体に形成されてる。この電気絶縁性の筒
２９が、要旨構成でいう「ギヤツプ容量」を確保
する手段となつている。 The package (exterior) of the piezoelectric unit 18 is made of an electrical insulator, and the electrode plate 28 forming the other electrode, that is, the cylinder 29 surrounding one power supply side terminal 8, is perpendicular to the piezoelectric unit 18. It is protruding and formed as one piece. This electrically insulating tube 29 serves as a means to ensure the "gap capacity" referred to in the summary structure.

導電性金属からなるコイルスプリング３０は内
筒３１にねじ込まれている。つまりスプリング３
０は火口１と一体である。このスプリング３０が
要旨構成でいう一方の受電端子５に該当し、電源
側端子８である電極板２８と接触している。他方
の受電端子４に該当するのが外筒３２のうちロツ
クナツト１２に接触する部分３３である。トーチ
ヘツド６のロツクナツト１２に接触する部分３
３′が、圧電ユニツト１８の電極当て金２７とキ
ヤツプ２５を介して電気的に接続しており要旨構
成でいう他方の電源側端子７に該当する。 A coil spring 30 made of conductive metal is screwed into an inner cylinder 31. In other words, spring 3
0 is integral with crater 1. This spring 30 corresponds to one of the power receiving terminals 5 in the summary structure, and is in contact with the electrode plate 28 which is the power supply side terminal 8. A portion 33 of the outer cylinder 32 that contacts the lock nut 12 corresponds to the other power receiving terminal 4 . Portion 3 of torch head 6 that contacts lock nut 12
3' is electrically connected to the electrode pad 27 of the piezoelectric unit 18 via the cap 25, and corresponds to the other power supply side terminal 7 in the summary structure.

切断酸素ポート１５の内周面３４と筒２９との
間、および絶縁材１０と筒２９との間には、夫々
隙間が確保されており、打撃子１９の外周面に形
成した流路３５、中間受体２１に形成した流路３
６を通りついでそれらの隙間を通して切断酸素が
供給される。 Clearances are provided between the inner circumferential surface 34 of the cutting oxygen port 15 and the tube 29 and between the insulating material 10 and the tube 29, respectively, and a flow path 35 formed on the outer circumferential surface of the striker 19, Channel 3 formed in intermediate receptor 21
6 and through the gap therein, cutting oxygen is supplied.

内筒３１と外筒３２とが、絶縁材又は空隙によ
り、電気的に絶縁されていることはいうまでもな
い。内筒３１は銅など導電体であり、端子５と電
極３とを電気的につないでいる。外筒３２も同様
である。 Needless to say, the inner tube 31 and the outer tube 32 are electrically insulated by an insulating material or a gap. The inner cylinder 31 is made of a conductive material such as copper, and electrically connects the terminal 5 and the electrode 3. The same applies to the outer cylinder 32.

燃料ガスおよび酸素を火口に供給するととも
に、切断酸素の供給を開始すると、切断酸素圧が
打撃子１９に作用する。マグネツト２４と弁座２
３との間の磁気吸引力（クーロンカ）を超えて酸
素圧が高まると、マグネツト２４が弁座２３から
瞬間的に離れる。そして切断酸素の流入とともに
打撃子１９が圧電ユニツト１８の当て金３７を打
撃する。これによつて、ユニツト１８内の圧電素
子が起電し、火口１先端の電極２，３においてス
パークする。火口先端からは、すでに燃焼用混合
ガスが流れ出ており、スパークによつて着火す
る。 When the fuel gas and oxygen are supplied to the crater and the supply of cutting oxygen is started, the cutting oxygen pressure acts on the striker 19. Magnet 24 and valve seat 2
When the oxygen pressure increases beyond the magnetic attraction force (coulomba) between the magnet 24 and the valve seat 23, the magnet 24 instantly separates from the valve seat 23. Then, as the cutting oxygen flows in, the striker 19 strikes the pad 37 of the piezoelectric unit 18. As a result, the piezoelectric element in the unit 18 generates electricity, and sparks are generated at the electrodes 2 and 3 at the tip of the crater 1. Combustion gas mixture is already flowing out from the tip of the crater, and is ignited by a spark.

トーチの使用停止に当たり、切断酸素供給を止
めると、打撃子１９がスプリング２２によつて戻
され、マグネツト２４が弁座２３に吸着される。 When the torch is stopped from being used and the cutting oxygen supply is stopped, the striker 19 is returned by the spring 22 and the magnet 24 is attracted to the valve seat 23.

ロツクナツト１２を外し火口１をトーチヘツド
６から取り外したとする。このとき火口１と一体
のスプリング３０も取除かれる（第３図参照）。
その状態で、切断酸素のバルブを開けてしまつた
とすると、切断酸素圧で急速移動した打撃子１９
が圧電ユニツト１８を打撃し、圧電素子が起電す
る。ところが電気絶縁性の筒２９による大なるギ
ヤツプ容量のため、放電が妨げられ、発生電圧
は、内部抵抗および出力端子の絶縁抵抗において
自己放電し、自然消滅する。したがつて、トーチ
ヘツド内部に燃料ガスが流出又は漏出していて
も、これに着火することなく、燃焼、爆発の危険
を未然に防止することが可能となつた。これに対
し、筒２９がなかつた従来のものでは、電極板２
８〔＝端子８〕と×印イ，ロ，ハ，ニ等との間で
スパークを起こしていたので、前記のような燃
焼、爆発のおそれがあつたのである。 Assume that the lock nut 12 is removed and the nozzle 1 is removed from the torch head 6. At this time, the spring 30 integrated with the crater 1 is also removed (see Fig. 3).
In this state, if the cutting oxygen valve is opened, the striker 19 moves rapidly due to the cutting oxygen pressure.
hits the piezoelectric unit 18, and the piezoelectric element generates electricity. However, due to the large gap capacity caused by the electrically insulating tube 29, discharge is prevented, and the generated voltage self-discharges in the internal resistance and the insulation resistance of the output terminal, and disappears naturally. Therefore, even if fuel gas flows out or leaks inside the torch head, it will not ignite, making it possible to prevent the risk of combustion or explosion. On the other hand, in the conventional type without the cylinder 29, the electrode plate 2
Since sparks were being generated between terminal 8 [=terminal 8] and the × marks A, B, C, D, etc., there was a risk of combustion and explosion as described above.

スプリング３０は、火口１をトーチヘツド６に
装着したとき、内筒３１と電極板２８との電気接
続を確実化するためのものである。 The spring 30 is for ensuring electrical connection between the inner tube 31 and the electrode plate 28 when the nozzle 1 is attached to the torch head 6.

この実施例において、次のような変更を加えた
ものも有効である。 In this embodiment, the following modifications are also effective.

絶縁性の筒２９の代わりに、×印イ，ロ，ハ，
ニのようなトーチヘツド側のスパーク電極とな
りうる部分を絶縁材でおおつたもの。 Instead of the insulating tube 29, use the × marks A, B, C,
The part that can be used as a spark electrode on the torch head side is covered with an insulating material.

火口１を外してもスプリング３０がトーチヘ
ツド６がわに残るようにたもの。 Even if the torch 1 is removed, the spring 30 remains next to the torch head 6.

スプリング３０に代えて第４図や第５図のよ
うに差込刃３８と受刃３９との組合せとし、一
方の受電端子５、他方を電源がわ端子８とする
こと。 Instead of the spring 30, a combination of an insertion blade 38 and a receiving blade 39 is used as shown in FIGS. 4 and 5, and one is used as a power receiving terminal 5 and the other as a power supply terminal 8.

第４図、第５図ともに、ギヤツプ容量を絶縁
性の筒２９で確保している。ただし、第５図の
場合に差込刃３８を細い棒状にして、周囲の×
印イ，ロ，ハ，ニのようなスパーク電極となり
うる部分との距離を大きくとることができるよ
うにし、筒２９の代わりに、ギヤツプ容量を空
間的離間によつて確保してもよい。 In both FIGS. 4 and 5, the gap capacity is ensured by an insulating tube 29. However, in the case of Fig. 5, the insert blade 38 is made into a thin rod shape, and the surrounding
Instead of the tube 29, the gap capacity may be secured by spatial separation so that a large distance can be taken from the parts shown in A, B, C, and D that can become spark electrodes.

手動式トーチはもちろん、自動式トーチに実
施してもよいものである。切断用はもちろん、
溶接用、溶削用のものに実施してもよい。 The present invention can be applied not only to manual torches but also to automatic torches. Not only for cutting, but also for cutting.
It may be applied to items for welding and cutting.

圧電ユニツト１８対して作動エネルギーを与
える方向と火口１の長手方向とが直交する以
外、適当角度での交差（斜交）、平行又は一致
の形態での実施もよい。 In addition to being orthogonal to the direction in which the actuation energy is applied to the piezoelectric unit 18 and the longitudinal direction of the crater 1, they may also be intersected at an appropriate angle (oblique), parallel, or coincident.

圧電ユニツト１８に対する作動エネルギーと
して酸素圧以外、機械的又は手動的な打撃力あ
るいは圧縮力を用いるのでもよい。 As the actuation energy for the piezoelectric unit 18, other than oxygen pressure, mechanical or manual impact force or compressive force may be used.

電源９として圧電式に限らず、電池とか商用
電源を利用してもよい。 The power source 9 is not limited to a piezoelectric type, and a battery or a commercial power source may be used.

[Brief explanation of the drawing]

第１図イ，ロは従来のものに見られた問題点を
指摘する模式図である。第２図、第３図は本発明
の実施例を示す断面図である。第４図、第５図は
各別な他の実施例を示す要部の断面図である。１……火口、２，３……スパーク電極、４，５
……受電端子、６……トーチヘツド、７，８……
電源がわ端子。 Figures 1A and 1B are schematic diagrams pointing out problems found in the conventional system. FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing embodiments of the present invention. FIGS. 4 and 5 are sectional views of essential parts showing other embodiments. 1... Crater, 2, 3... Spark electrode, 4, 5
...Power receiving terminal, 6...Torch head, 7,8...
Power supply terminal.

Claims

[Claims] 1. A crater 1 having spark electrodes 2, 3 at the tip and power receiving terminals 4, 5 at the rear, and a power supply side to which the power receiving terminals 4, 5 are connected by inserting the crater 1. A torch head 6 having terminals 7 and 8, and a spark ignition type in which the gap capacity between the power supply side terminals 7 and 8 is larger than the allowable discharge gap when the torch head 6 is removed from the torch head 6. torch. 2. The spark ignition torch according to claim 1, wherein the gap capacity is based on an electrical insulator. 3. A spark-ignited torch according to claim 1, wherein said gap capacity depends on spatial separation.