通過噴射流路352時進行層流流動。
[0182]另外,與以往技術相比,可以更短地形成噴射流路352的長度,能夠最大限度地防止在噴射流路352內,預熱氧氣與燃料氣體混合并以混合氣體狀態流動。
[0183]本實施例中的“層流流動”,是指在預熱氧氣和燃料氣體通過借助于噴射流路352而形成的管路流動的過程中,預熱氧氣在其中心部流動,燃料氣體在邊緣部分流動,不互相混合,而是形成層狀結構并流動。
[0184]所述進行層流流動的預熱氧氣及燃料氣體,在經過噴射流路352而流入尖端400的混合室353的過程中,如果到達具有寬闊截面積的混合室353,則流速急劇減小,同時形成渦流并相互混合。因此,預熱氧氣及燃料氣體的混合率上升,能夠獲得通過混合氣體通路433噴射的混合氣體的熱效率增加的效果。
[0185]如上所述,本發明的第三實施例借助于噴射器350配置于頭部框架300內的結構,即使在使用中發生逆火,火焰也不流入噴射流路352內,而是只到達混合室353,因而能夠獲得因逆火導致的爆炸等事故或誘發頭部框架300過熱等的可能性非常低的效果。
[0186]作為參考,在形成層狀結構進行流動的預熱氧氣與燃料氣體的界面,部分地發生混合,會生成微量的混合氣體,但只以微量的混合氣體,當發生逆火時,不具有火焰足以流入噴射流路352內的可燃性。
[0187]本實施例中的“層流流動”,是指在預熱氧氣與燃料氣體流動的過程中,即使一部分混合,也不具有充分的可燃性,保持層狀結構進行流動,使得火焰不流入噴射流路352內。為此,噴射流路352的長度可以形成得具有保持層流流動的程度的長度。
[0188]另一方面,本發明的氣割機用頭部30采用的方式是借助于比燃料氣體相對高壓的預熱氧氣的高速噴射,噴射腔350a內的燃料氣體吸入噴射流路352,因而不同于依靠燃料氣體的供應壓力的方式,能夠獲得燃料氣體穩定供應并保持既定火力的效果。
[0189]或者,噴射流路352配置于頭部框架300內,因而即使在使用中發生逆火,也沒有因火焰導致的爆炸等誘發安全事故的可能性。
[0190]如上所述,頭部框架300不要求用于防止燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣相互混合的另外的密閉構件。即,即使不使用以諸如橡膠的彈性材料制造的密閉構件,也能夠防止燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣任意混合,因而能夠獲得的效果是,頭部框架300不會因逆火等而被加熱,不發生因密閉構件老化而損傷所導致的燃料氣體、預熱氧氣及切割氧氣的混合現象。
[0191]在圖21至圖31中圖示了本發明第四實施例的氣割機。
[0192]本發明的第四實施例如圖21至圖23所示,在連結構件500中貫通形成有插入孔502,在其內周面上形成有陰螺紋部501。在頭部框架300的前端部外周面上形成有陽螺紋部301,頭部框架300的陽螺紋部301以與連結構件500的陰螺紋部501相應的形狀形成。
[0193]因此,連結構件500如圖21和圖23所示,可以連結于頭部框架300,此時,尖端400的后端部安放于在頭部框架300的前端部以凹陷的形狀形成的安放槽302后,借助于連結構件500而固定。即,連結構件500的螺紋部502及頭部框架300的陽螺紋部301相互連結結合。
[0194]如上所述,當尖端400借助于連結構件500而結合于頭部框架300時,通過插入孔502,尖端400貫通并向連結構件500的前端部方向凸出。在所述尖端400中包括外側尖端430及內側尖2而440,內側尖2而440配置于在外側尖2而430內形成的空間,如圖所不,尖2而400的內部具有形成有切割氧氣通路445及混合氣體通路433的雙重管形狀。
[0195]在外側尖端430的后端部,形成有具有直徑擴張形狀的外側尖端凸緣部430a,在內側尖端440的后端部,也形成有具有直徑擴張形狀的內側尖端凸緣部440a。內側尖端凸緣部440a及外側尖端凸緣部430a形成得具有相應的外徑,內側尖端凸緣部430a形成得具有與安放槽302相應的形狀。
[0196]因此,當尖端400借助于連結構件500而固定于頭部框架300時,以內側尖端凸緣部440a安放于安放槽302、外側尖端凸緣部430a疊加于內側尖端凸緣部440a的狀態被連結構件500加壓。
[0197]外側尖端430的外徑及內側尖端440的外徑具有越向前端部方向越減小的形狀。在內側尖端440,以從后端部貫通前端部的形狀形成有切割氧氣通路445,切割氧氣通路445的前端部形成切割氧氣噴射口 446。
[0198]在內側尖端440的外徑減小部分的外周面,形成有以切割氧氣噴射口446為中心呈輻射狀配置的多個狹縫444。在外側尖端430的前端部形成有通孔433a,如果內側尖端440插入到外側尖端430內,則內側尖端440的外徑減小部分插入到外側尖端430的通孔433a內。
[0199]其中,內側尖端440的外徑減小部分的外徑,形成得與外側尖端430的通孔433a內徑相應。此外,內側尖端440的中間部分外徑,形成得比外側尖端430的中間部分內徑小。
[0200]因此,當所述內側尖端440插入于外側尖端430內時,在內側尖端440的外周面及外側尖端430的內周面之間形成混合氣體通路433。
[0201]另外,在內側尖端凸緣部440a貫通形成有混合氣體流入孔442。此時,當外側尖端凸緣部430a后端面與內側尖端凸緣部440a相接時,為了混合氣體流入孔442不被外側尖端凸緣部430a堵塞,形成有混合氣體流入孔442,使得混合氣體通路433的后端部與混合氣體流入孔442連接。
[0202]另一方面,在混合氣體通路433的后端部,形成有連接混合氣體流入孔442前端部的混合室,其截面積形成得比混合氣體流入孔442寬闊。其中,混合室并非獨立于混合氣體通路433形成,而是指混合氣體通路433的后端部一部分。
[0203]如果通過混合氣體流入孔442流入的預熱氧氣和燃料氣體流入截面積寬闊的混合室,則流速減小,形成渦流,在此過程中,預熱氧氣及燃料氣體混合,生成具有可燃性的混合氣體。
[0204]因此,如果切割氧氣通過尖端400的后端面中心部進行供應,則切割氧氣經過切割氧氣通路445,通過切割氧氣噴射口 446進行噴射,通過混合氣體流入孔442流入的預熱氧氣和燃料氣體,在經過混合氣體通路433的混合室的同時生成混合氣體,混合氣體經過混合氣體通路433,通過狹縫444噴射到通孔433a。
[0205]如圖25所示,在尖端400前端具備的火口449上,分別形成有切割氧氣噴射口 446及混合氣體噴射口435。正如前面所作的說明,切割氧氣噴射口446配置于內側尖端440的中心部,混合氣體噴射口 435在切割氧氣噴射口 446的周邊呈輻射狀配置。
[0206]其中,混合氣體噴射口435借助于狹縫444而形成,通過混合氣體噴射口 435噴射的混合氣體被點火,充分加熱被加工材料后,可以在通過切割氧氣噴射口 446噴射切割氧氣的同時,進行被加工材料的切割。
[0207]另外,混合氣體通路433的截面積可以根據需要而不同地形成,在本發明的第四實施例中,具有混合室截面積最寬闊,且越向混合氣體噴射口435截面積再次減小的形狀。
[0208]這是為了使得從混合氣體流入孔442流入的預熱氧氣和燃料氣體,在流入截面積寬闊的混合室的過程中充分發生渦流,使得混合率提高后,越向混合氣體噴射口 435流動,流速隨著截面積的減小而增加,混合氣體從火口 449以充分的流速噴射,在此過程中防止逆火。
[0209]在內側尖端凸緣部440a的后端面中心部,配置切割氧氣通路445的后端部,在其邊緣部分配置混合氣體流入孔442。即,正如前面所作的說明,為了使得通過切割氧氣噴射口446噴射切割氧氣、通過混合氣體噴射口 435噴射混合氣體,應通過切割氧氣通路445供應切割氧氣,通過混合氣體流入孔442,流入預熱氧氣和燃料氣體。
[0210]因此,在與內側尖端凸緣部440a后端面結合的頭部框架300前端部形成的安放槽302也應具有相應的形狀。在頭部框架300前端部形成的安放槽302的中心部,配置有切割氧氣流路313的前端部,在其周邊配置有噴射流路352的前端部。其中,噴射流路352在噴射帽360的中心部形成。
[0211]因此,如果內側尖端440的后端面固定于頭部框架300的安放槽302,那么在內側尖端440的中心部形成的切割氧氣通路445及在頭部框架300形成的切割氧氣流路313相互連接。即,流入到頭部框架300內并通過切割氧氣流路313進行流動的切割氧氣,經過內側尖端440的切割氧氣通路445,通過切割氧氣噴射口 446進行噴射。
[0212]通過所述噴射流路352進行流動的預熱氧氣和燃料氣體通過混合氣體流入孔332流入,通過混合氣體噴射口 435進行噴射。
[0213]另一方面,在使排列管370插入固定于在所述頭部框架300的噴射流路352或混合氣體流入孔442中某一側,例如,頭部框架300的噴射流路352側的狀態下,在與尖端400結合時,可以使所述排列管370通過在尖端400形成的混合氣體流入孔442而緊配合。
[0214]因此,使得所述噴射流路352與混合氣體流入孔442的中心一致,所述噴射流路352的內徑與排列管370的內徑可以相同地設置。
[0215]與此相反,雖然圖中未示出,但也可以是在尖端400的混合氣體流入孔442側插入固定排列管370后,當與頭部框架300結合時,把所述排列管370緊配合于尖端400的噴射流路352,由此,使得所述噴射流路352與混合氣體流入孔442的中心一致。
[0216]或者,在所述排列管370的外周面,具備套于其外周面的密封墊371,在尖端400的內側尖端440,形成供所述密封墊371插入的密封槽371a,使得在頭部框架300與尖端400結合的同時,能夠保持排列管370與內側尖端440之間的氣密。
[0217]因此,借助于所述密封墊371,可以切斷通過混合氣體通路435進行流動的混合氣體與通過切割氧氣通路445進行流動的切割氧氣相互混合。
[0218]另外,如果對頭部框架300的內部結構進行說明,在頭部框架300內形成有供燃料氣體及預熱氧氣混合而生成混合氣體的噴射部。噴射部借助于在燃料氣體流路311的端部形成的燃料氣體腔311b、在燃料氣體腔311b內安裝的噴射核361及噴射帽360而形成。
[0219]噴射核361具有圓筒形的外周面,在中心部,沿長度方向形成有預熱氧氣流路312。預熱氧氣流路312以從噴射核361前端部貫通至后端部的形狀形成,與在噴射核361前端部形成的預熱氧氣噴射孔312b連接。預熱氧氣噴射孔312b可以形成得具有小于預熱氧氣流路312的直徑。
[0220]在噴射核361的前端部外側形成有錐面361a。該錐面361a形成得越向噴射核361前端部,噴射核361的外徑越減小。
[0221]在噴射核361的后端部,形成有圖中未示出的螺紋。該螺紋所形成的部分如圖所示,結合于頭部框架300的燃料氣體流路311及預熱氧氣流路312之間,形成連結部311c。即,噴射核361結合于以連接頭部框架300的燃料氣體流路311及預熱氧氣流路312的形狀形成的通孔的內周面。
[0222]另一方面,正如前面所作的說明,在噴射核361的錐面361a所形成的前端部前方,隔開地配置有噴射帽360。噴射帽360具有與在頭部框架300前端部形成的錐面361a相應的形狀。即,在噴射帽360的后端部形成有錐面360a,錐面360a具有朝向前端部方向凹陷的形狀。
[0223]因此,噴射核361及噴射帽360配置成噴射核361的錐面361a所形成的部分的一部分插入到噴射帽360的錐面360a所形成的部分的形狀。
[0224]另一方面,在噴射帽360的中心部,以沿著長度方向從前端部貫通后端部的形狀形成有噴射流路352。噴射流路352的前端部配置于頭部框架300的安放槽302內,噴射流路352的后端部與噴射核361的預熱氧氣噴射孔312b平齊地配置。
[0225]噴射帽360可以以插入在頭部框架300的安放槽302中形成的通孔的方式而與頭部框架300結合。此時,雖然未圖示,但噴射帽360可以以焊接等方式結合于頭部框架300。
[0226]正如前面曾作的說明,噴射核361及噴射帽360隔開配置。因此,在噴射核361的錐面361a及噴射帽360的錐面360a之間形成有間隔,該間隔與燃料氣體腔311b連接。
[0227]在噴射核361的中心部形成的預熱氧氣流路36Ib,在噴射核361的后端,與在頭部框架300中形成的預熱氧氣流路312連接。因此,通過預熱氧氣流路312流入的預熱氧氣流入到噴射核361的后端,經過預熱氧氣流路361b,通過預熱氧氣噴射孔312b進行噴射。通過預熱氧氣噴射孔312b噴射的預熱氧氣流入噴射帽360。
[0228]其中,在噴射核361上形成的預熱氧氣噴射孔312b形成得內徑小于預熱氧氣流路312,這是為了使得增加通過預熱氧氣噴射孔312進行噴射的預熱氧氣的流速,從而增加燃料氣體腔311b內的燃料氣體吸入兩錐面361a、360a之間的效果。
[0229]即,借助于從預熱氧氣噴射孔312b高速噴射并在噴射流路352內流動的預熱氧氣,在噴射核361的錐面361a及噴射帽360的錐面360a之間的間隔,形成低壓,因此,經過燃料氣體流路311而流入燃料氣體腔311b內的燃料氣體,經過兩錐面361a、360a之間,與預熱氧氣一同流入噴射流路352內。
[0230]燃料氣體腔311b從噴射核361外周面中未形成錐面361a的部分隔開,以包圍噴射核361—部分的形狀形成。燃料氣體腔31 Ib的體積根據火口 349所需的火力,以適量的燃料氣體能夠混入混合氣體的大小形成。即,燃料氣體腔311b的體積可以根據需要而進行加減地形成,因此,切割氧氣流路313的形狀也可以變更。
[0231]另一方面,流入噴射流路352的預熱氧氣與燃料氣體在經過噴射流路352及與其連接的排列管370的過程中進行層流流動。
[0232]本實施例中的“層流流動”,是指在預熱氧氣和燃料氣體通過借助于噴射流路352及排列管370而形成的管路進行流動的過程中,預熱氧氣在其中心部流動,燃料氣體在邊緣部分流動,不相互混合,而是形成層狀結構并移動。
[0233]所述層流流動的預熱氧氣及燃料氣體在經過排列管370而流入混合氣體通路433的過程中,如果到達具有寬闊截面積的混合室,則流速急劇減小并形成渦流,相互混合。此時,排列管370的截面積及混合室的截面積差異越大,渦流的發生效果會越大,因此,預熱氧氣及燃料氣體的混合率上升,能夠獲得通過混合氣體噴射口 435噴射的混合氣體的熱效率增加的效果。
[0234]因此,本發明的第四實施例借助于噴射部配置于頭部框架300內的結構,即使在使用中發生逆火,火焰也無法流入排列管370內,只到達混合室,S卩,火焰只到達圖21中以BF標識的范圍,因而能夠獲得逆火導致的爆炸等事故或誘發頭部框架300過熱等的可能性非常低的效果。
[0235]作為參考,在形成層狀結構進行流動的預熱氧氣與燃料氣體的界面,部分地發生混合,會生成微量的混合氣體,但只以微量的混合氣體,當發生逆火時,不具有火焰足以流入排列管370內的可燃性。
[0236]即,本實施例中的“層流流動”,是指在預熱氧氣與燃料氣體流動的過程中,即使一部分混合,也不具有充分的可燃性,保持層狀結構進行流動,使得火焰不流入排列管370內。
[0237]為此,噴射流路352及排列管370的長度可以形成得具有保持層流流動的程度的長度。
[0238]雖然未圖示,但也可以根據需要,在排列管370的前端部,S卩,在排列管370與混合室相接的部分,形成有越向火口 449方向直徑越增加的形狀的擴散器部,使得在預熱氧氣與燃料氣體流入混合室的過程中,調節渦流生成的程度。
[0239]另一方面,本發明的第四實施例是借助于比燃料氣體相對高壓的預熱氧氣的高速噴射,燃料氣體吸入噴射流路352并混合的方式,因而不同于依靠燃料氣體的供應壓力的方式,能夠獲得燃料氣體穩定地供應并保持既定火力的效果。
[0240]另外,由于噴