JPS594363B2 - 酸素を放出するカ−トリッジを使用した酸素発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有オリには溶接作業、溶断作業及び鑞接作業の
酸素を放出するカートリッジを使用した酸素発生装置に
関する。

このような装置は反応装置とも呼ばれている。

この種の公知酸素発生装置では、気密な容器がカートリ
ッジ保持体を特別な中間室を形成することなしに取囲ん
でいる。

カートリッジ保持体には酸素を放出する少なくとも１つ
の市販のカートリッジが装着されており、このカートリ
ッジは一端部に、点火のためマツチ箱の摩擦面で擦るこ
とのできる点火剤を備えている。

カートリッジ保持体は容器の外部に位置する端部に、燃
焼過程時のダスト状副生成物のためのフィルタと、燃焼
時に発生する水蒸気を吸収する乾燥剤を収納するための
室とを有している。

乾燥剤用のこの室はホース用の接続部へ案内されており
、ホースは溶接、溶断および鑞接作業用のトーチへ案内
されている。

このような形式の酸素発生装置は可燃ガス例えばプ０／
々ンまたはブタンの入った容器と組み合わして使用され
る。

この可燃ガス容器は、やはりトーチと結合された別のホ
ースへ通じた制御弁を備えている。

このようなユニットは特に趣味の仕事に用いられる。

公知装置では容器内に放出された酸素は、フィルタおよ
び乾燥剤を通って著しい過圧を生せしめることなしにト
ーチノズルに流れる。

装置自体に設けられた機構によって酸素流を制御するこ
とは不可能である。

酸素の消費量は専らカートリッジの燃焼状態によって規
定され、このため種々の形式のカートリッジが提案され
ている。

酸素の発生過程を終了させるには、カートリッジ保持体
を容器から引き抜いて、カートリッジの燃焼している部
分を例えば切断により分離することによってのみ可能で
ある。

カートリッジの燃え残った部分は新たに点火することに
よってなお使用することができるが、しかしこの点火過
程はカートリッジ残部がもはや点火剤を備えていないの
で困難である。

したがって通常、カートリッジは最後まで燃えるままに
されており、この結果作業過程が早期に終了したばあい
には、き４つめて無駄にカートリッジが使われることに
なる。

トーチ炎の制御はプＤ／々ンまたはブタン容器における
弁調節の変化によってのみ可能である。

公知装置では、気密な容器がカー１− ＩＪツジ保持体
もしくは燃焼中のカートリッジに著しく接近しているた
めに加熱されるので、容器の耐熱性表面シールドを得る
ため例えば高価な電着を行なう必要がある。

しかしながら、それでもなお表面シールドの変色もしく
は被覆材料の膨出を避けることができない。

容器内の温度が高いため、放出された酸素はさらにきわ
めて熱い状態でフィルタおよび乾燥剤を流過し、そのさ
い水分及び熱も一緒に通過する。

例えばカートリッジが適切に貯蔵されていなかったばあ
い、カートリッジに吸収されたきわめて多量の水分が、
高いガス温度のために凝縮せずにトーチにまで連行され
る。

これによってトーチ炎が時折消えることがあり、この結
果トーチの使用に不都合を来たす。

酸素のもつ熱はホースの耐用寿命をも著しく損なう。

公知装置のトーチノズルはガス圧がわずかなため特別な
構造を有し、かつ酸素流の制御が不可能なため、そのつ
どのカートリッジ寸法もしくはその特性に適合して選択
する必要がある。

したがって、公知装置を産業上使用するばあい、例えば
町工場や建築現場で使用するに不便である。

したがって建築現場では通常、内圧が２００ゲージ圧ま
での重くかつ大きな酸素高圧容器が用いられているが、
しかしこの容器は購入費が高く運搬も困難である。

それゆえ、梯子を用いた運搬及び足場上での運搬は実際
上行なわれない。

そこで、本発明の課題は冒頭に述べた形式の酸素発生装
置を改良して、少なくとも１つ、有利には複数のカー）
ＩＪツジの酸素含有量を、燃焼過程の中断なしに放出
し、放出された酸素を加圧下で長時間貯蔵し、可能な限
りコンスタントな圧力で取出すことのできる酸素発生装
置を提供する。

この課題を解決した本発明の構成は酸素を放出するカー
トリッジを使用した、特に溶接、溶断及びろう接作業の
ための酸素発生装置であって、耐圧容器と、この耐圧容
器内に貯蔵室を残して耐圧容器の上端から挿入されたカ
ートリッジ保持体とを備えており、このカートリッジ保
持体の上端が耐圧容器に気密に結合されており、カート
リッジ保持体が少なくとも耐圧容器との結合個所では上
側の閉じた管から成っており、この管に、酸素計量のた
めの弁が取付けられている形式のものにおいて、（イ）
前記弁が減圧弁から成り、（ロ）上側の閉じた前記管に
、フィルタを備えた室が設けられており、（ハ）この室
がじかに前記減圧弁に接続されており、かつ、に）前記
減圧弁が酸素取出しのための接続部に接続されているこ
とにある。

貯蔵室の太きさもしくはその貯蔵容積は、１つのカート
リッジによって放出される酸素量または多数のカートリ
ッジが装入されているばあいにはすべてのカートリッジ
によって放出される酸素量ならびに容器の許容稼働圧が
解っているばあいには公知の正規の関係に基づいて簡単
に規定できる。

設計された耐圧容器内では、使用された単数または複数
のカートリッジが、酸素を連続的に使用する必要なく最
後まで完全に燃え尽きることができる。

むしろ酸素は最終圧に達するまで常に圧力を増大させな
がら貯蔵室内に貯えられる。

勿論、カートリッジの燃焼中でも酸素を取出すことが可
能である。

本発明による酸素発生装置は次のような利点を有する。

カートリッジからの酸素放出過程とトーチでの酸素消費
過程とがもはや互いに強制的に関連していない。

換言すれば両過程を互いに無関係に行なうことができる
。

溶接、鑞接または溶断過程の中断がカートリッジの燃焼
遥程の中断を強要しない。

したがって燃焼中のカートリッジ部分の切取りおよび燃
え残った部分の再点火は不要である。

さらに、酸素流の制御が減圧弁によって可能であるため
に、種々のカートリッジをストックしておく必要がない
。

これによって酸素圧の制御も可能になり、この結果、ト
ーチ炎を例えば溶断時の作業条件に適合させることがで
きる。

貯蔵室を設けたことによって、容器壁とカートリッジ保
持体もしくは燃焼中のカートリッジとの間隔が著しく大
きく、この結果、容器は殆んど加熱されない。

したがって周囲に及ぼす危険が排除されるとともに、例
えば簡単な塗装によって比較的安価な表面シールドが得
られる。

放出された酸素は充分に冷えることができるので、わず
かな燃焼熱しか連行されず、水分は乾燥剤に吸収される
。

したがってトーチの機能が改善される。

換言すれは、水分によって炎が消えることがない。

蓄えられた酸素量によって酸素発生装置は常に作業のた
めに準備されており、酸素貯蔵量は専ら容器寸法の選定
および挿入すべきカートリッジの数によって規定するこ
とができる。

通常、容器寸法は酸素最終圧が約２０〜５０ゲージ圧に
なるように選定される。

このような圧力ではまだ比較的小形の、従って高圧容器
に比して著しく軽量な薄壁の容器を用いることができる
。

それゆえ、足場への搬入及び足場上での運搬が簡単であ
る。

高圧容器に対比して、本発明による酸素発生装置は任意
の場所でいつもカートリッジを新たに挿入して、再び運
転状態にすることが可能である。

酸素を直ちにかつ多量に必要とするばあい、１つのカー
トリッジもしくは積み重ねた複数のカートリッジを両端
部に点火して容器内に挿入することもできる。

水酸素発生装置には、普通の減圧弁が設けられているこ
とによって約２．５ゲージ圧までの作業圧のために設計
された従来構造のトーチを用いることができる。

火炎の形成のために任意の可燃ガス例えばアセチレン、
プロパンおよび水素などを使用することができる。

以上の通り本装置は軽量であり、しかも多数のカートリ
ッジを装填することができることと関連してコンパクト
であり、それゆえ、バス、飛行機、船舶および救急車で
長距離に亘って運搬することができる。

このことは辺部な地域例えば山岳地帯や人里離れた農場
あるいは宇宙旅行において特に有利である。

搬送される酸素と、装備された容器の重量との比が最適
となる。

新たに充填するための空容器の回送及び管理が完全に省
ける。

さらに、稀にしか生じない使用例のために完全にあるい
は部分的に充填された容器を貯蔵することも不要であり
、この貯蔵のための料金の支払いも不要となる。

最初の容器を使い果したばあいのために準備すべき予備
の容器をストックしておく必要もない。

本発明の有利な実施例によれば、酸素発生装置は、耐圧
容器がカートリッジ保持体とほぼ同じ長さをかつ少なく
とも２倍の直径を有するように設計されている。

このようにして形成された貯蔵室内には、容器内圧があ
まり高くないばあいでも申し分のない量の酸素が集めら
れる。

容器周面にできるだけ均一な温度分布が生じるように耐
圧容器がカートリッジ保持体を半径方向の間隔をおいて
同心的に取囲み、この間隔が少なくともカートリッジ保
持体の直径に等しいようにすると有利である。

このばあい、カートリッジ保持体は耐圧性のねじ部を介
して耐圧容器内に挿入されると有利であり、このように
すれば高いシール作用が得られるとともに、迅速な交換
を行なうことができる。

稼働状態を一層良好に制御して一定のガス圧を得るため
に、耐圧容器の内圧を表示するマノメータ、減圧装置お
よび作業圧を表示するマノメークを備えておくと有利で
ある。

カートリッジは燃焼するさいに攻撃的な成分を発生する
ので、耐圧容器は耐腐蝕鋼から製作されるか、あるいは
容器内面に耐熱性材料例えば琺瑯、ポリテトラフルオル
エチレンなどから成る被覆が施されると特に有利である
。

プラスチックは耐衝撃性が大きいので好適であり、この
ばあい表面被覆のための耐熱および耐腐蝕性のプラスチ
ックの選択性は比較的太きい。

本発明の酸素発生装置は貯蔵容器もしくは大型容器に充
填するための反応器としても適している。

従来公知の装置に対して、本発明による酸素発生装置は
耐圧容器からなっているので、放出された酸素をある程
度の圧力差で別の容器に移し、この容器内に圧力を形成
させることができる。

その場合、酸素発生装置に適当な数のカートリッジを装
備し、かつこの酸素発生装置を適当な接続導管を介して
貯蔵容器に接続するだけでよい。

このばあいも、耐圧容器は少なくとも１つのカートリッ
ジの酸素放出量を、許容容器圧を保って収容することが
できる。

酸素発生装置内のすべてのカートリッジが完全に燃え尽
きてしまわないうちに、貯蔵容器内の圧力が短時間で所
定の圧力に達したばあいには、予め設けられた安全弁が
応働して、過剰の酸素を大気中に放出することができる
。

特に有利な実施例によれば、この酸素発生装置は多量の
酸素を連続して生成するための反応器として用いられる
。

このために少なくとも１つの装入ゲートを設け、この装
入ゲートを通して、耐圧容器を開くことなくかつ酸素圧
を低下させることなしに新しいカートリッジを容器内に
導入することができる。

別の実施例によれば、容器内部に多数のカートリッジを
貯蔵するための少なくとも１つのマガジンが配置され、
これらのカートリッジが次々と点火可能位置へもたらさ
れるようになっていると、長時間に亘る稼働が可能であ
る。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

図面において符号１０で気密な容器が示されており、こ
のような容器は例えば液化ガス容器もしくは消火器から
公知である。

容器１０はほぼ円筒状の形状を有し、その上端部には耐
圧性のねじ部１１を備えた頭部を有しており、このねじ
部によってカートリッジ保持体１２の上端部が容器１０
と気密に結合されている。

このような耐圧性のねじ部はすでに公知であるので、そ
の説明は省略する。

カートリッジ保持体１２はほぼ管状の形状を有し、かつ
管セグメント１３から成っており、この管セグメントに
は互いに間隔をおいて湾曲部１４が固定されており、こ
れらの湾曲部は管セグメントと共に円形リングを形成し
ている。

カートリッジ保持体１２の下端部は底部１５によって閉
鎖されており、この底部は管セグメント１３ならびに下
方の湾曲部１４ａに溶接されている。

カートリッジ保持体１２の上端部は閉じた管１６から成
っており、この管内にはフィルタ１７が挿入されており
、該フィルタは栓状に形成された耐熱性の繊維材（ガラ
ス繊維、石綿繊維、鉱滓綿）から成っている。

これによって管１６内には室１８が形成されており、こ
の室内には粒状乾燥剤例えばシリカゲルが挿入されてい
る。

カートリッジ保持体１２内には複数のカートリッジ１９
が挿入されており、これらのカートリッジは燃焼状態で
酸素を発生する可熱性材料から成っている。

最下位のカートリッジ１９ａは下端部に点火されたのち
の燃焼状態で示されており、赤熱区域１９ｂは上方へ移
動する。

この赤熱区域範囲でガス状の酸素が発生し、これはガス
流２０で示されている。

湾曲部１４もしくは１４ａが相互間に比較的大きな中間
スペースを有しているため、酸素は妨げられることなく
カートリッジ保持体１２から流出することができ、かつ
カートリッジ保持体１２を同心的に取囲む貯蔵室２１内
に集められる。

図面から明らかなように、カートリッジ保持体は気密な
容器１０とほぼ同じ長さを有している。

このばあい、半径方向の間隔ＩＩ Ｓ ＋１はカートリ
ッジ保持体１２の直径とほぼ可しい。

湾曲部１４もしくは１４ａは、カートリッジがカートリ
ッジ保持体１２から落下するのを防止している。

カートリッジ保持体１２の上端部には、内圧を表示する
マノメータ２２、減圧弁２３、作業圧を表示するマノメ
ーク２６および安全弁２７が設けられている。

酸素ホースの接続部は符号２４で示されている。

酸素の流出圧は調節バンドル２５によって通常用いられ
る限度内で調節可能である。

赤熱区域１９ｂの範囲内で放出された酸素は、接続部２
４を通して取出されるさいに、フィルタ１７の外側表面
を経て、乾燥剤を有する室１８内に、かつここから減圧
弁２３内に流入する。

燃焼過程時に発生するダストはフィルタ１Ｔの表面に付
着し、カートリッジ保持体１２を新たに装入するさいに
、ブラシかけまたは叩き出しによってフィルタから取り
除かれる。

さらに本酸素発生装置には運搬用把手２８が設けられて
いる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例の酸素発生装置を示す部分断面
図である。 １０・・・・・・容器、１１・・・・・・ねじ部、１２
・・・・・・カートリッジ保持体、１３・・・・・・管
セグメント、１４゜１４ａ・・・・・・湾曲部、１５・
・・・・・底部、１６・・・・・・管、１７・・・・・
・フィルタ、１８・・・・・・室、１９・・・・・・カ
ートリッジ、１９ａ・・・・・・燃焼中のカートリッジ
、１９ｂ・・・・・・赤熱区域、２０・・・・・・ガス
流、２１・・・・・・貯蔵室、２２・・・・・・マノメ
ータ、２３・・・・・・減圧弁、２４・・・・・・接続
部、２５・・・・・・調節バンドル、２６・・・・・・
マノメータ、２７・・・・・・安全弁、２８・・・・・
・運搬用把手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素を放出するカートリッジを使用した、特に溶接
   、溶断及びろう接作業のための酸素発生装置であって、
   耐圧容器と、この耐圧容器内に貯蔵室を残して耐圧容器
   の上端から挿入されたカートリッジ保持体とを備えてお
   り、このカートリッジ保持体の上端が耐圧容器に気密に
   結合されており、カー１− ＩＪツジ保持体が少なくと
   も耐圧容器との結合個所では上側の閉じた管から成って
   おり、この管に、酸素計量のための弁が取付けられてい
   る形式のものにおいて、 （イ）前記弁が減圧弁２３から成り、 （ロ）上側の閉じた前記管１６に、フィルタ１７を備え
   た室１８が設けられており、 （ハ）この室１８がじかに前記減圧弁２３に接続されて
   おり、かつ、 に）前記減圧弁２３が酸素取出しのための接続部に接続
   されていることを特徴とする酸素を放出するカートリッ
   ジを使用した酸素発生装置。