气割方法和气割装置及切割喷嘴制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气割方法、气割装置和切割喷嘴，所述气割方法的特征在于，将氢气与烃类气体混合以获得燃料气体，从切割喷嘴的前端喷射将所述燃料气体和预热用氧气混合并点火所形成的预热火焰以加热工件，对所述被加热的工件喷射切割用氧气以切割工件，在所述燃料气体中烃类气体的含有量为超过0体积%且4体积%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气割方法和气割装置及切割喷嘴
本专利技术涉及气割方法和气割装置及切割喷嘴的改良。本申请基于2010年4月20日在日本申请的特愿2010-097258号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
切割钢板等工件时，通过预热火焰将工件的切割开始点加热至能够氧化反应的温度，向被加热的部分喷射高纯度的氧气使被加热的部分燃烧并熔化，由此切割工件的气割方法被广泛使用。为了在该气割方法中形成预热火焰，通常在预热孔中使用烃类气体（LPG、LNG、城市煤气、乙炔、丙烷、甲烷、乙烯、丙烯、丁烷等，或它们的混合气体）作为燃料气体以及用于使该燃料气体有效燃烧的预热氧气。近年来，为了形成预热火焰，使用以氢气为主要成分的燃料气体替代烃类气体。作为使用以氢气为主要成分的燃料气体的气割方法，已知有专利文献1和专利文献2。在此，对比文件1中记载有以成为不到爆炸下限的浓度的方式将烃类气体混合到氧气和氢气的混合气体（氢氧气体）中的切割方法。具体地，公开了为了不到氢氧气体的爆炸下限，需要使燃料气体中的烃类气体的比率在30%以上。此外，对比文件2记载有使用以氢氧气体对液化石油气的流量比为25：1~35：1的范围将液化石油气加入到氧气和氢气的混合气体（氢氧气体）中的热源的气割方法。具体地，在图9所示的气割装置101中，将由氢氧气体发生器103产生的氢氧气体供给到供给路径101，从液化石油气瓶104将液化石油气供给到供给路径103，在供给路径101与供给路径103的汇合点A以成为上述范围的方式混合后，向切割吹管102供给。并且，从切割吹管102的前端设置的切割喷嘴106产生预热火焰。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2007-000902号公报专利文献2：日本专利第3563660号公报然而，在专利文献1和专利文献2所记载的气割方法中，确认了氢气中混合的烃类气体浓度越高，则切割速度等切割性能越低，为了充分发挥氢气的切割性能，需要降低混合的烃类气体或液化石油气的比率。另一方面，当完全不混合烃类气体或液化石油气以氢气100%作为燃料气体时，具有因为无法看到喷嘴前端的白心，所以无法调整预热火焰的问题。此外，使用为爆炸性气体的氧气与氢气的混合气体，具有当烃类气体的压力下降或因机器的关联而发生混合故障时等氢氧气体的供给路径全体（例如，图9所示的供给路径L101的全体）有爆炸的危险的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而产生，目的在于提供安全、切割性能优越且能够易于进行预热火焰的调整的气割方法和其所使用的气割装置及切割喷嘴。为了解决上述技术问题，本专利技术如下。（1）一种气割方法，其特征在于，将氢气与烃类气体混合以获得燃料气体，从切割喷嘴的前端喷射将所述燃料气体和预热用氧气混合并点火所形成的预热火焰以加热工件，对所述被加热的工件喷射切割用氧气以切割工件，在所述燃料气体中烃类气体的含有量为超过0体积%且4体积%以下。（2）根据（1）所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为丙烷，在所述燃料气体中丙烷的含有量为0.4体积%以上且4体积%以下。（3）根据（1）~（2）中任一项所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为甲烷，在所述燃料气体中甲烷的含有量为3体积%以上且4体积%以下。（4）根据（1）~（3）中任一项所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为丁烷，在所述燃料气体中丁烷的含有量为0.2体积%以上且4体积%以下。（5）根据（1）~（4）中任一项所述的气割方法，其特征在于，在切割吹管的内部、切割喷嘴的内部或切割喷嘴的前端进行所述燃料气体与所述预热用氧气的混合。（6）根据（1）~（5）中任一项所述的气割方法，其特征在于，从所述切割喷嘴的前端对工件喷射所述预热火焰时，使所述预热火焰向所述切割喷嘴的轴向中心倾斜。（7）根据（1）~（6）中任一项所述的气割方法，其特征在于，由水分解装置供给所述氢气和所述预热用氧气中的至少任一种，所述水分解装置能够分别取出氢气和氧气，并使氢气中的氧气成分或氧气中的氢气成分为不到爆炸下限。另外，能够分别取出氢气和氧气的定义是所述氢气中的氧气浓度及氧气中的氢气浓度分别为不到爆炸下限。（8）一种气割装置，其特征在于，设置有：混合器，将氢气与烃类气体混合以获得燃料气体；切割喷嘴，具有由所述燃料气体和预热用氧气形成预热火焰的预热孔和喷射切割用氧气以切割工件的切割氧气孔；切割吹管，其前端设置有所述切割喷嘴；燃料气体供给路径，将所述燃料气体供给到所述切割吹管或所述切割喷嘴；预热用氧气供给路径，将所述预热用氧气供给到所述切割吹管或所述切割喷嘴；氢气供给源，将所述氢气供给到所述混合器；烃类气体供给源，将所述烃类气体供给到所述供给路径；和氧气供给源，将所述预热用氧气供给到所述预热用氧气供给路径，所述燃料气体中的烃类气体的含有量为超过0体积%且4体积%以下，所述燃料气体供给路径与所述预热用氧气的供给路径在所述切割吹管的内部、所述切割喷嘴的内部或所述切割喷嘴的外部汇合。（9）一种切割喷嘴，为气割装置的切割喷嘴，其特征在于，具备：切割用氧气流动通路，贯通所述切割喷嘴的轴向中央；预热气体流动通路，为燃料气体流动通路与预热用氧气流动通路汇合而形成的流动通路，设置在所述切割用氧气流动通路的外侧；切割氧气孔，设置在所述切割用氧气流动通路的前端；和预热孔，设置在所述预热气体流动通路的前端，所述预热气体流动通路的前端侧向所述切割用氧气流动通路的延长线倾斜。（10）根据（9）所述的切割喷嘴，其特征在于，从所述预热气体流动通路的前端侧的延长线与所述切割用氧气流动通路的延长线的交叉点到切割喷嘴前端的距离为10~20mm。（11）一种切割喷嘴，为气割装置的切割喷嘴，其特征在于，具备：切割用氧气流动通路，贯通所述切割喷嘴的轴向中央；燃料气体流动通路，设置在所述切割用氧气流动通路的外侧；预热用氧气流动通路，设置在所述切割用氧气流动通路的外侧；切割氧气孔，设置在所述切割用氧气流动通路的前端；预热孔，设置在所述燃料气体流动通路的前端；和预热孔，设置在所述预热用氧气流动通路的前端，所述燃料气体流动通路和所述预热用氧气流动通路在所述切割喷嘴的内部独立，所述燃料气体流动通路的前端侧和所述预热用氧气流动通路的前端侧向所述切割用氧气流动通路的延长线倾斜。专利技术效果根据本专利技术的气割方法和气割装置，由于作为燃料气体的主要成分的氢气和氧气在到达切割吹管或切割喷嘴之前不发生混合，所以能够大幅降低燃料气体供给路径中发生爆炸的危险性从而提高安全性。此外，将在作为燃料气体的主要成分的氢气中混合的烃类气体的比率以超过0体积%（能够看到白心的最低比率）且4体积%以下（能够维持切割速度的最高比率）的低比率进行设定，所以在确保氢气本来的优越的切割性能的同时能够辨认白心，且能够易于进行预热火焰的调整。进一步，通过组合使预热气体路径的前端侧向喷嘴的中心方向倾斜的切断喷嘴，能够使预热更加集中。利用该效果，能够抑制主要由于在穿孔（开孔）加工时经常发生的熔化金属的上喷导致喷嘴的预热气体流动通路被阻塞而产生的回火，能够降低爆炸的危险性并能够降低穿孔预热时间。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的气割装置的系统图。图2是表示本专利技术的一实施方式的气割装置所使用的切割喷嘴的放大剖视图。图3是表示燃料气体中的在氧气中氢气的爆炸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.20 JP 2010-0972581.一种气割方法，将氢气与烃类气体混合以获得燃料气体，从切割喷嘴的前端喷射将所述燃料气体和预热用氧气混合并点火所形成的预热火焰以加热工件，对所述加热的工件喷射切割用氧气以切割工件，在所述燃料气体中烃类气体的含有量为超过0.2体积％且4体积％以下，所述气割方法的特征在于，从所述切割喷嘴的前端对工件喷射所述预热火焰时，使用气割装置的切割喷嘴，使所述预热火焰向所述切割喷嘴的轴向中心倾斜，所述切割喷嘴具备：切割用氧气流动通路，贯通所述切割喷嘴的轴向中央；预热气体流动通路，为燃料气体流动通路与预热用氧气流动通路汇合而形成的流动通路，设置在所述切割用氧气流动通路的外侧；切割氧气孔，设置在所述切割用氧气流动通路的前端；和预热孔，设置在所述预热气体流动通路的前端，所述预热气体流动通路的前端侧向所述切割用氧气流动通路的延长线以倾斜角α倾斜，所述倾斜角α为连接预热气体流动通路的折曲部和预热孔的直线与在切割喷嘴的轴向中心线上设置的切割用氧气流动通路所成的角度，从所述预热气体流动通路的前端侧的延长线与所述切割用氧气流动通路的延长线的交叉点到切割喷嘴前端的距离为10～20mm，所述倾斜角α设置成使得从所述预热气体流动通路的前端侧的延长线与所述切割用氧气流动通路的延长线的交叉点到切割喷嘴前端的距离为10～20mm，所述切割喷嘴的位置设定成所述交叉点为所述工件的表面。2.根据权利要求1所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为丙烷，在所述燃料气体中丙烷的含有量为0.4体积％以上且4体积％以下。3.根据权利要求1所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为甲烷，在所述燃料气体中甲烷的含有量为3体积％以上且4体积％以下。4.根据权利要求1所述的气割方法，其特征在于，所述烃类气体为丁烷，在所述燃料气...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤丰幸，山本康之，加藤隆，长堀正幸，上木原洋丘，武田隆志，
申请(专利权)人：大阳日酸株式会社，
类型：
国别省市：