氣割方法和氣割裝置及切割噴嘴的製作方法
2023-07-09 19:09:46
專利名稱：氣割方法和氣割裝置及切割噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣割方法和氣割裝置及切割噴嘴的改良。本申請基於2010年4月20日在日本申請的特願2010-097258號主張優先權，在此引用其內容。
背景技術：
切割鋼板等工件時，通過預熱火焰將工件的切割開始點加熱至能夠氧化反應的溫度，向被加熱的部分噴射高純度的氧氣使被加熱的部分燃燒並熔化，由此切割工件的氣割方法被廣泛使用。為了在該氣割方法中形成預熱火焰，通常在預熱孔中使用烴類氣體(LPG、LNG、城市煤氣、乙炔、丙烷、甲烷、乙烯、丙烯、丁烷等，或它們的混合氣體)作為燃料氣體以及用於使該燃料氣體有效燃燒的預熱氧氣。近年來，為了形成預熱火焰，使用以氫氣為主要成分的燃料氣體替代烴類氣體。作為使用以氫氣為主要成分的燃料氣體的氣割方法，已知有專利文獻I和專利文獻2。在此，對比文件I中記載有以成為不到爆炸下限的濃度的方式將烴類氣體混合到氧氣和氫氣的混合氣體(氫氧氣體)中的切割方法。具體地，公開了為了不到氫氧氣體的爆炸下限，需要使燃料氣體中的烴類氣體的比率在30%以上。此外，對比文件2記載有使用以氫氧氣體對液化石油氣的流量比為25 Γ35 1的範圍將液化石油氣加入到氧氣和氫氣的混合氣體(氫氧氣體)中的熱源的氣割方法。具體地，在圖9所示的氣割裝置101中，將由氫氧氣體發生器103產生的氫氧氣體供給到供給路徑101，從液化石油氣瓶104將液化石油氣供給到供給路徑103，在供給路徑101與供給路徑103的匯合點A以成為上述範圍的方式混合後，向切割吹管102供給。並且，從切割吹管102的前端設置的切割噴嘴106產生預熱火焰。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利公開2007-000902號公報專利文獻2 :日本專利第3563660號公報然而,在專利文獻I和專利文獻2所記載的氣割方法中，確認了氫氣中混合的烴類氣體濃度越高，則切割速度等切割性能越低，為了充分發揮氫氣的切割性能，需要降低混合的烴類氣體或液化石油氣的比率。另一方面，當完全不混合烴類氣體或液化石油氣以氫氣100%作為燃料氣體時，具有因為無法看到噴嘴前端的白心，所以無法調整預熱火焰的問題。此外，使用為爆炸性氣體的氧氣與氫氣的混合氣體，具有當烴類氣體的壓力下降或因機器的關聯而發生混合故障時等氫氧氣體的供給路徑全體(例如，圖9所示的供給路徑LlOl的全體)有爆炸的危險的問題。
發明內容
本發明為解決上述技術問題而產生，目的在於提供安全、切割性能優越且能夠易於進行預熱火焰的調整的氣割方法和其所使用的氣割裝置及切割噴嘴。為了解決上述技術問題，本發明如下。(I) 一種氣割方法，其特徵在於，將氫氣與烴類氣體混合以獲得燃料氣體，從切割噴嘴的前端噴射將所述燃料氣體和預熱用氧氣混合併點火所形 成的預熱火焰以加熱工件，對所述被加熱的工件噴射切割用氧氣以切割工件，在所述燃料氣體中烴類氣體的含有量為超過O體積％且4體積％以下。(2)根據(I)所述的氣割方法，其特徵在於，所述烴類氣體為丙烷，在所述燃料氣體中丙烷的含有量為O. 4體積％以上且4體積％以下。(3)根據(I) (2)中任一項所述的氣割方法，其特徵在於，所述烴類氣體為甲烷，在所述燃料氣體中甲烷的含有量為3體積％以上且4體積％以下。(4)根據(I) (3)中任一項所述的氣割方法，其特徵在於，所述烴類氣體為丁烷，在所述燃料氣體中丁烷的含有量為O. 2體積％以上且4體積％以下。(5)根據(I) (4)中任一項所述的氣割方法，其特徵在於，在切割吹管的內部、切割噴嘴的內部或切割噴嘴的前端進行所述燃料氣體與所述預熱用氧氣的混合。(6)根據(I) (5)中任一項所述的氣割方法，其特徵在於，從所述切割噴嘴的前端對工件噴射所述預熱火焰時，使所述預熱火焰向所述切割噴嘴的軸向中心傾斜。(7)根據(I) (6)中任一項所述的氣割方法，其特徵在於，由水分解裝置供給所述氫氣和所述預熱用氧氣中的至少任一種，所述水分解裝置能夠分別取出氫氣和氧氣，並使氫氣中的氧氣成分或氧氣中的氫氣成分為不到爆炸下限。另外，能夠分別取出氫氣和氧氣的定義是所述氫氣中的氧氣濃度及氧氣中的氫氣濃度分別為不到爆炸下限。(8)—種氣割裝置，其特徵在於，設置有混合器，將氫氣與烴類氣體混合以獲得燃料氣體；切割噴嘴，具有由所述燃料氣體和預熱用氧氣形成預熱火焰的預熱孔和噴射切割用氧氣以切割工件的切割氧氣孔；切割吹管，其前端設置有所述切割噴嘴；燃料氣體供給路徑，將所述燃料氣體供給到所述切割吹管或所述切割噴嘴；預熱用氧氣供給路徑，將所述預熱用氧氣供給到所述切割吹管或所述切割噴嘴；氫氣供給源，將所述氫氣供給到所述混合器；
烴類氣體供給源，將所述烴類氣體供給到所述供給路徑；和氧氣供給源，將所述預熱用氧氣供給到所述預熱用氧氣供給路徑，所述燃料氣體中的烴類氣體的含有量為超過O體積％且4體積％以下，所述燃料氣體供給路徑與所述預熱用氧氣的供給路徑在所述切割吹管的內部、所述切割噴嘴的內部或所述切割噴嘴的外部匯合。(9) 一種切割噴嘴，為氣割裝置的切割噴嘴，其特徵在於，具備切割用氧氣流動通路，貫通所述切割噴嘴的軸向中央；預熱氣體流動通路，為燃料氣體流動通路與預熱用氧氣流動通路匯合而形成的流 動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側；切割氧氣孔，設置在所述切割用氧氣流動通路的前端；和預熱孔，設置在所述預熱氣體流動通路的前端，所述預熱氣體流動通路的前端側向所述切割用氧氣流動通路的延長線傾斜。(10)根據(9)所述的切割噴嘴，其特徵在於，從所述預熱氣體流動通路的前端側的延長線與所述切割用氧氣流動通路的延長線的交叉點到切割噴嘴前端的距離為l(T20mm。(11) 一種切割噴嘴，為氣割裝置的切割噴嘴，其特徵在於，具備切割用氧氣流動通路，貫通所述切割噴嘴的軸向中央；燃料氣體流動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側；預熱用氧氣流動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側；切割氧氣孔，設置在所述切割用氧氣流動通路的前端；預熱孔，設置在所述燃料氣體流動通路的前端；和預熱孔，設置在所述預熱用氧氣流動通路的前端，所述燃料氣體流動通路和所述預熱用氧氣流動通路在所述切割噴嘴的內部獨立，所述燃料氣體流動通路的前端側和所述預熱用氧氣流動通路的前端側向所述切割用氧氣流動通路的延長線傾斜。發明效果根據本發明的氣割方法和氣割裝置，由於作為燃料氣體的主要成分的氫氣和氧氣在到達切割吹管或切割噴嘴之前不發生混合，所以能夠大幅降低燃料氣體供給路徑中發生爆炸的危險性從而提高安全性。此外，將在作為燃料氣體的主要成分的氫氣中混合的烴類氣體的比率以超過O體積％ (能夠看到白心的最低比率)且4體積％以下(能夠維持切割速度的最高比率)的低比率進行設定，所以在確保氫氣本來的優越的切割性能的同時能夠辨認白心，且能夠易於進行預熱火焰的調整。進一步，通過組合使預熱氣體路徑的前端側向噴嘴的中心方向傾斜的切斷噴嘴，能夠使預熱更加集中。利用該效果，能夠抑制主要由於在穿孔(開孔)加工時經常發生的熔化金屬的上噴導致噴嘴的預熱氣體流動通路被阻塞而產生的回火，能夠降低爆炸的危險性並能夠降低穿孔預熱時間。
圖I是表示本發明的一實施方式的氣割裝置的系統圖。
圖2是表示本發明的一實施方式的氣割裝置所使用的切割噴嘴的放大剖視圖。圖3是表示燃料氣體中的在氧氣中氫氣的爆炸範圍和在氧氣中丙烷的爆炸範圍的三角圖。圖4是表示本發明的氣割裝置所使用的切割噴嘴的另一例的示意剖視圖。圖5是表不本發明的驗證試驗I中燃料氣體中的丙燒濃度與最聞切割速度的關係的圖。圖6的(a)是表示在本發明的驗證試驗2中，使用100%氫氣作為燃料氣體時，燃料氣體與切割噴嘴的前端產生的白心的狀態的關係的圖。(b)是表示在本發明的驗證試驗2中，使用氫氣和1%作丙烷的混合氣體作為燃料氣體時，燃料氣體與切割噴嘴的前端產生的白心的狀態的關係的圖。(C)是表示在本發明的驗證試驗2中，使用氫氣和3%作甲烷的
混合氣體作為燃料氣體時，燃料氣體與切割噴嘴的前端產生的白心的狀態的關係的圖。圖7的(a)是表示在本發明的驗證試驗3中，設置傾斜時，切割噴嘴內的流動通路與預熱氣體的狀況的關係的圖。(b)是表示在本發明的驗證試驗3中，未設置傾斜時，切割噴嘴內的流動通路與預熱氣體的狀況的關係的圖。圖8是表示本發明的驗證試驗3中穿孔預熱時間的測量結果的圖。圖9是表示現有的氣割裝置的結構的系統圖。
具體實施例方式以下，使用附圖對於應用本發明的一實施方式的氣割方法與其所使用的氣割裝置和切割噴嘴一起進行說明。另外，以下說明所使用的附圖為了使特徵易於理解，有時為了方便將特徵部分放大表示，各結構要素的尺寸比例等不限於與實際相同。圖I是表示本發明的一實施方式的氣割方法所使用的氣割裝置的系統圖。如圖I所示，本實施方式的氣割裝置I具備具有切割噴嘴6的切割吹管2，切割噴嘴6上設置有預熱孔7和切割氧氣孔8 ;供給氫氣的氫氣供給源3 ;供給烴類氣體的烴類氣體供給源4 ;供給預熱用氧氣的氧氣供給源5 ;將氫氣和烴類氣體構成的燃料氣體供給到切割噴嘴6的燃料氣體供給路徑LI ;和將預熱用氧氣供給到切割噴嘴6的預熱用氧氣供給路徑L2而大致構成。切割吹管2未特別限定，能夠應用普通的切割吹管。氣割噴嘴6設置在切割吹管2的前端。在該切割噴嘴6的前端，設置有用於由燃料氣體和預熱用氧氣形成預熱火焰的預熱孔7和用於噴射切割用氧氣以切割工件的切割氧氣孔8。此外，在切割噴嘴6的基端，設置有燃料氣體流動通路9和預熱用氧氣流動通路10及切割用氧氣流動通路11。並且，燃料氣體流動通路9與預熱用氧氣流動通路10在該切割噴嘴6的內部匯合。燃料氣體供給路徑LI 一端與氫氣供給源3連接，另一端與切割噴嘴6的燃料氣體流動通路9連接。此外，在燃料氣體供給路徑LI上設置有混合裝置12，在該混合裝置12上經由烴類氣體供給路徑L3連接有烴類氣體供給源4。由此，氫氣和烴類氣體分別從氫氣供給源3和烴類氣體供給源4被供給到混合裝置12，生成在氫氣中混合超過O體積％且4體積％以下的烴類氣體的混合氣體。而且，該混合氣體作為燃料氣體被供給到混合裝置12下遊的燃料氣體供給路徑LI。
在此，如以下所示驗證試驗所說明的，本實施方式的燃料氣體為在氫氣中混合超過O體積％且4體積％以下的烴類氣體的混合氣體。白心由於燃料氣體中的碳成分燃燒而發出白色的光輝能夠辨認，對於氫氣100%的燃料氣體而言完全無法看到白心。燃料氣體中混合的烴類氣體濃度儘可能設定得較低，但從白心的辨認性的觀點考慮，優選為O. 2 4體積％。此外，使用碳成分較多的丙烷等時，優選為O. 4體積％以上，更優選為I體積％以上。使用碳成分較少的甲烷等時，優選為3體積％以上，使用丁烷等時，優選為O. 2體積％以上。使用以丙烷為主要成分的液化石油氣作為烴類氣體時，優選混合氣體中的丙烷的濃度為O. 4體積％以上，更優選為I體積％以上。
使用以甲烷為主要成分的液化天然氣時，優選混合氣體中的甲烷的濃度為3體積％以上，使用以丁烷為主要成分的城市煤氣時，優選混合氣體中的丁烷的濃度為O. 2體積％以上。另一方面，當氫氣中的烴類氣體超過4體積％時，對於可切割速度來說，相對於使用氫氣100%作為燃料氣體時的可切割速度，可切割速度急速下降，在燃料氣體中使用氫氣的優點變得極小，所以是不優選的。相反，如果氫氣中的烴類氣體的混合比率為4體積％以下，則可切割速度不受影響，所以是優選的。此外，作為安全對策，在燃料氣體供給路徑LI上設置有回火防止器13和開閉閥(優選使用止回閥。以下相同)15。進一步，在燃料氣體供給路徑LI和烴類氣體供給路徑L3上分別設置壓力計14。預熱用氧氣供給路徑L2 —端與氧氣供給源5連接，另一端與切割噴嘴6的預熱用氧氣流動通路10連接。此外，在預熱用氧氣供給路徑L2上設置有壓力計14和開閉閥15。切割用氧氣供給路徑L4 一端與氧氣供給源5連接，另一端與切割噴嘴6的切割用氧氣流動通路11連接。此外，在切割用氧氣供給路徑L4上設置有壓力計14和開閉閥15。另外，在本實施方式的切割裝置I中，例示了在預熱用氧氣供給路徑L2和切割用氧氣供給路徑L4上連接同一氧氣供給源5的結構，但不限於此。即，也可以為在預熱用氧氣供給路徑L2和切割用氧氣供給路徑L4上分別連接不同的氧氣供給源的結構。氫氣供給源3在與預熱用氧氣匯合之前不與氧氣混合，能夠將氫氣單質供給到燃料氣體供給路徑LI至燃料氣體流動通路9即可，未特別限定。作為氫氣供給源3可以使用一般廣泛使用的充填有氫氣的氣瓶，也可以利用從電解水以產生氫氣和氧氣的水分解裝置產生的氣體。但是，使用水分解裝置的氣體時，為了消除氫氣與氧氣混合發生爆炸的危險，需要選擇將氫氣與氧氣分別分離取出的類型的機器。烴類氣體供給源4，未特別限定，能夠使用充填有烴類氣體的氣瓶。作為本實施方式的烴類氣體，未特別限定，能夠使用液化石油氣、液化天然氣、城市煤氣、乙烯、乙炔、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等普通的烴類氣體或它們的混合氣體。氧氣供給源5在與燃料氣體匯合之前不與氫氣混合，能夠將氧氣單質供給到預熱用氧氣供給路徑L2和切割用氧氣供給路徑L4即可，未特別限定。作為氧氣供給源5可以使用一般廣泛使用的充填有氧氣的氣瓶，也可以利用從電解水以產生氫氣和氧氣的水分解裝置產生的氣體。但是，使用水分解裝置的氣體時，為了消除氫氣與氧氣混合發生爆炸的危險，需要選擇將氫氣與氧氣分別分離取出的類型的機器。對於從水分離裝置產生的氫氣和氧氣，即使是分離取出的類型也可能在氫氣中混入氧氣或在氧氣中混入氫氣。混入量優選儘可能少量，只要是分別不到爆炸下限的濃度就沒有問題。另外，氧氣供給源5可以在預熱用氧氣供給路徑L2和切割用氧氣供給路徑L4上分別設置。切割噴嘴6由燃料氣體和預熱用氧氣形成預熱火焰，噴射切割用氧氣，設置在切割吹管2的前端。此外，切割噴嘴6具備貫通軸向中央的切割用氧氣流動通路11 ;預熱氣體流動通路16，為燃料氣體和預熱用氧氣的混合氣體的流動通路，設置在切割用氧氣流動通路11的外側；設置在切割用氧氣流動通路11的前端的切割氧氣孔8 ;和設置在預熱氣體流動通路16的前端的預熱孔7而大致構成。在此，如圖I所示，本實施方式的切割噴嘴6為燃料氣體流動通 路9與預熱用氧氣流動通路10在該切割噴嘴6的內部匯合而構成預熱氣體流動通路16的前混合類型(^
I HP 夕^ ^)。此外，燃料氣體供給路徑LI、預熱用氧氣供給路徑L2分別與燃料氣體流動通路9和預熱用氧氣流動通路10連接。因此，本實施方式的氣割裝置I為燃料氣體供給路徑LI與預熱用氧氣供給路徑L2在切割噴嘴6內匯合的結構。此外，本實施方式的切割噴嘴6如圖2所示，該切割噴嘴6內的預熱氣體流動通路16上設置有折曲部16a。並且，其特徵在於，預熱氣體流動通路16的在該折曲部16a的基端側的部分設置為，與沿著軸向中心設置的切割用氧氣流動通路11平行，在上述折曲部16a的前端側的部分16A設置為向上述切割用氧氣流動通路11傾斜。由此，能夠使從預熱孔8噴射的預熱氣體向切割噴嘴6的軸向的中心部集中。另外，在本實施方式中，例示了在預熱氣體流動通路16上設置折曲部16的結構，但不限於此。例如，也可以將與軸向平行設置的基端側的流動通路部分與向切割用氧氣流動通路11傾斜設置的前端側的流動通路部分用緩和的曲線狀的流動通路連接而構成預熱氣體流動通路16在此，預熱氣體流動通路16的前端側部分16A的傾斜角度(即，連接預熱氣體流動通路16的折曲部16a和預熱孔8的直線M與切割噴嘴6的軸向中心線O上設置的切割用氧氣流動通路11所成的角度)α優選為能夠最大程度地提高預熱氣體的集中性的角度。具體地，傾斜角度α如圖2所示，優選設定為使上述直線M與上述直線O交叉的點(交點)Ρ成為切割材料(工件)表面S。另外，從切割材料(工件)表面S到切割噴嘴前端的距離L通常設定在l(T20mm的範圍內。接下來，說明使用上述氣割裝置的本發明的一實施方式的氣割方法。具體地，如圖I所示，對於進行本實施方式的氣割的各種氣體的供給形態進行說明。首先，從氫氣供給源3對燃料氣體供給路徑LI供給氫氣。氫氣在由壓力調整器14調壓後被供給到混合裝置12。同樣地，從烴類氣體供給源4對烴類氣體供給路徑L3供給烴類氣體。烴類氣體在由壓力調整器14調壓後被供給到混合裝置12。接下來，通過混合裝置12，將氫氣與烴類氣體以成為設定的混合比率(B卩，氫氣96體積％以上，烴類氣體4體積％以下)的方式混合後，從該混合裝置12作為燃料氣體供給到燃料氣體供給路徑LI。並且，燃料氣體經由用於氫氣的回火防止器13和開閉閥15供給到切割噴嘴6的燃料氣體用流動通路9。從氧氣供給源5將氧氣供給到預熱用氧氣供給路徑L2和切割用氧氣供給路徑L4。供給到預熱用氧氣供給路徑L2的氧氣作為預熱用氧氣經由壓力調整器14和開閉閥15供給到切割噴嘴6的預熱用氧氣流動通路10。燃料氣體和預熱用氧氣在切割噴嘴6的內部混合，由預熱孔7噴出並被點火，形成預熱火焰。對另一條切割用氧氣供給路徑L4供給的氧氣作為切割用氧氣經由壓力調整器14和開閉閥15供給到切割噴嘴6的預切割用氧氣流動通路11，從切割氧氣孔8噴射，與被預熱火焰加熱的鋼鐵反應以進行切割。在以往的氣割方法中，使用100%氫氣作為燃料氣體時，與使用100%烴類氣體作為燃料氣體時相比能夠提高可切割速度。然而，由於完全無法辨認切割噴嘴前端產生的白心，所以具有難以調整預熱火焰的火焰的問題。 此外，在以往的氣割方法中，以成為爆炸下限值的方式在氧氣和氫氣的混合氣體(氫氧氣)中混合烴類氣體作為燃料氣體時，能夠確保安全性但具有切割速度下降的問題。在此，圖3中表示在氧氣中氫氣的爆炸範圍和在氧氣中丙烷的爆炸範圍。圖3中所示的區域(A)是燃燒範圍，區域(B)是非燃燒範圍。另外，三角圖中所示的直線(C)表示在由電解產生的氧氣、氫氣中混合丙烷時的組成。如圖3所示，氧氣中的不到爆炸下限的氫氣濃度為4%以下，氫氣中的不到爆炸下限的氧氣濃度為6%以下。對此，在本實施方式的氣割方法中，由於使用在氫氣中混合超過O體積％且4體積％以下的烴類氣體的混合氣體作為燃料氣體，所以能夠同時獲得與使用氫氣作為燃料氣體時的可切割速度同等的速度以及由烴類氣體的燃燒在切割噴嘴前端產生的白心的辨認性。進一步，根據如圖9所示的以往的氣割裝置101，將混合氧氣和氫氣的氫氧氣體與為爆炸下限濃度的烴類氣體的混合氣體作為燃料氣體供給到供給路徑101。因此，當由於任何理由燃料氣體的供給產生問題而發生爆炸時，供給氫氧氣體的供給線LlOl的上遊側全體有可能破損。相反，根據本實施方式的氣割裝置1，使用將作為燃料氣體的主要成分的氫氣作為氫氣單質供給的氫氣供給源3，與烴類氣體混合的燃料氣體和預熱用氧氣在切割噴嘴6的內部匯合。因此，萬一燃料氣體與預熱用氧氣之間發生爆炸時，切割噴嘴6的上遊側(一級偵D的路徑不會破損。由此，能夠使用混合如圖2所示的爆炸下限值以下的烴類氣體的燃料氣體。如以上說明的，根據本實施方式的氣割方法和氣割裝置1，由於作為燃料氣體的主要成分的氫氣與氧氣在進入切割吹管2或切割噴嘴6之前不混合，所以能夠大幅降低燃料氣體供給路徑I中發生爆炸的危險性從而提高安全性。此外，由於將在作為燃料氣體的主要成分的氫氣中混合的烴類氣體的比率以超過O體積％ (能夠看到白心的最低比率)且4體積％以下(能夠維持切割速度的最高比率)的低比率進行設定，所以在確保氫氣本來的優越的切割性能的同時能夠辨認白心，且能夠易於進行預熱火焰的調整。進一步，通過組合使預熱氣體路徑16的前端側16A向噴嘴的中心方向傾斜的切斷噴嘴6，能夠使預熱更加集中。利用該效果，能夠抑制主要由於在穿孔(開孔)加工時經常發生的熔化金屬的上噴導致噴嘴的預熱氣體通路16被阻塞而產生的回火，能夠降低爆炸的危險性並能夠降低穿孔預熱時間。另外，本發明的技術範圍不限於上述實施方式，在不脫離本發明的宗旨的範圍內可施加各種變更。例如，在上述實施方式的氣割裝置I中，示出了使用燃料氣體與預熱用氧氣在內部匯合的切割噴嘴6的結構，但不限於此。例如，如圖4所示,可以使用燃料氣體流動通路9和預熱用氧氣流動通路10在該切割噴嘴的內部獨立，由各自的預熱孔27a、27b噴出後在切割噴嘴的外部(切割噴嘴的前端)混合的後混合類型(7卜S> 夕''夕4 7°)的切割噴嘴26。利用這種形式的切割噴嘴26也能夠獲得與上述實施方式相同的效果，並能夠進一步提高對應因回火導致的爆炸的安全性。
此外，雖然未圖示，也可以為使用在內部設置有混合室(也叫做混合器)的切割吹管的氣割裝置的結構，為將燃料氣體和預熱用氧氣在切割吹管內的混合室中混合後，供給到切割噴嘴的結構。以下示出具體例子。(驗證試驗I)以使用丙烷作為構成燃料氣體的烴類氣體的情況為例，調查在氫燃料氣體中以各種濃度混合丙烷時的對切割速度的影響。作為評價對切割速度的影響的方法，在同一條件下逐漸加快切割速度時發生被稱作鬆散切割(&一 X力〃卜)的切割中斷的現象。記錄不發生該鬆散切割的最高速度。切割條件示出在表I中。此外，圖5中示出燃料氣體中的丙烷濃度與最高切割速度的關係。表I
權利要求
1.一種氣割方法，其特徵在於， 將氫氣與烴類氣體混合以獲得燃料氣體， 從切割噴嘴的前端噴射將所述燃料氣體和預熱用氧氣混合併點火所形成的預熱火焰以加熱工件， 對所述加熱的工件噴射切割用氧氣以切割工件， 在所述燃料氣體中烴類氣體的含有量為超過O體積％且4體積％以下。
2.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 所述烴類氣體為丙烷， 在所述燃料氣體中丙烷的含有量為O. 4體積％以上且4體積％以下。
3.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 所述烴類氣體為甲烷， 在所述燃料氣體中甲烷的含有量為3體積％以上且4體積％以下。
4.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 所述烴類氣體為丁烷， 在所述燃料氣體中丁烷的含有量為O. 2體積％以上且4體積％以下。
5.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 在切割吹管的內部、切割噴嘴的內部或切割噴嘴的前端進行所述燃料氣體與所述預熱用氧氣的混合。
6.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 從所述切割噴嘴的前端對工件噴射所述預熱火焰時， 使所述預熱火焰向所述切割噴嘴的軸向中心傾斜。
7.根據權利要求I所述的氣割方法，其特徵在於， 所述氫氣和所述預熱用氧氣由水分解裝置供給， 由所述水分解裝置供給的氫氣中的氧氣成分和由所述水分解裝置供給的預熱用氧氣中的氫氣成分為不到爆炸下限。
8.一種氣割裝置，其特徵在於，設置有 混合器，將氫氣與烴類氣體混合以獲得燃料氣體； 切割噴嘴，具有由所述燃料氣體和預熱用氧氣形成預熱火焰的預熱孔和噴射切割用氧氣以切割工件的切割氧氣孔； 切割吹管，其前端設置有所述切割噴嘴； 燃料氣體供給路徑，將所述燃料氣體供給到所述切割吹管或所述切割噴嘴； 預熱用氧氣供給路徑，將所述預熱用氧氣供給到所述切割吹管或所述切割噴嘴； 氫氣供給源，將所述氫氣供給到所述混合器； 烴類氣體供給源，將所述烴類氣體供給到所述供給路徑；和 氧氣供給源，將所述預熱用氧氣供給到所述預熱用氧氣供給路徑， 所述燃料氣體中的烴類氣體的含有量為超過O體積％且4體積％以下， 所述燃料氣體供給路徑與所述預熱氧氣的供給路徑在所述切割吹管的內部、所述切割噴嘴的內部或所述切割噴嘴的外部匯合。
9.一種切割噴嘴，為氣割裝置的切割噴嘴，其特徵在於，具備切割用氧氣流動通路，貫通所述切割噴嘴的軸向中央； 預熱氣體流動通路，為燃料氣體流動通路與預熱用氧氣流動通路匯合而形成的流動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側； 切割氧氣孔，設置在所述切割用氧氣流動通路的前端；和 預熱孔，設置在所述預熱氣體流動通路的前端， 所述預熱氣體流動通路的前端側向所述切割用氧氣流動通路的延長線傾斜。
10.根據權利要求9所述的切割噴嘴，其特徵在於，從所述預熱氣體流動通路的前端側的延長線與所述切割用氧氣流動通路的延長線的交叉點到切割噴嘴前端的距離為10 20mm。
11.一種切割噴嘴，為氣割裝置的切割噴嘴，其特徵在於，具備 切割用氧氣流動通路，貫通所述切割噴嘴的軸向中央； 燃料氣體流動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側； 預熱用氧氣流動通路，設置在所述切割用氧氣流動通路的外側； 切割氧氣孔，設置在所述切割用氧氣流動通路的前端； 預熱孔，設置在所述燃料氣體流動通路的前端；和 預熱孔，設置在所述預熱用氧氣流動通路的前端， 所述燃料氣體流動通路和所述預熱用氧氣流動通路在所述切割噴嘴的內部獨立，所述燃料氣體流動通路的前端側和所述預熱用氧氣流動通路的前端側向所述切割用氧氣流動通路的延長線傾斜。
全文摘要
本發明提供一種氣割方法、氣割裝置和切割噴嘴，所述氣割方法的特徵在於，將氫氣與烴類氣體混合以獲得燃料氣體，從切割噴嘴的前端噴射將所述燃料氣體和預熱用氧氣混合併點火所形成的預熱火焰以加熱工件，對所述被加熱的工件噴射切割用氧氣以切割工件，在所述燃料氣體中烴類氣體的含有量為超過0體積%且4體積%以下。
文檔編號B23K7/10GK102869471SQ20118001967
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月24日 優先權日2010年4月20日
發明者佐藤豐幸, 山本康之, 加藤隆, 長堀正幸, 上木原洋丘, 武田隆志 申請人:大陽日酸株式會社