CN103339239A

CN103339239A - 可燃性气体

Info

Publication number: CN103339239A
Application number: CN2011800665156A
Authority: CN
Inventors: 中牟田正彦; 桥本敏明; 吉田佳史; 松本和人
Original assignee: Iwatani Sangyo KK
Current assignee: Iwatani Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP4848060B1; KR20130112918A; ES2627513T3; US20130340893A1; SG191779A1; EP2684941B1; EP2684941A4; KR101341240B1; US8845822B2; CN103339239B; EP2684941A1; JPWO2012124030A1; WO2012124030A1

Abstract

一种储存、运输等容易、且能够有助于气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态的高质量化的可燃性气体，其含有38体积%以上且45体积%以下的乙烯，且剩余部分由氢气和不可避免的杂质构成。

Description

可燃性气体

技术领域

本发明涉及可燃性气体，更特定而言，涉及适合于气割、气焊、钎焊等的可燃性气体。

背景技术

乙炔（C₂H₂）在气割、气焊、钎焊等中作为燃烧气体而被广泛应用。乙炔在燃烧速度、燃烧强度方面优异，作为燃烧气体是合适的。

但是，乙炔若以压缩气体的状态进行储存、运输等，会有可能分解爆炸。因此，乙炔以溶于丙酮、二甲基甲酰胺等溶剂的溶解气体的状态被储存、运输。其结果，乙炔存在不适合利用集合容器、大型容器来进行大量运输等问题点。

对此，提出了使用20体积%～80体积%的乙烯和80体积%～20体积%的氢气的混合气体作为乙炔的替代气体。由此，可以获得通过向大气中急速扩散来提高船底作业、凹坑内作业中的安全性、接近乙炔的燃烧性能、低价格化、储存和运输的容易化等效果（例如，参照日本特开昭53-118401号公报（专利文献1））。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭53-118401号公报

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，在气割、气焊、钎焊等领域中，要求加工后的完成状态的高质量化，近年来该质量要求正逐渐增高。具体而言，例如在气割中，在减少切断面的肩部下陷（切断面外周部的变形）、熔渣（slag）向切断面外周部的附着等的同时，谋求降低切断面的表面粗糙度。为了应对这样的要求，已知调整切割速度、调整割嘴（cutting tip）高度等是有效的。

本发明是基于这种状况而做出的，其目的在于提供储存、运输等容易、且能够有助于气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态的高质量化的可燃性气体。

用于解决问题的方案

按照本发明制成的可燃性气体含有38体积%以上且45体积%以下的乙烯，且剩余部分由氢气和不可避免的杂质构成。

本发明人为了提高气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态而进行了详细的研究。其结果发现，乙烯和氢气的混合气体不仅在储存、运输等方面比乙炔有利，而且通过适当调整乙烯和氢气的混合比也可以有助于上述完成状态的提高，从而想到了本发明。

具体而言，通过使乙烯的含量为38体积%以上且45体积%以下，可提高产生的熔渣的处理性，并且可以实现例如用于气割时切断面的表面粗糙度的降低。另外，本发明的可燃性气体能够以压缩气体的状态储存、运输，因此储存和运输、特别是使用集合容器、大型容器的大量运输是容易的。另外，乙烯的含量变得过低时，会有可能在燃烧时、熄火时发生回火（backfire），但通过将乙烯的含量设为38体积%以上可以抑制回火。如此，采用本发明的燃烧气体，可以提供储存、运输等容易、且能够有助于气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态的高质量化的可燃性气体。

上述可燃性气体中，优选的是上述不可避免的杂质为0.5体积%以下。由此，可燃性气体的特性稳定，可以更确实地得到上述本发明的效果。为了使可燃性气体的特性更加稳定，理想的是上述不可避免的杂质为0.1体积%以下。

对于上述可燃性气体，也可以被封入容器内，且该容器内的压力在35℃下为1MPa以上且14.7MPa以下。

对于上述本发明的可燃性气体，也可以在实施气割、气焊、钎焊等加工的场所混合乙烯气体和氢气气体从而被制造、使用。另一方面，本发明的可燃性气体还可以预先混合乙烯气体和氢气气体来制造，并在被封入容器内后，以保存于该容器内的状态运输至实施气割、气焊、钎焊等加工的场所并使用。该情况下，为了实现高效的运输，优选使容器内的压力上升。但是，使压力过度上升时乙烯会有可能在低温下发生液化、使用时乙烯与氢气难以得到期望的混合比。通过使容器内的压力在35℃下为1MPa以上且14.7MPa以下，可以抑制这种问题发生并且实现高效的运输。另外，为了实现更高效的运输，优选使容器内的压力在35℃下为5MPa以上，更优选为10MPa以上。

发明的效果

由以上说明可知，采用本发明的可燃性气体，可以提供储存、运输等容易、且能够有助于气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态的高质量化的可燃性气体。

附图说明

图1是表示可燃性气体制造装置的一例的示意图。

图2是表示可燃性气体制造方法的一例的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。本发明的可燃性气体例如可以如下这样地制造。首先参照图1说明可燃性气体的制造装置。

参照图1，在本实施方式中，通过以期望的混合比向容器10填充乙烯气体和氢气气体来制造可燃性气体。容器10为具备保存可燃性气体的主体部11、设置于主体部11的容器阀12和与容器阀12连接并延伸至主体部11的内部的管13的带管的填充容器。容器10经由配管系统20与氢气气体储存部41、乙烯气体储存部42、减压装置44、气体放出部43和压力计51连接。

具体而言，容器10连接有配管21。而且，配管21与连接于氢气气体储存部41的配管22相连接。在配管22上设置有防止气体向氢气气体储存部41流动的止回阀31。另外，在配管22的处于止回阀31和氢气气体储存部41之间的部分上设置有阀32。

配管21进一步连接有配管23。而且，配管23与连接于乙烯气体储存部42的配管24相连接。在配管24上设置有防止气体向乙烯气体储存部42流动的止回阀31。另外，在配管24的处于止回阀31和乙烯气体储存部42之间的部分上设置有阀33。

配管23进一步与连接有真空泵等减压装置44的配管25相连接。在配管25上设置有阀35。配管23进一步连接有配管26。而且，配管26与连接有压力计51的配管28相连接。通过该压力计51可以管理处于与压力计51连通状态的配管系统20内的压力。配管26进一步与配管27相连接，所述配管27连接有将配管系统20内的气体放出至外部的气体放出部43。在配管27上设置有阀34。

接着，参照图1和图2对可燃性气体的制造方法（填充方法）进行说明。如图2所示，在本实施方式中的可燃性气体的填充方法中，首先实施排气工序作为工序（S10）。在该工序（S10）中，参照图1，在阀32、33、34、35关闭的状态下将容器10连接于配管21，打开容器阀12。此时，在容器10的主体部11内残留有规定压力以上的气体时，打开阀34并经由气体放出部43放出该气体。主体部11内气体的压力可以通过压力计51来把握。接着，在关闭阀34的状态下打开阀35，运转减压装置44，由此使主体部11内减压。然后，利用压力计51确认主体部11内的压力降低至期望压力后，关闭阀35，停止减压装置44的运转。

接着，作为工序（S20），实施乙烯气体填充工序。在该工序（S20）中，向在工序（S10）中被减压的容器10的主体部11填充乙烯气体。具体而言，参照图1，打开阀33，乙烯气体储存部42内的乙烯气体被填充至主体部11内。然后，在容器10的主体部11内的压力变为用于使可燃性气体中的乙烯的比例为38体积%以上且45体积%以下所需要的压力的时刻关闭阀33，结束乙烯气体的填充。

接着，作为工序（S30），实施氢气气体填充工序。在该工序（S30）中，向在工序（S20）中填充有乙烯气体的容器10的主体部11填充氢气气体。具体而言，参照图1，打开阀32，氢气气体储存部41内的氢气气体被填充至主体部11内。然后，在容器10的主体部11内的压力变为用于使可燃性气体中的乙烯的比例为38体积%以上且45体积%以下所需要的压力的时刻关闭阀32，结束氢气气体的填充。

接着，作为工序（S40），实施容器拆卸工序。在该工序（S40）中，关闭在工序（S20）和（S30）中填充了乙烯气体和氢气气体的容器10的容器阀12，从配管系统20拆卸容器10。通过以上工序，可以制造含有38体积%以上且45体积%以下的乙烯、且剩余部分由氢气和不可避免的杂质构成的本发明的可燃性气体。该可燃性气体储存、运输等容易，且能够有助于气割、气焊、钎焊等加工后的完成状态的高质量化。

此处，上述不可避免的杂质理想的是为0.5体积%以下，更理想的是为0.1体积%以下。由此，可燃性气体的特性稳定。另外，优选使容器10内的压力在35℃下为1MPa以上且14.7MPa以下。由此，变得能够抑制乙烯的液化并且高效地运输。另外，为了实现更高效的运输，优选使容器10内的压力在35℃下为5MPa以上，更优选为10MPa以上。

其中，填充在容器10内的乙烯气体和氢气气体若在填充后经过规定时间，则会形成均匀混合的状态。为了缩短直到达成均匀混合为止的时间，例如调整管13的内径即可。另外，在上述实施方式中，虽然对可燃性气体填充在容器10中的情况进行了说明，但本发明的可燃性气体不限于此，例如也可以在实施气割、气焊、钎焊等加工的场所混合乙烯气体和氢气气体来制造，不填充至容器就使用。进而，在上述实施方式中，虽然对通过压力管理乙烯气体和氢气气体的混合比的情况进行了说明，但也可以例如在秤上载置容器10，并根据重量来管理混合比。另外，在上述实施方式中，虽然对采用具备管13的带有管的填充容器即容器10、并按照乙烯气体、氢气气体的顺序实施气体填充的情况进行了说明，但本发明的可燃性气体的制造方法并不限于此。例如，也可以通过采用不具备管的容器、并按照氢气气体、乙烯气体的顺序实施气体填充来制造本发明的可燃性气体。即，只要能够充分实现乙烯气体和氢气气体的均匀混合，就可以任意选择气体的填充顺序、管的有无。

实施例

进行使用乙烯和氢气的混合气体来实施钢材的气割并调查切断部状态的实验。实验的步骤如下所述。

首先，准备一般结构用轧制钢材即JIS（Japanese Industrial Standards）G3101的SS400的钢板（厚度25mm、宽度300mm）作为钢材。然后，在割嘴：中压式平均3节割嘴2号、割嘴高度：5mm、切割速度：350mm/min的条件下利用气割切割该钢材。此时，使用乙烯气体和氢气气体的混合气体中的乙烯气体的比例为30～50体积%的可燃性气体作为燃烧气体。可燃性气体通过在以使混合气体的组成达到期望的组成的方式来决定的流量下流通乙烯气体和氢气气体而混合从而制造并使用。其中，为了比较，也实施使用乙炔作为燃烧气体的气割。然后，调查切割后的切断部的通过目视的外观评价、有无肩部下陷的发生、有无熔渣的附着、切断面的粗糙度，由此来评价切断部的完成状态。其中，切断面的粗糙度基于JIS B0601-2001进行了测定。实验条件和实验结果示于表1。

[表1]

在表1的“外观评价”中，A表示非常良好、B表示良好、C表示差、D表示明显差。其中，由于在No.1条件下的切断部外观明显差，因此关于外观评价以外的项目并未进行评价。

如表1所示，在乙烯气体的比例为38体积%以上且45体积%以下的范围内，不仅外观评价变为与使用乙炔的情况同等以上，综合判断肩部下陷、熔渣附着、切断面粗糙度的评价，可以说切割后的完成状态良好。由此，可以确认采用本发明的可燃性气体，能够有助于加工后的完成状态的高质量化。

应该认为，本次公开的实施方式和实施例在所有的点仅仅是例示，不是限制性的。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求来给出的，并且应当包括与权利要求等效的意义和范围内的所有变更。

产业上的可利用性

本发明的可燃性气体能够特别有利地适用于气割、气焊、钎焊等。

附图标记说明

10容器、11主体部、12容器阀、13管、20配管系统、21～28配管、31止回阀、32～35阀、41氢气气体储存部、42乙烯气体储存部、43气体放出部、44减压装置、51压力计。

Claims

1.一种可燃性气体，其含有38体积%以上且45体积%以下的乙烯，且剩余部分由氢气和不可避免的杂质构成。

2.根据权利要求1所述的可燃性气体，其中，所述不可避免的杂质为0.5体积%以下。

3.根据权利要求1所述的可燃性气体，其被封入容器内，且所述容器内的压力在35℃下为1MPa以上且14.7MPa以下。