DE2113436C3

DE2113436C3 - Brenngasquelle

Info

Publication number: DE2113436C3
Application number: DE19712113436
Authority: DE
Inventors: Tadao Osaka Uenae
Original assignee: Iwatani Corp
Current assignee: Iwatani Corp
Priority date: 1971-03-19
Filing date: 1971-03-19
Publication date: 1982-04-22
Also published as: DE2113436A1; DE2113436B2

Description

erfindungsgemäßen Brenngases sei auf die folgenden Versuchsdaten verwiesen. Zur Verdünnung von Azetylen wurde hierbei Propylengas verwendet, während Azeton als Lösungsmittel diente. Man kann jedoch auch andere Niederdruckgase und Lösungsmittel verwenden.

Tabelle 1 zeigt die Explosionsgrenzen eines aus Azetylen und Propylen bestehenden Gasgemisches. Die Daten erleichtern die Ermittlung der Sicherheit des Brenngases. Normalerweise explodiert Azetylen unter einem Druck von 1,4 at Durch die erfindungsgemäße Verdünnung wird jedoch die obere Explosionsgrenze von Azetylen erheblich in den Sicherheitsbereich reduziert. Beispielsweise besitzt ein Gasgemisch aus 70 Vol.-% Azetylen und 30 Vol.-% Propylen eine Explosionsgrenze von ca. 5 at, während bei einem Mischungsverhältnis von 65 VoI.-% Azetylen und 35 Vol.-% Propylen die Explosionsgrenze bei 6 at liegt. Dadurch kann man das Azetylen ohne jede Lebensgefahr handhaben. Bei Verwendung des Azetylens unter diesem Druck besteht dagegen Explosionsgefahr. Überdies unterstützt das Niederdruckgas im Gegensatz zu den bekannten, inaktiven Gasen durch seine eigene, hohe Brennbarkeit die mittels Azetylengas erzeugbare hohe Verbrennungstemperatur.

Bisher bestand der erhebliche Nachteil, daß die Verbrennungstemperatur infolge Schwankungen des Mischungsverhältnisses während der Gasentnahme aus dem Behälter instabil war. Beim erfindungsgemäßen Brenngas besteht dieser Nachteil nicht mehr, und man erhält eine stabile Arbeitsweise mit konstanter Verbrennungstemperatur.

Die Tabelle 2 zeigt, daß Propylen unabhängig von der Druckubnahme im Behälter innerhalb eines gewissen Bereiches praktisch bei dem gleichen Verhältnis bleibt. Bei einer Druckabnahme auf 1 at oder weniger tritt eine beträchtliche Änderung des Propylenanteils auf, was aber tatsächlich erst dann der Fall ist, wenn der Druck im Behälter 1 at erreicht. Die Daten in Tabelle 2 wurden mittels Druckmessung und Gaschromatographie ermittelt Der Sachverhalt ist von großer Bedeutung für Hochtemperaturvorgänge. Bei einem Propylenanteil von 35% oder mehr gegenüber dem Azetylengas sind die Verhältnisänderungen bei dem Anfangsdruck (11 at) und dem Enddruck unter 3 at beträchtlich. Aus diesem Grund wird der wirksame Zusatz von Niederdruckgas durch die untere Grenze von 35 Vol.-°/o begrenzt

Das erfindungsgemäße Brenngas besitzt den Vorteil, daß das Azetylen seine gute Brennbarkeit nicht einbüßt und daß seine Leistungsfähigkeit beim Brennschneiden, wie aus Tabelle 3 hervorgeht, gegenüber der bisherigen Azetylenanwendung sogar um 10% erhöht wird.

Explosionsgi enze für A.zetylen-Propy!en-Gas

Azetylengaskonzen'ration
(in Vol.-%)

Druck des Gasgemisches (at)

100 95 90 80 70 65 60 1,4
1,7
2,8
33
4,8
6,0
8,1

Tabelle 2

Veränderung des Propylenanteiles bei Druckabnahme im Behälter (in Vol.-%)

C3H6 Innendruck (at oder kg/cm²)

Vol.-% 11 10 9 8 7 6 5

0.9-0

8
10
27
35
40
45
50

8,0
10,1
26,6
34,4
35,9
38,1
41,9

8,0
10,0
27,0
35,1
384
41,7
46,6

8.1
ίΟ,Ο
27,0
35,0
39,8
44,0
50,0

8,0
10,0
27,0
35,0
40,3
45,4
54,4

8.0
10,0
27,0
35,0
40,5
46,0
53,4

8,0 10,0 27,0 35,0 40,5 45,5 52,5

8,0 10,0 27,0 35,0 40,5 45,0 51,8 8,0
10,0
27,0
35,0
40,1
43,4
48.6

8,0
10,0
27,0
35,0
38,9
41,4
46,0

8,0
10,0
27,0
35,1
37,2
39,3
43,0

8,0
9,9
26,9
33,9
34,8
36,5
39,4

7,7
9,7
25,4
30,6
31,9
33,2
35.2

Temperatur: I3°C bis I6°C.

Tabelle 3

Vergleich der Arbeitsfähigkeit von Brenngas gemäß der Erfindung mit üblichem Azetylen

	Eigenschaften	Gasgemisch
	Azetylengas	nicht explosiv
Explosionsgefahr	explosiv	keine (sicher)
Rückzündungen	lebensgefährlich	gut
Schweißen	gut	sehr gut, gegenüber einfachem Azetylen um 10%
Brennschneiden	gut	erhöhte Leistungsfähigkeit, exakte Schnittfläche.
		praktisch keine minderwertigen Gegenstände
		gegenüber einfachem Azetylen um 5% erhöht
Heizwirkung	gut	gut
Härten	gut	normal
Brenngasverbratich	normal	gegenüber einfachem Azetylen 5% mehr
Sauerstoffverbrauch

Claims

Patentansprüche:

1. Brenngasquelle, bestehend aus einem mit einem porösen Material gefüllten Behälter, in dem Acetylen unter Druck gespeichert ist, und wobei das poröse Material mit Aceton, Toluol, Xylol oder deren Mischungen imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Gemisch aus 65 bis 90 VoI.-% Acetylengas und 35 bis 10 Vol.-% eines Niederdruckgases gespeichert enthält.

2. Brenngasquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Niederdruckgas Äthan, Äthylen, Propylen, Propan, Butan oder deren

M ischungen vorgesehen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brenngasquelle, bestehend aus einem mit einem porösen Materia! gefüllten Behälter, in dem Acetylen unter Druck gespeichert ist und wobei das prosöe Material mit Aceton, Toluol, Xylol oder deren Mischungen imprägniert ist.

A!s Stand der Technik ist bereits ein Verfahren bekannt, durch welches das Auftreten von Explosionen in mit komprimiertem, explosivem Gas gefüllten Behältern verhindert wird (DE-PS 1 01 204). Die Explosivität des überstehenden Gases wird hierbei jo durch Einbringen einer festen porösen Masse verhindert, wodurch eine feine Auf- und Zerteilung des explosiven Gases in den Poren erreicht wird. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch lediglich für reines Acetylen anwendbar. Damit bleibt nach wie vor die Explosionsgefahr bei der Anwendung erhalten.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Brenngasgemisch zum Erwärmen von Metallen (DE-OS 15 45 460). Es wird hierbei eine verflüssigte Gasmischung aus Acetylen und Propylen vorgeschlagen, wobei jedoch nicht angegeben wird, wie diese Gasmischung über einen längeren Zeitraum in einem Behälter gespeichert werden kann. Die verflüssigte Gasmischung läßt sich nicht über einen längeren Zeitraum lagern, du sie durch den stärkeren Druck des Acetylens bei normaler Zimmertemperatur unzuverlässig wird. Selbst wenn jedoch diese Gasmischung kühl gelagert wird, differiert der Druck von Acetylen und Propylen weitgehend, so daß das Mischungsverhältnis beider Komponenten sich von einem Moment zum so anderen ändert und in der Mischung schließlich nur Propylen zurückbleibt, welche für normale Verwendung unbrauchbar ist Damit erfüllt diese bekannte Gasfüllung nicht die in der Praxis auftretenden Forderungen.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine SS Gasmischung, welche aus Acetylen und Benzindampf besteht (US-PS 16 37 187). Hierbei wird im Herstellungsverfahren Benzindampf mit Acetylengas gesättigt, indem man flüssiges Benzin mit Acetylen verbindet. Die vorbestimmte Dichtigkeitsgrenze des Acetylens wird nur durch den Druck des Benzins bestimmt, nämlich durch die Temperatur, bei der das Acetylen mit dem flüssigen Benzin verbunden wird. Damit wird das Mischungsverhältnis nicht auf technischem Wege erzielt, sondern ergibt sich auf natürliche Weise, um die Gasmischung bei Zimmertemperatur zu verwenden.

Hierbei ist es jedoch unmöglich, diese Gasmischung über einen längeren Zeitraum zu lagern, und in größeren Mengen für Industriezwecke zu verwenden, da das Mischungsverhältnis der Komponenten sich mit der Außentemperatur ändern würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Brenngasquelle der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei sich das Brenngasgemisch ohne Explosionsgefahr leicht lagern, transportieren und verwenden läßt Hierbei sollen das Mischungsverhältnis und die Verbrennungstemperatur konstant bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter ein Gemisch von 65 bis 90 Vol.-% Acetylengas und 35 bis 10 VoL-% eines Niederdruckgases gespeichert enthält.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können als Niederdruckgas Äthan, Äthylen, Propylen, Propan, Butan oder deren Mischungen vorgesehen sein.

Es stellte sich nämlich heraus, daß man Azetylen und Niederdruckgas dann erfolgreich in Behältern speichern kann, wenn man sie in einem bestimmten Mischungsverhältnis vermischt, wobei sich folgende Vorteile ergeben:

J. Die Explosionsgefahr von Azetylen ist beseitigt, so daß es sich sicher verbrennen läßt

2. Die Leistungsfähigkeit von Azetylen bleibt erhalten, so daß man die zum Schweißen, Schneiden und dgl. erforderlichen hohen Temperaturen erzeugen kann. Wie noch erläutert wird, wird der Wirkungsgrad beim Schneiden um 10% erhöht

3. Das Mischungsverhältnis und damit auch die Verbrennungstemperatur bleiben konstant

Die Erfindung führt somit zu einem Brenngas, das sich ohne Explosionsgefahr lagern, transportieren und verwenden läßt. Man erhält ein sehr leistungsfähiges Brenngas mit konstantem Mischungsverhältnis und konstanter Verbrennungstemperatur. Durch die Verwendung von überall und preiswert erhältlichem Niederdruckgas werden die Brenngaskosten reduziert. Das Azetylen soll einen Reinheitsgrad von über 99,9% und das Niederdruckgas einen solchen von 90% besitzen. Soweit diese Reinheitsgrade eingehalten sind, wird die Leistungsfähigkeit durch weitere, zugemischte Substanzen nicht beeinflußt

Eines der Merkmale der Erfindung ist das spezifische Verhältnis von Azetylen und Niederdruckgas. Macht der Azetylenanteil mehr als 90% aus, gemäß der Erfindung das obere Limit für den Azetylenanteil, so wird dieses explosiv. Überschreitet dagegen der Niederdruckgasanteil 35%, so bereitet die Entnahme des Gasgemisches aus dem Behälter, ohne daß das ursprüngliche Mischungsverhältnis der Gase verloren geht, Schwierigkeiten. Die Störung des Mischungsverhältnisses wird noch größer, wenn der Druck im Behälter mit fortlaufender Gasentnahme zurückgeht, so daß infoige der unstabilen Flammentemperatur die Leistungsfähigkeit zurückgeht.

Gemäß der Erfindung wird das Brenngas in einem Stahlbehälter untergebracht, der mit einem porösen Material gefüllt ist, wie etwa Holzkohle, Kalziumsilikat, Silikagel, Zellulose, poröser Tonerdeschlacke, Filz, petrochemischen Fasern, Diatomeenerde oder dgl. Dieses poröse Material wird mit einem Lösungsmittel aus Azeton, Toluol, Xylol oder deren Gemischen imprägniert. Man kann mehrere Lösungsmittel gleichzeitig verwenden. Die Explosionsgrenzen dieser Substanzen in Luft liegen niedrig und betragen bei Azeton 2,55 bis 12,8%, bei Xylol 1,0 bis 6,0% und bei Toluol 1,27 bis 6,75%. Dies erleichtert die Einhaltung der größeren Sicherheit gegenüber einer Azetylenexplosion.

Bezüglich Wirkungsweise und Leistungsfähigkeit des