JP2003080368A

JP2003080368A - 鋼板溶断用ガスの流出量制御装置

Info

Publication number: JP2003080368A
Application number: JP2001276028A
Authority: JP
Inventors: Takuma Abe; 拓磨阿部; Koji Abe; 鋼司阿部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】人手によらず、簡素化された構成で、常に安
定かつ確実に所定の混合比になるように溶断用ガスを制
御することができる鋼板溶断用ガスの流出量制御装置を
提供する。【解決手段】制御部１２は、ガス流量検知器９によっ
て検知された水素ガス流量の検知データを受け、かつメ
モリ部１５から混合設定値データを読み出すことによっ
て、供給される水素ガスに対するプロパンガスの混合比
率が常に一定になるように、ガス流量調整弁などからな
る流出量調整器１１をコントロールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数本設置された
ガストーチを選択的に使用可能であり、ガストーチに生
成される溶断用炎によって鋼板を複数枚に溶断するため
の鋼板溶断装置に適用され、各ガストーチ部材に供給さ
れる鋼板溶断用ガスのガス量を制御する流出量制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板溶断装置は１枚の鋼板を溶断して複
数枚の鋼板を製造するものであり、従来、プラズマ放電
による溶断加工法，電子ビームによる溶断加工法、ある
いは多列ガストーチ構造の燃焼炎によって溶断加工する
方法などが知られている。

【０００３】その中で、溶断用ガスの供給を受ける多列
ガストーチを選択的に使用して燃焼炎を生成し、鋼板を
複数枚に溶断する構成の鋼板溶断装置にあっては、溶断
用ガスが混合ガスである場合などには、加工条件が変わ
ることに対応して混合比，流量を最適状態にコントロー
ルする必要があり、このため、従来ではガス混合制御手
段としてダイヤフラムなどからなる機械的手段が用いら
れることが多かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のガス混合制御手段においてダイヤフラムによる機械
的手段を用いたものでは、一般的に、平板状部材を利用
し、その変形により混合比制御を行う構造であるため、
設定された混合条件になるまでの応答動作が遅く、ま
た、その構造上、圧力変動，温度変動を直接的に受けや
すく、混合比率が変動して一定化しづらい傾向にある。

【０００５】ところで、鋼板溶断装置において多列ガス
トーチ構造のものでは、図３に示す説明図のように、多
数のガストーチ２が並列に設置された多列ガストーチ構
造体３が、鋼板１に対して相対的に溶断方向に移動する
構成になっており、鋼板１を溶断する枚数および幅寸法
の設定に応じて、多数のガストーチ２の中から数本のガ
ストーチが選択されて使用されることが可能な構成にな
っている。そして、この装置の用法として、同一の鋼板
１に対する溶断加工の途中で溶断枚数を増加，減少さ
せ、連続的に溶断を行う場合（図３では６枚溶断から３
枚溶断への中途減数変更を例示）がある。

【０００６】この場合、使用されるガストーチ２の本数
が減少することに応じて供給する溶断用ガスの供給量を
減少させるが、この溶断用ガスの供給量の変化に伴って
ガス混合比が変化する。この混合比の変化は溶断性能，
加工品質のばらつきの原因となって無視して加工を進め
ることはできない。

【０００７】特に溶断用ガスに主成分として水素ガスを
用いるものでは、その添加ガスとして燃焼炎の視認性を
向上させるため、またカロリーアップのためにプロパン
ガスを数パーセント添加させている。このガス混合比を
所定の値を一定に安定させることは、溶断性能，加工品
質のばらつきを防ぐと共に、安全性の確保という面でも
重要なことである。

【０００８】しかし、上述したように鋼板に対する溶断
枚数の加工途中での変更により生じる溶断用ガスにおけ
るガス混合比の変化は、即座に所定の混合比に戻らな
い。このため、一旦、作業を止めて人手によってマニュ
アルコントロールを行った後、加工を再開するようにし
ており、このことが作業の煩雑さ、あるいは加工効率の
低下を招いている。

【０００９】本発明の目的は、前記従来の課題を解決
し、人手によらず、簡素化された構成で、常に安定かつ
確実に所定の混合比になるように溶断用ガスを制御する
ことができる鋼板溶断用ガスの流出量制御装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る鋼板溶断用ガスの流出量制御装置は、
鋼板を複数枚に溶断するための溶断用炎が生成される複
数本のガストーチ部材を具備し、複数本のガストーチ部
材を選択的に使用する鋼板溶断装置に設置され、前記各
ガストーチ部材に供給する溶断用ガスのガス量を制御す
る鋼板溶断用ガスの流出量制御装置であって、前記各ガ
ストーチ部材へ水素ガスを供給する水素ガス供給部と、
水素ガスに混合される添加ガスを供給する添加ガス供給
部と、水素ガスと添加ガスとの混合比に関する混合設定
値データを記憶するメモリ部と、水素ガスの供給量を検
知する水素ガス供給量検知部と、この水素ガス供給量検
知部からの検知データと前記混合設定値データとを受け
て前記添加ガス供給部における添加ガスの供給量を制御
する制御部とを備えたことを特徴とし、この構成によっ
て、溶断用ガスの主成分である水素ガスの供給量に応じ
て添加ガスとの混合比を、自動的にかつ迅速に、適正な
値にコントロールすることができ、鋼板溶断の作業性を
向上させることができ、溶断用ガスの混合比の不安定さ
による品質低下を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の実施形態を説明するための
鋼板溶断装置の概略構成図であり、１は加工対象の鋼
板、３は多数のガストーチ２が並列に設置された多列ガ
ストーチ構造体であって、図示しない駆動制御装置によ
って、多列ガストーチ構造体３を鋼板１に対して相対的
に溶断方向に移動させることができる構成になってい
る。そして、１枚の鋼板１から溶断する枚数および幅寸
法の設定に応じて、多数のガストーチ２から数本のガス
トーチが選択され、使用されるようになっている。

【００１３】本実施形態では、多列ガストーチ構造体３
に、ガス流出量制御装置４を介して溶断用ガスの成分ガ
スを供給するためのガス供給装置５からガス供給が行わ
れ、各ガストーチ２に分岐供給される構成になってお
り、本例では溶断用ガスとして、水素ガスを主成分と
し、さらに主として燃焼炎の視認性を向上させる色付け
の目的のために添加ガスとしてプロパンガスを数パーセ
ント混入させた混合ガスを用いている。プロパンガスの
混入パーセントは、溶断に関する各種仕様によって数十
パーセントまで適宜選択されて決定される。

【００１４】ガス供給装置５として、本実施形態におい
て、水の電気分解によって水素と酸素とを発生する水素
／酸素電気分解部６とプロパンガス貯蔵タンク７とを具
備している。

【００１５】ガス流出量制御装置４は、図２に示すブロ
ック図のように、水素／酸素電気分解部６に連結されて
いる水素ガス供給管８に設置されて、供給される水素ガ
スの流量からガス流入量を検知するガス流量検知器９
と、プロパンガス貯蔵タンク７に連結されているプロパ
ンガス供給管１０に設置されて、供給されるプロパンガ
スの流出量を制御する流出量調整器１１と、ガス流量検
知器９によって検知された水素ガス流量の検知データを
受けて、流出量調整器１１を動作させてプロパンガス流
出量を後述するように制御する制御部１２と、水素ガス
とプロパンガスとの混合ガスを溶断用ガスとして多列ガ
ストーチ構造体３へ供給するための混合／供給部１３と
から構成されている。

【００１６】ただし、前記ガス流出量制御装置４に代え
て、ガス圧を制御する装置を採用してもよい。

【００１７】さらに、図２において、１４は作業者が設
定データなどを入力するための操作入力部、１５は制御
部１２に設けたメモリ部、１６，１７は圧力調整器、１
８，１９は逆止弁、２０は外部酸素貯蔵用ボンベであ
る。

【００１８】図２において、作業者が実施する溶断加工
に必要な溶断用ガスにおける水素ガスとプロパンガスと
の適正な混合比のデータ、すなわち実証テストなどに基
づいてあらかじめ設定された混合設定値データを操作入
力部１４から制御部１２に入力する。入力された混合設
定値データはＣＰＵ（中央演算処理部）などの電気的制
御回路からなる制御部１２に設けられているメモリ部１
５に記憶され、制御部１２では、ガス流量検知器９によ
って検知された水素ガス流量の検知データを受け、かつ
メモリ部１５から混合設定値データを読み出すことによ
って供給される水素ガスに対するプロパンガスの混合比
率（本例ではプロパンガスを数パーセント混合してい
る）が常に一定になるように、ガス流量調整弁などから
なる流出量調整器１１をコントロールする。

【００１９】このようにして、多列ガストーチ構造体３
へ供給される溶断ガスである水素ガスとプロパンガスと
の混合ガスは、常に所定の混合設定値に規制されて混合
／供給部１３から供給されることになる。多列ガストー
チ構造体３の選択使用される各ガストーチ２では、混合
ガスが供給され、かつ水素／酸素電気分解部６にて発生
した酸素ガス、あるいは水素／酸素電気分解部６からの
酸素ガスのみでは不足の場合に酸素供給を行う外部酸素
貯蔵用ボンベ２０からの酸素ガスを受けてガス燃焼がな
され、これが溶断用炎となって鋼板１を溶断することに
なる。

【００２０】このように本実施形態では、水素ガスの流
量変化（供給量変化）に応じて添加ガスであるプロパン
ガスの添加量の調整が、人手によらずに自動的に円滑に
行われることになるため、同一鋼板に対する溶断加工の
途中で、溶断枚数が変更（増加，減少）される場合（図
１では６枚溶断から３枚溶断への中途減数変更を例示）
でも、連続的に溶断処理を行うことが可能になり、作業
性の向上および製品品質の安定化と共に、作業上の安全
性を確保することができるなど実際上での効果が大であ
り、特に多列ガストーチ構造体３を備えた装置に有効で
ある。さらに、使用されるガストーチ２を複数本のガス
トーチの中から、設定された加工条件に適合するように
自動的に選択して設定するガストーチ自動設定コントロ
ール機能を備えることによってより効果的になる。

【００２１】なお、添加ガスとしては、要求される燃焼
炎の種類によって種々のガスから選択されて使用する。
例えば燃焼炎が、酸化炎あるいは中性炎あるいは還元炎
であるか、可視炎にするか否か、さらには燃焼カロリー
の設定値などによって、あらかじめ使用するガスの種類
を選択し、それらの混合比を設定する。

【００２２】また、水素燃焼用ガスとして酸素ガスが使
用されるが、この場合には、水素／酸素電気分解部６に
て発生した酸素ガスを使用することにより、水素／酸素
電気分解部６において発生する水素ガスと酸素ガスとの
有効利用を図ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶断用ガスの主成分である水素ガスの供給量に応じて添
加ガスとの混合比を、自動的にかつ迅速に、適正な値に
コントロールすることができるため、鋼板溶断の作業性
を向上させることができ、溶断用ガスの混合比の不安定
さによる溶断加工物の品質低下などを防止することがで
きるなど、実用性に優れた鋼板溶断用ガスの流出量制御
装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための鋼板溶断装
置の概略を説明するための構成図

【図２】本実施形態におけるガス流出量制御装置の構成
を示すブロック図

【図３】従来の鋼板溶断装置の概略を説明するための構
成図

【符号の説明】

１鋼板２ガストーチ３多列ガストーチ構造体４ガス流出量制御装置５ガス供給装置６水素／酸素電気分解部７プロパンガス貯蔵タンク９ガス流量検知器１１流出量調整器１２制御部１３混合／供給部１５メモリ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部鋼司神奈川県横浜市磯子区田中２−24−６ビークルＹＯＫＯＫＡＷＡ202

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板を複数枚に溶断するための溶断用炎
が生成される複数本のガストーチ部材を具備し、複数本
のガストーチ部材を選択的に使用する鋼板溶断装置に設
置され、前記各ガストーチ部材に供給する溶断用ガスの
ガス量を制御する鋼板溶断用ガスの流出量制御装置であ
って、前記各ガストーチ部材へ水素ガスを供給する水素ガス供
給部と、水素ガスに混合される添加ガスを供給する添加
ガス供給部と、水素ガスと添加ガスとの混合比に関する
混合設定値データを記憶するメモリ部と、水素ガスの供
給量を検知する水素ガス供給量検知部と、この水素ガス
供給量検知部からの検知データと前記混合設定値データ
とを受けて前記添加ガス供給部における添加ガスの供給
量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする鋼板溶
断用ガスの流出量制御装置。
【請求項２】前記添加ガスが、プロパンガスであるこ
とを特徴とする請求項１記載の鋼板溶断用ガスの流出量
制御装置。
【請求項３】前記水素ガスを、水の電気分解により発
生する水素／酸素電気分解部から供給を受けることを特
徴とする請求項１記載の鋼板溶断用ガスの流出量制御装
置。