JPH0550400A - 液体噴流による切断方法及びその装置 - Google Patents

液体噴流による切断方法及びその装置

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JPH0550400A
JPH0550400A JP2756091A JP2756091A JPH0550400A JP H0550400 A JPH0550400 A JP H0550400A JP 2756091 A JP2756091 A JP 2756091A JP 2756091 A JP2756091 A JP 2756091A JP H0550400 A JPH0550400 A JP H0550400A
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JP
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jet
liquid
cutting
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passage
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JP2756091A
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Michel Arnout
ミシエル・アルノー
Jean-Yves Thonnelier
ジヤン−イベ・トヌリエ
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より高速で利用範囲の広い、金属のような材
料の切断方法及びその装置を提供する。 【構成】 切断ノズル（１）の出口において、切断液体
噴流（１４）と同時に、中央液体噴流（１４）の周りに
同心のガス噴流（１５）を形成することからなる切断方
法及び装置で、ガス噴流は、液体噴流以上の速度を有す
る。典型的には、液体及びガスは同一組成を有し、両者
が酸素であるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材料の切断方法及びそ
のための装置に関し、その方法及び装置では、切断ノズ
ルの出口で高圧の液体噴流が形成される。
【０００２】
【従来の技術】液体、特に低温液体の噴流による切断方
法は、液体噴流の周縁とその周囲との間の一般には利用
中の強く渦巻く界面における境界層、の十分に規制され
ない現象が出現するという理由で、液体噴流の干渉の問
題に直面している。これらの問題は、使用の制限、特に
許容できる切断溝の巾で深く切断するのを保証するため
の走行速度の制限を受ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ノズルの出
口においてもっと離れたところで液体噴流により良い干
渉を与えることができ、したがってより速く、よりすぐ
れた切断を行い、利用の融通性を増すことができる新し
い切断方法を提供することを目的とする。
【０００４】本発明はまた、噴出口に開口する第１通路
及び圧力液体を第１通路に供給する手段を含む切断ノズ
ルを備えた種類の、前記新しい切断方法を実施するため
の装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このために、本発明の切
断方法の一つの特徴によれば、ノズルには、液体噴流の
周りに同時にガス噴流が形成され、ガス噴流の噴出速度
は液体噴流の噴出速度よりも大きく、典型的には液体噴
流の噴出速度の少くとも２倍である。液体とガスとは、
同じ組成をもつのが一層好ましい。
【０００６】均一なガス噴流を得ることは、正確に制御
することができ、液体噴流の周縁での境界層現象を制限
し、ノズルの出口において数ｃｍ離れたところで均一性
と適当な干渉とを噴流に確実に与える速度をもった平行
流の界面を、中央液体噴流の周りにつくることもでき
る。金属材料の急速な縦切断に適した本発明のさらに特
別な態様によれば、液体及びガスは酸素である。
【０００７】ガス状酸素噴流によって覆われた液体酸素
噴流による酸素切断は、冶金学で、特に連続鋳造の出口
で直接金属帯又は金属ブルームの切断に、特に有利であ
ることは知られている。実際、液体噴流の干渉はもっと
離れたところでは増大され、切断ノズル／切断すべき部
片の距離がもっと大きいところで作業することができ、
このことは切断装置の寿命を延ばす。
【０００８】さらに、ガス状酸素の被覆の存在は、帯又
はブルームの縁部の切断開始作業を著しく容易にする。
一方、液体酸素の供給が突然に停止した場合には、もっ
と遅い速度で、ガス状酸素のみによって切断をつずける
ことができる。
【０００９】また本発明の方法を実施する切断装置は、
第１通路の周りに同心に形成され、噴出口内で進路を変
える第２通路及び第２通路に圧力ガスを供給するために
設けられた手段を有するノズルを備えていることを特徴
とする。
【００１０】本発明の他の特徴及び利点は、限定しない
例として添付の図面に示されている実施態様についての
以下の記載から明らかになるであろう。
【００１１】
【実施例】図１には、加圧ガスの噴出通路２が形成され
た切断ノズル１を有する液体噴流による切断装置が示さ
れている。ガス噴流から分れることなしに大きな出口速
度を得るために、通路２は、噴出口３の近傍に、縮小さ
れた断面の頸部４を限定する、一般にラヴァル管と呼ば
れる収束・先広がり形内部輪郭を有している。
【００１２】通路２内には、同心同軸に、小さな横断面
の内部通路６を噴出口３の上流に限定する中央管路５が
配置されている。典型的には、通路６の噴出端部７は、
ノズル１の噴出口３の上流に位置している。
【００１３】通路２は、ガス貯槽９から出る加圧ガスを
必要ならば圧縮機１０により圧力をかけて、管路８によ
って供給される。同様に通路６は、液体貯槽１２から出
る加圧液体を、ポンプ１３により圧力をかけて、管路１
１によって供給される。
【００１４】通路６の噴出端部７から噴出する高圧液体
噴流１４は、噴流１４の液体噴霧の速度より大きな速度
を有し、周辺雰囲気との界面問題から噴流１４を自由に
する、ノズル１の噴出口３からの同軸管状のガス噴流１
５によって同心的に囲まれている。
【００１５】本発明による方法は、特に連続鋳造又は冷
間鋳造の出口で直接に、インゴット，ブルーム又は板の
ような全属材料を高速度で切断する縦方向酸素切断用
に、特に有利な応用を見出している。この場合、高速の
液体は、一つの液体又は燃料液体の混合物、好ましくは
液体酸素又は液体酸素とオゾンとの混合物で構成され、
管路８から供給される加圧ガスは、この場合酸素ガスで
ある。
【００１６】管路１１は、例えば真空層及び／又は液体
窒素のような低温液体循環による断熱被覆を備えてい
る。通路６に供給する液体酸素の圧力は１０ＭＰａ以上
であり、連路２に供給するガス状酸素の圧力は、音速又
は超音速のガス噴流を得るには０．１５ＭＰａ以上であ
り、そのとき液体噴流は２００ｍ／ｓｅｃ以下にとどま
っている。典型的には、液体酸素の圧力は３０ＭＰａ以
上、ほぼ４０〜５０ＭＰａであり、そのときガス状酸素
の圧力は０．５ＭＰａ以上、ほぼ０．７〜０．８ＭＰａ
である。
【００１７】本発明の特別の実施態様によれば、図２及
び図３に示されたように、切断すべき金属材料の予熱を
行い、噴射される液体酸素の機械的及び熱化学的な混合
効果を促進するために、ノズル１は通路２及び通路６の
周りに同心に配置され、ノズル１の噴出口３の方へ収束
する一連の第３通路１６を有し、噴出口３の周りには、
第３通路１６が、円形噴出口１７を環状に開口する。
【００１８】第３通路１６は、例えば酸素−ブタン，酸
素−プロパン，好ましくは酸素及びテトレン（Ｔｅｔｒ
ｅｎｅ）（登録商標）の名で商品化されているプロピレ
ンとメチルアセチレンの混合物との組み合わせ、あるい
は酸素及びクリレン（Ｃｒｙｌｅｎｅ）（登録商標）の
名で商品化されているエチレンとアセチレンの混合物の
組み合わせの燃料ガスを２０ｋＰａ〜５０ｋＰａの典型
的圧力で管路１８，１８によって供給される。
【００１９】この場合、クリレンは液体形状で入手する
ことができ、液体酸素管路１１を断熱できるように液体
クリレンの導管によって液体酸素管路１１を被覆し、ノ
ズル内のクリレン混合物の入口までにクリレン混合物を
あらかじめ気化するという利点が予測されるであろう。
【００２０】ラヴァル管の先広がり角度は、典型的には
３〜７°である。液体及びガスが酸素である場合には、
音速頸部４の直径Ｄは１．６ｍｍと３．２ｍｍとの間に
含まれるのが有利であり、液体酸素通路６の直径ｄは
０．３ｍｍと０．４ｍｍとの間に含まれる。
【００２１】図３の実施態様では、中央管路５及び頸部
４の相対的寸法決め問題を自由にするために、内部通路
６は、その噴出端部７が頸部４の上流に位置するように
短くされ、このことは頸部４の高さで、被覆ガスの流量
を増大させることによって、液体噴流の速度をわずかに
抑えるのに好ましい。この場合、頸部４の直径Ｄは、１
ｍｍ以下の値に小さくすることができ、このことは、噴
流１４及び噴流１５の効果的直径をさらに小さくでき、
したがって切断溝の巾を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する装置の略図。
【図２】第１図の切断ノズルの一つの変形実施態様の
図。
【図３】第１図の切断ノズルの他の変形実施態様の図。
【符号の説明】
１ ノズル ２ 通路（ガス通路） ３ ノズルの噴出口 ４ 頸部 ５ 中央管路 ６ 内部通路（液体通路） ７ 内部通路の噴出端部 ８，１１，１８，１８ 管路 ９ ガス貯槽 １０ 圧縮機 １２ 液体貯槽 １３ ポンプ １４ 高圧液体噴流 １５ ガス噴流 １６ 第３通路（燃料ガス通路） １７ 円形噴出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−イベ・トヌリエ フランス国．78960・ボワサン・ル・ブル トリノー．リユ・フイリツプ・ド・シヤン パニユー．24

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 切断ノズル（１）の出口で高圧の液体噴
    流が形成される材料の切断方法において、ノズルには液
    体噴流の周りに同時にガス噴流（１５）が形成され、ガ
    ス噴流の噴出速度が、液体噴流の噴出速度よりも大きい
    ことを特徴とする切断方法。
  2. 【請求項２】 ノズルの出口において、ガス噴流の噴出
    速度が、液体噴流の噴出速度の少くとも２倍であること
    を特徴とする請求項１記載の切断方法。
  3. 【請求項３】 液体噴流とガス噴流とが、ノズル内にお
    いて同軸に形成されることを特徴とする請求項１又は２
    記載の切断方法。
  4. 【請求項４】 液体及びガスが、同一組成であることを
    特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の切
    断方法。
  5. 【請求項５】 液体及び気体が酸素であることを特徴と
    する請求項４記載の切断方法。
  6. 【請求項６】 液体酸素が、１０ＭＰａより高い圧力で
    ノズルに供給され、ガス状酸素が、０．１５ＭＰａより
    高い圧力でノズルに供給されることを特徴とする請求項
    ５記載の切断方法。
  7. 【請求項７】 ノズルにおいて、ガス状酸素噴流（１
    ５）の外側に少くとも一つの酸素・燃料ガス噴流を形成
    する段階を有することを特徴とする請求項５又は請求項
    ６記載の切断方法。
  8. 【請求項８】 噴出口（３）内に開口する第１通路
    （６）及び第１通路に加圧液体を供給する手段を有する
    切断ノズル（１）をもった、請求項１ない７のいずれか
    １項に記載の切断方法を実施する切断装置において、ノ
    ズル（１）が、第１通路（６）の周りに同心に形成さ
    れ、噴出口（３）内で進路を変える第２通路（２）及び
    第２通路に加圧ガスを供給する手段を有することを特徴
    とする切断装置。
  9. 【請求項９】 第２通路（２）が、収束・先広がり形で
    あることを特徴とする請求項８記載の切断装置。
  10. 【請求項１０】 第１通路（６）が、収束・先広がりの
    頸部（４）上流で第２通路（２）内に開口することを特
    徴とする請求項９記載の切断装置。
  11. 【請求項１１】 ノズル（１）が、噴出口（３）から離
    れてノズル（１）の外側に開口する、加熱用酸素・燃料
    ガスを供給する少くとも一つの第３通路を有することを
    特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の
    切断装置。
JP2756091A 1990-02-23 1991-02-21 液体噴流による切断方法及びその装置 Pending JPH0550400A (ja)

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FR9002238 1990-02-23

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BR (1) BR9100728A (ja)
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DE (1) DE4105558A1 (ja)
ES (1) ES2032179A6 (ja)
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