JPH06210447A - 液体酸素によってフレームカッティングする方法 - Google Patents
液体酸素によってフレームカッティングする方法Info
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- JPH06210447A JPH06210447A JP5254209A JP25420993A JPH06210447A JP H06210447 A JPH06210447 A JP H06210447A JP 5254209 A JP5254209 A JP 5254209A JP 25420993 A JP25420993 A JP 25420993A JP H06210447 A JPH06210447 A JP H06210447A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体酸素以外の、液体酸素を冷却するための
第２の低温媒体を不要にする。 【構成】 フレームカッティングのために使用される液
体酸素の圧力よりも低い圧力を有する、沸点状態の液体
酸素によって冷却を行なう。
第２の低温媒体を不要にする。 【構成】 フレームカッティングのために使用される液
体酸素の圧力よりも低い圧力を有する、沸点状態の液体
酸素によって冷却を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体酸素によってフレ
ームカッティングする方法であって、液体酸素の圧力を
高め、該液体酸素を液体酸素噴流として切断個所に供給
し、低温媒体によって液体酸素を冷却して、その際に、
前記液体酸素噴流が周囲圧における酸素の沸点を下回る
温度を有するようにする方法に関する。
ームカッティングする方法であって、液体酸素の圧力を
高め、該液体酸素を液体酸素噴流として切断個所に供給
し、低温媒体によって液体酸素を冷却して、その際に、
前記液体酸素噴流が周囲圧における酸素の沸点を下回る
温度を有するようにする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第３８２７４１７
号明細書に基づき、液体酸素によってフレームカッティ
ングする方法は公知である。この公知の方法において
は、液体酸素の圧力を高め、低温媒体によって液体酸素
を冷却して、その際、カッティングノズルから生じる極
めて低温の液体酸素噴流が、周囲圧における酸素の沸点
を下回る温度を有するようにする。低温媒体としては、
液体窒素が使用される。このような液体酸素の過冷は、
ノズルの弛緩後のガス形成を回避し、シャープに収束さ
れた噴流を得るために必要である。液体窒素は液体酸素
より低い沸点を有しているので、この液体窒素は冷媒と
してよく適している。この冷却は、圧力上昇ポンプの手
前で低圧範囲において行なわれてもよいし、ポンプから
出た後で高圧範囲において行なわれてもよい。また、両
者が互いに組み合わされてもよい。低圧範囲における過
冷は、圧力上昇ポンプ内のガス形成が回避されるという
付加的な利点を有している。
号明細書に基づき、液体酸素によってフレームカッティ
ングする方法は公知である。この公知の方法において
は、液体酸素の圧力を高め、低温媒体によって液体酸素
を冷却して、その際、カッティングノズルから生じる極
めて低温の液体酸素噴流が、周囲圧における酸素の沸点
を下回る温度を有するようにする。低温媒体としては、
液体窒素が使用される。このような液体酸素の過冷は、
ノズルの弛緩後のガス形成を回避し、シャープに収束さ
れた噴流を得るために必要である。液体窒素は液体酸素
より低い沸点を有しているので、この液体窒素は冷媒と
してよく適している。この冷却は、圧力上昇ポンプの手
前で低圧範囲において行なわれてもよいし、ポンプから
出た後で高圧範囲において行なわれてもよい。また、両
者が互いに組み合わされてもよい。低圧範囲における過
冷は、圧力上昇ポンプ内のガス形成が回避されるという
付加的な利点を有している。
【０００３】液体窒素による液体酸素の過冷のためのい
くつかの技術的なデータを以下に挙げる。
くつかの技術的なデータを以下に挙げる。
【０００４】標準圧力における酸素の沸点は−１８３℃
である。圧力上昇ポンプまでの貯蔵タンクの範囲では、
酸素の圧力範囲は３〜６バールであり、温度は−１６２
〜−１７１℃である。貯蔵タンクから出た後、酸素は熱
交換器で窒素によって−１９３〜−１９５℃に冷却され
る。すなわち２２〜３３℃分だけ過冷されるのである。
引き続き、例えば４００バールへの圧力上昇と、壁摩擦
と、熱発生とによって、液体酸素の温度は１５〜２０℃
分だけ再び上昇して約−１７５℃になる。
である。圧力上昇ポンプまでの貯蔵タンクの範囲では、
酸素の圧力範囲は３〜６バールであり、温度は−１６２
〜−１７１℃である。貯蔵タンクから出た後、酸素は熱
交換器で窒素によって−１９３〜−１９５℃に冷却され
る。すなわち２２〜３３℃分だけ過冷されるのである。
引き続き、例えば４００バールへの圧力上昇と、壁摩擦
と、熱発生とによって、液体酸素の温度は１５〜２０℃
分だけ再び上昇して約−１７５℃になる。
【０００５】後置された高圧冷却器（高圧ホースおよび
トーチ配属冷却装置）では、液体酸素はさらに５〜１０
℃分だけ冷却される。ポンプによって供給された熱量の
一部は回復する。この熱量は、カッティングノズルの弛
緩により再び大気中に放熱される。４００バールから周
囲圧への弛緩は約８℃分に相当する。したがって、−１
８８〜−１９３℃の温度、つまり周囲圧における沸点よ
り５〜１０℃分だけ下回る温度を有する液体酸素噴流が
生ぜしめられる。
トーチ配属冷却装置）では、液体酸素はさらに５〜１０
℃分だけ冷却される。ポンプによって供給された熱量の
一部は回復する。この熱量は、カッティングノズルの弛
緩により再び大気中に放熱される。４００バールから周
囲圧への弛緩は約８℃分に相当する。したがって、−１
８８〜−１９３℃の温度、つまり周囲圧における沸点よ
り５〜１０℃分だけ下回る温度を有する液体酸素噴流が
生ぜしめられる。
【０００６】この方法によって、切断速度の所期の上昇
は確かに達成できる。しかしながらこの冷却のために
は、液体窒素のための固有の貯蔵タンクが、導管システ
ムと制御システムと共に必要とされる。このことは付加
的なスペースを必要としてしまい、このようなスペース
を特にフレームカッティング機械の範囲に設けることは
しばしば困難を伴う。
は確かに達成できる。しかしながらこの冷却のために
は、液体窒素のための固有の貯蔵タンクが、導管システ
ムと制御システムと共に必要とされる。このことは付加
的なスペースを必要としてしまい、このようなスペース
を特にフレームカッティング機械の範囲に設けることは
しばしば困難を伴う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液体
酸素以外の、液体酸素を冷却するための第２の低温媒体
が必要とされないような、液体酸素によってフレームカ
ッティングする方法を提供することである。
酸素以外の、液体酸素を冷却するための第２の低温媒体
が必要とされないような、液体酸素によってフレームカ
ッティングする方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、フレームカッティングのために使
用される液体酸素の圧力よりも低い圧力を有する、沸騰
状態の液体酸素によって冷却を行なうにした。
に本発明の方法では、フレームカッティングのために使
用される液体酸素の圧力よりも低い圧力を有する、沸騰
状態の液体酸素によって冷却を行なうにした。
【０００９】本発明の有利な別の構成は請求項２以下に
記載されている。
記載されている。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、液体酸素の平衡温度が周囲圧
に関連するという考えに基づいている。１バールの周囲
圧においては、液体酸素の平衡温度は−１８３℃であ
り、圧力が低下すると、平衡温度も低下する。本発明に
よれば、高圧酸素は、低圧下の酸素を用いた熱交換によ
り、必要な範囲で過冷される。これにより、この冷却を
行なうためには、付加的な低温媒体、特に液体窒素は必
要ではない。本発明による、同一冷却媒体による液体切
断酸素の冷却および過冷のためには、次の条件が守られ
るだけでよい。
に関連するという考えに基づいている。１バールの周囲
圧においては、液体酸素の平衡温度は−１８３℃であ
り、圧力が低下すると、平衡温度も低下する。本発明に
よれば、高圧酸素は、低圧下の酸素を用いた熱交換によ
り、必要な範囲で過冷される。これにより、この冷却を
行なうためには、付加的な低温媒体、特に液体窒素は必
要ではない。本発明による、同一冷却媒体による液体切
断酸素の冷却および過冷のためには、次の条件が守られ
るだけでよい。
【００１１】すなわち、冷却媒体として役立つ酸素が、
無圧であるか、または有利には負圧範囲にあり、さら
に、熱交換器が充分に大きく寸法設定されればよいので
ある。
無圧であるか、または有利には負圧範囲にあり、さら
に、熱交換器が充分に大きく寸法設定されればよいので
ある。
【００１２】この負圧は、有利にはエアジェットポンプ
によって形成される。冒頭で述べた理由から、本発明に
よる方法においても、切断酸素の冷却が圧力上昇前と圧
力上昇後とに行なわれると有利である。
によって形成される。冒頭で述べた理由から、本発明に
よる方法においても、切断酸素の冷却が圧力上昇前と圧
力上昇後とに行なわれると有利である。
【００１３】本発明による方法の特に大きな利点は、カ
ッティング機械と一緒に大きな冷却装置が運動させられ
ずにすむことにある。冷却のために使用された、気化さ
れた酸素は圧縮することができ、他の使用目的で、存在
する回路網に供給することができる。
ッティング機械と一緒に大きな冷却装置が運動させられ
ずにすむことにある。冷却のために使用された、気化さ
れた酸素は圧縮することができ、他の使用目的で、存在
する回路網に供給することができる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説
明する。
明する。
【００１５】貯蔵タンク１から出た液体酸素は、真空絶
縁された導管２と、遮断弁３とレベル検出システム４と
を通って熱交換器５に達する。この真空絶縁された導管
２からは、遮断弁３の後ろで、導管６によって、フレー
ムカッティングのために規定された液体酸素が分岐させ
られて、やはり熱交換器５に案内されている。レベル検
出システム４は、熱交換器における、冷却のために役立
つ液体酸素を所望のレベルに自動的に保持する。このた
めに、センサ７によって液面高さが検出される。
縁された導管２と、遮断弁３とレベル検出システム４と
を通って熱交換器５に達する。この真空絶縁された導管
２からは、遮断弁３の後ろで、導管６によって、フレー
ムカッティングのために規定された液体酸素が分岐させ
られて、やはり熱交換器５に案内されている。レベル検
出システム４は、熱交換器における、冷却のために役立
つ液体酸素を所望のレベルに自動的に保持する。このた
めに、センサ７によって液面高さが検出される。
【００１６】熱交換器５内部には、エアジェットポンプ
８によって０．１バール（絶対）までの負圧が形成され
ている。これにより、熱交換器５における液体酸素の沸
点は１７℃分まで低下するので、この液体酸素は、切断
酸素のための冷媒として役立つ。この負圧の選択によっ
て、切断酸素に対する冷却酸素の温度差、ひいては熱交
換器の大きさが規定される。
８によって０．１バール（絶対）までの負圧が形成され
ている。これにより、熱交換器５における液体酸素の沸
点は１７℃分まで低下するので、この液体酸素は、切断
酸素のための冷媒として役立つ。この負圧の選択によっ
て、切断酸素に対する冷却酸素の温度差、ひいては熱交
換器の大きさが規定される。
【００１７】タンク圧が３〜６バールの、フレームカッ
ティングのために規定された酸素は、熱交換器５を貫通
する銅蛇管９で案内され、この酸素を取り囲む冷却酸素
によって、前記圧力比に応じて、沸点より１２〜３８℃
分だけ下回る温度に冷却される。この状態で、切断酸素
は高圧ピストンポンプ１０によって２００バールと５０
０バールとの間の圧力にされる。しかし所望の場合に
は、さらに高い圧力が使用されてもよい。高圧ピストン
ポンプ１０は電気モータ１１によって駆動される。この
電気モータは、周波数変換器１２によって制御される。
ポンプとしては、プランジャポンプが使用されてもよ
い。このプランジャポンプのポンプヘッドは直接液体内
に配置されている。
ティングのために規定された酸素は、熱交換器５を貫通
する銅蛇管９で案内され、この酸素を取り囲む冷却酸素
によって、前記圧力比に応じて、沸点より１２〜３８℃
分だけ下回る温度に冷却される。この状態で、切断酸素
は高圧ピストンポンプ１０によって２００バールと５０
０バールとの間の圧力にされる。しかし所望の場合に
は、さらに高い圧力が使用されてもよい。高圧ピストン
ポンプ１０は電気モータ１１によって駆動される。この
電気モータは、周波数変換器１２によって制御される。
ポンプとしては、プランジャポンプが使用されてもよ
い。このプランジャポンプのポンプヘッドは直接液体内
に配置されている。
【００１８】運転開始時にこの装置を迅速に使用するた
めに、有利にはエレクトロニューマチック式の弁１３を
介してこの装置がコールド運転されると有利である。こ
れにより充分に長い時間にわたって、酸素は弁１３を通
って流出できる。
めに、有利にはエレクトロニューマチック式の弁１３を
介してこの装置がコールド運転されると有利である。こ
れにより充分に長い時間にわたって、酸素は弁１３を通
って流出できる。
【００１９】高圧ピストンポンプ１０による圧力上昇の
後に、液体の切断酸素は熱交換器５に戻され、これによ
り、高圧ピストンポンプ１０によって生ぜしめられた、
圧力上昇と摩擦とにより生じた熱が補償される。つい
で、この切断酸素は真空絶縁された高圧導管１４を通っ
てトーチ１５に達する。このトーチは絶縁体と、水冷ジ
ャケット１６とによって取り囲まれている。これにより
トーチは、切断しようとするブルーム１７による高い熱
放射から保護される。
後に、液体の切断酸素は熱交換器５に戻され、これによ
り、高圧ピストンポンプ１０によって生ぜしめられた、
圧力上昇と摩擦とにより生じた熱が補償される。つい
で、この切断酸素は真空絶縁された高圧導管１４を通っ
てトーチ１５に達する。このトーチは絶縁体と、水冷ジ
ャケット１６とによって取り囲まれている。これにより
トーチは、切断しようとするブルーム１７による高い熱
放射から保護される。
【００２０】過圧になるのを防止するために、この装置
には、限界値発信器を備えた安全弁１８とマノメータ１
９とが装備されている。この切断酸素は固有の高圧ノズ
ルで弛緩されることによりトーチ１５から出る。これに
より、シャープに収束された高エネルギの酸素噴流２０
が生じる。
には、限界値発信器を備えた安全弁１８とマノメータ１
９とが装備されている。この切断酸素は固有の高圧ノズ
ルで弛緩されることによりトーチ１５から出る。これに
より、シャープに収束された高エネルギの酸素噴流２０
が生じる。
【図１】本発明による方法を実施する装置を示した概略
図である。
図である。
１ 貯蔵タンク、 ２ 導管、 ３ 遮断弁、 ４ レ
ベル検出システム、５ 熱交換器、 ７ センサ、 ８
エアジェットポンプ、 ９ 銅蛇管、 １０ 高圧ピ
ストンポンプ、 １１ 電気モータ、 １２ 周波数変
換器、 １３弁、 １４ 高圧導管、 １５ トーチ、
１６ 水冷ジャケット、 １７ブルーム、 １８ 安
全弁、 １９ マノメータ、 ２０ 酸素噴流
ベル検出システム、５ 熱交換器、 ７ センサ、 ８
エアジェットポンプ、 ９ 銅蛇管、 １０ 高圧ピ
ストンポンプ、 １１ 電気モータ、 １２ 周波数変
換器、 １３弁、 １４ 高圧導管、 １５ トーチ、
１６ 水冷ジャケット、 １７ブルーム、 １８ 安
全弁、 １９ マノメータ、 ２０ 酸素噴流
Claims (4)
- 【請求項１】 液体酸素によってフレームカッティング
する方法であって、液体酸素の圧力を高め、該液体酸素
を液体酸素噴流（２０）として切断個所に供給し、低温
媒体によって液体酸素を冷却して、その際に、前記液体
酸素噴流（２０）が周囲圧における酸素の沸点を下回る
温度を有するようにする方法において、フレームカッテ
ィングのために使用される液体酸素の圧力よりも低い圧
力を有する、沸騰状態の液体酸素によって冷却を行なう
ことを特徴とする、液体酸素によってフレームカッティ
ングする方法。 - 【請求項２】 冷却のために役立つ液体酸素を、周囲圧
を下回る圧力に設定する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 負圧をエアジェットポンプ（８）によっ
て形成する、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 切断酸素の冷却を、該切断酸素の圧力上
昇前と圧力上昇後とに行なう、請求項１から３までのい
ずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4234438.7 | 1992-10-13 | ||
| DE4234438A DE4234438C1 (de) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Verfahren zum autogenen Brennschneiden mit flüssigem Sauerstoff |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210447A true JPH06210447A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=6470317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5254209A Pending JPH06210447A (ja) | 1992-10-13 | 1993-10-12 | 液体酸素によってフレームカッティングする方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0592841A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06210447A (ja) |
| KR (1) | KR940008790A (ja) |
| CN (1) | CN1085479A (ja) |
| CA (1) | CA2107749A1 (ja) |
| DE (1) | DE4234438C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010269370A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tetsuo Harada | 厚板材の溶断方法 |
| KR102674688B1 (ko) * | 2023-05-08 | 2024-06-19 | 특허법인 해안 | 산소절단장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102387839B1 (ko) * | 2018-01-31 | 2022-04-15 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 액화 유체 공급 시스템 및 액화 유체 분사 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2205499A (en) * | 1937-04-27 | 1940-06-25 | Linde Air Prod Co | Method of cutting metals |
| DE3827417C1 (ja) * | 1988-08-12 | 1989-08-31 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt, De |
-
1992
- 1992-10-13 DE DE4234438A patent/DE4234438C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-18 EP EP93115053A patent/EP0592841A1/de not_active Withdrawn
- 1993-09-24 KR KR1019930019626A patent/KR940008790A/ko not_active Withdrawn
- 1993-10-05 CA CA002107749A patent/CA2107749A1/en not_active Abandoned
- 1993-10-09 CN CN93118590A patent/CN1085479A/zh active Pending
- 1993-10-12 JP JP5254209A patent/JPH06210447A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010269370A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tetsuo Harada | 厚板材の溶断方法 |
| KR102674688B1 (ko) * | 2023-05-08 | 2024-06-19 | 특허법인 해안 | 산소절단장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4234438C1 (de) | 1993-10-07 |
| KR940008790A (ko) | 1994-05-16 |
| CA2107749A1 (en) | 1994-04-14 |
| CN1085479A (zh) | 1994-04-20 |
| EP0592841A1 (de) | 1994-04-20 |
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