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JP2024085619A - Gas cutting device - Google Patents

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JP2024085619A
JP2024085619A JP2022200225A JP2022200225A JP2024085619A JP 2024085619 A JP2024085619 A JP 2024085619A JP 2022200225 A JP2022200225 A JP 2022200225A JP 2022200225 A JP2022200225 A JP 2022200225A JP 2024085619 A JP2024085619 A JP 2024085619A
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JP
Japan
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gas
support base
hood
cutting device
hydrogen
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Pending
Application number
JP2022200225A
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Japanese (ja)
Inventor
菅野 勝広
Katsuhiro Sugano
佳史 吉田
Yoshifumi Yoshida
浩司 山手
Koji Yamate
知義 本山
Tomoyoshi Motoyama
彰浩 田村
Akihiro Tamura
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Iwatani Corp
Kohtaki Precision Machine Co Ltd
Original Assignee
Iwatani International Corp
Kohtaki Precision Machine Co Ltd
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Publication date
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Abstract

To provide a gas cutting device that uses gas containing hydrogen as fuel gas, can detect leakage of the hydrogen gas, and has high safety.SOLUTION: In a gas cutting device, a body part includes: a support base; a torch that can be moved on the support base along the support base; a fuel gas pipe which is connected to the torch; and a hood which is fixed to the support base and covers the upper side of the support base. The fuel gas pipe has a first opening/closing part that switches between a state of supplying fuel gas to the torch and a state of not supplying the fuel gas to the torch. The hood includes a second opening/closing part provided at a position higher than a roof surface of the hood, and a sensor arranged below the second opening/closing part and detects hydrogen gas. When the sensor detects hydrogen gas, the first opening/closing part is closed into a state where no fuel gas is supplied to the torch.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ガス切断装置に関する。 This disclosure relates to a gas cutting device.

ガス漏洩を検知する機構を備えたガス切断装置が知られている。この種の技術が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1には、ガス切断装置において、ガス供給配管に複数の開閉弁とセンサとが備えられることが記載されている。特許文献1のガス切断装置は、ガス供給配管における開閉弁で区画された区間に、ガスの流れを検知するセンサが配置される。開閉弁の開閉条件と、センサから出力される信号とを比較することによって、ガス漏洩の有無が判定される。すなわち、ガスが流れるべき状態でないときにガスが流れていることが検出された場合、配管からガスが漏洩していると判定される。 Gas cutting devices equipped with a mechanism for detecting gas leakage are known. This type of technology is described, for example, in Patent Document 1. Patent Document 1 describes that in a gas cutting device, a gas supply pipe is provided with multiple on-off valves and a sensor. In the gas cutting device of Patent Document 1, a sensor that detects the flow of gas is placed in a section of the gas supply pipe partitioned by the on-off valve. The presence or absence of a gas leak is determined by comparing the on-off condition of the on-off valve with the signal output from the sensor. In other words, if it is detected that gas is flowing when gas should not be flowing, it is determined that gas is leaking from the pipe.

特許文献2は、液化天然ガス(LNG)用のバルブスタンドの設置機器からのガス漏洩を検知するガス検知装置を開示している。特許文献2のガス検知装置は、バルブスタンドの上部に設置される。特許文献2のガス検知装置は、案内板を備えたフードと、フードで捕集した被検知ガスを吸引する吸引ファンと、センサとを備える。 Patent Document 2 discloses a gas detection device that detects gas leakage from equipment installed in a valve stand for liquefied natural gas (LNG). The gas detection device of Patent Document 2 is installed on the top of the valve stand. The gas detection device of Patent Document 2 includes a hood with a guide plate, a suction fan that sucks in the detected gas captured by the hood, and a sensor.

特開平7-100642号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100642 特開2006-90891号公報JP 2006-90891 A

特許文献1はガス供給配管中の特定の区間にセンサを配置するものであるが、特定の区間に限らず、より広い範囲のガス漏洩を検知できることが好ましい。また、特許文献2のガス検知装置は、特定方向の気流を作り出すものである。このようなガス検知装置は、下部に設置される装置がバルブスタンド等の固定装置である場合には有用である一方、ガス切断装置のように配管や火口が移動しながら動作する装置には適用し難い場合がある。 In Patent Document 1, a sensor is placed in a specific section of the gas supply pipe, but it would be preferable to be able to detect gas leaks over a wider area, not just in a specific section. In addition, the gas detection device in Patent Document 2 creates an airflow in a specific direction. While such a gas detection device is useful when the device installed below is a fixed device such as a valve stand, it may be difficult to apply it to devices such as gas cutting devices where the pipes and nozzle move while operating.

本開示の目的の1つは、水素を含むガスを燃料ガスとして用いるガス切断装置において、水素ガスの漏洩を検知可能で、安全性の高いガス切断装置を提供することである。 One of the objectives of the present disclosure is to provide a gas cutting device that uses a gas containing hydrogen as a fuel gas and is capable of detecting hydrogen gas leaks, thereby providing a highly safe gas cutting device.

本開示に従ったガス切断装置は、第1の方向に延びる第1レールと、前記第1レール上を走行可能である本体部と、を備える。前記本体部は、前記第1の方向と交差する方向に延びる支持台と、前記支持台に支持され、前記支持台に沿って前記支持台上を移動可能であるトーチと、前記トーチに接続された燃料ガス配管と、前記支持台に固定され、前記支持台の上方を覆うフードと、を含む。前記燃料ガス配管は、前記トーチに燃料ガスを供給する状態と、前記トーチに燃料ガスを供給しない状態とを切り替える第1開閉部を備える。前記フードは、前記フードの屋根面よりも高い位置に設けられた第2開閉部と、前記第2開閉部の下方に配置され、水素ガスを検知するセンサと、を備える。前記センサが水素ガスを検知すると、前記第1開閉部が閉止され、前記トーチに燃料ガスが供給されない状態になる。 The gas cutting device according to the present disclosure comprises a first rail extending in a first direction and a main body capable of running on the first rail. The main body includes a support base extending in a direction intersecting the first direction, a torch supported by the support base and movable on the support base along the support base, a fuel gas pipe connected to the torch, and a hood fixed to the support base and covering the upper part of the support base. The fuel gas pipe includes a first opening/closing unit that switches between a state in which fuel gas is supplied to the torch and a state in which fuel gas is not supplied to the torch. The hood includes a second opening/closing unit provided at a position higher than the roof surface of the hood, and a sensor that is disposed below the second opening/closing unit and detects hydrogen gas. When the sensor detects hydrogen gas, the first opening/closing unit is closed, and the state in which fuel gas is not supplied to the torch is established.

本開示によれば、水素を含むガスを用いるガス切断装置において、水素ガスの漏洩を検知可能で、安全性の高いガス切断装置を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a gas cutting device that uses a gas containing hydrogen and is capable of detecting hydrogen gas leaks, thereby making the gas cutting device highly safe.

図1は、実施の形態にかかるガス切断装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a gas cutting device according to an embodiment. 図2は、実施の形態にかかるガス切断装置の本体部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a main body of the gas cutting device according to the embodiment. 図3は、実施の形態にかかるガス切断装置のフードの断面斜視図である。FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of a hood of the gas cutting device according to the embodiment. 図4は、実施の形態にかかるガス切断装置の配管系統を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a piping system of the gas cutting device according to the embodiment. 図5は、実施の形態にかかるガス切断装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the gas cutting device according to the embodiment. 図6は、実施の形態にかかるガス切断装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the gas cutting device according to the embodiment. 図7は、実施の形態にかかるガス切断装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the gas cutting device according to the embodiment. 図8は、実施の形態にかかるガス切断装置の配管系統を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a piping system of the gas cutting device according to the embodiment.

[実施の形態の概要]
初めに、本開示にかかる切断装置の実施の形態を列挙して説明する。
本開示に従ったガス切断装置は、第1の方向に延びる第1レールと、前記第1レール上を走行可能である本体部と、を備える。前記本体部は、前記第1の方向と交差する方向に延びる支持台と、前記支持台に支持され、前記支持台に沿って前記支持台上を移動可能であるトーチと、前記トーチに接続された燃料ガス配管と、前記支持台に固定され、前記支持台の上方を覆うフードと、を含む。前記燃料ガス配管は、前記トーチに燃料ガスを供給する状態と、前記トーチに燃料ガスを供給しない状態とを切り替える第1開閉部を備える。前記フードは、前記フードの屋根面よりも高い位置に設けられた第2開閉部と、前記第2開閉部の下方に配置され、水素ガスを検知するセンサと、を備える。前記センサが水素ガスを検知すると、前記第1開閉部が閉止され、前記トーチに燃料ガスが供給されない状態になる。
[Outline of the embodiment]
First, embodiments of the cutting device according to the present disclosure will be listed and described.
The gas cutting device according to the present disclosure includes a first rail extending in a first direction and a main body section capable of traveling on the first rail. The main body section includes a support base extending in a direction intersecting the first direction, a torch supported by the support base and movable on the support base along the support base, a fuel gas pipe connected to the torch, and a hood fixed to the support base and covering the upper part of the support base. The fuel gas pipe includes a first opening/closing unit that switches between a state in which fuel gas is supplied to the torch and a state in which fuel gas is not supplied to the torch. The hood includes a second opening/closing unit provided at a position higher than the roof surface of the hood, and a sensor disposed below the second opening/closing unit for detecting hydrogen gas. When the sensor detects hydrogen gas, the first opening/closing unit is closed, and the state in which fuel gas is not supplied to the torch is established.

CO排出量低減のニーズに対応するため、鋼材のガス切断における燃料ガスとして、水素ガスを用いる検討が行われている。水素は、他の燃料ガスと比べてガス密度が小さく、空気中における爆発範囲が広いという特性を有する。このため、水素ガスを利用するガス切断装置には、万一水素ガスの漏洩が生じた場合であっても安全が維持されることが望まれる。そこで、水素ガスの漏洩を検知する機構を備えるガス切断装置が検討された。そして、ガス切断装置において、往復移動するトーチを支持する支持台の上方にフードが備えられ、フードの上部に水素ガスを検知するセンサが備えられる構成が見出された。さらに、センサが水素ガスを検知すると、水素ガスの供給がストップされる構成が見出された。 In order to meet the need to reduce CO2 emissions, the use of hydrogen gas as a fuel gas in gas cutting of steel materials is being considered. Hydrogen has the characteristics of having a lower gas density and a wider explosion range in air than other fuel gases. For this reason, it is desirable for a gas cutting device that uses hydrogen gas to maintain safety even in the unlikely event of a hydrogen gas leak. Therefore, a gas cutting device equipped with a mechanism for detecting hydrogen gas leaks has been considered. Then, a configuration has been found in which a hood is provided above a support base that supports a reciprocating torch, and a sensor that detects hydrogen gas is provided on the top of the hood in the gas cutting device. Furthermore, a configuration has been found in which the supply of hydrogen gas is stopped when the sensor detects hydrogen gas.

本開示にかかるガス切断装置は、第1軸(X軸)方向に延びるレールと、レールに支持された支持台に支持され、第1軸と交差する第2軸(Y軸)方向に沿って往復移動するトーチと、を備える。本開示にかかるガス切断装置は、支持台の上方を覆うフードを設けることによって、X-Y軸方向に移動するガス切断装置においても、移動範囲の全体を覆う大規模な機構を設けることなく、トーチ付近やトーチに接続される配管から漏洩した水素ガスを検知できる。水素ガスは、その密度の低さゆえに空気中での上昇速度が速い。このため、漏洩した水素ガスは短時間でフードに至り、センサに検知されうる。また、水素ガスを検知すると、水素ガスの供給がストップされる。これらの構成によって、万一漏洩が生じた場合であっても漏洩を迅速に検知し、漏洩を止めることができる。このように、本開示にかかるガス切断装置によれば、水素ガスの漏洩を検知可能で、安全性の高いガス切断装置を提供できる。 The gas cutting device according to the present disclosure includes a rail extending in the direction of a first axis (X axis), and a torch supported on a support base supported on the rail and reciprocating along a second axis (Y axis) intersecting the first axis. The gas cutting device according to the present disclosure is provided with a hood covering the upper part of the support base, so that even in a gas cutting device that moves in the X-Y axis direction, hydrogen gas leaking from the vicinity of the torch or from a pipe connected to the torch can be detected without providing a large-scale mechanism that covers the entire range of movement. Hydrogen gas rises quickly in the air due to its low density. Therefore, leaked hydrogen gas reaches the hood in a short time and can be detected by the sensor. In addition, when hydrogen gas is detected, the supply of hydrogen gas is stopped. With these configurations, even if a leak occurs, the leak can be quickly detected and stopped. Thus, according to the gas cutting device according to the present disclosure, a gas cutting device that can detect hydrogen gas leakage and is highly safe can be provided.

前記ガス切断装置において、前記センサが水素ガスを検知すると、前記第2開閉部が開放されるものとできる。第2開閉部は、フードに備えられ、フードの屋根面よりも高い位置に設けられる開閉部である。この位置にある第2開閉部が開放されることで、フードに捕集された水素ガスをフード内から外部に放出できる。この構成によれば、漏洩し、捕集された水素がフードに滞留して高濃度になることを防止でき、安全性が一層確保される。 In the gas cutting device, when the sensor detects hydrogen gas, the second opening/closing section can be opened. The second opening/closing section is provided on the hood and is located at a position higher than the roof surface of the hood. By opening the second opening/closing section in this position, the hydrogen gas captured in the hood can be released from inside the hood to the outside. With this configuration, it is possible to prevent the captured hydrogen from leaking and remaining in the hood and becoming highly concentrated, further ensuring safety.

前記ガス切断装置において、前記第1レールは互いに平行である1対のレールを含み、前記支持台の両端部のそれぞれは前記1対のレールのそれぞれによって支持されているものとできる。このような構成によれば、支持台が1対のレールに支持される、いわゆる門型の大型ガス切断装置においても、水素ガスを含有する燃料ガスを用いて安全に鋼材の切断を実施できる。 In the gas cutting device, the first rail can include a pair of rails that are parallel to each other, and both ends of the support table can be supported by each of the pair of rails. With this configuration, even in a so-called gate-type large gas cutting device in which the support table is supported by a pair of rails, it is possible to safely cut steel material using fuel gas containing hydrogen gas.

前記ガス切断装置において、前記フードは、中央部に向かって高くなるよう傾斜した傾斜部を含む前記屋根面と、前記屋根面の最上部から上に突出する筒部と、を含み、前記筒部の内部に、前記第2開閉部と前記センサとが配置されているものとできる。この構成によれば、水素ガスを効率よくフードに捕集することができ、万一漏洩が生じた際には迅速に水素ガスを検知し、かつ、捕集した水素ガスをフード上部から排出できる。 In the gas cutting device, the hood includes a roof surface including an inclined portion that is inclined so as to become higher toward the center, and a tubular portion that protrudes upward from the top of the roof surface, and the second opening/closing portion and the sensor are disposed inside the tubular portion. With this configuration, hydrogen gas can be efficiently collected in the hood, and in the event of a leak, the hydrogen gas can be quickly detected and the collected hydrogen gas can be discharged from the top of the hood.

前記ガス切断装置は、前記支持台と前記フードとの間に、前記支持台から上方に延びる複数の支柱を備え、前記フードは複数の前記支柱によって支持されていてもよい。この構成によれば、従来のガス切断装置における作業効率を損なうことなく、水素ガスを用いる場合も安全性の高いガス切断装置が提供される。また、ガス切断装置の使用態様や必要に応じてフードを着脱することが容易にできる。 The gas cutting device may include a plurality of supports extending upward from the support stand between the support stand and the hood, and the hood may be supported by the plurality of supports. This configuration provides a gas cutting device that is highly safe even when using hydrogen gas, without compromising the operational efficiency of conventional gas cutting devices. In addition, the hood can be easily attached and detached depending on the mode of use of the gas cutting device and the needs.

[実施の形態の具体例]
次に、本開示にかかるガス切断装置の具体的な実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。なお、本明細書において「水素ガス」とは、水素および不可避不純物からなるガスを意味する。本明細書では、混合ガスと区別するために、混合ガスではない水素ガスを水素100%ガスと称することがある。ただし、水素100%ガスとは数学的に厳密に100%水素からなるガスを意味するものではなく、一般に水素ガスとして市販されるガスを包含する。
[Specific Example of the Embodiment]
Next, a specific embodiment of the gas cutting device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In this specification, "hydrogen gas" means a gas consisting of hydrogen and inevitable impurities. In this specification, hydrogen gas that is not a mixed gas may be referred to as 100% hydrogen gas in order to distinguish it from a mixed gas. However, 100% hydrogen gas does not mean a gas consisting of 100% hydrogen in a mathematically strict sense, and generally includes gases that are commercially available as hydrogen gas.

(ガス切断装置の構成)
図1は、本開示にかかるガス切断装置1の全体を示す斜視図である。図1を参照して、ガス切断装置1は、走行部10と、本体部20と、載置部60と、を備える。図1において、走行部10が延びる方向をX軸方向、本体部20の幅方向をY軸方向、ガス切断装置1の高さ方向をZ軸として示している。以下の説明ではこれらの軸方向を基準として説明する。また、以下の説明では、「上方」とはZ軸の+方向、「下方」とはZ軸の-方向を示す。
(Configuration of gas cutting device)
Fig. 1 is a perspective view showing an entire gas cutting device 1 according to the present disclosure. With reference to Fig. 1, the gas cutting device 1 includes a running section 10, a main body section 20, and a mounting section 60. In Fig. 1, the direction in which the running section 10 extends is indicated as the X-axis direction, the width direction of the main body section 20 is indicated as the Y-axis direction, and the height direction of the gas cutting device 1 is indicated as the Z-axis direction. In the following description, these axial directions are used as references. In addition, in the following description, "upward" refers to the positive direction of the Z axis, and "downward" refers to the negative direction of the Z axis.

図1を参照して、走行部10は、基台11と、基台11の上面に固定された第1レールとしてのレール12と、を含む。レール12の上に、本体部20が備えられている。本体部20は、レール12上をX軸方向に沿って往復走行可能である。本体部20は、支持台21と、支持台21上を本体部20の幅方向(Y軸方向)に沿って往復移動可能である複数のトーチ30と、支持台21の上方を覆うフード50と、を含む。ガス切断装置1は、X-Y方向にトーチ30を移動させて、載置部60に載置した鋼材Sの切断を行うことができる。 Referring to FIG. 1, the running unit 10 includes a base 11 and a rail 12 as a first rail fixed to the upper surface of the base 11. A main body 20 is provided on the rail 12. The main body 20 can run back and forth on the rail 12 along the X-axis direction. The main body 20 includes a support table 21, a plurality of torches 30 that can move back and forth on the support table 21 along the width direction (Y-axis direction) of the main body 20, and a hood 50 that covers the upper part of the support table 21. The gas cutting device 1 can cut the steel material S placed on the placement unit 60 by moving the torches 30 in the X-Y directions.

走行部10は、互いに平行に設置された1対の基台11および1対のレール12を含む。本体部20は、支持台21と、支持台21の両端の下方に備えられた1対の脚部22と、を含む。すなわち、支持台21は、脚部22を介してレール12上に支持されている。本体部20は、支持台21と脚部22とによって門型に構成されている。支持台21はY軸方向に、すなわちレール12と交差する方向に延びる。支持台21は、レール12と直交する方向に延びる。 The running section 10 includes a pair of bases 11 and a pair of rails 12 that are installed parallel to each other. The main body section 20 includes a support base 21 and a pair of legs 22 provided below both ends of the support base 21. That is, the support base 21 is supported on the rails 12 via the legs 22. The main body section 20 is configured in a gate shape by the support base 21 and the legs 22. The support base 21 extends in the Y-axis direction, that is, in a direction that intersects with the rails 12. The support base 21 extends in a direction perpendicular to the rails 12.

図2は、ガス切断装置1の本体部20を示す平面図である。図2を参照して、支持台21は、横行レール23を備える。横行レール23に、複数のキャリッジ24が配置されている。駆動装置75によって、キャリッジ24は横行レール23に沿って往復移動する。図2では、駆動装置75の一部のみが現われている。キャリッジ24のそれぞれに、トーチ30が搭載されている。トーチ30は、吹管31と、吹管31の先端に取り付けられる火口32とを備える。吹管31はホルダー33に保持される。ホルダー33は上下装置34に連結されている。吹管31には、継手を介して、燃料ガス配管および酸素ガス配管としての複数のホース(図示省略)が接続される。トーチ30のそれぞれに接続するホースは、ホースカバー40内に収容される。ホースは、配管カバー41(図1)の内部に収容される燃料ガス配管および酸素ガス配管に接続する。配管カバー41内の燃料ガス配管および酸素ガス配管のそれぞれには、電磁弁が設けられている。燃料ガス配管および酸素ガス配管はそれぞれ、ガス制御ボックス42内に設けられる継手配管に接続する。ガス制御ボックス42内の燃料ガス配管には、第1開閉部としての電磁弁が設けられている。ガス制御ボックス42内の酸素ガス配管にも、電磁弁が設けられている。燃料ガス配管に設けられた電磁弁を開閉することによって、トーチ30に燃料ガスを供給する状態と、トーチ30に燃料ガスを供給しない状態とが切り替えられる。ガス溶断装置1では、フード50に設けられるセンサ81(図3)が水素を検知すると、制御ボックス42内に設けられた電磁弁が閉とされる。 Figure 2 is a plan view showing the main body 20 of the gas cutting device 1. Referring to Figure 2, the support base 21 has a traverse rail 23. A plurality of carriages 24 are arranged on the traverse rail 23. The carriages 24 are reciprocated along the traverse rail 23 by a drive device 75. In Figure 2, only a part of the drive device 75 is shown. A torch 30 is mounted on each of the carriages 24. The torch 30 has a blowpipe 31 and a burner 32 attached to the tip of the blowpipe 31. The blowpipe 31 is held by a holder 33. The holder 33 is connected to a lifting device 34. A plurality of hoses (not shown) as fuel gas piping and oxygen gas piping are connected to the blowpipe 31 via joints. The hoses connected to each of the torches 30 are housed in a hose cover 40. The hoses are connected to fuel gas piping and oxygen gas piping housed inside a piping cover 41 (Figure 1). The fuel gas pipe and the oxygen gas pipe in the pipe cover 41 are each provided with an electromagnetic valve. The fuel gas pipe and the oxygen gas pipe are each connected to a joint pipe provided in the gas control box 42. The fuel gas pipe in the gas control box 42 is provided with an electromagnetic valve as a first opening and closing unit. The oxygen gas pipe in the gas control box 42 is also provided with an electromagnetic valve. By opening and closing the electromagnetic valve provided in the fuel gas pipe, a state in which fuel gas is supplied to the torch 30 and a state in which fuel gas is not supplied to the torch 30 are switched. In the gas cutting apparatus 1, when a sensor 81 (FIG. 3) provided in the hood 50 detects hydrogen, the electromagnetic valve provided in the control box 42 is closed.

図1、図2を参照して、支持台21に、支持台21から上方に離隔し、支持台21の上方を覆うフード50が固定されている。フード50は、屋根部51と、筒部としての円筒部52と、支柱53と、を含む。屋根部51は、高さ方向(Z軸方向)に平面的に屋根部51を見るとき、長方形の形状を有する。屋根部51の幅方向(Y軸方向)に沿う寸法は、支持台21の幅方向寸法とほぼ同じである。屋根部51の奥行方向(X軸方向)に沿う寸法は、トーチ30から配管カバー41までを覆う範囲、すなわち、トーチおよび配管が位置する範囲の上方を覆う寸法とされる。すなわち、屋根部51は、トーチ30、トーチ30に接続するホース、ホースに接続する配管を覆うように位置する。なお、図2に示すように、トーチ30が横行レール23の末端近傍に位置する場合には、ホースカバー40の一部が、屋根部51によって覆われる範囲の外に位置することもある。 1 and 2, a hood 50 is fixed to the support base 21, spaced apart from the support base 21 and covering the upper part of the support base 21. The hood 50 includes a roof portion 51, a cylindrical portion 52 as a tube portion, and a support 53. When the roof portion 51 is viewed planarly in the height direction (Z-axis direction), it has a rectangular shape. The dimension of the roof portion 51 along the width direction (Y-axis direction) is approximately the same as the width direction dimension of the support base 21. The dimension of the roof portion 51 along the depth direction (X-axis direction) is the dimension covering the range from the torch 30 to the piping cover 41, that is, the range above where the torch and piping are located. That is, the roof portion 51 is positioned so as to cover the torch 30, the hose connected to the torch 30, and the piping connected to the hose. Note that, as shown in FIG. 2, when the torch 30 is located near the end of the lateral rail 23, a part of the hose cover 40 may be located outside the range covered by the roof portion 51.

支柱53は、支持台21に固定されている。具体的には、屋根部51の両端側の支柱53は、支持台21の端面カバー28に固定されている。屋根部51の背面側の支柱53は、支持台21の背面に固定されている。なお、支柱53は支持台21に直接取り付けられるものに限定されず、ブラケットや延長部材等を介して支持台21に固定されていてもよい。また、支柱53は高さ調節機構を含んでもよい。フード50の高さは装置全体のサイズやその他の構成に応じて設定可能であり、水素検知の効果が得られる限り特に限定されない。例えば、屋根部51の下端が、横行レール23の位置から1000~1500mm上方の高さとなるようにしてもよい。 The pillars 53 are fixed to the support base 21. Specifically, the pillars 53 on both ends of the roof 51 are fixed to the end covers 28 of the support base 21. The pillars 53 on the rear side of the roof 51 are fixed to the rear of the support base 21. The pillars 53 are not limited to being directly attached to the support base 21, but may be fixed to the support base 21 via a bracket, an extension member, or the like. The pillars 53 may also include a height adjustment mechanism. The height of the hood 50 can be set according to the size of the entire device and other configurations, and is not particularly limited as long as the effect of hydrogen detection is obtained. For example, the lower end of the roof 51 may be set to a height 1000 to 1500 mm above the position of the traverse rail 23.

図3は、フード50の上部の断面斜視図である。図2、図3を参照して、フード50の屋根部51は、中央部に向かって高くなるように全体に傾斜した屋根面55と、屋根面55の外縁から下方に垂下するスカート部56とを含む。屋根面55の中央部に、屋根面55から上方に突出する円筒部52が備えられる。円筒部52の内部に、第2開閉部としての電磁弁72と、水素ガスを検知するセンサであるセンサ81とが備えられる。センサ81は、電磁弁72の下方に設置される。電磁弁72の開閉によって、円筒部52の開放/閉止が切り替えられる。円筒部52の先端は、大気に開放されていてもよいし、排気用の配管が接続されてもよい。円筒部52はフード50の排気口である。フード50において、電磁弁72は、屋根面55よりも高い位置に設けられる。電磁弁72は、円筒部52の先端部に設けられうる。また、電磁弁72よりもさらに上部に、排気管を接続するための筒部が設けられていてもよい。電磁弁72は、異状なくガス切断を実施している間は閉止され、センサ81が水素ガスを検知した際に開放される。電磁弁72が開放されると、屋根部51に滞留した水素ガスがフード50から排出される。当然、水素ガスのみでなく空気よりも軽い各種ガスも同様に排出される。また、排気装置やファンを用いて強制排気を行うこともできる。 3 is a cross-sectional perspective view of the upper part of the hood 50. Referring to FIGS. 2 and 3, the roof part 51 of the hood 50 includes a roof surface 55 that is generally inclined so as to become higher toward the center, and a skirt part 56 that hangs down from the outer edge of the roof surface 55. A cylindrical part 52 that protrudes upward from the roof surface 55 is provided in the center of the roof surface 55. Inside the cylindrical part 52, an electromagnetic valve 72 as a second opening/closing part and a sensor 81 that detects hydrogen gas are provided. The sensor 81 is installed below the electromagnetic valve 72. The opening and closing of the electromagnetic valve 72 switches the opening and closing of the cylindrical part 52. The tip of the cylindrical part 52 may be open to the atmosphere, or an exhaust pipe may be connected to it. The cylindrical part 52 is an exhaust port of the hood 50. In the hood 50, the electromagnetic valve 72 is provided at a position higher than the roof surface 55. The electromagnetic valve 72 can be provided at the tip of the cylindrical part 52. A tube for connecting an exhaust pipe may also be provided above the solenoid valve 72. The solenoid valve 72 is closed while gas cutting is being performed without any abnormalities, and is opened when the sensor 81 detects hydrogen gas. When the solenoid valve 72 is opened, hydrogen gas remaining in the roof portion 51 is exhausted from the hood 50. Naturally, not only hydrogen gas but also various gases lighter than air are exhausted in the same manner. Forced exhaust can also be performed using an exhaust device or fan.

なお、屋根面55の形状は図1~3に示す形態に限定されない。例えば、屋根面の一部のみが傾斜部とされていてもよく、屋根面の全体が傾斜を有さない面で構成されてもよく、曲面を含む屋根面であってもよい。また、屋根面の一部にガスを誘導する溝部が形成されてもよい。また、円筒部52は屋根部の中央部に備えられるものに限定されない。ガスの流れや配線を考慮して、中央部以外の位置に設けられてもよい。円筒部52は、断面が矩形である筒型であってもよく、ガス滞留部となる太径部分が設けられていてもよい。 The shape of the roof surface 55 is not limited to the form shown in Figures 1 to 3. For example, only a part of the roof surface may be inclined, the entire roof surface may be composed of a surface that does not have an incline, or the roof surface may include a curved surface. A groove for guiding gas may be formed in part of the roof surface. The cylindrical portion 52 is not limited to being provided in the center of the roof portion. Taking into consideration the gas flow and wiring, it may be provided in a position other than the center. The cylindrical portion 52 may be a tube with a rectangular cross section, and may be provided with a large diameter portion that serves as a gas retention portion.

なお、ガス切断装置1は、フード50に設けられるセンサ81以外にも、水素ガスを検知するセンサを備えてもよい。例えば、ガス切断装置1に接続されるガス供給元ボンベの近傍や、ボンベから本体部20に接続する接続箇所の近傍(例えば、ガス制御ボックス42の内部)に、水素ガス検知センサを設けることができる。 The gas cutting device 1 may also be provided with a sensor for detecting hydrogen gas in addition to the sensor 81 provided in the hood 50. For example, a hydrogen gas detection sensor can be provided near the gas supply source cylinder connected to the gas cutting device 1, or near the connection point connecting the cylinder to the main body 20 (for example, inside the gas control box 42).

図1~3では、ガス切断装置1として門型CNC切断装置を示したが、本開示にかかるガス切断装置はこれに限られない。例えば、フレームプレーナー、型紙倣い切断機等であってもよい。 In Figures 1 to 3, a gate-type CNC cutting device is shown as the gas cutting device 1, but the gas cutting device according to the present disclosure is not limited to this. For example, it may be a frame planer, a pattern copy cutting machine, etc.

(ガス切断装置に用いる燃料ガス)
ガス切断装置1において、燃料ガスとして水素を含むガスを用いる。水素を含むガスは、水素100%ガスであってもよく、水素を含む混合ガスであってもよい。水素と混合されるガスは、必要な燃焼性能を得られる限り特に制限されないが、典型的には空気よりも軽い可燃性ガスである、アセチレンガス、プロパンガス、プロピレンガス、エチレンガス、メタンガス、ブタンガス、これらの混合ガス等が挙げられる。具体的には例えば、本開示にかかるガス切断装置に用いる燃料ガスとして、水素100%ガスのほか、水素ガスに対して2~12体積%のエチレンを含有する混合ガス(例えば、岩谷瓦斯株式会社製「ハイドロカット(登録商標)」等)を用いることができる。
(Fuel gas for use in gas cutting equipment)
In the gas cutting device 1, a gas containing hydrogen is used as the fuel gas. The gas containing hydrogen may be 100% hydrogen gas or a mixed gas containing hydrogen. The gas mixed with hydrogen is not particularly limited as long as the required combustion performance can be obtained, but typically includes acetylene gas, propane gas, propylene gas, ethylene gas, methane gas, butane gas, and mixed gases thereof, which are flammable gases lighter than air. Specifically, for example, as the fuel gas used in the gas cutting device according to the present disclosure, in addition to 100% hydrogen gas, a mixed gas containing 2 to 12 volume % ethylene relative to hydrogen gas (for example, "Hydrocut (registered trademark)" manufactured by Iwatani Industrial Gas Corporation, etc.) can be used.

(ガス切断装置の配管)
図4は、本開示にかかるガス切断装置における配管101を示す模式的な系統図である。本開示にかかるガス切断装置は、図1~3に示したガス切断装置1のように、複数のトーチが備えられ、トーチのそれぞれに燃料ガスと酸素ガスとを供給する複数の配管が接続される。図4では、理解容易のために1つの火口332に接続する配管101のみを模式的に示している。また、図4では、本開示にかかる特徴的な構成以外の構成(例えば安全装置等)は一部図示を省略している。
(Gas cutting device piping)
Fig. 4 is a schematic system diagram showing piping 101 in a gas cutting apparatus according to the present disclosure. The gas cutting apparatus according to the present disclosure is provided with a plurality of torches, as in the gas cutting apparatus 1 shown in Figs. 1 to 3, and a plurality of pipes for supplying fuel gas and oxygen gas are connected to each of the torches. For ease of understanding, Fig. 4 shows only the pipe 101 connected to one nozzle 332 in a schematic manner. Also, in Fig. 4, some configurations other than the characteristic configuration according to the present disclosure (e.g., a safety device, etc.) are omitted from the illustration.

図4に示す例は、水素100%ガスを用いて切断を実施する場合の配管系統である。水素100%ガスが燃焼することによって形成される火炎には、視認可能な白心が形成されない。このため、切断実施前に火炎を調整する段階では、水素100%ガスに代えて可燃性混合ガスを用いることができる。図4を参照して、ガス切断装置に、可燃性混合ガス供給源としての可燃性混合ガス(具体的には例えば岩谷瓦斯株式会社製「ハイドロカット(登録商標)」)ボンベ111、水素ガス供給源としての水素ガスボンベ112、酸素ガス供給源としての酸素ガスボンベ113を接続する。可燃性混合ガス、水素ガスおよび酸素ガスの3種類のガスが必要に応じて切り換えられ、火口332に供給される。特に、可燃性混合ガスと水素ガスは択一的に切り換えられ、火口332に供給される。可燃性混合ガスボンベ111は、第1の管としての配管131に接続されている。水素ガスボンベ112は、第2の管としての配管132に接続されている。配管131および配管132は、三方弁121を介して、燃料ガス供給管としての配管152に接続されている。 The example shown in FIG. 4 is a piping system when cutting is performed using 100% hydrogen gas. The flame formed by burning 100% hydrogen gas does not form a visible white core. Therefore, in the stage of adjusting the flame before cutting, a flammable mixed gas can be used instead of 100% hydrogen gas. With reference to FIG. 4, a flammable mixed gas (specifically, for example, "Hydrocut (registered trademark)" manufactured by Iwatani Industrial Gas Co., Ltd.) cylinder 111 as a flammable mixed gas supply source, a hydrogen gas cylinder 112 as a hydrogen gas supply source, and an oxygen gas cylinder 113 as an oxygen gas supply source are connected to the gas cutting device. Three types of gas, flammable mixed gas, hydrogen gas, and oxygen gas, are switched as necessary and supplied to the nozzle 332. In particular, the flammable mixed gas and hydrogen gas are switched alternatively and supplied to the nozzle 332. The flammable mixed gas cylinder 111 is connected to a pipe 131 as a first pipe. The hydrogen gas cylinder 112 is connected to a pipe 132 as a second pipe. Pipes 131 and 132 are connected to a pipe 152 as a fuel gas supply pipe via a three-way valve 121.

図4を参照して、配管131の途中に、電磁弁161、171、マスフローコントローラ141、圧力計が備えられている。マスフローコントローラ141は、備えられない場合もある。配管132の途中に、電磁弁162、172、マスフローコントローラ142、圧力計が備えられている。配管133は、燃焼用酸素配管153と切断用酸素配管154とに分岐する。配管133の途中に、電磁弁173が備えられている。燃焼用酸素配管153の途中に、電磁弁163、マスフローコントローラ143、圧力計が備えられている。切断用酸素配管154の途中に、電磁弁164、圧力計が備えられている。 Referring to FIG. 4, solenoid valves 161 and 171, a mass flow controller 141, and a pressure gauge are provided in the middle of the pipe 131. The mass flow controller 141 may not be provided. Solenoid valves 162 and 172, a mass flow controller 142, and a pressure gauge are provided in the middle of the pipe 132. The pipe 133 branches into a combustion oxygen pipe 153 and a cutting oxygen pipe 154. Solenoid valve 173 is provided in the middle of the pipe 133. Solenoid valve 163, a mass flow controller 143, and a pressure gauge are provided in the middle of the combustion oxygen pipe 153. Solenoid valve 164 and a pressure gauge are provided in the middle of the cutting oxygen pipe 154.

三方弁121は、配管131と配管152とが連通する状態と、配管132と配管152とが連通する状態とを、択一的に切り換える。すなわち、三方弁121を切り換えることによって、可燃性混合ガスが火口332に供給される状態と、水素ガスが火口332に供給される状態とを択一的に切り換えできる。 The three-way valve 121 selectively switches between a state in which the pipes 131 and 152 are in communication with each other and a state in which the pipes 132 and 152 are in communication with each other. In other words, by switching the three-way valve 121, it is possible to selectively switch between a state in which the combustible mixed gas is supplied to the burner 332 and a state in which hydrogen gas is supplied to the burner 332.

酸素ガスボンベ113は、酸素ガス供給配管としての配管133に接続されている。配管133は、予熱用酸素ガスを供給する配管である配管153と、切断用酸素ガスを供給する配管である配管154とに分岐する。配管153、154はいずれも、火口332に接続されている。 The oxygen gas cylinder 113 is connected to a pipe 133 that serves as an oxygen gas supply pipe. The pipe 133 branches into a pipe 153 that supplies oxygen gas for preheating, and a pipe 154 that supplies oxygen gas for cutting. Both pipes 153 and 154 are connected to a nozzle 332.

可燃性混合ガスボンベ111には、可燃性混合ガスが収容される。可燃性混合ガスとして、視認可能な白心を形成しうるガスを用いる。可燃性混合ガスは、典型的にはエチレンガス、プロピレンガス等の炭化水素ガスを含む水素ガスである。具体的には例えば、可燃性混合ガスは、4.5体積%以上12体積%以下のエチレンを含有し、残部が水素ガスおよび不可避的不純物からなることが好ましい。可燃性混合ガスにおけるエチレンの含有割合は4.5体積%以上10体積%以下であることがより好ましく、4.5体積%以上5.5体積%以下であることがさらに好ましい。具体的には例えば、可燃性混合ガスとして、岩谷瓦斯株式会社製「ハイドロカット(登録商標)」等を用いることができる。可燃性混合ガスとしてこの構成の可燃性混合ガスを用いる場合、可燃性混合ガスと酸素ガスとを混合して燃焼させることによって、視認容易な白心を形成できる。また、水素100%ガスの予熱炎を形成する場合と同等の酸素流量で、適切な大きさの白心を形成することができる。このため、白心を形成して火口の高さを調整し、次いで、三方弁を切り換えて水素100%ガスにより予熱炎を形成し、切断を行う一連の工程を容易にできる。 The combustible mixed gas cylinder 111 contains a combustible mixed gas. As the combustible mixed gas, a gas capable of forming a visible white core is used. The combustible mixed gas is typically hydrogen gas containing a hydrocarbon gas such as ethylene gas or propylene gas. Specifically, for example, the combustible mixed gas preferably contains 4.5 volume % to 12 volume % ethylene, with the remainder being hydrogen gas and unavoidable impurities. The ethylene content in the combustible mixed gas is more preferably 4.5 volume % to 10 volume %, and even more preferably 4.5 volume % to 5.5 volume %. Specifically, for example, "Hydrocut (registered trademark)" manufactured by Iwatani Gas Corporation can be used as the combustible mixed gas. When a combustible mixed gas of this composition is used as the combustible mixed gas, a visible white core can be formed by mixing the combustible mixed gas with oxygen gas and burning it. In addition, a white core of appropriate size can be formed with the same oxygen flow rate as when forming a preheating flame with 100% hydrogen gas. This facilitates the entire process of forming a white core, adjusting the height of the nozzle, and then switching the three-way valve to form a preheating flame with 100% hydrogen gas and perform cutting.

水素ガスボンベ112には、水素ガスが収容される。水素ガスボンベとしては、汎用される水素ガスが充填されたボンベを用いてもよく、その他の水素ガス収容容器であってもよい。酸素ガスボンベ113には、酸素ガスが収容される。酸素ガスボンベとしては、汎用される酸素ガスが充填されたボンベを用いてもよく、その他の酸素ガス収容容器であってもよい。ガスボンベ以外のガス収容容器としては、例えばLGC(Liquid Gas Container)、CE(Cold Evaporator)等の液化ガス容器であってもよく、設備の規模やガス使用量に応じて選択されうる。 Hydrogen gas cylinder 112 contains hydrogen gas. The hydrogen gas cylinder may be a cylinder filled with commonly used hydrogen gas, or may be any other hydrogen gas storage container. Oxygen gas cylinder 113 contains oxygen gas. The oxygen gas cylinder may be a cylinder filled with commonly used oxygen gas, or may be any other oxygen gas storage container. Gas storage containers other than gas cylinders may be liquefied gas containers such as LGCs (Liquid Gas Containers) and CEs (Cold Evaporators), and can be selected according to the size of the facility and the amount of gas used.

本開示にかかるガス切断装置の機能を、図1~3に示したガス切断装置1が図4に示す配管101を備えるものとして説明する。切断を実施する際、フード50に備えられるセンサ81によって、水素ガスをモニターする。万一、配管101のいずれかの場所から水素ガスが漏洩した場合、漏洩した水素ガスは上昇してフード50の円筒部52に到達する。水素ガスが所定の濃度以上になると、センサ81によって検知される。センサ81が水素ガスを検知すると、配管101に備えられる電磁弁のうち、その時点で開である電磁弁が閉止され、可燃性混合ガス、水素ガス、酸素ガスの供給が停止する。すなわち、配管131、132、133に流通するガスがストップし、さらなるガス漏洩が生じることを防止できる。特に、センサ81が水素ガスを検知した時、水素ガス供給配管である配管132上にある第1の開閉部としての電磁弁162が閉止され、トーチ30に水素ガスが供給されない状態となる。センサ81が水素ガスを検知した時には、電磁弁162だけでなく、電磁弁163、164も閉止し、酸素ガスの供給も停止できる。 The function of the gas cutting device according to the present disclosure will be described assuming that the gas cutting device 1 shown in FIGS. 1 to 3 is equipped with the piping 101 shown in FIG. 4. When cutting is performed, hydrogen gas is monitored by a sensor 81 provided in the hood 50. If hydrogen gas leaks from any location in the piping 101, the leaked hydrogen gas rises and reaches the cylindrical portion 52 of the hood 50. When the hydrogen gas reaches a predetermined concentration or higher, it is detected by the sensor 81. When the sensor 81 detects hydrogen gas, the solenoid valves that are open at that time among the solenoid valves provided in the piping 101 are closed, and the supply of the flammable mixed gas, hydrogen gas, and oxygen gas is stopped. In other words, the gas flowing through the piping 131, 132, and 133 is stopped, and further gas leakage can be prevented. In particular, when the sensor 81 detects hydrogen gas, the solenoid valve 162 as the first opening and closing part on the piping 132, which is the hydrogen gas supply piping, is closed, and hydrogen gas is not supplied to the torch 30. When the sensor 81 detects hydrogen gas, not only the solenoid valve 162 but also the solenoid valves 163 and 164 are closed, and the supply of oxygen gas is also stopped.

本開示にかかるガス切断装置は、図4の例のように水素100%ガスを用いるものに限定されない。燃料ガスとして水素を含む可燃性混合ガスを用いることもできる。燃料ガスとして水素を含む可燃性混合ガスを用いる場合、ガス切断装置に接続するガスは、水素を含む可燃性混合ガスと酸素ガスの2種類となり、図4に示す三方弁121、配管132を備えなくてもよい。すなわち、水素を含む可燃性混合ガスおよび酸素ガスである2種類のガスを用いるガス切断装置も、本開示にかかるガス切断装置に含む。 The gas cutting device according to the present disclosure is not limited to one that uses 100% hydrogen gas as in the example of FIG. 4. A flammable mixed gas containing hydrogen can also be used as the fuel gas. When a flammable mixed gas containing hydrogen is used as the fuel gas, the gases connected to the gas cutting device are two types, a flammable mixed gas containing hydrogen and oxygen gas, and the three-way valve 121 and piping 132 shown in FIG. 4 do not need to be provided. In other words, a gas cutting device that uses two types of gas, a flammable mixed gas containing hydrogen and oxygen gas, is also included in the gas cutting device according to the present disclosure.

(ガス切断装置の動作フロー)
図5~7は、本開示にかかるガス切断装置において、水素を含む可燃性混合ガスと酸素ガスとを用いて鋼材の切断を行う際のステップを示すフローチャートである。図5は切断開始までの動作、図6は水素センサが水素を検知した場合の動作、図7は切断終了時の動作を示す。図8は、図5~7に示すガス切断手順が行われるガス切断装置の配管系統を示す模式図である。
(Operation flow of gas cutting device)
Figures 5 to 7 are flow charts showing steps for cutting steel using a flammable mixed gas containing hydrogen and oxygen gas in the gas cutting apparatus according to the present disclosure. Figure 5 shows the operation up to the start of cutting, Figure 6 shows the operation when the hydrogen sensor detects hydrogen, and Figure 7 shows the operation at the end of cutting. Figure 8 is a schematic diagram showing the piping system of the gas cutting apparatus in which the gas cutting procedures shown in Figures 5 to 7 are performed.

図8を参照して、ガス切断装置の配管201は、燃料ガスである可燃性混合ガス(具体的には例えば岩谷瓦斯株式会社製「ハイドロカット(登録商標)」)ボンベ211、酸素ガス供給源としての酸素ガスボンベ213を備える。可燃性混合ガスおよび酸素ガスが、火口232に供給される。可燃性混合ガスボンベ211は、第1の管としての配管231に接続されている。酸素ガスボンベ213は、酸素ガス供給配管としての配管233に接続されている。配管233は、予熱用酸素ガスを供給する配管である配管253と、切断用酸素ガスを供給する配管である配管254とに分岐する。配管253、254はいずれも、火口232に接続されている。 Referring to FIG. 8, the piping 201 of the gas cutting device includes a cylinder 211 of a flammable mixed gas (specifically, for example, "Hydrocut (registered trademark)" manufactured by Iwatani Industrial Gases Corporation) which is a fuel gas, and an oxygen gas cylinder 213 as an oxygen gas supply source. The flammable mixed gas and oxygen gas are supplied to the flame nozzle 232. The flammable mixed gas cylinder 211 is connected to a pipe 231 which is a first pipe. The oxygen gas cylinder 213 is connected to a pipe 233 which is an oxygen gas supply pipe. The pipe 233 branches into a pipe 253 which is a pipe which supplies oxygen gas for preheating, and a pipe 254 which is a pipe which supplies oxygen gas for cutting. Both pipes 253 and 254 are connected to the flame nozzle 232.

可燃性混合ガスボンベ211の配管231の途中に、元バルブ271、電磁弁261、マスフローコントローラ241が備えられる。酸素ガスボンベ213の配管233は、元バルブ273を備える。予熱用酸素ガスを供給する配管である配管253の途中に、電磁弁263、マスフローコントローラ243が備えられる。切断用酸素ガスを供給する配管である配管254の途中に、電磁弁264が備えられる。以下では、図1~3に示したガス切断装置1に配管201が備えられる場合に対応して説明する。 A main valve 271, a solenoid valve 261, and a mass flow controller 241 are provided in the piping 231 of the flammable mixed gas cylinder 211. A main valve 273 is provided in the piping 233 of the oxygen gas cylinder 213. A solenoid valve 263 and a mass flow controller 243 are provided in the piping 253, which is the piping for supplying preheating oxygen gas. A solenoid valve 264 is provided in the piping 254, which is the piping for supplying cutting oxygen gas. The following will be described in relation to the case where the piping 201 is provided in the gas cutting device 1 shown in Figures 1 to 3.

図5を参照して、切断開始までの動作を説明する。まず、装置が準備される(S10)。具体的には、燃料ガスである可燃性混合ガスボンベ211と、酸素ガスボンベ213とをガス切断装置1に接続する。正しく接続されたことを確認後、可燃性混合ガスボンベ211に接続する元バルブ271、酸素ガスボンベ213に接続する元バルブ273を開とする。このとき、トーチ燃料バルブ(電磁弁261)は閉、フード50に備えられる電磁弁72は開である。フード50に備えられる水素センサ(センサ81)はOFFである。また、着火装置を準備する。定盤61上に切断対象である鋼材Sをセットする。 The operation up to the start of cutting will be described with reference to FIG. 5. First, the device is prepared (S10). Specifically, the combustible mixed gas cylinder 211, which is the fuel gas, and the oxygen gas cylinder 213 are connected to the gas cutting device 1. After confirming that they are connected correctly, the main valve 271 connected to the combustible mixed gas cylinder 211 and the main valve 273 connected to the oxygen gas cylinder 213 are opened. At this time, the torch fuel valve (solenoid valve 261) is closed, and the solenoid valve 72 provided in the hood 50 is open. The hydrogen sensor (sensor 81) provided in the hood 50 is OFF. In addition, an ignition device is prepared. The steel material S to be cut is set on the base plate 61.

続いて、トーチ燃料バルブを開とし(S11)、着火装置を用いて燃料ガスに着火する(S12)。着火が確認された後、酸素バルブ(電磁弁263)を開とし、火炎を調整する。具体的には、火炎に形成される白心の長さを調整する。白心の長さは特に制限されないが、例えば20mm~200mm程度の板厚の鋼板を切断しようとする場合、白心の長さが2mm~6mm程度の火炎が形成されることが好ましい。白心を基準として、火口232の高さを調整する。 Then, the torch fuel valve is opened (S11) and the fuel gas is ignited using the ignition device (S12). After ignition is confirmed, the oxygen valve (solenoid valve 263) is opened and the flame is adjusted. Specifically, the length of the white core formed in the flame is adjusted. There is no particular limit to the length of the white core, but when attempting to cut a steel plate with a thickness of about 20 mm to 200 mm, for example, it is preferable that a flame with a white core length of about 2 mm to 6 mm is formed. The height of the nozzle 232 is adjusted based on the white core.

適切な火炎が形成された後、水素センサをONとする(S14)。また、フードに備えられる電磁弁を閉とする(S15)。これらの手順は実質的に同時に行われてもよく、順序が逆であってもよい。 After an appropriate flame is formed, the hydrogen sensor is turned ON (S14). Also, the solenoid valve provided in the hood is closed (S15). These steps may be performed substantially simultaneously, or the order may be reversed.

水素センサがON、フード電磁弁が閉であることが確認された後、ステップS13において形成された火炎によって、鋼材の切断されるべき部分を加熱(予熱)する(S16)。予熱炎によって、鋼材が加熱される。ステップS16は予熱工程である。予熱を実施し、鋼材の燃焼温度に達したら、切断酸素バルブ(切断用酸素供給配管254上の電磁弁264)を開とする(S17)。火口から切断酸素ガスが噴射され、当該酸素ガスが、加熱された鋼材の切断されるべき部分に吹き付けられる。これにより、当該部分の鋼材が燃焼し、溶融する。さらに、溶融した鋼材は、火口から噴射される酸素ガスの吹き付けによって除去される。所定の切断形状に沿い、所定の切断速度で火口を移動させて鋼材の切断を行う(S18)。ステップS15~S18の間、水素センサはONであり、フードに捕集される水素をモニターしている。水素センサの検知濃度は、使用状況等に応じて設定される。水素センサの検知濃度は、空気中での水素の爆発濃度範囲の下限(4.0%)に充分な安全係数を掛けた値に設定される。 After it is confirmed that the hydrogen sensor is ON and the hood solenoid valve is closed, the portion of the steel to be cut is heated (preheated) by the flame formed in step S13 (S16). The steel is heated by the preheating flame. Step S16 is the preheating process. When the preheating is performed and the combustion temperature of the steel is reached, the cutting oxygen valve (solenoid valve 264 on the cutting oxygen supply pipe 254) is opened (S17). Cutting oxygen gas is ejected from the nozzle, and the oxygen gas is sprayed onto the portion of the heated steel to be cut. This burns and melts the steel in that portion. The molten steel is then removed by the spraying of oxygen gas ejected from the nozzle. The nozzle is moved at a predetermined cutting speed along the predetermined cutting shape to cut the steel (S18). During steps S15 to S18, the hydrogen sensor is ON and monitors the hydrogen captured in the hood. The detection concentration of the hydrogen sensor is set according to the usage conditions, etc. The detection concentration of the hydrogen sensor is set to a value obtained by multiplying the lower limit of the explosive concentration range of hydrogen in air (4.0%) by a sufficient safety factor.

図6は水素センサが水素を検知した場合における、ガス切断装置の動作を示すフローチャートである。水素センサが水素を検知する(S21)。水素センサは、燃料ガスである可燃性混合ガスの供給配管上の電磁弁(電磁弁261)、および、酸素供給配管上の電磁弁(電磁弁263、264)に閉信号を送る(S22)。この信号を受けて、可燃性混合ガスの供給配管上の電磁弁および酸素供給配管上の電磁弁が閉じられる(S23)。また、ガス切断装置の走行動作が緊急停止される(S24)。これらのステップによって、水素の漏洩を検知した場合には速やかにガス供給を停止し、さらなる漏洩を防止するとともに安全を確保できる。また、ガス切断装置の走行を停止できる。 Figure 6 is a flow chart showing the operation of the gas cutting device when the hydrogen sensor detects hydrogen. The hydrogen sensor detects hydrogen (S21). The hydrogen sensor sends a close signal to the solenoid valve (solenoid valve 261) on the supply pipe of the flammable mixed gas, which is the fuel gas, and to the solenoid valves (solenoid valves 263, 264) on the oxygen supply pipe (S22). In response to this signal, the solenoid valve on the supply pipe of the flammable mixed gas and the solenoid valve on the oxygen supply pipe are closed (S23). In addition, the traveling operation of the gas cutting device is urgently stopped (S24). Through these steps, if a hydrogen leak is detected, the gas supply is quickly stopped, preventing further leaks and ensuring safety. In addition, the traveling of the gas cutting device can be stopped.

ガス切断装置の動作が停止された後、水素が検知された原因を確認する(S25)。具体的には例えば、石鹸水等を用いて漏れ箇所を確認することができる。確認は人間が行ってもよいし、センサ等を用いて機械的、自動的に行ってもよい。原因が確認されない場合は、原因の確認を繰り返す(S25でNO)。原因が取り除かれるまでこの操作を繰り返す。原因が確認されれば(S25でYES)、ガス切断装置の緊急停止を解除する(S26)。また、フード排気口の電磁弁を開とする(S27)。この操作により、フードに溜まった水素を放出する(S28)。フードに溜まった水素は、排気ラインを通じて放出されてもよい。また、水素センサをOFFとする(S29)。これらの操作の後、S11(図5)に戻る。 After the operation of the gas cutting device has been stopped, the cause of the detection of hydrogen is confirmed (S25). Specifically, for example, the location of the leak can be confirmed using soapy water or the like. The confirmation can be performed manually, mechanically, or automatically using a sensor or the like. If the cause cannot be confirmed, confirmation of the cause is repeated (NO in S25). This operation is repeated until the cause is removed. If the cause is confirmed (YES in S25), the emergency stop of the gas cutting device is released (S26). In addition, the solenoid valve of the hood exhaust port is opened (S27). This operation releases the hydrogen that has accumulated in the hood (S28). The hydrogen that has accumulated in the hood may be released through the exhaust line. In addition, the hydrogen sensor is turned OFF (S29). After these operations, the process returns to S11 (FIG. 5).

図7は切断終了時におけるガス切断装置の動作を示すフローチャートである。所定の切断動作が終了すると、切断用酸素供給配管上の電磁弁(電磁弁264)を閉とする(S31)。続いて、酸素供給配管上の電磁弁(電磁弁263)を閉とする(S32)。続いて、燃料ガス電磁弁(電磁弁261)を閉とする(S33)。燃料ガスの供給が停止したことにより、消火する。続いて、ガス切断装置の動作を停止する(S34)。続いて、フード排気口の電磁弁(電磁弁72)を開とする(S35)。フードに滞留した気体が放出される。また、水素センサをOFFとする(S36)。消火およびガス切断装置の動作の停止が確認された後、定盤上に載置された切断後の鋼材を整理する(S37)。この操作は人間が行う。切断を続けて行う場合には、定盤上に新たな切断対象鋼材を設置する(S39)。切断を終了する場合には、燃料ガスおよび酸素の元バルブ(バルブ271、273)を閉とする(S38)。 Figure 7 is a flow chart showing the operation of the gas cutting device at the end of cutting. When the specified cutting operation is completed, the solenoid valve (solenoid valve 264) on the oxygen supply pipe for cutting is closed (S31). Then, the solenoid valve (solenoid valve 263) on the oxygen supply pipe is closed (S32). Then, the fuel gas solenoid valve (solenoid valve 261) is closed (S33). The fire is extinguished because the supply of fuel gas has stopped. Then, the operation of the gas cutting device is stopped (S34). Then, the solenoid valve (solenoid valve 72) of the hood exhaust port is opened (S35). The gas remaining in the hood is released. In addition, the hydrogen sensor is turned OFF (S36). After it is confirmed that the fire has been extinguished and the operation of the gas cutting device has stopped, the cut steel material placed on the surface plate is arranged (S37). This operation is performed by a human being. If cutting is to be continued, a new steel material to be cut is placed on the surface plate (S39). When cutting is to end, the main fuel gas and oxygen valves (valves 271, 273) are closed (S38).

なお、上記のステップは機械的、自動的に行うものに限られず、人間が一部を行うものとしてもよい。また、一部のステップは順番を入れ替えること、同時に行うこともできる。図4の例のように燃料ガスとして水素100%ガスを用いる場合、装置の準備ステップ(S10)において、可燃性混合ガスボンベ(111)から供給される可燃性混合ガスの火炎を形成し、白心を視認できる火炎を利用して火口の高さを調整する。火口の高さを調整した後、三方弁(121)を切り換えて、燃料ガスとして水素100%ガス(図4,112)が火口に供給されるようにする。 The above steps are not limited to being performed mechanically or automatically, and may be partially performed by a human being. Some steps may be performed in a different order or simultaneously. When 100% hydrogen gas is used as the fuel gas as in the example of FIG. 4, in the device preparation step (S10), a flame of the flammable mixed gas supplied from the flammable mixed gas cylinder (111) is formed, and the flame with a visible white core is used to adjust the height of the nozzle. After adjusting the height of the nozzle, the three-way valve (121) is switched so that 100% hydrogen gas (FIG. 4, 112) is supplied to the nozzle as the fuel gas.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1 ガス切断装置、10 走行部、11 基台、12 レール、20 本体部、21 支持台、22 脚部、23 横行レール、24 キャリッジ、28 端面カバー、30 トーチ、31 吹管、32、232、332 火口、33 ホルダー、34 上下装置、40 ホースカバー、41 配管カバー、42 ガス制御ボックス、50 フード、51 屋根部、52 円筒部、53 支柱、55 屋根面、56 スカート部、60 載置部、61 定盤、72、161、162、163、164、171、172、173、261、262、263 電磁弁、75 駆動装置、81 センサ、101、131、132、133、152、153、154、201、231、233、254 配管、111、211 可燃性混合ガスボンベ、112 水素ガスボンベ、113、313 酸素ガスボンベ、121 三方弁、141、142、143、241、242、243 マスフローコントローラ、271、273 元バルブ。 1 Gas cutting device, 10 Running part, 11 Base, 12 Rail, 20 Main body, 21 Support, 22 Leg, 23 Traverse rail, 24 Carriage, 28 End cover, 30 Torch, 31 Blowpipe, 32, 232, 332 Nozzle, 33 Holder, 34 Lifting device, 40 Hose cover, 41 Pipe cover, 42 Gas control box, 50 Hood, 51 Roof, 52 Cylinder, 53 Support, 55 Roof surface, 56 Skirt, 60 Placement part, 61 Surface plate, 72, 161, 162, 163, 164, 171, 172, 173, 261, 262, 263 Solenoid valve, 75 Drive device, 81 Sensor, 101, 131, 132, 133, 152, 153, 154, 201, 231, 233, 254 Piping, 111, 211 Flammable mixed gas cylinder, 112 Hydrogen gas cylinder, 113, 313 Oxygen gas cylinder, 121 Three-way valve, 141, 142, 143, 241, 242, 243 Mass flow controller, 271, 273 Main valve.

Claims (5)

第1の方向に延びる第1レールと、
前記第1レール上を走行可能である本体部と、を備え、
前記本体部は、
前記第1の方向と交差する方向に延びる支持台と、
前記支持台に支持され、前記支持台に沿って前記支持台上を移動可能であるトーチと、
前記トーチに接続された燃料ガス配管と、
前記支持台に固定され、前記支持台の上方を覆うフードと、
を含み、
前記燃料ガス配管は、
前記トーチに燃料ガスを供給する状態と、前記トーチに燃料ガスを供給しない状態とを切り替える第1開閉部を備え、
前記フードは、
前記フードの屋根面よりも高い位置に設けられた第2開閉部と、
前記第2開閉部の下方に配置され、水素ガスを検知するセンサと、を備え、
前記センサが水素ガスを検知すると、前記第1開閉部が閉止され、前記トーチに燃料ガスが供給されない状態になる
ガス切断装置。
A first rail extending in a first direction;
a main body portion capable of running on the first rail,
The main body portion is
A support base extending in a direction intersecting the first direction;
a torch supported by the support base and movable on the support base along the support base;
A fuel gas pipe connected to the torch;
A hood fixed to the support base and covering an upper portion of the support base;
Including,
The fuel gas piping is
a first opening/closing unit that switches between a state in which fuel gas is supplied to the torch and a state in which fuel gas is not supplied to the torch,
The hood is
A second opening/closing portion provided at a position higher than a roof surface of the hood;
a sensor disposed below the second opening/closing portion and configured to detect hydrogen gas;
When the sensor detects hydrogen gas, the first opening/closing portion is closed, and no fuel gas is supplied to the torch.
前記センサが水素ガスを検知すると、前記第2開閉部が開放される、
請求項1に記載のガス切断装置。
When the sensor detects hydrogen gas, the second opening and closing portion is opened.
2. The gas cutting device according to claim 1.
前記第1レールは互いに平行である1対のレールを含み、
前記支持台の両端部のそれぞれは前記1対のレールのそれぞれによって支持されている、
請求項1または請求項2に記載のガス切断装置。
The first rail includes a pair of rails that are parallel to one another;
Each of the ends of the support base is supported by each of the pair of rails.
3. The gas cutting device according to claim 1 or 2.
前記フードは、
中央部に向かって高くなるよう傾斜した傾斜部を含む前記屋根面と、
前記屋根面の最上部から上に突出する筒部と、を含み、
前記筒部の内部に、前記第2開閉部と前記センサとが配置されている、
請求項1または請求項2に記載のガス切断装置。
The hood is
The roof surface includes an inclined portion that is inclined so as to become higher toward a center portion;
A tube portion protruding upward from the top of the roof surface,
The second opening/closing unit and the sensor are disposed inside the cylindrical portion.
3. The gas cutting device according to claim 1 or 2.
前記支持台と前記フードとの間に前記支持台から上方に延びる複数の支柱を備え、
前記フードは複数の前記支柱によって支持されている、
請求項1または請求項2に記載のガス切断装置。
a plurality of support columns extending upward from the support base between the support base and the hood;
The hood is supported by a plurality of the struts.
3. The gas cutting device according to claim 1 or 2.
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