【発明の詳細な説明】
強力炭化水素及びその製造及び使用方法
〔技術分野〕
本発明は、切断及び（又は）溶接トーチで用いるための、添加剤又は調整剤、
特に二重添加剤(double additive)を添加することにより強力にした炭化水素に
関する。
〔背景技術〕
切断及び（又は）溶接用トーチで用いるガスを、添加剤又は二重添加剤をそれ
らに添加することにより改良する種々の試みが今まで行われてきた。これら従来
法のガスは、メタンからオクタンまでの種々の炭化水素からなり、あるものはプ
ロパン及びブタンを含んでいた。例えば、１９２５年１２月１５日に公告された
ハリス(Harris)による米国特許第１，５６５，９３５号明細書では、エチルエー
テル（ジエチルエーテル）〔（Ｃ2Ｈ5）2Ｏ又はＣ4Ｈ10Ｏ〕、又はメチルエーテ
ル（ジメチルエーテル）〔（ＣＨ3）2Ｏ〕を添加することにより、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン及びヘキサンからなる湿潤油井ガスを強化している。酸化
エチルとも呼ばれているエチルエーテルを、プロパン、又はブタン及びプロパン
を含むガスに添加することを提案している別の特許は、１９５０年７月４日に公
告されたホワイト(White)による米国特許第２，５１３，７６９号明細書である
。
１９５９年５月２７日に公告された英国特許第８１３，９８１号明細書〔オキ
シ・フェロレン社(Oxy-Ferrolene Limited)〕は、イソプロピルエーテル（ジイ
ソプロピルエーテル）〔（ＣＨ3）2ＣＨ2Ｏ、又は（Ｃ3Ｈ7）2又はＣ6Ｈ14Ｏ〕
、メチルイソプロピルエーテル、メチルプロピルエーテル〔（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2
ＯＣＨ3、又はＣ4Ｈ10Ｏ〕、直鎖プロピルエーテル、エタノール〔ＣＨ3ＣＨ2
ＯＨ〕及びメタノール〔ＣＨ3ＯＨ〕のような酸素含有化合物を炭化水素ガスに
添加することを提案している。この英国特許も、二種類以上の化合物を配合する
ことを示唆しているが、なんら特別な二重化合物は示
唆していない。
１９４６年１１月２６日に公告されたセレイ(Seley)による米国特許第２，４
１１，７５９号明細書は、二重添加剤、即ち、酸化エチル（ジエチルエーテル又
はエチルエーテル）〔（Ｃ2Ｈ5）2Ｏ〕及びベンジン（ベンゼン）〔Ｃ6Ｈ6〕を
使用することを示唆している。１９６０年９月６日に公告されたホワイトによる
米国特許第２，９５１，７５０号明細書は、第１欄２１〜２５行に、恐らくセレ
イの特許に記載されているように、ジメチルエーテル（メチルエーテル）〔（Ｃ
Ｈ3）2Ｏ〕及びベンジン（ベンゼン）〔Ｃ6Ｈ6〕の従来法の二重添加剤をトーチ
ガスのために言及しており、更にベンジン及びジメチルエーテルを用いる代わり
に、第１欄５５〜６２行で、プロピレンオキシド（１，２−エポキシプロパン）
〔Ｃ3Ｈ6Ｏ〕及びジメチルエーテル〔（ＣＨ3）2Ｏ〕の二重添加剤を使用するこ
とを提案している。
更に、１９７１年７月６日に公告されたケスラー(Kessler)による米国特許第
３，５９１，３５５号明細書では、プロパン含有ガスにメタノール〔ＣＨ3ＯＨ
〕を添加すること、又はメタンのような液体アルカノール、及びペンタン及びイ
ソペンタンのようなアルカンの混合物からなるトーチガスへ二重添加剤を添加す
ることを提案している。１９７６年１１月２日に公告されたホワイトによる米国
特許第３，９８９，４７９号明細書も、メタノールを添加することを提案してお
り、１９４５年５月４日に公告された英国特許第５６９，１０８号明細書は、ア
ンモニアを添加することを提案している。この英国特許も、メタンを主体にした
発生炉ガス、水性ガス、モンド(Mond)ガス、及び他の市販ガス混合物中のプロパ
ンの量を増大することを推奨している。
１９５９年１０月１３日に公告されたメドスカー(Medsker)による米国特許第
２，９０８，５９９号明細書には、米国特許第２，２８１，９１０号を引用して
、トーチ用の燃料中にメチルボレート及びアセトンが従来用いられていたことが
述べられている。メドスカーの特許は、ガス状燃料のための添加剤として、メチ
ルボレートとヘキサンとの混合物を提案している。１９４２年５月５日に公告さ
れたバイアロスキー(Bialosky)その他による米国特許第２，２８１，９１０号明
細書には、物品をホウ酸又は酸化ホウ素で被覆するため、アセチレン、水素、又
は
同様な燃焼ガスの流れに添加されるアセトン〔ＣＨ3ＣＯＣＨ3〕、又はメチルエ
チルケトン（１，２−ブタノン）〔ＣＨ3ＣＨ2ＣＯＣＨ3〕のようなケトン及び
ホウ酸メチルを含有する液体フラックスが記載されている。
１９７５年５月２８日に公告されたドイツ公開特許第２４ ５５ ７２７号公
報には、各分子に５〜２０個の炭素原子を有する高級モノ−、ジ−、及びポリ−
アルコールを含む炭化水素を強力にするための種々の添加剤が提案されている。
第１２頁第２４行には、
「好ましいアルコールは、Ｃ5〜Ｃ8炭化水素のモノ−、ジ−、及びポリ−アル
コールであり、それらにはペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタ
ノール、ペンテノール、ヘキセノール、ヘプテノール、及びオクテノールが含ま
れる。」
と記載されている。
１９６７年１月１３日に公告されたベルギー特許第ＰＶ３５３９４Ａ号には、
プロパン単独、又はプロピレンとの混合物のようなガス状脂肪族炭化水素燃料中
へ、５種類の成分、即ち：
（ａ） 基礎燃料と同じ液体状の燃料成分、
（ｂ） エチルエーテル又はハロゲノエーテル、特にクロロエーテルにするこ
とができる燃焼活性化剤、
（ｃ） 活性化剤の量とほぼ等しい量、即ち用いる燃料の重量の１％〜１２％
、好ましくは５％〜１０％の量の、式ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）2を有する２−メ
チル−ブタンのような、活性化剤の蒸発を促進し、活性化剤に可溶性の高カロリ
ー値の液体炭化水素、
（ｄ） 燃料の重量の０．１％〜１％の量の液体酸化触媒で、好ましくはアル
キル基が低分子量のもので、ピリジン塩基、特にアルキルピリジンの成分中から
選択された酸化触媒、及び
（ｅ） テルペン系炭化水素にすることができるヒドロトロープで、好ましく
はフェニルカルビノール又はカルビノールアルキルエーテルと混合され、同じく
芳香族カルボン酸の脂肪族エステル、好ましくはメチルサリチレートと混合され
たヒドロトロープ、
から構成された調整用液体をスプレーすることにより、均質な組成の燃料混合物
を得るための方法及び装置が記載されている。
この５成分調整用液体混合物は、それを使用する時にはガス状燃料中へスプレ
ーし、その調整用液体のいずれの成分も優先的に蒸発しないようにする。
親特許第ＰＶ３５３９４号の追加特許を構成する１９６７年６月３０日に公告
されたベルギー追加特許ＢＥ−Ａ−６９７，２７４には、ガス状燃料中に噴霧す
る親特許の５成分調整用液体中に、別の種類の燃焼活性化剤を使用することが記
載されている。
活性化剤成分について親特許に記載されているようなエチルエーテル又はハロ
ゲノエーテルを用いる代わりに、その追加特許は、燃焼活性化剤として、炭化水
素・酸素化誘導体、特に一般式Ｃn Ｈm Ｏp（式中、ｎは２〜６の整数であり、
ｍは２ｎ−２〜２ｎ＋２の整数であり、ｐは１又は２に等しい）を有するエステ
ル、ケトン、及びオレフィン酸化物の群に属する脂肪族炭化水素を用いている。
記載されている特別な活性化剤は、
アセトン〔Ｃ3Ｈ6Ｏ〕
エチルメチルケトン〔Ｃ4Ｈ8Ｏ〕
メシチルオキシド（４−メチル−３−ペンテン−２−オン）
（ＣＨ3）2Ｃ＝ＣＨＣＯＣＨ3〔Ｃ6Ｈ10Ｏ〕
酢酸エチル〔Ｃ4Ｈ8Ｏ2〕
エチレンオキシド〔Ｃ2Ｈ4Ｏ〕
プロピレンオキシド〔Ｃ3Ｈ6Ｏ〕
ブチレンオキシド（１，２−エポキシブタン）〔Ｃ4Ｈ8Ｏ〕
である。
これまで用いられていた基本的トーチガスはアセチレンであり、それは比較的
高価で、保存及び輸送しにくく、それと一緒に殆ど純粋の酸素を用いる必要があ
り、鉄金属を切断するのに用いた場合、強く粘着する残滓（Ｓｃｏｒｉａ）を形
成する。
また、トーチガスのための添加剤として、これまでメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）それ自体が用いられてきた。
〔発明の開示〕
本発明の主たる目的は、炭化水素トーチガスをアセチレンの特性よりも優れた
特性を持つように、特に鉄金属切断及び溶接のためのトーチガスを強力にするた
めの簡単な添加剤を与えることである。そのような目的は、メチルエチルケトン
だけの添加によって強力にされた炭化水素の特性よりも優れた特性を有する強力
(fortified)炭化水素を与えることも含んでいる。
特別な目的は、高い炎温度及び強力な加熱能力を有するトーチガスを与えるこ
とである。
更に別の目的は、容易且つ経済的に保存及び輸送することができるトーチガス
を与えることである。
更に別の目的は、殆ど世界中で容易に入手することができ、一層経済的に与え
ることができ、そしてその属性を向上させるために強化し易い基礎ガスを含むト
ーチガスを与えることである。
鉄金属を一層速く奇麗に切断することができるトーチガスを与えることも一つ
の目的である。
更に別の目的は、かなりの深さの水中で切断するためのトーチによって使用す
ることができるガスを与えることである。
更に別の目的は、アセチレンと一緒に用いることができない混入ガスを一層大
きな割合で含む酸素と有効に一緒にすることができるため、一層経済的にトーチ
切断に用いることができるガスを与えることである。
上記目的は、メチルエチルケトン、各分子内に２〜４個の炭素原子を有する低
級ポリオキシ炭化水素(pluraloxyhydrocarbon)、即ち、ジオキシ−及びトリオキ
シ−炭化水素、又はそのようなポリオキシ炭化水素及び（又は）各分子中に３〜
４個の炭素原子を有する選択された低級モノオキシ炭化水素からの添加剤の組合
せで強化した液化石油ガスを用いることにより達成することができる。
〔最良の態様についての記述〕
液化石油ガスＬＰＧは、そのブタン及びプロパン含有量が高いため、本発明の
強力トーチガスの基礎ガスとして好ましいものである。ブタンの異性体であるｎ
−ブタン及びイソブタンの両方共、通常ＬＰＧ内に存在しているが、ブタン誘導
体工業からの需要のため、燃料として販売されているＬＰＧからかなりの量のブ
タンが除去されており、その場合にはＬＰＧは殆どプロパンからなる。しかし、
５％〜４０％位の妥当な割合のブタンがＬＰＧ内に存在しているのが望ましい。
別法として、基礎ガスは、プロパン又はブタン単独、又はそれらのガス又はプ
ロパン又は他のガス状炭化水素のどのような混合物にすることもできる。
基礎ガスを強化するのに用いられる添加剤又は調整剤は、式ＣＨ3ＣＯＣＨ2Ｃ
Ｈ3を有する、２−ブタノンとしても知られているメチルエチルケトン（ＭＥＫ
）と、低級ポリオキシ炭化水素との単なる混合物でもよい。ＭＥＫは７０．６℃
の沸点及び２０℃で０．８０５の比重を有する液体である。
ＬＰＧは液体状態で保持するためには加圧下で保存しなければならないが、Ｌ
ＰＧのための比較的高圧の貯蔵タンク及び取扱い装置が商業的に使われており、
慣例になっている。
強化せずにＬＰＧを酸素と混合しても、トーチ切断及び溶接には余り有効では
なく、実質的に純粋な酸素と混合したアセチレンガス程には有効ではないが、基
礎ＬＰＧに効果的な添加剤で強化することにより、炎の温度はかなり上昇し、加
熱能力が著しく改善される。
添加剤の使用量は、基礎ガスの特性をどの程度改良したいかに依存するが、そ
の量は基礎ガスの３％〜１０％であろう。ＭＥＫと低級ポリオキシ炭化水素との
組合せを用いる場合、３％〜５％のＭＥＫ及び２％〜３％の低級ポリオキシ炭化
水素が好ましく、単独の添加剤として適切である。
添加剤とＬＰＧとを一緒にする手順は簡単である。強化用液体を、液体状の炭
化水素と単に混合する。常温で液体である添加剤を、液化圧力下のＬＰＧが保存
又は輸送される貯蔵タンクに供給する。添加剤を標準５５ガロンドラムへ供給す
るのが非常に実際的である。
基礎ガスの約６重量％より多くの添加剤を供給する場合には、そのような添加
剤は、触媒、好ましくは粉末、顆粒、又はペレット状の活性炭と一緒に供給し、
均一な混合を確実に与えるようにするのがよい。活性炭は無定形であり、好まし
くは石炭又は石油コークスから製造されたものである。用いることができる別の
触媒は、適当な担体に担持した白金、酸化第二銅、及び粒状銀である。
活性炭の使用量は特に限定する必要はないが、それを加圧下の容器中へ供給し
た時、炭化水素基礎ガスと添加剤との混合を促進するように、貯蔵容器の底に入
れるべきである。そのような触媒の量は、添加剤の重量の１％〜５％で充分であ
ろう。基礎ガスと添加剤又は調整剤との得られた液体混合物は常温で共沸混合物
であり、従って、強化液体混合物から蒸発した強力なトーチガスは、他の炭化水
素ガスを添加したり又は他の炭化水素ガスへ供給したりしなくても、貯蔵容器か
ら放出されてトーチヘ行く時均一になっている。
効果的な切断炎を与えるために、アセチレントーチへ、実質的に純粋な形、例
えば、少なくとも９９体積％の酸素の形で酸素を供給することが必要である。本
発明の強力基礎ガスと、約９５％の純度の酸素で、不純物が窒素、二酸化炭素、
及び他の空気ガス成分であるような純度の低い酸素と混合しても、満足できる切
断温度を与えることができる。９０％位の低い純度の酸素を用いた場合でも、約
２，７６０℃（５，０００°Ｆ）の基礎ＬＰＧの炎温度を、本発明による添加剤
で強化した基礎ＬＰＧを使用することにより、約３２０４．４４℃（５，８００
°Ｆ）〜３３１５．５６℃（６，０００°Ｆ）まで上昇させることができる。そ
のような不純酸素は、空気を約４，０００ｐｓｉに加圧し、それを空気液化温度
、−２１７．７８℃（−３６０°Ｆ）へ急冷し、次にその液化空気の温度を、−
１９５．５６℃（−３２０°Ｆ）で蒸発する液化空気の窒素成分を放出するよう
に容器を通気し、液体状の酸素を残しながら、徐々に上昇させることにより経済
的に製造することができる。
不純酸素を製造するための別の方法では、空気の窒素をゼオライトによって除
去し、９０％〜９５％の純度の酸素を与える。
鉄金属切断のために、アセチレンよりも本発明の強力基礎ガスを用いることの
利点は、奇麗で正確な切口が得られることである。酸素アセチレンによる切断は
、その加工物に粘着した堅い残滓を生じ、それは必要な加熱を上昇し、通常後で
加工物を削らなければならない。本発明の強力トーチガスを用いることにより、
柔らかく脆い残滓を生じ、それは加工物から剥離され、切断が進むに連れて切口
から取れ、狭い奇麗な切口を生じ、その切口の両側に沿って新しい金属が露出す
る。
本発明の強力トーチガスが有する特別な利点は、それを３００フィートの深さ
まで水中で切断する炎に用いることができることである。水中での酸素アセチレ
ントーチの使用は、６．１ｍ（２０ｆｔ）までに限定されている。なぜなら、そ
れより深いと、切断トーチに送ることができるようにガスに加える必要がある圧
力では、アセチレンは爆発することがあるからである。従って、炭化水素ガスへ
の添加剤としてＭＥＫを使用する前は、約２０ｆｔより深い水中で切断するため
に利用できる唯一の方法は、炭素アークを用いることであり、その作用は遅く、
その使用は危険であった。
ＭＥＫを使用することは金属の切断を促進するのに有利であったが、ｔ−ブチ
ルアルコール（ＴＢＡ）を添加することにより強化したＭＥＫを使用することに
より、切断速度を５％〜１０％増大し、ＭＥＫとメチルテトラブチルエーテル（
ＭＴＢＥ）とを併用することにより、添加剤としてＭＥＫを単独で使用した場合
よりも２０％〜２５％切断速度を増大し、ＭＥＫがＴＢＡで強化された場合の切
断速度よりも約１５％速くなる。低級ポリオキシ炭化水素と一緒にＭＥＫを用い
るのが好ましい。
はんだ付け、ろう付け、又は軽金属切断のためにＬＰＧのような炭化水素ガス
を用いることは、本発明の添加剤をそのガスと混合するならば、一層効果的なも
のにすることができる。そのような場合、厚い金属を切断又は溶接するためのト
ーチガスの場合よりも、少ない添加剤を用いるのが好ましい。はんだ付け、ろう
付け、又は軽金属切断のためには、２重量％〜５重量％の範囲内の量の添加剤が
適切であり、そのような量は、触媒を使用せずに炭化水素ガスと充分よく混合す
ることができる。
上に記述したＭＥＫと低級ポリオキシ炭化水素との組合せを使用することに代
わるものとして、本発明の添加剤は、簡単な単一の低級ポリオキシ炭化水素、即
ち、分子中に２〜４個の炭素原子を有するジオキシ−又はトリオキシ−炭化水素
でもよく、それはアルコール、エーテル、又はアセテートでもよい。そのような
ポリオキシ炭化水素の特別の例を下の表に示す。
トーチガスの燃焼を向上させるため種々のモノオキシ炭化水素を単独で用いた
場合の効果は種々変化し、予想することはできない。次の低級モノオキシ炭化水
素は、組合せて用いるか、強化用添加剤としてポリオキシ炭化水素と組合せ、他
の添加剤成分を用いなくても妥当な利点を有する。そのようなモノオキシ炭化水
素は、分子中に３又は４個の炭素原子を有する。
上に列挙したモノオキシ炭化水素の一種類だけでは、切断又は溶接に用いられ
るアセチレンに充分匹敵ほどにＬＰＧ、ブタン、又はプロパンガスを個々に強化
することはできないが、上に特に示したモノオキシ炭化水素及びジオキシ炭化水
素及びトリオキシ炭化水素から選択した二種類又は三種類の添加物を併用すると
、そのような化学物質のいずれか一種類を単独で用いた場合よりも大きな強化を
与える。
添加剤として単一のポリオキシ炭化水素を用いることは実用的であるが、ポリ
オキシ炭化水素を互いに組合せるか、又は適当な種類のモノオキシ炭化水素と一
緒にすることにより、添加剤に他の成分を用いなくても一層よい結果が得られる
。
例えば、１，２−エタンジオール又はエチレングリコールモノメチルエーテル
を基礎ガスの３重量％用いて強化したＬＰＧは、アセチレンを用いた場合と同様
に迅速に鋼の完全な切断を行うことができるが、基礎ガスを、そのような添加物
の各々を３重量％用いて強化した切断操作は、アセチレンを用いて得られる場合
よりも一層速い速度で優れた切断を行うことができる。
同様に、基礎ガスの３重量％の１，２−エタンジオール及び基礎ガスの２重量
％のメチルエチルケトンを添加剤として用いることにより、同様に良好で殆ど同
様に速い切断を行うことができる。基礎ガスの３重量％のエチレングリコールモ
ノメチルエーテル及びｎ−プロピルアルコールを用いることにより、匹敵する結
果を得ることができる。
上で特定化した二種類のオキシ炭化水素の各々の２％又は３％を組合せて用い
ることについて言及してきたが、上に特定化したオキシ炭化水素の３種類を夫々
基礎ガスの２重量％ずつ組合せたものを用いることにより良好な強化を達成する
こともできる。Detailed Description of the Invention
Strong hydrocarbons and their production and use
〔Technical field〕
The present invention provides additives or modifiers for use in cutting and / or welding torches,
Especially for hydrocarbons that have been strengthened by adding a double additive.
Related.
[Background technology]
The gas used in the torch for cutting and / or welding, the additive or double additive
Various attempts have been made so far to improve the composition by adding it to the above. These conventional
The process gases consist of various hydrocarbons from methane to octane, some of which are
It contained lopan and butane. For example, announced on December 15, 1925
U.S. Pat. No. 1,565,935 to Harris et al.
Tell (diethyl ether) [(C2HFive)2O or CFourHTenO], or methyl ether
Le (dimethyl ether) [(CHThree)2O] to add methane and ethane
It strengthens the wet well gas, which consists of methane, propane, butane, and hexane. Oxidation
Ethyl ether, also known as ethyl, is propane, or butane and propane.
Another patent proposing to be added to gases containing is published on July 4, 1950.
U.S. Pat. No. 2,513,769 by White.
.
British Patent No. 813,981 published on May 27, 1959 [Oki
Oxy-Ferrolene Limited]
Sopropyl ether) [(CHThree)2CH2O, or (CThreeH7)2Or C6H14O]
, Methyl isopropyl ether, methyl propyl ether [(CHThree) CH2CH2
OCHThreeOr CFourHTenO], linear propyl ether, ethanol [CHThreeCH2
OH] and methanol [CHThreeOH] to oxygen gas containing hydrocarbon gas
It is proposed to add. This British patent also combines two or more compounds
However, no special double compound is shown.
Not inviting.
U.S. Pat. No. 2,4 by Seley, published Nov. 26, 1946
No. 11,759 describes a dual additive, namely ethyl oxide (diethyl ether or
Is ethyl ether) [(C2HFive)2O] and benzine (benzene) [C6H6]
Suggest to use. By White, published September 6, 1960
U.S. Pat. No. 2,951,750 describes at column 1, lines 21-25, perhaps a selection.
As described in the ai patent, dimethyl ether (methyl ether) [(C
HThree)2O] and benzine (benzene) [C6H6] Torch the conventional dual additive
Referenced for gas, instead of using benzine and dimethyl ether
At column 1, lines 55-62, propylene oxide (1,2-epoxypropane)
[CThreeH6O] and dimethyl ether [(CHThree)2O] double additive
Is proposed.
In addition, U.S. Pat. No. 5,697,698 issued by Kessler on July 6, 1971.
In the specification of 3,591,355, propane-containing gas is treated with methanol [CHThreeOH
] Or a liquid alkanol such as methane, and pentane and
Adding a dual additive to a torch gas consisting of a mixture of alkanes like sopentane
I am proposing that. United States by White announced on November 2, 1976
Patent 3,989,479 also proposes to add methanol.
British Patent No. 569,108, published on May 4, 1945,
It is proposed to add ammonia. This British patent was also based on methane
Proper gas in generator gas, water gas, Mond gas, and other commercial gas mixtures.
It is recommended to increase the amount of resources.
United States Patent by Medsker, published October 13, 1959
No. 2,908,599 refers to US Pat. No. 2,281,910.
, That methylborate and acetone were traditionally used in torch fuel
Stated. The Medskar patent describes a methyl ester as an additive for gaseous fuels.
A mixture of ruborate and hexane is proposed. Published on May 5, 1942
US Pat. No. 2,281,910 by Bialosky et al.
The details include the use of acetylene, hydrogen, or
Is
Acetone [CH added to similar combustion gas streamsThreeCOCHThree], Or methyl
Cylketone (1,2-butanone) [CHThreeCH2COCHThree] And ketones
A liquid flux containing methyl borate is described.
German Published Patent No. 24 55 727 published on May 28, 1975
Reportedly, higher mono-, di-, and poly- with 5-20 carbon atoms in each molecule.
Various additives have been proposed for strengthening hydrocarbons, including alcohols.
On page 12, line 24,
"The preferred alcohol is CFive~ C8Hydrocarbon mono-, di-, and poly-al
Cole, which includes pentanol, hexanol, heptanol, octane
Includes nols, pentenols, hexenols, heptenols, and octenols
It is. "
Is described.
Belgian Patent No. PV35394A, published on January 13, 1967, contains:
In gaseous aliphatic hydrocarbon fuels such as propane alone or as a mixture with propylene
To 5 different ingredients, namely:
(A) The same liquid fuel component as the base fuel,
(B) Should be ethyl ether or halogeno ether, especially chloro ether.
A combustion activator capable of
(C) Amount approximately equal to the amount of activator, ie 1% to 12% of the weight of fuel used.
Of the formula CH, preferably in an amount of 5% to 10%ThreeCH2CH (CHThree)22-me having
A high calorie soluble in activators that promotes evaporation of activators, such as chill-butane.
-Value liquid hydrocarbons,
(D) A liquid oxidation catalyst in an amount of 0.1% to 1% by weight of the fuel, preferably
It has a low molecular weight kill group,
A selected oxidation catalyst, and
(E) A hydrotrope that can be converted to a terpene hydrocarbon, preferably
Is mixed with phenyl carbinol or carbinol alkyl ether, also
Mixed with an aliphatic ester of an aromatic carboxylic acid, preferably methyl salicylate
A hydrotrope,
A fuel mixture of homogeneous composition by spraying a conditioning liquid composed of
A method and apparatus for obtaining the same is described.
This 5-component conditioning liquid mixture is sprayed into the gaseous fuel when it is used.
So that no component of the conditioning liquid preferentially evaporates.
Published on June 30, 1967, which constitutes an additional patent to the parent patent No. PV35394.
Belgian Patent Addition BE-A-697,274 issued to
It is noted that another type of combustion activator may be used in the five-component conditioning liquid of the parent patent.
It is listed.
The ethyl ether or halo as described in the parent patent for the activator component
Instead of using genoethers, its additional patent is to use hydrocarbons as combustion activators.
Elemental / oxygenated derivatives, especially Cn Hm Op (where n is an integer of 2 to 6,
m is an integer of 2n-2 to 2n + 2, and p is equal to 1 or 2)
It uses aliphatic hydrocarbons belonging to the group of benzene, ketones, and olefin oxides.
The special activators described are:
Acetone [CThreeH6O]
Ethyl methyl ketone [CFourH8O]
Mesityl oxide (4-methyl-3-penten-2-one)
(CHThree)2C = CHCOCHThree[C6HTenO]
Ethyl acetate [CFourH8O2]
Ethylene oxide [C2HFourO]
Propylene oxide [CThreeH6O]
Butylene oxide (1,2-epoxybutane) [CFourH8O]
It is.
The basic torch gas used so far is acetylene, which is relatively
It is expensive, difficult to store and transport and requires the use of almost pure oxygen with it.
When used to cut ferrous metal, it forms a strongly sticky residue (Scoria).
To achieve.
As an additive for torch gas, methyl ethyl ketone (ME
K) It has been used as such.
[Disclosure of Invention]
The main object of the present invention is to make hydrocarbon torch gas better than the properties of acetylene.
Torch gas for strengthening, especially for ferrous metal cutting and welding
Is to provide a simple additive for Such an objective is methyl ethyl ketone
Stronger with properties that are superior to those of hydrocarbons made stronger by the addition of only
It also includes giving fortified hydrocarbons.
A special purpose is to provide torch gas with high flame temperature and strong heating ability.
And.
Yet another object is torch gas, which can be stored and transported easily and economically.
Is to give.
Yet another purpose is to make it more affordable and affordable almost worldwide.
That contains a base gas that can easily be strengthened to improve its properties.
-To give the gas.
One to give a torch gas that can cut ferrous metal faster and beautifully
Is the purpose of.
Yet another purpose is to use with torches for cutting in water of considerable depth.
Is to give a gas that can be.
Yet another objective is to increase the content of entrained gases that cannot be used with acetylene.
The torch is more economical because it can be effectively combined with the oxygen contained in a precise ratio.
The purpose is to provide a gas that can be used for cutting.
The above purpose is methyl ethyl ketone, a low-molecular weight compound having 2 to 4 carbon atoms in each molecule.
Grade polyoxyhydrocarbons, ie, dioxy- and trioxy
C-hydrocarbons, or such polyoxyhydrocarbons and / or 3 to 3 in each molecule.
Combination of additives from selected lower monooxyhydrocarbons having 4 carbon atoms
This can be achieved by using liquefied petroleum gas that has been fortified.
[Description of the best mode]
Liquefied petroleum gas LPG has a high butane and propane content, so
It is preferable as a basic gas for strong torch gas. N, which is an isomer of butane
-Butane and isobutane, both normally present in LPG, butane induced
Due to the demand from the body industry, a significant amount of blu from the LPG sold as fuel is
The tongue has been removed, in which case the LPG consists mostly of propane. But,
It is desirable that a reasonable proportion of butane, 5% to 40%, be present in the LPG.
Alternatively, the base gas may be propane or butane alone, or those gases or
It can be any mixture of lopain or other gaseous hydrocarbons.
Additives or modifiers used to enhance the base gas are of the formula CHThreeCOCH2C
HThreeMethyl ethyl ketone (MEK, also known as 2-butanone
) And a lower polyoxy hydrocarbon. MEK is 70.6 ° C
It has a boiling point of 0.85 and a specific gravity of 0.805 at 20 ° C.
LPG must be stored under pressure to retain it in the liquid state, but L
Relatively high pressure storage tanks and handling equipment for PGs are in commercial use,
It is customary.
Mixing LPG with oxygen without strengthening is not very effective for torch cutting and welding
, But not as effective as acetylene gas mixed with substantially pure oxygen,
By strengthening the foundation LPG with an effective additive, the temperature of the flame rises considerably,
The heat capacity is significantly improved.
The amount of additive used depends on how much the properties of the basic gas are desired to be improved.
Would be 3% to 10% of the base gas. MEK and lower polyoxyhydrocarbon
When using a combination, 3% to 5% MEK and 2% to 3% lower polyoxycarbide
Hydrogen is preferred and suitable as the sole additive.
The procedure of combining the additive and LPG is straightforward. Reinforcement liquid, liquid charcoal
Simply mix with hydrogen fluoride. LPG under liquefaction pressure stores additives that are liquid at room temperature
Or supply to a storage tank to be transported. Add additive to standard 55 gallon drum
Is very practical.
If more than about 6% by weight of the base gas additive is supplied, such addition
The agent is supplied together with a catalyst, preferably activated carbon in powder, granules or pellets,
It is advisable to ensure a homogeneous mixture. Activated carbon is amorphous and preferred
Ku is produced from coal or petroleum coke. Another that can be used
The catalyst is platinum, cupric oxide, and granular silver supported on a suitable carrier.
The amount of activated carbon used does not need to be particularly limited, but it should be supplied into a container under pressure.
The bottom of the storage container to facilitate mixing of the hydrocarbon base gas with the additive.
Should be. The amount of such catalyst is sufficient to be 1% to 5% of the weight of the additive.
Would. The resulting liquid mixture of base gas and additives or modifiers is an azeotrope at ambient temperature.
Therefore, the strong torch gas evaporated from the enriched liquid mixture is
A storage container without adding raw gas or supplying it to other hydrocarbon gases
It is released from the surface and becomes uniform when going to the torch.
To give an effective cutting flame, to acetylene torch, in substantially pure form, eg
For example, it is necessary to supply oxygen in the form of at least 99% by volume of oxygen. Book
The strong base gas of the invention and oxygen of about 95% purity with impurities of nitrogen, carbon dioxide,
And a mixture of oxygen and other low purity oxygen, which is a component of air gas, produces satisfactory results.
A cutoff temperature can be given. Even if oxygen with a purity as low as 90% is used,
A flame temperature of basal LPG of 2,760 ° C. (5,000 ° F.) was determined using the additive according to the invention.
By using the basic LPG reinforced with
° F) to 331.56 ° C (6,000 ° F). So
Oxygen, such as, pressurizes the air to about 4,000 psi, which
, -217.78 ° C (-360 ° F) and then the temperature of the liquefied air
To release the nitrogen component of liquefied air that evaporates at 195.56 ° C (-320 ° F)
Economical by venting the container to the top and gradually raising it while leaving liquid oxygen.
It can be manufactured in a special way.
Another method for producing impure oxygen is to remove air nitrogen with zeolites.
And give 90% to 95% pure oxygen.
The use of the strong base gas of the present invention over acetylene for ferrous metal cutting
The advantage is that you get a clean and accurate cut. Cutting with oxygen acetylene
Results in a hard residue that sticks to the work piece, which increases the required heating and usually later
You have to scrape the work piece. By using the strong torch gas of the present invention,
It produces a soft and brittle residue that is separated from the work piece and cuts as the cutting progresses.
Off, resulting in a narrow, clean cut, exposing new metal along both sides of the cut
You.
The particular advantage of the high intensity torch gas of the present invention is that it has a depth of 300 feet.
It can be used for flame cutting up to underwater. Oxygen acetylene in water
Use of the torch is limited to 6.1 m (20 ft). Because
Deeper than this, the pressure needed to be added to the gas so that it can be sent to the cutting torch.
With force, acetylene can explode. Therefore, to hydrocarbon gas
Before using MEK as an additive for cutting in water deeper than about 20ft
Is the only method available for using a carbon arc, its action is slow,
Its use was dangerous.
The use of MEK has been beneficial in promoting metal cleavage, but t-butyl
To use MEK fortified by the addition of alcohol (TBA)
The cutting speed is increased by 5% to 10%, and MEK and methyl tetrabutyl ether (
When MEK is used alone as an additive by using it together with MTBE)
20% to 25% more increase in cutting speed than MEK when reinforced with TBA
About 15% faster than the breaking speed. Use MEK with lower polyoxy hydrocarbons
Preferably.
Hydrocarbon gas such as LPG for soldering, brazing, or light metal cutting
Is more effective if the additive of the invention is mixed with the gas.
It can be In such cases, tools for cutting or welding thick metal
It is preferred to use less additive than in the case of a gas. Soldering, brazing
For attachment or light metal cutting, an amount of additive in the range of 2% to 5% by weight is required.
Appropriate, such an amount is well mixed with the hydrocarbon gas without the use of a catalyst.
Can be
An alternative to using the combination of MEK and lower polyoxyhydrocarbons described above.
As an alternative, the additive of the present invention is a simple single lower polyoxyhydrocarbon
A dioxy- or trioxy-hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms in the molecule
However, it may be alcohol, ether, or acetate. like that
Specific examples of polyoxyhydrocarbons are shown in the table below.
Various monooxy hydrocarbons used alone to improve torch gas combustion
The effects of cases vary and cannot be predicted. Next lower monooxycarbonated water
Element, used either in combination or with a polyoxyhydrocarbon as a reinforcing additive, etc.
It has a reasonable advantage even without using the additive component. Such monooxy carbonized water
The element has 3 or 4 carbon atoms in the molecule.
Only one of the monooxyhydrocarbons listed above is used for cutting or welding.
To strengthen LPG, butane, or propane gas individually to a level comparable to that of acetylene
Although not possible, the monooxyhydrocarbons and dioxyhydrocarbons specifically mentioned above
When two or three additives selected from elementary and trioxy hydrocarbons are used together
, Greater strengthening than using any one of these chemicals alone
give.
Although it is practical to use a single polyoxyhydrocarbon as an additive,
Oxyhydrocarbons may be combined with each other or combined with suitable types of monooxyhydrocarbons.
To obtain better results without the use of other ingredients in the additive
.
For example, 1,2-ethanediol or ethylene glycol monomethyl ether
LPG reinforced with 3% by weight of base gas is the same as when acetylene is used
Can make a complete cutting of steel quickly, but with a base gas, such additives
If the cutting operation reinforced with 3% by weight of each is obtained using acetylene
Excellent cutting can be performed at a much higher speed.
Similarly, 1,2-ethanediol at 3% by weight of base gas and 2% by weight of base gas.
% Methylethylketone as an additive gives a similarly good and almost
So fast cutting can be done. 3% by weight of base gas ethylene glycol
By using nomethyl ether and n-propyl alcohol
Fruit can be obtained.
Used in combination with 2% or 3% of each of the two types of oxyhydrocarbons specified above
I have mentioned that each of the three types of oxyhydrocarbons specified above
Achieving good strengthening by using a combination of 2% by weight of base gas
You can also.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ
Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ
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ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ
Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ
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