<Desc/Clms Page number 1>
Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben
Die Erfindung betrifft einen Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben.
Der Brenner nach der Erfindung ist so gestaltet, dass er nach Art eines Lötrohres verwendet werden kann, d. h., dass er als röhrenförmiges Organ in der Hand gehalten werden kann, das an seiner Mündung eine sehr heisse Flamme erzeugt. Er kann aber auch als ortsfester Brenner für Öfen, Herde und Heizgeräte aller Art Verwendung finden, dank der mit ihm erzielbaren hohen Temperaturen, die unvergleichlich höher sind als diejenigen, die bis jetzt bei den üblichen niederen Drücken mit den in Frage kommenden Gasen erreicht wurden.
Gemäss der Erfindung kann man mit Leuchtgas von einem niedrigen Druck von 40g/cm2 eine Flamme erzielen, deren Temperatur 1800 und mehr beträgt und die daher zur Schmelzung einer grossen Zahl von Metallen und zu deren autogener Schweissung geeignet ist, so dass die Vorrichtung bei diesen Metallen vorteilhaft an Stelle des Sauerstoffbrenners, des mit Druckluft betriebenen Brenners und gegebenenfalls auch der Lötlampe verwendet werden kann.
Der Brenner nach der Erfindung, bei welchem das aus einer Düse austretende Gas mehrere in
Reihe angeordnete Mischorgane durchquert, welche durch Lufteintutisöfmungen voneinander getrennt sind, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdüse in die konver- gierende Eintrittsöffnung eines sehr langen kon- vergent-divergenten Mischorganes hineinragt, welches in Abstand von einer vollwandigen Hülle konzentrisch umgeben ist, die nur an ihrer Basis mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist.
Der divergierende Teil des langen konvergent- divergenten Mischorganes ist gemäss der Er- findung mit mehreren radialen Schlitzen versehen, welche den vorderen Teil des Ringraumes zwischen der Hülle und dem Mischorgan mit dem
Inneren des Endteiles des Mischorganes ver- binden.
Die Fig. 1 und 1 a zeigen eine Ausführung- form des Ernndungsgegenstndes, teilweise ab- gebrochen, im T. ängsschnitt. Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrössertem Massstab einen Längs- schnitt und eine Seitenansicht eines Details des Ansaug-, Misch-und Zerstäuberorganes. Fig. 4 zeigt ein Flammenregel-und Formorgan für sich allein. Fig. 5 ist ein Teilausschnitt einer Ausführungsvariante der Fig. 1 und Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer anderen Variante.
Wie aus den Fig. 1 und 1 a der Zeichnung ersichtlich, besitzt das Gerät einen Handgriff 1' mit einer Tülle 2 zum Anschluss an die Brenngasquelle und gegebenenfalls einen Hahn 3 zur Regelung des Gasdurchtrittes durch die zentrale Leitung 4 im Handgriff 1. Am inneren Ende der Leitung 4 ist eine Gasdüse oder ein Injektor 5 mit dem kalibrierten Mundstück 6 befestigt.
Das Mundstück 6 setzt sich in ein mit zahlreichen radialen Schlitzen 8 versehenes Röhrchen 7 fort, welches das erste Zerstäubungsorgan bildet.
Das Zerstäubungsorgan 5-7 befindet sich in der Längsachse eines zylindrischen Körpers 9 von grösserem Querschnitt, der mit seitlichen
Lufteintrittsöffnungen 10 versehen ist, die durch einen Drehschieber 11 mit Schlitzen steuerbar sind, der sohin einen Verschluss zur Regelung der zur Zerstäubung des Gases und zur Kühlung des Gerätes erforderlichen Luft darstellt. Der
Zylinderkörper 9 besitzt an seinem rückwärtigen
Boden eine zentrale Schraubbüchse, in welche einerseits die Düse 5, anderseits die Handhabe 1 gasdicht eingesetzt ist. Der vordere Teil des
Zylinderkörpers 9 dient zur Befestigung eines
Rohrstückes 12 mittels Gewinde oder auf andere
Weise, das eine Hülle für die Zerstäuber bildet.
Im Inneren dieser Hülle ist der rohrförmige
Körper eines zweiten Zerstäubers 13 konzentrisch angebracht, in dessen rückwärtige Öffnung das
Injektor-Zerstäubersystem 5-7 axial mündet, wobei das Rohr 13 rund um den Zerstäuber 7 mit der inneren Luftkammer des Zylinder- körpers 9 in freier Verbindung steht.
Das Rohr 13 ist beispielsweise mittels des
Flansches 14, der mit Löchern 15 versehen ist, zwischen einer Schulter des Zylinderkörpers 9 und dem Ende der Hülle 12 festgelegt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das Rohr- stück 13 eine gegen die Längsachse konvergierende innere Kegelfläche 13 a und eine an diese an- schliessende divergierende Konusfläche 13b auf.
Letztere geht in die Innenwand der Hülle 12 über und besitzt in ihrer Wand eine Mehrzahl
<Desc/Clms Page number 2>
radialer, zur Längsachse des Rohres 13 paralleler Schlitze 16. Die durch die Öffnungen 10 ange- saugte Luft gelangt durch die Löcher 15 und durch den engen Ringraum zwischen den Rohren 12 und 13 in den Zerstäuberkonus 13 b, wo sie den Gasstrom zerteilt und sich innig mit ihm vermischt.
Es ist vorteilhaft, wenn die Schlitze 16 von dem Querschnitt der grössten Kontraktion bzw. von der Schnittlinie der Konusflächen 13 a und 13 b beginnen.
Anschliessend an den Zerstäuber 13-13 b kann im Inneren des Rohres 12 ein feststehendes Mischorgan 17 angeordnet sein, das den Gasstrom durch Kontraktion beschleunigt. Nach diesem ist weiters ein Flammenregel-oder Formorgan 18 vorgesehen, das aus einem zentralen Rohrstück 19 und einem an ersterem angeordneten Kranz kleiner Aussenkanäle 20 besteht und entweder eine längliche Flamme, wie aus Fig. 1 ersichtlich, oder für sich allein eine Stichflamme gemäss Fig. 4 ergibt.
Statt durch Verwendung des Mischorganes 17, kann man dasselbe Ergebnis auch durch eine Krümmung des Rohres 12 zwischen dem
Konus 13 b und dem Regler 18 erzielen (Fig. 5).
Die erste Zerstäubung, die im Organ 7 stattfindet, verwandelt das Gas in einen explosiven Brennstoff.
Die Strömungsgeschwindigkeit des explosiven
Brennstoffes in der Leitung 13 ist abhängig von :
Dem Querschnitt der Bohrung des Mundstückes 6, der Zahl und dem Querschnitt der
Luftschlitze 8 des Röhrchens 7 vor dieser Bohrung, dem Gasdruck, der Form und dem
Querschnitt des Röhrchens 7, die mit Rück- sicht auf die Dichte des verwendeten Gases be- messen werden.
Der durch die erste Zerstäubung gebildete explosive Brennstoff, der mit grosser Geschwindigkeit durch die Leitung 13 a des zweiten Zerstäubers strömt, reisst eine gewisse Menge Sekundärluft aus der Einströmkammer des Zylinderkörpers mit.
Eine zweite Zerstäubung erfolgt in dem konvergierenden Konus 13 a und eine dritte im Konus 13 b, wo mehrere durch die Schlitze 16 angesaugte Luftfäden hinzutreten. Die Zahl, Form und Bemessung der Schlitze 16 richtet sich nach der Dichte des zu zerstäubenden Brennstoffes.
Alle Zerstäubungen steigern die Strömgeschwindigkeit des Brennstoffes wesentlich, so dass durch Vermehrung der Zahl der Zerstäubungen die Reichweite und Temperatur der Endflamme gesteigert werden kann.
Im Organ 17 erfolgt eine Verwirbelung, durch welche der kalorische Wert des Brenngemisches noch gesteigert wird.
Die Bohrungen und Leitungen des Flammen- reglers 18, 19, 20 werden in Abhängigkeit von der Intensität) der Form und der Länge der gewünschten Flamme bemessen.
Wenn dieses Organ ohne Kappe benützt wird (Fig. 4), ist die Flamme sehr lang, steif und gerade und die Temperatur über ihre ganze Länge konstant. Das durch die Zentralleitung 19 dieses Organes hindurchströmende explosive Brenngemisch dringt weit über die Austrittsmündung vor, wodurch die Flamme die in Fig. 4 dargestellte Form erhält.
Es wurde festgestellt, dass die Temperatur des Organes 18, 19, 20 auch nach mehreren Betriebsstunden und bei einer Flammentemperatur von mehr als 1800 C niemals 80 C überschreitet, so dass man dieses Organ aus handelsüblichen Metallen, wie z. B. Messing, herstellen kann.
Wenn eine Kappe 21 gemäss Fig. 1 und 5 angebracht wird, so richtet sich der Durchmesser der geraden oder konischen Austrittsmündung nach der Intensität, Form und Länge der zu erzeugenden Flamme.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 mündet die Zerstäuberdüse 5-7 in der Achse eines konvergierenden Konus 22, der einen Kranz von Bohrungen 23 trägt, durch welche die zwischen dem Rohr 22 und der Hülle 24 eintretende Aussenluft hindurchströmt.
Auf den Konus 22 folgt ein divergierender Diffusor 25 und ein Kranz von Luftzuführungbohrungen26, der zwischen diesen beiden Organen angeordnet ist. Auf den Diffusor 25 folgt ein kon- vergierend-divergierender Konus 27, wobei zwischen den Organen 27 und 25 eine weitere
Zuführung 28 von äusserer Zerstäubungsluft vorgesehen ist.
Das Gerät endet in einer Kappe 29. In diesem
Gerät werden vier aufeinanderfolgende Zer- stäubungen durchgeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben, bei welchem das aus einer Düse austretende Gas mehrere in Reihe angeordnete Mischorgane durchquert, welche durch Lufteintrittsöffnungen voneinander getrennt sind,
EMI2.1
eines sehr langen konvergent-divergenten Mischorganes (13) hineinragt, welches im. Abstand von einer vollwandigen Hülle (12) konzentrisch umgeben ist, die nur an ihrer Basis mit Luftdurchtrittsöffnungen (10) versehen ist.
<Desc / Clms Page number 1>
Burners for illuminating gas or other flammable gases that produce an explosive mixture with air
The invention relates to a burner for luminous gas or other combustible gases which produce an explosive mixture with air.
The burner according to the invention is designed so that it can be used in the manner of a soldering tube, i.e. This means that it can be held in the hand as a tubular organ that generates a very hot flame at its mouth. But it can also be used as a stationary burner for ovens, stoves and heating devices of all kinds, thanks to the high temperatures that can be achieved with it, which are incomparably higher than those that have been reached up to now at the usual low pressures with the gases in question.
According to the invention, a flame with a low pressure of 40g / cm2 can be achieved with luminous gas, the temperature of which is 1,800 and more and which is therefore suitable for melting a large number of metals and for their autogenous welding, so that the device works with these metals can advantageously be used in place of the oxygen burner, the burner operated with compressed air and optionally also the blowtorch.
The burner according to the invention, in which the gas emerging from a nozzle several in
Series arranged mixing elements, which are separated from each other by Lufteintutisöfmungen, is essentially characterized in that the gas nozzle protrudes into the converging inlet opening of a very long convergent-divergent mixing element, which is concentrically surrounded at a distance by a full-walled shell, is only provided with air passage openings at its base.
According to the invention, the diverging part of the long, convergent-divergent mixing element is provided with several radial slots, which connect the front part of the annular space between the casing and the mixing element with the
Connect the inside of the end part of the mixing element.
1 and 1a show an embodiment of the subject of the invention, partly broken off, in a longitudinal section. FIGS. 2 and 3 show, on an enlarged scale, a longitudinal section and a side view of a detail of the suction, mixing and atomizing element. 4 shows a flame regulating and shaping element by itself. FIG. 5 is a partial section of an embodiment variant of FIG. 1 and FIG. 6 is a longitudinal section of another variant.
As can be seen from FIGS. 1 and 1a of the drawing, the device has a handle 1 'with a grommet 2 for connection to the fuel gas source and optionally a tap 3 for regulating the passage of gas through the central line 4 in the handle 1. At the inner end a gas nozzle or an injector 5 with the calibrated mouthpiece 6 is attached to the line 4.
The mouthpiece 6 continues in a tube 7 provided with numerous radial slots 8, which forms the first atomizing element.
The atomizing member 5-7 is located in the longitudinal axis of a cylindrical body 9 of larger cross-section, with the lateral
Air inlet openings 10 is provided, which can be controlled by a rotary slide valve 11 with slots, which thus represents a closure for regulating the air required for atomizing the gas and for cooling the device. Of the
Cylinder body 9 has on its rear
Bottom a central screw socket into which the nozzle 5 on the one hand and the handle 1 on the other hand is inserted gas-tight. The front part of the
Cylinder body 9 is used to attach a
Pipe section 12 by means of a thread or on others
Way that forms a shell for the atomizers.
Inside this shell is the tubular one
Body of a second atomizer 13 attached concentrically, in the rear opening the
Injector-atomizer system 5-7 opens axially, the tube 13 around the atomizer 7 being in free connection with the inner air chamber of the cylinder body 9.
The tube 13 is for example by means of
Flange 14, which is provided with holes 15, is fixed between a shoulder of the cylinder body 9 and the end of the sleeve 12.
As can be seen from FIG. 2, the pipe piece 13 has an inner conical surface 13a converging towards the longitudinal axis and a diverging conical surface 13b adjoining this.
The latter merges into the inner wall of the shell 12 and has a plurality in its wall
<Desc / Clms Page number 2>
radial slots 16 parallel to the longitudinal axis of the tube 13. The air sucked in through the openings 10 passes through the holes 15 and through the narrow annular space between the tubes 12 and 13 into the atomizer cone 13b, where it divides the gas flow and becomes intimate mixed with him.
It is advantageous if the slots 16 start from the cross section of the greatest contraction or from the intersection of the conical surfaces 13 a and 13 b.
Adjacent to the atomizer 13-13 b, a stationary mixing element 17 can be arranged in the interior of the tube 12, which mixer accelerates the gas flow by contraction. After this, a flame regulating or shaping element 18 is also provided, which consists of a central piece of pipe 19 and a ring of small outer channels 20 arranged on the former and either an elongated flame, as can be seen in FIG. 1, or a jet flame in and of itself according to FIG. 4 results.
Instead of using the mixing element 17, the same result can also be achieved by bending the tube 12 between the
Achieve cone 13 b and the regulator 18 (Fig. 5).
The first atomization, which takes place in the organ 7, transforms the gas into an explosive fuel.
The flow rate of the explosive
Fuel in line 13 depends on:
The cross section of the bore of the mouthpiece 6, the number and the cross section of the
Air slots 8 of the tube 7 in front of this hole, the gas pressure, the shape and the
Cross section of the tube 7, which are measured with regard to the density of the gas used.
The explosive fuel formed by the first atomization, which flows at high speed through the line 13a of the second atomizer, entrains a certain amount of secondary air from the inflow chamber of the cylinder body.
A second atomization takes place in the converging cone 13 a and a third in the cone 13 b, where several air threads sucked in through the slots 16 are added. The number, shape and dimensions of the slots 16 depend on the density of the fuel to be atomized.
All atomizations increase the flow speed of the fuel significantly, so that the range and temperature of the end flame can be increased by increasing the number of atomizations.
A turbulence takes place in the organ 17, through which the caloric value of the fuel mixture is increased.
The bores and lines of the flame regulator 18, 19, 20 are dimensioned as a function of the intensity, the shape and the length of the desired flame.
If this organ is used without a cap (Fig. 4), the flame is very long, stiff and straight and the temperature is constant over its entire length. The explosive combustion mixture flowing through the central line 19 of this organ penetrates far beyond the outlet opening, whereby the flame is given the shape shown in FIG.
It was found that the temperature of the organ 18, 19, 20, even after several hours of operation and with a flame temperature of more than 1800 C, never exceeds 80 C, so that this organ made of commercially available metals, such as. B. brass can produce.
When a cap 21 according to FIGS. 1 and 5 is attached, the diameter of the straight or conical outlet opening depends on the intensity, shape and length of the flame to be generated.
In the embodiment according to FIG. 6, the atomizer nozzle 5-7 opens in the axis of a converging cone 22 which carries a ring of bores 23 through which the outside air entering between the tube 22 and the casing 24 flows.
The cone 22 is followed by a diverging diffuser 25 and a ring of air supply bores 26 which are arranged between these two organs. The diffuser 25 is followed by a converging-diverging cone 27, with another between the organs 27 and 25
Supply 28 of external atomizing air is provided.
The device ends in a cap 29. In this
Device, four successive atomizations are carried out.
PATENT CLAIMS:
1.Burners for luminous gas or other flammable gases which, with air, produce an explosive mixture in which the gas emerging from a nozzle passes through several mixing elements arranged in series, which are separated from one another by air inlet openings,
EMI2.1
a very long convergent-divergent mixing element (13) protrudes, which in. Distance from a full-walled shell (12) is surrounded concentrically, which is only provided at its base with air passage openings (10).