DE10107940A1 - Außenmischender Gasbrenner sowie Vorrichtung zum Feuerpolieren mit einem solchen Gasbrenner - Google Patents

Abstract

Bei einem außenmischenden Gasbrenner mit einer Brennerplatte und mit mehreren an dieser Brennerplatte benachbart vorgesehenen ersten Austrittsöffnungen für ein Brenngas und zweiten Austrittsöffnungen für Sauerstoff oder Luft sind die ersten Austrittsöffnungen jeweils von einem Ende eines Brennrohres einer Vielzahl solcher Brennrohre gebildet, die mit ihrem anderen Ende mit einem Anschluß zum Zuführen des Brenngases in Verbindung stehen. Die zweiten Austrittsöffnungen umschließen jeweils ein Brennrohr im Bereich seines einen Endes zumindest teilweise.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen außenmischenden Gasbrenner gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zum Feuerpolieren mit einem solchen Gasbrenner gemäß Oberbegriff Patentanspruch 22.

Derartige großflächige Gasbrenner sind bekannt und werden beispielsweise als Schmelzbrenner oder als Brenner für die sogenannte "Feuerpolitur" in der Glasindustrie eingesetzt. Die bekannten Brenner besitzen an einer Brennerplatte dicht nebeneinander Austrittsöffnungen für das Brenngas und Austrittsöffnungen für Sauerstoff oder Luft. Das Mischen von Brenngas und Luft bzw. Sauerstoff erfolgt dann an der Außenseite der Brennerplatte. Durch ihre Ausbildung erzeugen diese Brenner z. B. ein relativ großflächiges Flammenbild, wie es insbesondere auch für Schmelzbrenner und Brenner für die Feuerpolitur erforderlich ist. Nachteilig ist aber u. a., daß die bekannten Brenner in konstruktiver Hinsicht relativ aufwendig sind und auch keinen befriedigenden Wirkungsgrad aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner aufzuzeigen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und bei verbessertem Wirkungsgrad eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Brenner entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Vorrichtung zum Feuerpolieren ist entsprechend dem Patentanspruch 22 ausgebildet.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners besteht u. a. darin, daß die von den einen Enden der Brennrohre gebildeten Gasaustrittsöffnungen jeweils von jeweils einer Austrittsöffnung für Luft oder Sauerstoff zumindest teilweise, bevorzugt aber vollständig umschlossen sind. Hierdurch ergeben sich ein besonders optimales Vermischen von Brenngas und Luft bzw. Sauerstoff und damit auch ein verbesserter Wirkungsgrad. Weiterhin wird durch den Luft- bzw. Sauerstoffstrom ein ständiges Kühlen u. a. der Brennrohre sowie der Brennerplatte erreicht, und zwar mit der Folge einer hohen Standzeit für den Brenner.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Schnittdarstellung einen Gasbrenner gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorderseite des Brenners der Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung das Detail "X" der Fig. 1;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung das Detail "Y" der Fig. 1;

Fig. 5 in vereinfachter Schnittdarstellung eine weitere mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasbrenners;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Gasbrenner der Fig. 5;

Fig. 7 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Glaspolierstation mit wenigstens zwei Gasbrennern gemäß der Erfindung.

Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete außenmischende, großflächige Gasbrenner, der insbesondere auch als Schmelzbrenner oder als Brenner für die Feuerpolitur in der Glasindustrie geeignet ist, besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1' mit einer kreiszylinderförmigen Umfangswand 2, einem die Rückseite des Brenners 1 bildenden kreisscheibenförmigen Boden 3 und einer die Vorderseite des Brenners bildenden kreisscheibenförmigen Brennerplatte 4. In dem von der Umfangswand 2, dem Boden 3 und der Brennerplatte 4 geschlossenen Innenraum des Gehäuses 1' sind in Richtung vom Boden 3 zur Brennerplatte 4 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet eine Verteilerplatte 5, eine Aufnahmeplatte 6 und eine Führungsplatte 7 vorgesehen.

Die Verteilerplatte 5 unterteilt einen im Inneren des Gehäuses zwischen dem Boden 3 und der Aufnahmeplatte e gebildeten Gasraum in zwei Teilräume 8 und 9. In den unmittelbar an dem Boden 3 anschließenden Teilraum 8 mündet zentral ein Anschluß 10 zum Zuführen des für den Betrieb des Brenners 1 benötigte Brenngases. In der Verteilerplatte 5 sind mehrere Öffnungen 11 vorgesehen, durch die die beiden Räume 8 und 9 in Verbindung stehen und durch die das über den Anschluß 10 zugeführte Gas sich im Teilraum 9 gleichmäßig verteilt.

In der Aufnahmeplatte 6 ist eine Vielzahl von Brennerrohren 12 gehalten, und zwar jeweils im Bereich des in der Fig. 1 unteren Ende und derart, daß jedes Brennerrohr 12 abgedichtet durch die Aufnahmeplatte 6 hindurchgeführt ist und mit seinem in der Fig. 1 unteren, dem Boden 3 näher liegenden offenen Ende in den nach außen abgedichteten Teilraum 9 hineinreicht. Die Brennerrohre 12 sind im Bereich ihres oberen Endes jeweils in einer dem Außenquerschnitt jedes Brennerrohres angepaßten Bohrung der Führungsplatte 7 geführt, und zwar derart, daß zwar eine axiale Relativbewegung zwischen den Brennerrohren 12 und der Führungsplatte 7 insbesondere auch zum Ausgleich thermischer Spannungen möglich ist, die Brennerrohre 12 aber radial an der Führungsplatte 7 abgestützt bzw. exakt geführt sind.

Die Brennerrohre 12 sind parallel zueinander und parallel zu der Zylinderachse des Gehäuses 2 angeordnet, die (Zylinderachse) senkrecht zur Ebene der Brennerplatte 4 liegt. Mit ihrem oberen, offenen Ende reichen die Brennerrohre jeweils in eine Bohrung 13, die in der Brennerplatte 4 vorgesehen und so ausgeführt ist, daß jede Bohrung 13 an der dem Boden 3 abgewandten Außenseite der Brennerplatte 4 eine das dortige Ende des zugehörigen Brennerrohres 12 konzentrisch umschließende Ringöffnung bildet. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, liegen die dem Boden 3 abgewandten und in dieser Figur oberen Enden der Brennerrohre 12 in einer gemeinsamen Ebene, die auch die Ebene der Außenseite der Brennerplatte 4 ist.

Jede Bohrung 13 erweitert sich leicht kegelstumpfförmig zur Innenseite der Brennerplatte 4 bzw. zu einem zwischen der Brennerplatte 4 und der Führungsplatte 7 gebildeten Teilraum 14. Dieser Teilraum 14 steht über mehrere Bohrungen 15, die in der Führungsplatte 7 zwischen den Brennerrohren 12 bzw. den Führungsbohrungen für diese Brennerrohre vorgesehen sind, mit einem Teilraum 16 in Verbindung, der zwischen der Führungsplatte 7 und der Aufnahmeplatte 6 gebildet und durch die Aufnahmeplatte 6 dicht gegenüber dem Teilraum 9 verschlossen ist. In den Teilraum 16 mündet ein Anschluß 17 zum Zuführen von Luft bzw. Sauerstoff. Die Luft bzw. der Sauerstoff gelangen dann aus dem Teilraum 16 durch die Verteilerbohrungen 15 in den Teilraum 14 und von dort an die von den Bohrungen 13 gebildeten, jeweils ein Brennrohr 12 umschließenden Ringöffnungen.

Um eine möglichst optimale Abstützung und damit auch Zentrierung der Brennrohre 12 in den Bohrungen 13 zu erreichen, ist die Führungsplatte 7 möglichst dicht an der Brennerplatte 4 vorgesehen, so daß der Teilraum 14 eine wesentlich kürzere axiale Länge als der Teilraum 16 aufweist.

Im Verwendungsfall wird das Brenngas über den Anschluß 10 und der Sauerstoff bzw. die Luft über den Anschluß 17 zugeführt. Erst an der Außenseite der Brennerplatte 4, d. h. an den dortigen offenen Enden der Brennerrohre 12 und den jedes Brennerrohr umgebenden Ringöffnungen erfolgt das Vermischen von Brenngas und Luft bzw. Sauerstoff, und zwar in sehr intensiver und optimaler Weise unmittelbar beim Verbrennen, so daß ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Dadurch, daß jedes Brennerrohr in den Teilräumen 16 und 14 sowie insbesondere auch im Bereich der Bohrungen 13 an der Brennerplatte 4 von dem Luft- oder Sauerstoffstrom vollständig umströmt ist, wird eine optimale Kühlung für die Brennerrohre 12 erreicht, so daß sich für den Brenner insgesamt eine hohe Stand- bzw. Betriebszeit ergib. Auch das Gehäuse 1' insgesamt wird durch den Luft- oder Sauerstoffstrom optimal gekühlt, so daß zusätzlich zu der hohen Standzeit auch eine niedrige Gehäusetemperatur erzielt wird.

Die vorbeschriebenen Teile des Brenners 1 bestehen aus einem geeigneten Material, vorzugsweise aus Stahl und damit beispielsweise aus V2-A-Edelstahl. Durch die beschriebene Anordnung der Brennrohre 12 liefert der Brenner 1 ein großflächiges rundes Flammbild. Durch entsprechende Anordnung der Brennrohre 12 sind auch andere Flammbilder möglich. So ist es beispielsweise auch möglich, den Brenner als Reihenbrenner auszubilden, bei dem die Brennrohre 12 dann in einer oder mehreren Reihen mit jeweils einer Vielzahl von Brennrohren angeordnet sind.

Die Fig. 4 zeigt nochmals sehr detailliert eine Bohrung 13 mit dem in dieser Bohrung endenden Brennrohr 12 und die das Brennrohr konzentrisch umschließende, von der Bohrung 13 gebildete Ringöffnung 13'.

Die Fig. 5 zeigt in einer Schnittdarstellung ähnlich der Fig. 1 als weitere mögliche Ausführungsform einen außenmischenden Brenner 1a, der sich von dem Brenner 1 zunächst dadurch unterscheidet, daß das Brennergehäuse 1a' quaderförmig mit einer rechteckförmigen Front- oder Brennerplatte 4a ausgebildet ist. Die Bohrungen 13 sind nur im Bereich eines Endes der Frontplatte 4 vorgesehen, und zwar in einer rechteckförmigen Anordnung. Die Zuführung des Brenngases erfolgt wiederum über den Anschluß 10 und die Zuführung des Sauerstoffs über den Anschluß 17. Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß das Gehäuse 1a doppelwandig ausgebildet ist, und zwar mit einem inneren Gehäusewandung 18 mit Boden 19 und einer äußeren Gehäusewandung 20 mit Boden 21. Die innere Gehäusewandung mit dem Boden 19 begrenzt die Räume 9, 14 und 16. Zwischen der inneren Gehäusewand 18 und dem zugehörigen Boden 19 und der äußeren Gehäusewand 20 mit dem Boden 21 ist ein Kühlraum 22 gebildet, der mit Kühlluft über den Anschluß 23 beaufschlagt wird. Hierdurch wird das Gehäuse des Brenners 1a und auch die Brennerplatte 4a auf einer niedrigen Betriebstemperatur gehalten, wodurch sich eine wesentliche Verbesserung der Lebensdauer bzw. Standzeit dieses Brenners ergibt. Der Brenner 1a unterscheidet sich von dem Brenner 1 auch noch dadurch, daß eine der Verteilerplatte 5 entsprechende Verteilerplatte beim Brenner 1a nicht vorgesehen ist. Die Verteilung des über den Anschluß 10 zugeführten Brenngases erfolgt dadurch, daß dieses Brenngas auf die Zwischenwand bzw. Aufnahmeplatte 6 außerhalb der Brennrohre 12 auftrifft und diese Aufnahmeplatte somit als Prallplatte für das eintretende Brenngas dient.

Die Fig. 7 zeigt in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Station zum Feuerpolieren von aus Gals gefertigten Gegenständen 24 an ihrer Oberfläche. Der jeweilige Gegenstand 24 der beispielsweise von einem Trinkglas gebildet ist, ist auf einem Drehteller 25 angeordnet, der um eine vertikale Achse durch eine nicht näher dargestellten Antrieb rotierend angetrieben ist. Um den Drehteller 25 sind zwei Brenner gemäß der Erfindung, beispielsweise zwei Brenner 1a verteilt vorgesehen, und zwar derart, daß diese Brenner mit den Achsen ihrer Brennrohre 12 in etwa radial zur Achse des Drehtellers 25 angeordnet sind und der mit dem Drehteller 25 in Richtung des Pfeiles A drehende Gegenstand 24 mit jedem Oberflächenbereich zunächst an dem in der Fig. 7 unteren Brenner 1a bzw. dessen Flammen 26 und daran anschließend an dem in der Fig. 7 oberen Brenner bzw. an dessen Flammen 27 vorbeibewegt wird. Die Flammen 26 dienen dabei beispielsweise zur Vorerhitzung und die Flammen 27 für die eigentliche Feuerpolitur.

Die beiden Brenner 1a sind beidseitig an einem keilförmigen Aufnahmekörper 28 befestigt, und zwar in Längsrichtung bzw. radial zur Drehachse des Drehtellers 25 einstellbar, wie dies mit den Doppelpfeilen B bzw. C angedeutet ist. Der Aufnahmekörper 28 besitzt einen rückwärtigen Arm 29, der mit seiner längserstreckung ebenfalls radial zur Drehachse des Drehtellers 25 angeordnet und axial einstellbar an einer Halterung 30 befestigt ist. An der dem Tragarm 28 abgewandten und den Brennerplatten der Brenner 1a benachbarten Seite ist am Aufnahmekörper ein Zündbrenner 31 für eine Zündflamme 32 vorgesehen, so daß durch Zu- und Abschalten der Gas- und Sauerstoffzufuhr an die Brenner 1a diese ein- und ausgeschaltet werden können. Der Zündbrenner 31 wird beispielsweise mit Brenngas und Umgebungsluft betrieben. Die Flammenlänge dieses Brenners 31 kann mittels eines nicht dargestellten Ventils, z. B. mittels eines in den Aufnahmekörper 28 eingebauten Nadelventils gesteuert werden. Da die beiden Brenner 1a individuell an dem Aufnahmekörper 28 einstellbar sind, kann insbesondere auch in Abhängigkeit von der Art der zu behandelnden Gegenstände 24 die jeweilige Vorwärmwirkung und/oder Polierwirkung individuell eingestellt werden.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1

,

1

a Brenner

1

',

1

a' Brennergehäuse

2

Umfangswand

3

Boden

4

,

4

a Brennerplatte

5

Verteilerplatte

6

Aufnahmeplatte

7

Führungsplatte

8

,

9

Teilraum

10

Gasanschluß

11

Verteilerbohrung

12

Brennrohr

13

Bohrung

13

' Ringöffnung

14

Teilraum

15

Verteilerbohrung

16

Teilraum

17

Luft- oder Sauerstoffanschluß

18

Umfangswandung

19

Bodenwandung

20

Umfangswandung

21

Bodenwandung

22

Kühlkanal

23

Kühlmediumanschluß

24

Gegenstand

25

Drehteller

26

,

27

Flamme

28

Aufnahme- oder Trägerkörper

29

Tragarm

30

Halterung

31

Zündbrenner

32

Zündflamme
X Einzelheit
A Drehrichtung
B, C Verstellrichtung

Claims (24)

1. Außenmischender Gasbrenner mit einer Brennerplatte (4) und mehreren an dieser Brennerplatte benachbart vorgesehenen ersten Austrittsöffnungen (12) für ein Brenngas und zweiten Austrittsöffnungen (13) für Sauerstoff oder Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Austrittsöffnungen jeweils von einem Ende eines Brennrohres (12) einer Vielzahl solcher Brennrohre (12) gebildet sind, die mit ihrem anderen Ende mit einem Anschluß (10) zum Zuführen des Brenngases in Verbindung stehen, und daß zumindest ein Teil der zweiten Austrittsöffnungen jeweils wenigstens ein Brennrohr (12) im Bereich seines einen Endes zumindest teilweise umschließt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Austrittsöffnung jeweils wenigstens ein Brennrohr (12) im Bereich seines einen Endes zumindest teilweise umschließt.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Austrittsöffnung jeweils nur ein Brennrohr (12) im Bereich seines einen Endes zumindest teilweise umschließt.

4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Austrittsöffnungen das zugehörige Brennrohr (12) jeweils ringförmig umschließen.

5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennerplatte (4) Bohrungen oder Öffnungen (13) vorgesehen sind, in die jeweils ein Brennrohr (12) mit seinem einen Ende hineinreicht und deren Durchmesser etwas größer als derjenige Außendurchmesser ist, den das Brennrohr (12) im Bereich der Brennerplattenöffnung (13) aufweist.

6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerplatte (4) eben oder plan ausgebildet ist.

7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohre (12) parallel und voneinander beabstandet vorgesehen sind.

8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohre im Inneren eines Brennergehäuses (2) gehalten sind.

9. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohre (12) im Inneren des Brennergehäuses (2) in der Nähe der Brennerplatte (4), beispielsweise durch eine Führungsplatte (7) geführt sind.

10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohre (12) im Inneren des Brennergehäuses (1') durch eine Wandung, vorzugsweise durch eine von einer Aufnahmeplatte (6) gebildete Wandung dicht hindurchgeführt sind und in einen Gasraum (9) zum Zuführen des Brenngases münden.

11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Brennergehäuses (1') zwischen der Trennwandung (6) und der Brennerplatte (4) wenigstens ein Luft- oder Sauerstoffraum (14, 16) zum Zuführen und Verteilen der Luft bzw. des Sauerstoffs vorgesehen ist, und daß dieser Luft- oder Sauerstoffraum mit den Brennerplattenbohrungen oder zweiten Austrittsöffnungen (13) in Verbindung steht.

12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum durch eine Verteilerplatte oder -wandung (5) mit Verteileröffnungen (11) in zwei Teilräume (8, 9) unterteilt ist.

13. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft- oder Sauerstoffraum durch eine Trennwand, vorzugsweise durch die Führungsplatte (7) für die Brennrohre (12) in zwei Teilräume (14, 16) unterteilt ist, die über Verteilerbohrungen (15) miteinander in Verbindung stehen.

14. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Brennerplattenbohrungen (13) jeweils zu dem Luft- oder Sauerstoffraum hin konisch erweitern.

1 S. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch seine Ausbildung für ein großflächiges Flammbild, beispielsweise rundes, quadratisches oder rechteckförmiges Flammbild.

16. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Reihenbrenner.

17. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohre durch Kaltverschweißen in einer Aufnahmeplatte (7) gehalten sind.

18. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er und/oder seine Brennerplatte (4a) gekühlt sind.

19. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (1a) zumindest in einem Teilbereich seiner Wandung doppelwandung (18, 19, 20, 21) zur Bildung eines von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanals (22) ausgebildet ist.

20. Brenner nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium ein Gas, beispielsweise Luft ist.

21. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Bestandteil einer Station zum Feuerpolieren von aus Glas hergestellten Gegenständen (24) ist.

22. Vorrichtung zum Feuerpolieren von aus Glas hergestellten Gegenständen (24), dadurch gekennzeichnet, daß an einem Transporteur (25) wenigstens zwei Gasbrenner (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet sind, und daß diesen Gasbrennern (1, 1a) jeweils ein Zündbrenner (31) zugeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteur von einem Drehteller (25) gebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (1, 1a) vorzugsweise individuell in Bezug auf den Transporteur (25) einstellbar sind.