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Die Erfindung betrifft einen Flammenprojektor und Brenndüsen, die in einem Flammenprojektor verwendbar sind.
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Flammenprojektoren werden verwendet, um Flammensäulen bei Veranstaltungen, wie auf Bühnen, im Innenraum und im Freien zu erzeugen. Eine andere Bezeichnung für Flammenprojektoren ist Flammeneffektgerät.
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Bei diesen Geräten werden kurze Feuerbälle oder auch länger stehende Flammensäulen erzeugt, die 1,0 bis 20,0 m hoch sein können.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik zu verbessern und insbesondere einen Flammenprojektor, der besonders kompakt in der Bauweise ist, zur Verfügung zu stellen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Brennstoffdüse, die an eine Brenngas oder flüssigen Brennstoff oder festen Brennstoff führende Leitung anschließbar ist und zumindest zwei Bohrungen aufweist, wobei vorzugsweise der Durchmesser jeder Bohrung verschieden zu der oder den anderen Bohrungen ist.
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Die Bohrungen sind vorzugsweise Einspritzbohrungen für die Brennstoffe.
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Die erfindungsgemäßen Flammenprojektoren mit der erfindungsgemäßen Brennstoffdüse werden mit Brenngas oder flüssigem Brennstoff oder festen Brennstoff betrieben. Als Brenngase werden vorzugsweise Propan, Butan, Methan und ihre Gemische, wie vorzugsweise Butan mit Propan verwendet. Das Brenngas kann sowohl aus der flüssigen Phase im flüssigen Aggregatzustand entnommen werden, wobei der Gasbehälter vorzugsweise auf dem Kopf steht oder ein entsprechendes Steigrohr aufweist, wobei vorzugsweise ein Aerosol entsteht, als auch im gasförmigen Aggregatzustand entnommen werden. Als flüssige Brennstoffe werden vorzugsweise Ethanol, Methanol, 1-Propanol, Isopropanol, Benzin, Diesel und Isoalkane mit C10, C11, C12, C13, C14, C15 und C16 Kohlenstoffketten verwendet, wobei Isoalkane der CAS Nr.: 64742-48-9 (Isopar M) bevorzugt und der Cas Nr.: 64742-47-8 (Isopar L) besonders bevorzugt sind.
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Es können auch feste Brennstoffe wie Lycopodiumpulver verwendet werden.
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Nicht gasförmige Brennstoffe werden durch die Bohrungen der Brennstoffdüse vorzugsweise mit Hilfe von Gasen, wie vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, unter Druck, wie einem Druck von vorzugsweise 2–100 bar, eingespritzt oder sie können auch vorzugsweise mittels einer Pumpe, wie vorzugsweise einer Dosierpumpe, wie vorzugsweise einer Hubkolbenpumpe, Schlauchpumpe, Membranpumpe, Zahnradpumpe oder anderen Verdrängerpumpen eingespritzt werden.
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Die Brennstoffe werden vorzugsweise über eine Elektrode mit zwei Spitzen gezündet, zwischen denen ein Lichtbogen mittels Hochspannung erzeugt wird. Die Zündung kann auch über eine Pilotflamme erfolgen, die ständig mit geringer Kraft brennt und mit gasförmigen Brennstoff oder vergastem flüssigen Brennstoff betrieben wird. Eine Zündung ist auch über einen hot surface ignitor (ein glühendes Keramikplättchen oder Keramikelement, welches mittels elektrischem Strom erhitzt wird oder mit einem stromdurchflossenen Glühdraht) möglich.
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Je nach Brennstoff kann vorzugsweise eine spezielle Brennstoffdüse gebraucht werden. Erfindungsgemäß wird jedoch eine Brennstoffdüse verwendet, wobei die Düse zumindest zwei Bohrungen aufweist und vorzugsweise der Durchmesser der einen Bohrung größer ist als der Durchmesser der anderen Bohrung, wobei die Bohrungen mit dem geringeren Durchmesser auch mehrfach vorhanden sein können, vorzugsweise 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Bohrungen, wobei die Bohrungen mit dem geringeren Durchmesser immer einen geringeren Durchmesser aufweisen wie die Bohrung mit dem größerem Durchmesser, aber ansonsten können die Bohrungen mit dem geringeren Durchmesser gleiche oder beliebig verschieden große Durchmesser aufweisen. Diese Bohrungen können auf einer Vorrichtung die Düse bilden oder auf zwei Vorrichtungen die Düse bilden, die nebeneinander liegen, wobei unter einer Vorrichtung etwas zu verstehen ist, das vorzugsweise ein Verbindungselement, wie vorzugsweise ein Gewinde zum Einschrauben vorzugsweise eines Elements, dass eine Bohrung zum Zerstäuben eines Brennstoffs aufweist und/oder zumindest eine Bohrung zum Zerstäuben eines Brennstoffs aufweist. Die beiden Bohrungen der Düse/Düsen können über eine gemeinsame Versorgungsleitung oder über getrennte Versorgungsleitungen mit Brennstoff versorgt werden. Also die Brennstoffdüse kann zweiteilig sein und bei einem Teil kann vorzugsweise der Durchmesser der einen Bohrung größer sein als der Durchmesser der anderen Bohrung bei dem anderen Teil.
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Der Durchmesser der erfindungsgemäßen Bohrungen bewegt sich bei der ersten Bohrung mit größerem Durchmesser bei vorzugsweise 0,3 mm bis 5 mm, also vorzugsweise 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm, 2 mm, 2,1 mm, 2,2 mm, 2,3 mm, 2,4 mm, 2,5 mm, 2,6 mm, 2,7 mm, 2,8 mm, 2,9 mm, 3 mm, 3,1 mm, 3,2 mm, 3,3 mm, 3,4 mm, 3,5 mm, 3,6 mm, 3,7 mm, 3,8 mm, 3,9 mm, 4 mm, 4,1 mm, 4,2 mm, 4,3 mm, 4,4 mm, 4,5 mm, 4,6 mm, 4,7 mm, 4,8 mm, 4,9 mm, 5 mm, bevorzugt 2 mm und bei der zweiten Bohrung mit geringerem Durchmesser bei vorzugsweise 0,1 mm bis 2,0 mm, also vorzugsweise 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm, 2,0 mm, bevorzugt 0,5 mm. Die Größe der Düsenbohrung hängt mit der erwünschten Flammenhöhe zusammen.
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Der Bohrungsabstand beträgt vorzugsweise 1 cm bis 4 cm, also vorzugsweise 1 cm, 1,1 cm, 1,2 cm, 1,3 cm, 1,4 cm, 1,5 cm, 1,6 cm, 1,7 cm, 1,8 cm, 1,9 cm, 2 cm, 2,1 cm, 2,2 cm, 2,3 cm, 2,4 cm, 2,5 cm, 2,6 cm, 2,7 cm, 2,8 cm, 2,9 cm, 3 cm, 3,1 cm, 3,2 cm, 3,3 cm, 3,4 cm 3,5 cm, 3,6 cm, 3,7 cm, 3,8 cm, 3,9 cm, 4 cm, 4,1 cm, 4,2 cm, 4,3 cm, 4,4 cm, 4,5 cm, 4,6 cm, 4,7 cm, 4,8 cm, 4,9 cm, 5 cm bevorzugt sind 2,5 cm, bei einer Größe des Flammenprojektors mit einer Flammenhöhe von 10 m. Bei größeren oder kleineren Flammenprojektoren sind die Düsenabstände entsprechend größer oder kleiner bezogen auf die Flammenhöhe des Flammenprojektors oder der Düsenabstand ist rein bauartbedingt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich vorzugsweise eine Bohrung auf einem höheren Niveau als die andere Bohrung.
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Dabei bewegt sich der Höhenunterschied zwischen vorzugsweise 1 bis 10 cm, also vorzugsweise 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 10 cm. Der Durchmesser der beiden auf unterschiedlichem Niveau liegenden Bohrungen kann gleich oder verschieden sein.
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Bevorzugt ist der Durchmesser, der auf unterem Niveau liegenden ersten Bohrung kleiner als der Durchmesser der auf höherem Niveau liegenden zweiten Bohrung.
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Bevorzugt wird die zweite Bohrung, die sich auf einem höheren Niveau befindet als die andere erste Bohrung derart realisiert, indem das höhere Niveau der zweiten Bohrung durch ein Hohlrohr mit einer definierten Länge von vorzugsweise 1 cm bis 10 cm, also vorzugsweise 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm, 10 cm, bevorzugt 3 cm erreicht wird, dessen oberes Ende die zweite Bohrung bildet.
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Bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Brennstoffdüse, dass die zweite Bohrung, die sich auf einem höheren Niveau befindet als die andere erste Bohrung, einen größeren Durchmesser aufweist als die tiefer liegende erste Bohrung mit dem geringeren Durchmesser.
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Um in mehrere Richtungen, wie vorzugsweise in 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, etc. Richtungen schießen zu können, kann die erfindungsgemäße Düse auch mehrfach vorhanden sein, vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Düse auch mehrfach, wie 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12-fach kreisförmig, vorzugsweise in einer Ebene angeordnet sein, wobei die kreisförmig angeordneten Düsen beweglich sein können, wie vorzugsweise alle zusammen, auf vorzugsweise einer Scheibe drehbar angeordnet oder jede der kreisförmig angeordneten Düsen auch noch für sich auf der kreisförmigen Anordnung beweglich oder auch nur für sich allein beweglich sein, ohne dass alle kreisförmig angeordneten Düsen zusammen bewegt werden. Unter beweglich ist zu verstehen, dass die Düse aus ihrer senkrechten Achse, um bis zu 180 Grad, also 5 Grad, 10° Grad, 20 Grad, 30 Grad, 40 Grad, 50 Grad, 60 Grad, 70 Grad, 80 Grad, 90 Grad, 100 Grad, 110 Grad, 120 Grad, 130 Grad, 140 Grad, 150 Grad, 160 Grad, 170 Grad, 180 Grad, vorzugsweise nach allen Seiten, vorzugsweise stufenlos schwenkbar ist und dabei vorzugsweise auch um 360 Grad drehbar sein kann.
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Die Düsen können auch in beliebiger Anordnung, wie vorzugsweise in einer Linie oder vieleckig angeordnet sein, wie vorzugsweise dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, neuneckig, zehneckige etc. oder auch im Zickzack, vorzugsweise in einer Ebene, angeordnet sein.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Flammenprojektor, der eine erfindungsgemäße Brennstoffdüse aufweist.
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Erfindungsgemäß weist der Flammenprojektor vorzugsweise eine Flammenüberwachung auf.
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Der erfindungsgemäße Flammenprojektor weist als Flammenüberwachung vorzugsweise eine Ionisationselektrode, einen optischen Sensor für sichtbares Licht oder UV-Licht, Wärmestrahlungssensor oder Temperaturfühler in der Flamme auf.
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Grundsätzlich ist ein Flammenprojektor vorzugsweise ein rechteckiger Formkörper. Vorzugsweise ist an der Oberseite eine rechteckige Vertiefung in Form eines oben offenen Kastens, wodurch sich eine Art Brennkammer bildet. Die Abmessungen der Brennkammer sind vorzugsweise 18 × 18 × 18 cm. Hierin befinden sich im Boden der Brennkammer die erfindungsgemäße Düse für die Brennstoffzufuhr. Oberhalb der Düse befindet sich in einem gewissen Abstand zur Düse eine Zündquelle. Oberhalb der Düse, zum Beispiel im ungefähr gleichen Abstand wie die Zündelektrode befindet sich vorzugsweise eine weitere Elektrode, um vorzugsweise mittels einer Ionisationsmessung feststellen zu können, ob die Flamme erfolgreich gezündet wurde und stabil brennt. In die Brennkammer führen vorzugsweise Leitungen für den Brennstoff in gasförmiger, flüssiger oder fester Form. Es muss aber nicht zwingend eine Brennkammer vorhanden sein, wobei das Vorhandensein einer Brennkammer aber vorteilhaft sein kann, wenn zum Beispiel im Freien ein gewisser Wind herrscht, welcher das sichere Entzünden der Flamme erschwert. Genauso ist denkbar, dass die Düse, die Zündelektrode und die Ionisationsmesselektrode zur Flammenüberwachung sich im freien Raum befinden oder in einer anderen geeigneten Einhausung beliebiger Geometrie befinden.
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Außerhalb der Brennkammer befinden sich vorzugsweise die Gasflasche oder eine oder mehrere Druckgasdosen oder der Tank für flüssige oder feste Brennstoffe.
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Überraschender Weise lässt sich durch die erfindungsgemäße Düse der Flammenprojektor kompakter ausführen, während vorher die Brennvorrichtung, also Brennstoffzufuhr und Zündung und Ionisationsmesselektrode etwa zum Beispiel 16 cm hoch waren, ist die Brennvorrichtung nun mit der erfindungsgemäßen Düse nur zum Beispiel 4,5 cm hoch. Dies bedeutet, dass sich der erfindungsgemäße Flammenprojektor auf der Höhe eines üblichen Flammenprojektors verkleinern läßt.
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Fig. 1
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In 1 ist die erfindungsgemäße Düse 9 in dem erfindungsgemäßen Flammenprojektor 10 dargestellt, wobei die Düse 9 eine gemeinsame Brennstoffzufuhr 4 mit zwei Bohrungen in einer zweiteiligen Form dargestellt ist, wobei 5 die Bohrung mit dem größeren Durchmesser ist und 6 die Bohrung mit dem kleineren Durchmesser. Diese Düse 9-1 befindet sich mit einer Ionisationselektrode 1 und der Zündelektrode 2 in der Brennkammer 3.
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Im unteren Teil der 1 ist eine Düse 9-2 in einer einteiligen Form dargestellt, wobei 7 die Bohrung mit dem größeren Durchmesser ist und 8 die Bohrung mit dem kleineren Durchmesser.
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Fig. 2
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2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Düse, wobei die Düse eine gemeinsame Brennstoffzufuhr 4 mit zwei Bohrungen in einer zweiteiligen Form dargestellt ist, wobei 11 die Bohrung mit dem größeren Durchmesser ist, der auf einem höheren Niveau liegt als die Bohrung 12 mit dem kleineren Durchmesser.
