DE1166115B

DE1166115B - Schneidbrenner fuer Glas, Nichteisenmetalle und rostfreien Stahl

Info

Publication number: DE1166115B
Application number: DEK22509A
Authority: DE
Inventors: Byron Hillen Acomb
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1954-06-10
Filing date: 1954-06-10
Publication date: 1964-03-26

Description

Schneidbrenner für Glas, Nichteisenmetalle und rostfreien Stahl Die Erfindung betrifft einen Schneidbrenner für Glas, Nichteisenmetalle und rostfreien Stahl, bei dem das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch mit überschallgeschwindigkeit aus einer Düse austritt und eine Verbrennungskammer sowie die Düse gekühlt werden. Bei einem solchen Schneidbrenner erfolgt der Schnitt hauptsächlich durch die vom Gasstrom hervorgerufene Erosion an der Auftreffstelle.
Bei Autogenbrennern ist es bereits bekannt, den Brennerkopf zu kühlen. Wegen der besonders hohen Temperaturen, wie sie bei mit überschallgeschwindigkeit betriebenen Brennern der hier in Rede stehenden Art auftreten, ergeben sich Schwierigkeiten vor allem bei der Kühlung des Brennerkopfes. Bislang läßt die Kühlung derartiger überschallbrenner zu wünschen übrig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß bei einem Brenner der ein-(Fangs angegebenen Gattung eine ausreichende Kühlung bei möglichst einfacher Bauweise unter Gewährleistung einer stets einwandfreien Dichtheit vorhanden ist.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Vereinigung nachstehender, an sich nicht erfinderischer Merkmale: a) Das die Verbrennungskammer und die Düse enthaltene Gehäuse weist an seiner Oberfläche Kühlkanäle auf, b) die Kühlkanäle münden im Bereich der Düse in eine Kühlkammer, c) die Kühlkanäle verlaufen schraubenlinienförmig derart zweigängig, daß in dem einen Kühlkanal das Kühlmittel zur und im anderen Kühlkanal von der Kühlkammer abgeführt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Kühlkanäle durch mit einer Hülse abgedeckte Ausnehmungen in dem Brennergehäuse gebildet sein, wobei die Hülse auch die Kühlkammer nach außen begrenzen kann. An ihrem rückwärtigen Ende kann die Verbrennungskammer dabei durch einen Einsatzkörper verschlossen sein, in dem die Zufuhrkanäle für das Brenngas und den Sauerstoff angeordnet sind.
Durch eine derartige Ausbildung wird ein Brenner geschaffen, der ungeachtet der zum Schneiden der in Frage kommenden Werkstoffe erforderlichen hohen Temperaturen stets eine das einwandfreie Arbeiten gewährleistende Eigentemperatur behält, dabei eine äußerst einfache Bauart aufweist, die sowohl die Herstellung des Brenners als auch dessen etwaige Reparatur ohne aufwendige und komplizierte Maßnahmen gestattet. Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt A b b. 1 einen senkrechten Längsmittelschnitt durch den Brenner und A b b. 2 einen Schnitt nach Linie A-B von Abb.l.
Dem Brennergehäuse 15 wird das Brenngas, wie beispielsweise Erdgas, Wasserstoff, Acetylen, Propan od. dgl., durch den Zufuhrkanal 10 zugeführt. Es gelangt unter Druck in die Verbrennungskammer 12, in die - im wesentlichen unter dem gleichen Druck - durch den Zufuhrkanal 11 der Sauerstoff zur Verbrennung einströmt. Die beiden Gase mischen sich in der Verbrennungskammer 12 und werden dort unter Erzeugung der angestrebten hohen Temperatur verbrannt, die bei durchgeführten Versuchen auf ungefähr 2800° C geschätzt wurde. Der Verbrennungsvorgang erfolgt dabei vermutlich intermittierend, da sich beim Betrieb des Brenners ein sehr gut hörbarer Ton ergibt, der auf einen pulsierenden inneren Druck hindeutet.
Die heißen Gase verlassen die Kammer 12 durch einen Kanal 13, an den sich die konisch erweiterte Austrittsdüse 14 anschließt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Gase den Brenner mit weit über der Schallgeschwindigkeit liegender Geschwindigkeit verlassen. Bei den Versuchen lag die Geschwindigkeit bei etwa 1500 m/sec.
Das Gehäuse 15 des Brenners besteht aus Kupfer oder einem anderen Werkstoff, der eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Um das Gehäuse auf einer Temperatur zu halten, die unter der Schmelztemperatur des Gehäusewerkstoffes liegt, wird durch die Leitung 16 Kühlwasser zugeführt, das den schraubenlinienförmig umlaufenden Kühlkanal 18 mit großer Geschwindigkeit in Richtung zu der die Düse 14 umgebenden Kühlkammer 17 durchströmt. Der Kühlwasserrückfluß zur Austrittsleitung 20 erfolgt durch den Kühlkanal 19, wobei die Kühlkanäle 18 und 19 in Gestalt einer zweigängigen Schraube angeordnet sind. Dadurch wird eine gleichmäßige Kühlung über die ganze Länge des Brenners ermöglicht, die das Entstehen von unterschiedlichen heißen und kalten Stellen ausschließt. Die durch .den Brenner hindurchzuführende Wassermenge wird dabei so bemessen, daß die Bildung von Dampf vermieden wird. An die Leitung 21 kann im Bedarfsfall ein Manometer angeschlossen werden.
Eine Hülse 22, z. B. aus Messing, umschließt die Kühlkanäle 18 und 19 mit einem derart engen Sitz, daß die Kühlkanäle 18, 19 gegeneinander abgedichtet sind. Damit die Hülse 22 fest sitzt, ist sie am Vorderende 23 mit dem Gehäuse 15 verschweißt.
Der hintere Abschluß der Verbrennungskammer 12 wird durch einen metallischen Einsatzkörper 25 gebildet, der auch die Zufuhrkanäle 10 und 11 für das Brenngas und den Sauerstoff' sowie den Manometeranschluß 21 enthält. Die einzelnen Teile sind ebenfalls durch Schweißnähte 24, 26 und 27 miteinander verbunden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schneidbrenner für Glas, Nichteisenmetalle und rostfreien Stahl, bei dem das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch mit überschallgeschwindigkeit aus einer Düse austritt und eine Verbrennungskammer sowie die Düse gekühlt werden, gekennzeichnet durch die Vereinigung zum Teil bekannter Merkmale: a) Das die Verbrennungskammer (12) und die Düse (14) enthaltende Gehäuse (15) weist an seiner Oberfläche' Kühlkanäle (18, 19) auf, b) die Kühlkanäle (18, 19) münden im Bereich der Düse (14) in eine Kühlkammer (17), c) die Kühlkanäle (18, 19) verlaufen schraubenlinienförmig derart zweigängig, daß in dem einen Kühlkanal (18) das Kühlmittel zur und in dem anderen Kühlkanal (19) von der Kühlkammer (1.7) geführt wird.
2. Schneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (18, 19) durch mit einer Hülse (22) abgedeckte Ausnehmungen in dem Gehäuse (15) gebildet werden.
3. Schneidbrenner nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) auch die Kühlkammer (17) nach außen begrenzt.
4. Schneidbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (12) durch einen Einsatzkörper (25) verschlossen ist, in dem Zufuhrkanäle (10, 11) für das Brenngas und den Sauerstoff' angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 342 874; britische Patentschriften Nr. 163 662, 636 765; USA: Patentschriften Nr. 2 362 213, 2 433 610.