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Gasbrenner Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit einem
Einlaßkanal für ein Brenngemisch und mehreren Austrittsöffnungen (Brenneröffnungen)
zum Oberflächenhärten oder Flämmen von Werkstücken.
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Zum Oberflächenhärten oder Flämmen sind Gas-Sauerstoffbrenner als
Loch- oder Schlitzbrenner in verschiedenen Ausführungen bekannt geworden. Da die
Austrittsgeschwindigkeit des Brenngemisches bei den llochbrennern verhältnismäßig
hoch ist, tritt oftmals ein schnelles Ausbrennen der Brenner-Austrittsöffnungen
und dabei eine Rückzündgefahr auf; diese Brenner haben eine geringe Lebensdauer,
da sie auf Grund ihrer Kcgstruktion nach dem Ausbrennen der Austrittsöffnungen unbrauchbar
geworden sind. Weiterhin strömt das Brenngemisch aus der Vielzahl der Austrittsöffnungen
teilweise mit unterschiedlichen Drücken aus, was sich nachteilig auf die Arbeitsweise
auswirkt.
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Die bekannten Schlitzbrenner unterliegen durch die Wärme einer gewissen
Ausdehnung, wodurch eine Veränderung der Schlitzgrößen entsteht und eine einwandfreie
Arbeitsweise nicht mehr gewährleistet ist. Mit den bekannten Gasbrennern kann weiterhin
nicht mit dem wirtschaftlicheren Erdgas gearbeitet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfach aufgebauten,
gleichmäßig und wirtschaftlich arbeitenden sowie eine lange Lebensdauer zeigenden
Gasbrenners.
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Gemäß der Erfindung ist ein Gasbrenner nach der eingangs erwähnten
Art dadurch gekennzeichnet, daß mehreren in Reihe angeordneten Austrittsöffnungen
ein mit dem Einlaßkanal verbundener Druckausgleichsraum mit darin angeordnetem,
ein Erdgas-Sauerstoffgemisch als Brenngemisch allen mit dem Druckausgleichsraum
verbundenen Austrittsöffnungen gleichmäßig (unters gleich großem Druck) zuführender
Verteilerkörper vorgeschaltet ist.
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Der Gasbrenner ist mit einer oder mehreren Reihen von Austrittsöffnungen
ausgestattet, wobei jeder Reihe ein Kanal als Druckausgleichsraum zugeordnet und
in jedem Druckausgleichskanal eine den Verteilerkorper bildende Stange oder dergl.
mit allseitigem Abstand zu der Kanalwandung gelagert ist. Der oder die Druckausgleichskanäle
sind jeweils mittels eines oder mehrerer Abzweigkanäle mit dem Einlaßkanal verbunden.
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Der Druckausgleichskanal ist in bevorzugter Weise auf der gesamten
Brennerbreite verlaufend vorgesehen - es können jedoch auch mehrere, jeweils einen
Teilbereich der Brennerbreite einnehmende Druckausgleichskanäle vorhanden sein.
Die Verteilerstange ist mittels Verschluß- und Lager stopfen beidendig in einem
Brennerkörper lagemäßig festgelegt.
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Der Gasbrenner läßt sich mit einer oder mehreren Reihen von im gleichen
und/oder unterschiedlichen Abstand zueinander vorgesehenen, jeweils von einem Verteilerkanal
und einer Düse gebildeten Austrittsöffnungen ausstatten.
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Jede als Lochzylinderdüse ausgebildete Düse ist mit mehreren Ausüritüskanälen
versehen, die auf einer Kreislinie oder auf mehreren Kreisen liegen und dabei gegeneinander
versetzt sind.
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Die Längsachsen dieser Austrittskanäle verlaufen unter einer gewissen
Neigung zur Düsenmittellängsachse und zur Düsenaustrittsseite hin; es ist bevorzugt,
bei mehreren Kreisen die benachbarten Kanäle mit unterschiedlichen Neigungen zur
Mittellängsachse vorzusehen und dabei die inneren Kanäle mit einer größeren Neigung
als die äußeren Kanäle auszuführen, so daß sich die Kanäle nicht in einem Punkt
auf der verlängerten Mittellängs--achse treffen, sondern im Abstand hintereinander
enden.
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Die Lochzylinderdüsen sind in vorteilhafter Weise auswechselbar in
dem Brennerkörper gehalten. Die die Lochzylinderdüsen aufweisende Brennerfläche
ist eben ausgestaltet oder hat eine dem jeweils zu behandelnden Werkstück angepaßte
Form - die Brennerfläche kann beispielsweise zur Bearbeitung von Wellen konkav gewölbt
oder für die Behandlung von Laufrollen stufenförmig ausgeführt sein. Es besteht
die Möglichkeit, die arbeitsseitige Brennerfläche in den verschiedenen Formen auszuführen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den anderen Unteransprüchen.
Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen
Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.
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Der erfindungsgemäße Härte- und Flämmbrenner zeichnet sich durch einen
einfachen Aufbau, eine einwandfreie Arbeitsweise und eine lange Lebensdauer aus.
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Besonders vorteilhaft ist die Anordnung eines Druckausgleichraumes
mit darin vorgesehenem Verteilerkörper, da durch dieses Konstruktionsmerkmal aus
allen Austrittsöffnungen ein Brennge--rnisch mit gleich großem Druck ausströmt -
die Verbrennungstemperatur ist dabei an jeder Austrittsöffnung und somit auf der
gesamten Brenneroberfläche gleich groß, was eine einwandfreie Werkstückserwärmung
und Arbeitsausführung - gewährleistet.
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Der Brenner ist im Bereich seiner Austrittsöffnungen mit auswechselbaren
Düsen ausgestattet, die nach einem gewissen Verschleiß - durch Ausbrennen - erneuert
werden können, so daß die wirtschaftliche und technische Nutzungsdauer des Brenners
groß ist; der Brenner erhält lediglich von Zeit zu Zeit neue Düsen.
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Die Neigungen der Austrittskanäle der Düsen zueinander bewirken eine
vorteilhafte Abstützung der Flammen gegeneinander (die Flammen sind alle nach außen
gerichtet und laufen keilartig zusammen), wodurch die Rückzündgefahr vermieden wird;
gleichzeitig wird durch das Zusammenlaufen der einzelnen Flammen eine Erhöhung des
Sauerstoffgehaltes möglich, die eine hohe Flammentemperatur und somit die unbedingt
erwünscht schnelle Erreichung der Umwandlungstemperatur beim Härten bzw. der Schmelztemperatur
beim Flämmen gestattet.
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Der erfindungsgemäße Brenner arbeitet mit einem Erdgas-Sauerstoffgemisch,
welches eine billige und betriebs sichere Funktionserfüllung gestattet und eine
Rückzündgefahr weitgehend vermeidet.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine flammenaustrittsseitige Stirnansicht eines Gasbrenners mit
einer Reihe von Austrittsöffnungen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch denselben Gasbrenner
mit einem Einlaßkanal, sich daran anschließenden Abzweigkanälen, einem einer Reihe
von Verteilerkanälen mit austrittsseitigen Lochzylinderdüsen zugeordneten Druckausgleichskanal
und einer in diesem Druckausgleichskanal angeordneten Verteilerstange, Fig. 3 einen
Querschnitt durch den Druckausgleichskanal mit
Verteiler stange
und einem sich daran anschließenden Verteilerkanal mit austrittsseitiger Lochzylinderdüse
entsprechend der Schnittlinie I-I in Fig. 2, Fig. 4 eine Stirnansicht derselben
Lochzylinderdüse.
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Ein Brenner, insbesondere zum Oberflächenhärten und Flämmen von Werkstücken,
besitzt einen Brennkörper 10, in den'von einem Anschlußstück 11 mit Gewinde oder
dergl. ein Einlaßkanal 12 für ein Erdgas-Sauerst offgemisch als Brenngemisch hineingeführt
ist.
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Von diesem Einlaß-kanal 12 zweigen mehrere, beispielsweise drei Kanäle
13 ab, die im Abstand zueinander in einem Druckausgleichsraum 14, vorzugsweise Druckausgleichskanal,
enden. Mehrere in Reihe angeordnete Verteilerkanäle 15 bilden mit austrittsseitig
darin angeordneten Lochzylinderdüsen 16 Austrittsöffnungen 17 (Brennöffnungen),
die von dem gemeinsamen Druckausgleichskanal 14 abzweigen.
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Der Brennkörper 10 ist mit einer oder mit mehreren Reihen von Austrittsöffnungen
17 versehen und jeder Reihe ist ein Druckausgleichskanal 14 mit darin angeordnetem,
das Erdgas-Sauerstoffgemisch allen mit dem Druckausgleichsraum verbundenen Austrittsöffnungen
17 gleichmäßig (mit gleich großem Druck) zuführenden Verteilerkörper 18 vorgeschaltet.
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Der Brennerkörper 10 läßt sich mit einer, mit zwei oder mit mehreren
nebeneinander über die gesamte Brennerbreite verlaufenden Austrittsöffnungsreihen
ausstatten und jeder Reihe ist ein Druckausgleichskanal 14 mit Verteilerkörper 18
vorgeschaltet; jeder Druckausgleichskanal 14 steht über mehrere Abzweigkanäle 23
mit dem Einlaßkanal 12 in Verbindung.
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Weiterhin kann der Brennerkörper 10 mit einer oder mehreren, Teilbereiche
seiner Breite einnehmenden, in einer oder verschiedenen
Ebenen
verlaufenden, nebeneinander oder gegeneinander versetzten Reihen von Austrittsöffnungen
17 ausgestattet sein, wobei jeder Reihe ein Druckausgleichskanal 14 mit Verteilerkö:1-per
18 zugeordnet und jeder Kanal 14 über einen oder mehrere Abzweigkanäle 13 mit dem
zentralen Einlaßkanal 12 verbunden ist.
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Der Verteilerkörper 18 ist in bevorzugter Weise von einer Stange oder
dergl. gebildet, die mit allseitigem Abstand - vorzugsweise gleich großem Abstand
- zu der Wandung des Kanals 14 gehalten ist. Der Druckausgleichskanal 14 und die
Verteilerstange 18 besitzen vorteilhafterweise einen kreisförmigen Querschnitt.
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Der Druckausgleichskanal 14 erstreckt sich mit seiner Längsachse winklig,
vorzugsweise rechtwinklig zu der Längsachse der mit den Düsen 16 die Austrittsöffnungen
17 bildenden Verteilerkanäle 15.
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Die in einem sich über die gesamte Brennerbreite erstreckenden Druckausgleichskanal
14 angeordnete Verteilerstangv 18 ist beispielsweise mittels Verschluß- und Lagerstopfen
19 beidendig in dem alle Kanäle 12, 13, 14, 15 aufweisenden Brennerkörper 10 gelagert
und dabei lagemäßig festgelegt.
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Der erfindungsgemäße Brenner zeigt eine Reihe von im gleichen und/oder
unterschiedlichen Abstand zueinander angeordneten Austrittsöffnungen 17 (Verteilerkanäle
15 mit Düsen 16) oder aber ist mit zwei oder mehreren Reihen von Austrittsöffnungen
17 versehen, die im gleichen und/oder ungleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
Die Austrittsöffnungen 17 liegen vorzugsweise auf einer geraden Linie in Reihe,
können aber auch gegebenenfalls auf einer gekrümmten Linie liegen.
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Die in jedem Verteilerkanal 15 austrittsseitig angeordnete Lochzylinderdüse
16 besitzt mehrere auf einem oder auf mehreren 20 Kreisen angeordnete Austrittskanäle.
Bei der Anordnung mehrerer Austrittskanalkreise sind die Kanäle 20 eines Kreises
gegenüber
den Kanälen des benachbarten Kreises-versetzt vorgesehen.
Es ist bevorzugt, die Austrittskanäle 20 jeder Düse 16 zur Austrittsseite und zur
Mittellängsachse der Düse 16 hin gerichtet schräg verlaufend vorzusehen.
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Die benachbarten Austrittsöffnungen 20 mindestens zweier Kreise verlaufen
mit ihren Längsachsen unter verschieden großer Neigung zur Austrittsseite und zur
Düsen-Längsachse hin.
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vie Fig. 3 und 4 zeigen, sind die Kanäle 20 der beiden Kreise mit
unterschiedlichen Neigungen zur Mittellängsachse der Düse 16 und zur Düsenaustrittsseite
hin verlaufend vorgesehen, wobei die inneren Kanäle 20 eine größere Neigung als
die äußeren Kanäle 20 haben.
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Die Längsachsen der äußeren und inneren Kanäle 20 treffen sich in
ihrer austrittsseitigen Verlängerung nicht in einem gemeinsamen Punkt, sondern treffen
in-Richtung Dsen-Längsachse im Abstand hintereinander aufeinander, so daß sich die
Flammen zur 3erzielung einer vergrößerten Tiefenwirkung. gegeneinander abstützen.
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Die Lochzylinderdüsen 16 sind in bevorzugter Weise auswechselbar in
em Brennkörper 10 angeordnet - sie lassen sich durch Einpressen, Einschrauben oder
dergl. lösbar mit dem Brennerkörper verbinden. Weiterhin können die Düsen 16 durch
Löten oder dergl.
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mit dem Brennerkörper 10 verbunden sein. Es ist bevorzugt, die Düsen
16 in einer ebenen Fläche 10a (Stirnfläche) des Brennerkörpers 10 anzuordnen (vergl.
Fig. 2).
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die die Lochzylinderdüsen
16 aufweisende Brennerfläche lOa der zu behandelnden Werkstücksform angepaßt und
zeigt beispielsweise eine konkav oder konvex gewölbte Form, abgestufte Form oder
dergl.; entsprechend dieser Formgebung der Brenner-Arbeitsseite verlaufen
der
oder die Druckausgleichskanäle 14 mit Verteilerstangen 18 bogenförmig oder stufenförmig
gegeneinander versetzt.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Anzahl der Austrittsöffnungen
17, deren Austrittskanäle 20 und die Anordnung der Offnungen 17 sowie die Kanäle
20 beliebig auszuführen. Die Lagerung der Verteilerstange 18 in dem für sie bestimmten
Raum 14 läßt sich unterschiedlich ausführen und entsprechend des jeweilig ausgebildeten
Raumes 14 vorsehen.