DE2107810B2 - Flaemmbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flämmbrenner mit einer an einem Düsenhalter auswechselbar angebrachten Düse, die zusammen mit dem Düsenhalter einen über eine Ventileinrichtung an einen Sauerstoffeinlaß anschließbaren, stumpfwinklig abgebogenen Sauerstoffkanal bildet, der einen stromau^fwärts der Abbiegung liegenden, außer Sichtünienverbindung mit der Auslaßöffnung des Sauerstoffkanals stehenden divergierenden Abschnitt und einen stromabwärts des divergierenden Abschnittes anschließenden erweiterten Abschnitt aufweist, dessen Querschnittsfläche mindestens gleich dem größten Querschnitt des divergierenden Abschnittes ist.

Bei einem bekannten, insbesondere zur Herstellung von Tulpennahtflanken bestimmten Brenner dieser Art (US-PS 2148 936), ist die Düse kurz vor dem austrittsseitigen Ende abgebogen. Die Düse von Flämmbrennern stellt aber ein ausgesprochenes Verschleißteil dar, das in vergleichsweise kurzen Zeitabständen ausgewechselt werden muß. Dies bedeutet bei einer abgewinkelten Düse einen erheblichen Aufwand, weil deren Fertigungskosten wesentlich über denjenigen von herkömmlichen Flämmbrennerdüsen mit geradliniger Achse (US-PS 22 66 834) liegen.

Es sind auch Flämmbrenner mit stumpfwinklig abgebogenem Sauerstoffkanal bekannt (US-PS 32 54 696), die eine auswechselbare Düse mit geradliniger Achse aufweisen und bei denen die Abbiegungsstelle stromaufwärts der Düse im Düsenhalter liegt. Die Ausgestaltung des Sauerstoffkanals ist dabei nicht im einzelnen offenbart. In der Regel hatten bekannte Handflämmbrenner jedoch den Nachteil, daß bei dem Versuch, die erzielbare Stichbreite zu vergrößern, entweder der Brenner übermäßig schwer wurde, wenn bei konstant gehaltener Gasaustrittsgeschwindigkeit die Brennerabmessungen zur Anpassung an höhere Sauerstoffdurchflußmengen vergrößert wurden, oder aber eine übermäßige Schubkraft am Brenner auftrat, wenn bei unveränderter Brennerabmessung die Gasdurchflußmenge erhöht wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen als Handbrenner geeigneten Gasbrenner zu schaffen, bei dem besonders breite, flache, von' Hohlkehlen oder Graten freie Stiche bequem und in wirtschaftlicher Weise ausgeführt werden können. Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Brenner der eingangs genannten Art, dadurch gslöst, daß die Düse in an sich bekannter Weise als Flämmbrennerdüse mit geradliniger Achse ausgebildet ist und die Abbiegungsstelle stromaufwärts der Düse im Düsenhalter liegt

Weil die Abbiegungsstelle im Düsenhalter und damit in verhältnismäßig weiter Entfernung vom Düsenausgang liegt, läßt sich ein gleichmäßiger, kohärenter Flämmsauerstoffstrom erzielen, wie er zur Ausbildung breiter, flacher Stiche erforderlich ist. Die das Verschleißteil des Brenners bildende Düse bleibt auf Grund der geradlinigen Achse vergleichsweise billig. Zugleich kann wegen der stromaufwärts der Abbiegung erfolgenden Erweiterung des Sauerstoffkanals die Sauerstoffdurchflußmenge zwecks Verbreiterung des Flämmstiches erhöht werden, ohne daß sich Schwierigkeiten in der Brennerhandhabung infolge übermäßiger Schubkräfte ergeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Handflämmbrenners.

Der veranschaulichte Handflämmbrenner weist einen Ventilblock 1 mit einem über einen Hebel 2 gesteuerten Sauerstoffventil und einem Brenngasventil auf. Der Ventilblock 1 ist mit einem Düsenhalter 14 über einen Schaftteil 3 verbunden, der Kanäle besitzt, die mit einem Sauerstoffkanal 7 bzw. einem Brenngaskanal 11 im Düsenhalter 14 in Verbindung stehen. Eine Düse 16, die einen mittleren Schneidsauerstoffkanal aufweist, der in eine Auslaßöffnung 17 mündet und von nicht veranschaulichten Vorwärmgasöffnungen umgeben ist, ist in dem Düsenhalter 14 lösbar gehalten, wobei die betreffen,.η Sauerstoffkanäle miteinander ausgerichtet sind. Eine von der Düse 16 und dem Düsenhalter 14 gebildete Mischkammer 12 hat die Aufgabe, einen Teil des aus dem Sauerstoffkanal 7 kommenden Sauerstoffs mit dem Brenngas aus dem Kanal 11 zu mischen und das brennbare Gemisch gleichförmig auf Kanäle in der Düse zu verteilen, die zu den Vorwärmgasöffnungen führen.

Im Betrieb tritt Sauerstoff in den Ventilblock 1 über ein Anschlußstück 6 ein. Der Sauerstoff durchläuft den Ventilblock 1, den Schaftteil 3, den Düsenhalter 14 und die Düse 16, worauf er aus der Auslaßöffnung 17 austritt. Brenngas tritt über ein Anschlußslück 10 des Ventilblokkes 1 ein und strömt durch den Ventilblock 1, den Schaftteil 3 und den Düsenhalter 14. Nachdem das Brenngas in der Mischkammer 12 mit Sauerstoff gemischt ist, strömt es über die Vorwärmgasöffnungen der Düse 16 aus.

Der Sauerstoffkanal 7 hat innerhalb des Düsenhalters 14 einen divergierenden Abschnitt 15, von dem aus stromabwärts die Querschnittsfläche des Kanals um 50% vergrößert ist.

Der größere Querschnitt des Sauerstoffkanals 7 bleibt auf der stromabliegenden Seite des Abschnittes 15 ohne eine erneute Einengung erhalten. Der divergierende Abschnitt 15 liegt außer Sichtverbindung mit der Achse der Auslaßöffnung 17 der Düse. Befände sich der divergierende Abschnitt hinter der Abbiegung 19 des Düsenhalters 14 und in Sichtlinienverbindung mit der Auslaßöffnung 17, würden sich die dynamischen Effekte des in den divergierenden Abschnitt eintretenden raschen Sauerstoffstromes durch die Auslaßöffnung 17 hindurch auswirken. Die Folge wäre eine höhere Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffes und eine eine einwandfreie Handhabung des Brenners ausschließende

Schubkraft. Dadurch, daß der divergierende Abschnitt 15 und die Auslaßöffnung 17 der Düse nicht in gegenseitiger Sichtlinienverbindung angeordnet sind, kann mit einer Sauerstoffdurchfiußmenge gearbeitet werden, die bis zu zweimal so groß wie die Sauerstoffdurchflußmenge bei einem Brenner von vergleichbarer Größe und Gewicht ist, bei dem der SauerstoH:anaI im Düsenhalter konstanten Querschnitt hat.

Der Brennerschub wird letztlich durch die Masse und die Geschwindigkeit des Sauerstoffstromes entlang der zur Achse 20 des Schaftteils 3 abgewinkelten Achse der Auslaßöffnung 17 des Brenners bestimmt. Infolge der Geometrie und des Gewichts des Brenners sowie des dynamischen Gasexpansionsverhaltens, wie es in einem Handbrenner typischerweise auftritt, r*uß die Sauerstoffexpansion an einer Stelle stattfinden, die noch nicht mit der Austrittsachse ausgerichtet ist, um einen niedrigen Brennerschub sicherzustellen.

Das durch den divergierenden Abschnitt bestimmte Verhältnis zwischen dem stromaufwärts und stromabwärts liegenden Kanalquerschnitt, der Druck des zugeführten Sauerstoffes sowie der bei einem vorbestimmten Brenner eintretende Druckabfall im Ventilblock, im Schaftteil und in der Düse haben einen Einfluß auf die Geschwindigkeit des aus der Düsenauslaßöffnung austretenden Sauerstoffstromes. Infolgedessen läßt sich kein bestimmtes Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen auf der stromabwärts und der stromaufwärts liegenden Seite für alle Flämmbrenner angeben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wurde ein um 75° abgewinkelter Düsenhalter 14 aus Kugeleisen gegossen. Er hatte einen Sauerstoffkanal 7 mit einem divergierenden Abschnitt 15, der am Einlaß einen Durchmesser von 13 mm und am Auslaß einen Durchmesser von 20 mm besaß. Auch der restliche stromabwärts liegende Teil des Sauerstoffkanals hatte einen Durchmesser von 20 mm. Der Düsenhalter 14 konnte eine im Handel erhältliche Düse 16 für eine hohe Sauerstoffdurchflußmenge aufnehmen. Der Düsenhalter 14 und die Düse 16 wurden auf den Schaftteil 3 des Brenners aufgesetzt. Flämmsauerstoff wurde über einen Schlauch von geeignetem Innendurchmesser und einer Länge von 4,6 m zugeführt Der Flämmbrenner hatte im Betrieb einen Sauerstoffreg/erdruck von ungefähr 8,8 bis 9,1 kp/cm²; es wurde mit einer Sauerstoffdurchflußmenge von ungefähr 354 mVh gearbeitet. Es wurde ein breiter, flacher Stich erhalten. Eine unerwünschte Gratbildung war vermieden. Die Ecken waren gut ausgespült. Die Fehlstellen im Werkstück wurden einwandfrei beseitigt. Im Vergleich zu einem Brenner mit konstantem Querschnitt des Sauerstoffkanals im Düsenhalter, bei dem der Sauerstoffreglerdruck 7,5 kp/cm² und die Sauerstoffdurchflußmenge ungefähr 170m³/h betrugen, wurde unter im übrigen gleichen Bedingungen bei vergleichbarem Schub eine um ungefähr 50% größere Stichbreite erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flämmbrenner mit einer an einem Düsenhalter auswechselbar angebrachten Düse, die zusammen mit dem Düsenhalter einen über eine Ventileinrichtung an einen Sauerstoffeinlaß anschließbaren, stumpfwinklig abgebogenen Sauerstoffkanal bildet, der einen stromaufwärts der Abbiegung liegenden, außer Sichtünienverbindung mit der Auslaßöffnung des Sauerstoffkanals stehenden divergierenden Abschnitt und einen stromabwärts des divergierenden Abschnittes anschließenden erweiterten Abschnitt aufweist, dessen Querschnittsfläche mindestens gleich dem größten Querschnitt des divergierenden Abschnittes ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (16) in an sich bekannter Weise als Flämmbrennerdüse mit geradliniger Achse ausgebildet ist und die Abbiegungsstelle stromaufwärts der Düse im Düsenhalter(14) liegt.