DE2151294C3

DE2151294C3 - Burner mouthpiece

Info

Publication number: DE2151294C3
Application number: DE19712151294
Authority: DE
Inventors: Sevenn Bandhagen Haselmann (Schweden)
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1970-10-19
Filing date: 1971-10-14
Publication date: 1977-10-27

Description

Bei einem der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechenden, in der FR-PS 9 31 512 beschriebenen Brennermundstück münden die verschiedenen, den Schneidgaskanal konzentrisch umgebenden Zuführungskanäle unmittelbar in die radiale Ringkammer ein, aus der die Austrittskanäle in Umfangsrichtung des Mundstückes derart versetzt zu den Zuführungskanälen herausführen, daß die Eintrittsöffnungen der Austrittskanäle jeweils etwa gleiche Abstände von einem benachbarten Heizsauerstoffkanal und einem benachbarten, im Querschnitt demgegenüber größeren Heizgaskanal aufweisen. Man war dabei offenbar davon ausgegangen, daß sich auf diese Weise eine bestmögliche Mischung der in der Ringkammer zu vermischenden Gar,e ergeben würde. Indessen hat die Praxis gezeigt, daß trotzdem nur eine verhältnismäßig unruhige Vorwärmflamme erzielt werden kann, was nur mit einer entsprechend ungleichmäßigen Vermischung der zugeführten Gase in der radialen Ringkammer erklärt werden kann. Wenn bei dem bekannten Brennermundstück auch aufgrund des gegenüber dem Gesamtquerschnitt der Zuführungskanäle kleineren Gesamtquerschnittes der Austrittskanäle in den letzteren größere Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden, die einem etwaigen Rückschlagen der Vorwärmflamme entgegenwirken, so bedingen unruhige Vorwärmflammen doch verhältnismäßig lange Vorwärmzeiten und begrenzen auch die erzielbaren Schneidgeschwindigkeiten entsprechend. In one of the genre of claim 1 corresponding, described in FR-PS 9 31 512 The various feed channels concentrically surrounding the cutting gas channel open into the burner mouthpiece directly into the radial annular chamber, from which the outlet channels in the circumferential direction of the Lead out the mouthpiece so offset to the supply channels that the inlet openings of the outlet channels are each approximately equal distances from one adjacent heating oxygen channel and an adjacent heating gas channel, which is larger in cross section exhibit. It was evidently assumed that in this way the best possible Mixing the cooking to be mixed in the annular chamber would result. However, practice has shown that still only a relatively restless preheating flame can be achieved, which only with one explained accordingly uneven mixing of the supplied gases in the radial annular chamber can be. If with the known burner mouthpiece also due to the compared to the overall cross-section the supply channels smaller overall cross-section of the outlet channels in the latter larger Flow velocities are achieved that counteract any flashback of the preheating flame, restless preheating flames require and limit relatively long preheating times also the achievable cutting speeds accordingly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechende Brennermundstück so zu vervollkommnen, daß trotz Erhaltung einer bestmöglichen Rückschlagsicherung eine möglichst gleichmäßige Vermischung des Heizsauerstoffes mit dem Heizgas und damit auch eine gleichmäßige ruhige Vorwärmflamme erzielt wird.The invention is based on the object corresponding to the preamble of claim 1 To perfect the burner mouthpiece in such a way that the best possible kickback protection is maintained despite the maintenance the most uniform possible mixing of the heating oxygen with the heating gas and thus also a even, calm preheating flame is achieved.

Die gestellte Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 wiedergegebene Maßnahme gelöst. Durch die geradlinige stetige Vorbeiführung des Heizgases an der Ringkammer und die stetige Zuführung des Heizsauerstoffes aus dem genannten Ringkanal über die äußere Ringschulter des Schneidgasrohres durch die Ringkammer hindurch bis in die das Heizgas führenden Heizgaskanäle ergibt sich eine überraschend gleichmäßige Vermischung des Heizgases mit dem Heizsauerstoff und damit eine sehr gleichmäßige Vorwärmflamme, die mit dem Brennermundstück sehr kurze Vorwärmzeiten und große Schneidgeschwindigkeilen ermöglicht.The task set is by the measure reproduced in the characterizing part of claim 1 solved. Due to the straight, steady passage of the heating gas past the annular chamber and the steady Supply of the heating oxygen from the said ring channel via the outer ring shoulder of the cutting gas pipe a Surprisingly uniform mixing of the heating gas with the heating oxygen and thus a very uniform one Preheating flame, which with the burner mouthpiece provides very short preheating times and high cutting speeds enables.

Durch die OE-PS 2 53 328 ist es zwar bereits bekannt einer der Mischung von Heizsauerstoff und Heizgas dienenden radialen Ringkammer eines Brennermund Stückes den Heizsauerstoff über einen ein Schneidgas rohr konzentrisch umgebenden Ringkanal zuzuführen Trotzdem ergibt sich auch mit diesem Brenner nur eint verhältnismäßig schlechte Mischung und unruhig! Vorwärmflamme, weil das Heizgas nur über eini zweimalige rechtwinkelige Umlenkung durch dii Ringkammer in einen ringförmigen Austrittskana gelangen kann.It is already known from OE-PS 2 53 328 one of the mixture of heating oxygen and heating gas serving radial annular chamber of a burner mouth Piece to supply the heating oxygen via an annular channel concentrically surrounding a cutting gas pipe Even with this burner, however, there is only one relatively poor mix and uneasy! Preheating flame, because the heating gas only has to be deflected once and twice at right angles through dii Annular chamber can get into an annular outlet canal.

In den Unteransprüchen gekennzeichnete AusgestalAusgestal characterized in the subclaims

I .I.

fingen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Brennermundstückes.fingen concern further design details of the burner mouthpiece according to the invention.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigtIn the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows

F i g. 1 eine erste Ausführungsform des Brennermund-Stückes in einer Seitenansicht (teilweise im Axialschnitt),F i g. 1 shows a first embodiment of the burner mouth piece in a side view (partly in axial section),

Fig.2 eine äußere Hülse des Brennerrnundstü-ks gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht (teilweise geschnitten), 2 shows an outer sleeve of the burner round piece according to FIG. 1 in a side view (partially sectioned),

F ig. 3 die Hülse gemäß Fig. 2 in einer Teilansicht in Richtung der Pfeile A-A der F i g. 2,Fig. 3 the sleeve according to FIG. 2 in a partial view in the direction of the arrows AA in FIG. 2,

Fig.4 eine innere Hülse des Brennermundstiickes gemäß Fig. 1 in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht,Fig. 4 shows an inner sleeve of the burner mouthpiece according to FIG. 1 in a view corresponding to FIG. 2,

F ig. 5 die Hülse gemäß F ig. 4 in einer Stirnansicht in Richtung der Pfeile ß-ßder F i g. 4,Fig. 5 the sleeve according to FIG. 4 in an end view in Direction of the arrows ß-ßder F i g. 4,

Fig.6 ein axiales Schneidgasrohr des Brennermundstiickes gemäß F i g. 1 in einem Axialschnitt,6 shows an axial cutting gas tube of the burner mouthpiece according to FIG. 1 in an axial section,

Fig.7 ein an die Stelle der beiden vorgenannten Hülsen tretender einheitlicher hülsenartiger Körper *o einer abgewandelten Ausführungsform (in einer der F i g- 2 entsprechenden Darstellung),Fig.7 a in place of the two aforementioned Sleeves stepping uniform sleeve-like body * o a modified embodiment (in a representation corresponding to FIG. 2),

F i g. 8 den Körper gemäß F i g. 7 in einer Stirnansicht in Richtung der Pfeile C-Cder F i g. 7,F i g. 8 the body according to FIG. 7 in an end view in the direction of arrows C-C of FIG. 7,

Fig.9 den Körper gemäß Fig. 7 in einem Querschnitt nach der Linie D-Dder F i g. 7,9 shows the body according to FIG. 7 in a cross section according to the line D-D of FIG. 7,

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform des Brennermundstückes gemäß F i g. 1 in einer Teilansicht (teilweise im Schnitt) des austrittsseitigen Endes des Mundstückes.10 shows a modified embodiment of the burner mouthpiece according to FIG. 1 in a partial view (partly in section) of the outlet end of the mouthpiece.

Das in F i g. 1 dargestellte Brennermundstück besteht aus einem Schneidgasrohr 1 mit einem Einlaßkopf 2. Der an den Einlaßkopf 2 anschließende Teil des Schneidgasrohres 1 ist von einer inneren Hülse 3 umgeben, innerhalb der um das Schneidgasrohr 1 herum ein Ringkanal 4 für Heizsauerstoff gebildet ist, der noch vor dem austrittsseitigen Ende des Schneidgasrohres 1 in eine das letztere umgebende Ringkammer 5 einmündet. Die Hülse 3 ist an ihrer Außenseite mit nutenförmigen Heizgaskanälen 6 versehen, die um einen kleinen Winkel schräg zur Achse des Mundstükkes verlaufen und zugleich entsprechend um das Schneidgasrohr 1 herum gewunden sind.The in Fig. 1 consists of a cutting gas pipe 1 with an inlet head 2. The part of the cutting gas pipe 1 adjoining the inlet head 2 is surrounded by an inner sleeve 3 surrounded, within which an annular channel 4 for heating oxygen is formed around the cutting gas pipe 1, which is still in front of the outlet end of the cutting gas tube 1 into an annular chamber 5 surrounding the latter joins. The sleeve 3 is provided on its outside with groove-shaped heating gas channels 6, which around run a small angle obliquely to the axis of the mouthpiece and at the same time accordingly around the Cutting gas pipe 1 are wound around.

Um die innere Hülse 3 herum ist eine ebenfalls an den Einlaßkopf 2 anschließende äußere Hülse 7 angeordnet, deren austrittsseitiges Ende in der auch aus den F i g. 2 und 3 hervorgehenden Weise mit radialen Schlitzen 8 versehen ist. Im übrigen besteht die äußere Hülse 7 im wesentlichen aus einem eintrittsseitigen zylindrischen Abschnitt 9 und einem austrittsseitigen konischen Abschnitt 10, der innen an eine entsprechend konische Form der inneren Hülse 3 angeglichen ist und damit zugleich äußere Wände der Heizgaskanäle 6 bildet. Mit einem eintrittsseitigen Außenflansch 11 dient die äußere Hülse 7 zugleich zur Zusammenwirkung mit einem üblichen, nicht dargestellten Festhalteorgan des das Mundstück tragenden (ebenfalls nicht dargestellten) Brenners.Arranged around the inner sleeve 3 is an outer sleeve 7, which is also connected to the inlet head 2, whose end on the outlet side is also shown in FIGS. 2 and 3 with radial slots 8 is provided. In addition, the outer sleeve 7 consists essentially of a cylindrical one on the inlet side Section 9 and an outlet-side conical section 10, the inside of a correspondingly conical The shape of the inner sleeve 3 is matched and thus at the same time forms the outer walls of the heating gas ducts 6. With an inlet-side outer flange 11, the outer sleeve 7 also serves to interact with a usual, not shown retaining member of the mouthpiece carrying (also not shown) Burner.

Die innere Hülse 3 ist axial von einer zur Bildung unterschiedlicher Funktionen mehrfach abgesetzten Bohrung 12 durchsetzt und bildet die Ringkammer 5 durch eine von der Bohrung 12 nach außen bis in den Bereich der Heizgaskanälc 6 reichende Ringnute. An einen eintrittsseitigen Anschlußteil 13 der inneren Hülse 3 schließt zunächst ein gegenüber dem Außendurchmesser des Schneidgasrohres 1 im Durchmesser merklich größerer Teil der Bohrung 12 an, der um das Srhneideasrohr 1 herum einen etwa über die Länge des zylindrischen Abschnittes 9 verlaufenden ringförmigen Expansionsraum 14 für den Heizsauerstoff bildet. Austrittsseitig geht der Expansionsraum 14 infoige einer Absetzung der Bohrung 12 auf einen kleineren Durchmesser in den in radialer Richtung entsprechend schmaleren Ringkanal 4 über, der austrittsseitig in die Ringkammer 5 einmündet. Austrittsseitig der Ringkamir.er 5 geht die Bohrung 12 über eine konische Ringschulter 16 (vgl. F i g. 4) in einen wiederum engeren, das austrittsseitige Ende des Schneidgasrohres 1 führenden Teil 17 über. Das Schneidgasrohr 1 weist innerhalb der Ringkammer 5 jedoch einen doppelkegelförmigen Außenbund (vgl. F i g. 6) auf, dessen austrittsseitige Kegelfläche 15 der Ringschulter 16 angeglichen ist und auf dieser dicht aufsitzt. Die eintrittsseitige Kegelfläche 21 weist gegenüber der Kegelfläche 15 einen spitzeren Kegelwinkel auf und dient zum Umlenken des durch den Ringkanal 4 zugeführten Heizsauerstoffes durch die Ringkammer 5 nach den an der Außenseite der inneren Hülse 3 verlaufenden Heizgaskanälen 6 hin.The inner sleeve 3 is axially offset several times from one to form different functions Bore 12 penetrates and forms the annular chamber 5 through one of the bore 12 to the outside into the Area of the Heizgaskanälc 6 reaching annular groove. To an inlet-side connection part 13 of the inner sleeve 3 initially includes a noticeable diameter compared to the outside diameter of the cutting gas pipe 1 larger part of the bore 12, which is around the Srhneideasrohr 1 around about the length of the cylindrical portion 9 extending annular expansion space 14 forms for the heating oxygen. On the outlet side, the expansion space 14 leads to a step of the bore 12 on a smaller one Diameter into the annular channel 4, which is correspondingly narrower in the radial direction, and the outlet side into the Annular chamber 5 opens. On the exit side of the Ringkamir.er 5, the bore 12 goes over a conical one Ring shoulder 16 (see FIG. 4) into a narrower end of the cutting gas tube 1, the end on the outlet side leading part 17 over. The cutting gas pipe 1, however, has a double conical shape inside the annular chamber 5 Outer collar (see FIG. 6), the conical surface 15 of which on the outlet side is aligned with the annular shoulder 16 is and sits tightly on it. The conical surface 21 on the inlet side faces opposite the conical surface 15 has a more acute cone angle and serves to deflect the fed through the annular channel 4 Heating oxygen through the annular chamber 5 to the one running on the outside of the inner sleeve 3 Heating gas channels 6 out.

Der eintrittsseitige Endbereich der inneren Hülse 3 ist außen zur Bildung einer Heizgaskammer gegenüber der äußeren Hülse 7 etwa bis auf den Grund der die Heizgaskanäle 6 bildenden Nuten eingeschnürt. In der Heizgaskammer gelangt das Heizgas vor der Einführung in die Heizgaskanäle 6 in einen nahezu statischen Zustand ohne Wirbelbildung oder andere störende Beeinflussungen. Die die Heizgaskanäle 6 bildenden Nuten weisen in dem konischen Bereich der Hülse 3 eine nach deren austrittsseitigen Ende hin abnehmende Tiefe auf. Zu beachten ist im übrigen, daß die Ringkammer 5 zu allen Heizgaskanälen 6 hin jeweils gleiche Verbindungsöffnungen aufweist. Dabei ist die axiale Länge L (vgl. Fig. 4) der Ringkammer 5 — und zugleich der Verbindungsöffnungen zu den Heizgaskanälen 6 — von großer Bedeutung für das Mischungsverhältnis von Heizsauerstoff zu Heizgas. Der austrittsseitige Teil der Heizgaskanäle 6 verläuft entlang einer Kegelmantelfläche, deren Spitze austrittsseitig des Mundstückes auf deren Achse liegt, womit sich um das Schneidgas herum eine konzentrierte Vorwärmflamme ergibt.The entry-side end region of the inner sleeve 3 is constricted on the outside to form a heating gas chamber opposite the outer sleeve 7, approximately down to the base of the grooves forming the heating gas channels 6. In the heating gas chamber, before it is introduced into the heating gas ducts 6, the heating gas reaches an almost static state without the formation of eddies or other disruptive influences. The grooves forming the heating gas ducts 6 have in the conical region of the sleeve 3 a depth which decreases towards its outlet end. It should also be noted that the annular chamber 5 has the same connection openings towards all heating gas ducts 6. The axial length L (see FIG. 4) of the annular chamber 5 - and at the same time the connection openings to the heating gas ducts 6 - is of great importance for the mixing ratio of heating oxygen to heating gas. The outlet-side part of the heating gas ducts 6 runs along a conical surface, the tip of which lies on the outlet side of the mouthpiece on its axis, which results in a concentrated preheating flame around the cutting gas.

Wie aus Fig. 6 weiterhin hervorgeht, ist der Einlaßkopf 2 in üblicher Weise mit einem konischen Anschluß für die getrennte Zuführung von drei Gasen ausgebildet. Axial im Einlaßkopf 2 befindet sich der Einlaß 18 für das Schneidgas. Dabei ist die zunächst verhältnismäßig weite Bohrung des Schneidgasrohres 1 im austrittsseitigen Endbereich über eine Ringschulter 19 auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt. Zur Zuführung des Heizsauerstoffes dient eine Anzahl von um den Einlaß 18 gleichmäßig herum verteilten düsenartigen Zuführungskanälen 20, die in den Expansionsraum 14 der inneren Hülse 3 (vgl. Fig.4) austrittsseitig des Anschlußteiles 13 einmünden. Der Heizsauerstoff strömt daraufhin entlang der Außenwandung des Schneidgasrohres 1 vom Expansionsraum 14 in ki:n Ringkanal 4 und von dort in die Ringkammer 5. In dieser Kammer wird der Heizsauerstoff, wie bereits angedeutet, über die Kegelfläche 21 radial nach außen in die Heizkanäle 6 umgelenkt. Außerhalb der Zuführungskanäle 20 weist der Einlaßkopf 2 weiterhin gleichmäßig um die letzteren verteilte Zuführungskanäle 22 für das Heizgas auf, die austrittsseitig in den ringförmigen Zwischenraum zwischen der inneren Hülse 3 und der äußeren Hülse 7 einmünden.As can also be seen from Fig. 6, the inlet head 2 is in the usual way with a conical Connection designed for the separate supply of three gases. Axially in the inlet head 2 is the Inlet 18 for the cutting gas. The initially relatively wide bore of the cutting gas pipe 1 is here In the end area on the outlet side, an annular shoulder 19 is used to set it down to a smaller diameter. To the A number of evenly distributed around the inlet 18 are used to supply the heating oxygen nozzle-like supply channels 20, which in the expansion space 14 of the inner sleeve 3 (see. Fig. 4) Open out on the outlet side of the connecting part 13. The heating oxygen then flows along the outer wall of the cutting gas pipe 1 from the expansion space 14 in ki: n annular channel 4 and from there into the annular chamber 5. In As already indicated, the heating oxygen is fed into this chamber radially outwards via the conical surface 21 the heating channels 6 deflected. Outside the feed channels 20, the inlet head 2 continues to point uniformly around the latter distributed supply channels 22 for the heating gas, the outlet side in the annular Open space between the inner sleeve 3 and the outer sleeve 7.

In den Fig. 7 bis 9 ist ein die beiden Hülsen 3 und 7In FIGS. 7 to 9, one of the two sleeves 3 and 7 is shown

des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles ersetzender hülsenartiger Körper 23 dargestellt, der von einer inneren, der axialen Bohrung der Hülse 3 gleichenden Bohrung 12 durchgesetzt ist Die an die Zuführungskanäle 22 anschließende Heizgaskammer 24 wird in diesem Falle entweder durch eine zylindrische Ausnehmung oder durch entlang einem entsprechenden konzentrischen Kreis angeordnete achsparallele Bohrungen gebildet und geht austrittsseitig in zur Achse des Körpers 23 schräg verlaufende enge Bohrungen 25 über, deren Richtungen mit den Richtungen der Heizgaskanäle 6 des ersten Ausführungsbeispieles übereinstimmt. Die weitere Formgebung, beispielsweise mit einem eintrittsseitigen Außenflansch 11, gleicht der entsprechenden Ausbildung der äußeren Hülse 7 des ersten Ausführungsbeispieles, wobei die austrittsseitigen radialen Schlitze 8 innen jeweils von einer Bohrung 25 ausgehen; vgl. F i g. 8.the above-described embodiment replacing sleeve-like body 23 shown, the is penetrated by an inner, the axial bore of the sleeve 3 equal bore 12 to the Supply channels 22 adjoining heating gas chamber 24 is in this case either by a cylindrical Recess or through axially parallel holes arranged along a corresponding concentric circle formed and on the outlet side merges into narrow bores 25 which run obliquely to the axis of the body 23, whose directions coincide with the directions of the heating gas ducts 6 of the first embodiment. The further shape, for example with an outer flange 11 on the inlet side, is the same as the corresponding one Formation of the outer sleeve 7 of the first embodiment, the exit-side radial Slots 8 on the inside each extend from a bore 25; see Fig. 8th.

Die in Fig. 10 dargestellte weitere Abwandlung des ersten Ausführungsbeispieles besteht in einer Änderung des austrittsseitigen Endes des Mundstückes, welches hier mit einer Kugelzone abschließt, von der das Schneidgasrohr 1 einen axialen Teil, die innere Hülse 3 mit den Heizgaskanälen 6 einen mittleren Teil und die äußere Hülse 7 einen äußeren Teil dieser Zone bildet. Durch diese Kugelzone erübrigen sich die radialen Schlitze 8 der beiden vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele. The further modification of the first embodiment shown in FIG. 10 consists in a change of the outlet end of the mouthpiece, which ends here with a spherical zone from which the Cutting gas pipe 1 an axial part, the inner sleeve 3 with the heating gas channels 6 a central part and the outer sleeve 7 forms an outer part of this zone. This spherical zone makes the radial ones superfluous Slots 8 of the two previously described embodiments.

Die Größe des Schneidgaskanals wird durch den Gasstrom und das Druckverhältnis vor und nach dem Mundstück bestimmt und der Gasstrom wird seinerseits von der zu schneidenden Materialstärkc bestimmt. Dabei ist es vorteilhaft, die beiden Sauerstoffdrücke (Schneid- und Heizsauerstoff) so gleich wie möglich zu halten.The size of the cutting gas channel is determined by the gas flow and the pressure ratio before and after Mouthpiece determined and the gas flow is in turn determined by the material thickness to be cut. It is advantageous to keep the two oxygen pressures (cutting and heating oxygen) as equal as possible keep.

Der Heizsauerstoff strömt über die düsenförmigen Zuführungskanäle 20, deren Zahl unterschiedlich gewählt werden kann, in den ringförmigen Expansionsraum 14 ein, wobei um das Schneidgasrohr 1 herum eine sehr gleichmäßig verteilte Expansion des Heizsauerstoffes unter großer Kühlwirkung stattfindet. Das Gas verläßt die Zuführungskanäle 20 mit hoher Geschwindigkeit (ca. 1 Mach) und kühlt infolge seiner Expansion das gesamte Mundstück. Am austrittsseitigen Ende des Expansionsraumes 14 strömt der Heizsauerstoff über den Ringkanal 4 in die Ringkammer 5. von der aus es gleichmäßig verteilt in die Heizgaskanäle 6 gelangt. Durch die beschriebene Umlenkung des Heizsauerstoffes und die beschriebene Anordnung der Heizgaskanäle 6 gelangen die beiden Gase in einer entsprechenden Drallströmung zum Auslaß des Mundstückes, wobei eine sehr gute Mischung erzielt wird. Die genannte Kühlwirkung ist so groß, daß auch nach mehreren Stunden Betriebszeit mit gezündeter Hcizsauerstoffflammc die Temperatur des Mundstückes noch immer im Bereich der Raumtemperatur liegt. Beim Schneiden war dessen Temperatur aufgrund der hinzukommenden Kühlwirkung des Schneidsauerstoffcs noch niedriger und lag etwa bei 15° C.The heating oxygen flows through the nozzle-shaped supply channels 20, the number of which is selected to be different can be, in the annular expansion space 14, wherein around the cutting gas tube 1 around very evenly distributed expansion of the heating oxygen takes place with great cooling effect. The gas leaves the supply channels 20 at high speed (approx. 1 Mach) and cools as a result of its expansion the entire mouthpiece. The heating oxygen flows over at the outlet end of the expansion space 14 the annular channel 4 into the annular chamber 5, from which it arrives evenly distributed in the heating gas channels 6. By the described deflection of the heating oxygen and the described arrangement of the heating gas ducts 6 reach the two gases in a corresponding swirl flow to the outlet of the mouthpiece, wherein a very good mix is achieved. The mentioned cooling effect is so great that even after several Hours of operation with ignited oxygen flame, the temperature of the mouthpiece still remains is in the range of room temperature. When cutting, its temperature was due to the added The cooling effect of the cutting oxygen was even lower and was around 15 ° C.

Zum autogenen Schneiden muß Stahl zunächst örtlich bis auf etwa 1100°C aufgewärmt werden, woraufhin Schneidsauerstoff zugeführt und das Schneiden begonnen werden kann. Bei den bisher üblichen Brennern wird für das Vorwärmen verhältnismäßig viel Zeit benötigt. Ein mit dem beschriebenen Mundstück versehener Schneidbrenner erfordert dank der auf die Schncidstcllc konzentrieren Heizsauerstoffflamme nur eine wesentlich kürzere Vorwärm/eit, wobei die gewundene Ausbildung der Heizgaskanäle 6 zugleich zu einer sehr stabilen Vorwärmflamme führt. Beste Ergebnisse wurden bei einem Drallwinkel der Brenngaskanäle 6 von etwa 6 bis 7° und bei einem Spitzenwinkel des von den Heizgaskanälen 6 eingeschlossenen Konus von etwa 2 bis 10° erzielt.For oxy-fuel cutting, steel must first be warmed up locally to around 1100 ° C, whereupon Cutting oxygen supplied and cutting can be started. With the previously common burners a relatively long time is required for preheating. One with the mouthpiece described equipped cutting torch only requires heating oxygen flame thanks to the focus on the cutting process a much shorter preheating / time, with the winding formation of the heating gas ducts 6 at the same time leads to a very stable preheating flame. The best results were achieved with a twist angle of the fuel gas ducts 6 of about 6 to 7 ° and at an apex angle of that enclosed by the heating gas channels 6 A cone of about 2 to 10 ° achieved.

Eine weitere Voraussetzung für ein gleichförmiges und regelmäßiges Brennen der Vorwärmflamme ist ein für den jeweiligen Schneidvorgang geeignetes Mischungsverhältnis zwischen Heizsauerstoff und Heizgas (Azetylen), welches bei Verwendung von Azetylen etwa 1,3 betragen muß. Die axiale Länge L der außen mit den Heizgaskanälen 6 verbundenen Ringkammer 5 bestimmt in hohem Maße das Mischungsverhältnis und den Genauigkeitsgrad von dessen Einhaltung, was beides für die Gleichmäßigkeit der Vorwärmflamme von großer Bedeutung ist. Insbesondere kommt es darauf an, daß die Heizsauerstoffmenge für jeden Heizgaskanal gleich groß bemessen ist.Another prerequisite for uniform and regular burning of the preheating flame is a mixing ratio between heating oxygen and heating gas (acetylene) suitable for the respective cutting process, which must be around 1.3 when using acetylene. The axial length L of the annular chamber 5 connected externally to the heating gas channels 6 determines to a large extent the mixing ratio and the degree of accuracy of compliance, both of which are of great importance for the uniformity of the preheating flame. In particular, it is important that the amount of heating oxygen is dimensioned to be the same for each heating gas duct.

Andere Voraussetzungen zur Erzielung des gewünschten Mischungsverhältnisses bestehen darin, daß die gesamte Querschnittsfläche der Zuführungskanäle 20 für den Heizsauerstoff in einem bestimmten Verhältnis zu demjenigen Austrittsquerschnitt steht, durch den der Heizsauerstoff dem Heizgas zuströmt, und darin, daß die gesamte Düsenquerschnittsfläche in einem bestimmten Verhältnis zum gesamten Austrittsquerschnitt des Heizsauerstoffes steht. Dieser Austrittsquerschnitt ist von großer Bedeutung für die Ausström- geschwindigkeit, die nicht so hoch liegen soll, daß die Flamme in allzu großem Abstand vom Mundstück brennt, aber doch so groß, daß die Flamme nicht etwa schon innerhalb der Schlitze 8 brennen kann. Die Länge der gemeinsamen Ausströmstrecke der Gase in den Heizgaskanälen 6 ist auch für die Stabilität, d. h. das Zusammenhaltevermögen, der Flamme von Bedeutung. Wenn diese Ausströmstrecke kurz und die Breite der Heizgaskanäle 6 klein ist, wird das in einem im Betrieb befindlichen Brenner befindliche Mischgasvolumen stets so klein (etwa 1 bis 2 mm³) sein, daß jede Explosionsgefahr ausgeschlossen ist.Other prerequisites for achieving the desired mixing ratio are that the entire cross-sectional area of the supply channels 20 for the heating oxygen is in a certain ratio to that outlet cross-section through which the heating oxygen flows to the heating gas, and that the entire nozzle cross-sectional area is in a certain ratio to the total The outlet cross-section of the heating oxygen is available. This exit cross-section is of great importance for the outflow speed, which should not be so high that the flame burns too far from the mouthpiece, but so large that the flame cannot burn within the slots 8. The length of the common outflow path of the gases in the heating gas ducts 6 is also important for the stability, ie the cohesiveness, of the flame. If this outflow path is short and the width of the heating gas ducts 6 is small, the mixed gas volume in a burner in operation will always be so small (about 1 to 2 mm ³ ) that any risk of explosion is excluded.

Bei durchgeführten Versuchen mit einem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Mundstück ergaben sich Leistungen gemäß der nachstehenden Tabelle, in der I Vergleichsergebnisse mit einem Brenner mil herkömmlichem Mundstück und 11 Versuchsergebnisse mit einem beschriebenen Brenner wiedergeben. Die Versuche wurden an einem unlegierten Stahl vor 200 mm Stärke durchgeführt.Tests carried out with a mouthpiece designed in the manner described resulted performances according to the table below, in which I comparative results with a burner mil conventional mouthpiece and 11 test results with a burner described. the Tests were carried out on an unalloyed steel before a thickness of 200 mm.

IlIl

39,639.6

10,210.2

162162 173173 26 50026 500 22 40022 400 16001600 18001800 15501550 13501350

InbetriebsetzungszeitCommissioning time

(Sekunden)
Schneidgeschwindigkeit(Seconds)
Cutting speed

(mm/min)(mm / min)

Menge Schneid-O₂ (l/h)Amount of cutting O ₂ (l / h)

Menge Heiz-O₂ (l/h)Quantity of heating O ₂ (l / h)

Menge H₂C₂ (l/h)
60 Amount of H ₂ C ₂ (l / h)
60

Wie aus der Tabelle hervorgeht, verringert sich bcAs can be seen from the table, bc decreases

einem Brenner mit einem beschriebenen Mundstück di< Inbetriebsetzungszeit sehr wesentlich, während di Schneidgeschwindigkeit etwas erhöht werden kann. Di Schnittflächen sind in beiden Fällen gleichwertig.a burner with a described mouthpiece di <commissioning time is very important, while di Cutting speed can be increased somewhat. The cut surfaces are equivalent in both cases.

Das beschriebene Mundstück hat sich überdies alThe mouthpiece described has also al

sehr unempfindlich gegenüber Wärmebeanspruchunge und völlig explosionssicher erwiesen. Versuche mit dervery insensitive to thermal stresses and proven to be completely explosion-proof. Try the

in F i g. 1 dargestellten Mundstück ergaben, daß keinerlei Explosion oder Rückschlag eintrat, wenn der Auslaß des Mundstückes während des Betriebes — beispielsweise mit einem Holzstück — verstopft wurde. Bei einem solchen, etwa über eine Stunde durchgeführten Versuch schmolz lediglich der austrittsseitige Teil des Mundstückes bis ungefähr 5 mm vor der Ringkammer 5 ab. Daraufhin vermochte die Flamme das Mundstück aufgrund der Kühlwirkung der Schneid- und Heizsauerstoffgase nicht weiter abzuschmelzen. Schon unmittelbar nach Beendigung des Versuches konnten die Mundstückteile von Hand berührt und ohne Werkzeuge auseinandergenommen werden. Bei entsprechenden Versuchen mit einem herkömmlichen Schneidbrenner hat sich gezeigt, daß bei Verstopfung der Auslaßöffnung des Mundstückes ein Rückschlag eintrat, nach dem die Flamme gelöscht und das Mundstück abgekühlt werden mußte, bevor der Brenner wieder gezündet werden konnte. Es war unmöglich. dieses herkömmliche Mundstück auch nur für eine kürzere Zeitdauer verstopft zu lassen. Schon nach wenigen derartigen Versuchen war das herkömmliche Mundstück aufgrund von Einbränden unbrauchbar geworden.in Fig. 1 shown mouthpiece showed that no explosion or recoil occurred when the The outlet of the mouthpiece during operation - for example with a piece of wood - was clogged. In such an experiment, which was carried out for about an hour, only the part on the outlet side melted of the mouthpiece to about 5 mm in front of the annular chamber 5. Then the flame could do it Do not melt the mouthpiece any further due to the cooling effect of the cutting and heating oxygen gases. Nice Immediately after the end of the experiment, the mouthpiece parts could be touched by hand and without Tools are taken apart. With appropriate tests with a conventional one Cutting torch has been shown that if the outlet opening of the mouthpiece is blocked, a kickback occurs occurred, after which the flame had to be extinguished and the mouthpiece had to be cooled before the burner could be re-ignited. It was impossible. this conventional mouthpiece only for one to keep clogged for a shorter period of time. After just a few attempts like this, it was the conventional one Mouthpiece has become unusable due to burn-in.

Gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Längen der Heizgaskanäle 6 oder deren Neigung bzw. Verwindung sowie deren Anzahl auch' geändert werden. Es ist auch möglich, die Querschnittsfläche der Heizgaskanäle 6 austrittsseitig der Ringkammer 5 wieder zunehmen zu lassen oder das Mundstück mit zwei oder mehr innerhalb des Ringkanals für den Heizsauerstoff befindlichen Schneidgaskanälen zu versehen, deren gegenseitige Lage unterschiedlich gewählt werden kann. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen können schließlich auch mit einfachen Mitteln an übliche Hobel- und Meißelbrenner angepaßt werden.Compared to the illustrated embodiments, the lengths of the heating gas ducts 6 or their Inclination or twisting as well as their number can also be changed. It is also possible to change the cross-sectional area of the heating gas channels 6 on the outlet side of the annular chamber 5 to increase again or the mouthpiece to be provided with two or more cutting gas channels located within the ring channel for the heating oxygen, whose mutual position can be chosen differently. The illustrated and described Finally, embodiments can also be attached to conventional planer and chisel torches using simple means be adjusted.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Burner mouthpiece of a burner for burning or cutting metals with a axial cutting gas tube penetrating cutting gas channel and concentrically surrounding it with the same Feed channels for heating oxygen and heating gas, each from an annular space on the inlet side over narrower flow cross-sections for the heating gas through several outer, Connecting parts formed at an angle to the mouthpiece axis and formed concentrically into a between them open common radial annular chamber, in front of the in the area of The outlet of the heating gas channels is the same as this one and one opposite the one Overall cross-section of the connecting parts opening into them having a narrower overall cross-section Lead outlet channels to corresponding outlet openings for the preheating flame, thereby characterized in that between the supply channels (20) for heating oxygen and the Annular chamber (5) in a manner known per se an annular channel (4) surrounding the cutting gas pipe (1) it is provided that the annular chamber (5) on the inside by a conical surface widened towards the outlet end (21) an outer annular shoulder of the cutting gas tube (1) is limited and the outlet channels formed by the heating gas duct (6 or 25) which continues in a straight line beyond the annular chamber (5) are.

2. mouthpiece according to claim 1, characterized in that that the annular channel (4) has longitudinal grooves distributed along its outer circumference inner sleeve (3) is surrounded and the longitudinal grooves together with a surrounding them outer sleeve (7) form the inclined heating gas channels (6), and that the annular chamber (5) from one to the Annular channel (4) to the outside adjoining inner ring groove of the inner sleeve (3) consists (Fig. 1).

3. Mouthpiece according to claim 1, characterized in that the annular channel (4) between the Cutting gas tube (1) and a sleeve-shaped body (23) surrounding it is formed and the Body (23) for forming the heating gas ducts (25) has a number of bores which are connected to the annular chamber (5) related (Fig. 7).

4. Mouthpiece according to claim 2 or 3, characterized in that the outlet end of the outer Sleeve (7) or the sleeve-shaped body (23) between the heating gas ducts (6 and 25) and the outer circumferential surface has a number of radial slots (8) (Fig. 1 to 3, 7 and 8).

5. Mouthpiece according to one of claims 2 to 4, characterized in that its Austrittser.de as Spherical zone is formed, each of the gas channels forming parts of the mouthpiece a section the spherical zone forms (Fig. 10).

6. mouthpiece according to claim 2, characterized in that the cutting gas tube (1) and the inner Sleeve (3) protrudes slightly outwardly beyond the outer sleeve (7) at the outlet end of the mouthpiece.

7. Mouthpiece according to claim 2, characterized in that the inlet-side end region of the inner sleeve (3) constricted on the outside approximately to the bottom of the grooves forming the heating gas ducts (6) is (Figs. 1 and 4).

8. mouthpiece according to claim 3, characterized in that the cross-sectional area of the heating gas channels (6) decreases towards the outlet (Fig. 1).