DE2818567C2 - Einrichtung zur Erzeugung eines Gasstromes von hoher Geschwindigkeit zur Behandlung von Straßen- oder Bodenflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Gasstromes von hoher Geschwindigkeit zur Behandlung von Straßen- oder Bodenflächen durch heißes Gas mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches i.

Hs ist häufig erwünscht, eine Oberfläche durch einen Heißgasstrom aufzuheizen, um auf dieser Oberfläche eine bestimmte Bearbeitung durchzuführen. So wird beispielsweise ein Heißgasstrom auf eine Straßenoberflächc aufgestrahlt, um von der Straßenoberfliiclie ,polierte« Stellen, Glätieglusur und dgl. zu entfernen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß man die Str.iLtenoberfliiche einfach mit nach unten gerichteten Flammen auf ähnliche Weise erhitzt, wie sie beim Aufbringen von Asphaltdecken üblich ist. Im allgemeinen ist das jedoch nicht zufriedenstellend, weil dabei entweder der Asphall oder Teer an der Oberfläche verbleibt und auf diese Weise den Glasureffekt noch erhöht, oder der Straßensplit gelöst wird, weil darunter der Asphalt oder Teer aufgeschmolzen wird.

Es ist auch bereits die Verwendung eines Flamrnenrückschlagerhitzers vorgeschlagen worden, der gegen die Straßenoberfläche einen Strahl von Verbrennungsgasen mit hoher Geschwindigkeit richtet. Dies hat beträchtliche Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Verfahren, da der geschmolzene Teer von der Straßenoberfläche weggeblasen wird und man bei dieser Arbeitsweise tatsächlich sieht, ob Split und Steine von der Asphaltdecke abgetragen werden oder nicht. Jedoch ist die mit diesem Vorschlag verbundene Arbeit insbesondere dann außerordentlich aufwendig und mühselig, wenn ein größerer Straßenbereich bearbeitet werden muß.

Bei einer bekannten Einrichtung zur Erzeugung eines flachen Heißgasstrahles, die die konstruktiven Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufweist, wird die Brennkammer durch einen Tunnel gebildet, der von Wänden aus hitzebeständigem Werkstoff umgrenzt ist. Dieser Tunnel hat eine bestimmte Längserstreckung nur in Strömungsrichtung der Gase, während er quer dazu verhältnismäßig schmal ist. Er bildet damit im wesentlichen nur eine Fortsetzung der Eintrittsöffnungen für das Brenngemisch, die in einem an der Rückseite der Einrichtung befestigbaren Einsatz ausgebildet sind. Das Brenngemisch wird schon vor dem Eintritt in den Tunnel durch eine Zündkerze gezündet und dann in den Tunnel eingeblasen, den es wegen der praktisch unveränderlichen Querschnittsab messungen des Tunnels in Strömungsrichtung ohne merkliche Veränderungen bezüglich Strömungsge schwindigkeit oder Druck durchsetzt. Der Heißgas strahl tritt dann durch eine dem Strömungsquerschnitt des Tunnels entsprechende Schlitzöffnung aus (US-F¹S 32 12 557).

Die bekannte Einrichtung wird vorzugsweise zur Flammhärtung von Werkstoffen eingesetzt. Für die Behandlung von Straßen- oder Bodenflächen ist sie nicht geeignet, weil der erwähnte Tunnel für die bereits vorher gezündeten Gase im wesentlichen nur als Flammführung dient, die den Brenngasen die Strömungsform eines flachen Strahles vermittelt. Ohne eine sehr beträchtliche Diuekbeaufschlagung, die jedoch nicht vorgesehen ist, reicht jedoch die bei dieser bekannten Einrichtung erz.cugtc Gasgeschwindigkeit nicht aus, um z. B. Festbestandteile auf Straßen- oder Bodenflächen abzubrennen und wegzublasen.

Es ist weiterhin bereits eine Einrichtung zum Saubern von Stein- oder Stahlplatten mittels eines Heißgasstrahles bekannt, die eine Druckkammer mit einer in einer geraden Linie angeordneten Anzahl von Auslaßöffnungen für das Heißgas aufweist (US-PS 32 51 394). Die Druckkammer ist hohlzylindrisch, wobei die Auslaßöffnungen in einer achsparallelen Linie in der Zylinderwandung vorgesehen sind, und das Brennstoff'Luftgemisch wird von den durch Deckel verschlossenen beiden Stirnseiten in die Druckkammer cuyeblasen. lis hat sich jedoch gezeigt, daß sich nur in ikr Lanysmitte der hohl/.ylindnschcn Druckkammer eine i-lamme ausbildet, wenn das Gemisch mit dem ·.; v·. finschten '"'hui Druck von den Stirnseiten her -j:n ...-Mihrt v, ^: Wi.'n

erreicht werden soll, daß die Flammgase aus den Auslaßöffnungen mit annähernd gleichförmiger Geschwindigkeit austreten, ist es notwendig, den Druck des Brennstoff/Luftgemisches erheblich zu verringern. Dadurch wird jedoch wiederum die Austrittsgeschwindigkeit der Flammgase aus den Auslaßöffnungen so weit herabgesetzt, daß der angestrebte Effekt nicht erreicht wird. Auch ist eine Kühlung der Brennkammerwandung mittels eines wasserbeaufschlagten Kühlrohres unumgänglich, um eine Verwerfung und eine daraus resultierende Beeinträchtigung der Arbeitsweise der Brennkammer zu verhindern. Insgesamt is», daher diese bekannte Einrichtung für den allgemeinen Straßenbetrieb unpraktikabel und aufwendig.

Schließlich ist auch eine Einrichtung zur Erzeugung eines sehr heißen Hochgeschwindigkeits-Gasstrahles bekannt, bei der die eigentliche Brennkammer durch ein Gehäuse mit einer daran anschließenden, durch hitzebeständiges Material ausgekleideten Verlängerung gebildet wird (DE-OS 22 26 939). Die Wände des Gehäuses sind gasdurchlässig, d. h. entweder perforiert oder porös, so daß von der Rückseite her in eine Vorkammer einströmendes Brenngemisch durch eine große Vielzahl kleiner Öffnungen in die Brennkammer eintreten kann. Hierdurch erfolgt eine beträchtliche Drosselung des Druckes, mit dem das Gasgemisch in die Vorkammer engeleitet wird. Infoige dieser Drosselung muß der Druck, der zur Erzeugung der Strahlgeschwindigkeit benötigt wird, in der Brennkammer durch die Verbrennung aufgebaut und die sich einstellende Strömungsgeschwindigkeit durch den sich verringernden Strömungsquerschnitt des Düsenkanals bis hin zur Düsenmündung erhöht weiden. Daraus folgt, daß auch die mit dieser Einrichtung erzeugte Strömungsgeschwindigkeit des Gasstrahles zwar für den Verwendungszweck ausreicht, für den die Einrichtung bestimmt ist (Zerblasen von Glasfaden zu Glaswolle), jedoch nicht für die Behandlung von Straßen- oder Bodenflächen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zur Erzeugung eines breiten und flachen Gasstrahles von hoher Temperatur und hoher Strömungsgeschwindigkeit zu schaffen, die einfach, leicht zu handhaben und betriebssicher ist und dadurch die Verwendung bei der Bearbeitung von Straßen- oder Bodenflächen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die vorgeschlagene Gestaltung der Brennkammer in Form einer flachen Tasche wird das von mehreren, vorzugsweise in horizontaler Richtung voneinander beabstandeten Einlaßöffnungen her zugeführte Brenngemisch sehr schnell flächig verteilt, so daß einerseits eine große Oberfläche des brennenden Gemisches entsteht und andererseits praktisch der volle Innenraum der Brennkammer zur Verbrennung ausgenützt wird.

Infolge der geschilderten Ausbildung der Brennkammer ist gewährleistet, daß die Strahlgeschwindigkeit hoch und auch an den Enden der Reihe der Austrittsöffnungen zumindest annähernd die gleiche wie im mittleren Bereich ist. Außerdem bedarf die Brennkammer keines gesonderten Kühlsystems, da evtl. auftretende Wärmedehnungen sich nicht in einer Störung der Funktionsfähigkeit auswirken können. Falls eine Kühlung erwünscht ist. kann diese gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung durch Kühlrippen auf der Außenfläche der Brennkammer bewirkt werden.

Die erfindungsgemäße Brennkammer wird derart betrieben, daß die durch die Austrittsöffnungen austretenden Gasstrahlen nahezu Schallgeschwindigkeitannehmen.

-, Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Brennkammer Seitenwände auf, die zueinander in Richtung auf die Auslaßöffnungen konvergieren. Weiterhin sind nach einer vorteilhaften Ausgestaltung mehrere Einlaßöffnungen mit irr. wesentlichen gleichen ίο Abständen voneinander an der Oberseite der Brennkammer vorgesehen, die Umlenk- und Verteilelemente in Form von zylindrischen Kappen aufweisen und eine Anzahl von Ausströmöffnungen für das in die Brennkammer einzuleitende Gas enthalten. Die Ausi) Strömöffnungen sind radial gerichtet, und es können besondere Zündöffnungen vorgesehen sein, die Brennluft und Brennstoff in Richtung auf eine oder mehrere Zündkerzen richten, wenn die Einrichtung in Betrieb gesetzt wird.

JH Vorzugsweise sind die Auslaßöffnungen in einer Bodenleiste ausgebildet, die sich längs der Auslaßseite der Brennkammer erstreckt und eine als zum Auslaß konvergierender Kanal ausgebildete Innenseite aufweist, von der die Auslaßöffnungen ausgehen.
j> Bei einer bestimmten Ausführung hat der erwähnte Kanal einen Scheitelwinkel von 150°, in einer anderen Ausführung weist er halbkreisförmigen Querschnitt auf. Um das Gas nach einer Seite hin auszustrahlen und auf diese Weise die Gefahr für die Bedienungsperson zu in verringern, kann es von Vorteil sein, die Auslaßöffnungen nach einer Seite hin unter einem Winkel von 15 bis 30° gegenüber der Hauptströmungsebene in der Brennkammer geneigt auszubilden.

Die Einrichtung kann auf einem geeigneten Fahrzeug <·. oder Fahrwerk montiert werden, um längs einer Straße bewegt zu werden. Die Abmessungen der Brennkammer betragen bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ungefähr 50 cm Breite und 15 cm Höhe.

Die Einrichtung nach vorliegender Erfindung ist in insbesondere zur Entfernung polierter Stellen und von Glasur der Straßenoberfläche sowie zur Ausführung ähnlicher Bearbeitungen geeignet. Sie hat sich auch als äußerst zweckmäßig zum Abtrocknen einer Straßenoberfläche unmittelbar vor dem Aufbringen einer -π Straßenmarkierung, z. B. einer Weiß- oder Gelbmarkierung, erwiesen. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Einrichtung als vorbereitende Bearbeitung vor dem Markieren der Straßenoberfläche selbst bei Regen herangezogen werden.

in Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigt

V) F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer erfindungsgemäßen Einrichtung, und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-Il in Fig. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Einrichtung mi umfaßt einen Oberteil 10, der vier auf einer Linie in gleichen Abständen voneinander liegende Gewindelöcher 11 enthält. Die Gewindelöcher 11 sind jeweils an ihrem unteren Ende durch angeschweißte Kappen 12 bedenkt, von denen jede eine axial gerichtete Öffnung η 13A und zwei unter einem Winkel dazu angeordnete Öffnungen 13S besitzt. Die beiden inneren Kappen 12 haben darüber hinaus eine Radialbohrung 13C die zur Mitte des Oberteils 10 gerichtet ist. Die Öffnungen 134

und 13öergeben einen Streueffekt.

Zwischen den beiden inneren Gewindebohrungen 11 ist ein mittig gelegenes Loch 14 vorgesehen, das ebenfalls ein Gewinde aufweist und am oberen Ende angesenkt ist, so daß darin eine herkömmliche ' Zündkerze eingesetzt werden kann.

Mit dem Oberteil 10 sind durch Schweißung zwei stirnseitige Platten 20 und zwei geneigte, zueinander konvergierende Wandplatten 21 verbunden, wie sich insbesondere aus Fig.2 ergibt. Die Platten 20 und 21 '" sind an ihren unteren Rändern mit einer Auslaßleiste 23 verschweißt. Daraus folgt, daß die als Verteilerköpfe wirkenden Streukappen 12 alle innerhalb einer so geformten Brennkammer angeordnet sind.

Die Auslaßleiste 23 besitzt eine gerundete Unterseite ^: ' von irn wesentlicher! halbzylindrischcn Konfiguration sowie eine halbzylindrische Nut 24 in ihrer Oberseite. In diese Auslaßleiste 23 sind zweiunddreißig Auslaßöffnungen 25 ausgehend ungefähr vom Zentrum der halbzylindrischen Oberseite eingebohrt. Sie liegen unter -'" einem Winkel von etwa 30° zur Vertikalen geneigt.

Beim Einsatz der vorstehend beschriebenen Einrichtung werden die als Einlaß dienenden Gewindebohrungen 11 über Rohranschlüsse 16 und weitere, nicht gezeigte Anschlußleitungen mit einer Brenngasquelle, -~> z. B. für Propan oder Butan, sowie mit einer Druckluftquelle verbunden. Das so verfügbare Brenngasgemisch wird in das Brennkammergehäuse geleitet und tritt aus den öffnungen 13Cin den beiden mittleren Sprühkappen aus. Das Brenngasgemisch strömt damit w über die Zündkerze, wodurch es gezündet wird. Die durch die darauffolgende Verbrennung erzeugten sich ausdehnenden Gase werden mit sehr hoher Geschwindigkeit daraufhin aus den Auslaßöffnungen 25 ausgestrahlt. Die Gasstrahlen liegen unter einem Winkel zur ^!> Vertikalen, so daß sie von der Bedienungsperson weggerichtet sind.

Die Abmessungen der als Einlaß dienenden Gewindebohrungen 11 und der Ausiaßöffnungen 25 sind so gewählt, daß der Gesamtquerschnitt für den Auslaß der ⁴" Verbrennungsgase aus der Brennkammer angenähert dem Doppelten des Gesamtquerschnitis für den Einlaß von Brennluft und Brennstoff durch die vier Einlaßöffnungen entspricht. Dies trägt dazu bei, zu gewährleisten, daß kein Flammenrückschlag längs der Zuführleitungen erfolgt. Bei Bedarf können jedoch auch Rückschlagventile vorgesehen sein, um einen Flammenrückschlag zu verhindern.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung besonders geeignet zur Anwendung bei der Bearbeitung von Straßen und dgl. ist. Der Heißgasstrom, der mit nahezu Schallgeschwindigkeit austritt, verursacht ein Anschmelzen des Teers auf der Straßenoberfläche und bläst den Teer von der Kontaktstelle weg. Das stellt sicher, daß die Straße nicht anschließend poliert oder glasicn erscheint. Die Bedienungsperson kann bei der Längsbewegung der Einrichtung die vollzogene Arbeit überwachen und die Einrichtung ausreichend schnell vorwärtsbewegen, um zu gewährleisten, daß der Teer oder Asphalt nicht von der Unterseite des Splits entfernt wird, d.h. es kann sichergestellt werden, daß der Split nicht gelockert wird. Die feinfühlige Überwachung der Gasströmung erlaubt es der Bedienungsperson, sogar sehr nahe neben Wcißmarkicrungcn der Straße zu arbeiten, ohne diese zu beschädigen, und es ist sogar möglich, unmittelbar neben Katzenaugen-Markierungen und dgl. ohne die Gefahr einer Beschädigung zu operieren.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch für andere Anwendungsfälle in Erwägung gezogen werden, z. B. zur Entfernung der Weiß- oder Gelbmarkierungen von der Straße und zum Abtragen von Teer, Gummi usw. von der Decke von Landebahnen. Außerdem läßt sich die Einrichtung zum Trocknen der Straße vor dem Aufbringen von Weiß- oder Gelbmarkierungen einsetzen.

Um eine Kühlung der Brennkammer zu bewirken, ist eine Anzahl von zueinander parallelen Kühlrippen 30 auf die Außenfläche der seitlichen Wandplatten 21 geschweißt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Gasstromes von hoher Geschwindigkeit zur Behandlung von Straßen- oder Bodenflächen durch heißes Gas, mit einer breiten Brennkammer, die eine Mehrzahl von im gegenseitigen Abstand angeordneten Einlaßöffnungen für die Zufuhr eines brennbaren Gemisches zur Brennkammer aufweist, mit einer Zündeinrichtung und mit einem Auslaß zur Freigabe der Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer durch eine bezogen auf die Betriebsstellung horizontal und vertikal langgestreckte flache geschlossene Kammer gebildet ist, die an ihrer Unterseite eine Vielzahl längs einer geraden Linie angeordneter Auslaßöffnungen (25) aufweist, und daß die Einlaßöffnungen (11) Umlenk- und Verteilelemente (12) zur Verteilung des zuströmenden Gases innerhalb der Brennkammer aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer Seitenwände (21) aufweist, die zueinander in Richtung auf die Auslaßöffnungen (25) konvergieren.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ^; zeichnet, daß die Brennkammer vier Einlaßöffnungen (11) mit im wesentlichen gleichen Abständen voneinander aufweist und daß die Umlenk- und Verteilelemente (12) durch zylindrische Kappen gebildet sind, die von den Einlaßöffnungen (11) her mit Brennluft und Brennstoff beaufschlagt sind und eine Anzahl von Ausströmöffnungen (13A, 13ß, 13C^ für das in die Brennkammer einzuleitende Gas aufweisen.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden ^; Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (25) in einer Bodenleiste (23) ausgebildet sind, die sich längs der Auslaßseite der Brennkammer erstreckt und eine gerundete Außenseite sowie eine als zum Auslaß konvergierender Kanal (24) ' ausgebildete Innenseite aufweist, von der die Auslaßöffnungen (25) ausgehen.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (25) nach einer Seite hin unter einem ' Winkel von 15 bis 30° gegenüber der Hauptströ mungsebene in der Brennkammer geneigt sind.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche der Brennkammer Kühlrippen (30) ' vorgesehen sind.