DE3232439A1

DE3232439A1 - Brenner

Info

Publication number: DE3232439A1
Application number: DE19823232439
Authority: DE
Inventors: Carroll Davis 08540 Princeton N.J. Spainhour
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1983-03-24
Also published as: IT1190991B; US4401267A; JPS5855606A; NL191285C; CA1187393A; JPS6255052B2; GB2106631B; FR2512520B1; GB2106631A; NL8203484A; FR2512520A1; IT8223154A0; NL191285B; DE3232439C2

Description

3232/39

Brenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Erhitzung von Waren.

Lichtleiter-Vorformen werden nach dem bekannten VerJahren der Niederschlagung von modifizierton chemisehen »impfen hergestellt (US-A-4 217 027). Die Herstel-

• lung von I ichtleiter-Vorf orinen geht von einem chemisch gereinigten Rohr aus erschmolzenem Quarz aus, welches in einer Drehbank zur Bearbeitung von Glas rotiert, fiin Brenner mit Oterflächenmischung von Sauerstoff und Wasserstoff bewegt sich wiederholt entlang dem Rohr in einer Richtung, was zu einer wandernden heißen Zone von ungefähr 1400 bis 1800⁰C rührt. Chemische Dämpfe werden in das sich drehende Rohr geleitet, während der Brenner entlangfährt, was zur Niederschlagung von gleichförmigen Kernschichten von erschmolzenem, dotiertem Quarz auf der Innenseite des Rohres i'ülirt.

Auf diese Weise worden Vielt' ac lisch ich ten niedergeschlagen ,. um das gewünschte Massen verhältnis von Rohr zu Korn und ein gewünschtes Brechungsindex-Profil zu.

erzeugen. Es werden 50 bis 100 Gänge mit dem Brenner ausgeführt, und der Betrag des Dotierungsmittels bei jedem Gang kann variiert werden, wobei der Brechungsindex in jeder aufeinanderfolgenden Schicht zunimmt, wenn die herzustellende Vorform einen zunehmenden Brechungsindex aufweisen soll, oder der Dotierungspegel wird in jeder Schicht konstant gehalten, worin eine Sehr i t ti ndoxvor form herzest öl ■ t worden soll. iJas I<ohr mit cU-n darin n.i edorr.e ■ sch I agi-uc:! Schichten wird '!arm iu uiiu-in festen Stab kollabieren ge^:as.sen, indem die Temperatur der hciif-.-n Zone au!" ungefähr i000°C gesteigert wild, ν?ουπ der Br'-nn·\-r i π mehreren f'in-cu entlang dom RnUv r, t» Γϋ hr ι wird.

i'ine Art von Η-.· cm. u er in -.1"Vi !u.·:,·: li. ^: ·. · J^t. η ί · r ι

Her.stel Iu i'j.s verfahren für das Ni edorsc n.l agc -η u.^i dos Ko) ■· labiei'Mi ■ .ruf.ιf.U eine Mehrzaiil von dünneu Ro1i''.mi, deicn

eine finden in einer gekrümmten Reihe liegen und deren andere Enden mit einer Gaszufuhr verbunden sind, wie in US-A-4 231 777 gezeigt. Der Sauerstoff tritt durch die Rohrenden aus, wänrend der Wasserstoff durch di<; Spalte zwi-5· sehen den Rohren strömt. Dieser Brenner ist als sehr gut bei der Herstellung von Lichtleiter-Vorformen befunden worden. Der Brenner ist jedoch teuer in der Herstellung und schwer zu reparieren. Ferner ist es .schwierig, die Geschwindigkeit der au;; dem Brenner austretenden Gase zu steuern, und zwar wegen der Variationen der Durchmesser der Rohre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen relativ kostengünstigen Brenner zu schaffen, der zur Reparatur und Wartung leicht auseinandergenommen und zusammengesetzt werden kann. Ferner soll der Brenner für gleichförmige Gasgeschwindigkeiten sorgen.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Der Brenner weist eine Platte auf,-die zwischen einem ersten und zweiten äußeren Glied gefangen ist, welche jeweils einen Hohlraum aufweisen, der sich zur Platte hin öffnet. Die Platte hat mindestens eine Nut auf jeder hauptsächlichen Oberfläche, die sich von einer Kante bis zu den jeweiligen Hohlräumen in den äußeren Gliedern erstreckt. Die in die Hohlraum·? geführten Gase treten durch die jeweiligen Nuten aus.

Ein so ausgebildeter Brenner ist weniger kostenaufwendig herzustellen als die zu diesem Zweck bekannten Brenner. Ein weiterer Vorteil liegt car in, daß der vorliegende Brenner leicht und schnell repaiiert werden kann. Zusätzlich können di3 Nuten in der Platt? mit -ngen Toleranzen gefräst werdet, was zu einer gleichförmigen Gasgeschwindigkeit, in die .en Nuten führt.

Ein Aus "ührungsbeispiel mit Varia ten v.ird iinlKiiul der Zeichnung beschrieben. Dabei :ei^t: ■'■' J^;ii;- 1 ei nc ,'in:. · i π !iMlerfM'/di'.i'iU" Da?" iMlii 1; d«:-i iijn-

z e 11 e i. Ic- d < *.; B r ο η ii e r s ,

Fig. L den montierten Brenner in se η er Wirkstellung zur Erhitzung eines Glasrohr.¹·,

32j.

-δ-Fig. 3 einen Schnitt durch den Brenner und

Fig. 4 bis 6 alternative AusDildungen der Nuten in der ebenen Platte des Brenners.

Der vorliegende Bienner wird mit Bezug auf seine Anwendung zur Erhitzung ion Glasrohren beschrieben, wenn Material auf der Innensei ie dieses Glasrohres niedergeschlagen wird, und zur Erzeugung von erhöhten Temperaturen, um derartige Rohre kollabieren zu lassen. Diese Anwendung ist nur beispielsweise; der Brenner kann überall IQ dort vorteilhaft angewendet werden, wenn Waren mit unterschiedlichen Geometrien erhitzt werden müssen.

Der Brenner 10 weist zwei im wesentlichen gleiche äußere deckeiförmige Glieder 12 bzw. 14 und eine Düsenplatte 16 auf, die jeweils zueinander fluchtende, bogenförmige Oberflächen besitzen. Die äußeren deckelförmigen Glieder 12 und 14 weisen jeweils eine U-förmige Aussparung 18 auf, in welche jeweils eine Zuführleitung 22 einmündet. Ferner besitzen die deckel form igen Glieder \l und 14 jeweils einen bogenförmigen Kanal 24, in welche ©An Kühlrohr 26 eingepreßt ist. Eine Mehrzahl von Bohrungen 28 für hilldurchzusteckende Schrauben ist in dcMi .deckel föriiilgen Gliedern 12, 14 vorgesehen.

Die Düsenplatte 16 weist eine erste Schar von radial angeordneten Nuten 32 auf, die in der ersten Flä-. chenseite 34 eingearbeitet sind, wobei eine einzelne Nut am besten in Fig. 3 dargestellt ist. Eine zweite Schar von radial angeordneten Nuten 36 ist in der zweiten Flächenseite 38 vorgesehen. Die Düsenplatte 16 besitzt ebenfalls eine Mehrzahl von Bohrungen 42 fluchtend zu den Bohrungen 28.

Fig. 2 stellt ein;· isometrische Ansicht des Brenners IO dir. Die Hk.mio Düs"npl .'it Xo 16 ist zwischen den äußeren deckel form ι gv.n Gliedern 12 und 1Ί ΐ',Η nnp.c-n , und die Bauteile werden durch eine Anzahl von Durch;.·. L eckschrauben H misamnieiigeha) ton , die durch d i ο^j Bohrungen 2>'. und 4 2 h i.. ι el *! r ·. h r e ι c i ι c. η .

Fig. 3 stellt einen Querschnitt entlauft üer Linie 3-3 in Fig. 2 dar. Wie ersichtlich, trennt die eb'?-

323243?

nc Diisiuipl η t to H) die hoi dm hogonf on« iy.o.ix Aus: parunj'.en 18 voneinander. Ui.ο Nuten 32, 36 sind genügend lang, um von der gebogenen Innenoberflache 46 des Brenners bis zu den Aussparungen 18 der Glieder 12 bzw. 14 zu reichen. ■ Die Nuten 32 und 36 können gewissermaßen ineinandergreifend angeordnet sein, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt; es sind jedoch auch andere Anordnungen möglich, beispielsweise zueinander fluchtend (Fig. 5) oder gegeneinander versetzt (FLg. 6). Es hängt von den angewendeten Gasen, dem erforderlichen Mischen an der Überfläche, den gewünschten Temperaturen udgl. ab, welche dieser Anordnungen der Nuten der Vorzug gegeben wird.

In einem ausgeführten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wurden dio äußeren deckeiförmigen Glieder 12 und M sowie die Düs-üip 1 nt te 16 aus Aluminium gefertigt, und das Rotir 26 best ind aus rostfreiem Stahl.

Im Betrieb wird Sauerstoff in die halbrunde Aussparung 18 des äußeren Gliedes 12 über die Leitung 22 geführt, während Wasserstoff in den entsprechenden halbrunden Raum 18 des anderen äußeren Gliedes 14 über die Leitung 22 gelangt. Die Sauerstoff- und Wasser stoffgase treten aus den jeweiligen halbrunden Aussparungen 18 durch die Nuten 32 bzw. 36 nach außen und bilden abwechselnde Düsenstrahl en. Die Case vormischen sich ;in der Oberfläche des Brenners 10 und werden zur Bildung einer bogenförmigen Flamme entzündet. Das rotierende Glasrohr 50, in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet, wird dann innerhalb der Flamme angeordnet,und der Brenner wird wiederholt entlang dem Glasrohr f>0 verfahren, wobei eine entsprechende Wärme auf die Lichtleiter-Vorform aufgebracht v.ird, ..ie im einzelnen im US-Patent 1 2 17 027 beschrieben ist. Fun Kühlmittel, beispielsweise Wasser, fließt durch da Rohr 26, wie durch l-'i-ilc· angedeutet, um die Ί-?πιμ< ratur der >^f,ebop.enen Obei-fl a'cne 16 genüge -lid niedrig zu ualter. . damit

:<!■> 'licht iixyiii ric T<-i Ir m s ι imt i '.-.cn wei iU-i·. und r! ι e Ob^rPInc hi.· il.-v Vori'ouii Wa¹I₁!'.Mid ;ί...τ i-a hi· ika L · >ηί υπ ' a¹. ■ η i.er.·ίι. Solciie Partikel köni cn dio Zugfestig!.eil der ?n zie!:enden Pasern naciilei lig beeinträchtigen. Ai'Stc i. Ie eir./S Küiilrohrs

26 können auch andere Kühlmittel angewendet werden, beispielsweise innen verlaufende KühlKanäle.

Der beschriebene Brenner 10 ist mindestens so wirksam wie der eingangs erwännte Brenner, seine · Herstellung ist jedocn wesentlich einfacher und billiger. Ferner Kann der Brenner 10 einfach durch Ersatz einer der drei grundlegenden liaute.il«! repariert werden, d.h. der äußeren deckelförmigen Glieder 12 bzw. 14 oder der Diisenplatte 16. Ferner können die Heizzone und die Flammdruckflächen des vorliegenden Brenners einfach modifiziert werden, indem die Größe der Nuten 32 und 36 und/oder die Dicke der Düsenplatte 16 entsprechend geändert werden.

In vier Ausführungsbeispielen sind die Abmessungen der Nuten 32 und 36 in einer 0,318 cm dicken Düsen platte 16 in der Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

	O₂-NUt	O	2-Nu	t	H₂-NUt	H₂-NiIt
Brenner	Breite (cm)	Fl	äche	(.cm* )	Breite (cm)	Fl ac he (c
1	0,025	0	,211		0,051	0,548
2	0,030	0	,329		0,064	0,103
3	0,051	0	,548		0,102	1 , 129
4	0,064	0	,684		0,130	1 ,439

Außer der Verwendung von Sauerstoff-Wasserstoff-Mischungen kommen auch andere Gaskombinationen in Betracht, beispielsweise Methan, Propan odgl.

Die beschriebenen /uisi üluungsbei sp i el e sol Ich die Prinzipien der Erfindung verdeutlichen. Hs können zahlreiche Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedan-Kens durchgeführt werden. Der Brenner 10 braucht keine gebogene Inmnoberflache vor 180° aufzuweisen, der Bogen kann kleiner oder größer als 180° sein, beispielsweise auch 360°, wobei ein Ring gebildet wird, durch welchen das Rohr 50 ] indurchtrit:ν. Die Überfläche 46 braucht nici't bofi-.-nfirrinip. :n sein fwas im Hinblick auf die Vi--rar b·:-i tun:.; lh ■ -■- i.!,i wüvmiI i iripn /.y) i u !r j ■,. ii. ι, Λί ι ι ί-. ί . günstig ist, öeispi.e.1 swe i so das, Glasrohr 50), :>uch ;-ui'l·-! ■■ Formen i!'m (ü er I* ] .'ir he -Ki sind inöc. 1 ι e h . Die OUt >' I ;'ic I)'¹ '<'■'

kanu also eben sein oder in Abhängigkeit νυη der Geometrie des zu erhitzenden Artikels eine andere Kontur aufweisen.

Claims

BLUMBACH · WESfe^ ·· PERGHK" ^RAMER ZWIRNER '."'HOI=FMAWN-'-

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckesiraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/S83604 Telex 05-212313 Telegr.imme Palfnlf.onsuli Patentconsull Sonnenberger Straße 43 62C0 Wiesbaden Telelon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Paieniconsult

Western Electric Company Incorporated Spainhour,C.I.10 New York, N.Y. 10038, USA

Patentansprüche

( 1.j Brenner, gekennzeichnet durch folgende Ausbildung:

eine Düsenplatte (16) ist von einem ersten und zweiten deckelförm; gen Glied (12, 14) seitlich umgeben; jedes äußere deckeiförmige Glied (12, H) besitzt einen Hohlraum (18), der sich zur Düsenplatte (16) hin öffnet; die Düsenplatte (16) besitzt auf jeder hauptsächlichen Ober fläche (34, 38) mindestens eine Nut (32, 36), die sich von einer äußeren Kante (46) bis zu den jeweiligen Hohlräumen

(18) in den äußeren Gliedern (12, 14) erstreckt.
2. Brenner nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in der einen hauptsächlichen Oberfläche (37) eine erste Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Nuten (32) und in der anderen hauptsächliehen Oberfläche (38) eine zweite Schar von im Abstand von einander angeordneten Nuten (36) angeordnet sind, die kammartig ineinandergreifend zueinander angeordnet sind.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (32, 36') zueinander ausg'*ric ht··!' :-hui.

München: H. Krämer Dipl.-Ing. · VV. Wßser D'[.»l.-Phy5. Dr. ret. nat. · ΐ. Moifmnnn Dipl.-Ine). Wiesbaden: P. G. BlumL'ach Dipl.-l· g. · P. Boryen Prof. Or. jur. Dipl.-lng., P.-it.-Ass.. f'at.-Anw. bis 1079 ■ G. Zv.Urnr D-pl.-ln'j D «

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4. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (32, 36) zueinander versetzt sind.
5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühleinrichtung (26) in den äußeren, deckeiförmigen Gliedern (12, 14) nahe der Innenoberfläche (46) der Platte (16) angeordnet ist.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenohcrflache (46) der Platte (16) bogenförmig ausgebildet ist und daß die Nuten (32, 36) radial angeordnet sind.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (22) in jedem äußeren deckeiförmigen Glied (12, 14) zur Verbindung zwischen den jeweiligen Hohlräumen (18) und einer Gasquelle vorgesehen ist.
8. Brenner noch einem der Ansprüche; 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die JXisenplatie (16) und die äußeren deckelförmigeu Glieder (12, 14) wenigstens eine zuei~ander fluchtende, bogenförmige Oberfläche (4<>) aufweisen .