DE3601502A1 - Flammspritzbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flammspritzbrenner mit im Pulver-Fördergas-Kanal eingesetztem, mit zentraler Boh­ rung versehenem Injektor, zu dem ein Pulverzulaufkanal und ein Fördergaskanal geführt sind.

Flammspritzbrenner der genannten Art sind allgemein be­ kannt. Bei solchen Flammspritzbrennern wird das Pulver durch einen eingebauten Injektor angesaugt und zentrisch an der Düsenmündung in die Flamme geblasen, die ihre Gaszufuhr durch besondere Brenngaskanäle erhält. Der In­ jektor besteht aus einem dünnen Rohr bzw. einer entspre­ chend ausgebildeten Düse, das bzw. die in den im Bren­ ner verlaufenden Pulverträgergaskanal gerichtet ist. Im Bereich der Mündung des dünnen Rohres ist das Brennerge­ häuse entsprechend angebohrt, durch welche Bohrung das Pulver aus einem Pulvervorratsbehälter in den Injektor­ bereich einrieselt. Das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Förderinjektor austretende Fördergas erzeugt im Einmün­ dungsbereich des Pulverkanales einen Unterdruck, der aus­ genutzt wird, um das Pulver aus dem Vorratsbehälter abzu­ saugen und ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe im Fördergasstrom zu transportieren. Da die Pulver für den genannten Zweck in der Regel eine hohe Wichte haben, fällt ein Teil des einrieselnden Pulvers auf die untere Wandung des Pulverförderkanales unterhalb des Injektors und sam­ melt sich dort so weit an, bis durch die damit bewirkte Querschnittsverengung die Geschwindigkeit des Fördergas­ stromes so weit erhöht wird, daß das Fördergas in der La­ ge ist, diese Pulveransammlung mitzureißen und auf ein­ mal auszustoßen. Dies führt bei derartigen Brennern zum sogenannten Pulsen der Pulverförderung, was natürlich negative Auswirkungen auf das Pulverauftragsergebnis hat bzw. haben kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Flammspritzbrenner der eingangs genannten Art dahinge­ hend zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln dieses "Pulsen" verhindert wird, bzw. für einen während des Be­ triebes gleichmäßigen, pulsierungsfreien Pulveraustrag und damit auch gleichmäßigen Pulverauftrag am zu beschich­ tenden Werkstück zu sorgen.

Diese Aufgabe ist mit einem Flammspritzbrenner der ein­ gangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kenn­ zeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Un­ teransprüchen.

Durch diese einfache Maßnahme der umgekehrten Zufuhr der beiden beteiligten Komponenten, nämlich zentrale Zufuhr des Pulvers durch den Injektor und "äußere" Heranführung des Fördergases an die Injektormündung, aus der das Pulver austritt, hat sich gezeigt, daß kleine Pulveransammlun­ gen, die pulsweise ausgestoßen werden, unterhalb des In­ jektors nicht mehr auftreten und damit das Pulsieren des austretenden Trägergas-Pulverstromes am Brennerkopf nicht mehr auftritt, was man bisher in Kauf nehmen mußte und in Kauf genommen hat. Die zentrale Zuführung eines aufzu­ spritzenden Mediums zu einem Injektor dieser Art ist zwar bekannt, dabei handelt es sich aber um Geräte zum Auf­ sprühen von Flüssigkeiten, die naturgemäß nicht zu einer Ansammlung unterhalb des Injektors führen. Vermutlich hat man bisher den Nachteil des Pulsens in der Annahme hin­ genommen, daß sich derartige Pulver mit hoher Wichte nicht zentral zum Injektor zuführen lassen, zumal dies mit einer Wegverlängerung vom Pulverbehälter bis zur Injektormündung verbunden ist. Überraschenderweise funktioniert dies aber einwandfrei.

Um eine die Injektormündung allseitig umgebende Schlauch­ strömung zu erreichen, wird der mindestens eine Förder­ gaskanal in der Form ausgebildet, daß dieser den Injek­ torkopf als Ringkanal umfaßt. Beim Ganzen ist der Injek­ tor in einer Erweiterung am beschickungsseitigen Ende des Pulver-Fördergas-Kanales eingesetzt und derart ausgebil­ det, daß ein Teil der Wandung der Erweiterung die äußere Begrenzung des ringförmigen Fördergaskanales bildet. Vor­ teilhaft kann das Ganze auch so ausgebildet sein, daß der Pulverzulaufkanal mit seinem injektorseitigen Ende im Injektor, sich bis zu dessen Mündung erstreckend, verlaufend angeordnet ist, was bedeutet, daß der Injek­ tor gewissermaßen einen verdickten Kopf des Pulverzu­ laufkanales innerhalb des Erweiterungsbereiches des Pul­ verfördergaskanales im Brenner bildet.

Besonders vorteilhaft und bevorzugt wird eine Ausführungs­ form des Brenners derart, daß der Pulverzulaufkanal un­ mittelbar vor der Injektormündung in den Injektorkopf einmündend angeordnet ist, was bedeutet, daß sich prak­ tisch an der Weglänge vom am Brenner aufgesetzten Pulver­ vorratsbehälter bis zur Injektormündung im Vergleich zu Brennern der eingangs genannten Art nichts ändert. Im Übergangsbereich vom Pulverzuförderkanal in den Injektor­ kopf muß dafür natürlich eine entsprechende Überbrückung vorgesehen werden, die zwar den Gaszuströmbereich um den Injektor herum etwas reduziert, aber einerseits wird die­ ses kleine Hindernis ohne weiteres vom Gas umströmt und andererseits liegt dieser das Gas etwas behindernde Be­ reich oberhalb des Injektors, so daß auch der Strömungs­ schlauch nur oberhalb der Injektormündung gestört wird und nicht im sich unterhalb des Injektors befindenden Bereich, wo sich bei Brennern der eingangs genannten Art das Pulver anhäufen kann. Diese bevorzugte Lösung hat so­ gar noch den Vorteil, daß durch das Strömungshindernis im oberen Bereich des Injektors die Gasströmung im kritischen unteren Bereich verstärkt wird. Von der konstruktiven Ge­ staltung her gesehen bietet die unmittelbare Einführung des Pulverzufuhrkanales in den Injektorkopf unmittelbar im Bereich der Injektormündung keinerlei Probleme, denn mit einfachen Mitteln kann ohne weiteres dafür gesorgt werden, daß bei Einsatz des Injektors in den Brenner bzw. die Erweiterung des Pulverträgergaskanales die entspre­ chende Öffnung des Injektors in fluchtende Stellung zur Ausmündung des Pulverzufuhrkanales im Brenner gebracht werden kann.

Der Flammspritzbrenner wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näner erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Schnitt durch den hier interessierenden Bereich eines in seinen Umrissen nur gestri­ chelt angedeuteten Flammspritzbrenners und

Fig. 2 im Schnitt die bevorzugte Ausführungsform.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, besteht der Flammspritzbrenner I bezüglich seiner hier interessierenden Teile aus einem Pulver-Fördergas-Kanal 8 mit eingesetztem Injektor 3, der eine zentrale Bohrung 2 aufweist, zu dem ein Pulver­ zulaufkanal und ein Fördergaskanal geführt ist. Wesent­ lich hierbei ist, daß der Pulverzulaufkanal 1 an die zen­ trale Bohrung 2 des Injektors 3 angeschlossen angeordnet und der Injektor 3 mit einem äußeren Ringkanal 4 versehen ist, in den der Fördergaszufuhrkanal 5 einmündet. Vom Ringkanal 4 führt zur Ausströmöffnung 6 des Injektors 3 ein Fördergaskanal 7, der in Richtung auf die Achse 8 des Pulver-Fördergas-Kanales 9 konvergierend verläuft, so daß das ausströmende Fördergas hinter der Mündung 6 des Injektors 3 einen Schlauch bildet und dort auch ei­ nen Unterdruck erzeugt, der das durch den Pulverzulauf­ kanal 1 zufließende Pulver aus dem Vorratsbehälter II ab­ saugt und im Pulver-Fördergas-Kanal 9 bis zum Brenner­ kopf 3 fördert, vor dem die Brennerflamme steht, der die Brenngase durch hier nicht dargestellte Brenngaska­ näle zugeführt werden. Soweit von "mindestens" einem För­ dergaskanal 7 die Rede ist, bedeutet dies, daß es sich bei diesem mindestens einen Fördergaskanal 7 um einen den Injektorkopf 3′ umgebenden Ringkanal, wie aus Fig. 1 er­ kennbar handeln muß. Selbstverständlich wäre es auch mög­ lich, den Fördergaskanal 7 aus mehreren, gleichmäßig um den Injektorkopf 3 verteilten Einzelkanälen auszubilden. Für die Unterbringung des Injektors im Brenner ist am be­ schickungsseitigen Ende des Pulver-Fördergas-Kanales 9 einfach eine entsprechende Erweiterung 10 vorgesehen, in die der Injektor einfach eingeschoben werden kann, der im Bereich des Injektorkopfes 3 bezüglich seines Umfanges so weit reduziert ist, daß sich der Fördergaskanal 7 ergibt, wobei ein Teil der Wandung 11 der Erweiterung 10 die äußere Begrenzung des Fördergaskanales 7 bildet. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann der Pulverzulaufkanal 1 mit sei­ nem injektorseitigen Ende 1′ im Injektor 3, sich bis zu dessen Mündung 6 erstreckend, verlaufend angeordnet sein, d.h., der Injektor 3 bildet gewissermaßen einen verdick­ ten Kopf des Pulverzulaufkanales 1.

Die bevorzugte Ausführungsform nach Fig. 2 weicht inso­ fern von der beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 1 ab, als hierbei der Pulverzulaufkanal 1 unmittelbar vor der Injektormündung 6 in den Injektorkopf 3′ einmündend angeordnet ist. Um die Überleitung des Pulverzulaufkana­ les 1 in den Injektorkopf 3′ zu ermöglichen, läßt man einfach am Injektor 3 einen entsprechend ausgeformten Ma­ terialüberstand 12 stehen, mit dem der den Fördergaskanal 7 bildende Spalt überbrückt wird. Dadurch wird die Gas­ strömung, wie erwähnt, zwar im oberen Bereich des Injek­ torkopfes 3′ etwas behindert, und auch die sich hinter der Injektormündung 6 ausbildende Schlauchströmung ge­ stört, was aber keinen nachteiligen Einfluß hat, sondern vorteilhaft sogar dazu führt, daß die Strömung im unte­ ren kritischen Bereich verstärkt wird, also gerade dort, wo sonst die Gefahr einer Pulveransammlung besteht.

Claims (5)

1. Flammspritzbrenner mit im Pulver-Fördergas-Kanal ein­ gesetztem, mit zentraler Bohrung versehenem Injektor, zu dem ein Pulverzulaufkanal und ein Fördergaskanal geführt sind, dadurch gekennzeich­ net, daß der Pulverzulaufkanal (1) an die zentra­ le Bohrung (2) des Injektors (3) angeschlossen ange­ ordnet und der Injektor (3) mit einem äußeren Ringka­ nal (4) versehen ist, in den der Fördergaszufuhrkanal (5) mündet und daß vom Ringkanal (4) zur Ausströmöff­ nung (6) des Injektors (3) hin mindestens ein Förder­ gaskanal (7) geführt ist, der in Richtung auf die Ach­ se (8) des Pulver-Fördergas-Kanales (9) konvergierend verläuft.

2. Flammspritzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fördergaskanal (7) als den Injektorkopf (3) um­ gebender Ringkanal ausgebildet ist.

3. Flammspritzbrenner nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Injektor (3) in einer Erweiterung (10) ab beschickungs­ seitigen Ende des Pulver-Fördergas-Kanales (9) einge­ setzt ist, wobei ein Teil der Wandung (11) der Erwei­ terung (10) die äußere Begrenzung des Fördergaskana­ les (7) bildet.

4. Flammspritzbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverzulaufkanal (1) mit seinem injektorseitigen Ende (1′) im Injektor (3), sich bis zu dessen Mündung (6) erstreckend, verlaufend angeordnet ist.

5. Flammspritzbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverzulaufkanal (1) unmittelbar vor der Injektor­ mündung (6) in den Injektorkopf (3) einmündend ange­ ordnet ist.