DE3617546A1 - Waermebehandlungsvorrichtung zum betrieb mit fluessiggas - Google Patents
Waermebehandlungsvorrichtung zum betrieb mit fluessiggasInfo
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Description
DipUng.W.Dahlke 5
DipUng. H.-]. Lippert 22. Mai 1986 D-S/Sti.
PatentcnwSite
Frankenforstar SrtaSe 137
5060 Bargir h G'adbach
Frankenforstar SrtaSe 137
5060 Bargir h G'adbach
Nakajima Dokosho
CoBipany Liaited
Tokyo, Japan
CoBipany Liaited
Tokyo, Japan
"Wärmebehandiungsvorrichtung zum Betrieb
■it Flüssiggas"
Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsvorrichtung
zum Betrieb mit Butan- oder einem anderen Flüssiggas als Brennstoff. Insbesondere bezieht sie sich auf eine
Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas,
bei der- die Stromrate der mit dem Flüssiggas zu 20
mischenden Luft steuerbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Wärmebehandlungsvorrichtungen bekannt, wie z. B. eine
traditionelle Pust- oder Brennlampe, in der ein aus Flüssiggas und Luft bestehendes Gasgemisch durch ein
Düsenteil ausgestoßen wird, woraufhin die Zündung erfolgt, oder z. B. ein Lötkolben, wie er' in dem
US-Patent 4 119 088 beschrieben wird. Weiterhin sind
verbesserte Lötkolben mit katalytischer Verbrennung bekannt, bei denen ein Gasgemisch im Kontakt mit einem
Verbrennungskatalysator einer flammenlosen, vollständigen
Verbrennung unterworfen wird und durch die Wärme der katalytischen Verbrennung eine Lötkolbenspitze
erwärmt wird, wie in den japanischen Patentschriften 6 033/1980 und 29 789/1980 beschrieben ist.
Jedoch waren die bekannten Wärmebehandlungsvorrichtungen
dieser Art in ihrem Anwendungsgebiet beschränkt. Außerdem waren keine Vorrichtungen bekannt, die sowohl
_ als Pust- oder Brennlampe als auch als Lötkolben b
verwendet werden könnten.
In Anbetracht dieser Situation hat der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes schon eine Wärmebehandlungsvorrichtung
vorgeschlagen, die sowohl als Lötkolben als auch als Pust- oder Brennlampe dienen
kann und die durch katalytische Verbrennung betrieben wird, wie sie in der japanischen Patentanmeldung 159
850/1984 als auch in dem US-Patent 4 552 124 beschrieben
ist.
15
15
In der früheren Anmeldung bzw. dem früheren Patent kann die Wärmebehandlungsvorrichtung als Lötkolben benützt
werden, in dem ein aus Flüssiggas und Luft bestehendes
Gasgemisch, daß durch ein Düsenteil ausgestoßen wird, 20
gezündet wird, der Verbrennungskatalysator durch die Wärme der Zündflamme auf eine Temperatur, die eine
vollständige Verbrennung durch die katalytische Oxidationsreaktion einleitet, erwärmt wird und dann die
Zündflamme an dem Düsenteil gelöscht wird durch 25
der Kolbenspitze und dem Düsenteil gebildeten Raumes durch einen Verschluß oder durch Verschieben der
Kolbenspitze und des Düsenteils in axialer Richtung relativ zueinander und dadurch bewirktem Schließen des
zwischen ihnen liegenden Raumes. Die Wärmebehandlungsvorrichtung kann ebenfalls als Pustlampe verwendet
werden, indem die Lötkolbenspitze abgenommen wird. Sie kann ferner als Brennlampe verwendet werden, indem die
Eintrittsöffnung für die äußere Luftzufuhr in dem Zustand, in dem sie als Pustlampe verwendet wird,
geschlossen wird, während die aus dem Düsenteil tretende Flamme als Brennflamme wie die eines Gasfeuerzeugs
verwendet wird.
Bei der Verwendung einer Wärmebehandlungsvorrichtung dieser Art als Brennlampe ist es wünschenswert, die
Temperatur an der Flammenspitze in Abhängigkeit der zu behandelnden Werkstücke, der Behandlungswelse, etc.
einstellen zu können. Jedoch kann eine Temperaturveränderung nicht ohne weiteres erreicht werden, wenn nicht
die Gasstromrate zur Veränderung der Gestalt der Flamme steuerbar ist. Selbst wenn die Gasstromrate auf diese
Weise gesteuert wird, ist eine genaue Einstellung der gewünschten Temperatur schwierig.
In dem US-Patent 4 119 088 ist ein Mechanismus zur
Steuerung der Temperatur der Gasflamme beschrieben, bei dem die Öffnungsfläche der Hauptöffnungen für die
!5 Luftzufuhr, etc. eingestellt wird, wodurch der in die
Lufteintrittslöcher eintretende Luftstrom variiert wird. Jedoch ist eine bloße Regulierung des eintretenden
Luftstroms praktisch nicht geeignet für die Verwendung einer solchen Vorrichtung als Pustlampe, wo
eine strenge und genaue Temperatursteuerung, z. B. in Stufen von 100 0C, in Abhängigkeit von den zu
behandelnden Werkstücken erforderlich ist. Bei Verwendung des bekannten Steuermechanismus würden Benutzer
einer Pustlampe in Schwierigkeiten geraten, denn sie müßten die Temperaturveränderung z. B. aufgrund der
Farbe der Gasflamme einschätzen. Eine solche Einschätzung ist jedoch zu grob, um die exakte Temperatur
der Pustflamme zu bestimmen, obwohl sie zur Temperatursteuerung einer Lötkolbenspitze ausreichend sein mag.
Außerdem wird bei dem oben beschriebenen Lötkolben nicht das Prinzip einer katalytischen Verbrennung
verwendet, die zur Gewinnung einer vollständigen, flammenlosen und sicheren Verbrennung wünschenswert
ist.
Lötkolben verwendet wird, indem eine Lötkolbenspitze auf dem vorderen Ende des Düsenteils aufgesetzt wird,
dann ist im Fall größerer Abmessungen der Vorrichtung 5
zur Gewinnung einer höheren Wärmeenergie eine beträchtliche Zeit erforderlich, um die Zündflamme an dem
Düsenteil auszulöschen. Es besteht sogar die Möglichkeit,
daß die Flamme gar nicht gelöscht werden kann,
selbst wenn der Raum zwischen der Lötkolbenspitze und IO
dem Düsenteil geschlossen wird. Jedoch ist es bei Lötkolben mit katalytischer Verbrennung wesentlich, daß
die Zündflamme auf zuverlässige Weise spätestens im Stadium der Lötarbeit gelöscht wird, wie in dem
US-Patent 4 552 124 dargelegt ist.
15
15
r\ In Anbetracht der Nachteile bekannter Wärmebehandlungsvorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas zu schaffen, bei der die Temperatur an der
zu behandelnden Werkstücken steuerbar ist.
Mit der Erfindung soll weiterhin eine Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas geschaffen
werden, bei der schnell und zuverlässig die Zündflamme an der Düsenvorrichtung unter jeder Bedingung gelöscht
werden kann, wenn die Vorrichtung als lötkolben verwendet wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wärmebehandlungsvorrichtung
gelöst, die die folgenden Einrichtungen umfaßt:
a) eine Düse zum Ausstoß von Flüssiggas als Brennstoff aus einem Gasbehälter,
b) ein am Ausgang der Düse angeordneter zylindrischer Gasgemischerzeuger, dem das aus der Düse ausgestoßene
Brennstoff zuführbar ist,
c) eine im Mantel des Gasgemischerzeugers ausgebildete Lufteintrittsöffnung zum Einsaugen äußerer Luft
durch den Ejektoreffekt des aus der Düse ausgestoßenen Brennstoffgases zur Bildung eines Gasgemisches,
d) ein Düsenteil zum Ausstoß des von dem Gasgemischerzeuger
zugeführten Gasgemisches zur flammenden Verbrennung,
e) ein an der Mantel außenseite des Gasgemischerzeugers angeordnetes Luftstromsteuerteil, zur Steuerung der
Stromrate der in den Gasgemischerzeuger fließenden Luft und
f) ein mit einer Skaleneinteilung versehenes Führungsteil, das eine Vielzahl von längs des Schiebeweges
des Luftstromsteuerteils angeordneten Markierungen aufweist, um die Lage eines bestimmten Teils des
Luftstromsteuerteils anzugeben, wenn das Luftstromsteuerteil längs der Markierungen verschoben wird,
wodurch die Öffnungsfläche der Eintrittsöffnung für
die äußere Luft über eine Vielzahl von Stufen zwischen einem voll geöffneten und einem voll
geschlossenen Zustand einstellbar 1st.
Ein schnelles und zuverlässiges Löschen der Zündflamme,
wenn die Vorrichtung als Lötkolben verwendet wird, wird weiterhin durch eine Wärmebehandlungsvorrichtung zum
Betrieb mit Flüssiggas erreicht, die folgende Einrichtungen umfaßt:
a) Eine Düse zum Ausstoß von Flüssiggas als Brennstoffgas aus einem Gasbehälter,
b) einen am Ausgang der Düse angeordneten Gasgemischerzeuger,
dem das aus der Düse ausgestoßene Brennstoffgas zuführbar ist,
c) eine im Mantel des Gasgemischerzeugers ausgebildete Lufteintrittsöffnung zum Ansaugen äußerer Luft durch
den Ejektoreffekt des aus der Düse ausgestoßenen Brennstoffgases zur Bildung eines Gasgemisches,
d) ein Düsenteil zum Ausstoß des von dem Gasgemischerzeuger
zugeführten Gasgemisches zur Durchführung einer flammenden Verbrennung,
e) eine an der vorderen Stirnseite des Düsenteils angeordnete Kolbenspitze, in die ein Verbrennungskatalysator
zur vollständigen Verbrennung des Gasgemisches durch die Oxidationsreaktion eingebaut ist,
und
f) ein an der Mantel außenseite des Gasgemischerzeugers
angeordnetes Luftstromsteuerteil, das axial oder in Umfangsrichtung verschiebbar ist und mit dem auf
diese Weise die sich im voll geöffneten Zustand befindende Lufteintrittsöffnung vermöge der Schiebebewegung
vollständig geschlossen und dann wieder vollständig geöffnet werden kann, wodurch die Flamme
am Düsenteil gelöscht und das Gasgemisch direkt der Kolbenspitze zugeführt wird.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion kann dadurch,
daß die Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung des Gasgemischerzeugers durch das Luftstromsteuerteil
einstellbar ist, wodurch die Stromrate der in den Gasgemischerzeuger fließenden äußeren Luft steuerbar
ist, die Temperatur an der Flammenspitze leicht und genau eingestellt werden, ohne daß eine Veränderung der
Größe der Flamme erforderlich ist, wenn die Vorrichtung
als Pustlampe verwendet wird. Da die Markierungen längs
des Schiebeweges des Luftstromsteuerteils angeordnet sind, kann weiterhin der eintretende Luftstrom und
entsprechend die Temperatur der Flamme durch Verschiebung eines bestimmten Teils des Luftstromsteuerteils
bestimmt werden, die durch die Skaleneinteilung leicht und genau angegeben wird, wodurch die Temperatursteuerung
der Gasflamme mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung kann weiterhin
auch als Lötlampe durch vollständiges Schließen der Lufteintrittsöffnung verwendet werden.
Da die sich im voll geöffneten Zustand befindende Lufteintrittsöffnung durch das Luftstromsteuerteil
schnell und vollständig geschlossen und dann wieder geöffnet werden kann, ist die Zündflamme an dem
Düsenteil schnell und zuverlässig nach dem Beginn der katalytischen Verbrennung auslöschbar, wenn die Vorrichtung
als Lötkolben verwendet werden soll.
Einige bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung
werden im folgenden näher beschrieben und anhand der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1; einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
der Wärmebehandlungsvorrichtung bei Verwendung als Lö-tkolben,
Ausführungsbeispiels der Wärmebehandlungsvorrichtung bei Verwendung als
Pust- oder Brennlampe,
links in Figur 1,
den Verbrennungskatalysator längs der Linie IV-IV in Figur I1
eines anderen Ausführungsbeispiels und
Figur 6; einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie VI-VI in Figur 5.
In Figur 1 ist eine Wärmebehandlungsvorrichtung zum
Betrieb mit Flüssiggas dargestellt, die zum Löten, Zusammenschmelzen und Schmelzen von Kunstharzen sowie
zum Aufbringen, Trocknen oder Erwärmen von Kunstharzschichten oder dergleichen durch einen Wärmestrahl
verwendet wird. Figur 1 zeigt einen Gasbehälter 1 zur
Speicherung eines Flüssiggases als Brennstoffgas, ein Gasstromsteuerventil 2 und ein Ein-Aus-Venti1 3, die
wie gewöhnlich in einem Griff 4 untergebracht sind. Am vorderen Ende des Griffes 4 ist ein zylindrischer
Gasgemischerzeuger 5 zur Mischung eines aus dem Ein-Aus-Ventil 3 ausgestoßenen Brennstoffgases und Luft
zur Bildung eines Gasgemischs eingebaut. Das vordere Ende des Gasgemischerzeugers 5 steht von dem Griff 4
vor. Wie ebenfalls aus Figur 1 hervorgeht, weist der Gasgemischerzeuger 5 eine scheibenförmige Drosselplatte
6 mit einem Durchmesser von etwa 50-100 ym, vorzugsweise
von 80-90 pm, auf, in deren Mitte eine sehr genau
kreisförmige Drosselöffnung ausgebildet ist. Der Gasge-
3q mischerzeuger enthält weiterhin ein Filterteil 7 aus
einer gesinterten porösen Legierung mit einer Partikelgröße von etwa 12 pm.
platte 6 in dem Gasgemischerzeuger 5 ausgebildet, um
äußere Luft durch den Ejektoreffekt des aus der
eines Gasgemischs anzusaugen. Ein Verbindungsrohr 10
ist an seinem hinteren Ende mit der axialen Mitte des vorderen Endes des Gasgemischerzeugers 5 verschraubt.
Das Düsenteil 9 ist am vorderen Ende des Verbindungsrohres 10 festgeschraubt, so daß das in Figur 1
dargestellte Ausführungsbeispiel auch als Pust- oder Brennlampe verwendet werden kann, indem eine Überwurfmutter
11 von dem vorderen Teil des Griffs 4 abgeschraubt wird und eine Kolbenspitze 12 und ein Tragrohr
13, wie später noch beschrieben wird, daran befestigt werden.
Wie in Figur 1 und, detaillierter noch, in Figur 2 dargestellt ist, besteht das Verbindungsrohr 10 aus
einem verhältnismäßig langen rohrförmigen Teil aus rostfreiem Stahl oder dergleichen und weist Rippen 110
zur verstärkten Wärmeabstrahlung an seiner äußeren Oberfläche auf. Beim Durchtritt durch das Verbindungsrohr 10 wird in dem Gasgemischerzeuger 5 ein gletchför-
miges Gasgemisch gebildet, das danach in das Düsenteil 9 eingeführt wird.
Wie in Figur 1 gezeigt wird, umfaßt das Düsenteil 9 einen äußeren, mit dem vorderen Ende des Verbindungsrohres
10 schraubverbundenen Düsenzylinder 109 und eine in das innere des äußeren Düsenzylinders 109 fest
eingesetzte Düse 209 auf. Das vordere Ende der. Düse 209 ragt in die Innenbohrung größeren Durchmessers am
vorderen Teil des äußeren Düsenzylinders 109 hinein.
Die Düse 209 umfaßt, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt wird, einen hohlen zylindrischen Bereich 14 und einen
zahnradförmigen Bereich 15, der einstückig an den Mantel des zylindrischen Bereichs 14 angeformt ist, so
daß das dem Düsenteil 9 zugeführte Gasgemisch teilweise durch das Innere des zylindrischen Bereiches 14 und
teilweise zwischen den Zähnen des zahnradförmigen Bereichs 15 hindurchgestoßen wird, so daß auf diese
Weise ein stabiler Gasstrom an der stromabwärts liegenden Seite des Düsenteils 9 erreicht werden kann.
Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, ist eine Vielzahl von Ausnehmungen 16 am vorderen Ende des
Mantels des äußeren Düsenzylinders 109 angeordnet, die
eine Verbindung des Innenraums des äußeren Düsenzylinders 109 mit der äußeren Umgebung herstellen. Das aus
dem Düsenteil 9 ausgestoßene Gasgemisch kann durch jede der Ausnehmungen 16 von außen her gezündet werden.
Andererseits hat die Kolbenspitze 12 eine zylindrische Gestalt mit einem konisch geformten Heißstrahlentladeteil
112 an ihrer Vorderseite zur Entladung des Verbrennungsabgases als Heißstrahl. Im Innern der
Kolbenspitze 12 ist ein Verbrennungskatalysator 17 zur
vollständigen Verbrennung des vom Düsenteil 9 zugeführten Gasgemisches angeordnet. Im hinteren Bereich des
Mantels des Heißstrahlentladeteils 112 ist weiterhin,
wie in Fig. 1 gezeigt ist, ein Fenster 18 angeordnet,
das eine optische Wahrnehmung der Farbe am vorderen Ende des Verbrennungskatalysators 17 von außen während
des Verbrennungsvorgangs gestattet.
Die so ausgebildete Kolbenspitze 12 greift an ihrem hinteren Ende in die Innenseite des vorderen Endes des
Tragrohres 13 ein und ist abnehmbar mit dem Tragrohr 13
verbunden, wobei sie gegen ein nach vorne gerichtetes Abgleiten gesichert ist. Im gewöhnlichen Zustand, d.
h., wenn die Überwurfmutter 11 festgeschraubt ist, ist die hintere Stirnseite der Kolbenspitze 12 mit der
vorderen Stirnfläche des äußeren Düsenzylinders 109 fest und sicher verbunden.
Wie in Figur 1 und insbesondere in Figur 4 gezeigt ist,
umfaßt der Verbrennungskatalysator 17 einen aus Keramik gefertigten zylinderförmigen Katalysatorträger mit
einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 117 und an der
Außenseite angeordneten U-förmigen Nuten 217 und eine
aus Platin und Rodium bestehende, auf die Oberfläche des Katalysatorträgers aufgetragene Katalysatorkomponente,
so daß in bzw. auf dem Verbrennungskatalysator 17 durch die Durchgangsbohrungen 117 und die U-förmigen
Nuten 217 axial angeordnete, lineare Gasflußkanäle ausgebildet sind, um die flammenlose Verbrennung in
Gang zu halten.
IO
IO
Wie in Figur 1 gezeigt ist, hat das aus korrosionsbeständigem
Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl, gefertigte Tragrohr 13 Luftöffnungen 19, die den Lufteintrittsöffnungen
8 entsprechen, und Zündöffnungen 20, die den im Mantel ausgebildeten Ausnehmungen 16
entsprechen.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist ein Verschlußteil 21
axial verschiebbar zwischen dem Tragrohr 13 und dem Düsenteil 9 angeordnet, mit dem die Zündöffnungen 20
und die Ausnehmungen 16 verschließbar sind, um die Verbrennungsflamme zu löschen, nachdem das von dem
Düsenteil 9 ausgestoßene Gasgemisch durch die Zündöffnungen 20 des Tragrohres 13 und die Ausnehmungen 16
des äußeren Düsenzylinders 109 gezündet worden ist. Das Verschlußteil 21 ist so ausgebildet, daß es auf dem
Griff 4 durch eine Betätigungsstange 22 und einen Betätigungsknopf 23 bedient werden kann.
Wie weiterhin in Figur 1 und 2 gezeigt ist, ist ein ringförmiges Luftstromsteuerteil 24 axial verschiebbar
zwischen dem Tragrohr 13 und dem Gasgemischerzeuger 5 angeordnet und mit der Betätigungsstange 22 verbunden.
Das Luftstromsteuerteil 24 wird in Verriegelung mit dem Verschlußteil 21 durch den Betrieb des Betätigungsknopfes 23 betätigt, so daß die Lufteintrittsöffnung 8
in dem Gasgemischerzeuger 5 aus dem voll geöffneten
Zustand in den voll geschlossenen Zustand gebracht werden kann, um dadurch die Lufteintrittsfläche einzustellen,
wodurch die Stromrate der in den Gasgemischerzeuger 5 eintretenden Luft steuerbar ist. Insbesondere
befindet sich das Luftstromsteuerteil 24 bei der voll geöffneten Lage des Verschlußteils 21 an einer von
der Lufteintrittsöffnung 8 abseits angeordneten Stelle, um die Lufteintrittsöffnung 8 vollständig geöffnet zu
halten, wie durch die durchgezogene Linie in Figur 2 dargestellt ist. Wenn das Verschlußteil 21 in der
Verschlußrichtung verschoben wird, wird die Lufteintrittsöffnung 8 allmählich von ihrem hinteren Ende
(rechte Seite in der Zeichnung) in axialer Richtung durch das Luftstromsteuerteil 24 geschlossen, bis die
Lufteintrittsöffnung 8 vollständig durch das Luftstromsteuerteil
24 verdeckt ist. Wenn das Verschlußteil 21 weiterhin in Verschlußrichtung betätigt wird, öffnet
das Luftstromsteuerteil 24 allmählich die Lufteintrittsöffnung 8 von ihrem hinteren Ende her in axialer
Richtung. Wenn sich das Verschlußteil 21 in seiner
völlig geschlossenen Position befindet, hat sich das Luftstromsteuerteil 24 vollständig über die Lufteintrittsöffnung
8 hinweggeschoben, wodurch die Lufteintrittsöffnung 8 vollständig geöffnet ist. Auf diese
Weise öffnet das Luftstromsteuerteil 24 die Lufteintrittsöffnung
8 vollständig, nachdem die Lufteintrittsöffnung 8, ausgehend von ihrem voll geöffneten
Zustand, vollständig geschlossen worden ist, während des kontinuierlichen Schließvorgangs des Verschlußteils
21.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist ein mit einer Vielzahl von Markierungen 25, die Temperaturen von 800 0C bis
1300 0C angeben, versehenes Führungsteil an der äußeren
Mantelfläche des Gasgemischerzeugers 5 angeordnet, längs dessen die Gleitbewegung des Luftstromsteuerteils
24 bewirkt wird. Die Temperatur an der Spitze der aus
dem Düsenteil 9 erhaltenen Flamme 26 läßt sich somit auf jede durch die Markierungen 25 angegebene Temperatur
durch Veränderung der Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung
8 einstellen, indem das vordere Ende, d.h. der linke Rand, des Luftstromsteuerteils 24 mit
der entsprechenden Markierung zum Fluchten gebracht wi rd.
Beim Betrieb dieses Ausführungsbeispiels der Wärmebehandlungsvorrichtung
als Lötkolben wird die Vorrichtung zuerst, wie in Figur 1 gezeigt, zusammengesetzt und
danach der Betätigungsknopf 23 bedient, um das Verschlußteil 21 voll zu öffnen. Dann wird das Luftstromsteuerteil
24, das Über die Betätigungsstange 22 mit dem Verschlußteil 21 zusammengeschlossen ist, gleichzeitig
betätigt, um die Lufteintrittsöffnung 8 in den voll geöffneten Zustand zu bringen, der durch die
durchgezogene Linie in Figur 2 dargestellt ist. In diesem Zustand steht, da das Verschlußteil 21 voll
geöffnet ist, der Innenraum des äußeren Düsenzylinders 109 durch die Ausnehmungen 16 und die Zündöffnungen 20
in Verbindung mit der äußeren Umgebung.
Wenn das Ein-Aus-Ventil 3 in diesem Zustand geöffnet
ist, wird das Brennstoffgas mit einer durch das Stromsteuerventil 2 eingestellten Stromrate aus dem
Gasbehälter 1 ausgestoßen und mit Luft, die von außen durch die Lufteintrittsöffnung 8 in dem Gasgemischerzeuger
5 tritt, zur Bildung eines Gasgemisches vermischt. Das Gasgemisch wird dann während des Durchtritts
durch das Verbindungsrohr 10 gleichmäßig gemischt und dann durch das Düsenteil 9 ausgestoßen.
öffnungen 20 und die Ausnehmungen 16 hindurch von außen durch Verwendung eines Feuerzeuges oder dergleichen
gezündet. Daraufhin findet eine flammende Verbrennung
an dem Düsenteil 9 statt, wodurch sich der in der Kolbenspitze 12 in der Nähe des vorderen Endes des
Düsenteiles 9 angeordnete Verbrennungskatalysator 17 innerhalb von 1-2 see. nach Zündung auf eine Temperatur,
bei der die Oxidationsreaktion eingeleitet wird, erwärmt.
Wenn die Oxidationsreaktion durch den Verbrennungskatalysator 17 eingeleitet ist, wird das Verschlußteil
21 voll geschlossen, um den Innenraum des äußeren Düsenzylinders 109 gegenüber dem Außenraum abzuschließen.
Damit wird die Flamme an dem Düsenteil 9 gelöscht und das Gasgemisch direkt von dem Düsenteil 9
zum Verbrennungskatalysator 17 geleitet. Da die Temperatur des Verbrennungskatalysators 17 auf die Temperatur
der Oxidationsreaktion gebracht worden ist, wird das Gasgemisch einer flammenlosen, vollständigen Verbrennung
unterworfen, während es beim Durchtritt durch die Durghgangsbohrungen 117 und die U-förmigen Nuten
217 des Verbrennungskatalysators 17 in genügenden
Kontakt mit der Katalysatorkomponente gebracht wird. Da der Verbrennungskatalysator 17 aufgrund der Verbrennungswärme
auf der Temperatur der Oxidationsreaktion gehalten wird, wird die flammenlose Ver-
brennung danach aufrechterhalten. Das Verbrennungsabgas wird als Heißstrahl von dem vorderen Ende des Heißstrahlausstoßtei
1 s 112 ausgestoßen. Die Temperatur des Heißstrahls kann auch durch optische Wahrnehmung der
Farbe an dem vorderen Ende des Verbrennungskatalysators 17 durch das im hinteren Bereich des Heißstrahlausstoßteiis
112 angeordnete Fenster 18 geschätzt werden, obwohl dies nur eine bequeme grobe Schätzung ergibt.
In dem Fall, daß eine Erhöhung der Wärmeenergie der Kolbenspitze 12 erforderlich ist, müssen die Kolbenspitze 12 sowie das Düsenteil 9 und der Gasgemischerzeuger
5 vergrößert werden, so daß eine größere
Gasgemischmenge dem Verbrennungskatalysator 17 zugeführt
wird.
Wenn die Abmessungen der Wärmebehandlungsvorrichtung
auf diese Weise vergrößert werden, erhöht sich die Stromrate des aus dem Gasbehälter 1 tretenden Brennstoffgases
und damit auch die Stromrate der durch die Lufteintrittsöffnung 8 hindurchtretenden äußeren Luft.
Ebenfalls vergrößert sich der Innenraum des äußeren Düsenzylinders 109. Dies könnte zu dem Nachteil führen,
daß die Flamme an der Düsenöffnung 9 nicht leicht erlöscht, selbst wenn das Verschlußteil 21 vollständig
geschlossen ist. Insbesondere, wenn aus irgendwelchen Gründen keine vollständige Abschließung zwischen dem
Innenraum des äußeren Düsenzylinders 109 und dem
Außenraum nach dem Schließen des Verschlußteils 21
erreicht werden kann, besteht die Möglichkeit, daß die Flamme überhaupt nicht ausgelöscht wird.
In Anbetracht dieser möglichen Schwierigkeit ist in dem
betrachteten Ausführungsbeispiel das Luftstromsteuerteil 24 mit der Betätigungsstange 22 verbunden, so daß
es mit dem Verschlußteil 21 verriegelt ist und die sich im voll geöffneten Zustand befindende Lufteintrittsöffnung
8 schnell durch das Luftstromsteuerteil 24 vollständig geschlossen und während der kontinuierlichen
Schließbewegung des Verschlußteils .21 dann vollständig geöffnet werden kann. Dies kann zeitweilig
zu dem Ergebnis führen, daß der Sauerstoffgehalt in der Luft des Gasgemisches für eine flammende Verbrennung an
dem Düsenteil 9 zu gering wird, wodurch die Flamme schnell und zuverlässig selbst in dem Fall, daß die
Abmessungen der Vorrichtung vergrößert sind und keine ausreichende Abschirmung zwischen dem Innenraum des
äußeren Düsenzylinders 109 und dem Außenraum erreicht werden kann, ausgelöscht wird.
Um lediglich die Flamme an dem Düsenteil auszulöschen,
muß nur die Lufteintrittsöffnung 8 durch das Luftstromsteuerteil 24 geschlossen werden, ohne daß ein Wiederöffnen
bei Belassen des Verschlußteils 21 in seiner
voll geöffneten Stellung erforderlich ist.
Wenn jedoch die Lufteintrittsöffnung 8 in dem Zustand belassen wird, in dem sie durch das Luftstromsteuerteil
24 vollständig geschlossen ist, fehlt Sauerstoff in dem Gasgemisch während der Verbrennung des Verbrennungskatalysators 17 vollständig, so daß keine flammenlose,
vollständige Verbrennung erwartet werden kann. Wenn das Verschlußteil 21 weiterhin geöffnet bleibt, dringt
ferner äußere Luft durch die Zündöffnungen 20 und die Ausnehmungen 16 in das Innere der Kolbenspitze 12 ein,
was zu einem unerwünschten Absinken der Temperatur des aus dem Heißstrahlausstoßteil 112 ausgestoßenen Heißstrahls
führt.
Zur anderen Anwendung der Wärmebehandlungsvorrichtung als Pust- oder Brennlampe wird die Überwurfmutter 11
zunächst gelöst, um die Kolbenspitze 12 und das Tragrohr 13, wie in Figur 2 gezeigt, zu entfernen. Dann
wird der Betätigungsknopf 23 bedient, wodurch eine Verschiebung des Verschlußteils 21 in die voll geöffnete
Stellung bewirkt wird. Obwohl die Ein-Aus-Stellung des Verschlußteils 21 selbst keine besondere
Aufgabe hat, wenn die Vorrichtung als Pust- oder Brennlampe verwendet wird, ist dann, wenn das Verschlußteil
21 zu einer Verschiebung bis in seine voll geöffnete Stellung veranlaßt wird, das Luftstromsteuerteil
24 aufgrund seiner Verriegelung ebenfalls zu einer Verschiebung gezwungen, wodurch die Lufteintrittsöffnung
8, wie in Figur 2 dargestellt, voll geöffnet wird.
Wenn das Ein-Aus-Venti1 3 in diesem Zustand geöffnet
ist, wird das Brennstoffgas bei der durch das Stromsteuerventil 2 eingestellten Stromrate aus dem Gasbehälter
1 ausgestoßen und mit durch die Lufteintritts-
öffnung 8 in dem Gasgemischerzeuger 5 tretender Luft
zur Bildung eines Gasgemischs vermengt. Das Gasgemisch wird dann nach Durchströmen des Verbindungsrohres 10
durch das Düsenteil 9 ausgestoßen.
Wenn das Gasgemisch dann durch Verwendung eines Feuerzeugs oder dergleichen gezündet wird, erhält man
eine Flamme 26, wie in Figur 2 dargestellt. Da die Lufteintrittsöffnung voll geöffnet ist und das Gasgemisch
eine ausreichende Menge Luft enthält, beträgt die
Die Temperatur von 1300 0C kann jedoch in Anbetracht
der Art der zu behandelnden Werkstücke zu hoch sein. In diesem Fall wird eine Verschiebung des Luftstromsteuerteils
24 bewirkt, wodurch die Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung reduziert wird. Es verringert sich
die Stromrate der einfließenden Luft mit der Verkleinerung
der Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung 8, und
die Temperatur an der Spitze der Flamme 26 verringert sich allmählich auf z.B. 1200 0C, 1100 0C, 1000 0C,
etc. indem das vordere Ende des Luftstromsteuerteils 24
mit den Markierungen 25 beim Verschieben zum.Fluchten gebracht wird. Wenn dann die Lufteintrittsöffnung 8
durch das Luftstromsteuerteil 24 vollständig geschlossen ist, wird das Brennstoffgas von dem Gasbehälter
1 unbelüftet aus dem Düsenteil 9 ausgestoßen, wobei die Temperatur an der Spitze der Flamme 26 auf 800 0C,
wie bei der Flamme eines Gasfeuerzeugs, verringert ist und die Wärmebehandlungsvorrichtung als Brennlampe
verwendet werden kann.
In diesem Fall wird im Gegensatz zu dem oben betrachteten
Fall der Verwendung als Lötkolben die Flamme 26 selbst dann nicht gelöscht, wenn die Lufteintrittsöffnung
8 vollständig geschlossen ist.
Die Temperatur an der Spitze der Flamme 26 kann auch wie gewöhnlich durch Einstellen der Gasstromrate durch
das Stromsteuerventil 2 gesteuert werden. Jedoch schwankt dabei die Flammenlänge erheblich, wodurch die
Bearbeitung verschlechtert wird und sich Schwierigkeiten bei der Temperatursteuerung ergeben.
Im Gegensatz dazu kann aufgrund der Einstellung der Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung 8 durch das
Stromsteuerteil 24 die Temperatur an der Spitze der Flamme 26 genaustens eingestellt werden, ohne daß die
Länge der Flamme 26 verändert wird. Dadurch wird die Wärmebehandlung vereinfacht. Weiterhin wird durch das
Zurafluchtenbringen der Bezugstellung des Luftstromsteuerteils
24 mit der Temperaturmarkierung die angestrebte und genaue Temperatursteuerung in einfacher
Weise erreicht.
In den Figuren 5 und 6 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Wärmebehandlungsvorrichtung dargestellt, bei dem die Kolbenspitze 12 des oben beschriebenen
Ausführungsbeispiels, d.h. eines sogenannten berührungsfreien Lötkolbens einer Art, bei der das
Verbrennungsabgas als Heißstrahl ausgestoßen wird, durch eine Lötkolbenspitze 32 eines zur direkten
Berührung bestimmten Lötkolbens, dessen Kolbenspitze durch die Verbrennungswärme erwärmt wird, ersetzt ist.
32 ein z.B. aus rostfreiem Stahl bestehendes Rohr 34 mit einer an seinem vorderen Ende befestigten Spitze 33
auf, die durch die Verbrennungswärme erwärmt wird. Ein
Verbrennungskatalysator 17 ist im Innern des Rohres 34
angeordnet. Ein Flansch 35 ist am hinteren Ende des Rohres 34 angebracht, um ein Herausgleiten des Verbrennungskatalysators
17 aus dem Rohr 34 und ein Herausgleiten der Lötkolbenspitze 32 aus dem Tragrohr 13 zu
vermeiden. Wie aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, ist ein Paar nach innen gebogener Teile 36, 36, die
gegenüberliegend angeordnet sind, durch Schmieden oder dergleichen ausgebildet, wobei die durch das Zurückbiegen
der Teile 36, 36 geformte Öffnung eine Verbrennungsausstoßöffnung 37 bildet. Jeder der gebogenen
Teile 36 dient zur Verminderung der Stromgeschwindigkeit des aus der Verbrennungsausstoßöffnung 37 ausgestoßenen
Verbrennungsabgases, wodurch eine Verbrennungsgefahr durch das Verbrennungsabgas vermieden wird,
und ebenfalls zur Befestigung des Verbrennungskatalysators 17 im Rohr 34 in Verbindung mit dem
Flansch 35. Im übrigen entspricht der weitere Aufbau dem des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiels und
wird daher im folgenden nicht näher beschrieben.
Durch Verwendung der Lötkolbenspitze 32 kann die Wärmebehandlungsvorrichtung auch als ein zur Berührung
mit dem Werkstück bestimmter Lötkolben vorteilhaft angewandt werden.
Obwohl bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen das Verschlußteil 21 mit dem Luftstromsteuerteil 24
verriegelt ist, können beide in anderen Ausführungsbeispielen auch unabhängig voneinander betätigbar sein.
Ferner könnte man auf das Verschlußteil 21 auch verzichten, wenn die Kolbenspitze 12 und das Düsensteil
9 aneinandergebracht oder voneinander entfernt werden, wodurch sich ihr Zwischenraum öffnet oder schließt.
Während in den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen das Luftstromsteuerteil 24 zu einer axialen
Gleitbewegung veranlaßt wird, kann das Teil auch so ausgebildet sein, daß es in Umfangsrichtung gedreht
wird, um die Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung 8
zu verändern.
spiele sowohl als Lötkolben als auch als Pust- oder Brennlampe dienen können, kann bei anderen Ausführungsbeispielen eine ausschließliche Verwendung als Lötkolben
bzw. Pust- oder Brennlampe vorgesehen sein.
Da, wie oben anhand der Ausfuhrungsbeispiele beschrieben,
die Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung des Gasgemischerzeugers durch das Luftstromsteuerteil ein-
._ stellbar ist, um dadurch die Stromrate der in dem
lo
Gasgemischerzeuger fließenden Luft zu steuern, kann die
Temperatur an der Flammenspitze leicht und genau ohne
Veränderung der Flammenlänge bei der Verwendung der Vorrichtung als Pustlampe eingestellt werden. Die
Vorrichtung kann ferner auch als Brennlampe verwendet werden, indem die Lufteintrittsöffnung vollständig
geschlossen wird.
Verschlußteil verriegelten Luftstromsteuerteils schnell 25
und vollständig geschlossen und dann wieder vollständig geöffnet wird, kann die Flamme am Düsenteil schnell und
zuverlässig unter allen Bedingungen gelöscht werden, wenn die Vorrichtung als Lötkolben betrieben wird.
Claims (6)
1. WärmebehanoNungsvorrichtung zum Betrieb mit
Flüssiggas gekennzeichnet
durch:
a) eine Düse zum Ausstoß von Flüssiggas als Brennstoffgas aus einem Gasbehälter (1),
b) .einen am Ausgang der Düse angeordneten zylindrischen
Gasgemischerzeuger (5), dem das aus
der Düse ausgestoßene Brennstoffgas zuführbar ist.
c) eine im Mantel des Gasgemischerzeugers (5) ausgebildete Lufteintrittsöffnung (8) zum
Einsaugen äußerer Luft durch den Ejektoreffekt
des aus der Düse ausgestoßenen Brennstoffgases zur Bildung eines Gasgemisches,
d) ein Düsenteil (9) zum Ausstoß des von dem Gasgemischerzeuger (5) zugeführten Gasgemisches
zur flammenden Verbrennung,
e) ein an der Mantelaußenseite des Gasgemischerzeugers (5) angeordnetes Luftstromsteuerteil
(24) zur Steuerung der Stromrate der in den Gasgemischerzeuger (5) fließenden Luft und
f) ein mit einer Skaleneinteilung versehenes Führungsteil, das eine Vielzahl von längs des
Schiebeweges des Luftstromsteuerteils (24) angeordneten Markierungen (25) aufweist, um
die Lage eines bestimmten Teils des Luftstromsteuerteils (24) anzugeben, wenn das Luftstromsteuerteil
(24) längs der Markierungen (25) verschoben wird, wodurch die Öffnungsfläche der Lufteintrittsöffnung (8) für die
äußere Luft über eine Vielzahl von Stufen zwischen einem voll geöffneten und voll
geschlossenen Zustand einstellbar ist.
2. Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas nach Anspruch 1, dadurch
gekennzei chnet, daß die Markierungen (25) an der Mantel außenseite des Luftstromsteuerteils
(24) ausgebildet sind und das vordere, in Gleitrichtung weisende Ende des Gasstromsteuerteils
(24) mit jeder der Markierungen (25) fluchtend einstellbar ist.
3. Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Luftstromsteuerteil
(24) ein in axialer Richtung über die äußere Oberfläche des Gasgemischerzeugers (5)
verschiebbares Teil aufweist.
4. Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas, gekennzeichnet
d u r c h:
a) eine Düse zum Ausstoß von Flüssiggas als Brennstoffgas aus einem Gasbehälter (1),
b) einen am Ausgang der Düse angeordneten zylindrischen Gasgemischerzeuger (5), dem das aus
der Düse ausgestoßene Brennstoffgas zuführbar
ist,
5
5
c) eine im Mantel des Gasgemischerzeugers (5) ausgebildete Lufteintrittsöffnung (8) zum
Einsaugen äußerer Luft durch den Ejektoreffekt des aus der Düse ausgestoßenen Brennstoffgases
zur Bildung eines Gasgemisches,
d) ein Düsenteil (9) zum Ausstoß des von dem Gasgemischerzeuger zugeführten Gasgemisches
zur flammenden Verbrennung,
15
15
e) eine an der vorderen Stirnseite des Düsenteils (9) angeordnete Kolbenspitze (12; 32), in die
ein Verbrennungskatalysator (17) zur vollständigen Verbrennung des Gasgemisches durch die
Oxidationsreaktion eingebaut ist, und
f) ein an der Mantel außenseite des Gasgemischerzeugers (5) angeordnetes Luftstromsteuerteil
(24), das axial oder in Umf angsrichtung verschiebbar ist und mit dem auf diese Weise
die sich im voll geöffneten Zustand befindende Lufteintrittsöffnung (8) vollständig .geschlossen
und dann vermöge der Schiebebewegung wieder vollständig geöffnet werden kann, wodurch die Flamme am Düsenteil (9) gelöscht
und das Gasgemisch direkt der Kolbenspitze (12; 32) zugeführt wird.
5. Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenspitze (12; 32) abnehmbar ist.
6. Wärmebehandlungsvorrichtung zum Betrieb mit Flüssiggas nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzei chnet, daß ein Ein-Aus-Teil
zwischen dem Düsenteil (9) und der Kolbenspitze (12; 32) zur Verbindung des Innenraums mit dem
Außenraum angeordnet ist und daß der Schließvorgang des Ein-Aus-Teils mit den vollen Schließ- und
Öffnungsvorgängen für die Lufteintrittsöffnung (8) durch das Luftstromsteuerteil (24) zusammengeschlossen
ist.
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Free format text: LIPPERT, H., DIPL.-ING., 51427 BERGISCH GLADBACH STACHOW, E., PROF. DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., 42651 SOLINGEN SCHMIDT, U., ING. FACHING.F.SCHUTZRECHTSWESEN ADLER, P., DIPL.-ING. FACHING.F.SCHUTZRECHTSWESEN HUDLER, F., DIPL.-ING. PAT.-ING., 01309 DRESDEN SOLMS, J., DIPL.-ING., PAT.-ANWAELTE, 51427 BERGISCH GLADBACH |
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