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Verfahren zur Kleinstellung der Flamme von Brennern für Knallgasgemische
Wenn man in der Technik Knallgasbrenner, beispielsweise Schweiß- oder Schneidbrenner,
verwendet, so kann es nötig sein, die Flamme kleinzustellen. Bei Knallgasgemischen
mit geringer Verbrennungsgeschwindigkeit ist dies verhältnismäßig leicht dadurch
zu erreichen, daß man die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases absperrt und die des
brennbaren Gases verringert; diese Aufgabe läßt sich aber nur schwierig lösen, wenn
man Knallgasgemische mit sehr hoher Verbrennungsgeschwindigkeit verwendet, bei welchen,
wie z. B. beim Sauerstoff-Azetylengasgemisch, reiner oder hochprozentiger Sauerstoff
benutzt wird.
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Um eine beständige Flamme zu erzielen, muß ein solches Knallgasgemisch
nämlich beim Austritt aus dem Brenner eine sehr hohe Geschwindigkeit, und zwar ioo
bis Zoo m in der Sekunde, besitzen; es ist daher unmöglich, diese Austrittsgeschwindigkeit
ohne die Gefahr des Zurückschlagens der Flamme in einem sehr beträchtlichen Maße
zu verringern. Wenn man die Stärke der Flamme durch einfache Absperrung des Sauerstoffes
verringern will, so muß diese Absperrung sehr langsam erfolgen, denn bei plötzlicher
Absperrung verliert das in dem Mischrohr des Brenners enthaltene Knallgasgemisch
an Druck, so daß die Flamme zurückschlägt; es ist ferner nötig, einen gewissen,
sehr geringen Sauerstoffgehalt des Gases aufrechtzuerhalten, um eine rußende Flamme
zu vermeiden, was in gewissen Fällen äußerst nachteilig ist. Die richtige Einstellung
ist aber bei der Empfindlichkeit der Brenngas-Sauerstoffgemische schwierig.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen;
danach ist es leicht, die Flamme der Brenner kleinzustellen. Die Erfindung besteht
darin, daß sich beim Kleinstellen der Brennerflamme durch Zufuhr von Druckluft statt
Sauerstoff die Menge des angesaugten Brenngases vermindert, wenn man den Sauerstoffhahn
schließt, und daß gleichzeitig die durch den Druck in dem Mischraum zurückgedrängte
Druckluft frei in den Mischraum ausströmt. Außerdem ist, um den Sauerstoffdruck
allmählich zu drosseln, hinter dem Sauerstoffhahn eine Erweiterung der Leitung vorgesehen.
Auf diese Weise läßt sich dem Knallgasgemisch, dessen Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit
infolge des allmählichen Ersatzes des Sauerstoffes durch Luft immer geringer wird,
eine Austrittsgeschwindigkeit geben, die stets größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit,
und auf diese Weise lassen sich die Flammenrückschläge vermeiden. Außerdem gibt
die Gegenwart der Luft in dem brennbaren Gas eine rauchlose Flamme.
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In der Abbildung der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
eines Sauerstoff-Azetylenbrenners nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Der Brenner F weist einen Mischraum 31 auf,
dem
das Knallgasgemisch durch einen Injektor I zugeführt wird, in welchem der unter
Druck stehende Sauerstoff das Azetylen mit sich reißt. Die Azetylengasmenge wird
mit Hilfe eines Regulierhahnes B eingestellt. Eine mit einem Regulierhahn C versehene
Luftleitung mündet ebenfalls in den Mischraum ein.
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Die Sauerstoffzuleitung ist mit einer Kammer D versehen. Die Azetylenzuleitung
enthält ein Kugelventil S, welches das Gas nur unter dem Einfluß der durch den Sauerstoffstrahl
erzeugten Saugwirkung hindurchgehen läßt. Durch eine von dem Hahn V gesteuerte Nebenleitung
wird die Speisung der Kleinflamme bei geschlossenem Ventil aufrechterhalten.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Der von der Kammer
D kommende Sauerstoff gelangt in den Injektor I, saugt Azetylen an, indem die Ventilkugel
S abgehoben wird, und drückt das Gasgemisch in den Mischraum M und von dort in die
Brennermündung hinein.
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Der Druck, unter welchem die Luft durch den Hahn C zugeführt wird,
ist höher als der Druck oder wenigstens gleich dem Druck, der in der Kammer M bei
Speisung der Arbeitsflammen herrscht, und der Hahn ist während dieser Zeit ständig
offen, so daß der Druckabfall in der Mischkammer M, der durch die Abstellung des
Sauerstoffs zwecks Kleinstellung der Flamme bewirkt wird, selbsttätig die Wirkung
hat, die Zufuhr von Druckluft in diese Kammer zu veranlassen oder zu verstärken.
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Wenn, nämlich der Druck der Druckluft höher als der in der Mischkammer
ist, so tritt eine gewisse Menge Luft in diese ein, und die Heizflamme enthält schon
einen gewissen Bruchteil von Luft. Die Drosselung des Sauerstoffes erhöht nur diesen
Anteil der Luft in der Kleinstellflamme. Wenn dagegen der Druck der Druckluft in
deren Zuleitung gleich dem in der Mischkammer herrschenden Druck ist, so besteht
Gleichgewicht zwischen dem Gasgemisch in der Mischkammer und der Luft in der Druckluftleitung,
und die Mischkammer erhält praktisch keine Luft, so daß die Schließung des Sauerstoffhahns
und der daraus folgende Druckabfall in der Mischkammer die Zufuhr von Druckluft
in die Mischkammer veranlaßt. Der Hahn C dient dazu, diese Luftzufuhr zu regeln,
solange die Kleinstellflamme brennt.
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Die Einstellung der Arbeitsflamme erfolgt mit Hilfe der Hähne, die
in der Sauerstoff-und der Azetylenzuleitung vorgesehen sind.
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Um die Flamme kleinzustellen, genügt es, den Sauerstoffhahn X zu schließen.
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Die zwischen dem Hahn X und dem Injektor I eingeschaltete Kammer
D hat den Zweck, eine langsame Abnahme des Sauerstoffdruckes herbeizuführen,
wodurch folgende Wirkungen erzielt werden i. Die durch den Sauerstoff bewirkte Saugwirkung
wird immer geringer, so daß die durch das Ventil S fließende Azetylenmenge kleiner
wird.
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2. Der Druck des in M angestauten Gasgemisches wird allmählich kleiner,
so daß Luft in die Mischvorrichtung eintreten kann.
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3. Durch diesen Eintritt von Luft in das Gasgemisch wird die Verbrennungsgeschwindigkeit
desselben verringert, wodurch eine geringere Austrittsgeschwindigkeit ermöglicht
wird.
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Diese Vorgänge dauern so lange, bis der Sauerstoffdruck in der Kammer
D gleich Null wird; der Brenner brennt dann mit Kleinflamme und lediglich mit einem
Gasgemisch, das aus der durch C eintretenden Luft und dem durch die Nebenleitung
V eintretenden Azetylen besteht. Die Kleinflamme wird durch Betätigung der Hähne
C und V eingestellt.
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Um die normale Flamme wiederherzustellen, genügt es, den Sauerstoffzuführungshahn
X plötzlich zu öffnen. Es entstehen dann die umgekehrten Wirkungen: die durch den
Sauerstoff erzeugte Saugkraft saugt Azetylen durch das Ventil S an, und der Druck
im Mischraum M steigt, wodurch die Luftzufuhr geringer wird oder gar aufhört.
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Um von der normalen Flamme auf die Kleinflamme überzugehen und umgekehrt,
genügt es also, den Sauerstoffhahn plötzlich zu schließen oder zu öffnen, ohne daß
weder ein Zurückschlagen der Flamme noch die Bildung einer rußenden Flamme zu befürchten
wäre.