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Brennerkopf für mit Brenngas-Sauerstoff-Gemischen betriebene Mehrflammenbrenner
zur Oberflächenhärtung Gegenstand der Erfindung ist ein Brenner.-kopf für mit Brenngas-Sauerstoff-Gemischen
betriebene Mehrflammenbrenner zur Oberflächenhärtung von Werkstücken. Bei den bekannten
Brennern dieser Art hat man die in dessen Innern angeordneten 'Verteilungsleitungen
für das Gasgemisch in der Weise ausgebildet, daß man in den massiven Brennerkopf
eine Anzahl Kanäle gebohrt oder gefräst hat, die von dem Mischrohr ausgehen, während
der Flammenaustritt durch eingeschraubte Mundstücke, Schlitze oder feste Bohrungen
erfolgt.
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Wenn ein solcher Brenner zur Erhitzung von stark gekrümmten Flächen
oder zur gleichzeitigen Erhitzung von mehreren unter einem Winkel zueinander gelegenen
Flächen bestimmt ist, wobei die Austrittsöffnungen für das Brenngas-Sauerstoff-Gemisch
nach verschiedenen Richtungen zu angeordnet sind, ergeben sich bei dieser bekannten
Ausführung des Brennerkopfes erhebliche Nachteile. Die Gaskanäle können in einem
solchen Falle nicht mehr gerade verlaufen, sondern müssen teilweise starke Abweichungen
von der Geraden .aufweisen, so daß die gebohrten oder gefrästen Kanäle nach mindestens
zwei Richtungen hin abgewinkelt sind. Hierbei entstehen .scharfkantige Ecken, die
Wirbelbildungen und damit Flammenrückschläge zur Folge haben. Abgesehen davon, daß
derartige Kanäle teuer zu bohren sind, läßt es sich .auch nicht vermeiden, daß die
Bohrungen nicht genau aufeinanderkommen, so daß die Flammen teils kleiner, teils
größer brennen. An den Ecken und Winkeln der Kanäle treten außerdem Druckverluste
auf, die die einwandfreie Härtung beeinträchtigen.
Sofern der Brennerkopf
außerdem mit Wasserkühlung versehen werden soll, ergeben sich mit Rücksicht ;auf
die beschränkten räumlichen Verhältnisse Schwierigkeiten, die Kühlwasserkanäle neben
den Gaskanälen unterzubringen. Ferner ist es in den meisten Fällen nicht möglich,
die Wasserkühlung genügend weit bis zu den Sam meisten der Erhitzung ausgesetzten
Stellen im Bereich des Flammenaustritts vorzuziehen, ohne gleichzeitig die Festigkeit
des Brennerkopfes zu beeinträchtigen.
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Zur Vermeidung dieser Mängel sind bereits die verschiedensten Lösungen
vorgeschlagen worden. So ist es bekannt, zwischen Brennerkopf und Mischrohr ein
Verteilerstück einzuschalten, das aus einzelnen gegabelten Rohren zusammengesetzt
ist. Auf diese Weise läßt sich indessen nur ein Teil der z@vischen den im Brennerkopf
gelegenen Kanälen bestehenden scharfen Knicke beseitigen, indem die Verteilerrohre
zweckentsprechend gebogen werden.
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Um den Brennerkopf als solchen ganz entbehrlich zu machen, hat man
,auch bereits auf jedes der das Verteilerstück bildenden Rohre ein gesondertes Mundstück
aufgeschraubt oder -gelötet und die einzelnen Mundstücke dann, z. B. mittels Schrauben
oder Schellen, zu Blockbrennerköpfen zusammengesetzt. Hierbei ist es aber wiederum
schwierig, die Wasserkühlung anzubringen, abgesehen davon, daß infolge der verschiedenen
Einzelmundstücke die Abstände zwischen den Verteilungsrohren entsprechend groß sein
müssen und demgemäß .auch die Flammen zu weit voneinander entfernt sind.
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Schließlich sind auch schon Ausführungen bekannt, bei welchen zwecks
Erzielung einer wirksamen Kühlung ein Blechmantel mit Wasserzu- und -abfluß an dem
entsprechend angefrästen Brennerkopf bzw. dem vorgeschalteten Verteilerstück angebracht
ist; indessen ist auch hier der Mangel vorhanden, daß sich die Kühlung nicht genügend
weit nach vorn erstreckt.
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Durch die vorliegende Erfindung werden einerseits die scharf abgewinkelten
Kanäle der bekannten Mehrflammenbrenner vermieden, und andererseits kann im Falle
des Erfordernisses einer Wasserkühlung diese bis unmittelbar an die heißesten Stellen
des Brenners im Bereich des Flammenaustritts herangeführt werden. Erreicht wird
dies dadurch, daß die im Innern des Brennerkopfes angeordneten Verteilungsleitungen,
aus deren freien Enden die Flammen unmittelbar austreten, als gebogene Rohre ausgebildet
sind. Auf diese Weise wird den Gaskanälen die theoretisch richtige Gestalt gegeben,
so daß jede Möglichkeit von Druckverlusten und Wirbelbildungen entfällt und das
Gasgemisch in jedem Rohr unter den günstigsten Strömungsbedingungen bis zu der Austrittsöffnung
gelangt. Es werden .außerdem die bei den bekannten Brennerköpfen erforderlichen
besonderen Düsenmundstücke entbehrlich, da die Biegbarkeit der Rohre es gestattet,
den Rohrenden selbst, falls erwünscht, einen verjüngten düsenförmigen Querschnitt
zu geben.
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Sofern der Brennerkopf mit Wasserkühlung ausgestattet wird, ermöglicht
es die erfindungsgemäße Ausbildung, daß der die Gasverteilungsrohre umgebende Metallmantel
gleichzeitig zur Aufnahme des Kühlwassers benutzt werden kann, so daß dieses bis
dicht an den Flammenaustritt heranreicht.
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Es sind zwar bereits-Gasbren'her bekannt, bei denen im Brennerkopf
eine Anzahl dünnwandiger Rohre angeordnet ist. Dabei wird jedoch nur eins der Gase
durch die Rohre geleitet, während das andere durch .die Zwischenräume zwischen den
Rohren zugeführt wird, so daß sich in den Rohren kein Knallgas befindet. Die beiden
Gase brennen ,außerdem nach ihrer an der Spitze des Brennerkopfes erfolgten Mischung
nur in einer einzigen Flamme, so daß es sich bei dem bekannten Brenner auch nicht
um einen Mehrflammenbrenner handelt. Im Gegensatz hierzu wird durch die vorliegende
Erfindung ein Mehrflammenbrenner geschaffen, bei dem die Verteilungsleitung für
das Knallgas statt durch gebohrte oder gefräste Kanäle durch gebogene Rohre gebildet
wird, in denen keine Wirbel entstehen können, wodurch der Brenner praktisch rückschlagfrei
wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
an einem mit Wasserkühlung versehenen Brennerkopf im Längs- und Querschnitt.
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In dem Brennerkopf a sind die zur Gasverteilung dienenden Rohre b
eingesetzt, die aus einem biegsamen Werkstoff bestehen und derart geformt sind,
daß an ihren freien Ausgangsenden e unmittelbar die Flammen austreten. Die Enden
c haben hierfür nach der Flammenseite hin einen verjüngten Querschnitt, der zweckmäßig
durch Drücken erzeugt wird.
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Die Rohre b sind von einem Metallmantel d umgeben, der sich an den
Körper a des Brennerkopfes anschließt und zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit dient.
Durch den Wegfall besonderer Mundstücke für den Flammenaustritt kann der Kühlwassermanteld
bis dicht an die Rohrmündungen c herangeführt werden, so daß das Kühlwasser die
Rohre b fast ganz umspült.
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Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen.
Insbesondere
können der Brennerkopf sowie der Kühlwassermantel
je nach der Form der zu erhitzenden Werkstücke jede diesen angepaßte Gestalt ,aufweisen,
wie auch die Zahl und Formgebung der Rohre entsprechend den jeweiligen Verhältnissen
gewählt werden kann.