DE8802400U1

DE8802400U1 - Brenner zur Verarbeitung mindestens zweier Verbrennungspartner

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Publication number: DE8802400U1
Application number: DE8802400U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-06-22

Description

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"Brenner zur Verarbeitung mindestens zweier Verbrennungspartner "

Die Erfindung richtet sich auf einen Brenner zur Verarbeitung mindestens zweier Verbrennungspartner, die im oder im bereich eines Brennerkopfes gemischt werden.

Brenner sind in den unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt» z.B. die Brenner, in denen das Brenngas und Sauerstoff zusammengeführt werden, um die Flamme zum Schweißen zu erzeugen. Beim Beschichten von Werkstoffoberflächen über Lichcbc^enspritzdüsen sind derartige Brenner bekannt, bei denen nicht nur das fördernde Gas, z.B. Pressluft zusammengeführt wird, sondern auch Schutzgase. HiiMgase und dgl. Ein Brennerkopf für diese Art der Technologie ist beispielsweise aus der DE-PS 35 33 966 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner zu schaffen, mit dem die Leistungsfähigkeit erhöht wird, nicht nur was die Reaktionsgeschwindigkeit angeht, sondern auch die zu erreichende Temperatur, die Beschleunigung der Brenngase und dgl. mehr.

Mit einem Brenner der eingange bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung daduroh gelöst, dta wenigstens ein Teil dos Brennerkopf&bgr;&bgr; von einer Hochfrequenzspule um-

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Durch das Vorsehen einer Hochfrequenzspule im Bereich der

&igr; Vereinigung wenigstens zweier Komponenten in der Brennkam-

; mer oder an entsprechenden Stellen kann die Verbrennungs

reaktion durch Anregung bzw. Ionisierung der Gasmoleküle
Kittels durch Hochfrequenz erzeugter elektromagnetischer
Felder positiv beeinflußt werden. So wird die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, die Verbrennungs- bzw. Gastemperatur wird ebenso erhöht wie die Enthalpie des VerbrennungsgemIsches in der Brennkammer. Insgesamt kommt es zu einer
beschleunigten Reaktion. Dabei wird auch die Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Prozeßabgases am Brennkammer-Austritt erreicht.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dafi
bereite bekannte herkömmliche Brennerköpfe entsprechend
nachgeröstet werden können. Dabei kann erfindungsgeroäß vor· gesehen sein, z.B. die Hochfrequenzspule am Ende eines gemeinsamen Strömungskanales der Verbrennungepartner anzuordnen. Bei dem Strömungekanal kann as sich z.B. um den Düsenkanal herkömmlicher Gasbrenner hanoeln oder auch u/a die
epritzköpfe entsprachander Auftragseinrichtungen für metallische Oberflachenbeechichtungon.

Naben dar Umgabung das Strömungekannj.ee kann auch vorgesehen i*ln, dag dia Miflchketnmer und/oder dar Miechkenunarays-

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tritt von der Hoohfrequenaepule umgeben let.

Besondere zweckmäßig ist es, den aus Mischkammer und Kammeraustritt gebildeten Strömungskanal düsenförmig zu gestalten, wobei wenigstens Bereiche der Düse von wenigstens einer Hochfrequenzspule umgeben sind.

Hier kann durch allein die Formgebung der Düse positiv das Brenn- und Auswurfverhalten des Brenners beeinflußt werden, wobei die Hochfrequenzspule an sehr unterschiedlichen Bereichen des Kanales angeordnet sein kann. Daoei können auch mehrere Hochfrequenzspulen im Verlauf des DUsenkanalquerschnittes vorgesehen sein, die z.B. mit unterschiedlicher Leistung und/oder unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden.

Für die Erfindung von besonderer Bedeutung ist eine Gestaltung, die darin liegt, daß der Brenner mit wenigstens einer Zuführleitung zum Einbringen von nicht gasförmigen mit der Brennflamme auszutragenden Partikeln versehen ist. Bei diesen Partikeln fcaon es sieh tat s.S. Hetalletäeb« handeln, um Produkte in Flüssigphase oder z.B. im über Lichtbogen erschmolzene Feststofftropfeben oder dgl., eine Gestaltung, die insbesondere für die oben bereits erwähnte OfoerflMchenbeschichtung von Bedeutung ist.

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Die Erfindung sieht euch vor, daß Zuführleitungen im Bereich der Brennkammerseitenwände und/oder der Kammeraustrittewände und/oder hinter dem Kammerauetritt vorgesehen sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, diese zeigt in den

Fig« 1 bis 6 unterschiedlich gestaltete Brenner als Prinzipskizzen.

Fig. 1 zeigt im Prinzip einen herkömmlichen Gasbrenner, allgemein mit 1 bezeichnet mit einer zentrischen Brenngaszufuhr 2 und einer Sauerstoffzufuhr 3 in einem Ringraum um die Brenngaszufuhr. Das Injektionssystem ist mit einem strichpunktierten Kreis umgeben und trägt das Bezugszeichen 4. In einem gemeinsamen Strömungskanal 5 strömen die gezündeten Komponenten und bilden am Kopf des Brenners eine Brenngasflamme 6, der Düsenaustritt ist in diesem Falle mit 7 bezeichnet.

Im Bereich des Düsenauetritbes 1 ist der Brenner 1 von einer Hochfrequenzspule 8 umgeben, deren elektrisches, hoch' frequentes Feld die Brenngasflamme 6 im Bereich des Düsenauetrittes 7 beaufschlagt.

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tn Pig« 2 let ddt Brennet: mit la beaelohnet. Der eintritt dee Brenngases mit 2a, ein aentrleoher eintritt 2.B, eines pulverförmigen Werkstoffes mit Fördergas trägt hler das Bezugszeichen 3a. In einer mit 9 bezeichneten Mischkammer, die mit einem Mischkammeraustritt 5a ausgerüstet ist, werden die Brenngase und der pulverfKrmige Werkstoff gemischt und gezündet, dabei ist die Brennkammer 9 von einer Hochfrequenzspule 8a umgeben. Die hochfrequensunter-■tützte Autogenkammer trägt hier das Bezugszeichen 6a.

Xn Fig. 3 ist ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines allgemein mit Ib bezeichneten Brenners dargestellt. Soweit gleiche Bedingungen in den übrigen Figuren gegeben ■ind, tragen die Elemente die gleichen Bezugszeichen, ergänzt durch einen kleinen Buchstaben. So ist z.B. die Spule mit 8b bezeichnet, die Brenngaszufuhr mit 2b, di«i Hochfrequenz angeregte Autogenflamme mit 6b, die Brennkammer mit 9b und der Brennkammeraustritt mit 5b, während der Düeenaustritt das Bezugszeichen 7b trägt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist in der Mitte ein hOGhSGhmelsender fierkstöff in Stangenform wiedergegeben, dieser trägt das Bezugszeichen 10. Die erschmolzenen Partikel werden durch den Brennkammeraustritt 5b ausgeworfen, auch hier ist der Vorgang hochfrequenzunterstützt. In Fig. 4 ist die Möglichkeit dargestellt, den Brennkamme/-austritt 5c düsenför&ig zu gestalten, d.h. bereits die Brenn-

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kammer 9ö geht in die Düsenfiorm übet, t*as in fig. 4 lediglich symbollach wiedergegeben ist. Die Hoohgesahwindigkeitsflamme ist hier mit 6c' bezeichnet. Der mit 11 beteichnete Düsenkörper kann gekühlt gestaltet sein, was nicht näher dargestellt ist. Die hochfrequenzunterstützten &ngr;&igr;&agr; s L &khgr; aminen dj.uu

rig. 5 zeigt die Möglichkeit, den Brenner ähnlich wie bei der Ausführung gemäß Fig. 4 zu gestalten, hier wird allerdings zentrisch eine schmelzflüssige Phase eingetragen, vas mit dem Bezugszeichen 12 angedeutet ist. Auch hier strömen die Gase in Hochgeschwindigkeit ab mit entsprechenden Tropfen, die ebenfalls dargestellt sind. Auch hier kann der Düsenkörper lld gekühlt sein, was nicht näher dargestellt ist.

Schließlich ist in Fig. 6 die Möglichkeit dargestellt, das Brenngasgemisch 2e etwa in der Mitte einzuführen, allerdings wird z.B. ein Pulver bei 13 eingeleitet und in eine Hochgeschwindigkeitsflamme 6e eingeleitet. Im Bereich des Düsenendes 7e ist angedeutet, eine Sekundärbrenngasflamme 14 zu erzeugen, in dem unteren Teil der Abbildung ist diese Sekundärgasflamme 14' in dem Bereich der Hochgeschwind igkeitsf lamme 6e eingeschwenkt, was durch den ii^ixel tX dargestellt ist. Die erschmolzenen Partikel sind hier mit 12e bezeichnet.

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Erkennbar ist es mit der Erfindung möglich, unterschiedliche Verbrennungspartner einzusetzen, etwa die Gas-Gas-Gemische, wie in der Autogentechnik üblich, d.h. z.B. Acethylen/Sauerstoff, Prophan/Sauerstoff, Happ/Sauerstoff, Butan/Sauerstoff usw., wobei in gleicher Weise natürlich die erwähnten Brenngas-Luftgemische möglich sind bzw. auch ein Erdgas/Luftgemisch oder ein Wasserstoff/Luftgemisch. Bei flüssigen Brennstoffen in fein zerstäubter Form sind z.B. Gemische wie Alkohol/Sauerstoff, Alkohol/Luft, Benzin/ Luft, Kerosin/Luft, Heizöl/Luft und dgl. einsetzbar. Bei Feststoffen werden im Vordergrund Steinkohlenstäube bzw. Braunkohlenstäube einzusetzen sein, die mit Luft bzw. Sauerstoff gemischt werden.

Der erfindungsgemMBe Brenner eignet sich insbesondere zum Verarbeiten von hochschmelzenden Werkstoffen. Bei metal-1Ischen Werkstoffen kann es sich dabei um Wolfram, Molybdän, Tantal, Chrom und dgl. handeln, bei oxidisehen Werkstoffen um Zinkoxid, Magnesiumoxid, Alumiumoxid, Chromoxid, Titanoxid oder dgl.

Natürlich sind auch ander« hochschmelzend· Werkstoff* einzusetzen, «twa Chromborid, Titanborid, Titannitrit, Tantannitrit, Zirkonnitrit, WoIframeillzid, Chromsllizid, Molybdänelliiid odtr auch Hartmetall·, wie wolframcarbid-&kgr;&ogr;-bald, Nickelchrom-Chromcarbid und dgl.

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Natürlich sind die beschriebenen Aasführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf eine spezielle Hochfrequenzspulengestaltung beschränkt, auch nicht auf eine spezielle Art der Strömungskanalgestaltung und dgl. mehr.

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Claims

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2U(SEIASSENESIMEUROPAlSCHENPATENTAMr-EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEE

DIPL-ING. J. MEINKE DIPL-ING. W. DABRiNGHAUS

460OtX)RTMUNDI.

WESTENHELLWEG 67 23· Feb. öt

TELEFON (0231)145071 TELEGRAMM DOPAT Dortmund TBFX 822 7328 pat d

TELEFAX (0231)147670

7/6443

Anmelder: Götz Matthäus, Westerfilder Str. 38, 4620 Castrop-Rauxel

Ansprüche:

1. Brenner zur Verarbeitung mindestens zweier Verbrennungspartner, die im oder im Bereich eines Brennerkopfes gemischt werden,

dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens ein ¹PeU des Brennerkopfes (1) von einer

Hochfrequenzspule (8) umgeben ist.
2. Brenner nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Hochfrequenzspule (8) am Ende (7) eines gemeinsamen Strömungskanales (5) der Verbrennungepartner angeordnet ist.
3. Brenner mit einer Mischkammer,
dadurch gekennzeichnet,

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daß die Mischkammer (9) von der Hochfrequenzspule (8a) umgeben ist.
4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mischkammer (9a) in einen Kammeraustritt (5a) mündet, wobei die Mischkammer (9a) und/oder der Kammeraustritt von einer Hochfrequenzspule (8a) umgebet, ist.
5. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Strömungekanal (5c) aus Mischkammer (9c) and Kammeraustritt düsenförmitj gestaltet ist, wobei wenigstens Bereiche der Düse von wenigstens einer Hochfrequenzspule (8c) umgeben sind.
6. Brenner nach einem der vorbeigehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

das der Brenner (1) mit wenigstens einer Zuführleitung (3a) zum Einbringen von nicht gasförmigen mit der Brennflamme auezutragenden Partikeln, wie Metallstauben, Produkten in der Flussigphase oder über Lichtbogen zu erschmel» zenden Feststoffen oder dgl., versehen ist.
7. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß Zuführleitungen (13) im Bereich der Brennkammerieiten-

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wände und/oder der Kemmerauitrittewände und/oder hinter dem Rtmmerauitritt vorgeaehen sind«