EP0221914B1 - Flammspritzbrenner zur verarbeitung pulver- oder drahtförmiger spritzwerkstoffe - Google Patents

Flammspritzbrenner zur verarbeitung pulver- oder drahtförmiger spritzwerkstoffe Download PDF

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EP0221914B1
EP0221914B1 EP86902301A EP86902301A EP0221914B1 EP 0221914 B1 EP0221914 B1 EP 0221914B1 EP 86902301 A EP86902301 A EP 86902301A EP 86902301 A EP86902301 A EP 86902301A EP 0221914 B1 EP0221914 B1 EP 0221914B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
flame
burner
sprayer
mixing chamber
Prior art date
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Expired
Application number
EP86902301A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0221914A1 (de
Inventor
Philippe Delaplace
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ECG Immobilier SA
Original Assignee
Castolin SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Castolin SA filed Critical Castolin SA
Publication of EP0221914A1 publication Critical patent/EP0221914A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0221914B1 publication Critical patent/EP0221914B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/20—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion
    • B05B7/201—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle

Definitions

  • the invention relates to a flame spray burner for processing powder or wire-shaped spray materials with a burner body and a burner head, the burner body having feed devices for the spray material and for a fuel gas and an oxidizing gas, and the burner head having one with a plurality of gas nozzle channels and at least one channel for the Has spray material provided nozzle part which is connected to the burner body interchangeably.
  • Flame spray burners of this type for powdery spray materials are known, for example, from DE patent 1 646 027.
  • the arrangement described therein has an annular mixing chamber in the burner body, to which fuel gas is supplied on the one hand from a common delivery channel and into which on the other hand several oxidation gas delivery channels open.
  • the mixing chamber has a relatively large volume, as a result of which a flashback or reignition into the mixing chamber, which, as practice has shown, cannot be ruled out with such a burner, can have very serious consequences.
  • the flame profile in its entirety is predetermined and cannot be adapted to individual applications.
  • the object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known burners and, in particular, to create a flame spray burner which is simple and easily adaptable to a wide variety of spraying conditions and applications, in particular with regard to the burner output, so that optimum spraying results are achieved can be and a significant improvement in safety in operation is guaranteed.
  • the burner body has, from the connection side with the nozzle part, accessible, elongate recesses for receiving at least two interchangeable fuel gas oxidation gas injectors, and for each injector each has its own delivery channel for the fuel gas and its own delivery channel for the oxidation gas which are connected to the corresponding input channels of the injector.
  • the injectors inserted into the recesses of the burner body partially protrude from the burner body and the nozzle part in turn has recesses for receiving the injector parts protruding from the burner body.
  • the burner according to FIGS. 1 to 3 is an autogenous powder flame spray burner with a burner head 1, which is mounted on a burner body 2 with the aid of a union nut 3.
  • the burner body receives a mixture of, for example, a connecting line 4 Flame spray powder with a carrier gas used to promote it, e.g. B. oxygen or air, and supplied via connecting lines 5 or 6 acetylene as fuel gas and oxygen as the oxidation gas. If necessary, the burner body has further connection, control and shut-off devices (not shown) for these gases and the wettable powder.
  • the burner head 1 essentially consists of a nozzle part 15.
  • the burner body 2 has a central feed channel 40, which continues in a channel 41 of the nozzle part.
  • it has three elongated, cylindrical recesses 20, 21, 22, the position of which is indicated by dash-dotted lines in FIG. 3.
  • a fuel gas oxidation gas injector such as the injector designated 23 in FIG. 2, is interchangeably arranged.
  • Such an injector has a central mixing channel 24, into which an injector channel 25 opens on the one hand in the longitudinal direction and an intake channel 26 on the other hand in the radial direction.
  • the cross section of these input channels 25, 26 of the injector are significantly smaller than the cross section of the mixing channel.
  • the intake duct 26 communicates with the longitudinal supply duct 50 for the fuel gas via an annular supply chamber 27 formed by a recess between the body of the injector 23 and the burner body 2, and inserting one as here cylindrical injector from the angular position of the same.
  • the oxidizing gas inlet channel 25 preferably continues a feed channel 60 in the longitudinal direction.
  • the injector 23 At the end of the injector 23 opposite the gas supply, its body protrudes from the burner body and is received by a corresponding recess 30 in the nozzle part.
  • the wall parts of the injector body between the two input channels and before and after the connecting surface between the nozzle part and the burner body are connected in a sealing manner to the wall surfaces of the corresponding recesses with the aid of elastic sealing rings 7, 8, 9.
  • the recess 30 and the burner body recesses 21 and 22 opposite recesses 31 and 32 are indicated by dash-dotted lines.
  • gas nozzle channels 16 are connected to a corresponding common gas mixing chamber 17, 18, 19 in the nozzle part.
  • Each of these gas mixing chambers has an inlet opening, which is formed, for example, by a connecting channel 10 and is connected to the outlet opening of the injector.
  • the connecting channel can be formed by a bore in an intermediate part 11 arranged in the recess 30 next to the injector body.
  • the cross section of the inlet opening of the gas mixing chamber is smaller than the cross section of the outlet opening of the injector and much smaller than the cross section of the gas mixing chamber itself.
  • the total volume of fuel gas oxidizing gas delivered is distributed over several mutually independent injector mixing devices.
  • the cross-section of the injector channel in particular is adapted to the given fuel gas pressure, so that it can be achieved in an uncritical manner that even with a relatively low fuel gas pressure, suction power sufficient for the desired mixture is achieved by increasing the rate of oxidation gas.
  • the other dimensions of an injector are also optimally coordinated with each other.
  • the distribution of the mixing volumes over several independent injectors is of decisive advantage when dimensioning them, particularly as far as the injector channel is concerned, since the conditions are less critical, both mechanically and in terms of flow technology.
  • the effect of such a flashback or reignition is limited to the corresponding partial volume, so that the corresponding risk is not only significantly reduced in frequency but also in scope.
  • the arrangement of several independent, individually interchangeable injector devices also allows, on the one hand, to select the injectors corresponding to the desired burner output and, on the other hand, to insert different injectors into the individual recesses, and thus the profile of the flame is variable over the entire circumference of the nozzle part and in accordance with a specific application to design.
  • a nozzle part in which the mixing chambers 17, 18, 19 are either combined in a single annular chamber or are shaped such that any assignment of the individual nozzle channels 16 to the injectors used in the recesses 20, 21 and 22 is achieved is coming.
  • these injectors can have a different output and, if appropriate, can even be designed as a closure part for the corresponding recess in the burner body, ie as a hermetic closure of the associated gas supply channels 50, 60, as a result of which a particularly stark asymmetry of the flame profile can be achieved.
  • the construction described here in which the injectors protrude from the burner body, permits particularly simple replacement by hand without special tools.
  • the sealing means are also important in this context, elastic sealing rings preferably being provided between the injector body and the burner body on the one hand and the nozzle part on the other. It should also be noted that the nozzle part itself can be of very simple construction and therefore the cost of replacing this wearing part can be kept low.
  • FIGS. 4 to 9 show various further exemplary embodiments of the burner head, the parts of the same design being designated with the same reference numbers as in the previous figures.
  • FIG. 4 shows a nozzle part 12, in which nozzle channels 33, 34 are arranged at different radial distances.
  • the individual nozzle channels are again connected to mixing chambers, such as 35, 36, and the shape of these mixing chambers and the arrangement of the inlet openings can be selected such that any gas nozzle channels can be fed from a given injector with only design restrictions.
  • the embodiment according to FIG. 4 has an injector 37, the mouth end 38 of which widens conically and projects into an intermediate part 39 with two connecting channels 42, 43. The expansion of the gas mixture thus occurring at the end of the mouth and the subsequent acceleration in the channels 42, 43 already bring about good mixing at this point, which is followed by a further mixture in the chambers 35 and 36, respectively.
  • Fig. 5 shows a nozzle part 13, which is similar to that shown in Fig. 2, but in which the mixing chamber 44 has a projection 45 which divides this mixing chamber into two sub-chambers connected by a constriction and thus a further improvement in Mixing causes.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a nozzle part 14, in which the mixing chamber, here 46, is subdivided into two partial chambers by an insert part 47, which is fitted into the recess forming the mixing chamber. This can be advantageous, among other things, for manufacturing reasons.
  • FIG. 7 shows an arrangement in which the mixing chamber 46 of the nozzle part has a movable insert part 48, which is designed, for example, as a thin disk and is kept away from the outlet-side rear wall of the mixing chamber by a spacer 49.
  • the forced deflection of the gases results in an even better mixing before they enter the nozzle channel.
  • the arrangement is such that the distances a are smaller than b and b are smaller than c.
  • pins can be used as spacers 56, which are either permanently connected to the mixing chamber wall or to the insert.
  • FIG. 9 shows another form of dividing a mixing chamber into two successive subchambers 57 and 58. Both mixing chambers are separated from one another by an insert part 59 within a common recess of the nozzle part 29 and are connected via one or more bores, such as 61.
  • the cross section of the second gas mixing chamber 58 is substantially larger than that of the connecting channel or the entirety of the connecting channels 61 and of course also larger than that of the total of the outlet openings of this mixing chamber.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Nozzles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flammspritzbrenner zur Verarbeitung pulver-oder drahtförmiger Spritzwerkstoffe mit einem Brennerkörper und einem Brennerkopf, wobei der Brennerkörper Zuführvorrichtungen für den Spritzwerkstoff sowie für ein Brenngas und ein Oxydationsgas aufweist und wobei der Brennerkopf einen mit einer Mehrzahl von Gasdüsenkanälen und mindestens einem Kanal für den Spritzwerkstoff versehenen Düsenteil aufweist, der mit dem Brennerkörper auswechselbar verbunden ist.
  • Flammspritzbrenner dieser Art für pulverförmige Spritzwerkstoffe sind beispielsweise aus der DE-Patentschrift 1 646 027 bekannt. Die darin beschriebene Anordnung weist im Brennerkörper eine ringförmige Mischkammer auf, der einerseits aus einem gemeinsamen Förderkanal Brenngas zugeführt wird und in welche andererseits mehrere Oxydationsgas-Förderkanäle einmünden. Die Mischkammer besitzt dabei ein relativ grosses Volumen, wodurch ein Flammenrückschlag bzw. eine Rückzündung bis in die Mischkammer, die sich, wie die Praxis gezeigt hat, bei einem solchen Brenner nicht ausschliessen lassen, sehr schwerwiegende Folgen nach sich ziehen können.
  • Bei einer solchen bekannten Brennerkonstruktion ist ferner eine Änderung der Flammenenergie nur schwer möglich und erfordert das Eingreifen eines Fachmanns, um beim Auswechseln des Mischorgans die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten. Dies macht eine Umstellung bei der Verarbeitung von verschiedenartigen Spritzwerkstoffen problematisch.
  • Ein weiterer bedeutender Nachteil eines solchen Brenners besteht darin, dass er an die in einzelnen Ländern bestehenden Vorschriften bezüglich des maximal zugelassenen Brenngasdruckes nicht oder nur sehr schwer angepasst werden kann, da dabei die notwendige Saugleistung im Injektor eine Oxydationsgasgeschwindigkeit erfordert, die bereits im kritischen Bereich liegt.
  • Ferner ist bei einem Brenner der bekannten Art das Flammenprofil in seiner Gesamtheit vorgegeben und nicht einzelnen Anwendungsfällen anpassbar.
  • Um die Auswirkungen eines Flammenrückschlages möglichst gering zu halten, wurde andererseits vorgeschlagen, die Gasmischung erst im Düsenteil vorzunehmen. Bei einem solchen Brenner ist jedoch die Durchmischung der Gase nicht zufriedenstellend, da der Gasweg nach der Mischung zu kurz ist und auch die Möglichkeit wegfällt, durch konstruktive Mittel die Durchmischung zu verbessern. Die Ausnutzung der optimalen Flammengeschwindigkeit ist daher in einem solchen Brenner nicht möglich, und die Unregelmässigkeit der einzelnen Flammenkegel beeinträchtigt die Qualität der gespritzten Schichten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile der bekannten Brenner zu beseitigen und insbesondere einen Flammspritzbrenner zu schaffen, der einfach und vom Benutzer selbst problemlos an die verschiedensten Spritzbedingungen und Anwendungsfälle anpassbar ist, insbesondere im Hinblick auf die Brennerleistung, so dass optimale Spritzergebnisse erzielt werden können und eine wesentliche Verbesserung der Sicherheit im Betrieb gewährleistet ist.
  • Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Brennerkörper von der Verbindungsseite mit dem Düsenteil aus zugängliche, längliche Ausnehmungen zur Aufnahme von mindestens zwei auswechselbaren Brenngas-Oxydationsgas-Injektoren sowie für jeden Injektor jeweils einen eigenen Förderkanal für das Brenngas und einen eigenen Förderkanal für das Oxydationsgas aufweist, welche mit den entsprechenden Eingangskanälen des Injektors in Verbindung stehen.
  • Vorzugsweise ragen die in die Ausnehmungen des Brenner körpers eingesetzten Injektoren teilweise aus dem Brennerkörper heraus und weist der Düsenteil seinerseits Ausnehmun gen zur Aufnahme der aus dem Brennerkörper herausragenden Injektorteile auf.
  • Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den Patentansprüchen 2 bis 15 beschrieben. Weitere Aspekte der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und verschiedener Varianten desselben hervor, die zum Teil in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemässen Flammspritzbrenners;
    • Fig. 2 einen halben Axialschnitt des vorderen Teils des Brennerkörpers und des Düsenteils des Flammspritzbrenners von Fig. 1;
    • Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111-111 von Fig. 2;
    • Fig. 4 einen teilweisen Axialschnitt eines Brennerkopfes gemäss einer Ausführungsvariante;
    • Fig. 5 einen Axialschnitt eines Düsenteils entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante, und die Figuren 6 - 8 weitere Ausführungsvarianten eines Düsenteils für einen erfindungsgemassen Flammspritzbrenner.
  • Der Brenner gemäss den Fig. 1 bis 3 ist ein autogener Pulver-Flammspritzbrenner mit einem Brennerkopf 1, der auf einem Brennerkörper 2 mit Hilfe einer Überwurfmutter 3 montiert ist. Dem Brennerkörper wird beispielsweise über eine Anschlussleitung 4 ein Gemisch eines Flammspritzpulvers mit einem zu dessen Förderung dienenden Trägergas, z. B. Sauerstoff oder Luft, zugeführt, sowie über Anschlussleitungen 5 bzw. 6 Azetylen als Brenngas und Sauerstoff als Oxydationsgas. Gegebenenfalls weist der Brennerkörper weitere nicht dargestellte Anschluss-, Regel- und Absperrvorrichtungen für diese Gase und das Spritzpulver auf.
  • Der Brennerkopf 1 besteht gemäss Fig. 2 im wesentlichen aus einem Düsenteil 15. Der Brennerkörper 2 weist im vorliegenden Beispiel einen zentralen Zuführungskanal 40 auf, der sich in einem Kanal 41 des Düsenteils fortsetzt. Ferner besitzt er drei längliche, zylindrische Ausnehmungen 20, 21, 22, deren Lage in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist. In diesen zum Düsenteil 15 hin offenen Ausnehmungen ist je ein Brenngas-Oxydationsgas-Injektor, wie der in Fig. 2 mit 23 bezeichnete Injektor, auswechselbar angeordnet.
  • Ein solcher Injektor weist einen zentralen Mischkanal 24 auf, in den einerseits in Längsrichtung ein Injektorkanal 25 und andererseits in Radialrichtung ein Ansaugkanal 26 einmünden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Querschnitt dieser Eingangskanäle 25, 26 des Injektors wesentlich kleiner als der Querschnitt des Mischkanals.
  • Der Ansaugkanal 26 steht mit dem in Längsrichtung verlaufenden Zufuhrkanal 50 für das Brenngas in Verbindung, und zwar über eine ringförmige Zuführungs-Kammer 27, die durch eine Aussparung zwischen dem Körper des Injektors 23 und dem Brennerkörper 2 gebildet wird, und das Einsetzen eines wie hier zylindrischen Injektors von der Winkellage desselben unabhängig macht.
  • Der Oxydationsgas-Eingangskanal 25 setzt einen Zufuhrkanal 60 vorzugsweise in Längsrichtung fort.
  • An dem der Gaszuführung entgegengesetzten Ende des Injektors 23 ragt dessen Körper aus dem Brennerkörper heraus und wird von einer entsprechenden Ausnehmung 30 des Düsenteils aufgenommen. Die Wandteile des Injektorkörpers zwischen den beiden Eingangskanälen sowie vor und nach der Verbindungsfläche zwischen Düsenteil und Brennerkörper sind mit Hilfe von elastischen Dichtungsringen 7, 8, 9 mit den Wandflächen der entsprechenden Ausnehmungen dichtend verbunden. In Fig. 3 sind die Ausnehmung 30 sowie den Brennerkörper-Ausnehmungen 21 und 22 gegenüberliegende Ausnehmungen 31 und 32 strich-punktiert angedeutet.
  • Im Düsenteil stehen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere, hier jeweils drei, Gasdüsenkanäle 16 mit einer entsprechenden gemeinsammen Gasmischkammer 17,18,19 in Verbindung. Jede dieser Gasmischkammern weist eine Eingangsöffnung auf, die beispielsweise durch einen Verbindungskanal 10 gebildet wird und mit der Ausgangsöffnung des Injektors verbunden ist. Der Verbindungskanal kann durch eine Bohrung in einem anschliessend an den Injektorkörper in der Ausnehmung 30 angeordneten Zwischenteil 11 gebildet werden. Der Querschnitt der Eingangsöffnung der Gasmischkammer ist dabei kleiner als der Querschnitt der Ausgangsöffnung des Injektors und wesentlich kleiner als der Querschnitt der Gasmischkammer selbst.
  • Wie aus der vorstehend beschriebenen Anordnung hervorgeht, wird gemäss der Erfindung das gesamte geförderte Brenngas-Oxydationsgas-Volumen auf mehrere voneinander unabhängige Injektormischvorrichtungen verteilt. In jeder dieser Mischvorrichtungen ist dabei insbesondere der Querschnitt des Injektorkanals an den gegebenen Brenngasdruck angepasst, womit in unkritischer Weise erreichbar ist, dass auch bei relativ niedrigem Brenngasdruck durch Erhöhung der Oxydationsgasgeschwindigkeit eine für das gewünschte Gemisch ausreichende Saugleistung erzielt wird.
  • Auch die übrigen Dimensionen eines Injektors werden jeweils optimal aufeinander abgestimmt. Die Aufteilung der Mischvolumen auf mehrere unabhängige Injektoren ist bei deren Dimensionierung, insbesondere was den Injektorkanal betrifft, von entscheidendem Vorteil, da die Verhältnisse sowohl in mechanischer als auch in strömungstechnischer Hinsicht dabei weniger kritisch sind. Ferner ist auch bei einem allfälligen Flammenrückschlag in einem der Gaswege die Auswirkung eines solchen Rückschlags bzw. einer Rückzündung auf das entsprechende Teilvolumen beschränkt, so dass das entsprechende Risiko nicht nur in seiner Häufigkeit, sondern auch in seinem Umfang erheblich verringert ist.
  • Die Durchmischung der Gase mit Hilfe von mehreren unabhängigen Injektoranordnungen erweist sich bereits auf dieser Ebene als wesentlich besser als mittels der üblichen grösseren aus einem einzigen Brenngaskanal gespeisten Mischkammer. Die Durchmischung wird bei dem vorliegenden Brenner im übrigen noch durch konstruktive Massnahmen auf der Ebene des Düsenteils, z. B. durch die bereits erwähnte Mischkammer 17, weiter verbessert.
  • Die Anordnung von mehreren unabhängigen, einzeln austauschbaren Injektorvorrichtungen erlaubt ferner, einerseits die Injektoren der gewünschten Brennerleistung entsprechend zu wählen und andererseits auch unterschiedliche Injektoren in die einzelnen Ausnehmungen einzusetzen, und damit das Profil der Flamme über den gesamten Umfang des Düsenteils veränderlich und entsprechend einem bestimmten Anwendungsfall zu gestalten. Dazu kommt noch die Möglichkeit, durch verschiedene Düsenteile mit jeweils verschiedenen Anordnungen der Düsenkanäle und der Mischkammern die Zuordnung der einzelnen Gasdüsen zu einem bestimmten Injektor in äusserst weitem Umfang zu variieren. So kann beispielsweise bei dem vorstehend beschriebenen Brenner ein Düsenteil verwendet werden, bei dem die Mischkammern 17,18,19 entweder in einer einzigen Ringkammer zusammengefasst sind, oder so geformt sind, dass eine beliebige Zuordnung der einzelnen Düsenkanäle 16 zu den in die Ausnehmungen 20, 21 und 22 eingesetzten Injektoren zustande kommt. Diese Injektoren können, wie bereits erwähnt, eine unterschiedliche Leistung besitzen und gegebenenfalls sogar als ein Verschlussteil für die entsprechende Ausnehmung im Brennerkörper ausgebildet sein, d. h. als hermetischer Verschluss der zugehörigen Gaszuführkanäle 50, 60, wodurch eine besonders krasse Asymmetrie des Flammenprofils erzielbar ist.
  • Die hier beschriebene Konstruktion bei der die Injektoren aus dem Brennerkörper herausragen, erlaubt eine besonders einfache Auswechslung derselben von Hand, ohne spezielle Werkzeuge. In diesem Zusammenhang sind auch die Dichtungsmittel von Bedeutung, wobei vorzugsweise elastische Dichtungsringe zwischen dem Injektorkörper und dem Brennerkörper einerseits und dem Düsenteil andererseits vorgesehen sind. Ferner ist zu bemerken, dass der Düsenteil selbst sehr einfach aufgebaut sein kann und daher die Kosten eines Ersatzes dieses Verschleissteils gering gehalten werden.
  • Die Figuren 4 bis 9 zeigen verschiedene weitere Ausführungsbeispiele des Brennerkopfes, wobei jeweils die gleich ausgebildeten Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet sind.
  • Fig. 4 zeigt ein Düsenteil 12, bei dem Düsenkanäle 33, 34 in verschiedenen radialen Abständen angeordnet sind. Die einzelnen Düsenkanäle sind wieder mit Mischkammern, wie 35, 36, in Verbindung, wobei die Form dieser Mischkammern und die Anordnung der Eingangsöffnungen so gewählt sein können, dass mit lediglich konstruktiven Einschränkungen beliebige Gasdüsenkanäle von einem gegebenen Injektor aus gespeist werden können. Die Ausführung nach Fig. 4 weist einen Injektor 37 auf, dessen Mündungsende 38 sich konisch erweitert und in ein Zwischenteil 39 mit zwei Verbindungskanälen 42, 43 hineinragt. Die somit am Mündungsende auftretende Entspannung des Gasgemisches und die darauffolgende Beschleunigung in den Kanälen 42, 43 bewirkt bereits eine gute Durchmischung an dieser Stelle, der eine weitere Mischung in den Kammern 35 bzw. 36 folgt.
  • Fig. 5 zeigt ein Düsenteil 13, das ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten ausgebildet ist, bei dem jedoch die Mischkammer 44 einen Vorsprung 45 aufweist, der diese Mischkammer in zwei über eine Verengung miteinander in Verbindung stehende Teilkammern unterteilt und damit eine weitere Verbesserung der Durchmischung bewirkt.
  • Fig. 6 zeigt eine Ausführung eines Düsenteils 14, bei dem die Unterteilung der Mischkammer, hier 46, in zwei Teilkammern durch ein Einsatzteil 47 erfolgt, welches in die die Mischkammer bildende Ausnehmung eingepasst ist. Dies kann unter anderem aus fertigungstechnischen Gründen von Vorteil sein.
  • Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der die Mischkammer 46 des Düsenteils ein bewegliches Einsatzteil 48 aufweist, das beispielsweise als dünne Scheibe ausgebildet ist und von der ausgangsseitigen Rückwand der Mischkammer durch ein Distanzstück 49 ferngehalten wird. Durch die zwangsweise Umlenkung der Gase erfolgt eine noch bessere Durchmischung vor dem Eintritt derselben in den Düsenkanal.
  • Fig. 8 zeigt ebenfalls eine Ausführung eines Düsenteils, hier 28, mit einem beweglichen Einsatzteil 51 in einer Mischkammer 52, welche beispielsweise in der Schnittebene mit drei Düsenkanälen 53, 54, 55 in Verbindung steht. Distanzstücke 56 sorgen wieder dafür, dass eine Minimaldistanz zwischen dem Einsatzteil und den Austrittsöffnungen der Mischkammer eingehalten wird. Die Wandabstände des Einsatzteils wurden in Fig. 8 mit "a", "b" und "c" bezeichnet und besitzen zur Erzielung einer optimalen Durchmischung folgende Werte:
    • a: zwischen 0,05 und 0,5 mm,
    • b: zwischen 0,1 und 3 mm,
    • c:zwischen 0,2 und 10 mm,
    • vorzugsweise zwischen 0,5 und 8 mm bzw. 1 und 7 mm.
  • Die Anordnung ist im einzelnen so getroffen, dass die Abstände a kleiner als b und b kleiner als c sind. Als Distanzstücke 56 können insbesondere Stifte verwendet werden, die entweder mit der Mischkammerwand oder mit dem Einsatzteil fest verbunden sind.
  • Fig. 9 zeigt eine andere Form der Unterteilung einer Mischkammer in zwei aufeinanderfolgende Teilkammern 57 und 58. Beide Mischkammern sind durch ein Einsatzteil 59 innerhalb einer gemeinsamen Ausnehmung des Düsenteils 29 voneinander getrennt und über eine oder mehrere Bohrungen, wie 61, verbunden. Der Querschnitt der zweiten Gasmischkammer 58 ist dabei wesentlich grösser als derjenige des Verbindungskanals bzw. der Gesamtheit der Verbindungskanäle 61 und natürlich auch grösser als derjenige der Gesamtheit der Ausgangsöffnungen dieser Mischkammer.
  • Varianten der hier beschriebenen Ausführungsformen liegen im Bereich des Fachmanns und ermöglichen im Rahmen des grundsätzlichen Aufbaus gemäss der Erfindung eine optimale Anpassung des Brenners an die verschiedensten Anwendungsfälle.
  • Dies gilt sowohl für das gezeigte Beispiel eines Pulverflammspritzbrenners als auch für die an sich bekannten Brenner für drahtförmige Spritzwerkstoffe, bei denen beispielsweise durch Kanäle wie 40, 41 in Fig. 2 ein Spritzdraht vorgeschoben wird und der Düsenteil geeignete zusätzliche, meist mit Luft gespeiste Düsen aufweist.

Claims (16)

1. Flammenspritzbrenner zur Verarbeitung pulver- oder drahtförmiger Spritzwerkstoffe mit einem Brennerkörper (2) und einem Brennkopf (1), wobei der Brennerkörper Zuführvorrichtungen (40, 50, 60) für den Spritzwerkstoff sowie für ein Brenngas und ein Oxydationsgas aufweist und wobei der Brennerkopf einen mit einer Mehrzahl von Gasdüsenkanälen (16) und mindestens einem Kanal (41) für den Spritzwerkstoff versehenen Düsenteil (15) aufweist, der mit dem Brennerkörper auswechselbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkörper (2) von der Verbindungsseite mit dem Düsenteil (15) aus zugängliche, längliche Ausnehmungen (20, 21, 22) zur Aufnahme von mindestens zwei auswechselbaren Brenngas-Oxydationsgas-Injektoren (23) sowie für jeden Injektor jeweils einen eigenen Förderkanal (50) für das Brenngas und einen eigenen Förderkanal (60) für das Oxydationsgas aufweist, welche mit den entsprechenden Eingangskanälen (26, 25) des Injektors in Verbindung stehen.
2. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenteil (15) mindestens eine erste Gasmischkammer (17) aufweist, die einerseits durch mindestens eine Eingangsöffnung (10) mit der Ausgangsöffnung mindestens eines Injektors und andererseits mit mindestens einem Gasdüsenkanal (16) in Verbindung steht, wobei der Querschnitt dieser Eingangsöffnung kleiner ist als der Querschnitt der Ausgangsöffnung des Injektors und wesentlich kleiner als der Querschnitt der Gasmischkammer hinter der Eingangsöffnung.
3. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren eine sich erweiternde Ausgangsöffnung aufweisen.
4. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens einen an der Stelle eines Injektors in die entsprechende Ausnehmung des Brennerkörpers eingesetzten Verschlussteil aufweist, durch den die Brenngas- und Oxydationsgaskanäle für den Injektor verschlossen werden.
5. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Gasmischkammern (17, 18, 19) zwischen Eingangs- und Ausgangsöffnungen für das Gasgemisch eine Verengung aufweisen.
6. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Gasmischkammern (17, 18, 19) zwischen Eingangs- und Ausgangsöffnungen für das Gasgemisch ein beweglich angeordnetes Einsatzteil (48, 51) enthalten.
7. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandabstände des Einsatzteils in der Gasmischkammer von der Eingangsöffnung zur Ausgangsöffnung der Kammer hin zunehmen.
8. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (a) zwischen dem Einsatzteil und der die Eingangsöffnung umgebenden Wand der Gasmischkammer zwischen 0,05 und 0,5 mm liegt.
9. Flammspritzbrenner nach einem der Patentansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet. dass die Entfernung (c) zwischen dem Einsatzteil und der die Ausgangsöffnung der Gasmischkammer umgebenden Wand zwischen 0,2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 8 mm, bzw. zwischen 1 und 7 mm liegt.
10. Flammspritzbrenner nach einem der Patentansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (48, 51) plattenförmig ausgebildet und mit Distanzelementen (49, 56) zur Einhaltung eines Minimalabstandes zumindest von der die Ausgangsöffnung der Mischkammer umgebenden Wand versehen ist.
11. Flammspritztrenner nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenteil (15) mindestens eine zweite Gasmischkammer aufweist, die einerseits über einen Verbindungskanal mit mindestens einer ersten Gasmischkammer in Verbindung steht, wobei der an den Verbindungskanal anschliessende Querschnitt der zweiten Gasmischkammer grösser ist als derjenige des einmündenden Verbindungskanals, und die andererseits mit mindestens einem Gasdüsenkanal in Verbindung steht.
12. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2 oder 11, dadurch gegennzeichnet, dass eine erste Gasmischkammr mit mindestens zwei mit getrennten Gasdüsenkanälen in Verbindung stehenden zweiten Gasmischkammern in Verbindung steht.
13. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2. dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei erste Gasmischkammern (35, 36) aufweist.
14. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 2 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gasmischkammer mit mindestens zwei Gasdüsenkanälen in Verbindung steht.
15. Flammspritzbrenner nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Ausnehmungen des Brennerkörpers eingesetzten Injektoren (23) teilweise aus dem Brennerkörper (2) herausragen und der Düsenteil seinerseits Ausnehmungen (30) zur Aufnahme der aus dem Brennerkörper herausragenden Injektorteile aufweist.
16. Flammspritzbrenner nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass er zwischen jedem Injektor und den entsprechenden Ausnehmungen des Brennerkörpers und des Düsenteils elastische Dichtungsmittel (7. 8, 9) aufweist.
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