SE518072C2 - Skärbrännaraggregat - Google Patents

Description

25 30 35 518 072 n u n Q | | v | ø u ø u a u va 2 - att åtminstone en syrgaskanal också är anordnad i blandarenheten, anslutbar till en syrgastillförselledning, - att åtminstone nämnda en petroleumgaskanal och nämnda åtminstone en syrgaskanal förenas med varandra i en blandare i blandarenheten till att bilda en gasblandning av petroleurngas och syrgas, - att en gasblandningsledning för närrmda gasblandning sträcker sig från blandarenheten till brännarhuvudet, - att brärmarhuvudet innefattar en bakre del och en främre del, -_ att brännarmunstycket är lösbart förenat med brännarhuvudet i dess främre del, - att brärmarmunstycket har en central kanal, som myrmar i munstyckets främre ände omkring den centrala kanalen, på radiellt avstånd från derma, och en munstycksspalt eller ett stort antal, tätt intill varandra liggande kanaler, som också mynar i munstyckets frärnre ände, och - att i brärmarhuvudets bakre del finns dels en gasblandningskanal mellan nämnda till brännarhuvudet anslutna gasblandningsledning och nämnda spalt eller tätt liggande kanaler, dels en syrgaskanal mellan nämnda syrgasledning och närrmda centrala kanal i munstycket.

Utmärkande för en föredragen utföringsform av brärmaraggregatet enligt uppfinningen är att det förutom med petroleumgas och syrgas är anordnat att även arbeta med luft.

Aggregatet kännetecknas enligt utföringsformen härvid av att det innefattar en mantel eller lufitrumma som omger den enhet som består av blandarenheten, blandarhuvudet och nämnda gasblandningsledning mellan blandarenheten och brännarhuvudet, vilken mantel eller trumma sträcker sig på avstånd från nämnda enhet utmed åtminstone väsentligen dennas hela längd, vilken mantel eller trumma har en insugningsöppning för lufi i sin bakre ände och ett utlopp i sin främre ände för ejektering av luft genom nänmda utlopp i form av en lufiström i aggregatets längsriktning, vilken lufiström omger den bildade lågan framför brännarmunstycket. Det har noterats att skärförrnågan hos brännaraggregatet genom detta arrangemang väsentligt förbättrats. Utan att binda brännaraggregatets funktion till någon speciell teori kan det antas att den omgivande lufiströmmen, som har samma riktning som den gasblandning och den syrgasström som lämnar munstycket, motverkar att de brärmbara gaserna och lågan sprids, dvs. bibehåller en hög grad av laminäritet och därmed hålls väsentligen koncentrerade ända fram till skärfläcken. Ett tecken på att den oingivande luitströmmen har denna effekt är att lågan blir intensivt vit, vilket tyder på en mycket hög temperatur, vilket i sin tur kan antas bero på en mycket effektiv förbränning. Samtidigt uppnås en oväntad, krafii g sänkning ne 10 15 20 25 30 35 518 072 u o u » ø c . en 3 av ljudnivån. En ytterligare effekt är att man uppnår en kylning av den i lufctrumman anordnade enheten.

Ytteli gare kännetecken och fördelar som kan uppnås med uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven samt av den detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsform av uppfinningen. ' KORT FIGURBESKRIVNIN G I den följande detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsform kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 visar en sidovy av skärbrårmaraggregatet enligt den föredragna utföringsforrnen, med en i aggregatet ingående lufitrumma som âr schematiskt visad i genomskämíng, Fig. 2 visar schernatiskt en sidovy av en enhet som ingår i skärbrännaraggegatet, Fig. 3 är en perspektivisk vy av en munstyckshylsa, och Fig. 4 visar en perspektivisk vy av en munstycksinsats avsedd att anordnas i munstyckshylsan.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning först till Fig. 1 betecknas en enhet allmänt med siffran 1. Enheten l omges av en lufitrumma 2, som sträcker sig väsentligen utrned enhetens 1 hela längd.

Enheten l innefattar i sin bakre ände en blandarenhet 3 och i sin främre ände ett brännarhuvud 4 och ett munstycke 5. Mellan blandarenheten 3 och brännarhuvudet 2 sträcker sig en syrgasledning 6 och en gasblandningsledning 7 för en blandning av syrgas och LPG. Mer bestämt används som LPG en blandning som marknadsförs i Sverige under arbetsnamnet LPG-Mix, som består av 33 vikts-% (38 vol-%) propan, 4.5 vikts-% (7.6 vol-%) etan, 1,5 vikts-% (l .O vol-%) pentaner och tyngre, totalt mindre än 1 % metan och olefiner, rest butan. Även LPG som i Sverige marknadsförs under handelsnamnet Propan 95 kan användas men är inte lika bra som LPG-Mix. Avståndet mellan blandarenheten 3 och brännarhuvudet 4 bör vara minst 50 cm. Vid ett tillverkat och använt skärbrännaraggregat var avståndet ca 90 cm men kan även vara längre. Ju längre avståndet är desto bättre blir kylverkan från den luft som strömmar genom lufttrumman 2, vilket kommer att förklaras i det följande. I blandarenhetens 3 bakre ände finns tre anslutningar 10, 11, 12, nämligen för en första syrgasslang 13, en andra syrgasslang 14 och en slang 15 för tillförsel av LPG. Nämnda slangaranslutningar 10-12 och ledningar 6 och 7 är oisolerade och exponerade mot luften inuti lufttrumman 2 och kan därför kylas effektivt av luften i lufttrumman 2. i 10 15 20 25 30 35 518 072 n o n u o c | en Blandarenheten 3 och brärmarhuvudet 4 är även förenade med varandra genom två stag 16, vilka i sin tur är förenade med varandra genom ett par tvärförbíndningar 17, så att blandarenheten 3, ledningarna/rören 6 och 7 och brärmarhuvudet 4 med .brärmarmunstycket 5 hålls samman till nämnda integrerade enhet 1. Denna är i sin tur ' fástad vid lufttrumman 2 med hjälp av en fästplatta 18, som är fastsvetsad till tvärstagen 17. Slutligen är lufttrumman 2 fästad till ett icke visat stativ eller annan fast bärare via konsoler 19 eller via andra monteringsdon. lblandarenheten 3, Fig. 2, finns en forsta genomgående, rak syrgaskanal 21, som sträcker sig genom blandarenheten och förbinder den första syrgasanslutningen 10 med syrgasledningen 6. En andra syrgaskanal 22 sträcker sig genom en nippel i blandarenhetens 3 bakre ände, vilken är ansluten till den andra syrgasslangens 14 anslutning ll och vidare fram till ett blandningsmunstycke 25. Detta är utbytbart och uppvisar i sin främre del, omkring blandningsmunstyckets periferi, en mängd bommar och däremellan längsgående spår, omgivna av, längs ett parti av blandningsmunstyckets främre del, en ringformad, omgivande spalt 26. En kanal 23 för LPG-gas sträcker sig från slangens 15 anslutning 12 till nämnda spalt 26. LPG-gasen fördelas i spalten 26 och blandas där genom att ejekteras av syrgasströmmen från kanalen 22, som fördelas i nänmda perifera spår, så att i gasblandningsledningen 7 erhålls en blandning av LPG- gas och syrgas, som ytterligare blandas i gasblandningsledningen 7, samtidigt som blandningen hålls förhållandevis väl kyld genom kylverkan från luftströmmen i lufttrumman 2.

Munstycket 5 består av en forsta, utbytbar munstycksinsats 30 i en utbytbar munstyckshylsa 31. Munstycksinsatsen 30 sträcker sig genom munstyckshylsans 30 hela längd. I sin bakre ände är den försedd med ett gängat parti 32 som är fastskruvat i en gängad urborming 33 i brärmarhuvudet 4. Munstyckshylsan 31 uppvisar i sin bakre ände en krage 34, som passar i en större urborrning i brännarhuvudet 4. I området för brännarhuvudets 4 främre ände uppvisar munstyckshylsan 31 ett inåtvänt, ringforrnat parti 35, mot vilken en mutter 36 anpressas, vilken mutter är fastskmvad i en frärnre urborrning i brännarhuvudet 4, vilken gängade urborrning omger munstyckshylsans parti 36 mellan kragen 37 och det inåtvända partiet 35.

Från nämnda inåtvända parti 35 har munstyckshylsan 31 formen av en rak cylinder.

Detta cylindriska parti har betecknats 38. Den första munstycksinsatsen 30 har en främre del 40, Fig. 4, som runt sin omkrets uppvisar längsgående spår 41, vilka sträcker sig utmed hela nämnda främre del 40 och även en bit in i munstycksinsatsens 30 10 15 20 25 30 35 518 072 o o ø ; n I o ua S rörformade del 42 bakom den främre delen 40, vilken rörforrnade del 42 har mindre ytterdiameter än ytterdiametern på de längsgående bommarna 44 mellan spåren 41 i munstycksinsatsens 30 främre del 40.

Bommama 44 i munstycksinsatsens 30 främre del anligger mot den cylindriska insidan på munstyckshylsans 31 fiämre cylindriska parti 38, så att spåren 41 i munstycksinsatsens 30 främre del bildar längsgående, tätt intill varandra liggande kanaler 43 i munstycket 5, vilka kanaler är helt axiella och därmed ger en lamínär strömning hos den gasblandning som skall strömma genom munstycket och lämna munstycket i dess nos.

Bakom munstycksinsatsens 30 främre del finns en ringformad spalt 46 mellan munstyckshylsans 31 insida och utsidan på munstycksinsatsens rörfonnade del 42.

Denna spalt 45 kommunicerar med kanalerna 43 mellan bomrnama 44 och sträcker sig bakåt till en ringformad kammare 46 mellan närrmda mellanparti 36 på munstyckshylsan 31 och munstycksinsatsens 30 rörformade del 42. En syrgaskanal 47 sträcker sig från syrgasledningen 6 till den kammare 33 som bildas av den inre urborrningen i brärmarhuvudet 4 och som i sin tur kommunicerar med en axiell, central munstyckskanal 48 genom den första munstycksinsatsen 30. Den centrala kanalen 48 sträcker sig även genom munstycksinsatsens 30 främre del 40 fram till en andra utbytbar munstycksinsats 49 i munstyckets nos. Denna andra munstycksinsats 49 har en central, rak syrgasutblåsningskanal 50. På munstycksinsatsens 49 framsida finns ett par små fördjupningar 51, som utgör grepp för ett verktyg varmed munstycksinsatsen 49, som är gängad, kan skruvas ut ur och in i ett motsvarande, gängat centralt hål i den första munstycksinsatsens 30 front.

En gasblandningskanal 53 sträcker sig genom brännarhuvudet 4 och förbinder gasblandningsledningen 7 med den ringformade kammaren 46 och därmed via spalten 45 med utblåsningskanalema 43 mellan bommarna 44.

Genom lufltrumman 2 sträcker sig ett rör 70, vilket mynnar fiamför munstycket 5 för tillförsel av metallpulver, mer bestämt j ärnpulver för intensifiering av skärbrännarens skärfönnäga.

Det beskrivna skärbrärmaraggregatet arbetar på följande sätt. Ren syrgas drivs från en icke visad, trycksatt syrgaskälla genom den första syrgasslangen 13, genom den första syrgaskanalen 21 i blandarenheten 3, genom syrgasledningen 6 mellan blandarenheten 3 10 15 20 25 30 35 518 072§II;'=-._.-=' é och brännarhuvudet 4, genom syrgaskanalen 47 i brännarhuvudet 4 till kammaren 33, och genom den centrala kanalen 48 i den första munstycksinsatsen 30 fram till den andra munstycksinsatsen 49 för att slutligen blåsas ut som en framåtriktad, axiell syrgasström genom den centrala syrgasutblåsningskanalen 50.

Syrgas trycks även genom den andra syrgasslangen 14, genom den andra syrgaskanalen 22 i blandarenheten 3 till blandningsmunstycket 25 och vidare genom dettas perifera kanaler. LPG-gas leds genom slangen 15 till kanalen 23 för LPG-gas i blandarenheten 3 och genom denna kanal fram till den ringformade spalten 26 för att ejekteras av och blandas med den syrgasström som strömmar genom blandningsmunstycket 25.

Blandningen strömmar därefter vidare genom syrgasblandningsledningen 7, i vilken blandandet av LPG-gasen och syrgasen ytterligare intensifieras. Den sålunda väl mixade syrgas-LPG-gasblandningen drivs därefter vidare genom gasblandningskanalen 53 i brännarhuvudet 4 fram till kammaren 46 och vidare genom spalten 45 och de axiellt riktade utblåsningskanalerna 43. Så snart gasblandningen lämnat munstycket förenas gasströmmama från de enskilda utblåsningskanalema 43 till att bilda en skärm av brännbar gasblandning, som har samma axíella riktning som den syrgasström som lämnar den centrala syrgasutblåsningskanalen 50. Blandningen antänds fiamför munstycket.

Strömmarna av syrgas och gasblandning som lämnar munstycket 5 drar genom ejektorverkan med sig luft i lufitrumman 2. För att förstärka denna ejektorverkan och för att ge den ejekterade luftströmmen en axiell, väsentligen laminär strömningsbild är lufttrumman 2 trattformad i sin främre del, uppvisande ett smalare parti eller pip 60 som omger munstycket 5. Lufitrummans 2 ringformade utblåsriingsöppning omkring munstycket 5 har betecknats 62, Fig. 1, och bildar en spalt mellan lufttrummans fiärnre parti 60 och munstycket 5. Lufitrummans 2 huvuddel 63 är väsentligt vidare och behöver inte nödvändigtvis ha cirkulärcylindrisk form. Även en i tvärsektion fyrkantig form är tänkbar. Avståndet mellan trummans väggar i trummans huvuddel 63 och blandarenheten 3, ledningarna 6 och 7 och brännarhuvudet 4 kan också vara väsentligt större än som åskådliggörs i Fig. 1. Volymen lufi i området för trummans huvuddel 63 är därför väsentligt, vilket ger lufien i lufitrumman en avsevärd uppehållstid i trumman i området för dess huvuddel 63, vilket är positivt för att uppnå önskad kylverkan. Luften sugs in i trumman 2 i dess övre ände, som är trattformad. Det trattformade partiet har betecknats 65. Trummans nedre parti, som omger munstycket 5, innefattande pipen 60, kan lossas från trummans huvuddel för att göra munstycket 5 åtkomligt för utbyte av munstycke och/eller munstycksdelar. 10 15 20 25 30 35 518 072 o n o n nu 1 Metallpulver, företrädesvis järnpulver, kan tillföras genom röret 70. Detta pulver drivs med av gasströmmarna framför munstycket 5 och höjer temperaturen i skärfläcken väsentligt. Det har beräknats att temperaturhöjningen kan uppgå till ca 300° C.

Härigenom blir det möjligt att med mycket gott resultat skära även stora block av rostfritt stål, som eljest är mycket svårskurna.

Såsom närrmts i inledningen ger skärbrännaraggregatet en mycket god skärverkan. Utan att binda uppfinningen till någon särskild teori kan det antas att det, för att uppnå denna goda effekt, är av väsentlig betydelse att alla gasströmmar som lärnnar aggregatet, dvs. syrgasströmmen som utblåses genom den centrala syrgasutblåsningskanalen 50, gasblandningen som utblåses genom de omgivande utblåsningskanalema 43 och lufien som utströmmar genom öppningen 61, är axiella och parallella med varandra, vilket ger initialt laminära strömmar, och att den laminära strömningsbilden hos syrgasströmmen och lågan, som bildas av gasblandningen, väsentligen bibehåller sina laminära strömningsbilder ända fram till brännfläcken. Det är även samiolikt att den avsevärda ljuddämpningen åstadkommes genom den laminära luftström som lämnar aggregatet och som motverkar turbulens.

Det är även fördelaktigt att munstyckshylsan 31, den första munstycksinsatsen 30 och den andra munstycksinsatsen 49 är utbytbara. Genom val av komponenter med lämpliga dimensioner kan aggregatets effekt regleras.

Det bedöms även vara viktigt att blandningen av syrgas och LPG-gas inte sker framför munstycket, sedan gasema länmat detta, utan inne i själva aggregatet, och på ett väsentligt avstånd från munstycket. Varför detta ger en bättre verkan hos skärbrännaren har inte teoretiskt utretts. Tånkbara förklaringar kan vara att man uppnår en bättre blandning mellan syrgas och LPG-gas eller att kylningen av den brännbara blandningen, som åstadkommas av placeringen av blandarenheten långt bak i aggregatet med effektiv kylning av denna och av ledningama fram till brännarhuvudet, eller en kombination av dessa omständigheter är av väsentlig betydelse.

Det skall inses att uppfinningen kan varieras och att uppfinningen inte år bunden till den visade utföringsformen. Tex. kan utblåsningskanalema 43 ha fonnen av tätt intill varandra liggande , borrade kanaler i den första munstycksinsatsen 30 i stället för att utgöras av frästa spår mellan perifera bommar på munstycksinsatsen. Den senare konstruktionen är dock fördelaktigast, inte minst tillverkningsmässigt.

Claims (10)

rm _ 10 15 20 25 30 35 n | ; ø n q a n Q o n o u o 518 072 o O PATENTKRAV

1. Skärbrärmaraggregat anordnat att arbeta med åtminstone petroleumgas och syrgas, k ä n n e t e c k n at av att det innefattar en blandarenhet (3) i aggregatets bakre del och, på ett väsentligt avstånd från blandarenheten, ett brännarhuvud (4) med ett brännarmunstycke (5) i aggregatets främre del, att åtminstone en syrgasledning (6) anslutbar till en syrgastillfórselledning (12) är anordnad att leda ren syrgas till brännarhuvudet, att åtminstone en petroleumgaskanal (23) är anordnad i blandarenheten, anslutbar till en petroleumgastillförselledning (15), att åtminstone en syrgaskanal (22) också är anordnad i blandarenheten, anslutbar till en syrgastillforselledning (14), att åtminstone nämnda en petroleumgaskanal (23) och nämnda åtminstone en syrgaskanal (22) förenas med varandra i en blandare (25) i blandarenheten till att bilda en blandning av petroleumgas och syrgas, att en gasblandningsledning (7) för nämnda gasblandning sträcker sig från blandarenheten (3) till brännarhuvudet (4), att brännarhuvudet innefattar en bakre del och en främre del, att brännarmunstycket (5) är lösbart förenat med brännarhuvudet i dess främre del, att brännarmunstycket har en central kanal (48, 50), som mynnar i munstyckets främre ände och omkring den centrala kanalen, på radiellt avstånd från denna, en munstycksspalt eller ett stort antal, tätt intill varandra liggande kanaler (43), som också mynnar i munstyckets främre ände, atti brännarhuvudets bakre del finns dels en gasblandningskanal (53) mellan nämnda till brännarhuvudet anslutna gasblandningsledning (7) och nämnda spalt eller tätt liggande kanaler, dels en syrgaskanal (47) mellan nämnda syrgasledning (6) och nämnda centrala kanal (48) i munstycket, och att brännaraggregatet förutom med petroleumgas och syrgas är anordnat att även arbeta med luft och att det härför innefattar en lufttrumma (2) som omger den enhet (1) som består av blandarenheten (3), brännarhuvudet (4) med munstycket (5), nämnda gasblandningsledning (7) och nämnda syrgasledning (6), vilken lufttrurnma sträcker sig på avstånd från nämnda enhet utmed åtminstone väsentligen dennas hela längd, vilken lufitrumma har en insugsöppning (65) för luft i sin bakre ände och ett utlopp (62) i sin främre ände fór ejektering av luft genom nämnda utlopp i forrn av en luftström i aggregatets längsriktning, vilken luftström omger den bildade lågan framför brännarmunstycket. 10 15 20 25 30 35 518 072 a nu nu

2. Skärbrärmaraggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att blandningen av petroleumgas och syrgas utblåses i brännaraggregatets axiella längsriktning parallellt med syrgasstrålen som utblåses genom munstyckets centrala kanal (48, 50).

3. Skärbrärmaraggregat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n at av att även den lufiström som ejekteras genom lufitrummans utloppsöppning har en axiell riktning, parallell med de gasströmmar som utblåses genom munstycket.

4. Skärbrärmaraggregat enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att blandarenheten är anordnad på ett avstånd av åtminstone 50 cm fiån brännarhuvudet.

5. Skärbrärmaraggregat enligt krav 4, k ä. n n e t e c k n a t av att lufttrumman (2) har en pip (60) i sin främre del, som omger munstycket (S).

6. Skärbrärmaraggregat enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att blandarenheten (3) innefattar en blandare (25) i vilken petroleumgasen är anordnad att blandas med syrgas genom att ejekteras av den syrgasström som strömmar genom nämnda åtminstone en syrgaskanal (22) i blandarenheten.

7. Skärbrärmaraggregat enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at av att blandarenheten har en ytterligare syrgaskanal (13), som sträcker sig genom blandarenheten och förenar en syrgastillförselslang med nämnda syrgasledning.

8. Skärbrärmaraggregat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att munstycket (5) innefattar en munstyckshylsa (31) med ett invändigt cylindriskt parti (3 8), en första utbytbar munstycksinsats (30) anordnad att kunna införas i munstyckshylsan med en fiärnre del anliggande mot munstyckshylsans fiämre cylindriska insida och en andra utbytbar, central munstycksinsats (49), som är utbytbart anordnad i den första munstycksinsatsens nos, innefattande en central utblåsningskanal (50) för syrgas, och att nämnda utblåsningskanaler (43) för blandningen av syrgas och petroleumgas är anordnade i den första munstycksinsatsen eller mellan den första munstycksinsatsen och munstyckshylsan.

9. Skärbrärmaraggregat enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att den första munstycksinsatsen är försedd med längsgående bommar (44) och spår (41) i sin främre del (40), att bommarna anligger mot munstyckshylsans cylindriska insida i 518 072 :o munstyckshylsans främre del (3 8) och att nämnda spår (41) bildar nämnda utblåsningskanaler (43) för blandningen av syrgas och petroleumgas.

10. Skärbrännaraggregat enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a t av att det även innefattar en ledning (70) för tillförsel av metallpulver, företrädesvis järnpulver, till området framför brännarmunstycket (5).