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Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben
Die Erfindung betrifft einen Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben.
Der Brenner nach der Erfindung ist so gestaltet, dass er nach Art eines Lötrohres verwendet werden kann, d. h., dass er als röhrenförmiges Organ in der Hand gehalten werden kann, das an seiner Mündung eine sehr heisse Flamme erzeugt. Er kann aber auch als ortsfester Brenner für Öfen, Herde und Heizgeräte aller Art Verwendung finden, dank der mit ihm erzielbaren hohen Temperaturen, die unvergleichlich höher sind als diejenigen, die bis jetzt bei den üblichen niederen Drücken mit den in Frage kommenden Gasen erreicht wurden.
Gemäss der Erfindung kann man mit Leuchtgas von einem niedrigen Druck von 40g/cm2 eine Flamme erzielen, deren Temperatur 1800 und mehr beträgt und die daher zur Schmelzung einer grossen Zahl von Metallen und zu deren autogener Schweissung geeignet ist, so dass die Vorrichtung bei diesen Metallen vorteilhaft an Stelle des Sauerstoffbrenners, des mit Druckluft betriebenen Brenners und gegebenenfalls auch der Lötlampe verwendet werden kann.
Der Brenner nach der Erfindung, bei welchem das aus einer Düse austretende Gas mehrere in
Reihe angeordnete Mischorgane durchquert, welche durch Lufteintutisöfmungen voneinander getrennt sind, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdüse in die konver- gierende Eintrittsöffnung eines sehr langen kon- vergent-divergenten Mischorganes hineinragt, welches in Abstand von einer vollwandigen Hülle konzentrisch umgeben ist, die nur an ihrer Basis mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist.
Der divergierende Teil des langen konvergent- divergenten Mischorganes ist gemäss der Er- findung mit mehreren radialen Schlitzen versehen, welche den vorderen Teil des Ringraumes zwischen der Hülle und dem Mischorgan mit dem
Inneren des Endteiles des Mischorganes ver- binden.
Die Fig. 1 und 1 a zeigen eine Ausführung- form des Ernndungsgegenstndes, teilweise ab- gebrochen, im T. ängsschnitt. Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrössertem Massstab einen Längs- schnitt und eine Seitenansicht eines Details des Ansaug-, Misch-und Zerstäuberorganes. Fig. 4 zeigt ein Flammenregel-und Formorgan für sich allein. Fig. 5 ist ein Teilausschnitt einer Ausführungsvariante der Fig. 1 und Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer anderen Variante.
Wie aus den Fig. 1 und 1 a der Zeichnung ersichtlich, besitzt das Gerät einen Handgriff 1' mit einer Tülle 2 zum Anschluss an die Brenngasquelle und gegebenenfalls einen Hahn 3 zur Regelung des Gasdurchtrittes durch die zentrale Leitung 4 im Handgriff 1. Am inneren Ende der Leitung 4 ist eine Gasdüse oder ein Injektor 5 mit dem kalibrierten Mundstück 6 befestigt.
Das Mundstück 6 setzt sich in ein mit zahlreichen radialen Schlitzen 8 versehenes Röhrchen 7 fort, welches das erste Zerstäubungsorgan bildet.
Das Zerstäubungsorgan 5-7 befindet sich in der Längsachse eines zylindrischen Körpers 9 von grösserem Querschnitt, der mit seitlichen
Lufteintrittsöffnungen 10 versehen ist, die durch einen Drehschieber 11 mit Schlitzen steuerbar sind, der sohin einen Verschluss zur Regelung der zur Zerstäubung des Gases und zur Kühlung des Gerätes erforderlichen Luft darstellt. Der
Zylinderkörper 9 besitzt an seinem rückwärtigen
Boden eine zentrale Schraubbüchse, in welche einerseits die Düse 5, anderseits die Handhabe 1 gasdicht eingesetzt ist. Der vordere Teil des
Zylinderkörpers 9 dient zur Befestigung eines
Rohrstückes 12 mittels Gewinde oder auf andere
Weise, das eine Hülle für die Zerstäuber bildet.
Im Inneren dieser Hülle ist der rohrförmige
Körper eines zweiten Zerstäubers 13 konzentrisch angebracht, in dessen rückwärtige Öffnung das
Injektor-Zerstäubersystem 5-7 axial mündet, wobei das Rohr 13 rund um den Zerstäuber 7 mit der inneren Luftkammer des Zylinder- körpers 9 in freier Verbindung steht.
Das Rohr 13 ist beispielsweise mittels des
Flansches 14, der mit Löchern 15 versehen ist, zwischen einer Schulter des Zylinderkörpers 9 und dem Ende der Hülle 12 festgelegt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das Rohr- stück 13 eine gegen die Längsachse konvergierende innere Kegelfläche 13 a und eine an diese an- schliessende divergierende Konusfläche 13b auf.
Letztere geht in die Innenwand der Hülle 12 über und besitzt in ihrer Wand eine Mehrzahl
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radialer, zur Längsachse des Rohres 13 paralleler Schlitze 16. Die durch die Öffnungen 10 ange- saugte Luft gelangt durch die Löcher 15 und durch den engen Ringraum zwischen den Rohren 12 und 13 in den Zerstäuberkonus 13 b, wo sie den Gasstrom zerteilt und sich innig mit ihm vermischt.
Es ist vorteilhaft, wenn die Schlitze 16 von dem Querschnitt der grössten Kontraktion bzw. von der Schnittlinie der Konusflächen 13 a und 13 b beginnen.
Anschliessend an den Zerstäuber 13-13 b kann im Inneren des Rohres 12 ein feststehendes Mischorgan 17 angeordnet sein, das den Gasstrom durch Kontraktion beschleunigt. Nach diesem ist weiters ein Flammenregel-oder Formorgan 18 vorgesehen, das aus einem zentralen Rohrstück 19 und einem an ersterem angeordneten Kranz kleiner Aussenkanäle 20 besteht und entweder eine längliche Flamme, wie aus Fig. 1 ersichtlich, oder für sich allein eine Stichflamme gemäss Fig. 4 ergibt.
Statt durch Verwendung des Mischorganes 17, kann man dasselbe Ergebnis auch durch eine Krümmung des Rohres 12 zwischen dem
Konus 13 b und dem Regler 18 erzielen (Fig. 5).
Die erste Zerstäubung, die im Organ 7 stattfindet, verwandelt das Gas in einen explosiven Brennstoff.
Die Strömungsgeschwindigkeit des explosiven
Brennstoffes in der Leitung 13 ist abhängig von :
Dem Querschnitt der Bohrung des Mundstückes 6, der Zahl und dem Querschnitt der
Luftschlitze 8 des Röhrchens 7 vor dieser Bohrung, dem Gasdruck, der Form und dem
Querschnitt des Röhrchens 7, die mit Rück- sicht auf die Dichte des verwendeten Gases be- messen werden.
Der durch die erste Zerstäubung gebildete explosive Brennstoff, der mit grosser Geschwindigkeit durch die Leitung 13 a des zweiten Zerstäubers strömt, reisst eine gewisse Menge Sekundärluft aus der Einströmkammer des Zylinderkörpers mit.
Eine zweite Zerstäubung erfolgt in dem konvergierenden Konus 13 a und eine dritte im Konus 13 b, wo mehrere durch die Schlitze 16 angesaugte Luftfäden hinzutreten. Die Zahl, Form und Bemessung der Schlitze 16 richtet sich nach der Dichte des zu zerstäubenden Brennstoffes.
Alle Zerstäubungen steigern die Strömgeschwindigkeit des Brennstoffes wesentlich, so dass durch Vermehrung der Zahl der Zerstäubungen die Reichweite und Temperatur der Endflamme gesteigert werden kann.
Im Organ 17 erfolgt eine Verwirbelung, durch welche der kalorische Wert des Brenngemisches noch gesteigert wird.
Die Bohrungen und Leitungen des Flammen- reglers 18, 19, 20 werden in Abhängigkeit von der Intensität) der Form und der Länge der gewünschten Flamme bemessen.
Wenn dieses Organ ohne Kappe benützt wird (Fig. 4), ist die Flamme sehr lang, steif und gerade und die Temperatur über ihre ganze Länge konstant. Das durch die Zentralleitung 19 dieses Organes hindurchströmende explosive Brenngemisch dringt weit über die Austrittsmündung vor, wodurch die Flamme die in Fig. 4 dargestellte Form erhält.
Es wurde festgestellt, dass die Temperatur des Organes 18, 19, 20 auch nach mehreren Betriebsstunden und bei einer Flammentemperatur von mehr als 1800 C niemals 80 C überschreitet, so dass man dieses Organ aus handelsüblichen Metallen, wie z. B. Messing, herstellen kann.
Wenn eine Kappe 21 gemäss Fig. 1 und 5 angebracht wird, so richtet sich der Durchmesser der geraden oder konischen Austrittsmündung nach der Intensität, Form und Länge der zu erzeugenden Flamme.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 mündet die Zerstäuberdüse 5-7 in der Achse eines konvergierenden Konus 22, der einen Kranz von Bohrungen 23 trägt, durch welche die zwischen dem Rohr 22 und der Hülle 24 eintretende Aussenluft hindurchströmt.
Auf den Konus 22 folgt ein divergierender Diffusor 25 und ein Kranz von Luftzuführungbohrungen26, der zwischen diesen beiden Organen angeordnet ist. Auf den Diffusor 25 folgt ein kon- vergierend-divergierender Konus 27, wobei zwischen den Organen 27 und 25 eine weitere
Zuführung 28 von äusserer Zerstäubungsluft vorgesehen ist.
Das Gerät endet in einer Kappe 29. In diesem
Gerät werden vier aufeinanderfolgende Zer- stäubungen durchgeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brenner für Leuchtgas oder andere brennbare Gase, die mit Luft ein explosives Gemisch ergeben, bei welchem das aus einer Düse austretende Gas mehrere in Reihe angeordnete Mischorgane durchquert, welche durch Lufteintrittsöffnungen voneinander getrennt sind,
EMI2.1
eines sehr langen konvergent-divergenten Mischorganes (13) hineinragt, welches im. Abstand von einer vollwandigen Hülle (12) konzentrisch umgeben ist, die nur an ihrer Basis mit Luftdurchtrittsöffnungen (10) versehen ist.