Die Erfindung betrifft eine Brennervorrichtung, die für den Betrieb mit hohen Gasaustrittsgeschwindigkeiten geeignet ist und die mit einer Brenngas- und einer Sauerstoffgas-Versorgungs-leitung ausgestattet ist.
Verfahren bzw. Brennervorrichtungen mit hohen Austrittsgeschwindigkeiten des Brenngas-Sauerstoffgas-Gemisches aus den Brennern kommen in vielfacher Weise in der Technik vor. Wichtige Anwendungsgebiete sind z.B. Flammstrahl-, Erhitzungs- und Härteverfahren. Ein Problem, das hierbei auftritt, besteht darin, daß sich die Brennerflamme beim freien Brennen, d.h. beim Brennen ohne daß sich z.B.ein Werkstück in der Brennerflamme befindet, aufgrund der hohen Austrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches, sehr weit vom Brenner entfernt. Dies wird als Abheben der Flamme vom Brenner bezeichnet, das oft zum Erlöschen des Brenners führt. Normalerweise wird durch den Rückdruck, der sich durch ein in der Flamme angeordnetes Werkstück aufbaut, ein Abheben der Flamme verhindert. In der Praxis kann es z.B. beim Ausschwenken des Brenners aus seiner Arbeitsposition oder bei einem Wechsel des Werkstückes zu einem Abheben und Erlöschen des Brenners kommen. Daraufhin muß der Brenner neu gezündet und die Einstellung seiner normalen Funktion erst wieder abgewartet werden. Dies führt also zu unerwünschten Störungen und Unterbrechungen eines Ablaufs.
In diesem Zusammenhang ist andererseits anzumerken, daß ein Fachmann einen Brenner - in Pausenzeiten während eines manuell ausgeführten Brennereinsatzes - in aller Regel durch Verringerung der Sauerstoffzufuhr zeitweise herunterregelt und so das oben geschilderte Problem löst. Es ist also im Prinzip ein verfahrensmäßiger Lösungsvorschlag für die geschilderte Problematik bekannt, wobei jedoch jeweils ein relativ gefühlvolles Einstellen des, an den Brennern vorhandenen Regelventiles notwendig ist.
Zielsetzung des vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Verbesserung des Betriebes von Brennern mit hohen Austrittsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer entsprechenden Brennervorrichtung mit einer Brenngas- und einer Sauerstoffgasversorgungsleitung die Sauerstoffgasversorgungsleitung zumindest auf einer Teilstrecke in eine Basisleitung und eine Zusatzleitung verzweigt ist, wobei sowohl in der Basis- als auch in der Zusatzleitung ein Regelventil angeordnet ist und sich darüber hinaus in der Zusatzleitung ein Schaltelement zum Schließen und Öffnen der Zusatzleitung befindet.
Mit Hilfe der schaltbaren Zusatzleitung kann ein Teil der Sauerstoffgasmenge eigenständig zu- und abgeschaltet werden. Bei Brennerbetrieb werden die Drücke an den Regelventilen günstig so eingestellt, daß ohne Betätigung des Schaltventils, also bei geschlossener Zusatzleitung in der Sauerstoffgasversorgung, eine etwa neutrale, nicht abhebende Flamme entsteht. Andererseits wird das Regelventil in der Zusatzleitung der Sauerstoffgasversorgung so justiert, daß bei offener Zusatzleitung, die notwendige Zusatzmenge an Sauerstoffgas fließt, um die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit der Verbrennugsgase aus dem Brenner zu erhalten.
Im folgenden soll anhand der Figur die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Die Figur zeigt einen Brenner mit erfindungsgemäßer Gasversorgung.
In einen Brenner 1 münden Versorgungsleitungen 7, 8 für die Verbrennungsgase. In Versorgungsleitung 7 wird Sauerstoffgas, z.B. Sauerstoff, zugeführt und Versorgungsleitung 8 dient zur Versorgung des Brenners 1 mit Brenngas, z.B. Acetylen. Die Sauerstoffgasversorgungsleitung 7 ist auf einer Teilstrecke vor dem Brenner in zwei Zweige 9, 10 aufgeteilt, die als Basisleitung 9 und Zusatzleitung 10 bezeichnet werden. Sowohl in Basisleitung 9 und Zusatzleitung 10 als auch in der Brenngas-Versorgungsleitung 8 befinden sich Regelventile 3, 6, 2. Darüber hinaus ist in der Zusatzleitung 10 ein Schaltventil 5 angeordnet, mit dem die Zusaztleitung 10 geöffnet und geschlossen werden kann.
Zur Durchführung des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens-prinzips sind die Regelventile 2, 3, 6 folgendermaßen einzustellen: bei geschlossenem Schalter 5 werden die Regelventile 2, 3 so justiert, daß sich eine etwa neutrale Flamme (Mischungsverhältnis von Sauerstoff zu Acetylen etwa 1,1 : 1) und eine Austrittsgeschwindigkeit des Verbrennungsgasgemisches aus dem Brenner ergibt, die zu keinem Abheben der Brennerflamme führen kann. Bei geöffneter Einstellung von Schalter 5 wird das Regelventil 6 soweit geöffnet, daß die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit des Verbrennungsgasgemisches resultiert. Die gesamte Sauerstoffgasmenge kann dabei um das 1,5 bis 3fache erhöht werden, woraus sich in dieser Betriebsituation ein anderes Mischungsverhältnis der Verbrennungsgase als mit geschlossenem Schalter 5 ergibt.
Bei Bedarf von hohen Austrittsgeschwindigkeiten wird also der Brenner mit geöffnetem Schalters 5 betrieben, während in Betriebssituationen, in denen keine hohen Austrittsgeschwindigkeiten notwendig sind und in denen insbesondere die Gefahr des Abhebens und Verlöschens der Brennerflamme besteht, durch Schließen des Schalters 5 ein anderer, das Abheben der Brennerflamme vermeidender Betriebszustand, hergestellt wird.
Die Erfindung eignet sich im Besonderen auch für die Anwendung in kontinuierlichnr Produktionsabläufen, denn die Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen kann durch den Einsatz geeigneter Detektions-, Steuer- und Schaltelemente problemlos automatisiert werden.
Die erfindungsgemäßen Brennervorrichtungen liefern also eine Verbesserung hinsichtlich der Gefahr des Abhebens von Brennerflammen, wobei dies zudem mit verhältnismäßig geringem Aufwand realisiert ist.