BESCHREIBUNG 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 mehreren Gasdüsenkanä- len und mindestens einem Kanal für den Spritzwerkstoff ver- sehenen Düsenteil sowie einen Düsenträgerteil aufweist, die miteinander und - gegebenenfalls über ein Anschlussteil mit dem Brennerkörper auswechselbar verbunden sind,
wo bei der Düsenträgerteil mindestens einen mit dem entspre chenden Kanal für den Spritzwerkstoff im Düsenteil und mit der entsprechenden Zuführvorrichtung im Brennerkörper in Verbindung stehenden Spritzwerkstoff-Förderkanal auf weist.
Flammspritzbrenner dieser Art für pulverförmige Spritz- werkstoffe sind beispielsweise aus der DE-Patentschrift <B>1</B>646 027 bekannt. Die dort beschriebene Anordnung weist eine ringförmige Mischkammer auf, der einerseits aus einem gemeinsamen Förderkanal Brenngas zugeführt wird und in welche andererseits mehrere Oxydationsgaskanäle einmün den. Die Mischkammer besitzt dabei ein relativ grosses Vo lumen, wodurch ein Flammenrückschlag bzw. eine Rück zündung bis in die Mischkammer, die sich, wie die Praxis ge zeigt hat, bei einem solchen Brenner nicht ausschliessen las sen, sehr schwerwiegende Folgen nach sich ziehen können.
Bei einer solchen bekannten Brennerkonstruktion ist fer ner eine Änderung der Flammenenergie nur schwer möglich und erfordert das Eingreifen eines Fachmannes, um beim Auswechseln des die Mischkammer enthaltenden Teils 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 bestehen den Vorschriften bezüglich des maximal zugelassenen Brenn- gasdruckes nicht oder nur sehr schwer angepasst werden kann, da dabei für die Mischung eine Oxydationsgasge- schwindigkeit erforderlich wird, die bereits im kritischen Be reich 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 mög lichst gering zu halten, wurde andererseits vorgeschlagen, die Gasmischung erst im Düsenteil vorzunehmen. Bei einem sol chen 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 Nach teile der bekannten Brenner zu beseitigen und insbesondere einen Flammspritzbrenner zu schaffen, der einfach und vom Benutzer selbst problemlos an die verschiedensten Spritzbe- dingungen und Anwendungsfälle anpassbar ist, insbesondere im Hinblick auf die Brennerleistung, so dass optimale Spritz- ergebnisse erzielt werden können und eine wesentliche Ver besserung der Sicherheit im Betrieb gewährleistet ist.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines solchen Flammspritzbrenners möglichst zu vereinfachen und eine kostensparende Herstellung zu ermöglichen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Düsenträgerteil mindestens zwei Injektordüsen aufweist, die jeweils von der Verbindungsstelle mit dem Brennerkörper bzw. einem Anschlussteil her in den Düsenträgerteil aus wechselbar eingesetzt sind und die im Anschluss an einen entsprechenden Oxydationsgaskanal eine kalibrierte, in eine entsprechende Injektor-Mischkammer mündende Oxyda- tionsgas-Eingangsbohrung aufweisen,
dass der Düsenträger teil ferner zu jeder Injektor-Mischkammer eine seitlich in Be zug auf die genannte Oxydationsgas-Eingangsbohrung in die Injektor-Mischkammer einmündende kalibrierte Brenngas- Eingangsbohrung aufweist, die mit einem entsprechenden Brenngaskanal in Verbindung steht, und dass der Düsenträ- gerteil mindestens zwei Injektor-Ausgangskanäle aufweist,
die jeweils von einer entsprechenden Injektor-Mischkammer ausgehen und die an der Verbindungsstelle mit dem Düsen teil jeweils in mindestens einen Gasdüsenkanal münden.
Vorzugsweise weist der Düsenträgerteil mindestens zwei Injektordüsen auf, die im wesentlichen parallel zueinander um einen zentralen Förderkanal für den Spritzwerkstoff an geordnet sind.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform wird der Brenngaskanal im Düsenträgerteil durch eine die Brenngas- Eingangsbohrung kreuzende Sackbohrung gebildet, wobei sich die Brenngas-Eingangsbohrung vorzugsweise bis zur Aussenwand des Düsenträgerteils erstreckt und diese Boh rung nach aussen durch ein in sie eingepresstes, im wesentli chen kugelförmiges Verschlussteil abgeschlossen ist.
Jede Injektor-Mischkammer weist vorzugsweise in der Umgebung der Oxydationsgas-Eingangsbohrung eine kegel- stumpfförmige, nach innen vorspringende Wandfläche auf. Die Achsen der Oxydationsgas- und der Brenngas-Eingangs- bohrungen kreuzen sich bei einer bevorzugten Ausführungs form in der Nähe der Mündungsstelle der Oxydationsgas- Eingangsbohrung und schliessen einen Winkel zwischen 30" und 90 ein.
Das Verhältnis der Austrittsgeschwindigkeiten des Oxy dationsgases und des Brenngases aus den entsprechenden Eingangsbohrungen in eine Injektor-Mischkammer liegt bei spielsweise zwischen 2 und 15, vorzugsweise zwischen 2,5 und 13. Dabei kann die Austrittsgeschwindigkeit des Oxyda tionsgases zwischen 500 und 650 m/sec liegen und die ent sprechende Austrittsgeschwindigkeit des Brenngases zwi schen 50 und 200 m/sec. Der Oxydationsgasdruck liegt vor zugsweise zwischen 2 und 5 bar und der entsprechende Brenngasdruck zwischen 0,5 und 1,5 bar.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, welches in der beigefügten Zeichnung veranschau licht ist.
Es zeigen: Fig. 1 den düsenseitigen Teil eines Flammspritzbrenners, bei dem der Brennerkopf im Axialschnitt dargestellt ist, und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1. Der Brenner gemäss den Figuren 1 und 2 ist ein autoge ner Pulver-Flammspritzbrenner mit einem Brennerkörper 1 und einem Brennerkopf, der seinerseits einen Düsenträger teil 2 und einen Düsenteil 3 umfasst.
Der in seiner Grund form zylindrische Düsenträgerteil 2 ist mit einem ebenfalls zylindrischen Anschlussteil des Brennerkörpers 1 bzw. mit einem entsprechenden trennbaren Anschlussstück desselben durch eine Überwurfmutter 4 verbunden, während eine Überwurfmutter 5 in ähnlicher Weise die koaxialen Teile 2 und 3 miteinander verbindet.
Dem Brennerkörper 1 wird mit Hilfe von nicht darge stellten Zuführvorrichtungen ein Gemisch eines Flamm- spritzpulvers mit einem zu dessen Förderung dienenden Trä gergas, z. B. Sauerstoff oder Luft, zugeführt, sowie Azetylen als Brenngas und Sauerstoff als Oxydationsgas. Gegebenen falls weist der Brennerkörper Anschluss-, Regel- und Ab sperrvorrichtungen für diese Gase und das Spritzpulver auf.
Ein strichliniert angedeuteter zentraler Zuführungskanal 15 im Brennerkörper dient zur Zuführung des Pulver- Trägergasgemisches an den Brennerkopf und setzt sich in ei nem entsprechenden Kanal 16 des Düsenträgerteils und ei nem Kanal 17 des Düsenteils fort. Ferner weist der Brenner körper bzw. das Anschlussstück 1 je drei getrennte Zufüh rungskanäle, wie 13, für Azetylen und je drei getrennte Zu führungskanäle, wie 14, für Sauerstoff auf, die ebenfalls strichliniert angedeutet sind und parallel zum Kanal 15 ver laufen.
Der Düsenträgerteil 2 besitzt drei Brenngaskanäle, wie 7, die an die entsprechenden Kanäle 13 des Brennerkörpers 1 anschliessen. Vorzugsweise sind diese Kanäle in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet, doch kommen auch andere Anordnungen wie auch eine von drei verschie dene Anzahl der jeweiligen Kanäle, z. B. 2 oder 4, in Be tracht.
Die Brenngaskanäle 7 im Düsenträgerteil sind als Sackbohrungen ausgeführt und setzen sich jeweils in einer kalibrierten Brenngas-Eingangsbohrung 8 fort, welche die entsprechende Sackbohrung kreuzt und in eine Injektor- Mischkammer 10 mündet.
Um den Düsenträgerteil in einem einzigen Teil und zugleich die Brenngas-Eingangsbohrung als kalibrierte Bohrung ausführen zu können, geht die Boh rung 8 vom Umfang des beispielsweise aus Messing herge stellten Teils 2 aus und ist mit Hilfe einer in den äusseren Abschnitt der Bohrung eingepressten Stahlkugel nach aus sen verschlossen. Diese Ausführung stellt eine vom Gesichts punkt der Wirtschaftlichkeit der Herstellung wie auch der Betriebssicherheit äusserst günstige Lösung dar.
Die Injektor-Mischkammer 10 steht ferner mit dem Sau erstoff-Zuführungskanal 14 in Verbindung, und zwar über einen Oxydationsgaskanal 12 und eine Oxydationsgas- Eingangsbohrung 11, die in einer Injektordüse 60 verlaufen. Die Injektordüse 60 sowie die den beiden anderen getrennten Oxydationsgaskanälen entsprechenden Injektordüsen 61, 62 sind in den Düsenträgerteil eingeschraubt und von der An- schlussseite des Brennerkörpers her zugänglich und aus wechselbar.
Die Injektordüsen ragen mit einem kegelstumpfförmigen Teil in die entsprechende Injektor-Mischkammer, wie 10, hinein, die einen zylindrischen Abschnitt und eine im wesent lichen kegelförmige Verengung aufweist und in einen Injek- tor-Ausgangskanal 20 übergeht.
Die Achsen der Sauerstoff-Eingangsbohrung und der Azetylen-Eingangsbohrung kreuzen einander in der Nähe der Stirnfläche der Injektordüse im zylindrischen Abschnitt der Kammer und bilden einen Winkel von annähernd 90 . Gemäss einer anderen Ausführungsform liegt dieser Winkel zwischen 30\ und 90\, wobei der niedrigste Wert dem Nei gungswinkel der Erzeugenden des kegelstumpfförmigen In jektor-Düsenteils entspricht.
Bei der vorliegenden Anordnung sind beide Eingangs bohrungen, sowohl diejenige für Sauerstoff in der Injektor- düse, als auch diejenige für das Brenngas Azetylen im Dü- senträgerteil, als kalibrierte Bohrungen ausgeführt. Damit wird die Durchflussmenge diese Gase mit Hilfe des Gas druckes in der Zuführungsvorrichtung einstellbar, und es entfallen andere Mittel, wie flow meter , zur Bestimmung dieser Durchflussmengen.
Die Austrittsgeschwindigkeit der Gase aus den Eingangs bohrungen zur Injektor-Mischkammer ist damit ebenfalls vom eingestellten Gasdruck bestimmt und beträgt beispiels weise für Sauerstoff 500 bis 650 m/sec und für Azetylen 50 bis 200 m/sec.
Das Verhältnis der beiden Austrittsgeschwin digkeiten liegt vorzugsweise zwischen 2 und 15, insbesondere zwischen 2,5 und 13. ' Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt der Sauerstoffdruck 3,0 bar und die Austrittsgeschwindigkeit aus der Injektordüse mit einer kalibrierten Bohrung von 0,45 mm Durchmesser beträgt 550 m/sec. Eine im Winkel von 90\ dazu liegende Azetylen-Eingangsbohrung von 1 mm Durchmesser bewirkt bei einem Druck von 0,7 bar eine Brenngas-Austrittsgeschwindigkeit von 130 m/sec.
Die För- derleistung des Brenners pro Injektor beträgt damit 3301/ min.
Eine Auswechslung der Injektordüsen erlaubt eine Ände rung der Leistung des Brenners. Beispielsweise bewirkt eine Erhöhung des Durchmessers der Sauerstoff-Eingangsboh- rung auf 1 mm bei gleichbleibendem Druck von 3,0 bar, und damit einer Austrittsgeschwindigkeit von 600 m/sec, eine Er höhung der Leistung pro Injektor auf 7001/min.
Der Durchmesserbereich der kalibrierten Eingangsboh rungen, die eine minimale Länge von 0,2 mm haben, liegt zwischen 0,1 und 1,5 mm.
Beträgt der Winkel zwischen den Achsen der Eingangs bohrungen beispielsweise 30\ anstelle von 90\, so wird die gleiche Durchflussmenge des Brenngases bei einem Druck von 0,6 bar anstelle von 0,7 bar erreicht. Die Durchmi- schung der Gase erweist sich als optimal, wenn der genannte Winkel zumindest näherungsweise 90 beträgt. Im Düsenteil 3 ist eine Anzahl von Gasdüsenkanälen 18 angeordnet, die an ihrem mündungsseitigen Ende einen Be schleunigungsteil 19 aufweisen und an ihrem eingangssei- tigen Ende von einer entsprechenden Verteilkammer 21 aus gehen.
Eine solche Verteilkammer verbindet beispielsweise eine Gruppe von Gasdüsenkanälen mit einem einzigen Injek- tor-Ausgangskanal. Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wird bei der vorliegenden Erfindung das gesamte geförderte Brenngas-Oxydationsgas-Volumen auf mehrere voneinander unabhängige Injektor-Mischvorrichtungen verteilt.
In jeder dieser Mischvorrichtungen ist dabei der Querschnitt des Sauerstoff-Eingangskanals durch Austauschen der Injektor- düse wählbar und damit an eine gewünschte Brennerleistung anpassbar. Die Anordnung von mehreren unabhängigen,
einzeln austauschbaren Injektordüsen erlaubt ferner im sel ben Düsenträgerteil vor den einzelnen Mischkammern un terschiedliche Injektordüsen einzusetzen und damit das Pro fil der Flamme über den gesamten Umfang des Düsenteils veränderlich und einem bestimmten Anwendungsfall ange- passt zu gestalten. Dazu kommt noch die Möglichkeit, durch verschiedene Düsenteile mit jeweils verschiedenen Anord nungen der Düsenkanäle und der Verteilkammern die Zu ordnung der einzelnen Düsenkanäle zu einer bestimmten In jektordüse in äusserst weitem Umfang zu variieren.
So kann beispielsweise bei dem vorstehend beschriebenen Brenner ein Düsenteil verwendet werden, bei dem die Verteilkammern, wie 21, entweder in einer einzigen Ringkammer zusammen- gefasst sind, oder so geformt sind, dass eine beliebige Zuord nung der einzelnen Gasdüsenkanäle 18 zu den verschiedenen Injektordüsen zustande kommt.
Die Aufteilung der Mischvolumen auf mehrere unabhän gige Mischkammern ist auch bei einem allfälligen Flammen rückschlag in einem der Gaswege von grossem Vorteil, da sich die Auswirkung eines solchen Rückschlags bzw. einer Rückzündung auf das entsprechende Teilvolumen be schränkt, wodurch das Risiko nicht nur in seiner Häufigkeit, sondern auch in seinem Umfang erheblich verringert ist.
Die hier beschriebene Konstruktion, bei der die Injektor- düsen von der Trennstelle zwischen Brennerkörper und Dü- senträgerteil aus einsetzbar sind, erlaubt eine einfache Aus wechslung derselben. Ferner wird bei der vorliegenden Anordnung die Verwendung von O-Ringen zur Abdichtung vermieden, wodurch die Gefahr einer Zerstörung solcher Dichtungsringe bei einem Flammenrückschlag entfällt und damit die Sicherheit beim Betrieb des Brenners wesentlich verbessert wird.
Insgesamt weist demnach der vorliegende Flammspritz- brenner eine vereinfachte, wirtschaftlichere Konstruktion auf, bietet eine erhöhte Sicherheit und erlaubt im Betrieb so wohl eine optimale Anpassung der Brennerleistung und des Flammenprofils an einen gegebenen Anwendungsfall als auch eine Einstellung der Gasdurchflussmengen aufgrund des entsprechenden Gasdrucks, was eine entscheidende Ver einfachung der Bedienung bedeutet.
DESCRIPTION The invention relates to a flame spray burner for processing powder or wire-shaped spray materials with a burner body and a burner head,
wherein the burner body has feed devices for the spray material and for a fuel gas and an oxidizing gas, and wherein the burner head has a nozzle part provided with a plurality of gas nozzle channels and at least one channel for the spray material, and a nozzle carrier part, which with one another and - optionally via a connecting part the burner body are interchangeably connected,
where in the nozzle carrier part has at least one with the corre sponding channel for the spray material in the nozzle part and with the corresponding feed device in the burner body in connection with the spray material delivery channel.
Flame spray burners of this type for powdery spray materials are known, for example, from DE patent specification <B> 1 </B> 646 027. The arrangement described there has an annular mixing chamber, which on the one hand is supplied with fuel gas from a common delivery channel and into which, on the other hand, a plurality of oxidation gas channels emerge. The mixing chamber has a relatively large volume, which means that a flashback or re-ignition into the mixing chamber, which, as practice has shown, cannot be ruled out with such a burner, can have very serious consequences.
In such a known burner construction, it is also difficult to change the flame energy and requires the intervention of a person skilled in the art to ensure the required safety when replacing the part containing the mixing chamber. This makes a change in the processing of different types of spray materials problematic.
Another significant disadvantage of such a burner is that it cannot be adapted or can only be adjusted with great difficulty to the regulations in force in individual countries regarding the maximum permitted fuel gas pressure, since the mixture requires an oxidizing gas speed that is already high is in the critical range.
Furthermore, in the case of a burner of the known type, the flame profile in its entirety is predetermined and cannot be adapted to individual applications.
In order to keep the effects of a flashback as low as possible, on the other hand, it was proposed that the gas mixture be carried out only in the nozzle part. In such a burner, however, the mixing of the gases is unsatisfactory, since the gas path after the mixing is too short and there is also no possibility of improving the mixing by constructive means. It is therefore not possible to use the optimum flame speed in such a burner, and the irregularity of the individual flame cones impairs the quality of the sprayed layers.
The object of the invention is to eliminate the above-mentioned parts of the known burners and, in particular, to create a flame spray burner which is simple and easily adaptable to a wide variety of spray conditions and applications, in particular with regard to the burner output, so that optimal spraying results can be achieved and a significant improvement in operational safety is guaranteed.
Furthermore, the invention is based on the object of simplifying the construction of such a flame spray burner as far as possible and of enabling cost-saving production.
This is achieved according to the invention in that the nozzle carrier part has at least two injector nozzles, each of which is interchangeably inserted from the connection point with the burner body or a connecting part into the nozzle carrier part and which, following a corresponding oxidation gas channel, a calibrated injector into a corresponding injector Have an oxidizing gas inlet bore opening into the mixing chamber,
that the nozzle carrier part also has, for each injector mixing chamber, a calibrated fuel gas inlet hole which opens laterally with respect to the aforementioned oxidizing gas inlet bore into the injector mixing chamber and is connected to a corresponding fuel gas channel, and that the nozzle carrier part has at least two Injector output channels,
each emanating from a corresponding injector mixing chamber and each opening into at least one gas nozzle channel at the connection point with the nozzle.
The nozzle carrier part preferably has at least two injector nozzles, which are arranged essentially parallel to one another around a central delivery channel for the spray material.
In a particularly simple embodiment, the fuel gas channel in the nozzle carrier part is formed by a blind hole crossing the fuel gas inlet bore, the fuel gas inlet bore preferably extending to the outer wall of the nozzle carrier part and this bore being pressed outwards into it by a substantially spherical closure part is completed.
Each injector mixing chamber preferably has a frustoconical, inwardly projecting wall surface in the vicinity of the oxidation gas inlet bore. In a preferred embodiment, the axes of the oxidation gas and the fuel gas inlet bores intersect near the mouth of the oxidation gas inlet bore and enclose an angle between 30 "and 90.
The ratio of the exit speeds of the oxy dationsgases and the fuel gas from the corresponding inlet bores in an injector mixing chamber is between 2 and 15, preferably between 2.5 and 13, for example. The exit speed of the oxidation gas can be between 500 and 650 m / sec and the corresponding exit velocity of the fuel gas between 50 and 200 m / sec. The oxidation gas pressure is preferably between 2 and 5 bar and the corresponding fuel gas pressure between 0.5 and 1.5 bar.
Further aspects and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment, which is illustrated in the accompanying drawings.
1 shows the part of a flame spray burner on the nozzle side, in which the burner head is shown in axial section, and FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1. The burner according to FIGS. 1 and 2 is an autogenous one Powder flame spray burner with a burner body 1 and a burner head, which in turn comprises a nozzle holder part 2 and a nozzle part 3.
The in its basic form cylindrical nozzle carrier part 2 is connected to a likewise cylindrical connecting part of the burner body 1 or with a corresponding separable connector of the same by a union nut 4, while a union nut 5 connects the coaxial parts 2 and 3 in a similar manner.
The burner body 1 is a mixture of a flame spray powder with a serving for its support carrier gas, z. B. oxygen or air, and acetylene as the fuel gas and oxygen as the oxidation gas. If necessary, the burner body has connection, control and shut-off devices for these gases and the wettable powder.
A dashed-line central feed channel 15 in the burner body serves to feed the powder-carrier gas mixture to the burner head and continues in a corresponding channel 16 of the nozzle carrier part and egg nem channel 17 of the nozzle part. Furthermore, the burner body or the connector 1 each have three separate feed channels, such as 13, for acetylene and three separate feed channels, such as 14, for oxygen, which are also indicated by dashed lines and run parallel to channel 15.
The nozzle carrier part 2 has three fuel gas channels, such as 7, which connect to the corresponding channels 13 of the burner body 1. Preferably, these channels are arranged at equal angular distances from each other, but other arrangements as well as one of three different numbers of the respective channels, z. B. 2 or 4, in costume.
The fuel gas channels 7 in the nozzle carrier part are designed as blind bores and each continue in a calibrated fuel gas inlet bore 8 which crosses the corresponding blind bore and opens into an injector mixing chamber 10.
In order to be able to execute the nozzle carrier part in a single part and at the same time the fuel gas inlet bore as a calibrated bore, the bore 8 starts from the circumference of the part 2, for example made of brass, and is followed by a steel ball pressed into the outer section of the bore locked from sen. This version represents an extremely favorable solution from the point of view of the cost-effectiveness of production as well as operational safety.
The injector mixing chamber 10 is also connected to the oxygen supply channel 14, via an oxidation gas channel 12 and an oxidation gas inlet bore 11, which run in an injector nozzle 60. The injector nozzle 60 and the injector nozzles 61, 62 corresponding to the two other separate oxidation gas channels are screwed into the nozzle carrier part and are accessible from the connection side of the burner body and can be replaced.
The injector nozzles protrude with a frustoconical part into the corresponding injector mixing chamber, such as 10, which has a cylindrical section and an essentially conical constriction and merges into an injector outlet channel 20.
The axes of the oxygen inlet bore and the acetylene inlet bore cross each other near the end face of the injector nozzle in the cylindrical section of the chamber and form an angle of approximately 90. According to another embodiment, this angle is between 30 \ and 90 \, the lowest value corresponding to the angle of inclination of the generatrix of the frusto-conical injector nozzle part.
In the present arrangement, both inlet bores, both that for oxygen in the injector nozzle and that for the fuel gas acetylene in the nozzle carrier part, are designed as calibrated bores. The flow rate of these gases can thus be adjusted with the aid of the gas pressure in the feed device, and other means, such as flow meters, for determining these flow rates are eliminated.
The exit velocity of the gases from the inlet holes to the injector mixing chamber is thus also determined by the set gas pressure and is, for example, 500 to 650 m / sec for oxygen and 50 to 200 m / sec for acetylene.
The ratio of the two exit speeds is preferably between 2 and 15, in particular between 2.5 and 13. In a practical embodiment, the oxygen pressure is 3.0 bar and the exit speed from the injector nozzle with a calibrated bore of 0.45 mm diameter 550 m / sec. An acetylene inlet bore of 1 mm in diameter at an angle of 90 ° causes a fuel gas outlet speed of 130 m / sec at a pressure of 0.7 bar.
The delivery rate of the burner per injector is 3301 / min.
Replacing the injector nozzles allows the burner output to be changed. For example, an increase in the diameter of the oxygen inlet bore to 1 mm at a constant pressure of 3.0 bar, and thus an exit speed of 600 m / sec, increases the output per injector to 7001 / min.
The diameter range of the calibrated input bores, which have a minimum length of 0.2 mm, is between 0.1 and 1.5 mm.
If the angle between the axes of the inlet bores is 30 \ instead of 90 \, for example, the same flow rate of the fuel gas is achieved at a pressure of 0.6 bar instead of 0.7 bar. The mixing of the gases proves to be optimal if the angle mentioned is at least approximately 90. In the nozzle part 3, a number of gas nozzle channels 18 are arranged, which have an acceleration part 19 at their mouth-side end and go from a corresponding distribution chamber 21 at their input-side end.
Such a distribution chamber connects, for example, a group of gas nozzle channels to a single injector outlet channel. As can be seen from the above, in the present invention, the total volume of fuel gas oxidizing gas conveyed is distributed over several independent injector mixing devices.
In each of these mixing devices, the cross section of the oxygen inlet channel can be selected by exchanging the injector nozzle and can thus be adapted to a desired burner output. The arrangement of several independent,
Individually interchangeable injector nozzles also allow different injector nozzles to be used in the same nozzle carrier part in front of the individual mixing chambers, thus making the profile of the flame variable over the entire circumference of the nozzle part and adapted to a specific application. In addition, there is the possibility to vary the assignment of the individual nozzle channels to a specific injector nozzle to an extremely large extent by different nozzle parts, each with different arrangements of the nozzle channels and the distribution chambers.
For example, in the burner described above, a nozzle part can be used in which the distribution chambers, such as 21, are either combined in a single annular chamber, or are shaped such that any assignment of the individual gas nozzle channels 18 to the various injector nozzles is achieved is coming.
The distribution of the mixing volume over several independent mixing chambers is also of great advantage in the event of a flashback in one of the gas paths, since the effect of such a flashback or re-ignition is limited to the corresponding partial volume, which means that the risk is not only in its frequency , but is also significantly reduced in scope.
The construction described here, in which the injector nozzles can be used from the point of separation between the burner body and the nozzle carrier part, allows the same to be replaced easily. Furthermore, the use of O-rings for sealing is avoided in the present arrangement, as a result of which the risk of such sealing rings being destroyed in the event of a flashback is eliminated and thus the safety during operation of the burner is significantly improved.
All in all, the present flame spray burner has a simplified, more economical design, offers increased safety and allows operation of the burner output and flame profile to be optimally adapted to a given application, as well as an adjustment of the gas flow rates based on the corresponding gas pressure decisive simplification of operation means.