DE102006034014A1 - Flame deseaming burner has nozzle arranged in head and circularly arranged gas supply channels has central gas supply opening - Google Patents

Abstract

The burner has a nozzle (10) arranged in a head and circularly arranged gas supply channels (11,111 112) has a central gas supply opening (12). A range is tapered up to a minimum inner diameter. The inner coat extends up to a larger diameter in relation to the minimum diameter in another range. A third range, extending up to nozzle mouth, has equal cross section profile, preferably equal cylindrical inner diameter. An independent claim is also included for flame deseaming metallic surface method.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flämmbrenner mit einer in einem Kopf angeordneten Düse, die neben ringförmig angeordneten Gaszufuhrkanälen eine zentrale Gaszufuhröffnung aufweist.The The invention relates to a flame burner with a nozzle arranged in a head, which is arranged next to a ring Gas supply channels a central gas supply opening having.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Brennflämmen einer metallischen Oberfläche mittels des genannten Flämmbrenners.The The invention further relates to a method of flame-blasting a metallic surface by means of of said flame burner.

In den genannten Flämmbrennern wird das Brenngas über die ringförmig angeordneten Gaszufuhrkanäle zu einem Düsenkopf geführt, wo es mit dem über die zentrale Gaszuführung transportieren Sauerstoff vermischt wird und die Brennflamme bildet. Flämmbrenner werden für unterschiedliche Anwendungszwecke verwendet. So entstehen beispielsweise beim Abkühlen der durch Gießen hergestellten Brammen an deren Oberfläche häufig unerwünschte Risse, die durch eine Oberflächenbehandlung entfernt werden müssen. Entsprechendes gilt auch für Grate oder Bärte, die beim Verarbeiten der Brammen, z. B. durch Schneiden entstehen. Die Flämmbrenner werden zur Beseitigung der Oberflächenfehler entlang der betroffenen Flächen geführt, was mit einem manuell geführten Brenner oder einem Flämm-Automat geschehen kann, bei dem an einem steuerbaren Roboterarm ein Flämmbrenner befestigt ist.In the said flame burners the fuel gas is over the ring-shaped arranged gas supply channels to a nozzle head guided, where it is with the over the central gas supply transport oxygen is mixed and forms the combustion flame. flame burner be for used different purposes. This is how, for example on cooling the by pouring slabs produced on their surface often undesirable cracks caused by a surface treatment must be removed. The same applies to Burrs or beards, when processing the slabs, z. B. caused by cutting. The flame burner be used to eliminate the surface defects along the affected area surfaces led, what with a manual guided Burner or a scarfing machine happen can, in which attached to a controllable robotic arm a Flammbrenner is.

Die Bearbeitungskosten für die Oberflächenbehandlung werden im wesentlichen durch die Bearbeitungszeit sowie den Gasverbrauch bestimmt, wobei eine hinreichende Oberflächengüte gewährleistet bleiben muss.The Processing costs for the surface treatment are mainly due to the processing time and the gas consumption determined, whereby a sufficient surface quality must be ensured.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flämmbrenner und ein Verfahren zum Brennflämmen anzugeben, dem bei möglichst geringem Sauerstoffverbrauch und Bearbeitungszeit eine optimale Oberflächengüte des zu behandelnden Werkstückes möglich ist.It Object of the present invention, a flame burner and a method for burning to indicate, if possible low oxygen consumption and processing time optimal Surface quality of to treated workpiece possible is.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird der in Anspruch 1 beschriebene Flämmbrenner, ferner das in Anspruch 9 beschriebene Verfahren vorgeschlagen.to solution This object is achieved by the flame burner described in claim 1, further proposed the method described in claim 9.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.further developments The invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Flämrnbrenner besitzt eine Düse mit mehreren Gaszufuhrkanälen, die ringförmig um eine zentrale Gaszufuhröffnung angeordnet sind. Die zentrale Sauerstoffzufuhröffnung hat in Strömungsrichtung betrachtet mindestens drei aufeinander folgende Bereiche, nämlich einen ersten sich bis auf einen minimalen Innendurchmesser verjüngenden Bereich, einen zweiten Bereich, in dem sich der Innenmantel bis auf einen gegenüber dem genannten minimalen Durchmesser größeren Durchmesser erweitert und einen dritten Bereich mit gleich bleibenden Querschnittsprofil, vorzugsweise gleich bleibenden zylinderförmigen Innendurchmesser. Wesentlich ist die Querschnittsverengung des Innendurchmessers bis zu einem kritischen Maß des Durchmessers, dem sich eine Durchmessererweiterung anschließt. Der letzte dritte Bereich mit gleich bleibendem Querschnittsprofil dient als Stabilisierungsring dazu, das erzeugte Gasströmungsprofil zu erhalten. Mittels dieser Bauart kann ein pulsierender Gasstrahl erzeugt werden, der am Düsenaustrittsende eine Schallgeschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeit besitzt. Das Verhältnis zwischen dem Sauerstoffdruck vor der Düse und dem Umgebungsdruck einerseits sowie das Verhältnis des Sauerstoffdruckes an der Düsenaustrittsfläche und dem Umgebungsdruck bestimmen das Profil des Gases. Liegt der Druck an der Düsenaustrittsfläche unterhalb des Umgebungsdruckes, so hat der austretende Gasstrahl eine sich verengende Form im Anfangsabschnitt hinter der Düse, wohingegen bei einem umgekehrten Verhältnis die Form fassartig sich erweiternd gestaltet. Sind der Sauerstoffdruck vor der Düse und beim Austritt aus der Düse jeweils gleich groß dem Umgebungsdruck, so ergibt sich eine gradlinige Hüllkurve des Anfangsausschnittes des ausströmenden Gases.Of the Flämrnbrenner invention has a nozzle with several gas supply channels, the ring-shaped around a central gas supply opening are arranged. The central oxygen supply opening has in the flow direction considers at least three consecutive areas, namely one first tapering to a minimum inner diameter Area, a second area where the inner sheath up on one opposite extended to said minimum diameter larger diameter and a third area with constant cross-sectional profile, preferably constant cylindrical inner diameter. Essential is the cross-sectional constriction of the inner diameter up to a critical dimension of the diameter, which is followed by a diameter extension. The last third area with constant cross-sectional profile serves as a stabilizing ring in addition, the generated gas flow profile to obtain. By means of this design, a pulsating gas jet be generated, which at the nozzle exit end a speed of sound or supersonic speed has. The relationship between the oxygen pressure in front of the nozzle and the ambient pressure on the one hand as well as the ratio the oxygen pressure at the nozzle exit surface and the ambient pressure determines the profile of the gas. Is the pressure at the nozzle exit surface below the ambient pressure, so the escaping gas jet has a narrowing shape in the initial section behind the nozzle, whereas in an inverted relationship the shape barrel-shaped widening designed. Are the oxygen pressure in front of the nozzle and at the exit from the nozzle each equal to the ambient pressure, this results in a straight-line envelope the initial section of the outflowing gas.

Die mit der Düse erreichbare Impulsfrequenz sowie die Amplitude hängt im Einzelnen von dem Eingangsdruck, den Grad der Verjüngung und dem Grad der Erweiterung ab. Der erzeugte nicht isobare turbulente Überschallstrahl ist charakteri siert durch starke räumliche Ungleichartigkeiten der Geschwindigkeits- und Druckfelder, die zu Erzeugung von unsteten Zustandsänderungen, nämlich den impulsartigen Verdichtungsstößen und Schichtenverschiebungen mit großen Geschwindigkeitsgradienten führen. Diese Strömungsgeschwindigkeit und Druckpulsation führen zu einem Pulsationssprektrum. Ab einem gewissen Wert erreicht die Gasgeschwindigkeit in der beschriebenen Düse im kritischen kleinsten Düsenquerschnitt örtlich die Schallgeschwindigkeit, bei deren Überschreiten pulsartige verdichtete und verdünnte Bereiche als Impulse auftreten. Diese Art von Stoßwellen können eine fassförmige Strömungsstruktur bilden, deren aufgereihte Verdichtungen von dem Verhältnis des Sauerstoffdruckes in der Düse zum Umgebungsdruck und von der sogenannten Machzahl abhängt, die das Verhältnis der Geschwindigkeit des Gases an der Düsenaustrittsfläche zur Schallgeschwindigkeit ist. Prinzipiell besitzt der Flämmbrenner eine Düse, die nach Art einer Laval-Düse ausgebildet ist, die mit dem dritten Bereich als „Stabilisierungsring" einen Schwingungsresonator bildet.The with the nozzle achievable pulse frequency and the amplitude depends in detail on the input pressure, the degree of rejuvenation and the degree of expansion. The generated non-isobaric turbulent supersonic jet is characterized by strong spatial differences the velocity and pressure fields leading to generation of unsteady State changes, namely the pulse-like compression shocks and Shifting shifts with big ones Speed gradients lead. These flow rate and pressure pulsation lead to a pulsation spectrum. From a certain value reached the Gas velocity in the described nozzle in the critical smallest Nozzle cross section locally the Speed of sound, when exceeded pulsed compressed and diluted Areas appear as impulses. This kind of shockwaves can a barrel-shaped flow structure whose accumulated densities depend on the relationship of the Oxygen pressure in the nozzle for Ambient pressure and on the so-called Machzahl depends, the The relationship the velocity of the gas at the nozzle exit surface to the speed of sound is. In principle, has the flame burner a nozzle, the type of a Laval nozzle is formed, with the third region as a "stabilizing ring" a vibration resonator forms.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich vorgesehen, dass der erste und der zweite Bereich unmittelbar aufeinander folgen, jedoch können hier kurze Teilstücke enthalten sein, in denen sich der minimale Durchmesser nicht verändert. Auf diesem kurzen Teilstück bleibt die Fließgeschwindigkeit erhalten.In the context of the present invention is basically provided that the first and the second area directly follow each other, however, here short sections may be included, in which the minimum diameter does not change. The flow rate is maintained on this short section.

Bei der vorliegenden Erfindung endet die zentrale Gaszufuhröffnung auch geringfügig vor der Ebene, die durch die Öffnungen bestimmt ist, in denen die ringförmig angeordneten Gaszufuhrkanäle enden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind gleichfalls Lösungen mit einbezogen, bei denen koaxial mehrere Ringe von Gaszufuhrkanälen angeordnet sind, die gestaffelt in unterschiedlichen Ebenen hinter der Austrittsöffnung des zentralen Rohres enden.at In the present invention, the central gas supply port also ends slight in front of the plane through the openings is determined, in which the ring-shaped arranged gas supply channels end. In the context of the present invention are also solutions with included, in which arranged coaxially more rings of gas supply channels are staggered in different planes behind the exit opening of the end of the central tube.

Vorzugsweise ist aus strömungstechnischen Gründen die Länge des ersten Bereiches kleiner als die Länge des zweiten Bereiches und vorzugsweise auch kleiner als die Länge des dritten Bereiches. Der dritte Bereich kann je nach gewünschter Impulscharakteristik länger, gleichgroß oder sogar kürzer als die Gesamtlänge des ersten und zweiten Bereiches gewählt werden.Preferably is due to fluidic reasons the Length of the first range smaller than the length of the second range and preferably also smaller than the length of the third area. The third range may vary depending on the desired pulse characteristic longer, the same size or even shorter as the total length of the first and second areas are selected.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchmesser des dritten Bereiches kleiner als der maximale Ausgangsdurchmesser der zentralen Gaszufuhröffnung eingangs des ersten Bereiches. Zur Wirkungsoptimierung sind die Durchmesser sowie die Längen der drei genannten Bereich so abgestimmt, dass an dem Düsenaustrittsende das Gas impulsförmig ausströmt, vorzugsweise mit einer Impulsfrequenz, die zwischen 100 und 650 Hz liegt. In der zentralen Gaszufuhröffnung soll bei vorgegebenen Werten des Sauerstoff- und Brenngasdruckes vorzugsweise eine maximale Gasströmgeschwindigkeit von 2 Mach vorliegen.To In another embodiment of the invention, the diameter of the third range smaller than the maximum output diameter of the central Gas supply port at the beginning of the first area. To optimize the effects are the Diameter as well as the lengths the three said area tuned so that at the nozzle exit end the gas is pulsed flows, preferably with a pulse frequency that is between 100 and 650 Hz is. In the central gas supply opening should at given Values of the oxygen and fuel gas pressure preferably a maximum gas flow rate of 2 Mach.

Die Düse kann im Querschnitt rund oder konzentrisch aufgebaut sein, wobei insbesondere die zentrale Gaszufuhröffnung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, um den sich mindestens ein Ring, ggf. zwei Ringe erstrecken, auf dem weitere Gaszufuhröffnungen für das Brenngas liegen.The Nozzle can be round or concentric in cross-section, in particular the central gas supply opening a circular cross-section around which at least one ring, possibly two rings extend, on the other gas supply openings for the Fuel gas lie.

Wie grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannt, wird der Düsenkopf vorzugsweise gekühlt, wobei sich als Kühlflüssigkeit insbesondere Wasser anbietet.As in principle According to the prior art, the nozzle head is preferably cooled, wherein as a coolant especially water offers.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Brennflämmen einer metallischen Oberfläche, z. B. einer Bramme, ist dadurch gekennzeichnet, dass der durch eine zentrale Düse eines Flämmbrenners geführte Sauerstoff so zum Schwingen angeregt wird, dass sich ein die Düsenmündung verlassender pulsierender Sauerstoffstrom mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit ausbildet. Der pulsierende Sauerstoffstrom besteht aus Längswellen, d. h. einer periodischen Aufeinanderfolge von Druckverdichtungen und Druckverdünnungen des Sauerstoffgases. Durch diese Maßnahme wird nicht nur der zentrale Sauerstoffstrom zum Pulsieren gebracht, sondern auch das peripher einströmende Brenngas zum Schwingen angeregt. Im Ergebnis ergibt sich eine erhebliche Einsparung an dem Sauerstoffverbrauch sowie eine glatte Oberfläche des durch Brennflämmen bearbeiteten Metallstückes. Vorzugsweise werden die Verfahrensparameter, insbesondere der Sauerstoffaufgabedruck, mit dem der Sauerstoffstrom in die Düse eingelassen wird, in Abhängigkeit der Düsengeometrie so gewählt, dass der Sauerstoffgasstrom in einen zentralen Strom und periphere Ströme aufgeteilt ist. Das Verhältnis zwischen dem Sauerstoffdruck vor der zentralen Düse zum Umgebungsdruck N = p₀/p_u liegt vorzugsweise zwischen 1 und 200, wohingegen das Verhältnis des Sauerstoffdruckes p_a an der Düsenaustrittsfläche zum Umgebungsdruck p_u zwischen 0,1 bis 100 liegt.The inventive method for Brennflämmen a metallic surface, for. B. a slab, is characterized in that the guided through a central nozzle of a Flammbrenners oxygen is excited to vibrate, that forms a nozzle mouth leaving pulsating oxygen flow at sonic or supersonic speed. The pulsating oxygen flow consists of longitudinal waves, ie a periodic succession of pressure compressions and pressure dilutions of the oxygen gas. By this measure, not only the central oxygen flow is made to pulsate, but also excited the peripheral incoming fuel gas to vibrate. The result is a significant saving in oxygen consumption as well as a smooth surface of the machined piece of flamed metal. Preferably, the process parameters, in particular the oxygen feed pressure with which the oxygen stream is introduced into the nozzle, are selected as a function of the nozzle geometry such that the oxygen gas stream is divided into a central stream and peripheral streams. The ratio between the oxygen pressure upstream of the central nozzle and the ambient pressure N = p ₀ / p _u is preferably between 1 and 200, whereas the ratio of the oxygen pressure p _a at the nozzle exit surface to the ambient pressure p _{u is} between 0.1 and 100.

Weitere Ausführungsvarianten und Details der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben. Es zeigen:Further variants and details of the invention are illustrated in the drawings and described below. Show it:

1 eine kombinierte Seitenansicht sowie einen Längsschnitt durch die Düse des erfindungsgemäßen Flämmbrenners, 1 a combined side view and a longitudinal section through the nozzle of the invention Flämmbrenners,

2 eine Draufsicht auf die Düse und 2 a plan view of the nozzle and

3a bis 3d jeweils Querschnitte durch die zentrale Gaszufuhröffnung mit unterschiedlichen Gastrom-Formen. 3a to 3d each cross-sections through the central gas supply opening with different Gastrom forms.

Kernstück des Flämmbrenners nach 1 und 2 ist ein in einem Kopf angeordnete Düse 10, die neben ringförmig angeordneten Gaszufuhrkanälen 11 eine zentrale Gaszufuhröffnung 12 aufweist. Im vorliegenden Fall und im Einzelnen 2 zu entnehmen, liegen die Gaseintrittsöffnungen 111 und 112 jeweils auf Ringen, die sich konzentrisch um die Gaszufuhröffnung 12 erstrecken. Der Winkelabstand α wird durch die Anzahl n zu 360/n bestimmt. Im vorliegenden Fall führen Gaszufuhrkanäle 111 und 112 zu einem ringförmigen Gaszufuhrkanal 11, wie dies 1 zu entnehmen ist. Die Kanäle 112, 111 und 11 führen ein Brenngas oder ein Gemisch aus Sauerstoff und einem Brenngas, wohingegen der zentrale Gaszufuhrkanal 12 für den Transport von Sauerstoff vorgesehen ist.Core of the flame burner after 1 and 2 is a nozzle arranged in a head 10 , in addition to annular gas supply channels 11 a central gas supply opening 12 having. In this case and in detail 2 can be seen, are the gas inlet openings 111 and 112 each on rings concentrically around the gas inlet opening 12 extend. The angular distance α is determined by the number n to 360 / n. In the present case lead gas supply channels 111 and 112 to an annular gas supply channel 11 , like this 1 can be seen. The channels 112 . 111 and 11 lead a fuel gas or a mixture of oxygen and a fuel gas, whereas the central gas supply channel 12 is intended for the transport of oxygen.

Über die dargestellte Gesamtlänge L unterteilt sich die zentrale Gaszufuhröffnung 12 in mehrere Bereiche L₁, L₂, L₄, L₃ und L_K bzw. L₁, L_c und L_K, wovon die letztgenannten Bereiche von besonderer Bedeutung sind. Der Gaseintrittsbereich L₁ entspricht dem Eintrittsbereich, der bei nach dem Stand der Technik bekannten Düsen verwendet wird. Neuartig ist hingegen eine laval-düsenartige Form des zentralen Erstzufuhrkanals 12, die sich über die Länge L_c erstreckt. Diese Düsenform wird bestimmt durch einen Bereich, in dem sich der Düseninnendurchmesser bis auf einen minimalen kritischen Durchmesser d_min, der über eine Länge L₄ beibehalten wird (siehe auch 3). In dem in Gasströmrichtung 13 sich anschließenden Bereich erweitert sich der Innenmantel der Gaszufuhröffnung 12 kontinuierlich bis zu einem größeren Durchmesser d_K (siehe 3) der bis zum Ende der Düse über eine Restlänge L_k aufrechterhalten bleibt. In konkreten Ausführungsbeispielen sind folgende Maße gewählt worden: L₁ = 43 mm, L₂ = 10 mm, L₃ = 25 mm, L₄ = 2 mm und L_k = 72 mm. Während L₁, L₂, L₃ und L₄ bei gegebenen Sauerstoff und Brenngasdrucken unverändert bleiben, kann die Länge L_k auch zu 65 mm oder 25 mm verändert werden.Over the illustrated total length L, the central gas supply opening is divided 12 in several areas L ₁ , L ₂ , L ₄ , L ₃ and L _K or L ₁ , L _c and L _K , of which the latter areas are of particular importance. The gas inlet region L ₁ corresponds to the inlet region which is used in nozzles known from the prior art. Novel on the other hand is a laval-nozzle-like shape of the central first supply channel 12 which extends over the length L _c . This nozzle shape is determined by a range in which the nozzle inner diameter to a minimum critical diameter d _min , which is maintained over a length L ₄ (see also 3 ). In the gas flow direction 13 adjoining area widens the inner shell of the gas supply opening 12 continuously up to a larger diameter d _K (see 3 ) which is maintained to the end of the nozzle over a residual length L _k . In concrete embodiments, the following dimensions have been selected: L ₁ = 43 mm, L ₂ = 10 mm, L ₃ = 25 mm, L ₄ = 2 mm and L _k = 72 mm. While L ₁ , L ₂ , L ₃ and L ₄ remain unchanged at given oxygen and fuel gas pressures, the length L _{k can} also be changed to 65 mm or 25 mm.

In 3 sind lediglich Querschnittsansichten der zentralen Gaszufuhröffnung in dem Laval-düsenartig ausgestatteten Bereich und im Stabilisierungsbereich gezeichnet. Das in den lavalartigen Bereich einströmende Sauerstoffgas hat einen Druck P₀ und eine Temperatur T₀. Am Ausgang dieses lavalartigen Bereichs, d. h. am Ende des Längenbereiches L_c beträgt der Druck P_A. Der erste Bereich, in dem sich die Düse konisch verjüngt ist mit 121 bezeichnet, der sich anschließende Bereich der konischen Düsenerweiterung mit 122, wohingegen schließlich der Bereich mit konstantem Durchmesser das Bezugszeichen 123 trägt und ein Bild gemäß 3 zeigt.In 3 only cross-sectional views of the central gas supply opening in the Laval nozzle-like equipped area and in the stabilization area are drawn. The oxygen gas flowing into the lavelike region has a pressure P ₀ and a temperature T ₀ . At the exit of this lavaline area, ie at the end of the length range L _c , the pressure P _{A is} . The first area where the nozzle tapers conically with 121 referred to, the subsequent area of the conical nozzle extension with 122 Finally, the area of constant diameter is the reference numeral 123 wears and an image according to 3 shows.

Fig. a bis d zeigen je nach Eingangsdruck p₀ unterschiedliche Gas-Pulsationen die als Längswellen erscheinen, in denen sich höhere und niedrigere Drucke abwechseln. Erkennbar ist weiterhin, dass je nach dem gewählten Eingangsdruck p₀ auch der zentrale Sauerstoffgasstrom, der von einem peripheren Brenngasstrom umgeben ist, enger oder weiter eingeschnürt wird. Die Länge L_K ist entscheidend dafür, in welchem Maß der pulsierende Sauerstoffstrom stabilisiert werden kann.Fig. A to D show depending on the inlet pressure p ₀ different gas pulsations appear as longitudinal waves in which alternate higher and lower pressures. It can also be seen that, depending on the selected inlet pressure p ₀ , the central oxygen gas flow, which is surrounded by a peripheral fuel gas flow, is narrowed or narrowed further. The length L _K is decisive for the extent to which the pulsating oxygen flow can be stabilized.

Der erfindungsgemäße Flämmbrenner kann sowohl als Handgerät als auch als Flämmautomat ausgebildet sein. Die verwendeten Drucke, unter denen das Sauerstoffgas in die zentrale Öffnung geleitet wird, liegen zwischen 5 und 20 bar. Das als Brenngas verwendete Erdgas, besteht im wesentlichen aus Methan, wird unter einem Druck von 1 bis 5 bar aufgegeben. Methan wird über den Düseneinlass 111 zugegeben, der sich mit dem über den Düseneinlass 112 zugegebenen Sauerstoff vermischt, so dass peripher über die Ringöffnung 11 ein Sauerstoff-Methangemisch zum Düsenaustrittsende strömt. Die bei dem genannten Aufgabedruck des Sauerstoffstroms in der zentralen Leitung 112 angestrebte Geschwindigkeit soll im Überschallbereich liegen und bis zu 2 Mach bei vorgegebenen Werken des Sauerstoff- und des Brenngasdruckes betragen.The flame burner according to the invention can be designed both as a hand-held device and as a flame-cutting machine. The pressures used, under which the oxygen gas is passed into the central opening, are between 5 and 20 bar. The natural gas used as fuel gas, consisting essentially of methane, is fed under a pressure of 1 to 5 bar. Methane gets over the nozzle inlet 111 added that with the over the nozzle inlet 112 added oxygen mixed so that peripherally over the ring opening 11 an oxygen-methane mixture flows to the nozzle exit end. The at the said task pressure of the oxygen flow in the central line 112 The desired speed should be in the supersonic range and be up to 2 Mach at given plants of the oxygen and fuel gas pressure.

Claims (11)

Flämmbrenner mit einer in einem Kopf angeordneten Düse (10), die neben ringförmig angeordneten Gaszufuhrkanälen (11, 111, 112) eine zentrale Gaszufuhröffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Gaszufuhröffnung (3) in Strömungsrichtung (13) unmittelbar aufeinander folgende Bereiche hat, nämlich a) einen ersten sich bis auf einen minimalen Innendurchmesser (d_min) verjüngenden Bereich (121), b) einen zweiten Bereich (122), in dem sich der Innenmantel bis auf einen gegenüber dem genannten minimalen Durchmesser (d_min) größeren Durchmesser (d_k) erweitert und c) einen dritten bis zur Düsenmündung reichenden Bereich (123) mit gleich bleibendem Querschnittsprofil, vorzugsweise gleich bleibendem zylinderförmigen Innendurchmesser.Flame burner with a nozzle arranged in a head ( 10 ), in addition to annular gas supply channels ( 11 . 111 . 112 ) a central gas supply opening ( 12 ), characterized in that the central gas supply opening ( 3 ) in the flow direction ( 13 ) has directly successive regions, namely a) a first region tapering to a minimum inner diameter (d _min ) ( 121 ), b) a second area ( 122 ), in which the inner jacket widens to a larger diameter (d _k ) than the said minimum diameter (d _min ), and c) a third area extending to the nozzle orifice (FIG. 123 ) with a constant cross-sectional profile, preferably constant cylindrical inner diameter. Flämmbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L₂ des ersten Bereiches (121) kleiner ist als die Länge L₃ des zweiten Bereichs (122).Flame burner according to claim 1, characterized in that the length L _{2 of} the first region ( 121 ) is smaller than the length L _{3 of} the second region ( 122 ). Flämmbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d_K des dritten Bereiches (123) kleiner als der maximale Ausgangsdurchmesser eingangs des ersten Bereiches (121) ist.Flame burner according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter d _{K of} the third region ( 123 ) smaller than the maximum exit diameter at the beginning of the first area ( 121 ). Flämmbrenner nach eine der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der drei Bereiche sowie der Längen so aufeinander abgestimmt sind, dass an dem Düsenaustrittsende das Gas impulsförmig ausströmt.flame burner according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the diameters of the three areas as well as the lengths are matched to one another such that at the nozzle exit end the gas flows in a pulsed manner. Flämmbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfrequenz am Düsenaustrittsende bei 100 bis 650 Hz liegt.flame burner according to claim 4, characterized in that the pulse frequency at the nozzle exit end at 100 to 650 Hz. Flämmbrenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Gasströmgeschwindigkeit 2 Mach (= doppelte Schallgeschwindigkeit) bei vorgegebenen Werten des Sauerstoff- und des Brenngasdruckes beträgt.flame burner according to claim 4 or 5, characterized in that the maximum gas flow rate 2 Mach (= double the speed of sound) at given values the oxygen and the fuel gas pressure is. Flämmbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Gaszufuhröffnung (12) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.Flame burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that the central gas supply opening ( 12 ) has a circular cross-section. Flämmbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (10) flüssigkeitsgekühlt, insbesondere wassergekühlt ist.Flame burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle head ( 10 ) is liquid cooled, in particular water cooled. Verfahren zum Brennflämmen einer metallischen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch eine zentrale Düse eines Flämmbrenners (10) geführte Sauerstoffgas so zum Schwingen angeregt wird, dass sich ein die Düsenmündung verlassender pulsierender Sauerstoffstrom mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit ausbildet.Method for flame-blasting a metallic surface, characterized in that through a central nozzle of a flame burner ( 10 ) guided oxygen gas is excited to vibrate, that forms a nozzle orifice leaving pulsating oxygen flow at sonic or supersonic speed. Verfahren zum Brennflämmen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgasstrom in einen zentralen Strom und periphere Ströme aufgeteilt ist.Flaming method according to claim 9, characterized characterized in that the oxygen gas stream into a central stream and peripheral currents is divided. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Sauerstoffdruck vor der zentralen Düse zum Umgebungsdruck N = p₀/p_u zwischen 1 und 200 liegt, wohingegen das Verhältnis des Sauerstoffdruckes p_a an der Düsenaustrittsfläche zum Umgebungsdruck p_u zwischen 0,1 bis 100 liegt.A method according to claim 9 or 10, characterized in that the ratio between the oxygen pressure upstream of the central nozzle to the ambient pressure N = p ₀ / p _{u is} between 1 and 200, whereas the ratio of the oxygen pressure p _a at the nozzle exit surface to the ambient pressure p _u between 0.1 to 100 is.