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Knallgasgebläse Die Erfindung bezieht sich auf ein Knallgasgebläse
und bezweckt, ein Gebläse zu schaffen, das bei Entwicklung einer großen Hitze ruhig
brennt und bei dem die Gefahr einer Explosion während des Betriebes ausgeschlossen
wird.
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Bei den bisher gebräuchlichen Gebläsen wurde das zu verbrennende Gas
und das die Verbrennung fördernde Gas in. einem Zuführungsrohr bereits gemischt,
bevor diese Gase aus dem eigentlichen Brenner ausströmten, oder sie wurden außerhalb
des Brenners unter Verwendung hohler Ausflußgeschwindigkeit unverbunden gemischt.
Um dabei zu verhindern, daß die Flamme in die Mischkammer oder den Mischleiter zurückschlug,
wurde die Geschwindigkeit des gemischten Gases beim Austritt größer gehalten. als
die Geschwindigkeit der Ausbreitung der Verbrennung iu#erhalb des Gases. Bei dieser
Art von Gebläsen, speziell bei solchen mit großen Durchmessern, brennt die Flamme
sehr geräuschvoll. Außerdem ist ein solches Gebläse sehr schwierig zu handhaben,
insbesondere in solchen Fällen,, in denen, wie z. B. beim Schmelzen von Quarz, die
Flamme überwacht werden muß.
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Um eine gute Mischung des Brenngases mit dem die Verbrennung fördernden
Gas zu erzielen, hat man auch schon einen Brenner vorgeschlagen, bei. welchem das
zu verbrennende Gas und das die Verbrennung fördernde Gas vor dem Austritt aus dem
Brenner m einen Mischraum unmittelbar vor der Austrittsdüse gemischt wird, wobei
das die Verbrennung fördernde Gas, z. B. der Sauerstoff, in deinem einzigen, scharfen
Strahl in den Mischraum eingeführt wird. Das Brenngas wird hierbei durch mehrere
rechtwinklig zu der Leitung des Sauerstoffes gerichtete Kanäle zum Sauerstoffstrahl
geführt. Eine gute Mischung wird jedoch bei dieser Einrichtung noch nicht erzielt,
da das Brenngas den scharfen Sauerstoffstrahl. nicht zu durchdrin= gen vermag, sondern
diesem lediglich als 'Mantel umgibt.
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In ähnlicher Weise wirkt auch ein- bekannter Brenner, bei welchem
der Austritt der in einer außerhalb des Brenners gelegenen Kammer gemischten Gase
von einer Hülse umgeben ist. Dieser Hülse wird durch eine besondere Leitung zusätzlicher
Sauerstoff zugeführt, welcher das austretende Gasgemisch mit einem dünnen Mantel
umgibt und auf diese Weise eine Verwendung des Brenners unter Wasser gestattet.
Eine innige Vermischung wird auch bei diesem Brenner nicht erzielt, da dieser Sauerstoff
das in einem oder mehreren scharfen Strahlen austretende Gasgemisch nicht zu durchdringen
vermag.
Eine innige Vermischung ist auch nicht beabsichtigt, da
die eigentliche Mischung des Wasserstoffes mit dem Sauerstoff nicht in der arxi
Austritt gelegenen Zündkammer, sondern, wie schon erwähnt, außerhalb des Brenners
vor dem Eintritt der Gase in diesen erfolgt.
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Nach einer weiteren bekannten Anordnung wird eine Mischung des Sauerstoffes
mit dem Brenngas dadurch zu erreichen versucht, daß der Sauerstoff im Brenner zunächst
durch mehrere öffnungen in das Brenngas eintritt, worauf die vorgemischten Gase
durch andere öffnungen in eine zweite Mischkammer gelangen, von welcher aus sie
der Brennermün; dung zuströmen. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die Ausströmgeschwindigkeit
durch die verschiedene Umleitung des Gases wesentlich herabgesetzt wird. Eine holie
Austrittsgeschwindigkeit ist jedoch zur Erzielung eines hohen Wärmegrades unbedingt
erforderlich.
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Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung vorgeschlagen, welche die
vorerwähnten Nachteile beseitigt und ein Gebläse, schafft, bei welchem die hohe
Austrittsgeschwindigkeit des zu verbrennenden Wasserstoffies gewahrt wird und trotzdem
eine innige Mischung mit dem die Verbrennung fördernden Sauerstoff erfolgt. Zu diesem
Zwecke wird die Zündkammer des Knallgasgebläses durch eine am Brennerkopf @einstellbare
Kappe gebildet, wobei der aus mehreren Düsen in die Zündkammer tretende Sauerstoff
in der Zuleitungsrichtung und der Wasserstoff .ebenfalls aus mehreren Düsen gegen
den Rand der Kappe strömt, so daß er von der Seite her zwischen die geradeaus strömenden
Sauerstoffstrahlen eindringt. Zweckmäßig hat die am Brennerkopf vorgesehene einstellbare
Kappe eine derartige Form, daß der Wasserstoff schräg nach rückwärts in die Sauerstoffstrahlen
eintritt.
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Weitere Kennzeichen derr Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung Und der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In der Zeichnung stellt Abb. i eine Seitenansicht ;eines solchem,
Gebläses dar, bei dem teilweise die- Innenteile sichtbar sind.
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Abb. 2 ist ein Längsschnitt durch ein solches Gebläse.
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Abb.3 ist die Ansicht eines Querschnittes längs der Linie 3 der Abb.
2. In Abb. 4 und 5 sind besondere Bauarten. von Gebläsen gemäß der Erfindung dargestellt.
In Abb. 6 und 8 sind Längsschnitte von, besonderen Gebläsen dargestellt, bei denen
zwei Zuführungsrohre für das verbrennbare Gas vorgesehen sind. Abb. 7 stellt einen
Querschnitt älahch dem von Abb. 3 dar für das Gebläse nach Abb. 6.
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Nach Abb. i ist nun -ein Gebläse dargestellt, das zwei ineinander
verlaufende Gaszuführungsrohre besitzt, und zwar dient das Rohr i für die Zuführung
des Sauerstoffies und das Rohr 2 für die Zuführung des Wasserstoffes, der durch
das Rohr 3 in dasselbe einströmt. Auf das Ende des Sauerstoffrohres i ist eine Kappe
4 aufgesetzt, die, wie aus Abb. 2 und 3 ersichtlich ist, mehrere öffnungen oder
Düsen 5 besitzt. An dieser Kappe sitzt weiterhin eine Ringscheibe, die das Wasserstoffrohr
abschließt, die aber für das Ausströmen des Wasserstoffes ebenfalls mehrere öffnungen
7 besitzt. Vor diesen. Öffnungen befindet sich nun eine Kammer g. Diese ist derart
ausgebildet, daß der Wasserstoff, der durch die öffnungen 7 ausströmt, unter dem
rechten Winkel konzentrisch auf den Sauerstoffstrom auftrifft.
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Aus Abb.3 erkennt man, daß der äußere Ring der Sauerstoffdüsen gegen
den inneren Ring desselben versetzt ist, so daß keine äußere Düse irgendeiner inneren
Düse direkt gegenübersteht. Infolge diesex Anordnung kann der durch das Gehäuse
8 in einzelnen Strömen zufließende Wasserstoff zwischen die Sauerstoffströme -eindringen
und so eine innige Mischung der beiden Gase hervorrufen.
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Abb.4 stellt eine geringe Abänderung des Gasgebläses nach Abb.2 dar.
Die durchlöcherte Kappe io und die Wasserstoffzuführungskammer i i sind etwas gekrümmt
und derart angeordnet, daß der Wasserstoffstrom ebenfalls nahezu senkrecht auf den
Sauerstoff zufließt. Der Stromweg ist aber länger als bei der Anordnung in Abb.
z. Bei der Konstruktion nach Abb.4 ist der Wasserstoff rückwärts gegen den Sauerstoffstrom
geleitet, so daß beim Ausströmen des Sauerstoffes eine innigere Mischung mit dem
Brenngas erreicht wird.
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In Abb.5 ist nochmals eine Abänderung des Knallgasgebläses vorgesehen,
und zwar ist ein Gehäuse 12 auf das Wasserstoffrohr 2 aufgeschraubt und durch eine
Mutter 13 dicht äbgeschl:ossen. Durch das Vorwärts- und Rückwärtsschrauben dieses
Gehäuses kann der Querschnitt des Zuflußraumes des Wasserstoffes beliebig eingestellt
werden. Wenn also der Zuführungsraum durch weiteres Aufschrauben des Gehäuses auf
das Rohrenger wird, so wird die Ausflußgeschwindigkeit des Wasserstoffes zunehmen.
Durch diese Anordnung ist es möglich, die Ausflußgeschwindigkeit des Wasserstoffes
so zu regulieren, daß man die für bestimmte Verhältnisse erfahrungsgemäß notwendige
Mischung der Gase auch einstellen kann.
Bei sämtlichen Ausführungsformen
nach Abb. i bis 5 wird der Sauerstoff durch eine Anzahl von Öffnungen zugeführt,
und eine vollständige Mischung des Gases außerhalb dieser 'Öffnungen an der Bnennerspitze
ist sichergestellt.
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In vielen Fällen, besonders für große Gebläse, ist -es wünschenswert,
den Wasserstoff in mehreren Zuleitungsrohren konzentrisch zu dem Sauerstoffstrom
zuzuführen. Solche Anordnungen sind in den Abb. 6' bis 8 dargestellt.
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Nach Abb. 6 wird der Sauerstoff durch das Rohr 16 in eine Kammer
17 geführt, von der dann der Sauerstoff in Richtung durch die Düsen 18 ausströmt.
Der Wasserstoff wird durch eine Leitung i9 in die Kammer 2o geführt. Von dieser
fließt er durch mehrere Rohre 2 i, die die Sauerstoffkammer durchsetzen, und strömt
durch die Öffnungen, 22 aus. Die Öffnungen sind so ausgebildet, daß der Wasserstoff
sich ausbreitet bzw. abgelenkt wird und so mit dem Sauerstoffstrom unter :einem
bestimmten Winkel. zusammentrifft. Um diese Sauerstoff- und Wasserstoffkammer ist
nun eine weitere Kammer 24 angeordnet, in die durch das Rohr 25 ebenfalls Wasserstoff
einfließt. Der Wasserstoff wird nun in dieser Kammer derartig weitergeleitet, daß
er über den Zuflußraum 26 auf die aus den Öffnungen 18 bzw. 22 ausströmenden
Sauerstoff- und Wasserstoffgase auftrifft, und zwar ist die Zuführung so'gestaltet,
daß der Wasserstoff einwärts unter einem bestimmten Winkel auf die Sauerstoff- und
Wasserstoffströme auftrifft; mit anderen Worten, die .untermengten Sauerstoff- und
Wasserstoffströme sind umgeben von einem weiteren ringförmigen Wasserstoffstrom.
Bei dieser Anordnung strömt der Sauerstoff im wesentlichen gerade auswärts und auf
denselben sind die Wasserstoffströme unter bestimmten Winkeln geleitet.
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Eine weitere Anordnung der Erfindung stellt Abb. 8 dar. Bei dieser
wird der Sauerstoff durch das Rohr 30 in eine Kammer 31
eingeleitet.
Von dieser strömt es durch eine Anzahl Öffnungen 32 aus. Wasserstoff wird zugeführt
durch den Leiter 33 in eine Kammer 34 und von da durch -einen einzigen Leiter 35
mit den Ausflu ßöffnungen 36. Beim Ausströmen durch die Öffnung 36 trifft der Wasserstoff
auf ,eine Wand, durch die er abgelenkt wird und dadurch senkrecht auf den Sauerstoffstrom
auftrifft. Bei dieser Anordnung ist ebenfalls wie in Abb. 6 eine weitere Wasserstoffzuführungskammer
39 mit Zuführungsrohr 38 vorgesehen, aus der der Wasserstoff .ebenfalls wieder im
rechten Winkel auf das aus den Düsen q.o bzw. 36 ausströmende Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch
auftrifft.