Funktion Luftdüse

Hallo Gemeinde, 

ich bin momentan dabei mir eine feste Esse zu mauern. Im selben Atemzug möchte ich mein Selbstbau-Esseisen optimieren. Momentan besteht es aus einer LKW-Bremstrommel mit einem simplen Lochblech in der Mitte, durch welches der Luftstrom geführt wird. Für mich wäre jetzt spannend, die neue Esse gleich mit einer "richtigen" Düse zum Verstellen des Luftstromes auszustatten. Da mir kaufen einfach zu simpel ist und ich einen guten Werkzeugmacher an der Hand habe, möchte ich mir die Düse selber fertigen. Leider habe ich keine Düse zur Hand, um anhand dieser das Funktionsprinzip zu verstehen. Meine Frage also: erklärt sich jemand bereit bzw. macht sich jemand die Mühe, vllt. eine kleine Skizze anzufertigen, die die Funktion der Luftdüse verdeutlicht? Welche Form hat die Nuss im optimalen Fall? 

Ich danke schonmal im Voraus!

Gruß, Christian 

Hallo Christian

 

Ich bin mir zwar nicht sicher was du für eine Düse meinst, aber ich habe meine Esse einmal auseinandergenommen und dabei ein paar Fotos geschossen:

 

Falls das etwa deinen Vorstellungen entspricht kann ich dir weitere (Detail-)Fotos schicken.

Gruss Philipp 

Hallo Philipp,

das sieht schon ganz gut aus. Meine aktueller Untersatz sieht Deinem in der Galerie "Eigenbau Esse" recht ähnlich. Ich habe nur schon öfter gelesen, dass sich mit diesen Düsen (oder wie auch immer man das nennen  mag) der Luftstrom und damit die Größe des Feuers bestimmen lässt. Zudem bekommst Du bei der simplen Lochplatte das Problem, dass mit der Zeit die Schlacke die Fläche zusetzt. Mit dieser Düse kann man m.W. den Schlackekuchen durchstoßen. Das war einfach der Hintergrund der Frage. Ich komme mit der Lochplatte gut zurecht, ich dachte nur, wenn Neubau, dann richtig.

Gruß, Christian.

Hallo Christian

Die Eigenbau-Esse habe ich nie gebaut, weil ich meine jetzige Esse günstig (umgerechnet ca. 80EUR) kaufen konnte. Desshalb kann ich dir über den Eigenbau und den Betrieb einer solchen Esse nicht viel helfen. Eine Luftstrom-Regler habe ich damals noch nicht geplant, vermutlich hätte ich aber eine verstellbare Klappe  auf der Saugseite des Gebläses gemacht.
Meine gekaufte Esse hat zwei Hebel. Mit dem oberen (siehe Bild) wird die Öffnung der Klappe (Klugscheissermodus: "ist keine Düse") und somit der Luftstrom verstellt. Logischerweise wird die Flamme/Hitze grösser, wenn die Klappe offen ist.
Der untere bewegt die Faust rauf und runter. Theoretisch verändert sich auch dadurch die Form und Grösse der Flamme, ich habe aber nie grosse Unterschiede festgestellt. Durch das bewegen der Faust fallen kleine Kohle- und Schlackestückchen nach unten, sodass die Luft besser nach oben ziehen kann. Weil meine Esse im Gelände steht, steht sie nicht absolut gerade, sodass die Schlacke sich in einer Ecke der Feuerschale sammelt und nichts verstopft wird. Am Ende des Schmiedetages "fische" ich den Schlackekuchen dann mit einem Haken heraus.

Gruss Philipp 

Da kommen wir der Sache doch schon näher Der Luftstrom an sich wird also über eine Klappe geregelt. Das würde sich zu meinem jetzigen Prinzip also nicht ändern. Die Position der Feuerzunge/Nuss wird über den zweiten Hebel geregelt, nach oben und unten nehme ich mal an, um die Form des Luftstromes zu ändern. Dann wären für mich jetzt noch 2 Sachen interessant:

1)  @-philipp-: wäre echt klasse, wenn du noch ein Foto posten könntest, auf dem ich die Feuerzunge/Nuss in der Feuerschüssel sehe. Einfach nur um das Zusammenspiel zu verdeutlichen. Mit verschieben der Feuerzunge nach oben und unten sollte sich ja die Fläche des Ringspaltes ändern und dadurch die Ausströmgeschwindigkeit der Luft.

2) @alle anderen user: gibt es noch andere Formen der Feuerzunge/Nuss? Welche Vor- und Nachteile gibt es hier (bzw. was hat es mit einer Wirbeldüse auf sich)? Auf Philipps Foto ist die Feuerzunge/Nuss asymmetrisch, was das drehen auf der Drehbank etwas schwierig machen könnte.

Danke!!!

Gruß, Christian 

P.S.: Bezüglich der Begrifflichkeiten: Für mich war die Kombination aus der Feuerzunge/Nuss und der Öffnung in der Feuerschale einfach eine (Ringschlitz-)Düse, weil es strömungstechnisch soetwas in der Art ist. Unter Schmieden mag das sicher anders heißen. 

Hallo

Fotos von der Nuss wie sie in der Feuerschüssel sitzt habe ich leider keine und kann momentan auch keine machen, weil meine Esse nicht bei mir zuhause steht. Solche Fotos solltest du aber auch im Forum oder mit der Google Bildersuche finden können.
Aber ich habe noch andere Fotos, mit denen du die Funktion evtl. besser verstehst.

 

Luftstrom

Der Luftstrom wird hauptsächlich über das öffnen und schliessen der Klappe geregelt. Das verstellen der Nuss hat (bei meiner Esse) keinen grossen Einfluss auf den Luftstrom, sodass ich sie zu diesem Zweck auch selten verstelle.



Dieses Bild zeigt die Luftklappe im "geschlossenem" Zustand. Sie darf nicht 100%ig schliessen, weil das Feuer je nach Brennstoff schnell ausgeht (vorallem bei der Verwndung von Koks).



 

Auf diesem Bild ist die Klappe geöffnet. Rechts oben sieht man den Hebel.





 

Blick vom inneren durch die Klappenöffnung. Am Loch im Hintergrund wird das Rohr des Lüfters angeschlossen.




von aussen (Anschluss des Lüfterrohres)



Nuss

Die Nuss kann über einen zweiten Hebel in der Höhe verstellt werden. Beim verwenden der Esse entstehen aus den grossen Kohlestücken viele kleine, die sich im unteren Bereich der Feuerschüssel sammeln. Die ringförmige Öffnung zwischen Nuss und Feuerschale ist nicht sehr gross, sodass die kleinen Kohlestückchen nicht von alleine herunterfallen. Mit der Zeit stört dies den Luftstrom (kleine Stücke -> kleine Hohlräume dazwischen -> schlechter Luftzug). Mit einigen auf- und abbewegungen der Nuss fallen diese Stücke dann herunter und die Luft zieht dann besser nach oben. Selbstverständlich wird dadurch auch der Schlackekuchen zerstossen und fällt nach unten.
Die Form der Nuss ist vermutlich deshalb elliptisch, weil auch die Feuerschale nicht quadratisch ist. Einen grossen Einfluss hat das aber wahrscheinlich nicht. 

 

Blick von unten. Durch die Klappe links im Bild wird die "Asche" (Kohle und Schlackestückchen) entleert. Der Vierkant in der Mitte ist der Zapfen der Nuss, der im Vierkantrohr geführt ist. Der lange Hebel der sichtbar ist, ist zum verstellen der Nuss.


 

Verstellmechanismus der Nuss: unter der Nuss ist eine Schraube mit Mutter erkennbar. Diese lagert den Schwenkhebel (Vierkant der die runde Achse mit der Nuss verbindet) drehbar. Dieser Schwenkhebel ist auf der Achse angeschweisst. Diese Achse ist an beiden Seitenblechen des Esseisens gelagert. Das eine Ende dieser Achse wurde ausserhalb des Esseisens abgebogen und dient nun als Hebel (Hebel und Achse sind ein Teil).


Ich hoffe mal das es so einigermassen verständlich ist, sonst kannst du ja nachfragen. 

Freundliche Grüsse aus der Schweiz

Philipp 

Hallo Christian,

Philipp hat die Funktion einer gängigen Esse sehr schön erklärt. Die Nuss wird im Betrieb eigendlich nur selten bewegt und ist nur dazu da die Luftzufuhr "offen" zu halten. Dazu senkt man die Nuss etwas ab, so dass ein kleiner Spalt zur Feuerschüssel entsteht. Bei einem Lochblech (übrigens auch eine gängige Art von Esseisen) besteht die Gefahr, wie du schon erkannt hast, dass die Löcher sich durch entstehende Schlacke zusetzen. Dies wird bei hohen Temperaturen (großes Feuer), Asche,  Flussmittel beim Feuerschweißen und verschiedenen Brennstoffen noch verstärkt. Feuerschüsseln mit Nuss ermöglichen ein leichtes säubern des Feuers. Dazu wird die Nuss ganz nach oben geschoben nachem man das Feuer etwas abkühlen lies. Dadurch wird der Schlackekuchen etwas angehoben und kann leicht mit dem Feuerhaken entnommen werden ohne lange in der Glut suchen zu müssen. Kleine Kohlestücke die den Spalt zwischen Nuss und Feuerschüssel verklemmen werden durch auf und abbewegen der Nuss entfernt.

Die Luft kann mit der Nuss nur sehr begrenzt geregelt werden. Auch die Größe des Feuers ist nur sehr begrenzt über die Nuss regelbar.

Die Luftregulierung sollte also mit das Wichtigste deiner Esse sein. Du kannst über Drehzahlregler, ner Klappe an der Esse oder im Zuluftrohr oder einem Schieber regeln. Oder auch indem du die über Ansaugöffnung deines Gebläses regelst. Am angenehmsten empfinde ich einen Schieber. Baue deine Esse so hoch dass gerade stehend Deine Werkstücke händeln kannst. Versuche das Gestänge deines Reglers so anzubringen dass du ohne dich großartig zu bücken bedienen kannst.

Als Gebläse reichen solche mit 120W dicke aus.

Hallo Klaeus und Philipp,

danke für die Mühen! Die Funktion ist jetzt klar. Ich hatte sie mir nur anders vorgestellt, da ich das ein oder andere Mal gelesen habe, dass man die Form des Feuers mit der Stellung der Nuss beeinflussen kann. Wenn dem natürlich nicht so ist, wäre das für meine Planungen nur ein Mehraufwand.

Die Variante mit meinem Lochblech funktioniert was die Anwendung angeht ja auch absolut zufriedenstellend! Nur das Problem mit dem Schlackekuchen ist schon spürbar. Wenn sich aber das Ganze über eine leichte Neigung der Feuerschüssel beheben lässt...

@-philipp-: Verursacht die Neigung deiner Feuerschüssel Probleme? Vielleicht könnte man das Ganze auch über eine leichte Wölbung des "Lochteiles" lösen. 

Die Luftreglung werde ich wohl im Großen und Ganzen so lassen, wie ich sie jetzt habe. Mein aktueller Lüfter (Papst ebm, sollte auch so ca. 120W haben) drückt seitlich in den Luftkasten unter dem Lochblech. Als Reglung des Luftstromes nutze ich die Ascheklappe unten. Eine Drehahlreglung halte ich nicht ganz für sinnvoll, da Lüfter im Allgemeinen bei zu geringen Drehzahlen Probleme in der Kennlinie bekommen und man somit nur einen begrenzten Bereich regeln kann. Und Blenden/Schieber vor dem Lüfter können bei zu großem Widerstand den Lüfter schädigen. Mit meiner Variante fahre ich doch erstaunlich gut. 

Gut, auf jeden Fall nochmals tausend Dank für eure Hilfe. Ich mache mir mal Gedanken zu meiner neuen Esse. Ist es vermessen zu fragen, ob mir jemand grobe Maße einschlägiger Esseisen mit Lochblech geben kann? Insbesondere Anzahl und Größe der Luftlöcher wären für die Berechnung des Luftstromes interessant.

Gruß, Christian