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Brûleur de surface au gaz L'invention concerne un brûleur de surface au gaz pour chaudières de chauffage, en particulier ce qu'il est convenu d'appeler un brûleur de prémélange constitué par deux corps creux de rotation symétrique avec une paroi finement perforée chacun, l'axe longitudinal du brûleur étant orienté sensiblement dans le sens de l'afflux du gaz et la paroi étant formée par une pièce découpée en tôle faite sans fin avec une soudure
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longitudinale.
- t Les brûleurs de surface au gaz du type cité sont connus et sont utilisés si bien qu'il n'est pas nécessaire d'en donner une justification par des documents. Par "corps creux de rotation symétrique", on entend ceux qui sont configurés en étant cylindriques ou tronconiques. les différents corps creux affectés coaxialement les uns aux autres se terminant en une surface de bordure commune et non perforée qui est perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal et étant reliés de manière appropriée à celle-ci. c'est-à-dire que le gaz qui afflue passe de manière essentiellement radiale par rapport à l'axe longitudinal d'un tel brûleur, les petites flammes brûlant directement au-dessus de la surface du corps creux extérieur.
La matière de départ pour la fabrication des corps creux est constituée par de la tôle finement perforée. de plus ou moins grande surface, dans laquelle les pièces découpées correspondantes sont découpées. éventuellement à la matrice. Toutes les zones marginales de ces pièces découpées présentent donc également des perforations fines, ce qui fait que les pièces découpées. pour la fabrication sans fin des bords d'extrémité qui doivent être soudés. présentent également des perforations et que la soudure longitudinale doit être déplacée dans la zone des trous.
Comme il s'est révélé, il est cependant difficile de poser des soudures parfaites, ceci étant dû aux trous existants, ce qui fait que. avec le temps et en tenant compte des effets de la chaleur. la soudure se modifie et qu'il peut y avoir formation de fissures qui ont. évidemment, un effet négatif sur une configuration de
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flamme la plus homogène possible que l'on doit, à la longue. également chercher à obtenir.
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C'est pourquoi. l'invention a pour but d'éliminer cet inconvénient, c'est- à-dire qu'un brûleur de surface au gaz du type cité en introduction doit être amélioré de telle manière qu'il ne peut plus y avoir apparition de telles fissures de soudures et que la tôle relativement mince et finement perforée qui doit être travaillée doit être configurée en ayant une meilleure résistance au gauchissement dans la zone où des soudures doivent tête posées.
Ce but est atteint selon l'invention par un brûleur de surface au gaz du type cité en introduction par le fait que la pièce découpée est configurée en n'étant pas perforée sur ses bords à relier, en particulier sur ses bords d'extrémité et que la soudure est placée en étant mise en place le long des bords non perforés.
Etant donné que les pièces découpées en tôle pour former les corps creux de rotation symétrique ne peuvent plus être simplement découpées ou découpées à la matrice dans de la tôle finement perforée. c'est-à-dire que les pièces découpées en tôle ne peuvent être perforées qu'après leur découpage à la matrice en laissant les bords concernés sans trous ou qu'une assez grande plaque de tôle devrait être perforée dans la zone de certaines travées pour ensuite y découper à la matrice les pièces découpées de manière adéquate, ceci signifie, certes, un peu plus de travail qu'avant mais celui-ci est justifié par le fait que l'on peut réaliser des soudures parfaites et que l'on prévient ainsi la formation ultérieure éventuelle de fissures.
Un perfectionnement avantageux. et ce dans le contexte des bords qui doivent être maintenus sans trous et également pour éviter la formation de fissures, consiste en ce que les corps creux de rotation symétrique présentent une bande périphérique. également non perforée, au moins à leurs extrémités éloignées du raccord et qu'une moulure de dilatation
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périphérique est moulée dans cette bande. Dans la zone de la surface de bordure éloignée du raccord de gaz, à laquelle les corps creux sont
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reliés, on a, en effet, le risque qu'il peut y avoir également formation de A fissures en raison des différentes sollicitations thermiques des corps creux, en particulier dans le cas où un tel brûleur de surface est formé par au moins deux corps creux de rotation symétrique affectés coaxialement l'un à l'autre.
Mais les moulures encastrées dans les bords qui sont sans trous à cet effet permettent d'absorber des dilatations différentes des corps creux et donc d'éloigner les tensions des bords d'extrémité, c'est-à-dire qu'il est ainsi possible de fixer par un cordon de soudure ces bords d'extrémité à la surface d'obturation du brûleur qui est éloignée du raccord sans qu'il y ait risque de fissures. De manière appropriée, une telle bande exempte de trous et pourvue d'une moulure périphérique est également prévue sur le côté du raccord pour pouvoir également y fixer les corps creux par une soudure sur une surface de raccord correspondante qui contient un orifice central pour le raccord de la conduite d'amenée de gaz.
Une autre forme de réalisation avantageuse consiste en ce qu'une tôle également finement perforée avec un bord périphérique non perforé soit respectivement raccordée sur chaque bande non perforée du corps creux respectif et que cette tôle forme un fond voûté, de préférence un fond voûté en forme d'hémisphère pour les corps creux. Etant donné que le corps creux respectif aussi bien que le fond correspondant présentent donc des bords de raccord sans trous, le fond peut être également raccordé avec un cordon de soudure périphérique sans trous.
Vu que la surface du brûleur qui est opposée au côté d'arrivée du gaz est ainsi également rendue utile pour l'échappement de gaz. ceci présente l'avantage supplémentaire que, pour la même puissance du brûleur, la charge spécifique du brûleur peut être réduite. ce qui a évidemment aussi un effet positif sur la solidité des soudures existantes sur le brûleur. Dans une telle forme de réalisation, Il est du reste prévu que des éléments d'écartement sont prévus au maximum de la voûte entre les
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fonds des différents corps creux, ce qui sera encore expliqué plus en détails ci-dessous.
La mesure de perfectionnement selon laquelle les bords d'extrémité qui sont joints en about ou qui se chevauchent doivent être placés. par rapport à l'axe longitudinal des corps creux disposé horizontalement. sous celui-ci et de préférence verticalement sous celui-ci se rapporte à la disposition du brûleur dans la chambre de combustion d'une chaudière de chauffage qui garantit que la soudure s'étend dans une zone qui est la moins sollicitée thermiquement.
Une autre forme de réalisation préférée consiste en ce que les bords d'extrémité non perforés qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal soient coudés radialement vers l'intérieur et posés l'un contre l'autre et que la soudure longitudinale soit placée dans la zone de gousset non perforée des bords d'extrémité. De ce fait il est garanti que les bords d'extrémité soient particulièrement résistants au gauchissement et qu'ils puissent être reliés par soudure. Guidé à partir du gousset. le cordon de soudure peut être posé plus proprement, l'indéformabilité de l'ensemble du corps creux est augmentée et finalement les deux rangées de trous qui se rattachent directement aux bords d'extrémité non perforés peuvent être plus rapprochées l'une de l'autre.
Le brûleur de surface à gaz conforme à l'invention est expliqué plus en détails ci-dessous à l'aide de la représentation graphique d'exemples de réalisation.
La figure 1 représente schématiquement une forme de réalisation du brûleur de surface à gaz mis en place dans une chaudière de chauffage qui n'est représentée qu'à titre d'exemple.
La figure 2 représente en vue de dessus schématique une pièce découpée en tôle pour former les corps creux.
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Les figures 3 et 4 représentent en coupe schématique des formes de réalisation de configurations de brûleurs.
.. r-" Les figures 5 à 7 représentent en perspective la correspondance d'about et de chevauchement des bords d'extrémité d'une pièce découpée en
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tôle conformément à la figure 2.
La figure 8 représente en coupe schématique la disposition d'éléments d'écartement de la forme de réalisation selon la figure 4. b La figure 9 représente en coupe schématique une forme de réalisation particulière.
La figure 10 représente une coupe schématique agrandie dans l'endroit de raccord de la forme de réalisation selon la figure 9.
On se rapporte ci-dessous à un brûleur de surface au gaz qui. comme il est représenté. se compose de trois corps creux 1. 1'et lu affectes coaxialement l'un à l'autre étant bien évident que la mesure selon laquelle la pièce découpée en tôle 5 est placée en étant non perforée sur ses bords d'extrémité 6 qui sont aboutés ou qui se chevauchent et que la soudure longitudinale 4 est placée le long des bords d'extrémité non perforés 6 est également valable pour le cas où le brûleur ne serait constitué que par un corps creux. Les pièces découpées en tôle qui forment les deux corps creux intérieurs 1'. selon la figure 2 sont dimensionnées en étant de longueur L différente si bien que l'on obtient des diamètres réduits en conséquence pour les corps creux 1'. 1".
Ceci étant. la pièce découpée représentée sur la figure 2 entraîne une configuration de brûleur cylindrique. comme représenté sur la figure 1.
Pour un brûleur selon la figure 3, les pièces découpées doivent évidemment avoir la forme d'enveloppes tronconiques développées. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, les différents corps creux 1. 1'. 1"sont constitués par une pièce découpée cylindrique chacun
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selon la figure 2 et par des tôles 10 étirées en hémisphère qui sont soudées aux pièces cylindriques correspondantes.
Poúr fairJ"1es pièces découpées sans fin, les bords non perforés 6 soit se chevauchent selon la figure 5. soit sont aboutés selon la figure 6 et sont reliés. comme indiqué. par une soudure longitudinale 4. Ceci étant. pour des raisons d'indéformabilité. on peut préférer une forme de réalisation selon la figure 7 dans laquelle les bords d'extrémité non perforés sont coudés radialement vers l'intérieur et sont posés l'un contre-tt'autre. la soudure longitudinale 4 étant placée dans la zone de gousset non perforée des bords d'extrémité 6.
Pour des raisons de possibilité de raccord par soudure des surfaces de fermeture (14. 15). les corps creux de rotation symétrique 1 sont pourvus à leurs extrémités 7. 7', comme il est représenté, d'une bande périphérique 8. également non perforée. une moulure de dilatation périphérique 9 étant formée dans chaque bande 8. ces moulures absorbant les différentes sollicitations à t'extension des corps creux 1. 1'. lu dont on préserve ainsi les soudures périphériques. En tenant compte de cela. les bords d'extrémité ou les extrémités 7. 7'sont soudées directement aussi bien à la tôle d'obturation non perforée 14 qu'à la plaque de raccord 15 qui est placée du côté de l'amenée du gaz et qui est pourvue d'un orifice de raccord 15'correspondant.
Pour garantir une soudure parfaite sans trous pour la jonction des corps creux cylindriques 1 aux fonds hémisphériques selon la figure 4, les fonds 11 présentent également des bords périphériques non perforés 10' qui sont raccordés aux bords non perforés des corps creux cylindriques 1. Du reste, le brûleur tronconique selon la figure 3 peut. évidemment. être également pourvu de tels fonds 11. Pour fixer les corps creux 1 de la forme de réalisation selon la figure 4 dans la zone éloignée du raccord de gaz l'un contre l'autre, des éléments d'écartement 122 sont placés au maximum de la voûte M entre les fonds 11.
Pour cela. les différents fonds sont pourvus, comme il est représenté, d'ouvertures de
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passage pour un boulon 13 qui peut être vissé. riveté ou soudé sur lequel les éléments d'écartement 12 en forme d'anneaux ou de roulettes dimensionnées en conséquence sont ensuite placés respectivement '-.. T"- entre les fonds 11.
L'orientation horizontale du brûleur qui est représentée. dans laquelle les corps creux 1 sont placés dans la chambre de combustion avec leurs soudures longitudinales 4 orientées de manière appropriée vers le bas, n'est pas obligatoire. c'est-à-dire que l'axe longitudinal 3 du corps creux 1 ou ders corps creux 1'. 1"peut également être placé en étant orienté verticalement avec une construction de chaudière correspondante.
Une forme de réalisation du brûleur selon les figures 9. 10 qui est utilisée en particulier lorsque le brûleur a une longueur relativement grande est particulièrement indéformable. La mesure prise pour la jonction des bords d'extrémité 6 est cependant également valable pour cette forme de réalisation. Ceci étant, le corps creux 1 est formé par trois anneaux de thole. par la bande non perforée 8 qui est pourvue d'au moins une coudure 17 orientée radialement vers l'intérieur. ceux-ci étant reliés en étant juxtaposés par une soudure 18. une coudure 19 orientée également radialement vers l'intérieur étant prévue, de manière appropriée et comme perfectionnement, axialement devant la coudure 17 en formant un équivalent de la moulure 9.
Ceci étant, la coudure 17 ou les coudures 17. 19 sont dimensionnées dans le sens radial de manière telle qu'elles peuvent servir de supports au corps creux T. c'est-à-dire que le corps creux l'de plus petit diamètre est dimensionné quant à son diamètre de manière à adhérer tout autour à la traverse formée par les coudures 17. Dans cette forme de réalisation. le corps creux 1'. qui n'est pas aussi sollicité thermiquement que le corps creux 1, contribue également à l'indéformabilité de l'ensemble. Du reste, le corps creux l' peut également être configuré comme le corps creux 1 selon les figures 9,10 pour servir ainsi de support au corps creux 1 N le plus intérieur.
Ce faisant. il serait possible sans plus de souder (tout au moins par points)
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les corps creux 1'. 1"aux traverses 17'orientées respectivement radialement vers l'intérieur.
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Gas surface burner The invention relates to a gas surface burner for heating boilers, in particular what is commonly known as a premix burner consisting of two hollow bodies of symmetrical rotation with a finely perforated wall each, the longitudinal axis of the burner being oriented substantially in the direction of the flow of gas and the wall being formed by a piece cut out of sheet metal made endlessly with a weld
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longitudinal.
- t Gas burners of the type mentioned are known and are used so that it is not necessary to give a justification by documents. By "symmetrical hollow body" is meant those which are configured as being cylindrical or frustoconical. the various hollow bodies assigned coaxially to each other ending in a common, non-perforated border surface which is perpendicular to the longitudinal axis and is suitably connected thereto. that is to say that the gas which flows flows essentially radially with respect to the longitudinal axis of such a burner, the small flames burning directly above the surface of the external hollow body.
The starting material for the manufacture of hollow bodies consists of finely perforated sheet metal. more or less large area, in which the corresponding cut pieces are cut. possibly to the matrix. All the marginal areas of these cut pieces therefore also have fine perforations, which means that the cut pieces. for the endless production of end edges to be welded. also have perforations and that the longitudinal weld must be moved into the area of the holes.
As it turned out, it is however difficult to install perfect welds, this being due to the existing holes, which means that. over time and taking into account the effects of heat. the weld changes and there may be formation of cracks which have. obviously a negative effect on a configuration of
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the most homogeneous flame possible that one needs, in the long run. also seek to obtain.
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That is why. the invention aims to eliminate this drawback, that is to say that a gas surface burner of the type mentioned in the introduction must be improved in such a way that such cracks can no longer appear. welds and that the relatively thin and finely perforated sheet to be worked must be configured with better resistance to warping in the area where the welds are to be laid.
This object is achieved according to the invention by a gas surface burner of the type mentioned in the introduction by the fact that the cut piece is configured by not being perforated on its edges to be connected, in particular on its end edges and that the weld is placed by being placed along the non-perforated edges.
Since the parts cut from sheet metal to form the hollow bodies of symmetrical rotation can no longer be simply cut or die cut from finely perforated sheet metal. that is to say that the pieces cut out of sheet metal can only be perforated after they have been cut out with the die leaving the edges concerned without holes or that a fairly large sheet metal plate should be perforated in the area of certain spans to then cut in the matrix the pieces cut adequately, this means, of course, a little more work than before but this is justified by the fact that we can achieve perfect welds and that this prevents the possible further formation of cracks.
An advantageous development. and this in the context of the edges which must be maintained without holes and also to avoid the formation of cracks, consists in that the hollow bodies of symmetrical rotation present a peripheral band. also unperforated, at least at their ends remote from the fitting and that an expansion molding
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device is molded in this strip. In the area of the edge surface away from the gas connection, to which the hollow bodies are
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connected, there is, in fact, the risk that there may also be formation of A cracks due to the different thermal stresses of the hollow bodies, in particular in the case where such a surface burner is formed by at least two hollow bodies of symmetrical rotation assigned coaxially to each other.
But the moldings embedded in the edges which are without holes for this purpose make it possible to absorb different expansions of the hollow bodies and therefore to remove the tensions from the end edges, that is to say it is thus possible to fix these end edges by a weld bead to the shutter surface of the burner which is distant from the fitting without the risk of cracks. Suitably, such a strip free of holes and provided with a peripheral molding is also provided on the side of the fitting so that the hollow bodies can also be fixed thereon by welding on a corresponding fitting surface which contains a central hole for the fitting. of the gas supply line.
Another advantageous embodiment consists in that a sheet also finely perforated with a non-perforated peripheral edge is respectively connected to each non-perforated strip of the respective hollow body and that this sheet forms a vaulted bottom, preferably a vaulted bottom in shape. hemisphere for hollow bodies. Since the respective hollow body as well as the corresponding bottom therefore have connecting edges without holes, the bottom can also be connected with a peripheral weld bead without holes.
Since the burner surface which is opposite to the gas inlet side is thus also made useful for the escape of gas. this has the additional advantage that, for the same burner output, the specific load of the burner can be reduced. which obviously also has a positive effect on the solidity of the existing welds on the burner. In such an embodiment, it is moreover provided that spacers are provided at the maximum of the vault between the
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bottoms of the various hollow bodies, which will be explained in more detail below.
The measure of improvement whereby end edges which are butt-jointed or overlapped must be placed. with respect to the longitudinal axis of the hollow bodies arranged horizontally. below it and preferably vertically below it relates to the arrangement of the burner in the combustion chamber of a heating boiler which guarantees that the weld extends into an area which is the least thermally stressed.
Another preferred embodiment is that the non-perforated end edges which extend parallel to the longitudinal axis are bent radially inwards and placed one against the other and that the longitudinal weld is placed in the non-perforated gusset area of the end edges. Therefore it is guaranteed that the end edges are particularly resistant to warping and that they can be connected by welding. Guided from the gusset. the weld bead can be laid more cleanly, the indeformability of the whole hollow body is increased and finally the two rows of holes which are directly attached to the non-perforated end edges can be brought closer to one of the other.
The gas surface burner according to the invention is explained in more detail below with the aid of the graphic representation of exemplary embodiments.
FIG. 1 schematically represents an embodiment of the gas surface burner installed in a heating boiler which is only shown by way of example.
Figure 2 shows a schematic top view of a piece cut from sheet metal to form the hollow bodies.
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Figures 3 and 4 show in schematic section embodiments of burner configurations.
.. r- "Figures 5 to 7 show in perspective the end and overlap correspondence of the end edges of a part cut into
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sheet metal according to figure 2.
Figure 8 shows in schematic section the arrangement of spacers of the embodiment according to Figure 4. b Figure 9 shows in schematic section a particular embodiment.
FIG. 10 represents an enlarged schematic section in the connection location of the embodiment according to FIG. 9.
Reference is made below to a gas surface burner which. as shown. consists of three hollow bodies 1. 1'et lu coaxially assigned to each other being obvious that the extent to which the sheet metal part 5 is placed by being unperforated on its end edges 6 which are abutting or overlapping and that the longitudinal weld 4 is placed along the non-perforated end edges 6 is also valid for the case where the burner would only consist of a hollow body. The pieces cut out of sheet metal which form the two interior hollow bodies 1 ′. according to Figure 2 are dimensioned by being of different length L so that we obtain correspondingly reduced diameters for the hollow bodies 1 '. 1 ".
This being. the cut piece shown in Figure 2 causes a cylindrical burner configuration. as shown in figure 1.
For a burner according to FIG. 3, the cut parts must obviously have the form of frustoconical envelopes developed. In the embodiment according to Figure 4, the different hollow bodies 1. 1 '. 1 "consist of a cylindrical cut piece each
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according to Figure 2 and by sheets 10 stretched in a hemisphere which are welded to the corresponding cylindrical parts.
To make the pieces cut endlessly, the non-perforated edges 6 either overlap according to FIG. 5. or are butted together according to FIG. 6 and are connected, as shown, by a longitudinal weld 4. This being for reasons of an embodiment according to FIG. 7 in which the non-perforated end edges are bent radially inward and are placed one against the other, the longitudinal weld 4 being placed in the area non-perforated gusset at the end edges 6.
For reasons of possibility of welding the closure surfaces (14, 15). the symmetrical rotationally hollow bodies 1 are provided at their ends 7, 7 ', as shown, with a peripheral strip 8, also unperforated. a peripheral expansion molding 9 being formed in each strip 8. these moldings absorbing the various stresses on the extension of the hollow bodies 1. 1 '. lu which preserves the peripheral welds in this way. Taking this into account. the end edges or the ends 7. 7 'are welded directly both to the non-perforated closure plate 14 and to the connection plate 15 which is placed on the side of the gas supply and which is provided with 'a corresponding connection hole 15'.
To guarantee a perfect weld without holes for the junction of the cylindrical hollow bodies 1 with the hemispherical bottoms according to FIG. 4, the bottoms 11 also have non-perforated peripheral edges 10 ′ which are connected to the non-perforated edges of the cylindrical hollow bodies 1. Furthermore , the frustoconical burner according to Figure 3 can. obviously. also be provided with such bottoms 11. To fix the hollow bodies 1 of the embodiment according to FIG. 4 in the area remote from the gas connection one against the other, spacer elements 122 are placed at most of the arch M between the bottoms 11.
For that. the various funds are provided, as shown, with openings of
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passage for a bolt 13 which can be screwed. riveted or welded on which the spacer elements 12 in the form of rings or of correspondingly sized rollers are then placed respectively '- .. T "- between the bottoms 11.
The horizontal orientation of the burner which is shown. in which the hollow bodies 1 are placed in the combustion chamber with their longitudinal welds 4 suitably oriented downwards, is not compulsory. that is to say that the longitudinal axis 3 of the hollow body 1 or ders hollow body 1 '. 1 "can also be placed vertically oriented with a corresponding boiler construction.
An embodiment of the burner according to Figures 9. 10 which is used in particular when the burner has a relatively large length is particularly non-deformable. The measurement taken for the junction of the end edges 6 is however also valid for this embodiment. That said, the hollow body 1 is formed by three thole rings. by the non-perforated strip 8 which is provided with at least one bend 17 oriented radially inward. these being connected by being juxtaposed by a weld 18. a bend 19 also oriented radially inwards being provided, suitably and as an improvement, axially in front of the bend 17 by forming an equivalent of the molding 9.
That said, the bend 17 or the bends 17. 19 are dimensioned in the radial direction so that they can serve as supports for the hollow body T. that is to say that the hollow body is of smaller diameter is dimensioned as to its diameter so as to adhere all around the cross member formed by the bends 17. In this embodiment. the hollow body 1 '. which is not as thermally stressed as the hollow body 1, also contributes to the overall shape stability. Moreover, the hollow body 1a can also be configured as the hollow body 1 according to FIGS. 9, 10 to thus serve as a support for the innermost hollow body 1 N.
In doing so. it would be possible without welding any more (at least by points)
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the hollow bodies 1 '. 1 "to the cross members 17 'respectively oriented radially inwards.
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