CH620850A5

CH620850A5 -

Info

Publication number: CH620850A5
Application number: CH146477A
Authority: CH
Inventors: Juergen Schlueter
Original assignee: Schlueter Fachhandel
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1977-02-07
Publication date: 1980-12-31
Also published as: US4124738A; SE7704925L; US4109131A; DE2619177C2; JPS52133138A; FR2349394B1; DE2619177B1; FR2349394A1; GB1565417A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einer Kühlungsanordnung versehenen Brenner, insbesondere Schweiss-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner, mit einem mindestens eine Austrittsdüse enthaltenden Brennerkopf und einem den Brennerkopf mit dem Brennergehäuse verbindenden, die Brennerzuführmittel enthaltenden Brennerkörper, wobei wenigstens ein Teil des Brennerkörpers und des Brennerkopfes zur Kühlung des Brennerkopfes von einem eine konvektive Wärmeübertragung bewirkenden Kühlmedium durchströmt ist.

Der moderne Einsatz derartiger Brenner und insbesondere von Schweissbrennern im Hand- oder Maschinenbetrieb führt zu steigenden Temperaturen im Bereich der jeweils verwendeten Brennerkopfdüsen. Dies zeigt sich ganz besonders beim sogenannten Schutzgasschweissen, da die thermische Belastung des Brennerkopfes mit der Verwendung von Schutzgasen und insbesondere bei Verwendung von Edelgasen als Schutzgase

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wie Argon oder Helium wächst. Da in der modernen Schweiss-technik immer häufiger hochlegierte Stähle sowie Leichtmetalle nach dem Schutzgasschweissverfahren und insbesondere nach dem Metall-Inertgas (MIG)- oder Metall-Aktivgas (MAG)-Verfahren verschweisst werden müssen, ist die Verwendung von reinen Edelgasen als Schutzgas unerlässlich, da diese Edelgase den Einfluss der Atmosphäre auf die Schweissund Schweissrandzone von legierten Stählen sowie Leichtmetallen am besten verhindern. Aber auch bei anderen Schweiss-verfahren, wie z. B. dem Wolfram-Inertgas (WIG)-Schweiss-verfahren, dem Plasma-Schweiss- und Schneidverfahren, dem Unter-Pulver-Schweissverfahren und schliesslich auch bei anderen Brennerarten, die mit Brenngas-Sauerstoff-Gemischen in Verbrennungskammern über Düsen arbeiten, steigen die thermischen Belastungen des Brennerkopfes ständig an.

Bei den bekannten Brennern der eingangs angegebenen Art wurde bisher ausschliesslich mit Kühlmedien unter Ausnutzung konvektiver Wärmeübertragung versucht, den Brennerkopf und insbesondere dessen thermisch hochbelastete Düsenzone zu kühlen. Die Praxis zeigt, dass eine derartige Kühlung mittels konvektiver Wärmeübertragung entweder zur Verhinderung thermischer Überlastung des Brennerkopfes nicht ausreicht oder aber ein technischer Aufwand getrieben werden muss, der für den praktischen Betrieb kaum noch tragbar ist. Alle Kühlsysteme mit ausschliesslich erzwungener konvektiver Wärmeübertragung erfordern ohnehin einen hohen technischen Aufwand, da Umwälzpumpen oder Umwälzgebläse für das Kühlmedium erforderlich sind und die jeweiligen Anschlussleitungen den Brennerbetrieb erschweren und erhebliche Unfallgefahren mit sich bringen. Hinsichtlich der Wärmeübertragung weisen die auf rein konvektiver Wärmeübertragung beruhenden bekannten Kühlsysteme den grundsätzlichen Nachteil auf, dass nur ein verhältnismässig geringer Tempera-turabfall beim Wärmetransport über grössere Strecken möglich ist oder grosse Mengen an Kühlmedien mit grossen Strömungsgeschwindigkeiten bereitgestellt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Brennern der eingangs angegebenen Art ein neues Kühlprinzip einzuführen, mit dessen Hilfe es gelingt, auch bei höchster thermischer Beanspruchung des Brennerkopfes eine ausreichende Wärmeabfuhr und anschliessende Kühlung zu erreichen, wobei dies mit geringstmöglichem Aufwand und möglichst ohne gesondertes Kühlmedium für die konvektive Wärmeübertragung erreicht werden soll. Dies soll bei allen Schweiss-, Schneid-,

Heiz- oder Flämmbrennern erreicht werden, insbesondere aber bei Sigma-Schweissbrennern, die nach dem Me-tall-Inert-Gas (MIG) oder Metall-Aktiv-Gas (MAG)-Verfah-ren arbeiten, bei WIG-Schweissbrennern (nach dem Wolfram-Inert-Gas-Verfahren arbeitend), bei Plasma-Schweissund Schneidbrennern, die als Plasma-Gemische Argon-Was-serstoff und Argon-Stickstoff sowie ähnliche Plasma-Gemische verwenden, sowie bei sämtlichen Schutzgas-Schweiss- und Schneidbrennern, die mit Schutzgasen wie Helium, Argon, Ar-gon-C02-Gemischen, C02 und nach dem Unter-Pulver-Schweissverfahren arbeiten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,

dass zwischen dem vom Brennvorgang thermisch hochbelasteten Bereich des Brennerkopfes und einem vom Kühlmedium um- und/oder durchströmten Bereich des Brennerkörpers eine ein Wärmetransportmittel enthaltende, in sich hermetisch geschlossene Wärmeübertragungseinrichtung mit selbsttätigem Wärmetransport zwischen einer Wärmeaufnahmezone und einer Wärmeabgabezone angeordnet ist und wenigstens dessen Wärmeabgabezone von dem Kühlmedium um- und/oder durchströmt ist. Mit einem derartigen Wärmeübertragungssystem kann erreicht werden, dass über eine verhältnismässig kurze Übertragungsstrecke und mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit die am Brennerkopf entwickelte Wärme in dem vom Kühlmedium bestrichenen Bereich des Brennerkörpers abgeführt wird, wonach diese übertragene Wärme vom Kühlmedium abtransportiert werden kann. Die bei den geschilderten modernen Schweissverfahren und Anforderungen thermisch ausserordentlich hoch beanspruchten Bereiche des Brennerkopfes können somit thermisch entlastet werden, indem aus diesen hochbelasteten Bereichen die Wärme schnellstmöglich abgeführt und dann vom Kühlmedium abtransportiert wird. Wirkungsmässig wird somit die Kühlung des Brenners in einen Primärabschnitt mit der genannten Wärmeübertragungseinrichtung und einen Sekundärabschnitt mit konvektiver Wärmeabfuhr aufgeteilt, wodurch eine in der Praxis ausserordentlich wirksame thermische Entlastung bzw. Kühlung des Brennerkopfes erreichbar ist.

Zur Erzielung der geschilderten Arbeitsweise der Wärmeübertragungseinrichtung hat es sich als besonders vorteilhaft und wirksam erwiesen, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung eine in sich geschlossen arbeitende Wärmeübertragungseinrichtung mit einem flüssigen, in der Wärmeaufnahmezone verdampfbaren Wärmetransportmittel und einer Kapillarstruktur zur Rückforderung oder Unterstützung der Rückforderung des in der Wärmeabgabezone kondensierten Wärmetransportmittels von der Wärmeabgabezone zur Wärmeaufnahmezone enthält. Eine derartige Wärmeübertragungseinrichtung ist beispielsweise als sogenanntes Wärmerohr bekannt.

Nach einer andern Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärmeübertragungseinrichtung aus einer rohrförmigen, mit getrennten Förderkanälen für Ab- und Rücktransport des Wärmetransportmittels versehenen Wärmetransporteinheit, in welcher das Wärmetransportmittel durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur in Umlauf versetzbar ist. Bei einer derartigen in sich geschlossenen Wärmetransporteinheit können als Wärmetransportmitte] Metalle sowie deren Salze und Metallegierungen verwendet werden, die einen tiefen Schmelzpunkt besitzen.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Veränderung der Dichte des Wärmetransportmittels in Abhängigkeit von der jeweils in die Wärmeübertragungseinrichtung eingeführten oder diese umgebenden Temperatur ausgenützt.

Wird die Erfindung bei einem elektrischen Schweissbren-ner mit einer Schweissdrahtführungs- und Stromdüse und Schutzgasbetrieb eingesetzt, so ist es von besonderem konstruktiven und funktionsmässigem Vorteil, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die Wärmeaufnahmezone der Wärmeübertragungseinrichtung mit der Schweissdrahtführungs- und Stromdüse über ein Brennerkopftragstück aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff wärmeleitend verbunden ist, durch eine zentrale Bohrung der Wärmeübertragungseinrichtung eine Schweissdrahtführungsseele zur Schweissdrahtführungs- und Stromdüse geführt ist und das Schutzgas die Wärmeabgabezone der Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise umströmend durch den Brennerkörper zur Gasaustrittsdüse geführt ist. Hierdurch kann einerseits eine ausserordentlich kompakte Anordnung des erwähnten Primärabschnitts der Brennerkühlung und ferner eine hochwirksame wärmeleitende Verbindung zwischen der in höchstem Mass thermisch beanspruchten Schweissdrahtführungs- und Stromdüse und der Wärmeaufnahmezone des Primärabschnitts erzielt werden. Zugleich ist eine ausserordentlich wirksame und einfache konvektive Wärmeübertragung aus der Wärmeabgabezone des Primärabschnitts in das Schutzgas, das somit selbst in den Sekundärabschnitt einbezogen werden kann, möglich. Sämtliche zusätzliche Kühlungsmassnahmen können ganz entfallen.

Zur weiteren Erhöhung der Kühlwirkung und zugleich zur gesteigerten Ausnutzung des Schutzgases für die Wärmeübertragung ist es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfins

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dung vorteilhaft, wenn das Brennerkopftragstück rohrförmig in Richtung zum Brennergehäuse verlängert ist und die Schweissdrahtführungsseele in radialem Abstand zur Bildung eines Strömungskanals umschliesst. Dieser Strömungskanal ist an die Schutzgasquelle angeschlossen und durch Verbindungskanäle im Brennerkopftragstück mit dem Innenraum der Gasaustrittsdüse verbunden, wobei getrennt davon das die Wärmeabgabezone der Wärmeübertragungseinrichtung umströmende Schutzgas über äussere Strömungskanäle und Durchbrüche in der Gasaustrittsdüse auf deren Aussenmantel geleitet wird. Neben einer gesteigerten konvektiven Wärmeübertragung vom Primärabschnitt in den Sekundärabschnitt der Brennerkühlung kann zugleich in baulich ausserordentlich einfacher und zweckmässiger Anordnung erreicht werden, dass neben dem inneren Schutzgasstrom ein äusserer Schutzgasmantel um die Gasaustrittsdüse und damit um die Schweiss-stelle gebildet wird, was die angestrebte Schutzgaswirkung ganz wesentlich fördert.

Bei Verwendung eines Wärmerohres als Primärabschnitt der Brennerkühlung ist es zweckmässig, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die Kapillarstruktur des Wärmerohres durch in beiden Längsinnenwandungen eingearbeitete Gewindearterien und durch auf den Gewindearterien sowie auf zwischen den Längsinnenwandungen angeordneten radialen Stützwänden angeordnete Netzarterien gebildet ist. Die Stützwände können über die Netzarterien zur Vergrösserung der Kapillarstruktur herangezogen werden. Für die meisten praktischen Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn sämtliche Wandungen des Wärmerohres, die Stützwände und die Netzarterien aus Cr-Ni-Stahl bestehen und das Wärmetransportmittel des Wärmerohres Wasser ist. Wie eingangs erläutert, können hiermit die wesentlichsten Temperaturbereiche mit einfachen Mitteln beherrscht werden.

Eine besonders kompakte und für die Handhabung bzw. den maschinellen Betrieb besonders einfache und zweckmässige Bauform wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass die Wärmeübertragungseinrichtung, die Schweissdrahtführungs- und Stromdüse, die Schweissdrahtführungsseele, das Brennerkopftragstück, die Gasaustrittsdüse und weitere Teile des Brennerkörpers in konzentrischer Anordnung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und dabei die Gasaustrittsdüse und das Brennerkopftragstück sowie die Gasaustrittsdüse und Teile des Brennerkörpers jeweils über elektrisch- und wärmeisolierende hülsenförmige Bauelemente miteinander verbunden sind.

Beim Einsatz der Wärmeübertragungseinrichtung mit ihren Förderkanälen ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Förderkanäle schraubenlinienförmig ausgebildet sind und in jeweils einen Verteilerraum in der Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabezone münden. Hierdurch ist eine besonders günstige Wärmeübertragung erzielbar. Zur optimalen Abstimmung des Querschnitts der Förderkanäle an das jeweils verwendete Wärmetransportmittel kann es zweckmässig sein, wenn die Förderkanäle in Ab- und Rücktransportrichtung jeweils unterschiedliche Durchlassquerschnitte aufweisen.

Eine besonders zweckmässige Bauform wird beim erfin-dungsgemässen Einsatz der Wärmeübertragungseinrichtung in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, dass die Wärmeübertragungseinrichtung enthält :

a) ein rohrförmig verlängertes Brennerkopftragstück, in dessen Aussenwandung der Rücktransport-Kanal eingearbeitet ist, b) ein dieses Brennerkopftragstück umschliessendes Zwischenrohr, in dessen Aussenwandung der Abtransport-Kanal eingearbeitet ist, und c) ein das Zwischenrohr umschliessendes Aussenrohr. Diese aus konzentrischen Rohren zusammengesetzte Bauform der Wärmeübertragungseinrichtung erlaubt eine einfache Herstellung und Integration in den Brenner.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Als Ausführungsbeispiele sind kombinierte Hand-und Maschinenschweissbrenner für den Einsatz beim MIG-MAG-Schweissverfahren dargestellt, und zwar für den Einsatz bis 600 A Strombelastung, welche Brenner mit den Schutzgasen C02, Argon-C02-Gemisch und Argon betrieben werden können. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen kombinierten Hand-und Maschinenschweissbrenner nach der Erfindung,

Fig. 2 den zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teil des Längsschnitts nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab,

Fig. 2a, 2b und 2c Schnittansichten des Brenners nach Fig. 2 entlang den Linien A-A bzw. B-B bzw. C-C in Fig. 2 und

Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform eines kombinierten Hand- und Maschinen-schweissbrenners nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Hand- und Maschinenschweissbrenner weist in seinem vorderen Teil zwischen dem Brennerkopf und dem Brennergehäuse ein Wärmerohr 1 auf. Dieses Wärmerohr kann gemäss Fig. 1 in die Wärmeaufnahmezone 2, die Wärmetransportzone 3 und die Kondensations- oder Wärmeabgabezone 4 aufgeteilt werden. Die Wirkung eines solchen Wärmerohres ist praktisch vollständig unabhängig von seiner Lage, so dass die Wärmeübertragungseigenschaften bei jedem Einsatz des so ausgestalteten Brenners voll zur Verfügung stehen. Im folgenden sollen die prinzipiellen Eigenschaften des Wärmerohres und die grundsätzliche Ausgestaltung erläutert werden.

Beim Wärmerohr wird ein physikalisches Prinzip angewandt, das unabhängig von der Gravitation einen Umlauf des Wärmetransportmittels allein durch ein Temperaturgefälle bewirkt. Dieses Prinzip beruht auf den Kapillarkräften bzw. der Oberflächenspannung des verwendeten Wärmetransportmittels. Prinzipiell besteht das Wärmerohr aus einem Rohr, dessen Innenwand mit einem Docht oder einem System einer Kapillarstruktur bedeckt ist. Die Kapillarstruktur aus kapillaren Oberflächeneinschnitten oder feinmaschigen Netzen ist mit dem flüssigen Wärmetransportmittel gesättigt. Das eine Ende des Wärmerohres, die Wärmeaufnahmezone, wird beheizt, so dass die Flüssigkeit aus der Kapillarstruktur verdampft. Der Dampf strömt in Richtung des Temperaturgefälles und kondensiert in der Wärmeabgabezone am anderen Ende, wobei er die in der Verdampfungszone aufgenommene Verdampfungswärme in der Kondensationszone wieder abgibt. In der Kapillarstruktur wird das Kondensat durch die Kapillarkräfte zur Verdampfungs- oder Wärmeaufnahmezone wieder zurückgefördert.

Im Gegensatz zum natürlichen Umlauf, bei dem das Gravitationsfeld nach Betrag und Richtung vorgegeben ist, lassen sich beim Wärmerohr durch Wahl geeigneter geometrischer Parameter die Kapillarkräfte den Erfordernissen anpassen, so dass es möglich ist, auch gegen die Schwerkraft zu arbeiten. Das Wärmerohr ist ein einfaches Konstruktionselement und lässt Umwälzpumpen, Gebläse und somit Dichtungs- sowie Schmierprobleme entfallen. Das Wärmerohr ist allseitig geschlossen und kann deshalb auch als Wärmeleiter hoher Wärmeleitfähigkeit aufgefasst werden. Die «scheinbare Wärmeleitfähigkeit» des Wärmerohres ist 103- bis 104mal so gross wie die eines guten metallischen Wärmeleiters, z. B. Kupfer.

Die Wärmetransporteigenschaften hängen von der Oberflächenspannung des jeweiligen Wärmetransportmittels und dessen Verdampfungswärme ab. Das grundlegende Phänomen die Oberflächenspannung, hat seine Ursache in den unterschiedlichen molekularen Kohäsionskräften zweier aneinander grenzender Phasen. Demzufolge herrscht im Übergangsbereich

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zwischen den Phasen ein Druckgefälle, wenn die Grenzfläche gekrümmt ist. Der Wärmestrom in einem Wärmerohr wird formal durch das Produkt aus Verdampfungswärme und Massenstrom des umlaufenden Wärmetransportmittels definiert. Die Temperatur an einer beliebigen Stelle des Wärmerohres ist bestimmt durch den dort herrschenden Dampfdruck und die Grenzflächenkrümmung, ebenfalls durch den Druck in der Flüssigkeit. Berücksichtigt man die bisher getroffenen Aussagen, so kann festgestellt werden, dass der Wärmestrom in einem Wärmerohr linear vom Temperaturgefälle abhängt, welches den Umlauf aufrecht erhält. Bei vorgegebenen Abmessungen ist es möglich, die geometrischen Parameter der Kapillarstruktur optimal zu wählen.

Die Wahl des Wärmetransportmittels hängt von der Arbeitstemperatur des zu bauenden Schweiss- oder Schneidbrenners ab bzw. von den maximalen Temperaturen, die im kritischen Bereich des zu kühlenden Schweiss- oder Schneidbrenners dauernd auftreten. Wichtig bei der Wahl des Wärmetransportmittels ist ebenfalls dessen Kapillaraktivität, d. h., damit sich die Kapillarkräfte in der gewünschten Weise auswirken können, ist gute Benetzung der Kapillarstruktur durch das Wärmetransportmittel erforderlich. Die Transporteigenschaften des Wärmetransportmittels hängen hauptsächlich von dessen Stoffwerten ab. Hierbei ist zu beachten, dass die Betriebstemperatur des Wärmerohres bzw. des verwendeten Schweiss- oder Schneidbrenners weit genug unterhalb der kritischen Punkte des Stoffwertes der jeweils verwendeten Wärmetransportmittel liegt.

Das Wärmetransportmittel soll aufgrund seiner Korrosionseigenschaften ausgewählt werden und in Einklang mit den Werkstoffen der Kapillarstruktur gebracht werden. Die chemische Verträglichkeit von Wärmetransportmittel und dem Werkstoff der Kapillarstruktur muss gewährleistet sein. Wichtig ist eine geringe Löslichkeit dieses Werkstoffes im Wärmetransportmittel. Um bei den Brennern nach der Erfindung das Anfahrverhalten eines Wärmerohres günstig zu gestalten, soll der Schmelzpunkt des Wärmetransportmittels möglichst niedrig liegen und einen geringen Dampfdruck am Schmelzpunkt haben.

Da die Wärme durch die Wand des Wärmerohres zu- bzw. abgeführt wird, sollte die Wärmeleitfähigkeit möglichst gross sein. Wie bereits erwähnt, besteht die Kapillarstruktur aus Längsrillen, Gewinderillen in der Rohrinnenwand und/oder aus einem an die Rohrinnenwand angelegten feinmaschigen Drahtgewebe. In jedem Fall muss sich die kapillarenbildende Oberfläche vom Wärmetransportmittel benetzen lassen und gegenüber diesem korrosionsbeständig sein. Man kann dieser Forderung auch durch geeignete Oberflächenbeschichtung gerecht werden (wolframplattierte Tantal-Rohre).

Folgende Stoffe werden als vorteilhaft für die Anwendung benannt:

Temperaturbereich 350—504°K:

Wärmetransportmittel = Wasser (H20) Kapillarstrukturwerkstoff = Cr-Ni-Stahl Rohrwerkstoff = Cr-Ni-Stahl oder Sonder messing

Temperaturbereich 600-1000°K:

Wärmetransportmittel = Zäsium (Cs) Kapillarstrukturwerkstoff = Titan (Ti)

Rohrwerkstoff = Titan (Ti)

Cr-Ni-Stahl

Temperaturbereich 650-1100°K:

Wärmetransportmittel = Kalium (K) Kapillarstrukturwerkstoff = Cr-Ni-Stahl Rohrwerkstoff = Cr-Ni-Stahl

Temperaturbereich 750-1200°K:

Wärmetransportmittel = Natrium (Na) Kapillarstrukturwerkstoff = Cr-Ni-Stahl Rohrwerkstoff = Cr-Ni-Stahl

Weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäss eingesetzten Wärmerohres werden im folgenden noch erläutert.

Der in Fig. 1 dargestellte Schweissbrenner weist ferner zwei voneinander getrennte Schutzgaszuführungen 5 und 6 auf, auf die das Schutzgas in einer Schutzgasstrom-Verteiler-kammer 7 entsprechend aufgeteilt wird, sowie einen abschraubbaren Handgriff 8.

Bei dem in Fig. 2 im vergrösserten Massstab dargestellten Brenner gemäss Fig. 1 hat das Wärmerohr 1 die Aufgabe, als «Wärmeleiter» mit hoher Wärmeleitfähigkeit, dessen Arbeitsweise nachfolgend noch genau beschrieben wird, die Arbeitswärme des Schweissbrenners über die Drahtführungs- und Stromdüse 9 und über das Brennerkopftragstück 10 in seiner Heiz- oder Wärmeaufnahmezone 2 (Fig. 1) aufzunehmen.

Die Drahtführungs- und Stromdüse 9 sowie das Brennerkopftragstück 10 bestehen wegen der guten Strom- und Wärmeleitfähigkeit aus Kupfer, wobei das Brennerkopftragstück 10 ein grosses Volumen besitzt, um die Arbeitstemperatur der Drahtführungs- und Stromdüse 9 schnell und effektiv auf die Wärmeaufnahmezone des Wärmerohres zu übertragen. Durch diese Anordnung werden Schweissdraht-Transporthemmungen durch zu heiss gewordene Stromdüsen vermieden. Hierbei ist die Möglichkeit gegeben, das Brennerkopfzwischenstück 10 und das Wärmerohr 1 an seiner Wärmeaufnahmezone 2 zusätzlich schweiss- oder löttechnisch miteinander zu verbinden.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Wärmerohr 1 ist ein Gewindearterien-Wärmerohr spezieller Bauart, in welches das eigentliche Brennerrohr 11 fest integriert ist. Das dargestellte Gewindearterien-Wärmerohr besteht einschliesslich der beiderseitigen Stirnplatten 12 und 13 aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise aus X 12 Cr Ni 18 8, und ist ringsum löttechnisch hermetisch verschlossen. Ebenso ist es über seine beiden Stirnplatten 12 und 13 fest und absolut dicht mit dem Brennerrohr 11, das aus Sondermessing besteht, hart verlötet. Das Gewindearterien-Wärmerohr hat z. B. eine Gesamtlänge von 100 mm, einen Aussendurchmesser von 21 mm und eine Aussenwand-stärke von 1,5 mm. Die in der Wärmeaufnahmezone befindliche Stirnplatte 13 hat eine Wandstärke von z. B. 3,5 mm, die in der Kondensations- oder Wärmeabgabezone befindliche Stirnplatte 12 eine Wandstärke von z. B. 3,0 mm und das fest integrierte Brennerrohr 11 einen Aussendurchmesser von z. B. 12 mm.

Die Gewindearterien 14 an der Innenwand des Wärmerohres haben eine Steigung von 0,3 mm und eine Gewindetiefe von 0,2 mm. An der Aussenwand des Brennerrohres 11 und damit an der zweiten Innenwand des Wärmerohres sind ebenfalls Gewindearterien 15 vorgesehen, die ebenfalls eine Steigerung von 0,3 mm und eine Gewindetiefe von 0,2 mm haben. Es handelt sich hierbei in beiden Fällen um Spitzgewindearterien.

Die Heiz- oder Wärmeaufnahmezone 2 des Wärmerohres hat eine Länge von z. B. 20 mm, die Wärmetransportzone 3 eine Länge von z. B. 22 mm, die Kondensations- oder Wärmeabgabezone 4 eine Länge von z. B. 51,5 mm.

Zwischen den Gewindearterien 14 des Wärmerohrmantels und den Gewindearterien 15 des Brennerrohres 11 sind auf dem Umfang gleichmässig verteilt acht Stützbleche 16 aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise aus X 12 Cr Ni 18 8, angeordnet, die eine Wandstärke von z. B. 1 mm besitzen.

Diese Stützbleche 16 werden in z. B. 1 mm tiefen Bodennuten der Stirnplatten 12 und 13 geführt. An die Stützbleche 16 sind auf ihrer ganzen Länge und Breite zwei Lagen Netzar-

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terien 17 mittels des Micro-PIasma-Schweissverfahrens aufgepunktet (vakuum-gepunktet). Die Netzarterien 17 werden vorzugsweise aus 100-mesh-Netz gebildet und bestehen ebenfalls aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise X 12 Cr Ni 18 8. Die Drahtenden der Netzarterien 17 legen sich fest in den Rillengrund der Gewindearterien 14 des Wärmerohrmantels, an der inneren Seite legen sich die Drahtenden der Netzarterien 17 fast über den ganzen Umfang verteilt in den Rillengrund der Gewindearterien 15 des Brennerrohres 11.

Das Wärmetransportmittel des als Ausführungsbeispiel dargestellten Wärmerohres besteht aus Wasser (H20). Um gute Benetzungseigenschaften zu erreichen, wird das Wärmerohr mit eingebauten Stützblechen nebst Netzarterien zur Reinigung im Vakuum geglüht. Auf diese Weise lässt sich auch vermeiden, dass unerwünschte Gasreste während des Betriebes freigesetzt werden. Anschliessend wird das Wärmetransportmittel Wasser (H20) unter Schutzgasatmosphäre (Argon) eingefüllt, bis die Gewinde- und Netzarterien im Inneren des Wärmerohres gesättigt sind. Unmittelbar danach wird das gefüllte Wärmerohr in einen Vakuum-Hartlötofen gebracht. Sobald der gewünschte Druck von z. B. 1CT4 Torr erreicht ist, werden die beiden Stirnplatten 12,13 mit dem Wärmerohrmantel la und dem Brennerrohr 11 mittels eines silberhaltigen Vakuum-Hartlots dicht miteinander verlötet.

Die Arbeitswärme des dargestellten Schweissbrenners wird von der Drahtführungs- und Stromdüse 9 über das Brennerkopftragstück 10 auf den Umfang der Heizzone 2 des Wärmerohres 1 übertragen. Das in den Kapillarstrukturen der Ge-winde- und Netzarterien 17,14,15 befindliche Wärmetransportmittel (H20) verdampft unter Aufnahme von Verdampfungswärme. Der Dampf strömt in Richtung des Temperaturgefälles und kondensiert in der Kondensationszone 4 des Wärmerohres 1, wobei er die Verdampfungswärme an die Aussenwände abgibt. Uber die Kapillarstrukturen der Gewinde- und Netzarterien 17, 14, 15 wird das Kondensat in die Heiz- bzw. Verdampfungszone zurückgefördert.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte spezielle Wärmerohr 1 ist ein Gewindearterien-Wärmerohr mit acht speziellen Netzarterien-Stegen. Dieses Wärmerohr unterscheidet sich von anderen Wärmerohren prinzipiell dadurch, dass für den Rücktransport des Kondensats zur Heizzone und für dessen Verteilung über den Umfang der Heizzone verschiedene Kapillarstrukturen angewendet werden. Die Flüssigkeit wird in den acht speziellen Netzarterien-Stegen im Wärmerohr in axialer Richtung transportiert. Zum azimutalen Transport der Flüssigkeit dienen die Gewindearterien. In der Kondensationszone wird das Kondensat durch die Netzarterien-Stege aus den Gewindearterien gesaugt. In der Heizzone erzeugt der Meniskus, der sich in den Rillengrund der Gewindearterien zurückzieht, die notwendige Kapillar-Druckdifferenz, welche für den azimutalen Flüssigkeitstransport von den Netzarterien-Stegen zur beheizten Wand benötigt wird. Auf diese Weise bleibt die gesamte Kapillardruckdifferenz, welche der maximalen Rillenbreite der Gewindearterie entspricht, für den axialen Transport erhalten.

Der entscheidene Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass das flüssige Wärmetransportmittel nur über einen Teil des Umfanges in Rillen transportiert werden muss, wobei kleinste Rillenabmessungen ausreichen. Für den axialen Flüssigkeitstransport stehen die Netzarterien mit grossem Querschnitt zur Verfügung. Das Wärmerohr ist also gut geeignet, sehr grosse Heizflächenbelastungen zu erzielen, und es besitzt ausserdem ein hohes axiales Transportvermögen.

Im weiteren Funktionsablauf wird die an die Aussenwand der Kondensationszone 4 abgegebene Verdampfungswärme durch den äusseren Schutzgas-Kühlstrom, der durch die beiden Schutzgaskanäle 18 zugeführt wird, nach vorne abgeführt. Der aufgeheizte Schutzgas-Kühlstrom wird, gelenkt durch die äussere Brennerhülse 19, durch die acht auf dem Umfang der

Brennerkörper-Isolierungshülse 20 verteilten Schutzgasfüh-rungs-Bohrungen 21 gedrückt. Die Brennerkörper-Isolie-rungshülse 20 besteht aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Der Schutzgasstrom wird, abgelenkt durch die Brennerkopf-Isolierhülse 22, an der Aussenwand einer aus Metall bestehenden Gasaustrittsdüse 23 entlanggeführt und tritt durch acht auf dem Umfang der Gasaustrittsdüse 23 angebrachte Bohrungen 24 auf die Schweissrandzone aus. Die Brennerkopf-Isolierhülse 22 besteht ebenfalls aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Sie dient gleichzeitig als Spritzerschutz vor Schweisspritzern und verhindert Brückenbildung zwischen der Drahtführungs- und Stromdüse 9 und der Gasaustrittsdüse 23. Die äussere Schutzgasführung über die Bohrungen 24 der Gasaustrittsdüse 23 hat zusätzlich den schweisstechnischen Vorteil, dass die Schweissrandzone intensiver durch das Schutzgas gegenüber dem Einfluss der Atmosphäre geschützt wird.

Der zweite innere Schutzgasstrom wird in dem Ringkanal 25 in Düsenrichtung geführt. Der Ringkanal 25 liegt im radialen Abstand zwischen der Bohrung des Brennerrohres 11 und der Aussenwand der Schweissdrahtführungsseele 26. Über vier Bohrungen 27 erreicht der zweite innere Schutzgasstrom den inneren Teil des Brennerkopfes. Dieser innere Schutzgasstrom dient dazu, das flüssige Schweissbad und den Schutzgas-Draht vor den schädlichen Einflüssen der Atmosphäre abzudecken.

Die elektrisch und gegen Wärme isolierende Buchse 28 zentriert innerhalb der Brennerhülse 19 das Brennerrohr 11 und die von dieser getragenen Teile des Brennerkörpers. In die Buchse 28 sind die beiden Schutzgasführungsrohre 18 eingegossen. Der die Buchse 28 enthaltende Abschnitt der Brennerhülse 19 liegt eingebettet in dem aus zwei Schalen 29 bestehenden Brennergehäuse.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dem darin wiedergegebenen Hand- und Maschinenschweissbrenner ist ein gegenüber dem bisher beschriebenen im Aufbau und der Funktion verschiedenes in sich geschlossenes Wärmeübertragungssystem eingesetzt. Dieses Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragungssystems enthält eine in sich geschlossene, zylindrische, mit getrennten Förderkanälen für Ab- und Rücktransport des Wärmetransportmittels versehenen Wärmeübertragungseinrichtung. In dieser ist das Wärmetransportmittel des Systems durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur in Umlauf versetzbar.

Der Wärmestrom in einem solchen System wird formal durch das Produkt aus Schmelzwärme und Massenstrom des Wärmetransportmittels definiert. Das zwischen Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabezone der Wärmeübertragungseinrichtung herrschende Temperaturgefälle hält das Wärmetransportmittel in den Förderkanälen der Einrichtung in Bewegung und bewirkt im Umlauf eine konvektive Wärmeübertragung. Das Temperaturgefälle bewirkt dabei ein Dichtegefälle, das in Verbindung mit dem Gravitationsfeld das Druckgefälle für den Umlauf liefert.

Massgebend für die Wärmeübertragung in dieser Wärmeübertragungseinrichtung ist in erster Linie die Schmelzwärme des Wärmetransportmittels. Die Wahl des Wärmetransportmittels hängt von der Arbeitstemperatur des herzustellenden Schweiss- oder Schneidbrenners ab bzw. von den maximalen Temperaturen, die im kritischen Bereich des Brennerkopfes dauernd auftreten.

In Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur werden folgende Metalle, Metall-Salze und Metall-Legierungen als Wärmetransportmittel aufgeführt:

a) Kalium (K):

Schmelzpunkt = 63 °C

Schmelzwärme = 14 Kcal/kg

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b) Woodsche-Legierung:

(50% Wismut, 25% Blei, 12,5% Zinn, 12,5% Kadmium) Schmelzpunkt = 76°C Schmelzwärme = 7,8 Kcal/kg c) Natrium (Na):

Schmelzpunkt = 97,7°C Schmelzwärme = 27,0 Kcal/kg d) Natriumphosphat:

Schmelzpunkt = 36,0°C Schmelzwärme = 67,0 Kcal/kg e) Natriumnitrat:

Schmelzpunkt = 306°C Schmelzwärme = 65,0 Kcal/kg

Da im genannten System die Wärmeübertragung mit der Grösse der Schmelzwärme des eingesetzten Wärmetransportmittels wächst, sollten Natrium- und Kalium-Salze verwendet werden, vorzugsweise dies unter c) und d) sowie für höhere Belastungen das unter e) genannte Wärmetransportmittel.

Da die Schmelzwärme und auch die spezifische Wärme der genannten Metall-Salze, wie die angegebenen Beispiele zeigen, mehrfach grösser ist als jene ihrer Metalle, so kann bei ihrer Verwendung mit demselben Füllgewicht mehr Wärme übertragen werden und es kann weiterhin das Füllgewicht gegen jenes der Metalle wesentlich verringert werden.

In Fig. 3 sind Bauteile des Brenners, die im wesentlichen mit den entsprechenden Bauteilen des anhand Fig. 1 und 2 beschriebenen Brenners übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Als Wärmetransportmittel in der Wärmeübertragungseinrichtung werden Metalle, deren Legierungen oder deren Salze verwendet. Diese sind hermetisch in der Wärmeübertragungseinrichtung eingeschlossen und besitzen einen tiefen Schmelzpunkt. Die vorzugsweise einzusetzenden Wärmetransportmittel sind weiter oben angegeben. Der Aufbau und die Wirkungsweise dieses Brenners werden im folgenden im einzelnen beschrieben:

Die Arbeitswärme des Brennerkopfes nach Fig. 3 wird von der Drahtführungs- und Stromdüse 9 auf das vorzugsweise aus Kupfer, Cr-Ni-Stahl oder Sondermessing bestehende und als Innenrohr gestaltete Brennerkopftragstück 10a übertragen. Letzteres ist mit einem schraubenlinienförmig umlaufenden Förderkanal 30 für das Wärmetransportmittel versehen. Das in der Wärmeaufnahme- bzw. Schmelzzone 31 befindliche Wärmetransportmittel schmilzt, nimmt Schmelzwärme auf und fliesst durch vier um 90° auf dem Umfang verteilte Bohrungen 32 in den schraubenlinienförmig umlaufenden Förderkanal 33 eines Zwischenrohres 34 ein.

Das Wärmetransportmittel fliesst in Richtung des Temperaturgefälles und gibt kontinuierlich seine Schmelzwärme über die als Wärmeabgabezone wirkende Aussenwand des als Verschlussmantel dienenden Aussenrohres 35 ab. Dieses ist zusätzlich mit achtzehn auf dem Umfang verteilten axial verlaufenden Kühlnuten 36 versehen. Im abgekühlten Zustand fliesst das Wärmetransportmittel aus dem äusseren Förderkanal 33 über vier um 90° auf dem Umfang verteilte Rückführbohrungen 37 über den Umlenkkanal 38 zum Rücktransport in den schraubenlinienförmig umlaufenden speziellen Förderkanal 30 des Brennerkopftragstückes 10a. Infolge der durch das Temperaturgefälle verursachten Wärmeströmung (Konvektion) gelangt das Wärmetransportmittel über den Förderkanal 30 in die Wärmeaufnahme- oder Schmelzzone 31 zurück, um einen erneuten Wärmetransportumlauf zu beginnen.

Um einen besseren Rücktransport des abgekühlten Wärmetransportmittels zu gewährleisten, ist der Durchlassquerschnitt des Förderkanals 30 grösser als der Durchlassquerschnitt des äusseren Förderkanals 33 für den Wärmeabtransport.

In dem in Fig. 3 dargestellten Brennerkopf eines kombinierten Hand- und Maschinenschweissbrenners wird als Wärmetransportmittel 39 vorzugsweise metallisches Natrium oder Natriumphosphat eingesetzt.

Die an die Aussenwand des Aussenrohres 35 und dessen Kühlnuten 36 abgegebene Schmelzwärme wird durch den äusseren Schutzgasstrom, der durch die beiden Schutzgaskanäle 18 zugeführt wird, in Richtung auf den Brennerkopf abgeführt. Der so aufgeheizte Schutzgasstrom wird über die äussere Brennerhülse 19 gegen acht auf dem Umfang der Brennerkör-perisolierungshülse 20 verteilte Schutzgasführungsbohrungen 21 gelenkt. Die Brennerkörperisolierungshülse 20 besteht aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Der Schutzgasstrom wird danach durch den Ringraum zwischen der Bren-nerkopfisolierhülse 22 an der Innenwand der Gasaustrittsdüse 23 geführt und tritt durch acht auf dem Umfang der Gasaustrittsdüse 23 angebrachte Bohrungen 24 auf die Schweissrandzone aus. Die Brennerkopfisolierhülse 22 besteht ebenfalls aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Sie dient gleichzeitig als Spritzerschutz vor Schweissspritzern und verhindert Brückenbildung zwischen der Drahtführungs- und Stromdüse 9 und der Gasaustrittsdüse 23. Die äussere Schutzgasführung über die Bohrungen 24 der Gasaustrittsdüse 23 hat zusätzlich den Vorteil, dass die Schweissrandzone durch das Schutzgas intensiver gegen den Einfluss der Atmosphäre geschützt wird.

Ein weiterer Schutzgasstrom ist zur Wärmeabfuhr vorgesehen. Dazu wird ein Schutzgasstrom im Ringkanal 25 gegen den Brennerkopf geführt. Der Ringkanal 25 ist begrenzt durch die Bohrung des Brennerrohres 11, die Bohrung des Brennerkopf-tragstücks 10a und die Oberfläche der Schweissdrahtführungsseele 26. Über vier Bohrungen 27 erreicht der weitere Schutzgasstrom den Innenraum des Brennerkopfes. Dieser (innere) Schutzgasstrom dient dazu, das flüssige Schweissbad und den Schweiss-Draht gegenüber der Atmosphäre abschirmen.

Die Buchse 28 aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff zentriert innerhalb der Brennerhülse 19 das Brennerrohr 11 und die von diesem getragenen Teile des Brennerkörpers. In die Buchse 28 sind die beiden Schutzgasführungsrohre 18 eingegossen. Der die Buchse 28 enthaltende Abschnitt der Brennerhülse 19 liegt eingebettet in dem aus zwei Schalen 29 bestehenden Brennergehäuse.

Das als Innenrohr der Wärmetransporteinrichtung dienende längliche Brennerkopftragstück 10a, das dieses um-schliessende Zwischenrohr 34 und das das Zwischenrohr umgebende Aussenrohr 35 bestehen zweckmässig ebenfalls aus Cr-Ni-Stahl, z. B. X 12 Cr Ni 18 8.

Für die Herstellung der Wärmeübertragungseinrichtung hat sich das vorherige Vakuumglühen und das Hartverlöten aller Bauteile und das Einbringen des Wärmetransportmittels unter Schutzgasatmosphäre (Argon) über Füllbohrungen 40 als zweckmässig erwiesen, die später ebenfalls unter Vakuum durch Hartverlöten verschlossen werden. Die Teile 10a und 34 werden in Presssitz aufeinandergeschoben, ebenso wird das Aussenrohr 35 mit Presssitz auf den Teil 34 aufgesetzt. Es ist zu beachten, dass beim Einfüllen des Wärmetransportmittels ein transportmittelfreier Raum verbleibt, der die Volumenver-grösserung bei Erwärmung des Wärmetransportmittels aufnimmt. Die Grösse des Freiraums ergibt sich je nach der zu erwartenden Maximaltemperatur des Wärmetransportmittels. Durch das Glühen im Vakuum lassen sich evtl. Verunreinigungen der Bauteile der Wärmeübertragungseinrichtung sicher vermeiden.

5

10

15

20

25

30

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65

S

3 Blatt Zeichnungen

Claims

620 850

1. Mit einer Kühlungsanordnung versehener Brenner, insbesondere Schweiss-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner, mit einem mindestens eine Austrittsdüse enthaltenden Brennerkopf (22, 23) und einem den Brennerkopf mit dem Brennergehäuse (29) verbindenden, die Brennerzuführmittel (5, 6, 26) enthaltenden Brennerkörper (1, 9, 10, 11, 19, 20), wobei wenigstens ein Teil des Brennerkörpers und des Brennerkopfes zur Kühlung des Brennerkopfes von einem eine konvektive Wärmeübertragung bewirkenden Kühlmedium durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem vom Brennvorgang thermisch hochbelasteten Bereich des Brennerkopfes (9, 23) und einem vom Kühlmedium um- und/oder durchströmten Bereich (19, 20, 21, 25; 36) des Brennerkörpers (1, 10, 11, 19, 20) eine ein Wärmetransportmittel enthaltende, in sich hermetisch geschlossene Wärmeübertragungseinrichtung (1; 10a, 34-36) mit selbsttätigem Wärmetransport zwischen einer Wärmeaufnahmezone und einer Wärmeabgabezone (2,4; Fig. 1) angeordnet ist und wenigstens dessen Wärmeabgabezone (4) von dem Kühlmedium um- und/oder durchströmt ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung ein flüssiges, in der Wärmeaufnahmezone (2; Fig. 1) verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur zur Rückforderung oder Unterstützung der Rückforderung des in der Wärmeabgabezone (4; Fig. 1) kondensierten Wärmetransportmittels von der Wärmeabgabezone (4) zur Wärmeaufnahmezone (2) enthält.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung ein Wärmerohr umfasst.

4. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung eine rohrförmige, mit getrennten Förderkanälen (30, 33) für Ab- und Rücktransport des Wärmetransportmittels versehenen Wärmetransporteinheit (10a, 34, 35) umfasst, in welcher das Wärmetransportmittel durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur in Umlauf versetzbar ist.

5. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (1; 10a, 34—36) konzentrisch zur Brennerachse angeordnet ist, in der Wärmeaufnahmezone wärmeleitend mit Teilen (9, 10) des Brennerkörpers verbunden, und in der Wärmeabgabezone, innerhalb des Strömungsbereichs wenigstens eines Teils des dem Brennerkopf zugeführten Brenn- und/oder Schutzgases angeordnet ist.

6. Brenner nach Anspruch 5 mit einer Schweissdrahtfüh-rungs- und Stromdüse (9) und Schutzgasbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmezone der Wärmeübertragungseinrichtung (1, 10a, 34—36) mit der Schweissdraht-Führungs- und Stromdüse (9) über ein Brennerkopftragstück (10,10a) aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff wärmeleitend verbunden ist, durch eine zentrale Bohrung der Wärmeübertragungseinrichtung eine Schweissdrahtführungsseele (26) zur Schweissdrahtführungs- und Stromdüse (9) geführt ist, und das Schutzgas die Wärmeabgabezone der Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens teilweise umströmend durch den Brennerkörper zur Gasaustrittsdüse (23, 24) geführt ist.

7. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Bohrung der Wärmeübertragungseinrichtung ein sich in Richtung zum Brennergehäuse erstreckendes Brennerkopftragstück (10a) enthält, welches die Schweissdrahtführungsseele (26) in radialem Abstand zur Bildung eines Strömungskanals (25) umschliesst und dieser Strömungskanal an die Schutzgasquelle angeschlossen und über Austrittskanäle (27) mit dem Innenraum der Gasaustrittsdüse (23) verbunden ist, welcher Innenraum durch die Innenwandung einer Bren-lerkopfisolierhülse (22) begrenzt ist, und dass getrennt davon das die Wärmeabgabezone der Wärmeübertragungseinrichtung umströmende Schutzgas über äussere Strömungskanäle und Durchbrüche (24) der Gasaustrittsdüse (23) zugeleitet wird.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur der als Wärmerohr (1) ausgebildeten Wärmeübertragungseinrichtung durch in beiden Längsinnenwandungen eingearbeitete Gewindearterien (14, 15) und durch auf den Gewindearterien sowie auf zwischen den Längsinnenwandungen angeordneten radialen Stützwänden (16) angeordnete Netzarterien (17) gebildet sind.

9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Wandungen (la, 12,13) des Wärmerohrs (1), die Stützwände (16) und die Netzarterien (17) aus Cr-Ni-Stahl bestehen.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (1; 10a, 34—36), die Schweissdrahtführungs- und Stromdüse (9), die Schweissdrahtführungsseele (26), das Brennerkopftragstück (10), die Gasaustrittsdüse (23) und weitere Teile (11, 19, 20) des Brennerkörpers in konzentrischer Anordnung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, und die Gasaustrittsdüse (23) und das Brennerkopftragstück (10) sowie die Gasaustrittsdüse (23) und Teile (11, 19) des Brennerkörpers jeweils über elektrisch- und wärmeisolierende hülsenförmige Bauelemente (22; 20) miteinander verbunden sind.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkanäle (30, 33) schrau-benlinienförmig ausgebildet sind und in jeweils einen Verteilerraum (31, 38) in der Wärmeaufnahme- und in der Wärmeabgabezone münden.

12. Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkanäle (30, 33) in Ab- und Rücktransportrichtung jeweils unterschiedliche Durchlassquerschnitte aufweisen.

13. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung enthält: a) ein rohrförmig verlängertes Brennerkopftragstück (10a), in dessen Aussenwandung der Rücktransport-Kanal (30) eingearbeitet ist, b) ein dieses Brennerkopftragstück umschliessendes Zwischenrohr (34), in dessen Aussenwandung der Abtransport-Kanal (33) eingearbeitet ist, und c) ein das Zwischenrohr (34) umschliessendes Aussenrohr (35).

14. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmetransportmittel in der Wärmeübertragungseinrichtung Wasser und Metalle, deren Legierungen oder deren Salze eingeschlossen sind, die einen tiefen Schmelzpunkt besitzen.

15. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenrohr (35) auf seinem äusseren Umfang mit Längsnuten (36) zur Vergrösserung der Wärmeabgabefläche versehen ist.