Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wandstruktur zur Begrenzung
eines Brennraums eines Brenners. Die vorliegende Erfindung betrifft
außerdem
einen mit einer derartigen Wandstruktur ausgestatteten Brenner.The
The present invention relates to a wall structure for confinement
a combustion chamber of a burner. The present invention relates
Furthermore
a burner equipped with such a wall structure.
Mit
Hilfe eines derartigen Brenners wird in einer im Brennraum ablaufenden
Verbrennungsreaktion ein gasförmiger
Oxidator mit einem gasförmigen Brennstoff
verbrannt. Ein derartiger Brenner kann beispielsweise bei einer
Brennstoffzelle dazu dienen, ein anodenseitiges Wasserstoff-Produktgas-Gemisch und ein kathodenseitiges
Sauerstoff-Produktgas-Gemisch
zu verbrennen, um unerwünschte
Wasserstoffemissionen der Brennstoffzelle zu reduzieren. Ein derartiger
Brenner ist beispielsweise aus der DE 10 2004 033 545 bekannt, deren
Inhalt hiermit durch ausdrückliche
Bezugnahme zur Offenbarung der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird.With the aid of such a burner, a gaseous oxidizer is burned with a gaseous fuel in a combustion reaction taking place in the combustion chamber. Such a burner may be used, for example, in a fuel cell to burn an anode-side hydrogen-product gas mixture and a cathode-side oxygen-product gas mixture in order to reduce unwanted hydrogen emissions of the fuel cell. Such a burner is for example from the DE 10 2004 033 545 the contents of which are hereby incorporated by express reference to the disclosure of the present invention.
Wesentlich
für einen
derartigen Brenner ist, dass das Oxidatorgas und das Brennstoffgas
dem Brennraum separat zugeführt
werden, damit die hochreaktiven Gase erst im Brennraum miteinander reagieren.
Hierzu besitzt eine Wandstruktur des Brenners, die den Brennraum
zumindest an einer Seite begrenzt, erste Öffnungen zur Zuführung des einen
Gases und davon getrennte zweite Öffnungen zur Zuführung des
zweiten Gases.Essential
for one
such burner is that the oxidizer gas and the fuel gas
fed separately to the combustion chamber
so that the highly reactive gases only react with each other in the combustion chamber.
For this purpose has a wall structure of the burner, which the combustion chamber
limited at least on one side, first openings for feeding the one
Gas and separate second openings for supplying the
second gas.
Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Wandstruktur bzw. für
einen Brenner der eingangs ` genannten Art
eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellbarkeit auszeichnet.The present invention deals with the problem of providing an improved embodiment for a wall structure or for a burner of the type described 'above, which is characterized in particular by a simplified manufacturability.
Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.This
Problem is inventively
things
the independent one
claims
solved.
Advantageous embodiments
are the subject of the dependent
Claims.
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Ausbildung der
Wandstruktur eine Oberplatte und eine Unterplatte so zu formen und
so aneinander anzubringen, dass sich zwischen den Platten ein Kanalsystem
ausbildet. Die dem Brennraum zugewandte Oberplatte enthält dann
erste Öffnungen,
die das Kanalsystem mit dem Brennraum kommunizierend verbinden.
Des Weiteren enthält
die Unterplatte in Kontaktzonen, in denen die beiden Platten aneinanderliegen,
zweite Öffnungen,
die einen vom Kanalsystem getrennten Zuführraum durch dritte Öffnungen,
die in der Oberplatte in den Kontaktzonen ausgebildet sind, mit
dem Brennraum kommunizierend verbinden. Auf diese Weise werden mit
einfachen und preiswerten Mitteln in der Wandstruktur zwei getrennte
Gaspfade realisiert, die an der Oberplatte durch getrennte Öffnungen
in den Brennraum einmünden.The
Invention is based on the general idea, for the training of
Wall structure to form a top plate and a bottom plate so and
to attach to each other so that between the plates a channel system
formed. The combustion chamber facing upper plate then contains
first openings,
which connect the duct system communicating with the combustion chamber.
Furthermore contains
the lower plate in contact zones in which the two plates abut,
second openings,
the one separated from the channel system feed space through third openings,
which are formed in the top plate in the contact zones, with
communicating with the combustion chamber. This way will be with you
simple and inexpensive means in wall structure two separate
Gas paths realized at the top plate through separate openings
enter the combustion chamber.
Bei
einer Weiterbildung kann die Wandstruktur eine seitliche Einfassung
aufweisen, die den Zuführraum
und das Kanalsystem und insbesondere die Platten seitlich einfasst.
Durch diese Einfassung lassen sich Kanalsystem und Zuführraum abdichten und
insbesondere eine Brennraumwand anbinden. Mit der Einfassung bildet
die Wandstruktur eine komplett vormontierbare Baugruppe, was die
Montage eines mit der Wandstruktur ausgestatteten Brenners vereinfacht.
Die Einfassung kann mit einem ersten Zuführrohr ausgestattet sein, das
mit dem Kanalsystem kommuniziert. Ebenso kann ein zweites Zuführrohr vorgesehen
sein, das mit dem Zuführraum
kommuniziert.at
In a further development, the wall structure can be a lateral enclosure
have the feed space
and the channel system and in particular the plates laterally bordered.
Through this enclosure, the channel system and feed chamber can be sealed and
in particular connect a combustion chamber wall. With the surround forms
the wall structure a completely pre-assembled assembly, which the
Mounting a burner equipped with the wall structure simplified.
The enclosure may be equipped with a first feed tube, the
communicates with the channel system. Likewise, a second feed tube may be provided
be that with the feed room
communicated.
Die
Wandstruktur lässt
sich besonders günstig
herstellen, indem die Oberplatte mit der Unterplatte zur Ausbildung
des Kanalsystems verbunden wird. Hierzu eignet sich beispielsweise
eine Lötverbindung.
Danach können
die Zuführrohre
an der Einfassung befestigt werden, beispielsweise wieder durch eine
Lötverbindung.
Vorzugsweise wird dabei eine Lötverbindung
mit reduzierter Löttemperatur
verwendet, um beim Löten
der Rohre die Lötverbindung
zwischen Ober- und Unterplatte nicht zu gefährden. Die diversen Öffnungen
können
vorab separat in die Platten eingebracht werden.The
Wall structure leaves
especially cheap
Make by forming the top plate with the bottom plate for training
the channel system is connected. This is suitable, for example
a solder joint.
After that you can
the feed pipes
be attached to the enclosure, for example, again by a
Solder joint.
Preferably, in this case, a solder joint
with reduced soldering temperature
used to soldering
the pipes the solder joint
between the top and bottom plate should not be endangered. The various openings
can
be introduced separately in advance in the plates.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.Further
important features and advantages of the invention will become apparent from the
Dependent claims, from
the drawings and from the associated description of the figures
the drawings.
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It
it is understood that the above and the following
yet to be explained features
not only in the specified combination, but also in
other combinations or alone, without
to leave the scope of the present invention.
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred
embodiments
The invention are illustrated in the drawings and in
the following description
explains
where like reference numerals refer to the same or similar
or functionally identical components relate.
Es
zeigen, jeweils schematisch,It
show, in each case schematically,
1 teilweise
geschnittene, perspektivische Ansicht auf eine Wandstruktur, 1 partially cut, perspective view of a wall structure,
2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Wandstruktur gemäß 1, 2 a partially sectioned side view of the wall structure according to 1 .
3 eine
perspektivische Ansicht auf eine Unterplatte der Wandstruktur bei
einer speziellen Ausführungsform, 3 a perspective view of a lower plate of the wall structure at a special embodiment,
4 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht auf die Wandstruktur
bei einer Weiterbildung, 4 a partially cutaway perspective view of the wall structure in a development,
5 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Wandstruktur gemäß 4 bei
einer speziellen Anwendung. 5 a partially sectioned side view of the wall structure according to 4 in a special application.
1 zeigt
eine Wandstruktur 1 eines im übrigen nicht gezeigten Brenners,
bei dem die Wandstruktur 1 zur Begrenzung eines Brennraums 2 des Brenners
dient. An einer der Wandstruktur 1 gegenüber liegenden
Seite kann der Brennraum 2 durch einen Wärmeübertrager
des Brenners begrenzt sein. Die Wandstruktur 1 umfasst
eine Oberplatte 3 und eine Unterplatte 4. Darüber hinaus
weist die Wandstruktur 1 noch eine Bodenplatte 5,
eine Einfassung 6 und z.B. zwei Zuführrohre, nämlich ein erstes Zuführrohr 7 und
ein zweites Zuführrohr 8,
auf. Optional kann noch ein nicht gezeigtes drittes Zuführrohr vorgesehen
sein, durch das Kaltluft zur Kühlung
zuführbar
ist. 1 shows a wall structure 1 an otherwise not shown burner in which the wall structure 1 for limiting a combustion chamber 2 the burner is used. At one of the wall structure 1 opposite side can the combustion chamber 2 be limited by a heat exchanger of the burner. The wall structure 1 includes a top plate 3 and a lower plate 4 , In addition, the wall structure points 1 another floor plate 5 , a mount 6 and eg two feed tubes, namely a first feed tube 7 and a second feed tube 8th , on. Optionally, it is also possible to provide a third feed pipe, not shown, through which cold air can be supplied for cooling.
Die
Oberplatte 3 ist dem Brennraum 2 ausgesetzt. Die
Unterplatte 4 ist weitgehend an einer vom Brennraum 2 abgewandten
Seite der Oberplatte 3 innerhalb der Wandstruktur 1 angeordnet,
und zwar so, dass die Unterplatte 4 in Kontaktzonen 9 an
der Oberplatte 3 anliegt. Die Formgebung von Oberplatte 3 und
Unterplatte 4 ist gezielt so gewählt, dass zwischen Oberplatte 3 und
Unterplatte 4 ein Kanalsystem 10 ausgebildet ist.
Des Weiteren trennt die Unterplatte 4 das Kanalsystem 10 von
einem Zuführraum 11,
der an einer vom Brennraum 2 abgewandten Seite der Unterplatte 4 in
der Wandstruktur 1 ausgebildet ist. Gegenüber der
Unterplatte 4 ist besagter Zuführraum 11 durch die
Bodenplatte 5 begrenzt. Die Einfassung 6 umschließt umfangsmäßig geschlossen
die Oberplatte 3, das Kanalsystem 10, die Unterplatte 4,
den Zuführraum 11 und
die Bodenplatte 5.The top plate 3 is the combustion chamber 2 exposed. The lower plate 4 is largely due to one of the combustion chamber 2 opposite side of the top plate 3 inside the wall structure 1 arranged, in such a way that the lower plate 4 in contact zones 9 at the top plate 3 is applied. The shape of top plate 3 and lower plate 4 is specifically chosen so that between top plate 3 and lower plate 4 a canal system 10 is trained. Furthermore, the lower plate separates 4 the channel system 10 from a feed room 11 the one at the combustion chamber 2 opposite side of the lower plate 4 in the wall structure 1 is trained. Opposite the lower plate 4 is said feed room 11 through the bottom plate 5 limited. The mount 6 encloses circumferentially closed the top plate 3 , the canal system 10 , the lower plate 4 , the feeder room 11 and the bottom plate 5 ,
Zum
vereinfachten gasdichten Einbau der Oberplatte 3 in die
Einfassung 6 ist die Einfassung 6 mit einer oberen
Stufe 28 versehen, in welche die Oberplatte 3 einsetzbar
ist. In entsprechender Weise besitzt die Einfassung 6 zweckmäßig auch
eine untere Stufe 29, in welche die Bodenplatte 5 einsetzbar ist.For simplified gas-tight installation of the top plate 3 into the mount 6 is the mount 6 with an upper step 28 provided, in which the top plate 3 can be used. The enclosure has the same effect 6 appropriate also a lower step 29 into which the bottom plate 5 can be used.
Die
Oberplatte 3 enthält
erste Öffnungen 12, welche
die Oberplatte 3 durchdringen und welche den Brennraum 2 direkt
mit dem Kanalsystem 10 kommunizierend verbinden. Im Bereich
der Kontaktzonen 9 weist die Unterplatte 4 Bereiche 22 mit
zweiten Öffnungen 13 auf,
welche die Unterplatte 4 durchdringen und mit dem Zuführraum 11 kommunizieren. Außerdem ist
die Oberplatte 3 im Bereich der Kontaktzonen 9 noch
mit dritten Öffnungen 23 versehen, welche
die Oberplatte 3 durchsetzen. In diesen dritten Öffnungen 23 sind
im montierten Zustand die mit den zweiten Öffnung 13 ausgestatteten
Bereiche 22 der Unterplatte 4 angeordnet. In der
Folge befinden sich die zweiten Öffnungen 13 innerhalb
der dritten Öffnung 23 und
kommunizieren außerdem
mit dem Brennraum 2.The top plate 3 contains first openings 12 , which is the top plate 3 penetrate and which the combustion chamber 2 directly with the channel system 10 communicate communicatively. In the area of contact zones 9 has the lower plate 4 areas 22 with second openings 13 on which the lower plate 4 penetrate and with the feed space 11 communicate. Besides, the top plate is 3 in the area of the contact zones 9 still with third openings 23 provided, which is the top plate 3 push through. In these third openings 23 are in the assembled state with the second opening 13 equipped areas 22 the lower plate 4 arranged. As a result, there are the second openings 13 within the third opening 23 and also communicate with the combustion chamber 2 ,
Durch
die erfindungsgemäße Bauweise
wird erreicht, dass zum einen das Kanalsystem 10 durch die
ersten Öffnungen 12,
also durch die Oberplatte 3 mit dem Brennraum 2 kommuniziert
und dass zum anderen der Zuführraum 11 durch
die zweiten Öffnun gen 13,
also innerhalb der dritten Öffnungen 23 durch
die Unterplatte 4 mit dem Brennraum 2 kommuniziert.
Die gasdichte Trennung der beiden Strömungspfade bis zum Übergang
in den Brennraum 2 wird dadurch erheblich vereinfacht.Due to the construction according to the invention is achieved that on the one hand, the channel system 10 through the first openings 12 So through the top plate 3 with the combustion chamber 2 communicates and that on the other hand the Zuführraum 11 through the second outlets 13 so within the third openings 23 through the lower plate 4 with the combustion chamber 2 communicated. The gas-tight separation of the two flow paths up to the transition into the combustion chamber 2 This simplifies considerably.
Die
beiden Zuführrohre 7, 8 sind
jeweils an der Einfassung 6 befestigt und durchdringen
diese. Das erste Zuführrohr 7 kommuniziert
mit dem Kanalsystem 10, während das zweite Zuführrohr 8 mit
dem Zuführraum 11 kommuniziert.
Auf diese Weise ist in der Wandstruktur 1 ein erster Gaspfad
ausgebildet, der vom ersten Zuführrohr 7 durch
das Kanalsystem 10 über
die ersten Öffnungen 12 in
den Brennraum 2 führt.
Davon getrennt ist ein zweiter Gaspfad, der vom zweiten Zuführrohr 8 durch
den Zuführraum 11 über die
zweiten Öffnungen 13 ebenfalls
in den Brennraum 2 führt.The two feed pipes 7 . 8th are each at the enclosure 6 attached and penetrate these. The first feed tube 7 communicates with the channel system 10 while the second feed tube 8th with the feed room 11 communicated. This way is in the wall structure 1 a first gas path formed by the first feed tube 7 through the canal system 10 over the first openings 12 in the combustion chamber 2 leads. Separated therefrom is a second gas path, that of the second feed tube 8th through the feed room 11 over the second openings 13 also in the combustion chamber 2 leads.
Zur
Aussteifung der Wandstruktur 1 kann im Zuführraum 11 wenigstens
ein Stützfuß 14 angeordnet
sein, über
den die Unterplatte 4 an der Bodenplatte 5 abgestützt ist.
Dieser wenigstens eine Stützfuß 14 kann
vorzugsweise mit der Unterplatte 4 einstückig hergestellt
sein. Zusätzlich
kann der jeweilige Stützfuß 14 mit
der Bodenplatte 5 verlötet
sein. Hierzu kann der Stützfuß 14 in
eine (insbesondere durchgehende) Aufnahmeöffnung eingesetzt sein, die
in der Bodenplatte 5 ausgespart ist.For stiffening the wall structure 1 can in the feed room 11 at least one support foot 14 be arranged over which the lower plate 4 at the bottom plate 5 is supported. This at least one support foot 14 can preferably with the lower plate 4 be made in one piece. In addition, the respective support leg 14 with the bottom plate 5 be soldered. For this purpose, the support foot 14 be used in a (in particular continuous) receiving opening in the bottom plate 5 is omitted.
Oberplatte 3 und
Unterplatte 4 sind im Bereich der Kontaktzonen 9 aneinander
befestigt, beispielsweise mittels einer ersten Lötverbindung. Zweckmäßig sind
auch die Zuführrohre 7, 8 an
der Einfassung 6 befestigt, und zwar vorzugsweise mittels
einer Lötverbindung.top plate 3 and lower plate 4 are in the range of contact zones 9 attached to each other, for example by means of a first solder joint. Also useful are the feed tubes 7 . 8th at the mount 6 fastened, preferably by means of a solder joint.
Die
Herstellung der Wandstruktur 1 erfolgt vorzugsweise wie
folgt:
Die Oberplatte 3 und die Unterplatte 4 werden
zunächst
mit den ersten, zweiten und dritten Öffnungen 12, 13, 23 versehen,
beispielsweise durch Ausstanzen, Bohren oder Laserschneiden. Bei
einer als Gussteil ausgestalteten Platte 3, 4 können die Öffnungen 12, 13, 23 von
Anfang an enthalten sein. Vorzugsweise ist die Unterplatte 4 als
Gussteil gestaltet, während
die Oberplatte 3 und/oder die Bodenplatte 5 ein
Blechteil ist. Anschließend
wird die Oberplatte 3 mit der Unterplatte 4 fest
verbunden, beispielsweise mit der ersten Lötverbindung. Erst danach wird
die Bodenplatte 5 angebracht, beispielsweise mit der zweiten
Lötverbindung.
Die zweite Lötverbindung
besitzt dabei eine niedrigere Löttemperatur
als die erste Lötverbindung.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die zuvor hergestellte
erste Lötverbindung,
insbesondere zwischen Oberplatte 3 und Unterplatte 4 beim
Herstellen der zweiten Lötverbindung
nicht beeinträchtigt
wird. Der erste Lötvorgang
ist quasi der Oberplatte 3 zugeordnet, während der
zweite Lötvorgang
der Bodenplatte 5 zugeordnet ist. Die Zuführrohre 7, 8 können im
Rahmen des ersten oder zweite Lötvorgangs
angebracht werden.The production of the wall structure 1 preferably takes place as follows:
The top plate 3 and the lower plate 4 be first with the first, second and third openings 12 . 13 . 23 provided, for example by punching, drilling or laser cutting. In a designed as a cast plate 3 . 4 can the openings 12 . 13 . 23 be included from the beginning. Preferably, the lower plate 4 designed as a casting, while the top plate 3 and / or the bottom plate 5 a sheet metal part is. Subsequently, the top plate 3 with the lower plate 4 firmly connected, for example, with the first solder joint. Only then is the bottom plate 5 attached, for example, with the second solder joint. The second solder joint has a lower soldering temperature than the first solder joint. In this way, it is ensured that the previously produced first solder joint, in particular between the top plate 3 and lower plate 4 is not affected when making the second solder joint. The first soldering process is virtually the top plate 3 assigned during the second soldering process of the bottom plate 5 assigned. The feed pipes 7 . 8th can be installed as part of the first or second soldering process.
Das
Kanalsystem 10 wird durch die Formgebung von Oberplatte 3 und
Unterplatte 4 erzeugt. Hierzu besitzt die Unterplatte 4 eine
wellenförmige oder
rechteckförmige
Struktur, während
die Oberplatte 3 im wesentlichen eine ebene Struktur aufweist. Die
Unterplatte 4 besitzt somit Bergstrukturen 15 und Talstrukturen 16 zur
Definition des Kanalsystems 10. Über die Bergstrukturen 15 erfolgt
die Kontaktierung mit der Oberplatte 3.The channel system 10 is due to the shaping of top plate 3 and lower plate 4 generated. For this purpose has the lower plate 4 a wavy or rectangular structure, while the top plate 3 has a substantially planar structure. The lower plate 4 thus owns mountain structures 15 and valley structures 16 for the definition of the channel system 10 , About the mountain structures 15 the contact is made with the top plate 3 ,
Das
Kanalsystem 10 umfasst mehrere zueinander parallele Längskanäle 17 sowie
wenigstens einen, vorzugsweise zwei Querkanäle 18, wobei der jeweilige
Querkanal 18 quer zu den Längskanälen 17 verläuft. Über den
jeweiligen Querkanal 18 kommunizieren die Längskanäle 17 miteinander.
Vorzugsweise sind zwei Querkanäle 18 vorgesehen,
die an den Längsenden
der Längskanäle 17 angeordnet
sind. Zusätzlich
kann zumindest ein weiterer Querkanal 18 vorgesehen sein,
der zwischen den Längsenden
der Längskanäle 17 angeordnet
ist.The channel system 10 comprises a plurality of parallel longitudinal channels 17 and at least one, preferably two transverse channels 18 , wherein the respective transverse channel 18 transverse to the longitudinal channels 17 runs. About the respective cross channel 18 communicate the longitudinal channels 17 together. Preferably, two transverse channels 18 provided at the longitudinal ends of the longitudinal channels 17 are arranged. In addition, at least one further transverse channel 18 be provided, between the longitudinal ends of the longitudinal channels 17 is arranged.
Derjenige
Längskanal 17,
in den das erste Zuführrohr 7 einmündet, ist
zweckmäßig als
Vorverteilungsraum ausgestaltet und weist ein größeres Volumen auf als die anderen
Kanäle 17, 18.
Zusätzlich können in
einem größeren Einströmbereich
Strömungsleitkonturen
eingearbeitet bzw. eingesetzt sein, um die Gasströmung mit
reduziertem Druckverlust zu verteilen.The one longitudinal channel 17 into the first feed tube 7 opens, is expediently designed as Vorverteilungsraum and has a larger volume than the other channels 17 . 18 , In addition, flow guidance contours can be incorporated or used in a larger inflow area in order to distribute the gas flow with reduced pressure loss.
Mit
Bezug auf 2 wird ein bevorzugter Aufbau
der Wandstruktur 1 näher
erläutert.
Demnach erstrecken sich bei der Unterplatte 4 die Bereiche 22 jeweils
geradlinig, d.h. die zugehörigen
zweiten Öffnungen 13 sind
im jeweiligen Bereich 22 in einer geraden Linie hintereinander
angeordnet. Deswei teren erstrecken sich die Bereiche 22 parallel
zueinander. Die zugehörigen
dritten Öffnungen 23 sind
in der Oberplatte 3 so angeordnet, dass jeweils zwischen zwei
benachbarten dritten Öffnungen 23 mehrere erste Öffnungen 12 angeordnet
sind. Demnach sind auch die ersten Öffnungen 12 in mehreren,
parallel zueinander verlaufenden geraden Linien angeordnet, und
die dritten Öffnungen 23 sind
als Langlöcher
ausgestaltet. In den dritten Öffnungen 23 erfolgt
die Kontaktierung zwischen der Oberplatte 3 und der Unterplatte 4.
In den Kontaktzonen 9 erfolgt dann auch die Anbindung,
insbesondere die Verlötung
zwischen den beiden Platten 3, 4. Um eine vorbestimmte
Positionierung zwischen den beiden Platten 3, 4 besonders
einfach erzielen zu können,
ist die Unterplatte 4 bei der hier gezeigten Ausführungsform
in den Kontaktzonen 9 jeweils mit einer Stufe 25 versehen.
Die Stufen 25 sind dabei so ausgestaltet, dass sie den
jeweiligen Bereich 22 vollständig umschließen. Auf
den Stufen 25 kommen Randbereiche 26 zur Auflage, welche
die jeweilige dritte Öffnung 23 einfassen. Durch
die Stufen 25 werden die Kontaktzonen 9 mit relativ
großen
Flächen
versehen, was die Herstellung gasdichter Lötverbindungen vereinfacht.Regarding 2 becomes a preferred construction of the wall structure 1 explained in more detail. Accordingly, extend at the lower plate 4 the areas 22 each straight, ie the associated second openings 13 are in the respective area 22 arranged in a straight line one behind the other. Further, the ranges extend 22 parallel to each other. The associated third openings 23 are in the top plate 3 arranged so that in each case between two adjacent third openings 23 several first openings 12 are arranged. Accordingly, also the first openings 12 arranged in a plurality of mutually parallel straight lines, and the third openings 23 are designed as slots. In the third openings 23 the contact is made between the top plate 3 and the lower plate 4 , In the contact zones 9 then takes place the connection, in particular the soldering between the two plates 3 . 4 , To a predetermined positioning between the two plates 3 . 4 To be particularly easy to achieve is the lower plate 4 in the embodiment shown here in the contact zones 9 each with a step 25 Mistake. The steps 25 are designed so that they are the respective area 22 completely enclose. On the steps 25 come border areas 26 to the edition, which the respective third opening 23 mounting. Through the steps 25 become the contact zones 9 provided with relatively large areas, which simplifies the production of gas-tight solder joints.
Um
das Verlöten
der Platten 3, 4 im Bereich der Kontaktzonen 9 zu
vereinfachen, kann es zweckmäßig sein,
an den Stufen 25 Fasen 30 anzubringen, wobei diese
Fasen 30 an der Unterplatte 4 und/oder an der
Oberplatte 3 ausgebildet sein können, wobei die einen Fasen 30 zum
Brennraum 2 hin und die anderen Fasen 30 zum Kanalsystem 10 hin
offen sein können.
Das Ein bringen eines Lötmittels
in die Kontaktzonen 9 wird im Bereich der Fasen 30 vereinfacht.To solder the plates 3 . 4 in the area of the contact zones 9 To simplify, it may be expedient on the steps 25 chamfers 30 to attach, these chamfers 30 on the lower plate 4 and / or on the top plate 3 may be formed, with one chamfer 30 to the combustion chamber 2 down and the other chamfers 30 to the canal system 10 can be open. The A bring a solder in the contact zones 9 becomes in the area of the chamfers 30 simplified.
Die
Unterplatte 4 weist je Kontaktzone 9 genau einen
Bereich 22 auf, der mit den zweiten Öffnungen 13 versehen
ist. Dementsprechend besitzt die Oberplatte 3 je Kontaktzone 9 ebenfalls
genau eine dritte Öffnung 23 zur
Aufnahme je eines Bereichs 22. Die Bereiche 22 dringen
im montierten Zustand zum Brennraum 2 hin in die zugehörigen dritten Öffnungen 23 ein.
Zur Erzielung einer einfachen Abdichtung sind die Bereiche 22 so
dimensioniert, dass sie jeweils einen Öffnungsquerschnitt der zugehörigen dritten Öffnungen 23 ausfüllen. Besonders
vorteilhaft sind die Stufen 25 auf die Dicke der Oberplatte 3 abgestimmt,
so dass die Bereiche 22 der Unterplatte 4 im montierten
Zustand an einer dem Brennraum 2 zugewandten Seite eben
und bündig
mit der Oberplatte 3 abschließen. Auf diese Weise sind die mit
den zweiten Öffnungen 13 versehenen
Bereiche 22 in die dritten Öffnungen 23 der Oberplatte 3 formintegriert
eingesetzt.The lower plate 4 points per contact zone 9 exactly one area 22 on top, with the second openings 13 is provided. Accordingly, the top plate has 3 per contact zone 9 also exactly a third opening 23 to accommodate one area each 22 , The areas 22 penetrate in the assembled state to the combustion chamber 2 towards the associated third openings 23 one. To achieve a simple seal are the areas 22 dimensioned such that they each have an opening cross-section of the associated third openings 23 fill out. Particularly advantageous are the stages 25 on the thickness of the top plate 3 matched, so the areas 22 the lower plate 4 in the assembled state at a combustion chamber 2 facing side flat and flush with the top plate 3 to lock. In this way, those with the second openings 13 provided areas 22 in the third openings 23 the top plate 3 used in integrated form.
Bei
der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform
sind die Unterplatte 4 und die Einfassung 6 aus
einem Stück
hergestellt. Vorzugsweise bilden Unterplatte 4 und Einfassung 6 ein
einstückiges
Gussteil. Beim Befestigen der Oberplatte 3 an der Unterplatte 4 erfolgt
gleichzeitig eine Befestigung der Oberplatte 3 an der Einfassung 6.At the in 1 and 2 embodiment shown are the lower plate 4 and the mount 6 made in one piece. Preferably form sub-plate 4 and surround 6 a one-piece casting. When attaching the top plate 3 on the lower plate 4 at the same time a fastening of the top plate 3 at the mount 6 ,
Bei
einer anderen Ausführungsform
können Unterplatte 4 und
Einfassung 6 separat hergestellte Bauteile sein, wobei
ins besondere die Einfassung 6 ein Gussteil ist, während die
Unterplatte 4 grundsätzlich
auch ein Tiefziehteil sein kann. Zweckmäßig ist die Unterplatte 4 an
der Einfassung 6 befestigt, beispielsweise mittels einer
Lötverbindung.
Hierzu kann die Einfassung 6 mit einer mittleren Stufe
ausgestattet sein, auf der die separate Unterplatte 4 aufliegt und über die
die Unterplatte 4 mit der Einfassung 6 verlötet ist.In another embodiment, lower plate 4 and surround 6 be separately manufactured components, in particular the enclosure 6 a casting is while the bottom plate 4 basically also a deep-drawn part can be. Appropriately, the lower plate 4 at the mount 6 fastened, for example by means of a solder joint. For this purpose, the enclosure 6 be equipped with a middle stage on which the separate lower plate 4 rests and over the the lower plate 4 with the mount 6 is soldered.
Gemäß 3 kann
die Unterplatte 4 aus mehreren Einzelteilen zusammengebaut
sein. Die Unterplatte 4 umfasst hier ein Mittelteil 19,
das die wellenförmige
oder rechteckförmige
Struktur besitzt, und zwei Seitenteile 20, die an das Mittelteil 19 angebaut
sind. Das wellenförmig
oder rechteckförmig strukturierte
Mittelteil 19 weist wieder die zur Oberplatte 3 hin
offenen Talstrukturen 16 und die zum Zuführraum 11 hin
offenen Bergstrukturen 15 auf. Das Mittelteil 19 ist
beispielsweise durch Falten oder Tiefziehen hergestellt. Beim Mittelteil 19 sind
die Bergstrukturen 15 aufgrund der Herstellung des Mittelteils 19 an
ihren Stirnseiten offen. Die Seitenteile 20 weisen mehrere
Verschlüsse 21 auf,
die jeweils eine Bergstruktur 15 seitlich verschließen. Die
Verschlüsse 21 sind
dabei von einem Kanalboden 31 abgewinkelt, der ebenfalls
Bestandteil des Seitenteils 20 ist. Dieser Kanalboden 31 begrenzt
einen der Kanäle des
Kanalsystems 10, nämlich
einen der Querkanäle 18 zum
Zuführraum 11 hin.
Es ist klar, dass auch diese gebaute Unterplatte 4 die
Stufe 25 an den Bereichen 22 aufweisen kann.According to 3 can the lower plate 4 be assembled from several separate parts. The lower plate 4 here includes a middle part 19 which has the wavy or rectangular structure and two side parts 20 facing the middle part 19 are grown. The wavy or rectangular structured central part 19 again points to the top plate 3 towards open valley structures 16 and to the feed room 11 towards open mountain structures 15 on. The middle part 19 is made for example by folding or deep drawing. At the middle part 19 are the mountain structures 15 due to the manufacture of the middle part 19 open at their ends. The side parts 20 have several closures 21 on, each a mountain structure 15 close at the side. The closures 21 are from a channel bottom 31 Angled, which is also part of the side panel 20 is. This canal floor 31 limits one of the channels of the channel system 10 namely one of the transverse channels 18 to the feed room 11 out. It is clear that this built sub-plate 4 the stage 25 at the areas 22 can have.
Entsprechend
den 4 und 5 kann der Brennraum 2 seitlich
von einer Brennraumwand 27 eingefasst sein. Zweckmäßig ist
diese Brennraumwand 27 an der Wandstruktur 1 befestigt.
Vorzugsweise ist diese Brennraumwand 27 dabei an der Einfassung 6 befestigt,
beispielsweise damit verlötet oder
verschweißt.
Entsprechend 4 kann hierzu die Brennraumwand 27 in
die Einfassung 6 eingesteckt sein. Hierzu ist beispielsweise
die obere Stufe 28 der Einfassung 6 entsprechend
verlängert.According to the 4 and 5 can the combustion chamber 2 laterally from a combustion chamber wall 27 be enclosed. Appropriately, this combustion chamber wall 27 on the wall structure 1 attached. Preferably, this combustion chamber wall 27 while at the border 6 attached, for example, soldered or welded. Corresponding 4 this can be the combustion chamber wall 27 into the mount 6 be plugged. For this example, the upper level 28 of the mount 6 extended accordingly.
Alternativ
kann die Brennraumwand 27 auch auf die Einfassung 6 aufgesteckt
sein. Hierzu ist die Brennraumwand 27 z.B. mit einem entsprechend aufgeweiteten
Kragen versehen.Alternatively, the combustion chamber wall 27 also on the mount 6 be plugged. For this purpose, the combustion chamber wall 27 eg provided with a correspondingly flared collar.
Die
in 3 gezeigte Ausgestaltung der Unterplatte 4 lässt sich
zumindest teilweise auch mit der integralen Bauweise von Einfassung 6 und
Unterplatte 4 gemäß 1 und 2 und
mit den Weiterbildungen gemäß den 4 und 5 kombinieren.In the 3 shown embodiment of the lower plate 4 can be at least partially with the integral construction of enclosure 6 and lower plate 4 according to 1 and 2 and with the developments according to the 4 and 5 combine.
Bei
einer besonderen Ausführungsform
kann die Wandstruktur 1 an der vom Brennraum 2 abgewandten
Seite gemäß 5 unmittelbar
an eine Brennstoffzelle 24 angebaut sein, und zwar vorzugsweise
so, dass eine Endplatte oder Abschlussplatte der Brennstoffzelle 24 die
Bodenplatte 5 bildet. Bei der Brennstoffzelle 24 handelt
es sich vorzugsweise um eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle 24.
Eine derartige End- oder Abschlussplatte 5 enthält üblicherweise
einen kathodenseitigen Gasauslass der Brennstoffzelle 24,
hier repräsentiert
durch vierte Öffnungen 34 in
der Abschlussplatte 5. Dementsprechend kann bei dieser
Bauweise das kathodenseitige Sau erstoff-Produktgas-Gemisch der Brennstoffzelle 24 direkt
in den Zuführraum 11 gelangen.
Das zweite Zuführrohr 8 ist
dann entbehrlich. An seiner Stelle kann optional ein Kaltluftrohr 35 vorgesehen
sein, durch das bei Bedarf dem sauerstoffhaltigen Gas Kaltluft zuführt werden
kann, um die Verbrennungstemperatur im Brennraum 2 abzusenken.
Im Unterschied dazu ist ein anodenseitiger Gasauslass der Brennstoffzelle 24 an
das Kanalsystem 10, z.B. über das erste Zuführrohr 7 oder
integriert, angeschlossen.In a particular embodiment, the wall structure 1 at the of the combustion chamber 2 opposite side according to 5 directly to a fuel cell 24 be grown, preferably so that an end plate or end plate of the fuel cell 24 the bottom plate 5 forms. At the fuel cell 24 it is preferably a high-temperature fuel cell 24 , Such end or end plate 5 usually includes a cathode-side gas outlet of the fuel cell 24 , here represented by fourth openings 34 in the end plate 5 , Accordingly, in this construction, the cathode side oxygen-product gas mixture of the fuel cell 24 directly into the feed room 11 reach. The second feed tube 8th is then dispensable. In its place can optionally be a cold air pipe 35 be provided by the cold gas can be supplied to the oxygen-containing gas, if necessary, to the combustion temperature in the combustion chamber 2 lower. In contrast, an anode-side gas outlet of the fuel cell 24 to the canal system 10 , eg via the first feed tube 7 or integrated, connected.
Desweiteren
ist in den 4 und 5 eine Zündeinrichtung 32 erkennbar,
die in den Brennraum 2 hineinragt und z.B. in die Brennraumwand 27 eingebaut
ist. Desweiteren ist in 5 ein Sensor 33 dargestellt,
der z.B. in die Brennraumwand 27 eingebaut ist und mit
dem eine Brennraumtemperatur überwachbar
ist. Der Sensor 33 kann z.B. als Flammenwächter dienen.Furthermore, in the 4 and 5 an ignition device 32 recognizable in the combustion chamber 2 protrudes and eg in the combustion chamber wall 27 is installed. Furthermore, in 5 a sensor 33 shown, for example, in the combustion chamber wall 27 is installed and with a combustion chamber temperature can be monitored. The sensor 33 can serve as a flame guard, for example.
Bei
den in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen
sind die beiden Zuführrohre 7, 8 seitlich
an die Einfassung 6 angeschlossen. Grundsätzlich ist
es ebenso möglich,
zumindest das zweite Zuführrohr 8 von
unten an die Bodenplatte 5 und somit an den Zuführraum 11 anzuschließen. Ebenso
ist es grundsätzlich
möglich,
das erste Zuführrohr 7 von unten
durch die Bodenplatte 5 hindurch an die Unterplatte 4 und
somit an das Kanalsystem 10 anzuschließen.In the in the 1 to 5 The embodiments shown are the two feed tubes 7 . 8th on the side of the enclosure 6 connected. In principle, it is also possible, at least the second feed tube 8th from the bottom to the bottom plate 5 and thus to the Zuführraum 11 to join. Likewise, it is basically possible, the first feed tube 7 from below through the bottom plate 5 through to the lower plate 4 and thus to the sewer system 10 to join.
Vorzugsweise
wird im Betrieb des mit der Wandstruktur 1 ausgestatteten
Brenners über
das Kanalsystem 10 das brennstoffhaltige Gas zugeführt, während das
sauerstoffhaltige Gas ü ber
den Zuführraum 11 zugeführt wird.
Bei der bevorzugten Anwendung des Brenners zum Verbrennen der Abgase
einer Brennstoffzelle 24 ist dies besonders zweckmäßig, da
das kathodenseitige Sauerstoff-Produktgas-Gemisch mit einem größeren Volumenstrom
vorliegt, als das anodenseitige Wasserstoff-Produktgas-Gemisch.Preferably, in the operation of the wall structure 1 equipped burner via the duct system 10 the fuel-containing gas is supplied while the oxygen-containing gas is supplied via the feed space 11 is supplied. In the preferred application of the burner for burning the exhaust gases of a fuel cell 24 This is particularly useful because the cathode-side oxygen-product gas mixture is present with a larger volume flow, as the anode-side hydrogen-product gas mixture.
Um
die Temperatur im Brennraum 2 zu reduzieren, ist es grundsätzlich möglich, ein
entsprechendes Kühlgas
der einen oder der anderen Gasströmung beizumischen. Vorzugsweise
wird als Kühlgas Kühlluft verwendet,
die dann dem sauerstoffhaltigen Gas beigemischt wird. Dies kann
beispielsweise durch ein zusätzliches
Kaltluftrohr (vergleiche Position 35 in 5)
erfolgen, das vorzugsweise auch an den Zuführraum 11 angeschlossen
ist, z.B. über
die Einfassung 6 oder über
die Bodenplatte 5.To the temperature in the combustion chamber 2 In principle, it is possible to mix a corresponding cooling gas of one or the other gas flow. Preferably, cooling air is used as the cooling gas, which is then admixed with the oxygen-containing gas. This can be done for example by an additional cold air tube (see position 35 in 5 ), preferably also to the feed space 11 is connected, eg via the mount 6 or over the bottom plate 5 ,
Um
das dem Kanalsystem 10 zugeführte Gas, vorzugsweise das
brennstoffhaltige Gas, möglichst
gleichmäßig auf
die ersten Öffnungen 12 zu verteilen,
kann es zweckmäßig sein,
die einzelnen Kanäle 17, 18 des
Kanalsystems 10 unterschiedlich zu dimensionieren.To that the channel system 10 supplied gas, preferably the fuel-containing gas as evenly as possible to the first openings 12 it may be appropriate to distribute the individual channels 17 . 18 of the canal system 10 to dimension differently.