DE19627103C1 - Brennerelement - Google Patents
BrennerelementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Brennerelement in im wesent
lichen rohrförmiger Ausgestaltung aus keramischem Material
für einen Strahlungsbrenner, insbesondere Infrarotstrah
lungsbrenner, der mit flüssigen oder gasförmigen, insbe
sondere fossilen Brennstoffen betreibbar ist.
Derartige Brennerelemente sind aus der Technik bekannt.
Beispielsweise offenbart die EP 0 536 706 A2 ein Verfahren
zum Herstellen eines Flammenhalters für einen Strahlungs
brenner und einen nach diesem Verfahren hergestellten
Flammenhalter. Dieser vorbekannte Flammenhalter für
Strahlungsbrenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe
besteht aus einem keramischen Formkörper, der im Plasma
spritzverfahren aufgebaut ist. In diesem plasmakeramischen
Formkörper sind mittels Laserstrahl Durchtrittskanäle für
das Brennstoff-Luftgemisch gebohrt. Nachteil dieses vorbe
kannten Flammenhalters ist, daß seine Herstellung sehr
aufwendig ausgebildet ist und daß hierdurch sehr hohe
Produktionskosten entstehen.
Ferner ist aus der EP 0 382 674 A2 ein Infrarotstrahlungs
brenner bekannt, der aus einem korrosionsbeständigen Sieb
mantel besteht, auf welchem eine dicke, poröse Ummantelung
aus keramischen Fasern aufgebracht ist. Auch dieser vorbe
kannte Strahlungsbrenner hat den Nachteil, daß seine Her
stellung aufwendig, technisch kompliziert und damit sehr
kostenintensiv ist. Ferner besteht bei diesem vorbekannten
Strahlungsbrenner die Gefahr, daß durch das Aufbringen der
dicken, porösen Ummantelung aus keramischen Fasern eine im
wesentlichen ungleichmäßige Ummantelung geschaffen wird,
die insbesondere zu einer ungleichmäßigen Verbrennung auf
der Mantelfläche führen kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Brennerelement dahin
gehend weiterzubilden, daß es in einfacher und kostengün
stiger Weise herstellbar ist, wobei über die gesamte Außen
oberfläche des Brennerelementes eine im wesentlichen
gleichmäßige Verbrennung sichergestellt sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht mehrere
miteinander verbundene, im wesentlichen gleich ausgebildete
plattenförmige Keramikelemente vor, die über ihre gesamte
Fläche eine Vielzahl von Durchtrittskanälen für das Brenn
stoff-Luftgemisch aufweisen, wobei die Keramikelemente in
einem geschlossenen Polygonzug zueinander angeordnet sind.
Demzufolge besteht das erfindungsgemäße Brennerelement aus
mehreren quaderförmigen Keramikelementen, wobei benachbart
zueinander angeordnete Keramikelemente an ihren Längskanten
miteinander verbunden sind. Die zusammengefügten Keramik
elemente bilden somit ein Brennerelement in im wesentlichen
rohrförmiger Ausgestaltung, wobei der Polygonzug mit zuneh
mender Anzahl von Keramikelementen sich zunehmend einer
zylindrischen Ausgestaltung des Brennerelementes annähert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Keramikelemente im Bereich ihrer aneinander angren
zenden Kanten auf der Außenmantelfläche abgerundet sind.
Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, daß bereits bei
Verwendung von wenigen Keramikelementen, beispielsweise von
sechs Keramikelementen, eine im wesentlichen zylindrische
Außengestalt des Brennerelementes erzielt wird. Durch die
zylindrische Außenmantelfläche wird eine gleichmäßige Ver
brennung auf der Außenmantelfläche des Brennerelementes
bereitgestellt, so daß über die gesamte Außenmantelfläche
des Brennerelementes gleiche bzw. gleichbleibende Bedingun
gen, insbesondere Verbrennungstemperaturen herrschen.
Ergänzend kann bei einem erfindungsgemäßen Brennerelement
vorgesehen sein, daß die Keramikelemente auf ihrer Innen
fläche konkav ausgebildet sind. Es ergibt sich dann eine
zylinderförmige Öffnung innerhalb des Polygonzuges der
Keramikelemente. Auch diese Ausgestaltung dient der
Erzielung einer gleichmäßigen Verbrennung auf der Außen
mantelfläche des Brennerelementes.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Keramikelemente an ihren aneinander angrenzenden
Kanten auf Gehrung gearbeitet sind, vorzugsweise derart,
daß die Verbindungsebene zwischen benachbarten Keramik
elementen radial zu einer Öffnung im Brennerelement ange
ordnet sind. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den
Vorteil, daß die einzelnen Keramikelemente in einfacher
Weise und paßgenau aneinander angesetzt werden können,
wobei die Gehrung dazu führt, daß eine große Befestigungs
fläche benachbarter Keramikelemente entsteht.
Die Keramikelemente sind vorzugsweise miteinander
verbunden, insbesondere verklebt, wobei beispielsweise ein
temperaturbeständiger Keramikkleber verwendet wird.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, daß
zwischen benachbarten Keramikelementen ein insbesondere als
Matte ausgebildetes Keramikdichtelement als Verbinder
angeordnet ist.
Zur weiteren Verbesserung und zur Erhöhung der Stabilität
der Verbindung zwischen den Keramikelementen kann vorge
sehen sein, daß die Keramikelemente mit zumindest einem im
wesentlichen ringförmigen, d. h. an die Außenkontur der
Keramikelemente angepaßtes Element verbunden sind, das
vorzugsweise an einem axialen Ende der Keramikelemente
aufgesteckt ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß
jedes axiale Ende des Keramikelementes ein derartiges
Element aufweist.
Vorzugsweise besteht das ringförmige Element aus einem
Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesent
lichen mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des
keramischen Materials übereinstimmt, so daß bei Erwärmung
der Keramikelemente und der ringförmigen Elemente die
Spannungen zwischen diesen beiden Bauteilen möglichst
gering gehalten werden und gleichzeitig eine im Verhältnis
zu den Keramikelementen größere oder kleinere Ausdehnung
des ringförmigen Elementes nicht dazu führt, daß die
Haltekräfte des ring-förmigen Elementes zu stark verringert
werden oder der Druck auf die Keramikelemente vergrößert
wird.
Das ringförmige Element kann im Querschnitt L-förmig oder
U-förmig ausgebildet sein, wobei die U-förmige Ausbildung
des ringförmigen Elementes insbesondere den Vorteil hat,
daß die beiden freien Schenkel des U-förmig ausgebildeten
Elementes die Keramikplatten beidseitig, d. h. sowohl auf
der Außenmantelfläche als auch auf der Innenmantelfläche
des Brennerelementes halten.
Das ringförmige Element kann ferner zur Verbindung axial
benachbarter Keramikelemente im Querschnitt T-förmig oder
H-förmig ausgebildet sein. Auch in diesem Fall hat das
H-förmig ausgebildete ringförmige Element die voranstehend
genannten Vorteile hinsichtlich der besseren Halterung der
Keramikelemente.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß das ringförmige Element einen die Öffnung abdeckenden
Deckel aufweist. Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung vorgesehen, daß zwei an den axialen Enden ange
ordnete ringförmige Elemente miteinander, beispielsweise
über einen Zuganker verbunden sind. Über den Zuganker, der
beispielsweise aus einer Gewindestange bestehen kann,
welche in entsprechende Gewindemuttern geschraubt ist,
können die beiden an den axialen Enden des Brennelementes
angeordneten ringförmigen Elemente aufeinander zu- oder
voneinander wegbewegt werden, so daß entweder eine Ver
spannung der Keramikelemente erzielt wird oder daß zu große
Spannungen über eine Lockerung des Zugankers reduziert
werden.
Als alternative Verbindung von axial benachbart
angeordneten Keramikelementen kann vorgesehen sein, daß in
axialer Richtung benachbart angeordnete Keramikelemente
über eine Nut-Feder-Verbindung formschlüssig miteinander
verbunden sind. Hierbei kann auch vorgesehen sein, daß die
Nut-Feder-Verbindung in Kombination mit einem
temperaturbeständigen Klebstoff Verwendung findet.
Die Durchtrittskanäle in den Keramikelementen sind vorzugs
weise als Nadellochbild ausgebildet und angeordnet. Um eine
gleichmäßige Verbrennung an der Außenmantelfläche des
Brennerelementes zu erzielen, sind die Durchmesser der
Durchtrittskanäle in Abhängigkeit der Materialstärke des
Keramikelementes ausgebildet, so daß sich ein gleichmäßiger
Widerstand in allen Durchtrittskanälen ergibt. Hierbei ist
insbesondere darauf hinzuweisen, daß bei Keramikelementen,
die bei der Montage des Brennerelementes quaderförmig aus
gebildet sind und welche anschließend an ihren Längskanten
bereich derart geschliffen werden, daß ein im wesentlichen
zylinderförmiges Brennerelement entsteht, die Durchtritts
kanäle im Randbereich der Keramikelemente kürzer ausge
bildet sind, als im Mittelbereich der Keramikelemente, so
daß sich im Mittelbereich ein längerer Durchströmweg für
die Brennstoffe ergibt.
In alternativer und bevorzugter Ausführungsform ist vor
gesehen, daß die Keramikelemente über ihre gesamte Fläche
eine gleichmäßige Materialstärke aufweisen. Auch diese Aus
führungsform weist den Vorteil auf, daß an der Außenmantel
fläche des Brennelementes gleiche Verbrennungsparameter
herrschen, die eine gleichmäßige Verbrennung der Brenn
stoffe ermöglichen.
Um auch innerhalb des Polygonzuges bzw. des Brennerelemen
tes eine gleichmäßige Verteilung des zugeführten Brenn
stoffes zu erzielen, ist nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung vorgesehen, daß in der vom Polygonzug gebildeten
Öffnung des Brennerelementes ein Verteilerelement angeord
net ist. Das Verteilerelement ist vorzugsweise im Bereich
der Einzugsöffnung der Brennstoffe angeordnet, so daß
möglichst unmittelbar nach Einströmen des Brennstoffes bzw.
Brennstoffgemisches in das Brennelement eine
vergleichmäßigte Verteilung des Brennstoffes erzielt wird.
Hierdurch wird ebenfalls die gleichmäßige Verbrennung des
Brennstoffes auf der Außenmantelfläche des Brennelementes
gefördert.
Vorzugsweise ist das Verteilerelement am Zuganker
befestigt, da sich hierdurch eine einfache und kosten
günstige Ausgestaltung und Anordnung des Verteilerelementes
ergibt.
Die Oberfläche der einzelnen plattenförmigen Keramikele
mente kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
strukturiert ausgebildet sein. Vorzugsweise endet zumindest
ein Teil der Durchtrittskanäle im Bereich der Oberfläche
der plattenförmigen Keramikelemente in vorzugsweise
kalottenförmig ausgebildeten Öffnungen, deren Durchmesser
größer ist als der Durchmesser der Durchtrittskanäle.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines im wesentlichen ringförmigen Brennerelementes aus
keramischem Material für einen Strahlungsbrenner, insbeson
dere für einen Infrarotstrahlungsbrenner, der mit flüssigen
oder gasförmigen, insbesondere fossilen Brennstoffen
betreibbar ist, wobei mehrere plattenförmige Keramikelemen
te in einem geschlossenen Polygonzug angeordnet und mitein
ander verbunden werden.
Vorzugsweise werden die Keramikelemente im Bereich ihrer
aneinander angrenzenden Kanten kreisbogenabschnittförmig
geschliffen, um eine möglichst gleichmäßig abgerundete, im
wesentlichen zylindrische Außenmantelfläche zu erzielen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, daß die Keramikelemente vor dem
Zusammensetzen des Brennerelementes an der Außenfläche
und/oder der Innenfläche kreisbogenabschnittförmig geschlif
fen werden, so daß sich nach dem Zusammensetzen der
Keramikelemente ein im Querschnitt im wesentlichen hohl
zylindrisch ausgebildetes Brennerelement ergibt. Alternativ
zu dieser Ausführungsform ist nach einer zweiten Ausfüh
rungsform vorgesehen, daß die Keramikelemente nach dem
Zusammensetzen des Brennerelementes an der Außenfläche
und/oder Innenfläche kreisbogenabschnittförmig geschliffen
werden. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens hat sich insbesondere bei der Herstellung von
Brennerelementen aus zumindest sechs oder acht Keramik
elementen bewährt, da sich dann aufgrund der Annäherung der
zueinander angeordneten Keramikelemente bereits ein im
wesentlichen im Querschnitt hohlzylindrisch ausgebildeter
Körper ergibt, wobei dann die notwendigen Schleifarbeiten
relativ gering sind.
Die Keramikelemente werden vorzugsweise miteinander
verklebt, um eine ausreichende Festigkeit des Brenner
elementes zu erzielen. Es hat sich aber auch bewährt,
zwischen den Keramikelementen keramische Dichtkörper anzu
ordnen, die ebenfalls zu einer kraftschlüssigen Verbindung
benachbarter Keramikelemente führen und insbesondere den
Übergangsbereich benachbarter Keramikelemente abdichten.
Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, daß auf beiden axialen Enden der Keramikelemen
te jeweils ein im wesentlichen ringförmiges Element
aufgesetzt wird, welches die Keramikelemente miteinander
verbindet, ohne daß eine erhöhte Spannung auf die
Keramikelemente übertragen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen
Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen des erfin
dungsgemäßen Brennerelementes dargestellt sind.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Brennerelementes
in einem Längsschnitt;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Brennerelemen
tes in einem Längsschnitt;
Fig. 3 eine erste Ausführungsform der keramischen
Elemente des Brennerelementes gemäß Fig. 1 in einem
Längsschnitt;
Fig. 4 eine Ansicht eines Ausschnitts der Oberfläche
eines keramischen Elementes gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der keramischen
Elemente des Brennerelementes gemäß Fig. 2 in einem
Längsschnitt;
Fig. 6 eine Ansicht eines Ausschnitts der Oberfläche
eines keramischen Elementes gemäß Fig. 5;
Fig. 7 ein Brennerelement gemäß den Fig. 1 oder 2 in
einer ersten Ausführungsform im Querschnitt;
Fig. 8 ein Brennerelement gemäß den Fig. 1 und 2 in
einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt;
Fig. 9 ein Brennerelement gemäß den Fig. 1 oder 2 in
einer dritten Ausführungsform im Querschnitt;
Fig. 10 eine detaillierte Ausschnittsvergrößerung des
Übergangs zweier benachbarter Keramikelemente des
Brennerelementes gemäß Fig. 9 und
Fig. 11 das Brennerelement gemäß Fig. 9 in einer weiter
bearbeiteten Ausführungsform.
Ein in der Fig. 1 dargestelltes Brennerelement 1 besteht
aus einem im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten
Keramikmantel 2, welcher aus sechs plattenförmigen Keramik
elementen 3 besteht, die derart zueinander angeordnet sind,
daß sie einen geschlossenen Polygonzug bilden. Endseitig
weist das Brennerelement 1 jeweils ein ringförmiges Element
4 bzw. 5 auf, welche im Querschnitt U-förmig ausgebildet
sind, wobei die beiden Schenkel 6 des ringförmigen
Elementes 4 bzw. 5 an der Außenmantelfläche 7 des Keramik
mantels 2 anliegen.
Das ringförmige Element 5 weist neben einer in seinem
Zentrum angeordneten Bohrung 8 zumindest zwei in gleich
mäßigem Abstand zur Bohrung 8 angeordnete Öffnungen 9 auf,
durch welche ein Gas-Luftgemisch in den Innenraum 10 des
Brennerelementes 1 einströmt. Die Einströmrichtung des Gas-
Luftgemisches ist durch die Pfeile 11 dargestellt.
Das ringförmige Element 4 weist im Vergleich zu dem ring
förmigen Element 5 lediglich eine in seinem Zentrum ange
ordnete Bohrung 12 auf, die koaxial zur Bohrung 8 im ring
förmigen Element 5 angeordnet ist und welche Bohrungen 8
und 12 von einer Gewindestange 13 durchgriffen sind. Die
Gewindestange 13 weist jeweils außenseitig eine aufge
schraubte Mutter 14 auf, welche sich jeweils über eine
Unterlegscheibe 15 auf der Stirnfläche 16 der ringförmigen
Elemente 4 bzw. 5 abstützt. Die Gewindestange 13 bildet mit
den Muttern 14 und den Unterlegscheiben 15 einen Zuganker.
Im unmittelbaren Bereich des ringförmigen Elementes 5
innerhalb des Innenraumes 10 ist ein Verteilerelement 17 an
der Gewindestange 13 befestigt, welches Verteilerelement 17
das in Richtung der Pfeile 11 einströmende Gas-Luftgemisch
gleichmäßig an der Innenwandung 18 des Keramikmantels 2
verteilt, so daß das Gas-Luftgemisch durch eine Vielzahl
von Durchtrittskanälen 19 in den Bereich der Außenmantel
fläche 7 gelangt, wo das Gas-Luftgemisch zur Erwärmung
verbrannt wird.
Die Durchtrittskanäle 19 sind in gleichmäßigem Abstand zu
einander über die gesamte Außenmantelfläche 7 des Brenner
elementes 1 verteilt angeordnet, so daß die Durchtritts
kanäle 19 ein Nadellochbild bilden.
Die Ausströmrichtung des Gas-Luftgemisches aus dem Innenraum
10 durch die Durchtrittskanäle 19 ist durch die Pfeile 20
angedeutet.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Brenner
elementes 1 dargestellt, die sich nur insofern von der
ersten Ausführungsform des Brennerelementes 1 gemäß Fig. 1
unterscheidet, daß einige der Durchtrittskanäle 19 in einer
kalottenförmigen Öffnung 21 enden, welche im Oberflächen
bereich der Außenmantelfläche 7 angeordnet sind.
In den Fig. 3 und 5 sind die jeweiligen Keramikmäntel 2 der
beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 darge
stellt. Hierbei ist deutlich zu erkennen, daß der Keramik
mantel 2 einen beidseitig offenen Innenraum 10 hat, welcher
gemäß den Fig. 1 und 2 durch die ringförmigen Elemente 4
bzw. 5 abgeschlossen wird.
Die Fig. 4 und 6 zeigen einen Ausschnitt der Oberfläche der
Außenmantelfläche 7, wobei in Fig. 4 deutlich zu erkennen
ist, daß die Durchtrittskanäle 19 gleiche Durchmesser auf
weisen, wobei die Durchtrittskanäle 19 insgesamt ein eng
maschiges Nadellochbild bilden. Im Vergleich dazu zeigt die
Fig. 6 ergänzend die Anordnung der kalottenförmigen
Öffnungen, die jeweils sieben benachbart angeordnete
Durchtrittskanäle 19 zusammenfassen. Die Oberfläche der
Außenmantelfläche 7 des Keramikmantels 2 gemäß Fig. 5 ist
somit strukturiert ausgebildet, wogegen die Oberfläche der
Außenmantelfläche 7 des Keramikmantels 2 gemäß Fig. 3 eine
glatte Oberfläche aufweist.
In den Fig. 7 bis 11 sind verschiedene Ausführungsformen
des Keramikmantels 2 im Querschnitt dargestellt. Gemäß Fig.
7 ist die Außenmantelfläche 7 des Keramikmantels 2 im
wesentlichen entsprechend der Mantelfläche eines Zylinders
ausgebildet, wogegen die Innenwandung 18 des Keramikmantels
2 polygonal ausgebildet ist. Die benachbarten Keramik
elemente 3 sind entlang ihrer Längskanten 22 auf Gehrung
gearbeitet und zwar derart, daß die Längskanten 22 der
Keramikelemente 3 radial zur Außenmantelfläche 7 des
Keramikmantels 2 verlaufen. Zwischen benachbarten Keramik
elementen 3 ist darüberhinaus in der Außenmantelfläche 7 im
Bereich der Längskanten 22 jeweils eine in Längsrichtung
des Keramikmantels 2 verlaufende nutförmige Vertiefung
angeordnet.
Die einzelnen Keramikelemente 3 gemäß den Ausführungsformen
nach den Fig. 7 und 8 sind einerseits durch die ringförmi
gen Elemente 4 und 5 miteinander verbunden. Andererseits
kann zwischen den benachbarten Keramikelementen 3 ein
Kleber auf die Längskanten 22 aufgetragen sein, der die
benachbarten Keramikelemente 3 miteinander verklebt.
Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 9 und 10 unterscheiden
sich demgegenüber von den Ausführungsformen gemäß den Fig.
7 und 8 dadurch, daß zwischen benachbarten Keramikelementen
3 eine keramische Dichtung 24 angeordnet ist. Diese
Dichtungen 24 dienen der Abdichtung der benachbarten
Keramikelemente 3, die ausschließlich durch stirnseitig
angeordnete ringförmige Elemente 4 und 5 miteinander
verbunden sind.
Zur Herstellung eines Brennerelementes 1 gemäß den Fig. 1
und/oder 2 aus keramischem Material, für einen Strah
lungsbrenner, insbesondere für einen Infrarotstrahlungs
brenner, der mit flüssigen oder gasförmigen, insbesondere
fossilen Brennstoffen betreibbar ist, ist vorgesehen, daß
mehrere, vorzugsweise sechs Keramikelemente 3 in einem
geschlossenen Polygonzug angeordnet und miteinander ver
bunden werden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein,
daß die ursprünglich quaderförmig ausgebildeten Keramik
elemente 3 an ihrer Außenmantelfläche 7 kreisbogenab
schnittförmig geschliffen und anschließend die Längskanten
22 eines jeden Keramikelementes 3 auf Gehrung geschnitten
werden. In einem nachfolgenden Schritt können dann die
Längskanten 22 mit einem temperaturbeständigen Keramik
kleber bestrichen werden, bevor die Längskanten 22 benach
barter Keramikelemente 3 miteinander verklebt werden.
Ergänzend kann hierzu das Keramikelement 2 mit den beiden
ringförmigen Elementen 4 und 5 endseitig versehen werden,
die anschließend über die Gewindestange 13 miteinander ver
spannt werden, wobei darauf zu achten ist, daß der auf die
Keramikelemente 3 übertragene axiale Druck nicht zu hoch
ist, so daß im warmen Zustand Beschädigungen an den
Keramikelementen 3 nicht erfolgen können.
Alternativ zu dem voranstehend genannten Klebemittel können
zwischen benachbarten Keramikelementen 3 keramische
Dichtungen 24 angeordnet werden. Diese keramischen
Dichtungen 24 bestehen aus mattenartigen Gebilden, welche
den Zwischenraum zwischen benachbarten Keramikelementen 3
abdichten. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung des
Brennerelementes 1 ist es zwingend notwendig, daß die
Keramikelemente 3 über die ringförmigen Elemente 4 und 5
miteinander verbunden werden, wenn nicht zusätzlich ein
Kleber auf die Längskanten 22 der Keramikelemente 3
aufgetragen wird.
Um einen Keramikmantel 2 zu erzielen, der entsprechend den
Ausführungsformen gemäß den Fig. 8 und 11 ausgebildet ist,
ist es notwendig, daß nicht nur die Außenmantelfläche 7 der
einzelnen Keramikelemente 3 kreisbogenabschnittförmig
geschliffen werden, sondern daß auch die Innenwandung 18 in
entsprechender Weise ausgebildet wird. Hierzu sind generell
zwei Möglichkeiten vorgesehen. Zum einen besteht die Mög
lichkeit, daß die einzelnen Keramikelemente 3 vor dem
Zusammenfügen der Keramikelemente 3 zum Keramikmantel 2
sowohl auf der Außenmantelfläche 7 als auch auf der Innen
wandung 18 schleifend bearbeitet werden, um einen kreis
bogenabschnittförmigen Teil des Keramikmantels 2 zu
schaffen. Andererseits besteht die alternative Möglich
keit, die Keramikelemente 3 in einem ersten Schritt an
ihren Außenmantelflächen 7 kreisbogenabschnittförmig zu
schleifen, anschließend die geschliffenen Keramikelemente 3
zum Keramikmantel 2 zusammenzufügen und schließlich die zu
diesem Zeitpunkt noch polygonal ausgebildete Innenwandung
18 parallel zur Außenmantelfläche 7 zu schleifen. Vorteil
dieser zuletzt genannten Möglichkeit ist, daß ein gleich
mäßigeres Ergebnis im Bereich der Innenwandung 18 erziel
bar ist, wogegen der Vorteil der erstgenannten Möglichkeit
der erfindungsgemäßen Herstellungsweise eines erfindungs
gemäßen Brennerelementes 1 darin liegt, daß das Beschlei
fen der einzelnen Keramikelemente 3 technisch weniger auf
wendig ist.
Claims (29)
1. Brennerelement in im wesentlichen rohrförmiger
Ausgestaltung aus keramischem Material für einen
Strahlungsbrenner, insbesondere Infrarotstrahlungs
brenner, der mit flüssigen oder gasförmigen, ins
besondere fossilen Brennstoffen betreibbar ist,
gekennzeichnet durch
mehrere miteinander verbundene, im wesentlichen gleich
ausgebildete plattenförmige Keramikelemente (3), die
über ihre gesamte Fläche eine Vielzahl von Durch
trittskanälen (19) für das Brennstoff-Luftgemisch
aufweisen, wobei die Keramikelemente (3) in einem
geschlossenen Polygonzug zueinander angeordnet sind.
2. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) im Bereich ihrer
aneinander angrenzenden Kanten (22) auf der Außen
mantelfläche (7) abgerundet sind.
3. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) auf ihrer Innenfläche (18)
konkav ausgebildet sind.
4. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) an ihren aneinander an
grenzenden Kanten (22) auf Gehrung gearbeitet sind,
vorzugsweise derart, daß die Verbindungsebene zwischen
benachbarten Keramikelementen (3) radial zu einer
Öffnung im Brennerelement (1) angeordnet sind.
5. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) miteinander verbunden,
vorzugsweise verklebt sind, wobei insbesondere ein
temperaturbeständiger Keramikkleber verwendet wird.
6. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen benachbarten Keramikelementen (3) ein
insbesondere als Matte ausgebildetes Keramikdicht
element (24) als Verbinder angeordnet ist.
7. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) mit zumindest einem, im
wesentlichen ringförmigen, d. h. an die
Außenmantelfläche (7) der Keramikelemente (3)
angepaßtes Element (4, 5) verbunden sind, das
vorzugsweise an einem axialen Ende der Keramik
elemente (3) aufgesteckt ist.
8. Brennerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ringförmige Element (4, 5) aus einem Material
besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im
wesentlichen mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des
keramischen Materials übereinstimmt.
9. Brennerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ringförmige Element (4, 5) im Querschnitt
L-förmig oder U-förmig ausgebildet ist.
10. Brennerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ringförmige Element (4, 5) zur Verbindung
axial benachbarter Keramikelemente (3) im Querschnitt
T-förmig oder H-förmig ausgebildet ist.
11. Brennerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ringförmige Element (4, 5) einen die Öffnung
abdeckenden Deckel aufweist.
12. Brennerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei an den axialen Enden angeordnete ringförmige
Elemente (4, 5) miteinander, beispielsweise über einen
Zuganker verbunden sind.
13. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Keramikelement (3) im Bereich seiner anein
ander angrenzenden Kanten (22) eine Nut aufweist.
14. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in axialer Richtung benachbart angeordnete
Keramikelemente (3) über Nut-Feder-Verbindungen
formschlüssig miteinander verbunden sind.
15. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchtrittskanäle (19) als Nadellochbild
ausgebildet und angeordnet sind.
16. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesser der Durchtrittskanäle (19) in
Abhängigkeit der Materialstärke des Keramikelementes
(3) ausgebildet sind, um einen gleichmäßigen Wider
stand in allen Durchtrittskanälen (19) zu erzielen.
17. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) über ihre gesamte Fläche
eine gleichmäßige Materialstärke aufweisen.
18. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Polygonzug aus einer geradzahligen Anzahl,
vorzugsweise aus sechs, acht oder mehr Keramik
elementen (3) besteht.
19. Brennerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der vom Polygonzug gebildeten Öffnung (10) ein
Verteilerelement (17) angeordnet ist.
20. Brennerelement nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verteilerelement (17) im Bereich der Einzugs
öffnung (9) der Brennstoffe angeordnet ist.
21. Brennerelement nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verteilerelement (17) am Zuganker befestigt
ist.
22. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche (7) der einzelnen plattenförmigen
Keramikelemente (3) strukturiert ist.
23. Brennerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Teil der Durchtrittskanäle (19) im
Bereich der Oberfläche (7) der plattenförmigen
Keramikelemente (3) in vorzugsweise kalottenförmig
ausgebildeten Öffnungen (21) endet.
24. Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen ring
förmigen Brennerelementes (1) aus keramischem Material
(2), für einen Strahlungsbrenner, insbesondere für
einen Infrarotstrahlungsbrenner, der mit flüssigen
oder gasförmigen, insbesondere fossilen Brennstoffen
betreibbar ist, wobei mehrere plattenförmige Keramik
elemente (3) in einem geschlossenen Polygonzug ange
ordnet und miteinander verbunden werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) im Bereich ihrer anein
ander angrenzenden Kanten (22), kreisbogenabschnitt
förmig geschliffen werden, um eine möglichst gleich
mäßig abgerundete Außenmantelfläche (7) zu erzielen.
26. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) vor dem Zusammensetzen des
Brennerelementes (1) an der Außenfläche (7) und/oder
der Innenfläche (18) kreisbogenabschnittförmig
geschliffen werden.
27. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) nach dem Zusammensetzen
des Brennerelementes (1) an der Außenfläche (7) und/oder
Innenfläche (18) kreisbogenabschnittförmig ge
schliffen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikelemente (3) miteinander verklebt
werden.
29. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden axialen Enden der Keramikelemente (3)
jeweils ein ringförmiges Element (4, 5) aufgesetzt
wird.
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