DE19847042A1 - Porous mat for oil or gas burner consists of ceramic and or metal fibers or fiber pieces, with openings in of varying cross section - Google Patents

Porous mat for oil or gas burner consists of ceramic and or metal fibers or fiber pieces, with openings in of varying cross section

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Abstract

The highly porous mat (1) is made of ceramic and or metal fibers and or fiber pieces (2) permanently joined together. Distributed over the plane of the mat are places possessing varying gas-permeability in the form of openings (3,4) with differing cross-sections for flow. The cross-section of the holes changes continually.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hochporöse Brennermatte für Gas- und/oder Ölbrenner, die
The invention relates to a highly porous burner mat for gas and / or oil burners, the

  • - aus dauerhaft miteinander verbundenen keramischen und/oder metallischen Fasern und/oder Faserabschnitten besteht, und- Made of permanently connected ceramic and / or metallic fibers and / or fiber sections, and
  • - verteilt über die Mattenebene Stellen mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit in Form von Öffnungen aufweist.- Spread over the mat level with different locations Has gas permeability in the form of openings.

Brenner für Gas- und/oder Ölbrenner sind in zwei unterschiedlichen Typen bekannt.Burners for gas and / or oil burners are of two different types known.

Brenner des einen Typs weisen hochporöse Brennermatten auf, die aus dauerhaft, z. B. in Form eines Vlies, Gewebes, Gewirkes oder Geflechtes, miteinander verbundenen keramischen und/oder metallischen Fasern und/oder Faserabschnitten bestehen.Burners of one type have highly porous burner mats that are made of permanently, e.g. B. in the form of a fleece, fabric, knitted fabric or braid, interconnected ceramic and / or metallic fibers and / or Fiber sections exist.

Die bekannten derartigen Faser-Brennermatten unterscheiden sich insbesondere durch die Art und die Verbindung der Fasern bzw. Faserabschnitte sowie durch die innere Struktur der Brennermatte.The known fiber burner mats of this type differ in particular by the type and connection of the fibers or fiber sections as well through the internal structure of the burner mat.

Es ist eine flammenlose Brennermatte der Firma GES (Global Environmental Solutions, Can Clemente, Californien) durch Zurschaustellung auf der DOMOTECHNIKA 2/1993 bekannt geworden, bei der Siliziumcarbid-Fasern durch ein chemisches Verfahren zu einer relativ gleichförmigen Verbundstruktur zusammengeschweißt sind. It is a flameless burner mat from GES (Global Environmental Solutions, Can Clemente, California) through display at DOMOTECHNIKA 2/1993 became known for silicon carbide fibers through a chemical process to a relatively uniform Composite structure are welded together.  

Brennermatten aus Siliziumcarbid-Fasern zeigt auch die EP 0 638 771 B1.Burner mats made of silicon carbide fibers are also shown in EP 0 638 771 B1.

Durch die EP 0 390 255 ist eine Brennermatte bekannt geworden, bei der metallische Fasern durch Sintern zu einer Verbundstruktur miteinander verbunden sind. Um zu vermeiden, daß sich durch die ständig wechselnde hohe thermische Beanspruchung und (natürliche) Inhomogenitäten in der Verbundstruktur örtlich kleine Brennkrater ausbilden, ist die brennerseitige Fläche mit einer Gitterstruktur versehen, bei der die Gitterlinien als vertiefte Rillen ausgebildet sind, in deren Verlauf die darunter liegende Verbundstruktur verdichtet ist und damit eine geringere Porösität als in den Nachbarzonen aufweist.A burner mat is known from EP 0 390 255 in which metallic fibers by sintering into a composite structure with each other are connected. To avoid being constantly changing high thermal stress and (natural) inhomogeneities in the The burner-side is to form the composite structure of locally small burning craters Provide the surface with a grid structure in which the grid lines are recessed Grooves are formed, in the course of which the underlying composite structure is densified and therefore less porous than in the neighboring zones having.

Zur Erzeugung einer individuell anpaßbaren Temperaturverteilung über eine Faser-Brennermatte ist es durch die DE 44 45 426 A1 bekannt geworden, in der Brennermatte Bereiche mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit auszubilden, wobei in bevorzugter Ausführungsform diese Bereiche keine Gasdurchlässigkeit mehr aufweisen.To create an individually adjustable temperature distribution over a Fiber burner mat is known from DE 44 45 426 A1, in the burner mat areas with different gas permeability to train, in a preferred embodiment, these areas none Have more gas permeability.

Brenner des anderen Typs besitzen gelochte oder perforierte Brennerplatten aus keramischem Material. Solche Brennerplatten sind beispielsweise durch die DE-PS 24 40 701 (Schwank-Brenner) bekannt geworden.Burners of the other type have perforated or perforated burner plates ceramic material. Such burner plates are, for example, by the DE-PS 24 40 701 (Schwank burner) become known.

Beide Typen haben für sich gesehen Vor- und Nachteile. So zeichnen sich poröse Brennermatten durch ihre stabile Verbrennung aus, insbesondere vermindern sie durch ihre besondere Strömungscharakteristik ein frühzeitiges Abheben der Flammen bei Betrieb des Gasbrenners mit in der Praxis vorkommenden Grenzgasen. Die Flammenfront brennt bei den Brennermatten als Flammenteppich und nicht als Vielzahl einzelner Flammen.Both types have advantages and disadvantages. So draw yourself porous burner mats characterized by their stable combustion, in particular reduce their early flow due to their special flow characteristics Raising the flames when operating the gas burner in practice occurring limit gases. The flame front burns at the burner mats as a flame carpet and not as a multitude of individual flames.

Bei gelochten Brennerplatten hingegen brennt in jedem der vielen Tausend Löcher eine kleine Flamme die, bedingt durch die definierte Geometrie der Löcher, ein scharf umrissenes Strömungsprofil aufweist. Diese "gerichtete" Strömung führt im Vergleich zu einer verwirbelten Strömung in einer porösen Brennermatte zu einem deutlich niedrigeren Druckabfall der Brennerplatte. Es ist daher möglich, den Brenner bei geeigneter Auslegung atmosphärisch, d. h. ohne Zwangsbelüftung mit einem Gebläse, zu betreiben. Nachteilig bei solchen Brennerplatten ist der geringe Modulationsbereich bedingt durch die Neigung zum Abheben der Flammen bei hoher Belastung oder bei Betrieb mit einem dafür kritischen Grenzgas. Bei hoher Flächenbelastung neigt die Brennerplatte zudem zur Verglasung und damit einhergehend zu Bruch.In contrast, perforated burner plates burn in each of the many thousands Holes a small flame which, due to the defined geometry of the  Holes, has a sharply defined flow profile. This "directed" Flow leads to a swirling flow in a porous one Burner mat for a significantly lower pressure drop in the burner plate. It is therefore possible to set the burner atmospherically d. H. to operate with a fan without forced ventilation. A disadvantage of such burner plates is the small modulation range due to Tendency to lift the flames under high load or when operating with a critical limit gas. With a high wing load the tends Burner plate also for glazing and therefore breakage.

Um diese Nachteile abzumildern, sind auch perforierte Brennerplatten aus poröser Keramik durch die US 4,673,349 bekannt geworden, die ein Porenvolumen von mehr als 30 Vol.-% aufweisen, wobei die poröse Keramik aus einem Verbundwerkstoff besteht, der 2-50 Gew.-% anorganische, insbesondere keramische Fasern, enthalten kann.To alleviate these disadvantages, perforated burner plates are also made porous ceramics known from US 4,673,349, the one Have pore volumes of more than 30 vol .-%, the porous ceramic consists of a composite material, the 2-50 wt .-% inorganic, in particular ceramic fibers.

Es ist dabei durch die EP 0 549 476 A2 bekannt geworden, zur Verbesserung der Verbrennung bei derartigen Brennerplatten die Strömungswiderstände über die Brennerplattenebene unterschiedlich auszubilden, beispielsweise durch Bereiche der Brennerplatte mit unterschiedlicher Dicke, Löcher mit unterschiedlichen Durchmessern in verschiedenen Bereichen sowie in ausgewählten Bereichen angeordneten Löchern.It has become known from EP 0 549 476 A2, for improvement the combustion resistance in the case of such burner plates to design the burner plate level differently, for example by Areas of the burner plate with different thickness, holes with different diameters in different areas as well as in holes arranged in selected areas.

Es ist jedoch nicht nur bekannt, Brennerplatten aus keramischem Material des zweiten Typs, sondern auch Faser-Brennermatten des ersten Typs mit Löchern zu versehen, d. h. zu perforieren. Die Ergebnisse über die Untersuchungen der N.V. Nederlandse Gasunie an einer derartigen Faser-Brennermatte der Firma GES, bestehend aus miteinander verschweißten Siliziumcarbid-Fasern, die Öffnungen von 0,8 mm, angeordnet in gleichseitigen Dreiecken mit einer Seitenlänge von 2,4 mm aufweist, wobei die perforierte Fläche einen Anteil von 10% der Gesamt-Brennerfläche ausmacht, sind in dem Gasunie-Sub- Report TR/0 95.R.1501, "Domestic Boiler Burners", vom 28. 2. 1995 beschrieben.However, it is not only known burner plates made of ceramic material second type, but also fiber burner mats of the first type with holes to provide, d. H. to perforate. The results of the investigations of the N.V. Nederlandse Gasunie on such a fiber burner mat from the company GES, consisting of silicon carbide fibers welded together 0.8 mm openings arranged in equilateral triangles with a Side length of 2.4 mm, with the perforated surface a portion of 10% of the total burner area are in the Gasunie sub  Report TR / 0 95.R.1501, "Domestic Boiler Burners", February 28, 1995 described.

Die Erfindung geht von derartigen perforierten Faser-Brennermatten aus.The invention is based on such perforated fiber burner mats.

Die Perforationen in Form von zylindrischen Löchern in der bekannten Faser- Brennermatte führen zwar zu einem geringeren Strömungswiderstand, jedoch läßt die Flammenstabilität noch zu wünschen übrig.The perforations in the form of cylindrical holes in the well-known fiber Burner mat lead to a lower flow resistance, however the flame stability still leaves something to be desired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Brennermatte so auszubilden, daß bei verringertem Strömungswiderstand die Flammenstabilität deutlich verbessert wird.The invention is based on the object, the one mentioned Form burner mat so that with reduced flow resistance Flame stability is significantly improved.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Öffnungen, ausgebildet als die Brennermatte durchdringende Perforationsöffnungen, unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen.This object is achieved according to the invention in that the Openings formed as penetrating the burner mat Perforation openings have different flow cross-sections.

Alternativ gelingt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Öffnungen als Sacklöcher ausgebildet sind.Alternatively, the object is achieved in that the Openings are formed as blind holes.

Durch die unterschiedlichen Strömungsquerschnitte der Perforationslöcher bzw. durch einen Sandwich-Aufbau der Brennermatte mit Sacklöchern und einer benachbarten durchgehenden Faser-Lage, d. h. mit diskontinuierlich sich veränderndem Strömungsquerschnitt, läßt sich bei verringertem Strömungswiderstand die Flammenstabilität deutlich verbessern.Due to the different flow cross-sections of the perforation holes or by sandwiching the burner mat with blind holes and one adjacent continuous fiber layer, d. H. with discontinuous oneself changing flow cross-section, can be reduced Flow resistance significantly improve flame stability.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Brennermatte mit Vorteil
It has been shown that the burner mat according to the invention is advantageous

  • - in einem großen Modulationsbereich zwischen 100-1100 kw/m2 eine stabilere Verbrennung ermöglicht und damit über einen fließenden Übergang vom Betrieb im Strahlungsbereich im unteren Leistungsspektrum in einen Blauflammenbereich im höheren Leistungsspektrum verfügt, und- in a large modulation range between 100-1100 kw / m 2 enables more stable combustion and thus has a smooth transition from operation in the radiation range in the lower power range to a blue flame range in the higher power range, and
  • - eine hohe Flammstabilität besitzt.- has high flame stability.

Darüber hinaus
Furthermore

  • - sind mit Vorteil über einen weiten Modulationsbereich die Abgaswerte optimal (CO < 20 ppm, NO2x < 40 ppm) und- The exhaust gas values are advantageous over a wide modulation range (CO <20 ppm, NO2 x <40 ppm) and
  • - kann aufgrund der spezifischen Eigenschaften des hochporösen Trägermaterials auf kleiner Brennerfläche eine hohe Leistung installiert werden, was zu einer kompakten Bauweise des gesamten Systems führt und was damit auch zu neuen Designmöglichkeiten bei gleichzeitig vergleichsweise niedrigeren Herstellkosten beiträgt.- Can due to the specific properties of the highly porous Carrier material installed on a small burner surface a high performance become, which leads to a compact design of the entire system and what about new design options at the same time comparatively lower manufacturing costs.

Für den Fachmann sind verschiedene Lochausführungen denkbar. Je nach Einsatzfall der Brennermatte und dem geforderten Leistungsspektrum läßt sich so die Brennermatte anwendungsspezifisch designen und die spezifischen Vorteile der Brennermatte können so voll genutzt werden.Various hole designs are conceivable for the person skilled in the art. Depending on The burner mat and the required range of services can be used design the burner mat application-specific and the specific ones The advantages of the burner mat can be fully exploited.

Ziel ist es, mit der jeweiligen Lochgeometrie ein definiertes Strömungsprofil einzustellen und die Flammenfront definiert abbrennen zu lassen. So führt zwar ein Loch mit einem sich nicht veränderndem freien Querschnitt zu einer gleichmäßigen Strömung pro Loch und daher in Summe zu einem sehr geringen Strömungswiderstand der Brennermatte, jedoch läßt die Flammenstabilität noch zu wünschen übrig.The aim is to create a defined flow profile with the respective hole geometry adjust and let the flame front burn down in a defined way. So leads a hole with an unchanging free cross section to one uniform flow per hole and therefore in total to a very low flow resistance of the burner mat, but leaves the Flame stability still to be desired.

Diese läßt sich gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung verbessern, wenn die Löcher so ausgebildet sind, daß sich ihr freier Querschnitt kontinuierlich ändert. Neben einer Verbesserung der Flammenstabilität läßt sich dabei auch der Strömungswiderstand reduzieren.According to a first development of the invention, this can be improved, if the holes are designed so that their free cross-section  changes continuously. In addition to an improvement in flame stability the flow resistance is also reduced.

Alternativ dazu kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Brennermatte so ausgebildet sein, daß sich ihr freier Querschnitt diskontinuierlich ändert. Derartige diskontinuierliche, d. h. sprunghafte Veränderungen des Lochquerschnitts führen zu einer tendenziell verwirbelten Strömung, was den Strömungswiderstand zwar erhöht, die Flammenstabilität aber positiv beeinflußt, d. h. die Abhebeneigung der Flammen reduziert.Alternatively, according to another embodiment of the invention Burner mat should be designed so that its free cross-section discontinuously changes. Such discontinuous, i.e. H. erratic Changes in the hole cross section tend to result in a turbulent Flow, which increases the flow resistance, the flame stability but positively influenced, d. H. the flames' tendency to take off is reduced.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung läßt sich die Flammenstabilität ebenfalls verbessern, wenn die Löcher so ausgebildet sind, daß sich ihr freier Querschnitt abschnittsweise kontinuierlich und diskontinuierlich ändert.According to a third embodiment of the invention, the Also improve flame stability if the holes are made that their free cross-section is continuous and discontinuously changes.

Eine diskontinuierliche Veränderung des Strömungsquerschnittes läßt sich auch durch den bereits beschriebenen Sandwichaufbau erzielen, mit den beiden Varianten, daß die Sacklöcher brennflächenseitig in der Brennermatte ausgebildet sind, oder daß die Sacklöcher auf der der Brennfläche abgewandten Seite in der Brennermatte ausgebildet sind.A discontinuous change in the flow cross section can also be done through the sandwich construction already described, with the two Variants that the blind holes on the combustion surface in the burner mat are formed, or that the blind holes on the side facing away from the focal surface Page are formed in the burner mat.

Die Löcher müssen nicht zwingend rotationssymmetrisch, insbesondere zylindrisch, ausgebildet sein. Sie können gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung auch einen ovalen Querschnitt aufweisen bzw. können auch schlitzförmig ausgebildet sein.The holes do not necessarily have to be rotationally symmetrical, in particular be cylindrical. According to an embodiment of the Invention also have an oval cross section or can also be slit-shaped.

Entsprechend lassen sich die spezifischen Vorteile verschiedener Lochgeometrien geeignet kombinieren und für den jeweiligen Anwendungsfall mäßschneidern.Accordingly, the specific advantages can be different Combine hole geometries suitably and for the respective application tailor-made.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen sowie anhand der Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further refinements and advantages of the invention result from Subclaims and based on the description of in the drawings illustrated embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsform der Brennermatte nach der Erfindung mit konisch konfigurierten Perforationslöchern, Fig. 1 in a cross sectional view of a detail of a first embodiment of the burner mat according to the invention having a conically configured perforation,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 1 mit Perforationslöchern mit einem kreisrunden Querschnitt, Fig. 2 is a plan view of the burner mat of FIG. 1 with perforation holes with a circular cross section,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 1 mit Perforationslöchern mit einem ovalen Querschnitt, Fig. 3 is a plan view of the burner mat of FIG. 1 with perforation holes with an oval cross section,

Fig. 4 in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsform der Brennermatte nach der Erfindung mit als Senklöchern konfigurierten Perforationslöchern, Fig. 4 in a cross-sectional view of a detail of a second embodiment of the burner mat according to the invention configured as countersunk holes perforations,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 4 mit Perforationslöchern mit kreisrundem Querschnitt, Fig. 5 is a plan view of the burner mat according to Fig. 4 with perforation holes with a circular cross-section,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 4 mit Perforationslöchern mit ovalem Querschnitt, Fig. 6 is a plan view of the burner mat according to Fig. 4 with perforation holes with an oval cross section,

Fig. 7 in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennermatte mit Perforationsöffnungen, die jeweils durch ein sich kontinuierlich verjüngendes zylindrisches Loch gebildet werden, Fig. 7 in a cross-sectional view of a detail of a third embodiment of the burner mat according to the invention with perforation, which are each formed by a continuously tapered cylindrical hole,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 7, Fig. 8 is a plan view of the burner mat according to Fig. 7,

Fig. 9 in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform der Brennermatte nach der Erfindung mit angetasten Senklöchern als Perforationsöffnungen, Fig. 9 in a cross-sectional view of a detail of a further embodiment of the burner mat according to the invention with attached buttons countersunk holes as the perforation,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 9, Fig. 10 is a plan view of the burner mat according to Fig. 9,

Fig. 11 in einer Querschnittsansicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennermatte mit sich kontinuierlich verengenden Senklöchern als Perforationsöffnungen, Fig. 11 in a cross-sectional view of another embodiment of the burner mat continuously with the tapering countersunk holes invention as a perforation,

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Brennermatte nach Fig. 11, Fig. 12 is a plan view of the burner mat according to Fig. 11,

Fig. 13 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennermatte mit zylindrischen Perforationslöchern, in die Fasern hineinreichen, Fig. 13 is a cross sectional view of another embodiment of the burner mat according to the invention with cylindrical perforation holes, extend into the fibers,

Fig. 14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennermatte, dargestellt in einer Querschnittsansicht, mit einem sandwichartigen Aufbau aus einem perforierten und einem unperforierten Mattenteil, wobei der perforierte Mattenteil gasanströmseitig angeordnet ist, Fig. 14 shows a further embodiment of the burner mat according to the invention, shown in a cross-sectional view, with a sandwich-like structure of a perforated and an unperforated web portion, said perforated web portion is arranged gasanströmseitig,

Fig. 15 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennermatte, dargestellt in einer Querschnittsansicht, mit einem sandwichartigen Aufbau aus einem perforierten und einem unperforierten Mattenteil, wobei der perforierte Mattenteil brennflächenseitig angeordnet ist, und Fig. 15 shows a further embodiment of the burner mat according to the invention, shown in a cross-sectional view, with a sandwich-like structure of a perforated and an unperforated web portion, said perforated web portion is arranged burning surface side, and

Fig. 16 in einer Querschnittsansicht eine weitere Ausführungsform der Brennermatte nach Erfindung mit einer unterschiedlichen Dichteverteilung der Fasern über die Mattendicke, Fig. 16 in a cross-sectional view of another embodiment of the burner mat according to the invention with a different density distribution of the fibers over the mat thickness,

Fig. 17 den Verlauf der Porosität über die Plattendicke bei der Ausführungsform nach Fig. 16. Fig. 17 shows the course of the porosity on the plate thickness in the embodiment of Fig. 16.

Die Fig. 1 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Ausschnitt aus einer hochporösen Faser-Brennermatte 1 für Gas- und/oder Ölstrahlungsbrenner, die aus dauerhaft miteinander verbundenen keramischen und/oder metallischen Fasern und/oder Faserabschnitten 2 besteht. Vorzugsweise kommen als Fasern 2 keramische Fasern in Form von Siliziumkarbidfasern, z. B. vom Typ Tyranno Lox M UBE oder Aluminiumoxidfasern, z. B. vom Typ ALTEX SUMITOMO Jp in Frage, mit einer Faserstärke im Bereich von 13 µm. Diese Fasern bzw. Faserabschnitte sind auf üblicher Weise miteinander verbunden, z. B. mittels eines chemischen Verfahrens (Chemical vapor infiltration = CVI) miteinander verschweißt. Die Faser-Brennermatte 1, die im Anschluß an die Verbindung der Fasern zu einem Verbundkörper weitere Oberflächenbehandlungsschritte durchlaufen hat, besitzt beispielsweise eine Stärke im Bereich von 4 mm. Fig. 1 shows a cross-sectional view of a detail of a highly porous fiber burner mat 1 for gas and / or oil radiant burner, the ceramic made of permanently interconnected and / or metallic fibers and / or fiber portions 2 is composed. Preferably come as fibers 2 ceramic fibers in the form of silicon carbide fibers, e.g. B. of the type Tyranno Lox M UBE or aluminum oxide fibers, for. B. of the type ALTEX SUMITOMO Jp in question, with a fiber thickness in the range of 13 microns. These fibers or fiber sections are connected to each other in the usual way, for. B. welded together using a chemical process (Chemical vapor infiltration = CVI). The fiber burner mat 1 , which has undergone further surface treatment steps following the connection of the fibers to form a composite body, has, for example, a thickness in the range of 4 mm.

Die Brennermatte 1 weist verteilt über die Mattenebene Stellen mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit in Form von Öffnungen 3, 4 auf, die die Brennermatte als Perforationsöffnungen durchdringen und unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. Im Fall der Fig. 1 ändert sich dabei der Strömungsquerschnitt kontinuierlich entsprechend einer konischen Ausbildung der Perforationslöcher.Distributed over the mat plane, the burner mat 1 has locations with different gas permeability in the form of openings 3 , 4 , which penetrate the burner mat as perforation openings and have different flow cross sections. In the case of FIG. 1, the flow cross section changes continuously in accordance with a conical configuration of the perforation holes.

Die konisch zulaufenden Perforationslöcher können, wie in den Draufsichten gemäß den Fig. 2 und 3 auf die Brennermatte nach Fig. 1 alternativ dargestellt, Löcher 3 mit einem kreisförmigen Querschnitt (Fig. 2) oder Löcher 4 mit einem ovalen Querschnitt sein, wobei auch eine Ausführungsform denkbar ist, bei der die Brennermatte sowohl Löcher mit kreisrundem als auch mit ovalem Querschnitt aufweist. The tapered perforation holes can, as shown alternatively in the plan views according to FIGS. 2 and 3 on the burner mat according to FIG. 1, be holes 3 with a circular cross-section ( FIG. 2) or holes 4 with an oval cross-section, whereby also one Embodiment is conceivable in which the burner mat has both holes with a circular and an oval cross section.

Die Fig. 4 zeigt eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau 2 entsprechend Fig. 1, jedoch mit Öffnungen 5, 6, deren Querschnittsform sich diskontinuierlich, d. h. sprunghaft, entsprechend einer Ausbildung der Perforationslöcher als Senkloch ändert. Analog der Alternativ-Darstellung in den Fig. 2 und 3 besitzen, wie alternativ in den Draufsichten nach Fig. 5 bzw. 6 dargestellt, die Öffnungen 5 einen kreisrunden Querschnitt bzw. die Öffnungen 6 einen ovalen Querschnitt, wobei auch hier die Kombination beider Lochgeometrien in einer Brennermatte vorhanden sein können. FIG. 4 shows a burner mat 1 with a fiber package 2 according to Fig. 1, but with openings 5, 6, whose cross sectional shape discontinuously, ie erratic changes in accordance with an embodiment of the perforation holes as a countersunk hole. Analogously to the alternative representation in FIGS. 2 and 3, as alternatively shown in the plan views according to FIGS. 5 and 6, the openings 5 have a circular cross section and the openings 6 have an oval cross section, the combination of both hole geometries also here can be present in a burner mat.

Die Fig. 7 zeigt in einer Querschnittsansicht in Verbindung mit einer Draufsicht gemäß Fig. 8 eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau 2 entsprechend Fig. 1, bei der jedoch die Perforationsöffnungen jeweils als ein sich kontinuierlich verjüngendes zylindrisches Loch 7, d. h. ein Loch 7 mit kreisrundem Querschnitt, der sich nach oben trompetenartig aufweitet, ausgebildet sind. FIG. 7 shows a cross-sectional view in connection with a top view according to FIG. 8, a burner mat 1 with a fiber structure 2 corresponding to FIG. 1, but in which the perforation openings are each in the form of a continuously tapering cylindrical hole 7 , ie a hole 7 with a circular shape Cross-section that widens upward like a trumpet.

Die Fig. 9 zeigt in einer Querschnittsansicht in Verbindung mit einer Draufsicht nach Fig. 10 eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau 2 entsprechend den Darlegungen zur Fig. 1, bei der in einer Abwandlung zur Fig. 4 die Perforationsöffnungen jeweils als angefastes Senkloch 8 mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet sind, wobei auch bei dieser Ausführungsform die angefasten Senklöcher einen ovalen Querschnitt entsprechend der Darstellung in Fig. 6, oder eine Kombination beider Lochgeometrien, aufweisen können. Die angefasten Senklöcher 8 sind ein weiteres Beispiel für Perforationslöcher, deren Querschnitt sich diskontinuierlich ändert. FIG. 9 shows a cross-sectional view in connection with a top view according to FIG. 10, a burner mat 1 with a fiber structure 2 according to the explanations for FIG. 1, in which, in a modification to FIG. 4, the perforation openings each have a chamfered countersunk hole 8 with a circular Cross-section are formed, and in this embodiment, too, the chamfered countersunk holes can have an oval cross-section as shown in FIG. 6, or a combination of both hole geometries. The chamfered countersunk holes 8 are another example of perforation holes, the cross section of which changes discontinuously.

Die Fig. 11 zeigt in einer Querschnittsansicht in Verbindung mit einer Draufsicht nach Fig. 12 eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau 2 entsprechend den Darlegungen zur Fig. 1, bei der die Perforationslöcher jeweils durch ein sich kontinuierlich verengendes Senkloch 9 mit kreisrundem Querschnitt gebildet werden. Diese Senklöcher 9 sind ein Beispiel für Perforationsöffnungen, deren Querschnitt sich abschnittsweise kontinuierlich und diskontinuierlich ändert. FIG. 11 shows a cross-sectional view in connection with a top view according to FIG. 12 a burner mat 1 with a fiber structure 2 corresponding to the explanations for FIG. 1, in which the perforation holes are each formed by a continuously narrowing countersunk hole 9 with a circular cross-section. These countersunk holes 9 are an example of perforation openings, the cross section of which changes continuously and discontinuously in sections.

Die Fig. 13 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau 2 entsprechend Fig. 1, die zylindrische Perforationsöffnungen 10 aufweist, deren Strömungsquerschnitt sich diskontinuierlich durch Verengung des Lochquerschnittes mit Hilfe von im Loch 10 verteilten Fasern 2a ändert. Diese Maßnahme ist nicht auf zylindrische Perforationsöffnungen beschränkt, sondern kann auch bei den anderen Lochgeometrien angewendet werden. Fig. 13 shows a cross-sectional view of a burner mat 1 with a fiber package 2 according to Fig. 1, comprising the cylindrical perforation 10, whose cross section of flow discontinuously by narrowing the hole cross-section by means of the hole 10 distributed fibers 2 changes a. This measure is not limited to cylindrical perforation openings, but can also be used for the other hole geometries.

Die Fig. 14 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Brennermatte 1 mit einem Faseraufbau entsprechend den Darlegungen zur Fig. 1, die einen diskontinuierlich sich verändernden Strömungsquerschnitt durch einen sandwichartigen Aufbau aus einem nichtperforierten Mattenteil 2b und einem perforierten Mattenteil 2c aufweist. In dem perforierten Mattenteil 2c ist die Dichte der Fasern 2 höher als diejenige der Fasern 2 im Mattenteil 2b. Die Perforationsöffnungen 10 im Mattenteil 2c sind in dem Beispiel nach Fig. 14 als zylindrische Sacköffnungen ausgebildet. Sie können jedoch auch die anderen beschriebenen Lochgeometrien besitzen. Fig. 14 shows a cross-sectional view of a burner mat 1 having a fiber structure according to the teachings of Fig. 1, comprising a discontinuously changing flow cross-section through a sandwich-like structure of a non-perforated web portion 2b and a perforated web portion 2 c. In the perforated mat part 2 c, the density of the fibers 2 is higher than that of the fibers 2 in the mat part 2 b. In the example according to FIG. 14, the perforation openings 10 in the mat part 2 c are designed as cylindrical blind openings. However, they can also have the other hole geometries described.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 ist der perforierte Mattenteil 2c (wegen der höheren Dichte) relativ dünn im Vergleich zum nichtperforierten Mattenteil 2b ausgebildet und auf der Gasanströmseite der Brennermatte 1 angeordnet.In the embodiment according to FIG. 14, the perforated mat part 2 c (because of the higher density) is relatively thin compared to the non-perforated mat part 2 b and is arranged on the gas inflow side of the burner mat 1 .

Bei der sandwichartig aufgebauten Brennermatte 1 nach Fig. 15 mit einem ebenfalls sich diskontinuierlich verändernden Strömungsquerschnitt ist der unperforierte Mattenteil 2b gasanströmseitig angeordnet und relativ dünn ausgebildet sowie ist der perforierte Teil 2c brennflächenseitig angeordnet, wobei die Dichte der Fasern 2 in beiden Mattenteilen etwa gleich ist. Die Öffnungen 3-7 und 10 können, wie alternativ dargestellt, die unterschiedlichsten Lochgeometrien entsprechend den beschriebenen Formen aufweisen, wobei auch Löcher 8 und 9 entsprechend den Fig. 9 und 11 vorgesehen sein können.In the sandwich-like burner mat 1 according to FIG. 15, which also has a discontinuously changing flow cross-section, the imperforate mat part 2 b is arranged on the gas inflow side and is relatively thin, and the perforated part 2 c is arranged on the combustion surface side, the density of the fibers 2 being approximately the same in both mat parts is. The openings 3-7 and 10 can, as shown alternatively, have a wide variety of hole geometries corresponding to the shapes described, wherein holes 8 and 9 can also be provided according to FIGS. 9 and 11.

Die Fig. 16 zeigt in einer Querschnittsdarstellung eine besondere Ausführungsform der Brennermatte 1 mit einem sich kontinuierlich verändernden Strömungsquerschnitt durch eine Veränderung der Dichte der Fasern 2 über die Mattendicke, wobei der Gradient der Porosität gemäß der Darstellung in Fig. 17 einen unterschiedlichen Verlauf haben kann. FIG. 16 shows a cross-sectional representation of a special embodiment of the burner mat 1 with a continuously changing flow cross section by changing the density of the fibers 2 over the mat thickness, the gradient of the porosity as shown in FIG. 17 having a different course.

Der Durchmesser der Löcher in den beschriebenen Ausführungsformen liegt im Bereich von 1.0-1.6 mm, vorzugsweise zwischen 1.3-1.5 mm. Der Lochabstand beträgt 2.0-4.0 mm und liegt vorzugsweise im Bereich von 2.5-3.5 mm, wobei die unterschiedlichsten Verteilungsmuster der Löcher denkbar sind.The diameter of the holes in the described embodiments is in the range of 1.0-1.6 mm, preferably between 1.3-1.5 mm. The Hole spacing is 2.0-4.0 mm and is preferably in the range of 2.5-3.5 mm, the most varied distribution patterns of the holes are conceivable are.

Claims (19)

1. Hochporöse Brennermatte für Gas- und/oder Ölbrenner, die
  • - aus dauerhaft miteinander verbundenen keramischen und/oder metallischen Fasern und/oder Faserabschnitten besteht, und
  • - verteilt über die Mattenebene Stellen mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit in Form von Öffnungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen, ausgebildet als die Brennermatte durchdringende Perforationsöffnungen (3, 4; 5, 6; 7; 8; 9; 10), unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen.1. Highly porous burner mat for gas and / or oil burners
  • - consists of permanently interconnected ceramic and / or metallic fibers and / or fiber sections, and
  • - distributed over the mat level with points with different gas permeability in the form of openings,
characterized in that the openings, formed as perforation openings ( 3 , 4 ; 5 , 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ) penetrating the burner mat, have different flow cross sections. 2. Hochporöse Brennermatte für Gas- und/oder Ölbrenner, die
  • - aus dauerhaft miteinander verbundenen keramischen und/oder metallischen Fasern und/oder Faserabschnitten besteht, und
  • - verteilt über die Mattenebene Stellen mit unterschiedlicher Gasdurchlässigkeit in Form von Öffnungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Sacklöcher (10) ausgebildet sind.2. Highly porous burner mat for gas and / or oil burners
  • - consists of permanently interconnected ceramic and / or metallic fibers and / or fiber sections, and
  • - distributed over the mat level with points with different gas permeability in the form of openings,
characterized in that the openings are formed as blind holes ( 10 ). 3. Brennermatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (10) unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen.3. Burner mat according to claim 2, characterized in that the blind holes ( 10 ) have different flow cross sections. 4. Brennermatte nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (3, 4; 7) so ausgebildet sind, daß sich ihr freier Querschnitt kontinuierlich ändert.4. Burner mat according to claim 1 or 3, characterized in that the holes ( 3 , 4 ; 7 ) are designed so that their free cross-section changes continuously. 5. Brennermatte nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (5, 6; 10) so ausgebildet sind, daß sich ihr freier Querschnitt diskontinuierlich ändert. 5. Burner mat according to claim 1 or 3, characterized in that the holes ( 5 , 6 ; 10 ) are formed so that their free cross section changes discontinuously. 6. Brennermatte nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (8; 9) so ausgebildet sind, daß sich ihr freier Querschnitt abschnittsweise kontinuierlich und diskontinuierlich ändert.6. Burner mat according to claim 1 or 3, characterized in that the holes ( 8 ; 9 ) are formed so that their free cross section changes continuously and discontinuously in sections. 7. Brennermatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (10) brennflächenseitig in der Brennermatte (1) ausgebildet sind.7. burner mat according to one of claims 2 to 6, characterized in that the blind holes ( 10 ) on the combustion surface side are formed in the burner mat ( 1 ). 8. Brennermatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (10) auf der der Brennfläche abgewandten Seite in der Brennermatte (1) ausgebildet sind.8. burner mat according to one of claims 2 to 6, characterized in that the blind holes ( 10 ) on the side facing away from the burning surface are formed in the burner mat ( 1 ). 9. Brennermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.9. burner mat according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the holes have a circular cross section exhibit. 10. Brennermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einen ovalen Querschnitt aufweisen.10. Burner mat according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the holes have an oval cross section. 11. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkonfiguration konisch ist.11. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that the hole configuration is conical. 12. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkonfiguration die eines Senkloches ist.12. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that the hole configuration is that of a countersunk hole. 13. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Löcher kontinuierlich verengt.13. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that the cross-section of the holes continuously narrows. 14. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkonfiguration die eines angefasten Senkloches ist. 14. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that the hole configuration is that of a chamfered countersunk hole.   15. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkonfiguration die eines Senkloches mit sich kontinuierlich verengendem Querschnitt ist.15. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that the hole configuration that of a countersunk hole with itself continuously is narrowing cross section. 16. Brennermatte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Löcher zur diskontinuierlichen Querschnittsänderungen Fasern in die Öffnungen hineinragen.16. Burner mat according to claim 9 or 10, characterized in that in the holes for discontinuous changes in cross section fibers the openings protrude. 17. Brennermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher schlitzförmig ausgebildet sind.17. Burner mat according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the holes are slit-shaped. 18. Brennermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Löchern 2.0-4.0 mm, vorzugsweise 2.5 bis 3.5 mm, beträgt.18. Burner mat according to one of claims 1 to 17, characterized characterized in that the distance between adjacent holes is 2.0-4.0 mm, preferably 2.5 to 3.5 mm. 19. Brennermatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdurchmesser 1.0 bis 1.6 mm, insbesondere 1.3 bis 1.5 mm, beträgt.19. Burner mat according to claim 17, characterized in that the Hole diameter 1.0 to 1.6 mm, in particular 1.3 to 1.5 mm, is.
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