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Die Erfindung betrifft eine Brennervorrichtung zur Wildkrautbeseitigung. Vorzugsweise kann eine solche Brennervorrichtung in der Landwirtschaft oder zur privaten Wildkrautbeseitigung eingesetzt werden.
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Insbesondere in der Landwirtschaft werden Methoden gesucht und auch teilweise bereits eingesetzt, um Wildkrautwuchs einzudämmen oder zu verhindern. Aufgrund der potentiellen oder teilweise auch offenkundigen Schadwirkung von chemischen Präparaten auf Organismen, insbesondere auch den menschlichen Organismus wollen viele landwirtschaftliche Betriebe derartige Produkte möglichst vermeiden. Als Alternative wird beispielsweise auf die thermische Wildkrautbeseitigung zurückgegriffen. Dabei ist das Ziel, insbesondere vor dem Austreiben der Nutzpflanzen bereits ausgetriebene Wildkräuter thermisch soweit zu schädigen, dass diese nicht weiter gedeihen können, insbesondere absterben. Entgegen landläufiger Annahme werden die bereits ausgetriebenen Pflanzen dabei üblicherweise nicht vollständig abgebrannt, sondern lediglich zu einem hinreichend hohen Anteil der jeweiligen Pflanze auf Temperaturen von etwa 70 Grad Celsius erhitzt, wodurch Proteine in den Zellwänden denaturieren und/oder aufgrund der Erhitzung Pflanzenzellen platzen, so dass die gesamte Pflanze zugrunde geht.
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Insbesondere in der Landwirtschaft oder Straßenreinigung werden dabei Brennervorrichtungen eingesetzt, die von einem Fahrzeug, bspw. einem Traktor oder dergleichen gezogen oder getragen werden und ein oder mehrere Flammenbänder - deren Länge oft etwa der Breite des Fahrzeugs entspricht - erzeugen. Probleme treten dabei häufig hinsichtlich der Stabilität der Flamme insbesondere gegen Wind, der Verschmutzung oder thermischen Schädigung von regelmäßig aus Messing gearbeiteten Brennerdüsen, durch die der Brennstoff in die Umgebung zur dortigen Vermischung mit Umgebungsluft für die Bildung eines brennbaren Gemischs abgegeben wird, auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brennervorrichtung zu Wildkrautbeseitigung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Brennervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die erfindungsgemäße Brennervorrichtung dient zur Wildkrautbeseitigung. Dazu weist die Brennervorrichtung eine rohrförmige Brennerleiste auf, die wiederum wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, an einer Austrittsfläche der Brennerleiste angeordnete Ausströmöffnungen umfasst. Des Weiteren umfasst die Brennervorrichtung (im Folgenden kurz: „der Brenner“) einen Brennstoffanschluss zur Zuführung von flüssigem Brennstoff, mittels dessen der Brenner im bestimmungsgemäßen Betrieb mit eine Brennstoffleitung strömungstechnisch verbunden ist. Außerdem umfasst der Brenner wenigstens ein Verdampferrohr zur Überführung des flüssigen Brennstoffs in eine Gasphase. Dieses oder das jeweilige Verdampferrohr ist dabei strömungstechnisch zwischen den Brennstoffanschluss und die Brennerleiste geschaltet. Das oder das jeweilige Verdampferrohr ist außerdem in Bezug auf eine Austrittsebene (die insbesondere mit der Austrittsfläche zusammenfällt) der Ausströmöffnungen austrittsseitig sowie seitlich zu einer Öffnungsachse der jeweiligen Ausströmöffnung versetzt angeordnet. Das heißt, dass das oder das jeweilige Verdampferrohr vorzugsweise zumindest teilweise in Ausströmrichtung gesehen auf Höhe der im bestimmungsgemäßen Betrieb vor den Ausströmöffnungen „stehenden“ Flamme (also des entzündeten Gas-Luft-Gemischs) angeordnet ist. Des Weiteren weist der Brenner auch eine Mischeinheit zur Bildung eines Gas-Luft-Gemischs auf, wobei die Mischeinheit strömungstechnisch zwischen das Verdampferrohr und die Brennerleiste geschaltet ist.
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Dadurch, dass die Mischeinheit zur Bildung des Gas-Luft-Gemischs, vorzugsweise des zur Flammenbildung dienenden Gemischs, vor der Brennerleiste angeordnet ist, wird die Brennerleiste im bestimmungsgemäßen Betrieb vorteilhafterweise bereits mit dem brennbaren Gemisch (dem vorstehend genannten Gas-Luft-Gemisch) gefüllt, das dann über die oder die jeweilige Ausströmöffnung austritt. Dadurch ist die Flammenbildung durch das aus der oder der jeweiligen Ausströmöffnung ausströmende Gas-Luft-Gemisch vor eben dieser bzw. den Ausströmöffnungen vorteilhafterweise verhältnismäßig unanfällig gegenüber Umgebungsbedingungen.
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Durch die vorstehend beschriebene Anordnung des oder des jeweiligen Verdampferrohrs liegt dieses (oder das jeweilige) vorzugsweise im Wärmeeinflussbereich der im bestimmungsgemäßen Betrieb vor der oder der jeweiligen Ausströmöffnung stehenden Flamme. Die zur Verdampfung erforderliche Energie wird somit vorteilhafterweise durch die jeweilige „Einzel-Flamme“ in den flüssigen Brennstoff eingebracht.
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Zweckmäßigerweise ist das oder das jeweilige Verdampferrohr hierbei derart zu der Brennerleiste angeordnet, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb eine Wand des oder des jeweiligen Verdampferrohrs von der durch die Brennerleiste erzeugten Flamme gestreift wird.
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Insbesondere, um die Standfestigkeit des oder des jeweiligen Verdampferrohrs zu erhöhen, ist dieses in einer vorteilhaften Ausführung aus einem nichtrostenden Stahl, bspw. einem Chromstahl oder einem anderen Stahl mit hoher Wärmebeständigkeit gebildet. Weiter bevorzugt ist auch die Brennerleiste aus einem solchen Stahl, vorzugsweise aus dem gleichen Stahl gebildet.
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In einer bevorzugten Ausführung weist der Brenner zwei Verdampferrohre auf, die parallel zueinander und dabei beidseitig zu der Brennerleiste, insbesondere zu deren Austrittsfläche, angeordnet sind. Die beiden Verdampferrohre sind dabei strömungstechnisch aufeinanderfolgend - insbesondere mittels eines „Überströmkanals“ - verbunden und zwischen den Brennstoffanschluss und die Brennerleiste geschaltet. Dadurch wird die Länge, die der Brennstoff im bestimmungsgemäßen Betrieb unter Wärmeeinwirkung der Flamme(n) des Brenners steht, vorteilhaft erhöht, so dass - gegebenenfalls auch bei geringen Umgebungstemperaturen - eine Erwärmung des flüssigen Brennstoffs bis über die Sublimationstemperatur hinaus, vorzugsweise also eine vollständige Verdampfung des flüssigen Brennstoffs bis zum Ende des zweiten Verdampferrohrs, ermöglicht wird.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Mischeinheit zwischen das strömungstechnisch der Brennerleiste nächstgelegene Verdampferrohr, vorzugsweise zwischen dessen der Brennerleiste strömungstechnisch zugewandtes Ende, und die Brennerleiste geschaltet. Mit anderen Worten ist die Mischeinheit einer durch die beiden hintereinander geschalteten Verdampferrohre gebildeten Verdampfereinheit nach- und der Brennerleiste vorgeschaltet. Dadurch wird im bestimmungsgemäßen Betrieb die Mischeinheit vorteilhafterweise mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit von der Gasphase des Brennstoffs (hier und im Folgenden vereinfacht als „Gas“ bezeichnet) durchströmt. Somit kann in der Mischeinheit die Bildung des Gas-Luft-Gemischs möglichst vollständig erfolgen (insbesondere ohne flüssige Restanteile des Brennstoffs).
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Eine Position (insbesondere „oben“, „unten“ oder „seitlich“) eines Anschlusses für die Mischeinheit am Ende des der Brennerleiste nächstgelegenen Verdampferrohrs ist vorzugsweise frei wählbar, so dass hier Bauraumbedingungen am geplanten Einbau- oder Einsatzort des Brenners berücksichtigt werden können. In einer optionalen Variante ist die Mischeinheit oder zumindest deren Anschluss aber dennoch auf einer im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand nach oben - d. h. entgegen der Gravitation - weisenden Seite des der Brennerleiste nächstgelegenen Verdampferrohrs angeordnet. Dies kann dahingehend unterstützend wirken, dass gegebenenfalls im Bereich des zur Mischeinheit führenden Anschlusses noch flüssig vorliegender Brennstoff schwerkraftbedingt im Verdampferrohr verbleibt und somit nur die Gasphase zur Mischeinheit strömen kann.
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In einer bevorzugten Ausführung weist die Mischeinheit ein Injektorrohr auf, das wenigstens eine schräg (zweckmäßigerweise senkrecht) zu einer Längsachse des Injektorrohrs angeordnete Luftansaugbohrung zum Ansaugen von Umgebungsluft umfasst. Das durch das Injektorrohr strömende Gas saugt - vergleichbar zu einer Venturi-Düse - Umgebungsluft durch die oder die jeweilige Luftansaugbohrung in das Injektorrohr ein und vermischt sich mit dieser. Über die Größe (insbesondere den Durchmesser) und/oder die Anzahl der Luftansaugbohrungen kann vorteilhafterweise das Verhältnis des Gas-Luft-Gemischs beeinflusst werden. Vorzugweise ist die Größe und/oder die Anzahl derart gewählt, dass sich ein bestmögliches Mischungsverhältnis automatisch einstellt. Dies lässt sich insbesondere an einer blauen Flamme vor dem Brenner erkennen. Diese deutet auf eine möglichst saubere (d. h. insbesondere zumindest nahezu rückstandsfreie) und heiße Verbrennung hin. Letzteres ist auch für eine besonders effiziente Wildkrautbeseitigung vorteilhaft.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Mischeinheit eine innerhalb des Injektorrohrs angeordnete Düse auf. Diese ist zweckmäßigerweise stromaufwärts zu der oder der jeweiligen Luftansaugbohrung angeordnet. Insbesondere ist diese Düse durch einen in das Injektorrohr eingeschraubten Düseneinsatz gebildet. Alternativ kann die Düse auch durch eine entsprechende Gestaltung der Bohrung des Injektorrohrs, d. h. einstückig mit dem Injektorrohr ausgebildet sein. Aufgrund dieser Düse wird das im bestimmungsgemäßen Betrieb durch die Mischeinheit strömende Gas beschleunigt. Dadurch kann eine vergleichsweise hohe Ausströmgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemischs aus der Brennerleiste erreicht werden, die wiederum zu einer besonders stabilen (insbesondere gegenüber quer zur Achse der Ausströmöffnungen ankommenden Wind unanfällige) Flamme, einer sauberen und „druckvollen“ Verbrennung beiträgt.
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In einer vorteilhaften Ausführung sind die Ausströmöffnungen der Brennerleiste frei von eingeschraubten Düseneinsätzen. Besonders bevorzugt weisen die Ausströmöffnungen einen gegenüber üblichen Düseneinsätzen (die bspw. etwa 0,5 mm Durchmesser aufweisen) vergrößerten Durchmesser, bspw. 1,5 bis 5,5 mm, vorzugsweise von 2 bis 5 mm auf. Das Risiko einer Verkokung, einer thermischen Degradation und/oder Verschmutzung des jeweiligen Düseneinsatzes, die zum Ausfall des Brenners führen können), wird dadurch vorteilhaft verringert. Insbesondere wird der Wegfall der Düseneinsätze durch die vorstehend beschriebene Ausbildung der Mischeinheit ermöglicht.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Brennerleiste (und vorzugsweise auch das oder das jeweilige Verdampferrohr) als langgestrecktes Rohr mit insbesondere polygonalem, vorzugsweise rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Das oder das jeweilige Verdampferrohr ist dabei längsseits zu der Brennerleiste angeordnet. Vorzugsweise bilden dabei zwei Verdampferrohre eine Art beidseitige Schürze oder einen Kragen um einen „Flammstartbereich“, d. h. einem den Ausströmöffnungen unmittelbar vorgelagerten Bereich. Dies führt neben der vorstehend erwähnten Erwärmung des flüssigen Brennstoffs auch zu einer Schutzwirkung um die Flamme und/oder die Ausströmöffnungen herum vor Umwelteinflüssen, insbesondere Wind.
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Grundsätzlich ist die Länge der Brennerleiste flexibel. Bevorzugt ist die Brennerleiste aber zwischen etwa 100 und 800 mm lang. Um eine Brennervorrichtung mit einer der Breite eines Traktors etwa entsprechenden Länge zu realisieren werden vorzugsweise mehrere, ggf. unterschiedlich lange „Einzelbrenner“ der hier und im Folgenden beschriebenen Art miteinander kombiniert.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist ein Durchmesser einer Düsenbohrung der Düse, insbesondere des Düseneinsatzes, der Mischeinheit in Abhängigkeit von der Länge der Brennerleiste gewählt. Insbesondere liegt dieser Durchmesser bei etwa 1 bis 5 mm, vorzugsweise um 1,5 bis 4 mm. Je länger die Brennerleiste, desto höher wird bspw. die in der Mischeinheit vorliegende Geschwindigkeit des dortigen Gasstroms eingestellt, um eine hinreichende Stabilität und Verbrennungsqualität der Flamme einzustellen.
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In einer vorteilhaften Variante ist somit mehreren Längen von Brennerleisten das in Bezug auf seine Abmessungen gleiche Injektorrohr zugeordnet, so dass trotz verschiedener Baugrößen möglichst wenig unterschiedliche Teile eingesetzt und insbesondere vorgehalten (gelagert) werden müssen. Die Anpassung an die unterschiedlichen Längen der Brennerleisten erfolgt hierbei zweckmäßigerweise mittels Nutzung unterschiedlich dimensionierter Düseneinsätze, insbesondere also unterschiedlicher Durchmesser der Düsenbohrungen für die Mischeinheit.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind Abmessungen der Mischeinheit, insbesondere der Durchmesser der Düsenbohrung, ein Durchmesser der oder der jeweiligen Luftansaugbohrung, ein Innendurchmesser des Injektorrohrs und/oder eine Länge der Injektorrohrs in Abhängigkeit von einer beabsichtigten Flammengröße (insbesondere Flammenlänge) des im bestimmungsgemäßen Betrieb aus den Ausströmöffnungen austretenden und dann entzündeten Gas-Luft-Gemischs und/oder gegebenenfalls (zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Düsenbohrung) der Länge der Brennerleiste gewählt. Insbesondere zur Einstellung der Flammengröße ist zusätzlich vorzugsweise auch ein Rauminhalt der Verdampferrohre, also insbesondere deren Querschnitt und Länge entsprechend gewählt. Insbesondere ist dieser Rauminhalt für eine größere Flammenlänge (bspw. größer 20 cm, insbesondere um 40 cm) größer (vorzugsweise im Vergleich zu einer kleineren Flammenlänge) gewählt.
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Vorzugsweise weist der Brenner auch einen Zünder, bspw. einen Piezozünder oder einen vergleichbaren elektrischen Zünder zur Entzündung des Gas-Luft-Gemischs auf. Dieser Zünder ist dabei vorzugsweise außerhalb der Brennerleiste im Bereich der Ausströmöffnungen angeordnet.
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Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden insbesondere derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer schematischen Perspektivansicht eine Brennervorrichtung,
- 2 in einer schematischen Draufsicht die Brennervorrichtung,
- 3 in einer schematischen Ansicht von einer Unterseite die Brennervorrichtung,
- 4 in einer schematischen, perspektivischen Teilschnittansicht einen Teil einer Mischeinheit der Brennervorrichtung, und
- 5 in einer schematischen Teilschnittansicht die Mischeinheit.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Brennervorrichtung - kurz als „Brenner 1“ bezeichnet - schematisch dargestellt. Der Brenner 1 umfasst eine Brennerleiste 2, die durch ein langgestrecktes Rechteckrohr gebildet ist und in die im bestimmungsgemäßen Betrieb des Brenners 1 ein Gas-Luft-Gemisch eingeleitet wird. Dieses Gas-Luft-Gemisch füllt dabei die Brennerleiste 2 und tritt dann durch an einer - im bestimmungsgemäßen Betrieb Richtung Boden gerichteten - Austrittsfläche 4 (vgl. 3) angeordneteAusströmöffnungen6 aus und wird entzündet. Des Weiteren umfasst der Brenner 1 einen Brennstoffanschluss 8, zwei Verdampferrohre 10 und eine Mischeinheit 12.
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Die beiden Verdampferrohre 10 sind ebenfalls durch Rechteckrohre gebildet und parallel zu der Brennerleiste 2 sowie zur Unterseite 14 der Brennerleiste 2 hin versetzt, konkret beginnend an der Ebene der Austrittsfläche 4 angeordnet. Eines der Verdampferrohre 10 ist an einem Ende strömungstechnisch mit dem Brennstoffanschluss 8 verbunden. An seinem anderen Ende ist dieses „erste“ Verdampferrohr 10 mittels eines Überströmkanals 16 mit dem über die Brennerleiste 2 hinweg gegenüberliegenden „zweiten“ Verdampferrohr 10 strömungstechnisch verbunden. Das zweite Verdampferrohr 10 ist wiederum an seinem dem Überströmkanal 16 gegenüberliegenden Ende mittels einer Leitung 18 mit der Mischeinheit 12 verbunden, die wiederum mittels einer weiteren Leitung 20 etwa mittig in die Brennerleiste 2 mündend mit dieser gekoppelt ist.
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Im bestimmungsgemäßen Betrieb strömt flüssiger Brennstoff, konkret flüssiges Propangas über den Brennstoffanschluss 8 in das erste Verdampferrohr 10 und von dort über den Überströmkanal 16 in das zweite Verdampferrohr 10. Aufgrund der Anordnung der Verdampferrohre 10 vor sowie seitlich versetzt zu den Ausströmöffnungen 6 werden die Verdampferrohre 10 von der im bestimmungsgemäßen Betrieb vor den Ausströmöffnungen 6 „stehenden“ Flamme gestreift. Dadurch wird der flüssige Brennstoff in den Verdampferrohren 10 erwärmt, so dass dieser in die Gasphase übergeht. Diese Gasphase (im Folgenden: „das Gas“) strömt dabei über die an der Oberseite am zweiten Verdampferrohr 10 angeschlossene Leitung 18 aus diesem Verdampferrohr 10 zu der Mischeinheit 12.
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Die Mischeinheit 12 umfasst ein in 4 näher dargestelltes Injektorrohr 22, das von der Seite eingebrachte Luftansaugbohrungen 24 aufweist. Das durch das Injektorrohr 22 strömende Gas saugt über diese Luftansaugbohrungen 24 Umgebungsluft in das Injektorrohr 22 ein und bildet dadurch das Gas-Luft-Gemisch.
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Zur Beschleunigung des Gases weist die Mischeinheit 12 einen Düseneinsatz 26 auf, der eintrittsseitig in das Injektorrohr 22 eingeschraubt ist (s. 5). Der Durchmesser einer Düsenbohrung 28 des Düseneinsatzes 26 ist dabei auf die Länge der Brennerleiste 2 abgestimmt.
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Von der Mischeinheit 12 strömt das dann vorliegende Gas-Luft-Gemisch mit - aufgrund des Düseneinsatzes 26 - erhöhter Strömungsgeschwindigkeit in die Brennerleiste 2, verteilt sich in dieser und tritt durch die Ausströmöffnungen 6 aus. In den Ausströmöffnungen 6 brauchen - aufgrund der bereits erfolgten Mischung von Gas und Luft, sowie aufgrund der Beschleunigung der Strömung in der Mischeinheit 12 - keine weiteren Düseneinsätze angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausströmöffnungen 6 deshalb frei von derartigen Einsätzen und weisen auch mit etwa 2 bis 5 mm Durchmesser einen gegenüber herkömmlich eingesetzten Brennerdüsen (also herkömmlichen Düseneinsätzen) erhöhten Durchmesser auf.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brenner
- 2
- Brennerleiste
- 4
- Austrittsfläche
- 6
- Ausströmöffnung
- 8
- Brennstoffanschluss
- 10
- Verdampferrohr
- 12
- Mischeinheit
- 14
- Unterseite
- 16
- Überströmkanal
- 18
- Leitung
- 20
- Leitung
- 22
- Injektorrohr
- 24
- Luftansaugbohrung
- 26
- Düseneinsatz
- 28
- Düsenbohrung
