DE4133251A1 - Verfahren zum herstellen eines flammenhalters fuer einen strahlungsbrenner und nach diesem verfahren hergestellter flammenhalter - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines flammenhalters fuer einen strahlungsbrenner und nach diesem verfahren hergestellter flammenhalter

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flammenhalters für einen Strahlungsbrenner gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Flammenhalter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 3.
Bei Flächen-Strahlungsbrennern tritt das Gemisch aus Brenn­ stoff und Oxidationsmittel (vorzugsweise Luft) flächig durch Durchtrittskanäle des Flammenhalters. Die Verbrennung läuft in der Wandstruktur des Flammenhalters in einer relativ dünnen Wandschicht an der abstromseitigen Oberfläche des Flammenhalters ab. Das Material des Flammenhalters nimmt dabei je nach Leistungsdichte eine Temperatur von etwa 600 bis 1200°C an. Dementsprechend wird eine erhebliche Wärme­ menge durch Strahlung an die Umgebung, d. h. insbesondere an die Brennraumwände, abgegeben. Die NOx-Emission liegt dadurch um einen Faktor 2 bis 4 tiefer als bei Brennern mit freier Flamme. Weitere Vorteile der Strahlungsbrenner gegen­ über Brennern mit freier Flamme bestehen darin, daß keine großvolumigen Feuerräume benötigt werden und die insbesonde­ re bei Ölbrennern schwer beherrschbaren Pulsationen nicht auftreten.
Strahlungsbrenner mit einem gattungsgemäßen Flammenhalter sind z. B. aus DE-OS 19 55 163 und US-PS 45 19 770 bekannt. Bei diesen bekannten Strahlungsbrennern besteht der Flammen­ halter aus einem Körper aus Keramikfasern. Der Filz dieser Keramikfasern weist eine ausreichende Porosität auf, so daß Durchtrittskanäle für das Brennstoff-Luftgemisch frei blei­ ben. Die Flammenhalter aus Keramikfasern sind im Temperatur­ bereich nur begrenzt einsetzbar. Die mechanische Festigkeit des Körpers aus Keramikfasern ist nicht ausreichend, so daß zusätzlich eine abstützende Struktur, z. B. in Form eines Lochbleches benötigt wird.
Weiter ist es bekannt, den Körper des Strahlungsbrenners aus Metallfasern aufzubauen. Da die Metallfasern jedoch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, müssen die Metallfasern in zur Oberfläche des Flammenhalters parallelen Ebenen aufeinandergeschichtet werden, um eine Wärmeausbreitung in der Oberfläche des Flammenhalters zu ermöglichen, jedoch die unerwünschte Wärmeausbreitung von der heißen Austrittsober­ fläche zur Anströmseite des Flammenhalters möglichst gering zu halten. Dies macht die Herstellung des Flammenhalters aufwendig. Darüberhinaus sind auch diese Flammenhalter nur in begrenztem Temperaturbereich einsetzbar und ihre mechani­ sche Festigkeit reicht nicht für eine Verwendung ohne eine zusätzliche Stützstruktur aus.
Eine ausreichende mechanische Eigenfestigkeit wird schließ­ lich bei Flammenhaltern erreicht, die einen Körper aus porösem Sintermetall aufweisen. Das Sintern des Flammenhal­ ter-Körpers ergibt nur eine unzureichende Maßhaltigkeit, so daß eine mechanische Nachbearbeitung notwendig ist. Auch der Temperaturbereich für den Einsatz der Flammenhalter aus Sintermetall ist begrenzt.
Schließlich eignen sich alle diese bekannten Flammenhalter praktisch nur für die Verwendung von gasförmigen Brennstof­ fen. Bei der Verwendung von flüssigen Brennstoffen treten Schwierigkeiten auf. Es wird angenommen, daß diese Schwie­ rigkeiten dadurch verursacht werden, daß die Durchtrittska­ näle der aus Keramikfasern oder Metallfasern hergestellten Körper oder die Durchtrittsporen der gesinterten Körper aufgrund ihrer unregelmäßigen Form und Struktur zahlreiche Toträume aufweisen, die sich in unkontrollierbarer Weise mit dem flüssigen Brennstoff füllen, so daß keine ausreichende Verdampfung des flüssigen Brennstoffes und ein Zusetzen der Durchtrittskanäle die Folge ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flammenhal­ ter für Strahlungsbrenner zu schaffen, der sich nicht nur für gasförmige Brennstoffe, sondern in gleicher Weise auch für flüssige Brennstoffe eignet, der einfach der jeweiligen Brennerkonfiguration angepaßt hergestellt werden kann und genau reproduzierbare Brenneigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Herstellungs­ verfahren nach Anspruch 1 sowie den Flammenhalter nach Anspruch 3 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Flammenhalter wird der Körper mit den Durchtrittskanälen in Plasmaspritztechnik aus einem Keramikpulver aufgebaut. Das Plasmaspritzverfahren liefert Formkörper hoher Maßgenauigkeit, so daß eine Nachbearbeitung nicht notwendig ist. Das Plasmaspritzverfahren gibt darüber hinaus eine große Freiheit in der Gestaltung des Formkör­ pers, so daß dieser der jeweiligen Anwendung und konstrukti­ ven Gestaltung des Strahlungsbrenners optimal angepaßt werden kann. Der Formkörper kann insbesondere als Platte ausgebildet sein, die als Brennerabschlußwand verwendbar ist. Vorzugsweise ist der Formkörper als Rohr ausgebildet, wobei Querschnittsform und -größe frei wählbar sind.
Der im Plasmaspritzverfahren hergestellte Formkörper weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, so daß er freitragend als Flammenhalter montiert werden kann und eine zusätzliche Stützstruktur nicht erforderlich ist.
Aufgrund des Herstellungsverfahrens weist der plasmakerami­ sche Formkörper eine Struktur auf, die eine hohe Formbestän­ digkeit bei thermischen Wechselbelastungen gewährleistet. Die Formbeständigkeit wird daher auch bei hoher punktueller Wärmebelastung und den damit verbundenen starken Temperatur­ gradienten nicht beeinträchtigt. Die Durchtrittskanäle für das Brennstoff-Luftgemisch können daher mittels Laserstrahl gebohrt werden. Das Bohren mittels Laserstrahl erlaubt die Herstellung von geradlinigen Laserbohrlöchern in genau definierbarer und genau reproduzierbarer Größe, Form, Anzahl und Anordnung.
Die geradlinig durchgehenden Laserbohrlöcher gewährleisten ein gleichmäßiges und vollständiges Durchdringen des Brenn­ stoff-Luftgemisches. Der Flammenhalter eignet sich dadurch auch und insbesondere für flüssige Brennstoffe, da die durch die Laserbohrlöcher gebildeten Durchtrittskanäle keine seitlichen Verzweigungen und Verästelungen aufweisen, die sich als Blindräume mit flüssigem Brennstoff füllen können. Es ist mit dem erfindungsgemäßen Flammenhalter dadurch erstmalig gelungen, einen funktionsfähigen Strahlungsbrenner für flüssige Brennstoffe zu bauen.
Die Erzeugung der Durchtrittskanäle mittels Laserstrahl hat weiter den Vorteil, daß der Durchmesser und die Quer­ schnittsform der Laserbohrlöcher reproduzierbar bestimmt werden können, so daß der optimale Brennstoffdurchtritt in Abstimmung mit der Brennstoffzusammensetzung und der ge­ wünschten Brennerleistung erreicht werden kann. Die Flächen­ dichte der Laserbohrlöcher kann ebenfalls frei gewählt und reproduzierbar eingehalten werden, um die gewünschte Lei­ stungsdichte zu erhalten. Der plasmakeramische Aufbau des Formkörpers ermöglicht wegen der hohen Formbeständigkeit und der hohen thermischen Belastbarkeit außerdem auch eine höhere Grenztemperatur und damit eine höhere Leistungsdich­ te.
Weiter kann die Anordnung der Laserbohrlöcher sowohl bezüg­ lich ihrer Lage als auch bezüglich der Flächendichte der Lochverteilung frei gewählt werden. Dadurch ist eine unter­ schiedliche Verteilung der Leistungsdichte über die Oberflä­ che des Flammenhalters möglich. Die Leistungsdichte kann der konstruktiven Gestaltung des Flammenhalters und den Einbau­ bedingungen in dem Brenner optimal angepaßt werden.
Die hohe mechanische Festigkeit und die geringe Wärmeleit­ fähigkeit des plasmakeramischen Materials ermöglichen eine geringe Wandstärke des Formkörpers, was sich wiederum auf die Herstellungskosten vorteilhaft auswirkt.
Der plasmakeramische Formkörper kann homogen aus demselben Keramikmaterial bestehen. Das Plasmaspritzverfahren gibt jedoch zusätzlich auch die Möglichkeit, die Materialzusam­ mensetzung des plasmakeramischen Formkörpers über dessen Dicke zu variieren. Dazu kann die Zusammensetzung des beim Plasmaspritzverfahren zugeführten Keramikpulvers kontinuier­ lich geändert werden, so daß sich eine kontinuierlich än­ dernde graduierte Zusammensetzung des Formkörpers ergibt. Es kann auch während des Plasmaspritzverfahrens sprunghaft von einem Keramikpulver auf ein Keramikpulver anderer Art umge­ schaltet werden, so daß sich ein zweischichtiger, sandwich­ artiger Formkörper ergibt. Eine solche sich ändernde Zusam­ mensetzung des Keramikmaterials des Formkörpers erlaubt es beispielsweise, die austrittsseitige äußere Schicht des Formkörpers, die die höchste Temperatur aufweist, aus einem Keramikmaterial mit hoher Schmelztemperatur wie z. B. Alumi­ niumoxid herzustellen, während die anströmseitigen Schichten des Formkörpers, die keinen so hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, aus einem Keramikmaterial niedrigeren Schmelzpunktes, wie z. B. Aluminiumtitanat, hergestellt werden.
Wird der Flammenhalter für flüssige Brennstoffe verwendet, so reicht in aller Regel die dünne Wandstärke des plasmake­ ramischen Formkörpers, um einen ausreichenden Temperaturgra­ dienten zwischen der heißen Austrittsseite des Formkörpers und der Eintrittsseite mit niedrigerer Temperatur aufrecht zu erhalten. Für die Verwendung von gasförmigen Brennstoffen wird aus Sicherheitsgründen an der Eintrittsseite des plas­ makeramischen Formkörpers noch eine Wärmedämmschicht aus einem porösen Material angebracht, die einen Flammenrück­ schlag durch die Laserbohrlöcher in den eintrittsseitigen Raum verhindert. Diese poröse Wärmedämmschicht kann aus einem herkömmlichen Material bestehen, z. B. aus einem Kera­ mikfaser-Material. Der plasmakeramische Formkörper mit seiner hohen mechanischen Stabilität kann dabei gleichzeitig als Stützstruktur für die poröse Wärmedämmschicht dienen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 im Ausschnitt eine Draufsicht auf die Oberflä­ che des Flammenhalters für einen Strahlungs­ brenner,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 das Flächenverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Formkörpers in Abhängigkeit von dem Verhältnis von Teilung zu Durchmesser der Laserbohrlöcher,
Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch einen rohrförmigen homogenen Formkörper und
Fig. 5 einen entsprechenden Teilquerschnitt durch einen rohrförmigen zweischichtigen Formkörper.
Der Flammenhalter für einen Strahlungsbrenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe besteht aus einem Formkörper 10, in welchen mittels Laserstrahl als Durchtrittskanäle Laser­ bohrlöcher 12 gebohrt sind.
Der Formkörper 10 wird im Plasmaspritzverfahren hergestellt. Hierzu wird in einem Plasmabrenner ein Wasserstoff-Sauer­ stoff-Plasma erzeugt, das in seinem Zentrum eine Temperatur von 15 000°C erreicht und mit hoher Geschwindigkeit als Strahl das Brennergehäuse verläßt. In den aus dem Brennerge­ häuse austretenden Plasmastrahl wird ein Keramikpulver eingedüst. Der heiße Plasmastrahl schmilzt dieses Keramik­ pulver oberflächlich an und schleudert es mit hoher Ge­ schwindigkeit Lage für Lage auf einen metallischen Spritz­ kern. Die Pulverpartikel verformen sich beim Aufprall, bilden untereinander einen festen Verbund und kühlen schnell ab. Der fertige plasmakeramische Formkörper läßt sich ein­ fach von dem metallischen Spritzkern trennen. Der plasmake­ ramische Formkörper weist eine hohe mechanische Festigkeit und Formstabilität auf und kann ohne jede Nachbearbeitung als maßgenaues einbaufertiges Teil verwendet werden. Der metallische Spritzkern bleibt erhalten und kann immer wieder verwendet werden. Der plasmakeramische Formkörper läßt sich somit preisgünstig in großen Stückzahlen mit reproduzierba­ rer hoher Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit herstellen.
Je nach der Gestalt des metallischen Spritzkernes lassen sich Formkörper 10 in vielfacher Gestalt herstellen. In den Fig. 1 und 2 ist beispielsweise ein Formkörper 10 in Form einer ebenen Platte dargestellt, wie er z. B. als Abschluß­ wand eines Brenners verwendet werden kann. In den Fig. 4 und 5 ist ein rohrförmiger Formkörper 10 dargestellt, der als Mantel eines Brenners verwendet werden kann.
Nach Fertigstellung des Formkörpers 10 im Plasmaspritzver­ fahren werden in den Formkörper 10 die Laserbohrlöcher 12 mittels Laserstrahl gebohrt. Die außerordentlich hohe Tempe­ raturwechselbeständigkeit des plasmakeramischen Materials ermöglicht dabei die hohe punktuelle thermische Belastung beim Laserstrahlbohren, ohne daß dies zu einer Beschädigung oder Verformung des Formkörpers 10 führt.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2, 4 und 5 sind die Laserbohrlöcher 12 mit kreisrundem Quer­ schnitt ausgeführt. Es ist ebenso möglich, die Laserbohrlö­ cher mit anderer Querschnittsform auszuführen, beispielswei­ se schlitzförmig, elliptisch oder vieleckig. Der kreisrunde Querschnitt hat neben dem Vorteil der einfachen Herstellung auch die günstigsten Durchströmungseigenschaften.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2, 4 und 5 verlau­ fen die Laserbohrlöcher 12 senkrecht zur Oberfläche des Formkörpers 10. Dies ist vorteilhaft, wenn der Brennstoff gasförmig oder als Aerosol in gleichmäßiger Strömungsvertei­ lung den Formkörper 10 anströmt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist dies der Fall, wenn der Volumenstrom des Brennstoff-Luftgemischs in gleicher Verteilung senkrecht auf die gesamte Fläche des plattenförmigen Formkörpers 10 auf­ tritt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und ist dies der Fall, wenn dieser Volumenstrom in gleichmäßiger Vertei­ lung über den ganzen Umfang des rohrförmigen Formkörpers 10 radial auf diesen auftrifft.
Trifft der Volumenstrom des Brennstoff-Luftgemischs in asymmetrischer Verteilung auf den Formkörper 10, so kann es zweckmäßig sein, wenn die Laserbohrlöcher 12 nicht senkrecht zur Oberfläche des Formkörpers 10 verlaufen, sondern unter einem Winkel gegen die Normale zur Oberfläche geneigt sind. Dadurch kann auch bei einem solchen asymmetrischen Anströmen des gasförmigen oder aerosolförmigen Brennstoffes erreicht werden, daß die Laserbohrlöcher 12 im wesentlichen mit der Strömungsrichtung des Brennstoff-Luftgemischs fluchten.
Schließlich sind in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2, 4 und 5 die Laserbohrlöcher 12 durchgehend mit konstantem Querschnitt ausgebildet. Es kann auch Anwendungsfälle geben, bei welchen eine Änderung des Querschnitts, z. B. eine koni­ sche Ausbildung der Laserbohrlöcher 12, vorteilhaft ist.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2 und 4 besteht der plasmakeramische Formkörper 10 homogen aus demselben Kera­ mikmaterial, vorzugsweise Aluminiumoxid. Im Ausführungsbei­ spiel der Fig. 5 ist dagegen der Formkörper 10 zweischich­ tig aus einer äußeren Schicht S1 und einer inneren Schicht S2 aufgebaut. Die äußere Schicht S1 besteht beispielsweise aus Aluminiumoxid mit einer hohen Schmelztemperatur von 2050°C, während die innere Schicht S2 aus Aluminiumtitanat mit der niedrigeren Schmelztemperatur von 1860°C besteht. Ein solcher zweischichtiger Formkörper 10 gemäß Fig. 5 wird im Plasmaspritzverfahren dadurch hergestellt, daß zunächst auf den Spritzkern das Keramikpulver der inneren Schicht (z. B. Aluminiumtitanat) aufgespritzt wird, bis die Schichtdicke L2 erreicht ist, worauf anschließend das Keramikpulver der Außenschicht (z. B. Aluminiumoxid) in eine Schichtdicke L1 aufgespritzt wird.
Für die Verwendung in einem Ölstrahlungsbrenner weist der Flammenhalter folgende typischen Daten auf.
Die Laserbohrlöcher 12 haben einen Durchmesser D von 0,1 bis 0,7 mm. Die günstigsten Brennereigenschaften ergeben sich bei einem Durchmesser D von 0,2 bis 0,3 mm.
Die Länge L der Laserbohrlöcher 12, die der Materialstärke des Formkörpers 10 entspricht, liegt im Bereich von 1,0 bis 4,0 mm. Die besten Brennerwerte ergeben sich bei einer Länge L von 1,5 bis 2,5 mm. Das Verhältnis der Länge L zu dem Durchmesser D der Laserbohrlöcher 12 liegt vorteilhafterwei­ se im Bereich von 8 bis 12.
Die Laserbohrlöcher 12 sind in der Regel in gleichmäßiger Verteilung mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnet, sofern nicht zur Anpassung an die Brennergeometrie eine unterschiedliche Durchströmbarkeit des Formkörpers 10 in verschiedenen Bereichen des Flammenhalters vorteilhaft ist. In solchen Fällen kann in einzelnen Bereichen des Formkör­ pers 10 eine geringere Dichte der Laserbohrlöcher 10, d. h. ein größerer gegenseitiger Abstand, vorgesehen sein. Ebenso ist es auch möglich, den Durchmesser der Laserbohrlöcher 12 in bestimmten Bereichen des Formkörpers 10 zu verringern, um die Durchströmbarkeit in diesen Bereichen des Formkörpers 10 zu verkleinern.
In Fig. 1 ist eine Ausbildung des Formkörpers 10 darge­ stellt, bei welcher die Laserbohrlöcher 12 in einem regel­ mäßigen Raster mit jeweils gleichem gegenseitigen Abstand angeordnet sind. Die Teilung dieses Rasters, d. h. der Loch­ mittenabstand der Laserbohrlöcher 12, ist mit T bezeichnet. Die freie Durchtrittsfläche der Laserbohrlöcher 12 ist mit Ff bezeichnet, während die dem jeweiligen Laserbohrloch 12 zugeordnete Gesamtfläche des Formkörpers 10 mit Ft bezeichnet ist.
Für das Flächenverhältnis der freien Durchtrittsfläche Ff zu der Gesamtfläche Ft ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte Abhängigkeit von dem Verhältnis der Teilung T zu dem Durchmesser D der Laserbohrlöcher 10. Als günstig hat sich dabei der in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil einge­ zeichnete Bereich des Verhältnisses Teilung zu Durchmesser von etwa 2 bis 3,5 erwiesen. In diesem Bereich des Verhält­ nisses T/D liegt das Flächenverhältnis Ff/Ft zwi­ schen etwa 0,25 und 0,07, d. h. die freie Durchtrittsfläche Ff der Laserbohrlöcher 12 beträgt zwischen 7 und 25% der Gesamtfläche des Formkörpers 10. Das Verhältnis Teilung zu Durchmesser T/D kann innerhalb dieses vorteilhaften Bereichs auch veränderlich sein, insbesondere kann sich bei einem rohrförmigen Formkörper 10, wie er in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, das Verhältnis T/D über die axiale Länge des Flammenhalters ändern, um in den einzelnen axialen Bereichen eine unterschiedliche Leistungsdichte zu erhalten.
Der in Fig. 3 als obere Bereichsgrenze des Verhältnisses T/D eingezeichnete Wert von 3,5 ergibt sich beispielsweise bei in einem gleichmäßigen Raster angeordneten Laserbohrlö­ chern 12 mit einem Durchmesser von 0,3 mm bei einer Loch­ dichte von 104 Löchern pro cm2.

Claims (22)

1. Verfahren zum Herstellen eines Flammenhalters für einen Strahlungsbrenner, der aus einem Körper aus keramischen Material mit Durchtrittskanälen für das Brennstoff-Luft­ gemisch besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper durch Plasmaspritzen aus einem Keramikpulver aufgebaut wird und daß die Durchtrittskanäle mittels Laserstrahl gebohrt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Keramikpulvers beim Aufbau des Körpers kontinuierlich oder sprunghaft geändert wird.
3. Flammenhalter für Strahlungsbrenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, mit einem Körper aus keramischem Material, der Durchtrittskanäle für das Brennstoff-Luft­ gemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein plasmakeramischer Formkörper (10) ist und daß die Durchtrittskanäle Laserbohrlöcher (12) sind.
4. Flammenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) eine homogene Zusammensetzung des Keramikmaterials aufweist.
5. Flammenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) eine in Richtung der Laserbohr­ löcher (12) sich ändernde Zusammensetzung des Keramikma­ terials aufweist.
6. Flammenhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zusammensetzung des Keramikmaterials sprunghaft ändert.
7. Flammenhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zusammensetzung des Keramikmaterials kon­ tinuierlich ändert.
8. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) einen Durchmesser (D) von 0,1 bis 0,7 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,3 mm aufweisen.
9. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) eine Länge L von 1,0 bis 4,0 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 mm aufweisen.
10. Flammenhalter nach den Ansprüche 8 und 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) ein Verhält­ nis Länge zu Durchmesser (L/D) von 8 bis 12 aufweisen.
11. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) in einem Raster mit konstanter Teilung (Lochmittenabstand T) angeordnet sind.
12. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis Teilung zu Durchmesser (T/D) der Laserbohrlöcher (12) über die gesamte Ausdehnung des Formkörpers (10) ändert.
13. Flammenhalter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis Teilung zu Durchmesser (T/D) der Laserbohrlöcher (12) zwischen 1,5 und 4, vorzugsweise zwischen 2 und 3,5, liegt.
14. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) ein Rohr ist.
15. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) eine Platte ist.
16. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) senkrecht zur Oberfläche des Formkörpers (10) verlaufen.
17. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) zumindest teilweise unter einem von der Normalen zur Oberfläche des Formkörpers (10) abweichenden Winkel verlaufen.
18. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) einen auf ihrer gesamten Länge (L) konstanten Durchmesser (D) aufweisen oder daß sich ihr Durchmesser (D) über ihre Länge (L) ändert, insbesondere sich konisch erweitert.
19. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbohrlöcher (12) einen kreisförmigen oder einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen.
20. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial des Formkörpers (10) Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Aluminiumti­ tanat (Al2O3·TiO2) ist.
21. Flammenhalter nach Anspruch 6 oder 7 und Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (10) auf der Brennstoff-Eintrittsseite vollständig oder überwiegend aus Aluminiumtitanat und auf der Brennstoff-Austritts­ seite vollständig oder überwiegend aus Aluminiumoxid besteht.
22. Flammenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zur Verwendung für gasförmige Brennstoffe auf der Brennstoff-Eintrittsseite des Formkörpers (10) eine Wärmedämmschicht aus einem porösen Material angeordnet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109851390A (zh) * 2019-01-28 2019-06-07 西北工业大学 一种内含导热导电cnt网络的陶瓷基复合材料的制备方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9400280A (nl) * 1994-02-23 1995-10-02 Stichting Energie Werkwijze voor de verbranding van hoogreaktieve gasvormige lucht/brandstof-mengsels en branderinrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.
DE19627103C1 (de) * 1996-07-05 1997-07-24 Schwank Gmbh Brennerelement
DE19901145A1 (de) 1999-01-14 2000-07-20 Krieger Gmbh & Co Kg Als Flächenstrahler ausgebildeter Infrarot-Strahler
AT504398B1 (de) * 2006-10-24 2008-07-15 Windhager Zentralheizung Techn Porenbrenner, sowie verfahren zum betrieb eines porenbrenners
GB0707103D0 (en) * 2007-04-12 2007-05-23 Mont Selas Ltd Burner device
US20090127246A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Bsh Home Appliances Corporation Treated structural components for a cooking appliance
IT202100011888A1 (it) * 2021-05-10 2022-11-10 Beckett Thermal Solutions S R L Membrana di combustione per un bruciatore a gas
GB2606769A (en) * 2021-05-20 2022-11-23 Beckett Thermal Solutions Ltd Gas burner membrane

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2135766A (en) * 1983-02-16 1984-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Burner skeleton
DE3431230A1 (de) * 1983-12-29 1985-07-11 Toshiba Ceramics Co., Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung eines keramikelements

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3067811A (en) * 1956-07-02 1962-12-11 Otto Bernz Co Inc Gas burner
JPS5250036A (en) * 1975-10-20 1977-04-21 Rinnai Corp Infrared gas combustion panel
JPS60159510A (ja) * 1984-01-30 1985-08-21 Rinnai Corp ガス燃焼用セラミツクバ−ナプレ−ト
US4673349A (en) * 1984-12-20 1987-06-16 Ngk Insulators, Ltd. High temperature surface combustion burner
US4948941A (en) * 1989-02-27 1990-08-14 Motorola, Inc. Method of laser drilling a substrate
DE4041061A1 (de) * 1989-12-22 1991-06-27 Siemens Ag Brennerplatte fuer einen flaechenbrenner

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2135766A (en) * 1983-02-16 1984-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Burner skeleton
DE3431230A1 (de) * 1983-12-29 1985-07-11 Toshiba Ceramics Co., Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung eines keramikelements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109851390A (zh) * 2019-01-28 2019-06-07 西北工业大学 一种内含导热导电cnt网络的陶瓷基复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE4133251C2 (de) 1995-12-14
EP0536706A3 (en) 1993-08-25
EP0536706A2 (de) 1993-04-14

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