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Das Feld der Erfindung ist das der
Flammenträger
für Brenner,
insbesondere mit Vormischung, die mit Gas laufen.
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Man keimt bereits solche Träger, mit
denen versucht wird, die erzeugten Flammen zu stabilisieren, um
ihre Entwicklung zu begünstigen.
Diese Träger
werden auch mit anderen Ausdrücken
bezeichnet, wie „Flammenhalteplatten", „Brenngitter", „Flammenhalteflächen" oder auch „Brennköpfe". Sie bestehen üblicherweise
aus verschiedenen Materialien, wie Keramik oder Metall und sind
porös oder
von Öffnungen
durchzogen, die in der Größe und der
Verteilung geeignet sind, Gas hindurch zu lassen. In dem Brenner
sind sie üblicherweise
zwischen der Verteilungskammer und der Brennkammer angeordnet und trennen
diese.
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Aus der US-A-3 680 183 ist im Einzelnen
ein Herstellungsverfahren eines solchen Flammenträgers für einen
Brenner bekannt, bei dem
a) einzelne Metallfasern als Gemenge
realisiert werden, das einer Temperatur von etwa 750° C widersteht
und aus Eisen, Chrom und Aluminium besteht,
b) diese Fasern
unter Druck vereinigt werden, wobei so eine Matte aus verklumpten
Fasern entsteht, und
c) die Matte aus Fasern auf eine Temperatur
erhitzt wird, die ausreicht, die Fasern der Matte an ihren Kontaktpunkten
innig zu verbinden.
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Obwohl die Lehre dieses älteren Patents
geeignet ist, bei einem Brenner verwendet zu werden, betrifft sie
nicht direkt einen Gasbrenner. Die WO 94 14608 und WO 93 18342 zeigen
andere Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte. Und vom Stand
der Technik ausgesehen sind mit der vorstehenden Erfindung verschiedene
Nachteile als überwunden
zu betrachten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,
einen verbesserten Flammenträger
für Gasbrenner
vorzuschlagen, der den folgenden Anforderungen gerecht wird:
– ein Träger, der
mit „blauen" Flammen (Flammen, die
sich typischerweise außerhalb
des Trägers
befinden) wie auch im strahlenden Modus (Flammen, die in das Innere
des Trägers
zurückgekommen
sind) läuft,
– Schnelligkeit
und Einfachheit der Herstellung des Trägers,
– Funktionssicherheit des Trägers über die
Zeit (insbesondere hinsichtlich der Probleme der Oxidation, der
mechanischen Haltbarkeit, der Emission von Schadstoffen und der
veränderlichen
Leistungen: die Modulation kann 1 zu 10, sogar 1 zu 30 erreichen)
– Qualität des bei
der Herstellung erhaltenen Trägers,
insbesondere hinsichtlich der mechanischen und elastischen Eigenschaften,
– wenig
gestiegener Selbstkostenpreis,
– Anpassungsfähigkeit
bei der Implementierung des Trägers,
die es erlaubt schnell, bequem und kostengünstig Formen zu erhalten, die
den praktischen Anwendungsbedingungen entsprechen.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene
Lösung
zum Erfüllen
dieser Anforderungen besteht darin dass:
während des Schritts a) mit dem
metallischen Gemenge, das einen Gehalt an Aluminium von mehr als etwa
4% hat, ein Gefäß gefüllt wird,
das man auf eine Temperatur erhitzt, die höher als die oder gleich der Schmelztemperatur
des Gemenges ist, das schmelzende Gemenge mit einer Oberfläche eines
sich bewegenden Ausfördermittels
in Kontakt gebracht wird so dass ein Teil flüssigen Metalls an dessen Oberfläche klebt,
um aus dem Gefäß gefördert zu
werden und man lässt
die ausgeförderte
Metallmenge erkalten und auf der Oberfläche des Ausfördermittels
und danach an der Luft oder unter einem neutralen Gas fest werden,
nachdem sie die Oberfläche
unter dem Einfluss einer Trennkraft, die durch die Bewegung des
Ausfördermittels
ausgeübt
wird, verlassen hat,
– während des
Schrittes b) eine Mischung einzelner (vereinzelter) Fasern in eine
Pressform gegeben wird, die während
des Schritts a) erhalten wurden und diese im Wesentlichen gleichmäßig gepresst werden,
um die genannte verklumpte Matte zu erhalten, so dass die Porosität in der
Matte im Wesentlichen einheitlich ist,
– und, während des Schritts c), ohne
einen wesentlich höheren
Druck auszuüben,
als bei Schritt b),
– die
Matte aus verklumpten Fasern mit Elektroden und einem Kondensator
verbunden wird,
– und
durch die Zwischenschaltung der Elektroden und die Entladung des
Kondensators die Fasern an ihren Kontaktpunkten auf ei ne Temperatur
gebracht werden, die höher
als ihre oder gleich ihrer Schmelztemperatur ist, um unter Hochspannung
(etwa wenigstens um 1000 Volt) ein Verschweißen der Fasern nur unter sich
selbst herbeizuführen,
so dass die Porosität
der Matte aus verschweißten
Fasern im Wesentlichen gleichmäßig und
im Wesentlichen gleich der von Schritt b) ist.
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Mit einem solchen Verfahren:
– begrenzt
man die Herstellungsschritte (insbesondere ist nur ein „trockener" Schritt vonnöten, um
ausgehend von lockeren Metallfasern die Matte aus komprimierten
Fasern herzustellen,
– erhält man eine
Matte mit thermischer und mechanischer Hochleistung,
– erhält man bei
dem Schritt a) Metallfasern mit Hochleistung und man behält diese
Hochleistung (insbesondere thermische und mechanische) bis zum Erhalt
des schließlichen
Flammenträgers
bei, ohne dass der Schritt des Pressens oder der engen mechanischen
Verbindung der Fasern untereinander diese Hochleistung ändert,
– erhält man einen
Flammenträger
mit gleichmäßiger Porosität, der einen
optimierten Betrieb des Brenners fördert,
– und der
hergestellte Flammenträger
besitzt eine wirkliche mechanische Haltbarkeit.
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Es ist auch festzuhalten, dass der
bereits verwendete Begriff „Verschweißen" genauer gesagt ein
Verschweißen
nur zwischen den Fasern mindestens bei ihrer Schmelztemperatur betrifft,
was völlig von
einem Zusammenbacken („Sintern") verschieden ist,
wobei das Verschweißen
außerdem
ein Verschweißen „unter
der Entladung eines Kondensators" ist,
das völlig
verschieden von einem Verschweißen
ist, das mit einer Schweißmaschine
mit einem Transformator mit viel geringerer Spannung erhalten wird
(einige Dutzend bis einige Hundert Volt), was insbesondere ungeeignet
ist, wenn man die Merkmale der gesuchten mechanischen und thermischen
Haltbarkeit wie auch der Leistungsanforderungen während des
Betriebs des Brenners in Erwägung zieht.
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Was dies betrifft, so spielt sich
das Verschweißen
bei der Erfindung unter einer Spannung von wenigstens 1000 V (oder
typischerweise unter mehreren Tausend, wenn nicht Zehntausenden)
Volt) mit einer Stärke
von wenigstens 1000 A (die 10.000 Ampere überschreiten kann) ab und dies
während
eines Zeitraums von bis zu 20 Mikrosekunden.
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Es ist auch festzuhalten, dass ein
ergänzendes
Merkmal der Erfindung vorschlägt,
während
des Schritts a) Metallfasern zu realisieren, die vorteilhafterweise
zwischen 5,5 und 8 Gewichts-% Aluminium enthalten.
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Für
eine fördernde
Wirkung auf den Strom des Fluids in dem Flammenträger, sind
die während des
Schritts a) erhaltenen Fasern vorteilhafterweise Fasern, die in
eine Richtung ausgerichtet sind und einen Querschnitt in Form eines
Möndchens
(oder linsenförmig,
oder wie ein „Halbmond") aufweisen und innen
daher (an ihrer konkaven Seite) einen Hohlkanal besitzen.
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Im Schnitt wird die äußere Sehne
dieser Fasern zwischen etwa 300 und 3000 Mikron betragen, mit einem
typischen Mittelwert von etwa 800 um und einer mittleren Höhe von etwa
20 bis 200 μm.
Die Länge
der Fasern wird sich vorteilhafterweise zwischen 0,7 cm und 15 cm
bewegen und vorzugsweise über
etwa 1 cm betragen. Was die Porosität des Flammenträgers betrifft,
so wird diese etwa 60% bis 95% betragen, vorzugsweise mit einer
im Wesentlichen isotropischen Verteilung der Fasern in dem Träger, der
sowohl bei einem gebläselosen
Brenner, als auch bei einem Brenner mit Gebläse verwendet werden kann.
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Um Fasern zu erhalten, wie sie oben
vorgestellt wurden, besteht das „Mittel um sie zu erhalten" vorzugsweise aus
einem Rad, dessen Oberflächen von
in regelmäßigen Abständen angeordneten
Rillen (oder auch Zähnen)
versehen ist, von denen jede eine dünne Kante besitzt, das Rad
wird gedreht und jede Rille wird bis zu ihrer Kante mit dem geschmolzenen
Metall gefüllt,
so dass jede Rille eine Menge der metallischen Legierung ausziehen
kann, die im Wesentlichen gleich ist mit derjenigen, die zur Bildung
einer Metallfaser erforderlich ist, sobald das Metall erkaltet und
ausgehärtet
ist.
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Es ist auch festzuhalten, dass je
nach der Porosität
des Flammenträgers,
der erhalten werden soll, die Bedingungen des Pressens/Verschweißens unterschiedlich
sein werden: wenn die Porosität
zwischen 60 und 80 bis 85 % beträgt,
wird sich das Pressen in der Pressform abspielen, aber das Verschweißen könnte außerhalb
der Form ablaufen (die Wände der
Schweißmaschine
werden außerhalb
der Form ablaufen (die Wände
der Schweißmaschine
werden elektrisch isolierend sein, wobei nur die Elektroden stromleitend
sind). Die Heiztemperatur an den Kontaktpunkten der Fasern kann
1450°C erreichen
und sogar überschreiten.
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Bei einer größeren Porosität (etwa
85 bis 95 %) wird sowohl das Pressen als auch das Verschweißen in der
Pressform ablaufen, immer mit einer elektrisch nicht leitenden Wand
und bei einer Temperatur, die mit der oben genannten vergleichbar
ist.
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Die Erfindung und ihre Verwirklichung
werden mit Hilfe der folgenden Beschreibung in Bezug auf die Zeichnungen
noch weiter verdeutlicht, von denen
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1 schematisch
ein Gewinnungsprinzip metallischer Fasern durch „melt overflow" (Überlaufen
des Metalllegierungsbades) zeigt,
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2 eine
vergrößerte Detailansicht
des Abschnitts II von 1 ist,
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3 eine
sehr vergrößerte Ansicht
im Schnitt einer „halbmondförmigen" Form ist, die charakteristisch
für eine
Faser ist, die durch die in 1 dargestellte
Technik gewonnen wurde,
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4 schematisch
eine Pressform für
Fasern zur Gewinnung einer Matte zeigt,
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5 schematisch
ein Schweißsystem durch
Kondensatorentladung für
diese Matte zeigt,
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6 eine
Ansicht im Schnitt einer Flammenträgerplatte mit variabler Porosität ist,
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7 und 8 zwei Ausführungsvarianten
der Platte von 6 sind,
und 9 eine Schnittdarstellung
eines Brenners ist, der mit einem erfindungsgemäßen Flammenträger ausgestattet
ist.
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Die 6 bis 8 stellen eine selbsttragende Platte 1 mit
der Form eines Parallelflachs dar, bestehend aus einer Vielzahl
dünner
Fasern 10 aus der Metalllegierung FeCrAlX (wobei X = Yttrium
oder eine Seltenerde oder ein Gemisch von Seltenerden wie Cerium
oder Erbium, bzw. aus „Mischmetall" ist), beispielsweise
einem rostfreien Stahl mit einem großen Anteil an Aluminium (etwa
7 % der Zusammensetzung), wobei die Fasern verdichtet sind, um der Platte
ihre definitive Form zu verleihen.
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Die Technik, die verwendet wird,
um die Fasern 10 herzustellen, greift all-gemein auf einen
Behälter
zurück,
der mit einer Metalllegierung gefüllt ist (hier rostfreier, hochschmelzender,
mit Aluminium dotierter Stahl), die auf eine Temperatur gebracht wird,
die gleich ihrer Schmelztemperatur oder darüber ist, so dass sie flüssig wird.
Ein sich bewegendes bewegliches Auszugsmittel wird dann in Kontakt
mit diesem Metall gebracht, so dass diese Bewegung, die eine Rotation
oder Translation sein kann, einen Teil des geschmolzenen Metalls
auszieht, das an einer äußeren, im
Allgemeinen sehr dünnen,
Umfangsfläche
anhaftet. Dann kühlt
das Metall auf dem Element ab und wird von dessen Oberfläche durch
eine Kraft abgeworfen, die durch seine Bewegung ausgeübt wird
(Zentrifugalkraft im Fall einer Drehbewegung), um sehr schnell an
der Luft (Abkühlung
von einigen Zehntausend Grad pro Sekunde) oder in einem neutralen
Gas (zum Beispiel Argon) zu erstarren, um eine Faser einer bestimmten
Länge zu
bilden. Vorzugsweise, wie dies auch nachfolgend beschrieben ist,
ist das Auszugsmittel ein Rad, das um eine Achse in Drehung versetzt
wird und das mit einer diskontinuierlichen Oberfläche, beispielsweise
in Form von regelmäßig verteilten
Rillen oder Zähnen
versehen ist.
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Um die zu Beginn der Beschreibung
genannten Anforderungen am Besten zu befriedigen, zieht man die
Technik die „melt
overflow" genannt
wird, vor. Gemäß dieser
Technik (siehe 1) wird
ein Behälter 3 mit
einer Metalllegierung 5 gefüllt, die die Fasern bilden
soll und man heizt ihn auf, um ein metallisches Schmelzbad zu erhalten.
Man lässt
dieses Bad leicht und konstant überlaufen
und stellt ein gerilltes Rad 7 an den Rand seiner Überlaufwand,
so dass bei einem Drehen des Rades mit erhöhter Geschwindigkeit eine bestimmte
Menge flüssiges
Metallmaterial durch Adhäsion
des Materials an einer der vielen Rillen, die auf dem Umfang des
Rads verteilt sind, wie bei 7a eine davon gezeigt ist (siehe 2) ausgezogen wird, während diese
in Kontakt mit der geschmolzenen Legierung kommt. Die Materialmenge
erstarrt beim Abkühlen
auf dem Rad um eine Faser 10 mit halbmondförmigem Schnitt
(oder linsenförmigem,
wie bereits angedeutet) zu bilden, siehe 3, insbesondere mit einer konkaven Innenseite 10a,
die dem Fluss des Fluids (Gas) in dem Flammenträger dient. Danach wird die „Faser" durch Zentrifugation
in die Luft oder in ein neutrales Schutzgas ausgeworfen, wo sie
ganz abkühlt
um so definitiv eine Metallfaser mit halbmondförmigem Querschnitt zu bilden,
deren Länge
der Rille entspricht, in der sie gebildet wurde.
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Obwohl sie weniger effektiv ist,
könnte
man auch die „melt
extraction" genannte
Technik verwenden. Gemäß dieser
Technik lässt
man ein mit Rillen (oder Zähnen)
versehenes Rad über
dem erhitzten Behälter
drehen, der weiterhin das Legierungsschmelzbad enthält. Man
lässt das
Rad leicht in das Bad eintauchen und versetzt es in Drehung, so
dass eine bestimmte Materialmenge in jeder Rille (oder Zahn) hängen bleibt
und aus dem Bad gezogen wird, um auf der Rille einen Meniskus zu
bilden, dann bei Abkühlen
auf dem Rad während
dessen Drehung zu erstarren bevor es durch die Zentrifugation in
die Luft (oder ein neutrales Gas wie Argon) ausgeworfen wird, wo
es ganz abkühlt
um die schließliche
Metallfaser zu bilden.
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Sobald die Filamente oder Fasern 10 gewonnen
sind, wird in einer Form (oder einer Ziehpresse), die in 4 dargestellt ist, eine
Matte gebildet. Hierfür
legt man die Fasern in eine Aufnahme 112 dieser Pressform
und übt
mit Hilfe eines beweglichen Stempels 114 auf die Fasern
eine hohe Presskraft F aus, um eine Matte aus verdichteten Fasern 115 (siehe 5) von gewünschter
Form zu erhalten. Diese Form kann ein Parallelflach sein, sie kann
rund, sogar konisch oder ringförmig
sein, ... und der endgültigen
Form des Flammenträgers
entsprechen. Der Grad der Porosität der nach diesem Pressvorgang erhalten
wird, wird von vorneherein derjenige des definitiven Trägers sein
(60 bis 95 %).
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Vorher kann man die Fasern 10 gebrochen oder
geschnitten haben (insbesondere wenn sie mehrere Zentimeter bis
Dutzende Zentimeter Länge besitzen),
so dass sie sich leichter in der Aufnahme 112 verteilen.
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Typischerweise siebt man sie, bevor
man sie in die Aufnahme gibt, um sie passend für die Art von Träger zu kalibrieren,
die man erhalten will.
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Wenn der Porositätsgrad der gepressten Matte 115 unter
etwa 85 % liegt (mit wenigen Prozent Spielraum) wird sich der Schritt
der Verfestigung dieser Matte durch Verschweißen außerhalb der Form abspielen,
wie dies in 5 dargestellt
ist.
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Unter dieser Annahme wird die Matte 115 in den
Innenraum 116 einer Kondensatorentladungsschweißmaschine 117 angeordnet.
Diese Maschine, deren Innenraum 116 der Form und den Abmessungen
der Matte angepasst ist (auf der keine zusätzliche mechanische Presskraft
aufgebracht werden darf) besteht aus elektrisch isolierenden Seitenwänden 118 und
zwei Elektroden 119a, 119b zwi schen denen die
Matte 115 angeordnet wird und die den Raum 116 mit
den Seitenwänden 118 definieren.
Die beiden Elektroden 119a, 119b sind unter Einfügung eines
Schalters 121 auf dem Schaltkreis mit Anschlussklemmen
eines Kondensators 120 verbunden. Das Bezugszeichen 122 stellt
die Masse dar. Die beiden Elektroden sind in elektrischem Kontakt mit
den metallischen Fasern der Matte, so dass das Schließen des
Schalters 121 zu der Entladung des Kondensators 120 führt, der,
mit den anderen mitwirkenden Elementen, so ausgelegt wurde, dass
er eine Spannung von mehreren Tausend, sogar Zehntausenden Volt
mit einer Stärke
von je nach dem herzustellenden Teil Tausenden bis einigen Zigtausend Ampere
an die Kontaktpunkte zwischen den Fasern abgibt, und dies während eines
Zeitraums von einer bis zu einigen Zig-Mikrosekunden, was nicht
zu vergleichen ist mit den typischerweise längeren Zeiten über einer
Sekunde und Spannungen (in der Ordnung von einigen Dutzend Volt)
bei dem bekannte Transformatorschweißen, das jedoch angesichts
der Charakteristika der Fasern und der Struktur, die erhalten werden
soll nicht geeignet ist. Insbesondere erlaubt es eine derartige
Verschweißung
durch Entladung eines Kondensators, sicherzustellen, dass die große Mehrheit
(vorzugsweise, mehr als 90 %) der Fasern an wenigstens zwei Kontaktpunkten
verschweißt
sind, was eine dauerhafte Haltbarkeit und eine wirkliche mechanische
Festigkeit, die für
den Flammenträger
gesichert ist, garantiert. Außerdem erlauben
es die Bedingungen dieses Schweißens (das kein Verbacken ist,
da die Schmelztemperatur der Fasern zwischen sich örtlich erreicht
wird, auch wenn die allgemeine Temperatur der Matte deutlich unter
100°, wie
zum Beispiel 50 bis 60°C
liegt), einen Schweißapparat 117 zu
verwenden, der keine hohen Temperaturen aushalten muss und daher
billiger ist (die Wände 118 können aus
Kunststoff sein).
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Bei der Annahme einer solchen Pressung der
Fasern in der Aufnahme 112, dass die Porosität der Matte über etwa
85 % liegt, würde
das Verschweißen
der Fasern untereinander von vorneherein im Inneren der Form selbst
geschehen. Hierfür würde das
System mit zwei Elektroden, das vorne in 5 dargestellt ist, bei der Form 100 der 4 verwendet und ein Kondensatorschaltkreis 120 würde dementsprechend
angeschlossen werden.
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Mit diesem Verfahren erhält man außerdem Fasern
in Legierungen, die doch starke Anteile von Aluminium besitzen,
ohne dass die Fasern brechen oder dass ihre Bearbeitung übermäßig teuer
wäre.
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Mit der verwendeten Technik ist es
auch noch möglich,
Platten mit einer unterschiedlichen Porosität zu erhalten. Hierfür kann man
den Druck in bestimmten Bereichen der Aufnahme des Presswerkzeugs
im Vergleich zu anderen Bereichen erhöhen oder man kann auch die
Menge der Fasern in diesen gleichen Bereichen, bei denen man eine
geringere Porosität
wünscht,
erhöhen.
Eine Schnittdarstellung einer Platte 1, die mittels dieses
Verfahrens gewonnen wurde, ist in 6 dargestellt.
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Man kann auch Fasern 10 und 12 mit
unterschiedlichen Durchmessern herstellen und sie in einer bestimmten
Anordnung in die Pressform geben, beispielsweise bei der die feinsten
Fasern in der Zone oder den Zonen sind, bei denen man die geringstes
Porosität
wünscht.
Eine Schnittdarstellung einer runden Platte 1, die mit
diesem Verfahren gewonnen wurde ist in 7 dargestellt, bei der sich die im Durchmesser
dicksten Fasern im Wesentlichen in der Mitte der Platte befinden.
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Der Vorteil der Form 100 ist,
dass es möglich ist,
sofort die endgültige
Form des Trägers
zu erhalten (voller Zylinder, Ring, ringförmiger Zylinder ...), mit einer
festen Porosität,
und sogar seine endgültige mechanische
Kohäsion,
wenn sich das Verschweißen
zwischen den Fasern in der Form abspielt.
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Bei größeren Trägern kann man, um eine große ebene
Platte mit unterschiedlicher Porosität zu bilden, jedenfalls aneinander
mehrere Träger 1a, 1b und 1c verbinden,
die jeweils eine verschiedene Porosität besitzen (8).
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Da der Herstellungsprozess der Fasern
es schließlich
erlaubt, Fasern mit unterschiedlicher Zusammensetzung herzustellen,
ist es jedenfalls möglich,
eine Platte herzustellen, die aus Fasern besteht, die eine unterschiedliche
Zusammensetzung haben, sei es, indem die Fasern gleichmäßig vermischt
werden, sei es im Gegenteil, indem man eine bestimmte Art von Fasern
in einem oder mehreren Bereichen der Aufnahme anordnet und eine
andere Art von Fasern in der anderen Zone oder den anderen Zonen der
Aufnahme, um eine Platte zu erhalten, die unterschiedliche physische
Charakteristika aufweist. Bei einer runden Platte kann es so interessant
sein, Fasern, die höheren
Temperaturen widerstehen in der Mitte der Platte anzuordnen, wo
die Flamme sehr stark sein wird, und an der Peripherie Fasern mit
geringerer Widerstandskraft zu verwenden.
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Beispielsweise zeigt 9 eine Halteplatte aus einer metallischen
Legierung FeCrAlX, die mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren
gewonnen wurde und insbesondere 7 % Aluminium enthält.
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In 9 ist
ein Flammenträger 1 dargestellt, der
in einem bekannten Brenner, der allgemein mit 80 bezeichnet
ist, wie beispielsweise einem Haushaltsbrenner mit vollständiger Vormischung
und blauer Flamme, montiert ist.
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Dieser Brenner 80 besteht
im Wesentlichen aus einer Mischkammer 81, der die allgemeine
Form einer kegelstumpfförmigen
Kammer besitzt mit im Wesentlichen runden Querschnitt, die mit ihrer
hinteren, engsten Seite 81a mit getrennten Zuleitungen 83, 84 zur
Zuführung
von jeweils Verbrennungsluft und Brenngas verbunden ist. Bei dieser
Darstellung erlauben es die Bezugszeichen AV und AR sich jeweils
die „vordere" und die „hintere" Seite des Brenners
in Bezug auf die Zirkulation des brennbaren Gemisches im Brenner,
die durch die Pfeile 87, 87' und 88 schematisiert
ist, vorzustellen. Diese Mischkammer 81 ist durch einen
Flammenträger 1 an
ihrer Vorderseite von einer Brennkammer 82 getrennt. Hier stellt
sich der Träger
als Hohlzylinder (ringförmig)
mit der Höhe
H und der Stärke
E dar. Eine massive Platte 36 verschließt das freie Ende des Trägers 1 von
vorn. Wie zu erkennen ist, trifft die Zuleitung 84 des
brennbaren Gases die Zuleitung 83 der Luft genau oberhalb
der Mischkammer (bei 85). Man könnte
hier natürlich
oberhalb der Leitung 83 (Druckluftzuführung) oder der Brennkammer
einen Ventilator installieren, aber es ist möglich eine „natürliche" Luftzuführung („Umluftbrenner") vorzusehen. Wie
dargestellt, wird die Zündung
des Brenners durch eine Elektrode 97 gesichert, die zweckentsprechend
isoliert ist und durch ein Zuführungskabel,
das nicht gezeigt ist, mit Hochspannung versorgt wird.
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Die Flammen entwickeln sich außerhalb
dieses Zylinders, wobei die Gasmischung vor dem Austreten durch
dessen Mitte tritt. Als Beispiel wurde ein Ring mit einem Innendurchmesser
von 50 mm, einem Außendurchmesser
von 70 mm und einer Höhe
von 15 mm (Brennfläche
= 3297 mm2) getestet. Bei dieser Konfiguration
erhält
man mit einem strahlenden Modus eine Minimalkraft von 2 kW (d.h.
eine Flächenkraft
von 607 kW/m2) und bei einer blauen Flamme
von 30 kW (d.h. eine Flächenkraft
von 9099 kW/m2). Die Modulationsskala beträgt daher
2 bis 30 kW, d.h. ein Verhältnis
von 1 zu 15. Die Kohlenstoffmonoxydemissionen (CO) sind über den
ganzen Betriebsbereich praktisch Null. Was die Stickoxyde (NOx)
betrifft, so sind diese bei einer Luftzufuhr (Faktor n) von 30 %
geringer, als 60 mg/kWh.
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Als Variante kann der Flammenträger aus mehreren
koaxial aufeinandergestapelten porösen Ringen bestehen, die jeweils
durch einen massiven Abstandsring voneinander getrennt sind, der
nicht porös
ist, oder auch aus einer runden, gewölbten Platte oder aus einem
vollem Konus oder auch aus anderen Formen.