DE69819633T2

DE69819633T2 - Aufbau eines Gehäuses für Oberflächenbrenner zur Verhinderung von Undichtheiten

Info

Publication number: DE69819633T2
Application number: DE69819633T
Authority: DE
Inventors: Shin Shizukuishi; Yoshihisa Kuki-city Iseda
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: ES2210630T3; EP0899507B1; DE69819633D1; EP0899507A1; CA2246143A1; US6030206A

Description

[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, wie er durch die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 definiert ist, und insbesondere auf eine ein Leck verhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners mit einer durch Ausbilden von metallischen oder keramischen Fasern als Matte oder als keramische poröse Matte erhaltenen Fasermatte als das Brennerelement, welches das Entweichen bzw. Auslecken von Brennstoff und Verbrennungsluft aus jeglichen anderen Abschnitten als der Verbrennungsfläche des Brennerelements verhindert.
[Stand der Technik]
Für Vorgemisch-Oberflächenbrenner, die eine Fasermatte einsetzen, welche durch Ausbilden hitzebeständiger metallischer oder keramischer oder anderer Fasern als Matte oder einer porösen Matte, wie zum Beispiel einer Keramikmatte, als Oberflächenbrennerelement erhalten wird, wird eine leckverhindernde Struktur mit einem Mittel zum Verhindern des Leckens bzw. Entweichens des Vorgemischs aus irgendwelchen anderen Teilen als den Verbrennungsstellen vorgeschlagen.
Typische leckverhindernde Strukturen für Oberflächenbrenner umfassen eine Struktur mit einem Oberflächenbrennerelement 1, das durch Bolzen 3 etc. an einem Gehäuse 2 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen Metall festgestellt ist, eine Struktur mit einem Oberflächenbrennerelement 1, das durch einen Flansch eines Metallgehäuses 2 gehalten wird, eine Struktur mit einem schweissbaren Oberflächenbrennerelement 1, das am gesamten Umfang an ein Metallgehäuse angeschweisst ist, und einen Fall mit einem gesinterten keramischen Kompaktstoff oder keramischen Fasern, der bzw. die an seinen Hochtemperaturabschnitten eingesetzt werden.
Ferner gibt es einen Oberflächenbrenner 4, wie er in 21 dargestellt ist. Bei dem Oberflächenbrenner 4 hat ein zylindrisches Metallgehäuse aus rostfreiem Stahl etc. einen zylindrischen Raum 6 in der Mitte des metallischen Gehäuses 5, und die Umfangswand des Raums 6 im Metallgehäuse 5 ist offen. Entlang der offenen Seite ist ein Brennerelement 7 installiert und unter Verwendung von metallischen Halteplatten 8 festgestellt, welche entlang den oberen und unteren Rändern entlang dem zylindrischen Raum 6 des Gehäuses 5 durch Bolzen etc. angebracht sind (nicht dargestellt).
Als weitere Version wird ein Keramikmaterial an der Oberseite und Unterseite des Metallgehäuses 5 verwendet, und das Brennerelement 7 wird entlang der Umfangswand des Raums 6 installiert und durch Bolzen etc. (nicht dargestellt) oben und unten festgestellt.
Andere vorbekannte Brenner mit einem Gehäuse, das im wesentlichen aus metallischen Material gefertigt ist, sind aus der WO 98/11621 oder der EP-A-0 415 008 bekannt.
[Von der Erfindung zu lösende Probleme]
Falls jedoch das Oberflächenbrennerelement 1 am Metallgehäuse durch die Bolzen 3 gemäß 20 festgestellt wird oder durch den Flansch des Metallgehäuses gehalten wird, kann es vorkommen, dass sich das Metallgehäuse durch die Wärmeübertragung von der Verbrennungsfläche oder der Strahlungswärme von der Flamme etc. eine Wärmedehnung erfährt, und damit ein Entweichen des Vorgemischs oder eine Rückzündung (backfire) verursacht. Desgleichen kann es bei dem in 21 gezeigten Oberflächenbrenner 4 vorkommen, dass das Metallgehäuse 5 durch Wärmeübertragung von der Verbrennungsfläche, der Strahlungswärme von der Flamme etc. thermisch verformt wird und damit das Entweichen des Vorgemischs oder eine Rückzündung verursacht.
Auch wenn das Oberflächenbrennerelement 1 am gesamten Umfang am Metallgehäuse angeschweisst ist, kann die Schweisszone durch thermische Verformung aufgebrochen werden.
Wenn ein gesinterter keramischer Kompaktstoff an den Hochtemperaturabschnitten des Gehäuses eingesetzt wird, ist der Brenner zum Nachteil auch gegenüber mechanischem Stoß schwach und kostspielig.
Falls Keramikfasern etc. verwendet werden, entweicht das Vorgemisch, da die Fasern eine bestimmte Porosität aufweisen, die keine vollkommene Abdichtung gestattet.
Die vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, um diesen Problemen abzuhelfen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Brenner mit einer leckverhindernden Struktur für den Fall eines Brenners bereitzustellen, der eine Fasermatte verwendet, die durch Ausbildung von metallischen oder keramischen Fasern als Matte oder einer keramischen porösen Matte etc. als Brennerelement erhalten wird, welches das Entweichen von Brennstoff und Verbrennungsluft aus jeglichen anderen Abschnitten als der Verbrennungsfläche des Brennerelements verhindert.
[Mittel zur Lösung der Probleme]
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Brenner mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen des Brenners sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Als solche stellt die vorliegende Erfindung einen Brenner bereit, der ein einen Vorgemisch-Zuführraum festlegendes Gehäuse umfasst, wobei der Vorgemisch-Zuführraum durch mindestens eine laterale Seitenwand und offene, gegenüberliegende Seiten begrenzt ist, wobei mindestens eine der offenen gegenüberliegenden Seiten durch eine Fasermatte oder eine feuerbeständige poröse Matte geschlossen ist, die als Brennerelement dient und fest an der mindestens einen lateralen Seitenwand angebracht ist, wobei die mindestens eine laterale Seitenwand, an der das Brennerelement angebracht ist, aus Keramikfasern gebildet ist, die mit einem Dichtungsmittel überzogen oder mit einem Dichtungsmittel vorab imprägniert ist, und/oder die mit einer Metall-Lage bzw. einem Metallblech an den der Innenseite des Vorgemisch-Zuführraums zugewandten Oberflächen bedeckt ist.
[Wirkungen der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung weist eine Struktur auf, bei der wärmebeständige, stark wärmeisolierende und billige Keramikfasern in Positionen zur Verhinderung einer Wärmedehnung gehalten werden und, da die Innenfläche (die dem Vorgemisch-Zuführraum zugewandt ist) des Oberflächenbrennerelements einer relativ niedrigen Temperatur ausgesetzt ist und von der Flamme weniger wahrscheinlich beeinträchtigt wird, und die aus Keramikfasern gebildeten lateralen Wände an ihren Innenflächen mit einem Abdichtungsmittel beschichtet werden können oder mit einer Metalllage bzw. mit einem Metallblech etc. bedeckt werden können, um gasdicht gehalten zu werden, damit verhindert wird, dass der Brennstoff und das Vorgemisch aus irgendwelchen anderen Abschnitten als dem Brennerelement entweichen.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
Es zeigen:
[1] eine typische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform, bei der die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen Brenner mit flach angeordneter Oberfläche angewandt ist,
[2] eine typische auseinandergezogene perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten, flach installierten Oberflächenbrenners,
[3] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung,
[4] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächen brenners der vorliegenden Erfindung,
[5] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung,
((dikt: statt "weiteren" einsetzen "eines noch anderen", wohin damit???))
[6] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung,
[7] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer einer noch anderen Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung,
[8] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform der leckverhindernden Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung,
[9] eine typische Schnittansicht eines in 8 gezeigten, flach installierten Oberflächenbrenners,
[10] eine typische perspektivische Darstellung eines wichtigen Teils einer Ausführungsform, bei der die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[11] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils des Gehäuses für den in 10 gezeigten, kreisförmig installierten Oberflächenbrenner,
[12] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform, bei der die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[13] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer noch anderen Ausführungsform, bei der die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[14] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer anderen Ausführungsform, bei die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[15] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform, bei die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[16] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer noch anderen Ausführungsform, bei die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[17] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer weiteren Ausführungsform, bei die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[18] eine typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils einer noch anderen Ausführungsform, bei die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt ist,
[19] ein typische Schnittansicht zur Darstellung eines wichtigen Teils des in 18 gezeigten, kreisförmig installierten Oberflächenbrenners,
[20] ein typische Schnittansicht zur Darstellung eines derzeit verwendeten, flach installierten Oberflächenbrenners als Beispiel, und
[19] ein typische perspektivische Schnittansicht zur Darstellung eines derzeit verwendeten kreisförmig installierten Oberflächenbrenners als Beispiel.

[Bedeutung von Symbolen]

10, 20, 30, 40, 50, 60: flach installierter Oberflächenbrenner
11: Brennerelement
12: Gehäuse
13: Bodenplatte
14: laterale Wand
15: Bolzen und Mutter
16: Zuführöffnung
17: Vorgemisch-Zuführrohr
18: Dichtungsmittel
21, 31, 42, 52: Metalllage bzw. Metallblech
32: Wärmedehnungs-Absorptionsabschnitt
33: Absorptionsraum
41, 51, 61: Gehäuse
41a, 51a, 62a: laterale Wand
41b, 51b: Bodenplatte
53: Raum
54: Bolzen
63: Vorgemisch-Zuführrohr
70, 80, 90: kreisförmig installierter Oberflächenbrenner
100, 110, 120, 130: kreisförmig installierter Oberflächenbrenner
71: Gehäuse
71a: Umfangswand des Gehäuses
71b: Oberseite
71c: Unterseite
72: Raum
73: Brennerelement
74: Bolzen
75: Vorgemisch-Einleitraum
76: Vorgemisch-Zuführrohr
77: Dichtungsmittel
81, 91: Metall-Lage bzw. Metallblech
92: Wärmedehnungs-Absorptionsabschnitt
93: Absorptionsraum
101, 111, 121: Gehäuse
101a, 111a: Umfangswand des Gehäuses
101b, 111b, 121b: Oberseite
101c, 111c, 121c: Unterseite
102, 123, 132: Vorgemisch-Einleitraum
103, 112: Bolzen
121a: Umfangswand des zylindrischen Raums
123, 132: Vorgemisch-Einleitraum
124, 133: Dichtungsmittel
125: Vorgemisch-Zuführrohr
132a: Oberseite
132b: Unterseite
140: kreisförmig installierter Oberflächenbrenner
141: Gehäuse
141a: Oberseite
141b: Unterseite
142: Vorgemisch-Brenner
143: Dichtungsmittel
144: Vorgemisch-Zuführrohr

[Ausführungsformen der Erfindung]
Verschiedene Ausführungsformen der leckverhindernden Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung sind nachstehend auf der Basis der Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen flach installierten Oberflächenbrenner 10.
Der Oberflächenbrenner 10 verwendet eine Fasermatte, die durch Ausbilden von metallischen oder keramischen Fasern als Matte oder einer keramischen porösen Matte etc. als Brennerelement 11 erhalten wird. Bei dem Oberflächenbrenner 10 wird das Brennerelement 11 durch Bolzen und Muttern 15 an vier Ecken an der oberen offenen Seite eines quadratischen Ge häuses 12 zusammen mit einer metallischen Bodenplatte 13 und lateralen Wänden 14, die aus Keramikfasern gebildet sind, um das Gehäuse 12 zu bilden, festgestellt. Die Bolzen und Muttern 15 sind für gewöhnlich aus Metall gefertigt, da aber diejenigen Abschnitte, in denen sie verwendet werden, hohen Temperaturen ausgesetzt sind, können auch Keramikbolzen und -muttern verwendet werden.
In der Mitte der Bodenplatte 13 ist eine Vorgemisch-Zuführöffnung 16 ausgebildet (siehe 2), so dass ein Vorgemisch von einem Vorgemisch-Zuführrohr 17 über die Zuführöffnung 16 dem Gehäuse 12 zugeführt werden kann.
Die Keramikfasern werden durch Hinzufügen eines Bindemittels zu Keramikfasern mit einem Durchmesser von etwa mehreren Mikron erzeugt, die aus Alumina, Silika oder Zirkonia etc. gefertigt sind, um eine Ausbildung zu gewünschten Formen zu ermöglichen, und weisen Feuerfestigkeit, Wärmeisolierung und Elastizität auf.
Die durch die Keramikfasern in dem Gehäuse 12 gebildeten lateralen Wände 14 sind mit einem Dichtungsmittel 18, wie zum Beispiel Beschichtungszement, an den Innenflächen beschichtet (siehe 3). Das Dichtungsmittel 18 ist ein Zement, der durch Kneten von Keramikfasern mit einem flüssigen Material oder einer anorganischen Bindemittellösung eines anorganischen oder organischen Klebemittels, von Silikon, synthetischem Gummi oder Schmierfett etc. erzeugt wird.
Die Keramikfasern, die zur Bildung der lateralen Wände 14 verwendet werden, können auch vorab mit dem Dichtungsmittel 18 imprägniert werden.
Da bei dem Oberflächenbrenner 10 nach obiger Beschreibung die lateralen Wände 14 des Gehäuses 12 durch wärmebeständige und stark wärmeisolierende Keramikfasern gebildet sind, unterliegen sie weniger einer Wärmedehnung.
Die Innenflächen des Oberflächenbrennerelements 11 (innerhalb des Gehäuses 12) sind relativ niedrigen Temperaturen ausgesetzt und weniger wahrscheinlich durch die Flamme beeinträchtigt. So können die Innenflächen der lateralen Wände 14 mit einem Dichtungsmittel 18 beschichtet sein, wie zum Beispiel Beschichtungszement, oder die aus Keramikfasern gebildeten lateralen Wände 14 können vorab mit dem Dichtungsmittel 18 imprägniert werden, um die Keramikfasern gasdicht zu halten und das Entweichen von Brennstoff und Vorgemisch aus den lateralen Wänden 14 zu verhindern.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch nach folgender Beschreibung ausgeführt sein. Bei dem flach installierten Oberflächenbrenner 20 gemäß 4 sind die aus Keramikfasern gebildeten lateralen Wände 14 mit einer metallischen Lage bzw. einem metallischen Blech 21 auf den Innenflächen ausgebildet, um gasdicht zu sein. Die Metalllage 21 bedeckt die Innenflächen der lateralen Wände vollständig. Die Innenflächen der lateralen Wände 14 können auch teilweise mit einem Dichtungsmittel beschichtet sein.
Da bei dieser Struktur die Keramikfasern mit einer metallischen Lage bedeckt sind, ohne im Gehäuse 12 freigelegt zu sein, werden sie gasdicht gehalten und das Entweichen von Brennstoff und Vorgemisch aus den lateralen Wänden 14 kann verhindert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 5 verkörpert sein. Bei dem in 5 gezeigten, flach installierten Oberflächenbrenner 30 sind die aus Keramikfasern gebildeten lateralen Wände 14 an den Innenflächen mit einer metallischen Lage bzw. einem metallischen Blech 31 bedeckt, das mit Mitteln zum Verhindern von Wärmedehnung versehen ist, um gasdicht zu sein. Die metallische Lage 31 ist mit einem Wärmedehnungs-Ausgleichsmittel 32 versehen, das in das Gehäuse 12 von der Innenfläche der mit der metallischen Lage 31 bedeckten lateralen Wand 14 im Zentrum der metallischen Lage 31 nach innen vorsteht. Das Wärmedehnungs-Ausgleichsmittel 32 enthält einen Absorptions- bzw. Ausgleichsraum 33 auf der Seite der lateralen Wand 14. Mehrere Wärmedehnungs-Ausgleichsmittel 32 können auch für jede der lateralen Wände 14 vorgesehen sein, oder die Wärmedehnungs-Ausgleichsmittel können auch entlang der Peripherie jeder der lateralen Wände 14 ausgebildet sein. Ferner kann das Wärmedehnungs-Ausgleichsmittel 32 auch in Streifen vertikal auf der lateralen Wand 14 ausgebildet sein oder kann auf irgendeine andere geeignete Weise ausgebildet sein.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 6 verkörpert sein. Bei dem flachen installierten Oberflächenbrenner 40 gemäß 6 sind in dem Gehäuse 41 die Innenflächen der lateralen Wände 41a, die aus Keramikfasern gebildet sind, und die obere Fläche 41b integral über eine metallische Lage bzw. ein Metallblech 42 ausgebildet. In dem Gehäuse 41 erstreckt sich die metallische Lage 42 bis zu den Oberseiten der lateralen Wände 41a und das Brennerelement 11 ist durch Schrauben und Muttern 15 festgestellt, die durch die Bodenplatte 41b von den Oberseiten der lateralen Wände 41a eingesetzt sind.
Gemäß dieser Struktur können die lateralen Wände 41a durch de metallische Lage 42 im Gehäuse 41 luftdicht gehalten werden und das Entweichen von Vorgemisch kann verhindert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 7 ausgeführt sein. Bei dem flach installierten Oberflächenbrenner 50 gemäß 7 sind in dem Gehäuse 51 die Innenflächen der lateralen Wände 51a aus Keramikfasern gebildet und die Bodenplatte 51b des Gehäuses 51 ist durch eine metallische Lage 52 gebildet, wobei sich die metallische Lage 52 bis zur Oberseite der lateralen Wände 51a hin erstreckt. Das Brennerelement 11 wird durch Bolzen 54 am Erstreckungsabschnitt der metallischen Lage bzw. des Metalblechs festgestellt und die Abschnitte, an denen das Brennerelement 11 an der metallischen Lage 52 angebracht ist, sind durch die lateralen Wände 51a an ihren Rändern und an der Unterseite bedeckt, wobei ein Zwischenraum 53 zwischen dem Erstreckungsabschnitt der metallischen Lage 52 und der entsprechenden Seitenwand 51a aufrechterhalten wird.
Gemäß dieser Struktur kann Gasdichtheit gewährleistet werden, und die Struktur des Gehäuses 51 kann vereinfacht werden. Da ferner die Abschnitte, an denen das Brennerelement 11 als Heizelement an dem Erstreckungsabschnitt der metallischen Lage 52 angebracht ist, auf der Unterseite mit den aus Keramikfasern gebildeten lateralen Wände 51a bedeckt sind, wobei ein Zwischenraum 53 zwischen dem Erstreckungsabschnitt der metallischen Lage 52 und der entsprechenden lateralen Wand 51a beibehalten wird, kann der Einfluss einer Wärmedehnung minimiert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners kann bei der vorliegenden Erfindung auch gemäß den Darstellungen der 8 und 9 ausgeführt sein. Bei dem flach installierten Oberflächenbrenner 60 gemäß den 8 und 9 sind im Gegensatz zu den flach installierten Oberflächenbrennern 10, 20, 30, 40 und 50 nach obiger Beschreibung sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Gehäuses 61 als offene Flächen ausgebildet, um das Brennerelement zu installieren, um Verbrennungsflächen an beiden offenen Flächen zu bilden. Bei diesem flach installierten Oberflächenbrenner 60 wird das Vorgemisch in das Gehäuse 61 aus einem Vorgemisch-Zuführrohr 63 eingeleitet, das in einer der lateralen Wände 62 installiert ist.
Ferner können bei dem flach installierten Oberflächenbrenner 60 die Keramikfasern mit einem Dichtungsmittel 18 wie zum Beispiel einem Beschichtungszement beschichtet werden oder vorab mit dem Dichtungsmittel 18 imprägniert oder mit einer metallischen Lage jeweils auf den der Innenseite des Gehäuses zugewandten Oberflächen bedeckt werden, um gasdicht zu sein.
Gemäß dem oben beschriebenen flach installierten Oberflächenbrenner 60 können die nachteiligen Auswirkungen einer Wärmedehnung verhindert werden und die Gasdichtheit gewährleistet werden. Da andererseits der Brenner die Erhitzung auf beiden Seiten ermöglicht, kann er als Wärmequelle für eine breitere Palette verschiedener Heizelemente eingesetzt werden.
Mehrere Ausführungsformen der leckverhindernden Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung sind beschrieben worden. Bei diesen Ausführungsformen kann, falls eine Dichtung zwischen dem den Brenner bildenden Brennerelement und der metallischen Lage besteht, und/oder zwischen dem Brennerelement und den Keramikfasern, und/oder zwischen dem Gehäuse und den Keramikfasern, oder falls Klemmmittel wie zum Beispiel Beilagscheiben für die Bolzen verwendet werden, die zum Feststellen des Brennerelements verwendet werden, das Entweichen des Vorgemischs aus anderen Abschnitten als dem Brennerelement des Brennergehäuses zuverlässig verhindert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt werden. Ausführungsformen dieser Version werden nachstehend beschrieben.
10 zeigt einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 70, der in der äußeren Form zylindrisch ist und ein im Schnitt ringförmiges Gehäuse 71 sowie einen zylindrischen Raum 72 im Zentrum des Gehäuses 71 aufweist. Die Umfangswand 71a des Gehäuses 71 ist beispielsweise aus einer metallischen Lage bzw. einem Metallblech gebildet, und andererseits werden Keramikfasern verwendet, um die Oberseite 71b und die Unterseite 71c des Gehäuses 71 zu bilden.
In dem Raum 72 ist ein Brennerelement 73, wie zum Beispiel eine Fasermatte, zylindrisch entlang der Umfangswand des Raums 72 installiert und durch Bolzen 74 etc. an der Oberseite 71b und der Unterseite 71c festgestellt (siehe 11).
Ferner ist im Gehäuse 71 ein Vorgemisch-Einleitraum 75 so ausgebildet, dass er den zylindrischen Raum 72 im Zentrum des Gehäuses 71 durch die Umfangswand 71a, die Oberseite 71b, die Unterseite 71c und das Brennerelement 73 umgibt. Die Umfangswand 71a ist auch mit einem Vorgemisch-Zuführrohr 76 zum Einleiten des Vorgemischs in den Vorgemisch-Einleitraum 75 versehen.
In dem Vorgemisch-Einleitraum 75 des kreisförmig installierten Oberflächenbrenners 70 sind die aus Keramikfasern gebildete Oberseite 71b und Unterseite 71c an den Innenflächen mit einem Dichtungsmittel 77 wie zum Beispiel Beschichtungszement beschichtet. Das aufgebrachte Dichtungsmittel 77 kann das Auslecken von Vorgemisch aus zahlreichen feinen Poren verhindern, die in den Innenflächen der Keramikfasern bestehen. Die Keramikfasern können auch vorab mit dem Dichtungsmittel 77 imprägniert werden.
Da gemäß dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 70 nach obiger Beschreibung die Oberseite 71b und die Unterseite 71c des Gehäuses 71 durch wärmebeständige und stark wärmeisolierende Keramikfasern gebildet sind, kann die Wärmeübertragung auf die Umfangswand 71a des Gehäuses 71 gebremst werden, um die nachteiligen Auswirkungen einer Wärmedehnung auf das Gehäuse 71 zu verhindern.
Da außerdem die Innenfläche des Brennerelements 73 (in dem Vorgemisch-Einleitraum 75) einer relativ niedrigen Temperatur ausgesetzt ist und weniger wahrscheinlich von der Flamme beeinflusst wird, können die zur Bildung der Oberseite 71b und der Unterseite 71c verwendeten Keramikfasern an den Innenflächen mit einem Dichtungsmittel 77, beispielsweise einem Beschichtungszement beschichtet werden, oder die aus den Keramikfasern gebildete Oberseite 71b und Unterseite 71c können vorab mit dem Dichtungsmittel 77 imprägniert werden, um die Oberseite 71b und die Unterseite 71c gasdicht zu halten, damit das Entweichen von Brennstoff und Vorgemisch aus jeglichen anderen Abschnitten als dem Brennerelement 73 zu verhindert wird.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch wie nachstehend beschrieben verkörpert sein. Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 80 gemäß 12 sind die Oberseite 71b und die Unterseite 71c mit einer metallischen Lage bzw. einem Metallblech 81 auf der Vorgemisch-Einleitraums 75 bedeckt, um die Oberseite 71b und die Unterseite 71c gasdicht zu halten. Die metallische Lage 81 bedeckt die Ober seite 71b und die Unterseite 71c vollständig auf den dem Vorgemisch-Einleitraum 75 zugewandten Oberflächen. Die Oberseite 71b und die Unterseite 71c können auch teilweise mit einer metallischen Lage auf der Seite des Vorgemisch-Einleitraum 75 bedeckt sein, während sie an den anderen Abschnitten mit einem Dichtungsmittel beschichtet sind bzw. werden.
Da ferner gemäß dieser Struktur die Keramikfasern mit der metallischen Lage 81 bedeckt sind, ohne gegenüber dem Vorgemisch-Einleitraum 75 freigelegt zu sein, können die Oberseite 71b und die Unterseite 71c gasdicht gehalten werden, und das Auslecken von Brennstoff und Vorgemisch aus irgendeinem anderen Abschnitt als dem Brennerelement 73 kann verhindert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 13 verkörpert sein. Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 90 gemäß 13 sind die Oberseite 71b und die Unterseite 71c auf der Seite des Vorgemisch-Einleitraums 65 mit einer metallischen Lage 91 mit einem Wärmedehnung-Verhinderungsmittel bedeckt, um die Oberseite 71b und die Unterseite 71c gasdicht zu halten. Das heißt, dass jede der metallischen Lagen 91 einen Wärmedehnungs-Ausgleichsabschnitt 92, der zum Zentrum des Vorgemisch-Einleitraums 75, der jeweils mit der metallischen Lage 91 bedeckten Oberseite 71b und Unterseite 71c ausgebildet ist, in der Umfangsrichtung des Vorgemisch-Einleitraums vorsteht. Jeder der betreffenden Wärmedehnung-Ausgleichsabschnitte 92 enthält einen Absorptionsraum 33 an der Oberseite 71b oder der Unterseite 71c. Mehrere Wärmedehnungs-Ausgleichsabschnitte 92 können ebenfalls für jede Seite vorgesehen sein. Die Wärmedehnungs-Ausgleichsabschnitte 92 können auch in der Umfangsrichtung des Vorgemisch-Einleitraums 75 oder in der Richtung senkrecht zu der Umfangsrichtung des Vorgemisch-Einleitraums 75 in Streifen ausgebildet sein. Die Formen der Wärmedehnungs-Ausgleichsabschnitte 92 können je nach Wunsch gewählt werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 14 verkörpert sein. Bei dem in 14 gezeigten kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 100 sind die Umfangswand 101a des Gehäuses 101 und die Oberflächen der die Oberseite 101b und die Unterseite 101c auf der Seite des Vorgemisch-Einleitraums 102 bildenden Keramikfasern integral mittels einer metallische Lage M ausgebildet. Die Oberflächen der Oberseite 101b und der Unterseite 101c auf der Seite des zylindrischen Raums im Zentrum des Gehäuses 101 sind ebenfalls mit der metallischen Lage M bedeckt. Das Brennerelement 73 wird durch Bolzen 103 an der Oberseite 101b und der Unterseite 101c von der Seite des zylindrischen Raums her festgestellt.
Da gemäß dieser Struktur der Vorgemisch-Einleitraum 102 des Gehäuses 101 durch die metallische Lage M umgeben ist, kann das Entweichen von Vorgemisch aus der Oberseite 101b und der Unterseite 101c verhindert werden und das Vorgemisch wird nur vom Brennerelement ausgetragen, um die Oberflächenverdrängung des gesamten Brennerelements zu ermöglichen.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 15 verkörpert sein.
Bei dem in 15 gezeigten kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 110 sind die Umfangswand 111a des Gehäuses 111 und die Oberseite 100b sowie die Unterseite 100c über eine metallische Lage M integral ausgebildet, und die metallische Lage M erstreckt sich bis zur Oberseite 111b und zur Unterseite 111c, an denen das Brennerelement 73 angebracht ist. Das Brennerelement 73 wird durch Bolzen 112 von der Seite des zylindrischen Raums her festgestellt.
Die Oberseite 111b und die Unterseite 111c sowie die Bolzen 112, an denen das Brennerelement 73 angebracht ist, sind durch Bedecken mit Keramikfasern C fb ausgebildet. In diesem Fall ist zwischen jedem der Bolzen 112 und den entsprechenden Keramikfasern C fb ein kleiner Zwischenraum G ausgebildet.
Gemäß dieser Struktur kann natürlich Gasdichtheit gewährleistet und die Struktur des Gehäuses 111 kann vereinfacht werden. Da ferner die kleinen Zwischenräume G um die Bolzen 112 herum, wo das Brennerelement 73 als Heizelement an der Oberseite 111b und der Unterseite 111c angebracht ist, eine Wärmeübertragung verhindern können, können die nachteiligen Auswirkungen einer Wärmeübertragung wirksam verhindert werden.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß 16 verkörpert sein. Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 120 gemäß 16 ist das Brennerelement 73 als Umfangswand 121 installiert. Das heißt, dass bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 120 das Gehäuse 121 in der äußeren Form wie bei der vorangehenden Ausführungsform zylindrisch ist, dass aber die Umfangswand 121a des zylindrischen Raums 122 im Zentrum des Gehäuses durch eine metallische Lage ausgebildet ist, während die Keramikfasern gebildete Oberseite 121b und Unterseite 121c den Vorgemisch-Einleitraum 123 bilden. Die Oberseite 121b und die Unterseite 121c sind mit einem Dichtungsmittel 124, wie zum Beispiel mit einem Beschichtungszement, auf den dem Vorgemisch-Einleitraum 123 zugewandten Oberflächen beschichtet. Das Dichtungsmittel 124 kann auch in den Keramikfasern, welche die Oberseite 121b und die Unterseite 121c bilden, vorab imprägniert werden.
Das Brennerelement 73 ist um das Gehäuse 121 herum installiert, um die Umfangswand des Gehäuses 121 zu bilden, und ist durch Bolzen an der Oberseite 121b und der Unterseite 121c von außen festgestellt. Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 120 wird das Vorgemisch in den Vorgemisch-Einleitraum 123 aus dem Vorgemisch-Zuführrohr 125 eingeleitet, das in der Umfangswand 121a des zylindrischen Raums 122 im Zentrum des Gehäuses vorgesehen ist.
Ferner können bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 120 die zur Bildung der Oberseite 121b und der Unterseite 121c verwendeten Keramikfasern auch mit einer metallischen Lage auf den dem Vorgemisch-Einleitraum 123 zugewandten Oberflächen bedeckt sein. Ferner können die Oberseite 121b und die Unterseite 121c auch teilweise mit einem Dichtungsmittel beschichtet sein.
Wenn die Oberseite 121b und die Unterseite 121c mit einer metallischen Lage auf den dem Vorgemisch-Einleitraum 123 zugewandten Keramikfaser-Oberflächen bedeckt sind, kann die metallische Lage auch mit einem Mittel zum Verhindern einer Wärmedehnung versehen sein.
Ferner kann die leckverhindernde Struktur auch so angeordnet sein, dass die Oberseite 121b und die Unterseite 121c auf die dem Vorgemisch-Einleitraum 123 zugewandten Keramikfaser-Oberflächen so aufgebracht sind, dass die metallische Lage sich zu der Umfangswand des Gehäuses 121 an der Oberseite 121b und der Unterseite 121c, wo das Brennerelement 73 angebracht ist, erstreckt, dass das Brennerelement 73 und die metallische Lage durch Bolzen befestigt sind und dass ein Raum zwischen dem Brennerelement-Befestigungsabschnitt und der Oberseite 121b bzw. der Unterseite 121c ausgebildet ist.
Gemäß dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 120 nach obiger Beschreibung können die nachteiligen Auswirkungen einer Wärmedehnung verhindert werden und der Vorgemisch-Einleitraum 123 kann an allen anderen Abschnitten als dem Brennerelement 73 gasdicht gehalten werden. Da andererseits das Brennerelement 73 als Umfangswand des Gehäuses zum Erwärmen auf der Außenseite angeordnet ist, kann der Brenner als Wärmequelle bei Heizelementen für Spezialanwendungen eingesetzt werden.
Die leckverhindernde Struktur für einen Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch gemäß der Darstellung in 17 verkörpert sein. Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 130 gemäß der Darstellung in 17 ist ein Brennerelement 73 als Umfangswand des Gehäuses 131 installiert, und ein weiteres Brennerelement 73 ist als Umfangswand des zylindrischen Raums im Zentrum des Gehäuses installiert, um auf beiden Seiten zu erwärmen. Ferner sind die Oberseite 131a und die Unterseite 131b, die den Vorgemisch-Einleitraum bilden, aus Keramikfasern gebildet, und die Keramikfasern sind mit einem Dichtungsmittel 133 an den dem Vorgemisch-Einleitraum zugewandten Oberflächen beschichtet. Das Dichtungsmittel 131 kann auch vorab in den Keramikfasern imprägniert werden. Ferner können die Keramikfasern auch mit einer metallischen Lage bzw. einem Metallblech auf den dem Vorgemisch-Einleitraum 132 zugewandten Oberflächen bedeckt sein. Die Keramikfasern können auch mit einem Dichtungsmittel teilweise an ihren Innenflächen beschichtet sein.
Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 130 ist das Vorgemisch-Zuführrohr 134 an der Unterseite 131b angebracht, um das Vorgemisch in den Vorgemisch-Einleitraum 132 einzuleiten.
Die Oberseite 131a und die Unterseite 131b können auch mit einer metallischen Lage mit einem Mittel zum Verhindern einer Wärmedehnung an den Oberflächen der Keramikfasern, die dem Vorgemisch-Einleitraum 132 zugewandt sind, bedeckt sein.
Ferner kann die leckverhindernde Struktur auch derart angeordnet sein, dass die metallische Lage, welche die dem Vorgemisch-Einleitraum zugewandten Flächen der Keramikfasern bedeckt, bis zur Umfangswand des Gehäuses erweitert ist und die Umfangswand des zylindrischen Raums an der Oberseite 131a und der Unterseite 131b, wo die Brennerelemente 73 angebracht sind, dass die Brennerelemente 73 und die metallische Lage auf beiden Seiten durch Bolzen befestigt sind, und dass ein Raum zwischen dem Brennerelement-Anbringungsabschnitt und der Oberseite 131a bzw. der Unterseite 131b auf beiden Seiten ausgebildet ist.
Bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 130 nach obiger Beschreibung können die nachteiligen Auswirkungen einer Wärmedehnung verhindert werden, und der Vorgemisch-Einleitraum 132 kann an allen anderen Abschnitten außer dem Brennerelement 73 gasdicht gehalten werden. Da andererseits die Brennerelemente 73 als Umfangswand des zylindrischen Heizelements 131 und als Umfangswand des zylindrischen Raums im Zentrum des Gehäuses zur Erwärmung auf beiden Seiten angeordnet sind, kann der Brenner als Wärmequelle für eine breitere Palette verschiedener Heizelemente angewandt werden.
Die leckverhindernde Struktur für den Fall eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung kann auch auf einen kreisförmig installierten Oberflächenbrenner angewandt sein, der in einem zylindrischen Gehäuse gemäß der Darstellung in 18 installiert ist.
Der kreisförmig installierte Oberflächenbrenner 140 hat ein zylindrisches Gehäuse 141, und die Oberseite 141a und die Unterseite 141b des zylindrischen Gehäuses 141 sind aus Keramikfasern gebildet, während ein durch eine Fasermatte gebildetes Brennerelement 73 entlang der Umfangswand des zylindrischen Gehäuses 141 installiert ist. Die Oberseite 141a, die Unterseite 141b und Brennerelement 73 bilden eine Vorgemischkammer 142.
Die Oberseite 141a und die Unterseite 141b sind mit einem Dichtungsmittel 143 an den der Vorgemischkammer 142 zugewandten Oberflächen beschichtet. Das Dichtungsmittel 143 kann auch vorab in die Oberflächen der Oberseite 141a und der Unterseite 141b imprägniert werden (siehe 19).
Die Unterseite 141b ist mit einem Vorgemisch-Zuführrohr zum Zuführen des Vorgemischs in die Vorgemischkammer 142 versehen.
Diese Struktur verhindert ein Entweichen des Vorgemischs von anderen Oberflächen der Oberseite 141a und der Unterseite 141b außer denjenigen des Brennerelements 73.
Da das zylindrische Gehäuse 141 des kreisförmig installierten Oberflächenbrenners 140 einfach zylindrisch ist, kann die Struktur weiter vereinfacht werden, und die leckverhindernde Maßnahme kann auch einfacher vorgenommen werden (siehe 19). Dieser Vorteil ist auch erzielbar, wenn das Gehäuse statt zylindrisch prismatisch ist.
Auch bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 140 mit einem einfachen zylindrischen Gehäuse können die verschiedenen folgenden Versionen für die leckverhindernde Struktur angewandt werden, obwohl sie nicht als Zeichnun gen dargestellt sind.
Beispielsweise kann der Brenner 73 aus einer feuerbeständigen porösen Matte gebildet sein.
Ferner können bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 140 die Oberseite 141a und die Unterseite 141b auch mit einer metallischen Lage bzw. mit einem Metallblech bedeckt sein, statt mit dem Dichtungsmittel 143 an den der Vorgemischkammer 142 zugewandten Oberflächen beschichtet zu sein.
Darüber hinaus können die Oberseite 141a und die Unterseite 141b auch teilweise auf den Oberflächen mit einer metallischen Lage bedeckt sein und auf den anderen Oberflächen zumindest mit einem Dichtungsmittel beschichtet sein.
Die zum Bedecken der Oberflächen der Oberseite 141a und der Unterseite 141b verwendete metallische Lage kann auch mit einem Mittel zum Verhindern einer Wärmedehnung versehen sein.
Ferner kann bei dem kreisförmig installierten Oberflächenbrenner 140 die zum Bedecken der Oberseite 141a und der Unterseite 141b an den der Vorgemischkammer 142 zugewandten Oberflächen verwendete metallische Lage bis zu der Umfangswand an den Abschnitten erweitert werden, an denen das Brennerelement 73 angebracht ist, und die metallische Lage und das Brennerelement 73 können durch Klemmmittel befestigt sein. Bei dieser Struktur ist ein Zwischenraum zwischen den Brennerelement-Befestigungs-abschnitten und der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses als Mittel zum Verhindern einer Wärmedehnung ausgebildet.
Die leckverhindernde Struktur für ein Gehäuse eines Oberflächenbrenners der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen eines kreisförmig installierten Oberflächenbrenners beschrieben worden. Wenn bei diesen Ausführungsformen eine Dichtung zwischen dem den Brenner bildenden Brennerelement und der metallischen Lage bzw. dem Metallblech und/oder zwischen dem Brennerelement und den Keramikfasern, und/oder zwischen dem Gehäuse und den Keramikfasern, vorgesehen werden kann, oder wenn ein Klemmmittel, wie zum Beispiel Beilagscheiben, für die zum Feststellen des Brennerelements verwendeten Bolzen eingesetzt werden können, kann das Entweichen von Vorgemisch aus irgendwelchen anderen Abschnitten als dem Brennerelement zuverlässiger verhindert werden.

Claims

Brenner (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110; 120; 130; 140) mit: einem Gehäuse (12; 41; 51; 61; 71; 100; 111), das einen Vorgemisch-Zuführraum (75; 102; 123; 132; 142) festlegt, wobei der Vorgemisch-Zuführraum durch mindestens eine laterale Seitenwand (14; 41a; 51a; 62; 71b, c; 101b, c; 111b; 121a, b; 131a, b; 141a, b) und offene gegenüberliegende Seiten begrenzt ist, wobei mindestens eine der offenen gegenüberliegenden Seiten durch eine Fasermatte oder eine feuerfeste poröse Matte, die als Brennerelement (11; 73) dient und fest an der mindestens einen lateralen Seitenwand angebracht ist, verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine laterale Seitenwand, an der das Brennerelement angebracht ist, aus Keramikfasern gebildet ist, die mit einem Abdichtungsmittel (18; 77; 124; 133; 143) überzogen ist oder mit einem Abdichtungsmittel (18; 77; 124; 133; 143) vorab imprägniert ist und/oder mit mindestens einer Metallage bzw. einem Metallblech (21; 31; 42; 52; 81; 91; M) an den der Innenseite des Vorgemisch-Zuführraums zugewandten Oberflächen bedeckt ist.
Brenner nach Anspruch 1, wobei eine der offenen gegenüberliegenden Seiten durch die Fasermatte oder die feuerfeste poröse Matte, die als das Brennerelement (11; 73) dient, verschlossen ist und die andere der gegenüberliegenden Seiten durch eine Metallage bzw. ein Metallblech verschlossen ist.
Brenner nach Anspruch 2, wobei sich die Metallage bzw. das Metallblech (52; M) zu der mindestens einen lateralen Seitenwand (51a; 111b) erstreckt, um deren der Innenseite des Vorgemisch-Zuführraums zugewandte Oberflächen zu bedecken, und ferner zu den Abschnitten erstreckt, an denen das Brennerelement (11; 73) an der mindestens einen lateralen Seitenwand angebracht ist, und wobei die Metallage bzw. das Metallblech und das Brennerelement durch Klemmmittel (54; 112) befestigt sind und ein Raum (53; G) zwischen den Brennerelement-Befestigungsabschnitten und der mindestens einen lateralen Seitenwand des Gehäuses ausgebildet ist.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Metallage bzw. das Metallblech (31; 91) mit einem Mittel (32, 33; 92; 93) zum Ausgleichen einer Wärmedehnung versehen ist.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Dichtung zwischen dem Brennerelement und der Metallage bzw. dem Metallblech und/oder zwischen dem Brennerelement und den Keramikfasern vorgesehen ist.
Brenner nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse zylindrisch ist und die mindestens eine der offenen gegenüberliegenden Seiten, die von einer als Brennerelement (11; 73) dienenden Fasermatte oder einer feuerfesten porösen Matte verschlossen ist, dem Außenumfang des Zylinders entspricht, und die aus Keramikfasern gebildeten Seitenwände den axialen Endflächen des Zylinders entsprechen.