DE7613711U1 - Schweiß-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner - Google Patents

Description

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DIPL.-ING. HORSt'rÖSE D I PL.'- I NG. PETER KOS EL

; PATENTANWÄLTE

j 3353 Bad Gandershelm, 29. April 1976

' Postfach 129

Hohonhöfen5

j Telelon: (05382) 2842

j Telcgramm-Adrcsso: Sledpalcnt Gadgandorshelm

Unsere Akten-Nr. 286θ/ΐ

Firma R. ,Schlüter
Fachhandel für Schweißtechnik

Patentgesuch vom 29. April 1976

Firma E-, Schlüter
Fachhandel für Schv/eißtechnik Bokumer Straße 21

3014 Laatzen 5

Schweiß—, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweiß-, Schneid-, Keiz- oder Flämmbrenner mit einem die Austrittsdüse oder -düsen enthaltenden Brennerkopf und einem den Brennerkopf mit dem Brennergehäuse verbindenden, die jeweiligen Zuführungen enthaltenden Brennerkörper, wobei wenigstens ein Teil von Brennerkörper und Brennerkopf zur Kühlung des Brennerkopfes von einem eine konvektive Wärmeübertragung bewirkenden Kühlmedium durchströmt ist.

Der moderne Einsatz derartiger Brenner und insbesondere von Schweißbrennern im Hand- oder Maschinenbetrieb führt zu steigenden Temperaturen im Bereich der jeweils verwendeten Brennerkopfdüsen. Dies zeigt sich ganz besonders beim sogenannten Schutzgasschweißen, da die thermische Belastung des Brennerkopfes mit der Verwendung von Schutzgasen und insbesondere bei Verwendung von Edelgasen als Schutzgase wie Argon oder Hexium wächst. Da in der modernen Schweißtechnik

Par.kkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandotshelm. Kto.-Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66? 15

nniiT-n Rö/Rg,

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immer häufiger hochlegierte Stähle sowie Leichtmetalle nach dem Schutzgasschweißverfahren und insbesondere nach dem Sigma- bzw. MIG-MAG-Verfahren verschweißt v/erden müssen, ist die Verwendung von reinen Edelgasen als Schutzgas unerläßlich, da diese Edelgase den hiniluß der Atmosphäre auf die Schweiß- und Schweißrandzone von legierten Stählen sowie Leichtmetallen am besten verhindern. Aber auch bei anderen Schweiß verfahr en, dem Y/IG-Schweißyerfahren, dem

dem Unter-Pulver-Schweißveriahren Plasma-Schweiß- und bchneidverfahren/und schließlich auch bei anderen Schweiß-, Schneid-, Heiz- und Flämrnbrennern, die mit Brenngas-Sauerstoff-Gemischen in Verbrennungskammern über Düsen arbeiten, steigen die thermischen Belastungen des Brennerkopfes ständig an.

Bei den bekannten Brennern der eingangs angegebenen Art wurde bisher ausschließlich mit Kühluedion unter Ausnutzung konvehtiver '/ärrneübertragung versucht, den Brennerkopf und insbesondere dessen thermisch hochbelastete Düsenzone zu kühlen» Die Praxis zeigt, daß eine derartige Kühlung mittels konvektiver V/äx'meübertragung entweder zur Verhinderung thermischer Überbelastung des Brennerkopfes nicht ausreicht oder aber ein technischer Aufwand getrieben v/erden muß, der für den praktischen Betrieb kaum noch tragbar ist. Alle Kühlsystene mit ausschließlich konvektiver Wärmeübertragung erfordern ohnehin einen hohen technischen Aufwand, da Umwälzpumpen oder Urnwälzgebläse für das Kühlmedium erforderlich sind und die jeweiligen Anschlußleitungen den Brennerbetrieb erschweren und erhebliche Unfallgefahren mit sich bringen. Hinsichtlich der wärmeübertragung v/eisen die auf rein konvektiver Wärmeübertragung beruhenden bekannten Kühlsysteme den grundsätzlichen Hachteil auf, daß nur ein verhältnismäßig geringer Tenrperaturabfall beim Wärmetransport über größere Strecken möglich ist oder große Mengen an Kühlmedien mit großen Strömungsgeschwindigkeiten bereitgestellt v/erden müssen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Brennern der eingangs angegebenen Art ein neues Kühlprinzip einzuführen, mit dessen Hilfe es gelingt, auch bei höchster termischer Beanspruchung des Brennerkopfes eine ausreichende Wärmeabfuhr und anschließende Kühlung zu erreichen, wobei dies mit geringstmöglichem Aufwand und möglichst ohne gesondertes Kühlmedium für die konvektive Wärmeübertragung erreicht v/erden soll. Dies seil bei allen Schweiß-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrennern erreicht werden, insbesondere aber bei Sigma-Schweißbrennern, die nach dem Metall-Inert-Gas (MIG) oder Metall-Aktiv-Gas (MAG)-Verfahren arbeiten, bei WIG-Schweißbrennern (nach dem Wolfram-Inert-Cas-Verfahren arbeitend), bei Plasma-Schweiß- und Schneidbrennern, die als Plasma-Gemische Argon-Wasserstoff und Argon-Stickstoff sowie ähnliche Plasma-Gemische verwenden, sowie bei sämtlichen Schutzgas-Schweiß- und Schneidbrennern, die mit Schutzgasen wie Helium, Argon, Argon-CCU-Gemischen, CC>2 und nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren arbeiten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem vom Brennvorgang thermisch hochbelasteten Bereich des Brennerkopfes und einem vom ?Luhlmedium um- und/oder durchströmten Bereich des Brennerkörpers ein ein Wärmetransportmittel enthaltendes, in sich hermetisch geschlossenes yärmeübertragungssystem mit selbsttätigem Wärmetransport zwischen seiner Wärmeaufnahme- und seiner Wärmeabgabezone angeordnet ist und wenigstens dessen Wärmeabgabezone von dem Kühlmedium um- und/oder durchströmt ist. Mit einem derartigen yärmeübertragungssystem wird erreicht, daß über eine verhältnismäßig kurze Übertragungsstrecke und mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit die am Brennerkopf entwickelte Wärme in dem vom Kühlmedium bestrichenen Bereich des

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Brenners abgeführt werden kann, wonach diese übertragene Wärme vom Kühlmedium abtransportiert werden kann. Die bei den geschilderten modernen Schwreißverfahren und Anforderungen so außerordentlich thermisch hoch beanspruchten Bereiche des Brennerkopfes werden somit thermisch entlastet, aus diesen hochbelasteten Bereichen wird die Wärine schnellstmöglich abgeführt, um dann voü. Kühlmedium abtransportiert zu werden. Somit wird das Kühlsystem des Brenners in ein Primärsystem aus dem erfindungsgemäßen Wärmeübertragungssystem und ein Sekundärsystem mit konvektiver Wärmeabfuhr zerlegt, wodurch eine in der Praxis außerordentlich wirksame thermische Entlastung bzw. Kühlung des Brennerkopfes erreicht wird. Das erfindungsgemäß eingesetzte in sich geschlossene Wärmeübertragungssystem gestattet einen Einbau unmittelbar in den Brenner, so daß bei den mit Schutzgas arbeitenden Brennern, aber auch bei allen anderen mit Gasen arbeitenden Brennern sich gezeigt hat, dai? als Kühlmedium für das geschilderte Sekundärsystem mit konvektiver Wärmeübertragung die Schutzgase bzw. die Betriebsgase zur vollständigen Kühlung herangezogen werden können, so daß die geschilderten aufwendigen zusätzlichen Systeme für das Kühlmedium der konvektiven Wärmeübertragung mit ihren geschilderten Nachteilen ganz entfallen können. Hierdurch wird zusätzlich zu der wirksamen Entlastung des Brennerkopfes eine außerordentliche Vereinfachung des gesamten Brenners und seiner Aggregate erzielt.

Zur Erzielung der geschilderten Wirkung des Wärmelibertragungssystems hat es sich als besonders vorteilhaft und v/irksam erwiesen, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung das in sich geschlossene Wärmeübertragungssystem ein flüssiges, in der Wärmeaufnahmezone verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur zur Rückförderung oder Unterstützung der Rückforderung

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kondensierten Wärmetransportmittels von der Wärmeabgabezone zum Verdampfungsbereich der Wärmeaufnahmezone enthält. Ein derartiges Wärmeübertragungssystem ist in seinem Prinzip als sogenanntes Wärmerohr bekannt. Die Wirkung eines solchen Wärmerohres ist praktisch vollständig unabhängig von seiner Lage, so daß die Wärmeübertragungseigenschaften bei jedem Einsatz des so ausgestalteten Brenners voll zur Verfügung stehen. Im folgenden sollen die prinzipiellen Eigenschaften des Wärmerohres und die grundsätzliche erfindungsgemäße Ausgestaltung erläutert werden.

Beim Wärmerohr wird ein physikalisches Prinzip angewandt, das unabhängig von der Gravitation einen Umlauf des W^rmetransportmittels allein durch ein 'remperaturgefälle bev/irku. Dieses Prinzip beruht auf den Kapillarkräften bzw. de"¹ Oberflächenspannung des verwendeten Wärmetransportmittels. Prinzipiell besteht das Wärmerohr aus einem Rohr, dessen Innenwand mit einem Docht oder einem System einer Kapillarstruktur bedeckt ist. Die Kapillarstruktur aus kapillaren Oberflächeneinschnitten oder feinmaschigen Netzen ist mit dem flüssigen Värmutransportmittel gesättigt. Das eine Ende des v/ärmer ohr es, die Wärmeaufnahmezone, v/ird beheizt, so daß die Flüssigkeit aus der Kapillarstruktur verdampft. Der Dampf strömt in Richtung des Temperaturgefälles und kondensiert in der Wärmeabgabezone am anderen Ende, wobei er die in der Verdampfungszone aufgenommene Verdampfungswärme in der Kondensationszone wieder abgibt. In der Kapillarstruktur wird das Kondensat durch die Kapillarkräfte zur Verdampfungs- oder Wärmeaufnahmezone wieder zurückgefördert.

Im Gegensatz zum natürlich η Umlauf, bei dem das Gravitationsfeld nach Betrag und Richtung vorgegeben ist, lassen sich beim Wärmerohr durch Wahl geeigneter geometrischer Parameter die Kapillarkräfte den

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Erfordernissen anpassen, so daß es möglich ist, auch gegen die Schwerkraft zu arbeiten. Das Wärmerohr ist ein einfaches Konstruktionselement und läßt Umwälzpumpen, Gebläse und somit Dichtungs- sowie Schrnierprobleme entfallen» Das Wärmerohr ist £. Llseitig geschlossen und kann deshalb auch als Wärmeleiter hoher Wärmeleitfähigkeit aufgefaßt v/erden. Die "scheinbare

χ 4 Wärmeleitfähigkeit" des Wärmerohres ist 10- bis 10 -mal so groß wie die eines guten metallischen Wärmeleiters, ζ.B Kupfer.

Die Wärmetransporteigenschaften hängen von der Oberflächenspannung des jeweiligen Wärmetransportmittels und dessen Verdampfungswänne ab. Das grundlegende Fhänomen, die Oberflächenspannung, hat seine Ursache in den unterschiedlichen molekularen Kohäsionskräften zweier aneinander grenzender Phasen. Demzufolge herrscht im Übergangsbereich zwischen den Phasen ein Druckgefälle, wenn die Grenzfläche gekrümmt ist. Der VHrmestrom in einem Wärmerohr wird formal durch das Produkt aus Verdampfungswärme und M&ssenstrom des umlaufenden Wärmetransportniittels definiert. Die Temperatur an einer beliebigen Stelle des Wärincrohres ist bestimmt durch den dort herrschenden Dampfdruck und die Grenzflächenkrürnrnung, ebenfalls durch den Druck in der Flüssigkeit. Berücksichtigt man die bisher getroffenen Aussagen, so kann festgestellt werden, daß der Wärmestrom in einem Wärmerohr linear vom Temperaturgefälle abhängt, welches den Umlauf aufrecht erhält. j3ei vorgegebenen Abmessungen ist es möglich, die geometrischen Parameter der Kapillarstx'uktur optimal zu wühlen.

Die Wahl des Wärrnetransportmittels hängt von der Arbeitstemperatur des zu verwendenden Schweiß- oder Schneidbrenners ab bzw. von den maximalen Temperaturen,

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die im kritischen Bereich des zu kühlenden Schweiß- i oder Schneidbrenners dauernd auftreten. Wichtig bei f der Wahl des Wärmetransportmittels ist ebenfalls dessen Kapillaraktivität, d.h., damit sich die Kapillarkräfte in der gewünschten V/eise auswirken können, ist gute I Benetzung der Kapillarstruktur durch das Wärmetransport- f mittel erforderlich. Die Transporteigenschaften des * Wärmetransportmittels hängen hauptsächlich von dessen j Stoffwerten ab. Hierbei ist zu beachten, daß die |

Betriebstemperatur des Wärrnerohres bzw. des verv/endeten I Schweiß- oder Schneidbrenners weit genug unterhalb der < kritischen Punkte des Stoffwertes der jeweils verv/endeten Wärmetransportmittel liegt.

Das 'Wärmetransportmittel soll aufgrund seiner Korrosionseigenschaften ausgewählt v/erden und in Einklang mit den Werkstoffen der Kapillarstruktur gebracht werden. Die chemische Verträglichkeit von Wärmetransportmittel und dem Werkstoff der Kapillar- [ struktur muß gewährleistet sein. Wichtig ist eine geringe Löslichkeit dieses Werkstoffes im Wärmetransportmittel. Um bei den Brennern nach der Erfindung das Anfahr- |

verhalten eines Wärmerohres günstig zu gestalten, f

soll der Schmelzpunkt des Wärmetransportmittels möglichst | niedrig liegen und einen geringen Dampfdruck am |

Schmelzpunkt haben. §

Da die Wärme durch die Wand des Wärmerohres zu- bzw. abgeführt wird, sollte die Wärmeleitfähigkeit möglichst groß sein. Wie bereits erwähnt, besteht die Kapillarstruktur erfindungsgemäß aus Längsrillen, Gewinderillen in der Rohrinnenwand und/oder aus einem an die Rohrinnenvand angelegten feinmaschigen Drahtgewebe. In jedem Fall muß sich die kapillarbildende Oberfläche

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vom Wärmetransportniittel benetzen lassen und gegenüber diesem korrosionsbeständig sein. Man kann dieser Forderung auch durch geeignete- Oberflächenbeschichtung gerecht werden (v/olframplattierte Tantal-Rohre).

Folgende Stoffe werden als vorteilhaft für die erfindungsgemäße Anwendung benannt;

Temperaturbereich 550 - 504 K : Wärmetransportmittel = V/asser (H_?0) Kapillarstrukturwerkstoff = Cr-Ni-Stahl Rohrwerkstoff = Cr-Ni-Stahl oder Sondermessing

Temperaturbereich 600 - 1000⁰K: Wärmetransportmittel = Zäsium (Cs) Kapillarstrukturwerkstoff = Titan (Ti)

Rohrwerkstoff = Tiran (Ti)

Cr.-Ni-Stahl

Temperaturbereich 650 - 1100°K; Värmetransportmittel = Kalium (K) Kapillar strtuktur-

werkstoff = Cr-Ni-Stahl

Rohrwerkstoff = Cr-Ni-Stahl

Temperaturbereich 750 - 1200°K: Värmetransportmittel = Natrium (Na)

Kapillarstrukturwerkstoff = Cr-Ni-Stahl

Rohrwerkstoff = C r-Ni-stahl

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Weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäß eingesetzten Wärmerohres werden im folgenden noch erläutert.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Wärmeübertragungssystem aus einem rohrförmigen, mit getrennten Förderkanälen für Ab- und Rücktransport des Wärmetransportmittels versehenen Wärmetransportkörper und ist das Wärmetransportmittel in dem System durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur in Umlauf versetzbar. Bei einem derartigen in sich geschlossenen Wärmetransportkörper werden als Wärmetransportmittel Metalle sowie deren Salze und Metallegierungen verwendet, die einen tiefen Schmelzpunkt besitzen.

Bei dieser Ausführungsfor'm der Erfindung wird das Verhalten eines derartigen Wärmetransportraittels (RUSiXfintl'hT'.t - ΚΡΙΤΙΑ TIi γϊΙτΗρ» in Δ ViVi ö η er i cHr α i-f- ynn γΙοτι jeweils in das Wärmeübertragungssystern eingeführten oder es umgebenden Temperatur zu verändern. Dazu V/erden folgende Erläuterungen gegeben:

Der Wärmestrom in einem derartig dargestellten System wird formal durch das Produkt aus Schmelzwärme Und Massenstrom des Wärinetransportmittels definiert. Das zwischen Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabezone herrschende Temperaturgefalle hält das Wärmetransportmittfel in den Förderkanälen in Bewegung und erzeugt im Umlauf eine konvektive Wärmeübertragung innerhalb des in sich geschlossenen Wärmeübertragungslör pers. Das Temperaturgefälle bewirkt dabei ein Dichtegefälle, das auch in Verbindung mit dem Gravitationsfeld das Druckgefälle für den Umlauf verursacht.

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Maßgebend für die Wärmeübertragung in dem erfindungsgemäßen Wärmeübertragungskörper ist in erster Linie die Größe der Schmelzwärme des Wärmetransportrnittels. Die Wahl des Wärmetransportmittels hängt von der Arbeitstemperatur des zu verwendenden Schweiß- oder Schneidbrenners ab bzw. von den maximalen Temperaturen, die im kritischen Bereich des Brennerkopfes dauernd auftreten.

In Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur v/erden folgende Metalle, Metall-Salze und Metall-Legierungen als Wärmetransportmittel aufgeführt:

0 Kalium (K):

Schmelzpunkt
Schmelzwärme

= 63" C

= 14 Kcal/kg

b) Woodsche-Legierung

(50 % Wismut, 25 % Blei,

12,5 % Zinn, 12,5 % Kadmium): Schmelzpunkt

Schmelzwärme

= 76° C

= 7,8Kcal/kg

c) Natrium (Ma): Schmelzpunkt

Schmelzwärme

d) Natriunrphosphat: Schmelzpunkt

Schmelzwärme

e) Natriumnitrat:

Schmelzpunkt Schmelzwärme

= 97,7 C

= 27,0 Kcal/kg

= 36,0 C

= 67,0 Kcal/kg

= 306° C

= 65,0 Kcal/kg

Da in dem erfindungsgemäß genannten System die Wärmeübertragung mit der Größe der Schmelzwärme des eingesetzten Y/ärmetransportmittels wächst, sollten Natrium- und Kalium-Salze verwendet werden, vorzugsweise dies unter c) und d) sowie für höhere Belastungen das unter e) genannte Wärinetransportmittel.

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Da die Schmelzwärme und auch die spezifische Wärme der genannten Metall-Salze, wie die angegebenen Beispi zeigen, mehrfach größer ist als jene Ihrer Metalle, so kann bei ihrer Verwendung mit demselben Füllgewicht me Wärme übertragen werden und es kann weiterhin das Füllgewicht gegen jenes der Metalle wesentlich verring v/erden.

Wird die Erfindung bei einem elektrischen Schweißbrenner mit einer Schweißdrahtführungs- und Stromdüse und Schutzgasbetrieb eingesetzt, so ist es von besonde konstruktiven und funktionsmäßigem Vorteil, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die Wärmeaufnahmezon des Wärrnerohres oder des Wärmetransportkörpers mit der Schweißdrahtführungs- und Stromdüse über ein Brennerko; zwischenstück aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff wärme leitend verbunden ist, durch das Innenrohr des Wärmerohres oder Wärmetransportkörpers eine Schweißdrahtführungsseele zur Schweißdrahtführungs- und Stroirdüse geführt ist und das Schutzgas die Wärmeabgabezone des Wärmerohres wenigstens umströmend durch den Brennerkör] zur Metallgasdüse geführt ist. Hierdurch ergibt sich einerseits eine außerordentlich kompakte Anordnung des durch die Erfindung vorgesehenen Primärsystems der Kühlung und ferner eine hochwirksame wärmeleitende Verbindung zwischen der in höchstem Maß thermisch beanspruchten Schweißdrahtführungs- und Stromdüse und de: Wärmeaufnahmezone des Primärsystems und zugleich eine außerordentlich wirksame und einfache konvektive Wärmeübertragung aus der Wärmeabgabezone des Primärsystems in das Schutzgas, das somit selbst als Sekundärsystem herangezogen werden kann. Sämtliche zusätzliche Kühlung maßnahmen entfallen ganz.

Zur weiteren Erhöhung der Kühlwirkung und zugleich zur gesteigerten Ausnutzung des Schutzgases für die Wärmeübertragung ist es nach einer v/eiteren Ausführung*

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j form der Erfindung vorteilhaft, wenn das Innenrohr des Wärmerohres oder Wärmetransportkörpers in Richtung zum. ! Brennergehäuse verlängert ist und die Schweißdraht- ! ! führungsseele in radialem Abstsmd zur Bildung eines ! Strömungskanals umschließt und. dieser Strömungskanal ι an die Schutzgasquelle angeschlossen und durch Verbindungs- : kanäle im Brennerkopfzwischenstück mit dem Innenraum der Metallgasdüse verbunden ist und daß getrennt davon das die Wärmeabgabeζone des Wärmerohres oder des Wärmetransportkörpers umströmende Schutzgas über äußere Strömungskanäle und Darchbrüche in der Metallgasdüse auf deren Außenmantel geleitet wird. Neben der so außerordentlich gesteigerten konvektiven V/ärmeübertragung vom Primärsystem in das Sekundärsystem des Schutzgases wird zugleich in baulich außerordentlich einfacher und zweckmäßiger Anordnung erreicht, daß neben dem inneren Schutzgasstrom ein äußerer Schutzgasmantel um die Metallgasdüse und damit um die Schweißstelle gebildet Avird, was die angestrebte Schutzgaswirkung ganz wesentlich fördert.

Bei Verwendung des eingangs näher erläuterten Wärmerohres als Primärsystem ist es zweckmäßig, wenn in v/eiterer Ausbildung der Erfindung die Kapillarstruktur des Wärmerohres durch in beiden Längsinnenwandungen eingearbeitete Gewindearterien und durch auf den Gewindearterien sowie auf zwischen den Längsinnenwandungen angeordneten radialen Stützwänden angeordnete Netzarterien gebildet ist. Diese KapillarstruKtur hat sich für die angestrebte optimale Wärmeleitung als besonders zweckmäßig erwiesen. Die Stützwände werden über die Netzarterien zur Vergrößerung der Kapillarstruktur herangezogen. Für die meisten praktischen Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß sämtliche Wandungen des Wärmerohres, die Stützwände und die Netzarterien aus Cr-Ni-Stahl

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bestehen und das Wärmetransportmittel des Wärmerohres Wasser ist.. Wie eingangs erläutert, können hiermit die wesentlichsten Temperaturbereiche mit einfachen Mitteln beherrscht werden.

Eine besonders kompakte und für die Handhabung bzw. den maschinellen Betrieb besonders einfache und zweckmäßige Bauform wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß das Wärmerohr oder der Wärmetransportkörper, die Schweißdrahtführungs- und Stromdüse, die Schweißdrahtführungsseele, das Brennerkopfzwischenstück, die Metallgasdüse und der Brennerkörper in konzentrischer Anordnung zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind und dabei Metallgasdüse und Frennerkopfzwischenstück sowie Metallgasdüse und Brennerkörper jeweils über wärmeisolierende hülsenförmige Bauelemente miteinander verbunden sind.

Bei dem erfindungsgernäßen Einsatz des Wärmetransportkörpers mit seinen Förderkanälen ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Fürderkanäle schraubenlinienförmig ausgebildet sind und in jeweils einen Verteil er raun: in der Wärme aufnahme- und Wärmeabgabezone münden. Hierdurch wird eine besonders günstige Wärmeübertragung erzielt. Zur optimalen Abstimmung des Querschnitts der Förderkanäle an das jeweils verwendete. Wärmetransportmittel kann es zweckmäßig sein, wenn die Förderkanäle in Ab- und Rücktransportrichtung jeweils unterschiedliche Durchlaßquerschnitte aufweisen.

Eine besonders zweckmäßige Bauforrn wird beim erfindungsgemäßen Einsatz des Wärmetransportkörpers in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Wärmetransportkörper aus einem eine Fortsetzung des BrennerkopfZwischenstücks ; ^ldenden Innenrohr, in dessen Außenwandung der Rücktransportkanal eingearbeitet ist, einem dieses umschließenden Zwischenrohr, in dessen

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An j j ,,, £>zw. Wärmeableitkanal. . Außenwandung der Abtransportkanal/eingearbeitet ist, und einem das Zwischenrohr umschließenden Außenrohr zusammengesetzt ist, wobei an den Enden von Innen- und Zwischenrohr die Verteilräume gebildet sind. Diese aus konzentrischen Rohren zusammengesetzte Bauform des Wärmetransportkörpers fördert dessen Herstellung unter Einschluß des Wärmetransportmittels und dessen Einbau in den Brenner.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile unu vorteilhafte Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Als Ausfuhrungsbeispiele sind kombinierte Hand- und Maschinenschweißbrenner für den Einsatz beim Sigma- bzw. MIG-MAG-Schweißverfahren dargestellt, und zwar für den schweren Einsatz bis 600A Strombelastung, welche Brenner mit den Schutzgasen CO , Argon-COp-Gemisch und Argon betrieben v/erden können. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen kombinierten Hand- und Maschinenschweißbrenner nach der xfindung,

Fig. 2 den zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teil des Längsschnitts nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fjg. 2a, 2b und 2c Schnittansichten des Bronners nach Fig. 2 entlang den Linien A-A bzw. B-B bzw. C-C,

Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform eines kombinierten Hand- und Maschinenschweißbrenners nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Si^ma-Hand- und Maschinenschv/eißbrenner weist erfindungsgemäß in seinem vorderen Teil zwischen dem Brennerkopf und dem Brennergehäuse ein Wärmerohr 1 auf„ Dieses Wärmerohr kann gemäß Fig. 1 in die Wärmeaufnahmezone 2, die Wärmetransportzone 3 und die

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Kondensations- oder Wärmeabgabezone 4 aufgeteilt werden» Der in Fig. 1 dargestellte Schweißbrenner weist ferner zwei voneinander getrennte Schutzgasstrombereiche 5 und auf, auf die das Schutzgas in einer Schutzgasstrom-Verteilerkammer 7 entsprechend aufgeteilt wird, sowie ein abschraubbaren Handgriff 8.

Bei dem in Fig. 2 im vergrößerten Maßstab dargestellten Brenner gemäß Fig. 1 hat das Wärmerohr 1 die Aufgabe, als "Wärmeleiter" mit hoher Wärmeleitfähigkeit, dessen Arbeitsweise nachfolgend noch genau beschrieben wird, die Arbeitswärme des Schweißbrenners über die ; Drahtführungs- und Stromdüse 9 und über das Brenner- ! kopfzwischenstück 10 in seiner Heiz- oder Wärmeaufnahme- : zone 2 (Fig. 1) aufzunehmen.

Die Drahtführungs- und Stromdüse 9 sowie das Brennerkopfzwischenstück 10 bestehen wegen der guten Strom- und Wärmeleitfähigkeit aus Kupfer, wobei das Brennerkopfzwischenstück 10 ein großes Volumen besitzt, um die Arbeitstemperatur der Drahtführungs- und Stromdüse 9 schnell und effektiv auf die Wärmeaufnahmezone des Wärmerohres zu übertragen. Durch diese Anordnung werden Schweißdrahi^Transporthemmungen durch zu heiß gewordene Stromdüsen vermieden. Hierbei ist die Möglichkeit gegeben, das Brennerkopfzwischenstück 10 und das Wärmerohr 1 an seiner Wärmeaufnahmezone 2 zusätzlich schweiß- oder löttechnisch miteinander zu verbinden.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Wärmerohr 1 ist ein Gewindearterien-Wärmerohr spezieller Bauart, in welches das eigentliche Brennerrohr 11 fest integriert ist. Das dargestellte Gewindearterien-Wärmerohr besteht einschließlich der beiderseitigen Stirnplatten 12 und 13 aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise aus X 12 Cr Ni 18 8, und ist ringsum löttechnisch hermetisch veischlossen. Ebenso ist es über seine beiden Stirnplatten 12 und 13 fest und absolut dicht mit dem Brennerrohr 11, das aus Sondermessing besteht, hart verlötet. Das Gewindearterien-

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Wärmerohr hat z.B. eine Gesamtlänge von 100 mm, einen Außendurchmesser von 21 mm und eine Außenwandstärke von 1,5 mm. Die in der Wärmeaufnahmezone befindliche Stirnplatte 13 hat eine Wandstärke von z.B. 3,5 mm, die in der Kondensations- oder Wärmeabgabezone befindliche Stirnplatte 12 eine Wandstärke von z.B. 3,0 mm und das fest integrierte Brennerrohr 11 einen Außendurchmesser von z.B₀ 12 mm.

Die Gewindearterien 14 an der Innenwand des Wärmerohres haben eine Steigung von 0,3 mm und eine Gewindetiefe von 0,2 mm. An der Außenwand des Brenner-Rohres 11 und damit an der zweiten Innenwand des Wärme-Rohres sind ebenfalls Gewindearterien 15 vorgesehen, die ebenfalls eine Steigung von 0,3 mm und eine Gewindetiefe von 0,2 mm haben. Es handelt sich hierbei in beiden Fällen Um Spitzgewindearterien.

Die Heiz= oder Vrarineaufnahrnezone 2 des Wärmerohr es «Atit eins Läiigö von Z.B. 2.0 um»,, üxc vicii'iiieLi'a.iiapoi'Lzone j eine Länge von z.B. 22 mm,

die Kodensations- oder Wärmeabgabezone 4 eine Länge von fc.B. 51,5 mm.

Zwischen den Gewindearterien 14 des Wärmerohrnianteis Und den Gewindearteren 15 des Brennerrohres 11 sind auf tflem Umfang gleichmäßig verteilt acht Stützbleche 16 aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise aus X 12 Cr Ni 18 8, angeordnet,die eine Wandstärke von z.B. 1 mm besitzen.

Diese Stützbleche 16 werden in z.B. 1 mm tiefen Bodennuten der Stirnplatten 12 und 13 geführt. An die Stützteleche 16 sind auf ihrer ganzen Länge und Breite zwei Lagen Netzarterien 17 mittels des Micro-Plasma-Schweißverfahrens aufgepunktet (vakuum-gepunktet). Die Netzarterien 17 werden vorzugsweise aus 100-mesh-Netz gebildet und bestehen ebenfalls aus Cr-Ni-Stahl, vorzugsweise

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X 12 Cr Ni 18 8. Die Drahtenden der Netzarterien 17 le^gen sich fest in den Rillengrund der Gewindearterien 14 j des Wärmerohrmantels, an der inneren Seite legen sich die Drahtenden der Netzarterien 17 fast über den ganzen Urnfang verteilt in den Rillengrund der Gewindearterien 15 Brennerrohres 11»

j Das Wärmetransportmittel des als Ausführuntsbeispiel ! dargestellten Wärmerohres besteht aus Wasser (H₂O)₀ Um ! gute Benetzungseingenschaften zu erreichen, wird das

Wärmerohr mit eingebauten Stützblechen nebst Netzarterien zur Reinigung im Vakuum geglüht. Auf diese Weise läßt sich j euch vermeiden, daß unervmnschte Gasreste während des ' Betriebes freigesetzt werden. Anschließen wird das Wärme-J transportmittel Wasser (H₂O) Hnter Schutzgasatmosphäre i (Argon) eingefüllt, bis die Gev/inde- und Netzarterien im ! Inneren des Wärmerohres gesättigt sind. Unmittelbar danach ί v/ird das gefüllte Wärmerohr in einen Vakuum-Hartlötofen ι gebracht. Sobald der gewünschte Druck von Z.B. 10·^* Torr \ erreicnx ist, werden die beiden Stirnplatten 12, 13 mit ! üem Wärmerohrmantel 1a und dem Brennerrohr 11 mittels I eines silberhaltigen Vakuum-Hartlots dicht miteinander verlötet.

Die Arbeitswärme des dargestellten Sigma-Schweiß-

brenners wird von der Drahtführungs- und Stromdüse 9über S das Brennerkopfzwischenstück 10 auf den Umfang der Heizzone 2 des Wärmerohres 1 übertragen. Das in den Kapillarstrukturen der Gewinde- und Netzarterien 17, 14, 15 befindliche Wärmetransportmittel (HpO) verdampft unter Aufnahme von Verdampfungswärme. Der Dampf strömt in Richtung des Temperaturgefälles und kondensiert in der Kondensationszone 4 des Wärmerohres 1, wobei er die Verdampfungswärine an die Außenwände abgibt. Über die ' Kapillarstrukturen der Gewinde- und Netzarterien 17, 14, . 15 wird das Kondensat in die Heiz- bzw. Verdaiapfungszone

zurückgefordert. . . . .. . .. - .. . _. . ... . . _

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Das in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgeruäße spezielle Wärmerohr 1 ist ein Gewindearterien-Wärmerohr mit acht speziellen Netzarterien-Stegen. Dieses Wärmerohr unterscheidet sich von anderen Wärmerohren prinzipiell dadurch, daß für den Rücktransport des Kondensats zur Heizzone und für dessen Verteilung über den Umfang der

ι Keizzone verschiedene Kapillarstrukturen angewendetjwerden. Die Flüssigkeit wird in den acht speziellen Netzarterien-Stegen im Wärmerohr in axialer Richtung transportiert. Zum azimutalen Transport der Flüssigkeit dienen die Gev/indearterien. in der Kondensationszone wird das Kondensat durch die Netzarterien-Stege aus den Gev/indearterien gesaugte In der Heizzone erzeugt der Meniskus, der sich in den Rillengrund der Gewindearterien zurückzieht, die notwendige Kapillar-Druckdifferenz, v/elche für den azimutalen Flüssigkeitstransport von den Netzarterien-Stegen zur beheizten Wand benötigt wird. Auf diese Yfeise bleibt die gesamte Kapillardruckdifferenz, v/elche der maximalen Rillenbreite der Ccwindcarterie errt-

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Der entscheidene Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das flüssige Vfärmetransportmittel nur übev einen Teil des Umfanges in Rillen transportiert werden muß, wobei kleinste Rillenabmessungen ausreichen. Für den axialen Flüssigkeitstransport stehen die Netzarterien mit großem Querschnitt zur Verfügung. Das erdindungsgemäße Wärmerohr ist also gut geeignet, sehr große Keizflächenbelastungen zu erzielen,und es besitzt außerdem ein hohes axiales Transportvermögen.

Im v/eiteren Funktionsablauf wird die an die Außenwand der Kondensationszone 4 abgegebene Verdampfungsäwrme durch deh äußeren Schutzgas-Kühlstrom, der durch die beiden Schutzgaskanäle 18 zugeführt wird, nach vorne abgeführt. Eer aufgeheizte Schutzgas-Kühlstrom wird, gelenkt durch die fiußere Brennerhülse 19, durch die acht auf dem Umfang der

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Brennerkörper-Isolierungshülse 20. verteilten Schutzgasführungs-Bohrungen 21 gedruckt. Die Brennerkörper-Isolierungshülse 20 besteht aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Der Schutzgas strom wird, abgelenkt durch die Brennerkopf-Isolierhülse 22, an der Außenwand der Metallgasdüse 23 entlanggeführt und tritt durch acht auf dem Umfang der Metallgasdüse 23 angebrachte Bohrungen 24 auf die Schweißrandzone aus. Die Brennerkopf-Isolierhülse 22 besteht ebenfalls aus elektrisch und v.'ärmeisolierendem Werkstoff. Sie dient gleichzeitig als Spritzerschutz vor SchweißSpritzern und verhindert Brückenbildung zwischen der Drahtfühtungs- und Stromdüse und der Metallgasdüse 23. Die äußere Schutzgasführung über die Bohrungen 24 der Metallgasdüse 23 hat zusätzlich den schweißtechnischen Vorteil, daß die Schweißrandzone intensiver durch das Schutzgas gegenüber dem Einfluß der Atmosphäre geschützt wird.

Der zweite innere Schutzgasstrom wird in dem Ringkanal 25 in Düsenrichtung geführt. Der Ringkanal 25 ergibt sich aus dem radialen Abstand zwischen der Innenbohrung des Brennerrohres 11 und der Schweißdrahtführungsseele 26. über vier Bohrungen 27 erreicht der zweite innere Schutzgasstrom den innsren Teil des Brennerkopfes. Dieser innere Schutzgasstrom dient dazu, das flüssige Schweißbad und den Sigma-Schutzgas-Draht vor den schädlichen Einflüssen der Atmosphäre abzudecken.

-Die elektrisch und gegen Wärme isolierende Buchse 28 dient zur Aufnahme der vorderen Brennerkörperteile und des Brenner· rähres 11. In die Buchse 28 sind die beiden Schutzgasführungsrohre 18 eingegossen. Die Buchse 28 liegt eingebettet in der zweiteiligen Schale 29 des Brennergehäuses.

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In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dem darin wiedergegebenen SIGMA-Hand- und Maschinenschweißbrenner ist ein gegenüber dem ^! bisher beschriebenen im Aufbau und der Funktion ver- j schiedenes in sich geschlossenes Wärmeübertragungssystem eingesetzt. Dieses Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragungs-| systems besteht aus einem rohrförmigen, mit getrennten

Förderkanälen für Ab- und Rücktransport des Wärmetrans- ι portmittels versehenen Wärmetransportkörper, und es ist dabei das Wärmetransportmittel in dem System durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur in Umlauf versetzbar.

In Fig. 3 sind Bauteile des Brenners, die im wesentlichen mit den entsprechenden Bauteilen des anhand Fig. 1 und 2 beschriebenen Brenners übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Als Wärmetransportmittel im Wärmetransportkörper werden Metalle, deren Legierungen oder deren Salze verwendet, die hermetisch in dem Wärmetransportkörper eingeschlossen sind und einen tiefen Schmelzpunkt besitzen. Die vorzugsweise einzusetzenden Wärmetransportmittel sind weiter oben eingehend beschrieben. Der Aufbau und die Wirkungsweise des so ausgebildeten Brenners werden im folgenden im einzelnen beschrieben?

Die Arbeitswärme des Brennerkopfes nach Fig. 3» vorzugsweise aus Kupfer, wird von der Drahtführungs- und Stromdüse 9» auf das vorzugsweise aus Kupfer Cr-Ni-Stuhl oder Sondermessing bestehende Brennerkopfzwischenstück 10a als Innenrohr, welches mit speziellen schraubenlinienförmig umlaufenden Förderkanälen 30 für das Wärmetransportmittel versehen ist, übertragene Das in der Wärmeaufnahmebzw. Schmelzzone 31 befindliche Wärmetransportmittel schmilzt, nimmt Schmelzwärme auf und fließt durch vier um 90° auf dem Umfang verteilte Bohrungen 32 in die schraubenlinienförmig umlaufenden Förderkanäle 33 des Zwischenrohres ein«,

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Das Wärmetransportmittel fließt in Richtung des Temperaturgefälles und gibt kontunuierlich seine Schmelzwärme über die als Wärmeabgabezone wirkende Außenwand des als Verschlußmantel dienenden Außenrohres

35 ab. Dieses ist zusätzlich mit achtzehn auf dem Umfang,verteilten axial verlaufenden Kühlnuten 36 versehen. Im abgekühlten Zustand fließt das Wärmetransportmittel aus dem äußeren Förderkanal 33 über vier um 9o auf dem Umfang verteilte Rückführbohrungen 37 über den Umlenkkanal 38 zum Rücktransport in den schraubenlinienförmig umlaufenden speziellen Förderkanal 30 des Brennerkopf-Zwischenstücks oder Innenrohres 10a. Infolge der durch das Temperaturgefälle verursachten Wärmeströmung (Konvektion) gelangt das Wärmetransport;mittel über den Rücktransport-Förderkanal 30 in die Wärmeaufnahmeoder Schmelzzone 31» um einen erneuben Wärmetransportumlauf zu beginnen.

Um einen besseren Rücktransport des abgekühlten Wärmetransportmittels zu gewährleisten, ist der Rücktransportkanal 30 in seinem Durchiaßquerschnitt und damit Durchlaßvolumen größer gehalten als der Durchlaßquerschnitt und das Durchlaßvolumen des äußeren Förderkanals 33 für den Abtransport bzw. Wärmeableittransport.

In dem erfindungsgemäß in Fig. 3 dargestellten Brennerkopf eines kombinierten Sigma-Hand- und Maschinenschweißbrenners wird als Warmetransportmittel 39 vorzugsweise metallisches Natrium oder aber Natriumphosphat eingesetzt.

Nach Fig. 3 wird in weiterem Verlauf die an die Außenwand des Außenrohres 35 und dessen Kühlnuten 36 abgegebene Schmelzwärme durch den äußeren Schutzgasstrom,

der durch die beiden Schutzgaskanäle 18 zugeführt wircl^ ^en

. _. ,, elektrisch und w"'rmeisQlierte äußere in Richtung auf die/Schweiß- oder Dusenzone des Brennerkopfes abgeführt. Der so aufgeheizte Schutzgasstrom wird gelenkt durch die äußere Brennerhülse 19 durch die acht auf

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den Umfang der Brennerkörperisolierungshülse 20 verteilten Schutzgasführungsbohrungen 21 gedrückt» Die Brennerkörperisolierungshülse 20 besteht aus elektrisch und wärmeisolierendem Yferkstoff„ Der Schutzgasstrom wird danach abgelenkt durch die Brennerkopfisolierhülse an der Innenwand der Metallgasdüse 23 entlanggeführt und tritt durch acht auf dem Umfang der Metallgasdüse 23 angebrachten Bohrungen 24 auf die Schweißrandzone aus. Die Brennerkopfisolierhülse 22 besteht ebenfalls aus elektrisch und wärmeisolierendem Werkstoff. Sie dient gleichzeitig als Spritzer^ohutz vor Schweißspritzern und verhindert Brückenbildung zwisehen der Drahtführungs- und Stromdüse 9 und der Metallgasdüse 23. Die äußere Schutzgasführung über die Bohrunger 24 der Metallgasdtese 23 hat zusätzlich den schweißtechnischen Vorteil, daß die Schweißrandzone intensiver durch das Schutzgas gegenüber dem Einschluß der Atmosphäre geschützt wird.

Erfindungsgemäß ist ein v/eiterer Schutzgasstrom zur Wärmeabfuhr vorgesehen. Dazu wird ein zweiter innerer Schutzgasstrom in den Ringkanal 25 nach vorn geführt. Der Ringkanal 25 ergibt sich aus dem radialen Abstand zwischen der Innenbohrung des Brennerrohres und der Innenbohrung des Brennerkopfmittelstücks 10a einerseits und der Schweißdrahtführungsseele 26 andererseits . über vier Bohrungen 27 erreicht der zweite innere Schutzgasstrom den inneren Teil des Brennerkopfes. Dieser innere Schutzgasstrom dient dazu, das flüssige Schweißbad und den Sigma-Schutzgas-Draht vor den schädlichen Einflüssen der Atmosphäre abzudecken.

Die Buchse 28 aus elektrisch und wärmeisoliertem Werkstoff dient zur Aufnahme der vorderen Brennerkörperteile und des Brennerrohres 11. In die Buchse sind die 'beiden Schutzgasführungsrohre 18 eingegossen. Die Buchse 28 liegt eingebettet in der zweiteiligen Schale 29 des Brennergehäuses.

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Das als Innenrohr des Wärraetransportkörpers dienende verlängerte Brennerkopfzwischenstück 10a, das dieses umschließende Zwischenrohr 34 und das Zwischenrohr umschließende Außenrohr 35 bestehen zweckmäßig ebenfalls aus Cr-Ni-Stahl, z.B. X 12 CrNi 18 8.

Für den Zusammenbau des Wärmetransportkörpers hat sich ein vorheriges Vakuumglühen und Hartlöten der gesamten Baueinheit und ein Einbringen des Wärmetransportmittels unter Schutzgasatmosphäre (Argon) durch Füllbohrungen 40 als zweckmäßig erwiesen, die im Vakuum durch Hartlöten später verschlossen werden. Die Teile 10a und 34 werden in Preßsitz aufeinandergeschoben, ebenso wird das Außenrohr 35 mit F^eßsitz aufgesetzt. Es ist zu beachten, daß beim Einfüllen des Wärmetransportmittels freier Teilraum verbleibt, der die Volumenvergrößerung bei Erwärmung des Wärmetransportmittels aufnimmt. Dies ist je nach der zu erwartenden Maximaltenroer«"tur> und dom VHY'mja-hr'.nns'DGrtniittel zu bestimmen.

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der jeweiligen Bauteile des Wärmetransportkörpers sicher vermeiden.

Patentanwälte Dipl.-Inj. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosai

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Claims (14)

DIPL-INGi. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE 3353 Bad Gandershelm, U- Sep. 1977 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon .-(05382) 2842 relegramm-Adresse: Siedpatent Badganderehelm Unsere Akten-Nr. 286O/1 Firma E. Schlüter Fachhandel für Schweißtechnik % <'. Schutzansprüche

1. Schweiß-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner mit einem die Austrittsdüse oder -düsen enthaltenden Brennerkopf und einem den Brennerkopf mit dem Brennergehäuse verbindenden, die jeweiligen Zuführungen enthaltenden Brennerkörper, wobei volj Brennergehäuse aus durch den Brennerkörper und den Brennerkopf wenigstens ein Strömungskanal für ein strömendes Kühlmedium geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennerkörper (19,20) zwischen dem Brennergehäuse und dem Brennerkopf (9,10) ein Wärmeübertragungsglied (i;10a, mit einem aus wenigstens einem Transportkanal für ein

Wärmetransportmittel bestehenden, hermetisch geschlossenen Innenhohlraum angeordnet ist, dessen Wärmeaufnahmezone (2) zum Brennerkopf (9,10) und dessen Wärmeabgabezone (4) zum Brennergehäuse gerichtet ist, und daß wenigstens die Wärmeabgabezone (4) in dem Strömungskanal oder den Strömungskanälen (18,25) für das KühDmedium angeordnet ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aas Wärmeübertragungsglied als ein Wärmerohr (1) für ein flüssiges, in der Wärmeaufnahmezone verdampfbares Wärmetransportmittel mit einer Kapillarstruktur im Innenhohlraum zur Rückförderung oder Unterstützung der Rückförderung kondensierten Wärmetransportmittels von der Wärmeabgabezone zum Verdampfungsbereich der Wärmeaufnahmezone ausgebildet ist (Fig. 1 und 2).

Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto. Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715 Rö/St

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3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß i das Wärmeübertragungsglied aus einem rohrförmigen, mit ge- I trennten Förderkanälen (30,33) für Ab- und Rücktransport des durch Veränderung seiner Dichte in Abhängigkeit von der Tempe- | ratur in Umlauf versetzbaren Wärmetransportmittels versehenen ; Wärmetransportkörper (10a,34,35) besteht.

4. Brenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

j daß das Wärmerohr (1) oder der Wärmetransportkörper (i0a,34,35) ! konzentrisch zur Brennerachse verläuft, in seiner Wärmeaufnahmezone wärmeleitend mit der Brennerdüse (9,10) verbunden ist und j mit Feiner Wärmeabgabezone innerhalb der Strömungskanäle (18,25) ' wenigstens eines Teils der der Brennerdüse zugeführten Brenn- und/oder Schutzgase angeordnet ist.

5. Elektrischer Schweißbrenner nach einem der Ansprüche j 1 bis 4 mit einer Schweißdrahtführungs- und Stromdüse und Schutzgasbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaufnahmezone des Wärmerohres (1) oder des Wärmetransportkörpers j (10a,34,35) mit der Schweißdraht-Führungs- und Stromdüse (9) J über ein Brennerkopfzwischenstück (10,10a) aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff wärmeleitend verbunden ist, durch das Innenrohr (11;10a) des Wärmerohres oder Wärmetransportkörpers eine Schweißdrahtführungsseele (26) zur Schweißdrahtführungs- und !Stromdüse (9) geführt ist und das Schutzgas die Wärmeabgabezone des Wärmerohres oder des Wärmetransportkörpers wenigstens umj strömend durch den Brennerkörper (19,20) zur Metallgasdüse (,23, S24) geführt ist.

6. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11,10a) des Wärmerohres oder Wärmetransport-ι körpers in Richtung zum Brennergehäuse verlängert ist und die !Schweißdrahtführungsseele (26) in radialem Abstand zur Bildung 'eines Strömungskanals (25) umschließt und dieser Strömungskanal an die Schutzgasquelle angeschlossen und durch Verbindungskanäle j(27) im Brennerkopfzwischenstück (10,10a) mit dem Innenraum der jMetallgasdüse (23), der durch die Innenwandung der Brennerkopf- :isolierungshülse (22) gebildet ist, verbunden ist und daß ge-Itrennt davpn das die Wärmeabgabezone des Wärmerohres oder Wärme-

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transportkörpers umströmende Schutzgas über äußere Strömungskanäle und Durchbrüche (24) in der Metallgasdüse (23), abgelenkt durch die Außenwandung der Brennerkopfisolierungshülse (22), auf den Düsenmantel geleitet ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarstruktur des Wärmerohres (1) durch in beiden Längsinnenwandungen eingearbeitete Gewindearterien (14,15) und durch auf den Gewindearterien sowie auf zwischen den Längsinnenwandungen angeordneten radialen Stützwänden (16) angeordnete Netzarterien (17) gebildet ist.

8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Wandungen (1, 1a, 12, 13) des Wärmerohres, die Stützwände (16) und die Netzarterien (17) a*is Cr-Ni-Stahl bestehen.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (1,11,12,13) oder eier Wärmetransportkörper (i0a,34,35), die Schweißdrahtführungs- und Stromdüse (9), die Schweißdrahtführungsseele (26), das Brennerkopf zwischenstück (10), und MstcillgsscLuss (23 und der Brenner—

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zusammengefaßt sind und dabei Metallgasdüse (23 und Brennerkopfzwischenstück (10) sowie Metallgasdüse (23) und Brennerkörper (19,20) jeweils über elektrisch und wärmeisolierende hülsenförmige Bauelemente (22;20) miteinander verbunden sind.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkanäle (30,33) schraubenlinienförmig ausgebildet sind und in jeweils einen Verteilerraum (31,38) in der Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabezone münden.

11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkanäle (30,33) in Ab- und Rücktransportrichtung jeweils unterschiedliche Durchlaßquerschnitte aufweisen.

12. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetransportkörper aus einem eine Fortsetzung des Brennerkopfzwischenstücks bildenden Innenrohr (1Qa), in dessen Außenwandung der Rücktransportkanal (30)

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eingearbeitet ist, einem dieses vimschiießenden Zwischenrohr (54), in dessen Außenwandung der Abtransportkanal (33) eingearbeitet ist, und einem das Zwischenrohr umschließenden Außenrohr (35) zusammengesetzt ist, wobei an den Enden von Innen- und Zwischenrohr die Verteilräume (31_f38) gebildet sind.

13. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetransportmittel im Wärmetransportkörper Metalle, deren Legierungen oder deren Salze •ingeschlossen sind, die einen tiefen Schmelzpunkt besitzen.

14. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (35) auf seinem Äußeren Umfang mit Längsnuten (36) zur Vergrößerung der Wärmeabgabefläche versehen ist.

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