DE8802935U1 - Wärmeleitender Stab, insbesondere Kühlstab für Brenner - Google Patents

Description

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GM 656 3,3.1988

Wärmeleitender Stab, insbesondere Kühlstab für Brenner

Die Erfindung betrifft einen wärmeleitenden Stab, insbesondere einen Kühlstab für Brenner, Solche hitsefsstsn Stäbe sind ins» besondere bei Gasbrennern im Bereich der Gasaustrittsöffnungen der Brennerstäbe angeordnet und dienen zur Kühlung der Flammen⁸ wurzeln und damit zur Verringerung des Ausstoßes an Stickoxyden; die durch eine überhitzung dieses Bereiches entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Stab derart aus=« zubilden, daß er einerseits befähigt ist, seine Kühlfunktion optimal zu erfüllen, und anderseits eine ausreichende mecha* nische Festigkeit und Hitzebeständigkeit aufweist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß diese Aufgabe besonders einfach und vorteilhaft durch eine Verbundkonstruktion des Stabes gelöst werden kann, wobei verschiedenerlei Werkstoffe des Stabes die an ihn insgesamt gestellten verschiedenen For= derungen gemeinsam im Zusammenwirken erfüllen.

Brfindungsgemäa weist der wärmeleitende Stab zumindest eine zumindest: teilweise mit einem Mantel aus keramischem Material ummantelte metallische Seele auf.

Von diesen Bestandteilen des Stabes erfüllt die metallische Seele eine tragende und wärmeableitende Funktion und das hitzefeste und korrosionsbeständige keramische Material bietet mit seiner Wärmeaufnahmefähigkeit einen wirksamen Schutz der Seele gegen Abzunderuns und Korrosion. Dank der Tragfähigkeit der metallischen

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Seele können die Stäbe eine vergleichsweise große Länge auiwtietn und lassen eich mit den freien Enden einer solchen Seele besser und zuverlässiger in Halterungen befestigen.

Zahlreiche weitere Erfindungsmerkmale sind der besseren Verständlichkeit wegen nachstehend an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiole erläutert und bilden die Gegenstände von Unteransprüchen.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 und 2 Längsschnitte durch erfindungsgemäße Stäbe in zwei verschiedenen Ausführungsvarianten, Fig. 3 und 4 schematische Querschnitte durch solche Stäbe,

Fig.5 einen Längsschnitt durch einen einen Brenner"

stab zugeordneten Kühlstab, Fig.6 einen Querschnitt durch einen Brennerstab mit

daran befestigtem Kühlstab, Fig. 8 bis 11 Längsschnitte durch erfindungsgemäße

Stäbe 'in weiteren Ausführungsvarianten, Fig. 12 und 13 Längsschnitte durch die Er.dbereiche erfin=

dungsgemäßer Stäbe.

Der Kühlstab nach Fig«l besteht aus einer metallischen Seele 1, die mit einem durchgehenden, rohrförmigen keramischen Mantel 2 ummantelt ist und mit ihren beiden Enden aus diesem Hantel > * ,= ragt.

Die metallische Seele 1 kann im Rahmen der Erfindung aus Eisen, vorzugsweise aus Stahl, oder einer Eisenlegierung, aber auch aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, vorzugsweise aus Bronze, z.B. Aluminiumbronze, bestehen.

.6 stellt dar, wie ein Kühlstab mit den frei ausragenden Enden seiner Seele 1 einerseits in der Brennerplatte 4 eines Stabbrenners 5 und anderseits in einer Halterung 6 dieses Brenners befestigt werden kann. Dieser Kühlstab verläuft parallel zur Achse des Brennerstabes, doch ist gemäß Fig.7 auch eine Anordnung des KUhlstabes denkbar, derzufolge er quer zur Achse des Stabbrenners 5 zwischen den scharenweise angeordneten Brennstoffaustritts" öffnungen der Oberseite des Brennerstabes verläuft. Bei einem solchen gekrümmten Verlauf des Kühletabes empfiehlt es &ogr;ich, den Mantel 2 in Einzelelemente zu gliedern

Die Seele 1 kann ferner an ihren Enden mit Verankerungen 7 und &bgr; für den Mantel 2 ausgebildet sein, um eine innige Verbindung mit dem Mantel herbeizuführen, wie dies die flg.8 zeigt.

Gemäß Fig.l weist der Hantel 2 einen Abstand von der Seele 1 auf, doch kann die Seele 1 auch satt vom Hantel 2 umschlossen sein, wie dies die Fig.2 zeigt. Beispielsweise kann die Seele 1 in einem zunächst gießfähigen, später erhärteten keramischen Material eingebettet werden.

Innerhalb ihres Mantels 2 kann die Seele 1 konzentrisch oder exzentrisch angeordnet sein, wie dies die Fig. 3 und 4 alternativ darstellen.

Wenn die Seele 1 mit ihren freien Enden aus dem Mantel 2 ausragt, können diese Enden - wie die Fig. 1 und 2 zeigen - zur Halterung des Stabes herangezogen werden.

Im Rahmen der Erfindung steht ferner die Möglichkeit offen, inner» halb eines Mantels 2 mehrere Seelen 1, vorzugsweise parallel zueinander verlaufend, unterzubringen.

Mit Hilfe an den beiden Enden der Seele 1 verankerbarer Widerlager 9 und 10 gemäß Fig.9 kann auf den druckfesten, keramischen Mantel 2 gegebenenfalls eine Vorspannung wählbarer Größe auf= gebracht werden, die den Kühlstab vorteilhaft versteift. Solche Widerlager 9, 10 können mit der Seele 1 beispielsweise über eJ>-> Gewinde verstellbar verbunden werden.

Wie Fig.10 zeigt, kann ferner der Mantel 2 in Längsabschnitte gegliedert sein, die gegebenenfalls Abstände voneinander auf» weis.en od.er auch satt aneinanderschließen können.

Einem solchen gegliederten Mantel 2 kann gewünschtenfalls auch eine flexible Seele 1, z.B. eine aus einem Seil oder biegamen Drah/- bestehende Seele, zugeordnet werden.

Der Mantel 2 bzw. dessen Abschnitte können ferner im Rahmen der Erfindung mit Lamellen od.dgl. die Wärmeaufnahme begünstigenden -Fortsätzen profiliert sein, wie dies die Fig.10 bloß für einen Abschnitt veranschaulicht.

Fig.11 stellt dar, daß die Gliederung des Mantels 2 so weit gehen kann, daß man auf die Seele 1 perlenartige Einzeleraente als Mantel 2 auffädelt, die in beliebig wählbarer Anzahl auf einer Seele 1 beliebiger Länge einen Mantel 2 verkörpern.

Schließlich veranschaulichen die Fig. 12 und 13 Möglichkeiten, eine Seele 1, die sich nur über Endbereiche des Mantels 2 erstreckt, als Halterung dieses Mantels 2 zu verwenden und mit dessen Enden formschlüssig zu verbinden, sei es da.durch, daß Enden der Seele 1 in einen Hohlraum des Mantels 2 eingesteckt werden (Fig.12) oder dessen Stirnssifcsn mit einem Zapfen 11 und einem Flansch 12 verschließen.

Die Seele 1 kann schließlich im Rahmen der Erfindung massiv oder hohl gestaltet sein, wobei im letzteren Falle die Möglich= keit offen steht, sie als Führung eines Kühlmittels auszu= bilden, um aus diesem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, Wärme rückgewinnen zu können.

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Claims (1)

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   " Johl" Va'illant GmbH u.Co.

   GH 656 3.3.198g __ :-

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   Ansprüche :

   1. Wärmeleitender Stab, insbesondere Kühlstab für Brennar, dadurch gekennzeichnet,daß er zumindest eine zumindest teilweise mit einem Mantel (2) aus keramischem Material ummantelte metallische Seele (1) aufweist.

   2. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) die Seele (1) mit Abstand ummantelt (Fig.1,9).

   3. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   der Mantel (2) die Seele (1) satt anliegend ummantelt (Fig.2,8).

   4. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn» zeichnet, daß der Mantel (2) die Seele (1) konzentrisch ummantelt (Fig.2,8,9).

   5. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn« zeichnet, daß der Mantel (2) die Seele (1) exzentrisch ummantelt (Fig.1,5).

   6. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn« zeichnet, daß die Seele (1) aus Eisen, vorzugsweise aus Stahl,

   oder einer Eisenlegierung besteht.

   7. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn= zeichnet, daß die Seele (1) aus Kupfer oder einer Kupfer= legierung, vorzugsweise aus Bronze, beispielsweise aus Aluminiumbronze, besteht.

   8. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn= zeichnet, daß die Seele -1) flexibel ist, z.B. aus einem Seil, Draht od.dgl. besteht.

   9. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch cekenn= zeichnet, daß die Seele (1) mit mindestens einem ihrer Enden aus dem Mantel (2) ausragt (Fig. 1,2,5,6 bis 11).

   10. Stab nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß d<e Seele (1) mit ihren beiden Enden an den Enden des Mantels (2) verankert ist (Fig. 8,9).

   11. Stab nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (1) mittels der endseitigen Verankerungen (9,10) vorgespannt ist (Fig.9).

   12. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn« zeichnet, daß sich die Seele (1) nur über Endbereiche des Mantels (2) erstreckt (Fig. 12,13).

   13.. Stab .nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, daß die Sesls (1/ mit den Enden des Mantels (2) formschlüssig verbunden, z.B. An die Enden des hohlen Mantels (2) aingeeteckt ist (Fgi.12,13).

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   14» Stab nach einem der Ansprüche 1 bis Ii₁. dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) in Längsabsehnitte gegliedert ist (Pig. 7,10,11).

   15. Stab nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) aus einer wählbaren Anzahl aneinandergefügter, von der Seele (1) durchsetzter Einzelelemente zusammengesetzt ist (Fig. 11).

   16. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn» zeichnet, daß der Mantel (2) mit Lamellen od.dgl. die Wärme« aufnahme begünstigenden Vorsprüngen (3) profiliert ist (Fig.10).

   17. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennezichnet, daß zumindest zwei mit Abstand voneinander angeordnete Seelen (1) von einem gemeinsamen Mantel(2) ummantelt sind (Fig.5).

   18. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kühlstab für einen Stabbrenner (S) längs zumindest eines Brennerstabes parallel zu dessen

   Achse verlaufend angeordnet ist (Fig. 6).

   19. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kühlstab für einen Stabbrenner (5) quer zur Achse des Brennerstabes zwischen scharenweise angeordneten Brennstoffaustrittsöffnungen verlaufend angeordnet ist (Fig.7).

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   20, Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 19/ dadurch gekenneziGhnet, daß die Seele massiv ausgebildet 1st*

   21. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 19/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Seele hohl/ gegebenenfalls ein Kühlmittel führend, ausgebildet ist.