DE9102991U1

DE9102991U1 - Gas-Flächenbrenner

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Publication number: DE9102991U1
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Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1991-03-13
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Description

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Die Neuerung betrifft einen Gas-Flächenbrenner für Heizkessel, insbesondere sogenannten Vormischbrenner aus mindestens zwei rotationssymmetrischen Hohlkörpern mit jeweils feingelochter Wandung, wobei die Längsachse des Brenners im wesentlichen in Gaszuströmrichtung orientiert und die Wandung aus einem mit einer Längsschweißnaht endlos gemachten Blechzuschnitt gebildet ist.

Gas-Flächenbrenner der genannten Art sind bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftiichen Nachweises bedarf. Unter "rotationssymmetrischen Hohlkörpern" sind dabei solche zu verstehen, die zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sind, wobei die einzelnen koaxial einander zugeordneten Hohlkörper in einer gemeinsamen und ungelochten, senkrecht zur Längsachse stehenden Abschlußfläche enden und mit dieser in geeigneter Weise verbunden sind, d.h., das zugefllhrte Gas strömt in bezug auf die Längsachse eines solchen Brenners im wesentlichen radial, wobei dann die kleinen Flammen unmittelbar über der Oberfläche des äußeren Hohlkörpers brennen. Das Ausgangsmaterial für die Herstellung der Hohlkörper besteht aus mehr oder weniger großflächigen, feingelochtem Blech, aus dem dann die entsprechenden Zuschnitte ausgestanzt bzw. ausgeschnitten werden. An diesen Zuschnitten weisen also auch sämtliche Randbereiche Feinlochungen auf, was dazu führt, daß diese

Zuschnitte zwecks Endlosmachung die zu verschweißenden Endränder ebenfalls Lochungen aufweisen, und die Längsschweißnaht im Lochbereich verlegt werden muß. Wie sich gezeigt hat, ist es aber problematisch, bedingt durch die vorhandenen Löcher, einwandfreie Schweißnähte zu verlegen, was im Laufe der Zeit und unter Berücksichtigung der Wärmeeinwirkung dazu führt, daß sich die Schweißnaht verändert und Risse auftreten können, die sich natürlich nachteilig auf eine auch auf Dauer anzustrebende möglichst homogene Flammkonfiguration auswirken.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabenstellung zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen, d.h., es soll ein Gas-Flächenbrenner der eingangs genannten Art dahingehend verbessert werden, daß derartige Schweißnahtrisse nicht mehr auftreten können und das zu verarbeitende, relativ dünne und fein gelochte Blech im Bereich von anzulegenden Schweißnähten verwerfungsstabiler ausgebildet sein soll.

Diese Aufgabe ist mit einem Gas-Flächenbrenner der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Da die Blechzuschnitte für die Ausbildung der rotationssymmetrischen Hohlkörper nicht mehr einfach aus feingelochtem Blech ausgeschnitten bzw. ausgestanzt werden können, d.h., die Blechzuschnitte können erst nach ihrer

Ausstanzung unter Freihaltung der betroffenen Ränder von Löchern gelocht werden oder eine größere Blechplatte müßte im Bereich bestimmter Felder gelocht werden, dann gezielt die Zuschnitte daraus ausgestanzt werden können, ist zwar der Aufwand etwas größer als bisher, dieser etwas größere Aufwand ist aber dadurch gerechtfertigt, daß einwandfreie Schweißnähte herstellbar sind und damit einer späteren, etwaigen Rißbildung vorgebeugt ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung und zwar im Zusammenhang mit lochfrei zu haltenden Rändern und ebenfalls der Vermeidung von Rißbildungen besteht darin, daß die rotationssymmetrischen Hohlkörper mindestens an ihren anschlußfernen Enden einen umlaufenden, ebenfalls ungelochten Streifen aufweisen und in diesem Streifen eine umlaufende Dehnungssicke eingeformt ist. Insbesondere für den Fall, daß ein derartiger Flächenbrenner aus mindestens zwei koaxial zugeordneten rotationssymmetrischen Hohlkörpern gebildet wird, besteht nämlich im Bereich der gasanschlußfernen Abschlußfläche, mit der die Hohlkörper verbunden sind, die Gefahr, daß sich aufgrund der unterschiedlichen Wärmebelastungen an den Hohlkörpern ebenfalls Risse bilden können. Die in den diesbezüglich lochfrei gehaltenen Rändern eingelassenen Sicken vermögen aber unterschiedliche Dehnungen der Hohlkörper aufzunehmen und damit Spannungen von den Endrändern fernzuhalten, d.h., dadurch ist es ermöglicht, diese Endränder nunmehr ebenfalls und ohne Rißgefahr per Schweißnaht an der an-

schlußfernen Verschlußfläche des Brenners festzulegen. Zweckmäßig wird ein solcher lochfreier, mit umlaufender Sicke versehener Streifen auch auf der Anschlußseite vorgesehen, um auch dort die Hohlkörper per Schweißnaht an einer entsprechenden Anschlußfläche festlegen zu können, die eine zentrale öffnung für den Anschluß der Gaszufuhrleitung enthält.

Eine weitere vorteilhafte AusfUhrungsform besteht darin, daß am ungelochten Streifen des jeweiligen Hohlkörpers jeweils ein ebenfalls feingelochtes Blech mit einem ungelochten Umfangsrand angeschlossen ist und dieses Blech einen gewölbten Boden, vorzugsweise halbkugelförmig gewölbten Boden der Hohlkörper bildet. Da hierbei sowohl der jeweilige Hohlkörper als auch der zugehörige Boden lochfreie Anschlußränder aufweisen, kann der Boden ebenfalls problemlos mit einer umlaufenden und von den Löchern unbeeinträchtigten Schweißnaht angeschlossen werden. Da damit auch die der Gaszufuhrseite gegenüberliegende Fläche des Brenners für die Gasausströmung nutzbar gemacht ist, ist dies mit dem zusätzlichen Vorteil verbunden, daß bei gleicher Brennerleistung die spezifische Brennerbelastung reduziert werden kann, was sich natürlich ebenfalls auf die Haltbarkeit vorhandener Schweißnähte am Brenner positiv auswirkt. Bei einer solchen Ausführungsform ist im übrigen vorgesehen, daß im Wölbungsmaximum zwischen den Böden der einzelnen Hohlkörper Di-

stanzhalteelemente vorgesehen werden, was im einzelnen noch näher erläutert wird.

Die weiterbildende Maßgabe, daß die zusammengestoßenen oder überlappten Endränder mit der sie verbindenden Längsschweißnaht in bezug auf die horizontal angeordnete Längsachse der Hohlkörper unter dieser, vorzugsweise senkrecht unter dieser angeordnet sein sollen, bezieht sich auf die Anordnung des Brenners in der Brennkammer eines Heizkessels, mit der dafür gesorgt ist, daß sich die Schweißnaht in einem Bereich erstreckt, der thermisch am wenigsten belastet ist.

Eine weitere und bevorzugte AusfUhrungsform besteht darin, daß die ungelochten, sich in parallel zur Längsachse erstreckenden Endränder radial nach innen abgekröpft und gegeneinandergelegt sind und die Längsschweißnaht im ungelochten Zwickelbereich der Endränder angeordent ist. Dadurch werden außerordentlich verwerfungsstabile und per Schweißnaht zu verbindende Endränder gewährleistet. Vom Zwickel geführt, kann die Schweißnaht sauberer verlegt werden, die Formstabilität des ganzen Hohlkörpers ist erhöht und schließlich können die beiden sich unmittelbar an die ungelochten Endränder sich anschließenden beiden Lochreihen dichter zusammengerückt werden.

Der neuartige Gas-Flächenbrenner wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine AusfUhrungsform des Flächenbrenners in Anordnung in einem nur beispielhaft dargestellten Heizkessel;

Fig. 2 in Draufsicht einen Blechzuschnitt zur Ausbildung der Hohlkörper;

Fig. 3,4 AusfUhrungsformen von Brennergestaltungen im Schnitt;

Fig. 5-7 perspektivisch die Stoß- bzw. Überlappungszuordnung der Endränder eines Blechzuschnittes gemäß Fig. 2;

Fig. 8 im Schnitt die Anordnung von Distanzelementen bei der AusfUhrungsform gemäß Fig. 4;

Fig. 9 im Schnitt eine besondere AusfUhrungsform und

Fig. 10 vergrößert einen Schnitt durch die Anschlußstelle der AusfUhrungsform nach Fig. 9.

Nachfolgend wird auf einen Gas-Flächenbrenner Bezug genommen, der, wie dargestellt, aus drei koaxial einander zugeordneten Hohlkörpern 1 und 1', 1" besteht, obgleich die Maßgabe, daß der Blechzuschnitt 5 an seinen zusammengestoßenen oder Überlappten Endrändern 6 ungelocht und die Längsschweißnaht 4 längs der ungelochten Endränder 6

angeordnet ist, selbstverständlich auch für den Fall gilt, daß der Brenner aus nur einem Hohlkörper bestehen sollte. Die die beiden inneren Hohlkörper 1', 1" bildenden Blechzuschnitte gemäß Fig. 2 sind bezüglich ihrer Länge L derart unterschiedlich bemessen, daß sich entsprechend reduzierte Durchmesser der Hohlkörper 1', 1" ergeben. Der in Fig. 2 dargestellte Blechzuschnitt führt dabei zu einer zylindrischen Brennerkonfiguration wie in Fig. 1 dargestellt. Bei einem Brenner gemäß Fig. 3 müssen die Zuschnitte selbstverständlich die Form entsprechend abgewickelter Kegelstumpfmäntel haben. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bestehen die einzelnen Hohlkörper 1, 1, 1" jeweils aus einem zylindrischen Zuschnitt gemäß Fig. 2 und aus halbkugelförmig gezogenen Blechen 10, die an die zugehörigen zylindrischen Teile angeschweißt sind.

Um die Zuschnitte endlos zu machen, werden die ungelochten Ränder 6 gemäß Fig. 5 entweder überlappt oder gemäß Fig. 6 aneinandergestoßen und, wie angedeutet, mit einer Längsschweißnaht 4 verbunden. Aus Gründen der Formstabilität wird dabei eine Ausführungsform gemäß Fig. 7 bevorzugt, bei der die ungelochten Endränder 6 radial nach innen abgekröpft und gegeneinandergelegt sind, wobei die Längsschweißnaht 4 im ungelochten Zwickelbereich der Endränder 6 angeordnet ist.

Aus Gründen der Schweißanschließbarkeit von Abschlußflächen 14, 15 sind die rotationssymmetrischen Hohlkörper

1, wie dargestellt, an ihren Enden 7, 7' mit einem umlaufenden, ebenfalls ungelochten Streifen &thgr; versehen, wobei in jedem Streifen 8 eine umlaufende Dehnungssicke 9 eingeformt ist, die unterschiedliche Dehnungsbelastungen der Hohlkörper 1, 1', 1" aufnehmen, Welche dadurch von umlaufenden Schweißnähten ferngehalten werden. In Rücksicht darauf können die Endränder bzw. die Enden 7, 7' sowohl mit dem ungelochten Verschlußblech 14 und auch mit der Anschlußplatte 15, die gaszufuhrseitig angeordnet und mit einer entsprechenden Anschlußöffnung 15' versehen ist, direkt verschweißt werden.

Um eine einwandfreie und von Lochungen unbeeinträchtigte Schweißnaht für die Verbindung der zylindrischen Hohlkörper 1 mit den halbkugelförmigen Böden gemäß Fig. 4 zu gewährleisten, weisen die Böden 11 ebenfalls ungelochte Umfangsränder 10' auf, die an die ungelochten Ränder der zylindrischen Hohlkörper 1 angeschlossen sind. Im übrigen kann natürlich auch der kegelstumpfförmige Brenner gemäß Fig. 3 mit derartigen Böden 11 versehen werden. Um die Hohlkörper 1 bei einer AusfUhrungsform gemäß Fig. 4 im gasanschlußfernen Bereich gegeneinander zu fixieren, sind im Wölbungsmaximum M zwischen den Böden 11 Distanzhalteelemente 12 angeordnet. Dafür sind, wie dargestellt, die einzelnen Böden mit Durchgriffsöffnungen für einen verschraub-, verniet- oder verschweißbaren Bolzen 13 versehen, auf dem dann jeweils zwischen den Böden 11 die Di-

stanzhaltee 1emente 12 in Form entsprechend bemessener Ringe oder Röllchen angeordnet sind.

Die dargestellte horizontale Orientierung des Brenners, bei der die Hohlkörper 1 mit ihren Längsschweißnähten 4 zweckmäßig nach unten orientiert in der Brennkammer angeordnet werden, ist nicht zwingend, d.h., die Längsachse 3 des Hohlkörpers 1 bzw. der Hohlkörpe &Ggr;, 1" kann bei entsprechender Kesselkonstruktion auch vertikal orientiert angeordnet sein.

Besonders formstabil ist eine Ausfiihrungsform des Brenners gemäß der Fig. 9, 10, die insbesondere dann zur Anwendung kommt, wenn der Brenner eine relativ große Länge hat. Die Maßgabe bezüglich der Verbindung der Endränder 6 gilt aber auch bei dieser Ausf Iihrungsf orm. Hierbei ist der Hohlkörper 1 aus drei Blechringe gebildet,derenungelochte Streifen 8 mit mindestens einer radial nach innen gerichteten Abkröpfung 17 versehen und diese aneinanderliegend mit einer Schweißnaht 18 verbunden sind, wobei zweckmäßig und in Weiterbildung axial vor der Abkröpfung 17, einen Ersatz der Sicke 9 bildend, eine ebenfalls radial nach innen gerichtete Abkröpfung 19 vorgesehen ist. Die Abkröpfung 17 bzw. die Abkröpfungen 17, 19 werden dabei in radialer Richtung so bemessen, daß diese als Auflagen für den Hohlkörper 1' dienen können, d.h. der durchmesserkleinere Hohlkörper 1' ist bezüglich seines Durchmessers derart bemessen, daß er ringsum an dem von

den Abkröpfungen 17 gebildeten Steg 17' anliegt. Bei dieser Ausbildung trägt also auch der Hohlkörper 1', der ja nicht so stark wärmebelastet ist wie der Hohlkörper 1, ebenfalls mit zur Formstabilität des ganzen Gebildes bei. Im übrigen kann auch der Hohlkörper 1' im Sinne des Hohlkörpers 1 gemäß Fig. 9, 10 ausgebildet werden, um damit als Träger für den innersten Hohlkörper 1" zu dienen. Eine Verschweißung (zumindest Punktverschweißung) der Hohlkörper 1', 1" mit den jeweils radial nach innen gerichteten Stegen 17' wäre dabei ohne weiteres möglich.

Claims

(16 520) Schutzansprtiche:

1. Gas-Flächenbrenner für Heizkessel, insbesondere sogenannte Vormischbrenner aus mindestens einem rotationssymmetrischen Hohlkörper (1) mit jeweils feingelochter Wand (2), wobei die Längsachse (3) des Hohlkörpers im wesentlichen in Gaszuströmrichtung orientiert und die Wandung (2) aus einem feingelochten und mit einer Schweißnaht (4) endlos gemachten Blechzuschnitt (5) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Blechzuschnitt (5) an seinen zu verbindenden Rändern, insbesondere Endrändern (6) ungelocht ausgebildet und die Schweißnaht (4) längs der ungelochten Ränder (6) verlegt angeordnet ist.

2. Brenner nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß der rotationssymmetrische Hohlkörper (1) mindestens an seinem anschlußfernen Ende (7) einen umlaufenden, ungelochten Streifen (8) aufweist, und in diesem Streifen (8) eine umlaufende Dehnungssicke (9) eingeformt ist.

2.

3. Brenner nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß am ungelochten Streifen (8) des Hohlkörpers (1) jeweils ein ebenfalls feingelochtes Blech (10) mit einem ungelochten Umfangsrand (10') angeschlossen ist.

4. Brenner nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech (10) einen gewölbten Boden (11), vorzugsweise halbkugelförmig gewölbten Boden des Hohlkörpers (1) bildet.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zusammengestoßenen oder überlappten Endränder (6) mit der sie verbindenden Längsschweißnaht (4) in bezug auf die horizontal angeordnete Längsachse (3) des Hohlkörpers (1) unter dieser, vorzugsweise senkrecht unter dieser angeordent sind.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die ungelochten Endränder (6) radial nach innen abgekröpft und gegeneinander gelegt sind und die Längsschweißnaht (4) im ungelochten Zwickelbereich (4*) der Endränder (6) angeordnet ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß im Hohlkörper (1) koaxial mindestens ein weiterer, formentsprechender, aber durchmesserkleinerer Hohlkörper (I¹) angeordnet ist.

8. Brenner insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis
7,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (1) aus mindestens zwei Blechringen (16) gebildet ist, dem ungelochte Streifen (8) mit mindestens einer radial nach innen gerichteten Abkröpfung (17) versehen und diese aneinanderliegend mit einer Schweißnaht (18) verbunden sind.

9. Brenner nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Abkröpfung (17), einen Ersatz der Sicke (9) bildend, eine ebenfalls radial nach innen gerichtete Abkröpfung (19) angeordnet ist.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß der durchmesserkleinere Hohlkörper (1*) bezüglich seines Durchmessers derart bemessen ist, daß er ringsum an dem von den Abkröpfungen (17) gebildeten Steg (17') anliegt.