EP1830128A2 - Burner wall structure - Google Patents

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EP1830128A2
EP1830128A2 EP07102766A EP07102766A EP1830128A2 EP 1830128 A2 EP1830128 A2 EP 1830128A2 EP 07102766 A EP07102766 A EP 07102766A EP 07102766 A EP07102766 A EP 07102766A EP 1830128 A2 EP1830128 A2 EP 1830128A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
plate
lower plate
enclosure
wall structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07102766A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1830128B1 (en
EP1830128A3 (en
Inventor
Andreas Kaupert
Norbert Gimpel
Karl-Heinz Sachs
Markus Münzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority to PL07102766T priority Critical patent/PL1830128T3/en
Publication of EP1830128A2 publication Critical patent/EP1830128A2/en
Publication of EP1830128A3 publication Critical patent/EP1830128A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1830128B1 publication Critical patent/EP1830128B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone

Definitions

  • a gaseous oxidizer is burned with a gaseous fuel in a combustion reaction taking place in the combustion chamber.
  • a gaseous fuel in a combustion reaction taking place in the combustion chamber.
  • Such a burner may be used, for example, in a fuel cell to burn an anode-side hydrogen-product gas mixture and a cathode-side oxygen-product gas mixture in order to reduce unwanted hydrogen emissions of the fuel cell.
  • a burner is for example from the DE 10 2004 033 545 the contents of which are hereby incorporated by express reference to the disclosure of the present invention.
  • Essential for such a burner is that the oxidizing gas and the fuel gas are supplied to the combustion chamber separately, so that the highly reactive gases react with each other only in the combustion chamber.
  • the Burner has a wall structure of the Burner, which limits the combustion chamber, at least on one side, first openings for supplying the gas and a separate second openings for supplying the second gas.
  • the wall structure can be produced particularly favorably by connecting the top plate to the bottom plate to form the channel system.
  • a solder joint is suitable.
  • the feed tubes can be attached to the enclosure, for example, again by a solder joint.
  • a solder joint with a reduced soldering temperature is used in order not to endanger the solder joint between the upper and lower plate during soldering of the pipes.
  • the various openings can be introduced separately in advance in the plates.
  • Fig. 1 shows a wall structure 1 of a burner, not otherwise shown, in which the wall structure 1 serves to limit a combustion chamber 2 of the burner. On one of the wall structure 1 opposite side of the combustion chamber 2 may be limited by a heat exchanger of the burner.
  • the wall structure 1 comprises a top plate 3 and a bottom plate 4.
  • the wall structure 1 also has a bottom plate 5, a skirt 6 and e.g. two supply pipes, namely a first feed pipe 7 and a second feed pipe 8, on.
  • a third feed pipe not shown, through which cold air can be supplied for cooling.
  • the top plate 3 is exposed to the combustion chamber 2.
  • the lower plate 4 is largely arranged on a side facing away from the combustion chamber 2 side of the top plate 3 within the wall structure 1, in such a way that the lower plate 4 rests in contact zones 9 on the top plate 3.
  • the shape of upper plate 3 and lower plate 4 is specifically chosen so that between the upper plate 3 and lower plate 4, a channel system 10 is formed.
  • the lower plate 4 separates the channel system 10 from a feed space 11, which is formed on a side facing away from the combustion chamber 2 side of the lower plate 4 in the wall structure 1. Compared to the lower plate 4 said feed space 11 is limited by the bottom plate 5.
  • the mount 6 peripherally encloses the upper plate 3, the channel system 10, the lower plate 4, the feed space 11 and the bottom plate 5.
  • the enclosure 6 is provided with an upper step 28 into which the top plate 3 can be inserted.
  • the enclosure 6 expediently also has a lower step 29 into which the base plate 5 can be inserted.
  • the top plate 3 includes first openings 12 which penetrate the top plate 3 and which connect the combustion chamber 2 communicating directly with the channel system 10.
  • the lower plate 4 has areas 22 with second openings 13, which penetrate the lower plate 4 and communicate with the feed space 11.
  • the top plate 3 is still provided in the region of the contact zones 9 with third openings 23 which pass through the top plate 3.
  • these third openings 23 equipped with the second opening 13 areas 22 of the lower plate 4 are arranged in the assembled state.
  • the second openings 13 are within the third opening 23 and also communicate with the combustion chamber 2.
  • the design according to the invention ensures that, on the one hand, the channel system 10 communicates with the combustion chamber 2 through the first openings 12, that is, through the top plate 3, and, secondly, that the supply chamber 11 passes through the second openings 13, that is, within the third openings 23 through the lower plate 4 communicates with the combustion chamber 2.
  • the gas-tight separation of the two flow paths to the transition into the combustion chamber 2 is thereby considerably simplified.
  • the two feed tubes 7, 8 are each attached to the enclosure 6 and penetrate them.
  • the first feed tube 7 communicates with the channel system 10 while the second feed tube 8 communicates with the feed space 11.
  • a first gas path is formed, which leads from the first feed tube 7 through the channel system 10 via the first openings 12 into the combustion chamber 2.
  • a second gas path which also leads from the second feed tube 8 through the feed space 11 via the second openings 13 into the combustion chamber 2.
  • At least one support foot 14 can be arranged in the feed space 11, via which the lower plate 4 is supported on the base plate 5.
  • This at least one support leg 14 may preferably be made in one piece with the lower plate 4.
  • the respective support leg 14 can be soldered to the bottom plate 5.
  • the support foot 14 may be inserted into a (in particular continuous) receiving opening, which is recessed in the bottom plate 5.
  • Upper plate 3 and lower plate 4 are fastened to one another in the region of the contact zones 9, for example by means of a first solder connection. Also useful are the feed tubes 7, 8 fixed to the enclosure 6, preferably by means of a solder joint.
  • the first soldering process is virtually associated with the top plate 3, while the second soldering process is associated with the bottom plate 5.
  • the feed tubes 7, 8 can be mounted as part of the first or second soldering operation.
  • the channel system 10 is generated by the shape of the top plate 3 and bottom plate 4.
  • the lower plate 4 has the lower plate 4, a wavy or rectangular structure, while the top plate 3 has a substantially planar structure.
  • the lower plate 4 thus has mountain structures 15 and valley structures 16 for defining the channel system 10. Via the mountain structures 15, the contacting with the upper plate 3 takes place.
  • the regions 22 each extend in a straight line, ie the associated second openings 13 are arranged in the respective region 22 in a straight line one behind the other. Furthermore the regions 22 extend parallel to each other.
  • the associated third openings 23 are arranged in the top plate 3 so that in each case between two adjacent third openings 23 a plurality of first openings 12 are arranged. Accordingly, the first openings 12 are arranged in a plurality of mutually parallel straight lines, and the third openings 23 are designed as elongated holes. In the third openings 23, the contact between the top plate 3 and the lower plate 4.
  • chamfers 30 may be attached to the steps 25, wherein these chamfers 30 may be formed on the lower plate 4 and / or on the upper plate 3, wherein the a chamfer 30 to the combustion chamber 2 out and the other chamfers 30 may be open to the channel system 10 out.
  • the introduction a solder in the contact zones 9 is simplified in the region of the chamfers 30.
  • the lower plate 4 has per contact zone 9 exactly on a region 22 which is provided with the second openings 13. Accordingly, the top plate 3 per contact zone 9 also has exactly one third opening 23 for receiving one area 22 each.
  • the areas 22 in the assembled state penetrate into the associated third openings 23 toward the combustion space 2.
  • the areas 22 are dimensioned such that they each fill an opening cross-section of the associated third openings 23.
  • the steps 25 are matched to the thickness of the top plate 3, so that the regions 22 of the bottom plate 4 in the mounted state on a combustion chamber 2 side facing flush and flush with the top plate 3. In this way, the regions 22 provided with the second openings 13 are inserted into the third openings 23 of the top plate 3 in a form-integrated manner.
  • the lower plate 4 and the skirt 6 are made in one piece.
  • lower plate 4 and skirt 6 form an integral casting.
  • combustion chamber wall 27 may also be attached to the enclosure 6.
  • the combustion chamber wall 27 is e.g. provided with a correspondingly flared collar.
  • an ignition device 32 can be seen, which protrudes into the combustion chamber 2 and e.g. is installed in the combustion chamber wall 27.
  • a sensor 33 is shown, e.g. is installed in the combustion chamber wall 27 and with which a combustion chamber temperature can be monitored.
  • the sensor 33 may e.g. serve as a flame guard.

Abstract

The structure has a combustion chamber (2) suspended upper plate (3). An under plate (4) rests against a combustion chamber of the upper plate. The upper plate (3) and or under plate are formed so that between them a duct system (10) is provided. The upper plate contains openings (12) which communicate with the duct system. The under plate has ranges (22) with openings (13) which communicate with a supply area (11) and which are arranged at the combustion chamber and at a side of the underplate. The upper plate has third openings (23) in which are arranged with the second opening. An independent claim is included for a burner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wandstruktur zur Begrenzung eines Brennraums eines Brenners. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen mit einer derartigen Wandstruktur ausgestatteten Brenner.The present invention relates to a wall structure for limiting a combustion chamber of a burner. The present invention also relates to a burner equipped with such a wall structure.

Mit Hilfe eines derartigen Brenners wird in einer im Brennraum ablaufenden Verbrennungsreaktion ein gasförmiger Oxidator mit einem gasförmigen Brennstoff verbrannt. Ein derartiger Brenner kann beispielsweise bei einer Brennstoffzelle dazu dienen, ein anodenseitiges Wasserstoff-Produktgas-Gemisch und ein kathodenseitiges Sauerstoff-Produktgas-Gemisch zu verbrennen, um unerwünschte Wasserstoffemissionen der Brennstoffzelle zu reduzieren. Ein derartiger Brenner ist beispielsweise aus der DE 10 2004 033 545 bekannt, deren Inhalt hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zur Offenbarung der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird.With the aid of such a burner, a gaseous oxidizer is burned with a gaseous fuel in a combustion reaction taking place in the combustion chamber. Such a burner may be used, for example, in a fuel cell to burn an anode-side hydrogen-product gas mixture and a cathode-side oxygen-product gas mixture in order to reduce unwanted hydrogen emissions of the fuel cell. Such a burner is for example from the DE 10 2004 033 545 the contents of which are hereby incorporated by express reference to the disclosure of the present invention.

Wesentlich für einen derartigen Brenner ist, dass das Oxidatorgas und das Brennstoffgas dem Brennraum separat zugeführt werden, damit die hochreaktiven Gase erst im Brennraum miteinander reagieren. Hierzu besitzt eine Wandstruktur des Brenners, die den Brennraum zumindest an einer Seite begrenzt, erste Öffnungen zur Zuführung des einen Gases und davon getrennte zweite Öffnungen zur Zuführung des zweiten Gases.Essential for such a burner is that the oxidizing gas and the fuel gas are supplied to the combustion chamber separately, so that the highly reactive gases react with each other only in the combustion chamber. For this purpose has a wall structure of the Burner, which limits the combustion chamber, at least on one side, first openings for supplying the gas and a separate second openings for supplying the second gas.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Wandstruktur bzw. für einen Brenner der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellbarkeit auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a wall structure or for a burner of the type mentioned, which is characterized in particular by a simplified manufacturability.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Ausbildung der Wandstruktur eine Oberplatte und eine Unterplatte so zu formen und so aneinander anzubringen, dass sich zwischen den Platten ein Kanalsystem ausbildet. Die dem Brennraum zugewandte Oberplatte enthält dann erste Öffnungen, die das Kanalsystem mit dem Brennraum kommunizierend verbinden. Des Weiteren enthält die Unterplatte in Kontaktzonen, in denen die beiden Platten aneinanderliegen, zweite Öffnungen, die einen vom Kanalsystem getrennten Zuführraum durch dritte Öffnungen, die in der Oberplatte in den Kontaktzonen ausgebildet sind, mit dem Brennraum kommunizierend verbinden. Auf diese Weise werden mit einfachen und preiswerten Mitteln in der Wandstruktur zwei getrennte Gaspfade realisiert, die an der Oberplatte durch getrennte Öffnungen in den Brennraum einmünden.The invention is based on the general idea of forming a top plate and a bottom plate so as to form the wall structure and to attach them to one another such that a channel system is formed between the plates. The upper plate facing the combustion chamber then contains first openings which connect the channel system to the combustion chamber in a communicative manner. Furthermore, the sub-plate in contact zones, in which the two plates abut against each other, second openings, which connect a channel separated from the feed system by third openings, which are formed in the top plate in the contact zones, communicating with the combustion chamber. In this way, with simple and inexpensive means in the wall structure, two separate gas paths realized, which open at the top plate through separate openings in the combustion chamber.

Bei einer Weiterbildung kann die Wandstruktur eine seitliche Einfassung aufweisen, die den Zuführraum und das Kanalsystem und insbesondere die Platten seitlich einfasst. Durch diese Einfassung lassen sich Kanalsystem und Zuführraum abdichten und insbesondere eine Brennraumwand anbinden. Mit der Einfassung bildet die Wandstruktur eine komplett vormontierbare Baugruppe, was die Montage eines mit der Wandstruktur ausgestatteten Brenners vereinfacht. Die Einfassung kann mit einem ersten Zuführrohr ausgestattet sein, das mit dem Kanalsystem kommuniziert. Ebenso kann ein zweites Zuführrohr vorgesehen sein, das mit dem Zuführraum kommuniziert.In a further development, the wall structure may have a lateral enclosure which laterally encloses the feed space and the channel system and in particular the plates. Through this enclosure channel system and feed chamber can be sealed and in particular connect a combustion chamber wall. With the enclosure, the wall structure forms a completely pre-assembled assembly, which simplifies the assembly of a torch equipped with the wall structure. The enclosure may be equipped with a first feed tube communicating with the channel system. Likewise, a second feed tube may be provided which communicates with the feed space.

Die Wandstruktur lässt sich besonders günstig herstellen, indem die Oberplatte mit der Unterplatte zur Ausbildung des Kanalsystems verbunden wird. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Lötverbindung. Danach können die Zuführrohre an der Einfassung befestigt werden, beispielsweise wieder durch eine Lötverbindung. Vorzugsweise wird dabei eine Lötverbindung mit reduzierter Löttemperatur verwendet, um beim Löten der Rohre die Lötverbindung zwischen Ober- und Unterplatte nicht zu gefährden. Die diversen Öffnungen können vorab separat in die Platten eingebracht werden.The wall structure can be produced particularly favorably by connecting the top plate to the bottom plate to form the channel system. For this purpose, for example, a solder joint is suitable. Thereafter, the feed tubes can be attached to the enclosure, for example, again by a solder joint. Preferably, a solder joint with a reduced soldering temperature is used in order not to endanger the solder joint between the upper and lower plate during soldering of the pipes. The various openings can be introduced separately in advance in the plates.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1
teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht auf eine Wandstruktur,
Fig. 2
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Wandstruktur gemäß Fig. 1,
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht auf eine Unterplatte der Wandstruktur bei einer speziellen Ausführungsform,
Fig. 4
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht auf die Wandstruktur bei einer Weiterbildung,
Fig. 5
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Wandstruktur gemäß Fig. 4 bei einer speziellen Anwendung.
Show, in each case schematically,
Fig. 1
partially cut, perspective view of a wall structure,
Fig. 2
a partially sectioned side view of the wall structure of FIG. 1,
Fig. 3
a perspective view of a lower plate of the wall structure in a specific embodiment,
Fig. 4
a partially cutaway perspective view of the wall structure in a development,
Fig. 5
a partially sectioned side view of the wall structure of FIG. 4 in a specific application.

Fig. 1 zeigt eine Wandstruktur 1 eines im übrigen nicht gezeigten Brenners, bei dem die Wandstruktur 1 zur Begrenzung eines Brennraums 2 des Brenners dient. An einer der Wandstruktur 1 gegenüber liegenden Seite kann der Brennraum 2 durch einen Wärmeübertrager des Brenners begrenzt sein. Die Wandstruktur 1 umfasst eine Oberplatte 3 und eine Unterplatte 4. Darüber hinaus weist die Wandstruktur 1 noch eine Bodenplatte 5, eine Einfassung 6 und z.B. zwei Zuführrohre, nämlich ein erstes Zuführrohr 7 und ein zweites Zuführrohr 8, auf. Optional kann noch ein nicht gezeigtes drittes Zuführrohr vorgesehen sein, durch das Kaltluft zur Kühlung zuführbar ist.Fig. 1 shows a wall structure 1 of a burner, not otherwise shown, in which the wall structure 1 serves to limit a combustion chamber 2 of the burner. On one of the wall structure 1 opposite side of the combustion chamber 2 may be limited by a heat exchanger of the burner. The wall structure 1 comprises a top plate 3 and a bottom plate 4. In addition, the wall structure 1 also has a bottom plate 5, a skirt 6 and e.g. two supply pipes, namely a first feed pipe 7 and a second feed pipe 8, on. Optionally, it is also possible to provide a third feed pipe, not shown, through which cold air can be supplied for cooling.

Die Oberplatte 3 ist dem Brennraum 2 ausgesetzt. Die Unterplatte 4 ist weitgehend an einer vom Brennraum 2 abgewandten Seite der Oberplatte 3 innerhalb der Wandstruktur 1 angeordnet, und zwar so, dass die Unterplatte 4 in Kontaktzonen 9 an der Oberplatte 3 anliegt. Die Formgebung von Oberplatte 3 und Unterplatte 4 ist gezielt so gewählt, dass zwischen Oberplatte 3 und Unterplatte 4 ein Kanalsystem 10 ausgebildet ist. Des Weiteren trennt die Unterplatte 4 das Kanalsystem 10 von einem Zuführraum 11, der an einer vom Brennraum 2 abgewandten Seite der Unterplatte 4 in der Wandstruktur 1 ausgebildet ist. Gegenüber der Unterplatte 4 ist besagter Zuführraum 11 durch die Bodenplatte 5 begrenzt. Die Einfassung 6 umschließt umfangsmäßig geschlossen die Oberplatte 3, das Kanalsystem 10, die Unterplatte 4, den Zuführraum 11 und die Bodenplatte 5.The top plate 3 is exposed to the combustion chamber 2. The lower plate 4 is largely arranged on a side facing away from the combustion chamber 2 side of the top plate 3 within the wall structure 1, in such a way that the lower plate 4 rests in contact zones 9 on the top plate 3. The shape of upper plate 3 and lower plate 4 is specifically chosen so that between the upper plate 3 and lower plate 4, a channel system 10 is formed. Furthermore, the lower plate 4 separates the channel system 10 from a feed space 11, which is formed on a side facing away from the combustion chamber 2 side of the lower plate 4 in the wall structure 1. Compared to the lower plate 4 said feed space 11 is limited by the bottom plate 5. The mount 6 peripherally encloses the upper plate 3, the channel system 10, the lower plate 4, the feed space 11 and the bottom plate 5.

Zum vereinfachten gasdichten Einbau der Oberplatte 3 in die Einfassung 6 ist die Einfassung 6 mit einer oberen Stufe 28 versehen, in welche die Oberplatte 3 einsetzbar ist. In entsprechender Weise besitzt die Einfassung 6 zweckmäßig auch eine untere Stufe 29, in welche die Bodenplatte 5 einsetzbar ist.For simplified gas-tight installation of the top plate 3 in the enclosure 6, the enclosure 6 is provided with an upper step 28 into which the top plate 3 can be inserted. In a corresponding manner, the enclosure 6 expediently also has a lower step 29 into which the base plate 5 can be inserted.

Die Oberplatte 3 enthält erste Öffnungen 12, welche die Oberplatte 3 durchdringen und welche den Brennraum 2 direkt mit dem Kanalsystem 10 kommunizierend verbinden. Im Bereich der Kontaktzonen 9 weist die Unterplatte 4 Bereiche 22 mit zweiten Öffnungen 13 auf, welche die Unterplatte 4 durchdringen und mit dem Zuführraum 11 kommunizieren. Außerdem ist die Oberplatte 3 im Bereich der Kontaktzonen 9 noch mit dritten Öffnungen 23 versehen, welche die Oberplatte 3 durchsetzen. In diesen dritten Öffnungen 23 sind im montierten Zustand die mit den zweiten Öffnung 13 ausgestatteten Bereiche 22 der Unterplatte 4 angeordnet. In der Folge befinden sich die zweiten Öffnungen 13 innerhalb der dritten Öffnung 23 und kommunizieren außerdem mit dem Brennraum 2.The top plate 3 includes first openings 12 which penetrate the top plate 3 and which connect the combustion chamber 2 communicating directly with the channel system 10. In the region of the contact zones 9, the lower plate 4 has areas 22 with second openings 13, which penetrate the lower plate 4 and communicate with the feed space 11. In addition, the top plate 3 is still provided in the region of the contact zones 9 with third openings 23 which pass through the top plate 3. In these third openings 23 equipped with the second opening 13 areas 22 of the lower plate 4 are arranged in the assembled state. As a result, the second openings 13 are within the third opening 23 and also communicate with the combustion chamber 2.

Durch die erfindungsgemäße Bauweise wird erreicht, dass zum einen das Kanalsystem 10 durch die ersten Öffnungen 12, also durch die Oberplatte 3 mit dem Brennraum 2 kommuniziert und dass zum anderen der Zuführraum 11 durch die zweiten Öffnungen 13, also innerhalb der dritten Öffnungen 23 durch die Unterplatte 4 mit dem Brennraum 2 kommuniziert. Die gasdichte Trennung der beiden Strömungspfade bis zum Übergang in den Brennraum 2 wird dadurch erheblich vereinfacht.The design according to the invention ensures that, on the one hand, the channel system 10 communicates with the combustion chamber 2 through the first openings 12, that is, through the top plate 3, and, secondly, that the supply chamber 11 passes through the second openings 13, that is, within the third openings 23 through the lower plate 4 communicates with the combustion chamber 2. The gas-tight separation of the two flow paths to the transition into the combustion chamber 2 is thereby considerably simplified.

Die beiden Zuführrohre 7, 8 sind jeweils an der Einfassung 6 befestigt und durchdringen diese. Das erste Zuführrohr 7 kommuniziert mit dem Kanalsystem 10, während das zweite Zuführrohr 8 mit dem Zuführraum 11 kommuniziert. Auf diese Weise ist in der Wandstruktur 1 ein erster Gaspfad ausgebildet, der vom ersten Zuführrohr 7 durch das Kanalsystem 10 über die ersten Öffnungen 12 in den Brennraum 2 führt. Davon getrennt ist ein zweiter Gaspfad, der vom zweiten Zuführrohr 8 durch den Zuführraum 11 über die zweiten Öffnungen 13 ebenfalls in den Brennraum 2 führt.The two feed tubes 7, 8 are each attached to the enclosure 6 and penetrate them. The first feed tube 7 communicates with the channel system 10 while the second feed tube 8 communicates with the feed space 11. In this way, in the wall structure 1, a first gas path is formed, which leads from the first feed tube 7 through the channel system 10 via the first openings 12 into the combustion chamber 2. Separated therefrom is a second gas path, which also leads from the second feed tube 8 through the feed space 11 via the second openings 13 into the combustion chamber 2.

Zur Aussteifung der Wandstruktur 1 kann im Zuführraum 11 wenigstens ein Stützfuß 14 angeordnet sein, über den die Unterplatte 4 an der Bodenplatte 5 abgestützt ist. Dieser wenigstens eine Stützfuß 14 kann vorzugsweise mit der Unterplatte 4 einstückig hergestellt sein. Zusätzlich kann der jeweilige Stützfuß 14 mit der Bodenplatte 5 verlötet sein. Hierzu kann der Stützfuß 14 in eine (insbesondere durchgehende) Aufnahmeöffnung eingesetzt sein, die in der Bodenplatte 5 ausgespart ist.For stiffening the wall structure 1, at least one support foot 14 can be arranged in the feed space 11, via which the lower plate 4 is supported on the base plate 5. This at least one support leg 14 may preferably be made in one piece with the lower plate 4. In addition, the respective support leg 14 can be soldered to the bottom plate 5. For this purpose, the support foot 14 may be inserted into a (in particular continuous) receiving opening, which is recessed in the bottom plate 5.

Oberplatte 3 und Unterplatte 4 sind im Bereich der Kontaktzonen 9 aneinander befestigt, beispielsweise mittels einer ersten Lötverbindung. Zweckmäßig sind auch die Zuführrohre 7, 8 an der Einfassung 6 befestigt, und zwar vorzugsweise mittels einer Lötverbindung.Upper plate 3 and lower plate 4 are fastened to one another in the region of the contact zones 9, for example by means of a first solder connection. Also useful are the feed tubes 7, 8 fixed to the enclosure 6, preferably by means of a solder joint.

Die Herstellung der Wandstruktur 1 erfolgt vorzugsweise wie folgt:The production of the wall structure 1 is preferably carried out as follows:

Die Oberplatte 3 und die Unterplatte 4 werden zunächst mit den ersten, zweiten und dritten Öffnungen 12, 13, 23 versehen, beispielsweise durch Ausstanzen, Bohren oder Laserschneiden. Bei einer als Gussteil ausgestalteten Platte 3, 4 können die Öffnungen 12, 13, 23 von Anfang an enthalten sein. Vorzugsweise ist die Unterplatte 4 als Gussteil gestaltet, während die Oberplatte 3 und/oder die Bodenplatte 5 ein Blechteil ist. Anschließend wird die Oberplatte 3 mit der Unterplatte 4 fest verbunden, beispielsweise mit der ersten Lötverbindung. Erst danach wird die Bodenplatte 5 angebracht, beispielsweise mit der zweiten Lötverbindung. Die zweite Lötverbindung besitzt dabei eine niedrigere Löttemperatur als die erste Lötverbindung. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die zuvor hergestellte erste Lötverbindung, insbesondere zwischen Oberplatte 3 und Unterplatte 4 beim Herstellen der zweiten Lötverbindung nicht beeinträchtigt wird. Der erste Lötvorgang ist quasi der Oberplatte 3 zugeordnet, während der zweite Lötvorgang der Bodenplatte 5 zugeordnet ist. Die Zuführrohre 7, 8 können im Rahmen des ersten oder zweite Lötvorgangs angebracht werden.The top plate 3 and the bottom plate 4 are first provided with the first, second and third openings 12, 13, 23, for example by punching, drilling or laser cutting. In a designed as a cast plate 3, 4, the openings 12, 13, 23 may be included from the beginning. Preferably, the lower plate 4 is designed as a casting, while the upper plate 3 and / or the bottom plate 5 is a sheet metal part. Subsequently, the upper plate 3 is firmly connected to the lower plate 4, for example, with the first solder joint. Only then is the bottom plate 5 attached, for example with the second solder joint. The second solder joint has a lower soldering temperature than the first solder joint. In this way, it is ensured that the previously prepared first solder joint, in particular between the top plate 3 and bottom plate 4 is not impaired during the production of the second solder joint. The first soldering process is virtually associated with the top plate 3, while the second soldering process is associated with the bottom plate 5. The feed tubes 7, 8 can be mounted as part of the first or second soldering operation.

Das Kanalsystem 10 wird durch die Formgebung von Oberplatte 3 und Unterplatte 4 erzeugt. Hierzu besitzt die Unterplatte 4 eine wellenförmige oder rechteckförmige Struktur, während die Oberplatte 3 im wesentlichen eine ebene Struktur aufweist. Die Unterplatte 4 besitzt somit Bergstrukturen 15 und Talstrukturen 16 zur Definition des Kanalsystems 10. Über die Bergstrukturen 15 erfolgt die Kontaktierung mit der Oberplatte 3.The channel system 10 is generated by the shape of the top plate 3 and bottom plate 4. For this purpose has the lower plate 4, a wavy or rectangular structure, while the top plate 3 has a substantially planar structure. The lower plate 4 thus has mountain structures 15 and valley structures 16 for defining the channel system 10. Via the mountain structures 15, the contacting with the upper plate 3 takes place.

Das Kanalsystem 10 umfasst mehrere zueinander parallele Längskanäle 17 sowie wenigstens einen, vorzugsweise zwei Querkanäle 18, wobei der jeweilige Querkanal 18 quer zu den Längskanälen 17 verläuft. Über den jeweiligen Querkanal 18 kommunizieren die Längskanäle 17 miteinander. Vorzugsweise sind zwei Querkanäle 18 vorgesehen, die an den Längsenden der Längskanäle 17 angeordnet sind. Zusätzlich kann zumindest ein weiterer Querkanal 18 vorgesehen sein, der zwischen den Längsenden der Längskanäle 17 angeordnet ist.The channel system 10 comprises a plurality of mutually parallel longitudinal channels 17 and at least one, preferably two transverse channels 18, wherein the respective transverse channel 18 extends transversely to the longitudinal channels 17. About the respective transverse channel 18, the longitudinal channels 17 communicate with each other. Preferably, two transverse channels 18 are provided, which are arranged at the longitudinal ends of the longitudinal channels 17. In addition, at least one further transverse channel 18 may be provided, which is arranged between the longitudinal ends of the longitudinal channels 17.

Derjenige Längskanal 17, in den das erste Zuführrohr 7 einmündet, ist zweckmäßig als Vorverteilungsraum ausgestaltet und weist ein größeres Volumen auf als die anderen Kanäle 17, 18. Zusätzlich können in einem größeren Einströmbereich Strömungsleitkonturen eingearbeitet bzw. eingesetzt sein, um die Gasströmung mit reduziertem Druckverlust zu verteilen.The one longitudinal channel 17, into which the first feed pipe 7 opens, is expediently designed as a pre-distribution space and has a larger volume than the other channels 17, 18. In addition, flow guidance contours can be incorporated or used in a larger inflow area to reduce the gas flow with reduced pressure loss to distribute.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird ein bevorzugter Aufbau der Wandstruktur 1 näher erläutert. Demnach erstrecken sich bei der Unterplatte 4 die Bereiche 22 jeweils geradlinig, d.h. die zugehörigen zweiten Öffnungen 13 sind im jeweiligen Bereich 22 in einer geraden Linie hintereinander angeordnet. Desweiteren erstrecken sich die Bereiche 22 parallel zueinander. Die zugehörigen dritten Öffnungen 23 sind in der Oberplatte 3 so angeordnet, dass jeweils zwischen zwei benachbarten dritten Öffnungen 23 mehrere erste Öffnungen 12 angeordnet sind. Demnach sind auch die ersten Öffnungen 12 in mehreren, parallel zueinander verlaufenden geraden Linien angeordnet, und die dritten Öffnungen 23 sind als Langlöcher ausgestaltet. In den dritten Öffnungen 23 erfolgt die Kontaktierung zwischen der Oberplatte 3 und der Unterplatte 4. In den Kontaktzonen 9 erfolgt dann auch die Anbindung, insbesondere die Verlötung zwischen den beiden Platten 3, 4. Um eine vorbestimmte Positionierung zwischen den beiden Platten 3, 4 besonders einfach erzielen zu können, ist die Unterplatte 4 bei der hier gezeigten Ausführungsform in den Kontaktzonen 9 jeweils mit einer Stufe 25 versehen. Die Stufen 25 sind dabei so ausgestaltet, dass sie den jeweiligen Bereich 22 vollständig umschließen. Auf den Stufen 25 kommen Randbereiche 26 zur Auflage, welche die jeweilige dritte Öffnung 23 einfassen. Durch die Stufen 25 werden die Kontaktzonen 9 mit relativ großen Flächen versehen, was die Herstellung gasdichter Lötverbindungen vereinfacht.With reference to FIG. 2, a preferred construction of the wall structure 1 will be explained in more detail. Accordingly, in the case of the lower plate 4, the regions 22 each extend in a straight line, ie the associated second openings 13 are arranged in the respective region 22 in a straight line one behind the other. Furthermore the regions 22 extend parallel to each other. The associated third openings 23 are arranged in the top plate 3 so that in each case between two adjacent third openings 23 a plurality of first openings 12 are arranged. Accordingly, the first openings 12 are arranged in a plurality of mutually parallel straight lines, and the third openings 23 are designed as elongated holes. In the third openings 23, the contact between the top plate 3 and the lower plate 4. In the contact zones 9 is then also the connection, in particular the soldering between the two plates 3, 4. To a predetermined positioning between the two plates 3, 4 particularly to be able to achieve simple, the lower plate 4 is provided in the embodiment shown here in the contact zones 9 each with a step 25. The steps 25 are designed such that they completely surround the respective region 22. On the steps 25 edge regions 26 come to rest, which enclose the respective third opening 23. Through the steps 25, the contact zones 9 are provided with relatively large areas, which simplifies the production of gas-tight solder joints.

Um das Verlöten der Platten 3, 4 im Bereich der Kontaktzonen 9 zu vereinfachen, kann es zweckmäßig sein, an den Stufen 25 Fasen 30 anzubringen, wobei diese Fasen 30 an der Unterplatte 4 und/oder an der Oberplatte 3 ausgebildet sein können, wobei die einen Fasen 30 zum Brennraum 2 hin und die anderen Fasen 30 zum Kanalsystem 10 hin offen sein können. Das Einbringen eines Lötmittels in die Kontaktzonen 9 wird im Bereich der Fasen 30 vereinfacht.In order to simplify the soldering of the plates 3, 4 in the region of the contact zones 9, it may be expedient to attach chamfers 30 to the steps 25, wherein these chamfers 30 may be formed on the lower plate 4 and / or on the upper plate 3, wherein the a chamfer 30 to the combustion chamber 2 out and the other chamfers 30 may be open to the channel system 10 out. The introduction a solder in the contact zones 9 is simplified in the region of the chamfers 30.

Die Unterplatte 4 weist je Kontaktzone 9 genau einen Bereich 22 auf, der mit den zweiten Öffnungen 13 versehen ist. Dementsprechend besitzt die Oberplatte 3 je Kontaktzone 9 ebenfalls genau eine dritte Öffnung 23 zur Aufnahme je eines Bereichs 22. Die Bereiche 22 dringen im montierten Zustand zum Brennraum 2 hin in die zugehörigen dritten Öffnungen 23 ein. Zur Erzielung einer einfachen Abdichtung sind die Bereiche 22 so dimensioniert, dass sie jeweils einen Öffnungsquerschnitt der zugehörigen dritten Öffnungen 23 ausfüllen. Besonders vorteilhaft sind die Stufen 25 auf die Dicke der Oberplatte 3 abgestimmt, so dass die Bereiche 22 der Unterplatte 4 im montierten Zustand an einer dem Brennraum 2 zugewandten Seite eben und bündig mit der Oberplatte 3 abschließen. Auf diese Weise sind die mit den zweiten Öffnungen 13 versehenen Bereiche 22 in die dritten Öffnungen 23 der Oberplatte 3 formintegriert eingesetzt.The lower plate 4 has per contact zone 9 exactly on a region 22 which is provided with the second openings 13. Accordingly, the top plate 3 per contact zone 9 also has exactly one third opening 23 for receiving one area 22 each. The areas 22 in the assembled state penetrate into the associated third openings 23 toward the combustion space 2. To achieve a simple seal, the areas 22 are dimensioned such that they each fill an opening cross-section of the associated third openings 23. Particularly advantageously, the steps 25 are matched to the thickness of the top plate 3, so that the regions 22 of the bottom plate 4 in the mounted state on a combustion chamber 2 side facing flush and flush with the top plate 3. In this way, the regions 22 provided with the second openings 13 are inserted into the third openings 23 of the top plate 3 in a form-integrated manner.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Unterplatte 4 und die Einfassung 6 aus einem Stück hergestellt. Vorzugsweise bilden Unterplatte 4 und Einfassung 6 ein einstückiges Gussteil. Beim Befestigen der Oberplatte 3 an der Unterplatte 4 erfolgt gleichzeitig eine Befestigung der Oberplatte 3 an der Einfassung 6.In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the lower plate 4 and the skirt 6 are made in one piece. Preferably, lower plate 4 and skirt 6 form an integral casting. When attaching the top plate 3 to the lower plate 4, a fastening of the top plate 3 to the enclosure 6 takes place at the same time.

Bei einer anderen Ausführungsform können Unterplatte 4 und Einfassung 6 separat hergestellte Bauteile sein, wobei insbesondere die Einfassung 6 ein Gussteil ist, während die Unterplatte 4 grundsätzlich auch ein Tiefziehteil sein kann. Zweckmäßig ist die Unterplatte 4 an der Einfassung 6 befestigt, beispielsweise mittels einer Lötverbindung. Hierzu kann die Einfassung 6 mit einer mittleren Stufe ausgestattet sein, auf der die separate Unterplatte 4 aufliegt und über die die Unterplatte 4 mit der Einfassung 6 verlötet ist.In another embodiment, lower plate 4 and enclosure 6 may be separately manufactured components, in particular the enclosure 6 is a casting, while the lower plate 4 can basically also be a deep-drawn part. Suitably, the lower plate 4 is attached to the enclosure 6, for example by means of a solder joint. For this purpose, the enclosure 6 may be equipped with a middle step, on which the separate lower plate 4 rests and over which the lower plate 4 is soldered to the enclosure 6.

Gemäß Fig. 3 kann die Unterplatte 4 aus mehreren Einzelteilen zusammengebaut sein. Die Unterplatte 4 umfasst hier ein Mittelteil 19, das die wellenförmige oder rechteckförmige Struktur besitzt, und zwei Seitenteile 20, die an das Mittelteil 19 angebaut sind. Das wellenförmig oder rechteckförmig strukturierte Mittelteil 19 weist wieder die zur Oberplatte 3 hin offenen Talstrukturen 16 und die zum Zuführraum 11 hin offenen Bergstrukturen 15 auf. Das Mittelteil 19 ist beispielsweise durch Falten oder Tiefziehen hergestellt. Beim Mittelteil 19 sind die Bergstrukturen 15 aufgrund der Herstellung des Mittelteils 19 an ihren Stirnseiten offen. Die Seitenteile 20 weisen mehrere Verschlüsse 21 auf, die jeweils eine Bergstruktur 15 seitlich verschließen. Die Verschlüsse 21 sind dabei von einem Kanalboden 31 abgewinkelt, der ebenfalls Bestandteil des Seitenteils 20 ist. Dieser Kanalboden 31 begrenzt einen der Kanäle des Kanalsystems 10, nämlich einen der Querkanäle 18 zum Zuführraum 11 hin. Es ist klar, dass auch diese gebaute Unterplatte 4 die Stufe 25 an den Bereichen 22 aufweisen kann.According to Fig. 3, the lower plate 4 may be assembled from several individual parts. The lower plate 4 here comprises a middle part 19, which has the wave-shaped or rectangular structure, and two side parts 20, which are attached to the middle part 19. The wave-shaped or rectangular-structured middle part 19 again has the valley structures 16 which are open towards the top plate 3 and the mountain structures 15 which are open toward the feed space 11. The middle part 19 is made for example by folding or deep drawing. In the middle part 19, the mountain structures 15 are open due to the production of the central part 19 at their end faces. The side parts 20 have a plurality of closures 21, each of which closes a mountain structure 15 laterally. The closures 21 are angled away from a channel bottom 31, which is also part of the side part 20. This channel bottom 31 delimits one of the channels of the channel system 10, namely one of the transverse channels 18 to the feed space 11. It is clear that this built sub-plate 4 may have the step 25 at the areas 22.

Entsprechend den Fig. 4 und 5 kann der Brennraum 2 seitlich von einer Brennraumwand 27 eingefasst sein. Zweckmäßig ist diese Brennraumwand 27 an der Wandstruktur 1 befestigt. Vorzugsweise ist diese Brennraumwand 27 dabei an der Einfassung 6 befestigt, beispielsweise damit verlötet oder verschweißt. Entsprechend Fig. 4 kann hierzu die Brennraumwand 27 in die Einfassung 6 eingesteckt sein. Hierzu ist beispielsweise die obere Stufe 28 der Einfassung 6 entsprechend verlängert.According to FIGS. 4 and 5, the combustion chamber 2 can be enclosed laterally by a combustion chamber wall 27. Suitably, this combustion chamber wall 27 is attached to the wall structure 1. Preferably, this combustion chamber wall 27 is attached to the enclosure 6, for example soldered or welded. According to FIG. 4, the combustion chamber wall 27 can be inserted into the enclosure 6 for this purpose. For this purpose, for example, the upper step 28 of the enclosure 6 is extended accordingly.

Alternativ kann die Brennraumwand 27 auch auf die Einfassung 6 aufgesteckt sein. Hierzu ist die Brennraumwand 27 z.B. mit einem entsprechend aufgeweiteten Kragen versehen.Alternatively, the combustion chamber wall 27 may also be attached to the enclosure 6. For this, the combustion chamber wall 27 is e.g. provided with a correspondingly flared collar.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausgestaltung der Unterplatte 4 lässt sich zumindest teilweise auch mit der integralen Bauweise von Einfassung 6 und Unterplatte 4 gemäß Fig. 1 und 2 und mit den Weiterbildungen gemäß den Fig. 4 und 5 kombinieren.The embodiment of the lower plate 4 shown in FIG. 3 can also be at least partially combined with the integral construction of the surround 6 and lower plate 4 according to FIGS. 1 and 2 and with the further developments according to FIGS. 4 and 5.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann die Wandstruktur 1 an der vom Brennraum 2 abgewandten Seite gemäß Fig. 5 unmittelbar an eine Brennstoffzelle 24 angebaut sein, und zwar vorzugsweise so, dass eine Endplatte oder Abschlussplatte der Brennstoffzelle 24 die Bodenplatte 5 bildet. Bei der Brennstoffzelle 24 handelt es sich vorzugsweise um eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle 24. Eine derartige End- oder Abschlussplatte 5 enthält üblicherweise einen kathodenseitigen Gasauslass der Brennstoffzelle 24, hier repräsentiert durch vierte Öffnungen 34 in der Abschlussplatte 5. Dementsprechend kann bei dieser Bauweise das kathodenseitige Sauerstoff-Produktgas-Gemisch der Brennstoffzelle 24 direkt in den Zuführraum 11 gelangen. Das zweite Zuführrohr 8 ist dann entbehrlich. An seiner Stelle kann optional ein Kaltluftrohr 35 vorgesehen sein, durch das bei Bedarf dem sauerstoffhaltigen Gas Kaltluft zuführt werden kann, um die Verbrennungstemperatur im Brennraum 2 abzusenken. Im Unterschied dazu ist ein anodenseitiger Gasauslass der Brennstoffzelle 24 an das Kanalsystem 10, z.B. über das erste Zuführrohr 7 oder integriert, angeschlossen.In a particular embodiment, the wall structure 1 on the side facing away from the combustion chamber 2 side of FIG. 5 can be mounted directly to a fuel cell 24, preferably so that an end plate or end plate of the fuel cell 24 forms the bottom plate 5. The fuel cell 24 is preferably a high-temperature fuel cell 24. Such an end plate 5 typically includes a cathode-side gas outlet of the fuel cell 24, here represented by fourth openings 34 in the end plate 5. Accordingly, in this design, the cathode-side oxygen product gas mixture the fuel cell 24 pass directly into the feed chamber 11. The second feed pipe 8 is then dispensable. Optionally, a cold air tube 35 can be provided in its place, by which cold air can be supplied to the oxygen-containing gas, if necessary, in order to lower the combustion temperature in the combustion chamber 2. In contrast, an anode-side gas outlet of the fuel cell 24 is connected to the duct system 10, for example via the first supply pipe 7 or integrated.

Desweiteren ist in den Fig. 4 und 5 eine Zündeinrichtung 32 erkennbar, die in den Brennraum 2 hineinragt und z.B. in die Brennraumwand 27 eingebaut ist. Desweiteren ist in Fig. 5 ein Sensor 33 dargestellt, der z.B. in die Brennraumwand 27 eingebaut ist und mit dem eine Brennraumtemperatur überwachbar ist. Der Sensor 33 kann z.B. als Flammenwächter dienen.Furthermore, in FIGS. 4 and 5, an ignition device 32 can be seen, which protrudes into the combustion chamber 2 and e.g. is installed in the combustion chamber wall 27. Furthermore, in Fig. 5, a sensor 33 is shown, e.g. is installed in the combustion chamber wall 27 and with which a combustion chamber temperature can be monitored. The sensor 33 may e.g. serve as a flame guard.

Bei den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen sind die beiden Zuführrohre 7, 8 seitlich an die Einfassung 6 angeschlossen. Grundsätzlich ist es ebenso möglich, zumindest das zweite Zuführrohr 8 von unten an die Bodenplatte 5 und somit an den Zuführraum 11 anzuschließen. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, das erste Zuführrohr 7 von unten durch die Bodenplatte 5 hindurch an die Unterplatte 4 und somit an das Kanalsystem 10 anzuschließen.In the embodiments shown in FIGS. 1 to 5, the two feed tubes 7, 8 are connected laterally to the enclosure 6. In principle, it is also possible to connect at least the second feed tube 8 from below to the base plate 5 and thus to the feed space 11. Likewise, it is basically possible to connect the first feed tube 7 from below through the bottom plate 5 to the lower plate 4 and thus to the channel system 10.

Vorzugsweise wird im Betrieb des mit der Wandstruktur 1 ausgestatteten Brenners über das Kanalsystem 10 das brennstoffhaltige Gas zugeführt, während das sauerstoffhaltige Gas über den Zuführraum 11 zugeführt wird. Bei der bevorzugten Anwendung des Brenners zum Verbrennen der Abgase einer Brennstoffzelle 24 ist dies besonders zweckmäßig, da das kathodenseitige Sauerstoff-Produktgas-Gemisch mit einem größeren Volumenstrom vorliegt, als das anodenseitige Wasserstoff-Produktgas-Gemisch.Preferably, during operation of the burner provided with the wall structure 1 via the channel system 10, the fuel-containing gas is supplied, while the oxygen-containing gas via the supply chamber 11 is supplied. In the preferred application of the burner for burning the exhaust gases of a fuel cell 24, this is particularly useful since the cathode-side oxygen-product gas mixture is present with a larger volume flow, as the anode-side hydrogen-product gas mixture.

Um die Temperatur im Brennraum 2 zu reduzieren, ist es grundsätzlich möglich, ein entsprechendes Kühlgas der einen oder der anderen Gasströmung beizumischen. Vorzugsweise wird als Kühlgas Kühlluft verwendet, die dann dem sauerstoffhaltigen Gas beigemischt wird. Dies kann beispielsweise durch ein zusätzliches Kaltluftrohr (vergleiche Position 35 in Fig. 5) erfolgen, das vorzugsweise auch an den Zuführraum 11 angeschlossen ist, z. B. über die Einfassung 6 oder über die Bodenplatte 5.In order to reduce the temperature in the combustion chamber 2, it is basically possible to mix a corresponding cooling gas of one or the other gas flow. Preferably, cooling air is used as the cooling gas, which is then admixed with the oxygen-containing gas. This can be done for example by an additional cold air tube (see position 35 in Fig. 5), which is preferably also connected to the feed space 11, z. B. on the enclosure 6 or on the bottom plate. 5

Um das dem Kanalsystem 10 zugeführte Gas, vorzugsweise das brennstoffhaltige Gas, möglichst gleichmäßig auf die ersten Öffnungen 12 zu verteilen, kann es zweckmäßig sein, die einzelnen Kanäle 17, 18 des Kanalsystems 10 unterschiedlich zu dimensionieren.In order to distribute the gas supplied to the channel system 10, preferably the fuel-containing gas, as uniformly as possible to the first openings 12, it may be expedient to dimension the individual channels 17, 18 of the channel system 10 differently.

Claims (10)

Wandstruktur zur Begrenzung eines Brennraums (2) eines Brenners, - mit einer dem Brennraum (2) ausgesetzten Oberplatte (3), - mit einer Unterplatte (4), die an einer vom Brennraum (2) abgewandten Seite an der Oberplatte (3) anliegt, - wobei Oberplatte (3) und/oder Unterplatte (4) so geformt sind, dass zwischen Oberplatte (3) und Unterplatte (4) ein Kanalsystem (10) ausgebildet ist, - wobei die Oberplatte (3) erste Öffnungen (12) enthält, die mit dem Kanalsystem (10) kommunizieren, - wobei die Unterplatte (4) Bereiche (22) mit zweiten Öffnungen (13) aufweist, die mit einem Zuführraum (11) kommunizieren, der an einer vom Brennraum (2) abgewandten Seite der Unterplatte (4) angeordnet ist, - wobei die Oberplatte (3) dritte Öffnungen (23) aufweist, in denen die mit den zweiten Öffnung (13) versehenen Bereiche (22) angeordnet sind. Wall structure for defining a combustion chamber (2) of a burner, with a top plate (3) exposed to the combustion chamber (2), - With a lower plate (4) which abuts against the combustion chamber (2) side facing away from the top plate (3), - Upper plate (3) and / or lower plate (4) are formed so that between the upper plate (3) and lower plate (4), a channel system (10) is formed, - wherein the top plate (3) includes first openings (12) communicating with the channel system (10), - wherein the lower plate (4) has regions (22) with second openings (13) which communicate with a feed space (11) which is arranged on a side remote from the combustion chamber (2) of the lower plate (4), - Wherein the top plate (3) has third openings (23) in which with the second opening (13) provided areas (22) are arranged. Wandstruktur nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - die Unterplatte (4) liegt in Kontaktzonen (9) an der Oberplatte (3) an; - die mit den zweiten Öffnungen (13) versehenen Bereiche (22) sind von den Kontaktzonen (9) umschlossen und/oder innerhalb der Kontaktzonen (9) angeordnet; - die dritten Öffnungen (23) sind von den Kontaktzonen (9) umschlossen und/oder innerhalb der Kontaktzonen (9) angeordnet; - die Unterplatte (4) weist die mit den zweiten Öffnungen (13) versehenen Bereiche (22) einfassende Stufen (25) auf, auf denen die dritten Öffnungen (23) einfassende Randbereiche (26) der Oberplatte (3) aufliegen; - an der jeweiligen Stufe (25) ist zum Kanalsystem (10) hin eine Fase (30) an der Unterplatte (4) und/oder an der Oberplatte (3) ausgebildet; - an der jeweiligen Stufe (25) ist zum Brennraum (2) hin eine Fase (30) an der Unterplatte (4) und/oder an der Oberplatte (3) ausgebildet; - die Unterplatte (4) weist je Kontaktzone (9) genau einen mit den zweiten Öffnungen (13) versehenen Bereich (22) auf; - die Oberplatte (3) weist je Kontaktzone (9) genau eine dritte Öffnung (23) auf; - der jeweilige Bereich (22) dringt zum Brennraum (2) hin in die jeweilige dritte Öffnung (23) ein; - der jeweilige Bereich (22) füllt einen Öffnungsquerschnitt der zugehörigen dritten Öffnung (23) aus; - der jeweilige Bereich (22) schließt an einer dem Brennraum (2) zugewandten Seite eben und bündig mit der Oberplatte (3) ab. Wall structure according to claim 1,
characterized by at least one of the following features: - The lower plate (4) is located in contact zones (9) on the top plate (3); the regions (22) provided with the second openings (13) are enclosed by the contact zones (9) and / or arranged within the contact zones (9); - The third openings (23) are enclosed by the contact zones (9) and / or arranged within the contact zones (9); - The lower plate (4) has the second openings (13) provided with areas (22) enclosing steps (25) on which the third openings (23) bordering edge regions (26) of the top plate (3) rest; - At the respective stage (25) to the channel system (10) towards a chamfer (30) on the lower plate (4) and / or on the upper plate (3) is formed; - At the respective stage (25) to the combustion chamber (2) towards a chamfer (30) on the lower plate (4) and / or on the upper plate (3) is formed; - The lower plate (4) has per contact zone (9) exactly one with the second openings (13) provided region (22); - The top plate (3) has per contact zone (9) to exactly a third opening (23); - The respective region (22) penetrates to the combustion chamber (2) in the respective third opening (23); - The respective area (22) fills an opening cross-section of the associated third opening (23); - The respective area (22) closes on a the combustion chamber (2) facing side flat and flush with the top plate (3). Wandstruktur nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - das Kanalsystem (10) ist durch die Unterplatte (4) vom Zuführraum (11) getrennt; - die Wandstruktur (1) weist eine seitliche Einfassung (6) auf, welche den Zuführraum (11) und das Kanalsystem (10) seitlich einfasst; - die Oberplatte (3) ist von der Einfassung (6) seitlich eingefasst; - eine Bodenplatte (5) begrenzt den Zuführraum (11) an einer vom Brennraum (2) entfernten Seite; - die Bodenplatte (5) ist von der Einfassung (6) seitlich eingefasst; - die Unterplatte (4) ist von der Einfassung (6) seitlich eingefasst; - die Unterplatte (4) ist über wenigstens einen Stützfuß (14) an der Bodenplatte (5) abgestützt und/oder befestigt; - der wenigstens eine Stützfuß (14) ist einstückig an der Unterplatte (4) ausgebildet; - an der Einfassung (6) ist ein erstes Zuführrohr (7) befestigt, das mit dem Kanalsystem (10) kommuniziert; - an der Einfassung (6) ist ein zweites Zuführrohr (8) befestigt, das mit dem Zuführraum (11) kommuniziert; - die Unterplatte (4) ist in den Kontaktzonen (9) an der Oberplatte (3) befestigt. Wall structure according to claim 1 or 2,
characterized by at least one of the following features: - The channel system (10) is separated by the lower plate (4) from the feed space (11); - The wall structure (1) has a lateral enclosure (6), which laterally surrounds the feed space (11) and the channel system (10); - The top plate (3) is bordered by the enclosure (6) side; - A bottom plate (5) delimits the feed space (11) at a side remote from the combustion chamber (2) side; - The bottom plate (5) is bordered by the enclosure (6) side; - The bottom plate (4) is bordered by the skirt (6) side; - The lower plate (4) via at least one support leg (14) on the bottom plate (5) supported and / or fixed; - The at least one support foot (14) is integrally formed on the lower plate (4); - At the enclosure (6) a first feed tube (7) is fixed, which communicates with the channel system (10); - On the enclosure (6) a second feed pipe (8) is fixed, which communicates with the feed space (11); - The lower plate (4) is fixed in the contact zones (9) on the top plate (3). Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - mit einer ersten Lötverbindung ist die Oberplatte (3) an der Unterplatte (4) und/oder ist die Oberplatte (3) an der Einfassung (6) befestigt; - mit einer zweiten Lötverbindung sind das oder die Zuführrohre (7, 8) an der Einfassung (6) und/oder ist die Bodenplatte (5) an der Einfassung (6) befestigt; - die zweite Lötverbindung weist eine niedrigere Löttemperatur auf als die erste Lötverbindung. Wall structure according to one of claims 1 to 3, characterized by at least one of the following features: - With a first solder joint, the top plate (3) on the lower plate (4) and / or the upper plate (3) is fixed to the enclosure (6); - With a second solder joint or the feed tubes (7, 8) on the enclosure (6) and / or the bottom plate (5) is fixed to the enclosure (6); - The second solder joint has a lower soldering temperature than the first solder joint. Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - das Kanalsystem (10) ist durch eine wellenförmige oder rechteckförmige Struktur der Unterplatte (4) ausgebildet; - das Kanalsystem (10) weist mehrere Längskanäle (17) auf, die zueinander parallel verlaufen, sowie wenigstens einen Querkanal (18), der quer zu den Längskanälen (17) verläuft und über den die Längskanäle (17) miteinander kommunizieren. Wall structure according to one of claims 1 to 4, characterized by at least one of the following features: - The channel system (10) is formed by a wavy or rectangular structure of the lower plate (4); - The channel system (10) has a plurality of longitudinal channels (17) which are parallel to each other, and at least one transverse channel (18) which extends transversely to the longitudinal channels (17) and over which the longitudinal channels (17) communicate with each other. Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - die Oberplatte (3) weist eine ebene Struktur auf; - die Unterplatte (4) ist als Gussteil ausgestaltet; - die Einfassung (6) ist als Gussteil ausgestaltet; - die Unterplatte (4) und die Einfassung (6) sind als ein einteiliges Gussteil ausgestaltet. Wall structure according to one of claims 1 to 5, characterized by at least one of the following features: - The top plate (3) has a planar structure; - The lower plate (4) is designed as a casting; - The enclosure (6) is designed as a casting; - The lower plate (4) and the enclosure (6) are designed as a one-piece casting. Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - die Unterplatte (4) ist als Tiefziehteil oder als Faltteil ausgestaltet; - die Unterplatte (4) ist aus mehreren Einzelteilen (19, 20) zusammengebaut; - die Unterplatte (4) weist die wellenförmige oder rechteckförmige Struktur auf und besitzt zur Oberplatte (3) hin offene Talstrukturen (16), die Kanäle (17) des Kanalsystems (10) bilden, sowie zum Zuführraum (11) hin offene Bergstrukturen (15), welche die Kontaktzonen (9) aufweisen; - die Bergstrukturen (15) sind an wenigstens einem Stirnende durch Verschlüsse (21) verschlossen, die von einem Seitenteil (20) abgewinkelt sind; - das Seitenteil (20) begrenzt einen Kanal (18) des Kanalsystems (10) zum Zuführraum (11) hin. Wall structure according to one of claims 1 to 6, characterized by at least one of the following features: - The lower plate (4) is designed as a deep-drawn or Faltteil; - The lower plate (4) is assembled from several individual parts (19, 20); - The lower plate (4) has the wavy or rectangular structure and has the top plate (3) towards open valley structures (16), the channels (17) of the channel system (10) form, and the feed space (11) open mountain structures (15 ) having the contact zones (9); - The mountain structures (15) are closed at least one end face by closures (21) which are angled from a side part (20); - The side part (20) defines a channel (18) of the channel system (10) to the feed space (11). Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: - der Brennraum (2) ist seitlich von einer Brennraumwand (27) eingefasst, die an der Wandstruktur (1) befestigt ist; - die Brennraumwand (27) ist an der Einfassung (6) befestigt; - die Brennraumwand (27) ist in die Einfassung (6) eingesteckt; - die Brennraumwand (27) ist auf die Einfassung (6) aufgesteckt; - in den Brennraum (2) ragt eine Zündeinrichtung (32) und/oder ein Sensor (33) hinein. Wall structure according to one of claims 1 to 7, characterized by at least one of the following features: - The combustion chamber (2) is laterally bordered by a combustion chamber wall (27) which is fixed to the wall structure (1); - The combustion chamber wall (27) is fixed to the enclosure (6); - The combustion chamber wall (27) is inserted into the enclosure (6); - The combustion chamber wall (27) is attached to the enclosure (6); - In the combustion chamber (2) projects an ignition device (32) and / or a sensor (33) into it. Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, - dass eine den Zuführraum (11) an einer vom Brennraum (2) entfernten Seite begrenzende Bodenplatte (5) durch eine Endplatte einer Brennstoffzelle (24) gebildet ist, und/oder - dass durch die als Gasverteiler der Brennstoffzelle (24) ausgebildete Endplatte ein Gas (Anodenabgas oder Kathodenabgas) direkt in den Zuführraum (11) eintritt. Wall structure according to one of claims 1 to 8,
characterized, - That the feed space (11) at a side remote from the combustion chamber (2) side limiting bottom plate (5) by an end plate of a fuel cell (24) is formed, and / or - That by the gas distributor of the fuel cell (24) formed end plate, a gas (anode exhaust or cathode exhaust gas) enters directly into the feed chamber (11). Brenner zum Verbrennen eines gasförmigen wasserstoffhaltigen Brennstoffs mit einem gasförmigen sauerstoffhaltigen Oxidator, mit einem Brennraum (2), in dem im Betrieb des Brenners die Verbrennungsreaktion abläuft, und mit einer den Brennraum (2) an einer Seite begrenzenden Wandstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das eine Gas dem Kanalsystem (10) und das andere Gas dem Zuführraum (11) zugeführt wird.A burner for burning a gaseous hydrogen-containing fuel with a gaseous oxygen-containing oxidizer, with a combustion chamber (2) in which the combustion reaction takes place during operation of the burner, and with a wall structure (1) according to one of the claims defining the combustion chamber (2) on one side 1 to 9, wherein the one gas to the channel system (10) and the other gas is supplied to the feed space (11).
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