EP3372895A1 - Verfahren zur herstellung eines flächenbrenners sowie ein flächenbrenner - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines flächenbrenners sowie ein flächenbrenner Download PDF

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EP3372895A1
EP3372895A1 EP18154563.3A EP18154563A EP3372895A1 EP 3372895 A1 EP3372895 A1 EP 3372895A1 EP 18154563 A EP18154563 A EP 18154563A EP 3372895 A1 EP3372895 A1 EP 3372895A1
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EP
European Patent Office
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burner
recess
area
cover
edge
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EP18154563.3A
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English (en)
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EP3372895B1 (de
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Sjoerd Reijke
Joep Koolman
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
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    • F23D2203/1017—Flame diffusing means characterised by surface shape curved
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    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00012—Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14001—Sealing or support of burner plate borders

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a surface burner with a burner plate and a burner cover comprising a main portion, a recess portion having a recess, and a first edge separating the main portion and the recess portion.
  • the invention also relates to a surface burner having a burner plate and a burner cover made by the method according to the present invention.
  • the DE102012014009A1 shows and describes a surface burner with a burner surface, which has a fiber knit.
  • the fiber knit covers a burner plate and has a recess in a monitoring area, so that a fuel-air mixture flowing out of the burner plate is unaffected in the monitoring area of the fiber knitted fabric. It is advantageous if the fiber knitted fabric is secured in the region of the recess on the burner plate, so that always a largely constant distance of the fiber knitted fabric is guaranteed to the burner plate.
  • Such a process of attaching the fiber knit to the burner plate is demanding and prone to failure due to the necessary precision.
  • a faulty attachment for example, by a not exactly aligned recess, can lead to undesirable, possibly flame leading gaps and channels. This can lead to a non-optimal, faulty and / or dangerous operation of the surface burner and damage to the surface burner.
  • a "surface burner” is to be understood as a component of a heating system which is provided for combustion of a fuel-air mixture.
  • the surface burner is supplied with the fuel-air mixture.
  • the surface burner fuel and air are supplied and mixed together, for example in a mixing chamber.
  • a burner surface of the surface burner has a flame area at which the fuel-air mixture burns with a flame.
  • the fuel-air mixture is supplied to the burner surface via a burner plate.
  • the "burner plate” is a perforated plate, in particular made of metal. The burner plate serves for uniform distribution of the fuel-air mixture in the flame area.
  • a "burner cover” is to be understood as meaning a structure which largely covers the burner plate and at least partially has the flame region of the burner surface.
  • the burner cover is permeable to the fuel-air mixture.
  • the burner cover is provided for advantageously influencing the combustion of the fuel-air mixture.
  • the burner cover may cool the flames and / or affect flame formation, particularly with regard to flame geometry. In this way, optimized combustion, in particular with minimized pollutant emissions, can be ensured.
  • Heating system is to be understood as at least one device for generating heat energy, in particular a heating device or heating burner, in particular for use in a building heating system and / or for hot water generation, preferably by the combustion of a gaseous or liquid fuel.
  • a heating system can also consist of several such devices for generating heat energy and other, the heating operation supporting devices, such as hot water and fuel storage.
  • a monitoring electrode for example an ionization electrode, and optionally regulated.
  • the monitoring electrode is provided for determining the quality of combustion.
  • a fuel-air ratio or a lambda value of the fuel-air mixture can be determined in this way.
  • the fuel-air mixture is at least partially ionized and has a conductivity which can be measured with the aid of the monitoring electrode or ionization electrode and is made available to a control unit of the heating system. This can be a Regulation of the fuel-air ratio or the composition of the fuel-air mixture done.
  • the “monitoring area” is an area on the burner plate which is in close proximity to the monitoring electrode.
  • the fuel-air mixture flowing out of the monitoring area burns with a flame, which can be detected by the monitoring electrode. It is possible that the burner cover unfavorably affects the flame for detection by the monitor electrode.
  • the burner cover has a recess at the monitoring area of the burner plate.
  • the recess is intended to ensure that the flames arising at the monitoring area are largely unaffected by the burner cover. In this way it is ensured that the flames are measurable in a sufficient quality by the monitoring electrode.
  • the area of the burner cover that has the recess is called “recess area”. "Recess area” also refers to the area of an unfinished burner cover which is to have the recess.
  • the area of the burner cover which has no recess or should have no recess is called the "main area".
  • the flames generated in the main area are affected by the cover.
  • an area of the main area is larger than an area of the recess area.
  • a "first edge” separates the main area and the recess area.
  • perforating the burner cover along the first edge is meant a partial or incomplete separation of the main region from the recess region.
  • the recess area should still be materially connected to the main area after perforation.
  • the perforation is to facilitate a later complete separation of the recess area from the main area.
  • that should Perforation allows the subsequent separation of the recess area from the main area by simply pulling or tearing off.
  • the perforation is intended to enable the later separation of the recess area from the main area without special separation tools, such as cutting tools.
  • An example of perforating is a partial cutting of the burner cover along the first edge, wherein a plurality of cuts are made, each having a cutting distance from each other.
  • a cutting length of the cuts is substantially shorter than a total length of the first edge.
  • the cutting distance is preferably smaller than the cutting length.
  • the process ensures that the burner cover is properly connected to the burner plate along the first edge. For example, if the burner cover is not properly aligned with the burner plate, the recessed area can not fully rest on the monitoring area. If the perforated burner cover is fastened to the main area, it is possible that it will not be fastened along the first edge. This is possible, for example, when fastening the monitoring area of the burner plate or the burner plate serves as a landmark. In this case, the recess area is attached to the burner plate. The recess area can not be separated from the main area, the recess can not be attached. This can serve as a warning in the manufacturing process that the correct attachment of the burner cover has failed.
  • the separation and removal of the recess area from the main area is only possible if the burner cover has been correctly fastened along the first edge.
  • the method has the advantage that precisely manufactured surface burners can be produced inexpensively. Surface burners produced in this way make a heating system particularly reliable Function of the monitoring electrode.
  • the heating system is very precise and environmentally friendly adjustable.
  • the burner cover is a fiber knit or if the burner cover has a fiber knit, this is particularly advantageous, since a fiber knitted fabric promotes particularly low-emission combustion.
  • the term "fiber knitted fabric” is intended to mean any type of flat fiber system or thread system. Fiber knit comprises in particular fiber materials or thread materials produced by knitting, knitting, crocheting, weaving, felting, braiding, walking and / or pressing. Preferably, the fiber knitted fabric is made of a metal and / or a ceramic and / or a mineral.
  • a knitted material is a particularly favorable realization of a fiber knit.
  • the choice of stitches and their structure makes it particularly easy to determine the influence of the fiber knit on the formation of flames.
  • the fastening is particularly reliable when it is done by welding, in particular by resistance welding.
  • Resistance welding has the advantage that a continuous weld joint along the first edge is possible.
  • the attachment of the main area on the burner plate can be made particularly robust in this way.
  • the perforation is particularly simple when it is done by cutting, in particular by laser cutting.
  • laser cutting is easier and more accurate than, for example, mechanical cutting, stinging or punching, due to the fibrous structure of the burner cover.
  • a surface burner with a burner plate and a burner cover, produced in a method according to the invention has the advantage that it can be operated particularly wear and safe.
  • FIG. 1 a heater 10 is shown schematically, which is arranged in the embodiment on a memory 12.
  • the heater 10 has a housing 14 which accommodates different components depending on the degree of equipment.
  • the essential components are a heat cell 16, a control unit 18, one or more pumps 20 and piping 22, cable or bus lines 24 and holding means 26 in the heater 10.
  • the number and complexity of the individual components depends on the equipment level of the heater 10.
  • the heat cell 16 includes a surface burner 28, a heat exchanger 30, a blower 32, a meter 34 and an air supply system 36, an exhaust system 38 and, when the heat cell 16 is in operation, a flame 40.
  • An ionization probe 42 protrudes into the flame 40.
  • the metering device 34 is designed as a fuel valve 44.
  • a blower speed of the blower 32 is variably adjustable.
  • the heater 10 and the memory 12 together form a heating system 46.
  • the control unit 18 has a data memory 48, a computing unit 50 and a communication interface 52. Via the communication interface 52, the components of the heating system 46 can be controlled.
  • the communication interface 52 allows data exchange with external devices. External devices are, for example, control devices, thermostats and / or devices with computer functionality, for example smartphones.
  • FIG. 1 shows a heating system 46 with a control unit 18.
  • the control unit 18 is located outside the housing 14 of the heater 10.
  • the external control unit 18 is designed in particular variants as a room controller for the heating system 46.
  • the control unit 18 is mobile.
  • the external control unit 18 has a communication connection to the heater 10 and / or other components of the heating system 46.
  • the communication connection can be wired and / or wireless, preferably a radio connection, particularly preferably via WLAN, Z-Wave, Bluetooth and / or ZigBee.
  • the control unit 18 may consist of several components in other variants, in particular not physically connected components.
  • At least one or more components of the control unit 18 may be present partially or entirely in the form of software that is executed on internal or external devices, in particular on mobile computing units, such as smartphones and tablets, or servers, in particular a cloud.
  • the communication connections are then corresponding software interfaces.
  • FIG. 2 shows the surface burner 28.
  • the surface burner 28 has a burner plate 54 on.
  • the burner plate 54 is designed in the embodiment as a metallic hollow body.
  • the burner plate 54 has a connection for a supply of a fuel-air mixture, which can flow into the burner plate 54 a.
  • the burner plate 54 has a plurality of outlet openings 60 in a flame region 56 of a burner surface 58.
  • the fuel-air mixture may flow out of the burner plate 54 through the outlet openings 60.
  • the burner plate 54 is covered with a burner cover 62.
  • the burner cover 62 is a fiber knit 64.
  • the fiber knit 64 is knitted from metal wires.
  • the fiber knit 64 has a recess 66.
  • the recess 66 is located on a monitoring area 68 of the burner plate 54.
  • a first edge 70 separates the recess 66 from a main area 72 of the burner cover 62.
  • the main area 72 has a weld seam 74 along the first edge 70.
  • the burner cover 62 is connected to the burner plate 54 at the weld 74.
  • the fuel-air mixture flows out of the outlet openings 60.
  • the fuel-air mixture flows through the fiber knit 64.
  • the fuel-air mixture burns in the main area 72 at a surface and / or inside of Fiber knit 64.
  • Flame formation in the main region 72 is affected by the burner cover 62 and the fiber knit 64, respectively.
  • the firing cover 62 or the fiber fabric 64 influences a flame geometry and / or further combustion parameters of the flame 40.
  • the flame geometry are a flame image, a flame length or a flame shape.
  • further combustion parameters are a flame temperature, a fire rate or a measure for lifting the flame 40 from the burner surface 58 or for seating the flame 40 on the burner surface 58.
  • the burner plate 54 is too high Temperatures protected.
  • the flame 40 or the flame formation is not influenced by the burner cover 62. It is possible to generate in the monitoring area 68 a flame 40 with well-defined, desired properties. Due to the recess 66, the flame formation in the monitoring area 68 is largely influenced only by the geometry of the outlet openings 60, which can be precisely manufactured, and / or by feed parameters of the fuel-air mixture which are precisely adjustable. In the main region 72, generation of a flame 40 with well-defined, desired properties is generally not possible.
  • a fiber knit 64 is not substantially uniformly producible due to its varying, non-reproducible knit geometry, for example characterized by a size and / or arrangement of stitches. The flame geometry and or other combustion parameters of the flame 40 vary over the main region 72.
  • the ionization probe 42 is mounted in the exemplary embodiment (not in FIG FIG. 2 shown, see FIG. 1 ).
  • the ionization probe 42 measures an ionization current.
  • the heating system 46 is regulated on the basis of a nominal combustion parameter.
  • the nominal combustion parameter specifies the value which the ionization current should assume.
  • the nominal combustion parameter is determined by the control unit 18 as a function of the fan speed.
  • a flame ionization characteristic is stored in the control unit 18.
  • the flame ionization curve assigns the appropriate target combustion characteristic to the fan speed.
  • the flame ionization characteristic is emprisch determined by laboratory experiments.
  • the control unit 18 controls the fuel valve so that the ionization current takes the value of the target combustion characteristic.
  • a closed control loop is used in the embodiment, wherein the ionization current is a controlled variable, a control signal to the fuel valve is a manipulated variable and the nominal combustion characteristic is a reference variable.
  • the surface burner 28 is in an in FIG. 3 shown method 76 produced.
  • a first step 78 the burner cover 62 is perforated.
  • FIG. 4 shows the burner cover 62 prior to the execution of step 78.
  • the first edge 70 separates a recess area 80 from the main area 72.
  • the recess area 80 is said to have the recess 66 after performing the manufacturing process 76.
  • the burner cover 62 before starting the process 76 is a substantially rectangular fiber knit 64.
  • the recess portion 80 the fiber knit 64 on.
  • the recess region 80 has a substantially rectangular shape.
  • the recess portion 80 is bounded on one side by an outer edge 82 of the combustion cover 62.
  • the first edge 70 bounds the recess area 80 at its sides lying within the main area 72.
  • the recess area 80 is completely within the burner cover 62 or is completely surrounded by the main area 72 (see FIG FIG. 5 ).
  • the first edge 70 forms a closed line.
  • the shape of the recess area 80 is not limited to a rectangular shape. Any shapes of the recess region 80 are conceivable.
  • the geometry of the recess region 80 is based on the geometry of the ionization probe 42 or a monitoring electrode. In this way, it is ensured that the ionization probe 42 or the monitoring electrode projects into a flame 40 with largely optimized properties. This favors or enables reliable detection of the ionization current or of a monitoring signal.
  • the firing cover 62 is perforated along the first edge 70.
  • the perforation is carried out by laser cutting.
  • the position of the first edge 70 and the recess area 80 is determined relative to the outer edge 82 of the combustion cover 62.
  • a laser beam or a processing head of a laser beam cutting machine is guided along the first edge 70.
  • the burner cover 62 is made of a larger piece of fiber knit 64 cut out and perforated. For this purpose, a complete separation is performed along the outer edge 82.
  • the recess portion 80 is partially separated from the main portion 72.
  • the laser cutting machine cuts along the first edge 70 in pieces.
  • FIG. 6 A perforation 84 of the first edge 70 is composed of partial sections 86.
  • the partial cuts 86 each have a largely identical cutting length.
  • Adjacent partial cuts 86 each have a largely identical cutting distance.
  • the cut length is 20% of a cutout width 88
  • the cut distance is 5% of the cutout width 88.
  • the cut length and / or the cut distance can assume any desired values.
  • the cutting length is smaller than the recess width 88.
  • the cutting distance is smaller than the cutting length. In this way, a later separation of the recess area 80 from the main area 72 is facilitated.
  • the cutting length is between 1 mm and 10 mm, preferably between 4 mm and 8 mm, particularly preferably 6 mm.
  • the cutting distance preferably has a length between 0.1 mm and 1 mm, preferably between 0.4 mm and 0.8 mm, particularly preferably 0.6 mm.
  • the recess area 80 has a recess width 88 between 1 cm and 5 cm, preferably between 2 cm and 4 cm, particularly preferably 3 cm.
  • the recess portion 80 is rectangular in shape.
  • a recess length is preferably between 1 cm and 9 cm, preferably between 3 cm and 6 cm, particularly preferably 4.5 cm.
  • the dimensions of the Recess area 80 are directed in particular to the dimensions of the ionization probe 42.
  • the burner cover 62 is rectangular in shape.
  • the burner cover 62 has a burner cover width between 20 cm and 8 cm, preferably between 10 cm and 18 cm, particularly preferably between 13 and 15 cm.
  • a burner cover length of the burner cover 62 may be, for example, between 10 cm and 40 cm, preferably between 18 cm and 32 cm, more preferably between 24 cm and 28 cm.
  • the dimensions of the burner cover 62 depend in particular on the dimensions of the burner surface 58 and of the surface burner 28.
  • the dimensions of the burner surface 58 of the surface burner 28 are in particular directed to a desired burner output of the heating system 46 or to a desired burner output range of the heating system 46.
  • the burner cover 62 is aligned on the burner plate 54.
  • the recess area 80 should largely rest on the monitoring area 68 of the burner plate 54.
  • the outer edge 82 of the combustion cover 62 at a plate edge 92 of the burner plate 54 (see FIG. 2 ).
  • the burner plate 54 is mounted in a burner housing 94.
  • the burner housing 94 has a housing edge 96.
  • the burner plate 54 is enclosed by the housing edge 96.
  • the housing edge 96 abuts against the plate edge 92 and projects beyond the burner plate 54 with a height which largely corresponds to a thickness of the burner cover 62. This facilitates the alignment of the burner cover 62 with respect to the plate edge 92.
  • the burner cover 62 is held by the housing edge 96 largely in the intended position.
  • the monitoring area 68 on the burner plate 54 is characterized by particular structural features.
  • the burner plate 54 in the monitoring area 68 may have a different geometry and / or orientation and / or positional distribution of the outlet openings 60 than outside the monitoring area 68.
  • alignment of the burn cover 62 may be accomplished using these structural features. It is conceivable that it is checked in step 90 on the basis of the structural features of the monitoring area 68 whether the recess area 80 is applied sufficiently precisely to the monitoring area 68. If necessary, the position of the burner cover 62 can be corrected.
  • steps 78 and 90 may be interchanged or performed substantially concurrently.
  • the burner cover 62 may first be aligned with the burner plate 54 and then the perforation 84 may be applied.
  • the order of steps 78 and 90 does not matter.
  • the main portion 72 of the burner cover 62 is fixed along the first edge 70 on the burner plate 54.
  • the burner cover 62 is fixed to the burner plate 54 by capacitor pulse welding.
  • Capacitor pulse welding also known as CD welding, is a form of resistance welding.
  • a metal stamp is placed around the first edge 70, wherein a bearing surface largely has the shape of the desired weld seam 74 (see FIG FIG. 2 ).
  • a capacitor is discharged so that a current through the metal stamp and the metallic burner plate 54 flows. The current also flows through the burner cover 62 in the region of the bearing surface of the metal stamp. The discharge of the capacitor produces a pulsed direct current with high current intensity.
  • the fiber knit 64 partially melts in the region of the support and is thus welded to the burner plate 54.
  • a width of the weld 74 is determined by a shape of the metal stamp and local characteristics of the burner cover 62 and the fiber knit 64, respectively. Due to the variable local characteristics of the fiber knit 64, the width of the weld 74 varies in the embodiment.
  • the weld seam 74 has a width of about 0.2 mm to 8 mm, preferably between 1 mm and 6 mm, particularly preferably 3 mm.
  • positioning of the metal stamp takes place as a function of the position of the burner housing 94 or of the burner plate 54.
  • the position of the metal stamp is determined relative to the plate edge 92.
  • steps 78, 90, and 98 may be performed interchangeably or substantially concurrently under the constraint that step 98 is performed after step 78.
  • the burner cover 62 may first be aligned with the burner plate 54 and then the perforation 84 may be applied. It is also possible that the burner cover 62 is connected to the burner plate 54 in step 98 and then the perforation 84 is applied to the burner cover 62.
  • the recess area 80 is separated from the main area 72 and removed.
  • the burner cover 62 has the recess 66.
  • the fiber knit 64 located in the recess area 80 is gripped with a claw and pulled off or torn off. By pulling the claw, the fiber knit 64 tears in the areas between the partial cuts 86.
  • the method 76 ensures that the weld 74 extends along the first edge 70 of the recess 66.
  • the weld seam 74 extends along the perforation 84.
  • the burner cover 62 is misaligned on the burner plate 54 so that the recess portion 80 does not substantially support the monitoring area 68, it is possible for the weld 74 to cross the perforation 84.
  • the weld seam 74 runs at least partially in the cutout area 80. In this way, the fiber knit 64 in the cutout area 80 is welded to the burner plate 54.
  • step 100 The removal of the fiber knitted fabric 64 from the recess area 80 is not possible in step 100. In this way, an incorrect alignment of the recess 66 with respect to the monitoring area 68 is avoided. Incorrect attachment of the burner cover 62 along the first edge 70 is avoided. It is essential for the method 76 that step 100 is carried out before step 98, that is to say that the fiber knit 64 from the cutout region 80 only after fixing the burner cover 62 to the burner plate 54 along the first edge 70.
  • the recess 66 were first mounted in the burner cover 62, and then the burner cover 62 secured to the burner plate 54 along one edge of the monitoring area 68, it is possible that the weld 74 would not be present, as in the case of misalignment of the burner cover 62 provided, is attached to the first edge 70 of the recess 66.
  • a larger piece of fiber knit 64 may protrude into the monitoring area 68. This protruding piece of fiber knit 64 can be largely movable, depending on its size and shape.
  • the protruding piece of the fiber knitted fabric 64 has a negative influence on the flame formation in the monitoring area 68, which has a negative effect on the quality of the ionization current or the monitoring signal and thus also on the quality of the regulation of the heating system 46. It is also conceivable that the first edge 70 of the recess 66 is partially not fixed to the burner plate 54. This can at least partially form an undesirable and uncontrollable distance between the burner cover 62 and the burner plate 54, in particular in the case of surface burners 28, which are designed as downflow burners, ie in which the burner surface 58 points downwards. This can at least have a negative effect on the quality of combustion.
  • the burner plate 54 has a rectangular shape.
  • the burner plate 54 is convexly curved along a smaller rectangle side (see FIG FIG. 2 ).
  • other geometries of the burner plate 54 are conceivable.
  • the burner plate 54 can be largely planar and / or at least partially be circular and / or at least partially spherical and / or at least partially cylindrical.
  • the shape of the burner plate 54 is directed to the technical requirements, in particular due to a field of application.
  • the burner cover 62 in the exemplary embodiment is a fiber knit 64.
  • the burner cover 62 is a grid and / or perforated plate, preferably with a denser and finer hole structure than the burner plate 54, and / or a porous material, such as a solid one Foam, a material made of a granule, a porous mineral or a porous ceramic, or has such or such. It is conceivable that the burner cover 62 consists of several of the above-mentioned structures, for example to produce flames 40 with different properties in different zones of the flame area 56.
  • the fiber knit 64 is a knitted material.
  • the fiber knit 64 is or includes a woven and / or braided material and / or a fabric and / or a nonwoven fabric. It is also conceivable that the fiber knit 64 is made of different types of material, for example, to produce in different zones of the flame area 56 flames 40 with different properties.
  • the fastening of the main region 72 on the burner plate 54 is effected by capacitor pulse welding.
  • the fastening takes place by spot welding and / or laser welding and / or plasma welding.
  • the fastening takes place soldering and / or gluing and / or Sewing and / or riveting and / or screwing and / or clinching.
  • the choice of the method for fastening depends in particular on the properties of the burner cover 62 and / or the burner plate 54, in particular of which material the burner cover 62 and / or the burner plate 54 are made. It is conceivable that the main region 72 is attached to the burner plate 54 at different locations by a different method.
  • the perforation is carried out by laser cutting.
  • the perforation is carried out by mechanical cutting and / or thermal cutting, for example with a cutting torch or by plasma cutting, and / or printing or embossing and / or piercing and / or drilling and / or milling.
  • the choice of the method for the perforation depends in particular on the properties of the burner cover 62, in particular of which material the burner cover 62 is made.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (76) zur Herstellung eines Flächenbrenners (28) mit einer Brennerplatte (54) und einer Brennerabdeckung (62), umfassend einen Hauptbereich (72), einen Aussparungsbereich (80), welcher eine Aussparung (66) aufweist, und einen ersten Rand (70), welcher den Hauptbereich (72) und den Aussparungsbereich (80) trennt, welches die folgenden Schritte umfasst:
• Perforieren (78) der Brennerabdeckung (62) entlang des ersten Randes (70);
• Ausrichten (90) der Brennerabdeckung (62) auf der Brennerplatte (54), so dass der Aussparungsbereich (80) weitgehend auf einem Überwachungsbereich (68) der Brennerplatte (54) aufliegt;
• Befestigen (98) des Hauptbereichs (72) auf der Brennerplatte (54) entlang des ersten Randes (70), beispielsweise durch Schweißen;
• Trennen und Entfernen (100) des Aussparungsbereichs (80).
Die Erfindung betrifft auch einen Flächenbrenner (28) mit einer Brennerplatte (54) und einer Brennerabdeckung (62), hergestellt in einem Verfahren (76) nach der vorliegenden Erfindung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenbrenners mit einer Brennerplatte und einer Brennerabdeckung, umfassend einen Hauptbereich, einen Aussparungsbereich, welcher eine Aussparung aufweist, und einen ersten Rand, welcher den Hauptbereich und den Aussparungsbereich trennt. Die Erfindung betrifft auch einen Flächenbrenner mit einer Brennerplatte und einer Brennerabdeckung, hergestellt mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • Stand der Technik
  • Die DE102012014009A1 zeigt und beschreibt einen Flächenbrenner mit einer Brenneroberfläche, welche ein Faser-Gewirk aufweist. Das Faser-Gewirk deckt eine Brennerplatte ab und weist in einem Überwachungsbereich eine Aussparung auf, so dass ein aus der Brennerplatte ausströmendes Brennstoff-Luft-Gemisch im Überwachungsbereich vom Faser-Gewirk unbeeinflusst ist. Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Faser-Gewirk im Bereich der Aussparung an der Brennerplatte befestigt ist, so dass stets ein weitgehend konstanter Abstand des Faser-Gewirks zur Brennerplatte gewährleistet ist. Ein solcher Befestigungsprozess des Faser-Gewirks an die Brennerplatte ist aufgrund der nötigen Präzision anspruchsvoll und fehleranfällig. Eine fehlerhafte Befestigung, beispielsweise durch eine nicht exakt ausgerichtete Aussparung, kann zu unerwünschten, möglicherweise flammenführenden Spalten und Kanälen führen. Das kann zu einem nicht optimalen, fehlerhaften und/oder gefährlichen Betrieb des Flächenbrenners sowie Schäden am Flächenbrenner führen.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenbrenners mit einer Brennerplatte und einer Brennerabdeckung, umfassend einen Hauptbereich, einen Aussparungsbereich, welcher eine Aussparung aufweisen soll, und einen ersten Rand, welcher den Hauptbereich und den Aussparungsbereich trennt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • Perforieren der Brennerabdeckung entlang des ersten Randes;
    • Ausrichten der Brennerabdeckung auf der Brennerplatte, so dass der Aussparungsbereich weitgehend auf einem Überwachungsbereich der Brennerplatte aufliegt;
    • Befestigen des Hauptbereichs auf der Brennerplatte entlang des ersten Randes beispielsweise durch Schweißen;
    • Trennen und Entfernen des Aussparungsbereichs.
  • Dabei ist unter einem "Flächenbrenner" eine Komponente eines Heizsystems zu verstehen, welche zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches vorgesehen ist. Bevorzugt wird dem Flächenbrenner das Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt. Es ist auch denkbar, dass dem Flächenbrenner Brennstoff und Luft zugeführt werden und miteinander vermischt werden, beispielsweise in einer Mischkammer. Eine Brenneroberfläche des Flächenbrenners weist einen Flammenbereich an, an welchem das Brennstoff-Luft-Gemisch mit einer Flamme verbrennt. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird der Brenneroberfläche über eine Brennerplatte zugeführt. Die "Brennerplatte" ist eine durchlochte Platte, insbesondere aus Metall gefertigt. Die Brennerplatte dient zur gleichmäßigen Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Flammenbereich.
  • Unter einer "Brennerabdeckung" ist eine Struktur zu verstehen, welche weitgehend die Brennerplatte abdeckt und zumindest teilweise den Flammenbereich der Brenneroberfläche aufweist. Die Brennerabdeckung ist durchlässig für das Brennstoff-Luft-Gemisch. Die Brennerabdeckung ist zur vorteilhaften Beeinflussung der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches vorgesehen. Beispielsweise kann die Brennerabdeckung die Flammen kühlen und/oder eine Flammenbildung beeinflussen, insbesondere hinsichtlich der Flammengeometrie. Auf diese Weise kann eine optimierte Verbrennung, insbesondere mit minimierten Schadstoffemissionen, gewährleistet werden.
  • Unter "Heizsystem" ist mindestens ein Gerät zur Erzeugung von Wärmeenergie zu verstehen, insbesondere ein Heizgerät bzw. Heizbrenner, insbesondere zur Verwendung in einer Gebäudeheizung und/oder zur Warmwassererzeugung, bevorzugt durch das Verbrennen von einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff. Ein Heizsystem kann auch aus mehreren solchen Geräten zur Erzeugung von Wärmeenergie sowie weiteren, den Heizbetrieb unterstützenden Vorrichtungen, wie etwa Warmwasser- und Brennstoffspeichern, bestehen.
  • Ein Betrieb des Heizsystems wird mit Hilfe einer Überwachungselektrode, beispielsweise einer lonisationselektrode, überprüft und gegebenenfalls geregelt. Die Überwachungselektrode ist zur Ermittlung der Verbrennungsqualität vorgesehen. Insbesondere ist auf diese Weise ein Brennstoff-Luft-Verhältnis bzw. ein Lambda-Wert des Brennstoff-Luft-Gemisches bestimmbar. In der Flamme ist das Brennstoff-Luft-Gemisch zumindest teilweise ionisiert und weist eine Leitfähigkeit auf, welche mit Hilfe der Überwachungselektrode bzw. lonisationselektrode messbar ist und einer Steuereinheit des Heizsystems zur Verfügung gestellt wird. Damit kann eine Regelung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bzw. der Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches erfolgen.
  • Der "Überwachungsbereich" ist ein Bereich auf der Brennerplatte, welcher sich in räumlicher Nähe zur Überwachungselektrode befindet. Das aus dem Überwachungsbereich strömende Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt mit einer Flamme, welche durch die Überwachungselektrode erfassbar ist. Es ist möglich, dass die Brennerabdeckung die Flamme unvorteilhaft für die Erfassung durch die Überwachungselektrode beeinflusst. Die Brennerabdeckung weist am Überwachungsbereich der Brennerplatte eine Aussparung auf. Die Aussparung ist dazu vorgesehen, dass die am Überwachungsbereich entstehenden Flammen von der Brennerabdeckung weitgehend nicht beeinflusst werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Flammen in einer ausreichenden Güte durch die Überwachungselektrode messbar sind. Der Bereich der Brennerabdeckung, der die Aussparung aufweist, heißt "Aussparungsbereich". "Aussparungsbereich" bezeichnet auch den Bereich einer nicht fertig hergestellten Brennerabdeckung, welcher die Aussparung aufweisen soll. Der Bereich der Brennerabdeckung welcher keine Aussparung aufweist bzw. keine Aussparung aufweisen soll, heißt "Hauptbereich". Die im Hauptbereich erzeugten Flammen werden durch die Abdeckung beeinflusst. Bevorzugt ist eine Fläche des Hauptbereichs größer als eine Fläche des Aussparungsbereichs. Ein "erster Rand" trennt den Hauptbereich und den Aussparungsbereich.
  • Unter "Perforieren" der Brennerabdeckung entlang des ersten Randes soll eine teilweise bzw. nicht vollständig durchgeführte Trennung des Hauptbereichs vom Aussparungsbereich verstanden werden. Der Aussparungsbereich soll nach dem Perforieren noch mit dem Hauptbereich stofflich verbunden sein. Durch das Perforieren soll ein späteres vollständiges Trennen des Aussparungsbereichs vom Hauptbereich erleichtert werden. Bevorzugt soll das Perforieren die spätere Trennung des Aussparungsbereichs vom Hauptbereich durch einfaches Abziehen bzw. Ausreißen ermöglichen. Insbesondere soll das Perforieren die spätere Trennung des Aussparungsbereichs vom Hauptbereich ohne spezielle Trennungswerkzeuge, wie beispielsweise Schneidewerkzeuge, ermöglichen. Ein Beispiel für Perforieren ist ein teilweises Schneiden der Brennerabdeckung entlang des ersten Randes, wobei mehrere Schnitte angebracht werden, welche jeweils voneinander einen Schnittabstand aufweisen. Bevorzugt ist eine Schnittlänge der Schnitte wesentlich kürzer als eine Gesamtlänge des ersten Randes. Bevorzugt ist der Schnittabstand kleiner als die die Schnittlänge.
  • Durch das Verfahren ist gewährleistet, dass die Brennerabdeckung entlang des ersten Randes richtig mit der Brennerplatte verbunden ist. Ist beispielsweise die Brennerabdeckung nicht korrekt auf der Brennerplatte ausgerichtet, kann der Aussparungsbereich nicht vollständig auf dem Überwachungsbereich aufliegen. Wird die perforierte Brennerabdeckung auf dem Hauptbereich befestigt, ist es möglich, dass nicht entlang des ersten Randes befestigt wird. Das ist beispielsweise möglich wenn beim Befestigen der Überwachungsbereich der Brennerplatte bzw. die Brennerplatte als ein Orientierungspunkt dient. In diesem Fall wird auch der Aussparungsbereich an der Brennerplatte befestigt. Der Aussparungsbereich lässt sich nicht von dem Hauptbereich trennen, die Aussparung kann nicht angebracht werden. Das kann im Herstellungsverfahren als Warnhinweis dienen, dass die korrekte Befestigung der Brennerabdeckung nicht gelungen ist.
  • Das Trennen und Entfernen des Aussparungsbereichs vom Hauptbereich ist nur möglich, wenn die Brennerabdeckung korrekt entlang des ersten Randes befestigt wurde. Das Verfahren hat den Vorteil, dass präzise gefertigte Flächenbrenner kostengünstig hergestellt werden können. So hergestellte Flächenbrenner ermöglichen in einem Heizsystem eine besonders zuverlässige Funktion der Überwachungselektrode. Das Heizsystem ist besonders präzise und umweltfreundlich regelbar.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich.
  • Ist die Brennerabdeckung ein Faser-Gewirk oder weist die Brennerabdeckung ein Faser-Gewirk auf, ist das besonders vorteilhaft, da ein Faser-Gewirk eine besonders schadstoffarme Verbrennung begünstigt. Unter "Faser-Gewirk" soll jede Art von flächigem Fasersystem oder Fadensystem verstanden werden. Faser-Gewirk umfasst insbesondere durch Stricken, Wirken, Häkeln, Weben, Filzen, Flechten, Walken und/oder Pressen hergestellte Fasermaterialien oder Fadenmaterialien. Bevorzugt ist das Faser-Gewirk aus einem Metall und/oder einer Keramik und/oder einem Mineral gefertigt.
  • Ein gestricktes Material ist eine besonders günstige Realisierung eines Faser-Gewirks. Durch Stricken lässt sich durch die Wahl von Maschen und ihrer Struktur besonders gut der Einfluss des Faser-Gewirks auf die Flammenbildung bestimmen.
  • Das Befestigen ist besonders zuverlässig, wenn es durch Schweißen erfolgt, insbesondere durch Widerstandsschweißen. Widerstandsschweißen hat den Vorteil, dass eine durchgehende Schweißverbindung entlang des ersten Randes möglich ist. Die Befestigung des Hauptbereichs auf der Brennerplatte kann auf diese Weise besonders robust gefertigt werden.
  • Das Perforieren ist besonders einfach, wenn es durch Schneiden erfolgt, insbesondere durch Laserschneiden. Ist insbesondere die Brennerabdeckung ein Faser-Gewirk, ist Laserschneiden aufgrund der faserigen Struktur der Brennerabdeckung einfacher und präziser durchführbar als beispielsweise mechanisches Schneiden, Stechen oder Stanzen.
  • Ein Flächenbrenner mit einer Brennerplatte und einer Brennerabdeckung, hergestellt in einem erfindungsgemäßen Verfahren hat den Vorteil, dass er besonders verschleißarm und sicher betrieben werden kann.
    • Zeichnungen
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung eines Flächenbrenners gemäß der vorliegenden Erfindung sowie des Flächenbrenners gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 eine schematische Darstellung eines Heizsystems mit einem Flächenbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung,
    • Figur 2 einen Flächenbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung,
    • Figur 3 ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenbrenners gemäß der vorliegenden Erfindung und
    • Figuren 4 bis 6 Ausführungsformen einer Brennerabdeckung für einen Flächenbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung.
    Beschreibung
  • In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile bzw. Schritte die gleichen Bezugszahlen.
  • In Figur 1 ist ein Heizgerät 10 schematisch dargestellt, das im Ausführungsbeispiel auf einem Speicher 12 angeordnet ist. Das Heizgerät 10 weist ein Gehäuse 14 auf, das je nach Ausstattungsgrad unterschiedliche Komponenten aufnimmt.
  • Als wesentliche Komponenten befinden sich eine Wärmezelle 16, eine Steuereinheit 18, eine oder mehrere Pumpen 20 sowie Verrohrungen 22, Kabel oder Busleitungen 24 und Haltemittel 26 im Heizgerät 10. Auch bei den einzelnen Komponenten hängt deren Anzahl und Komplexität vom Ausstattungsgrad des Heizgeräts 10 ab.
  • Die Wärmezelle 16 weist einen Flächenbrenner 28, einen Wärmetauscher 30, ein Gebläse 32, ein Dosierer 34 sowie ein Zuluftsystem 36, ein Abgassystem 38 und, wenn die Wärmezelle 16 in Betrieb ist, eine Flamme 40 auf. In die Flamme 40 ragt eine lonisationssonde 42. Der Dosierer 34 ist als Brennstoffventil 44 ausgebildet. Eine Gebläsedrehzahl des Gebläses 32 ist variabel einstellbar. Das Heizgerät 10 und der Speicher 12 bilden zusammen ein Heizsystem 46. Die Steuereinheit 18 weist einen Datenspeicher 48, eine Recheneinheit 50 und eine Kommunikationsschnittstelle 52 auf. Über die Kommunikationsschnittstelle 52 sind die Komponenten des Heizsystems 46 ansteuerbar. Die Kommunikationsschnittstelle 52 ermöglicht einen Datenaustausch mit externen Geräten. Externe Geräte sind beispielsweise Steuergeräte, Thermostate und/oder Geräte mit Computerfunktionalität, beispielsweise Smartphones.
  • Figur 1 zeigt ein Heizsystem 46 mit einer Steuereinheit 18. In alternativen Ausführungsformen befindet sich die Steuereinheit 18 außerhalb des Gehäuses 14 des Heizgeräts 10. Die externe Steuereinheit 18 ist in besonderen Varianten als Raumregler für das Heizsystem 46 ausgeführt. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Steuereinheit 18 mobil. Die externe Steuereinheit 18 weist eine Kommunikationsverbindung zum Heizgerät 10 und/oder anderen Komponenten des Heizsystems 46 auf. Die Kommunikationsverbindung kann kabelgebunden und/oder kabellos sein, bevorzugt eine Funkverbindung, besonders bevorzugt über WLAN, Z-Wave, Bluetooth und/oder ZigBee. Die Steuereinheit 18 kann in weiteren Varianten aus mehreren Komponenten bestehen, insbesondere nicht physisch verbundenen Komponenten. In besonderen Varianten können zumindest eine oder mehrere Komponenten der Steuereinheit 18 teilweise oder ganz in der Form von Software vorliegen, die auf internen oder externen Geräten, insbesondere auf mobilen Recheneinheiten, beispielsweise Smartphones und Tablets, oder Servern, insbesondere einer Cloud, ausgeführt wird. Die Kommunikationsverbindungen sind dann entsprechende Softwareschnittstellen.
  • Figur 2 zeigt den Flächenbrenner 28. Der Flächenbrenner 28 weist eine Brennerplatte 54 auf. Die Brennerplatte 54 ist im Ausführungsbeispiel als metallischer Hohlkörper ausgeführt. Die Brennerplatte 54 weist einen Anschluss für eine Zufuhr eines Brennstoff-Luft-Gemisches auf, welches in die Brennerplatte 54 ein strömen kann. Die Brennerplatte 54 weist in einem Flammenbereich 56 einer Brenneroberfläche 58 mehrere Auslassöffnungen 60 auf. Das Brennstoff-Luft-Gemisch kann durch die Auslassöffnungen 60 aus der Brennerplatte 54 ausströmen.
  • Die Brennerplatte 54 ist mit einer Brennerabdeckung 62 abgedeckt. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennerabdeckung 62 ein Faser-Gewirk 64. Das Faser-Gewirk 64 ist aus Metalldrähten gestrickt. Das Faser-Gewirk 64 weist eine Aussparung 66 auf. Die Aussparung 66 befindet sich auf einem Überwachungsbereich 68 der Brennerplatte 54. Ein erster Rand 70 trennt die Aussparung 66 von einem Hauptbereich 72 der Brennerabdeckung 62. Der Hauptbereich 72 weist entlang des ersten Randes 70 eine Schweißnaht 74 auf. Die Brennerabdeckung 62 ist an der Schweißnaht 74 mit der Brennerplatte 54 verbunden.
  • Im Betrieb des Heizsystems 46 strömt das Brennstoff-Luft-Gemisch aus den Auslassöffnungen 60. In Hauptbereich 72 durchströmt das Brennstoff-Luft-Gemisch das Faser-Gewirk 64. Das Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt im Hauptbereich 72 an einer Oberfläche und/oder innerhalb des Faser-Gewirks 64. Eine Flammenbildung wird im Hauptbereich 72 durch die Brennerabdeckung 62 bzw. durch das Faser-Gewirk 64 beeinflusst. Insbesondere beeinflusst die Brennabdeckung 62 bzw. das Faser-Gewirk 64 eine Flammengeometrie und/oder weitere Verbrennungsparameter der Flamme 40. Beispiele für die Flammengeometrie sind ein Flammenbild, eine Flammenlänge oder eine Flammenform. Beispiele für weitere Verbrennungsparameter sind eine Flammentemperatur, eine aus Brandgeschwindigkeit oder ein Maß für ein Abheben der Flamme 40 von der Brenneroberfläche 58 bzw. für ein Aufsitzen der Flamme 40 auf der Brenneroberfläche 58. Im Ausführungsbeispiel wird im Hauptbereich 72 insbesondere die Brennerplatte 54 vor zu hohen Temperaturen geschützt.
  • Im Überwachungsbereich 68 wird die Flamme 40 bzw. die Flammenbildung nicht durch die Brennerabdeckung 62 beeinflusst. Es ist möglich, im Überwachungsbereich 68 eine Flamme 40 mit genau definierten, gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. Aufgrund der Aussparung 66 wird im Überwachungsbereich 68 die Flammenbildung weitgehend nur durch die Geometrie der Auslassöffnungen 60, welche präzise fertigbar sind, und/oder durch Zuführungsparameter des Brennstoff-Luft-Gemisches, welche präzise einstellbar sind, beeinflusst. Im Hauptbereich 72 ist eine Erzeugung einer Flamme 40 mit genau definierten, gewünschten Eigenschaften im Allgemeinen nicht möglich. Ein Faser-Gewirk 64 ist aufgrund seiner variierenden, nicht reproduzierbaren Gewirkgeometrie, beispielsweise charakterisiert durch eine Größe und/oder Anordnung von Maschen, nicht weitgehend gleichförmig herstellbar. Die Flammengeometrie und oder weitere Verbrennungsparameter der Flamme 40 variieren über den Hauptbereich 72.
  • Am Überwachungsbereich 68 ist im Ausführungsbeispiel die lonisationssonde 42 angebracht (nicht in Figur 2 abgebildet, siehe Figur 1). Die lonisationssonde 42 misst einen lonisationsstrom. Durch weitgehend klar definierte, reproduzierbare und weitgehend alterungsunabhängige Eigenschaften der Flamme 40 im Überwachungsbereich 68 ist eine präzise und zuverlässige Erfassung des lonisationsstroms möglich.
  • Im Ausführungsbeispiel wird das Heizsystem 46 auf Basis einer Sollverbrennungskenngröße geregelt. Die Sollverbrennungskenngröße gibt den Wert vor, welchen der lonisationsstrom annehmen soll. Die Sollverbrennungskenngröße wird in Abhängigkeit von der Gebläsedrehzahl durch die Steuereinheit 18 ermittelt. In der Steuerereinheit 18 ist eine Flammenionisationskennlinie gespeichert. Die Flammenionisationskennlinie ordnet der Gebläsedrehzahl die passende Sollverbrennungskenngröße zu. Im Ausführungsbeispiel ist die Flammenionisationskennlinie emprisch durch Laborversuche ermittelt.
  • Die Steuereinheit 18 steuert das Brennstoffventil so an, dass der lonisationsstrom den Wert der Sollverbrennungskenngröße annimmt. Dazu wird im Ausführungsbeispiel ein geschlossener Regelkreis verwendet, wobei der lonisationsstrom eine Regelgröße, ein Steuersignal an das Brennstoffventil eine Stellgröße und die Sollverbrennungskenngröße eine Führungsgröße ist.
  • Der Flächenbrenner 28 wird in einem in Figur 3 dargestellten Verfahren 76 hergestellt. In einem ersten Schritt 78 wird die Brennerabdeckung 62 perforiert. Figur 4 zeigt die Brennerabdeckung 62 vor der Ausführung von Schritt 78. Der erste Rand 70 trennt einen Aussparungsbereich 80 vom Hauptbereich 72. Der Aussparungsbereich 80 soll nach der Durchführung des Herstellungsverfahrens 76 die Aussparung 66 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennerabdeckung 62 vor Beginn des Verfahrens 76 ein weitgehend rechteckiges Faser-Gewirk 64. Insbesondere weist der Aussparungsbereich 80 das Faser-Gewirk 64 auf. Im Ausführungsbeispiel hat der Aussparungsbereich 80 eine weitgehend rechteckige Form. Der Aussparungsbereich 80 wird an einer Seite durch einen äußeren Rand 82 der Brennabdeckung 62 begrenzt. Der erste Rand 70 begrenzt den Aussparungsbereich 80 an seinen innerhalb des Hauptbereichs 72 liegenden Seiten. In alternativen Ausführungen befindet sich der Aussparungsbereich 80 vollständig innerhalb der Brennerabdeckung 62 bzw. ist vollständig vom Hauptbereich 72 umgeben (siehe Figur 5). In diesen Ausführungen bildet der erste Rand 70 eine geschlossene Linie. In weiteren Ausführungsformen ist die Form des Aussparungsbereichs 80 nicht auf eine rechteckige Form begrenzt. Denkbar sind beliebige Formen des Aussparungsbereichs 80. In vorteilhaften Ausführungsformen richtet sich die Geometrie des Aussparungsbereichs 80 nach der Geometrie der lonisationssonde 42 bzw. einer Überwachungselektrode. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die lonisationssonde 42 bzw. die Überwachungselektrode in eine Flamme 40 mit weitgehend optimierten Eigenschaften hineinragt. Das begünstigt bzw. ermöglicht eine zuverlässige Erfassung des lonisationsstrom bzw. eines Überwachungssignals.
  • In Schritt 78 die Brennabdeckung 62 entlang des ersten Randes 70 perforiert. Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Perforieren durch Laserschneiden. Die Position des ersten Randes 70 bzw. des Aussparungsbereichs 80 wird relativ zum äußeren Rand 82 der Brennabdeckung 62 ermittelt. Ein Laserstrahls bzw. eine Bearbeitungskopfes einer Laserstrahlschneidemaschine wird entlang des ersten Randes 70 geführt. In Varianten des Verfahrens 76 wird in einem Schritt die Brennerabdeckung 62aus einem größeren Stück Faser-Gewirk 64 herausgeschnitten und perforiert. Dazu wird entlang des äußeren Randes 82 eine vollständige Trennung durchgeführt. Entlang des ersten Randes 70 wird der Aussparungsbereichs 80 teilweise vom Hauptbereich 72 getrennt.
  • Im Ausführungsbeispiel wird durch die Laserschneidemaschine entlang des ersten Randes 70 stückweise geschnitten. Figur 6 zeigt Eine Perforierung 84 des ersten Randes 70 setzt sich aus Teilschnitten 86 zusammen. Die Teilschnitte 86 weisen eine jeweils weitgehend gleiche Schnittlänge auf. Benachbarte Teilschnitte 86 haben einen jeweils weitgehend gleichen Schnittabstand. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Schnittlänge 20 % einer Aussparungsbreite 88, der Schnittabstand 5 % der Aussparungsbreite 88. In Varianten des Verfahrens 76 können die Schnittlänge und/oder der Schnitt Abstand beliebige Werte annehmen. Bevorzugt ist die Schnittlänge kleiner als die Aussparungsbreite 88. Bevorzugt ist der Schnittabstand kleiner als die Schnittlänge. Auf diese Weise wird ein späteres Trennen des Aussparungsbereichs 80 vom Hauptbereich 72 erleichtert. In weiteren Ausführungsformen beträgt die Schnittlänge zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 8 mm, besonders bevorzugt 6 mm. Der Schnittabstand hat bevorzugt eine Länge zwischen 0.1 mm und 1 mm, bevorzugt zwischen 0.4 mm und 0.8 mm, besonders bevorzugt 0.6 mm.
  • In Varianten der Ausführungsform hat der Aussparungsbereich 80 eine Aussparungsbreite 88 zwischen 1 cm und 5 cm, bevorzugt zwischen 2 cm und 4 cm, besonders bevorzugt 3 cm. In besonderen Ausführungsformen ist der Aussparungsbereich 80 rechteckig geformt. Eine Aussparungslänge liegt bevorzugt zwischen 1 cm und 9 cm, bevorzugt zwischen 3 cm und 6 cm, besonders bevorzugt 4.5 cm. Die Maße des Aussparungsbereichs 80 richten sich insbesondere an den Maßen der lonisationssonde 42.
  • Bevorzugt ist die Brennerabdeckung 62 rechteckig geformt. Bevorzugt hat die Brennerabdeckung 62 eine Brennerabdeckungsbreite zwischen 20 cm und 8 cm, bevorzugt zwischen 10 cm und 18 cm, besonders bevorzugt zwischen 13 und 15 cm. Eine Brennerabdeckungslänge der Brennerabdeckung 62kann beispielsweise zwischen 10 cm und 40 cm liegen, bevorzugt zwischen 18 cm und 32 cm, besonders bevorzugt zwischen 24 cm und 28 cm. Die Maße der Brennerabdeckung 62 richten sich insbesondere an den Maßen der Brenneroberfläche 58 bzw. des Flächenbrenners 28. Die Maße der Brenneroberfläche 58 des Flächenbrenners 28 richten sich insbesondere an einer gewünschten Brennerleistung des Heizsystems 46 bzw. an einen gewünschten Brennerleistungsbereich des Heizsystems 46.
  • In einem weiteren Schritt 90 wird die Brennerabdeckung 62 auf der Brennerplatte 54 ausgerichtet. Der Aussparungsbereichs 80 soll weitgehend auf dem Überwachungsbereich 68 der Brennerplatte 54 aufliegen. Im Ausführungsbeispiel wird der äußere Rand 82 der Brennabdeckung 62 an einem Plattenrand 92 der Brennerplatte 54 (siehe Figur 2) ausgerichtet. Die Brennerplatte 54 ist in einem Brennergehäuse 94 angebracht. Das Brennergehäuse 94 hat ein Gehäuserand 96. Die Brennerplatte 54 ist vom Gehäuserand 96 eingefasst. Der Gehäuserand 96 liegt am Plattenrand 92 an und überragt die Brennerplatte 54 mit einer Höhe, welche weitgehend einer Dicke der Brennerabdeckung 62 entspricht. Das erleichtert die Ausrichtung der Brennerabdeckung 62 bezüglich des Plattenrands 92. Die Brennerabdeckung 62 wird durch den Gehäuserand 96 weitgehend in der vorgesehenen Position gehalten.
  • In alternativen Ausführungsformen ist der Überwachungsbereich 68 auf der Brennerplatte 54 durch besondere strukturelle Merkmale gekennzeichnet. Beispielsweise kann die Brennerplatte 54 im Überwachungsbereich 68 eine andere Geometrie und/oder Ausrichtung und/oder Positionsverteilung der Auslassöffnungen 60 aufweisen, als außerhalb des Überwachungsbereichs 68. In solchen Varianten kann die Ausrichtung der Brennabdeckung 62 mithilfe dieser strukturellen Merkmale erfolgen. Es ist denkbar, dass in Schritt 90 anhand der strukturellen Merkmale des Überwachungsbereichs 68 überprüft wird, ob der Aussparungsbereichs 80 ausreichend präzise am Überwachungsbereich 68 angelegt. Falls notwendig, kann die Position der Brennerabdeckung 62 korrigiert werden.
  • In alternativen Ausführungsformen können die Schritte 78 und 90 vertauscht oder weitgehend gleichzeitig durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Brennerabdeckung 62 zunächst auf der Brennerplatte 54 ausgerichtet werden und anschließend die Perforierung 84 angebracht werden. Für das Verfahren 76 spielt die Reihenfolge der Schritte 78 und 90 keine Rolle.
  • In einem weiteren Schritt 98 wird der Hauptbereich 72 der Brennerabdeckung 62 entlang des ersten Randes 70 auf der Brennerplatte 54 befestigt. Im Ausführungsbeispiel wird die Brennerabdeckung 62 durch Kondensatorimpulsschweißen an der Brennerplatte 54 befestigt. Kondensatorimpulsschweißen, auch bekannt als CD-Schweißen, ist eine Form von Widerstandsschweißen. Im Ausführungsbeispiel wird um den ersten Rand 70 ein Metallstempel aufgelegt, wobei eine Auflagefläche weitgehend die Form der gewünschten Schweißnaht 74 aufweist (siehe Figur 2). Anschließend wird ein Kondensator so entladen, dass ein Strom durch den Metallstempel und die metallische Brennerplatte 54 fließt. Der Strom fließt dabei auch durch die Brennerabdeckung 62 im Bereich der Auflagefläche des Metallstempels. Durch die Entladung des Kondensators entsteht ein impulsförmiger Gleichstrom mit hoher Stromstärke. Das Faser-Gewirk 64 schmilzt teilweise im Bereich der Auflage und wird auf diese Weise mit der Brennerplatte 54 verschweißt. Eine Breite der Schweißnaht 74 wird durch eine Form des Metallstempels und lokalen Eigenschaften der Brennerabdeckung 62 bzw. des Faser-Gewirks 64 bestimmt. Aufgrund der variablen lokalen Eigenschaften des Faser-Gewirks 64 variiert die Breite der Schweißnaht 74 im Ausführungsbeispiel. In Varianten des Ausführungsbeispiels hat die Schweißnaht 74 eine Breite von etwa 0.2 mm bis 8 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 6 mm, besonders bevorzugt 3 mm.
  • Im Ausführungsbeispiel erfolgt eine Positionierung des Metallstempels in Abhängigkeit von der Position des Brennergehäuses 94 bzw. von der Brennerplatte 54. Die Position des Metallstempels wird relativ zum Plattenrand 92 bestimmt. In alternativen Ausführungsformen ist es denkbar, dass die Position der Perforierung 84 und/oder von besonderen strukturellen Merkmalen der Brennerplatte 54, welche den Überwachungsbereich 68 kennzeichnen, erfasst werden und die Positionierung des Metallstempels auf dieser Grundlage erfolgt.
  • In alternativen Ausführungsformen können die Schritte 78, 90 und 98 unter der Nebenbedingung, dass Schritt 98 nach Schritt 78 durchgeführt wird, jeweils vertauscht oder weitgehend gleichzeitig durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Brennerabdeckung 62 zunächst auf der Brennerplatte 54 ausgerichtet werden und anschließend die Perforierung 84 angebracht werden. Es ist auch denkbar, dass die Brennerabdeckung 62 in Schritt 98 mit der Brennerplatte 54 verbunden wird und anschließend die Perforierung 84 auf die Brennerabdeckung 62 aufgebracht wird.
  • In einem anschließenden Schritt 100 wird der Aussparungsbereichs 80 vom Hauptbereich 72 getrennt und entfernt. Dadurch weist die Brennerabdeckung 62 die Aussparung 66 auf. Im Ausführungsbeispiel wird das im Aussparungsbereich 80 befindliche Faser-Gewirk 64 mit einer Klaue gegriffen und abgezogen bzw. abgerissen. Durch einen Zug der Klaue reißt das Faser-Gewirk 64 in den Bereichen zwischen den Teilschnitten 86.
  • Das Verfahren 76 stellt sicher, dass die Schweißnaht 74 entlang des ersten Randes 70 der Aussparung 66 verläuft. Im Verfahren 76 ist es vorgesehen, dass bei einer korrekten Ausrichtung der Brennerabdeckung 62 auf der Brennerplatte 54 die Schweißnaht 74 entlang der Perforierung 84 verläuft. Wird beispielsweise im Verfahren 76 die Brennerabdeckung 62 falsch auf der Brennerplatte 54 ausgerichtet, so das Aussparungsbereichs 80 nicht weitgehend auf dem Überwachungsbereich 68 aufliegt, ist es möglich, dass die Schweißnaht 74 die Perforierung 84 kreuzt. Die Schweißnaht 74 verläuft zumindest teilweise im Aussparungsbereich 80. Auf diese Weise wird das Faser-Gewirk 64 im Aussparungsbereich 80 an die Brennerplatte 54 geschweißt. Das Entfernen des Faser-Gewirks 64 aus dem Aussparungsbereich 80 ist im Schritt 100 nicht möglich. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Ausrichtung der Aussparung 66 bezüglich des Überwachungsbereichs 68 vermieden. Es wird eine fehlerhafte Befestigung der Brennerabdeckung 62 entlang des ersten Randes 70 vermieden. Wesentlich für das Verfahren 76 ist, dass Schritt 100 vor Schritt 98 durchgeführt wird, also dass das Faser-Gewirk 64 aus dem Aussparungsbereichs 80 erst nach dem Befestigen der Brennerabdeckung 62 an der Brennerplatte 54 entlang des ersten Randes 70 durchgeführt wird.
  • Würde in einem nicht vorteilhaften Verfahren zuerst die Aussparung 66 in die Brennerabdeckung 62 angebracht und anschließend die Brennerabdeckung 62 mit der Brennerplatte 54 entlang eines Randes des Überwachungsbereichs 68 befestigt, ist es möglich, dass bei einer fehlerhaften Ausrichtung der Brennerabdeckung 62 die Schweißnaht 74 nicht, wie vorgesehen, am ersten Rand 70 der Aussparung 66 angebracht ist. Beispielsweise kann ein größeres Stück des Faser-Gewirks 64 in den Überwachungsbereich 68 hineinragen. Diese sich hineinragende Stück des Faser-Gewirk 64 kann, je nach Größe und Form, weitgehend beweglich sein. Das hineinragende Stück des Faser-Gewirks 64 hat einen negativen Einfluss auf die Flammenbildung im Überwachungsbereich 68, was sich negativ auf die Qualität des lonisationsstrom bzw. des Überwachungssignals und somit auch negativ auf die Qualität der Regelung des Heizsystems 46 auswirkt. Es ist auch denkbar, dass der erste Rand 70 der Aussparung 66 teilweise nicht an der Brennerplatte 54 befestigt ist. Damit kann sich zumindest teilweise ein unerwünschter und nicht kontrollierbarer Abstand zwischen der Brennerabdeckung 62 und der Brennerplatte 54 ausbilden, insbesondere bei Flächenbrenner 28, welche als Fallstrombrenner ausgebildet sind, also bei welchen die Brenneroberfläche 58 nach unten zeigt. Das kann sich zumindest negativ auf die Verbrennungsqualität auswirken.
  • Im Ausführungsbeispiel hat die Brennerplatte 54 eine rechteckige Form. Die Brennerplatte 54 ist entlang einer kleineren Rechteckseite konvex gekrümmt (siehe Figur 2). In alternativen Ausführungsformen sind andere Geometrien der Brennerplatte 54 denkbar. Insbesondere kann die Brennerplatte 54 weitgehend eben und/oder zumindest teilweise kreisförmig und/oder zumindest teilweise kugelförmig und/oder zumindest teilweise Zylinderförmig ausgebildet sein. Die Form der Brennerplatte 54 richtet sich an den technischen Anforderungen, insbesondere bedingt durch ein Anwendungsgebiet.
  • Die Brennerabdeckung 62 ist im Ausführungsbeispiel ein Faser-Gewirk 64. In alternativen Ausführungsformen ist die Brennerabdeckung 62 ein Gitter und/oder eine durchlöcherte Platte, bevorzugt mit einer dichteren und feineren Löcherstruktur als die Brennerplatte 54, und/oder ein poröses Material, beispielsweise ein fester Schaum, ein aus einem Granulat hergestelltes Material, ein poröses Mineral oder eine poröse Keramik, oder weist ein solches bzw. eine solche auf. Es ist denkbar, dass die Brennerabdeckung 62 aus mehreren der oben genannten Strukturen besteht, beispielsweise um in unterschiedlichen Zonen des Flammenbereichs 56 Flammen 40 mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erzeugen.
  • Im Ausführungsbeispiel ist das Faser-Gewirk 64 ein gestricktes Material. In alternativen Ausführungsformen ist das Faser-Gewirk 64 ein gewebtes und/oder geflochtenes Material und/oder ein Faserstoff und/oder ein Vliesstoff oder weist einen solchen bzw. ein solches auf. Es ist auch denkbar, dass das Faser-Gewirk 64 aus unterschiedlichen Materialarten gefertigt ist, beispielsweise um in unterschiedlichen Zonen des Flammenbereichs 56 Flammen 40 mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erzeugen.
  • Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Befestigen des Hauptbereichs 72 auf der Brennerplatte 54 durch Kondensatorimpulsschweißen. In Varianten des Verfahrens 76 erfolgt das Befestigen durch Punktschweißen und/oder Laserschweißen und/oder Plasmaschweißen. In alternativen Ausführungsformen erfolgt das Befestigen Löten und/oder Kleben und/oder Nähen und/oder Nieten und/oder Schrauben und/oder Clinchen. Die Wahl der Methode für das Befestigen richtet sich insbesondere nach den Eigenschaften der Brennerabdeckung 62 und/oder der Brennerplatte 54, insbesondere aus welchem Material die Brennerabdeckung 62 und/oder die Brennerplatte 54 gefertigt sind. Es ist denkbar, dass der Hauptbereich 72 an unterschiedlichen Stellen mit einer unterschiedlichen Methode an die Brennerplatte 54 befestigt wird.
  • Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Perforieren durch Laserschneiden. In alternativen Ausführungsformen erfolgt das Perforieren durch mechanisches Schneiden und/oder thermisches Schneiden, beispielsweise mit einem Schneidbrenner oder durch Plasmaschneiden, und/oder Drucken bzw. Einprägen und/oder Stechen und/oder Bohren und/oder Fräsen. Die Wahl der Methode für das Perforieren richtet sich insbesondere nach den Eigenschaften der Brennerabdeckung 62, insbesondere aus welchem Material die Brennerabdeckung 62 gefertigt ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschrieben Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen selbstverständlich miteinander kombiniert werden können.

Claims (6)

  1. Verfahren (76) zur Herstellung eines Flächenbrenners (28) mit einer Brennerplatte (54) und einer Brennerabdeckung (62), umfassend einen Hauptbereich (72), einen Aussparungsbereich (80), welcher eine Aussparung (66) aufweist, und einen ersten Rand (70), welcher den Hauptbereich (72) und den Aussparungsbereich (80) trennt, welches die folgenden Schritte umfasst:
    • Perforieren (78) der Brennerabdeckung (62) entlang des ersten Randes (70);
    • Ausrichten (90) der Brennerabdeckung (62) auf der Brennerplatte (54), so dass der Aussparungsbereich (80) weitgehend auf einem Überwachungsbereich (68) der Brennerplatte (54) aufliegt;
    • Befestigen (98) des Hauptbereichs (72) auf der Brennerplatte (54) entlang des ersten Randes (70), beispielsweise durch Schweißen;
    • Trennen und Entfernen (100) des Aussparungsbereichs (80).
  2. Verfahren (76) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerabdeckung (62) ein Faser-Gewirk (64) ist oder aufweist.
  3. Verfahren (76) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Gewirk (64) ein gestricktes Material ist oder aufweist.
  4. Verfahren (76) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigen (98) durch Schweißen erfolgt, insbesondere durch Widerstandsschweißen.
  5. Verfahren (76) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforieren (78) durch Schneiden erfolgt, insbesondere durch Laserschneiden.
  6. Flächenbrenner (28) mit einer Brennerplatte (54) und einer Brennerabdeckung (62), hergestellt in einem Verfahren (76) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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