DE19747483A1 - Gasbrenner - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einem Basisteil, das eine Gaszuführung aufweist und auf dem ein Lamellenwärmetauscher abgedichtet befestigbar ist, wobei der Lamellenwärmetauscher aus parallel zueinander stehenden Lamellen gebildet ist, aus denen Wärme mittels Kühlelementen auskoppelbar ist, und wobei der Lamellenwärmetauscher von einem Rahmen umgeben ist, der die in Strömungsrichtung des Brenngases verlaufenden Seiten des Lamellenwärmetauschers zumindest teilweise überdeckt.

Bei solchen Gasbrennern bilden der Lamellenwärmetauscher und der Rahmen eine Einheit. Diese wird unter Zwischenlage einer Dichtung auf das Basisteil aufgesetzt. Die Dichtung verhindert dabei, daß Brenngas unkontrolliert ent­ weichen und sich entzünden kann. Infolge der Verbrennung an der flamm­ seitigen Oberfläche des Lamellenwärmetauschers wird Wärme in den Rahmen eingeleitet. Hierdurch kann es zu einer sehr starken Erwärmung kommen, wodurch die Dichtung thermisch belastet wird. Damit können nur hoch­ temperaturfeste Dichtmaterialien Verwendung finden. Aufgrund von thermischen Verformungen des Rahmens infolge von Temperaturschwankungen beim Ver­ brennungsprozeß muß die Dichtung entsprechende Ausgleichseigenschaften aufweisen. Eine Dichtung, die den gestellten Anforderungen entspricht ist aufwendig und entsprechend teuer herzustellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasbrenner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der Rahmen gegenüber dem Basisteil auf einfache Weise ab­ gedichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil der Lamellen mittels Wärmebrücken an den Rahmen angeschlossen sind.

Mit dieser einfachen konstruktiven Maßnahme wird sichergestellt, daß die Wärme aus dem Rahmen über die Wärmebrücken und die gekühlten Lamellen ausgekoppelt werden kann. Damit lassen sich die Temperaturen im Dichtungs­ bereich erheblich reduzieren. Dies ermöglicht den Rückgriff auf konventionelle Dichtmaterialien. Dadurch, daß der Rahmen mittels der Wärmebrücken und der Lamellen auf einem etwa konstanten Temperaturniveau gehalten ist, sind thermische Verformungen weitgehend verhindert.

Zur Auskopplung der Wärme-aus dem Rahmen kann es vorgesehen sein, daß die Lamellen stoffschlüssig an den Rahmen angeschlossen sind, wobei die Wärme­ brücken als Schweißnaht oder als Lötung ausgebildet sind.

Die Lamellen können aus rechteckigen Stanz-Biegeteilen geformt sein, die mit ihren Schmalseiten an den Rahmen über die Wärmebrücken angebunden sind.

Eine einfache konstruktive Ausgestaltung des Rahmens ist dann gegeben, wenn er zwei rechtwinklig zueinanderstehende Schenkel aufweist, von denen der eine auf dem Basisteil aufsitzt und in Wirkverbindung mit der Dichtung steht und der zweite Schenkel über die Wärmebrücken an die Lamellen angeschlossen ist. Die Dichtung kann mit dem ersten Schenkel flächig beaufschlagt werden. Dadurch, daß der erste Schenkel gegenüber dem zweiten Schenkel rechtwinklig abge­ kantet ist, kann die Dichtung beabstandet von dem Lamellenwärmetauscher gehalten werden. Damit wird der Einfluß von Wärmestrahlungen erheblich reduziert.

Eine bevorzugte Erfindungsvariante sieht vor, daß der Rahmen einen Kragen trägt, der im Bereich der Flammenseite des Lamellenwärmetauschers angeordnet ist und diesen überragt, und daß der Kragen über eine Dehnverbindung mit dem Rahmen verbunden ist. Dadurch, daß der Rahmen über die Flammenseite des Lamellenwärmetauschers vorragt, wird eine Stabilisierung der Flammen erreicht. Infolge dieser Anordnung wird jedoch ein hoher Anteil von Wärmestrahlung in den Kragen eingebracht. Dieser kann zu thermischen Verformungen des Kragens führen. Da nun aber eine Dehnverbindung zwischen dem Kragen und dem Rahmen vorgesehen ist, werden die thermischen Verformungen nicht in den Rahmen übertragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dem einzigen Figurenblatt ist ein Gasbrenner in Seitenansicht und im Schnitt dargestellt. Der Gasbrenner weist ein Basisteil 10 auf, das von einem Kanal­ system durchzogen ist. Dieses Kanalsystem dient als Gaszuführung 11. Dabei wird Brenngas über eine Injektoranordnung 11a in die Gaszuführung 11 einge­ leitet. Das Brenngas strömt einem Lamellenwärmetauscher 30 zu. Der Lamellenwärmetauscher 30 ist als quaderförmiger Block ausgebildet, der eine Vielzahl von parallel zueinanderstehenden, in der Bildebene hintereinander­ liegenden Lamellen 31 aufweist. Die Lamellen 31 sind mit kreisrunden Durch­ brüchen versehen, durch die Kühlrohre 31 gefädelt sind. Über die Kühlrohre 32 kann Wärme aus den Lamellen 31 ausgekoppelt werden. Der Lamellenwärme­ tauscher 30 ist allseitig von einem Rahmen 20 umgeben. Der Rahmen 20 liegt dabei mit einem Schenkel 22 an der jeweils zugeordneten Seite des Lamellen­ wärmetauschers 30 an. Von dem Schenkel 22 ist ein weiterer Schenkel 21 horizontal abgewinkelt. Der weitere Schenkel 21 liegt flanschartig auf einem Stützabschnitt 12 des Basisteils auf. Der Schenkel 21 stützt sich dabei auf einer Dichtung 13 ab, die in einer Nut des Basisteiles 10 aufgenommen ist. Der Schenkel 21 geht in einen Halteabschnitt 27 über, der von dem Schenkel 21 abgebogen ist und aufwärts gerichtet absteht. Die Lamellen 31 sind an den Schenkel 22 des Rahmens 20 über Wärmebrücken 24 angekoppelt. In der Zeich­ nung sind zwei Alternativmöglichkeiten zur Anbringung der Wärmebrücken 24 gezeigt. Zum einen ist an der Unterseite des Lamellenwärmetauschers 30 eine Schweißverbindung in Form einer Kehlnaht aufgebracht. Andererseits ist es jedoch auch möglich, von der Außenseite des Schenkels 22 her auf die Lamelle 31 durchzuschweißen. Eine weitere Möglichkeit der Herstellung einer Wärme­ rücke besteht darin, daß auf die stirnseitigen Enden der Lamellen 31 ein Lot aufgebracht ist, das eine stoffschlüssige Verbindung zu dem Rahmen 20 herstellt.

Auf den Rahmen 20 ist ein Kragen 23 aufgesetzt. Zur Ankopplung des Kragens 23 an den Rahmen 20 ist eine Dehnverbindung 28 vorgesehen. Der Kragen 23 geht im Anschluß an die Dehnverbindung 28 in eine horizontale Abkantung 25 über. An die Abkantung 25 schließt sich ein Stützabschnitt 26 an. Wenn der Kragen 23 auf den Rahmen 20 aufgesetzt ist, kommt der Stützabschnitt 26 mit dem Halteabschnitt 27 in Deckung. In dieser Montagestellung kann dann der Stützabschnitt 26 mit dem Halteabschnitt 27 unter Zuhilfenahme des Dehn­ elementes 28 verbunden werden.

Der Lamellenwärmetauscher 30 kann an dem Basisteil 10 mittels Verschlüssen 14 fixiert werden.

Im Betrieb wird Brenngas durch die Gaszuführung 11 des Basisteils 10 geleitet. Dieses strömt zwischen den einzelnen Lamellen 31 durch den Lamellenwärme­ tauscher 30 hindurch. Dort wird es mittels einer Zündung 33 entzündet. Hierdurch entsteht eine Flammenfront, die sich über die gesamte Oberfläche des Lamellenwärmetauschers 30 erstreckt. Die bei der Verbrennung entstehende Strahlungswärme wird teilweise in den Kragen 23 eingeleitet. Von hier überträgt sie sich auf den Schenkel 22 des Rahmens 20. Die Wärme wird von dem Schenkel 22 größtenteils wieder über die Wärmebrücken 24 in die gekühlten Lamellen 31 zurückgeleitet. Dadurch kann der Schenkel 22 weitgehend von Wärmeeinflüssen freigehalten werden, so daß auch schädliche Temperatur­ einflüsse von der Dichtung 13 ferngehalten werden können.

Claims (5)

1. Gasbrenner mit einem Basisteil, das eine Gaszuführung aufweist und auf dem ein Lamellenwärmetauscher abgedichtet (Dichtung (13)) befestigbar ist, wobei der Lamellenwärmetauscher aus parallel zueinander stehenden Lamellen gebildet ist, aus denen Wärme mittels Kühlelementen auskoppel­ bar ist, und wobei der Lamellenwärmetauscher von einem Rahmen um­ geben ist, der die in Strömungsrichtung des Brenngases verlaufenden Seiten des Lamellenwärmetauscher zumindest teilweise überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lamellen (31) mittels Wärmebrücken (24) an den Rahmen (20) angeschlossen sind.

2. Gasbrenner nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (31) stoffschlüssig an den Rahmen (20) angeschlossen sind, wobei die Wärmebrücken (24) als Schweißnaht oder als Lötung ausgebildet sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (31) aus rechteckigen Stanz-Biegeteilen geformt sind, die mit ihren Schmalseiten an den Rahmen (20) über die Wärmebrücken (24) angebunden sind.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (20) zwei rechtwinklig zueinanderstehende Schenkel (21, 22) aufweist, von denen der eine auf dem Basisteil (10) aufsitzt und in Wirkverbindung mit der Dichtung (13) steht, und
daß der zweite Schenkel (22) über die Wärmebrücken (24) an die Lamellen angeschlossen ist.

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (20) einen Kragen (23) trägt, der im Bereich der Flammenseiten des Lamellenwärmetauschers angeordnet ist und diesen überragt, und
daß der Kragen (23) über eine Dehnverbindung mit dem Rahmen (20) verbunden ist.