| Dokumentenidentifikation |
DE102004021925B3 20.10.2005 |
| Titel |
Pralleinrichtung für eine Brennkammer |
| Anmelder |
H. Doll Wärmetechnik GmbH, 72116 Mössingen, DE |
| Erfinder |
Doll, Horst, 72116 Mössingen, DE |
| Vertreter |
Ott, E., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 72108 Rottenburg |
| DE-Anmeldedatum |
04.05.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004021925 |
| Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
20.10.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
20.10.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F23M 9/06
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| Zusammenfassung |
Es wird eine Pralleinrichtung mit einer Prallplatte (6) für eine mit einem Gebläsebrenner (3) beaufschlagte Brennkammer (1) eines Wärmeerzeugers vorgeschlagen, bei der die Prallplatte (6) im Abstand vor der dem Gebläsebrenner (3) gegenüberliegenden Rückwand (5) der Brennkammer (1) befestigt ist. Die Prallplatte (6) besteht aus hoch hitzebeständigem Edelstahl und deckt Befestigungselemente an der zur Rückwand (5) weisenden Rückseite der Prallplatte (6) gegenüber der Flamme des Gebläsebrenners (3) ab.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Pralleinrichtung mit einer Prallplatte
für eine mit einem Öl- oder Gas-Gebläsebrenner beaufschlagte Brennkammer gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Mit Gebläsebrennern betriebene Wärmeerzeuger besitzen an der Rückwand
ihrer Brennkammer in herkömmlicher Ausführung eine aus Keramikmaterial bestehende
Prallplatte, mit der die Rückwand der Brennkammer vor der extrem hohen Hitzeeinwirkung
der Flammenspitze geschützt werden soll. Derartige Keramik-Prallplatten sind jedoch
mechanisch sehr empfindlich und halten oftmals den physikalischen Belastungen nicht
in dem gewünschten Maße stand. Allgemein besteht bei bekannten Prallplatten die
Problematik, dass durch die Erhitzung der Prallplatte und der dadurch von der Prallplatte
ausgehenden Infrarotstrahlung sehr hohe Wärmebelastungen an der Rückwand der Brennkammer
auftreten.
Aus der CH 606 907 A5
und der CH 610 642 A5 sind Heizeinrichtungen
mit einem Gebläsebrenner bekannt, bei denen im Rückwärtigen Bereich der Brennkammer
jeweils eine Prallplatte mit einem rückseitig abragenden Bolzen zur rückseitigen
Befestigung der Prallplatte vorgesehen ist. Aus der JP 59-210216 A ist eine weitere
Heizungseinrichtung mit einer in einer Brennkammer angeordneten Prallplatte bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pralleinrichtung für
mit einem Gebläsebrenner beaufschlagte Brennkammern zu schaffen, die einen möglichst
optimalen Hitzeschutz für den rückseitigen Bereich der Brennkammer darstellt.
Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale. Die Prallplatte besteht aus hoch hitzebeständigem Edelstahl, wie er beispielsweise
in der Fahrzeug- oder Flugzeugindustrie Verwendung findet. Dabei ist die Prallplatte
so ausgebildet, dass ihre Befestigungselemente, mit der die Prallplatte an der Rückwand
der Brennkammer befestigt ist, von der Prallplatte so abgedeckt werden, dass die
Flamme des Gebläsebrenners nicht unmittelbar auf die Befestigungselemente einwirken
kann. Versuche haben gezeigt, dass eine solche aus hoch hitzebeständigem Chromnickel-Edelstahl
bestehende Prallplatte mit einer Blechstärke von beispielsweise 2 mm und einer gleichseitigen,
achteckigen Oberfläche mit 35 cm Breite vor einer kreisförmigen Rückwand mit 46
cm Durchmesser eine optimale Schutzfunktion für die Rückwand der Brennkammer und
für die abgedeckten Befestigungselemente ergibt. Die Rückwand der Brennkammer bildet
dabei mit der im Abstand aufgesetzten Prallplatte eine Pralleinrichtung, die hohen
Flammtemperaturen in der Brennkammer standhält. Vorzugsweise ist dabei die mit der
Prallplatte verschraubte Rückwand der Brennkammer aus einem hitze- und säurebeständigen
Edelstahl ausgebildet, wobei es sich dabei aber auch um den gleichen hoch hitzebeständigen
Edelstahl handeln kann, wie er für die Prallplatte selbst Verwendung findet.
Die erfindungsgemäße Pralleinrichtung hat nicht nur mechanische und
wärmetechnische Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, sondern ist auch verhältnismäßig
kostengünstig und auf einfache Weise in unterschiedlichen Abmessungen für unterschiedliche
Brennkammergrößen herstellbar.
Die bevorzugte Ausführungsform verwendet eine Prallplatte, an der
mehrere rückseitig abstehende Befestigungslaschen durch zweifaches Abwinkeln des
für die Prallplatte verwendeten Blechs ausgebildet sind. Die Befestigungslaschen
sind mit Bohrungen ausgestattet, die mit entsprechenden Bohrungen in der Rückwand
fluchten und einen 1 bis 2 mm größeren Durchmesser haben als die durch Sie hindurchgeführten
Befestigungsschrauben. Ein ausreichendes Spiel der Befestigungsschrauben in diesen
Bohrungen ist für eine „lockere" Montage wichtig, damit die bei den sehr
hohen Brennkammertemperaturen auftretenden Materialausdehnungen im Bereich der Befestigungselemente
keine Rissbildungen oder sonstige Beschädigungen hervorrufen.
Die Prallplatte wird vorzugsweise auch verhältnismäßig locker mit
der Rückwand der Brennkammer verschraubt und die Verschraubungen werden dann vorzugsweise
mittels Schweißpunkten fixiert. Diese „lockere" Befestigung lässt Materialausdehnungen
zu, die bei den hohen Temperaturen zwangsläufig auftreten.
Die vorzugsweise mit einer gleichseitigen, achteckigen Oberfläche
ausgebildete Prallplatte ist bei einem oberhalb der Prallplatte zu einer Wärmetauschereinheit
führenden Gaskanal so angeordnet, dass der Bereich oberhalb der oberen Seitenkante
der Prallplatte frei bleibt, d. h., sich dort hinter der Prallplatte keine Befestigungselemente
befinden, die den Gasstrom zum darüber befindlichen Gaskanal behindern könnten.
Deshalb sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die abgewinkelten Befestigungslaschen
sich auf den Winkelhalbierenden zwischen der horizontalen und der vertikalen Achse
der Prallplatte befinden.
Die Befestigungselemente sind vorzugsweise durch die zweifache Abwinkelung
der Befestigungslaschen von an der Prallplatte zur Rückwand verlaufenden
Seitenwänden begrenzt. Dadurch wird ein zusätzlicher Schutz vor einer direkten Einwirkung
der Brennerflamme auf die Befestigungselemente erhalten.
Bei einer zylindrischen Brennkammer ist die kreisförmige Rückwand
vorzugsweise an ihrem Außenrand rechtwinklig zur Rückseite so abgebogen, dass ein
umlaufender Ringrand entsteht, der vom Gehäuse der Brennkammer bündig umgriffen
wird. Brennkammer und Rückwand können dann durch eine umlaufende Schweißnaht miteinander
verschweißt werden, wobei die bündig verlaufenden Ränder von Rückwand und Brennkammer
miteinander verschmelzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen als Wärmetauscher ausgebildeten
Wärmeerzeuger mit einer Brennkammer in Seitenansicht,
2 einen Querschnitt des Wärmeerzeugers
von 1 mit Draufsicht auf eine mit unterbrochenen Linien
dargestellte Prallplatte,
3 ein aus hoch hitzebeständigem Edelstahl
bestehendes Blech zur Herstellung der in 2 und
4 gezeigten Prallplatte,
4 die Vorderansicht der in der Brennkammer
des Wärmeerzeugers von 1 und 2
verwendeten Prallplatte und
5 einen Teilschnitt gemäß der Schnittlinie
AA von 2 von der Rückwand der Brennkammer mit angeschraubter
Prallplatte.
Bei dem in 1 dargestellten Wärmeerzeuger
handelt es sich um einen Wärmetauscher, der eine zylindrische Brennkammer
1 und eine darüber angeordnete Wärmetauschereinheit 2 umfasst.
An der Vorderseite der Brennkammer 1 befindet sich ein mit unterbrochenen
Linien angedeuteter, mit Öl oder Gas betriebener Gebläsebrenner 3, dessen
Brennerflamme 4 zum rückwärtigen Bereich der Brennkammer 1 ausgerichtet
ist. Die Brennkammer 1 wird von einer Rückwand 5 abgeschlossen,
vor der sich in geringem Abstand eine mit punktierter Linie dargestellte Prallplatte
6 befindet. Im rückwärtigem Bereich der Brennkammer 1 ist außerdem
ein Gaskanal 7 angeordnet, der zur darüber befindlichen Wärmetauschereinheit
2 führt.
Die Prallplatte 6 ist aus einem hoch hitzebeständigen Material
und schützt die Rückwand 5 vor extremer thermischer Belastung, welche von
der Brennerflamme 4 und insbesondere von deren Flammspitze ausgeht.
In der Schnittansicht von 2 ist erkennbar,
dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die Prallplatte 6 eine ein gleichseitiges
Achteck bildende Oberfläche hat. Die Befestigungsschrauben 8 liegen verdeckt
hinter der Frontseite der Prallplatte 6 und greifen durch Bohrungen an
zweifach rechtwinklig abgewinkelten Laschen 9. Die Rückwand 5
besteht ebenso wie die Prallplatte 6 aus Edelstahl und bildet zusammen
mit der Prallplatte 6 eine funktionell zusammenwirkende Pralleinrichtung.
In 3 ist das zur Herstellung der Prallplatte
6 verwendete Edelstahlblech 10 mit Abkantungslinien
11, 12 dargestellt. Die Ecken werden entlang der Schneidlinien
13 abgeschnitten und es werden Befestigungslaschen durch zweifaches Abkanten
an den Abkantlinien 11 und 12 gebildet. Durch die zweifache Abkantung
befindet sich dann die Bohrung 14 an jeder Befestigungslasche
9 verdeckt hinter der Frontseite der Prallplatte 6, wie dies
4 und 5 zeigen.
5 zeigt die Schnittflächen entlang der
Schnittlinie AA von 2 von der Prallplatte
6 und der Rückwand 5. Die Befestigungsschraube 8 greift
durch etwas größere Bohrungen 14 in der Befestigungslasche 9 und
Bohrungen 15 in der Rückwand 5 hindurch und ist mittels einer
Schraubenmutter 17 verschraubt. Durch die zweifache Abwinklung ist außerdem
neben dem Schraubenkopf der Befestigungsschraube 8 eine Seitenwand
18 entstanden, die eine zusätzliche Hitzeabschirmung für die Befestigungselemente
bildet. Die Schraubenmutter 17 und der Schraubenkopf sind durch Schweißpunkte
19, 20 zusätzlich fixiert. Die aus Schraube, Schraubenmutter und
Unterlegscheiben bestehenden Befestigungselemente sind vorzugsweise aus Edelstahl
der Güteklasse A2 oder A4 gefertigt.
Die Rückwand 5 bildet an ihrem kreisförmigen Umfangsrand
einen abgewinkelten Ringrand 21, der mit dem rückwärtigen Rand
22 des Gehäuses 23 der Brennkammer 1 bündig abschließt.
Mittels einer umlaufenden Schweißnaht 24 sind die Rückwand 5 und
das Gehäuse 23 der Brennkammer 1 miteinander verschweißt, und
zwar ohne Fremdmaterialeinsatz.
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| Anspruch[de] |
- Pralleinrichtung mit einer Prallplatte (6) für eine mit einem
Öl- oder Gas-Gebläsebrenner (3) beaufschlagte Brennkammer (1)
eines Wärmeerzeugers, bei der die Prallplatte (6) im Abstand vor der dem
Gebläsebrenner (3) gegenüberliegenden Rückwand (5)
der Brennkammer (1) befestigt ist und die Prallplatte (6) aus
hoch hitzebeständigem Edelstahl besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die
Prallplatte (6) mehrere um 180° gebogene, rückseitig abstehende Befestigungslaschen
(9) mit Bohrungen (14) zur Aufnahme der Befestigungselemente hat,
die sich in der Vorderansicht abgedeckt hinter der Prallplatte (6) befinden,
so dass die Befestigungselemente von zur Rückwand (5) an der Prallplatte
(6) abragenden Seitenwänden (18), die von den abragenden Befestigungslaschen
(19) gebildet sind, auch seitlich abgedeckt sind.
- Pralleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Prallplatte (6) aus einem quadratischen Blech (10) mit jeweils
zweifach nach hinten zu Befestigungslaschen (9) abgewinkelten Eckbereichen
besteht.
- Pralleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die dem Gebläsebrenner (3) zugewandte Vorderseite der Prallplatte
(6) ein gleichseitiges Achteck bildet.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die abgewinkelten Befestigungslaschen (9) sich auf den Winkelhalbierenden
zwischen der horizontalen und der vertikalen Achse der Prallplatte (6)
befinden.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass Bohrungen (15) an der Rückwand (5) mit den Bohrungen (14)
an den Befestigungslaschen (9) fluchten und einen 1 bis 2 mm größeren Durchmesser
haben als die durch sie hindurchgeführten Befestigungsschrauben (8).
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die aus Befestigungsschrauben (8) und Muttern (17) bestehenden
Befestigungselemente mittels Schweißpunkten (19, 20) gesichert
sind.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückwand (5) ebenfalls aus hitze- und/oder säurebeständigem Edelstahl
besteht.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückwand (5) kreisförmig ist und einen im Winkel von 90° nach
außen gebogenen Ringrand (21) hat, der mit dem bündig abschließenden Rand
(22) des Gehäuses (23) der Brennkammer (1) verschweißt
ist.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Prallplatte (6) von 35 cm Breite der Abstand der Oberfläche
der Prallplatte (6) zur Rückwand (5) ca. 3, 5 cm beträgt.
- Pralleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Pralleinrichtung in der Brennkammer (1) eines
Wärmetauschers angeordnet ist, bei dem sich in der horizontal ausgerichteten Brennkammer
(1) im rückwärtigen Bereich ein zur Wärmetauschereinheit (2) führender
Gaskanal (7) befindet.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
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