Faserbrennerstein sowie Brenner mit einem solchen Faserbrennerstein

Abstract

 Ein Faserbrennerstein (5, 13, 24, 34) weist ein Faserbauteil (7, 15, 25, 35, 46, 54) aus feuerfesten Fasern auf. Damit er ein geringes Gewicht hat, unempfindlich gegenüber mechanischen und thermischen Beanspruchungen ist und sich durch feine und gleichmäßige Porosität auszeichnet, ist das Faserbauteil (7, 15, 25, 35, 46, 54) aus einzelnen Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21, 26, 36, 47, 55), bestehend jeweils aus zueinander beweglichen, nur durch sich selbst zusammenhängenden Fasern, zusammengesetzt, wobei die Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21, 26, 36, 47, 55) durch eine Spanneinrichtung (8, 16, 27, 28, 29, 30, 31, 38, 39, 44, 45, 51) in gegenseitiger Druckanlage gehalten sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Faserbrennerstein mit einem Faserbauteil aus feuerfesten Fasern sowie einen Brenner mit einem solchen Faserbrennerstein.

[0002] Brennersteine werden häufig in verschiedensten Formen von Brennern eingesetzt. Sie dienen zum einen der Flammenführung einer schon vom Brenner erzeugten Flamme und schützen auf diese Weise benachbarte Bauteile vor der direkten Einwirkung der Flamme. Soweit sie durchströmbar, d. h. porös sind, können sie auch zur Flammenbildung verwendet werden. Sie sind dann meist am Ende eines Brennstoffsuführkanals angebracht, der der Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches dient. Dies entzündet sich dann nach Durchströmen des Brennersteins an dessen Außenseite, wobei der Brennerstein als Flammenrückschlagsicherung dient.

[0003] Die Bezeichnung Brennerstein ist dadurch entstanden, daß die Brennersteine zunächst aus gebrannten, feuerfesten Massen, insbesondere aus keramischen Werkstoffen hergestellt wurden und deshalb steinartigen Charakter hatten. In jüngerer Zeit hat man Brennersteine auch unter Verwendung von feuerfesten, meist keramischen Fasern hergestellt. Ein solcher Faserbrennerstein ist beispielsweise der EP-A-0 321 611 zu entnehmen. Er besteht aus mehreren, axial hintereinander angeordneten und ineinandergefügten, zylindrischen Brennersteinsegmenten, die der Flammenführung dienen. Solche Brennersteine zeichnen sich durch geringes Gewicht und Handlichkeit sowie schnelle Aufheizzeit aus.

[0004] Ein wesentlicher Nachteil solcher Faserbrennersteine besteht jedoch darin, daß mit den Fasern allein keine Eigenstabilität erzielbar ist. Im Stand der Technik war es deshalb notwendig, ein Faserbauteil unter Zuhilfenahme eines Bindemittels zu fertigen, damit sich ein eigenstabiles Gebilde ergibt. Das Bindemittel hebt die ansonsten vorhandene Elastizität der Fasern im wesentlichen auf, d. h. das Faserbauteil ist nahezu genauso spröde wie die vorbekannten, aus keramischen Massen gebrannten Brennersteine. Auf Grund dieser Sprödigkeit ist der bekannte Faserbrennerstein anfällig gegenüber Stoß-, Druck- und Vibrationsbeanspruchungen während des Transports, der Montage und des Betriebs. Die Verwendung des Bindemittels führt ferner dazu, daß bei schnellen Temperatursprüngen und großen Temperaturgradienten Rißbildungen, eine weitere Versprödung und Abplatzungen auftreten. Außerdem erhöht die Verwendung des Bindemittels das Gewicht des Faserbrennersteins und damit auch dessen Wärmespeicherkapazität.

[0005] Brennersteine, die zur Flammenbildung am Ende eines Brennstoffzuführkanals eingesetzt werden, sind ebenfalls in vielfältigen Ausführungsformen bekannt (vgl. US-A-4 643 667, EP-A-0 294 726, DE-A-38 33 169, US-A-4 752 213, DE-A-27 14 835, DE-A-35 04 601, US-A-4 608 012, US-A-4 746 287, EP-A-0 415 008). Soweit bei den vorbekannten Brennersteine Fasern zum Einsatz kommen, besteht das Problem darin, eine gleichmäßige Porosität für den Durchtritt des Brennstoffs zu erzielen. Bei Verwendung von Bindemitteln ist dies nicht in einem befriedigendem Maße erreichbar, so daß auf der Oberfläche des Brennersteins schwarze Flecke entstehen und damit eine gleichmäßige Wärmeverteilung nicht erreicht wird.

[0006] Ausgehend von einem Brennerstein unter Verwendung von Fasern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Faserbrennerstein derart zu gestalten, daß er ein geringes Gewicht hat, unempfindlich gegenüber mechanischen und thermischen Beanspruchungen ist und sich durch feine und gleichmäßige Porosität auszeichnet.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Faserbauteil aus einzelnen Faserstreifen, bestehend jeweils aus zueinander beweglichen, nur durch sich selbst zusammenhängenden Fasern, zusammengesetzt ist, wobei die Faserstreifen durch eine Spanneinrichtung in gegenseitiger Druckanlage gehalten sind. Vorzugsweise sollten die Faserstreifen einzeln oder gruppenweise vorgepreßt sein.

[0008] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verspannung einer Vielzahl von Faserstreifen ergibt sich ein Faserbrennerstein, der ohne Verwendung von Bindemitteln selbsttragend ist. Die Beweglichkeit der Fasern untereinander sichert eine hohe Elastizität des Faserbauteils mit der Folge, daß der Faserbrennerstein hohe Temperaturen und große Temperaturschwankungen über eine lange Zeit aushalten kann. Ferner ist der Faserbrennerstein wegen der Elastizität des Faserbauteils unempfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen während des Transports, der Montage und des Betriebes. Die geringe Materialdichte des Faserbauteils sorgt für niedriges Gewicht mit Vorteilen bei der Handhabung und dem Transport und für eine kleine Wärmespeicherkapazität sowie für gute Isolierwirkung. Insbesondere bei intermittierendem Ofenbetrieb läßt sich hierdurch Energie einsparen.

[0009] Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäße Kombination aus Faserstreifen und Spanneinrichtung außerordentlich flexibel ist, was die Ausrichtung der Fasern und die Einstellung der Porosität angeht. Versuche haben ergeben, daß eine sehr feine und über die Fläche außerordentlich gleichmäßige Porosität erzielbar ist, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn auf der Außenoberfläche des Faserbrennersteins eine großflächige Flamme erzeugt werden soll.

[0010] Der Begriff Spanneinrichtung ist im Sinne der Erfindung sehr allgemein zu verstehen. Im einfachsten Fall reicht hierfür eine entsprechende Ausnehmung in der Feuerraumwand eines Ofens aus, wobei dann die Faserstreifen derart dimensioniert sind, daß sie nach dem Einsetzen in gegenseitiger Druckanlage gehalten sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Spanneinrichtung mit einer Verstelleinrichtung zu kombinieren, um hierüber die Porosität des Faserbauteils auch noch im Betrieb ein- bzw. nachstellen zu können.

[0011] Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Faserbrennersteins besteht darin, daß die Querschnitte der Faserstreifen jeweils so bemessen werden können, daß die Rohdichte des Faserbauteils über seinen Querschnitt im wesentlichen gleich ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Faserbrennerstein von Luft oder Brennstoff durchströmt wird.

[0012] In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Faserbauteil als einen Kanal umhüllender Fasermantel, beispielsweise in Zylinderform ausgebildet ist. In diesem Fall sollte der Fasermantel aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander, sich ansonsten in axialer Richtung erstreckenden Faserstreifen bestehen, wobei die Faserstreifen zumindest teilweise einen sich zur Innenseite des Fasermantels hin verjüngenden Querschnitt haben sollten. Als Querschnittsformen kommen dabei insbesondere trapezförmige oder dreiecksförmige Querschnitte in Frage. Dabei können sich in Umfangsrichtung des Fasermantels Faserstreifen rechteckigen Querschnitts mit Faserstreifen, die einen sich zum Kanal verjüngenden Querschnitt haben, abwechseln.

[0013] Alternativ zu einem zylindrischen Fasermantel kann der Fasermantel auch so gestaltet sein, daß sich der Kanal zu einem Ende hin verjüngt. In diesem Fall sollten die Faserstreifen teilweise zu diesem Ende hin verkürzt sein, um der Querschnittsveränderung Rechnung zu tragen. Alternativ oder in Kombination dazu können die Faserstreifen auch so ausgebildet sein, daß sie sich zu der engeren Öffnung hin zumindest teilweise in Querschnitt keilförmig verjüngen.

[0014] Sofern die Faserstreifen zu einem Fasermantel zusammengesetzt sind, kann die Spanneinrichtung in einfacher Weise aus einer beispielsweise metallischen Außenummantelung bestehen, an deren Innenseite der Fasermantel unter Vorspannung anliegt. Es kann sich hierbei um eine Metallhülse handeln, wenn der Faserbrennerstein so eingebaut ist, daß eine Durchströmung nicht stattfindet. Die Außenummantelung kann jedoch auch mit einer Vielzahl von Durchlaßöffnungen versehen und beispielsweise als Drahtgitter oder Rippenstreckmetallhülse ausgebildet sein. Dies läßt eine Durchströmung des Fasermantels in radialer Richtung zu, beispielsweise um über den Fasermantel Luft in den Kanal anzusaugen oder auf der Außenoberfläche des Fasermantels eine großflächige Flamme zu erzeugen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Außenummantelung außenseitig von einer Fasermatte aus feuerfesten Fasern zu umhüllen.

[0015] Ein zylindrischer oder auch konischer Fasermantel läßt sich auch dadurch verwirklichen, daß die Faserstreifen als ringförmige Faserscheiben ausgebildet sind, die in Richtung des Kanals hintereinander angeordnet sind. Solche Faserscheiben haben, wenn sie aus dem als Matte vorliegenden Rohprodukt ausgestanzt werden, zwangsläufig einen sich in radialen Ebenen erstreckenden Faserverlauf, so daß der Fasermantel den äußeren und inneren Oberflächen eine bürstenförmige Struktur hat. Die Spanneinrichtung kann dabei aus Endscheiben und diese verbindenden, sich in Axialrichtung erstreckenden Spannankern bestehen.

[0016] Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Faserstreifen einen sich vornehmlich in radialen Ebenen erstreckenden Faserverlauf haben. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die einzelnen Faserstreifen aus dem Rohprodukt, also der Fasermatte, entsprechend ausgeschnitten und positioniert werden. In solchen Fasermatten erstrecken sich die einzelnen Fasern vornehmlich in Ebenen parallel zu den Oberflächen, wobei die Fasern innerhalb dieser Ebenen ungeordnet verlaufen. Die erfindungsgemäße Anordnung der Faserstreifen ergibt eine bürstenartige Oberflächenstruktur sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite des Fasermantels. Hierdurch werden Ablösungen von Fasern vermieden.

[0017] Für den Fall daß auf der Außenseite des Fasermantels eine Flamme erzeugt werden soll, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Kanal an einem Ende, und zwar am freien Ende, geschlossen ausgebildet ist, um den Brennstoff zu zwingen, den Fasermantel zu durchströmen und erst an dessen Außenseite auzutreten.

[0018] Für die vorgenannte Anwendung kommen jedoch nicht nur mantelförmige Faserbauteile in Frage, sondern auch solche, die als Faserplatte, bestehend aus einer Vielzahl von Faserstreifen, ausgebildet sind. Die Faserstreifen sind dann nebeneinander angeordnet und werden an den Seiten beispielsweise von Gehäusewandungen eingefaßt, wobei diese Gehäusewandungen die Spanneinrichtung bilden, die die Faserstreifen in gegenseitiger Druckanlage halten. Die Faserplatte kann dabei jede beliebige Umfangsform haben, beispielsweise rechteckig, rund, oval oder dergleichen. In einfachster Form ist sie eben ausgebildet. Sie kann jedoch auch konisch bzw. trichterförmig gestaltet sein. In allen Fällen sollten die Faserstreifen derart angeordnet werden, daß sich ihre Fasern vornehmlich in quer zur Plattenebene erstreckenden Ebenen verlaufen, also in Durchströmrichtung. Auf diese Weise ergibt sich auch hier einerseits an der angeströmten und andererseits an der flammentragenden Oberfläche eine bürstenartige, Faserablösungen verhindernde Struktur.

[0019] Zu der Erfindung gehört auch ein mit dem vorbeschriebenen Faserbrennerstein ausgerüsteter Brenner. Erfindungsgemäß ist der Fasermantel in einer Ofenausnehmung eingesetzt, die die Spanneinrichtung bildet. Alternativ dazu kann der Fasermantel auch in einem Luftkanal mit Abstand zu dessen Wandung eingesetzt sein. Bei einer Erzeugung der Flamme im Kanal des Fasermantels wird durch den Fasermantel - insbesondere wenn er sich konisch verjüngt - Luft angesaugt, wodurch sich nicht nur eine saubere Verbrennung erzielen läßt, sondern das Faserformteil auch gekühlt und damit geschont wird. Sofern sich im Fasermantel kein Unterdruck einstellt, kann ein Gebläse vorgesehen sein, das die Luft von außen durch den Fasermantel drückt.

[0020] Der Brenner kann erfindungsgemäß so gestaltet sein, daß das Faserbauteil am Ende eines Zuführkanals für das Brennstoffgemisch angeordnet ist, so daß die Flamme erst auf der Außenseite des Faserbauteils erzeugt wird. Die außerordentlich gleichmäßige Porosität eines solchen Faserbauteils gewährleistet geringe Schallemissionen, eine sehr gleichmäßige Strahlungsverteilung und ein saubere Verbrennung mit geringen Schadstoffanteilen. Der Zuführkanal kann dabei auch in einen Brennstoffkanal und einen Luftkanal aufgeteilt sein, wobei der Brennstoffkanal zentral an der Außenseite des Faserbauteils mündet, während der Luftkanal von dem Faserbauteil abgeschlossen ist. In diesem Fall wird das Faserbauteil nur von der Verbrennungsluft durchströmt.

[0021] In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Figur (1)

einen Vertikalschnitt durch eine Feuerraumwand eines Ofens;

Figur (2)

eine Schrägansicht des erfindungsgemäßen Faserbrennersteins;

Figur (3)

einen Axialschnitt durch den Faserbrennerstein in der Ebene A-A in Figur (2);

Figur (4)

die Schrägansicht einer Abwicklung eines Teils der Faserstreifen, aus denen der Faserbrennerstein nach den Figuren (2) und (3) gebildet ist;

Figur (5)

einen Axialschnitt durch eine konischen Faserbrennerstein in der Ebene B-B in Figur 6;

Figur (6)

eine Frontansicht des Faserbrennersteins gemäß Figur (5);

Figur (7)

eine Teildarstellung der Faserstreifen des Faserbrennersteins nach den Figuren (5) und (6) in Schrägansicht;

Figur (8)

drei Ausbildungen von Faserstreifen für den Faserbrennerstein nach den Figuren (5) und (6) in Seiten- und Vorderansicht;

Figur (9)

einen Axialschnitt durch einen zylindrischen Faserbrennerstein in der Ebene C-C in Figur (10);

Figur (10)

eine Frontansicht des Faserbrennersteins nach Figur (9);

Figur (11)

einen Axialschnitt durch eine Brenner mit zylindrischem Faserbrennerstein;

Figur (12)

einen Axialschnitt in Schrägansicht eines Brenners mit ebener Faserplatte und

Figur (13)

einen Axialschnitt durch einen Brenner mit trichterförmiger Faserplatte.

[0022] In Figur (1) ist der Teil einer Feueraumwand (1) eines Ofens zu sehen, an dessen Außenseite ein Gasbrenner (2) angebracht ist. Die Feuerraumwand (1) weist eine durchgehende, zylindrische Ausnehmung (3) auf, die außenseitig durch einen Flansch (4) begrenzt wird, an der der Gasbrenner (2) aufgehängt ist. In die Ausnehmung (3) ist ein zylindrischer Faserbrennerstein (5) eingesetzt. Der Faserbrennerstein (5) dient der Führung einer vom Gasbrenner (2) erzeugten Flamme (6) und isoliert diese Flamme (6) gegen die Feuerraumwand (1).

[0023] Die Figuren (2) und (3) lassen den Aufbau des in Figur (1) dargestellten Faserbrennersteins (5) näher erkennen. Der Faserbrennerstein (5) besteht aus einem Fasermantel (7) und einer ihn umhüllenden Außenummantelung (8) aus Metall, beispielsweise Rippenstreckmetall.

[0024] Wie insbesondere aus Figur (2) deutlich wird, setzt sich der Fasermantel (7) aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten, abwechselnd im Querschnitt rechteckigen Faserstreifen - beispielhaft mit (9) bezeichnet - und im Querschnitt dreieckigen Faserstreifen - beispielhaft mit (10) bezeichnet - zusammen, wobei sich die Letzteren zum vom Fasermantel (7) umhüllten Führungskanal (11) hin verjüngen. Die Faserstreifen (9, 10) erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Fasermantels (7). Sie sind derart dimensioniert, daß sie unter Vorspannung an der Innenseite der Außenummantelung (8) anliegen. Hierdurch ergibt sich auch eine gegenseitige Druckanlage der Faserstreifen (9, 10) untereinander.

[0025] Figur (4) zeigt einen auf einer Unterlage (12) horizontal ausgelegten Teil des Fasermantels (7) mit den rechteckigen Faserstreifen (9) und den dreiecksförmigen Faserstreifen (10). Es ist deutlich gemacht, daß sich die einzelnen Fasern in Ebenen erstrecken, die im wesentlichen parallel zu den Flächen hin liegen, mit denen die Faserstreifen (9, 10) nach Fertigstellung des Fasermantels (7) aneinanderliegen. Hierdurch ergibt sich sowohl an der Außen- als auch an der Innenseite des Fasermantels (7) eine bürstenartige Struktur mit senkrecht zu den Oberflächen vorstehenden Fasern.

[0026] Bei dem in den Figuren (5) und (6) dargestellten Ausführungsbeispiel eines Faserbrennersteins (13) ist der von ihm umhüllte Kanal (14) konisch mit zum Ende des Kanals (14) sich verjüngendem Querschnitt ausgebildet. Entsprechend ist auch der Fasermantel (15) des Faserbrennersteins (13) konisch ausgebildet und wird außenseitig von einer nicht näher dargestellten Öffnung versehenen, konischen Außenummantelung (16) umhüllt.

[0027] Der Faserbrennerstein (13) ist in einen ebenfalls konisch zulaufenden und am verjüngten Ende geschlossen ausgebildeten Luftkanal (17) eingesetzt, der parallel und im Abstand zur Außenummantelung (16) verläuft. Im Betrieb wird in dem Kanal (14) vom erweiterten Ende her eine Flamme erzeugt, die aufgrund der Düsenwirkung des Fasermantels (15) einen Unterdruck bewirkt, so daß über den Luftkanal (17) von außen Luft über die Durchtrittsöffnungen in der Außenummantelung (16) und über den Fasermantel (15) in den Kanal (14) angesaugt wird. Hierdurch werden zum einen die Verbrennung verbessert und zum anderen der Fasermantel (15) ständig gekühlt.

[0028] Auch hier ist der Fasermantel (15) aus abwechselnd im Querschnitt rechteckigen Faserstreifen - beispielhaft mit (18) bezeichnet - und im Querschnitt dreieckigen Faserstreifen - beispielhaft mit (19) bezeichnet - zusammengesetzt. Damit bei dieser Ausgestaltung des Faserbrennersteins (13) eine über den Querschnitt gleichmäßige Rohdichte erreicht wird, sind zum sich verjüngenden Ende des Kanals (11) hin in regelmäßigen Abständen Faserstreifen (18, 19) verkürzt und zudem keilförmig gestaltet.

[0029] Die Figuren (7) und (8) zeigen an ihren Enden keilförmige zugeschnittene Faserstreifen (20) sowie zusätzlich verkürzte Faserstreifen (21) neben einem rechteckigen Faserstreifen (22), und zwar in Figur (7) auf einer ebenen Unterlage (23) nebeneinander gestellt und in Figur (8) in Einzeldarstellung sowohl von der Seite als auch von vorn. Mit Hilfe solcher Faserstreifen (20, 21, 22) läßt sich der jeweils gewünschte Konuswinkel für den Faserbrennerstein (13) verwirklichen.

[0030] Die Figuren (9) und (10) zeigen wieder einen zylindrischen Faserbrennerstein (24). Wie insbesondere aus Figur (9) deutlich wird, hat dieser Faserbrennerstein (24) einen Fasermantel (25), der aus in axialer Richtung hintereinander angeordneten, ringförmigen Faserscheiben - beispielhaft mit (26) bezeichnet - zusammengesetzt ist. Die Faserscheiben (26) sind aus einer Fasermatte entsprechender Dicke ausgestanzt, wobei sich die Fasern vornehmlich in Ebenen parallel zu den Oberflächen der Fasermatte erstrecken. Entsprechend liegt der Hauptverlauf der Fasern bei dem Faserbrennerstein (24) in radialen Ebenen, so daß sich auch hier wieder an der Innen- und Außenfläche des Fasermantels (25) eine bürstenförmige Struktur ergibt.

[0031] Damit der Faserbrennerstein (24) eigenstabil ist und die einzelnen Faserscheiben (26) zusammgehalten werden, ist eine Spanneinrichtung vorgesehen, die zwei sich in axialer Richtung erstreckende Spannanker (27, 28) aufweist, wobei sich die Enden der Spannanker (27, 28) auf der einen Seite an kreisringförmigen bzw. kreuzförmigen Abstützscheiben (29, 30) und am anderen Ende an einem starren Abstützring (31) abstützen. Mit Hilfe dieser Spannanker (27, 28) läßt sich auf einfache Weise der Anpreßdruck der Faserscheiben (26) untereinander und damit auch die Porosität des Fasermantels (25) einstellen, und zwar auch noch nachträglich.

[0032] In Figur (11) ist ein Brenner (32) teilweise dargestellt. Er hat einen Zuführkanal (33) für das Brennstoffgemisch, an dessen Ende ein zylinderförmiger Faserbrennerstein (34) nach unten anschließt. Der Faserbrennerstein (34) weist einen Fasermantel (35) auf, der aus in axialer Richtung hintereinander angeordneten ringförmigen Faserscheiben - beispielhaft mit (36) bezeichnet - zusammengesetzt ist. Der Fasermantel (35) umhüllt einen sich in axialer Richtung an den Zuführkanal (33) anschließenden Führungskanal (37), der endseitig durch eine Spannplatte (38) abgeschlossen wird. Dem Führungskanal (37) durchsetzt ein mit der Spannplatte (38) verbundener Spannanker (39), der im Bereich der Mündung des Zuführkanals (33) an einer nicht näher dargestellten Halterung verschraubt ist und mit dem sich der gegenseitige Anpressdruck der Faserscheiben (36) und damit die Porosität des Fasermantels (35) einstellen lassen.

[0033] Mit Hilfe dieses Faserbrennersteins (34) wird an der äußeren Umfangsfläche des Fasermantels (35) eine Flamme (40) erzeugt. Hierzu wird ein Brennstoff-Luft-Gemisch über den Zuführkanal (33) in den Führungskanal (37) eingeleitet. Aufgrund seiner Porosität durchströmt das Brennstoff-Luft-Gemisch den Fasermantel (35), tritt dann an der äußeren Umfangsoberfläche aus und wird dort gezündet bzw. entzündet sich selbst.

[0034] Figur (12) zeigt einen weiteren Brenner (41) mit einem rechteckförmigen Zuführkanal (42) für ein Brennstoff-Luft-Gemisch. Der Zuführkanal (42) hat eine Verbreiterung (43) mit seitlichen Einspannflanschen (44, 45), die parallel zueianander verlaufen.

[0035] Zwischen den Einspannflanschen (44, 45) ist eine Faserplatte (46) eingespannt, die aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Faserstreifen (47) besteht. Die Faserstreifen (47) sind so dimensioniert, daß sie untereinander und an den Einspannflanschen (44, 45) in Druckvorspannung anliegen. Falls erwünscht, kann einer der Einspannflansche (44, 45) in der Ebene der Faserplatte (46) verstellbar ausgebildet werden, um die Vorspannung und damit die Porosität der Faserplatte (46) zu verändern. Die Faserstreifen (47) sind derart angeordnet, daß die Fasern sich in Ebenen erstrecken, die in Durchströmrichtung liegen. Auf diese Weise ergibt sich auf den freien Oberflächen der Fasermatten (46) eine bürstenartige Struktur.

[0036] Für den Betrieb des Brennerers (41) wird ein Brennstoff-Luft-Gemisch über den Zuführkanal (42) durch die Faserplatte (46) geleitet. Das Gemisch tritt dann an der oberen Außenseite der Faserplatte (46) aus und wird dort gezündet, so daß eine großflächige Flamme (48) entsteht.

[0037] In Figur (13) ist ein weiterer Brenner (49) dargestellt. Er hat einen Luftzuführkanal (50), der nach unten hin eine trichterförmige Erweiterung (51) aufweist. Der Luftzuführkanal (50) wird koaxial von einem Brennstoffkanal (52) durchsetzt, der untenseitig in einen Verteiler (53) mündet. In der Erweiterung (51) ist eine trichterförmige Faserplatte (54) eingespannt. Ihre kegelförmige Oberseite hat Abstand zu der Wandung der Erweiterung (51). Die Faserplatte (54) wird von dem Brennstoffkanal (52) durchsetzt, wobei die Öffnungen des Verteilers (53) auf die Unterseite der Faserplatte (54) gerichtet sind.

[0038] Die Faserplatte (54) besteht aus einer Vielzahl von Faserstreifen - beispielhaft mit (55) bezeichnet -, wobei sich ihre gegenseitigen Anlageflächen in axialer Richtung erstrecken. Dies gilt auch für die Ebenen, in denen die Fasern der einzelnen Faserstreifen (55) verlaufen, so daß sich auf Ober- und Unterseite der Faserplatte (54) eine bürstenförmige Struktur ergibt.

[0039] Für den Betrieb der Brennkammer (49) wird der Faserplatte (54) über den Luftzuführkanal (50) und die Erweiterung (51) reine Luft zugeführt. Diese durchdringt die Faserplatte (54) und tritt dann an der Unterseite fein verteilt aus. Gleichzeitig wird über den Brennstoffkanal (52) und den Verteiler (53) Brennstoff über die Unterseite der Faserplatte (54) verteilt, der sich in diesem Bereich mit der aus der Faserplatte (54) autretenden Luft vermischt und auf diese Weise ein zündfähiges Gemisch ergibt.

Ansprüche

1. Faserbrennerstein (5, 13, 24, 34) mit einem Faserbauteil (7, 15, 25, 35, 46, 54) aus feuerfesten Fasern,
dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbauteil (7, 15, 25, 35, 46, 54) aus einzelnen Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21, 26, 36, 47, 55), bestehend jeweils aus zueinander beweglichen, nur durch sich selbst zusammenhängenden Fasern, zusammengesetzt ist, wobei die Faserstreifen (9, 10, 18, 19 20, 21, 26, 36, 47, 55) durch eine Spanneinrichtung (8, 16, 27, 28, 29, 30, 31, 38, 39, 44, 45, 51) in gegenseitiger Druckanlage gehalten sind.

2. Faserbrennerstein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstreifen (9, 10; 18, 19, 20, 21, 26, 36, 47, 55) einzeln oder gruppenweise vorgepreßt sind.

3. Faserbrennerstein nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21, 26, 36, 47, 55) jeweils so bemessen sind, daß die Rohdichte des Faserbauteils (7, 15, 25, 35, 46, 54) über seinen Querschnitt im wesentlichen gleich ist.

4. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbauteil als einen Kanal (11, 14, 37) umhüllender Fasermantel (7, 15, 25, 35) ausgebildet ist.

5. Faserbrennerstein nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung nebeneinander eine Vielzahl von sich ansonsten in axialer Richtung erstreckenden Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21) angeordnet sind.

6. Faserbrennerstein nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß Faserstreifen (10, 19) einen sich zur Innenseite des Fasermantels hin verjüngenden Querschnitt haben.

7. Faserbrennerstein nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt trapezförmig oder dreiecksförmig ist.

8. Faserbrennerstein nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich in Umfangsrichtung des Fasermantels (7, 15) Faserstreifen (9, 18, 20, 21) rechteckigen Querschnitts mit Faserstreifen (10, 19), die einen sich zum Kanal verjüngenden Querschnitt haben, abwechseln.

9. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (14) zu einem Ende des Fasermantels (15) hin verjüngt und daß die Faserstreifen (21) teilweise zu diesem Ende hin verkürzt sind.

10. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal (14) zu einem Ende des Fasermantels (15) hin verjüngt und daß die Faserstreifen (20) sich zu dieser Öffnung hin zumindest teilweise im Querschnitt keilförmig verjüngen.

11. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sich in Umfangsrichtung des Fasermantels Faserstreifen mit Einlagestreifen aus formstabilem Isoliermaterial abwechseln.

12. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung als Außenummantelung (8, 16) ausgebildet ist, an deren Innenseite der Fasermantel (7, 15) unter Vorspannung anliegt.

13. Faserbrennerstein nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenummantelung (16) mit einer Vielzahl von Durchlaßöffnungen versehen ist.

14. Faserbrennerstein nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenummantelung außenseitig von einer Fasermatte aus feuerfesten Fasern umhüllt ist.

15. Faserbrennerstein nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstreifen als ringförmige Faserscheiben (26, 36) ausgebildet sind, die in Richtung des Kanals (37) hintereinander angeordnet Sind.

16. Faserbrennerstein nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung Endscheiben (29, 30, 31) und diese verbindende, sich in axialer Richtung erstreckende Spannanker (27, 28) aufweist.

17. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 4 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstreifen (9, 10, 18, 19, 20, 21, 26, 36) einen sich vornehmlich in radialen Ebenen erstreckenden Faserverlauf haben.

18. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 4 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (37) an einem Ende geschlossen ausgebildet ist.

19. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbauteil als Faserplatte (46, 54), bestehend aus Faserstreifen, (47, 55) ausgebildet ist.

20. Faserbrennerstein nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserplatte (46) eben ausgebildet ist.

21. Faserbrennerstein nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Faserplatte (54) trichterförmig ausgebildet ist.

22. Faserbrennerstein nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Faserplatte (46, 54) vornehmlich in sich quer zur Plattenebene erstreckenden Ebenen verlaufen.

23. Brenner mit einem einen Fasermantel (7) aufweisenden Faserbrennerstein (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fasermantel (7) in eine Ofenausnehmung (3) eingesetzt ist, die die Spanneinrichtung bildet.

24. Brenner mit einem einen Fasermantel (15) aufweisenden Faserbrennerstein (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fasermantel (15) in einem Luftkanal (17) im Abstand zu dessen Wandungen eingesetzt ist.

25. Brenner mit einem ein Faserbauteil (35, 46, 54) aufweisenden Faserbrennerstein (34) nach einem der Ansprüche 4 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbauteil (35, 46, 54) am Ende eines Zuführkanals (33, 42, 50, 52) für das Brennstoffgemisch angeordnet ist.

26. Brennkammer nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal in einen Brennstoffkanal (52) und einen Luftkanal (50) aufgeteilt ist, wobei der Brennstoffkanal (52) zentral an der Außenseite des Faserbauteils (54) mündet, während das Faserbauteil (54) am Ende des Luftkanal (50) angeordnet ist.

Zeichnung