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Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einer aus der EP 716 263 A2 bekannten derartigen Heizeinrichtung ist zwar eine Zündelektrode vorhanden, diese ist aber nicht zwischen zwei axial zueinander ausgerichteten Keramikkörpern angeordnet, weil einer der beiden Körper aus einer EisenMetall-Legierung besteht. Weiterhin ist der Wärmetauscher nicht stromab des abströmseitigen Keramikkörpers angeordnet, sondern stromauf.
Weiterhin sind auch Heizeinrichtungen bekanntgeworden, bei denen mehrere Wabenkörper nacheinander vom Brenngasgemisch durchströmt werden. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil einer sehr breiten Bauweise der Heizeinrichtung, wobei sich dabei auch erhebliche Probleme bei der Abfuhr der Wärme aus dem innersten Bereich des Heizschachtes ergeben.
Bei bekannten derartigen Heizeinrichtungen ist meist nur ein mit katalytisch beschichteten Durchströmkanälen versehener Keramik- oder Metallwabenkörper vorgesehen. Dabei ist aber eine vollständige Umsetzung des zugeführten Brenngasgemisches nicht immer zu erreichen, insbesondere dann nicht, wenn die Heizeinrichtung in einem grösseren Bereich modulerend betrieben wird.
Weiters sind auch Heizeinrichtungen der eingangs erwähnten Art bekannt, bei denen mehrere Wabenkörper nacheinander vom Brenngasgemisch durchströmt werden. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil einer sehr breiten Bauweise der Heizeinrichtung, wobei sich dabei auch erhebliche Probleme bei der Abfuhr der Wärme aus dem innersten Bereich des Heizschachtes ergeben.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem ein kompakter Aufbau möglich und die Abfuhr von Wärme auch aus dem innersten Bereich leicht möglich ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ergibt sich die Möglichkeit, die Heizeinrichtung sehr kompakt zu bauen, da die beiden Keramikkörper koaxial ausgerichtet sind. Ausserdem ist durch die Anordnung zweier hintereinander durchströmter katalytisch beschichteten Keramikkörper die Möglichkeit gegeben, eine praktisch 100%ige Umsetzung des Brenngasgemisches sicherzustellen, auch wenn die Heizeinrichtung in einem weiten Bereich modulerend betrieben wird.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, dass die Wärme sehr gut und rasch abgeführt wird. Ausserdem ergibt sich dadurch auch der Vorteil, dass das zum zuströmseitigen Keramik- oder Metallwabenkörper strömende Brenngasgemisch vor der Wärmestrahlung weitgehend geschützt wird und es daher zu keiner Rückzündung des Gemisches kommt.
Dabei ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 3 der Vorteil, dass die beiden Wabenkörper relativ klein ausgebildet sein können und trotzdem eine vollständige Umsetzung des Brenngasgemisches sichergestellt ist.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass die Umsetzung des Brenngasgemisches im wesentlichen nur an der Ausströmseite des zuströmseitigen Wabenkörpers erfolgt und daher die Wärme auch im wesentlichen in diesem Bereich erzeugt wird. Dadurch wird nur relativ wenig Wärme in Richtung des zuströmenden Brenngasgemisches abgestrahlt, so dass dieses nicht übermässig erwärmt wird und es daher auch zu keiner Überhitzung des Katalysators kommt.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 ist sichergestellt, dass beide Keramik- oder Metallwabenkörper auf einer katalytisch aktiven Temperatur gehalten werden.
Durch die Merkmale des Anspruches 6 ist sichergestellt, dass beide Keramik- oder Metallwabenkörper auf einer katalytisch aktiven Temperatur gehalten werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemässer Heizeinrichtungen.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten.
Die Heizeinrichtungen weisen einen Heizschacht 1 auf, in dem zwei mit Durchströmkanälen 2 versehe-
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oder Metallwabenkörper 3,distanziert. In dem Zwischenraum zwischen den beiden Keramik- oder Metallwabenkörpern 3, 4, von denen der Keramikkörper 4 über dessen gesamte Höhe mit einer katalytischen Beschichtung versehen ist, die sich an den Wänden der Durchströmkanäle 2 befindet.
Der Keramik- oder Metallwabenkörper 3 kann teil-oder vollkatalytisch beschichtet sein.
Die Zufuhr eines Brenngasgemisches erfolgt über ein Mischrohr 5, das in einen Gemischraum 6 mündet, der mit dem Heizschacht 1 verbunden ist. Zur gleichmässigeren Verteilung des Gemisches sind im Gemischraum ein mit Durchbrechungen versehenes Verteilblech 7 und stromab dieses Verteilbleches 7 ein Verteilgitter 8 oder ein fein gelochtes Verteilblech angeordnet.
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Abströmseitig des zweiten Keramik- oder Metallwabenkörpers 4 ist ein Wärmetauscher 8 im Heizschacht 1 angeordnet, der mit einer Abgasleitung 10 verbunden ist.
Zwischen den beiden Keramik- oder MetaJlwabenkörpern 3, 4 ist eine Zündelektrode 11 angeordnet, die mit einer nicht dargestellten Zündeinrichtung verbunden ist.
An der Aussenseite des Heizschachtes 1 ist eine Kühlschlange 12 angeordnet, die von einem Wärme aufnehmenden Medium durchströmt ist.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist zwischen dem Gemischraum und dem zuströmseitigen Keramik- oder Metallwabenkörper 3, der ebenfalls über seine gesamte Höhe mit einer katalytischen Beschichtung versehen ist, ein weiterer Wärmetauscher 13 angeordnet, der mit dem Wärmetauscher 9 über eine Verbindungsleitung 14 verbunden ist.
Dabei wird der Wärmetauscher 13 vom frischen Brenngasgemisch durchströmt und absorbiert die Wärmestrahlung des zuströmseitigen Keramik- oder Metallwabenkörpers 3.
Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 nur dadurch, dass der zusätzliche Wärmetauscher 13 fehlt und der zuströmseitige Keramikkörper 3'nur in dessen abströmseitigen Endbereich 15 mit einer katalytischen Beschichtung versehen ist.
Beim Betrieb der Heizeinrichtung strömt ein Brenngas-Luft-Gemisch über das Gemischrohr 5 in den Gemischraum 6 und strömt aus diesem gleichmässig verteilt in den Heizschacht 1 ein. Dabei durchströmt das Brenngasgemisch den Keramik- oder Metallwabenkörper 3, 3' und wird beim Start der Heizeinrichtung im Ausströmbereich des Keramik- oder Metallwabenkörpers 3, 3'gezündet und verbrennt in kleinen Flammen.
Dadurch wird der Keramik- oder Metallwabenkörper 3, 3'durch die Wärmeentwicklung der Flammen erwärmt. Dadurch erreicht die katalytische Beschichtung des Keramik- oder Metallwabenkörpers 3, 3'ihre Reaktionstemperatur, und das Brenngasgemisch wird mehr und mehr katalytisch umgesetzt. Dadurch wird ebenfalls Wärme entwickelt, und die Flammen verlöschen nach und nach, da das aus dem Keramikkörper 3, 3'austretende Gas keinen für die Verbrennung in Flammen ausreichenden Anteil an Brenngas enthält.
Die durch die Flammen erzeugten Abgase erwärmen den Keramik- oder MetaJlwabenkörper 4, so dass auch dessen katalytische Beschichtung ihre Reaktionstemperatur erreicht, und das in dem den Keramikkörper 4 durchströmenden Gasgemisch noch enthaltene Brenngas wird katalytisch umgesetzt.
Die dabei entstehenden heissen Abgase geben ihre Wärme an den Wärmetauscher 9 ab und strömen über die Abgasleitung 10 ab.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 wird das zuströmende Brenngasgemisch über die gesamte Höhe des Keramik- oder Metallwabenkörpers 3 umgesetzt, wodurch sich der Keramikkörper 3 entsprechend erwärmt. Die in Richtung des Gemischraumes abgestrahlte Wärme wird vom Wärmetauscher 13 absorbiert, wodurch eine nennenswerte Erwärmung des Gemischraumes 6 vermieden wird.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 erfolgt die Umsetzung des Brenngasgemisches lediglich im Endbereich 15 des zuströmseitigen Keramik- oder Metallwabenkörpers 3'. Dadurch erwärmt sich dieser im Wesentlichen nur in diesem Bereich, so dass sich keine nennenswerte Wärmestrahlung in Richtung zum Gemischraum 6 ergibt.
Die weitere Umsetzung des Brenngasgemisches erfolgt dabei im Keramikkörper 4.
Die an den Heizkörperschacht 1 abgestrahlte Wärme wird über die Kühlschlange 12 abgeführt, so dass sich nur geringe Abstrahlungsverluste ergeben.