Strahlungsbrenner Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsbrenner, bei welchem mindestens die Aussenseite eines gasdurchlässigen äussern Teils mittels eines durch denselben durchtre tenden und frühestens in ihm verbrennenden Gas-Luft-Gemisches zum Glühen gebracht wird.
Derartige Strahlungsbrenner sind bekannt. Sie weisen als äussern Strahlungsteil eine finit Gasdurchtrittskanälen versehene Abschluss- platte aus Schamotte, Steatit oder sonstigen feuerfesten Materialien auf, die durch Sinte- rung ein homogenes oder grobporöses Gefüge erhalten haben.
Viele dieser bekannten<B>i</B> b- schlussplatten weisen eine zu hohe Wärme leitfähigkeit auf, so da.ss bei damit ausgerüste ten Strahlungsbrennern nicht nur ein grosser Wärmeverlust durch Leitung von der strah lenden Aussenfläche nach innen erfolgte, son dern, dass sich die innern Teile der Abschluss- pla.tte so stark erhitzen konnten, da.ss das brennbi,re Gemisch im Mischrohr des Bren ners entzündet wurde, was ein Rückschlagen der Flamme auf :die Gasdüse zurück zur Folge hatte.
Es wurden zur Vermeidung dieser Nach teile auch hochporöse Massen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit entwickelt, welche ein Rückschlagen der Flamme auf die Gasdüse zurück verhindern sollten.
Alle bekannten Abschlussplatten hatten abgesehen von einer mangelhaften Rüek- schlagsicherheit den gemeinsamen Nachteil, dass die Masse der Abschlussplatten ausser ordentlich gross war und es daher sehr lange dauerte, bis die Plattenaussenfläche zu glühen begann. Ausserdem fand bei allen bekannten Abschlussplatten trotz stark verminderter Wärmeleitfähigkeit doch eine erhebliche Wärmeableitung nach dem Innern des Bren ners statt, so -dass der Wirkungsgrad dieser Strahlungsbrenner klein war.
Diese Nachteile bekannter Strahlbrenner lassen sich beim Strahlungsbrenner gemäss vorliegender Erfindung vermeiden. Er ist da durch gekennzeichnet, dass der genannte äussere Teil des Brenners mindestens zwei übereinanderliegende, gasdurchlässige Schich ten aufweist, von welchen mindestens die äusserste aus einer gazeartigen Folie besteht und derart bemessen und bezüglich der darunterliegenden Schicht bzw.
Schichten derart angeordnet ist, dass die Verbrennung nicht hinter der äussersten ,Schicht. stattfin det. Diese Schichten können vorzugsweise alle aus siebartigen Metallgittern bestehen, welche innerhalb praktischer Grenzen beliebig dünn und leicht ausgeführt sein können, und der Brenner kann z. B. so betrieben werden, dass die äussere Schicht auf helle Rotglut erhitzt wird, während die innere oder innern, einzig der Rückschlagsicherung dienende Schichten verhältnismässig kühl bleiben.
Wenn älle Schichten gazeartig sind, kann ohne weiteres erreicht werden dass die nach innen abge- strahlte Wärme durch Anbringen eines Re flektors hinter den Schichten durch die Git termaschen wieder nach aussen geworfen wer den. Zweckmässigerweise wird dabei die Innenfläche des Brennerkopfes als reflek tierende Fläche ausgebildet.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Strahlungsbrenners im Axialschnitt dar- r gestellt.
Die Gasdüse 1 des Brenners ist mittels einer Schraube 2 auf eine Gasleitung 3 auf- geflanscht. Das Gas strömt durch die zentrale Bohrung 4 der Schraube 2 zur Düse 1 und tritt dann in das auf die Düse aufgeschobene und darauf mittels einer Stellschraube fest gehaltene Mischrohr 5 des Brenners aus. Das Mischrohr 5 weist einen seitlichen Schlitz 6 auf, durch welchen Luft angesogen wird. Auf das mit Gewinde versehene untere Ende des Mischrohres 5 ist der Brennerkopf aufge schraubt, welcher eine Verteilerhaube 7 und einen sehalenartigen Brennerkorpus 8 mit stark reflektierender Innenfläche aufweist, der beispielsweise aus Aluminium besteht.
Auf die nach aussen gebogenen Ränder des Brennerkorpus 8 sind mittels eines Press- ringes 9 zwei gleichartige:, gazeartige Metall gitter oder Drahtnetze 10 aufgesetzt, welche einen äussern Teil des Brenners bilden. Diese Drahtnetze können beliebig fein sein, sollten jedoch eine Maschenweite von ungefähr 1 mm nicht überschreiten, da sonst Rückzündungen auf die Gasdüse nicht mit Sicherheit verinie- den werden können.
Sehr gute Resultate wur den beispielsweise mit hochhitzebeständigen Drahtgeflechten aus Chrömnickelstahldraht 18/8 (18% Chrom, 8% Nickel) mit einer Masehenweite von 0,4 mm und einem Draht durchmesser von 0,2 mm erzielt. Die Siebe sind dabei lose aufeinandergelegt, das heisst, es sind keine besonderen Massnahmen zu tref fen, um dieselben in einem ganz bestimmten Abstand voneinander zu halten.
Unter diesen Voraussetzungen werden sich die Geflechte nur an gewissen Stellen berühren, während sie an den meisten Stelleneinen kleinen Ab stand voneinander haben. Der dargestellte und beschriebene Strah lungsbrenner funktioniert wie folgt: Der aus der Gasdüse 1 austretende Gasstrahl reisst Luft mit sich und vermischt sieh mit. der3el- ben im Mischrohr 5. Das brennbare Gas-Luft- Gemisch tritt dann durch die nicht näher be zeichneten Öffnungen in der Verteilerhaube 7 in den Brennerraum zwischen den Geflech ten 10 und dem Brennerkorpus 8 aus.
Das Gemisch strömt von hier durch die Geflechte 10 durch und verbrennt in den Maschen öffnungen des äussern Geflechtes, wodurch letzteres so stark erhitzt wird, dass es zu glühen beginnt. Enthält das Gemisch nicht genügend Sauerstoff zu einer vollständigen Verbrennung, so findet. eine Verbrennung der restlichen brennbaren Gemischanteile unmit telbar ausserhalb des äussern Geflechtes 10 statt, wo bereits Sekundärluft zutreten kann. Auch diese letzte Verbrennungszone wirkt beheizend auf das äussere Geflecht 10. Das äussere Geflecht erreicht dabei Temperaturen von 'T00 bis 800 C, das heisst helle-Rotglut.
Wie erwähnt, spielt sich die Verbrennung im äussern Geflecht 10 und gegebenenfalls noch in unmittelbarer Nähe des äussern Ge flechtes 10 auf dessen Aussenseite ab und erhitzt dieses. Um die gewünschte Strahlung zu erhalten, würde also grundsätzlich ein einfaches Geflecht genügen. Es hat sich aber gezeigt, dass beim Kleinstellen der Flamme, das heisst bei Abnahme der Strömungs geschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches, die Flamme sehr leicht auf die Gasdüse zurück schlägt. Dieses Zurückschlagen wird nun in einfacher und wirksamer Weise durch das innere Drahtgeflecht 10 verhindert. Die Gründe hierzu sind nicht restlos abgeklärt.
Man nimmt jedoch an, dass die Flamme nicht durch das innere Geflecht durchtreten kann, weil einmal die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Maschen des innern Geflechtes grösser ist als zwischen den Geflechten und weil die Temperatur des innern Geflechtes so niedrig ist, da.ss die Gase zwischen seinen Maschen noch so kühl sind, dass eine Flamme erlöschen muss, bevor sie durch das Geflecht durchgetreten ist. Die Rückschlagsicherung hat sich als besonders wirksam erwiesen, wenn die Geflechte so angeordnet werden, dass die Drähte des einen Geflechtes die Maschen- öffnungen des andern überdecken.
Die Masse und somit die Wärmekapazität des aus den Drahtgeflechten 10 bestehenden äussern Brennerteils ist sehr klein. Die oban angegebene Glühtemperatur wird im norma len Betrieb in weniger als 20 sec. erreicht. Trotzdem die Masse dieses äussern Teils klein ist, ist. die strahlende Fläche verhältnismässig gross, indem auch die von den seitlichen und üinern Drahtpartien abgestrahlte Wärme ent weder direkt oder nach Reflektion am Bren- nerkorpus 8 durch die Maschenöffnungen austritt.
Der Strömungswiderstand des äussern, aus den Drahtgeflechten 10 bestehenden Brenner teils soll relativ klein sein. Unter diesen Um ständen wird bei einer bestimmten Austritts geschwindigkeit des Gases aus der Gasdüse 1 eine verhältnismässig hohe Strömungsge- sehwindigkeit im iVTischrohr 5 erzielt, was an derseits zur Folge hat, dass viel Primärhift angesaugt. wird.
Das brennbare Gas-Luft-Ge- niiseli ist also reich an Sauerstoff und wird praktisch vollständig in den Maschen des äussern Geflechtes verbrennen, so dass die ganze Verbrennungsenergie unmittelbar zur Erhitzung des äussern Geflechtes beitragen wird. Dadurch ergibt sich ein verhältnis mässig hoher Wirkungsgrad des Strahlungs brenners.
Der beschriebene Strahlungsbrenner eignet sieh beispielsweise als Strahlungsheizelement in Trockenöfen und Grillieröfen. Beim letzt genannten Anwendungszweck ist auch der Umstand sehr wesentlich, dass die Anheizzeit des Brenners selbst verglichen mit der Be triebszeit zum Grillieren sehr klein ist, was zu dem bereits erwähnten hohen thermischen Wirkungsgrad auch einen sehr guten Be triebswirkungsgrad ergibt.
Die beiden Geflechte 10 könnten natürlich verschiedene Maschenweite aufweisen, wobei vorzugsweise das innere Geflecht feiner 1;e- wählt wird. Auch könnten die Drahtgeflechte durch andere geeignete gasdurchlässige gaze- artige Schichten, beispielsweise dünne, grob poröse gesinterte Schichten oder dergleichen ersetzt sein. Auch könnten feuerfeste Ge flechte aus andern Materialien als Metallen verwendet werden.
Zur Erhöhung der Rückzündsicherheit kann es unter Umständen von Vorteil sein, mehr als zwei gasdurchlässige Schichten vor zusehen, die alle gleichartig oder verschieden artig aufgebaut sein könnten.
Da die Verbrennung in den Maschen der äussersten, gazeartigen Schicht des Brenners und evtl. auch noch ausserhalb dieser Schicht stattfindet und somit hauptsächlich nur diese Schicht erhitzt wird, kann gegebenenfalls auch eine innere, plattenartige, gasdurchläs sige Schicht vorgesehen werden.