DE102004006824A1 - Pore burner with silicon carbide pore body - Google Patents

Pore burner with silicon carbide pore body Download PDF

Info

Publication number
DE102004006824A1
DE102004006824A1 DE102004006824A DE102004006824A DE102004006824A1 DE 102004006824 A1 DE102004006824 A1 DE 102004006824A1 DE 102004006824 A DE102004006824 A DE 102004006824A DE 102004006824 A DE102004006824 A DE 102004006824A DE 102004006824 A1 DE102004006824 A1 DE 102004006824A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pore
fabric
burner
pore burner
silicon carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102004006824A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102004006824B4 (en
Inventor
Michael Hoetger
Walter Dr. Thiele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SGL Carbon SE
Enginion AG
Original Assignee
SGL Carbon SE
Enginion AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGL Carbon SE, Enginion AG filed Critical SGL Carbon SE
Priority to DE102004006824A priority Critical patent/DE102004006824B4/en
Priority to PCT/EP2004/003968 priority patent/WO2004092646A1/en
Priority to EP04727529A priority patent/EP1618336B1/en
Priority to AT04727529T priority patent/ATE514902T1/en
Priority to JP2006505129A priority patent/JP2006523815A/en
Publication of DE102004006824A1 publication Critical patent/DE102004006824A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102004006824B4 publication Critical patent/DE102004006824B4/en
Priority to US11/252,344 priority patent/US20060035190A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23C99/006Flameless combustion stabilised within a bed of porous heat-resistant material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/14Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/145Radiant burners using screens or perforated plates combustion being stabilised at a screen or a perforated plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/104Grids, e.g. honeycomb grids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2212/00Burner material specifications
    • F23D2212/10Burner material specifications ceramic
    • F23D2212/105Particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14Special features of gas burners
    • F23D2900/14582Special features of gas burners with outlets consisting of layers of spherical particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Ein Porenbrenner (10) zum Verbrennen eines Brennstoff-Luft-Gemisches zur Erzeugung eines heißen Rauchgases (22), enthaltend ein Gehäuse (12), in welchem ein Porenmaterial (16) aus porösem, hochtemperaturfestem Siliziumkarbid (SiC) für eine Verbrennung vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Porenkörper siliziertes Kohlenstoffgewebe umfasst, welches eine geordnete, regelmäßige Struktur aufweist. Das Gewebe (16) aus Siliziumkarbid kann eine von einer Planfläche abweichende Form, zum Beispiel eine Wellenform, aufweisen und eine Mehrzahl von Gewebestücken (28, 30) kann aufeinander geschichtet sein.A pore burner (10) for burning a fuel-air mixture to produce a hot flue gas (22), comprising a housing (12) in which a pore material (16) made of porous, high-temperature-resistant silicon carbide (SiC) is provided for combustion, is characterized in that the pore body comprises siliconized carbon fabric, which has an orderly, regular structure. The fabric (16) made of silicon carbide can have a shape that deviates from a flat surface, for example a wave shape, and a plurality of fabric pieces (28, 30) can be stacked on top of one another.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung betrifft einen Porenbrenner zum Verbrennen eines Brennstoff-Luft-Gemisches zur Erzeugung eines heißen Rauchgases, enthaltend ein Gehäuse, in welchem ein Porenmaterial aus porösem, hochtemperaturfestem Siliziumkarbid (SiC) für eine Verbrennung vorgesehen ist.The The invention relates to a pore burner for burning a fuel-air mixture for generation one is called Flue gas containing a housing, in which a pore material made of porous, high temperature resistant silicon carbide (SiC) for combustion is provided.

Ein solcher Porenbrenner wird zum Beispiel eingesetzt, um einen Dampfüberhitzer mit einem heißen Rauchgasstrom zu beaufschlagen. Der in dem Dampfüberhitzer entstehende Dampf hat hohe Temperaturen und steht unter starkem Druck. Die in dem Dampf gespeicherte Energie kann dann in Form von mechanischer bzw. elektrischer Energie nutzbar gemacht werden, z. B. durch Entspannung in einer Expansionsmaschine zum Antrieb eines Generators. Je heißer der Dampf und je höher der Druck, um so besser ist der Wirkungsgrad solcher Maschinen. Entsprechend ist es erforderlich, dass der Rauchgasstrom möglichst hohe Temperaturen aufweist. Typische Temperaturen liegen im Bereich zwischen 850°C und 1400°C.On such pore burner is used, for example, to a steam superheater with a hot one To apply flue gas flow. The steam generated in the steam superheater has high temperatures and is under high pressure. The one in the steam stored energy can then be in the form of mechanical or electrical Energy can be used, e.g. B. by relaxation in one Expansion machine for driving a generator. The hotter the Steam and the higher the pressure, the better the efficiency of such machines. Accordingly, it is necessary that the flue gas flow if possible has high temperatures. Typical temperatures are in the range between 850 ° C and 1400 ° C.

Die Porenbrenner zur Erzeugung eines heißen Rauchgasstroms unterscheiden sich insbesondere von einem reinen Strahlungsbrenner, bei dem nur die Strahlungswärme des Brenners genutzt wird und das entstehende Rauchgas als Nebenprodukt über einen Kamin oder ein Abluftrohr abgezogen wird. Solche Strahlungsbrenner sind zum Beispiel künstliche Kaminfeuer oder Strahlungsbrenner zum Trocknen von Lackierungen. Zwar kann auch die Strahlungswärme eines Porenbrenner genutzt werden, der wesentliche Anteil der auf den Dampferzeuger übertragenen Energie kommt jedoch aus dem Rauchgas.The Differentiate pore burners for generating a hot flue gas stream in particular from a pure radiation burner, where only the radiant heat the burner is used and the flue gas produced as a by-product via a Chimney or an exhaust pipe is withdrawn. Such radiant burners are artificial, for example Open fire or radiant burner for drying paintwork. Radiant heat can also a pore burner can be used, the main part of the transferred to the steam generator However, energy comes from the flue gas.

Aus der DE 199 39 951 C2 ist ein Porenbrenner zur Verbrennung eines Brennstoff/Oxidationsmittelgemisches bekannt. Der Porenbrenner ist mit kugelförmigen Füllkörpern gefüllt. Die Größe der entstehenden Poren ist durch die Größe der Füllkörper bestimmt. Der bekannte Porenbrenner ist so ausgelegt, dass durch ein zusätzliches Kühlgas eine zu hohe Temperatur im Reaktionsraum vermieden wird.From the DE 199 39 951 C2 a pore burner for burning a fuel / oxidant mixture is known. The pore burner is filled with spherical fillers. The size of the resulting pores is determined by the size of the packing. The known pore burner is designed so that an excessively high temperature in the reaction space is avoided by an additional cooling gas.

Aus der DE 195 27 583 C2 ist ein Porenbrenner bekannt, der poröses Material enthält, welches räumlich zusammenhängende Hohlräume aufweist, die von einer Packung aus hitzebeständigem Draht- Folien- oder Blechmaterial gebildet sind. In diesen Hohlräumen bildet sich eine definierte Flammenzone. Das Material ist für hohe Temperaturen nicht geeignet.From the DE 195 27 583 C2 a pore burner is known which contains porous material which has spatially connected cavities which are formed by a packing made of heat-resistant wire, foil or sheet material. A defined flame zone forms in these cavities. The material is not suitable for high temperatures.

Es sind weiterhin Porenbrenner bekannt, die mit einer Keramik gefüllt sind, die eine Vielzahl von Hohlräumen aufweisen, z. B. aus der US 5,890,886 . Es sind auch andere Schaumkeramiken, Metallschäume oder -schwämme bekannt, z. B. aus der DE 196 21 638 A1 . Diese Schäume oder Schwämme weisen den Nachteil auf, dass sie teuer in der Herstellung sind. Außerdem sind sie sehr empfindlich gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen. Sie reißen oder platzen bei übermäßiger Belastung, was zu verminderter Leistungsfähigkeit und vermehrtem Schadstoffausstoß führt.Pore burners are also known which are filled with a ceramic which has a large number of cavities, e.g. B. from the US 5,890,886 , Other foam ceramics, metal foams or sponges are also known, e.g. B. from the DE 196 21 638 A1 , These foams or sponges have the disadvantage that they are expensive to manufacture. They are also very sensitive to mechanical and thermal loads. They tear or burst under excessive load, which leads to reduced performance and increased pollutant emissions.

Aus der DE 198 47 042 A1 ist eine hochporöse Brennermatte bekannt, die aus metallischen oder keramischen Fasern besteht, welche in unregelmäßigen Strukturen miteinander verschweißt sind. Die Matte ist mit Löchern versehen, durch welche das Gas strömt. Es entstehen Bereiche unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten, durch welche ein unregelmäßiger Flammenteppich entsteht, der von der Oberfläche der Matte abhebt.From the DE 198 47 042 A1 a highly porous burner mat is known which consists of metallic or ceramic fibers which are welded together in irregular structures. The mat is provided with holes through which the gas flows. Areas of different flow velocities are created, through which an irregular flame carpet is created which lifts off the surface of the mat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Porenbrenner zu schaffen, der eine gleichmäßige Verbrennung aufweist und dessen Porenstruktur direkt im Herstellungsprozess beeinflussbar ist.It is the object of the invention to provide a pore burner, the one even combustion has and its pore structure directly in the manufacturing process can be influenced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Porenkörper siliziertes Kohlenstoffgewebe umfasst, welches eine geordnete, regelmäßige Struktur aufweist. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich die Eigenschaften eines Porenbrenners beeinflussen lassen, wenn die Porenstruktur gezielt herstellbar ist. Ein Verweben des harten und spröden Materials Siliziumkarbid ist nicht möglich. Durch Silizieren eines geeignet geformten Kohlenstoffgewebes ist es jedoch möglich, eine entsprechend gestaltete Gewebestruktur aus SiC zu schaffen. Das silizierte Gewebe ist kostengünstig herstellbar. Es hält mechanischen und thermischen Belastungen sehr gut stand. Die Maschenweite und flächige Form des Gewebes ist ebenso individuell anpassbar wie dessen Größe und Umrisse, so dass bei Verwendung derartiger Materialien als Porenkörper für Porenbrenner eine Optimierung der Brennereigenschaften möglich ist.According to the Task solved by that the pore body Siliconized carbon fabric, which has an orderly, regular structure having. The invention is based on the knowledge that the Have the properties of a pore burner influenced if the Pore structure can be produced in a targeted manner. A weaving of the hard and brittle Silicon carbide material is not possible. By siliconizing one suitably shaped carbon fabric, however, it is possible to to create appropriately designed tissue structure from SiC. The Silicated tissue is inexpensive produced. It holds mechanical and thermal loads very well. The mesh size and flat The shape of the fabric is just as customizable as its size and outline, so that when using such materials as pore bodies for pore burners an optimization of the burner properties is possible.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gewebe aus Siliziumkarbid eine von einer Planfläche abweichende Form auf. Dann kann eine Mehrzahl von Gewebestücken aufeinander geschichtet werden. Auf diese Weise wird ohne zusätzliche Abstandshalter oder dergleichen eine dreidimensionale Anordnung geschaffen, mit welcher der Porenbrenner füllbar ist.In In one embodiment of the invention, the fabric made of silicon carbide one of a flat surface deviating form. Then a plurality of pieces of tissue can be stacked be layered. This way, no additional Spacers or the like a three-dimensional arrangement created with which the pore burner can be filled.

Das Gewebe kann wellenförmig geformt sein. Es sind aber auch andere Formen möglich, wie ein im Querschnitt sägezahnförmiges oder kastenförmiges Profil. Um eine kleine Porengröße zu erhalten, können dann zum einen die Gewebeparameter klein gehalten werden und zum anderen die Wellenform aus einer Vielzahl von kleinen Wellen zusammengesetzt werden.The fabric can be wavy his. However, other shapes are also possible, such as a profile that is sawtooth-shaped or box-shaped. In order to obtain a small pore size, on the one hand the tissue parameters can be kept small and on the other hand the waveform can be composed of a large number of small waves.

Das Gewebe kann aus vollständig silizierten Fasern bestehen. Für einige Anwendungen kann es aber auch sinnvoll sein, dass das Gewebe teilsiliziert ist, und einen Kern aus reinem Kohlenstoff enthält.The Tissue can be made completely Silicated fibers exist. For However, for some applications it may also be useful for the tissue is partially silicided, and contains a core of pure carbon.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die geordneten Strukturen so ausgelegt sind, dass sich Zonen unterschiedlicher Porösität ausbilden. Dabei kann der poröse Körper des Brenners in zwei oder mehr Zonen unterschiedlicher Porengröße ausgebildet sein. Der einlassseitige Teil des porösen Körpers weist dann eine kleinere Porengröße als der auslassseitige Porenkörper auf. Bei dieser Ausgestaltung bildet sich die Flamme in der grobporigen Zone, während in der feinporigen Zone eine Mischung und Vorheizung des Brennstoff-Luft-gemischs stattfinden. Dies führt zu besonders niedrigem Schadstoffgehalt des Rauchgases bei Verbrennung der üblichen Brennstoffe, wie Erdgas, Benzin oder dergleichen. Die Porengröße kann durch die ausgewählten Gewebe und deren Anordnung, wie z. B. Stapelung, besonders gut gestaltet werden.In a particularly preferred embodiment of the invention the ordered Structures are designed so that zones differ Develop porosity. The porous body of the burner in two or more zones of different pore sizes his. The inlet-side part of the porous body then has a smaller one Pore size than that outlet-side pores on. In this configuration, the flame forms in the large-pored Zone while in the fine-pored zone, a mixture and preheating of the fuel-air mixture occur. this leads to too low pollutant content in the flue gas during combustion the usual Fuels such as natural gas, gasoline or the like. The pore size can be determined by the selected ones Tissue and its arrangement, such as. B. stacking, be designed particularly well.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der feinporige Teil aus herkömmlichen Poren bildenden Werkstoffen hergestellt, während der grobporige Teil aus siliziertem Kohlenstoffgewebe besteht. Der Werkstoff des feinporigen Teils ist vorzugsweise schlecht leitend, so dass ein Wärmeübergang aus der Verbrennungszone in die Vormischzone vermieden wird. Auf diese Weise wird einem Rückschlagen der Flammen vorgebeugt.In an alternative embodiment of the invention is the fine-pored Part from conventional Porous materials are made, while the large-pored part is made of siliconized carbon fabric. The material of the fine-pored Part is preferably poorly conductive, so that heat transfer from the combustion zone into the premix zone is avoided. To this Wise one will kick back leaning against the flames.

Die Krümmungsachsen der Wellen eines Gewebestücks können in einer Ebene liegen und die Gewebestücke derart übereinander angeordnet sein, daß die Projektionen der Wellennormalen auf eine solche durch die Krümmungsachsen definierte Ebene senkrecht zueinander verlaufen. Vorzugsweise bilden die Wellennormalen dann jeweils einen Winkel von etwa 45° zur Strömungsrichtung des Rauchgases. Eine Wellennormale ist hier die Senkrechte auf einer Wellenfront. Sie liegt in der durch die Krümmungsachsen definierten Ebene. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Porenstruktur aus gestapelten wellenförmigen SiC-Matten gebildet. Dabei sind die einzelnen Ebenen mit einem Winkel von etwa 90° gegeneinander verdreht angeordnet. Diese Anordnung ist für das Verbrennungsverhalten des Brenners besonders günstig. Die so durchströmte Struktur wird als statischer Mischer bezeichnet. Der Brennstoff und die Verbrennungsluft werden dabei so miteinander vermengt, dass der Kraftstoff besonders schadstoffarm und vollständig verbrannt wird.The bending axes the waves of a piece of fabric can lie in one plane and the tissue pieces are arranged one above the other in such a way that the projections the wave normal to such a plane defined by the axes of curvature run perpendicular to each other. The wave normals preferably form then in each case an angle of approximately 45 ° to the direction of flow of the flue gas. A wave normal is the vertical on a wave front. It lies in the through the axes of curvature defined level. In this embodiment of the invention Pore structure formed from stacked wavy SiC mats. The individual levels are at an angle of approximately 90 ° to each other twisted arranged. This arrangement is for the combustion behavior of the burner particularly cheap. The structure flowed through in this way is called a static mixer. The fuel and the combustion air are mixed together in such a way that the fuel is particularly low in pollutants and complete is burned.

Vorzugsweise ist das Gehäuse des Brenners mit einer isolierenden Schicht versehen. So wird ein ungewünschter konvektiver Wärmeübergang durch das Gehäuse in die Peripherie des Brenners vermieden.Preferably is the housing of the burner with an insulating layer. So an unwanted one convective heat transfer through the housing avoided in the periphery of the burner.

Alternativ kann die Gehäusewandung von einem Kühlmedium durchströmt sein, das entweder getrennt in die Umwelt abgeführt oder mit dem heißen Rauchgas im Auslassbereich des Brenners vermischt wird.alternative can the housing wall from a cooling medium flows through be either discharged into the environment separately or with the hot flue gas is mixed in the outlet area of the burner.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.refinements the invention are the subject of the dependent claims. One embodiment is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

1 ist eine schematische Darstellung eines Porenbrenners 1 is a schematic representation of a pore burner

2 zeigt einen Ausschnitt aus einem wellenförmig geformten Gewebestück aus Siliziumkarbid 2 shows a section of a wave-shaped piece of tissue made of silicon carbide

3 ist Schnitt durch einen schematisch dargestellten Porenbrenner 3 is section through a schematically shown pore burner

4 ist eine Schnitt entlang der Linie A-A in 3 und zeigt den Auslass eines Porenbrenners 4 is a section along the line AA in 3 and shows the outlet of a pore burner

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist schematisch ein Porenbrenner 10 dargestellt. Der Porenbrenner besteht aus einem Gehäuse 12, in welches ein Brenngas-Luftgemisch eingeleitet wird. Die Strömungsrichtung des einströmenden Gases ist durch die Pfeile 14 dargestellt. In dem Gehäuse 12 sind eine Vielzahl von Gewebestücken 16 aufeinander geschichtet. In einer ersten Zone 18 sind die Poren kleiner und in einer zweiten Zone 20 sind die Poren größer. Das poröse Material der ersten Zone 18 ist nicht dargestellt. In der zweiten Zone erfolgt eine Oxidation in den Poren ohne echte Flammenausbildung. Dabei entsteht heißes Rauchgas, welches in 1 durch Pfeile 22 repräsentiert wird. Das Rauchgas wird genutzt, um einen Dampferzeuger zu heizen. Dabei besteht die Möglichkeit, den Dampferzeuger innerhalb des Strahlungsfeldes des Porenbrenners 10 anzuordnen, so dass nicht nur die durch das Rauchgas übertragene Wärme, sondern zusätzlich auch die Strahlungswärme genutzt wird.In 1 is schematically a pore burner 10 shown. The pore burner consists of a housing 12 , into which a fuel gas-air mixture is introduced. The direction of flow of the inflowing gas is through the arrows 14 shown. In the case 12 are a variety of fabric pieces 16 layered on top of each other. In a first zone 18 the pores are smaller and in a second zone 20 the pores are bigger. The porous material of the first zone 18 is not shown. In the second zone there is an oxidation in the pores without real flame formation. This creates hot flue gas, which in 1 by arrows 22 is represented. The flue gas is used to heat a steam generator. It is possible to place the steam generator within the radiation field of the pore burner 10 to be arranged so that not only the heat transferred by the flue gas is used, but also the radiant heat.

Die Gewebestücke 16 sind in 2 nochmals im Detail dargestellt. Sie bestehen aus einem im wesentlichen rechteckigen, netzartigen Gewebe. Eine Vielzahl dieser Gewebestücke 16 ist übereinander geschichtet. Jedes Gewebestück 16 ist wellenförmig um eine Krümmungsachse 37 gebogen. Die Gewebestücke werden so aufeinander geschichtet, dass die Berge 24 und Täler 26 der Krümmungen immer abwechselnd um 90 Grad versetzt aufeinander liegen. Dies ist in 3 ersichtlich. So liegt zum Beispiel das Gewebestück 30 um 90 Grad versetzt auf dem Gewebestück 28 auf. Der Porenbrenner wird vollständig mit den Gewebestücken 16 aufgefüllt. Dadurch bildet sich ein Porenstruktur, die eine besonders gute, gleichmäßige Flammenentwicklung erlaubt. Der Porenkörper wird vom Brennstoff/Luftgemisch parallel zu den Ebenen der einzelnen Gewebe-Schichten und in Richtung der Winkelhalbierenden 34 des Verdrehwinkels zwischen den Wellennormalen 35 und der Wellennormalen 39 der Schichten durchströmt.The tissue pieces 16 are in 2 presented again in detail. They consist of an essentially rectangular, net-like fabric. A variety of these pieces of tissue 16 is layered on top of each other. Every piece of tissue 16 is wavy around an axis of curvature 37 bent. The fabric pieces are stacked on top of each other so that the mountains 24 and valleys 26 the curvatures are alternately 90 degrees apart. This is in 3 seen. For example, the piece of fabric lies 30 offset by 90 degrees on the piece of fabric 28 on. The pore burner is completely with the tissue pieces 16 refilled. This creates a pore structure that allows particularly good, even flame development. The fuel / air mixture creates the porous body parallel to the planes of the individual tissue layers and in the direction of the bisector 34 the angle of rotation between the shaft normals 35 and the wave normal 39 flows through the layers.

Im vorliegenden Fall hat der Porenbrenner 10 einen rechteckigen Querschnitt und ist daher auch mit rechteckigen Gewebestücken 16 gefüllt. Hat der Porenbrenner 10 einen anders geformten Querschnitt, wird selbstverständlich auch die Form der Gewebestücke entsprechend angepasst.In the present case, the pore burner has 10 a rectangular cross-section and is therefore also available with rectangular fabric pieces 16 filled. Has the pore burner 10 a differently shaped cross-section, the shape of the fabric pieces is of course adapted accordingly.

Weiterhin wird das Gehäuse 12 des Porenbrenners von einem Kühlmittel durchströmt. Die Kühlluft wird in diesem Fall gesondert in einen Kühlkanal 38 (4) des Gehäuses 12 eingespeist und wird am Auslass 40 mit dem Rauchgas vermischt.Furthermore, the housing 12 a coolant flows through the pore burner. In this case, the cooling air is separated into a cooling duct 38 ( 4 ) of the housing 12 fed and is at the outlet 40 mixed with the flue gas.

Durch die Größe der Gewebemaschen 32, die Krümmungsradien der Wellentäler und - Berge und die Anzahl der Krümmungen pro Gewebestück kann die Porengröße beeinflusst werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Porengröße in der Zone 18 (1) kleiner und in Zone 20 größer.By the size of the mesh 32 , the radii of curvature of the wave valleys and mountains and the number of curvatures per piece of tissue can influence the pore size. In the present exemplary embodiment, the pore size is in the zone 18 ( 1 ) smaller and in zone 20 greater.

Die Gewebestücke bestehen aus Siliziumkarbid. Siliziumkarbid ist ein carbidischer Keramik-Werkstoff und als solcher nicht verwebbar. Zur Herstellung derartiger Gewebe wird daher ein Kohlenstoffgewebe verwendet, welches in die geeignete Form gebracht und dann siliziert wird. Zum Silizieren eignen sich verschiedene Prozesse. Beim Flüssigsilizierverfahren wird schmelzflüssiges Silizium ein poröses Substrat aus Kohlenstofffaser verstärktem Kohlenstoff (C/C) infiltriert und mit dem Kohlenstoff der Matrix direkt zu SiC reagiert. Das Verfahren ist bekannt und zum Beispiel im Internet unter http://www.fz-juelich.de/iwv/iwv1/index.php?index=8 beschrieben und braucht daher nicht näher erläutert werden.The fabric pieces consist of silicon carbide. Silicon carbide is a carbide Ceramic material and as such not woven. For the production Such a fabric is therefore a carbon fabric, which is brought into the appropriate shape and then siliconized. Suitable for silicating different processes. In the liquid siliciding process molten Silicon a porous Carbon fiber reinforced carbon (C / C) substrate infiltrates and reacts directly with the carbon of the matrix to SiC. The procedure is known and described for example on the Internet at http://www.fz-juelich.de/iwv/iwv1/index.php?index=8 and therefore does not need closer are explained.

Die silizierten Gewebestücke 16 sind nach diesem Vorgang steif und können in den Brenner ohne weitere Formveränderung eingesetzt werden. Das Material ist hochtemperaturfest. Das Herstellungsverfahren für flächige SiC-Strukturen ist verglichen mit schwammartigen Keramikkörpern kostengünstig und die mechanische und thermische Belastbarkeit ist gegenüber Keramikschwämmen wesentlich höher.The siliconized tissue pieces 16 are stiff after this process and can be inserted into the burner without any further change in shape. The material is resistant to high temperatures. The manufacturing process for flat SiC structures is inexpensive compared to sponge-like ceramic bodies, and the mechanical and thermal resilience is significantly higher than that of ceramic sponges.

Claims (8)

Porenbrenner (10) zum Verbrennen eines Brennstoff-Luft-Gemisches zur Erzeugung eines heißen Rauchgases (22), enthaltend ein Gehäuse (12), in welchem ein Porenmaterial (16) aus porösem, hochtemperaturfestem Siliziumkarbid (SiC) für eine Verbrennung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenkörper siliziertes Kohlenstoffgewebe umfasst, welches eine geordnete, regelmäßige Struktur aufweist.Pore burner ( 10 ) to burn a fuel-air mixture to produce a hot flue gas ( 22 ) containing a housing ( 12 ) in which a pore material ( 16 ) made of porous, high-temperature-resistant silicon carbide (SiC) for combustion, characterized in that the pore body comprises siliconized carbon fabric which has an orderly, regular structure. Porenbrenner (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (16) aus Siliziumkarbid eine von einer Planfläche abweichende Form aufweist und eine Mehrzahl von Gewebestücken (28, 30) aufeinander geschichtet sind.Pore burner ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the fabric ( 16 ) made of silicon carbide has a shape deviating from a flat surface and a plurality of fabric pieces ( 28 . 30 ) are layered on top of each other. Porenbrenner (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (16) wellenförmig geformt ist.Pore burner ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the fabric ( 16 ) is wavy. Porenbrenner (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (16) aus vollständig silizierten Fasern besteht.Pore burner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fabric ( 16 ) consists of completely siliconized fibers. Porenbrenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe teilsiliziert ist, und einen Kern aus reinem Kohlenstoff enthält.Pore burner ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fabric is partially silicided and contains a core of pure carbon. Porenbrenner (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geordneten Strukturen so ausgelegt sind, dass sich Zonen unterschiedlicher Porösität ausbilden.Pore burner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ordered structures are designed such that zones of different porosity are formed. Porenbrenner (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachsen der Wellen eines Gewebestücks in einer Ebene liegen und die Gewebestücke derart übereinander angeordnet sind, daß die Projektionen der Wellennormalen auf eine solche durch die Krümmungsachsen definierte Ebene senkrecht zueinander verlaufen.Pore burner ( 10 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the axes of curvature of the waves of a piece of fabric lie in one plane and the pieces of fabric are arranged one above the other in such a way that the projections of the wave normals on such a plane defined by the axes of curvature are perpendicular to one another. Porenbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellennormalen jeweils einen Winkel von etwa 45° zur Strömungsrichtung des Rauchgases bilden.Pore burner according to claim 7, characterized in that the Wave standards each have an angle of approximately 45 ° to the direction of flow of the flue gas form.
DE102004006824A 2003-04-16 2004-02-11 Pore burner with silicon carbide pore body Expired - Fee Related DE102004006824B4 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004006824A DE102004006824B4 (en) 2003-04-18 2004-02-11 Pore burner with silicon carbide pore body
PCT/EP2004/003968 WO2004092646A1 (en) 2003-04-16 2004-04-15 Porous burner comprising a silicon-carbide porous body
EP04727529A EP1618336B1 (en) 2003-04-18 2004-04-15 Porous burner comprising a silicon-carbide porous body
AT04727529T ATE514902T1 (en) 2003-04-18 2004-04-15 PORE BURNER WITH SILICON CARBIDE PORE BODY
JP2006505129A JP2006523815A (en) 2003-04-18 2004-04-15 Porous burner having silicon carbide / porous material
US11/252,344 US20060035190A1 (en) 2003-04-16 2005-10-17 Pore-type burner with silicon-carbide porous body

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317857 2003-04-18
DE10317857.0 2003-04-18
DE102004006824A DE102004006824B4 (en) 2003-04-18 2004-02-11 Pore burner with silicon carbide pore body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004006824A1 true DE102004006824A1 (en) 2004-11-11
DE102004006824B4 DE102004006824B4 (en) 2005-07-28

Family

ID=33154285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004006824A Expired - Fee Related DE102004006824B4 (en) 2003-04-16 2004-02-11 Pore burner with silicon carbide pore body

Country Status (2)

Country Link
AT (1) ATE514902T1 (en)
DE (1) DE102004006824B4 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004062A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Multilayer pore body arrangement for pore burner, comprises preheat zone area, gas supply area provided with recess for ignition and treated as burn zone and corrosion/oxidation protective ceramic layer formed on the both areas surfaces
DE102005044494B3 (en) * 2005-09-16 2007-03-08 Wenzel, Lothar Device for removing harmful components from exhaust gases of internal combustion engines
WO2016026715A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Porous body, in particular for use as a combustion zone of a porous burner, and porous burner comprising such a porous body
WO2016026713A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Through-flow device and porous burner with a through-flow device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007037971B4 (en) * 2007-08-11 2018-11-29 Gvp Gesellschaft Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh Heat Guns

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4895513A (en) * 1987-08-06 1990-01-23 Br Laboratories, Inc. Heat resistant combustion element
FR2686336B1 (en) * 1992-01-20 1995-01-13 Aerospatiale CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL HAVING OXIDATION RESISTANT MATRIX SIC AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
DE19527583C2 (en) * 1995-07-28 1998-01-29 Max Rhodius Gmbh Burners, especially for heating systems
DE19621638C2 (en) * 1996-05-30 2002-06-27 Fraunhofer Ges Forschung Open cell foam ceramic with high strength and process for its production
US5989013A (en) * 1997-01-28 1999-11-23 Alliedsignal Composites Inc. Reverberatory screen for a radiant burner
US5890886A (en) * 1997-07-21 1999-04-06 Sulzer Chemtech Ag Burner for heating systems
DE19753249B4 (en) * 1997-12-01 2005-02-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ceramic network, process for its manufacture and use
DE19847042B4 (en) * 1998-10-13 2008-05-29 Ceramat, S. Coop., Asteasu Highly porous burner mat for gas and / or oil burners
DE19939951C2 (en) * 1999-08-23 2002-10-24 Sgl Acotec Gmbh Method for a burner and a corresponding device
DE19944345A1 (en) * 1999-09-16 2001-03-22 Sgl Technik Gmbh Composite material reinforced with fibers and / or fiber bundles with a ceramic matrix

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004062A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Multilayer pore body arrangement for pore burner, comprises preheat zone area, gas supply area provided with recess for ignition and treated as burn zone and corrosion/oxidation protective ceramic layer formed on the both areas surfaces
EP1693618A2 (en) * 2005-01-21 2006-08-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Porous Body for a Porous Burner, Method for Manufacturing a Porous Body for a Porous Burner and Porous Burner
EP1693618B1 (en) * 2005-01-21 2011-07-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Porous Body for a Porous Burner, Method for Manufacturing a Porous Body for a Porous Burner and Porous Burner
DE102005044494B3 (en) * 2005-09-16 2007-03-08 Wenzel, Lothar Device for removing harmful components from exhaust gases of internal combustion engines
WO2016026715A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Porous body, in particular for use as a combustion zone of a porous burner, and porous burner comprising such a porous body
WO2016026713A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Through-flow device and porous burner with a through-flow device

Also Published As

Publication number Publication date
ATE514902T1 (en) 2011-07-15
DE102004006824B4 (en) 2005-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT504398B1 (en) PORENBURNER, AND METHOD FOR OPERATING A PORN BURNER
EP1618336B1 (en) Porous burner comprising a silicon-carbide porous body
EP2641022B1 (en) Combustion method and membrane with cool flame root
WO2011020723A2 (en) Radiation burner
EP1373799A1 (en) Burner for a gas and air mixture
WO2001058212A1 (en) Electric heating element and method for the production thereof
DE102004006824A1 (en) Pore burner with silicon carbide pore body
DE60308071T3 (en) Burner for process heating with very low NOx emission
DE10215734A1 (en) Device and method for treating exhaust gases from solid fuel fireplaces
DE10004177A1 (en) Electric heating element, in particular, for a radiant heating unit of an electric cooker consists of a semiconductor ceramic material which includes cavities and/or is porous
DE60207084T2 (en) ATMOSPHERIC GAS BURNER MADE FROM BIOLOUS AND GELCAST CERAMIC FIBERS
EP1418382A2 (en) Radiant burner
DE102008000010B4 (en) Plate-shaped ceramic heat radiating body of an infrared surface radiator
DE112018007455T5 (en) Highly efficient and clean excess enthalpy incinerator and furnace body using such a device
WO1998050733A1 (en) Gas burner
DE2226976C3 (en) Industrial furnace in particular galvanizing kettle
DE2050172A1 (en) Heat exchange arrangement
DE102016113691B4 (en) ignition device
DE1301416B (en) Burner designed as an infrared heater
DE202024100516U1 (en) Gas-permeable 3D thermal insulation product made from basalt fibers
DE166303C (en)
JPH10185126A (en) Burner element for surface combustion burner
DE2116072C3 (en) Lightweight portable furnace construction and method of heating it
AT17797B (en) Device for the combustion of gaseous, liquid or solid fuels.
AT299490B (en) Burners for liquid and / or gaseous fuels

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SGL CARBON AG, 65203 WIESBADEN, DE

Owner name: ENGINION AG, 13355 BERLIN, DE

8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SGL CARBON SE, 65203 WIESBADEN, DE

Owner name: ENGINION AG, 13355 BERLIN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120901