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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen eines Wärme
speichernden Brenners zur Verwendung in einem industriellen Verbrennungsofen.
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In
vergangenen Jahren wurde ein Wärme speichernder Brenner
in einem industriellen Verbrennungsofen eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit
des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern. Wie aus der Patentschrift
1 und der Patentschrift 2 ersichtlich ist, ist der Wärme
speichernde Brenner ein Brenner mit einem Wärmespeicherelement
an einem Luftzufuhr-/Abgabepfad des Brenners. Der Brenner wiederholt
abwechselnd jeden relativ kurzen Zeitraum von ungefähr
30 Sekunden eine Verbrennung und einen Ausstoß. In diesem
Betrieb wird die von dem Verbrennungsgas gehaltene Wärme
durch ein Wärmespeicherelement des Brenners in dem Abgabezustand
gesammelt, während die Verbrennungsluft unter dem Verbrennungszustand
durch das Wärmespeicherelement des Brenners geführt
wird, um die Verbrennungsluft vorzuwärmen, so dass ein
hoher thermischer Wirkungsgrad erreicht wird.
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In
diesem Wärme speichernden Brenner sind ein Brennerabschnitt 51 und
ein Wärmespeicherabschnitt 52 miteinander in Serie
in Verbindung, wie aus 4 ersichtlich ist. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet
eine Ofenwand; 54 einen Brennerstein, der aus einem feuerfesten
Material hergestellt ist; 55 eine Brennstoffdüse; 56 eine
Wärme isolierende Wand des Brenners, die aus einem feuerfesten
Wärme isolierenden Material hergestellt ist; und 57 ein Wärmespeicherelement,
das aus einem feuerfesten Material hergestellt ist. In einem derart
konstruierten Wärme speichernden Brenner sind der Brennerabschnitt 51 und
der Wärmespeicherabschnitt 52 voneinander getrennt.
Somit wird die Wärmespannung, die in dem Wärmespeicherabschnitt 52 erzeugt
wird, und die von Wärmeschwankungen herrührt,
die durch die wiederholte Verbrennung und Luftabgabe verursacht
werden, nie auf den Brennerabschnitt 51 übertragen.
Deswegen weist der Brenner eine exzellente Lebensdauer auf. Da jedoch
ein Hauptabschnitt des Brennerabschnitts 51 und der gesamte
Wärmespeicherabschnitt 52 außerhalb des
Ofens installiert sind, ist es zum Verhindern einer Freigabe der
Wärme von diesen Abschnitten, die außerhalb des
Ofens installiert sind, erforderlich, dass eine Verkleidung an der
Wärme isolierenden Wand 56 des Brenners bereitgestellt
ist, die aus einem Wärme isolierenden Material hergestellt
ist. Insbesondere ist es erforderlich, dass die feuerfeste Wärme
isolierende Wand 56 eine größere Dicke
aufweist, desto höher die Temperatur ist, mit der es beabsichtigt
ist, den Brenner zu verwenden, wie zum Beispiel zum Sintern von
Feinkeramik (zum Beispiel beträgt die Temperatur innerhalb
des Ofens 1400°C oder mehr). In diesem Fall besteht ein
Problem, dass der Wärme speichernde Brenner als Ganzes übermäßig
groß wird.
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Um
dieses Problem zu lösen, wurde ein Wärme speichernder
Brenner mit einem Brennerabschnitt und einem Wärmespeicherabschnitt,
die einstückig als Einheit ausgebildet sind, vorgeschlagen, wie
aus 5 ersichtlich ist. In 5 bezeichnet
das Bezugszeichen 61 eine Kraftstoffdüse; 62 einen Brennerstein,
der aus einem feuerfesten Material hergestellt ist; 63 ein
Wärmespeicherelement, das aus feuerfestem Material hergestellt
ist; 64 eine Wärme isolierende Wand des Brenners,
die aus feuerfestem Wärme isolierenden Material hergestellt
ist; und 65 eine Ofenwand. Da die Hälfte oder
mehr Abschnitte des Brennerabschnitts des Wärme speichernden Brenners,
der aus 5 ersichtlich ist, innerhalb
der Ofenwand 65 installiert sind, besteht ein Vorteil,
dass die außerhalb des Ofens installierten Abschnitte in Bezug
auf Kapazität reduziert werden können. Dieser
Wärme speichernde Brenner weist eine Konstruktion auf,
in der der Abschnitt des Wärmespeicherelements 63,
dessen Temperatur zu hoch ansteigen wird, innerhalb des Ofens angeordnet
ist, während lediglich die Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung
des Wärmespeicherelements 63, dessen Temperatur
niedrig ist, außerhalb des Ofens angeordnet ist. Wegen
dieser Konstruktion kann die Wärme isolierende Wand 64 des
Brenners von kleiner Dicke sein, und als Ergebnis kann der Wärme
speichernde Brenner als Ganzes von kompakter Größe
sein. Da jedoch in dem Wärme speichernden Brenner, der
aus 5 ersichtlich ist, der Brennerstein 62 angrenzend an
das Wärmespeicherelement 63 angeordnet ist, wird
eine Wärmespannung 66, die in dem Wärmespeicherelement 63 erzeugt
wird, und von den Wärmeschwankungen herrührt,
die durch die wiederholte Verbrennung und Luftabgabe verursacht
wird, auf den Brennerstein 64 aufgebracht. Als Ergebnis
erhält der Brennerstein 64 Risse und wird beschädigt,
oder der Brennerstein 64 wird herausgeschoben und fällt in
den Ofen. Somit besteht ein Problem der Lebensdauer. Unter solchen
Umständen besteht Bedarf zum Entwickeln eines Wärme speichernden
Brenners von kompakter Größe aber mit einer verbesserten
Lebensdauer.
- [Patentschrift 1] Japanische Patentveröffentlichung 1976-47131
- [Patentschrift 2] Japanische
offengelegte Gebrauchsmusterveröffentlichung 1991-46742
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung einen Wärme speichernden
Brenner von kompakter Größe und mit einer verbesserten
Lebensdauer bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch einen Wärme speichernden
Brenner nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung werden gemäß den abhängigen
Ansprüchen ausgeführt.
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Zur
Lösung der oben beschriebenen Probleme umfasst ein Wärme
speichernder Brenner einen Wärmespeicherabschnitt mit einem
Wärmespeicherelement darin, und der Wärme speichernde
Brenner arbeitet, indem er abwechselnd eine Wärmespeicherung
und Verbrennung wiederholt, in der ein Abgas durch den Wärmespeicherabschnitt
geführt wird, um das Wärmespeicherelement aufzuwärmen,
und so die Wärme darin zu speichern, und dann eine Verbrennungsluft
durch den Wärmespeicherabschnitt geführt wird,
um die Verbrennungsluft durch einen Wärmeaustausch mit
dem Wärmespeicherelement vorzuwärmen, das die
darin gespeicherte Wärme hält, und die vorgewärmte
Verbrennungsluft verwendet wird, um die Verbrennung auszuführen,
wobei eine Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an einer Innenseite des Ofens kleiner als eine Querschnittsfläche
des Wärmespeicherabschnitts an einer Seite einer Luftzufuhr-/ Abgabeöffnung
ausgebildet ist, und zusätzlich eine Dicke eines feuerfesten,
Wärme isolierenden Teils, das den Wärmespeicherabschnitt
bedeckt, an der Innenseite des Ofens des Wärmespeicherabschnitts
dick ausgeführt ist, während es an der Seite der
Luftzufuhr-/Abgabeöffnung des Wärmespeicherabschnitts
dünn ausgeführt ist.
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Es
ist bevorzugt, dass der Brennerstein, durch die die Verbrennungsluft
und das Abgas durchgeführt werden, und zu der ein Kraftstoff
geliefert wird, aus einem feuerfesten Material hergestellt ist, und
dass der Brennerstein mit einem feuerfesten, Wärme isolierenden
Teil bedeckt ist. Außerdem ist es bevorzugt, dass der Wärmespeicherabschnitt
im Wesentlichen in der Form eines Kreiskegels oder im Wesentlichen
in der Form eines rechteckigen Kegels (Pyramide) ausgeführt
ist. Außerdem ist es bevorzugt, dass plattenartige keramische
Waben angrenzend aneinander angeordnet sind, wobei deren entsprechende
Wärmespeicherabschnitte in einem geschichteten Zustand
mit einem dazwischen erzeugten Abstand angeordnet sind, und dass
die Verbrennungsluft und das Abgas durch die keramischen Waben durchgeführt
werden.
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Außerdem
ist es bevorzugt, dass die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an der Innenseite des Ofens ungefähr mit 1/10 bis 1/2 der Querschnittsfläche
des Wärmespeicherabschnitts an der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung
ausgeführt ist.
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In
dem Wärme speichernden Brenner der vorliegenden Erfindung
ist die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an der Innenseite des Ofens kleiner ausgeführt als die
Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung, und zusätzlich
ist die Dicke des feuerfesten, Wärme isolierenden Teils,
das den Wärmespeicherabschnitt bedeckt, an der Innenseite des
Ofens des Wärmespeicherabschnitts dick ausgeführt,
während sie an der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung
des Wärmespeicherabschnitts dünn ausgeführt
ist. Der Wärmespeicherabschnitt an der Innenseite des Ofens,
der der hohen Temperatur ausgesetzt ist, ist mit dem feuerfesten,
Wärme isolierenden Teil großer Dicke bedeckt,
und kann somit ausreichend wärmeisoliert werden. Da außerdem
die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung bei einer niedrigen
Temperatur groß ist, kann eine Wärmekapazität
sichergestellt werden, die zum Speichern der Wärme erforderlich
ist, und die Wärme kann wirkungsvoll gespeichert werden.
Als Ergebnis kann der Wärmespeicherabschnitt im Vergleich
mit bekannten von kompakter Größe ausgeführt
sein, und es wird möglich, einen Wärme speichernden
Brenner von kompakter Größe bereitzustellen.
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Außerdem
ist der Brennerstein, durch den die Verbrennungsluft und das Abgas
durchgeführt werden, und zu dem der Kraftstoff geliefert
wird, aus einem feuerfesten Material hergestellt, und der Brennerstein
ist mit dem feuerfesten, Wärme isolierenden Teil bedeckt.
Somit ist es nicht erforderlich, dass der Brennerstein eine Wärme
isolierende Funktion aufweist. Als Ergebnis kann ein feines und
hochfestes feuerfestes Material zum Bestimmen des Brennersteins
eingesetzt werden, und dadurch die Lebensdauer des Brennersteins
erhöht werden. Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich,
ein feuerfestes Material einzusetzen, das eine Lebensdauer aufweist,
um den Brennerstein zu bestimmen. Sogar falls ein Kehldurchmesser,
der einem Durchmesser des Strömungspfads entspricht, durch
den die Verbrennungsluft und das Abgas durchgeführt werden, mit
einem kleinen Durchmesser ausgeführt wird, und als Ergebnis
die Strömungsrate der Verbrennungsluft und des Abgases
steigt, wird der Brennerstein nie beschädigt. Somit kann
der Brennerstein von kompakter Größe ausgeführt
sein, und es wird möglich, einen Wärme speichernden
Brenner von kompakter Größe bereitzustellen. Wenn
außerdem der Wärmespeicherabschnitt im Wesentlichen
in der Form eines Kreiskegels oder im Wesentlichen in der Form eines rechteckigen
Kegels (Pyramide) ausgeführt ist, wird es einfach, das
feuerfeste, Wärme isolierende Teil herzustellen, das den
Wärmespeicherabschnitt bedeckt.
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Wenn
außerdem die keramische Wabe innerhalb des Wärmespeicherabschnitts
bereitgestellt ist, und die Verbrennungsluft und das Abgas durch die
keramische Wabe durchgeführt werden, kann ein Wärmetausch
wirkungsvoll ausgeführt werden, da die Oberflächenfläche
der keramischen Wabe in ihrem Abschnitt groß ist, durch
den die Verbrennungsluft und das Abgas durchgeführt werden.
Als Ergebnis kann der Wärme speichernde Abschnitt von kompakter
Größe sein, und es wird möglich, einen
Wärme speichernden Brenner von kompakter Größe
bereitzustellen. Wenn außerdem plattenartige keramische
Waben angrenzend aneinander in einem geschichteten Zustand bereitgestellt
sind, und zwischen diesen ein Abstand hergestellt ist, werden die Verbrennungsluft
und das Abgas durch den Abstand durchgeführt, und der Strömungspfad
für die Verbrennungsluft und das Abgas wird nie verstopft.
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1 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Wärme speichernden
Brenners, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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2 ist
eine vordere Schnittansicht eines Wärme speichernden Brenners,
die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine ausführliche Ansicht eines Wärme speichernden
Abschnitts einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
eine darstellende Ansicht, die einen bekannten Wärme speichernden
Brenner zeigt.
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5 ist
eine darstellende Ansicht, die einen bekannten Wärme speichernden
Brenner zeigt.
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(Erste Ausführungsform)
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1.
Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Ofenwand eines industriellen
Verbrennungsofens. Ein Wärme speichernder Brenner der vorliegenden
Erfindung ist an der Ofenwand 1 angebracht. Der Wärme
speichernde Brenner der vorliegenden Erfindung besteht hauptsächlich
aus einem Brennerstein 2, einer Wärme isolierenden
Wand 3, einem Wärmespeicherabschnitt 4,
einer Kraftstoffdüse 5 und einem Gehäuse 6.
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Der
Brennerstein 2 ist aus einem feuerfesten Material wie zum
Beispiel einem feinen feuerfesten Dachziegel oder ähnlichem
hergestellt. In dieser Ausführungsform weist der Brennerstein 2 im
Wesentlichen die Form eines Zylinders auf und ist derart angeordnet,
dass das Innere des Brennersteins 2 mit einem Öffnungsabschnitt
der Ofenwand 1 in Verbindung ist. Alternativ gibt es aber
kein Problem, falls der Brennerstein 2 aus einem gießbaren
feuerfesten Material hergestellt ist.
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Die
Kraftstoffdüse 5 ist derart angeordnet, dass sie
sich an dem Bodenabschnitt des Brennersteins 2 öffnet.
Kraftstoff wird von dieser Kraftstoffdüse 5 zugeführt.
In dieser Ausführungsform wird ein gasförmiger
Kraftstoff wie zum Beispiel verflüssigtes Petroleumgas
(LPG), verflüssigtes natürliches Gas (LNG) und ähnliches
eingesetzt. Alternativ besteht kein Problem, falls ein verflüssigter
Kraftstoff wie zum Beispiel Schweröl mit der Verbrennungsluft
gemischt wird, und das dadurch erhaltene Gemisch als Kraftstoff
verwendet wird. In dieser Ausführungsform ist die Kraftstoffdüse 5 derart
angeordnet, dass sie sich an dem Bodenabschnitt des Brennersteins 2 öffnet, aber
kein Problem entsteht, falls die Kraftstoffdüse 5 alternativ
an der Seitenfläche des Brennersteins 2 geöffnet
ist.
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Der
Brennerstein 2 ist mit einem feuerfesten, Wärme
isolierenden Teil 3 bedeckt. Das feuerfeste, Wärme
isolierende Teil 3 ist aus einem feuerfesten Wärme
isolierenden Dachziegel oder einem gießbaren feuerfesten,
Wärme isolierenden Teil hergestellt. Der Wärmespeicherabschnitt 4 ist
durch das feuerfeste, Wärme isolierende Teil 3 derart
bestimmt, dass der Wärmespeicherabschnitt 4 zu
dem Strömungspfad der Brennerstein 2 hin geöffnet
ist. Der Wärmespeicherabschnitt 4 ist in die Richtung
geöffnet, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der axialen
Richtung des Strömungspfads des Brennersteins 2 liegt.
In dieser Ausführungsform ist der Wärmespeicherabschnitt 4 an
der unteren Seitenfläche des Brennersteins 2 geöffnet.
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Innerhalb
des Wärmespeicherabschnitts 4 ist ein Wärmespeicherelement 7 angeordnet,
das aus einem feuerfesten Material hergestellt ist. Als Wärmespeicherelement 7 ist
zum Beispiel ein kugeliges oder ein zylindrisches Füllteil
eingesetzt. Das Wärmespeicherelement 7 ist durch
ein Drahtgitter gehalten, das an dem Bodenabschnitt des Wärmespeicherabschnitts 4 bereitgestellt
ist. Sogar, wenn die Verbrennungsluft durch den Wärmespeicherabschnitt 4 geführt
wird, bewegt sich das Wärmespeicherelement 7 wegen
seines eigenen Gewichts nicht zu der Innenseite des Ofens. Das feuerfeste,
Wärme isolierende Teil 3 ist mit einem metallischen
Gehäuse 6 bedeckt.
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Der
Bodenabschnitt des Wärmespeicherabschnitts 4 ist
eine Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8. Bei der Verbrennung
wird Verbrennungsluft von der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 zugeführt.
Bei der Wärmespeicherung wird das Abgas aus der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 ausgestoßen.
Durch das Umschalten eines Schaltventils 9 zu jedem vorbestimmten
Zeitraum (zum Beispiel alle 30 Sekunden) werden die Zufuhr der Verbrennungsluft
und das Ausstoßen des Abgases abwechselnd ausgeführt.
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Bei
der Verbrennung wird ein nicht dargestelltes Gebläse aktiviert,
um Verbrennungsluft durch die Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 zu
dem Bodenabschnitt der Brennerstein 2 zuzuführen,
so dass der von der Kraftstoffdüse 5 zugeführte
Kraftstoff verbrannt wird. Wenn ein vorbestimmter Zeitraum verstrichen
ist, wird das Schaltventil 9 geschaltet, um das Abgas durch
die Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 anzusaugen, um
das Abgas aus dem Ofen auszustoßen. Zu dieser Zeit wird
das Abgas mit einer hohen Temperatur durch den Wärmespeicherabschnitt 4 durchgeführt.
Das Abgas gerät in Berührung mit der Oberfläche
des Wärmespeicherelements 7, das innerhalb des
Wärmespeicherabschnitts 4 geladen ist, um zwischen
diesen einen Wärmeaustausch durchzuführen. Als
Ergebnis wird das Wärmespeicherelement 7 aufgewärmt,
um die Wärme zu speichern. Nachdem ein vorbestimmter Zeitraum
verstrichen ist, wird das Schaltventil 9 wieder geschaltet,
um Verbrennungsluft durch die Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 zuzuführen.
Zu dieser Zeit wird die Verbrennungsluft durch den Wärmespeicherabschnitt 4 durchgeführt, um
in Berührung mit der Oberfläche des Wärmespeicherelements 7 zu
geraten, das die Wärme speichert. Als Ergebnis wird die
Wärme getauscht und die Verbrennungsluft vorgewärmt,
und dann zu dem Brennerstein 2 zugeführt. Wie
oben beschrieben wurde, wird der Vorgang abwechselnd ausgeführt,
indem die Wärmespeicherung und die Verbrennung wiederholt wird,
um die Wärme, die durch das Abgas der Verbrennung gehalten
wird, in dem Wärmespeicherelement 7 zu sammeln.
Dann wird die Verbrennungsluft durch das Wärmespeicherelement 7 durchgeführt, um
die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Auf diese Weise kann
ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden und die Wirtschaftlichkeit
des Kraftstoffverbrauchs wird verbessert.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Querschnittsfläche des
Wärmespeicherabschnitts an der Innenseite 4a des
Ofens kleiner als die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts
an der Seite 4b der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung.
Zur gleichen Zeit ist die Dicke des feuerfesten, Wärme
isolierenden Teils 3, das den Wärmespeicherabschnitt 4 bedeckt,
an dem Wärmespeicherabschnitt 4 an der Innenseite 4a des
Ofens dick, während die Dicke an dem Wärmespeicherabschnitt 4 an
der Seite 4b der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung dünn
ausgeführt ist. In dieser Konstruktion ist der Wärmespeicherabschnitt
an der Innenseite 4a des Ofens einer hohen Temperatur (von
1000°C bis 1600°C; in dieser Ausführungsform 1400°C)
ausgesetzt und mit einem feuerfesten, Wärme isolierenden
Teil 3 von großer Dicke bedeckt, so dass der Wärmespeicherabschnitt
an der Innenseite 4a des Ofens ausreichend wärmeisoliert
werden kann. Da im Gegensatz der Wärmespeicherabschnitt an
der Seite 4b der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung mit
einer niedrigen Temperatur (100°C bis 400°C; in
dieser Ausführungsform 200°C) eine große
Querschnittsfläche aufweist, kann eine Wärmekapazität
sichergestellt werden, die zum Speichern der Wärme erforderlich
ist.
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Es
ist bevorzugt, dass die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts 4 an
der Innenseite des Ofens 1/10 bis 1/2 der Querschnittsfläche
des Wärmespeicherabschnitts 4 an der Seite der
Luftzufuhr-/Abgabeöffnung beträgt. Falls dieses
Querschnittsflächenverhältnis zu klein ist, wird
der Strömungswiderstand des Verbrennungsabgases und der
Verbrennungsluft zu groß, und ein Anstieg des Druckverlusts
wird induziert, und zusätzlich werden die Fließeigenschaften
des Wärmespeicherabschnitts an seinem Umfangskantenabschnitt schlecht.
Falls im Gegensatz das Querschnittsflächenverhältnis
zu groß ist, ist die Struktur bekannten Konstruktionen ähnlich,
und die Wirkung der vorliegenden Erfindung verschlechtert sich.
In dieser Ausführungsform ist die Form des Wärmespeicherabschnitts 4 im
Wesentlichen die Form eines Kreiskegels oder im Wesentlichen die
Form eines rechteckigen Kegels (einer Pyramide). Jedoch ist die
Form nicht notwendigerweise darauf begrenzt.
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Da
in der vorliegenden Erfindung der Brennerstein 2 mit dem
feuerfesten, Wärme isolierenden Teil 3 bedeckt
ist, ist nicht erforderlich, dass der Brennerstein 2 eine
Wärme isolierende Funktion aufweist. Somit wird es möglich,
ein feuerfestes Material zu verwenden, das fein ist und eine hohe
Festigkeit aufweist, um den Brennerstein 2 zu bestimmen,
und dabei die Lebensdauer des Brennersteins 2 zu verbessern.
Um die Größe des Wärme speichernden Brenners
zu verringern, ist es erforderlich, den Kehldurchmesser a, nämlich
einen Durchmesser des Strömungspfads, durch den die Verbrennungsluft
und das Abgas durchtritt, für die Verbrennung auf einen Mindestdurchmesser
zu reduzieren. Die Strömungsraten der Verbrennungsluft
und des Abgases steigen mit dem Reduzieren des Kehldurchmessers
a. Sogar in dieser Konstruktion wird der Brennerstein 2 nie
beschädigt, da der Brennerstein 2 aus einem feuerfesten
Material fein und mit hoher Festigkeit hergestellt ist, wie oben
beschrieben wurde.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als
Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. 3 zeigt
eine ausführliche Ansicht eines Wärmespeicherabschnitts
einer zweiten Ausführungsform. In dieser zweiten Ausführungsform
ist eine keramische Wabe als Wärmespeicherelement eingesetzt.
Hier bedeutet keramische Wabe eine Wabenstruktur, in der Sechsecke,
Rechtecke und ähnliche, die aus Keramik hergestellt sind,
fest in einer einstückigen Einheit verbunden sind. Wie
aus 3 ersichtlich ist, sind in dieser zweiten Ausführungsform
plattenartige keramische Waben 11 angrenzend aneinander
innerhalb der Wärmespeicherabschnitte 4 in einer
geschichteten Struktur angeordnet, und zwischen diesen ist ein Abstand 4c erzeugt. Verbrennungsluft
und Abgas werden durch die keramischen Waben 11 durchgeführt.
Wegen der Wabenstruktur weist jede keramische Wabe 11 eine
große Oberflächenfläche auf, die einen
wirkungsvollen Wärmeaustausch mit der Verbrennungsluft
und dem Abgas ermöglicht, die durchgeführt werden.
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Die
Wärmespeicherabschnitte 4 werden in die Formen
ausgebildet, die ihren entsprechenden keramischen Waben 11 entsprechen
und sind in einer geschichteten Struktur angeordnet. Die Breite von
jedem Wärmespeicherabschnitt 4 ist breiter als des
direkt angrenzenden, wenn ihre Positionen sich allmählich
von der Innenseite des Ofens zu der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 nähern.
Entsprechend wird die Breite von jeder keramischen Wabe 11 ebenfalls
breiter als die direkt angrenzende, wenn ihre Positionen sich allmählich
von der Innenseite des Ofens zu der Seite der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 nähern.
Mit dem feuerfesten, Wärme isolierenden Teil 3 von
großer Dicke bedeckt kann der Wärmespeicherabschnitt 4 an
der Innenseite des Ofens, die der hohen Temperatur ausgesetzt wird, ausreichend
wärmeisoliert werden. Da andererseits die keramische Wabe 11 in
dem Wärmespeicherabschnitt 4 an der Seite 8 der
Luftzufuhr-/Abgabeöffnung mit einer niedrigen Temperatur
eine große Querschnittsfläche aufweist, kann eine
Wärmekapazität sichergestellt werden, die zum
Speichern der Wärme erforderlich ist, so dass die Wärme
wirkungsvoll gespeichert werden kann.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist der Grund, warum die keramischen Waben 11 mit
dem Abstand 4 zwischen diesen angeordnet sind, um den Strömungspfad
für die Verbrennungsluft und das Abgas sicherzustellen.
Wie durch den Pfeil in 3 ersichtlich ist, treten die
Verbrennungsluft und das Abgas, nachdem sie durch den äußeren
Kantenabschnitt 11a von jeder keramischen Wabe 11 getreten
sind, durch die Abstände 4c und treten als Ergebnis
in die nächste keramische Wabe 11.
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Vorangehend
wurde die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Ausführungsbeispiele
beschrieben, die zum derzeitigen Zeitpunkt als am meisten praktisch
und bevorzugt betrachtet werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Ausführungsformen
beschränkt, sondern kann geeignet innerhalb des Bereichs
der Erfindung modifiziert werden, der lediglich durch die anhängenden Ansprüche
definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen eines Wärme
speichernden Brenners mit einem Wärmespeicherabschnitt 4 mit
einem Wärmespeicherelement 7 in diesem. Der Wärme
speichernde Brenner arbeitet durch das abwechselnde Wiederholen
einer Wärmespeicherung und Wärmeverbrennung, in
der das Wärmespeicherelement 7 durch Abgas erwärmt
wird, um darin Wärme zu speichern, und Verbrennungsluft
durch den Wärmespeicherabschnitt 4 geführt
wird, um die Verbrennungsluft durch Wärmetausch mit dem
Wärmespeicherelement 4 vorzuwärmen, das
die gespeicherte Wärme in sich hält, und die vorgewärmte
Verbrennungsluft zum Ausführen der Verbrennung verwendet
wird. Die Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts 4 an
der Innenseite des Ofens ist kleiner als die Querschnittsfläche
des Wärmespeicherabschnitts 4 an der Seite der
Luftzufuhr-/Abgabeöffnung, und zusätzlich ist
die Dicke des feuerfesten, Wärme isolierenden Teils 3,
das den Wärmespeicherabschnitt 4 bedeckt, an der
Innenseite 4a des Ofens des Wärmespeicherabschnitts
dick ausgeführt und an der Seite 4b der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung 8 des
Wärmespeicherabschnitts dünn ausgeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 1976-47131 [0004]
- - JP 1991-46742 [0004]