DE102008000744A1 - Wärme speichernder Brenner - Google Patents

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DE102008000744A1
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combustion air
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Takashi Nagoya Yasue
Masami Nagoya Sato
Hitoshi Nagoya Mori
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Abstract

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 (8), 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 (4) dünn ausgeführt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen eines Wärme speichernden Brenners zur Verwendung in einem industriellen Verbrennungsofen.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Wärme speichernden Brenner von kompakter Größe und mit einer verbesserten Lebensdauer bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Wärme speichernden Brenner nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Wärme speichernden Brenners, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine vordere Schnittansicht eines Wärme speichernden Brenners, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine ausführliche Ansicht eines Wärme speichernden Abschnitts einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine darstellende Ansicht, die einen bekannten Wärme speichernden Brenner zeigt.
  • 5 ist eine darstellende Ansicht, die einen bekannten Wärme speichernden Brenner zeigt.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 1976-47131 [0004]
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Claims (5)

  1. Wärme speichernder Brenner mit einem Wärmespeicherabschnitt (4), der ein Wärmespeicherelement (7) darin aufweist, wobei der Wärme speichernde Brenner durch ein abwechselndes Wiederholen einer Wärmespeicherung und einer Verbrennung betrieben wird, wobei Abgas durch den Wärmespeicherabschnitt (4) geführt wird, um das Wärmespeicherelement (7) aufzuwärmen und so die Wärme in diesem zu speichern, und wobei dann Verbrennungsluft durch den Wärmespeicherabschnitt (4) geführt wird, um die Verbrennungsluft durch einen Wärmetausch mit dem Wärmespeicherelement (7) vorzuwärmen, das die darin gespeicherte Wärme hält, und wobei die vorgewärmte Verbrennungsluft zum Ausführen der Verbrennung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts (4) an einer Innenseite (4a) des Ofens kleiner als eine Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts (4) an einer Seite (4b) einer Luftzufuhr-/Abgabeöffnung (8) hergestellt ist und wobei zusätzlich eine Dicke eines feuerfesten, Wärme isolierenden Teils (3), das den Wärmespeicherabschnitt (4) bedeckt, an der Innenseite (4a) des Ofens des Wärmespeicherabschnitts (4) dick ausgeführt ist, während sie an der Seite (4b) der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung (8) des Wärmespeicherabschnitts (4) dünn ausgeführt ist.
  2. Wärme speichernder Brenner nach Anspruch 1, wobei ein feuerfestes Material verwendet ist, um einen Brennerstein (2) zu bestimmen, durch den die Verbrennungsluft und das Abgas durchgeführt werden und zu dem ein Kraftstoff zugeführt wird, und wobei der Brennerstein (2) mit einem feuerfesten, Wärme isolierenden Teil bedeckt ist.
  3. Wärme speichernder Brenner nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmespeicherabschnitt (4) im Wesentlichen in der Form eines Kreiskegels oder im Wesentlichen in der Form eines rechteckigen Kegels ausgeführt ist.
  4. Wärme speichernder Brenner nach Anspruch 1 oder 2, wobei aneinander angrenzende plattenartige keramische Waben (11) innerhalb ihrer entsprechenden Wärmespeicherabschnitte (4) in einem geschichteten Zustand bereitgestellt sind, wobei ein Zwischenraum (4c) zwischen diesen ausgebildet ist, und wobei die Verbrennungsluft und das Abgas durch die keramischen Waben (11) geführt werden.
  5. Wärme speichernder Brenner nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts (4) an einer Innenseite (4a) des Ofens 1/10 bis 1/2 der Querschnittsfläche des Wärmespeicherabschnitts (4) an einer Seite (4b) der Luftzufuhr-/Abgabeöffnung (8) beträgt.
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