-
Strahlungsbrenner Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsbrenner
mit einer flächenhaften Verbrennungszone an der zum Glühen gebrachten Brenneroberfläche
und mit mehreren, rost- oder gitterartig im unmittelbaren Wirkungsbereich der Verbrennungszone
außerhalb der Brenneroberfläche angeordneten zusätzlichen Strahlungsflächen.
-
Bei bekannten Strahlungsbrennern dieser Art wird eine äußere Brennerbegrenzung,
z. B. eine poröse oder mit einer feinen Perforation versehene Platte aus keramischem
oder gesintertem Material oder mindestens eine von aufeinanderliegenden, die Brennerbegrenzung
bildenden, gasdurchlässigen Hüllen, z. B. Drahtgeflechten durch die Verbrennungszone
auf Glühtemperatur ,gebracht. Bei diesen bekannten Brennern besteht ein erheblicher
Anteil der Wärmeabgabe aus Wärmestrahlung, was den Brenner besonders für die Heizung
von Brat- und Trockenöfen oder z. B. zur Heizung der Umgebung von Markt- oder Ausstellungsständen
in Hallen oder imFreien und dergleichen Zwecke geeignet macht. Die äußeren Brennerbegrenzungen
dieser bekannten Brenner sind aber empfindlich gegen mechanische Schläge oder Drücke
und insbesondere die gesinterten oder keramischen Platten sind empfindlich gegen
den Einfluß von Flüssigkeit, weil sie im Betrieb beim Auftreffen von Spritzern,
z. B. Regentropfen, infolge der sehr raschen und intensiven Abkühlung springen können.
Ferner sind alle diese bekannten Strahlbrenner empfindlich gegen Luftzug, weil .die
Verbrennung bereits bei mäßigem Luftzug zu flackern beginnt und zum Rückschlagen
hinter die Brennerbegrenzung neigt.
-
Die erwähnten zusätzlichen Strahlungsflächen der bekannten Strahlungsbrenner
dienten im allgemeinen lediglich dem Zweck, die Ausbeute an Wärmestrahlung zu erhöhen.
Auf einen besonders wirksamen Schutz der Brenneroberfläche insbesondere vor Luftzug
wurde nicht ausgegangen.
-
Bei einem bekannten Brenner sind in einem geschlossenen Ofenraum vor
parallel angeordneten, zwischen sich Kanäle für die gesonderte Luft- bzw. Gaszufuhr
einschließenden Platten Prallkörper angeordnet, die in weiteren, parallel stehenden,
feuerfesten Platten fest eingesetzt sind. Die feuerfesten Platten mit den eingesetzten
Prallkörpern bilden jedoch ein einheitliches, einziges, auf Glühtemperatur zu erhitzendes
System, in welchem die Verbrennung stattfindet und welches an sich nicht die Rückzündung
verhindern muß. Es sind also außer diesem einheitlichen System keine zusätzlichen
Strahlungsflächen vorhanden.
-
Bei einem anderen bekannten Brenner ist zwar als sekundäre Strahlungsfläche
eine verhältnismäßig dicke, mit großen Öffnungen versehene Platte vorgesehen, wobei
die Weite der Öffnungen .die Plattendicke erheblich übertrifft. Es sind damit keine
besonderen Maßnahmen getroffen, um durch die zusätzlichen Strahlungsflächen die
Abstrahlung von der eigentlichen Brenneroberfläche möglichst wenig zu behindern
oder die Brenneroberfläche besonders vor Luftzug zu schützen.
-
Es ist das Ziel der Erfindung, die zusätzlichen Strahlungsflächen
so zu gestalten, daß sie wohl eine erhebliche Steigerung der Wärmestrahlung herbeiführen,
jedoch die Abstrahlung von der glühenden Brenneroberfläche möglichst wenig behindern
und trotzdem einen wirksamen Schutz der Brenneroberfläche darstellen. Der Strahlungsbrenner
gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Strahlungsflächen
einen Rost bilden, in welchem die im wesentlichen senkrecht zur Brenneroberfläche
stehenden zusätzlichen Strahlungsflächen eine wabenartige dünnwandige Kammerung
bilden, um zugleich die Wärmestrahlung zu erhöhen und Luftzüge längs der Brenneroberfläche
zu vermeiden.
-
Diese Ausführung hat aber, wie sich herausgestellt hat, wesentliche,
nicht ohne weiteres naheliegende Vorteile. Die dünnwandigen, praktisch senkrecht
zur Brenneroberfläche stehenden zusätzlichen Strahlungsflächen behindern die direkte
Abstrahlung von der Brenneroberfläche kaum, ergeben aber durch ihre eigene Abstrahlung
eine erhebliche Erhöhung der Gesamtstrahlung. Außerdem liegt nun aber der Hauptzweck
der Maßnahme gemäß der Erfindung in der Vermeidung von Zügen längs der strahlenden
Brenneroberfläche.
Besonders wenn der Brenner im Freien aufgestellt
werden soll, lassen sich starke Züge kalter Luft nicht vermeiden. Aber auch der
Brenner selbst erzeugt durch die sehr intensive Erhitzung der ihn unmittelbar umgebenden
Luft starken Aufwind, besonders wenn es sich um größere Brennerflächen handelt.
Läßt man diese praktisch in keinem Fall vermeidbaren Luftzüge direkt und ungehindert
über die primäre strahlende Brennerfläche streichen, so ergeben diese stets wesentlich
kälteren Luftmassen eine starke Abkühlung der Brenneroberfläche, wobei die Strahlungsenergie
mit der vierten Potenz des in dieser Weise hervorgerufenen Temperaturfalls absinkt.
Es hat sich herausgestellt, daß ein System zusätzlicher Strahlungsflächen gerade
dann von besonderer Wirksamkeit ist, wenn es imstande ist, dieser doppelten Aufgabe
gerecht zu werden, nämlich einerseits die Strahlungsfläche zu erhöhen, anderseits
aber auch eine Einbuße an Strahlung infolge Luftzügen auf der primären Strahlungsfläche
wirksam zu verhindern. Es ist dabei auch wesentlich, daß durch die Vermeidung von
Luftzügen längs der Brenneroberfläche die Rückzündsicherheit des -Brenners erheblich
verbessert wird.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Brenners
dargestellt.
-
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
des Brenners, und die Fig.2 und 3 sind Ansichten je einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Brenners.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Brenner weist einen Brennerkörper 1, ein
Mischrohr 2 und eine in einem Flansch 3 des Brenners gehaltene, ebene Brennerbegrenzung
4 auf. Die Brennerbegrenzung ist vorzugsweise aus aufeinanderliegenden Drahtgeflechten
aufgebaut, von welchen im Betrieb wenigstens das äußerste durch die in unmittelbarer
Nähe desselben stattfindende Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches auf Glühtemperatur
erhitzt wird. Am Flansch 3 des Strahlbrenners ist ein Rost 5 aus senkrecht zur Begrenzung
4 des Brenners stehenden Blechen angeordnet. Dieser Rost kann z. B. mit am Flansch
3 befestigten Lappen 6 verschraubt sein. Die senkrecht zueinander stehenden und
an den Kreuzungsstellen ineinandergreifenden, ebenen Blechstreifen 7 des Rostes
5 bilden über dem Brenner eine wabenartige Kammerung, die den Zutritt von Zugluft
zur eigentlichen Brennerbegrenzung 4 und mechanische Beschädigung derselben verhindert,
aber den Austritt der Wärmestrahlung von der Brennerbegrenzung 4 .durch die Öffnungen
des Rostes gestattet. Durch die heißen Verbrennungsgase wird auch der Rost 5 mindestens
teilweise auf Rotglut erhitzt, und die als zusätzliche Strahlungsflächen wirkenden
Wände des Rostes 5 tragen ihrerseits erheblich zur Wärmestrahlung des Brenners bei.
Der Rost ergibt damit auch eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Brenners, indem
er eine Erhöhung des Wärmestrahlungsanteils gegenüber der durch Konvektion abgegebenen
Wärme des Brenners bewirkt. Durch den Rost 5 wird die Strahlung hauptsächlich in
die Axialrichtung der Öffnungen des Rostes gelenkt, so daß die Heizwirkung des Brenners
auf ein bestimmtes Gebiet konzentriert werden kann, zvas in bestimmten Fällen, z.
B. bei Trockenöfen und Bratöfen, sehr erwünscht ist.
-
Die Seitenlänge der beispielsweise quadratischen Öffnungen des Rostes
5 wird vorzugsweise etwa 20 bis 25 mm gewählt, während die Höhe des Rostes 5 etwa
15 bis 25 mm betragen kann. Bei diesen Rostdimensionen arbeitet der Brenner zuverlässig
und ohne erliebliches Flackern bei Windstärken bis 40 km/h. Die Dicke der Blechstreifen,
aus welchen der Rost aufgebaut ist, kann beispielsweise etwa 0,5 mm betragen, in
welchem Fall der Rost verhältnismäßig rasch auf Glühtemperatur gebracht wird. Zur
Herstellung des Rostes wird selbstverständlich ein zunderfreies, möglichst feuerfestes
Material verwendet.
-
In Fig. 2 und 3 sind entsprechende Teile des Brenners gleich bezeichnet
wie in Fig. 1. Fig. 2 zeigt einen Rost 5, welcher aus ebenen, gestreckten Blechbändern
8 und aus gewellten Blechbändern 9 aufgebaut ist. Die Blechbänder 9 begrenzen zwischen
den ebenen Blechbändern 8 Kammern oder Öffnungen mit dreieckähnlichem Querschnitt,
die den Zutritt der Zugluft zur Brennerbegrenzung 4 verhindern. Der Rost 5 gemäß
Fig. 2 hat den Vorteil, daß die Blechbänder sich nicht kreuzen und daher in den
Blechbändern keine Einschnitte an den Kreuzungsstellen erforderlich sind. An den
Scheitelpunkten der gewellten Bänder 9 können dieselben mit dem Rahmen des Rostes
5 bzw. mit den ebenen Blechstreifen 8 durch Schweißung verbunden sein.
-
Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Rostes 5, welcher ausschließlich
aus zickzackförmig gewellten Blechstreifen 10 aufgebaut ist. Die Streifen 10 berühren
sich an ihren Scheitelpunkten und können an diesen Stellen durch Schweißung verbunden
sein. Die Streifen 10 begrenzen am Rande des Rostes 5 dreieckige und im Mittelteil
des Rostes 5 rombische Öffnungen, .die den Zutritt der Zugluft zur Brennerbegrenzung
4 verhindern.
-
Die dargestellten Brenner eignen sich nicht nur zu Heizzwecken im
Freien oder in großen Räumen, wo verhältnismäßig starke Luftzüge auftreten können,
sondern die Brenner sind auch sehr geeignet zur Verwendung in Brat- und Grillöfen
oder in Trockenöfen aller Art, wo eine intensive und konzentrierte Erhitzung eines
bestimmten Gutes verlangt wird. Der Brenner eignet sich ganz besonders für Trockenöfen,
durch welche Trocknungsluft geführt wird, weil der dabei auftretende Luftzug das
zuverlässige Funktionieren des Brenners nicht beeinträchtigen kann, Es kann wesentlich
sein, daß der Rost bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 ohne Zwischenraum
auf der Brennerbegrenzung liegt, um Ausgleichsströmungen zwischen einzelnen Kammern
des Rostes direkt über der Brennerfläche zu verhindern.