DE1232303B - Brenner zur Beheizung eines aus keramischem Material bestehenden Strahlungsheizkoerpers - Google Patents

Brenner zur Beheizung eines aus keramischem Material bestehenden Strahlungsheizkoerpers

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DE1232303B
DE1232303B DE1961Z0009128 DEZ0009128A DE1232303B DE 1232303 B DE1232303 B DE 1232303B DE 1961Z0009128 DE1961Z0009128 DE 1961Z0009128 DE Z0009128 A DEZ0009128 A DE Z0009128A DE 1232303 B DE1232303 B DE 1232303B
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DE
Germany
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radiant heater
burner
gas
burner head
ceramic material
Prior art date
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Application number
DE1961Z0009128
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English (en)
Inventor
John Smith Zink
Robert D Reed
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Zinklahoma Inc
Original Assignee
John Zink Co
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Publication date
Application filed by John Zink Co filed Critical John Zink Co
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F23D14/125Radiant burners heating a wall surface to incandescence

Landscapes

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

Description

  • Brenner zur Beheizung eines aus keramischem Material bestehenden Strahlungsheizkörpers Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Belieizung eines aus keramischem Material bestehenden Strahlungsheizkörpers, dessen Bremierkopf über den Strahlungsheizkörper hinausragt und dessen Brenn-(,aszuführtin-srohr durch eine Öffnung, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Brenngaszuführungsrohres des Strahlungsheizkörpers, hindurchgeführt ist, wobei der Brennerkopf Gasaustrittsöffnungen aufweist, die auf den Strahlungsheizkörper hin ausgerichtet sind.
  • Bei bekannten Brennern dieser Art soll die vom Brenngas erzeugte Wärme möglichst über eine große Fläche des keramischen Strahlungsheizkörpers verteilt werden. Bei einer bekannten Vorrichtung unterbrechen auf dem keramischen Körper angeordnete Rippen den aus dem Brennerkopf ausströmenden Gasstrom. Die Rippen haben die Aufgabe, die Bewe-un£!szeschwindigkeit des Gases nach dem Ausströmen aus den Austrittsöffnungen zu verlangsamen, damit eine gleichmäßige Verbrennung erzielt wird. b Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. den zu erwärmenden Strahlungsheizkörper radial vom Brenner ausgehend gleichmäßig zu erwärmen.
  • Erfindun-se,emäß wird dies dadurch erreicht, daß der Brennerkopf schalenförmig konkav gewölbte Seitenwände aufweist, in denen die Austrittsöffnungen für Brenngas als Längsschlitze ausgebildet sind.
  • Hierdurch wird die Wännezufuhr zur Strahlungsplatte so gesteuert, daß dem Umstand der sich vergrößernden, zu beheizenden Fläche radial vom Brenner ausgehend Rechnung getragen wird.
  • Zweckmäßigerweise können die Längsschlitze schmaler sein als die Dicke der Seitenwände. Es kann vorteilhaft sein, daß die schalenförmigge Seitenwand einen Ku-elabschnitt bildet. Um die gleichmäßige Erwärmung radial vom Kopf ausgehend noch zu unterstützen. kann in vorteilhafter Weise die Stirnkappe einen mit der Spitze Strom aufgerichteten Konus bilden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnuno, darcrestellt. Es zeigt F i -. 1 die Ansicht eines Brenners nach der Erfindung', F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 und F i 3 einen Schnitt durch den Brenner entlander Linie 3-3 in F i o,. 2.
  • F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Ofenwand 10, aus feuerfestem Material. Ein Strahlungsheizkörper 11 aus einem keramischen Material bildet einen Teil der Wand oder des Bodens der Ofenkammer. Der Strahlungsheizkörper 11 kann eine rechteckige Form el und eine ebene Oberfläche 12 haben.
  • Der Strahlungsheizkörper 11 weist eine öffnung 14 auf, durch die das Brenngaszuführungsrohr 21 des Brennerkopfes 23 geführt ist. Das stromab liegende Ende 16 des Brennerkopfes 23 durch eine Wand 17 abgeschlossen, die einen stromauf gerichteten Konus 18 bildet. Der Scheitelpunkt 19 liegt in der Achse des Brennerkopfes 23. Der Brennerkopf weist schalenförmige, konkav gewölbte Seitenwände auf. Der Brennerkopf ist in der öffnung 14 zentriert, und zwar durch über den Umfang in Abständen angeordnete Ansätze 24, die radial vom Brenngaszuführungsrohr 21 abstehen.
  • Die Austrittsöffnungen haben die Form von Längsschlitzen 26. In der Seitenwand ist eine große Zahl von Schlitzen 26 vorgesehen. Jeder Schlitz 26 erstreckt sich von dem stromab liegenden Ende des Rohres 21 zur Stirnkappe 18.
  • Das Gasgemisch bewegt sich in Richtung der Pfeile 22 und trifft auf den Konus 18 der Wand 17. Dadurch wird in der Nähe der Konusfläche 18 ein Druck aufgebaut. Die Zone höchsten Druckes in der Kammer 28 ist in F i -. 2 mit A bezeichnet. Die Drücke bei B, C, D und E sind fortschreitend niedriger. Das Strömungsvolumen des durch irgendeinen der Austrittsschlitze 26 nach außen strömenden Gas-Creinisches ändert sich mit der Quadratwurzel des am Eingang des Schlitzes vorhandenen Druckes. Die Ausströmgeschwindigkeit des Gasgemisches ändert sich in dem gleichen Verhältnis.
  • Die Beziehungen der Geschwindigkeiten und der Drücke, wie sie hier beschrieben sind, erzeugen eine C C atinstige Verteilung des brennenden Gasgemisches über die Fläche 12 des Strahlungsheizkörpers 11. Das Gas strömt ringförmig aus, so daß sich das brennende Gas über eine aroße ringförmige Fläche des Strahlungsheizkörpers 11 und der Ofenwand 10 verteilt. Eine derartige Verteilung wird durch die unterschiedlichen Drücke, mit denen das Gas aus den Zonen A bis D austritt. erzeugt. Der Strom aus der Zone E ist in bezug auf das Volumen, welches durch die anderen Abschnitte jedes Schlitzes 26 austritt, verhältnismäßig klein. Das verhältnismäßig kleine Gasgemischvolumen, das aus der ZoneE austritt, wird durch das Gas derart beeinflußt, welches durch den stromab der Zone E gelegenen Abschnitt jedes Schlitzes26 austritt, daß das durch die ZoneE austretende Gasgemisch mitgerissen wird. Die in den Zonen A bis D zugeordneten Pfeile 31 in der F i g. 2 geben etwa die Richtung des Gasgemischstromes in der jeweiligen Zone an. Es ist zu erkennen, daß die durch die Pfeile 31 angedeutete Austrittsbewegung der Gase in voneinander geringfügig abweichenden Richtungen erfolgt, und daß alle Pfeile zur Fläche 12 des Keramikblocks hin verlaufen. Das Gasgemisch, welches durch jeden Schlitz 26 austritt, ist bestrebt, normal zu der Fläche zu strömen, aus der es austritt, und durch die kurvenförmige Gestalt der Außenfläche der Brennerkopfwand hat deshalb das durch jeden Schlitz 26 austretende Gas eine Fächerform, und der Gasstrom ist auf die Fläche 12 hin gerichtet.
  • Der Strahlungsheizkörper 11 wird so erhitzt, daß er eine Strahlungswärmequelle bildet, und das brennende Gasgernisch wird über einen großen Bereich der Fläche 12 verteilt. Um den Brennerkopf wird ein ringförTniger Bereich hoher Temperatur erzeugt. Die hohe Temperatur ist nicht auf die dem Brennerkopf unmittelbar benachbarte Zone beschränkt. Die Fläche 12 des Blockes ist möglichst in der gleichen Ebene mit der Ofenwand 10 angeordnet. Die Größe der Fläche 12 kann verändert werden. Der Keramikblock 11 und gleichfalls die benachbarten Teile der Wand 10 sind durch das aus der Zone A und zum Teil durch das aus der Zone B austretende Gasgemisch erwärmt. Die Wärme braucht nicht notwendigerweise auf den Block 11 begrenzt zu sein, sondern auch die Oberfläche der Wand 10 kann, wenn auch schwächer, erwärmt werden.
  • Die Verzögerung des durch die Schlitze 26 austretenden Gases ist derart, daß das Anbringen von Einrichtungen zum Hemmen des Gasstromes nicht erforderlich ist. Die gleichmäßige Verbrennung wird durch eine dichte Anordnung der Schlizte 26 zueinander bewirkt. Das durch die Außenseiten der Schlitze 26 austretende Gasgemisch vermischt sich nahe der Außenseite der Brennerkopfwand, und in der Nähe des Umfanges des Brennerkopfes 23 wird bereits die Entzündungstemperatur erreicht. Die Vermischung des Gases unmittelbar nach Verlassen der äußeren Enden der Schlitze 26 ergibt sich aus dem niedrigen Druck in den benachbarten Strömen gegenüber dem an der Außenseite der Wand zwischen den Schlitzen 26 herrschenden normalen Druck.
  • Die Brennerkopfwand ist dick, so daß die Länge des Durchlasses durch jeden Schlitz26 in der Richtung der Pfeile 31 im Verhältnis zu dem Querschnitt der Austrittsschlitze groß ist. Dieses Verhältnis verhindert den Flammenrückschlag aus der Verbrennungszone in die Kammer 28. Die Länge der Austrittsdurchlässe, gemessen in der Richtung der Pfeile 31, ist derart, daß das dadurch hindurchströmende gasförinige Brennstoffgernisch abgekühlt wird. Dadurch arbeitet der Brennerkopf sogar dann befriedigend, wenn das Gas ein Gemisch aus Luft mit Wasserstoff, Acetylen oder Äthylen ist, weil der Durchflußweg lang genug ist, um einen Abkühlungseffekt zu bewirken, wie er für diese extrem aktiven Gase erforderlich ist.
  • Der Brennerkopf 23 ist mit dem Brenngaszuführungsrohr 21 durch eine Schweißung 27 verbunden.

Claims (2)

  1. Patentansprüche-1. Brenner zur Beheizung eines aus kerarnischem Material bestehenden Strahlungsheizkörpers, dessen Brennerkopf über dem Strählungsheizkörper hinausragt und dessen Brenrigäszuführungsrohr durch eine öffnung, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchtnesser des Brenngaszuführungsrohres des Strahlungsheizkörpers, hindurchgeführt ist, wobei der Brentierkopf Gasaustrittsöffnungen aufweist, die auf den Strahlungsheizkörper hin ausgerichtet sind, d a - durch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf schalenförmig konkav gewölbte Seitenwände (23) aufweist, in denen die Austrittsöffnurigen für Brenngas als Ungsschlitze (26) ausgebildtt sind.
  2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (26) schmaler sind als die Dicke der Seitenwände (23). 3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmige Seitenwand (23) einen Kugelabschnitt bildet. 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimplatte (18) einen mit der Spitze stromauf gerichteten Konus bildet. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsche Patentschriften Nr. 435 081, 450 537; schweizerische Patentschrif ten Nr. 17 708, 306 497; französische Patentschriften Nr. 1268 279, 1268511.
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Citations (6)

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