DE1454313A1 - Apparat zum Ausstrahlen von Infrarotstrahlen - Google Patents

Description

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Ho. 1, 5-chyome, Hirano-machi, Higäshi-ku, Osaka-ahi, Osaka-fu, Japan

Apparat zum Ausstrahlen von Infrarotstrahlen

Die Erfindung betrifft Apparate zum Ausstrahlen von Infrarotstrahlen, und zwar insbesondere solche, die unter Verwendung von Keramik gefertigt sind.

Bei derartigen Apparaten ist üblicherweise ein Strahlungsenergie abgebendes Glied, wie Ohrο Emitter, Bisenplatten, keramiscne Platten und dergleichen gegenüber dem die Infrarotstranlen abgebenden Brenner angeordnet. Die Benutzung von KetallgiEfcern gestattet der umgebenden Luft durch die xietze hixidurchsustrlinien, so daß nie^t nur die ri'etze, sondern auch die Brenneroberfläcne selbst gekühlt werden, so daß die Oberfläohentemoerat ur gerenkt wird. - r

Üipsiiplatten oder keramische Platten erfordern andererseits eine beträchtliche Zeit, bevor sie vollständig erhitzt sind, Jedenfalls ergibt sich, daß die wirksame Energie des Apparates nicht voll aus genutzt rrer den kann.

G-egenatand der Erfindung ist, einen Infrarotstrahlen abgebenden Apparat zu schaffen mit großer Wärmewirksamkeit. Leiter Dezweckt die Erfindung, ein^on Apparat zu scuaf en, der geringe !Seit erfordert, um voll erhitzt zu werden.

Der der Erfindung entsprechende Apparat soll im übrigen vollstmdig 2;e-£en jlücksolilagaiindung des zugeführteil J-asep gesichert ^ein.

Diese Zwecke v>-erdeii ^em'ili Erfindung dadurch erreicht, daß dem 3ren -

ner gegenüber eine keramische 3-lasplatte angeordnet wird, die einen hohen Ί/iderstancl ;;ε.;βΔ "Wärmesto3 besitzt und ^\ne Giiarakteristik,

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Fig, 12 ist ein Querschnitt gemäß Linie E-E in Figur 11.

Fig. 13 ist ein Längsschnitt durch einen Gasbrennapparat, der entsprechend 'den Gr und sät ζ en der vorliegenden Erfindung gestaltet ist

Fig. 14 ist eine, spektrometrische grafische Darstellung der Infrarotstrahlenabgabe des mit keramischen Platten versehenen Brenners, und zwar sowohl des üblichen als auch des gemäß Erfindung entsprechend den Figuren 3 bis 12· gestalteten.

Figur 1.5 ist eine perspektivische Ansicht einer Heizvorrichtung oder eines Ofens zur Darstellung der Anwendun5sweise der Grundsätze gemäß Erfindung und

Fig. 16 ist eine Draufsicht auf einen aus einer keramischen Platte bestehenden Kondenser gemäß Erfindung,

Fig. 1 zeigt die Infrarotstrahlenab'jabef ähipLeit als Abszisse, in

Prozenten und die Wellenlänge in als Ordinate. Die geprüften Sehrumofglasplatten zeigen die höchste Infrarotstrahlenabgabef'iliigkeit bei ungef-ihr 3,3 , vrlhrend die Infrarotstrahlenabgabefähigkeit polierter.Glasplatten nicht mehr als 10 $ erreicht und diejenige der keraraiseilen Glasplatten bei dieser V/ellenlänge auf liull abfällt. Sc-hrur.pi'.^lasplatten i°doch sind sehr teuer in der Herstellung, Wahrend keramische Glasplatten nicht nur niedrigere Herstellung skoot en aufweisen, ihr thermischer und meciianisener Widerstand ist außerdem hervorragend. Ihr Värniewiderstand ist z. B. nicht geringer als oOO 0. Infolgedessen ist es vorteilhafter, keramisch Glasplatten zu benutzen.

Die mit keramischen Platten versehenen Brenner üblicher Art, die mit Industriegas (Wärmewert 3 öOü Kcal/jm"') betrieben rerden, fi;eben maximal Infrarotstrahlen ab bei 2,6 bis 2,87^ , wie in Fig. 2 gezeigt, in welcher die Infrarotntrai>lenabgabef !laigkeit des Brenners auf der Ordinateiiachee in Prozenten d-.argeste-l.lt ist und die Wellenlänge auf der AbsKissenachEe. Um-den höciisten '»yärmewirkungsgrad mit kerarischen Glasplatten als BrennerscLutz^latte zu erzielen, deren ■Infrardtstraiilenabjabefähigkeit in Fig* -1 dargestellt ist, sollte der Gasbrenner keramischer Art so eingestellt oder'-gfbnut sein»" daß er eizile Spitze in der Infrarotstra :lena>· .?be bei ^2,0 bis' aj2 ,

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gemäß v/elcuer der wesentliche Anteil von Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von mehr als ungefähr 2-,7/A₃, nicht jTber tragen wird, wobei ein Brenner benutzt wird, der Infrarotstrahlen abgibt riit einer Spitze im Bereich von etwa 2,0 bis 2,2/n .

Die Prinzipien dsr Erfindung werden nachfolgend anhand der "beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Ii¹Ig. 1 ist eine spektrometrisch^e grafische Darstellung, der Infrarot strahlenabgsbef ühigkeit von Sehr urnpf ~las, keramischem. J-IaS und oolierten 3-lasplatxen.

l'ig. 2 ist eine spektronietrische grafische Darstellung der Iiifrarotstrahlenab^abemoglicikeit üolicher mit keramischen Platten versehener Brenner, die mit Industriegas betrieben verden (Yflirmewert: 3 600

!'ig. 3 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Ausfuhr ungsf or n. der keramischen Platte, für den der Erfindung entsprechenden Breunor«

I¹Ig. 4 ist ein QuerschnittgemäS linie A-A in r'ig. 3·

l'ig. 5 ist eine" Draufsicht einer anderen bevorzugten Ausf !".'•.r.'-j.^sforri der keramiscxien Platte des der Erfindung ent spr echelon Brenners.

I-'ig. 6 ist ein Querschnitt gemäß Linie -j-b in i'i^ia? }.

Fig. 7 ist eine Draufsicht einer weiteren bevorzugt en iiLisJ."·''.' .r ^i je?- forru --ler keramischen Platte des der Erfindung eiitsir.:.o."i-j._v.en Brenners·

i''ig. β ist ein Querso-initt gen*;2 linie Cl-C in ,. I;;^r..T 7·

l-'i^ur 9 ist eine Draufsiciit oiuor v/eitersn b^vorüu.·!; kl Ausf C^riuirrE form der kerari^oiien Platte ;ies der Erfindung ¹J^Jr.¹ jr^olxex^dexj. Brenners·

!«'ig. 10 ist ein Querschnitt ^em'Iß Linie ~Ώ-ΐ> χα „'igur 9»

l'ig. 11 ist eine Draufsicht einer anderen bevorzugten Ausfuhrua--sfor» der keramisdxen Platte des der Erfind mir' en·;" ^r-^ohenden

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oder aii^enüh^rt erreicht. Uie Wellenlänge der Infrarotstrahlenab- -■abe des mit keramischen Platten-versehenen Brenners wird ferner kürzer mit dem Ansteigen der. Bremiertemperat ur. I-it iiüoksiclit auf diese Tatsachen bezweckt die Erfindung, die

Brenner temperatur zu erhöhen durc-n Vervielf achung der Oberfläche der lter ami sehen Platte des Brenners mittels einer Vielzahl von . Vertiefungen, die darin vorgesehen sind, wie es die Figuren 3 "bis 12 zeigen. Zugleich sind IiIttel vorgesehen zur Verhütung der Rücksolilagzünduiig des zugeführten G-ases bei Erhöhung der Brennertenner at ur.

In den Figuren 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform der keramischen Platte des Brenners dargestellt, die mit einer Viel-" zahl von j/eueröffnungeniin der keramischen Platte 2 versehen ist, die parallel/in zickzackföriniger Anordnung vorgesehen sind, die . far nor irit einer Vielzahl von V-förmigen Vertiefungen 3 versehen ist, die diagonal und abwechselnd' den genannten öffnungen 1 zugeordnet sind. '

Die i-'iguren 'j> und 6 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungsform der kera-ni seifen Platte , 'velcne eiiie Vielzahl von i'eueröffnungen ^ in "üer leer ami none η Platte 2 zeigt, die in paralleler oder- Zickzackanordnung vorgesehen sind, und eine Vielzahl von V-förmigen Vertief mi j en 20 j die ^r·. uar sämtliche !''eueröf fnurt-jen 1 verbinden. Jie l'-i^iiren 7 unü fa aeijen eine andere Ausführungsform der keramischen Platte des Brenners gemäß üer Erfindung, versehen mit einer Tiolz?ail voii-l^eueröffn-un-gen. Λ in der lter ani se hen Platte 2 in "oaralleler oder Zickzaoltahor-dnung und einer Vielzahl von "V-förmigen-Vertiefungen 30, die die i'eueröffnungen 1 ouer und abwechselnd verbinden. / .

Die I'iguren 9 und 10 zeigen eine v/eitere Ausfuhr ungsform der kera-."'ipc.-j.fiη Platte mit ciuer Vielsaiil von >^Teueröf -ilungeii 1 in der kor aiii ncxen Platte 'd in paralleler und ^iclczackaiiordiiung und einer /ielza.il von Ü-fürni^en Vertiefungen, die guer und abwechselnd die .-.'euer'Jf Jn ung en 1 verbinden.

In don l-'iguren 11 und 12 ist eine weitere Ausführ ungsf orm der lter aen Platte des jrsimers dargestellt,, n'it- einer Vielzahl von

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J'eueröffnungen 1 in der keramiscnen Platte 2 in oarallelen oder zickzaokförmigen Anordnungen ⁿ von' .-. V-förrigen ' Nuten' 50, die diagonal sämtliche l*'e usr öffnungen verbinden.

In Figur 1j5 ist ein entsprechend der Erfindung gebauter Brenner dargestellt, der ein Metallgehäuse 4 aufweist, eine quer in dem Gehäuse 4 angeordnete keramische Platte 1", die mit den Boden des Gehäuses 4 einen Zwischenraum 6 bildet, ferner ein Gaseinlaß- Ψόϋν 7j ^^as ^¹¹ ^^en Zwischenraum & d-urch eine Seitenwand des Gehäuaes 4 hindurch einmündet, ein Schild 5 aus einer keramischen Glasplatte, das quer in dem Gehäuse 4 derart angeordnet ist, daß es einen beträchtlichen Zv/isonenraum mit der keramischen Platte 1 bildet, und ein Ab^asauslaßrohr 9, das den genannten 'Zwischenraum 8 mit der Außenluft durch eine Seitenwand des Genäuses 4 hindurch verbindet, './enn Gas durch das Eiiilaßrohr ? dem äwiscnenraum 6 zugeführt und gezündet wird, v/ird der obere ^f:ⁿeil zvischen den Vor tiefungen auf eine Temperatur crnitzt, die erne blich höher isb als diejenige der unteren ^ ei la der Vertiefungen, v'?abei eine Temperatur von etwa 900 ° G erreicht v/ird. -Der Brenner gibt infolge· dessen Infrarotstrahlen von VelleiilHn -;en ab, die geeignet sind, ti das keramische Glasolattenne.-.ild 5 iiindurchzugehen, ohne ^.iü9 Hückscnlagr-r"ndung des zugefM^r cen Gases entsteht. D lit oh. dan Ici-ii'ai-iische Glas plat 'jenac^lld 3 ist :1er Brenner '--;egen die Berührung tiit der den Apparat nmp-enenäen j/rino^luft geschützt. Lit anderen ,/orten: .Das züge führ te .γίγ-ϊ v.'ird in liL^r'f.^-jrotBtr'jnlen ηπιτβ-wande-lt, seine \/:irmewir^l;ung v/ird in höchstem Grade ann,;enutzt. Zur Brwärr.iung des zu bone i ζ end gh Guten v/ie '::, .υ. dir i:ir:;A:->rl?3ft, eines Gsrutordss, von j'oon ^ν:·.'-τη*..βη, I-.s^neln, ^'".'^i'ru. ~\Λ π'ί,Λα^ϊ ;sn '^rciienutensilien.

In i'ig. ΛA, ist die Infrarototra-ilenabjabef" liglioit nnf der C'"dinatenac.Use in Prozenten dargestellt und die ./ollenl:ln ;e in nuf.fer Ab3zinr.:enaca«e, und swar irst die Infrarot,?!'ratilsnpb^abemögliciilcuit von' keraminaaon Plat ben->reunern ;;ecn.ii: ivrfiaclting dargestellt irr Gegensatz zu derjenigen der üblichen Art. üie Kurve V zeigt die Infraroüsfera^lenabgabenj ,'licaiceit aar üblichen keraniscjrten i^nfcfc en brenner, die uioxit mit /eriiief luj^gu ^r^.sn nind. Kurve J zeigt diejenigen rJer üblickon kerai-'inorigti .Plnb^:;onbreaner, bei denen die Platten nicht t:it Vertiefungen verseilen --sind, aber

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aber mittels eines keramischen 3-lasplattenschildes abgeschirmt s ind.

Kurven KA, iiB, uO, HD und HE zeigen diejenigen von keramisoheii Plat tenbr eimerη gem'".^ri Erfindung, bei denen die Platten mit Vertiefungen versehen sind entsprechend Figuren j5 bis 12. Kurven IA, lü, 10, ID und IE andererseits zeigen die Infrarotstrahlenabgabef-.liii.gkeit mit tfuteujversehener keramischer Plattenbrenner gemiui Erfindung (Figuren 3 bis 12), die benutzt sind in Verbindung mit einem keramischen G-lasplattenschild * Ein plötzlicher Anstieg in der Infrarotstrahlenabgabewirksamkeit in den Kurven IA, IB, IC, ID und IE int zurückzuführen auf das keramische GrIa splattenschild, das benutzt wird, um den Brenner gegen die Berünrung mit eier den Apparat umgeuenden frischen Luft zu schützen. Dadurcn v/ird der Anstieg der Temperatur an der Oberfläche des Brenners erleichtert. Insbesondere wird dem trenner gemäß Figur 11 gestattet, eine Spitze mi Infrarotstranienabgabewirksamkeit im Bereich von 2,0 bis 2,2yi zu erreichen. Dies ist ein idealer Bereich an Infrarot- strahlenab./uue, die erfolgt in Verbindung mit dem benutzten keramischen JIa solattensciiild, dessen IiifrarotstrahleriabgabemöglicAkeit in Fig» 1 dargestellt ist.

Bei dem ErfindungsgegeiiBtand !-'innen benutzt werden: pyrooeram-, Pyrex-, Vycor- und lergleicuen Irlarrolatten als ,jrenneraoj.-iUtzaoiLild mit demoelben Srgeonis, wie es mit dem oben beschriebeneii küramischen Grlasnlat Sensoaild er sielt v/ird.

l'i^. Λί zeigt eiiip >a»^rüi3izvorrichtung 60 gemäif S;rf indiing. Sie ist mit einer gerillten keramiscxien ilasOlatte 61 als Brenner sch utzechilcT verseheno Dadurch wird die C-fro^e- des Brenners außerordentlich gemindert im Ver.gleich mit der üblichen Brennerart» Dabei wird die h'^higkeit der gerillten keraßiischen Glasplatte ausgenutzt, Infrarofcstraiilen nach allen Richtungen zu brechen. Die .daakoateh derartiger -A>ρεα'ate sind minimal= „.eue Formen können damit erzeugt v/ercten. Anstatt der gsrill&yn Platten köiuion be'isniel:!V7eise auch diar.iairbl""rr.iige oder iU-nlich gestaltete Platten als Brennersehuts-nohild bsnutzt werden.
IVig-. 16 ...:3.t>;t einen LOnJenser aus. einem ksramtsaii-ea ·Ά

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Schild 70, der dazu dient, die Infrarot str anleii, die vom Brenner abgegeben v/erden, zu konzentrieren zwecks ürfüllung verschiedener industrieller Bedürfnisse, die einen besonders hohen !rad von •iitzetemerat ur er .tor Gern.

,/äurend oben die .Beschreibung auf keramische Slasplattenbreimer und keramische -xlasplatteiischilde beschränkt ist, die in Verbindung mit Industriegas (Wärmewert 3 £-00 I^al/fe'') benutzt v-'erden, ist für den j.'achmann ohne weiteres ersichtlich, daß verschiedene Änderungen stattfinden können, njoi.it nur bei den oben gezeigten "Vorrichtungen, sondern auch zur Berücksichtigung verschiedener Erfordernisse für die benutzten Gase, wie beispielsweise Propangas mit höherem Wärmewert, ohne daß von dem üereich der Erfindung ab ge?/ionen wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   M ·) Infrarotstrahlen "abgeben·, er Apparat, dadurch gekennzeichnet, daß er mit .einem Infrarotstrahlen abgebenden ..trenner versehen ist und einer iireiniernciutzsc^ildplatte, die .gegenüber der- Brenner angeordnet ist, wobei diese Schild->latte ausgewählt int aun der u-ruppe, bestehend aus Pyroaeran-'xlanplatten, -pyro^^l^aplatterL und Vycor-jlarplatteii, die eiiioi: -touen ,iderntand -egen '.'/-irinestoße aufweinen, die .;e eignet αϊ na, Infra:-o''-s^rahlen zu r'uer tragen, wobei der jjrenuer geeignet ist, inJ'rnrotntru.'-len von fixier »/ellenlange, -jenea^en '^!">ei der wirksarien In.· ⁿarot,"^:'r -,.ilenab;;auef "jai Tkoit des genannten premiers, im" we sent lic. .on in Lberciiißtinmung mit der Infrarot str a lenvftllenl'lnge , gemessen in eier "virksor-cn Infrarotntra^lenabgaoef'au-'jkeit dor ;enaii..'jen Schild ilatte .

   i:. InfrarotHtra-ilen abgebender Ararat -ea".ß Anspruch 1, dadurch gokemizeicnu-it, Un? ein brenner von der kerariirjcuen xlaR">lat':pnart oenutzt v/ird, i.it einer kera^i.sel---^. /latte, die nit einer hehrzahl von ?:'euerjf..\-.';i.-/e-; und eii_Aer i e—r^a.il von iiuten an ücr >asbrennerouerJ¹I'Iahen"f·.it;e ;er blatte verse..en int.

   j$. Vorrieft an ; nach Ans^rucu 2, clnO.urch "ekemi^sichnet, da'., iie .;;"e iTwr jx..'jiun;e η den Trost eil jeder jute ο iuuehnien.

   4. Vox-viOitu.^: hsa.. An ij Tuch 1, J^.lurol; .-reLea:;:;-iicimei;, da· daß den

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   jireimer, abschirmende Scnild eine Platte· ist, die geeignet ist, die Infrarotstrahlen, die von dem keramischen Plattenbrenner abge- · geben v/erden, durchzulassen und zu streuen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Infrarotstrahlen abgebenden Brenner abschirmende Schild eine Platte ist, die geeignet ist, die von dem Keramikbrenner "abgegenen Infrarotstrahlen in gesammelter Form abzugeben.

   6. Heizvorrichtungen, versehen mit einem Infrarotstrahlen abgebenden Apparat gemäß Anspruch 5·

   7. Infrarotstrahlen abgebender Apparat, versehen mit einem Gehäuse, einer Infrarotstrahlen abgebenden Platte, die quer in dem Gehäuse angeordnet ist, derart, daß sie den wesentlichen Zwischenraum in Bezug auf den Boden des Gehäuses bildet, einem (Jaffeinlaß fur-den Zwischenraum, einer Infrarotstrahlen durchlassenden Glasplatte, die derart quer im Gehäuse angeordnet ist, daß sie den Infrarotstrahlen abgebenden Brenner gegen die Berührung mit der Außenluft Bohiitzt und einen wesentlichen Zwischenraum in Bezug auf die Infrarotstrahlen abgebenden Platte bildet, und mit einem Abgasauölaß, der '"- -1 den zuletzt erwähnten Zwischenraum mit der Außenluft verbindet, wobei die Infrarotstrahlen abgebende Keramikplatte mit einer Mehrzahl von Feuer öffnungen versehen ist und einer Mehrzahl von liuten,

   welche die Feuer öffnungen verbinden, und die keramische Platte geeignet ist, Infrarotstrahlen abzugeben von einer Wellenlänge, gemessen in der wirksamen Infrarotstrahlenabgabemöglichkeit der Infrarotstrahlen abgebenden Keramiknlatte im wesentlichen in Überein-

   mit .■ " - '

   Stimmung der Infrarotstrahlenwellenlänge, gemessen in der wirksamen Infrarotstrahlenabgabemöglichkeit der genannten Infrarotstrahlen durchlassenden Glasplatte.

   8. Vorrichtung nach Anspruch .7, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlen, die von dem Brenner abgegeben werden^ eine Spitze der Wellenlänge im Bereich von 2,0 bis 2,2^ , in Grenzen 3 600 läal/Nm^ aufweisen.

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