DE1526012A1

DE1526012A1 - Strahlungsbrenner

Info

Publication number: DE1526012A1
Application number: DE19661526012
Authority: DE
Inventors: Shinichi Harazono; Tsuneo Kobayashi; Shigaru Tanimoto; Masahisa Tazima
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1965-08-12
Filing date: 1966-08-10
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1160122A; DE1526012B2; DE1526012C3; US3391983A; JPS5011103B1

Description

Die Erfindung betrifft Strahlungsbrenner, bei denen gasförmige Brennstoffe, beispielsweise Stadtgas und Propangas, als Brennstoffe verwendet werden.

Folgende Arten von Strahlungsbrennern sind bekannt: Eine Art, bei der ein unglasiertes feuerfestes Tonmaterial als Strahlungselement verwendet wird, das durch ein hochtemperiertes Verbrennungsgas, das durch die Verbrennung eines Brennstoffs unter Verwendung eines gewöhnlichen Bunsenbrenners erzeugt wird, auf hohe Temperaturen erhitzt wird; eine Art, bei der eine Keramikplatte mit einer Anzahl feiner Löcher als Strahlungselement verwendet wird, deren Oberfläche durch ein auf ihr verbranntes Gas rotglühend wird; und eine Art, bei der ein hitzebeständiges Metallnetz als Strahlungselement verwendet wird, das durch ein auf ihm verbranntes Gas rotglühend wird.

909887/0064

Im folgenden werden die oben beschriebenen Arten der bekannten Strahlungsbrenner im einzelnen näher erläutert.

1. Strahlungsbrenner unter Verwendung eines feuerfesten Materials als Strahlungselement:

Bei diesem Typ wird ein Strahlungselement, das durch Brennen einer Mischung von Schamotte und Agalmatolith in geeignetem Verhältnis hergestellt und mit einer Anzahl Flammenlöchern in Form kreisförmiger Öffnungen (Mehrbrenner), Schlitzen oder Streifen ausgebildet ist, auf Rotglut erhitzt wird, um Strahlungs- und Konvektionswärme des Brenngases zu erzeugen.

Infolgedessen weisen Strahlung brenner dieser Art folgende Nachteile auf:

a) Die vom menschlichen Körper tatsächlich gebrauchte Menge an Strahlungswärme ist im Verhältnis zu der durch die Gasverhennung erzeugten Gesamtwärmemenge klein, und zwar werden nur 40 % der Gesamtwärme als Strahlungswärme ausgestrahlt, während 60 1» als Konvektionswärme abgegeben werden.

b) Das Strahlungselement aus feuerfestem Material ist in rechteckiger oder Kugelform vorgesehen oder es ist doppelflächig, wobei in jedem Fall der Boden offen und die Stirn- oder Umfangswand mit Löchern ausgebildet ist. Das

909887/0064

Innere (kr Rückwand oder eine in der Mitte des Elements vorgesehene Aufhängung wird auf Rotglut erhitzt, um Strahlungswärme abzuegeben. An der Innenseite des Elements sind Ausnehmungen oder Vorsprünge in netzartiger Anordnung vorgesehen, um das Erhitzen des Elements auf Rotglut zu erleichtern.

Deshalb wird durch die Ausbildung von Löchern in der Stirn- oder Umfangswand des Elements eine geringere mechanische Festigkeit erzielt mit dem Ergebnis, dass das Element während des Zusammenbauens auf der Grundlage der Massenproduktion oder beim Transport oder durch unsanfte Behandlung bei Verwendung leicht zerbrechlich ist.

c) In den Fällen,in denen ein bedeutender Unterschied zwischen der Stärke der festen Rückwand und der der Stirnwand besteht, in der die Flammenlöcher aus^ bi^et sind, wie dies bei rechteckigen Strahlungselementen der Fall ist, neigt der schwächere Teil dazu, aufgrund der Verformung des stärkeren Teils durch die Hitze zu springen.

ä) Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Brennerskeletts ist so gross, dass dieses durch innere Spannungen, vor allem bei Kontakt mit einem kalten Stoff, beispielsweise Wasser, leicht bricht.

Kurz gesagt, Strahlungsbrenner dieser Art, d.h. bei denen Strahlungswärme durch Erhitzen eines Strahlungselements aus feuer-

909887/0064

fefjtüin Material mittels eines Bunsenbrenners ausgestrahlt v.'ird, weisen die Uaohtoile auf, da üb dir: Menge der Strahlungswärme gering ist und dass sie bruohempfindlioh sind.

\t. Strahlungsbrenner unter Verwendung von Keraiiiikplatton als Strahlungselement:

Bei diesem Typ sind die Flammen!ocher unu das Strahiungselement durch Miteinandei'verbinuen einer geeigneten Anzahl von Keramikplatten unter Verwendung eines besonderen Bindemittels zu einem Stück zusammengebaut. Jede der Keramikplatten besteht in der Hauptsache aus einem blauen Speckstein und weist eine Grosse von 67 x 46 χ 11 ram auf, und in jeder Keramikplatte sind etwa 950 Flammlocher (wenn für die Verwendung mit einem Stadtgas bestimmt) von 1 mm Durchmesser ausgebildet. Ein durch eine Mse ausgegossenes Gas wird mit aer Primärluft gemischt, die durch den Gasstrom angesaugt wird, und das gemischte Gas wird in den Brennerkörper durch ein Venturi-Mischrohr eingeleitet und durch eine Anzahl kleiner, in die in die obere Seite des Brenners eingebaute Keramikplatte gebohrte Löcher in die Atmosphäre ausgeblasen.

Strahlungsbrenner dieser Art sind jedoch in folgender Hinsicht nicht zufriedenstellend:

a) Während die Gasverttrennung an der Oberfläche der Platte eine Zeit lang nach der Zündung stattfindet, wird die

9 0 9 8 8 7 / 0 0 6 4 -5-

Flamme stabil, wenn die Oberflächen temperatur der Keramikplatte nach und nach höher wird, und die Verbrennungsreaktion beginnt in einer Schicht stattzufinden, die einige Millimeter innerhib der Oberfläche der Platte liegt. Diese Schicht wird solange stationär gehalten, solange die Erwärmung von Seiten der Oberfläche der Platte und die Abkühlung durch das gemischte Gas ausgeglichen sind. Wenn jedoch der Gaszustrom stärker wird und die Oberflächentemperatür infolgedessen beträchtlich erhöht wird, beginnt das Gas an einem tief im Flammloch, liegenden Punkt zu verbrennen und somit einen Rückschlag zu bewirken. Aus diesem Grund ist die Temperatur des Strahlungselementes (Keramikplatte) nur auf einen Bereich von 820° bis 83O⁰C beschränkt. Ausserdem ist eine Strahlungskapazität (Verhältnis zwischen Strahlungswärme und Gaszufuhr) von nur 50 £ das Höchste, das man wegen des grossen Wärmeverlustes durch Absorbieren der Wärme durch das durch die Rückwand der Keramikplatte verlaufende Mischrohr erzielen kann.

b) Da die Keramikplatte, wie oben beschrieben, hauptsächlich aus blauem Speckstein besteht und mit einer Anzahl Flammlöcher ausgebildet ist, ist die Gestalt der Keramikplatte insofern einer Beschränkung unterworfen, als es

-6-909887/0064

unmöglich ist, der Keramikplatte eine andere als eine flache Gestalt, beispielsweise eine zylindrische oder kugelförmige Gestalt zu geben.

c) Die Keramikplatte ist mit dem Mischrohr unter Verwendung eines besonderen Bindemittels verbunden, so dass beide Teile an der Verbindungsstelle durch eine mechanische oder thermische Erschütterung voneinander getrennt werden können. Durch die Trennung der Keramikplatte vom Mischrohr kann die Verbrennungsflamme in dis Mischrohr zurückschlagen.

d) Die mechanische Festigkeit der Keramikplatte selbst ist so gering, dass beträchtliche Sorgfalt bei der Handhabung des Brenners während des Zusammenbauens oder beim Trans port oder bei Verwendung erforderlich ist, um ein Zer brechen der Platte zu verhindern. Da die Keramikplatte am Mischrohr mit einem besonderen Bindemittel befestigt ist, erfordert darüber hinaus ein Ersatz der Platte immer auch einen Ersatz des mit ihr verbundenen Mischrohrs, was sehr unwirtschaftlich ist.

e) Die Keramikplatte ist durch eine durch Berührung mit Wasser oder anderen kalten Stoffen erzeugte innere Spannung leicht zerbrechlich.

909887/0064

BAD ORIGINAL

YiIie vorstehend beschrieben, weisen die Strahlungsbrenner, bei denen die Flaiiiuilöcher und das Strahlungsoloinünt aus ein ein Stück, bestellen, wobei eine Anzahl kreisförmiger Löcher in eine Keramikplatte gebohrt sind, die liachtoile geringer Strahlungsleistung, Bruchanfälligkeit und UnwirtschaftlichiL&it auf, ähnlich wie die oben erwähnten Strahlungsbrenner, deren Strahlungseleinent aus feuerfestem Matorial besteht.

3. Strahlungsbrenner unter Verwendung eines hitzeboständigen Metallnetzes als Strahlungselement:

Bei diesem Typ ist ein poröser i«Ie ta likör per, beispielsweise ein holländisch (Dutch) oder eiufach gewebtes Metallnetz, -gestrecktes oder gelochtes Metall, zylindrisch ausgebildet. Ein Knde des porösen Metallzylinders ist geschlossen, während das andere iinde mit dem Gasauslassende eines Mischrohrs verbunden ist, durch das ein Gemisch aus einem Brennstoff mit Luft gebildet und abgegebaiwird. .hin Teil der als Primärluft für die Verbrennung benötigten Luft wird durch den Brennstoff, der durch eine Düse ausgestossen wird, angesaugt und mit ihm vermischt. Das sich ergebende gemischte Gas wird von einem Knde des zylindrischen Brenners zum anderen durch den zylindrischen porösen Metallkörper geleitet, wobei das gemischte Gas an der Oberfläche des zylindrischen porösen

-8-909887/ 0064 BAD ORiGHMAL

Metallkörpers bei seinem Austreten aus diesem verbrannt wird. Der zylindrische poröse Metallkörper wird durch die bei der Verbrennung entstehende Wärme erhitzt, wodurch Infrarotstrahlen abgegeben werden.

Bei diesem Typ muss jedoch, da das gemischte Gas unter Druck von einem Ende des zylindrischen Brenners zugeleitet wird, die Gasdruckverteilung im Inneren des zylindrischen Brenners gleichmässig sein und die Strömungsgeschwindigkeit des gemischten Gases muss konstant sein, um die Temperatur des rotglühenden Strahlungselements konstant zu halten.

Dies ist schwierig, da die an die Oberfläche des Brenners geleitete Gasmenge veränderlich ist in Abhängigkeit von der Anordnung in bezug auf das Mischrohr, und zwar ist die Gasmenge in der Nähe der Gasauslassöffnung des Mischrohrs kleiner und steigert sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand von der Gasauslassöffnung. Um die Gasmenge über der ganzen Oberfläche des Brenners gleichmässig zu halten, ist as notwendig, die Gesamtfläche der Poren in bezug auf den gesamten Oberflächenbereich des Zylinders zu verringern und den Druck im Inneren des Zylinders zu erhöhen.

Selbst wenn die Temperaturen an beiden Seiten des zylindrischen Körpers auf diese Weise gleichmässig gehalten

-9-909887/0064

werden, strömt das gemischte Gas doch nicht gleichmässig durch die Poren, wodurch die Primärluft nicht in für eine zufriedenstellende Verbrennung genügender Menge zugeführt wird. Eine zufriedenstellende Verbrennung erfordert daher eine zweite Luftzufuhr aus der Umgebung des zylindrischen Körpers, waa ^^doch das wirksame Erhitzen des porösen Metallkörpers auf Rotglut unmöglich macht. Aus diesem Grund kann die Oberflächentemperatur des zylindrischen Körpers nicht auf mehr als 800⁰C gebracht werden.

Zur Erzielung einer höheren Oberflächentemperatur wurde ein Versuch gemacht, das Metallnetz in mehreren Schichten herzustellen, jedoch nur mit dem Ergebnis, dass das Gas durch die äussere Metallnetzschicht abgekühlt und unter Bildung von Giftgasen, beispielsweise Kohlenoxyd, unvollständig verbrennt.

Wie vorstehend erläutert, weisen die Strahlungsbrenner, bei denen ein in der Mitte angeordnetes feuerfestes Material durch einen Bunsenbrennenferhitzt wird, und diejenigen, bei denen Flammlöcher und ein Strahlungselement durch Verwendung eines porösen Körpers, der beispielsweise aus Keramik oder einem Metallnetz besteht, aus einem Stück bestehend, vorgesehen sind, im allgemeinen die folgenden Nachteile, einschliesslich der bereits genannten auf.

-10-909887/0064

n.a,0

-ΙΟΙ. Das Strahlungselement kann aufgrund ungenügender Luftzufuhr odermöglichen Bückschlags nicht auf hohen Temperaturen gehalten werden. Folglich ist es unmöglich, infrarote Strahlen einer Wellenlänge von 2 bis 4 ρ in grosser Menge au erzeugen, die für das Heizen und Trocknen geeignet sind, und die Menge wirksamer Strahlung wird verringert.

2. Die Temperatur des Strahlungselements ist von Natur aus niedrig und eine weitere drastische Verringerung der Rotgluttemperatür unter diese Temperatur macht es unmöglich, die Verbrennungstemperatur aufrechtzuerhalten, woraus sich eine unvollständige Verbreniour ergibt. Daher ist eine Regulierung der Wttrme in einem weiten Bereich unmöglich.

5. Selbst bei Vorhandensein eines leichten Windes (mit einer Geschwindigkeit von nur 2 rn/sek) wird bei einem Strahlungsbrenner mit feuerfestem Material als Strahlungselement die Flamme des Bunsenbrenners ausgeblasen mit der Folge des Austretens von Rohgasen und bei Strahlungsbrenner?], bei denen Keramik oder Metallnetze als Strahlungselement verwendet werden, wird die rotglühende Oberfläche des Strahlungselemente wenn schon nicht auegelöscht, so doch geschwärzt und die Verbrennung geschieht mit einem störenden Geräusch und unter Bildung von grossen Mengen Kohlenoxyd, wodurch der Strahlungsbrenner für die praktische Verwendung ungeeignet ist.

-11-909887/0064

BAD GRISiNAL

4. Wenn das Strahlungselement aus Keramik besteht, zerbricht oderspringt das Element durch plötzliches thermisches Zusammenziehen, wenn ein kalter Stoff, beispielsweise Wasser, darauf tropft, während bei einem Strahlungselement aus Metall dieses bei einem solchen Tropfen der Korrosion unterworfen wird, wobei die in dem Element ausgebildeten Poren mit dem Fortschrdten der Korrosion verstopft werden, wodurch das Ausströmen von Gas verhindert und di'e Rotgluttemperatur verringert wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungsbrenner zu schaffen, der frei von den genannten Nachteilen ist und der viele weitere Vorteile aufweist.

Genauer gesagt, besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eines solchen Strahlungsbrenners, der keinem Einfluss durch einen Aussenluftstrom unterworfen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Strahlungsbrenner zu schaffen, bei dem ein Metallnetz als Strahlungselement zur Infrarotstrahlung bei Verbrennen eines Brennstoffs verwendet wird und in dem kein Strahlungswärmeverlust durch Absorption durch andere Elemente auftritt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Strahlungsbrenners, dessen Strahlungselement aus

-12-909887/0064

einem Metallnetz gebildet ist, das Infrarotstrahlen von in der Hauptsache solchen Wellenlängen aussenden kann, die mit demjenigen übereinstimmen, welche am besten von Glas durchgelassen werden.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Sdaaffung eines Strahlungsbrenners, bei dem ein einfach gewebtes Metallnetz als Strahlungselement verwendet wird, um den Widerstand für das durchströmende Gas zu verringern, wobei Luft in für eine vollständige Verbrennung des Gases genügender Menge angesaugt werden kann.

Ferner besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung eines Strahlungsbrenners, bei dem Luft in einer Menge eingesaugt wird, die für die vollständige Verbrennung einer regulierten Menge von Brennstoff genügt und daher keine Giftgase erzeugt werden.

Weiterhin besteht ein Ziel der Erfindung darin, einen Strahlungsbrenner zu schaffen, bei dem die Verbrennung eines Brennstoffs nicht mit einem störenden Geräusch verbunden ist und bei dem die Hauptteile, die an der Verbrennung teilnehmen, einschliesslich eines Metallnetzes, durch ein Glasteil vor der direkten Berührung mit Wasser, Öl oder andren Stoffen geschützt sind und bei dem die Verbrennung nicht beein-

-I3-909887/0064

flusst wird, wenn^rgendein Stoff, z.B. Wasser, von aussen mit dem Glasteil in Berührung kommt.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Strahlungsbrenners, bei dem die Strahlungsrichtungßurah Verwendung einer Rückstrahlplatte leicht gesteuert werden kann und der zur Verwendung in einem weiten Anwendungsbereich, einschliesslioh Heizung, Trocknen und sonstiges Erwärmen mit Hilfe von Strahlung geeignet ist.

Zur Erreichung der obigen Ziele umfasst der erfindungsgsmässe Strahlungsbrenner die folgenden Bestandteile:

1. Einen Brenner, der aus einem einfach gewebten Metallnetz aus hitzebeständigem Metalldraht besteht, das durch die Verbrennungswärme eines auf seinen liasohen verbrennenden Gases auf hohe Temperaturen soweit erhitzt wird, dass eine wirksame Infrarotstrahlung erzielt wird.

2. Ein hitzebeständig, wärmedurchlässiges Bauteil, beispielsweise aus kristallisiertem Glas, das das als Infrarotstrahler dienende Metallnetz bedeckt und es dabei gegen äussere Luftströme schützt, wobei das Glas durch die teilweise von ihm absorbierten Infrarotstrahlen erwärmt wird, wodurch eine stabile Gasverbrennung auf dem Infrarotstrahler sichergestellt und zur Erhöhung der Temperatur des Strahlungselements innerhalb des Glases beigetragen wird.

-14-909887/0064

3. Ein zweites gewöhnliches einfach gewebtes Metallnetz, das ebenfalls wie das erste Metallnetz aus hitzebeständigem Metalldraht besteht, das innerhalb des ersten Meteallnetzes in Abstand von diesem angeordnet ist und das durch die hohen Temperaturen der Gasverbrennung auf dem ersten Metallnetz auf Rotglut erhitzt und durch den Wärmeaustausch zwischen ihm und dem ersten äusseren Metallnetz auf hohen Temperaturen gehalten wird, wodurch es als wirkungsvolles Strahlungselement dient.

4. Eine Düse zum Ausstossen eines Brennstoffs und ein Mischrohr zum Mischen des Brennstoffs mit Luft in einer für die Verbrennung geeigneten Menge, die von dem durch die Düse strömenden Brennstoff angesaugt wird, wobei das erhaltene gemischte Gas in einen vom ersten Metallnetz und dem hitzebeständigen wärmedurchlässigen Bauteil begrenzten Kaum eingeführt wird, in dem es derart verteilt wird, dass eine zufriedenstellende Verbrennung erzielt wird.

5. Mittel zum Festhalten der gesamten Bauteile in ihrer lage, die aus einem Bauteil bestehen, das die ringförmige obere Öffnung zwischen dem Verbrennungsmetallnetz und dem Glas so abschliesst, dass ein gewisser Baum dazwischen bestehen bleibt, wobei das Bauteil in seiner Mitte ein Gasabzugsloch aufweist, und aus einem Bauteil, das den Boden

-15-909887/0064

Boden des äusseren Metallnetzes abschliesst, wobei die Verbindungen zwischen dem Glas und dem ersten und zweiten Bauteil durch Dichtungen abgedichtet sind, wodurch das Gemisch aus Brenngas und Luft auf rationelle Weise in das Metallnetz eingeleitet werden kann, um eine wirksame Verbrennung sicherzustellen.

6. Mittel zur Steuerung der Verbrennung auf dem Verbrennungsmetallnetz und der Eigenschaften der Infrarotstrahlung, die aus einer Düse zum Zuführen des Brennstoffs, einem Steuerventil zum Steuern und Einstellender erforderlichen Brennstoffmenge und aus einem Regulator/bestehen, mit dessen Hilfe die Menge der eingesaugten luft so eingestellt wird, wie sie für die Verbrennung am günstigsten ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Strahlungsbrenners, teilweise im Schnitt,

Fig. 2a bis 2c vergrösserte perspektivische Ansichten der verschiedenen Arten der Verbindung eines bei der erfindungsgemässen Ausführungsform verwendeten Metallnetzes,

909887/0064

—16—

Fig. 3 eine vergrösserte Teildraufsicht auf die Maschen des Metallnetzes,

Fig. 4 eine Darstellung der Infrarot-Absorptionsspektren von Wasser, Baumwolle und synthetischer Faser,

Fig. 5 eine Darstellung des Verhältnisses von der Wellenlänge der von den Strahlungselementen des erfindungsgemässen Brenners ausgestrahlten Infrarotstrahlen zur Temperatur,

Fig. 6 eine Darstellung der Intensitätsverteilungskurve der vom erfindungsgemässen Strahlungsbrenner erzeugten Infrarotstrahlen und Durchlas sigkeüskurven von Gläsern,

Fig. 7 eine Darstellung des Verhältnisses zwischen der Temperatur des Strahlungselementes und der Wärmeleistung pro Flächeneinheit, und

Fig. 8 eine Darstellung des Verhältnisses zwischen der Höhe und dem Durchmesser des äusseren Metallnetzzylinders, der eine Gesamtoberfläehe von 300 cm aufweist.

Zunächst wird der Aufbau des erfindungsgemässen Strahlungsbrenners anhand der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben.

-17-909887/0064

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Brennstoffzuleitungsrohr, 2 ein die Strömungsgeschwindigkeit regulierendes Ventil, das auf dem Brennstoffzuleitungsrohr angeordnet ist, 3 eine Brennstoffdüse und 4 ein Mischrohr. Das Mischrohr 4 weist einen Iiuftsauger 4a auf und ein die luftzufuhr regulierendes Teil 6 ist an der Verbindung des Saugers 4a mit der Brennstoffdüse 3 so angeordnet, dass die Zuleitung der durch den Luftsauger 4a eingeleiteten Primärluft beliebig einstellbar ist.

Das Mischrohr 4 ist mit einer Mischkammer 5 verbunden und einejringförmige Rinne 5a ist am Umfang der Mischkammer 5 ausgebildet, um einen hohlen zylindrischen Körper 8 aus einem hitzebeständigen, wärmedurchlässigen Material mit Hilfe einer Dichtung 7 darin zu befestigen. Innerhalb des hohlen zylindrischen Körpers 8 ist ein äusserer Metallnetzzylinder 10 in Abstand angeordnet. Das untere Ende des äusseren Metallnetzzylinders 10 ist durch eine Bodenplatte 11 verschlossen, während eine vom oberen Ende des äusseren Metallnetzzylinders 10 und vom oberen Ende des hohlen zylindrischen Körpers 8 begrenzte ringförmige öffnung durch eine ringförmige Abdeckung 9 mit Hilfe der Dichtung 7 abgeschlossen ist. Ein innerer Metallnetzzylinder 13 ist innerhalb des äusseren Metallnetzzylinders 10 in einem bestimmten Abstand angeordnet und ein Ende des inneren Metallnetzzylinders wird von einem Flansch 14 getragen, während das andere Ende an der ringförmigen Abdeckung 9 befestigt ist.

909887/0064

-18-

.- 18 -

Das Brennstoffzuleitungsrohr 1 ist an dem Körper 2b des die Strömungsgeschwindigkeit regulierenden Ventils 2 angeschraubt. Im Ventilkörper 2b ist ein kegelstumpfförmiges Loch ausgebildet, in dem ein kegelstumpfförmiger Stöpsel 2a angeordnet ist, der einen Gasdurchlass aufweist..

Die Brennstoffdüse 3 ist an das andere Ende des Ventilkörpers angeschraubt, wobei das spitze Ende dem Luftsauger 4a des Miaehrohrs 4 zugewandt ist. Das die Luftzufuhr regulierende Teil 6 besteht aus einer an der Unterseite des ft-imarliiftSaugers 4a des Mischrohrs 4 befestigten Luftschiebergrundplatte 6a und einer drehbaren Luftschieberplatte 6b, die um die Brennstoffdüse 3 in Gleitkontakt ait der Luftschiebergrundplatte 6a drehbar ist und die mittels eines sich durch einen Schlitz erstreckenden Bolzens gegen die Luftschiebergrundplatte 6a gedruckt wird. Die Luftschiebergrundplatte 6a und die drehbare Luftschieberplatte 6b sind jeweils mit einem fächerartigen Lufidurchlass 6d versehen, der symmetrisch zur Achse der Düse einen mittleren Winkel von 90° aufweist. Wenn der Strahlungsbrenner in Gebrauch steht, ist die drehbare Luftschieberplatte 6b in einer bestimmten Lage in bezug auf die Luftschiebergrundplatte 6a je nach der vom Brennstoff zu erzeugenden Wärmemenge befestigt, so dass die Primärluft in einer Menge zugeführt wird, die für die Aufrechterhaltung der besten Verbrennungsbedingungen geeignet ist.

909887/0Ü64 -19-

Das Mischrohr 4 besteht aus dem Primärluftsauger 4a und einem Mischrohrteil 4b, in dem der Brennstoff mit der Primär luft gemischt wird. Der Durchmesser des PrimärluftSaugers 4a verringert sich fortlaufend von einem Ende zum anderen, so dass an der Verbindung mit dem Mischrohrteil 4b ein Hals gebildet wird, dessen Durchmesser von der Verbindung aus allmählich grosser wird.

Die Masse des Misohrohrs hängen von der Form, Kapazität usw. des Brenners ab. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Durchmesser D des Primärluftsaugers vorzugsweise 60 mm; der Durchmesser d des Halsteils beträgt vorzugsweise 20 mm; der Durchmesser 0 des erweiterten Endes des Mischrohrteils beträgt vorzugsweise 30 mm; und die länge 1 beträgt vorzugsweise 140 mm, vorausgesetzt, dass ein Stadtgas einer Kapazität von 4500 Kcal/nr als Brenngas mit einem Druck von 40 bis 100 mm 2^U verwendet wird und dass der Durchmesser der Düse 2,7 mm beträgt (wobei die Menge der erzeugten Wärme

TT Q

3000 Kcal/h bei einem Gasdruck von 70 mm 2^υ beträgt). In diesem Fall ist die Fläche des Luftdurchlasses in dem die Primärluftzufuhr regulierenden Teil 6 vorzugsweise 0,78 bis 1,17 cm gross.

Die Mischkammer 5 ist schalenförmig mit einer Öffnung am Boden für die Verbindung mit dem Mischrohr 4 ausgebildet. Ein

909887/0064

Rahmen 5a ist am oberen Umfang des sohalenförmigen Abschnitts befestigt, um die ringförmige Rinne zu bilden.

Die in der ringförmigen Rinne angeordnete Dichtung 7 besteht aus einer Wicklung geeigneter Dicke aus einem anorganischen Fasermaterial aus Si(^, AL)Oz, NaOz und CaO und wirkt abdichtend, stossdämpfend und wärmeisolierend.

Das hohle,zylindrische, wärmedurchlässige Element 8, das in der ringförmigen Rinne befestigt ist, besteht beispielsweise aus einem kristallisierten Glas, z.B. dem unter dem Namen Pyrexglas, Pyroceram oder Vycorglas bekannten Glas, oder aus Quarzglas, das einen guten Durchlässigkeitsgrad für Infrarotstrahlen besitzt und unempfindlich gegen plötzliche Abkühlung ist. Zur Herstellung des äusseren Metallnetzzylinders 10 wird eine Metallnetzplatte in Zylinderform gebracht, die aus einem hitzebeständigen Draht aus einer Eisen-Chrom-Legierung oder einer Nickel-Ghrom-Legierung so gewebt ist, dass die Maschenanzahl von Schuss und Kette gleich ist, wobei die Kanten durch Punkt- oder Nahtschweissung, wie beispielsweise in Fig. 2a dargestellt, miteinander verbunden werden. Das untere Ende des Zylinders wird durch eine geeignete halbkugelförmige Bodenplatte 11 verschlossen, die am Umfang verschweisst wird, so dass das aus dem Mischrohr 4 zugeführte gemischte Gas gleichmassig im ringförmigen Gasdurchlauf 15 verteilt ist.

905807/0064 -21-

Am anderen oder oberen Ende des Zylinders 10 ist die ringförmige Abdeckung 9 befestigt, deren äusserer Umfangsabschnitt so gebogen ist, dass er einen umgekehrten U-förmigen Rahmen 9a zur Aufnahme einer Dichtung 7 bildet, und deren innerer Umfangsabschnitt nach unten gebogen ist und dabei die ringförmige Öffnung zwischen dem Zylinder und dem wärmedurchlässigen Element 8 abschliesst.

Der innere Metallnetzzylinder 13 ist ähnlich wie der äussere Metallnetzzylinder 10 durch Formen einer Metallnetzplatte in Zylinderform mit miteinander Yerbundenen Kanten hergestellt. Das untere Ende des inneren Metallnetzzylinders wird durch eine feste Abdeckung 14 gehalten, die vorgesehen ist, um den inneren Metallnetzzylinder in einem bestimmten Abstand zum äusseren Metallnetzzylinder zu halten, während das obere Ende an dem nach unten gebogenen inneren Umfangsabschnitt (Wringförmigen Abdeckung 9 befestigt ist.

Bei dem erfindungsgemäasen Strahlungsbrenner ist das Verhältnis der Masse des äusseren und inneren Metallnetzzylinders zu denen des wärmedurchlässigen Elements von besonderer Bedeutung.

Der äussere Metallnetzzylinder 1O₁ der in dem erfindungsgemässen Strahlungsbrenner verwendet wird, der zur Verwendung mit einem gewöhnlichen Stadtgas (das hauptsächlich aus

909887/0064 '²²~

Kohlengas besteht) und einem flüssigen Petroleumgas, beispielsweise Propan- oder Butangas, geeignet ist, wird durch Formen eines Metallnetzes in Zylinderform hergestellt, bei dem hitzebeständige Drähte mit einem Durchmesser von 0,15 bis 0,55 mm senkrecht miteinander so verflochten sind, dass die Anzahl der vom Draht der Kette entlang dem Schussdraht gebildeten Maschen die gleichest wie die des den Schuss bildenden Drahtes entlang des Kettendrahtes (d.h. glatt gewebt) und dass die Maschenanzahl 20 bis 50 pro 25,4 mm des Schuss- oder Kettendrahtes beträgt.

Auf gleiche Weise wird der innere Metallnetzzylinder durch Formen einer Metallnetzplatte in Zylinderform hergestellt, die auf gleiche Weise wie die des äusseren Metallnetzzylinders gewebt ist mit der Ausnahme, dass der Durchmesser des verwendeten Drahtes 0,15 bis 0,7 mm und die Maschenanzahl auf der gleichen Basis 10 bis 50 beträgt.

Der Abstand a 1 zwischen dem wärmedurchlässigen Element 8 und dem äusseren Metallnetzzylinder 10 sowie der Abstand Δ 2 zwischen dem äusseren Metallnetzzylinder 10 und dem inneren Metallnetzzylinder 13 sind im wesentlichen im Umfang als auch vertikal gleichbleibend, wobei die Werte sowohl von Δ1 als auoh τ on Δ 2 etwa 6 bis 15 mm betragen.

-23-909887/006/,

Diese Werte sind durch die Verbrennungskapazität des Strahlungsbrenners bei Verwendung der genannten Brennstoffe und die Temperatur des Strahlungsbrenners bestimmt, die für die Bedingungen bei seiner Verwendung erforderlich sind, jedoch kann mit jedem Wert innerhalb des genannten Bereiches eine im wesentlichen zufriedenstellende Verbrennung erzielt werden.

Im folgenden wird als Beispiel ein Strahlungsbrenner näher erläutert, der unter Verwendung τοη Stadtgas (Kohlengas) von 4500 Kcal/nr eine Wärme von 3000 Kcal pro Stunde erzeugen kann:

Mit diesem Strahlungsbrenner kann die beste Verbrennung erzielt werden, wenn der Durchmesser des zum Weben des äusseren Metyllnetzzylinders 10 und des inneren Metallnetzzylinders 13 verwendeten Drahts 0,25 mm beträgt; die Maschenanzahl für je 25,4 mm Schuss- bzw. Kettendraht beträgt 40; der Durchmesser des äusseren Metallnetzzylinders beträgt 72 mm und seine Höhe 125 mm (was die tatsächliche Verbrennungslänge ist); der Abstand zwischen dem äusseren und inneren Metallretzzylinear beträgt 10 mm; und der Abstand zwischen dem aus- , seren Metallnetzzylinder und dem wärmedurchlässigen Element beträgt ebenfalls 10 mm.

-24-909887/0064

Nun folgt die Beschreibung eines Strahlungsbrenners, der unter Verwendung eines flüssigen Petroleumgases einer Kapazität von 12000 Kcal/kg eine Wärme von 3000 Kcal pro Stunde erzeugt.

Mit diesem Strahlungsbrenner kann die beste Verbrennung erzielt werden, wenn der Durchmesser der Drähte, aus denen der äussere und der innere Metallnetzzylinder gewebt sind, 0,32 mm und die Maschenanzahl für je 25,4 mm Schuss und Kette 30 betragen und die übrigen Daten die gleichen sind wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel bei Verwendung von Stadtgas.

Der erfindungsgemässe Strahlungsbrenner arbeitet wie folgt. Wenn das die Strömungsgeschwindigkeit regulierende Ventil 2 geöffnet wird, strömt ein durch das Brennstoffzuleitungsrohr 1 zugeführtes Brenngas durch die Düse 3 in das Mischrohr 4. In diesem Fall saugt das einströmende Gas Luft durch den Luftdurchlass 6 an, der von der Luftschiebergrundplatte 6a und der drehbaren Luftschjeberplatte 6b gebildet wird, die vorher durch das die Primärluftzufuhr regulierende Teil 6 eingestellt worden sind. Die so angesaugte Primärluft wird im Mischrohr 4 gründlich mit dem Brenngas gemischt und das gemischte Gas strömt durch das obere Ende des Mischrohrs in die

-25-909887/0064

Mischkammer 5. In der Mischkammer 5 wird das gemischte Gas durch die Abschlußabdeckung 11 gleiclimässig verteilt und in den vom äusseren Metallnetzzylinder 10 und dem wärmedurchlässigen Element 8 gebildeten ringförmigen Raum eingeführt.

In diesem Fall ist zu bemerken, dass bei einem sehr kleinen Durchmesser D der Primärluftansaugöffnung eine ungenügende Menge Luft angesaugt wird, wodurch eine unvollständige Verbrennung verursachi/wird, während ein sehr grosser Durchmesser nur die entsprechende Fläche vergrössert ohne Vorteil für die Luftansaugwirkung. Andererseits wird durch einen kleineren Durchmesser d des am oberen Ende des Luftsaugers ausgebildeten Halses eine ungenügende Menge Luft in das Mischrohr geleitet, wodurch eine unvollständige Verbrennung verursacht wird, während bei einem zu grossen Durchmesser eine verminderte Saugwirkung auftritt, die einen Luftmangel bewirkt.

Die Länge 1 des Abschnitts mit zunehmendem Durchmesser wird durch das Verhältnis zum Durchmesser d des Halsabschnittes bestimmt. Um eine zufriedenstellende Mischung von Ansaugluft und Brenngas zu erzielen, muss die Länge 1 etwa das 6- bis 8fache des Durchmessers d des Halsabschnittes betragen .

Der grösste Durchmesser 0 des Abschnitts mit zunehmendem Durchmesser ist so bemessen, dass er den höchsten Anfor-

909887/0064 _26-

derungen des Brenners entspricht, wobei ein grösserer Durchmesser eine geringere Strömungsgeschwindigkeit des ausstreuenden Gases ergibt, während ein kleinerer Durchmesser den Gasstrom beeinträchtigt, wodurch eine ungenügende Menge Luft angesaugt wird.

Das dem äusseren Metallnetzzylinder 10 zugeführte gemischte Gas wird durch die einfachen Drähte einem geeigneten Widerstand unterworfen und durch die Maschen gleichmässig zur Innenfläche des Zylinders geführt, wo es nach Zündung ai der Innenfläche verbrennt. Die bei Verbrennen des gemischten Gases entstehende Flamme bildet eine sehr dünne Flammenschicht auf der Fläche und die einfachen Drähte des äusseren Metallnetzzylirjders werden durch die Verbrennungswärme auf Rotglut erhitzt und strahlen Wärme aus. Die Wärme des auf der Innenfläche des äusseren Metallnetzzylinders 10 verbrannten Gases erhitzt auch den inneren Metallnetzzylinder 13 auf Rotglut und das Verbrennungsgas zieht durch die Gasabzugsöffnung am oberen Ende des Brenners ab.

Der äussere Metallnetzzylinder wird durch die Wärmestrahlung des rotglühenden, hochtemperierten inneren Metallnetzzylinders sowie durch die Wärmeabschirmung des wärmedurchlässigen Elements 8 auf hohe Temperatur erhitzt. Dabei durchdringt die vom äusseren Metallnetzzylindr 10 abgegebene Strah-

909887/0064

iungswärme das wärmedurchlässige Element 8 und erreicht den zu erwärmenden Gegenstand.

Zur Feststellung der besten Daten für den erfindungsgemässen Strahlungsbrenner wurden zahlreiche Versuche durchgeführt, deren Ergebnisse iia folgenden naher erläutert werden.

Wellenlänge üer Strahlung und Temperatur des Strahlungselements:

Für die Infrarotstrahlung mit wirksamen Wellenlängen durch ein rotglühendes Strahlungselement ist die Temperatur des Strahlungselements von Bedeutung. Bei Verwendung von Strahlungsbrenner^ zum Erwärmen des menschlichen Körpers oder zum Trocknen absorbieren Wasser, Baumwolle und synthetische Fasern am besten Infrarotstrahlen einer Wellenlänge von etwa 3 u und mehr als 7 M, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die die Infrarot-Absorptionsspektren der genannten Stoffe zeigt. Für die zweckmässige Verwendung von Strahlungsbrennern müssen demnach die vom Strahlungselement abgegebenen Infrarotstrahlen überwiegend aus solchen bestehen, deren Wellenlänge etwa 3 ^u beträgt. Es wurde nun eine Untersuchung durchgeführt, um das Verhältnis zwischen der Temperatur des im erfindungsgemässen Strahlungsbrenner verwendeten Metallnetzes aus hitzebeständigem Draht und der Wellenlänge der vom Metallnetz ab-

909887/0064 -28-

gegebenen Infrarotstrahlen festzustellen, wenn dieses durch die Gasverbrennung auf Rotglut erhitzt ist, deren Ergebnis ia Fig. 5 dargestellt ist. Aus dieser Figur ist emchtlich, dass zur Erzielung von Infrarotstrahlen einer Wellenlänge von etwa 3 ρ des Metallnetz auf etwa 800° bis 85O⁰C erhitzt werden muss.

Verhältnis zwischen Temperatur und Struktur des Strahlungselements:

Bei bekannten Strahlungsbrennern betrug die höchste vom Strahlungselement erzielbare Temperatur etwa 800⁰C, selbst bei Verwendung eines Metallnetzes als Strahlungselement, und ein Erhitzen des Strahlungselements auf höhere Temperaturen ergab eine nicht gleichmässige Verbrennung mit daraus folgendem Rückschlagen. Andere Arten von Strahlungsbrennern wurden vorgeschlagen, aber bei keiner von ihnen konnte die Temperatur des Strahlungselements ohne Rückschlagen der Flamme oder Erzeugen von Kohlenoxyd auf 850⁰C erhöht werden, war die Verbrennung stabil ohne Beeinflussung durch einen äusseren Luftstrom und konnte die Temperatur des Strahlungselements auf etwa 800° bis 850⁰C eingestellt werden.

Dieses Problem wird durch die Erfindung auf einfache Weise durch Verwendung eines bekannten einfach geflochtenen

-29-909887/0064

Metallnetzes gelöst. Gemäss der Erfindung strömt, wie oben beschrieben, ein aus einem Brengas und der Primärluft bestehendes gemischtes Gas durch den äusseren Metallnetzzylinder nach innen und wird an der Innenfläche dieses Metallnetzzylinders verbrannt, wodurch dieser erhitzt wird, und wobei das brennende Gas eine ausserst kurze Flamme auf jeder Masche des Metallnetzes bildet. Die hohe Temperatur des Verbrennungsgases wird ferner vom inneren Metallnetzzylinder absorbiert, QBr im Inneren des äusseren Metallnetzzylinders angeordnet ist, wodurch dieser auf Rotglut erhitzt wird. Dabei wird die Atmosphäre im Zwischenraum zwischen den beiden Metallnetzzylindern auf einer hohen Temperatur gehalten, wodurch die Temperaturen der beiden Zylinder weiter erhöht werden.

Ferner ist das wärmedurohlässige Element aus hitzebeständigem Material ausserhalb des äusserenMetallnetzzylinders so um diesen herum angeordnet, dass die Strahlungswärme durch dieses Element hindurch dringen kann und dass der Einfluss der äusseren Luft auf die Gasverbrennung ausgeschaltet ist, wobei das wärmedurchlässige Element einen Gasdurchlass an der Aussenseite des äusseren Metallnetzzylinders begrenzt. Dieses wärmedurohlässige Element, das als Schutz für die hohen Temperaturen des äusseren und inneren Metallnetziylinders sowie die hochtemperierte Atmosphäre zwischen dies6n Zylin-

-30-909887/0064

dern gegen mögliche Einflüsse durch die äuseere kalte Luft und andere kalte Stoffe, z.B. Wasser, dient, besteht aus einem kristallisierten Glas (Keramikglas), das einen ausserordentlich kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, beispielsweise 6 χ 10""' cm/ciD⁰C. Daher kann es pl&tzlichen Abkühlungen und Erschütterungen guten Widerstand leisten und da es ausserdem die Infrarotstrahlen mit für Heizung und Trocknen geeigneten Wellenlängen zufriedenstellend durchlässt, absorbiert es einen Teil der Infrarotstrahlen ausserhalb dieses Bereichs. Das wärmedurchlässige Element wird daher nur unbedeutend erwärmt, was nicht nur die oben beschriebene Schutzwirkung erhöht, sondern auch das Erhöhen und Aufrechterhalten der Temperaturen des äusseren und inneren Metallnetszylinders erleichtert, Der Grad der Durchlässigkeit des kristallisierten Glases für Infrarotstrahlen ist ic Fig. 6 imVergleich mit des Biirolilässigkeitsgrad von dickem Scheibenglas veranschaulicht* Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass das kristallisierte Glas einen guten Durchlässigkeitsgrad für Infrarotstrahlen einer Wellenlänge von 3 μ und von 8 bis 9 μ aufweist, so dass mit diesem Glas eine bessere Strahlungswärme erzielt werden kann als mit normalem Glas. Somit ist durch die Erfindung ein Strahlungsbrenner geschaffen worden, bei dem kein Kohlenoxyd erzeugt wird und kein Flammenrückschlag eintritt.

909887/0064 -31-

Wellenlängen der vom Strahlungselement abgegebenen Infrarotstrahlen und Wellenlängen der von Keramikglas, Wasser, Baumwolle und synthetischen Fasern absorbierten Infrarotstrahlen :

Die Wellenlängenverteilung der vom Strahlungselement abgegebenen Infrarotstrahlen ist in Fig. 6 im Vergleich zum Durchlässigkeitsgrad des kristallisierten Glases dargestellt. Ausjäieser Figur ist ersichtlich, dass die Intens'itätskurve der vom Strahlungselement abgegebenen Infrarotstrahlen einen Höhepunkt bei Wellenlängen von 3 bis 4 /u aufweist und sich über die Wellenlängen von 7 bis 11 ü und längere Wellen erstreckt. Dagegen erreicht die Kurve des Infrarotdurchlässigkeitsgrades von keramischem Glas bei einer Wellenlänge von 6 lu ihren Tiefpunkt. Daraus ergibt sich, dass das Keramikglas einen Infrarotstrahl einer Wellenlänge von 6ju absorbiert, wodurch seine eigene Temperatur soweit erhöht wird, dass das Strahlungselement gegen äussere kalte Luft, Wasser od.dgl. geschützt ist, jedoch den Durchtritt von Infrarotstrahlen mit Wellenlängen von 3 bis 4 ju und von 7 bis 11 ρ wirksam gestattet. Beim Vergleich mit den Infrarot-Absorptionsspektren für Wasser, Baumwolle und synthetische Fasern in Fig. 4 ergibt sich, dass die Infrarotstrahlen mit Wellenlängen, die zum Heizen und Trocknen wirkungsvoll verwendbar sind, durch das

909887/0064

-32-

Keramikglas abgegeben werden, ohne absorbiert zu werden, während die Strahlen einer Wellenlänge von etwa 6 p, die zum Heizen und Trocknen nicht benötigt werden, vom Keramikglas absorbiert werden, wodurch zur Aufrechterhaltung der hohen Temperatur des Brenners beigetragen wird.

Erzeugte Wärmemenge in bezug auf den Netzflächenbereich:

Die Infrarotabsorptionsspektren von Wasser, Baumwolle und synthetischen Fasern weisen einen Höhepunkt bei einer Wellenlänge von etwa 3 ρ auf, und wenn man dies in Verbindung mit Fig. 5 betrachtet, ergibt sich, dass es zum Erzielen einer zufriedenstellenden Strahlungswärme zum Heizen oder Trocknen nur notwendig ist, das Strahlungselement (Metallnetz) auf eine Temperatur von 800° bis 85O⁰C zu erhitzen. Durch Versuche wurde das Verhältnis zwischen der Temperatur des Strahlungselementes (Metallnetz) und der Wärmeleistung pro Flächeneinheit (1 cm ) des äusseren Metallnetzzylinders festgestellt, dessen Ergebnis in Fig. 7 dargestellt ist.

Aus dem Diagramm dieser Figur geht hervor, dass die Abszisse die Wärmeleistung pro Flächeneinheit und die Ordinate die Temperaturen des Strahlungselements (gemessen mn der Mitte des äusseren Metallnetzzylindars) wiedergibt. Es ist

ersichtlich, dass das Verhältnis im wesentlichen proportional ist. Aus diesem Verhältnis ergibt sich, dass eine Wärmeleistung pro Flächeneinheit von 9 bis 11 Kcal/cmvh erforderlich ist, um eine Temperatur des Strahlungselements von 800° bis 85O⁰C zu erzielen, und eine Wärmeleistung von 10 Kcal/cm/h für eine Temperatur von 825⁰C, die in der Mitte zwischen 800° und 850$ liegt. Auf dieser Grundlage ist es erfindungsgemäss möglich, das Strahlungselement auf eine Temperatur zu bringen, die zum Heizen und Trocknen geeignet ist.

Mit dem Strahlungsbrenner gemäss der Erfindung ist es auch möglich, durch Erhöhen der Wärmeleistung pro Flächeneinheit die Temperatur des Strahlungselements auf mehr als 85O⁰C zu erhöhen. Bei höheren Temperaturen des Strahlungselements ergeben sich jedoch kürzere Wellenlängen der Strahlungsenergie, wodurch wiederum die thermischen Eigenschaften vermindert und die Absorption der Strahlung durch einen bestrahlten Gegenstand verringert wird. Ferner treten die Nachteile auf, dass eine Neigung zum Rückschlägen der flamme besteht, dass das Strahlungselement ein blendendes Licht ausstrahlt und dass die mechanische Festigkeit des Strahlungselements merklich verringert ist.

-34-909887/0064

Andererseits kann die Wärmeleistung pro Flächeneinheit bis auf 6 Kcal/cm Ai verringert werden, d.h. die Temperatur des Strahlungselements wird bis zu einem Grad verringert, bei dem das Strahlungselement leicht rotglühend ist, und selbst bei einer solchen geringen Wärmeleistung kann das Gas fortlaufend vollständig verbrannt werden, da das Strahlungselement durch das wärmedurchlässige Element gegen Wind oder andere kühlende Einflüsse geschützt ist. Die vom Strahlungselement abgegebene Strahlungsmenge kann auch leicht durch Betätigen eines Hahns eingestellt werden.

Durchmesser, Höhe und Maschenanzahl der Metallnetzzylinder :

Wie oben bemerkt, beträgt die Wärmeleistung pro Flächeneinheit, die zum Erhitzen des äusseren Letallnetzzylinders auf eine Temperatur von 825⁰C, die in der Mitte zwischen 800° und 850⁰C liegt, erforderlich ist, 10 Kcal/cm²A. Wenn ein Strahlungsbrenner mit einer Verbrennungskapazität von 3000 Kcal/h hergestellt werden soll, bei dem ein Metallretz verwendet wird, das die genannte Wärmeleistung aufweist, wird die Gesamtfläche des äusseren Metallnetzzylinders wie folgt berechnet:

Verbrennungskapazität 3000 Gesamtfläche = — = = 300 ctf Wärmeleistung pro Flächeneinheit 10

-35-909887/0064

Das Verhältnis zwischen Durchmesser und Höhe eines äusseren Metallnetzzylinders mit einer Gesamtfläche von 300 cm ist in Fig. 8 dargestellt. Aus der in dieser Figur dargestellten Kurve ist ersichtlich, dass bei einem langgestreckten Zylinder der Durchmesser 20 mm und die Höhe 475 mm betragen kann, während ein kurzer, dicker Zylinder einen Durchmesser von 150 mm und eine Höhe von 70 mm aufweisen kann. Wenn jedoch der Zylinder langgestreckt ist, entsteht ein Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Metallnetzes, wodurch die Strahlungsverteilung eier Infrarotstrahlen ungleichmässig wird, während bei einem dicken und kurzen Zylinder die diametrale mechanische Festigkeit des Zylinders verringert wird mit der Neigung, sich bei Erhitzen zu verformen. Ein Metallnetzzylinder, bei dem gleichmässige Temperaturen am oberen und unteren Abschnitt sichergestellt sind und der eine genügende mechanische Festigkeit aufweist, um Verformungen zu widerstehen, weist vorzugsweise einen Durchmesser von 60 bis 80 mm und eine Höhe von 155 bis 115 mm auf.

Der innere und der äussere Metallnetzzylinder gemäss der Erfindung diel.j einerseits, wie oben beschrieben, als Strahlungselement, andererseits jedoch als Verbrennungselement, mit dessen Hilfe ein durch die Maschen ausströmendes

-36-909887/0064

Gas verbrannt wird. Daher wird die Brandbeschaffenheit des Brenners durch die Anzahl der Maschen des Metallnetzes beeinflusst, d.h. vom Verhältnis zwischen der Gesamtfläche der Lufträume im Metallnetz und der Gesamtfläche des Metallnetzes,

Um eine vollkommene Verbrennung zu erzielen, wird der äussere Metallnetzzylinder vorzugsweise aus einem Draht mit einem Durchmesser von 0,55 bis 0,15 mm hergestellt und weist eine Maschenzahl von 20 bis 50 auf je 25,4 mm auf, und der innere Metallnetzzylinder wird vorzugsweise aus einem Draht mit einem Durchmesser von 0,7 bis 0,15 mm gewebt und hat eine Maschenanzahl von 10 bis 50 auf je 25,4 mm. Mit jeder Kombination eines äusseren und eines inneren Metallnetzzylinders innerhalb der genannten Grenzen erzielt man eine vollkommene Verbrennung, obwohl es Kombinationen geben kann, bei denen durch thermische Interferenz bei Rotglut zwischen den Flächen der Zylinder ein unerwünschtes Muster auf diesen erscheint, wodurch das Aussehen verschlechtert wird.

Kurz gesagt, wenn das genannte Luftraumverhältnis sehr klein ist, kann die Primärluft nicht in genügender Menge angesaugt werden und der sich daraus ergebende Luftmangel verursacht die Bildung einer Aussenflamme und die Erzeugung von Kohlenoxyd, während im Gegensatz dazu bei einem sehr grossen Verhältnis die Neigung zum Rückschlagen der Bamme selbst bei

-37-909887/0064

leichter Luftbewegung besteht. Daraus ergibt sich, dass eine stabile Verbrennung nur erzielt werden kann, wenn die Geschwindigkeit der Verbrennung des durch die Maschen des Metallnetzes ausströmenden Brenngases und die Geschwindigkeit des Brennstoffausstosses ausgeglichen sind. Das Verhältnis der Lufträume eines Metallnetzes ist veränderlich in Abhängigkeit vom Durchmesser des zur Herstellung des Metallnetzes verwendeten Metalldrahts und der Anzahl der Maschen im Metallnetz auf je 25,4 mm, wobei sich ergibt, dass je grosser der Drahtdurchmesser ist, desto kleiner ist das Luftraumverhältnis und je kleiner der Drahtdurchmesser ist, desto grosser ist das Luftraumverhältnis. Das Luftraumverhältnis des inneren und äusseren Metallnetzzylinders beträgt etwa 30 bis 50 *.

Wenn die Gasverbrennung mit einem Metallnetz durchgeführt wird, das ein Luftraumverhältnis von 30 f» aufweist, erreicht die Temperatur des Metallnetzes 825⁰C. Selbst wenn das Luftraumverhältnis unter 30 Jt liegt, können der innere und der äussere Metallnetzzylinder mit einem solchen Luftraumverhältnis selbstverständlich auf Temperaturen erhitzt werden, die zur Abgabe von Strahlungsenergie geeignet sind, jedoch sind solche Metallnetzzylinder wegen der Erzeugung von Kohlenoxyd nicht für die praktische Verwendung geeignet.

-38-909887/0064

Wenn im Gegensatz dazu das Luftraumverhältnis vergrössert wird, erreicht die Temperatur am oberen Abschnitt des inneren und äusseren Metal,netzzylinders 89O⁰C, so dass bei einem Luftraumverhältnis von 50 1> ein Flammenrückschlag erfolgt. Deshalb sind Metallnetze mit einem Luftraumverhäl-tnis von mehr als 49 $> ebenfalls nicht für die praktische Verwendung geeignet. Infolgedessen können stabile Verbrennung und Ausstrahlung in einergenügenden Menge von Strahlungsenergie einer für die Erwärmung geeigneten Wellenlänge gleichzeitig erzielt werden, wenn das Luftraumverhältnis des inneren und äusseren Metallnetzzylinders zwischen 30 und 50 $> beträgt.

Es ist zu bemerken, dass, obwohl eine Anzahl von Kombinationen von Drahtdurchmesser und Maschenanzahl für ein Luftraumverhältnis zwischen 30 und 50 1> möglich ist, bevorzugte Drahtdurchmesser und Maschenzahlen festgestellt werden können, wenn die mechanische Festigkeit und Bearbeitbarkeit des Metallnetzzylinders in Betracht gezogen werden.

Abstand zwischen Metallnetzzylinder und Glas:

Der äussere Metallnetzzylinder und das wärmedurchlässige Element begrenzen einen Durchlass für das gemischte Gas. Je grosser der Zwischenraum ist, desto leichter strömt das gemischte Gas in diesen Durchlass, so das die Temperatur in einem Abschnitt in der Nähe der ringförmigen Verschlussab-

909887/0064 "³⁹~

deckung höher ist als in anderen Abschnitten, wodurch eine ungleiche Temperaturverteilung entsteht. Wenn andererseits der Zwischenraum zu klein ist, wird aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit des gemischten Gases die Primärluft am Sauger des Mischrohrs nicht in genügendem Masse angesaugt. Infolgedessen kann nicht genügend Luft für die Verbrennung zugeführt werden, wodurch eine unvollständige Verbrennung eintritt.

Ia Hinblick darauf beträgt der Zwischenraum vorzugsweise 6 bis 15 mm, am besten 10 mm. Infolgedessen weist das Glas (wärmedurchlässiges Element) vorzugsweise einen inneren Durchmesser von 92 mm und eine Höhe von 125 mm auf (um der Nutzhöhe des Verbrennungselements zu entsprechen). Bei Berechnung des Durchmessers und der Höhe des Glases muss auch die Bearbeitbarkeit und mechanische Festigkeit des Materials berücksichtigt werden, da ein kurzer, dicker Zylinder schwierig herzustellen ist und eine geringere mechanische Festigkeit aufweist.

Abstand zwischen innerem und äusserem Metallnetzzylinder:

Der Abstand zwischen dem inneren und äusseren Metallnetzzylinder, der eine Verbrennungskammer bildet, ist von

909887/0064 ~⁴°~

grosser Bedeutung. Bei grösserem Abstand hat der innere Metallnetzzylinder einen kleineren Durchmesser und dementsprechend eine kleinere Wärmekapazität. Wenn daher die Temperatur des Zylinders sehr erhöht wird, wird wegen des grossen Zwischenraums ein geringerer Wärmeeffekt am äuseeren Metallnetzzylinder erzielt mit der Folge, dass zwischen dem inneren und äusserem Metallnetzzylinder ein Temperaturunterschied entsteht, der vom Standpunk1|der Erscheinung unerwünscht ist.

Wenn dagegen der Abstand zu klein ist, wird die kurze Flamme des brennenden Gases auf der Oberfläche des äusseren Metallnetzzylinders bei Berührung mit der Aussenfläche des inneren Metallnetzzylinders abgekühlt mit der Folge unvollständiger Verbrennung. Im Hinblick auf das Gesagte beträgt daher der Abstand vorzugsweise 6 bis 15 mm, am besten etwa 10 mm.

Der bescnriebene Strahlungsbrenner weist die folgenden Vorteile auf:

1. Es ist möglich, vom Strahlungselement Infrarotstrahlen einer zweckmässigen Wellenlänge zu erhalten.

Wie oben beschrieben, haben die Infrarotstrahlen, die vom menschlichen Körper und von Textilien gut absorbiert werden, eine Wellenlänge von 3 bis 4 ^u und von 6 bis 11 ju. Der

909887/0064

-41-

erfindungsgemäsB Strahlungsbrenner kann diese Infrarotstrahlen vom Metallnetzstrahlungselement zum Erwärmen des menschlichen Körpers oder zum Trooknen od.dgl. ausstrahlen, ohne dass sie vom Keramikglas absorbiert werden. Die Wellenlängen der vom Brenner ausgestrahlten Infrarotstrahlen werden bei etwa 3 ti konzentriert, so dass die Infrarotstrahlen nicht irgendwie schädlich für den anschlichen Körper sind und keine andere Wirkung ausser dem Erwärmen hervorbringen.

2. Die Temperatur des Brenners ist hoch.

Bei bekannten Strahlungsbrenner wird ein Keramik- oder Metallnetzstrahlungselement durch die Verbrennungswärme eines Bunsenbrenners erhitzt und die Verbrennungsflamme wird an der äusseren Umfangsflache des Strahlungselements, beispielsweise eines Metallnetzzylinders, durch Ausströmen von Brenngas aus dem Inneren gebildet. Auf diese Weise wird das hochtemperierte Verbrennungsgas direkt der Atmosphäre ausgesetzt und wird daher nicht zum Erhöhen der Temperatur des Brennerkörpers selbst verwendet. Im Gegensatz dazu wird beim erfindungsgemässen Strahlungsbrenner die \feebrennungsflamme vom Inneren zum Äusseren des Metallnetzzylinders gebildet, so dass das|iochtemperierte Verbrennungsgas in der Mitte des Geräts konzentriert ist, wodurch im Inneren des Metallnetzzylinders eine Atmosphäre hoher Temperatur erzeugt wird. In-

909887/0064 _₄₂_

folgedessen kann die Temperatur des Metallnetzes bzw. aes Strahlungselementes auf etwa 850⁰G erhöht werden, ohne dass Kohlenoxyd erzeugt wird oder die Flamme zurückschlägt. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Verbrennung des gemischten Gases, das aus einem Brenngas und Luft besteht, durch, die Wärme der hochtemperierten Atmosphäre im Mittelpunkt des Brenners niuht unterbrochen wird, selbst wenn aas gemischte Gas in einer grösseren oder kleineren Menge zugeleitet wird, als sie für die Verbrennung des Gases an einem Punkt in der Nähe der Maschen des Metallnetzes erforderlich ist, bzw. dadurch, dass die Temperatur der Atmosphäre nicht übermässig verringert wird. Darüber hinaus bewirkt das xMetallnetz, das verhältnismässig gross© Haschen aufweist (Luftraumverhältnis 30 bis 50 $), dass das gemischte Gas mit grosser Geschwindigkeit strömt, so dass selbst bei Erhitzen des Netzes auf hohe Temperaturen keine Gefahr besteht, dass die Flamme zurückschlägt. Keiner der bekannten Strahlungsbrenner weist eine solche Wirkung auf,

3. Die Strahlungsintensität ist gross.

Die Istensität einer von einem Strahlungselement abgegebenen Strahlung wird gross und die Wellenlänge wird kurz, wenn die Temperatur des wärmeerzeugenden Elements erhöht wird. Andererseits wird die Intensität einer Strahlung gering und

909887/0064

-43-

die Wellenlänge wird lang, wenn die Temperatur des wärmeerzeugenden Elements niedriger wird. Eine besonders grosse Intensität einer Strahlung bringt eine Verstärkung der sichtbaren Strahlen und daher eine Herabsetzung der thermischen Eigenschaften mit sich. Die beste Wellenlänge der Strahlung eines Strahlungsbrenners für die Verwendung zum Wärmen oder Trocknen beträgt, wie vorstehend erläutert, etwa 3 u, und daher muss die Temperatur des Brenners etwa 850⁰C betragen. Gemäss der Erfindung kann diese Temperatur durch Bildung einer Verbrennungsgasatmosphäre mit hoher Temperatur im Innern des Metallnetzzylinders erzielt werden, der vom Glas (wärmedurchlässigen Element) umgeben ist. Somit ist es möglich, ein wirkungsvolles Strahlungselement zu erhalten, das eine Strahlung abgeben kann, deren Intensität pro Gasverbrennungseinheit das 2,6fache der Strahlung eines Strahlungsbrenners beträgt, bei dem ein feuerfestes Material durch Bunsenbrenner erhitzt wird. Ferner ist es mit einem erfindungsgemässen Strahlungsbrenner, bei dem ein Teil der erzeugten Wärme vom Glas absorbiert wird, möglich, eine höhere Strahlungsintentität zu erzielen als mit einem gleichen Brenner mit einem Metallnetz.

4. Die Verbrennung ist stabil gegen äussere Luftströmungen odsr kalte Stoffe, z.B. Wasser.

909887/006/; _₄₄_

Da der Umfang des Strahlungselements durch ein kristaalisiertes Glas geschützt ist, erfolgt bei dem erfindungsgemässen Strahlungsbrenner die Verbrennung des Gases unter stabilen Bedingungen ohne irgendwelche Einflüsse durch starke Aussenluftströme, wenn der Brenner beispielsweise in Gegenwart eines Fächers oder im Freien an einem windigen Tag verwendet wird. Bei bekannten Brennern wird jedoch die Gasverbrennung schon durch einen Wind von nur 1 m/sek gestört mit dem Ergebnis, dass ein anomales Geräusch entsteht und die Brennertemperatur^iedriger werden und dass aufgrund der unvollständigen Verbrennung an dem Abschnitt des Verbrennungselements mit niedriger Temperatur eine grosse Menge Kohlenoxyd erzeugt wird. Genau so wird bei dem erfindungsgemässen Brenner die Verbrennung durch Wasser oder andere wärmeabsorbierende Stoffe nicht beeinflusst, die versehentlich auf den Brenner spritzen könnenyfdieser durch ein kristallisiertes Glas geschützt ist. Bei bekannten Brennern ist es üblich, dess unter solchen Bedingungen die Verbrennung sofort aufhört oder der Brennstoff unvollständig verbrannt wird. Das beim erfindungsgemässen Strahlungsbrenner zum Schutz des Verbre»- nungselements verwendete kristallisierte Glas ist gegen plötzliche Abkühlung oder Erwärmung ebenso widerstandsfähig wie bekanntes.

909887/0064 "⁴⁵"

5. Der Einstellbereich der Verbrennung ist gross.

Bei bekannten Strahlungsbrennern ist die Strahlungstemperatur des eine Strahlung abgebenden Brenners in einem Bereich von 50⁰C, und zwar zwischen 800⁰C und 75O⁰C einstellbar. Solch ein kleiner Bereich der Temperatureinstellung ist ein Merkmal eines Brenners, bei dem ein Metallnetz oder Keramikteil mittels eines Bunsenbrenners auf Rotglut erhitzt wird. Eine Verminderung des Gasverbrauchs in dem Brenner der bescuriebenen Art hat eine unmittelbare Verringerung der von der Flamme erzeugten Wärmemenge zur Folge, wobei das erhitzte feuerfeste Material dem Einfluss der Atmosphäre unterworfen wird, und infolgedessen wird die Fähigkeit, ein Brenngas zufriedenstellend zu verbrennen und dabei das feuerfeste Material zu erhitzen, ausserordaotlich verringert. Dies ist der Fall, weil die Temperatur des Strahlungselements durch die Gasverbrennung mittels eines Teils der Wärme in diesem Strahlungselement erhöht wird. Daher verursacht jede Änderung des Zustande des aus einem Brenngas und Luft bestehenden Gemischs eine starke Verringerung der Temperatur des Strahlungselements. Beim erfindungsgemässen Strahlungsbrenner, bei dem das VerbrennungssLement in seinem Innern eine Brenngasatmosphäre hoher Temperatur aufweist und das ausserdem duroh das kristallisierte Glas gegen die Aussenluft geschützt ist, wird

909887/0064

ein Temperaturabfall aufgrund von Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Wärme des Verbrennungselements selbst gut kompensiert, wodurch die Verbrennung mit hohen Temperaturen aufrechterhalten wird. Aus diesem Grund kann die Temperatur für eine stabile Verbrennung in einem Bereich von 15O⁰C, und zwar zwischen 850° und 700⁰C eingestellt werden. l>ie stabile Verbrennung kann zwar auch bei Temperaturen unterhalb der unteren Grenze von 700⁰C fortgeführt werden, jedoch wird dabei die Strahlungsintensität verringert.

6. uiejg&nze für eine zufriedenstellende Verbrennung erforderliche luft kann in einem Arbeitsgang zugeführt werden, da Sekundärluft nicht benötigt wird=,

Der/ferfindungsgemässe Strahlungs brenn er verwendet als Hauptbestandteil einfach gewebte Metailnetze einer einfachen Konstruktion,die leicht erhältlich sind, Der Verbremiungsbereich besteht aus einer zylindrisch geformten Metallnetzplatte, iö der ein gleich geformter Zylinck· angeordnet ist. Die Maschen der Metalllitze sind so grosa» dass sie bei Verwendung in einem uirahiucgsbrenner dar bekannten Art, bei dem ein Brenngas vom Innern ctes Heises nach Bussen strömt» ein Bücksolllagen aor flamm ver-ursacheü vsrjrclsa. Al sich bieten die

-47-

^09887/0084

bei der Gründung verwendeten Metallnetze dem durchströmenden Gas-Luft-Gemisch wenig Widerstand. Ausserdem bilden die bei der Erfindung verwendeten Metallnetze nicht eine über zwei hinausgehende Vielzahl von Schichten, wie bei bekannten Arten, Wie vorstehend erläutert, kann bei der Erfindung durch den Gasausstoss mehr Luft angesaugt werden, als für die Gasverbrennung benötigt wird, so dass das Gas schon allein mit der Primärluft vollständig verbrannt wird und keinerlei Sekundärluft erforderlich ist. Gemäss der Erfindung ist es daher nicht nötig, einen Kontakt zwischen Brenngas und Sekundärluft am Strahlungselement und eine Zuleitung für die Sekundärluft vorzusehen, wie dies bisher der Fall war. In einem Extremfall kann das Strahlungselement in Wasser oder in eine Atmosphäre gesetzt werden, in der kein Sauerstoff vorhanden ist, wobei die stabile Verbrennung des Gases nicht wie in der Atompshäre beeinflusst wird.

Zur weiteren Vereinfachung der Konstruktion kann der innere Metallzylinder ohne wesentliche nachteilige Wirkung für das zu erreichende Ziel auch weggelassen werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, eine zufriedenstellende Verbrennung zu erzielen, obwohl die Strahlungsintensität aufgrund des Temperaturabfalls des Brenners etwas verringert wird.

BAD ORIGINAL

-48-909887/0064

7. Die stabile Verbrennung wird durch Verändern der Qualität des Brenngases nicht nachteilig beeinflusst.

Da, wie beschrieben, im Innern des Verbrennungselements im erfindungsgemässen Strahlungsbrenner eine hochtemperierte Atmosphäre erzeugt wird und durch das kristallisierte Glas gegen äussere Einflüsse geschützt wird, wird die Ausführung des Strahlungsbrenners bei Verwendung mit verschiedenen (rasen, nämlich Kohlengas, z.B. Stadtgas, flüssigem Petroleumgas (L.P.G.), z-B. Propangas, welche unterschiedlichen Kaloriengehalt und sonstige Charakteristiken im Hinblick auf die Verbrennung besitzen, nicht wesentlich verändert. Alles was zur Erzielung einer gewünschten Strahlungsverbrennung erforderlich ist, besteht darin, eine Düse auszuwählen, die für den Druck und die Wärmemenge des verwendeten Brennstoffs geeignet ist.

8. Das Anzünden ist leicht zu bewirken.

Ohne näher auf die Struktur oder Funktion eines Mittels zum Anzünden einzugehen, kann gesagt werden, dass das Anzünden mit einem Streichholz oder einem Feuerzeug an einem Punkt etwa über der Mitte des inneren Metallzylinders leicht bewirkt werden kann, wobei sich die Gasverbrennung augenblicklich über die ganze Fläche der Metallnetze verbreitet, da

909887/0064 ~⁴⁹~

bei dem erfindungsgemässen Strahlungsbrenner das Verbrennungsgas mit einer genügenden Menge Luft gemischt vom äusseren Metallnetzzylinder zur Mitte des inneren Metallnetzzylinders strömt und am oberen Teil des inneren Zylinders ausströmt und da während dieser Zeit das gemischte Gas keinem Einfluss eines äusseren Luftstroms unterworfen ist. Deshalb wird das gemischte Gas nach dem Anzünden über die ganze Fläche der Metallnetze auf einmal verbrannt und in keinem Fall wird das Gas nur an einem Teil der Fläche verbrannt oder erstreckt sich die Verbrennung von einem Punkt aus nach und nach über die gesamte Fläche.

Bei bekannten Brennern wird die Zündung durch den Einfluss der Aussenluft nicht zwangsläufig bewirkt oder es müssen Mittel vorgesehen sein, um eine lange Zündflamme zu bilden, die sich schnell verbreiten kann oder um die Flamme über die ganze Fläche streichen zu lassen.

9. Die Verbrennung kann geräuschlos erfolgen.

Sas aus einem Brenngas und Luft bestehende gemischte Gas wird mit ziemlich grosser Geschwindigkeit an die Metallnetze des Strahlungselements geleitet und da die Metallnetze nicht aus einer Vielzahl von Schichten bestehen und da ausserdem die in den Metallnetzen ausgebildeten Flammendüsen

909887/0064 ~⁵°~

verhältnismässig gross sind, erfolgt die Verbrennung des Gases an den Flammendüsen gleichmässig ohne Geräusch. Daher ist derferfindungsgemässe Strahlungsbrenner zur Verwendung an einem Ort geeignet, an dem die Erzeugung von Geräuschen verboten ist. Während ferner die bekannten Strahlungsbrenner die Tendenz haben, Geräusche zu erzeugen, wenn sie bei Wind verwendet werden, kann der erfindungsgemässe Strahlungsbrenner· bei starkem Wind verwendet werden, ohne irgendein Geräusch zu verursachen.

10. Die Strahlung kann in eine Richtung konzentriert werden.

Unter normalen Bedingungen strahlt der erfindungsgemässe Strahlungsbrenner Infrarotstrahlen über den ganzen Umfang nach allen Richtungen aus. Wenn jedoch die Infrarotstrahlen in eine Richtung konzentriert werden sollen, kann dies leicht bewirkt werden, indem man an einem Teil des Umfangs eine reflektierende Platte vorsieht.

11. Eine stabile Verbrennung kann selbst nach wiederholtem Erwärmen und Abkühlen erzielt werden.

Wie vorstehen beschrieben, hängen der innere und äussere Metallnetzzylinder, die als Strahlungselemente dienen, im Innern des hitzebeständigen und wärmedurchlässigen BIe-

909887/0064 "⁵¹~

men ta, wobei die oberen Enden mit dem oberen Ende des Marinedurchlässigen Elements verbunden sind. Daher können sich die Metallnetze, wenn die Temperatur ansteigt, ungestört frei nach unten ausdehnen und bei Abkühlen wieder in ihre ursprünglichen Masse zusammenziehen.

Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Strahlungsbrenners :

Obwohl der Strahlungsbrenner gemäss der Erfindung im Vorhergehenden mit kreisförmigem Querschnitt beschrieben worden ist, kann er auch einen elliptischen oder polygonalen Querschnitt mit mehr als drei Ecken aufweisen, ohne die erzielte Wirkung zu verändern. Dies trifft selbst für den Extremfall zu, bei dem die Z^linderform bis zu einem solchen Grad elliptisch verformt wird, dass eine im wesentlichen planare Form entsteht. Selbst wenn die Zylinderform in eine planare Form verwandelt wird, kann die gleiche Strahlungswirkung erzielt werden, vorausgesetzt, dass ein Mittel zur Aufrechterhaltung der hohen Temperatur in dem hochtemperierten Gasverbrennungsabschnitt in der Mitte des Brenners vorgesehen ist. Obwohl der erfindungsgemässe Strahlungsbrenner aufgrund der Wellenlängencharakteristiken der abgegebenen Strahlung am besten zum Wärmen des menschlichen Körpers und zum Trocknen ge-

-52-909887/0064

eignet ist, kann eiiauch zum Erwärmen von Wasser, zum Heizen und Trocknen für industrielle Zwecke oder zum Heizen und Trocknen in giftiger Atmosphäre innerhalb oder ausserlialb des Hauses ohne Einflüsse durch atmosphärische Verhältnisse verwendet werden, wobei die Strahlung nach Wunsch rundherum oder in einer Kichtung ausgestrahlt werden kann.

909887/Ö064

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlungsbrenner mit einer Brennstoffdüse, einem Mischrohr zum Mischen eines von der Brennstoffdüse ausgestossenen Brennstoffs mit einer vom Brennstoff durch die Kraft seines Strahls angesaugten Primärluft und einer mit dem Mischrohr verbundenen Mischkammer, deren eine Seite offen ist, gekennzeichnet durch einen Zylinder (8) aus einem hitzebeständigen, wärmedurchlässigen Material, der in der Mischkammer (5) befestigt ist, eine ringförmige, das obere Ende des Zylinders abschliessende Abdeckung (9) mit einer Gasabzugsöffnung, einen äusseren Metallnetzzylinder (10) aus einem aus hitzebeständigem Draht gewebten Netz, der in Abstand von dem hitzebeständigen, wärmedurohlässigen Zylinder (8) an der Innenseite der ringförmigen Abdeckung (9) befestigt ist, eine die untere Öffnung des äusseren Metallnetzzylinders (10) abdeckende Bodenplatte (11), wobei der hitzebeständige, wärmedurchlässige Zylinder (8) und der äussere Metallnetzzylinder (10) einen Durchlass für das gemischte Gas bilden, und durch einen im Innern des äusseren Metallnetzzylinders (10) in Abstand angeordneten inneren Metallnetzzylinder (13), der in ähnlicher Weise wie der äussere Metallnetzzylinder aus hitzebeständigem Draht gewebt ist und dessen oberes Ende an der ringförmigen Abdeckung (9) befestigt ist und dessen unteres Ende von einem Flansch (14) vom äusseren Metallnetzzylinder(IO)

909887/0064 -54-

in Abstand gehalten wird, wobei das gemische Gas an der Innenfläche des äusseren Metallnetzzylinders (10) verbrannt wird.

2. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Metallnetzzylinder (10) aus einem Metallnetz besteht, das aus einem hitzebeständigen Draht mit einem Durchmesser von 0,15 bis 0,55 mm gewebt ist, bei dem die Schussdrähte senkrecht zu den Kettendrähten verlaufen, wobei die Anzahl der vom Schussdraht gebildeten Maschen auf je 25,4 mm gleich der Anzahl der vom Kettendraht gebildeten Maschen ist und 20 bis 50 beträgt und wobei der Gesamtbereich der Lufträume zwischen den Maschen im wesentlichen 30 bis 50 % der Gesamtfläche des Metallnetzes beträgt.

3. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Metallnetzzylinder (13) aus einem Metallnetz besteht, das aus einem hitzebeständigen Draht mit einem Durchmesser von 0,15 bis 0,7 sie? gewebt ist_? bei dem die Sohussdrähte senkrecht zu den Kettendrähten verlaufen, wobei die Anzahl der vom Schussdraht gebildeten Masohen auf je 25*4 mm gleich der Anzahl der vom Kettendraht gebildeten Maschen ist und 10 bis 5.0 beträgt und wobei der Gesaatbewioh der Lufträume zwischen den Maschen im wesentlichen 30 bis 50 # der Gesamtfläche des Netzes beträgt.

4. Strahlungsbrenner nach Anspruch 2 und 3. dadurch gekennzeichnet,, dass die Metallnetze einfach gewebte Hetze sind und dass der Abstand sowohl smsohen d;m äusseren Metailnetsaylinder (10)

-55-909887/0064

und dem hitzebeständigen, wärmedurchlässigen Zylinaer (8) als auch zwischen dem äusseren Metallnetzzylinder (10) und dem inneren Metallnetzzylinder (13) 6 bis 15 mm beträgt.

5. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den inneren und äusseren Metallnetzzylinder von aussen umgebende hitzebeständige, wärmedurchlässige Zylinder (8) für den grossen Teil der vom inneren und äusseren Metallnetzzylinder abgegebenen Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenlänge durchlässig ist, die zum Erwärmen bestimmter Stoffe wirksam sind, und dass er den Teil von Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenlänge absorbiert, die für die Erwärmung wertlos sind, wobei er die Erwärmung des inneren und äusseren Metallnetzzylinders verbessert und diese Zylinder gegen mögliche Schockwirkung durch äussere Stoffe und gegen Einflüsse dnrch die Aussenluft schützt.

6. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hitzebeständige, wärmedurchlässige Zylinder (8), der äussere Metyllnetzzylinder (10) und der innere Metallnetzzylinder (13), die in Abstand voneinander angeordnet sind, einen elliptischen oder polygonalen Querschnitt mit mehr als drei Ecken oder eine im wesentlichen planare Gestalt aufweisen, die durch extremes Verlängern der Hauptachse des elliptischen Querschnitts gebildet ist.

909887/0064

Leerseite