DE1905148A1

DE1905148A1 - Strahlungsbrenner oder Gluehstrahler

Info

Publication number: DE1905148A1
Application number: DE19691905148
Authority: DE
Inventors: Kurt Krieger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-02-03
Filing date: 1969-02-03
Publication date: 1970-08-13
Also published as: FR2031191A5; DE1905148C3; GB1229762A; US3661499A; SE345732B; DE1905148B2; SU354673A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsbrenner oder Glühstrahler, bei dem ein brennbares Gemisch aus Gas oder Brennstoffdampf und Luft über eine Vorkammer einem durchlassigen Brennerkopf zugeführt wird, der eine mit konkreten Durchlaßöffnungen für das brennbare Gemisch versehene Isolierschicht aus hitzebeständigem bzw. feuerfestem Material, beispielsweise einem Faservlies, sowie eine zur Brenneraußenseite hin gelegene, von heißen Brenngasen beaufschlagte Wärmeabstrahlfläche aus hitzebeständigem bzw. feuerfestem Material aufweist.

Bei einem bekannten Brenner dieser Art (französische Patentschrift 1 511 969) besteht die Wärmeabstrahlfläche aus einer hitzebeständigen Metallplatte. Zwischen dieser und der mit konkreten öffnungen versehenen Isoliersiiieht ist ein Zwischenraum vorhanden, in dem das brennbare Gemisch verbrennt und dadurch die Metallplatte von ihrer Rücksei-

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te her beheizt. Die verbrannten Gase treten durch die in der Metallplatte vorgesehenen Löcher unmittelbar nach vorne ins Freie aus.

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner der eingangsg genannten Art weiter zu entwickeln und zu verbessern» um u.a. auch bezüglich der Leistungsfähigkeit bzw. des Wirkungsgrades und der Temperaturverhältnisse besonders günstige Ergebnisse zu erzielen.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß die Wärmeabstrahlfläche aus einem oder mehreren, Hohlräume aufweisenden oder bildenden Formkörpern besteht und derart mit aus den Hohlräumen nach außen führenden Auslässen versehen ist, daß die aus diesen Auslässen austretenden Gase auf die Außenseite eines benachbarten Bereiches der Wärmeabstrahlfläche gelangen.

Hierdurch ergibt sich der große Vorteil, daß die Wärmeabstrahlfläche nicht nur auf einer Seite aufgeheizt wird, sondern daß nunmehr auch auf der anderen, vorderen Seite eine Beaufschlagung durch heiße Gase erfolgt. Dabei geben diese Gase weitere Wärme an die Wärmeabstrahlfläche ab, so daß sich eine wesentlich bessere Ausnutzung der Brennstoffenergie und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades ergibt. Die Beheizung der Wärmeabstrahlfläche wird infolge der Zuleitung von Wärme von beiden Seiten her intensiver, so daß sich auch höhere Temperaturen erzielen lassen.

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Für die Ausbildung der Wärmeabstrahlfläche im Sinne der Erfindung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Dazu gehören grundsätzlich alle Ausführungen, bei denen durch entsprechende Formgebung der Wärmeabstrahlfläche heiße Gase auf die Außenseite der Wärmeabstrahlfläche gelenkt werden. Es kann einmal die gesamte Fläche durch einen oder mehrere Formkörper gebildet sein, deren Querschnittsprofil eine abwechselnde Aufeinanderfolge von Erhöhungen und Vertiefungen ist, wobei unter den Erhöhungen dann die Hohlräume liegen, denen das brennbare Gemisch zuströmt und in denen es verbrannt wird, während in den abfallenden und ansteigenden Flanken dieses Profiles die Auslässe für die heißen Gase angeordnet sind, durch welche dieselben austreten und auf die gegenüberliegende Flanke des Profils gelangen. Das Profil kann dabei spitzwinklig oder auch abgerundet sein. Die Ausführung läßt sich so treffen, daß jeweils nur ein Profilscheitel mit den beiderseits abfallenden Flanken durch einen Formkörper gebildet wird, wobei dann eine Reihe solcher Formkörper parallel nebeneinander liegt, oder aber auch so, daß .ein Formkörper mehrere Profilberge und -täler in einem Stück enthält oder bildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß die Wärmeabstrahlfläche aus Formkörpern gebildet ist, die jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Auslaßöffnungen aufweisen, während sich die Zuleitung für das brennbare Gemisch an einer zwischen diesen Auslaßöffnungen gelegenen Stelle befindet, und die zueinander derart versetzt

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angeordnet sind, daß jeweils die Auslaßöffnungen zweier benachbarter Formkörper in verschiedene Richtungen weisen. Durch die versetzte Anordnung treffen die aus den Auslaßöffnungen an den Enden eines Formkörpers austretenden heißen Gase auf den geschlossenen Teil des benachbarten Formkörpers und heizen diesen dadurch zusätzlich von außen auf.

Das Querschnittsprofxl der Formkörper kann geschlossen oder aber auch offen sein. Die Formkörper können beispielsweise in Gestalt eines Rohrabschnitts ausgeführt sein, sei es mit kreisrundem oder abgeflachtem rundem Querschnitt oder mit eckiger Querschnittsgrundform, etwa entsprechend einem auf einer Seite lxegenden Dreieck.

Die Formkörper können je nach ihrer Querschnittsform außer den Auslaßöffnungen an sich gegenüberliegenden Seiten ggfs. auch noch weitere Auslässe im Bereich ihrer Wandungen aufweisen.

Als Material für die Formkörper kommt außer· feuerfester Keramik z.B. auch eine hitzebeständige Metallegierung oder ein sonstiger geeigneter Werkstoff in Betracht.

Die Formkörper lassen sich zugleich auch mit Zuleitungsröhrchen für das brennbare Gemisch versehen. Hinsichtlich des Materials dieser Röhrchen gilt das vorstehend Gesagte entsprechend. Die Röhrchen können mit den Formkörpern aus einem Stück bestehen oder mit denselben lose oder fest verbunden sein. Jedem Formkörper kann ein oder können meh-

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rere Zuleitungsröhrchen zugeordnet sein. Insbesondere läßt sich weiterhin die Ausbildung so treffen, daß die Zuleitungsröhrchen zugleich auch die konkreten Durchlaßöffnungen in der Isolierschicht bilden oder als Auskleidung für diese dienen.

Jedem Formkörper kann auch ein Einsatz zugeordnet sein, der eine Zuleitung für das brennbare Gemisch bildet und/ oder mit einem Zuleitungsröhrchen ausgestattet ist.

Eine auch im Hinblick auf die Herstellung sehr günstige Ausführung der Formkörper besteht darin, daß dieselben mit von offenen Enden ausgehenden Ausnehmungen versehen sind. Diese Ausnehmungen können hinsichtlich ihrer Anzahl, Größe und Form nach den jeweiligen Erfordernissen gewählt werden und bilden Auslässe für die heißen Gase.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenners in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil einer anderen Brennerausführung gemäß der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig. 3, Fig. 5 eine abgewandelte Brennerausführung im Schnitt,

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Fig. 6 einen Teil einer weiteren Brennerausführung in Draufsicht und

Fig. 7 einen Schnitt durch eine andere Ausführung eines Formkörpers.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Brenner enthält ein Brennergehäuse 1 mit einem Zuleitungsrohr 2 für ein Gas-Luft-Gemisch und mit einer Vorkammer 3 sowie einen insgesamt mit der Ziffer 4 bezeichneten rechteckförmigen Brennerkopf. Letzterer weist eine Isolierschicht 5 und eine durch einzelne Formkörper 6 gebildete Wärmeabstrahlfläche 7 auf. Die Isolierschicht 5 besteht aus einem Faservlies, wobei es sich namentlich um ein Vlies aus keramischen Fasern oder aus Fasern auf der Basis von Oxyden handeln kann. Obgleich sich dies als sehr günstig erwiesen hat, ist es auch nicht ausgeschlossen, eine andere Isolierschicht, z.B. aus festem keramischen Material, vorzusehen.

Die Isolierschicht 5 ruht auf einer Metallplatte 8 oder einem Drahtgeflecht undist mit konkreten Durchlaßöffnungen für das brennbare Gemisch versehen. Diese werden bei der gezeigten Ausführung durch Röhrchen 10 aus hitzebeständigem ÖSieisai oder auch aus Keramik gebildet. Die Metallplatte 8 ist an den- Stellen der Röhrchen 10 mit entspechenden Löchern 9 versehen.

Die Röhrchen 10 bilden gleichzeitig die Zuleitungswege für das brennbare Gemisch zu den Formkörpern 6 sowie eine

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Halterung für die letzteren und können z.B. durch einen angestauchten Bund oder eine Umbördelung mit den Fremdkörpern 6 in geeigneter Weise fest oder ggfs. auch unter Belassung der Möglichkeit einer geringen Relativbewegung verbunden sein.

Die Formkörper 6 bestehen bei der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführung des Brenners aus Dreikantprofilen bzw. aus Abschnitten eines Dreikantrohres, so daß sich an den Enden offene Hohlräume H ergeben. Das Material der Formkörper 6 kann hitzebeständiges Metall, z.B. eine Nikkel-Chrom-Legierung, oder ggfs. auch ein keramischer Werkstoff sein. Die Formkörper 6 sind jeweils zueinander versetzt angeordnet, so daß sich jeder Formkörper quer zu den ihm benachbarten Formkörpern erstreckt.

Die Verbrennung des durch die Röhrchen 10 zuströmenden brennbaren Gemisches findet in den Hohlräumen H der Formkörper 6 statt, wodurch diese von innen heraus beheizt werden. Die heißen Gase treten dabei aus den durch die offenen Enden der Formkörper 6 gebildeten Auslaßöffnungen 11 aus und treffen auf die Außenseiten der benachbarten Formkörper auf. Hierdurch wird jeder Formkörper 6 nicht nur von innen heraus, sondern zugleich auch auf seiner Außenseite aufgeheizt.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Brennerausführung wird die Wärmeabstrahlfläche 7 durch einen Formkör-

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per 15 gebildet, dessen Querschnittsprofil eine abwechselnde Aufeinanderfolge von Erhöhungen 15a und Vertiefungen 15b ist. Der Brennerkopf 14 weist auch hier wieder eine Isolierschicht 16 aus einem Faservlies auf, die zur Vorkammer 3 des Brenners hin von einer Metallplatte 17 abgedeckt ist und die mit konkreten Durchlässen in Form von Röhrchen 18 versehen ist. Durch die letzteren gelangt das brennbare Gemisch in die von dem Formkörper 15 umschlossenen Hohlräume H, in denen die Verbrennung erfolgt. Die Flanken 15c des Formkörperprofils sind mit Auslaßöffnungen 19 versehen, durch welche die heißen Gase austreten und auf die Außenseite der benachbarten Flanke des Profils auftreffen und diese zusätzlich aufheizen. Der Formkörper 15 kann bei einer solchen oder ähnlichen Ausführung auch aus einzelnen Teilen bestehen.

Fig. 5 veranschaulicht eine Brennerausführung, bei der ähnlich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 über einer Isolierschicht 20 mit Durchlaßöffnungen 21 Formkörper 22 versetzt zueinander angeordnet sind. Diese Formkörper 22 haben hier etwa den Querschnitt eines "M". Außer den durch die offenen Enden der Formkörper 22 gebildeten Auslaßöffnungen 23 sind hier noch weitere Auslässe in Form von Löchern 24 in den einander gegenüberliegenden Wandungen 22a des Formkörpers selbst vorgesehen. Die durch diese Auslässe 24 austretenden heißen Gase beheizen also zusätzlich diese Wandungen 24 des Formkörpers 22 auf ihrer Außenseite.

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Bei der in Fig. 6 dargestellten Brennerausführung setzt sich die Wärmeabstrahlfläche 7 aus einzelnen Formkörpern 25 zusammen, deren Grundform gleich oder ähnlich derjenigen der in Fig. 2 gezeigten Formkörper 6 ist. Hier sind die Formkörper 25 jedoch nicht zueinander versetzt angeordnet, sondern haben untereinander die gleiche Richtungsorientierung, so daß sich ein mit der Ausführung nach Fig. 3 und U vergleichbares Profil der Wärmeabstrahlfläche ergibt. Jeder der Formkörper 6 ist mit Ausnehmungen 26 versehen, die von den offenen Enden des Formkörpers 25 ausgehen und Auslaßöffnungen für die Gase bilden, die somit auf die Außenseiten der benachbarten Formkörper auftreffen können. Die Ausnehmungen 26 befinden sich, wie aus Fig. 6 ersichtlich, am einen Ende jedes Formkörpers 25 auf der einen Seite des Profilscheitels des Formkörpers und am anderen Ende auf der anderen Seite des Profilscheitels.

In Fig. 7 ist eine Brennerausführung gezeigt, bei der jedem Formkörper 27 ein beispielsweise aus keramischem Material bestehender Einsatz 28 zugeordnet ist, der in seinem oberen Teil tellerförmig oder plattenförmig ausgebü.-det ist und in seinem unteren, in die Isolierschicht 30 eingreifenden Teil mit einem Metallröhrchen 29 ausgestattet ist. Durch dieses Röhrchen und den sich anschließenden Teil des Einsatzes 28 gelangt das aus der Vorkammer zuströmende brennbare Gemisch in den Formkörper 27, um dort zu verbrennen. Die Formkörper 27 können so ausgebildet

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sein, wie es Fig. 6 zeigt, oder können auch ehe andere geeignete Ausbildung haben.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich erwähnt sind.

Patentansprüche

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Claims

1905U8 ΛΑ Patentansprüche

1. Strahlungsbrenner oder Glühstrahler, bei dem ein brennbares Gemisch aus Gas oder Brennstoffdampf und Luft über eine Vorkammer einem durchlässigen Brennerkopf zugeführt wird, der eine mit konkreten Durchlaßöffnungen für das brennbare Gemisch versehene Isolierschicht aus hitzebeständigem bzw. feuerfestem Material, beispielsweise einem Faservlies, sowie eine zur Brenneraußenseite hin gelegene, von heißen Brenngasen beaufschlagte Wärmeabstrahlfläche aus hitzebeständigem bzw. feuerfestem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabstrahlfäche (7) aus einem oder mehreren, Hohlräume (H) aufweisenden oder bildenden Formkörpern (6 ; 15; 22; 25; 27) besteht und derart mit aus den Hohlräumen (H) nach außen führenden Auslässen (11; 19; 23; 24; 26) versehen ist, daß die aus diesen Auslässen austretenden Gase auf die Außenseite eies benachbarten Bereiches der Wärmeabstrahlfläche gelangen .

2. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabstrahlfäche (7) durch einen oder mehrere Formkörper (15; 25; 27) gebildet ist, deren Querschnittsprofil eine abwechselnde Aufeinanderfolge von Erhöhungen (15a) und Vertiefungen (15b) ist.

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3. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabstrahlfache (7) aus Formkörpern (6; 22) gebildet ist, die jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Auslaßöffnungen (11; 23) aufweisen, während sich die Zuleitung (10; 21) für das brennbare Gemisch an einer zwischen diesen Auslaßöffnungen gelegenen Stelle befindet, und die zueinander derart versetzt angeordnet Ii§, daß jeweils die Auslaßöffnungen (11; 23) zweier benachbarter Formkörper (11; 23;) in verschiedene Richtungen weisen.

4. Strahlungsbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (22) außer den an sich gegenüberliegenden Seiten befindlichen Auslaßöffnungen (23) weitere Auslässe (24) im Bereich ihrer Wandungen (2 2a) aufweisen.

5. Strahlungsbrenner nach einem der Anspüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (25) mit von offenen Enden ausgehenden Ausnehmungen (26) versehen sind.

6. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (11) ein geschlossenes Querschnittsprofil haben.

7. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (22) ein offenes Querschnittsprofil haben.

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8. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Formkörper (6) mit Zuleitungsröhrchen (10) für das brennbare Gemisch versehen sind.

9. Strahlungsbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsröhrchen (10) zugleich die konkreten Durchlaßöffnungen in der Isolierschicht (5) bilden oder auskleiden.

D. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Formkörper (27) ein Einsatz (28) zugeordnet ist, der eine Zuleitung für das brennbare Gemisch bildet und/oder mit einem Zuleitungsröhrchen (29) ausgestattet ist.

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