DE1905148C3

DE1905148C3 - Strahlungsbrenner

Info

Publication number: DE1905148C3
Application number: DE1905148A
Authority: DE
Inventors: Kurt 4000 Duesseldorf Krieger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-02-03
Filing date: 1969-02-03
Publication date: 1976-01-02
Also published as: DE1905148A1; SU354673A1; GB1229762A; SE345732B; US3661499A; FR2031191A5; DE1905148B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsbrenner mit einer von einem Brenngas- oder Brennstoffdampf-Luft-Gemisch gespeisten Vorkammer, einer stromab anschließenden Isolierschicht aus hitzebeständigem Werkstoff, in der einzelne Durchlaßkanäle für das; Gemisch ausgebildet sind, sowie einer abschließenden, unterteilten und innenseitig mehrere Brennkammern enthaltenden Strahlungseinrichtung.

Bei einem bekannten Gasbrenner (US-PS 19 01 086) hat die Strahlungseinrichtung die Form eines unterteilten, blockartigen Körpers, in dem unterhalb von zickzackförmig verlaufenden Schlitzen an der Oberseite Brennkammern vorgesehen sind, die sich jeweils über die gesamte Breite des Brenners erstrecken. Die Ausbildung ist dabei so, daß die zur Wärmeabstrahlung vorgesehenen Teile d^s blockartigen Brennerkopfes nur von innen bzw. von der Unterseite her beheizt werden. .

Ein anderer bekannter Brenner (FR-PS 15 11969) weist als Strahlungseinrichtung eine hitzebeständige Metallplatte auf. Zwischen dieser und einer mit einzelnen Durchlaßkanälen versehenen Isolierschicht ist ein Zwischenraum vorhanden, in dem das brennbare Gemiüch verbrennt und dadurch die Metallplatte von ihrer Rückseite her beheizt. Die verbrannten Gase treten durch die in der Metallplatte vorgesehenen Löcher un

mittelbar nach vorne ins Freie aus.

Es ist weiterhin ein Brenner anderer Gattung bekannt (FR-PS 14 67 247), der keine mit einzelnen Durchlaßkanälen versehene Isolierschicht aufweist und bei dem ferner die Verbrennung auf der Außenseite der Strahlungseinrichtung stattfindet. Letztere bildet dabei araüei verlaufende Verteilkammern, deren WandungeVmit "Auslaßöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch versehen sind, das nach dem Austreten aus den Auslaßöffnungen verbrennt. Die Strahlungseinrichtung wird bei diesem Brenner nur durch Flammen erhitzt, die auf vertikale Bereiche ihrer Außenseite auftreffen. Eine Beheizung von der Innenseite her findet nicht statt und wäre auch nicht möglich, weil dann ein Rückzünden unvermeidlich wäre.

Bekannt ist schließlich noch ein Strahlungsbrenner (US-PS 33 12 269) mit einer einzigen rohrförmigen Brennkammer, die «on einem einstückigen gitter- oder rostartigen Strahlungskörper aus Metall begrenzt ist. Dieser Strahlungskörper weist eine Vielzahl von Auslässe bildenden Erhebungen, Vorsprüngen oder Ausprägungen auf, die so angeordnet sind, daß aus ihnen austretende Gase über benachbarte Flächenteile des Strahlungskörpers hinwegstreichen können.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art weiterzuentwikkeln und so zu gestalten, daß eine besonders intensive Aufheizung der Strahlungseinrichtung bei günstiger Ausbildung derselben, insbesondere im Hinblick auf die Herstellung, Funktion und Austauschbarkeit von Teilen, ermöglicht wird.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß die Strahlungseinrichtung aus einzelnen, einander benachbart angeordneten, jeweils ein geschlossenes oder unterbrochenes, stirnseitig offenes Querschnittsprofil aufweisenden Formkörpern besteht, von denen jeder für sich eine Brennkammer mit zugehöriger eigener Gemischzuleitung und mit auf die Außenseiten benachbarter Formkörper gerichteten Auslässen bildet. Als Material für die Formkörper kommt außer feuerfester Keramik z.B. auch eine hitzebeständige Metallegierung oder ein sonstiger geeigneter Werkstoff in Betracht.

Bei dem erfindungsgemäßen Brenner wird die Strahlungseinrichtung nicht nur auf einer Seite aufgeheizt, sondern es erfolgt in sehr wirksamer Weise auch auf der anderen, vorderen Seite eine zusätzliche Beaufschlagung durch heiße Gase. Dies geschieht auf dem gesamten nach außen gerichteten Bereich der Strahlungseinrichtung in gleicher Weise, so daß durch eine solche Wärmeabgabe an die Strahlungseinrichtung eine besonders gute Ausnutzung der Brennstoffenergie und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades erreicht wird. Infolge der intensiven Beheizung der Strahlungseinrichtung lassen sich auch höhere Temperaturen erzielen. Bei alledem besteht der weitere Vorteil, daß der Brenner günstig hergestellt werden kann und sich ohne besondere Schwierigkeiten wahlweise in verschiedenen Formen und Größen herstellen läßt, weil zur Bildung unterschiedlicher Strahlungseinrichtungen lediglich eine entsprechende Anzahl von Formkörpern benötigt wird. Weiterhin ist es auch möglich, im Bedarfsfall einen oder mehrere Formkörper auszutauschen.

Für die Ausbildung der Strahlungseinrichtung im Sinne der Erfindung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Bei einer vorteilhaften Ausführung weisen die Formkörper ein geschlossenes oder unterbrochenes, stirnseitig offenes Querschnittsprofil auf. 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 liegenden Dreieck. Die Zuleitung für das brennbare Gemisch befindet sich an einer zwischen den slirnseitigen Auslassen gelegenen Stelle.

Es ist besonders zweckmäßig, die Formkörper derart zueinander versetzt anzuordnen, daß jeweils die stirnseitigen Auslässe zweier benachbarter Formkörper in verschiedene Richtungen weisen. Infolge der versetzten Anordnung treffen die aus einer Auslaßöffnung am Ende eines Formkörpers austretenden heißen Gase auf den geschlossenen Teil eines benachbarten Formkörpers und heizen diesen dadurch zusätzlich von außen auf.

Außer mit den stirnseitigen Auslassen können die Formkörper auch mit weiteren Auslässen im Bereich ihrer Wandungen versehen sein.

Eine auch im Hinblick auf die Herstellung sehr günstige Ausführung der Formkörper besteht darin, daß dieselben mit von offenen Enden ausgenenden 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.

Ungeachtet der Ausbildung im einzelnen läßt sich jedem Formkörper ein Einsatz zuordnen, der eine Zuleitung für das brennbare Gemisch bildet. Die Einsätze können insbesondere zugleich auch die Durchlaßkanäle in der Isolierschicht bilden oder als Auskleidung für diese dienen. Als Material für die Einsätze kommt ebenso wie bei den Formkörpern außer feuerfester Keramik auch ein hitzebeständiges Metall bzw. eine Metallegierung in Betracht.

Die Zuleitung kann ein Zuleitungsröhrchen sein, das mit dem betreffenden Formkörper aus einem Stück besteht oder mit demselben lose oder fest verbunden ist. Einem Formkörper lassen sich auch mehrere Zuleitungsröhrchen zuordnen.

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

F i g. 1 einen Teil eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenners in Draufsicht,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1,

F i g. 3 eine abgewandelte Brennerausführung im Schnitt,

F i g. 4 einen Teil einer weiteren Brennerausführung in Draufsicht und

F i g. 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführung eines Formkörpers.

Der in den F i g. 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 Strahlungseinrichtung 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 keramischem Material, vorzusehen.

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

Die Röhrchen 10 bilden gleichzeitig die Zuleitungswege für das brennbare Gemisch zu den Formkörpern 6 sowie eine Halterung für die letzteren und können z. B. durch einen angestauciiten Bund oder eine Umbördelung mit den Formkörpern 6 in geeigneter Weise fest oder gegebenenfalls auch unter Belassung der Möglichkeit einer geringen Relativbewegung verbunden sein.

Die Formkörper 6 bestehen bei der in den F i g. 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 Nickel-Chrom-Legierung, oder gegebenenfalls 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 to 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.

F i g. 3 veranschaulicht eine Brennerausführung, bei der ähnlich wie bei der Ausführung nach den F i g. 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.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Brennerausführung setzt sich die Strahlungseinrichtung 7 aus einzelnen Formkörpern 25 zusammen, deren Grundform gleich oder ähnlich derjenigen der in F i g. 2 gezeigten Formkörper 6 ist. Hier sind die Formkörper 25 jedoch nicht zueinander versetzt angeordnet, sondern haben untereinander die gleiche Richtungsorientierung. 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 F i g. 4 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 F i g. 5 ist eine Brennerausführung gezeigt, bei der jedem Formkörper 27 ein beispielsweise aus keramischem Materia! bestehender Einsatz 28 zugeordnet ist, der in seinem oberen Teil tellerförmig oder plattenförmig ausgebildet 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

:r Vorkammer 3 zuströmende brennbare Gemisch in :n Formkörper 27, um dort zu verbrennen. Die Form-)rper 27 können so ausgebildet sein, wie es F i g. 4 :igt oder können auch eine andere geeignete Ausbiljng haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlungsbrenner mit einer von einem Brenngas- oder Brennstoffdampf-Luft-Gemisch gespei-Sten Vorkammer, einer stromab anschließenden Isolierschicht aus hitzebeständigem Werkstoff, in der einzelne Durchlaßkanäle für das Gemisch ausgebildet sind, sowie einer abschließenden, unterteilten und innenseitig mehrere Brennkammern enthaltenden Strahlungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseinrichtung aus einzelnen, einander benachbart angeordneten, jeweils ein geschlossenes oder unterbrochenes, stirnseitig offenes Querschnittsprofil aufweisenden Formkörpern (6,22,25, 27) besteht, von denen jeder für sich eine Brennkammer (H) mit zugehöriger eigener Gemischzuleitung (1O, 21, 29) und mit auf die Außenseiten benachbarter Formkörper (6, 22, 25,27) gerichteten Auslassen (11,23,26) bildet.

2. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (6, 22) derart zueinander versetzt angeordnet sind, daß jeweils die stirnseitigen Auslässe (11, 23) zweier benachbarter Formkörper (6, 22) in verschiedene Richtungen weisen.

3. Strahlungsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (22) außer den stirnseitigen Auslassen (23) weitere Auslässe (24) im Bereich ihrer Wandungen (22a) aufweisen.

4. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (25) mit von offenen Enden ausgehenden Ausnehmungen (26) versehen sind.

5. Strahlungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Formkörper (27) ein Einsatz (28) zugeordnet ist, der eine Zuleitung für das brennbare Gemisch bildet.