DE1930312A1

DE1930312A1 - Infrared radiator operated with gas or liquid fuel

Info

Publication number: DE1930312A1
Application number: DE19691930312
Authority: DE
Inventors: Bauer Konrad E
Original assignee: Schwank GmbH
Current assignee: Schwank GmbH
Priority date: 1969-06-14
Filing date: 1969-06-14
Publication date: 1970-12-17

Description

Hit Gas oder flüssigem Brennstoff betriebener Infrarotstrahler.Hit gas or liquid fuel operated infrared emitters.

Die Erfindung bezieht sich aul einen mit Gas oder flüssigem Brennstoff betr ebenen Infrarotstrahler, bei dem ein Gas-Luft-Gemisch an der Oberfläche einer meist ebenen, mit zahlreichen regelmässig angeordneten und geformten Austrittskanälen versehenen Brennerabschlusswand verbrennt, wodurcn diese glühend wird und entsprechend ihrer emperatur eine intensive Infraro-tstrahlung abgibt. Bei Verwendung von flüssigen Brennstoffen werden diese innerhalb des Brenners vergast, so dass in die Brennerabschlusswand ebenfalls ein Gas-Luft-Gemisch eintritt.The invention also relates to a gas or liquid fuel be flat infrared emitters, in which a gas-air mixture on the surface of a mostly flat, with numerous regularly arranged and shaped outlet channels provided burner end wall burns, which makes it glowing and accordingly emits intense infrared radiation at its temperature. When using liquid Fuels are gasified within the burner, so that in the burner end wall a gas-air mixture also occurs.

Bei den bekannten Brennern dieser Art, die sowohl als Injektor-Brenner als auch mit zwangsweiser Luftzuführung hergestellt werden, besteht die als Infrarotstrahlungsplatte wirkende Brennerabschlusswand aus einer Leichtkeramik mit geringer Wärmeleitfähigkeit.In the known burners of this type, both as an injector burner as well as with forced air supply, there is an infrared radiation plate effective burner end wall made of a light ceramic with low thermal conductivity.

Unter normalen Betöriebsbedingungen liegen die Ob erflächentemperaturen der Strahlplatten zwischen 850 und 950 °C, bei Sonderausführungen werden maximal auch beis zu lloo OC erreicht.The surface temperatures are under normal operating conditions of the radiant panels between 850 and 950 ° C, with special designs a maximum of even when reached lloo OC.

Es besteht aber bei der technischen Anwendung derartiger Infrarotstrahler schon seit langem das Bedürfnis nacn höheren Strahlungstemperaturen und zwar hauptsächlich aus folgenden Gründen: Die Intensität der abgegebenen Infrarotstrahlung wächst mit der 4. Potenz der absoluten Temperatur der Strahlfläche. Um eine bestimmte, geforderte Wärmeleistung zu erzeugen, benötigt man bei einer Gberflächentemperatur von z.B. 900°C eine Strahlfläche von ganz bestimmter Grösse, die auf die Hälfte reduziert wird, wenn es gelingt, die Oberflächentemperatur auf Ca. 1120 0C zu erhöhen. Bei ca. 1380 0C wird sogar nur 1/4 der ursprünglichen Plattenfläche benötigt. Da die beschriebenen Infrarotstrahler vorzugsweise in Heizungs- und Wärmebehandlungsanlagen eingesetzt werden, würde sich aus einer Erhöhung der Oberflächentemperatur bei Heizanlagen eine wesentliche Verkleinerung der Geräteabmessungen und bei Wärmebehandlungsanlagen, zum Beispiel bei Durchlauföfen für rocknungszwecke, eine drastische Reduzierung der Gesamtabmessungen bzw. bei gleichen Abmessungen eine entsprechende Erhöhung der Durchsatzkapazität ergeben.However, such infrared radiators exist in the technical application the need for higher radiation temperatures has long been felt, and mainly for the following reasons: The intensity of the emitted infrared radiation increases with it the 4th power of the absolute temperature of the beam surface. To a certain, demanded To generate heat output is required at a surface temperature of e.g. 900 ° C a radiant surface of a very specific size, which is reduced by half if it is possible to increase the surface temperature to approx. 1120 0C. at approx. 1380 0C, only 1/4 of the original plate surface is required. Since the described infrared radiators preferably in heating and heat treatment systems used would result from an increase in the surface temperature of heating systems a significant reduction in the dimensions of the device and in the case of heat treatment systems, For example, with conveyor ovens for drying purposes, a drastic reduction the overall dimensions or, if the dimensions are the same, a corresponding increase the throughput capacity.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Strahlern mit höherer Temperatur ist durch die Tatsache bedingt, dass eine Reihe von haterialien, insbebondere blanke Metalle, kurzwelliges Infrarot besser absorbieren als langwelliges. Strahler mit höherer Temperatur emittieren einen grösseren Prozentsatz der insgesamt abgegebenen Leistung im kurzwelligen Bereich. Beträgt z.B.Another advantage when using heaters with a higher temperature is due to the fact that a number of haterials, especially bare ones Metals absorb short-wave infrared better than long-wave infrared. Spotlights with higher temperatures emit a larger percentage of the total emitted power in the short-wave range. Is e.g.

die Strahltemperatur 1300 °C, so liegen ca. 31% der abgegebenen Strahlungsenergie im Bereich unter 2 µ , bei einer Strahlertemperatur von 900 °C, sind es jedoch nur 13 %.If the beam temperature is 1300 ° C, then approx. 31% of the radiant energy emitted is However, it is only in the range below 2 µ, at a heater temperature of 900 ° C 13%.

Es sind bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, um sogenannte "Hochtemperaturplatten" herzustellen, d.h.Numerous attempts have already been made to so-called To manufacture "high temperature panels" i.e.

Strahlplatten, deren Oberflächentemperaturen wesentlich über den bisher erreichbaren liegen. Diese Versuche haben bisher nicht zu technisch verwertbaren Ergebnissen geführt, da es erstens nicht gelang, die Rückzündungsgefahr auszuschliessen#, d.h. zu verhindern, dass sich das Gas-Luft-Gemisch bei entsprechend hohen Strahlplattentemperaturen bereits im Innern des Strahlbrenners oder in der Mischkammer entzündete, und da es zweitens auf Grund zahlreicher Experimente als unmöglich angesehen wurde, mit Strahlplatten des beschriebenen Type überhaupt Temperaturen zu erreichen, die wesentlich über ca. 1100°C liegen.Radiant panels whose surface temperatures are significantly higher than before achievable lie. These attempts have so far not been too technically exploitable Results because, firstly, it was not possible to exclude the risk of re-ignition #, i.e. to prevent the gas-air mixture from changing at correspondingly high radiant panel temperatures already ignited inside the jet burner or in the mixing chamber, and there Second, on the basis of numerous experiments, it was considered impossible to use Radiant panels of the type described to reach temperatures that are essential lie above approx. 1100 ° C.

Aufgabe der Erfindung war die Konstruktion von Infrarot- #trahlplatten. mit denen bei Bedarf Temperaturen von wesentlich über 1100 °C erreicht werden können.The object of the invention was the construction of infrared # radiant panels. with which temperatures of well over 1100 ° C can be reached if required.

Bei den bisher auf dem Markt befindlichen Brennern war die Rückzündungsgefahr durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit des Strahlplattenmaterials ausgeschlossen worden, wodurch auch gleichzeitig eine höhere Oberflächentemperatur erzielt wurae. Es wurae jedoch all -gemein angenommen, dass durch eine weitere Verminderung der Wärmeleitfähigkeit kein entsch#eidender Fortschritt in Richtung auf höhere Strahlplattentemperaturen mehr.With the burners previously on the market, there was a risk of re-ignition excluded due to the low thermal conductivity of the radiant panel material which at the same time also resulted in a higher surface temperature. It was generally assumed, however, that by further reducing the Thermal conductivity not a decisive step towards higher radiant panel temperatures more.

zu erzielen sei. Insbesondere scheiterte dieses auch daran, dass Materialien mit noch geringerer Wärmeleitfähigkeit als die der bisher verwendeten Leichtkeramiken zu geringe mechanische Festigkeit besitzen, um als Strahlplattenwerkstoff in Betracht zu kommen.can be achieved. In particular, this failed because materials with even lower thermal conductivity than those previously used Light ceramics have too little mechanical strength to be used as radiant panel material to be considered.

Auch die Herabsetzung der Wärmeleitfähigkeit des Herstellungsmaterials durch Bildung künstlicher Poren, die in der Praxis ebenfalls üblich war, fand in der notwendigen Festigkeit der-zwischen diesen Poren verbleibenden Materialstege ihre Grenze.Also the reduction in the thermal conductivity of the manufacturing material through the formation of artificial pores, which was also common in practice, found in the necessary strength of the material webs remaining between these pores their limit.

Die Erfindung geht von der, den bisherigen Anschauungen völlig entgegenstehenden Erkenntnis aus, dass bei Verwendung von Materialien mit wesentlich geringerer Wärmeleitfähigkeit zum Aufbau der Strahlpl-atten als die der bisher verwendeten die erreichb-arenOberflächentemperaturen sprunghaft ansteigen, so dass im normalen Betriebszustand l2oo bis 1300 .00, in Sonderausführungen noch höhere Temperaturen erreicht werden können.The invention is based on that which completely contradicts previous views Finding out that when using materials with significantly lower thermal conductivity to build up the radiant panels than the previously used surface temperatures so that in normal operating conditions l2oo to 1300 .00, in Special designs even higher temperatures can be achieved.

Gemäss der Erfinalgg soll die Wärmeleitfähigkeit des.According to the Erfinalgg, the thermal conductivity of the.

zu verwendenden Materials etwa nur 1/8 bis 1/20 der Wärmeleitfähigkeit der bisher. verwendeten Baustoffe betragen, und sie muss umso geringer sein, je höher die zu erzielenden Oberflächentemperaturen angesetzt werden.material to be used about only 1/8 to 1/20 of the thermal conductivity the one so far. used building materials, and it must be all the less, the higher the surface temperatures to be achieved are set.

Es gibt keine Naterialien, die eine derart geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen und trotzdem die zum Aufbau einer Infrarotstrahlplatte genügende mechanische Festigkeit aufweisen.There are no materials that have such a low thermal conductivity and still have sufficient mechanical for the construction of an infrared radiant panel Have strength.

Der Gedanke der Erfindung, die Wärmeleitfähigkeit der Brennerabschlussplatte auf 1/8 bis 1/20 der bisher verwendeten Baustoffe herabzusetzen, wird gemäss der Erfindung dadurch verwirklicht, dass die Brennerabschlusswand aus einem die wärmetechnischen Funktionen, nämlich die Verhinderung von Xückzündungen, die Erreichung hoher Temperaturen und eines hohen Emissionsvermögens übernehmenden Bauelement, z.B. einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von-weniger als o,l Kcäl/mh0c und einem die mechanischen Funktionen übernehmenden Bauelement, nämlich die Festigkeit und gleichmässige Verteilung des Gemisches über die Strahlungsfläche, z.B.The idea of the invention, the thermal conductivity of the burner end plate to 1/8 to 1/20 of the previously used building materials, is according to the Invention realized in that the burner end wall the end one of the thermal functions, namely the prevention of backfiring, take on the achievement of high temperatures and a high emissivity Component, e.g. a material with a thermal conductivity of-less than o, l Kcäl / mh0c and a component that takes on the mechanical functions, namely the strength and uniform distribution of the mixture over the radiation surface, e.g.

einem hitzebeständigen und korrosionsfesten~Material, zusammengesetzt ist.a heat-resistant and corrosion-resistant material is.

Durch die erfindungsgemässe Trennung der beiden Bauelemente ist die Möglichkeit geschaffen, für das Strahlelement ein beliebig lockeres bzw. aufgelockertes oder in seiner Struktur weiches Material zu verwenden, dessen Wärmeleitfähigkeit sprunghaft unter der der bisher verwendeten Materialien liegt, da die mangelnde Festigkeit durch eine geeignete Beschaffenheit oder Ausbildung des anderen Bauelementes ausgeglichen werden kann.The inventive separation of the two components is the Possibility created for the radiating element an arbitrarily loose or loosened one or to use soft material in its structure, its thermal conductivity is by leaps and bounds below that of the materials previously used because of the lack of them Strength through a suitable quality or design of the other component can be compensated.

Dadurch besteht auch die Möglichkeit, die mit einer solchen @ Brennerabschlusswand ausgerüsteten Brenner beliebig zu variieren. Die Bauelemente können je nach der gewünschten Abstrahluhgstemperatur gewählt werden, wobei bei geringeren Ansprüchen auch ein weniger lockeres Material bzw. eine stabilere Ausbildung des Strahlelementes zur Anwendung kommen kann, wodurch an die Festigkeitseigenschaften des anderen Bauelementes geringere Ansprüche gestellt werden können.This also makes it possible to use such a burner end wall to vary the equipped burner as required. The components can depending on the desired radiation temperature can be selected, with lower demands also a less loose material or a more stable design of the radiating element can be used, which affects the strength properties of the other component lower claims can be made.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht das die wärmetechnische Funktion erfüllende Bauelement aus parallel zueinander angeordneten, sich von der Abstrahlungsfläche der Brennerabschlusswand nach der Gemischeintrittsseite in gleicher Länge erstreckenden Streifen, zwischen denen das gleichfalls in Streifenform ausgebildete Bauelement für die mechanischein Funktionen, gleichmässig verteilt, angeordnet sind.According to a particular embodiment of the invention, there is the A component fulfilling a thermal function made up of parallel to each other, themselves from the radiation surface of the burner end wall to the Mixture inlet side of the same length extending strips, between which the also designed in strip form component for the mechanical functions, evenly distributed, arranged.

Um eine gleichmässige Verteilung der beiden Bauelemente zu erreicnen, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen je zwei Streifen zur nanme der wärmetechnischen Funktion je ein Streifen aus hitzebeständigem und korrosionsfestem Material, parallel zueinander, angeordnet.In order to achieve an even distribution of the two components, is according to a further embodiment of the invention between two strips for the thermal function, a strip of heat-resistant and Corrosion-resistant material, arranged parallel to each other.

~Dabei können nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Streifen für die wärmetechnischen Funktionen aus einem Keramikfasermaterial in Filzforn -bestehen.~ Here, according to a particular embodiment of the invention the strips for the thermal functions made of a ceramic fiber material in felt form.

Weiterhin können die Streifen zur tbernahme der mechanischen Funktionen aus einem hitzebeständigen und korrosionsfesten Material, wie zum Beispiel wärmebeständigem Chrom-Nickel-Stahl, bestehen.Furthermore, the strips can take over the mechanical functions made of a heat-resistant and corrosion-resistant material, such as heat-resistant Chrome-nickel steel.

Das Keramikfasermaterial zur Herstellung der Strahlelemente wird in Filzform in verschiedenen Stärken, z.B. 2 oder 4 mm verwendet. Die Fasersubstanz besteht aus hochtemperaturfester Keramik, a,B. A1203g und SiO2. Der Keramikfilz kann bei Temperaturen bis ca.The ceramic fiber material for the production of the radiating elements is in Felt shape used in different thicknesses, e.g. 2 or 4 mm. The fiber substance consists of high temperature resistant ceramic, a, B. A1203g and SiO2. The ceramic felt can be used at temperatures up to approx.

l3oo0C eingesetzt werden. Für höhere Temperaturen kommen zum Beispiel durch Yttrium-Oxyd stabilisierte Zirkonoxyd-Fasern in Betracht, die bis zu 2600 °C eingesetzt werden können, also weit über die durch Gasverbrennung überhaupt erzielbaren Temperaturen hinaus.l3oo0C can be used. For higher temperatures come for example zirconium oxide fibers stabilized by yttrium oxide are considered, up to 2600 ° C can be used, so far above what can be achieved by gas combustion Temperatures beyond.

Die zur Herstellung dieser Keramikfilze verwendeten Masern haben einen Durchmesser von nur wenigen Mikron (etwa 2 bis 20 @). Der Filz hat entsprechend seinem geringen Haumsewicht (ca. 0,25 gr pro cm3) eine sehr geringe Wärmekapazität.The measles used to make these ceramic felts have one Only a few microns in diameter (about 2 to 20 @). The felt has accordingly its low skin weight (approx. 0.25 gr per cm3) has a very low heat capacity.

Dadurch wird erreicht, dass die n der Gasverbrennungszone liegenden Schnittflächen der Filzstreifen fast augenblicklich die Dauerbetriebstemperatur erreichen und auch na-ch Abschalten der Brennstoffzufuhr ebenso schnell wieder erkalten. Die Wärmeleitfähigkeit dieser Filze beträgt, bei Raumtemperatur gemässen, unter o,o3 Kcal/mh°c una beträgt damit nur ca. 1/8 der vorzugsweise für Intrarotst.rahlulatterl benutzten Leichtkeramiken, aeren Wärmeleitfähigkeit im D;urchschnitt etwa bei 0,2 Kcal/mh°c liegt.This ensures that the n are located in the gas combustion zone Cut surfaces of the felt strips almost instantly the continuous operating temperature reach and cool down just as quickly after switching off the fuel supply. The thermal conductivity of these felts is, at room temperature, under 0.03 Kcal / mh ° C and is therefore only about 1/8 of what is preferred for intra-red radiation light ceramics used, average thermal conductivity around 0.2 Kcal / mh ° c.

Allerdings haben die Keramikfilze, die z.B. aus AlS und SiO2 bestehen, im infraroten Bereich des elektromagnetischen Wellen spektrums nur ein verhältnismässig geringes Emissionsvermögen.However, the ceramic felts, which consist e.g. of AlS and SiO2, in the infrared range of the electromagnetic wave spectrum only a relatively small amount low emissivity.

Deshalb werden nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Streifen zur Übernahme der wärmetechnischen Funktionen an den die Abstrahlungsseite bildenden Flächen mit einer Substanz von hohem Emissionsvermögen imprägniert, zum Beispiel Chromoxyd (#r2O3).Therefore, according to a further embodiment of the invention, the Strips to take over the thermal functions on the radiation side forming surfaces impregnated with a substance of high emissivity, for Example chromium oxide (# r2O3).

Diese Beschichtungen werden zweckmässig in feinstverteiiter Form durch Auf sprühen aufgetragen und zwar in Verbindung mit einem geeigneten keramischen Bindemittel, wodurch eine permanente Haftfähigkeit der Beschichtung auf dem Keramikfilz gewährleistet ist.These coatings are expediently distributed in very finely divided form Applied to spray in conjunction with a suitable ceramic Binder, creating permanent adhesion of the coating to the ceramic felt is guaranteed.

Das Einbrennen der Beschichtung in die Filzoberfläche erfolgt automatisch bei der ersten Inbetriebnahme der Strahlbremier.Burning the coating into the felt surface he follows automatically when the jet brake is started up for the first time.

Dabei muss die Beschichtung so dünn wie möglich aufgetragen werden. Die in der Filzoberfläche vorhandenen, zum Teil mikroskopisch kleinen Vertiefungen, Spalten usw. sollen durch das Beschichtungsmaterial nicht zugesetzt oder ausgefüllt werden, da sie im Betriebszustand wie eine Vielzahl winziger "schwarzer Körper" (Hohlraumstralilung) wirken, also zur Erhöhung des Emissioiisvermögers beitragen.The coating must be applied as thinly as possible. The sometimes microscopic depressions in the felt surface, Gaps etc. should not be clogged or filled by the coating material because they are like a multitude of tiny "black bodies" when in operation (Hohlraumaustralilung) act, so contribute to increasing the Emissioiisbarkeitgers.

Für die Keramikfaserstreifen, die als Strahlelemente #dienen, ist eine Stärke von ca. 2 bis 6 mm günstig.For the ceramic fiber strips that serve as radiating elements # is a thickness of approx. 2 to 6 mm is favorable.

Die Höhe kann in weiten Grenzen variiert werden, beispielsweise von 7 bis 20 mm.The height can be varied within wide limits, for example from 7 to 20 mm.

Die Metallstreifen einen dienen als Abstandshalter für die Keramiki.asprstreifen und bilden gleichzeitig das Gerüst der Brennerabschlusswand. Zwischen den Metallstreifen und den Keramikfaserstreifen entstehen, gleichförmige Öffnungen oder Kanäle, durch die das Gas-Luft-Gemisch ausströmt.The metal strips serve as spacers for the ceramic aspr strips and at the same time form the framework of the burner end wall. Between the metal strips and the ceramic fiber strips are formed, uniform openings or channels through which the gas-air mixture flows out.

Die Stärke der Metallstreifen beträgt je nach Ausführungsform des Brenners ca. o,3 bis l,o mm.The thickness of the metal strips is depending on the embodiment Burner approx. 0.3 to 1.0 mm.

ach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Metallstreifen wellenförmig ausgeführt.The metal strips are a special embodiment of the invention executed wavy.

Dabei wird nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Wellenform so gewählt, dass die dadurch in ihrem Querschnitt definierten Gas-Austrittsöffnungen den an sich bekannten {2uenching-E1fekt zur-Verhinderung voll Rückzündungen optimal zur Wirtung bringen.According to a particular embodiment of the invention, the Waveform chosen so that the defined in their cross-section Gas outlet openings the known {2uenching-E1fekt for prevention fully bring back ignition to work optimally.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Keramikfilzstreifen und die Metallstreifen durch einen Rahmen aus hitze- und korrosionsbeständigem Blech zu einer plattenförmigen Einheit zusammengefasst.According to a further embodiment of the invention, the ceramic felt strips and the metal strips through a frame made of heat-resistant and corrosion-resistant sheet metal combined into a plate-shaped unit.

Dabei befinden sich innerhalb des Rahmens nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Dichtungsstreifen aus hitzebeständigem Keramikfilz, die ein unbeabsichtigtes seitliches Ausströmen des Gas-Luft-Gemisches verhindern.Here are located within the frame according to a further embodiment of the invention sealing strips made of heat-resistant ceramic felt, which an unintentional Prevent the gas-air mixture from escaping to the side.

Der Rahmen bildet mit dem Strahl elementen und den Metallstreifen die Brennerabschlusswand, die in Brennergehäuse an sich bekannter Bauart eingesetzt werden kann.The frame forms with the beam elements and the metal strips the burner end wall, which is used in burner housing of a known type can be.

Bei kleinen Brennern können die Streifen gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch unmittelbar in das Gehäuse eingesetzt und durch geeignete Halteleisten befestigt werden.In the case of small burners, the strips can according to a further embodiment the invention is also used directly in the housing and by means of suitable retaining strips be attached.

Die Strahlelemente und die Bestigkeitselemente müssen in den Metallrahmen so eingelegt werden, dass sie seitlich einen ausreichenden Druck aufeinander ausüben, um eine vertikale Verschiebung der Strahlelemente zu verhindern.The radiating elements and the resistance elements must be in the metal frame be inserted in such a way that they exert sufficient pressure on each other at the sides, to prevent vertical displacement of the radiating elements.

Um diesen Zweck wirksam zu unterStütz.en, können nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Metallstreifen bei Verwendung von Strahlelementen aus weichem -Material perforiert werden und zwar derart, dass seitlich an der Peripherie der Löcher ein Grat entsteht, der sich seitlich in die Keramikfilzstreifen eindrückt.In order to effectively support this purpose, a further Embodiment of the invention the metal strips when using radiating elements made of soft material to be perforated in such a way that laterally on the periphery The holes create a ridge that is pressed laterally into the ceramic felt strips.

Diese Perforierung der Metallstreifen bewirkt neben der Erhöhung der Haftreibung an den Keramikfaserstreifen auch eine Herabsetzung der Wärmeleitung durch die Metallstreifen von der Abstrahlungsseite der Brennerabschlusswand zu deren Gemisch-Eintrittsscite. Infolgedessen ist diese Seite insgesamt kühler. Dadurch wird insbesondere die Wärmeabgabe der Brennerabschlusswand an das Brennergehäuse durch Wärmestrahlung herabgesetzt. Dieser Umstand trägt zur Verminderung der Rückzündungsgefahr bei Die Metallstreifen sollen an der Abstrahlungsseite nicht zum Glühen kommen. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass. sie sich nicht bis in die Verbrennungszone hinein erstrecken, die durch die Oberfläche der Strahlelemente gebildet wird, sondern schonunterhalb der durch die GlüheHc uer Strahlelemente definierten Ebene enden, wobei sie z.B. ca. um o,5 bis -2 mm gegenüber dieser Ebene zurückstehen. Dadurch wird auch die Möglichkeit geschaffen, dass die Verbrennungsgase die Abstrahlungsseite der Strahlelemente intensiv umspü#len und dadurch ein Maximum an Wärmeenergie auf diese übertragen.This perforation of the metal strips, in addition to increasing the static friction on the ceramic fiber strips, also reduces the heat conduction through the metal strips from the radiation side of the burner end wall to its mixture entry point. As a result, this side is cooler overall. As a result, the heat dissipation from the burner end wall to the burner housing through thermal radiation is reduced in particular. This fact helps to reduce the risk of re-ignition. The metal strips should not glow on the radiation side. This is achieved according to the invention in that they do not extend into the combustion zone which is formed by the surface of the radiant elements, but rather below the area formed by the Glowing outside Radiant elements end a defined plane, where they stand back, for example, by about 0.5 to -2 mm compared to this plane. This also creates the possibility that the combustion gases wash around the radiation side of the radiating elements intensively and thereby transfer a maximum of thermal energy to them.

Nach einer weiteren Äusführungsform der Erfindung können die Strahlelemente auch an der Gemisch-Eintritsseite in die Mischkammer hineinragen, wodurch eine zusätzliche Kühlwirkung durch das anströmende Gas-Luftgemisch eintritt.According to a further embodiment of the invention, the radiating elements also protrude into the mixing chamber on the mixture inlet side, creating an additional Cooling effect occurs through the incoming gas-air mixture.

In an sich bekannter Weise kann in einem geringen Abstand vor der Brennerabschl-usswand ein Rückstrahlgitter, zum Beispiel aus hochhitzebeständigem Drahtgewebe, aus Streckmetall oder anderen geeigneten Materialien, angebracht werden, wodurch einerseits die Strahlungsoberfläche vor mechanischen' Beschädigungen geschützt wird und andererseits der Strahlungswirkungsgrad des Infrarotstrahlers durch Umsetzung eines Teils der Abgaswärme in Wärmestrahlung erhöht wird.In a manner known per se, at a short distance in front of the Burner end wall a reflective grille, for example made of highly heat-resistant Wire mesh made of expanded metal or other suitable materials are attached, whereby on the one hand the radiation surface is protected from mechanical damage and on the other hand the radiation efficiency of the infrared heater through implementation part of the exhaust gas heat is increased in thermal radiation.

Es ist ein besonderer Vorzug des érfindungsgemässen Infrarotstrahlers, dass er mit verhältnismässig geringen Gas-Luft-Gemischdrücken betrieben werden kann.It is a particular advantage of the infrared heater according to the invention, that it can be operated with relatively low gas-air mixture pressures.

Der erfindungsgemässe Strahler kann als Injektorbrenner mit selbsttätiger Primärluftansaugung ausgebildet werden.The radiator according to the invention can be used as an injector burner with an automatic Primary air intake are formed.

In diesem Fall empfiehlt es sich, den gesamten Querschnitt der Gasaustrittsöffnungen verhältnismässig hoch zu wählen, z.B. nicht -weniger als 30 % der gesamten Strahlplattenfläche, so dass der Austrittswiderstand für das Gas-Luft-Gemisch so niedrig wie möglich gehalten wird.In this case, it is advisable to use the entire cross section of the gas outlet openings to be chosen relatively high, e.g. not less than 30% of the total radiant panel area, so that the exit resistance for the gas-air mixture is as low as possible is held.

Der freie Austrittsquerschnitt kann leicht dadurch erhöht werden, dass Strahlelemente von geringerer Dicke verwendet werden.The free outlet cross-section can easily be increased by that radiating elements of smaller thickness are used.

Ein weitere Vorteil der erfindungsgemässen Infrarotstrahler besteht darin, dass die im Dauer#betrieb auftretende Gehäusetemperatur äusserst niedrig ist. Der Grund hierfür liegt einerseits in der starken Kühlwirkung der gegenüber den bekannten Infrarotstrahlern wesentlich grösseren durchströmenden Gas-Luft-Gemischmenge, andererseits in der sehr niedrigen Temperatur der Rückseite der Brennerabschlusswand.There is a further advantage of the infrared radiator according to the invention in that the case temperature occurring in continuous # operation is extremely low is. The reason for this is, on the one hand, the strong cooling effect of the opposite the well-known infrared radiators much larger gas-air mixture flowing through, on the other hand in the very low temperature of the back of the burner end wall.

Bei entsprechender Primärlufsbeimischung (ca-. 15 ,o' über dem theoretischen Luftbeadrf) erfolgt die Verbrennung auch bei hohen Temperaturen und bei einem gegenüber den bisher bekannten Infrarotstrahlern um mehrere loo % erhöhten Brennstoffdurchsatz pro Strahlflächeneinhelt praktisch CO-frei.With appropriate primary air admixture (approx. 15, o 'above the theoretical Luftbeadrf) the combustion takes place even at high temperatures and with an opposite the previously known infrared emitters by several loo% increased fuel throughput practically CO-free per jet surface.

Die höchsten durch Gasverbrennung erreichbaren Strahlertemperaturen werden durch Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff erzielt, oder durch Verwendung von reinem Sauerstoff als Oxydationsmittel.The highest heater temperatures that can be achieved through gas combustion are achieved by enriching the combustion air with oxygen, or by use of pure oxygen as an oxidizing agent.

Auch eine Vorwärmung der Verbrennungsluft ist möglich, wobei darauf zu a-chten ist, dass die Temperatur des Gas-Luft-Gemisches hinreichend weit unter der Zündtemperatur bleibt.It is also possible to preheat the combustion air, taking care of it It is important to ensure that the temperature of the gas-air mixture is well below the ignition temperature remains.

.n Stelle der als Ausführungsbeispiel angegebenen Keramikfaserfilze- können auch andere Materialien mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit für die Strahlelemente Verwendung finden. Beispielsweise kommen sehr leichte Schaumkeramiken in Frage.In place of the ceramic fiber felts specified as an embodiment other materials with very low thermal conductivity can also be used for the radiating elements Find use. For example, very light foam ceramics can be used.

Die Brennerabschlusswand kann jede geeignete F¢rm haben. Sie könnte z.B. als Zylinder ausgebildet sein, dessen Inneres die Mischkammer bildet.The burner end wall can have any suitable shape. You could e.g. be designed as a cylinder, the interior of which forms the mixing chamber.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine Brennerabschlusswand gemäss der Erfindung.FIG. 1 shows the top view of a burner end wall according to FIG Invention.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie B-B durch die Brennerabschlusswand gemäss Fig. l: Fig. 3 zeigt ein Strahl element gemäss der Erfindung in Seitenansicht.Fig. 2 shows a section along the line B-B through the burner end wall according to Fig. 1: Fig. 3 shows a beam element according to the invention in side view.

Fig. 4 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Metallstreifens der Brennerabschlusswand.Fig. 4 shows a particular embodiment of a metal strip the burner end wall.

Fig.4a ist ein Schnitt durch den Metallstreifen nach Fig. 4.FIG. 4a is a section through the metal strip according to FIG. 4.

Fig.5 und 5a zeigen in der Ansicht und im Schnitt einen-etallstreifen Metallstreifen aus Streckmetall.Fig. 5 and 5a show in a view and in section a metal strip Metal strips made of expanded metal.

Fig. 6 zeigt die Metallstreifen und Strahl elemente mit dem sie zusammenfassenden Rahmen.Fig. 6 shows the metal strips and beam elements with which they summarize Frame.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Metallstreifen in starker Vergrösse.rung in der Draufsicht.Fig. 7 shows a section of a metal strip in greater strength Enlargement in plan view.

Fig. 8 zeigt eine andere- Ausführungstorm der Zusammenfassung der Strahlelemente mit den Festigkeitselementen.Fig. 8 shows another embodiment of the summary of the Radiant elements with the strength elements.

In den Figuren besteht die Brennerabschlusswand 1 aus parallel angeordneten Strahlelementen 2, die aus einem Keramikfaserfilz oder einem anderen gewünschten Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen können und den Metallstreifen 4, wobei zwischen je zwei Strahlelemente 2 ein Metallstreifen 4 eingesetzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Metallstreifen 4 wellenförmig ausgebildet.In the figures, the burner end wall 1 consists of parallel ones Radiant elements 2 made of a ceramic fiber felt or other desired Material with low thermal conductivity can consist and the metal strip 4, a metal strip 4 being inserted between each two radiating elements 2. In this embodiment, the metal strips 4 are wave-shaped.

Zwischen den zum Beispiel aus Blech bestehenden wellenförmigen Streifen 4 und den Keramikfilzstreifen 2 entstehen Oeffnungen oder Kanäle 8. Das Brennstoffluftgemisch wlrd aus einer nicht gezeichneten Mischkammer von rückwärts in diese Kanäle eingeleitet und verbrennt auf der Abstrahlungsseite, wodurch die Platte zum Glühen kommt.Between the wavy strips made of sheet metal, for example 4 and the ceramic felt strips 2 are created openings or channels 8. The fuel-air mixture is introduced from the rear into these channels from a mixing chamber (not shown) and burns on the radiating side, causing the plate to glow.

Dabei sollen die Metallstreifen 4 an der Abstrahlungsseite nicht zum Glühen kommen. Ihre Stirnflächen 7 stehen deshalb etwas gegenüber den Stirnflächen 6 der Strahlelemente 2 zurück, und zwar am ca. o,5 bis 1 mm Die Glühfläche wird also durch die Strahlelemente 2 gebildet.The metal strips 4 should not be on the emission side Glow come. Your end faces 7 are therefore somewhat opposite the end faces 6 of the radiating elements 2 back, at about 0.5 to 1 mm. The glow surface is thus formed by the radiating elements 2.

In der Fig.- 3, die einen Keramikfaserstreifen von der Seite zeigt, ist mit der Bezugsziffer lo die Substanz bezeichnet, die auf die Stirnfläche 6 dieses Elements aufgebracht wird, um das Emissionsvermögen zu erhöhen.In Fig. 3, which shows a ceramic fiber strip from the side, is denoted by the reference number lo, the substance on the end face 6 of this Element is applied to increase the emissivity.

Der Metallstreifen 4, der in Fig. 4 dargestellt ist, zeigt in der Peripherie Perforierungen 12, durch die Grate 14 entstehen (Fig. 4a), die sich seitlich in die Keramikfaserfilzstreifen eindrücken, um so einen besseren Zus,ammenhalt zu erzielen.The metal strip 4, which is shown in FIG. 4, shows in FIG Peripheral perforations 12 through which ridges 14 arise (FIG. 4a), which extend laterally Press into the ceramic fiber felt strips for a better hold achieve.

In Fig. 5 ist ein Metallstreifen 4 dargestellt, der aus Streckmetall besteht, asie auch aus Fig. 5a ersichtlich ist.In Fig. 5, a metal strip 4 is shown, which is made of expanded metal consists, asie can also be seen from Fig. 5a.

In Fig. 6 werden die Keramikfilzstreifen 2 und die Metallstreifen 4 durch einen Rahmen lrb zusammengenalten, der aus hitze- und korrosionsbeständigem Blech bestehen kann. Dadurch entsteht eine plattenförmige Einheit, aus der die Brennerabschlusswand zusammengefügt werden kann. Der Rahmen 16 ist auf seiner Innenseite mit einem Dichtungsstreifen 18 aus nitzebeständigem Keramikfilzmaterial versehen, Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Metallstreifen 4 in starker Vergrösserung in der Draufsicht. Für mit Erdgas und Flüssiggas betriebene Brenner haben sich zum Beispiel folgende Abmessungen für a, bund c als geeignet erwiesen: a = 3 mm, b = 0,8 mm, c = o,4 mm Durchmesser ca. o,8 mm (Perforierung).In Fig. 6, the ceramic felt strips 2 and the metal strips 4 together with a frame made of heat-resistant and corrosion-resistant Sheet metal can exist. This creates a plate-shaped unit from which the burner end wall can be put together. The frame 16 is on its inside with a sealing strip 18 made of nitzesesistant ceramic felt material, Fig. 7 shows a section from a metal strip 4 in a strong enlargement in the plan view. For with natural gas and LPG burners have, for example, the following dimensions for a, bund c proved to be suitable: a = 3 mm, b = 0.8 mm, c = 0.4 mm diameter approx. 0.8 mm (perforation).

Aus Fig. 8 ist zu sehen, dass der Metallstreifen 4 über den Keramikfilzestreifen 2 hinaus in die Mischkammer hineinragt, um eine zusätzliche Kühlwirkung zu erreichen.From Fig. 8 it can be seen that the metal strip 4 is positioned over the ceramic felt strip 2 protrudes into the mixing chamber in order to achieve an additional cooling effect.

Die Einheit ist hier direkt in d'as Brennergehäuse eingesetzt und durch Halteleisten 20 befestigt.The unit is inserted here directly into the burner housing and fastened by retaining strips 20.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.% infrared heater operated with gas or liquid fuel, in which a gas-air mixture on the surface one with numerous regular arranged and shaped outlet channels burns burner end wall, characterized in that the burner end wall consists of a thermo-technical Functions, namely the prevention of backflammings, the attainment of a high Temperature and a high emissivity, accepting component, e.g. a Material with a thermal conductivity of less than 0.1 Kcal / mh and a die Component that takes on mechanical functions, namely strength and uniformity Distribution of the mixture over the radiation surface, e.g. a heat-resistant one and corrosion-resistant material.

2. Infrared radiator according to claim 1, characterized in that the component taking on the thermal function from parallel to each other arranged, from the radiation surface of the burner end wall to the Geiiiischeintrittsseite consists of strips of the same length, while the element that takes on the mechanical functions is also made of strips is that between those .the Radiating elements form evenly are arranged distributed.

3. Infrared radiator according to claims 1 and 2, characterized in that that between each two strips, which take over the thermal functions serve, one strip each to take over the mechanical function parallel to one another are arranged.

4. Infrared radiator according to claims 1 to 3, characterized in that that the strips for the thermal functions are made of a ceramic fiber material exist in felt form.

5. Infrared radiator according to Claims 1 to 4, characterized in that that the strips for taking over the mechanical functions are made of heat-resistant Chrome-nickel steel are made.

6. Infrared radiator according to claims 1 to 5, characterized in that that the strips take over the thermal functions on the radiation sides forming surfaces are impregnated with a substance of high emissivity, e.g. chromium oxide (0r2O3).

7. Infrared radiator according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that that the metal strips have a wave shape.

8. Infrared radiator according to claims 1 to 3, 5 and 7, characterized characterized in that the wave shape of the metal strips is chosen so that the thus the known outlet openings for the gas defined in their cross-section Bring the quenching effect to optimal effect to prevent re-ignition.

9. Infrared radiator according to claims 1 to 3, 6 to 8, characterized characterized in that the metal strips are made of expanded metal.

lo. Infrared radiator according to Claims 1 to 9, characterized in that that the radiating elements and the strips for the mechanical functions by one Frame made of heat and corrosion-resistant sheet metal combined into a plate-shaped unit are.

11. Infrared radiator according to claims 7 to 10, characterized in that that the metal strips are perforated in such a way that on both sides A ridge is created around the periphery of the holes, which extends laterally into the ceramic felt strips depresses.

12. Infrared radiator according to claims 1 to 11, characterized in that that inside the frame sealing strips made of heat-resistant ceramic felt material or a corresponding material are arranged.

13. Infrared radiator according to claims 1 to 12, characterized in that that the strength elements on the radiation side opposite the radiating elements stand back a little.

14. Infrared radiator according to claims 1 to 13, characterized in that that the strength elements over the radiating elements in the direction of the Miachraumes protrude something.

15. Infrared radiator according to claims 1 to 14, characterized in that that the radiating elements and the strength elements in particular in the application for small burners, inserted directly into the housing and by means of suitable retaining strips are attached.

16. Infrared radiator according to claims 1 to 15, characterized in that that a small distance in front of the burner end wall in a known manner a reflective grille is attached, which is made of heat-resistant wire mesh, expanded metal or a other suitable material.

L e r s e i t e