DE2163498C3 - Brennerplatte für Infrarotstrahler - Google Patents

Description

Kanals (4) in zwei in verschiedenen Ebenen liegende Teile (4a, Ab) zerfällt, von denen der innere Teil (4a) im Boden der betreffenden Vertiefung (2) liegt und von der der Abstrahlungsseite abgekehrten kreisförmigen Schnittkante der Zylinderrandung mit der Bodenfläche der Vertiefung begrenzt ist, während der andere Teil [Ab) im Niveau der äußeren Abstrahlungsfläche der Brennerplatte (1) liegt.

2. Brennerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jeder Vertiefung Vertiefungen erfolgt.

Ausgehend von der zu Anfang erläuterten Brennerplatte liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine sehr hohe Wärmeabstrahlung bei einer Platte mit Vertiefungen auf der Abstrahlungsseite zu erreichen und hierzu die entstehenden Flammen im Bereich der Mündungen der Verbrennungskanäle so gleichmäßig auf die Seitenflächen der Vertiefungen einerseits und die dazwischen befindlichen Materialstege andererseits einwirken zu lassen, daß die in den Vertiefungen

kegelig ausgebildet ist.
3. Brennerplatte nach

entstehende Temperatur der an der Stegoberfläche Anspruch 1, dadurch 30 entstehenden annähernd gleich ist.

gekennzeichnet, daß der Boden
halbkugelig ausgebildet ist.

jeder Vertiefung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennerplatte für Infrarotstrahler mit auf der Abstrahlungsseite angebrachten Vertiefungen und mit zur Zuführung des Brennstoffluftgemisches von der Gemischseite der Platte nach der Abstrahlungsseite hin und parallel zueinander verlaufenden Kanälen, wobei konzentrisch im Boden jeder Vertiefung je einer dieser Kanäle mündet und die übrigen Kanäle an den Flächen der Vertiefungen und den zwischen den Vertiefungen befindlichen Flächen verteilt münden.

Eine Brennerplatte dieser Art ist aus der DT-OS 17 51 150 bekannt. Bei dieser Brennerplatte sind die Vertiefungen muldenförmig ausgebildet, d. h. die Wandfläche jeder Vertiefung hat eine Neigung nach innen zu. Die kranzförmig um einen mittleren Verbrennungskanal angeordneten Kanäle münden sämtlich voll und ganz innerhalb der muldenartigen Vertiefungen, so daß sie nicht zu einer Vergrößerung der Strahlungsfläche beitragen können. Die Verbrennungskanäle insgesamt münden in drei verschiedenen Ebenen. Die eine Mündungsebene wird in Höhe der Böden der Vertiefungen gebildet, wobei sich am Boden jeder Vertiefung ein Kanal befindet, während der zweite Ebenenbereich für die Mündung der kranzförmig angeordneten Kanäle gilt, und zwar sind die Ränder dieser Kanaltniindungen ellipsenförmig; die dritte Ebene stimmt mit der abstrahlungsseitigen Außenfläche der Brennerplalie überein, in welcher zwischen den Vertiefungen weitere Kanäle münden. Durch diese Gestaltungsweise der bekannten Brennerplatte soll erreicht werden, daß die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes auf verschiedenem Niveau in unterschiedlichem Abstand von der allgemeinen Strahlungsebene vor sich geht.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vertiefungen eine Zylinderwandung aufweisen, daß zentrisch um die Zylindermittelachse jeder Vertiefung die Kanäle so angeordnet sind, daß

ihre Mittelachse in der Zylinderwandung liegt, und die Mündung jedes Kanals in zwei in verschiedenen Ebenen liegende Teile zer: illt, von denen der innere Teil im Boden der betreffenden Vertiefung liegt und von der der Abstrahlungsseite abgekehrten kreisförmigen Schnittkante der Zylinderwandung mit der Bodenfläche der Vertiefung begrenzt ist, während der andere Teil im Niveau der äußeren Abstrahlungsfläche der Brennerplatte liegt. Auf diese Weise ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die Zylinderwandungen der Vertiefungen durch die halbzylindrischen auslaufenden Kanalflächen flächenmäßig wesentlich vergrößert werden. Die Verbrennung der gasförmigen Brennstoffe beginnt kurz vor Austritt des Brennstoffes aus den Kanälen auf der Abstrahlungsseite, d. h. also bei den kranzförmig angeordneten Kanälen und dem zentralen Kanal kurz unterhalb des Elodens der betreffenden Vertiefung. Da die kranzförmig angeordneten Kanäle mit ihrer äußeren Halbzylinderwandung bis zur äußeren Endfläche der Brennerplatte weitergeführt sind, gelangen diese Flächen in gewissermaßen unmittelbaren Berührungskontakt mit den kleinen austretenden Flammen, die diese Flächen stark aufheizen. Durch gegenseitiges Wärmeabstrahlen und Reflektieren von den sich jeweils gegenüberliegenden Wandungsteilen der Vertiefungen erfolgt gewissermaßen ein Aufschaukeln der Erhitzung an den Wandungen der Vertiefungen, was sich dann auch auf die Stege zwischen den einzelnen Verliefungen ausbreitet, so daß eine sehr hohe Wärmeabstrahlung auf der Abstrahlungsseite der Brennerplatte erfolgt, und /war bei gleichmäßiger Temperatur über die gesamte Abstrahlungsseite der Brennerplatle gesehen. Diese Wirkung ist besonders deshalb so intensiv, weil durch die besondere Anordnung eines großen Teiles der

Kanäle in Kränzen im Bereich der Vertiefungswandungen eine erhebliche Oberflächenvergrößerung der insgesamt wirksamen Strahlungsfläche entsteht. Es kommt hinzu, daß die in den Stegen befindlichen Kanäle ringsum von stark erhitzten Seitenwänden umgeben sind, wodurch sie außer der in ihnen stattfindenden Verbrennung zusätzlich aufgeheizt werden. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Kanäle wird also die gesamte entstehende Hitze zur Aufreizung der abstrahlungsseitigen Brennerplattenfläche ausgenutzt, so daß eine intensiv aufgeheizte glühende abstrahlende Oberfläche entsteht, die nicht nur aus den zwischen den Vertiefungen gelegenen Stegen besteht, sondern aus dem Boden der Vertiefungen, den gesamten Umfangsflächen der Vertiefungen, die durch die halbzylindrisehen Kanalfiächen wesentlich vergrößert sind, und den zwischen den Vertiefungen liegenden Materialsiegen.

Ds nach dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz die ausgestrahlte Energie in der vierten Potenz zur absoluten Temperatur bei der Aufheizung der Keramik wächst, wird durch die erfindungsgemäße Ausführung eine außerordentlich hohe Abstrahlungsleisiung erreicht, die gleichmäßig über die gesamte, durch die aneinandergereihten Halbzylinder stark vergrößerte Abstrahlungsflüche verteilt ist.

Nach durchgeführten Versuchen ist die bei dei Ausführung der Vertiefungen und Anordnung der Verbrennungskanäle gemäß der Erfindung erreichte Temperatur gegenüber den bekannten Ausführungen bei den gleichen Meßverhäitnissen etwa um K)O Cclsius höher.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispielc der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Platte gemäß der Erfindung, von oben gesehen,

Fi g. 2 einen Schnitt nach der Linie I-1 der F i g. 1,

F i g. 3 vier verschiedene Querschnitte von Vertiefungen in möglichen Brennerplatten,

Fig.4 eine Darstellung der Strahlungsverteilung in einem Halbraum,

Fig. 5 einen Senkrechtschnitt durch eine Brennerplatte gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 sind drei Reihen von Vertiefungen 2 in der Abstrahlungsseite der Brcnnerplatte I veisei/t zueinander angeordnet. Dabei ist zentrisch auf dem Boden jeder Vertiefung je ein Kanal 3 angeordnet, der einen Durchmesser von 1,3 mm hat.

Die Kanäle 4, die gleiche Durchmesser haben wie der Kanal 3, sind kranzförmig um den Kanal im Grunde der Vertiefung in gleichmäßigen Abständen angeordnet und zwar derart, daß der Teil 4j dieser Kanäle auf der Seitenwand der kegelförmigen Verengung der Vertiefung liegt, während der andere Teil 4b darüber auf den oberen Kanten (der Plattenoberfläche) der Vertiefung angeordnet ist, wobei die Mittelpunkte 4c der geteilten Kanäle 4 auf der kreisförmigen Umfangslinie 2a des zylindrischen Teils der Vertiefung liegen.

Die Mittelpunkte 3c und 4t· der Kanäle 3 und 4 liegen auf einer horizontal durch die Mitte der Vertiefungen gehenden Linie. Dadurch bilden jeweils zwei Vertiefungen 2, die in einer Reihe liegen, mit einer Vertiefung, die in der Nachbarreihe liegt, ein Sechseck, das aus je zwei Kanälen 4 dieser drei Vertiefungen zusammengesetzt ist. Jeweils zwischen diesen sechs Kanälen 4 ist genau im Mittelpunkt der zusätzliche Kanal 7 angeordnet, der auf der eigentlichen Oberflache der Brennerplatte mündet, also auf der Oberfläche der zwischen den Vertiefungen verbleibenden Stege 8.

In dem Ausführungsbeispiel hat die Vertiefung 2 die in F i g. 2 gezeigte Form, wobei der der Abstrahlungsseite abgekehrte kegelförmige Teil eine Neigung von 120^c hat. bei einer Tiefe von 3 mm. Die Kanäle haben einen Durchmesser von 1,3 mm.

F i g. 3 zeigt im Senkrechtschnitt verschiedene Formen von möglichen Vertiefungen 2.

Fig.4 zeigt die experimentell ermittelte Verteilung der von der erfindungsgemäßen Keramikplatte ausgesendeten Wäi niestrahlen auf eine gedachte Oberfläche eines Halbraumes. 1 ist die Brennerplatte, deren Wärmcstrahlen mit Pfeilen versehen sind.

Die Tatsache, daß das Maximum des Strahlungsflusses nicht senkrecht unter der Keramikplatte, sondern in einem Winkel von etwa 15 bis 25¹ von der Senkrechten abweichend auftritt, beweist, daß die Seilenwände der Vertiefungen 2, die die abstrahlende Oberfläche wesentlich vergrößern, this Maximum der emittierten Strahlung liefern.

F i g. 5 zeigt einen vergrößerten Scnkrcchtschniit durch eine Vertiefung. Hier ist der Verlauf der llammenfront mit verstärkten Strichen 9 eingezeichnet. Es ist ersichtlich, daß durch die Verbrennung, die innerhalb der Kanäle kurz \or der Mündung stattfindet, eine die Vertiefung 2 und den Steg 8 einhüllende Erwärmungs/.one entsteht, die eine Abstrahlung der gesamten Innenflächen der Vertiefungen 2 zusammen mit der PlailenobeiTläche ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Brennerplatte für Infrarotstrahler mit auf der Abstrahlungsseite angebrachten Vertiefungen und mit zur Zuführung des Brennstoffluftgemisches von der Gemischseite der Platte nach der Abstrahlungsseite hin und parallel zueinander verlaufenden Kanälen, wobei konzentrisch im Boden jeder

Vertiefung je einer dieser Kanäle mündet und die 10 gen sowie kleinere

wodurch eine Selbststeuerung der inneren Flammen (in den Vertiefungen) zu den äußeren (in den zwischen den Vertiefungen befindlichen Materialstegen) hin und umgekehrt bewirkt werden voll. Durch die Selbststeuerung der in verschiedenen Ebenen entstehenden Flammen soll eine Bereicherung der Zufuhr von Primärluft zu dem austretenden Brennstoffluftgemisch erreicht werden und damit eine vollständige Verbrennung und eventuell eine Vermeidung von Entweichun-

vorn am Ausgang der

Verbrennungskanäle durch nicht verbrannte Gasteilchen.

Des weiteren sind aus der FR-PS 15 45 693 und der US-PS 31 79 155 Brennerplatten mit quadratischen bzw.

wandung (2a) aufweisen, daß zentrisch um die 15 rülenförmigen Vertiefungen auf der Abstrahlungsseite Zylindermittelachse jeder Vertiefung die Kanäle (4) bekannt. Dabei münden einige Kanäle zufällig im so angeordnet sind, daß ihre Mittelachse (4c) in der Bereich der Vertiefungswandungen, wodurch aber Zylinderwandung liegt, und die Mündung jedes praktisch keine Vergrößerung der Wandungsfiache der

übrigen Kanäle an den Flächen der Vertiefungen und den zwischen den Vertiefungen befindlichen Flächen verteilt münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) eine Zylinder-