DE2310367A1

DE2310367A1 - DEVICE FOR HEATING WITH INFRARED RADIATION

Info

Publication number: DE2310367A1
Application number: DE19732310367
Authority: DE
Inventors: Gabriel Brola
Original assignee: ENTREPRISE INDUSTRIELLE DE CHAUDRONNERIE
Current assignee: ENTREPRISE INDUSTRIELLE DE CHAUDRONNERIE
Priority date: 1972-03-06
Filing date: 1973-03-02
Publication date: 1973-09-13
Also published as: SE391798B; JPS5029262B2; ES412255A1; BE805975A; US3827424A; JPS496758A; FR2174789B1; GB1391861A; CA984283A; FR2174789A1

Description

DR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEDERDR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEATHER

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS Düsseldorf 2310367Dusseldorf 2310367

Akte 73-10/20-30Act 73-10 / 20-30

28. Februar 1973February 28, 1973

WF/SiWF / Si

Firma Entreprise Industrielle de Chaudronnerie, F 75008 Paris, 20, Avenue de Wagram Entreprise Industrielle de Chaudronnerie, F 75008 Paris, 20, Avenue de Wagram

Vorrichtung zum Heizen mit Infrarotstrahlung.Device for heating with infrared radiation.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen, die es gestattet, die Energie infraroter Strahlung hoher Intensität über eine größere Entfernung zu übertragen.The present invention relates to a device for heating that allows the energy of infrared radiation to be higher To transmit intensity over a greater distance.

Diese Vorrichtung kann insbesondere zur Heizung von gewerblichen oder öffentlichen Räumen großer Dimensionen, wie beispielsweise von Lageräumen oder Schwimmbädern, verwendet werden. Allgemein ist sie überall dort einsetzbar, wo die Beheizung durch Konvektion von warmer Luft nicht oder nicht ausreichend durchgeführt werden kann.This device can be used in particular for heating commercial or public spaces of large dimensions, such as for example, in storage rooms or swimming pools. In general, it can be used wherever the Heating by convection of warm air cannot be carried out or cannot be carried out sufficiently.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Heizen mit Infrarotstrahlung, die einen Feuerungsraum aufweist, in dem ein Brenner für einen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird der Feuerungsraum durch zwei im wesentlichen kegelstumpfförmige Elemente begrenzt, die gegeneinandergesetzt und an ihrer großen Basis miteinander verbunden sind, wobei an einem dieser kegelstumpfförmigen Elemente der Brenner angeordnet 1st,und das andere ElementThe invention relates to a device for heating with infrared radiation, which has a furnace in which a burner for a liquid or gaseous fuel is arranged. According to the invention, the furnace is through two substantially frustoconical elements delimited the set against each other and connected to one another at their large base, one of which is frustoconical Elements of the burner arranged 1st, and the other element

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mit auf dem Kegelmantel in radialer Richtung verlaufenden Wellen versehen ist, zur Zuführung der Verbrennungsgase zu einem Abzugsstutzen.is provided with shafts running in the radial direction on the cone shell, for supplying the combustion gases a trigger nozzle.

Im Betrieb streichen die Verbrennungsgase über das zweite kegelstumpfförmige Element, dessen Wand eine Wärmeaustauschoberfläche darstellt, und das einen Sender für infrarote Strahlung darstellt.In operation, the combustion gases sweep over the second frustoconical element, the wall of which has a heat exchange surface represents, and which represents a transmitter for infrared radiation.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist jede Welle wenigstens auf einem Teil ihrer Länge durch eine Wand in solcher Weise abgeschlossen, daß ein radiale Zirkulation ermöglichender Kanal gebildet wird, der mit dem Abzugsstutzen verbunden ist.In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, each shaft is on at least part of it The length is closed off by a wall in such a way that a channel is formed to allow radial circulation, which is connected to the trigger nozzle.

Die beiden kegelstumpfförmigen Elemente sind vorteilhaft unter Zwischenschaltung eines ringförmigen Kollektors miteinander verbunden, wobei der Kollektor mit dem Abzugsstutzen verbunden ist und Durchtrittslöcher aufweist, die jeweils gegenüber den Wellen des zweiten der kegelstumpfförmigen Elemente angeordnet sind.The two frustoconical elements are advantageous connected to one another with the interposition of an annular collector, the collector with the discharge nozzle is connected and has through holes, each opposite to the shafts of the second of the frustoconical Elements are arranged.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Figuren ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Heizen mit Infrarotstrahlung gemäß der Erfindung näher erläutert. In the following, an exemplary embodiment is given with reference to the accompanying figures for a device for heating with infrared radiation according to the invention.

Figur 1 ist ein Axialschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.FIG. 1 is an axial section through a device according to FIG Invention.

Figur 2 ist ein Transversalschnitt durch die Vorrichtung nach Figur 1 in zwei verschiedenen Höhen.FIG. 2 is a transverse section through the device according to FIG. 1 at two different heights.

Wie aus den Figuren ersichtlich, weist die Vorrichtung einen Feuerungsraum 1 auf, der von zwei kegelstumpfförmigen Elementen begrenzt wird, die in Gegenrichtung zueinanderAs can be seen from the figures, the device has a furnace 1, which is formed by two frustoconical Elements is limited in the opposite direction to each other

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angeordnet und jeweils an ihrer großen Basis miteinander verbunden sind.arranged and connected to each other at their large base are.

Der untere Kegel 2 weist in radialer Richtung verlaufende Wellen 3 auf, deren Amplitude und Wellenlänge mit der Entfernung vom unteren Rand anwachsen. Der Querschnitt der Wellen weist die Form eines nach der großen Basis des kegelstumpfförmigen Elementes 2 hin offenen V auf.The lower cone 2 has waves 3 running in the radial direction, their amplitude and wavelength with the distance grow from the lower edge. The cross section of the shafts has the shape of a frustoconical according to the large base Element 2 towards open V.

Im Inneren jeder Welle 3 und über eine gewisse Länge ist eine profilierte Wand 4 aufgeschweißt und zwar derart, daß sie mit der Wand des kegelstumpfförmigen Elementes 2 zusammen einen radial verlaufenden Kanal 21 bildet, der eine Zirkulation der Verbrennungsgase ermöglicht. Alle diese Kanäle 21 bilden einen Konvektor zum Wärmeaustausch zwischen dem Gas und der Wand des unteren kegelstumpfförmigen Elementes 2.Inside each shaft 3 and over a certain length, a profiled wall 4 is welded in such a way that it is with the wall of the frustoconical element 2 together one radially extending channel 21 forms, which allows a circulation of the combustion gases. All of these channels 21 form one Convector for heat exchange between the gas and the wall of the lower frustoconical element 2.

Das untere kegelstumpfförmige Element 2 ist mit seiner großen Basis an einen ringförmigen Kollektor 5 angeschweißt. Die untere Wand dieses Kollektors 5 ist mit Löchern 6 versehen, deren Anzahl der Anzahl der Wellen des unteren kegelstumpfförmigen Elementes 2 entspricht. Die Montage erfolgt so, daß vor jedem Kanal 21 des unteren kegelstumpfförmigen Elementes 2 eines der Löcher 6 des Kollektors 5 liegt.The lower frustoconical element 2 is large with its Base welded to an annular collector 5. The lower wall of this collector 5 is provided with holes 6, whose Number of the number of shafts of the lower frustoconical Element 2 corresponds. The assembly is carried out so that in front of each channel 21 of the lower frustoconical element 2 one the holes 6 of the collector 5 is located.

Auf diesen Kollektor 5 ist in gleicher Weise ein oberes kegelstumpf förmiges Element 7 mit seiner großen Basis aufgeschweißt. Die Wand des Mantels dieses kegelstumpfförmigen Elementes 7 ist mit einer Anzahl ringförmiger Sicken 8 versehen, zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Deformationen. Die Innenwand dieses kegelstumpfförmigen Elementes 7 ist mit einer Schicht aus einem biegsamen, feuerfesten Material 9 versehen.On this collector 5 is an upper truncated cone in the same way shaped element 7 welded with its large base. The wall of the shell of this frustoconical element 7 is provided with a number of annular beads 8 to increase the resistance to deformation. the Inner wall of this frustoconical element 7 is with a Layer of a flexible, refractory material 9 provided.

An dem Rand des kegelstumpfförmigen Elementes 7, an dem der \ Kollektor 5 angeordnet ist, ist eine große Öffnung vorgesehen, in die ein Abzugsstutzen 10 eingeschweißt ist, der dazu dient,At the edge of the frustoconical member 7, where the \ collector 5 is arranged, a large opening is provided, into which a withdrawal nozzle is welded 10, which serves

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die Verbrennungsgase nach außen abzuführen.to discharge the combustion gases to the outside.

An der Spitze des oberen kegelstumpfförmigen Elementes 7 ist ein zylindrischer Reifen 11 angeordnet, an dem eine Anzahl ringförmiger Kühlrippen 12 angeschweißt ist. Die innere Oberfläche dieses Reifens 11 ist ebenfalls mit einer Schicht aus biegsamem feuerfestem Material 13 bedeckt.At the top of the upper frustoconical element 7 is a cylindrical tire 11 is arranged on which a number of annular cooling fins 12 are welded. The inner surface this tire 11 is also covered with a layer of flexible refractory material 13.

Der gesamte Feuerungsraum 1 ist an einer ringförmigen Platte 15,The entire furnace 1 is on an annular plate 15,

unter Zwischenschaltung eines abnehmbaren Flansches 14, ". montiert. Am Rand dieser Platte 15 ist ein metallisches para- ' boloi liförmiges Bauteil 16 befestigt, dessen innere Oberfläche verspiegelt ist. Dieses paraboloidförmige Bauteil bildet den Reflektor des Infrarotstrahlers.with interposition of a detachable flange 14 ". assembled. At the edge of this plate 15 is a metallic para- 'boloi liförmiges member 16 is fixed, whose inner surface is mirrored. This paraboloidal component forms the reflector of the infrared radiator.

In der Mitte der Platte 15 ist eine Öffnung angeordnet, durch welche das Feuerungsrohr 22 eines Brenners 17 hindurchgeführtIn the middle of the plate 15 there is an opening through which the firing tube 22 of a burner 17 is passed

; ist. Der Ventilator dieses Brenners 17 ist an einer abnehm-; is. The fan of this burner 17 is on a removable

baren Klappe 18 angeordnet, die über Scharniere 19 mit der Platte 15 verbunden ist. Dank dieser abnehmbaren Platte 18 j kann der Ventilator des Brenners qpöffnet werden, wodurch der Zugang zu dem Verbrennungssystem, das in dem Feuerungsrohr angeordnet ist, ermöglicht wird. Mit der Achse des Ventilatornctors ist eine Brennstoffpumpe 20 verbunden, die dem Brenner den flüssigen Brennstoff zuführt.arranged ble flap 18, which has hinges 19 with the Plate 15 is connected. Thanks to this removable plate 18 j, the fan of the burner can be opened, whereby the Access to the combustion system located in the combustion tube is enabled. With the axis of the fan actuator a fuel pump 20 is connected, which supplies the burner with the liquid fuel.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vorrichtung zum Heizen mit Infrarotstrahlung ist folgende:The mode of operation of the device for heating with infrared radiation described above is as follows:

Wenn der Brenner 17 in Betrieb ist, tritt die Flamme aus dem Brennrohr 22 aus und dringt in den Feuerungsraum 1 des Strahlers ein. Die eine hohe Temperatur aufweisenden Verbrennungsgase zirkulieren in dem Feuerungsraum 1 von oben nach unten und erreichen die innere Wand des unteren kegelstumpf förmigen Elementes 2. Die Gase treten dann in dieWhen the burner 17 is in operation, the flame emerges from the combustion tube 22 and penetrates into the combustion chamber 1 of the Emitter. The high temperature combustion gases circulate in the furnace 1 from above go down and reach the inner wall of the lower truncated cone shaped element 2. The gases then enter the

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Kanäle 21 ein und laufen in ihnen an den Rand des kegelstumpfförmigen Elementes 2. Durch die Löcher 6 treten die Gase in de Kollektor 5 ein und werden aus diesem Kollektor durch den Abzugsstutzen 10 nach außen abgeführt.Channels 21 and run in them to the edge of the frustoconical Element 2. Through the holes 6, the gases enter de collector 5 and are from this collector through the Trigger socket 10 discharged to the outside.

Die Wärme der Flamme wird auf das untere kegelstumpfförmige Element 2 durch Strahlung und durch Konvektion entlang der radial angeordneten Kanäle 21,in denen die Verbrennungsgase zirkulieren, übertragen. Die auf das obere kegelstumpfförmige Element 7 auftreffende Strahlung wird hingegen durch das feuerfeste Material 9 auf das untere kegelstumpfförmige Element 2 so reflektiert, daß nahezu die gesamte Wärme der Flamme auf dieses untere kegelstumpfförmige Element 2 übertragen wird.The heat of the flame is applied to the lower frustoconical Element 2 by radiation and by convection along the radially arranged channels 21 in which the combustion gases circulate, transmit. The one on the upper frustoconical Radiation incident on element 7, on the other hand, is transmitted through the refractory material 9 to the lower frustoconical element 2 so reflected that almost all of the heat of the flame is transferred to this lower frustoconical element 2.

Die Wand des kegelstumpfförmigen Elementes 2 wird dadurch auf hoher Temperatur gehalten, und die Emission der erzeugten infraroten Strahlung ist eine Funktion^, dieser Temperatur. Der geringe Anteil der Strahlung des oberen kegelstumpfförmigen Elementes 7 wird durch den Parabolspiegel 16 unter einem Winkel von etwa 140 reflektiert.The wall of the frustoconical element 2 is thereby on kept high temperature, and the emission of the infrared radiation produced is a function of this temperature. The small portion of the radiation of the upper frustoconical element 7 is through the parabolic mirror 16 under a Angle of about 140 reflected.

Das Profil der radialen Wellen 3, die auf dem unteren kegelstumpf förmigen Element 2 genannt "Emissionskegel" angeordnet sind, hat eine sehr große Bedeutung nicht nur für die Führung der Verbrennungsgase im Feuerungsraum, sondern auch für die Ausstrahlungsfähigkeit der Infrarotstrahlung. Wenn der Kegel auf hoher Temperatur gehalten wird, wird ein Teil der Wärme aufgrund der natürlichen Konvektion von der Umgebungsfluft absorbiert und aufgrund dieser Tatsache bildet sich eine natürliche Luftströmung um den Kegel aus. Die Wellentäler, die nicht von dieser Luftzirkulation überstrichen werden, sind deshalb weniger gekühlt. Aus diesem Grund ist die Temperatur des Metalls an diesen Stellen höher. Dank dieser Ausbildung in Wellen ist es möglich, den Wärmeverlust durch natürliche Konvektion um mehr als 50 % herabzusetzen und die Emission der Infrarotstrahlung um etwa 80 bis 85 % anzuheben.The profile of the radial waves 3, which are arranged on the lower frustoconical element 2 called "emission cone", is of great importance not only for the guidance of the combustion gases in the furnace, but also for the ability of the infrared radiation to emit. If the cone is kept at a high temperature, some of the heat will be absorbed by the surrounding air due to natural convection and due to this a natural flow of air will develop around the cone. The wave troughs that are not swept by this air circulation are therefore less cooled. Because of this, the temperature of the metal is higher in these places. Thanks to this formation in waves, it is possible to reduce the heat loss through natural convection by more than 50% and to increase the emission of infrared radiation by around 80 to 85 % .

Claims

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Claims

1.ί Device for heating with infrared radiation, which has a ~~ furnace in which a burner for a liquid or gaseous fuel is arranged, characterized in that the furnace (1) bounded by two essentially frustoconical elements (2, 7) which are set against each other and connected to one another at their large base, with the burner (17) being arranged on one of these frustoconical elements (7), and the other element (2) with shafts (3) running on the cone shell in the radial direction is provided, for supplying the combustion gases to a discharge nozzle (10).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that

the cross-section of the shafts (3) has the shape of an open towards the large base of the frustoconical element (2) V has.

3. A device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that each shaft (3) is finished at least on a part of its length by e'ine wall (4) in such a manner that a _(radial circulation enables Direction channel (21) is formed, which is connected to the trigger nozzle (10) .

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two frusto-conical elements are joined together with the interposition of an annular collector (5), the collector (5) is connected to the vent port (10) and through holes (6) has, which are each arranged opposite the shafts (3) of the second of the frustoconical elements.

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