DE2413501C2 - Poröses keramisches Element als Strahlungs-Heizelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein poröses keramisches Element als Strahlungs-Heizelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nach Patent 20 31 526 und dessen Zusatzpatent 22 05 626.

Gegenstand des Hauptpatentes DE-PS 20 31 526 ist ein poröses keramisches Element als Strahlungs-Heizelement aus Teilen unterschiedlicher Kornfraktionen eines feuerfesten Materials, welches aus einem durchlässigen Kern und einer äußeren Schale an den Seitenflächen des Kerns aufgebaut ist. wobei Kern und Schale zu einem integrierten Körper gesintert sind. Kornfraktionen zwischen 0.42 und 0.6, 0,6 bis 0.85 bis 1,68 mm werden angewandt, wobei gegebenenfalls die beiden erstgenannten Kornfraktionen zusammengefaßt sein können. Das feuerfeste Material ist in Kern und Schale das

chen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Kern und der Schale oder im Randbereich des Kerns ein schmaler Bereich vermindenen Strömungswiderstandes für das Gasgemisch im Betriebszustand befindet

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Heizelemente geschieht einerseits dadurch, daß man bei Formung von Kern und Schale zwischen diesen einen Hilfsstoff vorsieht, der, ohne den Zusammenhalt zu stören, beim Sintern entfernt wird. Der bevorzugte Hilfsstoff ist ein Schmierfett oder Wachs. Andererseits ist es auch möglich, daß man die Kerndicke im Randbereich gegen die Schale verringert Damit wird ein Bereich verringerten Strömungswiderstandes um einen Mittenbereich des Kernes gebildet

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Gasströmung im Randbereich des Kerns sichergestellt Diese wirkt sozusagen als Zündflamme während des Dauerbetriebes und gestattet daher eine größere Heizleistung ohne der Gefahr eines Rückschlages der Flamme.

Die Verringerung des Strömungswiderstandes im Randbereich des Kerns geschieht nach der einen obigen Ausführungsform des Heizelements durch Einbringung eines Hilfsstoffs zwischen Kern und Schale bei der Formgebung und zwar eines solchen Stoffs, der während des Sintervorgangs entfernt wird, ohne daß damit der integrale Zusammenhang zwischen Kern und Scha-Ie gestört wird. Schmierfett oder Wachs ist besonders geeignet und wird vorzugsweise in einer Schicht konstanter Dicke angwandt oder ist beispielsweise ein Polytetrafluoräthylen-Streifen. Bei der anderen Ausführungsform des Heizelements wird die Kerndicke nahe dem Randbereich gegen die Schale zumindest teilweise verringert.

Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung eines Randbereichs verringerten Strömungswiderstandes besteht darin, daß beim Umformen des Kerns mit der Schalen-Masse und dem anschließenden Sintern es zu einem Schrumpfen kommt. Um in diesem Fall jedoch eine Lösung zwischen Kern und Schale während des Betriebes im Bereich des verringerten Strömungswiderstandes zu vermeiden, kann zumindest ein Teil der Seiten des Kerns und der Schale sich gegen das Austrittsende des Heizelementes nach innen verjüngen. Eine andere Möglichkeit besteht in einer Verzahnung der Seitenflächen von Kern und Schale. Selbstverständlich ist eine Kombination der oben erwähnten Möglichkeiten für die BiI-

Gleiche und bevorzugt ein tonerdehaltiges Granulat.

Nach dem ersten Zusatzpatent DE-PS 22 05 626 zu obi- so dung einer Zone verringerten Strömungswiderstandes gem Hauptpatent wird in Kern und Schale ein unter- für das Gasgemisch zur Verbrennungsreaktion gegeschiedliches feuerfestes Material angewandt, und zwar ben.

bevorzugt Oxide und/oder Silicate von Zirkonium und/ Nach der Erfindung kann auch eine Vielzahl von Köroder Aluminium. pern — wie poröse Kerne — von einer einzigen Schale

Bei den Heizelementen nach obigen Patenten besteht 55 umschlossen werden, so daß die nebeneinander liegendie Gefahr, daß unter hohen Wärmebelastungen die den Kerne einen gemeinsamen Schalenteil zwischen Randbereiche an den Kanten der Elemente heißer werden und damit dem durchtretenden Gasgemisch für die Verbrennungsreaktion einen erhöhten Strömungswiderstand entgegensetzen. Die Folge davon ist, daß in 60 den Kantenbereichen der Heizelemente nach diesen Patenten die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemischs so weit absinken kann, daß es dort zu einem Rückschlagen der Flamme kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Heizelement mit b^r> einem gleichmäßigen Sirömungsprofil hinsichtlich Mitten- und Randbereich des Kerns unter Vermeidung des Risikos eines Flammenrückschlags in ilen Randbereisich haben. Man kann aber auch mehrere poröse Kerne nebeneinander anordnen und sie dann mit einer gemeinsamen Schale umhüllen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Poröses keramisches Element als Strahlungs-Heizelement aus einem durchlässigen Kern aus einer oder mehreren Kornfraktion(en) eines feuerfesten Materials und einer äußeren dichten Schale aus feuerfestem Material an den Seitenflächen des Kerns, wobei Kern und Schale zu einem integralen Körper gesintert sind nach Patent 20 31 526 und gegebenenfalls aus unterschiedlichem feuerfestem Material bestehen, nach Patent 22 05 626, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Kern und Schale oder im Randbereich des Kerns ein schmaler Bereich verminderten Strömungswiderstandes für das Gasgemisch im Betriebszustand befindet

2. Verfahren zur Herstellung der porösen keramischen Elemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Formung von Kern und Schale zwischen diesen einen Hilfsstoff vorsieht, der ohne den Zusammenhalt zu stören, beim Sintern entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hilfsstoff Schmierfett oder Wachs verwendet.

4. Verfahren zur Herstellung der porösen keramischen Elemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kerndicke im Randbereich gegen die Schale verringert