DE3140700A1

DE3140700A1 - Gasstrahlungsbrenner mit eingebauten elektrischen heizelementen

Info

Publication number: DE3140700A1
Application number: DE19813140700
Authority: DE
Inventors: Louis 59790 Ronchin Lepage
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1982-08-19
Also published as: GB2086565B; FR2492061A1; GB2086565A; FR2492061B1

Description

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Gasstrahlungsbrenner mit

eingebauten elektrischen Heizelementen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasstrahlungsbrenner mit eingebauten elektrischen Heizelementen, der in gleicher Weise die Ausnutzung von Gas und/oder von elektrischem Strom im Hinblick auf die optimalen Vorteile dieser zur Verfügung stehenden Energien erlaubt.

Man kennt gemischte Heizapparate, die auf Gas und elektrischen Strom zurückgreifen, wie sie insbesondere in den US-Patentschriften 2 060 079 und 1 998 427 beschrieben sind.

Die Vorrichtung nach der US-PS 2 060 079 weist einen Heizbrenner und eine massive hitzebeständige Platte auf, vor der eine elektrische Heizvorrichtung angeordnet ist, die aus zwei hitzebeständigen Platten besteht, welche Widerstände umhüllen, die vertikal in Laufschienen als in einer Führung gleiten können, und zwar zur Schaffung mehreren Heizmöglichkeiten.

Die gemischte Heizapparatur nach der US-PS 1 99 8 427 weist einen Heizbrenner einer Strahlungsplatte aus hitzebeständigem Material und eine eleketrische Heizvorrichtung auf, die mit ausschwenkbaren Einheitselementen versehen ist, welche in Laufschienen derart gleiten, daß die Vorrichtung aus der Arbeitsposition in Anordnung vor der Platte bis zur Ruheposition in Anordnung dahinter bewegt werden kann.

In beiden Fällen hat man also einen Apparat mit zwei getrennten Heizvorrichtungen, von denen eine mittels mechanischer Antriebe beweglich ist, was sich durch einen komplizierten Aufbau äußert.

Außer der US-PS 2 921 176 ist ein Gasbrenner bekannt, der den elektrischen Strom berücksichtigt und der wie der eng-

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lische Titel anzeigt "gas electric heating device" einer Gas- und elektrischen Heizvorrichtung ähnlich ist., der aber in Wirklichkeit ein Gasbrenner ist, der mit einer Vorrichtung elektrischer Verbrennungskatalyse ausgestattet ist.

Die Erfindung betrifft dagegen einen Gasstrahlungsbrenner, in welchem elektrische Heizelemente eingebaut sind, damit man ohne eine mechanische Umschaltung oder ein mechanisches Vertauschen eine rationelle, unabhängige oder gleichzeitige Ausnutzung der beiden Energiearten ermöglicht, um die unterschiedlichen Einflüsse in Rechnung zu stellen, Wie z.B. die Stundentarife geringsten Verbrauches, die saisonalen Einflüsse, und um in einem Strahlungsheizsystem den Einfluß der Konvektionsströme auszuschalten, die sonst eine Kühlung und folglich eine Verringerung des Brennerwirkungsgrades hervorrufen würden.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe ist der Gasstrahlungsbrenner mit eingebauten elektrischen Heizelementen mit einer Gasheizvorrichtung und mit einer elektrischen Heizvorrichtung durch Widerstand dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtungen mit einem Wärmestrahlungsemitterorgan kombiniert sind und an der Vorderseite des Brenners ein Antikonvektionsmittel angeordnet ist.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Brenners sind:

- Das Wärmestrahlungsemitterorgan besteht aus einer porösen oder perforierten Tafel oder Platte, die aus einem hitzebeständigen Material hergestellt ist, insbesondere einem Metall, an welchem mindestens ein elektrischer Widerstand angebracht oder darin eingebaut ist, und das Antikonvektionsmittel besteht aus einem Gitter, der aus einem Metall oder einem anderen hitzebeständigen Material gebildet ist_? außerhalb des Brenners angeordnet ist und darüberhinaus die Funktion eines sekundären Wärmestrahlungsemitters erfüllt;

- Die elektrische Heizvorrichtung und das Wärmestrahlungsemitterorgan sind in Form einer porösen oder perforierten Tafel kombiniert, welche aus einem hitzebeständigen und elektrisch leitenden Material besteht, insbesondere nicht oxidierbarem Stahl, Glas oder Keramik, welche elektrisch -leitende Eigenschaften haben, und das Antikonvektionsmittel ist durch ein Gitter dargestellt, welches aus einem Metall oder einem anderen hitzebeständigen Material gebildet ist und außerhalb des Brenners angeordnet ist und darüberhinaus die Funktion eines sekundären Wärmestrahlungsemitters erfüllt;

- Die elektrische Heizvorrichtung weist im Abstand zueinander angeordnete Widerstände auf und bildet gleichzeitig das Antikonvektionsmittel;

- Die Gasheizvorrichtung weist eine Verbrennungsgasausgangstafel auf, die perforiert oder porös ist und aus einem wärmebeständigen Material gebildet ist, und sie stellt einen ersten Wärmestrahlungsemitter dar, und ferner besteht die vor dieser Tafel angeordnete elektrische Heizvorrichtung aus einer Platte, die aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und einen zweiten Wärmestrahlungsemitter darstellt, wobei diese Platte für die Erfüllung der Funktion des Antikonvektionsmittels mit Perforationen ausgestattet ist;

- In dem Falle, in welchem der Brenner ein rohrförmiges Profil hat, besteht das Wärmestrahlungsemitterorgan aus einem rohrförmigen Heizkanal aus porösem oder perforiertem, hitzebeständigem Material, in dessen äußerer Oberfläche Kanäle angeordnet sind, die zur Aufnahme elektrischer Widerstände bestimmt sind, wobei der Emitter in gewissem Abstand von einer rohrförmigen Hülse aus hitzebeständigem Material umgeben ist, die Hülse mit öffnungen versehen ist und dje Rolle des Antikonvektionsmittels spielt.

Weitere Vorteile _e Merkmale und Änwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen;
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Fig„ 1 schematisch den prinzipiellen Aufbau des Strahlungsbrenners gemäß der Erfindung, Fig„ 2 schematisch den einfachen Strahlungsbrenner gemäß der Erfindung,

1® Fig«, 3 schematisch die Einrichtung der zusammengesetzten Anordnung, die durch das Ausstrahlungsemitterorgan und die Widerstände gebildet ist, und zwar im Falle eines Brenners mit rohrförmigem Profil, Fig„ 4 und

5 schematisch andere Ausführungsformen der zusammengesetzten Anordnung mit Emitterorgan und Widerständen und
Fig. β und

7 schematische Ansichten zweier weiterer Ausführungs-2© formen des Brenners gemäß der Erfindung in Perspektive und abgebrochen»

Der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemäßen Brenners ist in Figur 1 schematisch dargestellt= Der Brenner weist ein Wärmestrahlungsemitterorgan C auf, welches ganz gleich durch eine Gasheizvorrichtung A oder durch eine elektrische Heizvorrichtung durch Widerstände B geheizt werden kann, und um die Wirkung der Konvektionsströme auszuschalten, ist vor dem Brenner ein durch gestrichelte Linien schematisch mit

3§ D gezeigtes Antikonvektionsmittel vorgesehen»

Die Gasheizvorrichtung A ist vom klassischen Typ und weist im wesentlichen ein wärmeisoliertes Feld und einen Rohroder Reihenbrenner mit ebenem oder rohrförmigem Profil je nach den Brennerformen auf.

Die elektrische Heizvorrichtung kann sich in unterschiedlichen Formen darstellen, insbesondere in den folgenden:

a) Ein Heizelement aus Eisenchromaluminium ist in einem Quarzrohr angeordnet; es ist möglich, Leistungen von 1000 bis 4000 Watt (860 bis 3440 kcal/h) für Längen von 0,50 m bis 1,40 m zu erhalten, wobei die Emissionstemperatur zwischen 1000 und 1100° C beträgt;

b) Ein Element aus Nickelchrom ist in Magnesiumoxid eingelassen bzw. eingetaucht und gekapselt, wobei die Kapselung bzw. Abschirmung aus hitzebeständiger, nicht oxidierbarer Legierung das Erreichen einer Temperatur von 700 bis 800° C mit einer Leistung von 1000 Watt (860 kcal/h) für eine Länge von 1 m erlaubt;

c) Ein Element aus Nickelchrom oder "Kanthal", welches im nackten Zustand um eine Isolierstütze (Keramik oder Mika bzw. Glimmer) eingerollt ist, erscheint in der Form eines spiralig eingerollten Drahtes oder in der Form eines Bandes, und die Temperatur ist im allgemei-

nen auf 1000° C beschränkt;

d) Das Element erscheint in der Form einer Platte oder Tafel aus elektrisch leitendem Glas, dessen Temperatur in der Größenordnung von 200 bis 300° C liegt, und zwar

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für eine Leistung von 145 Watt/dm (125 kcal/hdm ), wobei die Rückseite der Tafel mit einer Matte oder einem Kissen aus Glaswolle wärmeisoliert ist.

Die Zahlenangaben sind als bevorzugte Beispiele und nicht etwa im Sinne der Beschränkung dieser Erfindung genannt. 30

Das Wärmestrahlungsemitterorgan hat eine sehr große Bedeutung infolge der Tatsache, daß es eine Strahlungsemission ebensogut bei einer Gasheizvorrichtung wie auch bei einer elektrischen Heizvorrichtung erzeugen muß.

In Figur 2 ist in einfacherer Form eine Ausführungsform eines Strahlungsbrenners gemäß der Erfindung dargestellt. Es weist ein wärmeisoliertes Feld 1 auf, in welchem ein

Rohr- oder Reihenbrenner, der nicht dargestellt ist, angeordnet ist, wobei der Brenner auf der Emissionsseite eine ebene Platte oder Tafel 2 aus porösem oder mit kleinen Kanälen perforiertem Keramik aufweist, welche die Rolle des Wärmestrahlungsemitterorgans spielt und in der Oberfläche einen mäanderförmig eingelegten Widerstand 3 aufweist« Andererseits ist sie vor dieser Anordnung mit einem Antikonvektionsgitter oder -rost versehen, der in der Figur nicht dargestellt ist und dem entspricht, der schematisch in Figur 1 bei D gezeigt worden ist.

In Figur 3 ist ein Wärmestrahlungsemitter in Rohrform dargestellt. Er besteht auch aus einem porösen oder durch kleine Kanäle perforierten keramischen Material und ist mit im Schnitt halbkreisförmigen Auskehlungen, Vertiefungen bzw. Rillen 4 versehen, in welchem gewendelte Widerstände 5 angeordnet sind» In der Mitte des rohrförmigen Heizkanals ist ein Rohr- oder Reihenbrenner vorgesehen, der in der Figur nicht sichtbar ist. Konzentrisch zum Emitter und außerhalb desselben ist auch ein Antikonvektions gitter in Rohrform vorgesehen.

In Figur 4 ist eine Variante gezeigt, wo die perforierte oder poröse keramische Platte 6 mit parallelen Kanälen versehen ist, z.B. im Schnitt halbzylinderförmig, und in diesen sind gewendelte Widerstände 7 angeordnet.

In Figur 5 ist die Widerstandsheizvorrichtung mit gewendelten Widerständen 8 dargestellt, x^elche durch Stäbe gehalten sind, die sich in geringem Abstand von der perforierten Platte 9 aus hitzebeständigem Material befinden, die den Wärmestrahlungsemitter darstellt, wobei die Anordnung durch diese das Antikonvektionsmittel darstellende Widerstände 8 gebildet ist.

In Figur 6 sind die gewendelten Widerstände TO in Kanälen in Lage gehalten, welche mit der perforierten oder porösen hitzebeständigen Platte 12 durch dünne Abdeckungen 11 ver-

bunden sind; ein Antikonvektionsgitter 13 ist längs dieser Widerstände derart angeordnet/ daß es ebenso als Wärmetauscher wie auch als Sekundäremitter dient.

Schließlich ist in Figur 7 eine interessante Ausführungsform gezeigt, bei welcher eine Platte 14 aus porösem oder perforiertem keramischem Material die Rolle des durch Gas geheizten Hauptemitters spielt, ebenso wie der elektrische Emitter durch eine perforierte Platte 15 aus elektrisch leitendem Material dargestellt ist, durch welches die GasVerbrennungsprodukte abgezogen werden, und diese Platte 15 spielt gleichzeitig die Rolle des Antikonvektionsmittels; gleichermaßen kann man ein Antikonvektionsgitter aus hitzebeständigem Material in geringem Abstand anordnen.

Aus der vorstehenden Beschreibung sieht man, daß ein Gasstrahlungsbrenner mit eingebauten elektrischen Heizelementen erhalten ist, welcher die rationelle und wirksame Ausnutzung der zwei Energiearten in den besten Konditionen, in welchen sie zur Verfügung stehen, und mit optimaler Rentabilität erlaubt, wobei dieser Brenner einen einfachen und kompakten Aufbau hat und kein mobiles Teil bei ihm vorkommt.

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Claims

Patentansprüche

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1.JGasstrahlungsbrenner mit eingebauten elektrischen Heizelementen mit einer Gasheizvorrichtung (A) und einer elektrischen Widerstandsheizvorrichtung (B), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen j(A,B) zu einem Wärmestrahlungsemitterorgan (C) kombiniert sind und ein Antikonvektionsmittel-(D) an der Vorderseite des Brenners angeordnet 1st.

Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmestrahlungsemitterorgan (C) aus einer porösen

oder perforierten Platte (2) aus hitzebeständigem Material besteht, insbesondere einem Metall, an welchem mindestens ein elektrischer Widerstand (3) befestigt oder in diesem eingebaut 1St₇ und daß das Antikonvektionsmittel ein Gitter (D; 13) ist, welches aus einem Metall oder einem anderen hitzebeständigen Material gebildet, außerhalb des Brenners angeordnet ist und ferner die Funktion eines sekundären Wärmestrahlungsemitters erfüllt.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizvorrichtung (B) und das Wärmestrahlungsemitterorgan (C) in Form einer porösen oder perforierten Platte oder Tafel kombiniert sind, die aus einem elektrisch leitenden, wärmebeständigen Material besteht, insbesonder nicht oxidierbarem Stahl, Glas oder Keramik, welche elektrisch leitende Eigenschaften haben, und daß das Antikonvektionsmittel durch ein Gitter (D;13) gebildet ist, welches ein Metall oder ein anderes hitzebeständiges Material und außen auf dem Brenner angeordnet ist sowie ferner die Funktion eines sekundären Wärmestrahlungsemitters erfüllt.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizvorrichtung (B) Widerstände (8) aufweist, die im Abstand zueinander angeordnet s'ind, und gleichzeitig das Antikonvektionsmittel bilden.

• 5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasheizvorrichtung (A) eine Platte (14) für den Brenngasausgang aufweist, die perforiert oder porös ist und aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist und einen ersten Wärmestrahlungsemitter darstellt, und daß die elektrische Heizvorrichtung (B), die vor der Tafel (14) angeordnet ist, durch eine Platte (15) dargestellt ist, die aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und einen zweiten Wärmestrahlungsemitter darstellt, wobei die Platte (15) mit Perforationen zur Erfüllung der Funktion des Antikonvektionsmit-

1 tels ausgestattet ist.

6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Wärmestrahlungsemitterorgan durch einen rohrförmi-5 gen Heizkanal aus porösem oder perforiertem, hitzebeständigem Material gebildet ist, in dessen äußerer Oberfläche Kanäle (4) angeordnet sind, die zur Aufnahme elektrischer Widerstände (5) bestimmt sind, und daß der Emitter mit einem bestimmten Abstand durch eine rohr-10 förmige Hülse aus hitzebeständigem Material, die mit Öffnungen versehen ist und die Rolle des Antikonvektionsmittels spielt, umgeben ist.