DE3318796A1

DE3318796A1 - Nachverbrennvorrichtung, insbesondere zum anschluss an laboroefen

Info

Publication number: DE3318796A1
Application number: DE19833318796
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Linn (FH), 8459 Hirschbach
Original assignee: LINN HORST DIPL ING FH
Current assignee: LINN HORST DIPL ING FH
Priority date: 1983-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3318796C2

Description

Nachverbrennvorrichtung, insbesondere
zum Anschluß an Laboröfen.
Die Erfindung betrifft eine Nachverbrennvorrichtung, die zum Anschluß an ein Abgase enthaltendes Volumen, insbesondere zum Anschluß an Laboröfen geeignet ist.
In industriellen Kleinanlagen, wie beispielsweise zahntechnischen Lahqratorien oder in der Schmuckindustrie werden für den Feinguß Wachsmodelle hergestellt. Bei der Herstellung dieser Wachsmodelle im Wachsausschmelzverfahren treten u.a.
schädliche Kohlenwasserstoffe auf. Desgleiclien treten bei in relativ kleinen Maßstäben in Laboröfen durchgeführten Verdampfungs-' -oder Veraschungsvorg-ängen-o.dgl. Dämpfe auf, die in herkömmlicher Weise durchweg in den Laborarbeitsraum geleitet oder unbehandelt in die Umgebung abgeleitet werden und so in jedem Fall eine Belastung darstellen.
deshalb Aiegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nachverbrennvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut ist und in der ein leichter Unterdruck erzeugbar ist, so daß die in einem Volumen, beispielsweise in einem Laborofen mögli cien Gase oder Dämpfe aus dem Laborofen abgezogen, mit der für die Erzeugung des tJnt-erdruckes erforderlichen Trischluft einfach gemischt und anschließend quasi vollständig verbrannt werden.
Diese Au-fgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Gehäuse ein einem Strömungsrohr über einen Ringraum nachgeschaltetes Heizelement angeordnet ist, wobei der Ringraum mittels eines Saugstutzens mit dem Abgase enthaltenden Volumen verbindbar ist.
I)ie mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das aus dem Strömungsrohr ausströjnende Medium, beispielsweise die durch ein dem Strömungsrohr vorgeschaltetes Geblase angetriebene Frischluft im Ringraum nach dem Saugrohrprinzip einen leichten Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck werden über den mit dem Ringraum verbundenen Saugstutzen aus einem Gase oder Dämpfe enthaltenden Volumen die Gase oder Dämpfe abgesaugt, im Ringraum mit der Frischluft vermischt und unmittelbar anschließend im nachgeschalteten, elektrischen Heizelement quasi vollständig nachverhrannt .
Damit eine gute Vermischung der Frischluft mit den zu verbrennenden Gasen oder Dämpfen stattfindet, ragt das Strömungsrohr mit seiner Austrittsöffnung derart in das eine konische Eintrittsöffnung aufweisende, das Heizelement tragende Isolierstoffrohr hinein, daß sich zwischen dem Strömungsrohr und dem das Heizelement tragenden Isolierstoffrohr ein verengter Querschnitt ergibt. Vorzugsweise weist das Stromungsrohr eine sich in Strömungsrichtung verjüngende Gestalt auf, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der mittels eines Geblases angetriebenen Frischluft im Strömungsrohr zunimmt und der statische Druck entsprechend abnimmt,, so daß Im Ringraum elii Unterdruck gegeben ist der zum Ansaugen der Gase oder Dämpfe dient.
Weitere mit der Erfindung erzielte Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das im zentralen Efohlraum des Isolierstoffrohres angeordnete Heizelement eine hochhitzebeständige lleizleiterwendel ist, bei der eine großflächige Berührung zwischen dem FrischluEt-Gas/DamDf-Gemisch und der eine hohe Oberflächentemperatur zwischen 6000C und ll6000C aufweisenden Heizleiterwendel uiid damit eiiic sehr gute, quasi vollständige Nachverbrennung der Gase bzw. Dämpfe möglich ist.
Keramik oder.
Dadurch daß das Isolierstoffrohr ein Formteil aus/Fasermaterial ist, in dessen zentralem Hohlraum die Heizwendel befestigt ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise ein einfacher und kostengünstiger Aufbau, weil die Heizlciterwendel im Isolier material kompakt gehalten werden kann, so daß eine servicefrsundli.ohe -Austauschbarkeit eines verbrauchten Heizelements gegen ein neues gegeben ist. Außerdem sind der Energieverbrauch und die Betriebskosten infolge- der Isolation mit dem Fasermaterial oder der Keramik gering.
Zur Erzielung optimaler Strömungs- und Unterdruckverhältnisse sind die Querschnittsverhältnisse des konischen Strömungsrohres, der konischen Eintrittsöfinung ili das Isolierstoffrohr, des Saugstutzens und des zentralen !iotiirauines des Isolierstoffrohres einander angepaßt.
Vorzugsweise sind das konisch ausgeDildete Strömungsrohr und das das Heizelement beinhaltende Isolierstoffrohr in einem Gehäuse angeordnet, das in der Nähe des zwischen dem Strömungsrohr und dem Isolierstoffrohr voAiandenen Ringraum$ einen Saugstutzen aufweist. Zum Schutz gegen zu hohe Berührungstemperaturen kann das Gehäuse außen mindestens im Bereich des Heizelementes mit einem Schutzmante, beispielsweise in Form eines Lochbleches umgehen sen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der- Zeichnung näher erläutert. In ein zylindrisches Gehäuse 3 ragt ein mit einem ringförmigen Flansch 13 ausgebildetes Strömungsrohr 7 hinein. Am Flansch 13 befestigt ist ein Gebläse 12, dessen elektrische Anschlüsse 11 seitlich wegstehend angedeutet sind.
Dem sich konisch verjüngenden Strömungsrohr 7 nachgeschaltet ist ein Heizelement 2, das im zentralen Hohlraum 9 e.i Isolierstoffrohres 1 angeordnet ist, wobei die Austritt.s- Öffnung 14 des Strömungsrohres 7 in die konisch ausgebildete Eintrittsöffnung 10 des Isolierstoffrohres 1 hineinragt. Dadurch erqibt sich in vorteilhafter Weise ein Ringraum 8, in dem die Strömungsgeschwindigkeit der durch das Gebläse 12 angetriebene Frischluft groß ist. Damit ist entsprechend der Bernoullischen Gleichung der statische Druck klein, so daß sich im Ringraum 8 ein Unterdruck ergibt (bekannter Venturi-Effekt). Der Ringraum steht mit dem vom Gehäuse 3 wegstehenden Saugstutzen 4 in Verbindung, so daß über den Saugstutzen 4 aus einem Volumen, beispielsweise aus einem Laborofen, Gase bzw. Dämpfe abgesaugt und im Ringraum 8 mit der strömenden und den Unterdruck erzeugenden Frischluft innig vermischt werden. Das Frischluft-Gas/Dampf-Gemisch strömt dann durch den zentralen Hohlraum 9 des Isolierstoffrohres 1 und kommt dort mit den eine Oberflächentemperatur von 6000C bis 16000C aufweisenden Drahtwendeln des über elektrische Anschlüsse 6 versorgten Fleizelementes 2 großflächig in Berührung. Um eine große, freie Drahtoberfläche zu erhalten, kann das Heizelement 2 entsprechend gestaltet werden. Z.B. können die Windungen des Heizelementes 2 nicht schraubenförmig sondern meanderförmig verlaufen. Die hohe Oberflächentemperatur und eine große Drahtoberfläche gewährleisten in vorteilhafter Weise eine quasi vollständige Nachverbrennung (Crackung) der beispielsweise nach dem Auswachsen im Wachsausschmelzprozeß entstehenden Kohlenwasserstoffe und Salzsäuredämpfe.
Das Isolierstoffrohr 1 ist vorzugsweise ein Formteil aus Fasermaterial oder Keramik, in dem die Drahtwendeln des Heizelementes 2 befestigt sind. Im Bedarfsfall kann ein verbrauchtes Heizelement 2 gemeinsam mit dem Isolierstoffrohr 1 komplett gegen ein neues ausgetauscht werden, so daß eine große Servicefreundlichkeit gegeben ist. Als Schutz gegen zu hohe Berührungstemperaturen knn das Gehäuse 3 mindestens im Bereich des Heizelementes 2 außen mit einem vom Gehäuse 3 einen Abstand aufweisenden Schutzmantel 5 umgeben sein. Dieser Schutzmantel 5 kann aus eincm an sich bekannten Lochblech aufgebaut sein. Der Schutzmantel 5 bietet gleichzeitig die Möglichkeit, mit relativ hohen Temperaturen zu arbeiten, ohne daß die Abmessungen des Gerätes vergrößert werden müssen bzw. eine dickere Isolation notwendig ist.
Abschließend sei noch erwähnt, daß im oder nach dem vom Isolierstoffrohr 1 umgrenzeen, das Heizelcmcnt 2 enthaltenden Brennraum zusätzlich ein Katalysator vorgesehen sein kann, um die Effektivität der Vorrichtung noch zu verbessern.
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Claims

ANSPRÜCHE: 1. Nachverbrennvorrichtung, die aum Auschluß an ein Abgase enthaltendes Volumen, insbesondere zum Anschluß an I.ahoröfen geeignet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c 1z n e t daß in einem Gehäuse (3) e ir einem Strömungsrohr (7) über einen Ringraum (8) nachgeschaltetes Heizelement (2) angeordnet is-t, wobei der Ringraum (8) mittel.' eines Sal]gstutzens (4) mit dem Abgase enthaltenden Volumen verbindbar ist.
2. Nachverbrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekellrlzeichnet, daß das Strömungsrohr (7) mit seiner Austrittsöffnung (14) derart in das eine konische Eintrittsöffnung (10) aufweisende, das Heizelement (2) tragende Isolierstoffrohr (1) hineinragt, daß sich zwischen dem Strömungsrohr (7) und dem das Hei zell ement (2) tragenden Isolierstoffrohr ( 1 ) ein verengter Querschnitt ergibt.
3. Nachverbrennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrohr (7) eine sich in Strömungsrichtung verjüngende Gestalt aufweist und mit einem Gebläse (12) verbunden ist.
4. Nachverbrennvorrichtung nach einem der Anspr§¢he l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im zentralen;-Hthltaum (9) des Isolierstoffrohres (1) angeordnete Heizelement (2) einehochhitzebeständige Heizleiterwendel mit. großer, freiliegender Drahtoberfläche ist.
5. Nachverbrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoff-rohr (1) ein Formteil aus Fasermaterial oder Keramik ist, in dessen zentralem Hohlraum (9) die Heizleiterwendel befestigt ist-.
6. Nachverbrennvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekenllzeicl et, daß das konisch ausgebildete Strömungsrohr (7) und das das Heizelement (2) beinhaltende Isolierstoffrohr (1) in einem Gehäuse (3) angeordnet sind, das in der Nähe des zwischen dem Strömungsrohr (7) und dem Isolierstoffrohr (1) vorhandenen Ringraums (8;) einen Saugstutzen t4) aufweist.
7. Nachverbrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mindestens im Bereich des Heizelementes (2) außen mit einem SchutSmántel (5) umgeben ist.
8. Nachverbrennvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Isolierst¢ffrohr (1) begrenzten, das Heizelement (2) enthaltenden Brennraum (9) oder diesem in Strömungsrichtung nachgeschaltet ein Katalysator vorgesehen ist.