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BESCHREIBUNG:
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsbrenner gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruch 1 bezeichneten Art.
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Ein derartiger Strahlungsbrenner ist nach der US-PS 34 34 466 bekannt.
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Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß eine Brennerplatte in einer
Richtung geneigt montiert ist, um die sich bildenden Verbrennungsgase durch eine
sich entlang der höher liegenden Kante der Brennerplatte über nahezu deren gesamte
Länge erstreckende Abgasöffnung ausströmen zu lassen, von wo die Verbrennungsgase
in einen Abzugsschacht einströmen, der senkrecht zu einer Austrittsöffnung nach
oben führt. Unterhalb dieser Austrittsöffnung ist der die Brennerplatte aufweisende
Abschnitt mittels einer hitzebeständigen, strahlungsdurchlässigen Scheibe, die sich
in horizontaler Richtung erstreckt, abgeschlossen.
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Daran schließen sich die divergierenden Reflektorwände an.
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Diese Ausführungsform ist bezüglich der abgegebenen Wärmestrahlung
unbefriedigend, weil ihr Wirkungsgrad durch die mit verhältnismäßig hoher Temperatur
nach oben geleiteten Verbrennungsgase gering ist.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Strahlungsbrenner dahingehend weiterzuentwickeln, daß in ihm das aus einem Heizgas
und der zugehörigen Verbrennungsluftmenge bestehende Gemisch mit einem erheblich
verbesserten Wirkungsgrad verarbeitet werden kann, wobei es darauf ankommt, daß
mehr Wärmestrahlung abgegeben wird.
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Diese Aufgabenstellung wird nach dem Vorschlag des Kennzeichnungsteils
des Patentanspruchs 1 gelöst, für den die Vorschläge der Unteransprüche 2 bis 6
vorteillhafte Weiterentwicklungen vorsehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag für den neuen Strahlungsbrenner
wird also grundsätzlich am Prinzip der unsymmetrischen Erstreckung der beidseitig
des Brenners liegenden Reflektorwände in Richtung nach unten festgehalten. Dies
schließt insbesondere auch eine geneigt angeordnete Brennerplatte ein. Damit werden
die geometrischen Voraussetzungen zur Ausbreitung der Strahlung auf eine sehr große
Grundfläche
sichergestellt. Ausführungsformen, bei denen diese Unsymmetrie
nicht verwirklicht ist, wie zum Beispiel nach der CH-PS 359 861, führen bereits
aus geometrischen Gründen zu einer weniger wirkungsvollen Wärmeabstrahlung und sind
vom Vorschlag der vorliegenden Erfindung nicht umfaßt.
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Dank der Ausbildung einer nach unten völlig offen bleibenden Kammer,
in welcher sich eine geschlossene Zirkulationsströmung des Verbrennungsgases einstellt,
sind darüber hinaus die Voraussetzungen geschaffen, daß das Verbrennungsgas einen
großen Anteil seiner Wärme an die Wände des Reflektors und von dort an die Umgebung,
die mit dem Strahlungsbrenner zu erwärmen ist, abgeben kann. Erst ein hierdurch
weitgehend ausgenutztes Verbrennungsgas kann die Kammer verlassen, indem es in der
vorgeschlagenen Weise entlang einer der unteren, die Kammeröffnung begrenzenden
Längskante abströmt. Hierdurch gelingt es, die Temperatur des abströmenden Verbrennungsgases
gegenüber sonst wenig-O O stens 300 C auf bis 170 C zu senken. Der abgegebene Wärmeinhalt
wird fast völlig in Wärmestrahlung umgesetzt, wobei es zu einer beträchtlichen Aufheizung
der Reflektorwände kommt. Da überdies die Wärmeabgabe durch Strahlung proportional
der vierten Potenz aus der absoluten Temperatur ist, kann eine erhebliche Verbesserung
des Wirkungsgrades erzielt werden.
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Aus der von den Reflektorwänden und der Brennerplatte bzw. dem Brenner
gebildeten Reflektorhaube strömen mithin nur diejenigen Gase ab, welche durch Verbrennung
erzeugt werden. Diese Gase strömen zunächst aus dem Brenner bzw. der Brennerplatte
heraus und erfahren in der nach unten divergierenden Reflektorhaube eine erhebliche
Herabsetzung ihrer Strömungsgeschwindigkeit, so daß sie die Reflektorhaube nach
Art einer Schichtenströmung durchsetzen, um schließlich unten auszutreten. Somit
werden insbesondere freie Konvektionsströmungen, bei denen die Umgebungsgsluft einbezogen
ist, vermieden. Diese freien Konvektionsströmungen führen sonst dazu, daß sich die
Umgebungsluft an den erhitzten Reflektorwänden erwärmt und demgemäß hochsteigt,
wobei sich eine geringere Temperatur der Reflektorwände einstellen würde, so daß
diese eine entsprechend herabgesetzte Ei genstrahl ung emittieren würden. Schließlich
ist
erfindungsgemäß auch sichergestellt, daß die Brennerplatte mit optimaler Temperatur
betrieben werden kann.
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Um die Ausbildung der nach unten offen bleibenden Kammer für die erwähnte
Zirkulationsströmung der Verbrennungsgase sicherzustellen, wird der neue Strahlungsbrenner
zweckmäßig mit einer Montageeinrichtung ausgeführt, die bei bestimmungsgemäßer Verbindung
mit einem Gebäude dazu führt, daß der untere Rand der Reflektorwände stets in einer
Horizontalebene liegt.
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Die Reflektorwände werden vorteilhaft, wie es an sich bekannt ist,
mit einer rückseitigen Wärmeisolationsschicht ausgebildet. Dadurch wird verhindert,
daß die von ihnen aufgenommene Wärme in einem unzulässigen Ausmaß durch Wärmeleitung
verloren geht. Indes wird erfindungsgemäß auch berücksichtigt, daß sich die Zirkulationsströmung
innerhalb der Reflektorhaube durch eine entsprechende Temperaturverteilung an den
Reflektorwänden herbeiführen läßt. Dem trägt die Erfindung bei in ungleichen Tiefenlagen
endigenden Reflektorwänden durch eine differenzierte Gestaltung der Wärmeisolationsschichten
Rechnung. Die Reflektorwände werden in diesem Falle in dem Ausmaß ohne Wärmeisolation
ausgeführt, indem sie über die tiefste, noch allen Reflektorwänden gemeinsame Horizontalebene
hinausragen. Im Bereich der hinausragenden Abschnitte stellt sich bei den Reflektorwänden
dann im wesentlichen die Umgebungstemperatur ein, so daß hierdurch keine Strömungskonvektion
mehr ausgelöst werden kann.
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Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die den Erfindungsgegenstand
schematisch wiedergebende Zeichnung Bezug genommen.
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Die Reflektorwände 2 und 3 sowie die Brennerplatte 4 begrenzen die
Kammer 5. Hinter der Brennerplatte 5 erkennt man die Gemischkammer 15, in welche
ein verbrennungsfähiges Gemisch aus Heizgas und Verbrennungsluft durch das Mischrohr
16 einströmt. An der Gemischkammer 15 einerseits sowie an der Außenseite der Reflektorwand
2 andererseits ist eine Montageeinrichtung 9 befestigt. Diese schließt mit einem
oberen, hori-
zontalen Montageträger, der an einer horizontalen
Decke oder an einem horizontalen Deckenbalken befestigt werden kann. Dadurch wird
sichergestellt, daß die Unterkanten der Reflektorwände 2 und 3 im montierten Zustand
in einer gemeinschaftlichen Horizontalebene 10 liegen.
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Es kann auch über einen rechtwinkligen Anschluß eine Befestigung an
einer senkrechten Wand mit dem gleichen Ergebnis vorgenommen werden.
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Vorteilhaft greifen die Befestigungsmittel in jedem Falle oberhalb
des Schwerpunktes des Strahlungsbrenners an letzterem an.
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Die Reflektorwände 2 und 3 sind mit Wärmeisolationsschichten 11 und
12 rückseitig ausgeführt. Sie werden auf diese Weise gezwungen, die von ihnen aufgenommene
Wärme weitgehend durch Strahlung abzugeben.
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Für den Sonderfall, daß eine der Reflektorwände tiefer als die Horizontal
ebene 10 reicht, ist das Ausmaß 14, um welches sich die betreffende Reflektorwan
nach unten erstreckt, bis zur Unterkante 13 ohne Wärmeisolationsschicht ausgebildet.
In diesem, zeichnerisch gestrichelt wiedergegebenen Teil nimmt die Reflektorwand
etwa die Umgebungstemperatur an und leistet somit keinen Beitrag für die Ausbildung
einer konvektiven Strömung, aufgrund welcher unerwünschte Wärmeverluste eintreten
können.
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Die der Brennerplatte 4 entströmenden Verbrennungsgase zirkulieren
entsprechend den Strömungspfeilen 6 und 7 innerhalb der Kammer 5.
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Schließlich bilden die Verbrennungsgase 1 in der Kammer 5 eine Schichtenströmung
aus, so daß sie entlang der unteren Kante 8 abfließen wenn letztere höher als die
übrigen Kanten liegen sollte. Für den Fall, daß alle unteren Kanten in einer gemeinschaftlichen
Horizontalebene 10 verlaufen, strömen die Verbrennungsgase gleichmäßig entlang sämtlicher
Unterkanten der Reflektorwände ab.