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Infrarotstrahler
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Flammenausbreitung, ange-des Strahlers nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 entspricht Fig. 3, bezieht sich aber auf eine Variante, und Fig. 5 ist eine schematische Schnittdarstellung eines andern Strahlers nach der Erfindung. In den verschiedenen Fi- guren sind entsprechende Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei jeder der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen umfasst der Infrarotstrahler eine ausstrahlende Verbrennungskammer 1, die einerseits durch einen glühenden, durchbrochenen Schirm 2, der den Durchtritt der verbrannten Gase gestattet und anderseits durch Wände aus keramischem, feuerfe- stem Material geringer Wärmeleitfähigkeit begrenzt ist. Ein Teil dieser Wände bildet einen Verteiler 3 für das Gasgemisch. Dieser Verteiler ist von einer grossen Anzahl kleiner Öffnungen 6 durchsetzt.
Das Gas und die Luft treten durch eine Mischvorrichtung 4 bekannter Art für die Luft und das brenn- bare Gas in den Apparat ein. Auf diese Weise bildet sich in der Verteilerkammer 5 ein Gasgemisch. Die- ses Gemisch durchströmt die Durchlassöffnungen 6 des Verteilers 3. Das Gemisch strömt dann in die Ver- brennungskammer 1, die ausser dem Verteiler noch keramische, feuerfeste Vollwände 7 aufweist.
Der durchbrochene Schirm 2 ist aus einem feuerfesten Metall, das zumindest einer Temperatur von
11000 C widersteht, z. B. aus Chromnickel, hergestellt. Man kann Drähte 9 aus Chromnickel von etwa
1 mm Durchmesser verwenden und sie mit einem gegenseitigen Abstand von ewa3 mm verflechten, wo- durch Öffnungen 8 gebildet werden. Man erhält so einen Schirm von sehr geringer Dicke. Diese Dicke muss jedoch mit der verlangten Widerstandsfähigkeit in Einklang stehen. Das Verhältnis des gesamten, für den Durchtritt der verbrannten Gase offenstehenden-Querschnittes, also des Gesamtquerschnittes der Öff- nungen 8 zu dem des Schirmes ist gross und beträgt in jedem Fall mehr als 0, 5 und weniger als 0, 75.
Auf diese Weise weist der Schirm nicht nur grosse Durchlassöffnungen für den Abzug der verbrannten Gase auf, sondern lässt auch die Strahlung der keramischen Wände der Verbrennungskammer 1 austreten. Dieser ausserdem noch glühende Schirm strahlt nach aussen wie nach innen, wodurch die Temperatur der kerami- schen Wände der Verbrennungskammer erhöht und infolgedessen die Strahlung dieser Wände nach aussen verstärkt wird.
Die Verbrennungskammer hat eine sehr geringe Tiefe von der Grössenordnung 2-10 mm. Tatsäch- lich ist der durchbrochene Schirm 2 in der mittleren Spitzenhöhe der Flammenkegel angeordnet, die aus den Öffnungen 6 des Verteilers 3 austreten. Der durchbrochene Schirm 2 erfährt dadurch die Einwirkung der maximalen Flammentemperatur.
Die Öffnungen 8 des durchbrochenen Schirmes 2. haben solche Abmessungen, dass sie eine Ausström- geschwindigkeit des Gasgemisches ergeben, die geringer ist als die der Flammenausbreitung. Auf diese
Art erfolgt daher die Verbrennung im Betrieb immer im Inneren der Verbrennungskammer. Wenn man den beschriebenen Apparat entzündet, erfolgt die Verbrennung zuerst ausserhalb der Verbrennungskammer
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gang der Flamme ein, und die Verbrennung erfolgt beständig in der Verbrennungskammer 1 auf Grund der Wahl der verschiedenen Abmessungen, die die gewünschten Verhältnisse zwischen den Ausströmgeschwin- digkeiten des Gasgemisches und der Geschwindigkeit der Flammenausbreitung sicherstellen.
Tatsächlich haben die Öffnungen 6 des Verteilers 3 einen solchen Querschnitt und sind von solcher Zahl, dass die Durchtrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches durch den Verteiler grösser ist als die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung. Die Flammen bilden sich daher vor den Öffnungen 6 des Verteilers 3 aus, während bei den Brennern, bei denen das Gasgemisch den Verteiler mit geringerer Geschwindigkeit als der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit durchströmt, die Verbrennung in den Enden der Bohrungen des Verteilers stattfindet, wodurch die Aussenseite der Vetteilerplatte rotglühend wird. Im Gegensatz dazu wird beim erfindungsgemässen Brenner die Dunkelrotglut der Aussenseite der keramischen Verteilerplatte 3 weitgehend durch die Rückstrahlung des Gitterschirmes 2 erzielt.
Die Dicke des Verteilers ist offenbar eine Funktion seiner Wärmeleitfähigkeit und wird so ausgewählt, dass die Begrenzungsfläche der Verteilerkam- mer 5 nicht auf eine so hohe Temperatur gebracht wird, dass sie für die Entflammung des Gasgemisches ausreicht.
Der Infrarotstrahler nach der Erfindung kann in mehreren verschiedenen Formen ausgeführt werden.
In den Fig. 1 - 4 ist ein Strahler mit ebenem, durchbrochenem Schirm dargestellt. Die Verbrennungskammer ist hier durch den Verteiler 3 begrenzt, der ebenfalls in Form einer Platte ausgeführt ist und Abmessungen aufweist, die denen des Schirmes entsprechen. Diese Platte ist parallel zum Schirm angeordnet. Die Voll wände 7 werden durch einen Rahmen aus keramischem, feuerfestem Material gebildet, der die den Verteiler 3 bildende Platte umgibt und sie um ein Stück überragt, das praktisch gleich der Tiefe der Verbrennungskammer ist.
Der durchbrochene Schirm 2. ruht frei auf den Wänden 7 und wird auf diesen durch einen Metallrahmen 10 festgehalten, der mit dem die Wände 7 bildenden feuerfesten Rahmen zusammenwirkt und mit der Verbrennungskammer l durch Ansätze 11 verbunden ist, die auf der gusseisernen Einrahmung 12 festgeschraubt sind, welche mit den Wänden der Verteilungskammer 5 aus einem Stück besteht.
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Die Platte, die den Verteiler 3 bildet, setzt sich aus kleinen Platten 13 aus keramischem, feuerfestem Material zusammen. Eine dieser kleinen Platten ist in vergrössertem Massstab in Fig. 3 dargestellt, in der man die Öffnungen 6 sieht, die zylindrisch ausgeführt sind.
Fig. 4 zeigt in vergrössertem Massstab eine kleine Platte 13, deren Öffnungen 6 in Form von Schlitzen ausgeführt sind.
In Fig. 5 ist ebenfalls ein Strahler mit ebener durchbrochener Platte dargestellt, aber diesmal bildet der Verteiler 3 die Seitenwände der Verbrennungskammer 1, wobei die zum durchbrochenen Schirm 2 parallele Wand 7 aus vollem Material gebildet ist. Die Ausführungsform nach Fig. 5 findet ihre Anwendung bei Rampenstrahlern von geringer Breite und grösser Länge. Die Öffnungen 6 sind horizontal oder schräge Die Verbrennungskammer hat eine geringe Breite, so dass die Flammenkegel den Schirm 2 berühren können.
Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung in keiner Weise auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass verschiedene Abänderungen an den letzteren vorgenommen werden können, ohne damit den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu überschreiten.
Die Brennstoffzufuhr zu den beschriebenen Strahlern kann bei niedrigem Druck erfolgen ; die Strahler gestatten die Verwendung von Stadtgas oder von Gasflaschen, z. B. mit Butan, wobei diese Flaschen mit einem Druckminderventil versehen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Infrarotstrahler mit einer Verbrennungskammer, die einerseits durch Wände aus keramischem, feuerfestem Material von geringer Wärmeleitfähigkeit und anderseits durch einen durchbrochenen Schirm aus feuerfestem Material begrenzt ist, wobei zumindest in einer der keramischen Wände kleine Öffnungen für das Zuströmen des Gasgemisches, dessen Durchtrittsgeschwindigkeit durch diesen Verteiler grösser ist als die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung, angeordnet sind und der Schirm, der zumindest einer Temperatur von 11000 C widersteht und eine Dicke von weniger als 3 mm aufweist, das Abströmen der verbrannten Gase gestattet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem gesamten, für den Durchtritt der verbrannten Gase offenstehenden Querschnitt zu dem des Schirmes (2) zwischen 0, 5 und 0, 75 liegt.