DE3538634A1 - Strahlungserhitzungseinrichtung - Google Patents
StrahlungserhitzungseinrichtungInfo
- Publication number
- DE3538634A1 DE3538634A1 DE19853538634 DE3538634A DE3538634A1 DE 3538634 A1 DE3538634 A1 DE 3538634A1 DE 19853538634 DE19853538634 DE 19853538634 DE 3538634 A DE3538634 A DE 3538634A DE 3538634 A1 DE3538634 A1 DE 3538634A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- porous
- zone
- impermeable
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/0027—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel
- F24H1/0045—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel with catalytic combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
- F24H1/403—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes the water tubes being arranged in one or more circles around the burner
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/20—Arrangements of heat reflectors, e.g. separately-insertible reflecting walls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
*— ο ""
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Strahlungserhitzungseinrichtung. Im einzelnen wird mit der Erfindung eine Strahlungserhitzungseinrichtung
zur Verfügung gestellt, die eine Erhitzungszone, eine zu erhitzende Zone und ein gasundurchlässiges
Grenzteil, welches die Grenze der beiden Zonen bildet, umfaßt, wobei die zu erhitzende Zone geeignet ist, durch
das gasundurchlässige Grenzteil erhitzt zu werden.
Es ist ein Ofen bekannt, der für eine erhöhte thermische Leistungsfähigkeit geeignet ist und in dem ein Teil der wesentlichen
Wärme eines Feuergases, welches von einem brennenden Gas abgegeben wird, zurückgewonnen und als Strahlungsenergie
verwendet wird.
In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 25353/1980
ist ein Erhitzungsofen beschrieben, der eine Lufteintrittsöffnung in einer unteren Umfangswand, eine Feuergasabgabeöffnung
am oberen Ende, einen Rost über der Lufteintrittsöffnung und ein Drahtnetz über dem Rost aufweist, wobei der
Raum unter dem Rost eine Verbrennungskammer bildet, während der Raum zwischen dem Rost und dem Drahtnetz eine Erhitzungskammer
bildet, so daß dadurch ein Material innerhalb der Erhitzungskammer durch die wesentliche Wärme des Feuergases
von der Verbrennungskammer erhitzt wird, wobei ein Teil der wesentlichen Wärme des Feuergases mittels des
Drahtnetzes zurückgewonnen wird und wobei das Material auch durch die Strahlungswärme von dem erhitzten Drahtnetz
erhitzt wird.
In der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr.
149900/1981 ist ein Erhitzungsofen beschrieben, in dem ein Feuergaskanal innerhalb eines Ofenkörpers, der von einer
Ofenwand umgeben ist, mittels eines luftdurchlässigen Fest-
körpers unterteilt ist, wobei alles Feuergas durch den luftdurchlässigen
Festkörper hindurchgeleitet wird, um zu bewirken, daß der Festkörper die Wärmeenergie des Feuergases absorbiert
und daß die absorbierte Wärmeenergie stromaufwärts abgestrahlt wird.
Die vorstehend beschriebenen Erhitzungsöfen sind aufbaumäßig dadurch charakterisiert, daß der luftdurchlässige Festkörper
oder das Drahtnetz stromabwärts von dem Feuergaskanal vorgesehen ist und alles Feuergas durch den luftdurchlässigen
Festkörper oder das Drahtnetz hindurchgeführt wird, und funktionell sind diese Erhitzungsöfen dadurch charakterisiert,
daß die mittels des luftdurchlässigen Festkörpers oder des Drahtnetzes zurückgewonnene Wärmeenergie als Strahlungsenergie
in der Stromaufwärtsrichtung des Feuergaskanals wieder abgegeben wird. In diesen Erhitzungsöfen wird das zu
erhitzende Material dem Feuergas direkt ausgesetzt.
Echigo et al. haben über die Ergebnisse einer numerischen Analyse eines Wärmeaustauschers berichtet, der einen Erhitzungsabschnitt
(Hochtemperaturabschnitt) und einen zu erhitzenden Abschnitt (Niedrigtemperaturabschnitt) sowie
eine optisch transparente Zwischenwand zwischen ihnen aufweist, worin ein luftdurchlässiger Festkörper, der eine
hohe Porosität hat und in dem Erhitzungsabschnitt angeordnet ist, mit einem Hochtemperaturgas erhitzt wird, und worin
die Strahlungswärme von dem erhitzten luftdurchlässigen Festkörper durch die optisch transparente Zwischenwand hindurchgeleitet
und von einem luftdurchlässigen Festkörper absorbiert wird, der in dem Nxedrigtemperaturabschnitt vorgesehen
ist (ASME, JSME THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE, Honolulu, Hawaii, gehalten am 20. bis 24. März 1983;
und Sammlung von Vorträgen des 20. japanischen Wärmeübertragung
ssymposiums, Seite 430 bis 432, 1. bis 3. Juli 1983,
Fukuoka, Japan).
Das charakteristische Merkmal des vorstehenden Wärmeaustauschers besteht darin, daß Strahlungsenergie von dem Hochtemperaturabschnitt
durch die optisch transparente Zwischenwand hindurchgeführt wird, so daß sie den luftdurchlässigen Fe stkörper,
der sich in dem Niedrigtemperaturabschnitt befindet, direkt erhitzt.
Mit der vorliegenden Erfindung soll eine neuartige Strahlungserhitzungseinrichtung
zur Verfügung gestellt werden, die eine hohe thermische Leistungsfähigkeit bzw. einen hohen
thermischen Wirkungsgrad hat.
Weiterhin soll mit der Erfindung eine neuartige Strahlungserhitzungseinrichtung
zur Verfügung gestellt werden, die eine Erhitzungszone, eine zu erhitzende Zone und ein gasundurchlässiges
Grenzteil, welches die Grenze zwischen den beiden Zonen bildet, umfaßt, wobei die zu erhitzende Zone
geeignet ist, durch das gasundurchlässige Grenzteil erhitzt
zu werden.
Außerdem wird mit der Erfindung eine neuartige Strahlungserhitzungseinrichtung
zur Verfügung gestellt, die eine Erhitzungszone, eine zu erhitzende Zone und ein gasundurchlässiges
Grenzteil, das die Grenze zwischen den beiden Zonen bildet, umfaßt, wobei die zu erhitzende Zone geeignet
ist, durch Strahlungsenergie von einem porösen Strahlerteil erhitzt zu werden, das in der Erhitzungszone vorgesehen ist,
oder sowohl durch die erwähnte Strahlungsenergie als auch durch Strahlungsenergie und/oder Obertragungs- bzw. Durchlaßenergie
von dem gasundurchlässigen Grenzteil.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus
der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele und Vorteile der Erfindung durch eine Strahlungserhitzungsexnrich-
tung erzielt, die eine Erhitzungszone, eine zu erhitzende
Zone, ein gasundurchlässiges Grenzteil, welches die Grenze zwischen den beiden Zonen bildet, und ein poröses Strahlerteil,
das in der Erhitzungszone vorgesehen ist, umfaßt, worin ein Hochteraperaturgas in der Erhitzungszone gebildet
oder in die Erhitzungszone eingeführt und wenigstens durch das poröse Strahlerteil entladen bzw. abgegeben wird, und
worin die zu erhitzende Zone durch das gasundurchlässige Grenzteil erhitzt wird.
10
10
Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter
Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die
Figuren der Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Figur 1 eine grobe Schnittansicht einer Ausführungsform
einer Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung;
Figur 2 eine andere Ausführungsform einer Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung, wobei Fi
gur 2 (a) eine grobe Teilschnittansicht dieser Ausführungsform und Figur 2 (b) eine grobe Teilvertikalschnittansicht
derselben ist;
Figuren 3 bis 7 grobe Querschnittsansichten von anderen
unterschiedlichen Ausführungsformen der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung;
Figur 8 Kurvendarstellungen, welche die Temperaturänderungen in der Erhitzungszone und der zu erhitzenden
Zone zeigen, die auf der Basis von Ergebnissen erstellt worden sind, welche unter Verwendung der
in Figur 7 gezeigten Strahlungserhitzungseinrichtung erhalten wurden; und
35
35
Figur 9 Kurvendarstellungen, welche Änderungen in der Rate (η, %) der Enthalpiezunahme in der erhitzten
Zone in Abhängigkeit von der Verbrennungsleistung in der Erhitzungszone veranschaulicht, die
auf der Basis von Ergebnissen aufgetragen worden
sind, welche unter Verwendung der in Figur 7 gezeigten Strahlungserhitzungseinrichtung erhalten
wurden.
Die Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung hat eine Erhitzungszone und eine zu erhitzende Zone, wobei ein
gasundurchlässiges Grenzteil zwischen denselben angeordnet ist. Ein poröses Strahlerteil ist in der Erhitzungszone vorgesehen.
Ein Hochtemperaturgas, das in der Erhitzungszone (die Zone, die das poröse Strahlerteil enthält) gebildet
oder in die Erhitzungszone eingeleitet wird, wird durch das poröse Strahlerteil abgeführt. Infolgedessen geht die wesentliche
Wärme des Hochtemperaturgases auf das poröse Strahlerteil über, und dadurch wird das poröse Strahlerteil
auf eine hohe Temperatur erhitzt.
Das Hochtemperaturgas kann ein Feuergas, also ein durch
Verbrennung erhaltenes Gas, oder ein anderes Hochtemperaturgas sein. Wenn ein Feuergas als Hochtemperaturgas verwendet
wird, kann die Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung eine Verbrennungszone innerhalb der Erhitzungszone,
welche das poröse Strahlerteil aufweist, zur Bildung eines Feuergases durch Verbrennen eines Brennstoffs enthalten.
Wenn das Hochtemperaturgas ein anderes Gas als ein Feuergas ist, zum Beispiel Dampf, dann wird es außerhalb der Erhitzungszone
gebildet, und daher braucht die vorstehend genannte Verbrennungszone nicht notwendigerweise bzw. nicht
in jedem Fall in der Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung vorgesehen zu sein. Selbst wenn das Hochtemperaturgas
ein Feuergas ist, kann dieses außerhalb der Er-
hitzungszone gebildet werden. Demgemäß kann ein Feuergas,
wie man ohne weiteres sieht, als Hochtemperaturgas in einer Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung verwendert
werden, die keine Verbrennungszone aufweist. 5
Das poröse Strahlerteil·, das in der Erhitzungszone vorgesehen ist, muß eine Entladung bzw. ein Hindurchströmen des in
der Erhitzungszone gebiideten oder in die Erhitzungszone
eingeführten Hochtemperaturgases durch dasselbe gestatten. Die Wärmeenergie des entladenen bzw. hindurchgeführten
Hochtemperaturgases wird durch das poröse Strahlerteil zurückgewonnen bzw. aufgenommen und von demselben als Strahlungswärme
abgestrahlt.
Soweit das Hochtemperaturgas durch das poröse Strahlerteil abgeführt bzw. hindurchgeführt wird, sind die Relativpositionen
des porösen Strahlerteiis und des gasundurcl^assigen
Grenzteiis in der Erhitzungszone wahlfrei. Zum Beispiel kann das poröse Strahlerteil entfernt von dem gasundurchlässigen
Grenzteil oder in wesentlichem Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil angeordnet sein. Wenn diese
beiden Teile im Abstand voneinander vorgesehen sind, dann ist der Zwischenraum zwischen ihnen zum Beispiel nicht
größer als 1000 mm, vorzugsweise nicht mehr als 500 mm. In diesem Falle ist es vorteilhaft, das Hochtemperaturgas in
den Zwischenraum zwischen dem gasundurchlässigen Grenzteil und dem porösen Strahlerteil einzuführen oder in diesem
Zwischenraum zu bilden, aber es ist auch möglich, das Hochtemperaturgas in die Poren des porösen Strahlerteils einzuführen
oder in diesen Poren zu bilden. Wenn eine Verbrennungsflamme
innerhalb des vorerwähnten Zwischenraums gebildet werden soll, dann sollte der Zwischenraum zwischen
dem gasundurchlässigen Grenzteil und derjenigen Oberfläche des porösen Strahlerteils, die dem Grenzteil zugewandt ist,
breit genug für die Ausbildung der Verbrennungsflamme sein.
In diesem Falle ist es vorteilhaft, die Verbrennungsflamme
in der Nähe derjenigen Oberfläche des porösen Strahlerteils zu bilden, welche dem Grenzteil in dem vorerwähnten Zwischenraum
zugewandt ist.
5
5
Wenn das poröse Strahlerteil in wesentlichem Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil ist bzw. sich im wesentlichen
in Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil befindet, wird das Hochtemperaturgas in die Poren des porösen
Strahlerteils eingeführt oder in diesen Poren gebildet.
Wenn eine Verbrennungsflamme in den Poren des porösen Strahlerteils
gebildet werden soll, ist es möglich, sie in demjenigen Teil des porösen Strahlerteils zu bilden, der dem
gasundurchlässigen Grenzteil zugewandt ist, um eine Zone, in der wenigstens keine Verbrennungsflamme gebildet wird,
innerhalb der Poren der anderen Seite des porösen Strahlerteils zu schaffen (innerhalb der Poren des porösen Stahlerteils,
die auf der dem gasundurchlässigen Grenzteil entgegengesetzten Seite bzw. innerhalb der dem gasundurchlässigen
Grenzteil abgewandten Seite sind), und das Feuerabgas durch diese Zone abzuführen. Alternativ ist ein Raum,
der frei von dem porösen Strahlerteil ist, zwischen derjenigen Zone des porösen Strahlerteils, in welcher die Verbrennungsflamme
gebildet wird, und derjenigen Zone des porösen Strahlerteils, in welcher die Verbrennungsflamme
nicht gebildet wird, vorgesehen, und das Feuerabgas von der Zone, in welcher die Verbrennungsflamme gebildet wird, wird
durch diesen Raum und die Zone, in welcher die Verbrennungsflamme nicht gebildet wird, abgeführt.
Wenn die Verbrennungsflamme innerhalb der Poren des porösen
Strahlerteils gebildet wird, dann ist es vorteilhaft, daß die Porosität des Strahlerteils in der Zone, in der die
Verbrennungsflamme gebildet wird, größer als die Porosität
des porösen Strahlerteils in der Zone ist, in welcher die Verbrennungsflamme nicht gebildet wird.
Die Porosität des porösen Strahlerteils bzw. der porösen
Strahlereinrichtung bzw. des porösen Strahlers ist beispielsweise 60 bis 99 Vol.-%, und innerhalb dieses bevorzugten
Porositätsbereichs ergibt sich durch das poröse Strahlerteil eine bevorzugte Strahlungserhitzungseinrichtung
gemäß der Erfindung.
Das poröse Strahlerteil kann aus einer porösen Struktur aus einem Metall, einem Metalloxid, einer Keramik oder einem
Mineral ausgebildet sein. Das poröse Strahlerteil kann zum Beispiel die Form einer Platte, eines Blocks oder einer
Block- oder Ringstruktur, die wenigstens einen sich durch dieselbe erstreckenden Hohlkanal hat, besitzen.
In der Einrichtung nach der Erfindung kann das gasundurchlässige
Grenzteil aus einem Material ausgebildet sein, das für Strahlungsenergie im wesentlichen optisch transparent
ist, zum Beispiel aus Quarzglas. Es kann auch aus einem Material ausgebildet sein, das für Strahlungsenergie im
wesentlichen optisch nichttransparent ist, zum Beispiel aus einem hitzebeständigen metallischen Material, einem hitzebeständigen
Metalloxidmaterial oder einem hitzebeständigen Keramikmaterial.
Beispiele des hitzebeständigen metallischen Materials umfassen
rostfreien Stahl oder Hochlegierungen, wie beispielsweise Chrom-Kupfer oder Moijtodän-Kupfer. Beispiele des
hitzebeständigen Metalloxidmaterials sind Aluminiumoxid und Titanoxid bzw. Titandioxid. Beispiele der hitzebeständigen
Keramiken: Cordierit und Mullit.
Das gasundurchlässige Grenzteil hat beispielsweise die Form eines dünnen Films, einer Platte, eines Rings oder eines
Rohrs.
35
35
Die generelle Struktur der Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung kann derart sein, daß die Erhitzungszone
und die zu erhitzende Zone nebeneinander angeordnet sind, wobei das gasundurchlässige Grenzteil zwischen ihnen vorgesehen
ist, oder die Erhitzungszone kann die zu erhitzende Zone umgeben oder umgekehrt. Mit anderen Worten bedeutet
das, daß die Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung zum Beispiel eine Einrichtung sein kann, in der das
poröse Strahlerteil auf wenigstens einer Seite des gasundurchlässigen Grenzteils vorhanden ist, wobei das Hochtemperaturgas
in derjenigen Zone gebildet oder in diejenige Zone eingeleitet wird, in welcher sich das poröse Strahlerteil
befindet, und diese Einrichtung hat eine Zone, die auf der anderen Seite des gasundurchlässigen Grenzteils vorhanden
ist und als die zu erhitzende Zone verwendet wird; weiterhin kann die Strahlungserhitzungseinrichtung nach der
Erfindung auch eine Einrichtung sein, in welcher das poröse Strahlerteil auswärts von dem gasundurchlässigen Grenzteil
vorgesehen ist, wobei das Hochtemperaturgas in der außenseitigen Zone, in der sich das poröse Strahlerteil befindet,
gebildet oder in diese außenseitige Zone eingeleitet wird, und wobei die einwärts von dem Grenzteil befindliche
Zone als die zu erhitzende Zone verwendet wird; oder die Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung kann
eine Einrichtung sein, in welcher das poröse Strahlerteil einwärts von dem gasundurchlässigen Grenzteil vorgesehen
ist, wobei das Hochtemperaturgas in der inneren bzw. einwärtigen Zone, in der sich das poröse Strahlerteil befindet,
gebildet oder in diese innere bzw. einwärtige Zone eingeleitet wird, und die auswärts von dem Grenzteil befindliche
Zone wird als die zu erhitzende Zone verwendet.
Gemäß der Einrichtung nach der Erfindung wird ein Material, das innerhalb der zu erhitzenden Zone vorgesehen ist, direkt
erhitzt (wenn das gasundurchlässige Grenzteil aus
einem Material hergestellt ist, das für Strahlungsenergie optisch transparent ist), oder es wird indirekt (wenn das
gasundurchlässige Grenzteil aus einem Material hergestellt ist, das für Strahlungsenergie optisch nichttransparent ist)
wenigstens durch die Strahlungsenergie erhitzt, die von dem porösen Strahlerteil emittiert wird, das sich innerhalb der
Erhitzungszone befindet.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann in der zu erhitzenden Zone ein wärmeaufnehmendes Teil haben, das sich von dem
zu erhitzenden Material unterscheidet bzw. nicht das eigentlich zu erhitzende Material ist. Das wärmeaufnehmende Teil
kann zum Beispiel aus einer porösen, luft- bzw. gasdurchlässigen, feuerfesten bzw. hochtemperaturbeständigen Struktür
aus einem Metall, einem Metalloxid, einer Keramik oder einem Mineral ausgebildet sein, damit es Wärme leistungsfähig
bzw. mit hohem Wirkungsgrad von der Erhitzungszone aufnimmt und diese leistungsfähig bzw. mit hohem Wirkungsgrad
auf das zu erhitzende Material überträgt. Das wärmeaufnehmende Teil kann die Form einer Platte oder eines
Blocks oder eines Aggregats, einer Menge, einer Anhäufung o.dgl. von Pellets oder Ringen haben.
In der Einrichtung nach der Erfindung kann eine gewünschte Reaktion ausgeführt werden, indem man zum Beispiel das
wärmeaufnehmende Teil als Träger für einen Katalysator für die gewünschte Reaktion benutzt und ein zu erhitzendes Material,
ein zu erhitzendes Strömungsmittel als Reaktionssubstanz oder wenigstens ein reaktives Gas durch das wärmeaufnehmende
Teil hindurchleitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung wird das wärmeaufnehmende Teil in der zu erhitzenden Zone erhitzt
35
(a) durch direkte Erhitzung des Grenzteils mit dem Hochtemperaturgas
und
(b) durch Erhitzung des Grenzteils mit der Strahlungswärme von dem porösen Strahlerteil,
und zwar in der Zone der Einrichtung, die in bezug auf das Grenzteil entgegengesetzt zu der zu erhitzenden Zone ist
(d.h. in der Erhitzungszone).
10
10
Es seien nun unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung einige Ausführungsformen der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung beschrieben.
Die Figur 1 zeigt eine grobe Schnittansicht einer Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung nach der Erfindung.
Die in Figur 1 gezeigte Strahlungserhitzungseinrichtung 1 ist von einem Wandteil 2 bzw. Gehäuse begrenzt,
und dessen Inneres ist mittels eines nichtgasdurchlässigen Grenz- bzw. Begrenzungsteils 3 in zwei Zonen unterteilt,
nämlich in eine Erhitzungszone (in die rechte Zone in der Zeichnung) und eine zu erhitzende Zone links in der Zeichnung) .
In der Erhitzungszone ist ein poröses Strahlerteil 4 entfernt von dem nichtgasdurchlässigen Teil 3 angeordnet. Von
einem Hochtemperaturgaseinlaß 6 her wird ein Hochtemperaturgas in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung in den
Raum 5 eingeführt, der durch das Wandteil 2, das Brenzungsteil 3 und das poröse Strahlerteil 4 begrenzt ist. Das eingeführte
Gas strömt durch die Poren des porösen Strahlerteils 4 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung (in der
Zeichnung von links nach rechts) und wird von der Einrichtung 1 durch einen Gasauslaß 7 abgegeben. Das auf eine hohe
Temperatur erhitzte poröse Strahlerteil 4 heizt die zu erhitzende Zone durch das nichtgasdurchlässige Teil 3, ohne
daß das Hochtemperaturgas besonders oder überhaupt kontami-
niert wird. In Figur 1 ist ein wärmeaufnehmendes Teil 8 in der zu erhitzenden Zone vorhanden, und dieses empfängt die Wärme
von dem porösen Strahlerteil 4, das sich in der Erhitzungszone befindet. Das wärmeaufnehmende Teil 8 kann zum
Beispiel porös sein, in welchem Falle das zu erhitzende Material, zum Beispiel ein Gas oder eine Flüssigkeit, von
einem Einlaß 9 her eingeführt wird, durch die Poren des wärmeaufnehmenden Teils 8 hindurchströmt, und durch einen
Auslaß 10 aus der Einrichtung abgeführt wird.
In der Einrichtung nach Figur 1 wird das Hochtemperaturgas außerhalb der Einrichtung gebildet und in die Einrichtung
eingeführt. Gewünschtenfalls kann ein Brenner direkt an der Stelle des Hochtemperaturgaseinlasses 6 vorgesehen sein, so
daß er einen Brennstoff verbrennt und das Hochtemperaturgas erzeugt. Eine Mehrzahl von Hochtemperaturgaseinlässen oder
eine Mehrzahl von Brennern kann entlang dem Umfangsrand des nichtgasdurchlässigen Teils 3 so vorgesehen sein, daß sie
nach dem Raum 5 hin gerichtet sind.
Vorteilhafterweise hat das poröse Strahlerteil 4 eine Porosität
von 60 bis 99 Vol.-%, wie weiter oben bereits dargelegt. Innerhalb dieses Porositätsbereichs kann das poröse
Strahlerteil vorteilhafterweise eine solche Porenverteilung haben, daß die meisten Poren einen Durchmesser im Bereich
von 0,01 bis 10 mm haben. Wie oben angegeben, kann das poröse Strahlerteil aus verschiedenen Materialien hergestellt
sein. Es kann aus einem gesinterten Körper aus Keramik oder Metall hergestellt sein, oder es kann ein Aggregat, eine
Menge, eine Anhäufung o.dgl. von Drahtnetzen sein, die eine Öffnungsabmessung von 0,1 bis 10 mm haben.
Die Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung, in welcher eine Erhitzungszone und eine zu erhitzende Zone konzen-
trisch zu einem gasundurchlässigen Grenzteil, das sich zwischen denselben befindet, angeordnet sind. Die Figur 2 (a)
ist eine grobe Teilquerschnittsansicht der Einrichtung, während die Figur 2 (b) eine grobe Teilvertikalschnittansicht
ist. In den Figuren 2 (a) und 2 (b) haben die Bezugszeichen, soweit die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet
worden sind, auch die gleiche Bedeutung wie in Figur 1 (wie das auch bei den Ausführungsformen der Fall ist, die in den
anderen Figuren der Zeichnung dargestellt sind).
Die in Figur 2 gezeigte Einrichtung hat einen solchen Aufbau, daß die zu erhitzende Zone einwärts von dem nichtgasdurchlässigen
Grenz- bzw. Begrenzungsteil 3 vorgesehen ist, während sich die Erhitzungszone auswärts von dem Grenzteil
3 befindet. Ein Hochtemperaturgas, das in den Raum 5 eingeleitet oder in diesem Raum gebildet wird, strömt durch die
Poren des porösen Strahlerteils 4 und erhitzt das poröse Strahlerteil 4 auf eine hohe Temperatur. Das auf eine hohe
Temperatur erhitzte poröse Strahlerteil 4 erhitzt die Zone, die sich einwärts von dem Grenzteil 3 befindet. Das in der
zu erhitzenden Zone befindliche wärmeaufnehmende Teil 8 wird durch die Wärme der Strahlung von der Erhitzungszone
und dem nichtgasdurchlässigen Grenzteil erhitzt. Demgemäß kann eine gewünschte Reaktion in dieser Einrichtung ausgeführt
werden, indem man einen porösen Träger, der einen Katalysator für die gewünschte Reaktion trägt, oder ein poröses
Material, das selbst eine katalytische Aktivität aufweist, als das wärmeaufnehmende Teil 8 verwendet, ein reaktives
Gas in den Raum zwischen das wärmeaufnehmende Teil 8 und das nichtgasdurchlässige Grenzteil 3 einführt, sowie
dasselbe durch die Poren des wärmeaufnehmenden Teils 8 hindurchströmen läßt.
Die in Figur 2 gezeigte Einrichtung besitzt weiter einen Wärmewiedergewinnungsteil 12 zum weiteren Zurückgewinnen
von Wärmeenergie, welche noch in dein Hochtemperaturgas enthalten
ist, das durch die Poren des porösen Strahler- bzw. Strahlungsteils 4 hindurchgegangen ist. Der Wärmewiedergewinnungsteil
12 ist auswärts von dem porösen Strahlerteil angeordnet und beispielsweise aus einem metallischen Rohr
oder einer Mehrzahl von metallischen Rohren ausgebildet. Ein Wärmerückgewinnungsmedium wird durch das Innere des Wärmewiedergewinnungsteils
12 hindurchgeleitet, und die Wärme wird durch das Medium zurückgewonnen. 10
Die Figur 3 ist eine grobe Teilquerschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung, und zwar ist sie ähnlich wie die Einrichtung nach Figur 2 aufgebaut, denn sie hat einen solchen
Aufbau, daß eine zu erhitzende Zone einwärts von dem nichtgasdurchlässigen Grenzteil 3 vorgesehen ist, während
sich eine Erhitzungszone auswärts von dem Grenzteil 3 befindet. Der große bzw. wesentliche Unterschied gegenüber
der in Figur 2 gezeigten Einrichtung besteht darin, daß ein poröses Strahlungs- bzw. Strahlerteil 41, welches eine relativ
große Porosität hat, zum Beispiel eine gesinterter Keramikkörper mit einer Porosität von 70 bis 99 Vol.-% ist,
in wesentlichem Kontakt mit dem Grenzteil 3 in der Erhitzungszone vorgesehen ist, und daß ein poröses Strahlungs-
bzw. Strahlerteil 42, das eine relativ kleinere Porosität hat, zum Beispiel ein gesinterter Keramikkörper mit einer
Porosität von 60 bis 90 Vol.-% ist, auswärts von dem porösen
Strahlerteil 41 vorgesehen ist. Ein Hochtemperaturgas wird in wenigstens den Poren des porösen Strahlerteils 41
gebildet oder in diese Poren eingeführt und strömt durch die Poren des porösen Strahlerteils 42. Die übrige wesentliche
Wärme wird durch den Wärmewiedergewinnungsteil 12 zurückgewonnen.
Die Strahlungswärme von den porösen Strahlerteilen 41 und 42 wird alle durch die Poren dieser Strahlerteile
41 und 42 nach dem nichtgasdurchlässigen Grenzteil 3
abgestrahlt und erhitzt das wärmeaufnehmende Teil 8 in der
zu erhitzenden Zone.
Die Figur 4 ist eine grobe Querschnittsansicht einer noch anderen Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung. Die Einrichtung nach Figur 4 umfaßt ein einstückiges Strahlerteil 4, eine Mehrzahl von zylindrischen
Kanälen, die in dem Teil 4 vorgesehen sind, und Begrenzungs- bzw. Grenzteile 3 in der Form eines Rohres bzw.
einer Mehrzahl von Rohren, das bzw. die aus einem nichtgasdurchlässigen Material, wie beispielsweise einem Metall,
ausgebildet ist bzw. sind, und dieses Rohr bzw. diese Rohre ist bzw. sind in den zylindrischen Kanälen angeordnet.
Das poröse Strahlerteil 4 besteht wünschenswerterweise aus einem porösen Strahler, der eine relativ große Porosität
hat. Ein Hochtemperaturgas, das von der Rückseite des Zeichnungsblatts in Figur 4 nach dessen Oberfläche zu in die
Poren des porösen Strahlerteils 4 eingeführt wird, strömt durch das poröse Strahlerteil 4 und erhitzt das poröse
Strahlerteil, und außerdem erhitzt es das Grenzteil 3 direkt. Der Raum innerhalb des Rohres bzw. der Rohre des
Grenzteils 3 bildet eine zu heizende bzw. zu erhitzende Zone und wird durch die Wärme von der Erhitzungszone her
erhitzt, welche durch das poröse Strahlerteil 4 gebildet wird. Demgemäß kann ein zu erhitzendes Material kontinuierlich
auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden, indem man das vorstehende Material bzw. dieses Material kontinuierlich
durch das Rohr bzw. die Rohre hindurchlaufen bzw.
-strömen läßt.
Die Figur 5 ist eine grobe Querschnittsansicht einer noch anderen Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung.
35
35
- 23 -
Die Einrichtung nach Figur 5 hat im Gegensatz zu der Einrichtung nach Figur 2 einen solchen Aufbau, daß eine zu
heizende bzw. zu erhitzende Zone auswärts von dem nichtgasdurchlässigen Grenzteil 3 vorgesehen ist und daß eine Heiz-
bzw. Erhitzungszone einwärts von dem Grenzteil 3 vorhanden ist. Ein Hochtemperaturgas wird in den Raum 5 eingeführt
oder in diesem Raum gebildet, und dieses Hochtemperaturgas strömt durch die Poren des porösen Strahlerteils 4, so daß
es das poröse Strahlerteil 4 auf eine hohe Temperatur erhitzt, und es wird schließlich durch einen mittigen Raum 51
aus der Einrichtung abgegeben. Das Strahlerteil, das auf eine hohe Temperatur erhitzt worden ist, erhitzt die außenseitige
Zone durch das Grenzteil 3 hindurch. Gleichzeitig wird das wärmeaufnehmende Teil 8, das sich in der zu heizenden
bzw. zu erhitzenden Zone befindet, dadurch erhitzt, daß es die Strahlungswärme von der Erhitzungszone und dem
gasundurchlässigen Grenzteil her aufnimmt. Wie in der in
Figur 2 gezeigten Einrichtung kann in der Einrichtung nach der Figur 5 eine gewünschte Reaktion dadurch ausgeführt
werden, daß man einen porösen Körper, der katalytische Aktivität hat, als das wärmeaufnehmende Teil 8 verwendet und
ein reaktives Gas in die zu heizende bzw. zu erhitzende Zone einführt sowie dieses Gas durch die Poren des wärmeaufnehmenden
Teils 8 strömen läßt.
Die Figur 6 ist eine grobe Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Strahlungserhitzungseinrichtung
nach der Erfindung.
Die Einrichtung nach Figur 6 hat einen solchen Aufbau, daß sie zwei gasundurchlässige Begrenzungs- bzw. Grenzteile 3
und 31 besitzt, wobei der durch diese Grenzteile begrenzte
Raum eine zu erhitzende Zone bildet, und weiter besitzt die Einrichtung nach Figur 6 zwei Heiz- bzw. Erhitzungszonen,
die bezüglich der Grenzteile auf je einer der entgegenge-
setzten Seiten der zu erhitzenden Zone ausgebildet sind. Ein poröses Strahlerteil 41 befindet sich auswärts von dem
Grenzteil 3', und eine poröses Strahlerteil 4 ist einwärts von dem Grenzteil 3 vorgesehen. Ein Hochtemperaturgas, das
in die Poren der porösen Strahlerteile 4 und 41 eingeführt
oder in diesen Poren gebildet wird, erhitzt diese porösen Strahlerteile, und die zu erhitzende Zone wird durch die
Strahlungswärme von den Grenzteilen 31 und 3 erhitzt. Gemäß
dem Aufbau dieser Erhitzungsexnrxchtung kann eine relativ gleichförmige Temperaturverteilung in der Radialrichtung
innerhalb der Ebene des Zeichnungsblatts der Figur 6 leicht innerhalb des Raums der zu erhitzenden Zone geschaffen bzw.
erhalten werden. Demgemäß kann die in Figur 6 gezeigte Einrichtung in besonders vorteilhafter Weise dazu verwendet
werden, eine Reaktion auszuführen, die speziell ein Erhitzen mit einer relativ gleichförmigen Temperatur erfordert.
Die Reaktion kann ausgeführt werden, indem man ein wärmeaufnehmendes Teil, das katalytische Aktivität besitzt, als
das wärmeaufnehmende Teil 8 innerhalb der zu erhitzenden Zone verwendet und ein reaktives Gas durch die zu erhitzende
Zone hindurchleitet.
Unter Verwendung einer zylindrischen Strahlungserhitzungseinrichtung
der in Figur 7 gezeigten Art wurden Temperaturänderungen in der zu erhitzenden Zone untersucht. In Figur
7 haben die Bezugszeichen 3, 4, 5, 8 und 11 die gleiche Bedeutung wie in Figur 1. Grundsätzlich ist die Strahlungserhitzungseinrichtung
der Figur 7 gleichartig bzw. ähnlich wie die in Figur 2 gezeigte Einrichtung, sie unterscheidet sich
von letzterer jedoch darin, daß sie den in der Einrichtung nach Figur 2 vorhandenen Wärmewiedergewinnungstexl nicht
hat und daß sie zusätzlich Sekundärluftrohre 13 und Teilvormischgasrohre
14 hat. Demgemäß ist der Raum 5 in dieser Einrichtung durch vier Sätze der Rohre 13 und 14 in vier
Räume unterteilt. Jedes der Sekundärluftrohre 13 und der
Teilvormischgasrohre 14 hat eine Mehrzahl von Löchern 15,
die in der Richtung von deren Höhe bzw. in Umfangsrichtung
von durch die Mitte der Rohre hindurchgehenden und zur Einrichtung
konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Indem man Luft durch die Sekundärluftrohre 13 hindurchströmen läßt,
kann die Menge an Luft, die in den Raum 5 eingeführt wird, reguliert werden. Weiterhin ist es möglich, einen Brennstoff,
zum Beispiel eine Mischung von Methangas und Luft, von dem Teilvormischgasrohr 14 her in den Raum 5 einzuführen
und dort zu verbrennen. Es wurde das nochfolgend beschriebene Experiment ausgeführt.
Luft und eine Mischung aus Luft und Methangas wurden in den
Raum 5 eingeführt, und zwar von den Sekundärluftrohren 13
bzw. den Partialvormischgasrohren 14 her, und sie wurden dort verbrannt. Die Feuergase strömten durch das poröse
Strahlerteil 4, und während dieser Zeit erhitzten sie das poröse Strahlerteil 4. Die Verbrennungsgase gelangten in
den Raum 51 und wurden nach außen abgegeben. In den Raum 11
der zu erhitzenden Zone wurde Luft eingeleitet, und diese Luft strömte durch das poröse wärmeaufnehmende Teil 8 aus
dem Raum 11 in den Raum II1.
Die Figuren 8 und 9 zeigen die erhaltenen Ergebnisse, wobei die verschiedenen verwendeten Symbole die folgenden Bedeutungen
haben:
T- : die Temperatur (0C) der vorderen Oberfläche
des porösen Strahlerteils T1 : die Temperatur (0C) der rückwärtigen Oberfläche
(Entlade- bzw. Abgabeseite) des porösen Strahlerteils
T„ : die Temperatur (0C) der vorderen Oberfläche des
T„ : die Temperatur (0C) der vorderen Oberfläche des
porösen wärmeaufnehmenden Teils T_ : die Temperatur (0C) der rückwärtigen Oberfläche
des porösen wärmeaufnehmenden Teils
mfl: die Strömungsrate von Luft in der Erhitzungszone (Mol/sec)
ItI-C5: die Strömungsrate von Luft in der zu heizenden
bzw. zu erhitzenden Zone (Mol/sec) m : das Luftüberschußverhältnis (das Verhältnis zur
theoretischen Menge an Luft, welche für die vollständige Verbrennung erforderlich ist).
In den Figuren 8 und 9 zeigen die Kreise und Quadrate die Ergebnisse eine Laufs bzw. Versuchs, in dem das gasundurchlässige
Teil eine für Strahlungsenergie optisch transparente Quarzplatte bzw. ein für Strahlungsenergie optisch
transparentes Quarzrohr war. Die Dreiecke zeigen die Ergebnisse eines Laufs bzw. Versuchs, in dem das gasundurchlässige
Teil eine Platte bzw. ein Rohr aus rostfreiem Stahl ' war, die bzw. das im wesentlichen optisch nichttransparent
für Strahlungsenergie ist.
Es ist überraschend, daß die Temperatur in der zu heizenden bzw. zu erhitzenden Zone selbst dann, wenn das gasundurchlässige
Teil eine Platte bzw. ein Rohr aus rostfreiem Stahl ist, der optisch im wesentlichen nichttransparent
für Strahlungsenergie ist, in ziemlich der gleichen Weise erhöht wird wie im Falle der Verwendung einer Quarzplatte
bzw. eines Quarzrohrs (Figur 8). Die Figur 9 zeigt den Quotienten (η, %) , der durch Teilen der Enthalpiezunahme
des porösen wärmeaufnehmenden Teils in der zu erhitzenden Zone durch die Verbrennungslast bzw. -leistung (6,37 kW)
der Heizzone erhalten wird. In beiden Versuchen war die Verbrennungslast bzw. -leistung 6,37 kW.
Es sei darauf hingewiesen, daß die rohrförmigen Grenzteile
3 in Figur 4 auch ganz oder teilweise mit einem porösen wärmeaufnehmenden Teil bzw. Material gefüllt sein können, das
35
im übrigen die im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen beschriebenen Eigenschaften des wärmeaufnehmenden
Teils haben kann.
Claims (29)
1. Strahlungserhitzungseinrichtung, umfassend eine Erhitzungszone und eine zu erhitzende Zone, gekennzeichnet durch ein gasundurchlässiges
Grenzteil (3,3*)/ welches die Grenze zwischen den beiden Zonen bildet, und ein poröses Strahlerteil (4,4',
41,42), das in der Erhitzungszone vorgesehen ist, wobei ein Hochtemperaturgas in der Erhitzungszone gebildet
oder in die Erhitzungszone eingeleitet und wenigstens durch das poröse Strahlerteil (4,4',41,42) abgeführt
wird, und wobei die zu erhitzende Zone durch das gasundurchlässige Grenzteil (3,3') erhitzt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Hochtemperaturgas ein Feuergas
ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Verbrennungszone zum
Verbrennen eines Brennstoffs in der Erhitzungszone vorgesehen ist und daß ein Feuergas in der Verbrennungszone gebildet
wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k kennzeichnet , daß ein Feuergas in einer anderen
als der Erhitzungszone gebildet und in die Erhitzungszone eingeleitet wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochtemperaturgas ein anderes
Gas als ein Feuergas in einem anderen Bereich als der Erhitzungszone gebildet und in die Erhitzungszone eingeleitet
wird.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß das poröse Strahlerteil (4,4',42) entfernt von dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') angeordnet
ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Strahlerteil (4,4',42) in
einer Entfernung von weniger als 1000 mm, vorzugsweise von nicht mehr als 500 mm, im Abstand von dem gasundurchlässigen
Grenzteil (3,3') angeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum, der wenigstens zur Ausbildung
einer Verbrennungsflamme ausreicht, zwischen dem gasundurchlässigen
Grenzteil (3,3') und derjenigen Oberfläche
des porösen Strahlerteils (4,4'), welche dem Grenzteil (3,
3') zugewandt ist, vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Strahlerteil (4,4') im Abstand
von dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') vorgesehen ist und daß innerhalb eines Raums (5), der zwischen dem
porösen Strahlerteil (4,4') und dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') gebildet ist, eine Verbrennungsflamme in
der Nähe derjenigen Oberfläche des porösen Strahlerteils (4,4'), welche dem Grenzteil (3,3") zugewandt ist, gebildet
wird.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Strahlerteil (4,4',4I) in
wesentlichem Kontakt bzw. im wesentlichen in Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3") ist.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Strahlerteil (4,4',4I) in
wesentlichem Kontakt bzw. im wesentlichen in Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') ist und daß eine
Verbrennungsflamme in den Poren des porösen Strahlerteils (4,4',41) gebildet wird.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Strahlerteil (4,4',4I) in
wesentlichem Kontakt bzw. im wesentlichen in Kontakt mit dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') ist, daß eine Verbrennungsflamme
auf derjenigen Seite des porösen Strahlerteils (4,4',41), welche dem gasundurchlässigen Grenzteil
zugewandt ist, gebildet wird, daß eine Zone (51), in der
wenigstens keine Verbrennungsflamme gebildet wird, auf der
anderen Seite des porösen Strahlerteils (4,4',4I) vorhanden
ist (derjenigen Seite, die dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') nicht zugewandt ist) und daß das Feuerabgas durch
diese Zone abgeführt wird.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß ein Raum, der das poröse Strahlerteil
(4,4') nicht aufweist, zwischen dem Bereich des porösen Strahlerteils (4,4',41), in welchem die Verbrennungsflamme
gebildet wird, und dem Bereich des porösen Strahlerteils (4,4",42), in dem keine Verbrennungsflamme gebildet wird,
vorhanden ist; oder daß das poröse Strahlerteil (41,42) aus einem ersten porösen Strahlerteil (41) besteht, in dem die
Verbrennungsflamme gebildet wird, und einem zweiten porösen
Strahlerteil (42), in dem keine Verbrennungsflamme gebildet
wird.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des porösen Strahlerteils
(41) in dem Bereich, in dem die Verbrennungsflamme gebildet wird, größer als die des porösen Strahlerteils (42)in
dem Bereich ist, in dem keine Verbrennungsflamme gebildet wird.
15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Strahlerteil (4,4',41,42)
aus einer geformten Struktur eines porösen Metalls, eines porösen Metalioxids, einer porösen Keramik oder eine porösen
Minerals hergestellt ist.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -
zeichnet, daß der poröse Strahler bzw. das poröse Strahlerteil (4,4') eine Porosität von 60 bis 99 Vol.-% hat.
17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Strahlerteil (4,4' ,.41,42)
die Form einer Platte, eines Blocks oder eines Block- oder Ringkörpers, der wenigstens einen hohlen Durchgang hat, besitzt.
18. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasundurchlässige Grenzteil (3,3')
aus einem Material hergestellt ist, welches im wesentlichen optisch nicht transparent für Strahlungsenergie ist.
19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das gasundurchlässige Grenzteil (3,3')
aus einem wärmebeständigen Metallmaterial, einem wärmebeständigen Metalloxidmaterial oder einem wärmebeständigen
Keramikmaterial hergestellt ist.
20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das gasundurchlässige Grenzteil (3,3')
die Form eines dünnen Films, einer Platte, eines Rings oder eines Rohrs hat.
21. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Strahlungs- bzw. Strahlerteil
(4,4',41,42) auswärts von dem gasundurchlässigen Teil
(3,3') vorgesehen ist und daß ein Hochtemperaturgas auswärts von dem gasundurchlässigen Grenzteil (3,3') gebildet
oder eingeleitet wird und daß die zu erhitzende Zone einwärts von dem Grenzteil (3,3') vorgesehen ist.
22. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Strahlerteil (4) einwärts
von dem gasundurchlässigen Grenzteil (3) vorgesehen ist und daß ein Hochtemperaturgas einwärts von dem gasundurchlässigen
Grenzteil (3) gebildet oder eingeleitet wird und daß die zu erhitzende Zone auswärts von dem Grenzteil (3) vorgesehen
ist.
23. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß sie weiter ein wärmeaufnehmendes Teil (8) aufweist, das in der zu erhitzenden Zone vorgesehen ist.
24. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß das wärmeaufnehmende Teil (8) erhitzt wird durch
(a) die direkte Erhitzung von dem Grenzteil (3,3') mit dem
Hochtemperaturgas und
(b) die Erhitzung des Grenzteils (3,3') durch die Strahlungswärme von dem porösen Strahlungs- bzw. Strahlerteil
(4,4',41,42)
in der Erhitzungszone.
25. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet , daß das wärmeaufnehmende Teil (8)
aus einer porösen, luft- bzw. gasdurchlässigen, feuerfesten bzw. hochtemperaturbeständigen Struktur aus Metall, Metalloxid,
Keramik oder Mineral hergestellt ist.
26. Einrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet , daß das wärmeaufnehmende Teil
(8) eine poröse, luft- bzw. gasdurchlässige, feuerfeste bzw.
hochtemperaturbeständige Platte oder ein poröser, luft- bzw. gasdurchlässiger, feuerfester bzw. hochtemperaturbeständiger
Block oder eine poröse, luft- bzw. gasdurchlässige, feuerfeste bzw. hochtemperaturbeständige Menge, Anhäufung, Aggregation
o.dgl. aus Pellets oder Ringen ist.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch
gekennzeichnet , daß ein Katalysator für eine Reaktion auf bzw. in dem wärmeaufnehmenden Teil (8) vorgesehen
ist bzw. das wärmeaufnehmende Teil (8) ein einen Katalysator für eine Reaktion besitzender Katalysatorträger ist.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet , daß ein zu erhitzendes
Strömungsmittel durch das wärmeaufnehmende Teil (8) hindurchgeleitet wird.
29. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein reaktives Gas durch
das wärmeaufnehmende Teil (8) hindurchgeleitet wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59228949A JPS61110875A (ja) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | 輻射加熱装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3538634A1 true DE3538634A1 (de) | 1986-05-15 |
DE3538634C2 DE3538634C2 (de) | 1997-02-13 |
Family
ID=16884379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3538634A Expired - Fee Related DE3538634C2 (de) | 1984-11-01 | 1985-10-30 | Strahlungserhitzungseinrichtung und -verfahren |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4731017A (de) |
JP (1) | JPS61110875A (de) |
DE (1) | DE3538634C2 (de) |
FR (1) | FR2572505B1 (de) |
GB (1) | GB2167176B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4335865A1 (de) * | 1993-10-21 | 1995-04-27 | Hoffmann Gmbh K | Feuerstelle mit Brennstoffimitaten |
DE102005003964A1 (de) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Ehrfeld Mikrotechnik Bts Gmbh | Kontinuierlich durchströmter Wärmeübertrager für fluide Medien |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63282102A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Tokyo Inst Of Technol | 水素ガスを含有する気体混合物の製造法 |
BE1002849A3 (fr) * | 1989-02-28 | 1991-07-02 | Distrigaz Sa | Chaudiere a bruleur en surface. |
JP3534747B2 (ja) * | 1991-04-15 | 2004-06-07 | ザ・サイエンティフィック・エコロジー・グループ・インコーポレイナッド | 超高温熱交換器 |
FR2710140B1 (fr) * | 1993-09-13 | 1995-12-08 | Butagaz | Générateur d'air chaud. |
JP3442167B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2003-09-02 | 千代田化工建設株式会社 | 改質器における伝熱方法 |
JP3274095B2 (ja) * | 1997-07-18 | 2002-04-15 | 富士通株式会社 | 加熱炉内の被加熱物の熱解析装置及びそれを用いたリフロー炉の制御装置並びにそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
US6289851B1 (en) * | 2000-10-18 | 2001-09-18 | Institute Of Gas Technology | Compact low-nox high-efficiency heating apparatus |
US6809035B2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-10-26 | Wafermasters, Inc. | Hot plate annealing |
US20040152028A1 (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-05 | Singh Prem C. | Flame-less infrared heater |
US8441361B2 (en) * | 2010-02-13 | 2013-05-14 | Mcallister Technologies, Llc | Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems |
US10048024B1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-08-14 | Joshua D. Sole | Two-phase fluid flow distributor and method for parallel microchannel evaporators and condensers |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2829675A1 (de) * | 1978-07-06 | 1980-05-29 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Solarenergiesammler mit absorber |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2181138A (en) * | 1939-11-28 | Gas heating apparatus | ||
GB557880A (en) * | 1942-06-10 | 1943-12-09 | Edwin Watkinson | Improvements in metallic heat exchange apparatus |
US2731010A (en) * | 1952-01-04 | 1956-01-17 | Cannon Iron Foundries Ltd | Refractory element for gas fires and like space heating means |
US2806465A (en) * | 1954-05-06 | 1957-09-17 | Selas Corp Of America | Radiant panel space heater |
US2895544A (en) * | 1954-07-19 | 1959-07-21 | Chicago Fire Brick Co | Radiant wall furnace |
US2962272A (en) * | 1955-03-16 | 1960-11-29 | Spalding Dudley Brian | Pressure exchanger with regenerative heat exchanger |
GB868368A (en) * | 1958-10-10 | 1961-05-17 | British Iron Steel Research | Improvements in or relating to heat exchangers |
FR1261332A (fr) * | 1960-04-01 | 1961-05-19 | Renault | échangeur de chaleur |
US3150864A (en) * | 1962-08-09 | 1964-09-29 | Gas Heat Engineering Corp | Apparatus for applying heat treatment to web material |
FR1450683A (fr) * | 1965-07-06 | 1966-06-24 | Inst Francais Du Petrole | Echangeur de chaleur par rayonnement |
US3550919A (en) * | 1968-11-13 | 1970-12-29 | Hal B H Cooper | Furnace structure |
US3963414A (en) * | 1973-03-09 | 1976-06-15 | Jensen Fred H | Apparatus for sequestering combustion gas of an open burner |
US4274581A (en) * | 1973-12-06 | 1981-06-23 | Raytheon Company | Package heat exchanger system for heating and cooling |
US3946719A (en) * | 1974-07-31 | 1976-03-30 | Semen Efimovich Bark | Radiant gas heater |
JPS5525353A (en) * | 1978-08-11 | 1980-02-23 | Ricoh Co Ltd | Printing means |
GB2077615B (en) * | 1980-06-07 | 1984-10-31 | Worsley G P & Co Ltd | Fluidised bed heat exchangers |
JPS5718015A (en) * | 1980-07-09 | 1982-01-29 | Hitachi Ltd | Production of magnetic head chip |
US4375214A (en) * | 1981-03-06 | 1983-03-01 | Atlanta Stove Works, Inc. | Radiant for gas heaters |
DE3113416A1 (de) * | 1981-04-03 | 1982-10-21 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Verfahren zum betrieb eines einem luftstrom ausgesetzten gasbrenners sowie brenner zur durchfuehrung des verfahrens |
JPH0229959B2 (ja) * | 1981-04-23 | 1990-07-03 | Daido Steel Co Ltd | Netsukokanki |
JPS57198913A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-06 | Ryozo Echigo | Burner for fuel of low calorific value |
JPS58242A (ja) * | 1981-06-23 | 1983-01-05 | Daido Steel Co Ltd | イナ−トガスの製造方法 |
JPS5818015A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 放射管 |
JPS58153921A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アナログ・デジタル変換器 |
JPS5913893A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 加熱体 |
JPS5913894A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 加熱体 |
JPS5949494A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Ryozo Echigo | 熱交換装置 |
US4432727A (en) * | 1982-09-21 | 1984-02-21 | Joseph Fraioli | Gas-fired infrared projection heater |
-
1984
- 1984-11-01 JP JP59228949A patent/JPS61110875A/ja active Granted
-
1985
- 1985-10-30 DE DE3538634A patent/DE3538634C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-10-31 FR FR858516195A patent/FR2572505B1/fr not_active Expired
- 1985-10-31 GB GB08526882A patent/GB2167176B/en not_active Expired
-
1987
- 1987-03-09 US US07/022,507 patent/US4731017A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2829675A1 (de) * | 1978-07-06 | 1980-05-29 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Solarenergiesammler mit absorber |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ASME, Jsme: Thermal Engineering Joint Conference, Honolulu, Hawaii, 1983, (24.3) * |
JP 55-25 353 A(1980) * |
JP 56-1 49 900 U(1981) * |
Sammlung von Vorträgen des 20. japanischen Wärmeübertragungssymposiums, S. 430-432, 1.-3. Juli 1983, Fukuoka, Japan * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4335865A1 (de) * | 1993-10-21 | 1995-04-27 | Hoffmann Gmbh K | Feuerstelle mit Brennstoffimitaten |
DE102005003964A1 (de) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Ehrfeld Mikrotechnik Bts Gmbh | Kontinuierlich durchströmter Wärmeübertrager für fluide Medien |
DE102005003964B4 (de) * | 2005-01-27 | 2011-07-21 | Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH, 55234 | Kontinuierlich durchströmter Wärmeübertrager für fluide Medien |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61110875A (ja) | 1986-05-29 |
GB8526882D0 (en) | 1985-12-04 |
FR2572505B1 (fr) | 1989-12-29 |
DE3538634C2 (de) | 1997-02-13 |
JPH0345311B2 (de) | 1991-07-10 |
GB2167176B (en) | 1988-10-12 |
US4731017A (en) | 1988-03-15 |
FR2572505A1 (fr) | 1986-05-02 |
GB2167176A (en) | 1986-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3422229C2 (de) | Industriebrenner für gasförmige oder flüssige Brennstoffe | |
DE69010057T2 (de) | Wärmeofen. | |
DE3538634A1 (de) | Strahlungserhitzungseinrichtung | |
DE69224519T2 (de) | Wärmetauscher für sehr hohe temperatur | |
DE2706043C2 (de) | Strahlungsbrenner | |
DE4128423A1 (de) | Vorrichtung zur durchfuehrung einer katalytischen reaktion | |
DE3017050C2 (de) | Einsatz für Öfen oder Heizkessel | |
EP0903539B1 (de) | Regeneratorbrenner | |
AT502684A4 (de) | Vorrichtung zum verbrennen organischer stoffe | |
DE10001293A1 (de) | Röhren-Erhitzerofen | |
DE2241891C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von bei der Reinigung von Koksofengasen anfallenden Ammoniakschwaden | |
DE3131200C2 (de) | Metallheizofen | |
DE2534092A1 (de) | Liegender kessel fuer feste brennstoffe | |
DE500934C (de) | Als senkrechter Schachtkessel ausgebildeter Dampferzeuger | |
DE69005101T3 (de) | Tunnelofen. | |
DE2518067A1 (de) | Waermetauscher und dessen verwendung zum kuehlen heisser gase | |
DE2548540C3 (de) | Brennkammer für einen Flüssigkeitserhitzer | |
DE2339366A1 (de) | Brennkammer fuer gasturbine | |
WO1991014139A1 (de) | Vorrichtung zur indirekten beheizung von fluiden | |
DE2134634A1 (de) | Vorrichtung zum thermischen nachverbrennen von abluft aus industrieanlagen | |
DE2204058A1 (de) | Rückstrahl-Auskleidung | |
DE2448977A1 (de) | Strahlungsheizungs-vorrichtung | |
DE2162139A1 (de) | Waermetauscher | |
AT405090B (de) | Verfahren zum verbrennen eines gasförmigen brennstoff-luft-gemisches und heizeinrichtung zur durchführung des verfahrens | |
DE9310646U1 (de) | Vorrichtung zur Beheizung von Räumen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F28D 21/00 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |