DE3744498C1 - Vorrichtung zum Aufheizen eines Gasstroms - Google Patents
Vorrichtung zum Aufheizen eines GasstromsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufheizen
eines Gasstroms, insbesondere eines Reingasstroms,
auf hohe Temperaturen mit einem Wärmetauscher, welcher
quer zum Gasstrom verlaufende und von diesem ange
strömte Wärmetauscherflächen aufweist.
Bei derartigen Vorrichtungen zum Aufheizen
eines Gasstroms wird üblicherweise eine elektrisch
beheizte Wendel, beispielsweise aus Wolframdraht,
von dem Gasstrom durchströmt und durch den Wärme
austausch zwischen angeströmten Oberflächen der
Wendel aufgeheizt.
Bei diesen Vorrichtungen besteht dann, wenn der Gas
strom auf hohe Temperaturen, insbesondere über 600°C,
aufgeheizt werden soll, das Problem, daß die Wendel
an ihrer Oberfläche mit dem Gasstrom chemisch reagiert
und sich eine den Wärmeaustausch behindernde korrosions
ähnliche Schicht auf der Wendel bildet. Außerdem be
steht das Problem, daß dann, wenn ein möglichst reiner,
auf hohe Temperaturen aufgeheizter Gasstrom erhältlich
sein soll, durch die für ein Aufheizen des Reingas
stroms über 600° notwendigen hohen Temperaturen der
Wendel eine Materialabdampfung auf der Wendel statt
findet, so daß der Reingasstrom stets durch die
Materialabdampfung hervorgerufene Verunreinigungen
enthält.
Dies zeigt, daß die bislang bekannten Vorrichtungen
zum Aufheizen eines Gasstroms, insbesondere eines
Reingasstroms, auf hohe Temperaturen nicht geeignet
sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu ver
bessern, daß eine einfache und problemlose Aufheizung
eines Gasstroms auf hohe Temperaturen, insbesondere
über 600°C, erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Wärmetauscherflächen aus infrarotabsorbierendem
Material hergestellt und von einer außerhalb des
Reingasstroms angeordneten Infrarotlichtquelle an
gestrahlt sind.
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist somit darin zu
sehen, daß bei dieser der Wärmetauscher selbst nur über
Infrarotstrahlung aufgeheizt wird, so daß die Wärme
tauscherflächen ihrerseits so ausgewählt werden können,
daß das verwendete Material weder mit dem Gasstrom
chemisch reagiert, noch möglicherweise Dämpfe frei
setzt, die den Gasstrom verunreinigen. Die Infrarot
lichtquelle, bei der derartige Probleme entstehen
könnten, ist dabei außerhalb des Gasstroms angeordnet,
so daß sich die Infrarotlichtquelle nicht negativ aus
wirken kann.
Aus der FR-24 42 409 ist zwar eine Vorrichtung zur
Erhitzung von Luft bekannt, diese funktioniert jedoch
so, daß aus einer Lampe nur der nicht infrarote Anteil
des Lichts austritt und auf einen Feuerschutz auftrifft
und dort eine Ionisierungswirkung hervorruft. Dieser
Feuerschutz dient als Wärmeleitfläche für einen Gasstrom
und soll diesen außerdem noch erwärmen, bildet jedoch
keine quer zum Gasstrom verlaufende Wärmetauscherfläche.
Damit arbeitet die FR-24 42 409 weder mit Infrarotstrah
lung noch zeigt sie quer zu dem Gasstrom verlaufende
Wärmetauscherflächen.
Die DE-AS 11 86 156 zeigt lediglich einen gekapselten In
frarotstrahler, offenbart jedoch nicht die Kombination
eines solchen mit einer quer zum Gasstrom verlaufenden
Wärmetauscherfläche zur Erhitzung des Gasstroms.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Infrarotlicht
quelle vom Gasstrom durch eine infrarotdurchlässige
Abschirmung getrennt ist, so daß die Infrarotlicht
quelle ihrerseits in einer Umgebung angeordnet und
betrieben werden kann, welches vom Gasstrom voll
ständig getrennt ist. Bei dieser Abschirmung kann es sich
sowohl um ein materielles Fenster als auch um ein aero
dynamisches Fenster handeln.
Um eine Erwärmung der infrarotdurchlässigen Abschir
mung zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn diese
vom Gasstrom gekühlt ist.
Als Infrarotlichtquelle, welche für die erfindungsge
mäße Vorrichtung geeignet ist, sind sämtliche Licht
quellen denkbar, welche Infrarotlicht erzeugen. So
wäre es beispielsweise auch denkbar, die Sonne als
Infrarotlichtquelle zu verwenden und die Solarstrah
lung durch die infrarotdurchlässige Abschirmung auf
die Wärmetauscherflächen treffen zu lassen. Die er
findungsgemäße Vorrichtung zum Aufheizen eines Gas
stroms wäre somit eine besonders geeignete Möglichkeit
zur Ausnützung von Solarenergie bei der Erzeugung hoher
Temperaturen.
In der Regel finden jedoch terrestrische Infrarotlicht
quellen Verwendung, welche vorteilhafterweise ge
kapselt sind, um sie bei optimalen Bedingungen be
treiben zu können. Im Rahmen der erfindungsgemäßen
Lösung sieht daher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
vor, daß die infrarotdurchlässige Abschirmung ein Teil
einer Kapselung für die Infrarotlichtquelle ist.
Bekannterweise finden als Infrarotlichtquellen häufig
stromgeheizte Glühelemente Verwendung, die jedoch, wie
eingangs beschrieben, bei direkter Anordnung im Gas
strom die bekannten Nachteile zeigen. Diese Nachteile
können jedoch dann vermieden werden, wenn die Infrarot
lichtquelle einen in der Kapselung im Vakuum angeordneten
thermischen Strahler umfaßt. In diesem Fall kann der
thermische Strahler bei wesentlich höheren Temperaturen
betrieben werden als in den Fällen, in denen er unmittel
bar im Gasstrom angeordnet ist, da durch das Vakuum
chemische Reaktionen und Korrosionserscheinungen auf
einer Oberfläche desselben vermieden werden. Außerdem
wirkt sich auch eine Materialabdampfung an der Ober
fläche auf den Gasstrom nicht negativ aus. Als thermische
Strahler finden daher bevorzugt ebenfalls die bekannten
Wolframdrähte Verwendung. Es ist aber auch denkbar, als
thermische Strahler elektrisch beheizte Kohlestäbe zu
verwenden, die ebenfalls bei Anordnung im Vakuum pro
blemlos auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden können,
ohne daß deren Funktion beeinträchtigt wird.
Eine besonders optimale Aufheizung des Wärmetauschers
ist dann erreichbar, wenn mehrere gegeneinander abge
schirmte Infrarotlichtquellen vorgesehen sind, wobei
die Abschirmung der Infrarotlichtquellen gegeneinander
im Rahmen der Erfindung den Vorteil bietet, daß die
Infrarotlichtquellen sich nicht gegeneinseitig aufheizen,
sondern lediglich den Wärmetauscher.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wur
den über die Ausbildung und Anordnung der Wärmetauscher
flächen selbst keine Aussagen gemacht. Somit hat es sich im
Rahmen der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn Flä
chennormalen der Wärmetauscherflächen in einem Winkel aus
gerichtet sind, so daß der Gasstrom schräg auf die Wärme
tauscherflächen auftritt, um eine besonders effektive
Wärmeübertragung bei Auftreffen des Gases auf den Wärme
tauscherflächen zu erreichen.
Darüber hinaus hat sich eine Anordnung als zweckmäßig er
wiesen, bei welcher die Wärmetauscherflächen von der
Infrarotlichtquelle in einer Richtung angestrahlt sind,
welche ständig zur Strömungsrichtung des Gasstroms ver
läuft, so daß sich bei der vorteilhaften geradlinigen
Führung des Gasstroms durch den Wärmetauscher keine
Schwierigkeiten ergeben.
Ein konstruktiv besonders einfacher und im Rahmen der
Erfindung zweckmäßiger Aufbau ergibt sich dann, wenn der
Wärmetauscher mehrere in Strömungsrichtung hintereinander
angeordnete und die Wärmetauscherflächen tragende Elemente
umfaßt. Diese Elemente sind vorteilhafterweise im Abstand
voneinander angeordnet und erstrecken sich zweckmäßiger
weise mit ihrer Längsrichtung quer zum Gasstrom.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist konstruk
tiv besonders einfach dann, wenn die Elemente quer zur
Strömungsrichtung des Gasstroms angestrahlt sind, da in
diesem Fall die Infrarotlichtquellen beiderseits des
Gasstroms angeordnet werden können.
Eine möglichst gleichmäßige Ausnützung des Wärmetau
schers ist dann möglich, wenn die Elemente symmetrisch
bezüglich des Gasstroms angestrahlt sind.
Um die von der Infrarotlichtquelle gelieferte Infra
rotstrahlung möglichst optimal auszunutzen und auch zu ver
hindern, daß beispielsweise bei mehreren aneinander
gegenüberliegenden Infrarotlichtquellen, diese sich
gegenseitig aufheizen, ist vorgesehen, daß die Elemente
bezüglich jeder Auftreffrichtung der Infrarotstrahlung
mit ihren Wärmetauscherflächen eine optisch dichte
Fläche bilden, d. h. daß die Wärmetauscherflächen rela
tiv zueinander so angeordnet sind, daß sie alle zusammen
einen Durchtritt der jeweils auf den Wärmetauscher fallen
den Infrarotstrahlung verhindern.
Besonders bewährt hat sich dabei eine Ausführungsform,
bei welcher die Wärmetauscherflächen der einzelnen Elemente
in mindestens zwei sich in Strömungsrichtung des Gasstroms
erstreckenden Reihen angeordnet sind und in der Strömungs
richtung einen Abstand voneinander aufweisen, bei welcher
die Reihen quer zur Strömungsrichtung einen Abstand von
einander aufweisen und bei welcher die Wärmetauscherflächen
der einen Reihe so angeordnet sind, daß sie für die einfal
lende Infrarotstrahlung die Zwischenräume zwischen den
Wärmetauscherflächen der jeweils anderen Reihe verdecken.
Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die
Elemente so angeordnet sind, daß die Wärmetauscher
fläche eines stromaufwärts liegenden Elements den auf
diese auftreffenden Gasstrom zumindest teilweise auf
die Wärmetauscherfläche aus stromabwärts liegenden
Elements umleitet.
Als Alternative zu den hintereinander angeordneten ein
zelnen Elementen ist bei einer anderen bevorzugten
Variante vorgesehen, daß die Elemente sich in Strö
mungsrichtung erstreckende Wandelemente sind.
Hierbei kann es zusätzlich noch zweckmäßig sein, daß
die Elemente in Strömungsrichtung verlaufende Gas
kanäle bilden.
Bei der Auswahl des Materials für die Elemente hat
es sich bewährt, wenn diese aus temperaturfestem
und mit dem Gas reaktionsunfähigem Material herge
stellt sind, so daß insbesondere die Materialien
Graphit, Keramik, Glas, Stein, Ton oder auch Metall
in Frage kommen, wobei das Metall in diesem Fall so
ausgewählt sein kann, daß es mit dem Gasstrom nicht
reagiert, da die Auswahl des Metalls nicht auf solche
Materialien eingeschränkt ist, die sich als Wider
standselement zur elektrischen Aufheizung eignen,
sondern gemäß den vorstehend genannten Kriterien
getroffen werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Aus
führungsbeispiel einer
Vorrichtung zum Aufheizen eines Gasstromes, eingesetzt in
eine Anlage zur Aufheizung eines Objekts;
Fig. 2 einen Schnitt quer zur Strömungsrich
tung durch das erste Ausführungsbeispiel
in Fig. 1;
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines
zweiten Ausführungsbeispiels und
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines
dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines
vierten Ausführungsbeispiels und
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines
fünften Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete
Vorrichtung zum Aufheizen eines Rein
gasstroms beim Einsatz in einer Gesamtvorrichtung,
in welcher durch ein Gebläse 12 ein Gasstrom 14
erzeugt wird, welcher in einem Kanal 16 zu der
Vorrichtung geführt ist, dieses
durchströmt und in Anschluß an die
Vorrichtung 10 in einem weiteren Kanal 18 zu
einem von dem aufgeheizten Gasstrom 14′ umströmten
aufzuheizenden Objekt geführt ist.
Die Vorrichtung 10 zeigt, wie in
Fig. 1 und 2 dargestellt, einen im Gasstrom 14
angeordneten Wärmetauscher 22, welcher in Strömungs
richtung 24 des Gasstroms 14 versetzt hintereinander
angeordnete Elemente 26 umfaßt, bei welchen es sich
im Fall des ersten Ausführungsbeispiels um zylindrische
Stäbe handelt. Diese Elemente 26 sind in Strömungs
richtung 24 beispielsweise in drei zueinander parallelen
Reihen 28 a, b, c angeordnet, wobei die Elemente 26
der Reihen 28 a und 28 c in Strömungsrichtung 24 auf
gleicher Höhe stehen und einen Abstand voneinander
aufweisen, welcher höchstens der Erstreckung der
Elemente 26 in Strömungsrichtung 24 entspricht. Da
gegen sind die Elemente 26 der Reihe 28 b zu den
Elementen 26 der Reihen 28 a und c auf Lücke angeordnet,
so daß sie quer zur Strömungsrichtung 24 gesehen
Zwischenräume zwischen den Elementen 26 der Reihen 28 a
und 28 c verdecken, so daß der Wärmetauscher 22 quer
zur Strömungsrichtung 24 gesehen eine optisch dichte
Fläche bildet.
Beiderseits des Wärmetauschers 22 sind sich parallel
zur Strömungsrichtung 24 erstreckende Infrarotstrahler
30 angeordnet, die als Infrarotlichtquelle 32 einen
Wolframdraht umfassen, welcher in einem Abschirmrohr als Abschirmung 34
im Vakuum angeordnet ist. Dieses Abschirmrohr ist
aus infrarotdurchlässigem Material, insbesondere aus
Quarzglas hergestellt und auf seiner dem Wärmetauscher
22 abgewandten Seite zweckmäßigerweise noch mit einer
infrarotreflektierenden Verspiegelung, beispielsweise
einer Goldschicht, versehen.
Um eine effektive Kühlung dieser Infrarotstrahler zu
erreichen, ist an das Abschirmrohr auf seiner dem
Wärmetauscher 22 abgewandten Seite ein wasserdurch
strömtes Kühlrohr 36 angeformt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind Infrarotstrahler 30 in Richtung von Längsachsen
38 der Elemente 26 übereinander und parallel zur
Strömungsrichtung 24 angeordnet, wobei jeder Infrarot
strahler 30 in einer diesen aufnehmenden Nut 40 eines
Seitenwandelements 42 eines als Ganzes mit 44 be
zeichneten Gehäuses angeordnet ist und sich jede
der Nuten 40 parallel zur Strömungsrichtung 24 er
streckt und vorzugsweise ebenfalls von Reingas durch
strömt ist.
Durch die insgesamt drei auf jeder Seite des Wärme
tauschers 22 angeordneten Infrarotstrahler 30 werden
die einzelnen Elemente 26 des Wärmetauschers 22 im
wesentlichen über ihre ganze Erstreckung in Richtung
ihrer Längsachse 38 angestrahlt. Dabei dient haupt
sächlich ein der Infrarotstrahlung direkt ausgesetzter
Bereich einer Umfangsfläche 46 als Wärmetauscher
fläche 48. Es besteht zwar die Möglichkeit, auch
die nicht der Infrarotstrahlung ausgesetzten Be
reiche der Umfangsfläche 46 als Wärmetauscher zu
nutzen, dabei werden diese durch Wärmeleitung im
Material der Elemente 26 ebenfalls aufgeheizt. Dies
kann jedoch nur als zusätzliche Möglichkeit zum
Wärmetausch dienen.
Bei dem Wärmetauscher 22 werden
aufgrund der bezüglich der Strömungsrichtung 24
beiderseits desselben angeordneten Infrarotstrahler
30 die Elemente 26 der beiden äußeren Reihen 28 a
und 28 c auf ihren jeweils den Infrarotstrahlern 30
zugewandten Hälften ihrer Umfangsfläche 46 der Infra
rotstrahlung ausgesetzt und dienen daher vorzugsweise
mit diesen als Wärmetauscherflächen 48, während die
Elemente 26 der mittleren Reihe 28 b durch die beider
seits angeordneten Infrarotstrahler 30 auch im wesent
lichen mit der vollen Umfangsfläche 46 der Infrarot
strahlung ausgesetzt sind, so daß auch die volle Umfangs
fläche 46 als Wärmetauscherfläche 48 dient.
Ferner wird durch die versetzte Anordnung der Elemente
26 in der Reihe 28 b gegenüber den Reihen 28 a und c
erreicht, daß der Wärmetauscher 22 auf seinen den
Infrarotstrahlern 30 zugewandten Seiten eine optisch
dichte Fläche bildet, so daß die gesamte Strahlungs
leistung der Infrarotstrahler absorbiert wird und ins
besondere keine Infrarotstrahlung von einem auf einer
Seite angeordneten Infrarotstrahler 30 den gegenüber
liegend angeordneten Infrarotstrahler 30 erreicht und
diesen unnötigerweise zusätzlich aufheizt.
Ferner ist auch durch die Anordnung der Infrarot
strahler 30 in den jeweils diesen aufnehmenden Nuten 40
sichergestellt, daß die Infrarotstrahler 30 sich nicht
gegenseitig bestrahlen und zusätzlich unnötigerweise
aufheizen.
Die Vorrichtung zum Aufheizen eines
Gasstroms funktioniert nun derart, daß der Gas
strom 14, die Elemente 26 des Wärmetauschers 22
an ihren stromaufwärts liegenden Umfangsflächen 46 a
an- und an deren seitlichen Umfangsflächen 46 b
entlangströmt, welche als Wärme
tauscherflächen 48 dienen, so daß dadurch beim Durch
strömen des gesamten Wärmetauschers 22 eine Aufheizung
des Gasstroms 14 stattfindet. Ferner durchströmt
der Gasstrom 14 mit seinen Randbereichen die
einzelnen Nuten 40 und die darin angeordneten Infrarot
strahler 30 und bewirkt damit eine zusätzliche Kühlung
der Abschirmrohre, die gleichzeitig eine Aufheizung
der Randbereiche des Gasstroms 14 zur Folge hat.
Damit verläßt insgesamt der aufgeheizte Gasstrom
14′ den Wärmetauscher 22 und strömt durch den Kanal 18
zu dem aufzuheizenden Objekt 20.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des
Wärmetauschers 22′, dargestellt in Fig. 3
sind die einzelnen Elemente 26′ in zwei Reihen 28 a′
und 28 b′ in Strömungsrichtung 24 hintereinander,
jedoch quer zur Strömungsrichtung 24 gegeneinander
versetzt auf Lücke angeordnet und weisen einen be
züglich der Strömungsrichtung 24 länglichen, beispiels
weise rautenförmigen Querschnitt auf. Der Querschnitt
kann jedoch aber auch die Form eines langgezogenen
Ellipsoids oder ähnliche Form haben. Damit ist er
reichbar, daß die Elemente 26′ im wesentlichen mit
jedem Bereich ihrer Umfangsfläche 46 einem der In
frarotstrahler 30 zugewandt sind und außerdem nahe
zu im gesamten Bereich ihrer Umfangsfläche 46 vom
Gasstrom 14 umströmt sind, so daß im wesentlichen
die gesamte Umfangsfläche 46 als Wärmetauscherfläche 48
zur Verfügung steht.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel des
Wärmetauschers 22′′, dargestellt in Fig. 4
sind die Elemente 26′′ lamellenförmig ausgebildet und
stehen mit ihrer Querachse 50 schräg zur Strömungs
richtung 24. Vorzugsweise sind diese Elemente 26′′ in
den einzelnen Reihen 28 a′′ und 28 b′′ so angeordnet, daß
jeweils das stromaufwärts angeordnete Element 26′′ der
einen Reihe 26 b′ oder 26 a′ den Gas
strom 14 auf das Element 26′′ der jeweils anderen Reihe
28 a′ bzw. 28 b′ umlenkt und somit eine möglichst
effektive Aufheizung an den angeströmten und außerdem
den Infrarotstrahlern 30 zugewandten Wärmetauscher
flächen 48 ermöglicht.
Ein viertes Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 5,
unterscheidet sich von vorhergehenden Ausführungs
beispielen dadurch, daß die Elemente nicht einzeln
hintereinander angeordnet sind, sondern durchge
hende, sich in Strömungsrichtung erstreckende Wand
elemente 26′′′ sind, die eine beliebige, eine Wärmeüber
tragung zum Gasstrom 14 begünstigende Oberfläche aufwei
sen. In Fig. 5 sind diese Wandelemente 26′′′ gewellt.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel, dargestellt in
Fig. 6, bilden die sich in Strömungsrichtung 24 er
streckenden Elemente 26′′′ durch ihre Anordnung im
Abstand quer zur Strömungsrichtung 24 relativ zu
einander einen Gaskanal 52, in welchem ebenfalls
eine Aufheizung des Gasstroms 14 stattfindet, wobei
allerdings in diesem Fall die Elemente 26′′′ durch
die Infrarotstrahlung aufgeheizt werden und eine Auf
heizung der dem Gaskanal 52 zugewandten Wärmetauscher
flächen 48 über Wärmeleitung in den Wandelementen
von den dem Gaskanal 52 abgewandten angestrahlten
Wärmetauscherflächen 48 zu den dem Gaskanal 52 zuge
wandten Wärmetauscherflächen 48 stattfindet.
Mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind bei
Verwendung von Keramikmaterial für die Elemente 26
Reingastemperaturen von mindestens 900°C erreichbar.
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Aufheizen eines Gasstromes, insbesondere
eines Reingasstromes, auf hohe Temperaturen mit einem
Wärmetauscher, welcher quer zum Gasstrom verlaufende und
von diesem angeströmte Wärmetauscherflächen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherflächen
(48) aus infrarotabsorbierendem Material hergestellt
und von einer außerhalb des Gasstroms (14) ange
ordneten Infrarotlichtquelle (32) angestrahlt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Infrarotlichtquelle (32) vom Gasstrom (14)
durch eine infrarotlichtdurchlässige Abschirmung (34)
getrennt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die infrarotdurchlässige Abschirmung (34) vom
Gasstrom (14) gekühlt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die infrarotdurchlässige Abschirmung
(34) Teil einer Kapselung für die Infrarotlicht
quelle (32) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Infrarotlichtquelle (32) einen an der
Kapselung im Vakuum angeordneten thermischen Strahler
umfaßt.
6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
gegeneinander abgeschirmte Infrarotlichtquellen
(32) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flächennormalen
der Wärmetauscherflächen (48) in einem Winkel zur
Strömungsrichtung (24) ausgerichtet sind, so daß
der Gasstrom (14) schräg auf die Wärmetauscher
flächen (48) auftritt.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme
tauscherfläche (48) von der Infrarotlichtquelle
(32) in einer Richtung angestrahlt sind, welche
schräg zur Strömungsrichtung (24) des Gasstroms
(14) verläuft.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme
tauscher (22) mehrere in Strömungsrichtung (24)
des Gasstroms (14) hintereinander angeordnete und
die Wärmetauscherflächen (48) tragende Elemente (26)
umfaßt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elemente (26) im Abstand
voneinander angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Elemente (26) sich quer
zum Gasstrom (14) erstrecken.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (26)
quer zur Strömungsrichtung (24) des Gasstroms (14)
angestrahlt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Elemente (26) symmetrisch bezüglich
des Gasstroms (14) angestrahlt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (26) be
züglich jeder Auftreffrichtung der Infrarotstrah
lung mit ihren Wärmetauscherflächen (48) eine optisch
dichte Fläche bilden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauscherflächen (48) der einzelnen Elemente (26) in mindestens zwei sich in Strömungs richtung (24) des Gasstroms (14) erstreckenden Reihen (28 a, 28 b) angeordnet sind und in der Strömungs richtung (24) einen Abstand voneinander aufweisen,
daß die Reihen (28 a, 28 b) quer zur Strömungsrichtung (24) einen Abstand voneinander aufweisen und
daß die Wärmetauscherflächen (48) der einen Reihe (28 a, 28 b) so angeordnet sind, daß sie für die einfallende Infrarotstrahlung die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherflächen (48) der jeweils anderen Reihe (28 a, 28 b) verdecken.
daß die Wärmetauscherflächen (48) der einzelnen Elemente (26) in mindestens zwei sich in Strömungs richtung (24) des Gasstroms (14) erstreckenden Reihen (28 a, 28 b) angeordnet sind und in der Strömungs richtung (24) einen Abstand voneinander aufweisen,
daß die Reihen (28 a, 28 b) quer zur Strömungsrichtung (24) einen Abstand voneinander aufweisen und
daß die Wärmetauscherflächen (48) der einen Reihe (28 a, 28 b) so angeordnet sind, daß sie für die einfallende Infrarotstrahlung die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherflächen (48) der jeweils anderen Reihe (28 a, 28 b) verdecken.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elemente (26) so angeordnet sind,
daß die Wärmetauscherfläche (48) eines strom
aufwärts liegenden Elements (26) den auf diese
auftreffenden Gasstrom (14) zumindest teilweise
auf die Wärmetauscherfläche (48) eines strom
abwärts liegenden Elements (26) umleitet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Elemente (26′′′) sich in Strömungs
richtung (24) erstreckende Wandelemente sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Elemente (26′′′) in Strömungs
richtung (24) verlaufende Gaskanäle (52) bilden.
19. Vorrichtung nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente
aus temperaturfestem und mit dem Gasstrom (14)
reaktionsunfähigem Material hergestellt sind.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3744498A DE3744498C1 (de) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | Vorrichtung zum Aufheizen eines Gasstroms |
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