DE9116829U1

DE9116829U1 - Brennerplatte für Strahlungsbrenner

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Publication number: DE9116829U1
Application number: DE9116829U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2001-03-29

Description

DR.-ING. GOTTHOLD KOSCHOLKE

Patentanwalt - European Patent Attorney
RHEINALLEE 147 - Tel.: (0211) 554910
D-40545 DÜSSELDORF (Oberkassel)

20. Dezember 1993 GKR 1231

Kurt Krieger
in 41238 Mönchengladbach

Brennerplatte für Strahlungs-Brenner

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennerplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Infrarot-Strahler werden für verschiedene Zwecke verwendet. Ein besonders wichtiges Einsatzgebiet ist die Trocknung von bahnförmigem Material, vornehmlich von Papierbahnen. In diesen und anderen Fällen befindet sich also ein Objekt in unmittelbarer Nähe des Strahlers bzw. mit geringem Abstand vor diesem.

Bei üblichen Strahlungsbrennern bildet die Brennerplatte den vorderen Abschluß einer von einem Gehäuse umgebenen Vorkammer, der das Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird. Dieses strömt dann durch die bisweilen auch als Löcher oder ähnlich bezeichneten Kanäle der Brennerplatte und gelangt im Bereich der nach außen gewandten Vorderseite derselben zur Verbrennung, wodurch diese Vorderseite zur Abgabe von Wärmestrahlung erhitzt wird.

Die Brennerplatte wird normalerweise aus einer geeigneten Masse als monolithisches Element hergestellt, wobei die Kanäle mit eingeformt werden. Es stehen heute Werkstoffe

zur Verfügung, aus denen Brennerplatten von hoher Temperaturbeständigkeit gefertigt werden können. Damit ergeben sich auch günstige Leistungen der damit ausgestatteten Brenner bzw. Strahler.

Es ist eine Platte für einen Gasbrenner (JP-OS 63-17309) bekannt, die Gas-Kanäle mit über ihre Länge unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der größte Durchmesser liegt dabei jeweils an der ebenen Außenseite der Platte. Durch eine solche Ausbildung sollen im Falle instabiler Verbrennung beim Zünden Resonanzerscheinungen vermindert werden.

Bei Strahlungsbrennern mit Brennerplatten kann während des Betriebes eine nachteilige akustische Erscheinung auftreten, die sich in einer Art Heulen bzw. in einem durchdringenden Ton äußert, der ggfs. sogar eine nicht zu ertragende Lautstärke annehmen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem abzuhelfen und eine Brennerplatte zu schaffen, die ein günstiges Arbeiten eines mit ihr ausgestatteten Strahlungsbrenners bei zumindest wesentlich verminderter Geräuschbildung ermöglicht, so daß unliebsame akustische Belästigungen der Umgebung vermieden werden. Die Erfindung strebt außerdem eine vorteilhafte Ausbildung der Brennerplatte im einzelnen an. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.

Bei einer Brennerplatte der eingangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß bei in Längs- und Querreihen angeordneten Kanälen in einer Richtung (Längs- oder Querrichtung) verlaufende Reihen durch kontinuierliche Rippen voneinander getrennt sind und daß zwischen den Kanälen der in der anderen Richtung (Quer- oder Längsrichtung)

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verlaufenden Reihen Rippen vorgesehen sind, die niedriger als die kontinuierlichen Rippen sind. Eine solche Brennerplatte bietet bei Vermeidung bzw. Verminderung unerwünschter akustischer Erscheinungen der genannten Art zugleich günstige Betriebsbedingungen bei Strahlungsbrennern.

Im einzelnen bestehen zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten, so daß auch besondere Anforderungen erfüllt werden können.

Die Kanäle können sich, wenigstens auf einem Teil ihrer Länge, hinsichtlich der Größe ihres Querschnitts unterscheiden. Eine solche Ausführung ist einfach und läßt sich praktisch ebenso leicht herstellen wie eine herkömmliche Brennerplatte. Insbesondere sind wenigstens zwei Gruppen von Kanälen mit jeweils zumindest auf einem Teil ihrer Länge kreisförmigem Querschnitt, jedoch unterschiedlichen Durchmessern vorhanden. Die unterschiedlichen Durchmesser werden vorteilhaft in einem Bereich zwischen etwa 0,5 mm und 1,0 mm gewählt. Es kann so sein, daß bei einer Gruppe der Durchmesser der Kanäle 1,0 mm beträgt und bei einer anderen Gruppe 0,8 mm oder weniger. Auch kann eine weitere Gruppe mit einem Durchmesser von insbesondere 0,5 oder 0,6 mm vorgesehen sein.

Bei einer besonderen Ausführung sind Kanäle vorhanden, die sich wenigstens auf einem Teil ihrer Länge hinsichtlich der Form ihres Querschnitts unterscheiden. So kann eine Gruppe von Kanälen mit Kreisquerschnitt und eine andere Gruppe von Kanälen mit ovalem Querschnitt oder mit Mehrkantquerschnitt vorgesehen sein, oder auch Gruppen mit verschiedenen Mehrkantquerschnitten, z.B. mit Viereck- und mit Sechskant-Querschnitt.

Die Kanäle können sich auch hinsichtlich ihrer Länge voneinander unterscheiden. Dazu kann die Brennerplatte insbesondere auf ihrer Rückseite so gestaltet sein, etwa mit Ausnehmungen, Vertiefungen, Abtreppungen od.dgl. versehen sein, daß sich solche unterschiedlichen Längen der Kanäle ergeben.

Es können zwei oder mehr verschiedene Arten von Kanälen mit jeweils einem hinteren, relativ engen Teil und einem vorderen, relativ weiten Teil vorhanden sein, wobei sich diese Arten von Kanälen im Verhältnis der Längen ihrer beiden Teile voneinander unterscheiden. Verschiedene Werte dieses Verhältnisses lassen sich bei konstant bleibender Gesamtlänge der Kanäle vorsehen, wobei also nur die Aufteilung in einen vorderen und einen hinteren Teil geändert wird. Es ist aber auch möglich, das Verhältnis dadurch unterschiedlich zu machen, daß nur der eine oder der andere der beiden genannten Teile eine andere Länge erhält, während die Länge des jeweils anderen Teiles unverändert bleibt. Damit ergeben sich unterschiedliche Gesamtlängen bei den Kanälen.

Für die Anordnung der unterschiedlich bemessenen und/oder geformten Kanäle in der Brennerplatte gibt es mehrere Möglichkeiten. So können die unterschiedlichen Kanäle nach einem unregelmäßigen Muster über die Brennerplatte verteilt angeordnet sein. Ein solches Muster kann einer Zufallsverteilung entsprechen.

Die unterschiedlichen Kanäle können andererseits nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit über die Brennerplatte verteilt angeordnet sein. Dies schließt auch ein regelmäßiges Muster ein sowie weitere Möglichkeiten, wie der Wiedergabe einer Zahl, eines Buchstabens oder eines Wortes als Muster.

Besondere Ausführungen bestehen darin, daß wenigstens in einigen Querreihen oder wenigstens in einigen Längsreihen unterschiedliche Kanäle vorhanden sind und die Kanäle in den jeweils anderen Reihen (Längsreihen bzw. Querreihen) untereinander gleich sind. Weiterhin läßt sich die Ausführung auch so treffen, daß wenigstens in einigen Querreihen und wenigstens in einigen Längsreihen unterschiedliche Kanäle vorhanden sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 einen strahlungsbrenner in perspektivischer Ansicht

Fig. 2 einen Teil einer Brennerplatte in Draufsicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Brennerplatte, teils im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht der Brennerplatte, teils im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 die Stelle V in Fig. 2 in größerem Maßstab,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen der Figur 6 entsprechenden Schnitt einer abgewandelten Ausführung und

Fig. 8 bis 15 verschiedene Möglichkeiten der Anordnung

von Kanälen mit unterschiedlichen Merkmalen.

In Figur 1 ist als Beispiel ein Infrarot-Strahlungsbrenner S gezeigt, der ein Gehäuse G und eine von diesem gehaltene Brennerplatte 1 gemäß der Erfindung aufweist. Ein Gas-Luft-Gemisch wird über ein Zuleitungsrohr Z einer vom Gehäuse G umschlossenen inneren Vorkammer zugeführt, die zur Arbeitsseite des Strahlungsbrenners hin von der Brennerplatte 1 begrenzt ist. Mit einigem Abstand vor der Vorderseite der Brennerplatte 1 ist ein am Gehäuse G befestigtes Gitter W angebracht, das einen Reflektor bilden kann.

Die in den Figuren 2 bis 7 wiedergegebene Brennerplatte 1 besteht aus einem feuerfesten, hoch temperaturbeständigem Material, beispielsweise Keramik mit überwiegendem Anteil an Aluminium-Oxid. Es kann sich insbesondere um eine aus Oxid-Fasern bzw. keramisch gebundenen Fasern hergestellte Platte handeln.

Die bei dieser Ausführung rechteckige Brennerplatte 1 weist eine große Anzahl von (in Figur 2 jeweils nur schematisch durch ein Mittenkreuz und in den Figuren 3 und 4 teilweise nur durch ihre Mittellinien angedeuteten) Kanälen auf, die mit den Zahlen 2 und 3 bezeichnet sind. Die Kanäle 2 und 3 sind in Querreihen RQ und in Längsreihen RL angeordnet.

Wie die Figuren 3 und 4 und besonders gut Figur 6 erkennen lassen, besteht jeder Kanal 2 bzw. 3 bei diesem Beispiel aus einem hinteren zylindrischen Teil 2a bzw. 3a und einem vorderen, ebenfalls zylindrischen, aber weiteren Teil 2b bzw. 3b. Der engere Teil 2a bzw. 3a hat die Länge La und der weitere Teil die Länge Lb. Die Summe sei

als Gesamtlänge L bezeichnet. Die Brennerplatte 1 hat von ihrer Rückseite bis zu den Spitzen noch zu erläuternder Rippen 7 eine Gesamthöhe H.

Die Kanäle 2 haben bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel in ihrem engeren Teil 2a einen lichten Durchmesser von 1,0 mm und in ihrem weiteren Teil einen Durchmesser von 1,6 mm, während bei den Kanälen 3 der Durchmesser des engeren Teiles 3a etwa 0,8 mm beträgt und der Durchmesser des weiteren Teiles 3b wie bei den Kanälen 2 etwa gleich 1,6 mm ist.

Die Anordnung der Kanäle ist bei der gezeigten Ausführung so, daß in jeder Längsreihe RL entweder nur Kanäle 2 oder nur Kanäle 3 vorhanden sind, wobei dies von Reihe zu Reihe abwechselt, so daß in jeder Querreihe RQ immer auf einen Kanal 2 ein Kanal 3 folgt, auf diesen wieder ein Kanal 2 und so fort. Damit ist eine Gesetzmäßigkeit vorhanden, wie sie in allgemeiner Form in Figur 8 angegeben ist. Jede der Figuren 8 bis 15 stellt eine erläuternde Matrix dar, wobei die horizontalen Reihen (Zeilen) den Querreihen RQ und die vertikalen Reihen (Spalten) den Längsreihen RL entsprechen und die Buchstaben a, b und c allgemein Kanäle mit unterschiedlichen Merkmalen bedeuten sollen. Im Hinblick auf die Ausführung nach Fig. 2 bis 6 ist bei der Matrix nach Fig. 8 also unter dem Buchstaben a jeweils ein Kanal 2 und unter dem Buchstaben b jeweils ein Kanal 3 zu verstehen.

Sind in einer Brennerplatte wie im Fall der Ausführung nach den Figuren 2 bis 6 zwei Gruppen oder Arten von unterschiedlichen Kanälen vorhanden, so geben weiterhin auch die Figuren 9 bis 13 einige Beispiele dafür, wie diese sich von ihren Merkmalen her unterscheidenden Kanäle angeordnet werden können. Bei Figur 9 und bei Figur 11 sind wie in Figur 8 in den Längsreihen immer Kanäle

a bzw. b der gleichen Merkmalsart angeordnet. In den Querreihen folgen von der gleichen Merkmalsart jeweils immer zwei Kanäle (b in Fig. 9, a in Fig. 11) aufeinander. Bei der Anordnung nach Figur 10 sind die Kanäle jeweils in den Querreihen gleich, während in den Längsreihen Kanäle a und b miteinander abwechseln. Dies ist praktisch das Schema nach Figur 8, nur um 90° gedreht. Es ist trotzdem dargestellt, weil es je nach dem Umständen, etwa je nach der Einbaulage entsprechender Strahlungsbrenner, auf eine Unterscheidung zwischen Längs- und Querreihen ankommen kann. In Figur 12 ist eine Anordnung gezeigt, bei der sowohl in den Querreihen als auch in den Längsreihen Kanäle a und b der beiden Merkmalsgruppen miteinander abwechseln.

Sich in einem oder mehreren Merkmalen voneinander unterscheidende Kanäle können insbesondere auch nach einem unregelmäßigen Muster über die Brennerplatte verteilt angeordnet sein. Dies veranschaulicht Figur 13 für zwei verschiedene Arten von Kanälen a und b.

Sind drei Gruppen oder Arten von Kanälen vorgesehen, die sich jeweils nach Form und/oder Abmessungen unterscheiden, gilt das Gesagte sinngemäß und entsprechend. Als Beispiele für nach einem regelmäßigen Muster angeordnete Kanäle a, b und c dienen die Figuren 14 und 15.

In Figur 7 ist veranschaulicht, wie sich Kanäle, die einen hinteren, engeren Teil und einen vorderen, weiteren Teil aufweisen, im Verhältnis dieser Teile zueinander unterscheiden können. Bei dem in Figur 7 mit der Zahl 4 bezeichneten Kanal hat der hintere Teil 4a eine Länge La¹ und der vordere Teil 4b eine Länge Lb¹. Die Länge La¹ ist geringer als die Länge La des hinteren Teiles 2a der Kanäle 2, während die Länge Lb¹ größer als die Länge Lb des vorderen Teiles 2b der Kanäle 2 ist, wie aus Figur

7 selbst sowie aus dem Vergleich mit Figur 6 hervorgeht, die im gleichen Maßstab gezeichnet ist. Somit ist das Verhältnis der genannten Längen La· und Lb¹ zueinander ein anderes als das der Längen La und Lb zueinander.

Die Kanäle 4 können den gleichen Durchmesser haben wie die Kanäle 2 oder die Kanäle 3. Es läßt sich für die Kanäle 4 bzw. für deren längeren Teil 4a aber auch ein anderer Durchmesser als bei den Kanälen 2 bzw. 3 wählen, so daß sich dann die Kanäle 4 von den anderen Kanälen noch durch ein weiteres Ausbildungsmerkmal unterscheiden. Im übrigen gilt hinsichtlich der Anordnung der unterschiedlichen Kanäle das bereits weiter oben Gesagte.

In Figur 6 ist durch eine strichpunktierte Linie 5 angedeutet, daß die Brennerplatte 1 an ihrer Rückseite an den Einmündungen eines Teiles der Kanäle 2 oder auch eines Teiles anderer Kanäle Vertiefungen, Ausnehmungen od.dgl. aufweisen kann. Dadurch wird bei solchen Kanälen die Gesamtlänge L kleiner. Wenn trotzdem das Verhältnis der Längen La und Lb den gleichen Wert haben soll wie bei anderen Kanälen, dann kann der vordere Teil 2b bzw. 3b entsprechend kürzer gehalten werden.

Bei der in den Figuren 2 bis 6 dargestellten Ausführung sind zwischen den Längsreihen RL der Kanäle 2 bzw. 3 Rippen 7 mit dreieckf örmigem Querschnitt aus dem Material der Brennerplatte 1 ausgeformt. Der Spitzenwinkel a beträgt vorteilhaft etwa 60°, kann aber auch einen anderen Wert haben. Innerhalb jeder Längsreihe RL sind die Austrittsenden der Kanäle 2 bzw. 3 voneinander jeweils durch einzelne Vorsprünge oder Rippen 8 getrennt, die niedriger sind als die Rippen 7. Somit hat jeder Kanal 2 bzw. 3 ein eigenes Feld, an oder in dem der Verbrennungsvorgang stattfinden kann.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Brennerplatte aus feuerfestem Material für mit einem Gas-Luft-Gemisch betriebene Strahlungs-Brenner, insbesondere Infrarot-Strahlungsbrenner, mit einer Vielzahl von Kanälen, in die das Gas-Luft-Gemisch von der Rückseite der Brennerplatte her eintritt, wobei zumindest einige Kanäle jeweils einen hinteren, relativ engeren Teil und einen vorderen, relativ weiteren Teil aufweisen und sich dabei untereinander im Verhältnis der Längen dieser beiden Teile voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Längs- und Querreihen angeordneten Kanälen (2, 3, 4) in einer Richtung (Längs- oder Querrichtung) verlaufende Reihen (RQ oder RL) durch kontinuierliche Rippen (7) voneinander getrennt sind und daß zwischen den Kanälen (2, 3, 4) der in der anderen Richtung (Quer- oder Längsrichtung) verlaufenden Reihen (RL oder RQ) Rippen (8) vorgesehen sind, die niedriger als die kontinuierlichen Rippen (7) sind.

2. Brennerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind, die sich wenigstens auf einem Teil ihrer Länge hinsichtlich der Querschnitts-Form voneinander unterscheiden.

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3. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind, die sich hinsichtlich ihrer Länge (L) voneinander unterscheiden.

4. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) nach einem unregelmäßigen Muster über die Brennerplatte (1) verteilt angeordnet sind.

5. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit über die Brennerplatte (1) verteilt angeordnet sind.

6. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einigen Querreihen (RQ) unterschiedliche Kanäle (2, 3) vorhanden sind und die Kanäle (2, 3) in den Längsreihen (RL) untereinander gleich sind.

7. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einigen Längsreihen (RL) unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind und die Kanäle (2, 3, 4) in den Querreihen (RQ) untereinander gleich sind.

8. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einigen Querreihen (RQ) und wenigstens in einigen Längsreihen (RL) unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) vorgesehen sind.