DE4110301A1 - Brennerplatte fuer strahlungsbrenner - Google Patents

Description

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

Bei üblichen Strahlungsbrennern bildet die Brennerplatte den vorderen Abschluß einer von einem Gehäuse umgebenen Vorkammer, der das Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird. Die­ ses 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 Tempe­ raturbeständigkeit gefertigtwerden können. Damit ergeben sich auch günstige Leistungen der damit ausgestatteten Brenner bzw. Strahler.

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

Bei Strahlungsbrennern mit Brennerplatten kann eine nach­ teilige akustische Erscheinung auftreten, die sich in einer Art Heulen bzw. in einem durchdringenden Ton äu­ ßert, der ggfs. sogar eine nicht zu ertragende Lautstärke annehmen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem abzuhelfen und eine Brennerplatte zu schaffen, die ein Arbeiten eines mit ihr ausgestatteten Strahlungsbrenners bei zumindest wesent­ lich verminderter Geräuschbildung ermöglicht, so daß un­ liebsame akustische Belästigungen der Umgebung vermieden werden. Die Erfindung strebt außerdem eine günstige Aus­ bildung der Brennerplatte im einzelnen an. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläu­ terung der aufgezeigten Lösung.

Die Erfindung sieht vor, daß die Brennerplatte Kanäle unterschiedlicher Abmessungen und/oder Formen aufweist, im Gegensatz zu den üblichen Ausführungen, bei denen alle vorhandenen Kanäle die gleiche Form und Größe haben. Wie sich gezeigt hat, lassen sich durch die Verwendung sol­ cher Brennerplatten unerwünschte akustische Erscheinungen der genannten Art beim Betrieb von Strahlungsbrennern vermeiden oder zumindest soweit vermindern, daß sich keine unzumutbare Belästigung mehr ergibt.

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

Die Kanäle können sich, wenigstens auf einem Teil ihrer Länge, hinsichtlich der Größe ihres Querschnitts unter­ scheiden. Eine solche Ausführung ist einfach und läßt sich praktisch ebenso leicht herstellen wie eine herkömm­ liche Brennerplatte. Insbesondere sind wenigstens zwei Gruppen von Kanälen mit jeweils zumindest auf einem Teil ihrer Länge kreisförmigem Querschnitt, jedoch unter­ schiedlichen Durchmessern vorhanden. Die unterschiedli­ chen 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.

Die Ausführung läßt sich weiterhin so treffen, daß sich die Kanäle, wenigstens auf einem Teil ihrer Länge, hin­ sichtlich 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.

Bei einer besonderen Ausführung weisen die Kanäle jeweils einen hinteren, relativ engen Teil und einen vorderen, relativ weiten Teil auf, wobei sich wenigstens zwei ver­ schiedene Arten von Kanälen im Verhältnis der Längen dieser beiden Teile zueinander unterscheiden. Verschiede­ ne 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 Ver­ hältnis dadurch unterschiedlich zu machen, daß nur der eine oder der andere der beiden genannten Teile eine andere Länge erhält, während die Länge des jeweils ande­ ren Teiles unverändert bleibt. Damit ergeben sich unter­ schiedliche 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 regelmä­ ßiges Muster ein sowie weitere Möglichkeiten, wie der Wiedergabe einer Zahl, eines Buchstabens oder eines Wor­ tes als Muster.

Vielfach sind bei Brennerplatten die Kanäle in Längs- und Querreihen angeordnet. Dies kommt auch für die erfin­ dungsgemäße Brennerplatte in Betracht. Besondere Ausfüh­ rungen bestehen dabei darin, daß wenigstens in einigen Querreihen oder wenigstens in einigen Längsreihen unter­ schiedliche Kanäle vorhanden sind und die Kanäle in den jeweils anderen Reihen (Längsreihen bzw. Querreihen) untereinander gleich sind. Weiterhin läßt sich die Aus­ führung auch so treffen, daß wenigstens in einigen Quer­ reihen und wenigstens in einigen Längsreihen unterschied­ liche Kanäle vorhanden sind.

Unabhängig von der sonstigen Ausbildung der Brennerplatte und der Kanäle darin ist es bei einer Reihenanordnung der Kanäle vorteilhaft, daß in einer Richtung (z. B. Längs­ richtung) verlaufende Reihen von Kanälen auf der Vorder­ seite der Brennerplatte durch Rippen voneinander getrennt sind, und die in der anderen Richtung (z. B. Querrichtung) verlaufenden Reihen durch sich jeweils zwischen den Rip­ pen erstreckende und in diese übergehende Rippen oder Vorsprünge geringerer Höhe als die Rippen voneinander ge­ trennt sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Aus­ führungsbeispielen, 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 VZ-VI in Fig. 5,

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

Fig. 8 bis 15 verschiedene Möglichkeiten der Anordnung von Kanälen mit unterschiedlichen Merkma­ len.

In Fig. 1 ist als Beispiel ein Infrarot-Strahlungsbren­ ner 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 Fig. 2 bis 7 wiedergegebene Brennerplatte 1 besteht aus einem feuerfesten, hoch temperaturbeständi­ gem 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 Fig. 2 jeweils nur sche­ matisch durch ein Mittenkreuz und in den Fig. 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 Längs­ reihen RL angeordnet.

Wie die Fig. 3 und 4 und besonders gut Fig. 6 erken­ nen lassen, besteht jeder Kanal 2 bzw. 3 bei diesem Bei­ spiel aus einem hinteren zylindrischen Teil 2a bzw. 3a und einem vorderen, ebenfalls zylindrischen, aber weite­ ren 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 Ausführungsbei­ spiel 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 vor­ handen, wie sie in allgemeiner Form in Fig. 8 angegeben ist. Jede der Fig. 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 bedeu­ ten sollen. Im Hinblick auf die Ausführung nach Fig. 2 bis 6 ist bei der Matrix nach Fig. 8 also unter dem Buch­ staben 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 Fig. 2 bis 6 zwei Gruppen oder Arten von unterschiedlichen Kanälen vorhanden, so geben weiterhin auch die Fig. 9 bis 13 einige Beispiele dafür, wie diese sich von ihren Merkmalen her unterscheidenden Kanä­ le angeordnet werden können. Bei Fig. 9 und bei Fig. 11 sind wie in Fig. 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) aufeinan­ der. Bei der Anordnung nach Fig. 10 sind die Kanäle jeweils in den Querreihen gleich, während in den Längs­ reihen Kanäle a und b miteinander abwechseln. Dies ist praktisch das Schema nach Fig. 8, nur um 90° gedreht. Es ist trotzdem dargestellt, weil es je nach dem Umstän­ den, etwa je nach der Einbaulage entsprechender Strah­ lungsbrenner, auf eine Unterscheidung zwischen Längs- und Querreihen ankommen kann. In Fig. 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 unter­ scheidende Kanäle können insbesondere auch nach einem unregelmäßigen Muster über die Brennerplatte verteilt angeordnet sein. Dies veranschaulicht Fig. 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 unterschei­ den, gilt das Gesagte sinngemäß und entsprechend. Als Beispiele für nach einem regelmäßigen Muster angeordnete Kanäle a, b und c dienen die Fig. 14 und 15.

In Fig. 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 Fig. 7 mit der Zahl 4 bezeichneten Kanal hat der hintere Teil 4a eine Länge La′ und der vordere Teil 4b eine Länge Lb′. Die Länge La′ ist geringer als die Länge La des hinteren Teiles 2a der Kanäle 2, während die Länge Lb′ größer als die Länge Lb des vorderen Teiles 2b der Kanäle 2 ist, wie aus Fig. 7 selbst sowie aus dem Vergleich mit Fig. 6 hervorgeht, die im gleichen Maßstab gezeichnet ist. Somit ist das Verhältnis der genannten Längen La′ und Lb′ 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 unter­ schiedlichen Kanäle das bereits weiter oben Gesagte.

In Fig. 6 ist durch eine strichpunktierte Linie 5 ange­ deutet, daß die Brennerplatte l 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 Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführung sind zwischen den Längsreihen RL der Kanäle 2 bzw. 3 Rippen 7 mit dreieckförmigem Querschnitt aus dem Material der Brennerplatte l ausgeformt. Der Spitzenwinkel a be­ trägt vorteilhaft etwa 60°, kann aber auch einen anderen Wert haben. Innerhalb jeder Längsreihe RL sind die Aus­ trittsenden 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 fal­ lend angesehen werden.

Claims (12)

1. Brennerplatte aus feuerfestem Material für mit einem Gas-Luft-Gemisch betriebene Strahlungs-Brenner, ins­ besondere Infrarot-Strahlungsbrenner, mit einer Viel­ zahl von Kanälen, in die das Gas-Luft-Gemisch von der Rückseite der Brennerplatte her eintritt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Brennerplatte (1) Kanäle (2, 3, 4) unterschiedlicher Abmessungen und/oder Formen vorgesehen sind.

2. Brennerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Kanäle (2, 3) vorhanden sind, die sich we­ nigstens auf einem Teil ihrer Länge hinsichtlich der Querschnitts-Größe voneinander unterscheiden.

3. Brennerplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens zwei Gruppen von Kanälen (2, 3) mit jeweils zumindest auf einem Teil ihrer Länge kreisförmigem Querschnitt, jedoch unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sind.

4. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind, die sich wenigstens auf einem Teil ihrer Länge hinsichtlich der Querschnitts-Form voneinander unter­ scheiden.

5. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind, die sich hinsichtlich ihrer Länge (L) vonein­ ander unterscheiden.

6. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind, die jeweils einen hinteren, relativ engeren Teil (2a, 3a, 4a) und einen vorderen, relativ weite­ ren Teil (2b, 3b, 4b) aufweisen und sich dabei im Verhältnis der Längen (La/Lb, La′/Lb′) dieser beiden Teile voneinander unterscheiden.

7. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) nach einem unregelmäßigen Muster über die Bren­ nerplatte (1) verteilt angeordnet sind.

8. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit über die Brennerplatte (1) verteilt angeordnet sind.

9. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kanäle in Längs- und Querreihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in eini­ gen Querreihen (RQ) unterschiedliche Kanäle (2, 3) vorhanden sind und die Kanäle (2, 3) in den Längsrei­ hen (RL) Untereinander gleich sind.

10. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kanäle in Längs- und Querreihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in eini­ gen Längsreihen (RL) unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) vorhanden sind und die Kanäle (2, 3, 4) in den Querreihen (RQ) untereinander gleich sind.

11. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kanäle in Längs- und Querreihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in eini­ gen Querreihen (RQ) und wenigstens in einigen Längs­ reihen (RL) unterschiedliche Kanäle (2, 3, 4) vorge­ sehen sind.

12. Brennerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Kanäle in Längs- und Querreihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß 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 Längsrich­ tung) verlaufenden Reihen (RL oder RQ) Rippen (8) vorgesehen sind, die niedriger als die kontinuierli­ chen Rippen (7) sind.