GAS BURNER FOR GENERATING INFRA-RED RAYS

Abstract: 1. Gas burner for producing infrared radiation, comprising a tube (2) for feeding in the gas/air mixture and, at a distance in front of a concave shield (8), an incandescent surface (10) consisting of a metallic grid or a perforated metal sheet, in which the mouth of the tube (2) is located at the centre of the shield (8) and at right-angles to the clamped surface of the shield (8), in which a burner head (20) having an end surface and a lateral surface is attached at the mouth of the tube (2), and in which a metal grid (10) which constitutes the incandescent surface and extends up to the edge (11) of the shield (8) is located at a distance in front of the burner head (20), characterized in that the tube (2) is in the form of a Venturi tube, that the burner head (20) consists of at least two concentric heat-resistant nets (13, 14) which face each other, of which the inner net (13) has a finer mesh than the outer net (14), that the end surface of the burner head (20) is closed by at least two nets (17) which are next to each other and correspond to the cylindrical nets (13, 14) in composition and structure, and that, at right-angles to the central axis of the burner head (20) and at a distance apart, there are two flanges (15), of which one is in contact with the end nets (17) and has a few openings (15a), and of which the second is located approximately in the middle of the burner head (20) and likewise has openings (15b), the total cross-sectional area of which, however, is larger than that in the end flange (15).

Description: Gasbrenner zum Erzeugen von Infrarotstrahlen Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner zum Erzeugen von Infrarotstrahlen, mit einem Venturirohr zum Zuführen des Gas Luft-Gemisches und einer mit Abstand vor einem konkaven Schirm angeordneten Glühfläche aus einem metallischen Gitter oder Lochblech. Derartige Gasbrenner finden überall dort Verwendung, wo eine intensive und konzentrierte Wärmestrahlung auf einem eng begrenzten Raum gewünscht ist, wie zum Beispiel bei Hähnchengrillstationen, bei der Schnelltrocknung von Gebäudeteilen und Bauten, zum beschleunugten Abbinden von Betonbauteilen und im Strassenbau zur Replastifizierungvon Asphaltdecken. Die Arbeitsweise der bekannten Gasbrenner kann insofern noch nicht in optimaler Weise befriedigen, als der Wirkungsgrad, d.h. die Energieausbeute des Gases, nicht hoch genug ist, dass bei Windstössen die Flammen nach innen in den Verteilungsraum zurückschlagen können und dass die Temperatur der Glühfläche nicht hoch genug ist, sondern nur etwa bei 8500 C liegt. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gasbrenner zu schaffen, der unter Ausschaltung der beschriebenen Nachteile eine grössere Ausbeute an dem gewünschten Infrarotstrahlen anteil ermöglicht, indem die Verbrennung des Gases verbessert, die Verbrennungstemperatur gesteigert und dadurch die Temperatur der Glühfläche erhöht wird. Dabei soll unter allen praktisch vorkommenden Anwendunqssituationen des Brenners ein Zurückschlagen der Flamme und damit die Verbrennung des Gases an'einer nicht gewünschten Stelle, insbesondere im Strahlergehäuse, mit Sicherheit vermieden werden. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei einem Gasbrenner der eingangs beschriebenen Gattung mit den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Mitteln und Massnahmen gelöst. Zweckmässige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den anschliessenden Unteransprüchen gekennzeichn et. Ein beispielsweises Anwendungsgebiet der Gasbrenner ist der Strassenbau, wo zur Instandsetzung der Strassen und zur Reparatur beschädugter Str ass endecken grosse Batterien von Gasbrennern verwendet werden, um den Asphaltbelag der Bahn durch intensive Infrarotbestrahlung möglichst schnell und tief zu erweichen. Die auf einem Fahrgestell montierten Gasbrenner sind nach unten gerichtet und werden langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei bis drei Metern in der Minute nahe über der Oberfläche der Strassendecke hinwegbewegt. Die bei diesen Arbeiten festgestellten Nachteile rühren insbesondere daher, dass einzelne Brenner entweder durch gegenseitige Beeinflussung oder infolge der hohen Brenntemperatur schadhaft werden oder dass durch Windstösse die Flammen zurückschlagen und die Brenner dadurch ausfallen oder nur teilweise Leistung abgeben, so dass örtlich Temperaturunterschiede auf der Strassenoberfläche im Asphalt auftreten. Durch die Erfindung können diese Nachteile nicht mehr aufteten, weil die Verbrennungsgase nicht mehr einem breitflächigen Verbrennungsraum ugeführt und mit vergleichsweise geringer Gasgeschwindigkeit an dem als Glühfläche wirkenden Vorderen Metallgittern verbrannt werden, sondern durch den Einsatz eines vergleichsweise kleinen Glühkopfes, der direkt an den Aus gang des Venturirohres angeschlossen ist, tritt an der als feines Doppelnetz oder Doppelsieb ausgebildeten Oberfläche des Glühkopfes eine vergleichsweise sehr hohe Durchtrittsgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches auf, die eine sehr hohe Verbrennungstemperatur bei fast vollständiger Ausnutzung der brennbaren Gasanteile entstehen lässt. Infolge der zylindrischen Ausbildung des Brennkopfes tritt das Verbrennungsgas weitgehend radial aus, so dass sich die glühenden Gase wie eine Korona allseitig ausbreiten, in die Verteilerkammer gelangen und über das als Glühfläche wirkende vordere Metallgitter oder Lochblech gleichmässig über die gesamte Oberfläche verteilt austreten, wodurch das Metallgitter ins Glühen 0 koirunt und eine Temperatur von über 1000 C annimmt. Eventuell noch im Abgas vorhandenen brennbare Überreste werden an dem glühenden Metallgitter durch den Zutritt von Sauerstoff der Umgebungsluft restlos verbrannt. Bei Versuchen angestellte Vergleiche des erfindungsgemässen Gasbrenners mit denen der herkömmlichen Art haben eine um etwa 25% höhere Ausbeute an Infrarotstrahlen unter sonst gleichen Bedingungen erbracht. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt Figur 1 eine Hälfte des erfindungsgemässen Gasstrahlers im Querschnitt; Figur 2 und 3 die den Brennerkopf bildenden zylindrischen und konzentrisch zueinander angeordneten Siebe oder Netze in perspektivischer Ansicht; Figur 4 einen in den Brennerkopf eingesetzten Brennerflansch in perspektivischer Ansicht. In Figur 1 ist die rechte Hälfte des im übrigen achssymmetrischen erfindungsgemässen Gasbrenners zur Erzeugung von Infrarotstrahlen im Querschnitt dargestellt. Zentrisch im Verlauf der Mittelachse des Gasbrenners ist in bekannter Weise ein Venturirohr 2 in einem Schutzrohr 5 angeordnet, das mit seinem im Inneren des Gasbrenners liegenden Ende mit einem Stutzen 6 fest verbunden ist, der im Zentrum eines konkaven Schirmes 8 angeformt ist. Mit Hilfe einer Düse 1 wird dem Venturirohr 2 brennbares Gas, zum Beispiel Propan oder Butan, zugeführt, wodurch an seiner Gaseinla'ssseite 3 Verbrennungsluft angesaugt, mit dem Gas vermischt und dem Brennkopf 20 zugeführt wird, der an einem an der zentralen öffnung des Schirmes 8 befestigten runden Winkelflansch 7 angeordnet ist. Der Brennkopf 20 besteht im wesentlichen aus den in den Figuren 2 und 3 dargestellten zylindrischen und konzentrisch zueinander liegenden feinmaschigen Drahtnetzen oder Gittern 13 und 14, von denen das innen liegende Netz 13 die feinere Maschenteilung hat, um Rückschläge der Flammen in das Venturirohr zu verhindern. Die Stirnfläche des Brennkopfes 20 kann dicht abgeschlossen sein oder - wie im Beispiel dargestellt - ein Doppelnetz oder -gitter aufweisen, das den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Netzen 13 und 14 ähnlich ist. Ein quer zur Längsachse des Brennkopfes 20 eingesetzter Doppelflansch 15 bewirkt die Verteilung und Ablenkung des brennbaren Gas-Luft-Gemisches in radialer Richtung des Brennkopfes, so dass es an den zylindrischen Netzen 13, 14 mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit austritt. Der vordere Flansch 15 liegt an der Innenseite der die Stirnfläche 17 des Brennkopfes 20 bildenden,Netze an und besitzt einige kleinere Durchbrechungen 15a, durch die ein kleinerer Teil des Gas-Luft-Gemisches an die stirnseitigen Netze gelangt und dort zwecks Verbrennung austritt. Der zweite Flansch 15 liegt etwa in der Mitte des Brennkopfes und besitzt einige grössere Durchbrechungen 15b, deren Gesamtquerschnittsfläche grösser ist als die der im anderen Flansch vorgesehenen Durchbrechungen. Mit genügend grossen Abstand vor der Stirnfläche des Brennkopfes ist ein hitzebeständiges Metallgitter oder Lochblech angeordnet, das sich leicht konvex gebogen bis zum Rande des Schirmes 8 erstreckt und dort mit diesem mit Hilfe eines umlaufenden Rahmens 11 oder durch Umfalzen der Rädnder des Schirmes 8 fest verbunden ist. Somit ensteht um den Brennkopf 20 zwischen dem Schirm 8 und dem Gitter 10 eine Verteilerkammer 9, die eine gleichmässige Verteilung der heissen Verbrennungsgase, die radial aus dem Brennkopf in Richtung der Pfeile 18 austreten, bewirken, so dass sie das als Glühfläche wirkende Gitter 10 mit geringerer Gasgeschwindigkeit duchsetzen und dieses in rot-orange bis gelb-orange Farbe zum Glühen bringen. Ein weiteres Metallgitter 9 mit etwas feinerertMaschenteilung streckt sich etwa in der Mitte der Verteilerkammer 19 zwischen dem Schirm 8 und dem Gitter 10 bis zum Rahmen 11, von dem es ebenfalls gehalten wird. In dem Gitter 9 ist im Zentrum eine reichlich grosse öffnung 16 vorgesehen, durch die sich der Brennkopf 20 erstreckt und die genügend Raum für die ungehinderte Ausbreitung der eine Korona bildenden blauen Flammen gewährt. Anstelle des mittleren Metallgitters 9 können auch zwei oder drei parallel liegende Gitter vorgesehen sein. Zweckmässiger Weise werden alle Netze und Gitter aus sogenanntem Streckmetall hergestellt und die quer liegenden und grobmaschigen Glühgitter oder Lochbleche können zur Versteifung noch zusätzlich mit gewölbten Ausprägungen oder Sicken versehen sein. Trotz der enorm hohen Verbrennungstemperatur der aus dem Brennkopf radial austretenden Verbrennungsgase tritt weder am Brennkopf 20 selbst noch im Bereich des Venturirohres 2 eine unzulässig hohe Temperatur auf, weil durch das ständig nachströmende Gas-Luft-Gemisch eine ausreichende Kühlung dieser Bauteile erfolgt. Wenn vermieden werden soll, dass an der Rückseite des Schirmes 8 eine zu grosse Wärmeabstrahlung erfolgt, kann an der Rückseite des Schirmes 8 konzentrisch zum Schutzrohr 5 eine hitzebeständige Isolierschicht 12 angeordnet werden, die mit Hilfe einer Blechhaube 4 abgedeckt ist, wobei der Rand der Blechhaube ebenfalls mit Hilfe des Rahmens 11 oder durch itrdeln seines Randes mit dem Schirm 8 und den Ne- tallgittern 9, 10 fest verbunden sein kann. In diesem Falle kann es zweckmässig sein, den Schirm 8 als Lochblech auszubilden. Bei der Zusamrnenfassung mehrerer erfindungsgemässen Gasbrenner zu grösseren Batterien kann es zwecks Raumersparnis von Vorteil sein, wenn der hinten liegende Stutzen des Schutzrohres 5 bzw. des Venturirohres 2 winklig abgebogen ist. Zur Erzielung einesgut-brennbaren Gases ist eine gute Vermischung der Gas- und Luftanteile förderlich, weshalb vorteilhafterweise zwischen der Gasdüse 1 und dem Venturirohr 2 ein Verwirbelungselement angeordnet wird. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist hierfür eine an der Düse 1 befestigte Drahtschraubenfeder 21 angeordnet, welche die Zwangsverwirbe lung des Gas-Luft-Gemisches bewirkt. Der in Figur 4 perspektivisch dargestellte Doppelflansch 15, von denen jeder Flansch eine Reihe von Durchbrechungen 15a und 15b aufweist, ist durch einen Kreuzsteg 15c, der die beiden Flansche 15 fest miteinander verbindet, zu einem kompakten Bauteil vereinigt.

Claims: Patentansprüche: 1Gasbrenner zum Erzeugen von Infrarotstrahlen, mit einem Venturirohr zum Zuführen des Gas-Luft-Gemisches und einer mit Abstand vor einem konkaven Schirm angeordneten Glüh fläche aus einem metallischen Gitter oder Lochblech, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mündung des Venturirohres (2) im Zentrum des Schir mes (8) und im rechten Winkel zur Spannfläche des Schirmes (8) liegt, dass an der Mündung des Venturirohres (2) ein Brenn kopf (20) aus mindestens zwei konzentrisch zueinander lie genden hitzebeständigen Netzen (13, 14) befestigt ist, von denen das innere (13) eine feinere Maschenteilüng besitzt als das äussere, dass die Stirnfläche (17)des Brennkopfes (20) geschlossen ist und dass mit Abstand vor dem Brenn kopf (20) ein die Glühfläche bildendes Metallgitter (10) angeordnet ist, das sich bis zum Rande (11) des Schirmes (8) erstreckt. 2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Brennkopfes (20) durch mindestens zwei nebeneinander liegende Netze (17) abgeschlossen ist, die in Aufbau und Struktur den zylindrischen Netzen (13, 14) entsprechen und dass quer zur Mittelachse des Brenn kopfes (20) mit Abstand zwei Flansche (15) liegen, von denen der eine an den stirnseitigen Netzen (17) anliegt und einige Durchbrechungen (15a) aufweist und von denen der zweite etwa in der Mitte des Brennkopfes liegt, der ebenfalls Durchbrechungen (15b) aufweist, deren Gesamtquerschnitts fläche jedoch grösser ist als die im stirnseitigen Flansch. 3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Mittelebene der Verteilerkammer (19) zwi schen dem Schirm (8) und dem Metallgitter (10) mindestens ein weiteres Lochblech oder Metallgitter (9) mit feiner er Lochung erstreckt, das im Zentrum eine hinreichend grosse Öffnung (16) zum Durchtritt des Brennkopfes (20) besitzt. 4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schirm (8) aus einem Lochblech besteht, an dessen Rückseite zentrisch um das Venturirohr (2) eine hitzebeständige IsoliersChicht (12)angeordnet und mit Hil fe einer Blechhaube (4) eingeschlossen ist. 5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Venturirohr (2) in einem zylindri schen Schutzrohr (5) gelagert ist, das am vorderen Ende mit einem Stutzen (6) des Schirmes (8) und einem Winkel flansch (7) fest verbunden ist, deren Brennkopf (20) trägt. 6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche- 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schirm (8), die Lochbleche bzw. die Gitter (9, 10) und ggf. -die Blechhaube (4) von einem Rah men (11) zusammengehalten sind. 7. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lochbleche bzw. die Gitter (9, 10) mit dem Schirm (8) bzw. die Teile (8, 9, 10) mit der Blechhaube (4) durch Umbördeln der Ränder des Schirmes (8) bzw. der Haube (4) fest miteinander verbunden sind. 8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass das Venturirohr (2) im Bereich der Gas einlassseite (3) winklig abgebogen ist. 9. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass im Gasstrom zwischen der Düse (1) und dem Venturirohr (2) ein Verwirbelungskörper (21) angeordnet ist.

Inventors: ALVISE, GAVASSO, SILVIO, POLIDORO
Applicants: INFRA- KOLB KG GMBH & CO., SLA SOCIETA LAVORAZIONE ACCAI S.P.A.
Application year: 1981
Main classification: F23D13
IPC codes: F23D14, F24C3