EP0708901B1 - Ceramic combustion support element for surface radiant burners - Google Patents
Ceramic combustion support element for surface radiant burners Download PDFInfo
- Publication number
- EP0708901B1 EP0708901B1 EP94925377A EP94925377A EP0708901B1 EP 0708901 B1 EP0708901 B1 EP 0708901B1 EP 94925377 A EP94925377 A EP 94925377A EP 94925377 A EP94925377 A EP 94925377A EP 0708901 B1 EP0708901 B1 EP 0708901B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- layer
- support element
- combustion support
- element according
- ceramic
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 86
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 58
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 99
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 25
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 206010016754 Flashback Diseases 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 1
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/16—Radiant burners using permeable blocks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2203/00—Gaseous fuel burners
- F23D2203/10—Flame diffusing means
- F23D2203/106—Assemblies of different layers
Definitions
- the invention relates to a ceramic combustion carrier element, preferably in Form of a ceramic composite body in surface radiation burners for industrial conversion and heating processes in the temperature range up to especially about 1300 ° C.
- Surface radiant burners are especially for space heating and Drying purposes in the infrared range and as low-pollution combustion units Various versions in use in the heating and boiler area. Here will be all the possibilities of low-pollutant operation at application temperatures used up to 1000 ° C.
- Multi-flame surface burners There are generally two basic types, namely Multi-flame surface burners and quasi-flameless surface burners.
- Multi-flame burners are characterized by the fact that the Starting from the burner surface, form a large number of individual flames, which are defined in certain Unite performance areas to a flame front.
- the quasi-flameless surface burners form a second group.
- the burner type sits in a certain power range in the flame root Surface layer of the combustion carrier and makes it glow. Through the Decoupling considerable portions of radiant heat is the Combustion temperature of the fuel-air mixtures conducted through the flame carrier lowered and NOx formation significantly suppressed. Above one certain burner output and with a high excess of combustion air also dissolves with these burners the flame off the surface and causes one Deterioration of exhaust gas hygiene.
- An essential form of this type of burner is based on radiation combustion elements made of ceramic fibers, which Vacuum forming in connection with binders, preferably on a metal sieve be deposited. Refinements of this form are e.g.
- EP-A-0 382 674 EP-A-0 397 591; US-A-4 416 619; DE-A-3 311 953; US-A-3 179 156; US-A-3 275 497 and US-A-4 519 770.
- the flame support solutions described in EP-A-0 382 674 and EP-A-0 397 591 allow a very small control range to be expected.
- the as described with Alumina coating cross-linked thick fiber layer is mechanically vulnerable, in particular sensitive to all handling, vibration and tends to increase Erosion in the thermal aging process.
- the closed burner head shape leaves a jamming effect with uneven distribution of the flame on the ceramic jacket and thus a deterioration in exhaust gas hygiene as well as increased erosion of fibers in expect this area (hot spot formation).
- the binder structure with the targeted gamma and theta phases of Al 2 O 3 as the main binder component is used both for the heat treatment to remove the pore former and also limits for the later operating temperature of the fiber ceramics, which are around 1100 ° C.
- the gas chemical effect is less important, unless the large surface area of the gamma and theta phases is required in connection with catalytic additives.
- the embrittlement of the surface layer due to phase transition of the Al 2 O 3 into the alpha phase above about 982.2 ° C. is important here (see DE-A-3 311 953).
- Metallic fiber radiation burners e.g. in EP-A-0 157 432, EP-A-0 227 131 and EP-A-0 390 255 describes, have mechanical advantages, but have one material-related application limit of 1150 ° C surface temperature are due to the necessary high-quality special steel fiber qualities very expensive and as expected more susceptible to hot corrosion than ceramics with critical exhaust gas components, e.g. Hydrogen halide.
- EP 0 187 508 A3 relates to a combustion carrier element which consists of a porous, by forming and sintering a starting material from ceramic powder, Binder and inorganic fibers formed porous combustion body, which in addition to its porosity, a plurality of preferably drilled through holes , see in particular p. 5, last paragraph to p. 7, first paragraph.
- EP-A-0 410 569 A1 relates to a plate-shaped porous Combustion body, which is supported by a metal sieve and two, transverse to Pass-through extending blocks, of which the second block is one Porosity with larger through openings. An explanation of the actual flow resistance cannot be found.
- the second block can with Be coated or impregnated with metal oxide, see column 7, lines 45 to 55.
- EP-A-0 530 630 A1 discloses a porous combustion body with several zones, in which the structure or porosity refines from the inside out. Also from this document is not an explanation of the actual flow resistance refer to.
- a porous combustion body can be found in AU-B-25742/67 Avoiding flashback has a porous layer caused by application a slurry comprising aluminum powder and fibers is formed.
- FR-A-2 222 329 relates to a porous combustion body different flow resistance, so that there is a pilot flame during operation results.
- WO-A-84 04376 describes a porous combustion body containing fibers described, the outer surface of which is sealed, see in particular p. 5, last paragraph.
- From US-A-3 208 247 is a plate, sleeve or spherical porous combustion body of foam-like or fibrous structure, which can be coated on its focal surface, see in particular column 3.
- a burnout is described to improve the porous structure.
- US-A-4 189 294 relates to flameless combustion in one Catalyst zone and is to be regarded as the more distant prior art.
- From US-A-4 814 300 is a molded body made of porous ceramic material remove, consisting of a foamable starting material with a Mixture of alkali silicates, alkali aluminates and ceramic particles.
- porous ceramic material remove consisting of a foamable starting material with a Mixture of alkali silicates, alkali aluminates and ceramic particles.
- a porous body for various uses, under other also kiln.
- US-A-4 643 667 describes a porous combustion body consisting of two Layers, of which the first layer is low and the second layer is higher Has thermal conductivity. In addition, the two layers are different Porosity, see column 5, line 25 and following.
- US-A-4 039 480 is a method of making substantially spherical pelets and their use as a catalyst.
- the spherical pelets contain a flammable substance and they are outside with a ceramic powder coated. Because of this coating they can be under Sinter heat together, burning out the combustible material and hollow ceramic balls are formed.
- the ceramic can be an aluminosilicate such as mullite be.
- US-A-4 889 481 describes a combustion carrier element consisting of a ceramic material which has a plurality of passage openings, the Combustion carrier element is a multilayer composite body with two or three Layers, of which the third layer is chemically evaporated.
- combustion carrier element which consists of spherical aggregates made of ceramic material is built up in one layer.
- the invention has for its object to provide a combustion carrier element, while ensuring great corrosion resistance, stability and durability on the one hand a good flow through the fuel and on the other hand a good and trouble-free combustion even at high temperatures, especially up to about 1300 ° C.
- combustion carrier element there is another requirement for a combustion carrier element in that it is simple and inexpensive with satisfactory porosity as well can create thermal and mechanical stability.
- the purpose of other design features is based on a Combustion carrier element to design so that on its combustion surface a certain, in particular uniform, flow velocity profile or a certain, especially uniform flame distribution arises.
- combustion carrier element create a simple bracket while ensuring a simple design of the combustion carrier element with a low installation or mounting effort in allowed a burner.
- the combustion carrier element according to claim 1 has a porous, spherical or hollow spherical bulk ceramics. Such a bulk ceramic is easy and inexpensive to manufacture and also leads satisfactory strength to an advantageous porosity and trouble-free and even gas flow.
- the invention Combustion carrier element can be used as a post-mixer and mixture distributor for the fuel-air mixture flowing through. Due to the existing porous The combustion carrier element has sufficient aggregate ceramics Flow resistance to prevent flashback. Besides, that is Porosity of satisfactory evenness, resulting in a largely uniform Flow rate profile leads. It is further advantageous that Pre-firing ceramics according to the invention and at least up to such Temperature that it has sufficient strength to last longer as a flame holder Life to be able to function.
- combustion carrier element according to claim 1 and also that multilayer ceramic combustion carrier element according to claim 9 are suitable both for multi-flame surface burners and for quasi-flameless ones Surface burner, the combustion carrier element being particularly suitable for one quasi-flameless surface burner is particularly suitable because the second or a further layer arranged on the outflow side of the holder Flame root favored in its surface layer. Because of the training this combustion carrier element as a composite part is the one according to the invention Combustion carrier element not only of great thermal but also mechanical stability.
- the embodiment according to claim 9 improves the gas outflow, the risk of flashbacks being eliminated or at least largely is reduced.
- Layering can be achieved by combining a gas driving process with a Burn-out process take place, whereby an open macro and micropore spectrum in the range of equivalent pore diameters from> 0 to approx. 1 mm is achieved in the layers and at the same time a multidirectional Cross-linking (reinforcement) of the pile is brought about by fiber materials
- the thermal shock resistance of the layers is very positively influenced.
- the configurations according to the invention are suitable both for a disk-shaped one Shape as well as for a sleeve-shaped or pot-shaped shape of the Combustion carrier element.
- a flame carrier ceramic is preferably made for one quasi-flameless gas radiant burner working according to the premix principle provided, preferably in connection with exhaust gas afterburning Enables heat generation and heat treatment processes up to 1300 ° C in addition, the use of hydrocarbon-containing exhaust gases as fuel directly or at lower concentration than combustion air, which is then a common fuel gas, e.g. Natural gas, to be admixed, is permitted and, if the material is selected, also halogen-containing components in the exhaust gas can be safely thermally burned.
- a common fuel gas e.g. Natural gas
- the invention also in the flame carrier area corrosion-sensitive, delicate, metallic construction elements, e.g. Screen mesh, fine perforated mesh, fine perforated plates and metal fiber fleeces avoided.
- the combustion carrier elements according to the invention are preferably suitable for multi-layer composite ceramics, especially with two or three layers.
- Combustion carrier element E from three layers 1, 2 and 3, which with respect to the Flow direction lie transversely on one another and form a composite body.
- the the upstream fuel-air mixture flow is denoted by 4.
- the combustion carrier elements E forms the fuel-air mixture at the downstream focal surface 5 of the third layer 3 (or the second layer 2 at a two-layer composite body) only hinted at in FIGS. 1 and 4 flame front 6 shown, the flow velocity profile of which is uniform, as the large number of small arrows in the flame front 6 shows.
- Combustion carrier element E can be used to hold the Combustion carrier element E serve a tubular holder 7, which Combustion carrier element E encloses on its circumference.
- Combustion carrier element E tapers stepwise or conically towards the outflow side, whereby a step surface 8 is formed, which can be engaged by the holder 7 to an undesired slipping out of the combustion carrier element from the holder 7 prevent.
- the fuel-air mixture 4 is the combustion carrier element E upstream fed, e.g. in the holder 7, there is an increased in the center of the flow 4 Back pressure, which without special control devices on the downstream side to one in this Area enlarged flow rate profile leads.
- a uniform flow velocity profile e.g. of the Flow resistance of the combustion carrier element E is made larger in the center than in the area surrounding the center, the measure of Radially gas permeability increases progressively. This can e.g. by a different porosity can be achieved.
- the combustion carrier element E in the sense of a The above-described closed sleeve on the outflow side according to FIGS. 4 and 5 Flow pressure in the front region of the cavity 11 also to one enlarged flow velocity profile at the with rounded corners flattened end face 13 (Fig. 4) or in particular hemispherical rounded end face 13 (Fig. 5) of the combustion carrier element E.
- the first layer 1 has a thickness dl which is larger than the thickness d im region of the first layer 1 adjoining the rear side.
- the front end of the The shape of the cavity 11 corresponds to the outer shape of the first layer 1 customized.
- such a flow change, in particular reduction also by a compressed area 14 of the first layer 1 in the front end area can be reached.
- a compressed area 14 can through a more or less dense application or coating with a suitable one Funds are created.
- Such an agent can not only layer 1 coat, but it can also penetrate into layer 1.
- such a compressed region 14 is in each case on the outside on the Layer 1 created in the center region of the combustion carrier element E and through the second layer 2 covered.
- Such a coating or compression need not be completely sealed, it can also have a lower porosity or Have gas permeability, like the first layer 1.
- This compressed area 14a extends up to the second layer 2 or possibly also existing third layer 3.
- the compressed area preferably extends 14a on the back of the first layer 1 also radially inward by a few millimeters.
- This radial section is designated 14b. Possibly. can be a corresponding radial Section 14c can also be arranged on the outflow side of the first layer 1, as is the case 3 shows in particular. In such a case, the second layer 2 or the third layer 3 covers the section 14c.
- the upstream holding area is also at sleeve-shaped layer 1 with a compressed region 14a, as the 4 and 5 show.
- the sleeve-shaped layer 1 protrudes over layer 2 or possibly also layer 3 on the upstream side around a section 15 required for mounting, the lateral surface of this section 15 in the sense of the compressed region 14a is sealed.
- the compressed region 14a preferably does not only extend with it a radial section 14b on the downstream end face of the first layer 1, but also with a section 14d on the inner wall of the cavity 11.
- a seal 14 or 14a described above is preferably a slip cover.
- Preferred layer thicknesses for layer 1 are between approximately 10 and 50 mm, for the second layer 2 between approximately 1 and 4 mm and for the third layer 3 between approximately 1 and 4 mm, depending on the fuel type, output, design and pre-pressure of the fuel / air mixture .
- the particularly preferred layer thickness for the second layer 2 is 1.5 mm - 2.5 mm and for the third layer 3 1 to 2 mm.
- the first layer 1 is preferably made of hollow spherical mullite ceramic. Under The use of analog aggregate sizes, grain sizes, binder quantities and types is Production also with other hollow sphere materials of the high temperature range, such as for example corundum, zirconium oxide, titanium oxide, cordierite etc. can be realized.
- the binder is started by mixing the Dry ingredients, with the addition of the silica sol until all are evenly distributed Ingredients stirred.
- the water is introduced via the silica sol, if necessary also additionally by the phosphate liquid binder and in an extended configuration by a commercially available organic thickeners, e.g. Methyl cellulose, Carboxymethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, which is used to improve Processing consistency can optionally be added.
- the dry premixed aggregates and aggregates (fillers) is under Continuing the mixing process, the added binder is added continuously mixed until uniform consistency is achieved.
- the molding is preferably carried out by shaking into an appropriate one Form, pounding or isostatic pressing.
- the green body is about two hours dried to about 180 ° C.
- Fluidically desired sealing areas 14 or 14a, 14b, 14c, are treated with a slip coating made of binder, combined with an elevated one Filler portion, covered or penetrated. Then the burning process takes place between about 1200 and 1600 ° C cooking temperature.
- the second layer 2 explained at the beginning with regard to its functional effect is preferably described according to the invention using the example of a solid-reinforced mullite fiber aggregate.
- Embodiments based on other crystalline (single and / or polycrystalline) high-temperature fibers or fiber mixtures with application temperatures approximately above 1500 ° C, such as Al 2 O 3 fibers with 95% AL 2 O 3 or with more than 99.5% Al 2 O 3 , ZrO 2 fibers or silicon nitride fibers are possible using appropriate colloidal solutions and fillers.
- the fiber diameter should preferably be in a narrow spectrum above 3 ⁇ m. Fibers with a diameter of 10 ⁇ m and larger are particularly preferred.
- the fiber length should be in the range 0-5 mm, preferably 0-3 mm.
- the aforementioned ceramic Starting material an addition of clay in the order of magnitude 0 - 30% by weight (based on the water-free ceramic starting material) be added.
- the ceramic starting material is also a commercially available thickener, preferably in the form of a cellulose, e.g. in the quality of methyl cellulose, Carboxymethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose with a share of 0.2 - 5 wt .-% dry matter (based on the dry starting material) in 1 percent aqueous solution added.
- the elimination of oxygen in the thermal / catalytic decomposition of H 2 O 2 can advantageously be used, preferably about 10 to 30 percent aqueous solutions being used.
- the second layer 2 can be produced, for example, by cutting the fiber Length 3 mm of the aforementioned mullite fiber is wet dispersed to protect the fibers to unlock.
- the combustible aggregate for example as wood flour (sieve passage 0.5 mm) with an elongated splintered shape, is added to the fiber solution and stirred again until uniform distribution.
- the inorganic filler for example mullite fine grain
- the binder for example the Al 2 O 3- SiO 2 mixed binder with 77% Al 2 O 3 and 23% SiO 2
- the organic thickener for example hydroxyethyl cellulose in 1 percent
- added aqueous solution and evenly distributed with stirring The mass is kept below 20 ° C if necessary by cooling the individual components.
- the gas-developing substance for example H 2 O 2
- the mass is brought to the processing consistency by adding water and is preferably applied to the pre-fired carrier ceramic by spatula, brush or spray application.
- the ceramic is dried at 40 ° C for about 12 hours.
- the dried second layer 2 is preferably sanded, with which the layer thickness is adjusted, for example 2 mm. Sanding after drying is also advantageous for the first layer 1.
- the third layer 3 explained at the beginning with regard to its functional effect as a flame carrier layer is explained here using the example of a mullite fiber pile with a modified structure.
- An expanded configuration on the basis of a fiber quality that differs from the second layer 2, in particular in the direction of a higher thermal load capacity, for example fibers with 95% Al 2 O 3 or 99.5% Al 2 O 3 and more, or zirconium oxide fibers or silicon nitride fibers or Fiber mixtures in connection with an adaptation of the oxidic filler materials and colloidal binders based on Al 2 O 3 and ZrO 2 are possible.
- the geometric requirements for the fiber materials with regard to diameter and length described with regard to the second layer 2 also apply to the third layer 3.
- the aforementioned ceramic starting material can be added in the order of clay 0 - 10% by weight (based on the anhydrous ceramic starting material) be added.
- the ceramic starting material is also a commercially available thickener of the quality described for layer 2, with a proportion of 0.1 - 5% by weight dry matter (based on the anhydrous starting material) added in 1 percent aqueous solution.
- a gas-developing substance according to the description of layer 2 is also added to the ceramic starting material, the reactive portion 1 - 10 wt .-% reactive substance (based on the anhydrous ceramic starting material) is.
- Layer 3 is produced in an analogous manner to layer 2.
- the same type and size of the burnout material is added in the basic version, but varies in amount.
- melt mullite fine grain and SiC fine grain are premixed as solid additives in the weight proportions described for layer 3 and added to the mass and incorporated.
- the Al 2 O 3 -SiO 2 binder mentioned and then the thickener are then added in changed proportions by weight and distributed evenly.
- Reactive substance is added to the gas-developing substance, as in layer 2, but in a modified proportion by weight, and the ceramic is treated analogously until the drying process is complete.
- another crystalline fiber of the type Al 2 O 3 or ZrO 2 etc. described or a mixture of fibers including / excluding mullite fiber can be advantageous.
- a surface formed by sanding after drying is for the third layer 3 also advantageous. This improves the gas flow and it can the layer thickness can be adjusted.
- the quality of the burnout material can be be varied, e.g. Synthetic fiber cut with a length of about 3 mm Diameter less than about 0.5 mm.
- the mixed binder can be varied, for example by adding a colloidal solution / precursor of ZrO 2 , which can partially or completely replace the colloidal SiO 2 solution.
- the ceramic After completion of the blowing process and drying, preferably about twelve Hours at around 40 ° C, the ceramic is made depending on the material structure Fired layers between about 1200 ° C and 1600 ° C.
- the outer layer 3 or possibly also second layer 2 becomes the layer thickness reproducible, for example set to about 2 mm.
- the first layer 1 is flown against by the fuel-air mixture 4 and flows through. It distributes this according to the flow resistance Mix as evenly as possible over the focal surface 5 and causes a slight Preheating and postmixing.
- Layer 2 intensifies the Preheating and a further equalization of the flow profile. The mixture is brought up to the reaction temperature. The actual flame sits in front or directly on the layer 3 and makes it glow.
- the outflowing Exhaust gases are illustrated by reference number 6.
- Such a ceramic is included via a suitable media feed Attachment 7 held gastight.
- the combustible mixture supplied in the ceramic is replaced by a suitable one Device ignited on the surface, the combustion gases from a combustion chamber fed and a process-dependent more or less intensive heat consumption realized.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein keramisches Verbrennungsträgerelement, vorzugsweise in Form eines keramischen Verbundkörpers in Oberflächenstrahlungsbrennern für industrielle Umwandlungs- und Erwärmungsprozesse im Temperaturbereich bis insbesondere etwa 1300°C.The invention relates to a ceramic combustion carrier element, preferably in Form of a ceramic composite body in surface radiation burners for industrial conversion and heating processes in the temperature range up to especially about 1300 ° C.
Oberflächenstrahlungsbrenner sind insbesondere für Raumbeheizungs- und Trocknungszwecke im Infrarotbereich sowie als schadstoffarme Verbrennungseinheiten im Heizungs- und Kesselbereich in vielfältigen Versionen im Einsatz. Hier werden vor allem die Möglichkeiten eines schadstoffarmen Betriebes bei Anwendungstemperaturen bis 1000°C genutzt.Surface radiant burners are especially for space heating and Drying purposes in the infrared range and as low-pollution combustion units Various versions in use in the heating and boiler area. Here will be all the possibilities of low-pollutant operation at application temperatures used up to 1000 ° C.
Es lassen sich im allgemeinen zwei Grundtypen unterscheiden, nämlich Vielflammenflächenbrenner und quasi-flammenlose Oberflächenbrenner.There are generally two basic types, namely Multi-flame surface burners and quasi-flameless surface burners.
Vielflammenflächenbrenner zeichnen sich dadurch aus, daß sich von der Brenneroberfläche ausgehend viele Einzelflammen bilden, die sich in bestimmten Leistungsbereichen zu einer Flammenfront vereinigen können.Multi-flame burners are characterized by the fact that the Starting from the burner surface, form a large number of individual flames, which are defined in certain Unite performance areas to a flame front.
Es werden u. a. stabile gelochte oder geschlitzte Flammenträgerelemente eingesetzt, um die Lebensdauer gegenüber metallischen Flammenträgern zu verbessern, wie es z.B. in DE-A-40 41 061 beschrieben, ist aus der ein keramisches Verbrennungsträgerelement zu entnehmen ist.. Aus Gründen der Flammenrückschlagsicherheit bleibt die Wärmeauskopplung relativ gering. Die Stickoxidbildung ist höher als in vergleichbaren quasi-flammenlosen Oberflächenbrennern. Der Arbeitsbereich wird durch eine höhere CO- und CxHy-Fracht zusätzlich eingeengt. Das trifft auch für haufwerksporige Keramiken, wie z.B. in EP-A-0 056 757 beschrieben, zu. Die hier eingesetzten Binder, Ton oder Bentonit, lassen in Verbindung mit der erforderlichen Flammenrückschlagsicherheit nur bei geringem Temperaturgefälle über die Schichtdicke der Keramik eine hinreichende Lebensdauer im zyklischen Betrieb erwarten. Hinzu kommt bei dem beschriebenen niedrigen Druckverlust der Keramik im Falle der einseitig geschlossenen Zylinderform eine zu erwartende Ungleichmäßigkeit der Flammenverteilung mit erhöhtem Energieaustrag zum geschlossenen Kopfende hin.There will be a. stable perforated or slotted flame support elements used to to improve the service life compared to metallic flame carriers, e.g. in DE-A-40 41 061 describes a ceramic combustion carrier element can be seen .. For the sake of Flame return safety, the heat extraction remains relatively low. The Nitrogen oxide formation is higher than in comparable quasi-flameless ones Surface burners. The work area is characterized by higher CO and CxHy loads additionally constricted. This also applies to porous ceramics, e.g. in EP-A-0 056 757. The binders, clay or bentonite used here, only allow in connection with the required flame retardancy low temperature gradient across the layer thickness of the ceramic is sufficient Expect service life in cyclic operation. Added to this is the one described low pressure loss of the ceramic in the case of the closed cylinder shape an expected non-uniformity of the flame distribution with increased Energy discharge towards the closed head end.
Eine zweite Gruppe bilden die quasi-flammenlosen Oberflächenbrenner. Bei diesem Brennertyp sitzt die Flammenwurzel in einem gewissen Leistungsbereich in der Oberflächenschicht des Verbrennungsträgers und bringt diese zum Glühen. Durch die Auskopplung von erheblichen Anteilen an Strahlungswärme wird die Verbrennungstemperatur der durch den Flammen träger geleiteten Brennstoff-Luftgemische abgesenkt und die NOx-Bildung deutlich unterdrückt. Oberhalb einer bestimmten Brennerleistung und bei hohem Verbrennungsluftüberschuß löst sich auch bei diesen Brennern die Flamme von der Oberfläche ab und bewirkt eine Verschlechterung der Abgashygiene. Eine wesentliche Form dieses Brennertyps basiert auf Strahlungsverbrennungselementen aus keramischen Fasern, die durch Vakuumformgebung in Verbindung mit Bindern vorzugsweise auf einem Metallsieb abgeschieden werden. Ausgestaltungen dieser Form sind z.B. in EP-A-0 382 674, EP-A-0 397 591; US-A-4 416 619; DE-A-3 311 953; US-A-3 179 156; US-A-3 275 497 und US-A-4 519 770 beschrieben.The quasi-flameless surface burners form a second group. With this The burner type sits in a certain power range in the flame root Surface layer of the combustion carrier and makes it glow. Through the Decoupling considerable portions of radiant heat is the Combustion temperature of the fuel-air mixtures conducted through the flame carrier lowered and NOx formation significantly suppressed. Above one certain burner output and with a high excess of combustion air also dissolves with these burners the flame off the surface and causes one Deterioration of exhaust gas hygiene. An essential form of this type of burner is based on radiation combustion elements made of ceramic fibers, which Vacuum forming in connection with binders, preferably on a metal sieve be deposited. Refinements of this form are e.g. in EP-A-0 382 674, EP-A-0 397 591; US-A-4 416 619; DE-A-3 311 953; US-A-3 179 156; US-A-3 275 497 and US-A-4 519 770.
Die in EP-A-0 382 674 und EP-A-0 397 591 beschriebenen Flammenträgerlösungen lassen einen sehr geringen Regelbereich erwarten. Die gemäß Beschreibung mit Alumina-Coating vernetzte dicke Faserschicht ist mechanisch anfällig, insbesondere empfindlich gegen jegliche Handhabung, gegen Erschütterung und neigt verstärkt zu Erosion beim thermischen Alterungsprozeß. Die geschlossene Brennerkopfform läßt eine Stauwirkung mit ungleicher Verteilung der Flamme auf dem Keramikmantel und damit eine Verschlechterung der Abgashygiene sowie erhöhte Erosion von Fasern in diesem Bereich (Hot-Spot-Bildung) erwarten.The flame support solutions described in EP-A-0 382 674 and EP-A-0 397 591 allow a very small control range to be expected. The as described with Alumina coating cross-linked thick fiber layer is mechanically vulnerable, in particular sensitive to all handling, vibration and tends to increase Erosion in the thermal aging process. The closed burner head shape leaves a jamming effect with uneven distribution of the flame on the ceramic jacket and thus a deterioration in exhaust gas hygiene as well as increased erosion of fibers in expect this area (hot spot formation).
Allgemein setzt die Binderstruktur mit den angestrebten Gamma- und Theta-Phasen des Al2O3 als Hauptbinderbestandteil, wie in US-A-4 416 619 und DE-A-3 311 953 beschrieben, sowohl für die Wärmebehandlung zur Beseitigung des Porenbildners als auch für die spätere Einsatztemperatur der Faserkeramiken Grenzen, die bei etwa 1100°C liegen. Es ist weniger die gaschemische Wirkung entscheidend, es sei denn, daß die große Oberfläche der Gamma- und Theta-Phasen in Verbindung mit katalytischen Zusätzen benötigt wird. Wichtig ist hier die Versprödung der Oberflächenschicht durch Phasenübergang des Al2O3 in die Alpha-Phase oberhalb etwa 982,2°C (siehe DE-A-3 311 953). Beim Einsatz von amorphen Aluminium-Silikat-Fasern des z.B. in US-A-3 179 156 und US-A-3 275 497 beschriebenen Typs kommt deren Rekristallisationsreaktion hinzu. In Verbindung mit der durch die Vakuumformgebung bewirkten Ausbildung von Vorzugslagen der Fasern ist bei längerem Betrieb um 1000°C und darüber hinaus Rißbildung bis hin zur Abplatzgefahr in der sich ausbildenden versprödeten Faseroberschicht zu erwarten.In general, the binder structure with the targeted gamma and theta phases of Al 2 O 3 as the main binder component, as described in US-A-4 416 619 and DE-A-3 311 953, is used both for the heat treatment to remove the pore former and also limits for the later operating temperature of the fiber ceramics, which are around 1100 ° C. The gas chemical effect is less important, unless the large surface area of the gamma and theta phases is required in connection with catalytic additives. The embrittlement of the surface layer due to phase transition of the Al 2 O 3 into the alpha phase above about 982.2 ° C. is important here (see DE-A-3 311 953). When using amorphous aluminum silicate fibers of the type described for example in US-A-3 179 156 and US-A-3 275 497, their recrystallization reaction is added. In connection with the formation of preferred layers of the fibers caused by the vacuum shaping, prolonged operation around 1000 ° C. and beyond this, crack formation up to the risk of chipping in the brittle fiber top layer which is formed can be expected.
Die speziell in DE-A-3 311 953 und US-A-4 416 619 vorgeschlagenen Maßnahmen zur Vorkerbung der Oberfläche sollen längere Risse und größere Abschalungen verhindern, stellen aber langfristig selbst Vorzugsgebiete für Rißwachstum und Erosion dar.The measures specifically proposed in DE-A-3 311 953 and US-A-4 416 619 Preroting the surface should prevent longer cracks and larger formwork, However, in the long term they are preferred areas for crack growth and erosion.
Ein weiterer Nachteil dieser Keramik ist die Neigung zur punktuellen Erosion an Schwachstellen und in Gebieten erhöhten Drucks, insbesondere im Kopfbereich einseitig geschlossener Zylinder. Die einsetzende Hot-Spot-Bildung schreitet mit der thermischen Alterung fort und verschlechtert die ansonsten anfänglich sehr günstige Abgashygiene dieses Brennertyps hinsichtlich NOx-, CO- und CxHy-Fracht und beeinflußt das Brennerstartverhalten negativ.Another disadvantage of this ceramic is its tendency to erosion Vulnerabilities and in areas of increased pressure, especially in the head area cylinder closed on one side. The onset of hot spot formation progresses with that thermal aging and worsens the otherwise very cheap initially Exhaust gas hygiene of this type of burner with regard to NOx, CO and CxHy loads and affects the burner start behavior negatively.
Strahlungsbrenner auf der Basis von keramischen Fasergeweben als Flammenträger auf porösem Metallträger, wie in US-A-4 599 066; US-A-4 721 456 oder z.B. in DE-A-3 504 601 beschrieben, versuchen, die Nachteile der vakuumgeformten Faserkeramik hinsichtlich Festigkeit und Langzeitstabilität zu vermeiden.Radiation burner based on ceramic fiber fabrics as a flame carrier porous metal support as described in US-A-4,599,066; US-A-4 721 456 or e.g. in DE-A-3 504 601, try to overcome the drawbacks of vacuum molding Avoid fiber ceramics in terms of strength and long-term stability.
Bei hohen Leistungen und hohen Betriebstemperaturen wird die Befestigung des Fasergewebes auf dem Metallschirm durch Eigendehnung problematisch. Örtliche Abhebeerscheinungen des Faservlieses mit der Gefahr des Flammenrückschlags sind gegeben. Die mit US-A-4 721 456 angestrebte Verbesserung beinhaltet metallische Befestigungselemente, die die Einsatztemperatur begrenzen und druck- und leistungsabhängige mögliche Veränderungen der Poren form über längere Betriebsdauer und Zyklen nicht verhindern.At high powers and high operating temperatures, the attachment of the Fiber tissue on the metal screen is problematic due to self-expansion. Local There are signs of the fiber fleece lifting off with the risk of flashback given. The improvement sought with US-A-4,721,456 includes metallic ones Fasteners that limit the operating temperature and pressure and performance-dependent possible changes in the pore shape over a longer period of operation and not prevent cycles.
Metallische Faserstrahlungsbrenner, wie z.B. in EP-A-0 157 432, EP-A-0 227 131 und EP-A-0 390 255 beschrieben, haben mechanische Vorteile, besitzen aber eine werkstoffbedingte Einsatzgrenze von 1150°C Oberflächentemperatur, sind aufgrund der erforderlichen hochwertigen Sonderstahlfaserqualitäten sehr teuer und erwartungsgemäß heißkorrosionsanfälliger als Keramiken bei kritischen Abgasbestandteilen, wie z.B. Halogenwasserstoffen. Metallic fiber radiation burners, e.g. in EP-A-0 157 432, EP-A-0 227 131 and EP-A-0 390 255 describes, have mechanical advantages, but have one material-related application limit of 1150 ° C surface temperature are due to the necessary high-quality special steel fiber qualities very expensive and as expected more susceptible to hot corrosion than ceramics with critical exhaust gas components, e.g. Hydrogen halide.
EP 0 187 508 A3 bezieht sich auf ein Verbrennungsträgerelement, das aus einem porösen, durch Formen und Sintern eines Ausgangsmaterials aus keramischen Pulver, Binder und anorganischen Fasern gebildeten porösen Verbrennungskörper besteht, der zusätzlich zu seiner Porosität eine Vielzahl vorzugsweise gebohrter Durchgangslöcher aufweist, siehe insbesondere S. 5, letzter Abs. bis S. 7, erster Abs.EP 0 187 508 A3 relates to a combustion carrier element which consists of a porous, by forming and sintering a starting material from ceramic powder, Binder and inorganic fibers formed porous combustion body, which in addition to its porosity, a plurality of preferably drilled through holes , see in particular p. 5, last paragraph to p. 7, first paragraph.
EP-A-0 410 569 A1 bezieht sich sich auf einen plattenförmigen porösen Verbrennungskörper, der von einem Metallsieb getragen ist und aus zwei, sich quer zur Durchgangsrichtung erstreckenden Blöcken besteht, von denen der zweite Block eine Porosität mit größeren Durchgangsöffnungen aufweist. Eine Erklärung über den tatsächlichen Strömungswiderstand ist nicht zu entnehmen. Der zweite Block kann mit Metalloxid beschichtet oder imprägniert sein, siehe Sp. 7, Z. 45 bis 55.EP-A-0 410 569 A1 relates to a plate-shaped porous Combustion body, which is supported by a metal sieve and two, transverse to Pass-through extending blocks, of which the second block is one Porosity with larger through openings. An explanation of the actual flow resistance cannot be found. The second block can with Be coated or impregnated with metal oxide, see column 7, lines 45 to 55.
EP-A-0 530 630 A1, offenbart einen porösen Verbrennungskörper mit mehreren Zonen, in denen die Struktur, bzw. Porosität sich von innen nach außen verfeinert. Auch aus dieser Druckschrift ist eine Erklärung über den tatsächlichen Strömungswiderstand nicht zu entnehmen.EP-A-0 530 630 A1, discloses a porous combustion body with several zones, in which the structure or porosity refines from the inside out. Also from this document is not an explanation of the actual flow resistance refer to.
Aus der AU-B-25742/67 ist ein poröser Verbrennungskörper zu entnehmen, der zur Vermeidung eines Flammenrückschlags eine poröse Schicht aufweist, die durch Auftrag einer Aluminiumpulver und -fasern aufweisenden Schlämme gebildet ist.A porous combustion body can be found in AU-B-25742/67 Avoiding flashback has a porous layer caused by application a slurry comprising aluminum powder and fibers is formed.
FR-A-2 222 329 bezieht sich auf einen porösen Verbrennungskörper mit unterschiedlichem Strömungswiderstand, so daß sich im Betrieb eine Pilotflamme ergibt.FR-A-2 222 329 relates to a porous combustion body different flow resistance, so that there is a pilot flame during operation results.
In WO-A-84 04376 ist ein Fasern enthaltender poröser Verbrennungskörper beschrieben, dessen Mantelfläche abgedichtet ist, siehe insbesondere S. 5, letzter Abs.WO-A-84 04376 describes a porous combustion body containing fibers described, the outer surface of which is sealed, see in particular p. 5, last paragraph.
Aus US-A-3 208 247 ist ein plattenförmiger, hülsenförmiger oder kugelförmiger
poröser Verbrennungskörper schaumförmiger oder faserförmiger Struktur beschrieben,
der an seiner Brennfläche beschichtet sein kann, siehe insbesondere Sp. 3. In Z. 16 bis
21 ist ein Ausbrennstoff zur Verbesserung der porösen Struktur beschrieben.From US-A-3 208 247 is a plate, sleeve or spherical
porous combustion body of foam-like or fibrous structure,
which can be coated on its focal surface, see in
US-A-4 189 294 bezieht sich auf eine flammenlose Verbrennung in einer Katalysatorzone und ist als weiter entfernt liegender Stand der Technik zu werten. US-A-4 189 294 relates to flameless combustion in one Catalyst zone and is to be regarded as the more distant prior art.
In der US-A-4 889 481 sind ein plattenförmiger oder hülsenförmiger poröser Verbrennungskörper aus Keramikmaterial beschrieben, wobei der Körper zwei Schichten unterschiedlicher Porosität aufweist, siehe Sp. 4, Z. 22. Des weiteren kann die äußere Stirnfläche des der ersten Schicht und im wesentlichen alle Flächen der zweiten Schicht mit einer Keramik-Beschichtung versehen sein, siehe abstract.In US-A-4 889 481 there is a plate-like or sleeve-like porous Combustion body made of ceramic material described, the body two Has layers of different porosity, see column 4, line 22. Furthermore, the outer face of the first layer and essentially all of the faces of the second layer with a ceramic coating, see abstract.
Aus der US-A-4 814 300 ist ein Formkörper aus porösem keramischen Material zu entnehmen, bestehend aus einem aufschäumbaren Ausgangswerkstoff mit einem Gemisch aus Alkalisilikaten, Alkalialuminaten und keramischen Partikeln. Hierbei handelt es sich um einen porösen Körper für verschiedene Verwendungszwecke, unter anderem auch Brennofen.From US-A-4 814 300 is a molded body made of porous ceramic material remove, consisting of a foamable starting material with a Mixture of alkali silicates, alkali aluminates and ceramic particles. Here is a porous body for various uses, under other also kiln.
US-A-4 643 667 beschreibt einen porösen Verbrennungskörper, bestehend aus zwei
Schichten, von denen die erste Schicht eine geringe und die zweite Schicht eine höhere
Wärmeleitfähigkeit besitzt. Außerdem sind die beiden Schichten von unterschiedlicher
Porosität, siehe Sp. 5, Z. 25 und folgende.US-A-4 643 667 describes a porous combustion body consisting of two
Layers, of which the first layer is low and the second layer is higher
Has thermal conductivity. In addition, the two layers are different
Porosity, see
Aus US-A-3 322 179 ist ein poröser Verbrennungskörper zu entnehmen, der aus im wesentlichen kugelförmigen Partikeln besteht, wobei die Größe der Partikel von innen nach außen zunimmt. Die Partikel sind zusammengebacken (gesintert), siehe Sp. 4, letzter Abs., und sie können einen katalytischen Überzug aufweisen.From US-A-3 322 179 a porous combustion body can be seen, which consists of in essentially spherical particles, the size of the particles from the inside increases to the outside. The particles are baked together (sintered), see column 4, last paragraph, and they can have a catalytic coating.
In dem Auszug der japanischen Patentveröffentlichung JP-A-62 258 917 ist ein poröser Verbrennungskörper beschrieben, der aus kugelförmigen keramischen Partikeln besteht, die durch einen Binder miteinander zu einem festen Körper verbunden sind.In the extract from Japanese Patent Publication JP-A-62 258 917 there is a porous one Described combustion body, which consists of spherical ceramic particles, which are connected to one another by a binder to form a solid body.
In der US-A-4 039 480 ist ein Verfahren zum Herstellen von im wesentlichen kugelförmigen Pelets und deren Verwendung als Katalysator beschrieben. Die kugelförmigen Pelets enthalten einen brennbaren Stoff, und sie sind außen mit einem keramischen Pulver beschichtet. Sie lassen sich aufgrund dieser Beschichtung unter Hitzeeinwirkung zusammensintern, wobei der brennbare Stoff ausgebrannt wird und hohle Keramikbälle gebildet werden. Die Keramik kann ein Aluminosilikat wie Mullit sein. In US-A-4 039 480 is a method of making substantially spherical pelets and their use as a catalyst. The spherical pelets contain a flammable substance and they are outside with a ceramic powder coated. Because of this coating they can be under Sinter heat together, burning out the combustible material and hollow ceramic balls are formed. The ceramic can be an aluminosilicate such as mullite be.
In der US-A-4 889 481 ist ein Verbrennungsträgerelement beschrieben, bestehend aus einem keramischen Material, das eine Vielzahl Durchlaßöffnungen aufweist, wobei das Verbrennungsträgerelement ein mehrschichtiger Verbundkörper mit zwei oder drei Schichten ist, von denen die dritte Schicht chemisch aufgedampft ist.US-A-4 889 481 describes a combustion carrier element consisting of a ceramic material which has a plurality of passage openings, the Combustion carrier element is a multilayer composite body with two or three Layers, of which the third layer is chemically evaporated.
Aus der JP-A-62258917 ist ein Verbrennungsträgerelement beschrieben, das aus kugelförmigen Aggregaten aus keramischen Material in einer Schicht aufgebaut ist.From JP-A-62258917 a combustion carrier element is described which consists of spherical aggregates made of ceramic material is built up in one layer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbrennungsträgerelement zu schaffen, das bei Gewährleistung einer großen Korrosionsfestigkeit, Stabilität und Lebensdauer zum einen dem Brennstoff eine gute Durchströmung und zum anderen eine gute und störungsfreie Verbrennung auch bei hohen Temperaturen, insbesondere bis etwa 1300°C, ermöglicht.The invention has for its object to provide a combustion carrier element, while ensuring great corrosion resistance, stability and durability on the one hand a good flow through the fuel and on the other hand a good and trouble-free combustion even at high temperatures, especially up to about 1300 ° C.
Weitere Ausgestaltungsmerkmale in einem ausreichenden Leistungsbereich von mindestens 1:2,5 eine hohe Verbrennungsgüte mit minimaler NOx-Bildung und nahezu vollständiger Vermeidung von CO- und CxHy-Bildung zu erreichen.Additional design features in a sufficient Output range of at least 1: 2.5 a high quality of combustion with minimal NOx formation and almost complete avoidance of CO and CxHy formation to reach.
Eine weitere Forderung für ein Verbrennungsträgerelement besteht darin, daß es sich einfach und kostengünstig mit befriedigender Porosität sowie thermischer und mechanischer Stabilität herstellen läßt.There is another requirement for a combustion carrier element in that it is simple and inexpensive with satisfactory porosity as well can create thermal and mechanical stability.
Anderen Ausgestaltungsmerkmalen liegt der Zweck zugrunde, ein Verbrennungsträgerelement so auszugestalten, daß an seiner Verbrennungsoberfläche ein bestimmtes, insbesondere gleichmäßiges Abströmungsgeschwindigkeitsprofil bzw. eine bestimmte, insbesondere gleichmäßige Flammenverteilung entsteht.The purpose of other design features is based on a Combustion carrier element to design so that on its combustion surface a certain, in particular uniform, flow velocity profile or a certain, especially uniform flame distribution arises.
Es ist im weiteren auch noch Zweck weiterer Ausgestaltungsmerkmale, ein Verbrennungsträgerelement zu schaffen, das bei Gewährleistung einer einfachen Ausgestaltung eine einfache Halterung des Verbrennungsträgerelemts mit einem geringen Montage- oder Halterungsaufwand in einem Brenner gestattet.Furthermore, it is also the purpose of further design features to include a combustion carrier element create a simple bracket while ensuring a simple design of the combustion carrier element with a low installation or mounting effort in allowed a burner.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsträgerelement nach Anspruch 1 weist eine poröse, kugel- oder hohlkugelförmige Haufwerkskeramik auf. Eine solche Haufwerkskeramik läßt sich einfach und kostengünstig herstellen und führt außerdem bei zufriedenstellender Festigkeit zu einer vorteilhaften Porosität und einer störungsfreien und gleichmäßigen Gasdurchströmung. Das erfindungsgemäße Verbrennungsträgerelement kann als Nachmischer und Gemischverteiler für das durchströmende Brennstoff-Luftgemisch dienen. Aufgrund der vorhandenen porösen Haufwerkskeramik besitzt das Verbrennungsträgerelement einen hinreichenden Strömungswiderstand, um einen Flammenrückschlag zu verhindern. Außerdem ist die Porosität von befriedigender Gleichmäßigkeit, was zu einem weitgehend gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeitsprofil führt. Es ist im weiteren vorteilhaft, die erfindungsgemäße Keramik vorzubrennen und zwar mindestens bis zu einer solchen Temperatur, daß sie ausreichend Festigkeit besitzt, um als Flammenhalter langer Lebensdauer fungieren zu können. The combustion carrier element according to claim 1 has a porous, spherical or hollow spherical bulk ceramics. Such a bulk ceramic is easy and inexpensive to manufacture and also leads satisfactory strength to an advantageous porosity and trouble-free and even gas flow. The invention Combustion carrier element can be used as a post-mixer and mixture distributor for the fuel-air mixture flowing through. Due to the existing porous The combustion carrier element has sufficient aggregate ceramics Flow resistance to prevent flashback. Besides, that is Porosity of satisfactory evenness, resulting in a largely uniform Flow rate profile leads. It is further advantageous that Pre-firing ceramics according to the invention and at least up to such Temperature that it has sufficient strength to last longer as a flame holder Life to be able to function.
Das erfindungsgemäße Verbrennungsträgerelement nach Anspruch 1 und auch das
mehrschichtige keramische Verbrennungsträgerlement nach Anspruch 9 eignen sich
sowohl für Vielflammenflächenbrenner als auch für quasi-flammenlose
Oberflächenbrenner, wobei das Verbrennungsträgerelement sich insbesondere für einen
quasi-flammenlosen Oberflächenbrenner eignet und zwar insbesondere deshalb, weil die
zweite oder eine weitere, abströmseitig angeordnete Schicht die Halterung der
Flammenwurzel in ihrer Oberflächenschicht begünstigt. Aufgrund der Ausbildung
dieses Verbrennungsträgerelements als Verbundteil ist das erfindungsgemäße
Verbrennungsträgerelement nicht nur von großer thermischer sondern auch
mechanischer Stabilität.The combustion carrier element according to claim 1 and also that
multilayer ceramic combustion carrier element according to
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 9 verbessert die Gasabströmung,
wobei die Gefahr von Flammenrückschlägen beseitigt oder zumindest weitgehend
vermindert wird.The embodiment according to
Es ist bei Flächenbrennern ohne gesonderte Strömungsleit- und Verteilungseinrichtungen festzustellen, daß im Zentrum der Brennstoffströmung sich abstromseitig höhere Strömungsgeschwindigkeiten einstellen, was zu einer ungleichmäßigen Flammenbildung führt.It is with surface burners without separate flow control and Distribution facilities determine that at the center of the fuel flow set higher flow velocities on the downstream side, resulting in a leads to uneven flame formation.
Die durch die erfindungsgemäßen Merkmale erzielbare Beeinflussung des strukturellen Schichtaufbaus kann durch die Kombination eines Gastreibeprozesses mit einem Ausbrennprozess erfolgen, wobei ein verbrennungstechnisch günstiges offenes Makro- und Mikroporenspektrum im Bereich äquivalenter Porendurchmesser von > 0 bis ca. 1 mm in den Schichten erzielt wird und gleichzeitig eine multidirektionale Vernetzung (Armierung) des Haufwerks durch Faserwerkstoffe bewirkt wird, die die Temperaturwechselbeständigkeit der Schichten sehr positiv beeinflußt.The influencing of the structural which can be achieved by the features according to the invention Layering can be achieved by combining a gas driving process with a Burn-out process take place, whereby an open macro and micropore spectrum in the range of equivalent pore diameters from> 0 to approx. 1 mm is achieved in the layers and at the same time a multidirectional Cross-linking (reinforcement) of the pile is brought about by fiber materials The thermal shock resistance of the layers is very positively influenced.
Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eignen sich sowohl für eine scheibenförmige Form als auch für eine hülsenförmige oder topfförmige Form des Verbrennungsträgerelements. The configurations according to the invention are suitable both for a disk-shaped one Shape as well as for a sleeve-shaped or pot-shaped shape of the Combustion carrier element.
Durch die Erfindung wird eine Flammenträgerkeramik für einen vorzugsweise nach dem Vormischprinzip arbeitenden quasi-flammenlosen Gas-Strahlungsbrenner bereitgestellt, die vorzugsweise in Verbindung mit einer Abgasnachverbrennung Wärmeerzeugungs- und Wärmebehandlungsprozesse bis 1300°C ermöglicht, dabei zusätzlich den Einsatz kohlenwasserstoffhaltiger Abgase als Brennstoff direkt oder bei niedriger Konzentration als Verbrennungsluft, der dann ein gebräuchliches Brenngas, z.B. Erdgas, beizumischen ist, gestattet und bei spezieller Werkstoffauswahl außerdem halogenhaltige Bestandteile im Abgas sicher thermisch nachverbrennen kann.By means of the invention, a flame carrier ceramic is preferably made for one quasi-flameless gas radiant burner working according to the premix principle provided, preferably in connection with exhaust gas afterburning Enables heat generation and heat treatment processes up to 1300 ° C in addition, the use of hydrocarbon-containing exhaust gases as fuel directly or at lower concentration than combustion air, which is then a common fuel gas, e.g. Natural gas, to be admixed, is permitted and, if the material is selected, also halogen-containing components in the exhaust gas can be safely thermally burned.
Durch die Erfindung werden außerdem im Flammenträgerbereich korrosionsempfindliche, feingliedrige, metallische Konstruktionselemente, wie z.B. Siebgewebe, Feinlochgewebe, Feinlochbleche und Metallfaservliese, vermieden.The invention also in the flame carrier area corrosion-sensitive, delicate, metallic construction elements, e.g. Screen mesh, fine perforated mesh, fine perforated plates and metal fiber fleeces avoided.
In den Unteransprüchen sind Weiterbildungsmerkmale enthalten, die die erfindungsgemäßen Lösungsmerkmale weiter verbessern und Voraussetzungen für eine bessere Ausnutzung der durch die Erfindung erzielbaren Vorteile führen.Further training features are contained in the subclaims Solution features of the invention further improve and conditions for a lead to better utilization of the advantages achievable by the invention.
Die erfindungsgemäßen Verbrennungsträgerelemente eignen sich vorzugsweise für eine Mehrschicht-Verbundkeramik, insbesondere mit zwei oder drei Schichten.The combustion carrier elements according to the invention are preferably suitable for multi-layer composite ceramics, especially with two or three layers.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes scheibenförmiges Verbrennungsträgerelement im axialen Schnitt,
- Fig. 2 und 3
- abgewandelte Ausgestaltungen des Verbrennungsträgerelements nach Anspruch 1,
- Fig. 4
- ein erfindungsgemäßes hülsenförmiges Verbrennungsträgerelement im axialen Schnitt, das an seinem abströmseitigen Ende geschlossen ist,
- Fig. 5
- ein erfindungsgemäßes hülsenförmiges Verbrennungsträgerelement in abgewandelter Ausgestaltung.
- Fig. 1
- an inventive disc-shaped combustion carrier element in axial section,
- 2 and 3
- modified configurations of the combustion carrier element according to claim 1,
- Fig. 4
- a sleeve-shaped combustion carrier element according to the invention in axial section, which is closed at its downstream end,
- Fig. 5
- a sleeve-shaped combustion carrier element according to the invention in a modified embodiment.
Bei allen vorbeschrieben Ausführungsbeispielen bestebt das
Verbrennungsträgerelement E aus drei Schichten 1, 2 und 3, die bezüglich der
Durchströmungsrichtung quer aufeinanderliegen und einen Verbundkörper bilden. Die
anströmseitige Brennstoff-Luftgemisch-Strömung ist mit 4 bezeichnet. Im Brennbetrieb
der Verbrennungsträgerelemente E bildet das Brennstoff-Luftgemisch an der
abströmseitigen Brennfläche 5 der dritten Schicht 3 (oder der zweiten Schicht 2 bei
einem zweischichtigen Verbundkörper) eine nur in den Fig. 1 und 4 andeutungsweise
dargestellte Flammenfront 6, deren Abströmungsgeschwindigkeitsprofil gleichmäßig ist,
wie die Vielzahl kleiner Pfeile in der Flammenfront 6 verdeutlicht.In all of the above-described exemplary embodiments, this persists
Combustion carrier element E from three
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 kann zur Halterung des Verbrennungsträgerelements E ein rohrförmiger Halter 7 dienen, der das Verbrennungsträgerelement E an seinem Umfang umschließt. Vorzugsweise ist das Verbrennungsträgerelement E zur Abströmseite hin stufenförmig oder konisch verjüngt, wodurch eine Stufenfläche 8 gebildet ist, die vom Halter 7 hintergriffen sein kann, um ein ungewolltes Herausrutschen des Verbrennungsträgerelements aus dem Halter 7 zu verhindern.1 to 3 can be used to hold the Combustion carrier element E serve a tubular holder 7, which Combustion carrier element E encloses on its circumference. Preferably that is Combustion carrier element E tapers stepwise or conically towards the outflow side, whereby a step surface 8 is formed, which can be engaged by the holder 7 to an undesired slipping out of the combustion carrier element from the holder 7 prevent.
Das Brennstoff-Luftgemisch 4 wird dem Verbrennungsträgerelement E anströmseitig zugeführt, z.B. im Halter 7, dabei stellt sich im Zentrum der Strömung 4 ein erhöhter Staudruck ein, der ohne besondere Leiteinrichtungen abströmseitig zu einem in diesem Bereich vergrößerten Abströmungsgeschwindigkeitsprofil führt. Um in einem solchen Fall ein gleichmäßiges Abströmungsgeschwindigkeitsprofil zu erhalten, kann z.B. der Strömungswiderstand des Verbrennungsträgerlements E im Zentrum größer ausgebildet werden, als im das Zentrum umgebenden Bereich, wobei das Maß der Gasdurchlässigkeit radial progressiv zunimmt. Dies kann z.B. durch eine unterschiedliche Porosität erreicht werden.The fuel-air mixture 4 is the combustion carrier element E upstream fed, e.g. in the holder 7, there is an increased in the center of the flow 4 Back pressure, which without special control devices on the downstream side to one in this Area enlarged flow rate profile leads. To in such If a uniform flow velocity profile is obtained, e.g. of the Flow resistance of the combustion carrier element E is made larger in the center than in the area surrounding the center, the measure of Radially gas permeability increases progressively. This can e.g. by a different porosity can be achieved.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 wird diese unterschiedliche
Gasdurchlässigkeit durch eine zum Zentrum hin progressiv ausgebildete Dicke der
Schicht 1 geschaffen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Schicht 1
anströmseitig im Zentrum verdickt und zwar vorzugsweise im Sinne einer Wölbung 9.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine solche Verdickung an der Schicht 1
abströmseitig vorgesehen, vorzugsweise ebenfalls durch eine Wölbung 9. Die Schichten
2 und 3 sind im wesentlichen gleich dick bemessen und an die Verdickung der Schicht 1
angepaßt, so daß gemäß Fig. 1 und 2 bis auf den Rand der Schicht 3 die Schichten 2
und 3 eben und gemäß Fig. 3 gewölbt geformt sind.2 and 3, this becomes different
Gas permeability due to a thickness of the progressively formed towards the center
Layer 1 created. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, layer 1
upstream in the center, preferably in the form of a
Ein ähnliches Problem ergibt sich bei einem hülsen- oder topfförmigen Verbrennungsträgerelement nach Fig. 4 und 5. Bei einer solchen Form stellt sich der vergrößerte Strömungsdruck im vorderen Bereich des Verbrennungsträgerelements ein, was durch physikalische Gesetzmäßigkeiten vorgegeben ist.A similar problem arises with a sleeve-shaped or pot-shaped one Combustion carrier element according to FIGS. 4 and 5. With such a shape, the increased flow pressure in the front area of the combustion carrier element, what is prescribed by physical laws.
Um bei einem hülsenformigen Verbrennungsträgerelement E ein gleichmäßiges
Abströmungsgeschwindigkeitsprofil 6 an seiner Umfangsfläche zu erreichen, ist der
Hohlraum 11 zur Abströmseite hin konvergent, insbesondere konisch, ausgeführt, so
daß bei einer zylindrischen Form der Mantelfläche 12 der ersten Schicht 1 sich eine zur
Abströmseite hin divergierende Dicke d für die erste Schicht 1 ergibt.In order for a sleeve-shaped combustion carrier element E to be uniform
Reaching
Bei einer Ausführungsform des Verbrennungsträgerelements E im Sinne einer
abströmseitig geschlossenen Hülse gemäß Fig. 4 und 5 führt der vorbeschriebene
Strömungsdruck im vorderen Bereich des Hohlraums 11 ebenfalls zu einem
vergrößerten Abströmungsgeschwindigkeitsprofil an der mit gerundeten Ecken
abgeflachten Stirnseite 13 (Fig. 4) oder an der insbesondere halbkugelförmig
gerundeten Stirnseite 13 (Fig. 5) des Verbrennungsträgerelements E. Um auch an der
Stirnseite 13 ein gleichmäßiges Abströmungsgeschwindigkeitsprofil zu erhalten, kann
die erste Schicht 1 eine Dicke dl aufweisen, die größer bemessen ist als die Dicke d im
sich rückseitig anschließenden Bereich der ersten Schicht 1. Das vordere Ende des
Hohlraumes 11 ist bezüglich seiner Form an die Außenform der ersten Schicht 1
angepaßt.In one embodiment of the combustion carrier element E in the sense of a
The above-described closed sleeve on the outflow side according to FIGS. 4 and 5
Flow pressure in the front region of the
Wie es die Fig. 4 und 5 zeigen, kann eine solche Strömungsveränderung, insbesondere
-reduzierung auch durch einen verdichteten Bereich 14 der ersten Schicht 1 im
stirnseitigen Endbereich erreicht werden. Ein solcher verdichteter Bereich 14 kann
durch einen mehr oder weniger dichten Auftrag bzw. Überzug mit einem geeigneten
Mittel geschaffen werden. Dabei kann ein solches Mittel die Schicht 1 nicht nur
überziehen, sondern es kann auch in die Schicht 1 penetrieren. Bei den Ausgestaltungen
gemäß Fig. 4 und 5 ist ein solcher verdichteter Bereich 14 jeweils außenseitig auf der
Schicht 1 im Zentrumbereich des Verbrennungsträgerelements E geschaffen und durch
die zweite Schicht 2 abgedeckt. Ein solcher Überzug bzw. eine solche Verdichtung
braucht nicht völlig dicht zu sein, sie kann auch eine geringere Porosität bzw.
Gasdurchlässigkeit aufweisen, wie die erste Schicht 1.As shown in FIGS. 4 and 5, such a flow change, in particular
reduction also by a
Um im Halterungsbereich der Verbrennungsträgerelemente E mit einfachen Mitteln eine
Abdichtung am Halter 7 zu verbessern und somit eine quer gerichtete Leckströmung am
Halter 7 zu vermeiden, ist jeweils die vom Halter 7 umgebene Umfangsfläche bzw.
Halterungsfläche im Sinne eines vorbeschriebenen verdichteten Bereichs abgedichtet, so
daß in diesem Flächenbereich ein Austritt des Brennstoff-Luftgemisches nicht möglich
ist. Dieser verdichtete Bereich 14a erstreckt sich bis zu der zweiten Schicht 2 oder ggf.
auch vorhandenen dritten Schicht 3. Vorzugsweise erstreckt sich der verdichtete Bereich
14a an der Rückseite der ersten Schicht 1 auch um ein paar Millimeter radial einwärts.
Dieser radiale Abschnitt ist mit 14b bezeichnet. Ggf. kann ein entsprechender radialer
Abschnitt 14c auch abströmseitig an der ersten Schicht 1 angeordnet sein, wie es
insbesondere Fig. 3 zeigt. In einem solchen Fall kann die zweite Schicht 2 oder auch
die dritte Schicht 3 den Abschnitt 14c überdecken.To a in the mounting area of the combustion carrier elements E with simple means
Sealing to improve the holder 7 and thus a transverse leakage on
To avoid holder 7, the circumferential surface surrounded by holder 7 or
Support surface sealed in the sense of a previously described compressed area, see above
that it is not possible for the fuel-air mixture to escape in this area
is. This compressed area 14a extends up to the second layer 2 or possibly
also existing
In vergleichbarer Weise ist auch der anströmseitige Halterungsbereich bei einer
hülsenförmigen Schicht 1 mit einem verdichteten Bereich 14a versehen, wie es die
Fig. 4 und 5 zeigen. Hier überragt die hülsenförmige Schicht 1 die Schicht 2 oder ggf.
auch Schicht 3 anströmseitig um einen zur Halterung erforderlichen Abschnitt 15,
wobei die Mantelfläche dieses Abschnitts 15 im Sinne des verdichteten Bereichs 14a
abgedichtet ist. Vorzugsweise erstreckt sich der verdichtete Bereich 14a nicht nur mit
einem radialen Abschnitt 14b an der abströmseitigen Stirnseite der ersten Schicht 1,
sondern auch mit einem Abschnitt 14d auf der Innenwandung des Hohlraums 11.In a comparable manner, the upstream holding area is also at
sleeve-shaped layer 1 with a compressed region 14a, as the
4 and 5 show. Here the sleeve-shaped layer 1 protrudes over layer 2 or possibly
also
Bei einer vorbeschriebenen Abdichtung 14 oder 14a handelt es sich vorzugsweise um
einen Schlickerüberzug.A
Bevorzugte Schichtstärken liegen für Schicht 1 zwischen etwa 10 und 50 mm, für die
zweite Schicht 2 zwischen etwa 1 und 4 mm und für die dritte Schicht 3 zwischen etwa
1 und 4mm je nach Brennstoffart, Leistung, Bauform und Vordruck des
Brennstoff/Luft-Gemisches. Die besonders bevorzugte Schichtstärke für die zweite
Schicht 2 beträgt 1,5 mm - 2,5 mm und für die die dritte Schicht 3 1 bis 2 mm.
Insbesondere in einem Leistungsbereich von etwa 150 kW/m2 bis etwa 400 kW/m2
(Brennstoffeinsatzleistung bezogen auf die Oberfläche des Verbrennungsträgerelements)
und Gemischvordrücken von etwa 20 bis 80 mm WS, bezogen auf Erdgas-,
Luftgemische, ergeben sich unter diesen Bedingungen stabile Verbrennungsverhältnisse,
die eine große Variationsbreite des Verbrennungsluftverhältnisses gestatten und eine
nahezu vollständige oxidative Umsetzung des Brennstoffs gewährleisten.Preferred layer thicknesses for layer 1 are between approximately 10 and 50 mm, for the second layer 2 between approximately 1 and 4 mm and for the
Die erste Schicht 1 besteht vorzugsweise aus Hohlkugel-Mullitkeramik. Unter Verwendung analoger Aggregatgrößen, Körnungen, Bindermengen und -arten ist die Herstellung auch mit anderen Hohlkugelwerkstoffen des Hochtemperaturbereiches, wie beispielsweise Korund, Zirkonoxid, Titanoxid, Cordierit usw. realisierbar.The first layer 1 is preferably made of hollow spherical mullite ceramic. Under The use of analog aggregate sizes, grain sizes, binder quantities and types is Production also with other hollow sphere materials of the high temperature range, such as for example corundum, zirconium oxide, titanium oxide, cordierite etc. can be realized.
In Verbindung mit dem Anwendungsfall Verbrennungstechnik/Abgasbehandlung und vorzugsweise dem vorgenannten Mehrschichtaufbau der Gesamtkeramik hat sich eine Mullitkeramik der folgenden Zusammensetzung als vorteilhaft herausgestellt:
- Aggregat:
- Hohlkugelmullit mit Aggregatgrößen
von 0,5 - 5 mm, vorzugsweise 0,7 - 1,5 mm
Al2O3-Gehalt : 72 - 77 Gew.-%; vorzugsweise : 72,9 Gew.-%
SiO2-Gehalt : 22 - 27 Gew.-%; vorzugsweise : 24,9 Gew.-%- Anteil in der Keramik :
- 75 - 92 % Gew.-%
vorzugsweise : 78 - 82 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- Binder:
- Mischbinder auf der Basis Tonerde, pyrogene Kieselsäure und Kieselsol
mit den Hauptbestandteilen:
Al2O3-Gehalt : 72 - 80 Gew.-%; vorzugsweise : 72 - 75 %
SiO2-Gehalt : 19 - 27 Gew.-%; vorzugsweise : 23 - 26 %- Anteil in der Keramik :
- 5 - 15 % Gew.-%
vorzugsweise : 7 - 10 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- Zuschlagstoff/Füller:
- Mullitfeinkom
mit der Körnung 0,15 mm
vorzugsweise 0 - 0,08 mm, z.B. als Schmelzmullitqualität mit den Hauptbestandteilen
Al2O3-Gehalt : ca. 76 Gew.-%
SiO2-Gehalt : ca. 23 Gew.-%- Anteil in der Keramik :
- 3 - 10 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- Unit:
- Hollow ball mullite with aggregate sizes
0.5 - 5 mm, preferably 0.7 - 1.5 mm
Al 2 O 3 content: 72-77% by weight; preferably: 72.9% by weight
SiO 2 content: 22-27% by weight; preferably: 24.9% by weight- Percentage in ceramics:
- 75 - 92% by weight
preferably: 78 - 82% by weight
(based on anhydrous substance)
- Binder:
- Mixed binder based on alumina, pyrogenic silica and silica sol with the main components:
Al 2 O 3 content: 72-80% by weight; preferably: 72 - 75%
SiO 2 content: 19-27% by weight; preferably: 23 - 26%- Percentage in ceramics:
- 5 - 15% by weight
preferably: 7-10% by weight
(based on anhydrous substance)
- Aggregate / filler:
- Mullite fine grain 0.15 mm
preferably 0 - 0.08 mm, for example as enamel mullite quality with the main components
Al 2 O 3 content: approx. 76% by weight
SiO 2 content: approx. 23% by weight- Percentage in ceramics:
- 3 - 10% by weight
(based on anhydrous substance)
Zur Herstellung eines Grünkörpers wird der Binder, beginnend mit der Mischung der Trockenbestandteile, unter Zugabe des Kieselsols bis zur gleichmäßigen Verteilung aller Bestandteile gerührt. Der Wassereintrag erfolgt über das Kieselsol, ggf. zusätzlich auch durch den Phosphatflüssigbinder und in erweiterter Ausgestaltung durch einen handelsüblichen organischen Verdicker, wie z.B. Methylzellulose, Carboxymethylzellulose oder Hydroxyethylzellulose, der zur Verbesserung der Verarbeitungskonsistenz wahlweise zugesetzt werden kann.To produce a green body, the binder is started by mixing the Dry ingredients, with the addition of the silica sol until all are evenly distributed Ingredients stirred. The water is introduced via the silica sol, if necessary also additionally by the phosphate liquid binder and in an extended configuration by a commercially available organic thickeners, e.g. Methyl cellulose, Carboxymethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, which is used to improve Processing consistency can optionally be added.
Den trocken vorgemischten Aggregaten und Zuschlagstoffen (Füllern) wird unter Fortsetzung des Mischvorganges kontinuierlich der angemachte Binder zugesetzt und bis zur Erreichung einer gleichmäßigen Konsistenz fortgemischt.The dry premixed aggregates and aggregates (fillers) is under Continuing the mixing process, the added binder is added continuously mixed until uniform consistency is achieved.
Danach erfolgt das Abformen vorzugsweise durch Einrütteln in eine entsprechende
Form, Stampfen oder isostatisches Pressen. Der Grünkörper wird etwa zwei Stunden
bis etwa 180°C getrocknet. Strömungstechnisch erwünschte Dichtgebiete 14 oder 14a,
14b, 14c, werden mit einem Schlickerüberzug aus Binder, versetzt mit einem erhöhten
Fülleranteil, überzogen bzw. penetriert. Danach erfolgt der Brennprozeß zwischen etwa
1200 und 1600°C Garbrandtemperatur.Then the molding is preferably carried out by shaking into an appropriate one
Form, pounding or isostatic pressing. The green body is about two hours
dried to about 180 ° C. Fluidically desired sealing
Die eingangs beschriebene Abgleichung des Strömungswiderstandes zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Abströmgeschwindigkeitsprofils der Abgase wird durch eine gezielte Anpassung der Schichtstärke in Verbindung mit der Körpergeometrie gelöst.The above-described adjustment of the flow resistance for improvement the uniformity of the exhaust velocity profile of the exhaust gases is determined by a Targeted adjustment of the layer thickness in connection with the body geometry solved.
Die eingangs hinsichtlich ihrer funktionalen Wirkung erläuterte zweite Schicht 2 wird erfindungsgemäß vorzugsweise am Beispiel eines feststoffverstärkten Mullitfaserhaufwerks beschrieben. Ausgestaltungen unter Zugrundelegung anderer kristalliner (ein- und/oder polykristalliner) Hochtemperaturfasem oder Fasergemische mit Anwendungstemperaturen etwa oberhalb 1500°C, wie z.B. Al2O3-Fasern mit 95 % AL2O3 oder mit mehr als 99,5 % Al2O3, ZrO2-Fasern oder Siliziumnitrid-Fasern sind unter Einsatz entsprechender kolloidaler Lösungen und Füller möglich. Der Faserdurchmesser soll dabei vorzugsweise in einem engen Spektrum oberhalb 3µm liegen. Besonders bevorzugt sind Fasern mit einem Durchmesser von 10µm und größer. Die Faserlänge soll im Bereich 0 - 5 mm liegen, vorzugsweise 0 - 3 mm betragen.The second layer 2 explained at the beginning with regard to its functional effect is preferably described according to the invention using the example of a solid-reinforced mullite fiber aggregate. Embodiments based on other crystalline (single and / or polycrystalline) high-temperature fibers or fiber mixtures with application temperatures approximately above 1500 ° C, such as Al 2 O 3 fibers with 95% AL 2 O 3 or with more than 99.5% Al 2 O 3 , ZrO 2 fibers or silicon nitride fibers are possible using appropriate colloidal solutions and fillers. The fiber diameter should preferably be in a narrow spectrum above 3 µm. Fibers with a diameter of 10 μm and larger are particularly preferred. The fiber length should be in the range 0-5 mm, preferably 0-3 mm.
Das keramische Ausgangsmaterial enthält
- kristalline (ein- und/oder polykristalline) Fasern oder Fasergemische des o.g.
Spektrums,
z.B. polykristalline Mullitfaser mit der chemischen Zusammensetzung
ca. 72 Gew.-% Al2O3
ca. 28 Gew.-% SiO2
als Hauptbestandteile, mit einem mittleren Faserdurchmesser ≥ 3µm
und einer Faserlänge von 0 - 3 mm- Anteil im Ausgangsmaterial :
- 40 - 80 Gew.-%
vorzugsweise 50 - 70 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- anorganische Füller in der chemischen Zusammensetzung, abgestimmt auf die
Zusammensetzung der Faserqualität mit einer Körnung von 0 - 0,080 mm
z.B. Schmelzmullit-Feinkorn mit der chemischen Zusammensetzung
ca. 76 Gew.-% Al2O3
ca. 23 Gew.-% SiO2 in den Hauptbestandteilen- Anteil im Ausgangsmaterial :
- 10 - 40 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- anorganische Binder, vorzugsweise Mischbinder,
abgestimmt auf die Faser- und Füllerqualität aus kolloidalen Lösungen/Vorstufen von Al2O3, SiO2 und ZrO2 .
z.B. Mischbinder aus kolloidalem Al2O3 und kolloidalem SiO2
eingestellt auf einem Gehalt an Hauptbestandteilen von
72 - 95 Gew.-% Al2O3,
28 - 5 Gew.-% SiO2
vorzugsweise:
77 Gew.-% Al2O3,
23 Gew.-% SiO2- Anteil im Ausgangsmaterial :
- 10 - 50 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- crystalline (single and / or polycrystalline) fibers or fiber mixtures of the above spectrum,
eg polycrystalline mullite fiber with the chemical composition
approx. 72% by weight of Al 2 O 3
approx. 28% by weight SiO 2
as main components, with an average fiber diameter ≥ 3µm
and a fiber length of 0 - 3 mm- Proportion in the starting material:
- 40-80% by weight
preferably 50-70% by weight
(based on anhydrous substance)
- inorganic filler in the chemical composition, matched to the composition of the fiber quality with a grain size of 0 - 0.080 mm
eg fine mullite with the chemical composition
approx. 76% by weight Al 2 O 3
23% by weight of SiO 2 in the main components- Proportion in the starting material:
- 10 - 40% by weight
(based on anhydrous substance)
- inorganic binders, preferably mixed binders,
matched to the fiber and filler quality from colloidal solutions / precursors of Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 .
eg mixed binders made of colloidal Al 2 O 3 and colloidal SiO 2
adjusted for a content of main components of
72-95% by weight of Al 2 O 3 ,
28-5 wt% SiO 2
preferably:
77% by weight Al 2 O 3 ,
23% by weight SiO 2- Proportion in the starting material:
- 10 - 50% by weight
(based on anhydrous substance)
In einer erweiterten Ausgestaltung kann dem vorgenannten keramischen Ausgangsmaterial ein Zusatz von Ton in einer Größenordnung von 0 - 30 Gew.-% (bezogen auf das wasserfreie keramische Ausgangsmaterial) zugesetzt werden.In an expanded embodiment, the aforementioned ceramic Starting material an addition of clay in the order of magnitude 0 - 30% by weight (based on the water-free ceramic starting material) be added.
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird ein Ausbrennstoff in vorzugsweise faseriger oder splittriger Form mit Durchmesser kleiner etwa 0,5 mm und einer Lange von kleiner oder gleich etwa 3 mm zugefügt, z.B. in Form von Kunstfaserschnitt, Naturfaserschnitt oder Holzmehl.
- Der zugesetzte Anteil beträgt:
- 30 - 70 Gew.-%, (bezogen auf das wasserfreie Ausgangsmaterial).
- The added proportion is:
- 30 - 70 wt .-%, (based on the anhydrous starting material).
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird weiterhin ein handelsüblicher Verdicker, vorzugsweise in Form einer Zellulose, z.B. in der Qualität Methylzellulose, Carboxymethylzellulose oder Hydroxyethylzellulose mit einem Anteil von 0,2 - 5 Gew.-% Trockensubstanz (bezogen auf das trockene Ausgangsmaterial) in 1 prozentiger, wässeriger Lösung zugefügt.The ceramic starting material is also a commercially available thickener, preferably in the form of a cellulose, e.g. in the quality of methyl cellulose, Carboxymethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose with a share of 0.2 - 5 wt .-% dry matter (based on the dry starting material) in 1 percent aqueous solution added.
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird außerdem ein gasentwickelnder Stoff zugesetzt, der in Verbindung mit einer Temperaturerhöhung eine Treibreaktion in der Schicht mit entsprechender Porosierung bewirkt.
- Der relative Anteil beträgt
- 10 - 30 Gew.-% (reaktive Substanz, bezogen auf das wasserfreie Ausgangsmaterial).
- The relative share is
- 10 - 30 wt .-% (reactive substance, based on the anhydrous starting material).
Als Treibreaktion kann beispielsweise die Sauerstoffabspaltung bei der thermisch/katalytischen Zersetzung von H2O2 vorteilhaft angewendet werden, wobei vorzugsweise etwa 10 - 30 prozentige, wässerige Lösungen zum Einsatz kommen.As a driving reaction, for example, the elimination of oxygen in the thermal / catalytic decomposition of H 2 O 2 can advantageously be used, preferably about 10 to 30 percent aqueous solutions being used.
Die zweite Schicht 2 kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein Faserschnitt der
Länge 3 mm vorgenannter Mullitfaser naß dispergiert wird, um die Fasern schonend
aufzuschließen.The second layer 2 can be produced, for example, by cutting the
Der Faserlösung wird der ausbrennfähige Zuschlagstoff, z.B. als Holzmehl (Siebdurchgang 0,5 mm) mit länglich splittriger Form, zugesetzt und bis zur gleichmäßigen Verteilung wieder gerührt. Danach werden in schrittweiser Folge der anorganische Füller, z.B. Mullitfeinkorn, der Binder, z.B. der Al2O3-SiO2 Mischbinder mit 77 % Al2O3, und 23 % SiO2, sowie der organische Verdicker, z.B. Hydroxyethylzellulose in 1 prozentiger, wässeriger Lösung zugesetzt und unter Rühren gleichmäßig verteilt. Die Masse wird ggf. durch Kühlung der Einzelkomponenten unter 20°C gehalten. Als letzter Schritt wird der gasentwickelnde Stoff, z.B. H2O2, in 10 prozentiger oder vorzugsweise 30 prozentiger, wässriger Lösung, zugesetzt und gleichmäßig in der Masse verteilt. Über die Wasserzugabe wird die Masse auf Verarbeitungskonsistenz gebracht und vorzugsweise durch Spachtel- oder Streich- oder Spritzauftrag auf die vorgebrannte Trägerkeramik aufgetragen . Die Keramik wird bei 40°C ca. 12 Stunden getrocknet. Dabei bildet sich infolge des durch die Feststoffpartikel in Verbindung mit der Wärmezufuhr induzierten Zerfallsprozesses des H2O2 unter Sauerstoffabspaltung eine gleichmäßige feinporöse Struktur mit der angestrebten multidirektionalen Faseranordnung aus. Vor dem Auftrag weiterer Schichten erhält die getrocknete zweite Schicht 2 vorzugsweise einen Verschliff, mit dem die Schichtstärke eingestellt wird, z.B. 2 mm. Ein Verschliff nach dem Trocknen ist auch für die erste Schicht 1 vorteilhaft.The combustible aggregate, for example as wood flour (sieve passage 0.5 mm) with an elongated splintered shape, is added to the fiber solution and stirred again until uniform distribution. Then the inorganic filler, for example mullite fine grain, the binder, for example the Al 2 O 3- SiO 2 mixed binder with 77% Al 2 O 3 and 23% SiO 2 , and the organic thickener, for example hydroxyethyl cellulose in 1 percent, added aqueous solution and evenly distributed with stirring. The mass is kept below 20 ° C if necessary by cooling the individual components. As a last step, the gas-developing substance, for example H 2 O 2 , is added in 10 percent or preferably 30 percent aqueous solution and is evenly distributed in the mass. The mass is brought to the processing consistency by adding water and is preferably applied to the pre-fired carrier ceramic by spatula, brush or spray application. The ceramic is dried at 40 ° C for about 12 hours. As a result of the decay process of the H 2 O 2 induced by the solid particles in connection with the supply of heat, a uniform, fine-porous structure with the desired multidirectional fiber arrangement is formed with the elimination of oxygen. Before the application of further layers, the dried second layer 2 is preferably sanded, with which the layer thickness is adjusted, for example 2 mm. Sanding after drying is also advantageous for the first layer 1.
Die eingangs hinsichtlich ihrer funktionellen Wirkung als Flammenträgerschicht
erläuterte dritte Schicht 3 wird hier am Beispiel eines Mullitfaserhaufwerks mit
modifiziertem Aufbau erläutert. Eine erweiterte Ausgestaltung unter Zugrundelegung
einer zur zweiten Schicht 2 abweichenden Faserqualitat, insbesondere in Richtung einer
höheren thermischen Belastbarkeit, z.B. Fasern mit 95 % Al2O3 oder 99,5 % Al2O3
und mehr, bzw. Zirkonoxidfasern oder Siliziumnitrid-Fasern oder Fasergemische in
Verbindung mit einer Anpassung der oxidischen Füllermaterialien und kolloidalen
Bindern auf der Basis Al2O3 und ZrO2, sind möglich. Die bezüglich der zweiten
Schicht 2 beschriebenen geometrischen Anforderungen an die Fasermaterialien
hinsichtlich Durchmesser und Länge gelten auch für die dritte Schicht 3.The
Das keramische Ausgangsmaterial von der dritten Schicht 3 wird gebildet durch
- kristalline (ein- und/oder polykristalline) Fasern oder Fasergemische des
vorgenannten Spektrums,
z.B. polykristalline Mullitfaser mit der für Schicht 2 beschriebenen chemischen Zusammensetzung und Fasergeometrie- Anteil im Ausgangsmaterial :
- 20 - 60 Gew.-%
vorzugsweise 30 - 50 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- anorganische Füller in der chemischen Zusammensetzung, abgestimmt auf die
Zusammensetzung der Faserqualität mit einer Körnung von 0 - 0,080 mm
z.B. Schmelzmullit-Feinkorn der unter Schicht 2 beschriebenen chemischen Zusammensetzung- Anteil im Ausgangsmaterial:
- 5 - 40 Gew.-%
vorzugsweise 10 - 30 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- anorganische Binder, vorzugsweise Mischbinder, abgestimmt auf die Faser- und
Füllerqualität aus kolloidalen Lösungen/Vorstufen von Al2O3, SiO2 und ZrO2
z.B. Mischbinder aus kolloidalem Al2O3 / SiO2 wie für Schicht 2 beschrieben
- Anteil im Ausgangsmaterial:
- 5 - 30 Gew.-%
vorzugsweise 10 - 20 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- strahlungsaktives anorganisches Zuschlagmaterial mit einer bevorzugten Körnung
von 0 - 0,15 mm, z.B. SiC, Cr2O3, Cr2O3 -Spinelle, Fe2O3 -Spinelle usw.
- Anteil im Ausgangsmaterial :
- 20 - 60 Gew.-%
(bezogen auf wasserfreie Substanz)
- crystalline (single and / or polycrystalline) fibers or fiber mixtures of the aforementioned spectrum,
eg polycrystalline mullite fiber with the chemical composition and fiber geometry described for layer 2- Proportion in the starting material:
- 20-60% by weight
preferably 30-50% by weight
(based on anhydrous substance)
- inorganic filler in the chemical composition, matched to the composition of the fiber quality with a grain size of 0 - 0.080 mm
eg fused mullite fine grain of the chemical composition described under layer 2- Proportion in the starting material:
- 5 - 40% by weight
preferably 10-30% by weight
(based on anhydrous substance)
- inorganic binders, preferably mixed binders, matched to the fiber and filler quality from colloidal solutions / precursors of Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2, for example mixed binders from colloidal Al 2 O 3 / SiO 2 as described for layer 2
- Proportion in the starting material:
- 5 - 30% by weight
preferably 10-20% by weight
(based on anhydrous substance)
- radiation-active inorganic aggregate with a preferred grain size of 0 - 0.15 mm, e.g. SiC, Cr 2 O 3 , Cr 2 O 3 spinels, Fe 2 O 3 spinels etc.
- Proportion in the starting material:
- 20-60% by weight
(based on anhydrous substance)
In einer erweiterten Ausgestaltung kann dem vorgenannten keramischen
Ausgangsmaterial ein Zusatz von Ton in einer Größenordnung von
0 - 10 Gew.-%
(bezogen auf das wasserfreie keramische
Ausgangsmaterial)
zugesetzt werden.In an expanded embodiment, the aforementioned ceramic starting material can be added in the order of clay
0 - 10% by weight
(based on the anhydrous ceramic starting material)
be added.
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird ein Ausbrennstoff in vorzugsweise faseriger oder splittriger Form in der für Schicht 2 beschriebenen Geometrie und Werkstoffausgestaltung zugemischt.
- Der zugesetzte Anteil beträgt:
- 30 - 50 Gew.-%
(bezogen auf das wasserfreie keramische Ausgangsmaterial).
- The added proportion is:
- 30 - 50% by weight
(based on the water-free ceramic starting material).
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird weiterhin ein handelsüblicher Verdicker der
für Schicht 2 beschriebenen Qualität, mit einem Anteil von
0,1 - 5 Gew.-% Trockensubstanz
(bezogen auf das wasserfreie Ausgangsmaterial)
in 1 prozentiger wässriger Lösung zugefügt.The ceramic starting material is also a commercially available thickener of the quality described for layer 2, with a proportion of
0.1 - 5% by weight dry matter
(based on the anhydrous starting material)
added in 1 percent aqueous solution.
Dem keramischen Ausgangsmaterial wird außerdem ein gasentwickelnder Stoff gemäß
der Beschreibung der Schicht 2 zugesetzt, wobei der reaktive Anteil
1 - 10 Gew.-% reaktive Substanz
(bezogen auf das wasserfreie keramische
Ausgangsmaterial)
beträgt.A gas-developing substance according to the description of layer 2 is also added to the ceramic starting material, the reactive portion
1 - 10 wt .-% reactive substance
(based on the anhydrous ceramic starting material)
is.
Schicht 3 wird in analoger Weise zu Schicht 2 hergestellt. Der aufgeschlossenen
Faserlösung mit beispielsweise polykristallinen Mullitfasern des gleichen Langen- und
Durchmesserspektrums und der gleichen chemischen Zusammensetzung, wie bei
Schicht 2 beschrieben, wird in der Grundausführung der gleiche Ausbrennstoff von Art
und Größe, aber variiert in der Menge, zugesetzt. Als feste Zuschlagstoffe werden
beispielsweise Schmelzmullit-Feinkorn und SiC-Feinkorn in den für Schicht 3
beschriebenen Gewichtsanteilen vorgemischt und der Masse zugesetzt und eingearbeitet.
Analog zu Schicht 2 wird dann beispielsweise der genannte Al2O3 - SiO2 - Binder und
danach der Verdicker in veränderten Gewichtsanteilen zugefügt und gleichmäßig
verteilt. Dem gasentwickelnden Stoff wird, wie bei Schicht 2, aber in verändertem
Gewichtsanteil, reaktive Substanz zugesetzt und die Keramik bis zum Abschluß des
Trocknungsprozesses analog behandelt. In erweiterter Ausgestaltung kann anstelle der
Mullitfaser eine andere beschriebene kristalline Faser des Typs Al2O3 oder ZrO2 usw.
oder ein Gemisch von Fasern einschließlich/ausschließlich Mullitfaser von Vorteil sein.
Eine durch Verschliff nach dem Trocknen gebildete Oberfläche ist für die dritte Schicht
3 ebenfalls vorteilhaft. Hierdurch wird die Gasauströmung verbessert und es kann auch
die Schichtdicke eingestellt werden.A surface formed by sanding after drying is for the
In einer weiteren erweiterten Ausgestaltung kann der Ausbrennstoff von seiner Qualität her variiert werden, z.B. Kunstfaserschnitt der Länge von etwa 3 mm mit einem Durchmesser von kleiner als etwa 0,5 mm.In a further expanded embodiment, the quality of the burnout material can be be varied, e.g. Synthetic fiber cut with a length of about 3 mm Diameter less than about 0.5 mm.
In einer anderen erweiterten Ausgestaltung kann der Mischbinder variiert werden, indem beispielsweise eine kolloidale Lösung/Vorstufe von ZrO2 zugesetzt wird, die die kolloidale SiO2-Lösung teilweise oder völlig ersetzen kann.In another extended embodiment, the mixed binder can be varied, for example by adding a colloidal solution / precursor of ZrO 2 , which can partially or completely replace the colloidal SiO 2 solution.
Nach Abschluß des Treibvorgangs und der Trocknung, vorzugsweise etwa zwölf
Stunden bei etwa 40°C, wird die Keramik je nach dem stofflichen Aufbau der
Schichten zwischen etwa 1200°C und 1600°C gebrannt. Über einen Verschliff der
äußeren Schicht 3 oder ggf. auch zweiten Schicht 2 wird die Schichtstärke
reproduzierbar, beispielsweise auf etwa 2 mm, eingestellt.After completion of the blowing process and drying, preferably about twelve
Hours at around 40 ° C, the ceramic is made depending on the material structure
Fired layers between about 1200 ° C and 1600 ° C. By sanding the
Die konkreten Anforderungen des jeweiligen Anwendungsprozesses, insbesondere die Abgasbestandteile im Falle der Behandlung von gasförmigen Abprodukten durch thermische Oxidation, bestimmen die Werkstoffauswahl. Vordruck und Leistungsanforderungen nehmen entscheidend Einfluß auf die Geometrie. Bei Kenntnis des Verbrennungsmechanismus lassen sich die Widerstände durch den Drei- oder ggf. auch Mehrschichtaufbau so steuern und durch Luftanalogie-Strömungsversuche untersetzen, daß die Flammenwurzel über einen weiten Leistungsbereich und ein breites Luftverhältnis in der Keramik der äußeren Schicht gehalten werden kann und so ein NOx-armes und nahezu CxHy- und CO-freies Abprodukt die Brennoberfläche verläßt.The specific requirements of the respective application process, especially the Exhaust gas components in the case of treatment of gaseous waste thermal oxidation, determine the choice of materials. Form and Performance requirements have a decisive influence on the geometry. With knowledge of the combustion mechanism, the resistances can be also control multi-layer construction in this way and through air analog flow tests promote that the flame root over a wide power range and a wide Air ratio in the ceramic of the outer layer can be kept and so on Low-NOx and almost CxHy and CO-free waste leaves the burning surface.
Im Brennbetrieb wird die erste Schicht 1 vom Brennstoff-Luft-Gemisch 4 angeströmt
und durchströmt. Sie verteilt dabei entsprechend dem Strömungswiderstand das
Gemisch möglichst gleichmäßig über die Brennfläche 5 und bewirkt eine geringfügige
Vorwärmung und Nachvermischung. In der Schicht 2 erfolgt die Intensivierung der
Vorwärmung und eine weitere Vergleichmäßigung des Strömungsprofils. Das Gemisch
wird bis auf Reaktionstemperatur gebracht. Die eigentliche Flamme sitzt als Front in
bzw. unmittelbar auf der Schicht 3 und bringt diese zum Glühen. Die abströmenden
Abgase sind durch das Bezugszeichen 6 verdeutlicht.The first layer 1 is flown against by the fuel-air mixture 4
and flows through. It distributes this according to the flow resistance
Mix as evenly as possible over the
Eine derartige Keramik wird über eine geeignete Medienzuführung inklusive Befestigung 7 gasdicht gehaltert.Such a ceramic is included via a suitable media feed Attachment 7 held gastight.
Das in der Keramik zugeführte verbrennungsfähige Gemisch wird durch eine geeignete Vorrichtung an der Oberfläche gezündet, die Verbrennungsabgase einer Brennkammer zugeführt und eine prozeßabhängig mehr oder wenig intensive Wärmeabnahme realisiert.The combustible mixture supplied in the ceramic is replaced by a suitable one Device ignited on the surface, the combustion gases from a combustion chamber fed and a process-dependent more or less intensive heat consumption realized.
Claims (17)
- Combustion support element (E) for surface burners, in particular for quasi-flameless surface burners, consisting ofa ceramic material having a plurality of throughflow openings,whereby the combustion support element (E) is a multilayer composite body with two or three layers (1,2,3),whereby the first layer (1) is formed of ball-like or hollow ball-like aggregate and forms a porous conglomeration ceramic,whereby the second and/or third layer (2,3) is or are of a solid reinforced conglomeration of mullite fibres or other crystalline (single and/or poly-crystalline) temperature resistant fibres or fibre mixtures,whereby the material of the second layer (2) has a greater temperature resistance than the material of the first layer (1),and whereby the first layer (1) has a lesser thermal conductivity, referred to the layer thickness, than the second layer (2).
- Combustion support element according to claim 1,
characterized in that,
the ceramic material is a mullite ceramic. - Combustion support element according to claim 1,
characterized in that,
the ceramic material is of corundum, zirconium oxide, titanium oxide or cordierite. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the fibre diameter is about 3 µm and more, preferably about 10 µm and more, and the fibre length is up to about 5 mm, preferably about 3 mm. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the material of the third layer has a greater temperature resistance than the material of the first or second layer. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
there is mixed into the ceramic starting material of the relevant layer (1,2,3) a preferably fibrous or splintery burn-out material. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
there is mixed with the ceramic starting material of the relevant layer (1,2,3) a gas developing material that with an increased temperature, e.g. upon drying, effects a driver reaction in the layer with corresponding porosification. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the outflow surface of the first and second and/or third layer (1,2,3) is worked in a manner which removes material, in particular is abraded. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the layers (1,2,3) are of a porous ceramic material and the second layer (2), arranged on the outflow side with regard to the first layer (1), and/or a possibly present third layer (3), arranged on the outflow side of the second layer (2), has a higher flow resistance than the first layer (1) or if applicable the third layer (3) has a higher flow resistance than the second layer (2). - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the second layer (2) has a lower thermal conductivity, referred to the layer thickness, than the third layer (3). - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the first layer (1) is thicker than the second layer (2) and/or the third layer (3) and in particular the second layer (2) is thicker than the third layer (3), whereby preferably the thickness of the first layer (1) is between about 10 and 15 mm, the thickness of the second layer (2) is between about 1 mm and 4 mm and the thickness of the third layer (3) is between about 1 mm and 4 mm, whereby a preferred layer thickness for the second layer (2) is 1.5 mm to 2.5 mm and for the third layer is 1mm to 3 mm. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the first layer (1) and/or the second layer (2) and/or the third layer (3) is or are in each case of an aggregate material and a binder material preferably also a supplementary material or filler. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
there is contained in the first and/or second and/or third layer (2,3) a material which develops gas, for the purpose of a gas driving process in the layer (2,3) with corresponding, possibly additional, porosification. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the second or third layer (2,3) has a material promoting heat radiation emission, e.g. SiC, Cr2O3, Cr2O3-spinel,Fe2O3-spinel etc., preferably having a grain size from 0 to 0.15 mm. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the second and/or third layer (3) has a material which can be burned out arranged distributed therein, preferably in fibrous or splintery form. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
the first layer (1) and/or the second layer (2) and/or third layer (3) is, on the outflow side, worked in a way removing material, in particular abraded. - Combustion support element according to any preceding claim,
characterized in that,
it is formed plate- or disc-like or sleeve-like, preferably in the form of a sleeve closed to the outflow side, in particular a sleeve closed by means of the layer (1) or the layers (1,2 or also 3).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4324644 | 1993-07-22 | ||
| DE4324644A DE4324644A1 (en) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | Ceramic combustion carrier element for surface burner and method for its production |
| PCT/EP1994/002419 WO1995003511A1 (en) | 1993-07-22 | 1994-07-22 | Ceramic combustion support element for surface radiant burners and process for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0708901A1 EP0708901A1 (en) | 1996-05-01 |
| EP0708901B1 true EP0708901B1 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=6493467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP94925377A Expired - Lifetime EP0708901B1 (en) | 1993-07-22 | 1994-07-22 | Ceramic combustion support element for surface radiant burners |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5749721A (en) |
| EP (1) | EP0708901B1 (en) |
| AT (1) | ATE178397T1 (en) |
| DE (2) | DE4324644A1 (en) |
| WO (1) | WO1995003511A1 (en) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1003250C2 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-03 | Gastec Nv | Cover for combustion chamber |
| JPH1026315A (en) * | 1996-07-08 | 1998-01-27 | Aisin Seiki Co Ltd | Catalytic combustor and catalytic combustion method |
| DE19734638A1 (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Bosch Gmbh Robert | Burner for heating system |
| RU2127849C1 (en) * | 1997-10-06 | 1999-03-20 | Мягков Кирилл Георгиевич | Radiation burner |
| DE19904924B4 (en) * | 1999-02-06 | 2005-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Burner, in particular for heating systems |
| DE29903311U1 (en) * | 1999-02-25 | 2000-05-11 | LS Laborservice GmbH, 64291 Darmstadt | Burner with a gas supply, a valve with a connecting device connected to it |
| GB2347490B (en) * | 1999-06-11 | 2001-03-07 | Morgan Crucible Co | Surface combustion radiant heaters and heating plaques |
| DE10000652C2 (en) * | 2000-01-11 | 2002-06-20 | Bosch Gmbh Robert | Burner with a catalytically active porous body |
| US20020123018A1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-05 | Lucidi Gerard J. | Infrared generation |
| DE10114903A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-17 | Invent Gmbh Entwicklung Neuer Technologien | Burner for a gas / air mixture |
| US6872070B2 (en) * | 2001-05-10 | 2005-03-29 | Hauck Manufacturing Company | U-tube diffusion flame burner assembly having unique flame stabilization |
| AU2003304390A1 (en) * | 2003-01-08 | 2005-02-25 | 3M Innovative Properties Company | Ceramic fiber composite and method for making the same |
| WO2004092647A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-28 | N.V. Bekaert S.A. | A metal burner membrane |
| DE102005027698A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Daimlerchrysler Ag | Porous burner for combustion of hydrogen, has mixing space for mixing reducing and oxidizing agents, combustion space filled with porous material, and flame barrier containing another porous material of preset porosity and density |
| RU2310129C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-10 | Томский научный центр СО РАН | Multipurpose porous nozzle for flameless gas burner |
| RU2362945C1 (en) * | 2007-10-25 | 2009-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) | Radiative burner |
| DE102010024678A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Arcotec Gmbh | Gas burner for activating or changing tension of surface area of object to achieve better adhesion for e.g. paints, has burner strip whose inner side turned toward housing interior is less curved and/or planar |
| DE102011050368A1 (en) * | 2011-05-15 | 2012-11-15 | Webasto Ag | evaporator assembly |
| US20120301837A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-29 | Kazuyuki Akagi | Plate type burner |
| AU2011202498B2 (en) * | 2011-05-27 | 2015-04-09 | Rinnai Corporation | Plate type burner |
| US20120301836A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-29 | Kazuyuki Akagi | Plate type burner |
| US8739547B2 (en) * | 2011-06-23 | 2014-06-03 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine joint having a metallic member, a CMC member, and a ceramic key |
| RU2497044C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Source of directed infrared radiation |
| US10119704B2 (en) | 2013-02-14 | 2018-11-06 | Clearsign Combustion Corporation | Burner system including a non-planar perforated flame holder |
| EP3049721A4 (en) * | 2013-09-23 | 2017-09-20 | Clearsign Combustion Corporation | Burner system employing multiple perforated flame holders, and method of operation |
| CN105579776B (en) | 2013-10-07 | 2018-07-06 | 克利尔赛恩燃烧公司 | With the premix fuel burner for having hole flame holder |
| US10458646B2 (en) * | 2014-09-25 | 2019-10-29 | Selas Heat Technology Company Llc | Low NOx, high efficiency, high temperature, staged recirculating burner and radiant tube combustion system |
| US10488039B2 (en) * | 2015-02-09 | 2019-11-26 | Gas Technology Institute | Method for surface stabilized combustion (SSC) of gaseous fuel/oxidant mixtures and a burner design thereof |
| US11255538B2 (en) * | 2015-02-09 | 2022-02-22 | Gas Technology Institute | Radiant infrared gas burner |
| WO2016134061A1 (en) | 2015-02-17 | 2016-08-25 | Clearsign Combustion Corporation | Perforated flame holder with adjustable fuel nozzle |
| DE102016108041B4 (en) * | 2016-04-29 | 2019-12-05 | Webasto SE | evaporator body |
| US10539326B2 (en) | 2016-09-07 | 2020-01-21 | Clearsign Combustion Corporation | Duplex burner with velocity-compensated mesh and thickness |
| CN113119391B (en) * | 2019-12-30 | 2023-03-17 | 荣耀终端有限公司 | Ceramic resin composite shell and preparation method and terminal thereof |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1830826A (en) * | 1925-08-17 | 1931-11-10 | Cox Frederick John | Refractory diaphragm for use in surface-combustion apparatus |
| US3179156A (en) * | 1962-01-17 | 1965-04-20 | American Thermocatalytic Corp | Space heater |
| US3275497A (en) * | 1962-01-17 | 1966-09-27 | American Thermocatalytic Corp | Method of molding a combustion element of ceramic fibers on a porous support |
| US3208247A (en) * | 1962-05-14 | 1965-09-28 | Inst Gas Technology | Gas burner |
| US3322179A (en) * | 1963-04-09 | 1967-05-30 | Paul H Goodell | Fuel burner having porous matrix |
| DE1303596C2 (en) * | 1966-05-09 | 1973-01-04 | MULTI-LAYER BURNER BLOCK FOR RADIATION BURNER | |
| AU2574267A (en) * | 1967-08-10 | 1969-02-13 | United Industries, Inc | Combustion elements |
| FR2222329A2 (en) * | 1969-06-27 | 1974-10-18 | Shell Int Research | Porous ceramic heat-radiating elements - having a region of reduced flow resistance to prevent gas blow-back |
| GB1439767A (en) * | 1972-09-25 | 1976-06-16 | Foseco Int | Radiant gas burners |
| US4039480A (en) * | 1975-03-21 | 1977-08-02 | Reynolds Metals Company | Hollow ceramic balls as automotive catalysts supports |
| US4189294A (en) * | 1977-10-18 | 1980-02-19 | Comstock & Wescott Inc. | Flameless combustion burner and method of operation |
| US4519770A (en) * | 1980-06-30 | 1985-05-28 | Alzeta Corp. | Firetube boiler heater system |
| FR2497923B1 (en) * | 1981-01-15 | 1986-01-24 | Sapco App Elect | GAS BURNER, METHOD FOR MANUFACTURING SAID BURNER AND BOILER USING SUCH A BURNER |
| US4416619A (en) * | 1981-08-20 | 1983-11-22 | Thermocatalytic Corp. | Porous ceramic combustion reactor |
| DE3311953A1 (en) * | 1983-03-31 | 1984-10-04 | Laurence B. Glen Cove N.Y. Craig | Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinder |
| US4533318A (en) * | 1983-05-02 | 1985-08-06 | Slyman Manufacturing Corporation | Radiant burner |
| US4605369A (en) * | 1983-05-02 | 1986-08-12 | Slyman Manufacturing Corporation | Radiant burner |
| US5356487A (en) * | 1983-07-25 | 1994-10-18 | Quantum Group, Inc. | Thermally amplified and stimulated emission radiator fiber matrix burner |
| US4599066A (en) * | 1984-02-16 | 1986-07-08 | A. O. Smith Corp. | Radiant energy burner |
| CA1241910A (en) * | 1984-02-16 | 1988-09-13 | Dirk N. Granberg | Radiant energy burner |
| GB8405681D0 (en) * | 1984-03-05 | 1984-04-11 | Shell Int Research | Surface-combustion radiant burner |
| DE3444398C1 (en) * | 1984-12-05 | 1986-02-13 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Process for making a refractory light-weight brick |
| US4673349A (en) * | 1984-12-20 | 1987-06-16 | Ngk Insulators, Ltd. | High temperature surface combustion burner |
| US4643667A (en) * | 1985-11-21 | 1987-02-17 | Institute Of Gas Technology | Non-catalytic porous-phase combustor |
| DE3671407D1 (en) * | 1985-11-28 | 1990-06-28 | Bekaert Sa Nv | LAMINATED ITEM MADE OF METAL FIBER LAYERS. |
| JPS62258917A (en) * | 1986-04-18 | 1987-11-11 | Miura Co Ltd | Combustion promoting body for surface combustion consisting of ceramic particles |
| US4721456A (en) * | 1986-05-08 | 1988-01-26 | A. O. Smith Corporation | Combustion element for a radiant energy burner and method of making same |
| US4814300A (en) * | 1987-12-02 | 1989-03-21 | The Duriron Company, Inc. | Porous ceramic shapes, compositions for the preparation thereof, and method for producing same |
| US4889481A (en) * | 1988-08-16 | 1989-12-26 | Hi-Tech Ceramics, Inc. | Dual structure infrared surface combustion burner |
| US4878837A (en) * | 1989-02-06 | 1989-11-07 | Carrier Corporation | Infrared burner |
| BE1003054A3 (en) * | 1989-03-29 | 1991-11-05 | Bekaert Sa Nv | BURNER MEMBRANE. |
| US4883423A (en) * | 1989-05-08 | 1989-11-28 | Carrier Corporation | Method for making an infrared burner |
| US5249953A (en) * | 1989-06-16 | 1993-10-05 | Hercules Canada, Inc. | Gas distributing and infrared radiating block assembly |
| EP0410569A1 (en) * | 1989-06-16 | 1991-01-30 | Devron-Hercules Inc. | Gas-fired infrared burners |
| DE4041061A1 (en) * | 1989-12-22 | 1991-06-27 | Siemens Ag | BURNER PLATE FOR A AREA BURNER |
| DE4129711C2 (en) * | 1991-09-06 | 1993-09-30 | Buderus Heiztechnik Gmbh | Gas burner with a fuel element made of a porous body |
-
1993
- 1993-07-22 DE DE4324644A patent/DE4324644A1/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-22 AT AT94925377T patent/ATE178397T1/en not_active IP Right Cessation
- 1994-07-22 DE DE59408046T patent/DE59408046D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-22 EP EP94925377A patent/EP0708901B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-22 US US08/592,429 patent/US5749721A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-22 WO PCT/EP1994/002419 patent/WO1995003511A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5749721A (en) | 1998-05-12 |
| DE59408046D1 (en) | 1999-05-06 |
| DE4324644A1 (en) | 1995-01-26 |
| WO1995003511A1 (en) | 1995-02-02 |
| EP0708901A1 (en) | 1996-05-01 |
| ATE178397T1 (en) | 1999-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0708901B1 (en) | Ceramic combustion support element for surface radiant burners | |
| DE69630681T2 (en) | CERAMIC STRUCTURE | |
| DE19626375B4 (en) | Exhaust filter and method of making the same | |
| DE60005096T2 (en) | Monolithic honeycomb structure made of porous ceramic material, and use as a particle filter | |
| DE3879273T2 (en) | OVEN WITH A JET PIPE BURNER WITH TWO-STAGE FUEL FEED. | |
| DE69624884T2 (en) | honeycombs | |
| DE60007608T2 (en) | BURNER AND METHOD FOR OPERATING A GAS TURBINE | |
| EP2467642B1 (en) | Radiant burner | |
| DE69425968T2 (en) | UNSINTERED BURNER FROM A MIXTURE OF METAL AND CERAMIC FIBERS | |
| DE2823549A1 (en) | CATALYTIC GAS TREATMENT DEVICE | |
| EP0363834A1 (en) | Burner, particularly a high-speed burner | |
| DE102007000895B4 (en) | Method for firing a ceramic honeycomb body | |
| DE19527583C2 (en) | Burners, especially for heating systems | |
| EP1523641B1 (en) | Pore burner and cooking appliance containing at least one pore burner | |
| EP2066878A1 (en) | Filter element, in particular for filtering exhaust gases of an internal combustion engine | |
| WO1989011621A1 (en) | Radiant burner for gaseous fuel | |
| EP4246043B1 (en) | Gas burner arrangement, gas heater and use | |
| DE1592105B2 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING CLAY FOR FORMING SPARK PLUG INSULATORS | |
| DE3048044A1 (en) | Oil burner flame tube of heat-resisting material - is good thermal insulator with low time-constant and has burner jet acting as injector | |
| DE2445468A1 (en) | HIGH TEMPERATURE RESISTANT, THERMAL INSULATING, CERAMIC MATERIAL | |
| DE1696691B1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING SHAPED HEAT-RESISTANT ALUMINUM OXIDE-CONTAINING BODIES | |
| DE69625432T2 (en) | Carrier element for catalyst | |
| DE4130922C2 (en) | Burners for high temperature processes and methods for operating the burner | |
| DE959423C (en) | Device for burning liquid and solid fuels, especially in jet engines or the like. | |
| DE10032190C2 (en) | Gas burner with a porous material burner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 19960116 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT CH DE ES FR GB IT LI NL SE |
|
| RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: GOSSLER THERMAL CERAMICS GMBH |
|
| 17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19970925 |
|
| GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
| GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
| GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
| GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
| GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): AT CH DE ES FR GB IT LI NL SE |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: SE Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY Effective date: 19990331 Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 19990331 Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 19990331 Ref country code: ES Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY Effective date: 19990331 |
|
| REF | Corresponds to: |
Ref document number: 178397 Country of ref document: AT Date of ref document: 19990415 Kind code of ref document: T |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: NV Representative=s name: A. BRAUN, BRAUN, HERITIER, ESCHMANN AG PATENTANWAE Ref country code: CH Ref legal event code: EP |
|
| ET | Fr: translation filed | ||
| REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59408046 Country of ref document: DE Date of ref document: 19990506 |
|
| GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 19990630 |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: AT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 19990722 |
|
| NLV1 | Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act | ||
| PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
| 26N | No opposition filed | ||
| PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20010704 Year of fee payment: 8 |
|
| PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20010717 Year of fee payment: 8 |
|
| PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: CH Payment date: 20010723 Year of fee payment: 8 |
|
| PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20010928 Year of fee payment: 8 |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: IF02 |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20020722 |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: LI Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20020731 Ref country code: CH Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20020731 |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20030201 |
|
| GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20020722 |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: PL |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20030331 |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |