DK164525B - Apparat og fremgangsmaade til styring af vaeskestroemmen til en vaeskeforstoever - Google Patents

Description

i

DK 164525 B

Opfindelsen angår et apparat og en fremgangsmåde til styring af strømmen af væske til en væskeforstøver. Apparatet og fremgangsmåden ifølge opfindelsen angår især strømstyresystemer til brug i forbindelse med flydende brændstof samt fremgangs-5 måder til brug af brændere og forstøvere, af den type, som har en forstøvn ingsbu1b med en glat konveks ydre overflade, der er tilspidset i retning imod et hul. En strøm af luft eller anden gas dirigeres igennem dette hul for at forstove brændstoffet eller en anden væske, efterhånden som denne strømmer i en tynd 10 film hen over forstøvn ingsbu1 bens øvre overflade.

US-patentskrifterne nr. 3.421.692, 3.421.699 og 3.425.058 angår en type væskeforstøvningsapparater som er særlig velegnet til brændere til flydende brændstof. Det princip, der anvendes 15 i disse apparater, og som nu ofte omtales som Babington-princippet, går ud på at forberede en væske til forstøvning ved at bringe den til at blive spredt ud i en fritstrømmende tynd film hen over den udvendige overflade på et plenum eller et trykkammer, som har en ydre væg, der afgrænser en forstøv-20 ningsbulb eller løgformet forstøvningsdel og indeholder i det mindste ét hul. Når der ledes gas ind i dette plenum, strømmer det ud igennem hullet og frembringer derved en yderst ensartet stråle af små væskepartikler. Ved at variere antallet af huller, hullernes form, overfladens form og karakteristika, ha-25 stigheden og mængden af den væske, der leveres til overfladen, og ved at regulere gastrykket inden i plenumet, kan den resulterende stråles kvantitet og kvalitet justeres efter ønske til en speciel brænderanvendelse. I andre US-patentskrifter, nemlig US-patentskri fterne nr. 3.751.210, 3.864.326, 4.155.700 og 30 4.298.338, er der beskrevet forskellige arrangementer ved så danne forstøvningsapparater. Med hensyn til yderligere oplysninger henvises der til beskrivelserne til disse patentskrifter .

9 C

•j 2

DK 164525 B

For at brændere til flydende brændstof og væskeforstøvere, som er konstrueret i overensstemmelse med Babington-princip-5 pet, vil få det bredest mulige anvendelsesområde, har det vist sig ønskeligt at tilvejebringe den maksimalt mulige variation i det forstøvede brændstofs eller den anden væskes volumetriske strømhastighed imellem den laveste og den højeste strømhastighed, der kræves. F.eks. kan der til nogle an-10 vendelser være krævet så lave strømhastigheder som 0,3785 liter pr. time og i andre tilfælde så høje strømhastigheder som 3,785 liter pr. time.

Når først et givet forstøvningsapparat er blevet valgt med >15 en speciel geometri, må ændringer i den forstøvede væskes strømhastighed først og fremmest foregå ved regulering af væskens strømhastighed frem til forstøvningsbulben. Til den lavest ønskede strømhastighed, vil væskefilmtykkelsen ved hullet fortrinsvis være den tyndest opnåelige, medens der 2 0 stadigvæk opretholdes en kontinuerlig film hen over forstøv ningspulpens ydre overflade. For at bibringe den forstøvede væske højere strømhastigheder, er det nødvendigt at øge tykkelsen af filmen ved hullet uden at øge denne så meget, at der dannes uønskede store væskepartikler. I kendte apparater 25 er der anbragt et enkelt væskeføderør over hver forstøvnings- bulb, så der har kunnet opnås en variabel strømhastighed med den pågældende forstøvede væske fra ca. 0,757 til 2,27 liter pr. time.

30 Selv om denne form for kendte apparater har vist sig at ud gøre et meget effektivt middel til at tilvejebringe en stråle af brændstof til brug, såsom i forbindelse med oliebrændere, har der undertiden vist sig uregelmæssigheder underigangsætning, og især når strømmen af flydende brændstof hen 35 over forstøvningsbulben og gassen under tryk igennem hullet igangsættes samtidigt. Undertiden har et apparat, som har fungeret som ønsket i nogen tid og derefter er blevet afbrudt i en periode, vist sig at fremstille en hakkende eller spruttende stråle, når strømmen af brændstof og luft igangsættes 3

DK 164525 B

igen, selv efter en kort afbrydelse.

Fortsatte forsøg har vist, at denne uregelmæssige adfærd kan 5 skyldes tilstedeværelsen af luft, som bliver spærret inde i føderøret for forstøvningspulpen under afbrydelsen, eller luft, som rives med af eller er opløst i det brændstof, som forlader brændstofpumpen eller til en vis grad en kombination ^ af disse to årsager. Instabilitet under igangsætningen kan også være resultatet af overfladespændingen og viskositetsvirkninger, da forstøvningsbulbens overflade vædes under hver igangsætningsprocedure. Som følge af disse forhold kan den strøm af brændstof, som forlader føderøret, være noget uregelmæssig i en overgangsperiode under igangsætningen. I løbet 15 af denne overgangsperiode kan forstøvningsbulbens overflade ikke blive fuldstændigt dækket af en tynd brændstoffilm, før to eller tre sekunder efter, at strømmen af brændstof og luft begynder. Under denne periode er kvaliteten af brændstofstrå-2Φ len forholdsvis dårlig, hvilket kan føre til vanskeligheder under igangsætningen af forbrændingen, overførsel af rent brændstof til flammerøret og andre uønskede virkninger.

I nogle brændere til flydende brændstof, og som arbejder efter Babington-princippet, har det forstøvede brændstofs strøm-hastighed vist sig at aftage lidt, efterhånden som brændstoffets temperatur vokser under brug, tilsyneladende på grund af tiltagende lækage i pumpen og måske ændringer i brændstofegenskaberne, som en funktion af temperaturen. I nogle situa-tioner betragtes det imidlertid som ønskeligt, at strømhas-tigheden ved det forstøvede brændstof, som forlader forstøvningsbulbens hul, skal forblive forholdsvis konstant, medens brændstoffets temperatur varierer. Denne funktionsmåde har vist sig vanskelig at opnå med kendte brændere.

35

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et strømstyremodul for flydende brændstof samt en fremgangsmåde til brug med brændstofbrændere, som arbejder efter Babington-princippet, og som ikke blot fjerner medrevet luft fra det brændstof, 4

DK 164525 B

som strømmer frem til forstøvningsbulben, men også hurtigt og pålideligt udskyller luft fra brændstofføderøret, når 5 brænderens funktion begynder.

Formålet med opfindelsen er også at tilvejebringe et strømstyremodul og en fremgangsmåde, ved hvilken trykket ved føderørets indløb opretholdes i alt væsentligt konstant, således 10 at det forstøvede brændstofs strømhastighed forbliver i alt væsentligt konstant, uafhængigt af variationer i brændstoftemperaturen.

Formålet med opfindelsen er også at tilvejebringe et strøm-15 styremodul og fremgangsmåde, som vil frembringe en igangsæt tende skylning af væske, så at forstøvningsbulbens overflade fuldstændigt vædes, hvorefter der automatisk foregår en reduktion i strømmen af væske til et niveau, som kræves for at etablere den ønskede filmtykkelse til den minimale forstøv-2 0 ningshastighed, alt sammen inden for få sekunder, før der ledes forstøvnings luft ind i forstøvningsbulben.

Derudover er det formålet med opfindelsen at tilvejebringe et sådant strømstyremodul og en fremgangsmåde, som tillader 25 et bredere interval af justeringer af brændstofstrømhastighe den til forstøvningsbulben, end det har kunnet lade sig opnå ved kendte anlæg.

Endvidere er det formålet med opfindelsen at tilvejebringe 30 et sådant modul og en fremgangsmåde, som letter nøjagtig sty ring af væskeforstøvningshastigheden, og til trods herfor anvende store passager, som ikke påvirkes i bemærkelsesværdig grad af gasbobler, snavs og viskositetsændringer i en sådan grad, som det er tilfældet med konventionelle strømstyreindret-35 ninger, såsom nåleventiler.

Formålet med opfindelsen er også at tilvejebringe en sådan brændstofstrømstyremodul og fremgangsmåde, som på pålidelig 5

DK 164525 B

måde vil genetablere en ønsket brændstofstrømhastighed til forstøvningsbulben efter afbrydelsesperioder.

5

Desuden er det formålet med opfindelsen at dæmpe væskestrømspulsationer, så at der leveres en glat, i alt væsentlig laminar strøm af væske til forstøvningsbulben.

Disse formål med opfindelsen er kun anført som eksempler.

10

Andre formål og fordele ved apparatet og fremgangsmaden ifølge opfindelsen vil være nærliggende for fagmanden. Der kan foretages mange ændringer, uden at man derved afviger fra opfindelsens idé.

15 I overensstemmelse med opfindelsen tilvejebringes der et apparat til styring af væskestrømmen til et væskeforstøvningsapparat, og som omfatter en væskekilde, et indesluttet volumen, som er placeret over forstøveren samt midler til levering af en første strøm af væske fra kilden til det indeslut- 20 tede volumen. Strømmen til det indesluttede volumen afbøjes for at fjerne medrevne gasser i væsken, således at volumenet også virker som et afluftningskammer. Nær ved den nedre ende af det indesluttede volumen, er der tilvejebragt midler til at fjerne en anden strøm af væske, som ikke overskrider stør-25 reisen af den største strøm, fra volumenet og til fødning af den anden strøm til en forstøvningsbulb. Nær ved den øvre ende af det indesluttede middel er der tilvejebragt midler til ved hævertvirkning at lede en tredje strøm af væske fra det indesluttede volumen og fortrinsvis til at returnere den-30 ne tredje strøm til et reservoir eller en sump med henblik på recirkulering.

Ved brug af et sådant apparat i overensstemmelse med frem-gangsmåden ifølge opfindelsen strømmer der til at begynde med væske ind i det indesluttede volumen, som antages at have drænet under en afbrydelsesperiode igennem midlerne til at føde den anden strøm til forstøveren. Denne indledende strøm 6

DK 164525 B

af væske udskyller luft fra midlerne til at føde forstøvningsbulben med væske. Strømhastigheden til forstøvningsbulben 5 tiltager, efterhånden som væskeniveauet i det indesluttede volumen stiger til niveau med midlerne til ved hævertvirkning af bortlede en tredje strøm begynder, og den anden strøm reduceres til den ønskede strømhastighed til forstøvningsbulben. I et typisk anvendelsestilfalde etableres den ønskede strøm-2 0 hastighed inden for fra 3 til 4 sekunder fra igangsætningen af brændstof strømmen. I en foretrukket, men ikke kritisk anvendelse af et sådant strømstyremodul, omfatter det en del af et rensesystem, som etablerer den ønskede strøm af væske, før den forstøvende luft ledes ind i forstøvningsbulben. På denne måde er alle pulsationer, uregelmæssigheder og luftbobler, som kan være forbundet med igangsætningen af brændstof-strømmen enten blevet dæmpet eller fjernet, før trykluften ledes ind i forstøverne. Dette fremmer øjeblikkelig antænding og sikrer, at brændhastigheden forbliver konstant fra 2Q tænding til slukning.

For at tillade justering af strømhastigheden til forstøvningsbulben, omfatter midlerne til ved hævertvirkning at bortlede den tredje strøm en ledning, som strækker sig fra det inde-25 sluttede volumen og fortrinsvis tilbage til væskerecirkule ringssystemet samt en ventil i ledningen til regulering af strømhastigheden herigennem. For at tilvejebringe en i alt væsentligt temperaturufølsom konstant strømhastighed af forstøvet væske, som forlader forstøvningsbulben, er der tilveje-30 bragt midler til at opretholde et i alt væsentligt konstant indløbstryk ved midlerne til fødning af en anden strøm til forstøvningsbulben. Disse opretholdelsesmidler kan omfatte en temperaturfølsom ventil til omdirigering af en del af den første strøm af væske tilbage til brændstofsumpen og til at 35 reducere størrelsen af den omdirigerede del, efterhånden som væskens temperatur tiltager. Som en anden mulighed kan opretholdelsesmidlerne omfatte en temperaturfølsom ventil til progressivt at reducere størrelsen af den tredje strøm af væske, efterhånden som væskens temperatur vokser.

7

DK 164525 B

Denne form for fremgangsmåde og apparat til styring af strømmen af væske til et væskeforstøvningsapparat er særlig vel-_ egnet til brug i forbindelse med forstøvningsbulber af den type, som omfatter et plenum eller trykkammer, som har en ydre overflade, over hvilken den anden strøm ledes, og et hul i denne overflade, igennem hvilket luft ledes for at forstøve væske, som strømmer hen over hullet. I sådanne til fæl-de reducerer bortledningen af den tredje strøm under hævertvirkning, den anden strøm af væske glat til en størrelse, ved hvilken plenumets ydre overflade er dækket af en tynd væskefilm, medens den uforstøvede væske i den anden strøm fortrinsvis returneres i en kontinuerlig strøm til væskesum-pen med henblik på recirkulering. I brandstofbrændere vil væsken være et passende flydende brændstof, og derudover vil der være tilvejebragt midler til at antænde strålen af forstøvet brændstof.

20 Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegning en, hvor fig. 1 skematisk viser en afbildning, delvis i snit, af et brændersystem til flydende brændstof, og som omfatter et væs-25 kestrømsstyremodul ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit igennem en del af en øvre del af en anden udførelsesform for et i fig. 1 vist afluftningskammer 50, og 30 fig. 3 en perspektivisk afbildning af en aktuel udførelses form for et væskestrømsstyremodul ifølge opfindelsen med dele for tydeligheds skyld skåret væk.

Nedenfor følger en detaljeret beskrivelse af en foretrukken 35 udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen under henvis ning til tegningen, hvor ens henvisningstal anvendes til at identificere tilsvarende konstruktionselementer i hver figur.

I fig. 1 er der vist et brændersystem til flydende brændstof 8

DK 164525 B

ifølge opfindelsen. En væskeforstøvningsbulb har et plenum eller trykrum (ikke vist) og en ydre væg 12 med en glat, i _ hovedsagen konveks ydre overflade, som tilspidser i retning imod et frontalt hul 14. En kilde med trykluft 16 dirigerer en strøm af luft ind i plenumet via en ledning 18, således at der strømmer luft ud igennem hullet 14. Omkring bulben 10 er der anbragt en skærm 20 til beskyttelse af bulben 10 , over for luftstrømme i omgivelserne og frembringelse af andre for- delagtige virkninger. Skærmen 20 er beskrevet mere detaljeret i en sideløbende patentansøgning. Ved forsiden af skærmen 20 er der tilvejebragt en åbning 22, som ligger på linie med hullet 14. Ved den øvre side af skærmen 20 findes et brænd-stofføderør 24, som strækker sig igennem skærmens væg for at levere en strøm 26 af flydende brændstof, som dækker forstøvningsbulben med en tynd kontinuerligt strømmende film.

Et effektivt arrangement af et sådant føderør er beskrevet i en sideløbende U.S.A. patentansøgning med benævnelsen Im-20 proved Liquid Delivery Apparatus and Method for Liquid Fuel burners and Liquid Atomizers. Luft, som strømmer igennem hullet 14, bevirker, at der dannes en stråle af ganske små dråber af flydende brændstof, som passerer ud igennem åbningen 22 i form af en kegleformet stråle 28. Denne stråle antændes 25 ved brug af en tænder 30. Det flydende brændstof, der ikke bringes til at forstøve ved hullet 14, strømmer i form af en strøm 32 ned fra forstøvningsbulben 10 og forlader det indre af skærmen 20 via en ledning 34, som leder det ufor-støvede brændstof tilbage til en forsyning af brændstof, så-som en sump 36.

Sumpen er forsynet med et passende lufthul 38, eller også ventileres den’via ledningen 34, hvis denne ledning 34 ikke er direkte forbundet med skærmen 20, men med et forstøvnings-kammer (ikke vist), som det vil være tilfældet i nogle situa-

O O

tioner.

Herved vil lufthullet 38 kunne elimineres sammen med eventuelle uønskede brændstofdufte, som kan trænge ud igennem 9

DK 164525 B

lufthullet 38. En indsugningsledning 40 strækker sig ned i væsken, og fra sumpen 36 strækker den sig op til en pumpe g 42 med konstant fortrængning. Ledningens 44 udløb fra pumpen 42 strækker sig opad og danner til sidst en vandret indstrømningsdel 46, som strækker sig ind i et strømstyremodul 48 ifølge opfindelsen.

jq Modulet 48 omfatter et i alt væsentligt cylindrisk indeslut tet afluftningskammer eller volumen 50. Indstrømningsdelen 46 passerer ind i kammeret 50 ved omtrent midten af den viste udførelsesform, set i højderetningen. Væskeindstrømningen til kammeret 50 kan imidlertid også være placeret højere el-ler lavere i kammeret, uden at man derved afviger fra opfindelsens idé, når blot opadgående bevægelse af udskilte gasser ikke forhindres.

Udstrømningsdelens 46 udstrømningsende er fortrinsvis place-20 ret nær ved kammerets 50 lodrette væg 52 eller nær ved en anden passende afskærmning, således at væske, der forlader delen 46, rammer imod væggen, når den strømmer ind i kammeret 50. Som følge af dette sammenstød, frigøres de fleste af de gasser, som er indeholdt i eller båret med af væsken, 25 og derefter strømmer gasserne opad inden i kammeret 50. Den strømmende væskes dynamiske trykkarakteristika spredes også i betydelig grad og påvirker ikke strømmen i føderøret 24. Kammerets 50 bundvæg 54 er fortrinsvis placeret lige under det sted, ved hvilket føderøret 24 strækker sig ind i kamme-30 ret, således at eventuelt bundfald i væsken vil have tendens til at bundfælde sig i bunden af kammeret 50 i stedet for at strømme fremad igennem føderøret 24.

Ved den øvre ende af kammeret 50 fører en vandret passage 35 56 ind i en overløbs- eller hævertledning 58, som strækker sig nedad, indtil den forlader modulet 48 og står i forbindelse med en yderligere ledning 60, der udmunder i sumpen 36 ved et punkt under føderørets 24 udstrømningsåbning. Ved den øvre ende af hævertledningen 58 er der tilvejebragt en skrue 10

DK 164525 B

62 til indstilling af brændstofstrømmen. Denne skrues 62 position kan indstilles til fuldstændigt åbenstående passage 56, 5 således som vist, eller fuldstændigt lukket passage eller til en hvilken som helst mellemliggende position, afhængig af den ønskede strømhastighed igennem røret 24 til forstøvningsbulben.

Idet det antages, at det i fig. 1 viste apparat er blevet afbrudt i en kort tidsperiode, vil den i kammeret 50 værende væske være blevet drænet væk via føderøret 24 og ledt tilbage til sumpen 36 via ledningen 34. Hvis der ønskes frembragt en stråle 28 af forstøvet væske, pumpes der væske igen-nem ledningen 44, hvorfra den rammer imod væggen 52 og derved frigør dens medrevne gasser, som bevæger sig opad inden i kammeret og til sidst ledes tilbage til sumpen 36, som normalt befinder sig ved eller nær ved det atmosfæriske tryk. Dette vil afhænge af, om sumpen 36 er blevet udluftet' 20 til den omgivende atmosfære via lufthullet 38 eller er ble vet ventileret tilbage til det statiske tryk, der findes i et forstøvningskammer, således som tidligere nævnt. Føderøret 24 er således dimensioneret, at det er lidt mindre end ledningen 46, og det væskevolumen, som ankommer til kammeret 2- 50, er tilstrækkeligt stort til, at væskeniveauet i kammeret 50 fortsætter med at stige i retning op imod passagen 56 til trods for, at der strømmer væske ud af ledningen 24. Efterhånden som niveauet stiger, fortsætter strømmen af væske igennem føderøret 24 med at vokse og drive eventuelt i føderøret tilstedeværende luft ud herfra.

Når væskeniveauet i kammeret 50 når op til passagen 56, strømmer væsken ind i hævertledningen 58. Hvis indstillingsskruen 62 befinder sig i den viste åbenstående stilling, etableres „j. der en chiffon- eller hævertvirkning. Som følge heraf til ve- jebringes der sugning ved passagen 56, resulterende i en tilsvarende reduktion i trykket i kammeret 50 og en heraf følgende reduktion i strømhastigheden igennem føderøret 24. Der 11

DK 164525 B

opnås herved snarere et glat fald i strømmen igennem føde-røret 24 end en brat ændring. På det tidspunkt, hvor ændring-5 · en er tilendebragt, er overfladen 12 dækket med en tynd film af væske, og returstrømmen 32 er tynd, men kontinuerlig. Som det vil blive beskrevet mere detaljeret nedenfor, sikrer en passende dimensionering af passagen 56 og hævertledningen 58, at hævertledningen 58, når passagen 56 er åben, som vist, 10 vil trække hele strømmen væk fra pumpen 42, bortset fra den del, der kræves for at etablere den ønskede minimale strømhastighed, frem til forstøvningsbulben 10. Kammerets 50 højde fra føderørets 24 indløb til passagen 56 er således valgt, at der vil være et tilstrækkeligt stort statisk tryk til stede 15 til at tilvejebringe den ønskede minimale strømhastighed, når røret 58 fungerer som en chiffon eller hævert.

Hvis indstillingsskruen 62 bevæges nedad, således at passagen 56 gradvis begrænses, vil strømmen igennem hævertledning-2o en 58 gradvis blive reduceret. Til sidst vil der ikke længere foregå nogen hævertvirkning, men passagen 56 og 58 vil fortsat fungere som en simpel omløbsledning til sumpen 36. Efterhånden som passagen 56 lukkes, vokser strømmen af væske igennem føderøret 24 for til sidst at nå et maksimum, når passa-25 gen 56 er fuldstændigt lukket, og kammeret 50 sættes under tryk ved hjælp af pumpen 42. Den type af strømstyremodul, der her er beskrevet, har en klar fordel i forhold til konventionelle strømstyresystemer, i hvilke der etableres en svag strøm ved at indsnævre en strømpassage. I den forelig-30 gende opfindelse opnås den laveste strømhastighed til forstøv ningsbulben uden nogen indsnævring af passager, hvilket gør tilstopning ved lave strømhastigheder til en ren faktisk umulighed .

35 I en aktuel udførelsesform for strømstyremodulet 48 opnås den netop beskrevne ydelse med en pumpe 42, som har en beregnet kapacitet på ca. 41,64 liter pr. time, en udstrømningsledning 44, 46, som har en indvendig diameter på ca. 3,18 mm, et afluftningskammer, som har en højde på ca. 88,9 mm samt 12

DK 164525 B

en diameter på ca. 25,4 mm, en passage 56 og en hævertledning 58, som har en diameter på ca. 4,76 mm, samt et føderør, 5 som har en indvendig diameter på ca. 2,36 mm og en udstrøm ningsåbning, der er placeret ca. 127 mm under passagen 56.

I et sådant anlæg kan brændstoffets volumetriske strømhastighed i strålen 28 indstilles glat fra ca. 0,3785 liter pr. time til ca. 3,785 liter pr. time.

10

Ved brug af et brændersystem til flydende brændstof og af den type, der er vist i fig. 1, vokser brændstoftemperaturen gradvis under forbrændingen, idet den gradvis vokser fra. f.eks. en udgangstemperatur på ca. 18,3°C til en stabil ar-bejdstemperatur på ca. 48,9°C. Som følge af denne stigning i temperaturen udviser mange pumpesystemer et fald i pumpevirkningsgraden. Hvis der anvendes en sådan pumpe 42 til at levere flydende brændstof til kammeret 50 via ledningen 44, vil den gradvise svækkelse af strømmen igennem ledningen 44 20 resultere i en kontinuerligt faldende strøm igennem ledningen 24. Dette vil igen medføre, at den pågældende brænders brænd-hastighed svækkes. I mange anvendelsessituationer kan en sådan svækkelse i brændhastigheden ikke tolereres. Den foreliggende opfindelse åbner mulighed for, at der kan tillades brug 25 af pumper, hvis ydelse aftager med voksende temperatur.

Brændhastigheden ved en brænder af den type, der er vist i fig. 1 forbliver i alt væsentligt konstant, hvis trykket ved indløbsåbningen 64 til føderøret 24 forbliver i alt væsent-30 ligt konstant. Hvis der ønskes en i alt væsentligt konstant brændhastighed, kan dette opnås ved, at der i pumpens udstrømningsledning 44 tilvejebringes en temperaturfølsom ventil 66, som omdirigerer en del af strømmen fra pumpen 42 tilbage til sumpen 36 via en ledning 68, idet størrelsen af den om-35 dirigerede del aftager mere eller mindre lineært, efterhånden som det flydende brændstofs temperatur vokser. Som en anden mulighed eller i kombination med ventilen 66 og ledningen 68 kan samme resultat opnås ved, at der tilvejebringes en temperaturfølsom ventil 70 i ledningen 60. Størrelsen af den 13

DK 164525 B

strøm, der vender tilbage til sumpen 36 via ledningerne 58 og 60, kan således reduceres progressivt, efterhånden som det flydende brændstofs temperatur vokser under brug. Til-5 stedeværelsen af en ventil 66, en ledning 68 og en ventil 70 er valgfri i forhold til den foreliggende opfindelse, og disse dele behøver kun at være inkluderet i de anvendelsessituationer, hvor pumpens ydelse aftager med voksende tempe-^ ratur, og der ønskes en forholdsvis konstant brændhastighed.

Til et sådant formål kan der passende anvendes en hvilken som helst ventil, som indeholder en stang, strimmel, et U-formet eller spiralformet bimetallisk element af den type, der fremstilles af Hood and Co., Inc. i Harrisburg, Pennsylvania.

X o

Umiddelbart over føderørets 24 indstrømningsåbning 64 findes en ringformet afsats 69, som understøtter en plade eller skive 71 af metalsvampmateriale, såsom porøst kobber fremstil-let af Astro Met Assoc., Cincinnati, og som fortrinsvis har en porøsitet på ca. 40% til 60% og en tykkelse på ca. 3,18 mm. Pladen 71 anvendes først og fremmest til at dæmpe uønskede pulsationer i strømmen af væske igennem føderøret 24, og som f.eks. kan skyldes et stempel, som har tendens til at hænge fast i pumpen 42. Ved passende valg af porøsiteten og tykkel- 2 5 sen af pladen 71, kan den derudover også medvirke til at begrænse strømmen af væske til føderøret 24 ved lave temperaturer, således at der opnås en mere konstant forstøvningshastighed, efterhånden som væskens temperatur vokser, selv om strømhastigheden fra pumpen 42 har tendens til at aftage på grund af større indre pumpelækage ved højere temperaturer.

I mange tilfælde, såsom i oliebrændere i private hjem, kan anvendelsen af en plade 71 til at minimere ændringer i forstøvningshastigheden i forhold til temperaturen i uønsket grad begrænse strømmen ved lavere temperaturer, når det er 3 5 nødvendigt, at der foregår en rensning af føderøret 24 ved igangsætningen. I sådanne tilfælde er pladen 71 forholdsvis konstrueret mere eller mindre som et groft filter, blot for 14

DK 164525 B

at uddæmpe pulsationer i en væskestrøm. Til dette formål bør der efterlades et passende volumen imellem undersiden af pladen 5 71 og føderørets 24 indstrømningsåbning 64. En placering af en filterprop af lignende materiale i føderøret 24 har vist sig at tilvejebringe mindre fordel, antagelig på grund af en væskes inkompressibilitet.

10 Funktionen af indstillingsskruen 62 kan også opnås ved hjælp af en kegleventil 72 af den type, der er vist i fig. 2. Den øvre ende af kammeret 50 er her forsynet med en åben munding. Ventilen 72 har en radial flange 74, som hviler oven på en ringformet flade 76, der er tilvejebragt i strømstyremodulets ^5 48 krop. Et passende middel, såsom en seegerring (ikke vist), anvendes til at hindre ventilkeglen eller -proppen 72 i at blive stødt ud ved hjælp af det flydende brændstofs tryk under brug. Et par med aksialt mellemrum placerede O-ringe 78, 80 anvendes til at tilvejebringe tætning over for lækage af 2o flydende brændstof fra kammeret 50. Kegleventilens 72 bund flade 82 er afskåret ved en sådan vinkel, at dens højere side 84 befinder sig ved eller lidt over passagen 56 og dens lavere side befinder sig under passagen 56, således som vist.

I ventilkeglens 72 øvre overflade er der tildannet en skrue-25 kræv 88, således at keglen kan drejes fra dens viste position, i hvilken passagen 56 er vidt åben, og 180° omkring til en position, i hvilken passagen 56 er fuldstændigt lukket.

Fig. 3 viser en aktuel udførelsesform for et strømstyremodul 30 48, som er tildannet i overensstemmelse med den i fig. 1 ske matisk viste opfindelse. Det indre af modulet 48 er opdelt i et øvre kammer 50 og et nedre kammer 50' ved hjælp af en bundvæg 54' i det øvre kammer 50. Bundvæggen 54' er udboret i vandret retning fra modulets 48 udvendige side og er her-35 ved indrettet til optagelse af en filtercylinder 71' af metal svamp af den tidligere nævnte type. En gevindskåret fitting eller hætte 90 anvendes til at fastholde filtercylinderen 71' på plads og letter samtidigt udskiftningen heraf, hvis den skulle blive tilstoppet. Brændstoffet strømmer således 15

DK 164525 B

fra delen 46 af ledningen 44 ned igennem filtercylinderen 71' og ned i det nedre kammer 50'. Ved bunden af det nedre kammer 50' er der tilvejebragt en lille sump 92, som ender 5 ved en bundvæg, der er placeret under det sted, ved hvilket føderøret 24 udmunder i kammeret 50' af årsager, som tidligere er beskrevet.

Den øvre ende af kammeret 5 0 er aflukket ved hjælp af et dæk- sel 94. I denne udførelsesform opnås strømreguleringsskruens 62 og de temperaturfølsomme ventilers 66 og 70 funktioner ved hjælp af en enkelt ventilsamling 96, som falder ned i kammeret 50, når dækslet 94 er blevet fjernet, men er som vist indfanget imellem dækslet 94 og en indadragende afsats 15 (ikke vist) inden i kammeret 50. Samlingen 96 omfatter nedre vandret udragende basisflanger 98 og 100, som er tildannet ud i ét med et opadragende ventilsæde samt en forgreningsblok 102. Igennem blokkens 102 øvre overflade 106 er der båret en forlængelse 104 af hævertledningen 58. Denne forlængelse 104 strækker sig ned til blokkens nedre overflade 108, hvor forlængelsen 104 passer sammen med hævertledningen 58. Imellem undersiden af dækslet 94 og den øvre overflade 106 er der placeret et manuelt indstilleligt ventillegeme 110. Dette ventillegeme 110 omfatter en kort cylindrisk del 112, fra 25 ^ hvis øvre overflade der strækker sig en ud i ét tildannet indstillingsknap 114. Omkring knappen 114 strækker der sig en O-tætningsring 116 under dækslet 94 for at hindre lækage fra kammeret 50 igennem det nødvendige spillerum imellem knap-pen og dækslet.

Som vist er den bageste kant 118 på blokkens 102 øvre overflade 106 placeret radialt inden for den cylindriske dels 112 periferi. Den øvre overflades 106 forreste kant 120 er placeret radialt uden for den cylindriske dels 112 periferi.

35 På undersiden af den cylindriske del 112 er der tilvejebragt en delvis rundtgående målespalte 122 (som er vist delvis, ved hjælp af punkterede linier). Spalten 122 er tilspidset i aksial retning fra en maksimumdybde ved dens ende 124 med maksimal strømning til en minimumdybde ved dets ende 126 med minimal strømning. Når ventillegemet 110 er placeret som vist, strømmer brændstof, der stiger op til toppen af kammeret 50, 16

DK 164525 B

5 til sidst op langs bagsiden af blokken 102 og ned i den ende 124 af spalten 102, hvor der er maksimal strømning, og hvor spalten strækker sig ud over kanten 118, og herfra strømmer brændstoffet ned i forlængelsen 104 af hævertledningen 58.

Når ventillegemet 110 drejes, således at enden 126 med minimal strømning placeres over forlængelsen 104, er strømbanen den samme, men mere begrænset, således at mere brændstof tvinges til at strømme til ledningen 24. Imellem disse to positioner kan strømmen indstilles på den ovenfor beskrevne måde. Når ^ ventillegemet placeres med spalteenderne 124 og 126 på hver sin side af forlængelsen 104, er der spærret for strømning, indtil forlængelsen 104.

I blokken 102 er der tilvejebragt en temperaturfølsom ventil 128 i stedet for de i fig. 1 viste ventiler 66 eller 70. I

20 en vandret boring 132 er der giidbart monteret et ventilstempel 130. Denne boring udmunder ved dens højre, indre ende i forlængelsen 104. Omtrent ved midten af boringens 132 længde, har blokken 102 et radialt indløb 134, som forbinder boringen 132 med kammeret 50. Ved lavere brændstoftemperaturer er 25 stemplet 130 forbelastet i retning mod venstre, således som vist ved hjælp af en fjeder 136, således at der eksisterer parallelle strømme af brændstof frem til forlængelsen 104 via spalten 122 og via indløbet 134 og boringen 132. Et U- formet bimetallisk element 138 er fastgjort ved dets ene ende 30 på den nedre overflade 108, medens dets anden ende presser an imod eller er fastgjort til stemplet 130. Som følge heraf vil voksende brændstoftemperaturer forårsage, at elementet 138 forvrænges og bevæger stemplet 130 indad, således at stemplet blokerer indløbet 134, og mindre brændstof kan returnere 35 til sumpen 36 via hævertledningen 58. Ved at styre strømmen igennem indløbet 134 som en funktion af brændstoftemperaturen, kan der som tidligere nævnt opnås en i alt væsentlig konstant breendhastighed.

Claims (13)

17 DK 164525 B Selv om den foreliggende opfindelse er blevet beskrevet som særlig velegnet til brug i brændersystemer i forbindelse med 5 flydende brændstof, vil det for fagmanden være nærliggende at anvende opfindelsen i forbindelse med Babington-princippet i tilfælde, hvor der ønskes en hurtig og pålidelig strøm af væske til forstøvningsbulben og en maksimal variation i den forstøvede væskes strømhastighed. 10 Patentkrav.

1. Apparat til styring af strømmen af væske til en væskeforstøver (10), kendetegnet ved, at det omfatter en 15 væskekilde (36), et indesluttet volumen (SO), som er indrettet til at blive placeret over væskeforstøveren (10), midler (44, 46) til at levere en første strøm af væske fra kilden (36) til det indesluttede volumen ved en position til øgning af adskil-2ø leisen af medrevne gasser fra væsken, samt midler (24) til at fjerne en anden strøm af væske, som med hensyn til størrelse er mindre end eller lig med den første strøm, fra det indesluttede volumen (50) på et sted nær den nedre ende heraf, og til at føre denne anden strøm frem til væskeforstøveren (10) 25 og at apparatet har midler (58, 62) til ved hævertvirkning at lede en tredje strøm af væske væk fra det indesluttede volumen (50) på et sted nær dettes øvre ende, hvorved når der til at begynde med strømmer væske ind i det indesluttede volumen (50), og efter at det indesluttede volumen (50) har afgivet 20 væske til midlerne (24) til fjernelse af en anden strøm af væske, denne væske skyller luft væk fra midlerne (24) til fjernelse af den anden strøm, og den anden strøm vokser, indtil væskeniveauet i det indesluttede volumen (50), når midlerne (58, 62) til ved hævertvirkning at lede en tredje strøm af væske væk fra det indesluttede volumen (50), på hvilket 3 5 tidspunkt den tredje strøm starter og reducerer den anden strøm. 18 DK 164525 B

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mid.- lerne (58, 52) til at virke ved chiffonvirkning omfatter en ledning (58), som strækker sig fra det indesluttede volumen og venti 1 organer (52) til at variere strømmen igennem denne ledning.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har midler (65, 70) til opretholdelse af et i alt væsentligt konstant indløbstryk ved midlerne (24) til fjernelsen af den 10 anden strøm af væske.

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at midlerne (68, 70) til at opretholde et i alt væsentligt konstant ^ indløbstryk omfatter temperaturfølsomme ventilorganer (66) til afledning af en del af den første strøm af væske, idet størrelsen af denne del aftager, efterhånden som væskens temperatur vokser. 2o

5- Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at midlerne (68, 70) til at opretholde et i alt væsentligt konstant indløbstryk omfatter temperaturfølsomme venti 1 organer (70) til reducering af størrelsen af den tredje strøm af væske væk fra midlerne (58, 62) til fjernelse af den anden strøm, hvilken 25 størrelse reduceres progressivt, efterhånden som væskens temperatur vokser.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at væskeforstøveren (10) er af den type, der omfatter et plenum, 3q som har en ydre overflade, over hvilken den anden strøm (26) fødes, samt et hul (14) i overfladen, igennem hvilket luft ledes for at forstøve væske, som strømmer over hullet (14), og hvilken anden strøm af væske reduceres ved hjælp af hævert-virkning til en størrelse, ved hvilken pi enurnets ydre over-3g flade er dækket ved hjælp af en tynd film af væske, idet uforstøvet væske i den anden strøm (26) fjernes i en kontinuerlig strøm (32). DK 164525 B 19

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at væsken er et flydende brændstof, og at forstøveren {10} er in- kluderet i en brændstof brænder, som også har midler (30) til at antænde den forstøvede væske. 5

8. Fremgangsmåde til styring af strømmen af væske til en væskef orstøver, kendetegnet ved, at der tilvejebringes en væskekilde (36) samt et indesluttet volumen (50), som er indrettet til at blive placeret over væskeforstøveren (10), at der leveres en første strøm af væske fra væskekilden (36) til det indesluttede volumen (50) ved en position til øgning af adskillelsen af medrevne gasser fra væsken, at en anden strøm af væske, som med hensyn til størrelse er mindre end eller lig med den første strøm, fjernes fra det indesluttede 15 volumen (50) på et sted nær dettes nedre ende, at den anden strøm tilføres væskeforstøveren, og at en tredje strøm af væske ved hævertvirkning ledes fra det indesluttede volumen (50) på et sted nær dettes øvre ende, hvorved, når væsken til at begynde med strømmer ind i det indesluttede volumen (50), og efter at det indesluttede volumen har afgivet væske, væsken skyller luft væk fra det indesluttede volumen, og den anden strøm tiltager, indtil væskeniveauet i det indesluttede volumen (50) når op til stedet nær den øvre ende, og hævertvirk-^ ningen går i gang, på hvilket tidspunkt den tredje strøm starter og reducerer den anden strøm.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, k e n d e t e g n e t ved, at fjernelsen af den anden strøm af væske foregår over bunden (54) af det indesluttede volumen (50). 30

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der opretholdes et i hovedsagen konstant indløbstryk ved den anden strøm af væske. 35 20 DK 164525 B

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at den nævnte opretholdelse opnås ved, at en del af den før- 5 ste strøm af væske afledes i retning væk fra den anden strom, idet størrelsen af denne del aftager, efterhånden som væskens temperatur vokser.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 10, k e n d e t e g n e t ved, 10 at den nævnte opretholdelse opnås ved, at størrelsen af den tredje strøm af væske reduceres, idet denne størrelse reduceres progressivt, efterhånden som væskens temperatur vokser.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der tilvejebringes en væskeforstøver (10) af den type, som 15 omfatter et plenum, der har en ydre overflade (12), over hvilken den anden strøm fødes, og et hul (14) i overfladen, via hvilket der ledes luft for at forstøve væske, som strømmer hen over hullet (14), og at hævertvirkningen styres således, at 20 ^en anc*en strøm reduceres ved hjælp af hævertvirkningen til en størrelse, ved hvilken plenumets ydre overflade (12) er dækket af en tynd film af væske, idet uforstøvet væske i den anden strøm fjernes i en kontinuerlig strøm (32). i 25 30 35