DK172645B1 - Luftkassebrænder - Google Patents

Description

i DK 172645 B1

Opfindelsen angår en luftkassebrænder omfattende et registerhus med porte til indstrømning af forbrændingsluft, et med registerhuset koaksialt og af dette omgivet sekundærluftrør med indløbsporte for sekundær-5 luft, et med registerhuset i det væsentlige koaksialt ringspjæld, der er aksialt forskydeligt og ved hver ende har et ringformet tætningsorgan, der i ringspjældets lukkede stilling ligger tætnende an mod et korresponderende ringformet tætningsorgan ved hver aksiale ende 10 af portene, hvorved forbrændingsluften hindres i at strømme gennem portene til brænderspidsen.

Ved større fyringsanlæg, fx affaldsforbrændingsanlæg eller dampkedler, er det almindeligt, at der på fyrpladsens eller kedlens forvæg er én eller flere 15 luftkasser til tilførsel af forbrændingsluft. I hver luftkasse er der flere luftkassebrændere, der hver kan indeholde fx en kombineret kul/oliebrænder. Koaksialt med og omgivende kul/oliebrænderen er der et eller flere rør til tilførsel af luft til brænderspidsen, hvilke 20 lufttilførselsrør omgives af et i det væsentlige rørformet registerhus, i hvilket der er åbninger, der tillader forbrændingsluft fra luftkassen at strømme ind i et eller flere af lufttilførselsrørene. Luftstrømmen gennem åbningerne i registerhuset styres ved hjælp af 25 et aksialt forskydeligt ringspjæld.

Denne kendte luftkassebrænder har den ulempe, at tætningsorganerne ved enderne af luftspjældet almindeligvis kun udgøres af de groft bearbejdede ender af det rørformede ringspjæld, der ligger an mod korresponderen-3 0 de flanger i registerhuset eller mod et på dette monteret anslag. Et sådant kendt ringspjæld kan have en diameter på ca. 2 m, og som følge af de anvendt tolerancer optræder der et stort lækagetab både i ringspjældets lukkede stilling og i dets delvis åbne stilling, hvilket 35 resulterer i en utilstrækkelig styring af lufttilførs- 2 DK 172645 B1 len, hvad der igen kan give anledning til dårlig forbrænding med heraf følgende højt NOX tal og belastning af miljøet.

Det er hensigten med opfindelsen at tilvejebringe 5 en luftkassebrænder af den indledningsvis angivne art, hvor tætningsorganerne mellem ringspjældet og registerhuset er udformet på en sådan måde, at der sikres en væsentlig højere grad af tæthed af ringspjældet end tilfældet er i den kendte luftkassebrænder.

10 Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at hvert par af mod hinanden beliggende tætningsorganer er udført af rustfrit, varmebestandigt materiale, at det ene tætningsorgan omfatter mindst én plan bladfjeder, hvis plan i det væsentlige er vinkelret på ringspjældets læng-15 deakse, og at det korresponderende tætningsorgan har en i tværsnit set konveks flade, mod hvilken bladfjederen ligger tangentielt an i lukket stilling.

Ved at lade det ene tætningsorgan være en plan bladfjeder opnås en høj grad af tæthed i spjældets 20 lukkede stilling, idet eventuelle unøjagtigheder i fremstillingen af ringspjældet vil blive kompenseret ved, at bladfjederen har mulighed for at give efter og lægge sig tætnende an mod den konvekse flade på det korresponderende tætningsorgan. Da begge tætningsorganer 25 er udført af et rustfrit, varmebestandigt materiale, beholder de tætnende flader deres facon gennem lang tids brug, hvorved de tætnende egenskaber opretholdes. Dette skal ses i modsætning til tætningsorganerne i den kendte luftkassebrænder, hvor tætningsfladerne er fremkommet 30 ved bearbejdning af almindelig konstruktionsstål og derfor efterhånden nedbrydes af den korroderende atmosfære i brænderen.

I en anden udførelsesform af luftkassebrænderen ifølge opfindelsen har det ene tætningsorgans bladfjeder 35 radiale slidser, der er placeret langs periferien med 3 DK 172645 B1 lige store mellemrum til forøgelse af bladfjederens fleksibilitet. Den øgede fleksibilitet af bladfjederen, der opnås herved, betyder, at tætningen kan kompensere for større formafvigelser og unøjagtigheder ved frem-5 stillingen af ringspjældet og de korresponderende dele af registerhuset.

I en tredie udførelsesform kan det ene tætningsorgan omfatte en mod det første bladfjeder beliggende, anden bladfjeder, der i det væsentlige er udformet på 10 samme måde som den første bladfjeder, og slidserne i de to bladfjedre kan være indbyrdes forskudt i tangential-retningen til hindring af luftgennemstrømning gennem slidserne.

Ved anvendelsen af to bladfjedre med indbyrdes 15 forskudte slidser hindres det eventuelle lækagetab, der kunne opstå gennem slidserne i den enkelte bladfjeder.

I yderligere udførelsesformer kan bladfjederen være af rustfrit fjederbåndsstål, og det korresponderende tætningsorgan kan være en ring af rustfrit rundstål.

20 For at sikre en nøjagtig styring af ringspjældet i forhold til registerhuset, og dermed en nøjagtig indbyrdes beliggenhed af tætningsorganerne i forhold til hinanden ved lukning af ringspjældet, samt for at sikre, at det ofte meget tunge ringspjæld er letbevægeligt i 25 aksialretningen, kan ringspjældet i udførelsesformer af luftkassebrænderen ifølge opfindelsen være monteret på en slæde, der er indrettet til at glide på skinner, der monteret parallelt med luftkassebrænderens centerakse, eller ringspjældet kan være monteret på en vogn med 30 hjul, der er indrettet til at rulle på nævnte skinner.

For yderligere at sikre, at ringspjældet kan kompensere for eventuelle unøjagtigheder i opretningen af de enkelte dele af registerhuset, kan ringspjældet være svingbart om en akse, der i det væsentlige er 35 vinkelret på luftkassebrænderens centerakse og skærer 4 DK 172645 B1 denne. Det er også muligt i en udførelsesform at lade ringspjældet være fjedrende understøttet på slæden eller vognen, hvilket igen bevirker, at ringspjældet i lukkestillingen er i stand til at kompensere for 5 eventuelle unøjagtigheder.

Slæden eller vognen kan i en udførelsesform bære et som en halvring udformet beslag, der ved hver ende har en svingtap, på hvilken ringspjældet er svingbart lejret, og der kan være stop til begrænsning af ring-10 spjældets svingbevægelse til et udsving på ca. ± 2,5° i forhold til luftkassebrænderens centerakse.

Det har vist sig, at ved at lade ringspjældet være påvirket til at indtage en af sine yderstillinger i udsvingsretningen, når det er i åben stilling, fås en 15 særlig god tæthed, når ringspjældet føres til lukket stilling. Det er ikke helt klart, hvorfor denne effekt opnås, men det antages, at da ringspjældets tætnings-organer føres mod hinanden ikke blot i ringspjældets aksialretning, men også i en retning vinkelret derpå kan 20 dette bevirke et bedre anlæg og dermed en større tæthed.

Det er også muligt, at bevægelsen på tværs af længderetningen kan medvirke til at fjerne eventuelle ansamlinger af urenheder på tætningsorganerne og derved bidrage til en større tæthed. Kraften der fører ringsp-25 jældet mod sin ene yderstilling i udsvingsretningen, kan opnås fx ved at vægtbelaste den ene ende af ringspjældet, ved at anbringe lejetappene forskudt i forhold til ringspjældets midte eller ved at belaste ringspjældet med en fjederkraft.

30 En udførelsesform af en lu ft kassebrænder med et til registerhuset stødende lufttilførselsrør for sekundærluft er ejendommelig ved, at sekundærluftrøret bærer et aksialindstilleligt skærmrør, der er indrettet til i det mindste at overlappe et parti af hver af indløbsportene 35 og som har en udvendig krave, at ringspjældet i én åben 5 DK 172645 B1 stilling overlapper den udvendige krave, hvorved strømning af luft gennem mellemrummet mellem sekundærluf-trøret og registerhuset i det væsentlige blokeres af den udvendige krave, og at ringspjældet i en anden, mere 5 åben stilling er fri af den udvendige krave, hvorved luft tillades at strømme gennem nævnte mellemrum som tertiærluft.

I denne udførelsesform er der mulighed for at opdele strømmen af forbrændingsluft, der strømmer gennem 10 åbningerne i registerhuset i en sekundær luftstrøm, der ledes til sekundærluftrøret allerede når ringspjældet begynder at åbne, og i en tertiær luftstrøm, der dannes på et senere tidspunkt af ringspjældets åbning. Den tertiære luftstrøm ledes til brænderspidsen gennem 15 mellemrummet eller ringkanalen, der afgrænses mellem sekundærluftrøret og registerhuset. Det aksialt indstillelige skærmrør kan fx indstilles ved hjælp af en manuelt aktiveret skruespindel eller en pneumatisk arbejdscylinder, der modtager styreimpulser fra kedlens 20 eller fyrets reguleringssystem.

I en yderligere udførelsesform af opfindelsen er ringspjældet beliggende inde i registerhuset. Dette har vist sig at medføre betydelige fordele, især under forsendelse og installation af luftkassebrændere i luft-25 kassen på kedlen eller fyret. Ved at lade ringspjældet være omgivet af registerhuset er de bevægelige dele, fx vognen eller slæden og selve ringspjældet, beskyttet mod beskadigelser, der kan opstå under forsendelsen eller ved montagen. Er ringspjældet derimod placeret uden om 30 registerhuset, må ringspjældet med vogn eller slæde sikres for ikke at bevæge sig under transporten, ligesom risikoen for beskadigelse af ringspjældet er stor, fx hvis hele luftkassebrænderen løftes i stropper, der slås omkring ringspjældet.

6 DK 172645 B1

Portene i registerhuset kan være udformet således, at gennemstrømningsarealet i den første del af ringspjældets åbningsbevægelse vokser progressivt, medens gennemstrømningsarealet i den senere del af ringspjæl-5 dets bevægelse vokser proportionalt med den aksiale forskydning. Herved er det muligt at opnå en jævnere regulering af luftstrømmen over hele ringspjældets åbnestrækning.

Opfindelsen vil nu blive forklaret ved hjælp af 10 nogle udførelsesformer og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et skematisk sidebillede i delvis snit af en del af en luftkassebrænder ifølge opfindelsen, med et ringspjæld vist i lukket stilling, 15 fig. 2 et endebillede af luftkassebrænderens ring spjæld med et sekundærluftrør set i tværsnit, fig. 3 et billede som i fig. 1 med ringspjældet vist i delvis åben stilling, fig. 4 et billede som i fig. 3 med ringspjældet 20 vist i en mere åben stilling, fig. 5 et skematisk sidebillede i delvis snit af en luftkassebrænder hvor ringspjældet omgiver registerhuset, fig. 6 et skematisk endebillede af ringspjældet i 25 luftkassebrænderen i fig. 5, fig. 7 et delbillede af en bladfjeder, og fig. 8 et planbillede af en port i luftkassebrænderens registerhus for tilførsel af sekundær- og tertiærluft.

30 Som vist i fig. 1 er luftkassebrænderen indbygget i en luftkasse 1 og har et rørformet registerhus 2 med langs periferien anbragte porte 3 til indstrømning af forbrændingsluft fra luftkassen. Som vist i fig. 8 er bredden af porten 3 målt langs registerhusets periferi 35 forholdsvis lille ved den ende, der ligger fjernest fra 7 DK 172645 B1 brænderspidsen, medens bredden tiltager hen imod brænderspidsen. Registerhuset er ved den ene ende aflukket ved hjælp af en påboltet forplade 5. Inde i registerhuset og koaksialt med dette er der et sekundært 5 luftrør· 35, der har åbninger 36 for sekundærluft.

Sekundærluftrøret 35 er lukket ved den ene ende ved hjælp af en påboltet plade.

Et rørformet ringspjæld 20, der omgiver sekundærluf trøret 35, er båret på en vogn 7 med hjul 8, der 10 kører på to indbyrdes parallelle skinner 6, der er svejst til sekundærluftrøret. Vognen 7 kan ved hjælp af en trækstang 9, der er forbundet til fx en trykluftcylinder, bevæges frem og tilbage langs sekundærluf trøret.

Ringspjældet 20 er ophængt i vognen 7 ved hjælp af en 15 halvcirkelformet bøjle 10, der ved midten er fastsvejst til vognen via lapper 12 og ved enderne er lejret svingbart om tappe 11, der er svejst til indersiden af ringspjældets cylindriske væg. Som antydet på fig. 1 kan ringspjældet svinge en vinkel α til hver side for en 20 udgangsstilling, hvor ringspjældets længdeakse falder sammen med luftkassebrænderens midterakse. Ringspjældets udsving begrænses af to stop 13, anbragt på vognen 7.

Ringspjældet har ved den ene ende en fastsvejst ring 21 af rustfrit rundstål, der som vist i fig. 1 i 25 lukkestillingen ligger an mod en ringformet bladfjeder 23, der ved hjælp af en holdering 25 fastholdes mod en i registerhuset 2 indsvejst flange 24. Ved ringspjældets anden ende er der en lignende ringformet bladfjeder 26 udført af rustfrit fjederbåndsstål, der er ved hjælp af 30 en holdering 28 er fastspændt til en flange 27, der er fastsvejst på ringspjældet. I lukkestillingen ligger bladfjederen 26 mod en ring 22 af rustfrit rundstål, der er fastsvejst på et anslag 4, der igen er fast forbundet med forpladen 5 på registerhuset. Som det fremgår af 35 fig. i er det muligt ved fjernelse af forpladen 5 at s DK 172645 B1 udtage ringspjældet 20 med vogn 7 til reparation eller udskiftning, og der gives ligeledes adgang til eventuel udskiftning af bladfjederen 23. Bladfjederen har som vist i fig. 7 radiale slidser 30 langs yderperiferien.

5 Omkring sekundærluftrøret 35 er der anbragt et længdeindstilleligt skærmrør 37 med en krave 38, der har en sådan yderdiameter, at kraven i det væsentlige blokerer mellemrummet mellem sekundærluftrøret 35's yderside og ringspjældet 20's inderside. Af hensyn til 10 tydeligheden er skærmrøret 37 og kraven 38 kun vist i den nederste halvdel af fig. 1, 3 og 4. Det er ikke nærmere vist, hvprledes skærmrøret indstilles aksialt, men det kunne fx ske ved hjælp af en manuelt betjent skruespindel, monteret i den aftagelige forplade 5.

15 Ringspjældet i luftkassebrænderen ifølge opfindel sen virker på følgende måde: I ringspjældets lukkede stilling, som illustreret i fig. 1, ligger ringen 21 ved ringspjældets ene ende an mod bladfjederen 23, samtidig med at bladfjederen 26 ved ringspjældets anden ende 20 ligger an mod ringen 22 på anslaget 4. På grund af bladfjedrenes fleksibilitet sikres der en god tætning mellem de respektive tætningsorganer og eventuelle unøjagtigheder kompenseres af ringspjældets mulighed for at vippe om aksen gennem svingtappene 11. Forbrændings-25 luften, der tilføres luftkassen 1 på ikke vist måde, hindres derved i at strømme gennem åbningerne 3 i registerhuset og videre til brænderspidsen. Når ringspjældets åbning påbegyndes, som illustreret i fig. 3, kan luften som vist ved de indtegnede pile strømme 30 gennem åbningerne 3 i registerhuset 2 og videre ind gennem luf tåbningerne 36 i sekundær lu ft røret 35. Derimod er eventuel luftpassage gennem ringspjældet blokeret af kraven 38, og passage uden om ringspjældet blokeres af bladfjederen 26. Samtidig hindrer skærmrøret 37 ved sin 35 overlapning af portene 36 at sekundærluft kan strømme

Claims (13)

1. Luftkassebrænder omfattende et registerhus (2) 30 med porte (3) til indstrømning af forbrændingsluft, et med registerhuset koaksialt og af dette omgivet sekundærluftrør (35) med indløbsporte (36) for sekundærluft, et med registerhuset i det væsentlige koaksialt ring- DK 172645 B1 spjæld (20) , der er aksialt forskydeligt og ved hver ende har et ringformet tætningsorgan (21;26), der i ringspjældets lukkede stilling ligger tætnende an mod et korresponderende ringformet tætningsorgan (23; 22) ved 5 hver aksiale ende af portene (3) , hvorved forbrændingsluften hindres i at strømme gennem portene (3) til brænderspidsen, kendetegnet ved, at hvert par af mod hinanden beliggende tætningsorganer (21,23,*22,26) er udført af rustfrit, varmebestandigt materiale, at det 10 ene tætningsorgan omfatter mindst én plan bladfjeder (23,-26), hvis plan i det væsentlige er vinkelret på ringspjældets (20) længdeakse, og at det korresponderende tætningsorgan (21;22) har en i tværsnit set konveks flade, mod hvilken bladfjederen ligger tangentialt an 15 i lukket stilling.

2. Luftkassebrænder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det ene tætningsorgans bladfjeder (23 ,*26) har radiale slidser (30), der er placeret langs periferien med lige store mellemrum til forøgelse af 20 bladfjederens fleksibilitet.

3. Luftkassebrænder ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det ene tætningsorgan omfatter en mod den første bladfjeder (23;26) beliggende, anden bladfjeder, der i det væsentlige er udformet på samme 25 måde som den første bladfjeder, og at slidserne (30) i de to bladfjedre er indbyrdes forskudt i tangential-retningen til hindring af luftgennemstrømning gennem slidserne.

4. Luftkassebrænder ifølge krav 2-4, kende -30 tegnet ved, at bladfjederen (23;26) er af rustfrit fjederbåndstål.

5. Luftkassebrænder ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at det korresponderende tætningsorgan er en ring (21;22) af rustfrit rund- 35 stål. DK 172645 B1

6. Luftkassebrænder ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at ringspjældet (20) er monteret på en slæde, der er indrettet til at glide på skinner (6) , der er monteret parallelt med luft- 5 kassebrænderens centerakse.

7. Luftkassebrænder ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at ringspjældet (20) er monteret på en vogn (7) med hjul (8), indrettet til at rulle på skinner (6), der er monteret parallelt med 10 luftkassebrænderens centerakse.

8. Luftkassebrænder ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at ringspjældet (20) er svingbart om en akse, der i det væsentlige er vinkelret på luftkassebrænderens centerakse og skærer denne.

9. Luftkassebrænder ifølge krav 8, kende tegnet ved, at ringspjældet (20) er fjedrende understøttet på slæden eller vognen (7).

10. Luftkassebrænder ifølge krav 8, kendetegnet ved, at slæden eller vognen (7) bærer et som 20 en halvring udformet beslag (10) , der ved hver ende har en svingtap (11) på hvilken ringspjældet (20) er svingbart lejret.

11. Luftkassebrænder ifølge krav 8-10, kendetegnet ved, at der er stop (13) til begrænsning 25 af ringspjældets (20) svingbevægelse til et udsving på ca. ±2,5° i forhold til luftkassebrænderens centerakse.

12. Luftkassebrænder ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at sekundær-luftrøret (35) bærer et aksialindstilleligt skærmrør 30 (37) , der er indrettet til i det mindste at overlappe et parti af hver af indløbsportene (36) og som har en udvendig krave (38) , at ringspjældet (20) i én åben stilling overlapper den udvendige krave, hvorved strømning af luft gennem området mellem sekundærluftrøret 35 (35) og registerhuset (2) i det væsentlige blokeres af DK 172645 B1 den udvendige krave, og at ringspjældet i en anden, mere åben stilling er fri af den udvendige krave, hvorved luft tillades at strømme gennem nævnte område som tertiærluft .

13. Luftkassebrænder ifølge ethvert af de fore gående krav, kendetegnet véd, at ringspjældet (20) er beliggende inde i registerhuset (2).