DK2623863T3 - Brændgas-luft-blandeindretning - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår en brændgas-luft blandeindretning for et varmeapparat. Sådanne blandeindretninger baserer sig på en blandedyse, sædvanligvis en ven-turidyse, hvor der ved hjælp af en blæser transporteres luft gennem dysen. I området ved venturidysens snævre tværsnit bliver der ortogonalt tilført brændgas. Via en drøv-leventil i gasvejen bliver den for en ren forbrænding nødvendige brændgasmængde i forhold til luftmængden indstillet. Venturidysen sikrer, at der i et bestemt område af luftmassestrømmen inden for snævre tolerancer sker konstantholdelse af brændgas-luft-forholdet.

Under en grænseværdi, hvor strømningshastigheden bliver for lille, er dette imidlertid ikke længere muligt. For et varmeapparat er det imidlertid fordelagtigt, når det ved en nominel belastning, henholdsvis delbelastning råder over et stort forhold mellem maksimal og minimal ydelse. Disse systemer er imidlertid begrænsede i den henseende, at trykfaldet, som her indstiller sig over venturidysen fra delbelastning til nominel belastning, forholder sig kvadratisk, og at hele systemet ved nominel belastning begrænses af den maksimalt mulige trykforøgelse ved hjælp af den anvendte blæser.

Af denne grund kendes der ifølge den kendte teknik forskellige løsninger, som også i delbelastningsområdet med små ydelser har et tilstrækkelig smalt tolereret brændgas-luft-forhold.

Patentansøgningen DE 196 35 974 Al beskriver en brændgas-luft-blandeindretning til gasvarmeapparater, hvor åbningstværsnittet til brændkammeret ved hjælp af en tyngdekraftbelastet svingklap alt efter volumenstrømmen bliver tilpasset.

Patentet EP 1 183 483 Bl beskriver en blandeindretning til brændgas og forbrændingsluft med to parallelle luftdyser i form af venturidyser. En eller alternativt begge luftdyser kan spærres ved hjælp af lukkeindretninger. Lukkeindretningerne er udformet som klapper, hvorved klapperne ved hjælp af fjedre holdes mod strømningsretningen. Fjederkonstanten bestemmer således lukkekarakteristikken.

Ifølge patentansøgningen WO 2012/007823 kendes en blandeindretning, hvor der ligeledes ved hjælp af en klap i luftvejen sker formindskelse af strømningstværsnittet ved delbelastning. En anden klap, som påvirkes af lufttrykket, lukker for brændgasve-jen.

Patentskriftet DE 41 37 573 Cl offentliggør en blandeindretning med et i strømningsmæssig henseende fordelagtigt fortrængningslegeme inden i en venturidyse. Med henblik på at kunne indstille blandeindretningen til forskellige gaskvaliteter kan fortrængningslegemets position inden i venturidysen ved hjælp af en spindel indstilles i luftstrømningsretningen. Gastilførslen kan ligeledes drøvles.

Patentskriftet DE 103 24 706 B3 beskriver en blandeindretning, hvor et kegleformet fortrængningslegeme ved hjælp af en servomotor kan bevæges ind i en luftdyse. Ser-vomotoren for keglen arbejder i afhængighed af et signal fra en sensor, som detekterer ændringer i gaskvaliteten, lufttrykket og/eller forbrændingsluftens temperatur.

De fra den kendte teknik kendte blandeindretninger er imidlertid ufordelagtige ved, at den ved geometrien bestemte sammenhæng mellem luftvolumen og tryktab ved smalle tværsnit kun kan ændres springvist, men ikke kontinuerligt. Også i tilfælde af jævn åbning af afspærringsindretningen i en af luftdyseme forbliver det for gastilførslen bestemmende tryksignal udelukkende afhængigt af den foreliggende, uforanderlige dysegeometri. Tilvejebringelsen af tyngdekraft- eller fjederbelastede afspærringsindretninger i strømningsvejen bevirker ydermere reguleringstolerancer, som dels skyldes ugunstige strømningsforhold og dels tryktabets følsomhed over for komponenttolerancer.

Den til grund for opfindelsen liggende opgave er derfor at anvise en blandeindretning, hvis blandingsforhold mellem brændegas og luft ved lille delbelastning har endnu mindre tolerance end ved den kendte teknik. Det tilstræbes, at der ved en ifølge ven-turiprincippet drevet gas-luft relation ved delbelastningen frembringes et tilstrækkelig stort tryksignal med henblik på at sikre en nøjagtig regulering af gasarmaturet.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at der dels sker en sådan udformning af lufttilførslens strømning svej, at denne er dannet forstyrrelsesfrit og uden kanter eller plader, på hvilke der opstår hvirveldannelse. Dels er der tilvejebragt en kontinuerlig ændring af tværsnittet i afhængighed af luftmassestrømmen. Dette sker dels ved hjælp af en strømningsmæssigt fordelagtig udformning af drøvlingsmidlet, dels på grund af muligheden for, at drøvlingsmidlet og luftkanalen kontinuerligt forskydes i forhold til hinanden. I denne forbindelse sker forskydningen i en retning parallelt med luftstrømningsretningen, således at denne forskydning, således at denne forskydning på simpel måde kan udvirkes ved hjælp af lufttrykforskelle mellem position foran og bagved blandeindretningen. Blandeindretningen er udformet således, at den strømmende luft og dermed det virkende lufttryk forskyder sammensætningen af luftkanalen og/eller droslingsmidlet mod et elastisk element i luftstrømningsretningen. Ved hjælp af det elastiske element fastlægges en kraft-vej-sammenhæng. Udformningen af luftkanalen, drøvlingsmidlet og det elastiske element tilpasses herved således, at der ved tiltagende luftmassestrøm sker en kontinuerlig forøgelse af tværsnitsarealet, som dannes mellem drøvlingsmiddel og luftkanal. Derved sikres det, at der i et bredt område for luftmassestrømmen med henblik på pålidelig funktion af blandeindretningen foreligger den nødvendige, minimale strømningshastighed, og der således foreligger et tilstrækkelig højt undertryk af hensyn til blandeindretningens funktion.

Ganske vist er det fra DE 198 06 315 Cl kendt, at der i en brændgas-luft-blandeindretning tilvejebringes et fortrængningslegeme, som ved hjælp af luftstrømningen kan forskydes i aksial retning. Denne udførelsesform stiller en meget ydedygtig dyse i udsigt, men der er ingen henvisninger til, at denne dyse på særligt egnet måde ved delbelastning sikrer nøjagtige blandingsforhold mellem brændgas og luft. Således er ifølge opfindelsen det forskydelige drøvlingsmiddel eller den forskydelige luftkanal i modsætning til den kendte teknik på en sådan måde sammenkoblet med en separat ventil til brændgas, at denne ventil samtidig med forskydningen af drøvlingsmidlet eller luftkanalen, hvorved luftkanalen åbnes, kontinuerligt og proportionalt med tværsnitsændringen af luftkanalen, bliver åbnet. Derved sikres det, at blandeindretningen i hvert driftspunkt gives luft/brændgas-forholdet en ønsket værdi. I en udførelsesform for opfindelsen tilvejebringes den i strømningsmæssig henseende fordelagtige udformning ved hjælp af et fordelagtigt længde/diameter-forhold. Herved skal begrebet diameter ikke være indskrænket til cirkulære tværsnit, men snarere kunne anvendes til enhver tværsnitsform.

Ifølge en fordelagtig variant af udførelsesformen udviser drøvlingsmidlet kontinuerlige tværsnitsovergange. Derved muliggøres en uforstyrret strømning langs drøvlingsmidlet.

Det elastiske element er med fordel en fjeder.

Ifølge en variant af opfindelsen er luftkanalen stationær, og drøvlingsmidlet er udført som forskydeligt.

Ved en foretrukket udførelsesform er luftkanalen stationær, og drøvlingsmidlet er udført som forskydeligt.

Ifølge en foretrukket udførelsesform for denne variant af opfindelsen er drøvlingsmidlet forbundet til en fjederbelastet arm, der er så lang, at drøvlingsmidlet kan bevæges langs en med tilnærmelse retlinjet stedkurve parallelt med luftstrømningsretningen.

Ved en alternativ variant af opfindelsen er drøvlingsmidlet derimod udført som stationært, og luftkanalen som forskydelig. Med fordel føres luftkanalen lineært forskydeligt mod en fjeder.

Opfindelsen bliver nu forklaret nærmere ved hjælp af tegningens figurer, hvor:

Fig. 1 viser et snitbillede af en blandeindretning ifølge opfindelsen;

Fig. 2 et snitbillede af en udførelsesvariant af en blandeindretning ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser en betegnelse af en blandeindretning ifølge opfindelsen. Fra en på højre side anbragt, ikke her vist, blæser transporteres der luft gennem venturidysen. Ventu-ridysen dannes af luftkanalen 2 og det deri indeholdte drøvlingsmiddel 3. Set fra venstre sker der en kontinuerlig formindskelse af det frie tværsnitsareal for luftstrømningen indtil en tværsnitsareal-indsnævring 4, hvorefter tværsnitsarealet igen udvider sig. I området ved tværsnitsareal-indsnævringen er der tilvejebragt en tilførsel 5 for brændgas. På grund af den højere strømningshastighed i tværsnits-indsnævringen dannes der et undertryk, således at der gennem tilførslen 5 sker transport af brændgas ind i luftvejen, og som blander sig med luften. Ved hjælp af omdrejningstallet for den her ikke viste blæser kan mængden af gas-luft-blandingen ændres. Herved forbliver blandingsforholdet mellem brændgas og luft konstant i et bestemt område. Sker der en yderligere formindskelse af omdrejningstallet for blæseren og dermed af massestrømmen for luften, er det ikke længere sikret, at blandingsforholdet forbliver konstant. Af denne grund er venturidysen 1 udført således, at luftkanalen 2 og drøvlings-midlet 3 på grund af trykforholdene, som indstiller sig på grund af luftstrømningen, på en sådan måde kan forskydes i forhold til hinanden, at det frie tværsnitsareal mellem luftkanal 2 og droslingsmiddel 3 ved høje strømningshastigheder forøges, henholdsvis ved lave strømningshastigheder formindskes. Dette kan enten ske kontinuerligt over hele blæserens modulationsområde, kun kontinuerligt i det nedre dellastområde, men i et bestemt driftspunkt binært på den måde, at, ved over- eller underskridning af dette driftspunkt, enten et stort eller et lille tværsnitsareal mellem luftkanal 2 og drøvlings-middel forbliver frit. Ligeledes kan der være tilvejebragt en friktionsbetinget hystere-se, som forhindrer flagrende funktion. På grund af den høje lufthastighed bliver luftkanalen 2 skubbet til højre mod fjederen 7. Til dette formål bliver luftkanalen 2 til venstre ved hjælp af en føring 8, som ved hjælp af eger er forbundet til luftkanalen 2, ført mod det faststående drøvlingsmiddel 3. Tilførslen 5 er forbundet til en ventil 6, ved hjælp af hvilken massestrømmen for den tilførte brændgas kan ændres. Ventilen 6 er på en sådan måde forbundet til luftkanalen 2, at ventilen 6 åbnes, når luftkanalen 2 skubbes til højre. Derved bliver brænd-gasmængden tilpasset til det under ændring værende tværsnit af venturidysen. I fig. 2 er der vist en alternativ udførelsesform for blandeindretningen. Drøvlingsmid-let 3 har form som en rotationsellipsoide. Drøvlingsmidlet 3 er fastgjort således på en lang arm, at den bliver ført langs en cirkelbane med meget stor radius, som med tilnærmelse repræsenterer en ret linje. Ved tiltagende lufthastighed bliver drøvlingsmidlet trykket til højre mod fjederen. Løftearmen er forbundet til en ventil 6, ved hjælp af hvilken tilførslen af brændgas gennem tilførslen 5 kan doseres. Ved tiltagende lufthastighed bliver ventilen 6 mere og mere åbnet, således at tilførslen af brændgas tilpasses til luftmængden.

Henvisningstal. 1 blandedyse 2 luftkanal 3 drøvlingsmiddel 4 tværsnitsindsnævring 5 tilførsel 6 ventil 7 elastisk element 8 føring.

Claims (9)

1. Blandeindretning til blanding af brændgas og luft i et bestemt blandingsforhold, omfattende en blandedyse (1), som indeholder en luftkanal (2), gennem hvilken luften kan ledes, omfattende en tilførsel (5) for brændgas, der indtræder i blandedysen (1), og omfattende et drøvlingsmiddel (3), hvorved drøv-lingsmidlet (3) er udformet strømningsmæssigt fordelagtigt og er anbragt på en sådan måde i luftkanalen 2, at det mellem luftkanalen (2) og drøvlingsmidlet (3) forblivende tværsnit danner en i det væsentlige kontinuerlig tværsnitsindsnævring (4), i hvilken tilførslen (5) indmunder, og at drøvlingsmidlet (3) og luftkanalen (2) på en sådan måde i luftstrømningsretningen kan forskydes i forhold til hinanden, at tværsnitsarealet i området ved tværsnitsindsnævringen (4) ved tiltagende luftmassestrøm kontinuerligt udvider sig, hvorved det forskydelige drøvlingsmiddel (3) eller den forskydelige luftkanal (2) er koblet til en ventil (6) for brændgas, at denne ventil kontinuerligt åbnes, når det forskydelige drøvlingsmiddel (3) eller den forskydelige luftkanal (2) bevæger sig i en retning, som bevirker en forøgelse af tværsnitsarealet i området ved tværsnitsindsnævringen (4), kendetegnet ved, at luftkanalen (2) og drøvlingsmidlet (3) er udformet således, at den strømmende luft udøver en kraft på luftkanalen (2) og/eller drøvlingsmidlet (3), og at denne kraft virker således mod et elastisk element (7), at drøvlingsmidlet (3) og luftkanalen (2) forskydes i forhold til hinanden i strømningsretningen.

2. Blandeindretning ifølge krav 1, hvorved drøvlingsmidlet (3), set i luftstrømmens retning, har et længde/diameter-forhold, som er større end 0.5, fortrinsvis større end 1.

3. Blandeindretning ifølge krav 1 eller 2, hvorved drøvlingsmidlet (3), set i luftstrømmens retning, i det væsentlige udviser kontinuerlige tværsnitsovergange.

4. Blandeindretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvorved drøvlingsmidlet, set i luftstrømmens retning, udviser en i det væsentlige elliptisk form.

5. Blandeindretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvorved det elastiske element (7) er en fjeder.

6. Blandeindretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvorved luftkanalen (2) er udført som stationær, og drøvlingsmidlet (3) er udført som forskydeligt.

7. Blandeindretning ifølge krav 6, hvorved drøvlingsmidlet (3) er forbundet til en fjederbelastet arm.

8. Blandeindretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvorved drøvlingsmidlet (3) er udført som stationært, og luftkanalen er udført som forskydelig·

9. Blandeindretning ifølge krav 8, hvorved luftkanalen (2) er udført som lineært forskydelig mod en fjeder.