HU187672B - Gas heated baking oven with circulating ventilator - Google Patents

Description

A találmány témája szerint gázfűtésű sütőre vonatkozik, a sütő hátfalán lévő keringtető ventillátorral, amely létrehozza a sütőtéren keresztül az égéstermék-levegő keverék körbeáramlását, és amelynek a hatáskörzetében az égéstermék-levegő keverék részére terelőlemezek vannak elhelyezve. A sütőnek gázfúvókából, keverőcsőből és égőcsőből álló gázégője van, amely a sütőtér fenéklemeze alatti égéstérben van elhelyezve.

Eddig a szokásos, a szóban forgó keringtető ventillátorral felszerelt sütőket a sztöchiometriai arányt el nem érve működő előkeverő égővel fűtik, amelyeknél az úgynevezett elsődleges levegő, ami önmagában nem elegendő a teljes égéshez, a gázsugár hatására szívódik be a gázfúvóka mögött, az úgynevezett másodlagos levegő pedig a létrejövő lángba diffundál be. Ezeknél az égőknél, illetve sütőknél az égéstérbe a levegő számos nyíláson keresztül jut be nagy összkeresztmetszettel. Ennek következtében ezeknél az égőknél, illetve sütőknél a másodlagos levegő mennyisége nem szabályozható, illetve nem vezérelhető. Mivel a másodlagos levegő mennyiségének teljes terhelés mellett viszonylag nagynak kell lennie ahhoz, hogy az égés tökéletes legyen, és mert a ventillátor állandó szívó hatása miatt, valamint a hőterhelés csökkentésekor, azaz részleges terhelésnél a gyakorlatilag állandó felhajtóerő miatt, a másodlagos levegő mennyisége még nagyobbá válik, a sütőn keresztül az öszszes átjutó mennyiség nagyon nagy és a hatásfok általában viszonylag rossz.

Azért, hogy a fűtőanyagot optimálisan kihasználjuk, az a kívánság lép fel, hogy a teljes és a részleges terhelésnél a hatásfok növekedjen.

Mivel az égéstermék közvetlenül érintkezik a sülő étellel, a fentieken kívül fennáll az az igény, hogy az égéstermék mérgezőanyag-tartalma, különösen a nitrogénoxid tartalma, amennyire lehetséges, csökkenjen.

Ismeretes, hogy a gázégő sztöchiometriai arány feletti üzemmódja által - azaz például azáltal, hogy maga a gázsugár beszívja a sztöchiometriai aránynak megfelelő, valamint bizonyos többletet is jelentő levegőmennyiséget úgy, hogy közben már az elégés előtt a gáz és az égéshez szükséges levegő egymással egyenletesen elkeveredik - rendkívül alacsony nitrogénoxid (NO_x)-tartalom érhető el az égéstermékben. Ezenkívül az ilyen égőkkel nagy hatásfok érhető el a teljes és a részleges terhelésnél is, mert maga az égő mindig a legkedvezőbben, közel azonos levegőaránnyal üzemel a sztöchiometriai arány felett.

Nem ismert azonban még olyan, a tárgyat képező sütő, amelyet olyan gázégő hevít, ami a sztöchiometriai arányt meghaladó üzemmódban a fent felsorolt előnyökkel rendelkezik. A sütőfűtésre szolgáló eddig ismert égőmegoldások az ilyen jellegű üzemmódra nem alkalmasak.

A sztöchiometriai arányt meghaladó előkeverésű égők, például a tűzhelyégök, önmagukban nem alkalmazhatók a köráramú sütőégő kivitelezésénél, mert a gázégő levegőtáplálását a ventillátor szívása befolyásolja, továbbá, mert az ilyen égőknél az a követelmény, hogy azok a ventillátor leállásánál vagy előzetes üzemen kívül helyezésénél, például a

187 672 sütőajtó kinyitásakor is, kifogástalanul működjenek.

A találmánynak ezek szerint az a feladata, hogj a tárgynak megfelelő olyan gázfűtésű sütő kialakí⁵ tását biztosítsa, amelynek az égője lehetővé teszi a zavartalan sztöchiometriai arányt meghaladó üzemmódot azért, hogy ezáltal elérjük az olyan ismert előnyöket, mint az NO_x-szegény égéstermék, _1Q a széles szabályozási tartomány és a nagy hatásfok a teljes és a részleges terhelés tartományában. Az égőnek a keringtető ventillátor üzemétől függetlenül optimálisan kell működni és szerkezeti szempontból egyszerű felépítésűnek kell lenni.

._ A találmány feladata az 1-3. igénypontokban ^a említett ismérvek szerint oldható meg.

A találmány mindenekelőtt kimondja, hogy az égéstér a levegő közvetlen kívülről történő bejutása ellen zárt, továbbá, hogy legalább az önmagában ₂₀ ismert módon a sztöchiometriai arányt meghaladó ^u levegőelőkeveréssel üzemelő gázégő keverőcsövének és gázfúvókájának belépőnyílása olyan beszívótérben van, ami levegőbelépő nyílásokkal, valamint a beszívótér és az égéstér között legalább egy nyomáskiegyenlítő nyílással van ellátva, továbbá, ⁵ hogy az égéstérben lévő égőcső belsejében elosztószerkezet, a felső oldalán pedig lángfogó rács van elhelyezve, továbbá, hogy az égőcső oldala mellett árnyékoló lemez halad végig, és végül, hogy a levegőbeeresztő nyílások szabad keresztmetszete körül³⁰ belül 150 mm²-350 mm², előnyös módon 250 mm², az égő kilowattonként! névleges hőterhelésére vonatkoztatva.

Legalább a keverőcső és a gázfúvóka belépőnyílásának takarásával elérhető, hogy a keverőcsőbe ³⁵ csak a beszívótérbe belépő tiszta levegő juthat be. Az égő névleges hőterhelésének megfelelően méretezett levegőbeeresztő nyílásokon keresztül csak meghatározott összlevegő-mennyiség jut a beszívótérbe, és így az injektor beszívótartományába.

A sztöchiometriai arányt meghaladó előkeveréssel működő égőnek az égéstermék visszajutása és a ventillátor szívóhatása által nem befolyásolt, minden tekintetben kifogástalan, optimális üzeme a beszívó és az égéstér közötti azon nyomáskiegyenlítő nyílások által érhető el, amelyek biztosítják azt, hogy a keveröcső beszívónyílásánál és az égőcsőnél közelítőleg azonos nyomás uralkodik. Csak ilyen feltételek mellett működik ez az égő maga különböző hőterhelés esetén közelítőleg állandó levegő5θ aránnyal NO_x-szegény égéstermék képződése közben.

A találmány tárgyának működését és előnyös kiképzését az alábbiakban a rajzokon ábrázolt kiviteli példa alapján ismertetjük közelebbről.

⁵⁵ Ezek a következőket mutatják be vázlatosan:

1. ábra: a találmány szerinti sütő oldalsó hosszmetszete,

2. ábra: az l.’ábra A-B jelű metszetének nagyított nézete.

βθ Az ábrázolt sütő például része lehet egy gáztűzhelynek, de alkalmazható önálló beépített egységként is.

A sütő házában a 4 sütőtér alatt helyezkedik el a 6 égéstér, amelyben az égés lezajlik. A sütő 5 65 hátoldalán van a 10 keringtető ventillátor, amely-21

187 672 nek a környezetében vannak azok a 2. és 3. terelőlemezek, amelyek nem érik át a sütőtér teljes szélességét. A 10 keringtető ventillátor segítségével az égéstérből, illetve a sütőtérből kiszívott égéstermék-levegő keverék a 2. és 3. terelőleméz oldala mellett, illetve a 25 furatokon, valamint a további, a 3 terelőlemezben lévő nem ábrázolt nyíláson keresztül áramlik úgy, hogy ilyen módon a ventillátor hatására a sütőtéren keresztül létrejön az égéstermék-levegő keverék körkörös áramlása. A 10 ventillátor a 6 égéstérből a 2. és 3. terelő lemez közötti . 20 csatornán keresztül érkező égéstermék-levegő keveréket hozzákeveri a sütőtérben keringő keverékhez. A keverés következtében a felesleg továbbáramlik a 24 égéstermék-kieresztő nyíláshoz. Az égéstermék-levegő keveréknek a keringtető ventillátor segítségével történő közvetlen eljuttatását az égéstermék-kieresztő nyíláshoz a 22 visszatartó lemez akadályozza meg. A sütő teljes légáteresztő képességére a ventillátor hatásának további csökkentése céljából a sütőtér fenekén található a ventillátor teljesítményének és a 20 csatorna teljes keresztmetszetének megfelelően méretezett 21 nyílás.

Az 1 égő a 11 gázfúvókából, a 12 belépőnyílással ellátott 13 keverőcsőből és az ehhez derékszögben csatlakozó 14 égőcsőből áll. A 14 égőcső felületén van az a meghajlított 16 lángfogó rács, ami ez esetben nyújtott fémrácsként van kiképezve. A lángfogó rács más kiképzése, például lyukasztott lemezként, ugyancsak lehetséges. Valamennyi kiviteli alaknál a 18 keverékáteresztő nyílások hidraulikus keresztmetszete nem lehet nagyobb, mint 1,1 mm. Az égőcső belsejében a 15 elosztószerkezet van elhelyezve, ami itt a 16 Iángfogó ráccsal párhuzamosan elrendezett elosztórácsként van kiképezve, hogy aló rácson a keverék egyenletes elosztását biztosítsa úgy, hogy egyenletes lánghomlok alakuljon ki.

A 4 sütőtér fenéklemezének a túlmelegedés elleni védelmére és a sütőtérben az egyenletes hőeloszlás elérésére a 14 égőcső felett a 23 védőlemez van elhelyezve.

A 14 égőcsö mindkét oldalán haladnak azok a 17 ' árnyékoló lemezek, amelyek a láng stabilizálásához és ennek az idegen levegő hozzákeveredése elleni védelméhez járulnak hozzá.

Az égésben résztvevő teljes levegőmennyiséget a gázsugár szívja be a 13 keverőcsőbe. Az elegendő nagyságú levegőbevezetést ismert módon például azáltal lehet megvalósítani, hogy a 13 keverőcső legszűkebb átmérője közelítőleg a gázfúvóka átmérőjének 15-szöröse.

Mivel a levegőarány röviddel az égő begyújtása után a felmelegedés következtében a lángfogó rács megnövekvő áramlási ellenállásával csökken, előnyös az, ha az égő begyújtása után a gázt a fúvókából való kilépése előtt előmelegítjük, mivel ezzel a gáz hőmérsékletével, illetve az ezáltal a gázsűrűség csökkenésével a gázmennyiség arányának megváltozása kiküszöbölődik. Ennek következtében a levegőarány, azaz a keverőcsövön át az égőhöz áramló gáz- és levegőmennyiség aránya az égő üzeme közben közelítőleg állandóan azonos értékű, mint a begyújtásnál.

A 19 gázbevezető cső ezért oly módon van átvezetve a sütő házán, például úgy, mint ábrázoltuk a sütő hátsó fala mentén, hogy a vezeték hőmérséklete üzem közben legalább 100 ’C és legfeljebb 300 ’C.

A gáz hőmérséklete a 300 ’C-t nem lépheti túl azé t, hogy a gáz alkotóinak a szétbomlását elkerüljük.

Előnyös módon a gázelőmelegítés helyén vagy kiegészítésképpen a keverőcső végén be lehet építeni egy nem ábrázolt bi-metall vezérlésű hidegindító fedelet, amely a gáz-levegő keverék részére indulási állapotban egy további áramlási ellenállást jelent úgy, hogy az égőüzem indításakor a levegöarány azonos nagyságú megközelítőleg, mint az állandósult állapotban. A 13 keverőcső és a 11 gázfúvóka 12 belépőnyílása a 7 beszívótérben helyezkedik el, ennek a fenekén pedig a keverőcső előtt tíz kerek 8 levegőáteresztő nyílás van, amelyeknek a szabad átlépési keresztmetszete együtt 250 mm² kilowattonkénti névleges hőterhelésre vonatkoztatva.

A levegőátlépő nyílások számát, elrendezését és alakját másképpen is meg lehet választani. Ezenkívül i beszívótér a keverőcső nagyobb részét vagy akár az egész keveröcsövet is körülzárhatja.

A 7 beszívótér össze van kötve a 6 égéstérrel például a résalakü 9 nyomáskiegyenlítő nyíláson keresztül, amely arra szolgál, hogy a felhajtóerő és a keringtető ventillátor által keltett szívás, illetve nyomáscsökkenés ne csak a 14 égőcsőre, hanem azoros módon a 7 beszívótérre is hasson.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Gázfűtésű sütő, a sütő hátfalán lévő keringtető ventillátorral, amely a sütőtéren keresztül létrehozza az égéstermék-levegő keverék körbeáramlását, es amelynek a hatáskörzetében az égésterméklevegő keverék részére terelőlemezek vannak elhelyezve, továbbá, olyan gázégővel, amely gázfúvókából, keverőcsőből és égőcsőből áll, és amely a sütőiér fenéklemeze alatti égéstérben van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy az égéstér (6) a levegő kívülről történő közvetlen bejutása ellen zárt, továbbá, hogy legalább az önmagában ismert módon a sztöchiometriai arányt meghaladó levegő-eiőkeveréssel üzemelő gázégő (1) keverőcsövének (13) és gázfúvókájának (11) belépőnyílása (12) olyan beszívótérben (7) van, ami levegőáteresztő nyílásokkal (8), valamint a beszívótér (7) és az égéstér (6) között legalább egy nyomáskiegyenlítő nyílással (9) van ellátva, továbbá, hogy az égéstérben lévő égőcső (4) belsejében elosztószerkezet (15), felső oldalán pedig lángfogó rács (16) van, továbbá, hogy az égőcső (14) oldala mellett árnyékoló lemez (17) halad végig, és végül, hogy a levegőáteresztő nyílások (8) szabad keresztmetszete körülbelül

   187 672

   Λ

   150-350 mm², előnyös módon 250 mm², az égő kilowattonként! névleges hőterhelésére vonatkoztatva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti sütő kiviteli alakja, azzaljellemezve, hogy a lángfogó rács (16) keverékáteresztő nyílásainak (18) a hidraulikus átmérője nem nagyobb, mint 1,1 mm.
3. 3. Az 1. vagy 3. igénypont szerinti sütő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a sütő házán keresztül úgy van vezetve a gázbevezető cső, hogy a cső hőmérséklete üzemi állapotban legalább 100 °C és legfeljebb 300 ’C.