NL1003311C2 - Vlamverdeelinrichting bestemd voor een brander van een warmwatertoestel. - Google Patents

Description

s

Titel: Vlamverdeelinrichting bestemd voor een brander van een warmwatertoestel.

De uitvinding heeft betrekking op een vlamverdeel-inrichting bestemd voor een brander van een warmwatertoestel ten behoeve van waterverwarming, welke vlamverdeelinrichting is voorzien van een branderdek met een specifiek gaten-5 patroon en een verdeelplaat met een specifiek gatenpatroon, waarbij het branderdek en de verdeelplaat zich in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar uitstrekken.

Een dergelijke vlamverdeelinrichting is uit de praktijk bekend en wordt reeds door aanvraagster in haar centrale-10 verwarmingsketels toegepast en in het verkeer gebracht. Bij de bekende vlamverdeelinrichting bevindt de verdeelplaat zich op zeer korte afstand van het branderdek. In eerste instantie is de verdeelplaat bestemd om de toevoer van het brandstof/lucht-mengsel aan het branderdek te reguleren.

15 Teneinde ongewenste resonanties en trillingen, zoals fluiten en denderen, te verhinderen, dient de verbrandingsbelasting niet over het gehele branderdek gelijkmatig te zijn. Bij het bekende branderdek wordt dit bewerkstelligd door het gatenpatroon in de verdeelplaat onregelmatig uit te voeren. In 20 sommige gebieden van de verdeelplaat bevinden zich grote gaten op korte afstand van elkaar, terwijl in andere gebieden de verdeelplaat is voorzien van kleine gaten die zich op grote afstand van elkaar bevinden. Aldus wordt bewerkstelligd dat de toevoer van het brandstof/lucht-25 mengsel over het oppervlak van het branderdek ongelijkmatig is, zodat de kans op resonanties en trillingen tot het minimum wordt beperkt. Teneinde dit effect op optimale wijze te verkrijgen, is het noodzakelijk dat de verdeelplaat zich op zeer korte afstand van het branderdek bevindt. Wanneer de 30 afstand tussen de verdeelplaat en het branderdek te groot is, verdeelt het brandstof/lucht-mengsel zich in de ruimte tussen de verdeelplaat en het branderdek, zodat alsnog een gelijkmatige brandstof/lucht-mengseluitstroomsnelheid over 1 0 0 3 3 1 1 s, 2 het gehele branderdekoppervlak optreedt en zich derhalve over het gehele branderdek een gelijkmatige verbranding voordoet.

Een vereiste voor het verhinderen van resonanties en 5 trillingen bij de bekende vlamverdeelinrichting is derhalve een zeer geringe afstand tussen de verdeelplaat en het branderdek. Deze geringe afstand heeft echter een aantal bezwaren. Ten eerste vormt een aldus uitgevoerde vlam-verdeelinrichting een hoge stromingsweerstand, zodat een 10 krachtige ventilator nodig is om het brandstof/lucht-mengsel door de vlamverdeelinrichting te persen. Een tweede bezwaar is dat het uit vervaardigingstechnisch oogpunt niet eenvoudig is een dergelijke vlamverdeelinrichting te vervaardigen. De produkttoleranties luisteren immers zeer 15 nauw aangezien een nauwe spleet over een groot oppervlak moet worden gecreëerd.

Andere functies van de verdeelplaat zijn het koelen van het branderdek en het verhinderen van vlamterugslag in de zich stroomopwaarts van de vlamverdeelinrichting bevindende 20 mengselkamer. Beide functies worden slechts op effectieve wijze verkregen wanneer tussen het branderdek en de verdeelplaat inderdaad een spleet aanwezig is. Juist bij de zeer kleine spleetbreedte bestaat de kans dat de spleet soms gedeeltelijk verloren gaat en de verdeelplaat aanligt tegen 25 het branderdek. Onder die omstandigheden worden de twee laatstgenoemde functies van de verdeelplaat teniet gedaan.

De uitvinding beoogt een vlamverdeelinrichting te verschaffen die een lagere stromingsweerstand heeft en waarbij de produktietoleranties minder nauw luisteren en 30 waarmee tevens een variabele verbrandingsbelasting over het oppervlak van het branderdek wordt gecreëerd.

De vlamverdeelinrichting van het in de aanhef beschreven type wordt hiertoe gekenmerkt doordat een ruimte tussen de verdeelplaat en het branderdek is verdeeld in een 35 aantal segmentkamers tussen welke segmentkamers geen of nagenoeg geen stroming van brandstof/lucht-mengsel mogelijk 1003311 3 is, waarbij ter plaatse van elke segmentkamer de verdeel-plaat over een specifiek gatenpatroon beschikt.

Doordat de ruimte tussen de verdeelplaat en het branderdek is opgedeeld in segmentkamers kan de afstand 5 tussen het branderdek en de verdeelplaat groter zijn en wordt een vlamverdeelinrichting verkregen met een lagere stromingsweerstand. Bovendien kan door de grotere afstand tussen het branderdek en de verdeelplaat met grotere produktietoleranties worden volstaan, hetgeen een 10 eenvoudiger vervaardigingsproces mogelijk maakt. De enige uitweg voor het branstof/lucht-mengsel uit een segmentkamer wordt gevormd door het branderdeksegment dat de betreffende segmentkamer afdekt. De verbrandingsbelasting van een betreffend branderdeksegment is derhalve geheel afhankelijk 15 van de toevoer van het brandstof/lucht-mengsel in de bij dat betreffende branderdeksegment behorende segmentkamer. Aldus kan een zeer specifieke verbrandingsbelasting per segment worden gekozen.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kunnen 20 de segmentkamers worden gevormd door doordiepingen in de verdeelplaat, waarbij de verdeelplaat in hoofdzaak aanligt tegen het branderdek afgezien van de door de doordiepingen gevormde verdeelplaatsegmenten, zodat ter plaatse van elke doordieping tussen het branderdek en de verdeelplaat een 25 genoemde segmentkamer is gevormd.

Een aldus uitgevoerde vlamverdeelinrichting is op economische wijze te vervaardigen.

De dammen die de doordiepingen begrenzen vormen slechts een klein deel van het oppervlak van de verdeelplaat en 30 kunnen derhalve rustig aanliggen tegen het branderdek zonder dat de koelfunctie en de vlamterugslag-verhinderingsfunctie van de verdeelplaat verloren gaan. Deze dammen verhinderen dat brandstof/lucht-mengsel vanuit de ene segmentkamer naar de andere segmentkamer stroomt.

35 Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding wijkt het specifieke gatenpatroon van althans een aantal van de verschillende segmentkamers van elkaar af. Hierdoor wordt 1003311 4 per segmentkamer een specifieke verbrandingsfrequentie verkregen die voor althans een aantal van de verschillende segmentkamers van elkaar afwijken. De aanwezigheid van deze verschillende frequenties verhindert dat resonanties of 5 trillingen en daarmee verschijnselen als fluiten en denderen optreden.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding stemmen de gatenpatronen van twee diametraal tegenover elkaar gelegen segmentkamers, welke segmentkamers zich elk ter 10 plaatse van een hoek van de vlamverdeelinrichting bevinden, met elkaar overeen, waarbij deze gatenpatronen zodanig zijn gekozen dat aldaar een branderbelasting wordt verkregen die geschikt is voor ontsteking met behulp van een vonk. Een aldus uitgevoerde vlamverdeelinrichting kan nooit verkeerd 15 worden gemonteerd. Dat wil zeggen, het gatenpatroon in de verdeelplaat dat geschikt is voor ontsteking met behulp van een vonk, bevindt zich in beide mogelijke montageposities van de vlamverdeelinrichting bij het vonkgenererende element.

20 Bij voorkeur is de vlamverdeelinrichting voorzien van een huis met een verdeelplaatmontage-opening, welke verdeel-plaatmontage-opening is afgedekt door de verdeelplaat die door lassen met het huis is verbonden onder vorming van een spleet, in welke spleet de randen van het branderdek 25 schuifbaar zijn opgenomen zodat het branderdek vrijelijk kan uitzetten en krimpen. Een aldus uitgevoerde vlamverdeelinrichting kan op economische wijze worden vervaardigd en is bijzonder duurzaam doordat het branderdek geen bijzondere spanningen als gevolg van uitzetting of krimp ondergaat.

30 De uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat hierna, onder verwijzing naar de tekening wordt beschreven.

Fig. 1 is een gedeeltelijk doorsnede-aanzicht van een warmwatertoestel voorzien van een vlamverdeelinrichting 35 volgens de uitvinding; fig. 2 is een langsdoorsnede over lijn II-II uit fig. 3 van een uitvoeringsvoorbeeld van een vlamverdeelinrichting; 1 C 0 3 3 1 1 5 fig. 3 is een dwarsdoorsnede-aanzicht van het in fig. 2 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld over lijn III-III uit fig. 2; fig. 4 toont een bovenaanzicht van een uitvoerings-5 voorbeeld van een verdeelplaat; en fig. 5 toont een doorsnede-aanzicht van de in fig. 4 weergegeven verdeelplaat over lijn V-V uit fig. 4.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk doorsnede-aanzicht van een warmwatertoestel 3 dat is voorzien van een warmte-10 wisselaar 10 waarin een brander 2 is opgenomen. De warmtewisselaar 10 is voorzien van rookgaskanalen 11 en watervoerende kanalen 12. Aan de brander 2 die is voorzien van een brandstof/lucht-mengselkamer 13 worden lucht en brandstof, in het onderhavige geval gas, toegevoerd met 15 behulp van een ventilator 16. De lucht wordt aangezogen via een luchtaanzuigkanaal 14 en het gas wordt toegevoerd via een gastoevoerkanaal 15. Het in de ventilator 16 gevormde gas/lucht-mengsel wordt via de gas/lucht-mengseltoevoer-leiding 17 in de mengselkamer 13 van de brander 2 geblazen. 20 Vervolgens passeert het gas/lucht-mengsel de vlamverdeel- inrichting 1 die in detail is weergegeven in de figuren 2 en 3.

Figuur 2 toont een langsdoorsnede van de vlamverdeel-inrichting 1 en figuur 3 toont een dwarsdoorsnede van de 25 vlamverdeelinrichting 1 alsmede een detail daarvan. De vlamverdeelinrichting 1 is voorzien van een huis 8, een verdeelplaat 5 en een branderdek 4. De verdeelplaat 5 is voorzien van doordiepingen 5a, die tezamen met het branderdek 4 segmentkamers 7 begrenzen. De doordiepingen 5a worden 30 van elkaar gescheiden door dammetjes 5b die in hoofdzaak aanliggen tegen het branderdek 4. De dammetjes 5b vormen de begrenzingen van de segmentkamers 7. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is het branderdek 4 voorzien van een regelmatig gatenpatroon dat een goede verbranding van het 35 gas/lucht-mengsel verzekert.

De verdeelplaat 5 heeft echter per segmentkamer 7 een specifiek uitgevoerd gatenpatroon 6. De specifieke gaten- 1 o 0 3 3 1 t 6 patronen 6 in de verdeelplaat 5 wijken van althans een aantal van de verschillende segmentkamers 7 van elkaar af. Aldus wordt een verschillende verbrandingsbelasting over het oppervlak van het branderdek 4 verkregen, zodat over het 5 branderdek 4 verschillende verbrandingsfrequenties optreden. Hierdoor wordt verhinderd dat zich resonanties en trillingen voordoen die fluiten of denderen veroorzaken.

De verschillend uitgevoerde gatenpatronen in de verdeelplaat zijn duidelijk weergegeven in het in figuur 4 10 weergegeven bovenaanzicht van de verdeelplaat. De verdeelplaat beschikt bij sommige segmentkamers 7 over veel grote gaten en weinig kleine gaten terwijl deze bij andere segmentkamers 7 juist over veel kleine gaten en weinig grote gaten beschikt. Het is duidelijk dat ook gekozen kan worden 15 voor meer dan twee verschillende diameters voor het gatenpatroon of dat gaten met andere vormen en/of afmetingen kunnen worden gekozen.

In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld zijn de gatenpatronen 61 en 6" van twee diametraal tegenover elkaar 20 gelegen segmentkamers 7', 7", welke segmentkamers 7', 7" zich elk in een hoek van de verdeelplaat 5 bevinden, gelijk uitgevoerd en zodanig gekozen dat daarmee een brander-belasting wordt verkregen die geschikt is voor ontsteking met behulp van een vonk. Hierdoor kan de vlamverdeel-25 inrichting nooit verkeerd worden gemonteerd. Immers, in beide mogelijke montageposities bevindt het voor ontsteking gewenste gatenpatroon zich nabij het vonkgenererende element.

Zoals duidelijk is weergegeven in het detail in 30 figuur 3 is het huis 8 voorzien van een verdeelplaatmontage-opening 8a. De verdeelplaatmontage-opening 8a is afgedekt door de verdeelplaat 5 die door lassen met het huis 8 is verbonden onder vorming van een spleet 9. In deze spleet 9 zijn de randen van het branderdek 4 schuifbaar opgenomen, 35 zodat het branderdek vrijelijk kan uitzetten en krimpen. Aldus wordt verhinderd dat ongewenste spanningen in het 1003311 7 branderdek 4 optreden als gevolg van uitzetting of krimp ten gevolge van temperatuurwisselingen.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld. De segmentkamers die in 5 het beschreven uitvoeringsvoorbeeld worden gevormd door de doordiepingen in de verdeelplaat volgens de uitvinding kunnen ook op andere wijze worden gevormd. Zo zal bijvoorbeeld het branderdek van doordiepingen kunnen zijn voorzien en de verdeelplaat een in hoofdzaak egaal oppervlak 10 kunnen hebben. Een andere mogelijkheid is dat tussen een verdeelplaat en een branderdek, die elk een in hoofdzaak egaal oppervlak hebben, wanden worden opgenomen die zich in hoofdzaak loodrecht op de hoofdoppervlakken van het branderdek en de verdeelplaat uistrekken, welke verticale wanden 15 een aantal segmentkamers begrenzen.

-:0 0 3 3 1 1

Claims (5)

1. Vlamverdeelinrichting (1) bestemd voor een brander (2) van een warmwatertoestel (3) ten behoeve van water-verwarming, welke vlamverdeelinrichting (1) is voorzien van een branderdek (4) met een specifiek gatenpatroon en een 5 verdeelplaat (5) met een specifiek gatenpatroon (6), waarbij het branderdek (4) en de verdeelplaat (5) zich in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar uitstrekken, met het kenmerk, dat een ruimte tussen de verdeelplaat (5) en het branderdek (4) is verdeeld in een aantal segmentkamers (7), tussen welke 10 segmentkamers (7) geen of nagenoeg geen stroming van brandstof/lucht-mengsel mogelijk is, waarbij ter plaatse van elke segmentkamer (7) de verdeelplaat (5) over een specifiek gatenpatroon (6) beschikt.

2. Vlamverdeelinrichting volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de segmentkamers (7) worden gevormd door doordiepingen (5a) in de verdeelplaat (5), waarbij de verdeelplaat (5) in hoofdzaak aanligt tegen het branderdek (4) afgezien van de door de doordiepingen (5a) gevormde verdeelplaatsegmenten (5a), zodat ter plaatse van elke 20 doordieping (5a) tussen het branderdek (4) en de verdeelplaat (5) een genoemde segmentkamer (7) is gevormd.

3. Vlamverdeelinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de specifieke gatenpatronen (6) in de verdeelplaat (5) van althans een aantal van de verschillende 25 segmentkamers (7) van elkaar afwijken.

4. Vlamverdeelinrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de gatenpatronen (6',6’') in de verdeelplaat (5) van twee diametraal tegenover elkaar gelegen segmentenkamers (7', 7''), welke segementkamers (7', 30 7'') zich elk ter plaatse van een hoek van de vlamverdeel inrichting (1) bevinden, met elkaar overeenstemmen, waarbij deze gatenpatronen (6', 61') zodanig zijn gekozen dat aldaar een branderbelasting wordt verkregen die geschikt is voor ontsteking met behulp van een vonk. 1003311

5. Vlamverdeelinrichting volgens één der conclusies 1-4, gekenmerkt door een huis (8) met een verdeelplaat-montage-opening (8a), welke verdeelplaat-montage-opening (8a) is afgedekt door de verdeelplaat (5) die door lassen met het 5 huis is verbonden onder vorming van een spleet (9), in welke spleet (9) de randen van het branderdek (4) schuifbaar zijn opgenomen, zodat het branderdek (4) vrijelijk kan uitzetten en krimpen. 1,03311