NL1004647C2 - Brander voor het verbranden van een voorgemengd gas/luchtmengsel. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Brander voor het verbranden van een voorgemengd gas/luchtmengsel.

De uitvinding heeft betrekking op een brander voor het verbranden van een voorgemengd gas/luchtmengsel in een gasdoorlatend materiaal, waarvan de vrije stromings-dwarsdoorsnede in de stroomrichting van het mengsel van 5 een fijne, de verbranding onderdrukkende struktuur naar een grovere, de verbranding toelatende struktuur toeneemt, waarbij het gasdoorlatende materiaal bestaat uit een reeks lichamen, die zich in de stroomrichting van het mengsel uitstrekken, en waarvan de dwarsdoorsnede van een 10 eerste gebied naar een volgend, tweede gebied toe zodanig afneemt, dat tussen de lichamen in het eerste gebied een stromingsdwarsdoorsnede met de fijne struktuur en in het tweede gebied een stromingsdwarsdoorsnede met de grovere struktuur is gevormd.

15 Een dergelijke brander is bekend uit de Britse oc trooiaanvrage 2 290 608, en bezit een kamer waaruit via een poreuze verdeelpaat een lucht/brandstofmengsel wordt toegevoerd aan een reeks in hoofdzaak plaatvormige vlam-steunelementen. De vlamsteunelementen definiëren daartus-20 sen gleuven die, gezien in de stroomrichting van het lucht/brandstofmengsel, divergeren. De vlamsteunelementen liggen in het eerste, stroomopwaarts gelegen gebied nauw tegen elkaar, en vormen hier relatief nauwe stromingska-nalen, die een verbranding niet toelaten. In het tweede, 25 meer stroomafwaarts gelegen gebied worden daarentegen bredere stromingskanalen verschaft, waarin de verbranding kan plaatsvinden.

De uitvinding beoogt een brander van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarin een gasdoorlatend 30 materiaal met optimale eigenschappen wordt toegepast.

Daartoe is de brander volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de lichamen bestaan uit staven met een ronde of veelhoekige dwarsdoorsnede. Wanneer de lichamen dicht tegen elkaar aan liggen in de genoemd eerste ge- 1 004647 2 bied, laten zij uitsluitend nauwe doorstroomkanalen vrij. Daarbij wordt dan in het eerste gebied over een lengte, die ter verhindering van een terugslag van de vlam noodzakelijk wordt geacht, een gelijkblijvende dwarsdoorsnede 5 gebruikt. Gezien in de gasstroomrichting begint daarna de verjonging van de lichamen naar het verbrandingsgebied. Deze verjonging kan continu of trapsgewijs plaatsvinden. Door het verminderen of het weglaten van stijve dwarsverbindingen in de hete verbrandingszone mag de brander 10 roodgloeiend worden met behoud van een lange levensduur.

Op het tweede gebied kan, gezien in stroomafwaartse richting, een derde gebied volgen, waarin de dwarsdoorsnede van de lichamen opnieuw toeneemt. Op deze wijze kan het eigenlijke verbrandingsgebied gericht binnen de bran-15 der worden aangebracht.

Men kan de lichamen tot een compacte eenheid bundelen en deze bijvoorbeeld door middel van groeven ten opzichte van elkaar fixeren. Het is ook mogelijk de lichamen na het bundelen door een geschikte thermische 20 behandeling tot een eenheidslichaam te sinteren. Verder is het mogelijk, direkt een eenheidslichaam in een giet-of sinterwerkwijze te vervaardigen, waarbij elk voor de beoogde toepassing geschikt materiaal kan worden gebruikt.

25 Het is in principe ook mogelijk, enkele of alle lichamen van binnen hol uit te voeren en daardoorheen een warmtedrager te leiden. Op deze wijze is het mogelijk, een optimale warmte-afvoer uit het verbrandingsgebied te bereiken. Een voorkeurstoepassingsgebied is de verwar-30 mingstechniek. Het verwarmingswater kan binnen het lichaam, bij voorkeur in combinatie met een zich daaromheen bevindende watermantel, geleid worden, zodat een water-verwarmingsinrichting op de wijze van een doorstroomver-warmingstoestel wordt verkregen.

35 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin schematisch uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn getoond, waarbij: fig. 1 een langsdoorsnede door een verwarmingsketel 1 004647 3 met een geïntegreerde brander toont; fig. 2 de doorsnede II-II van fig. 1 toont; fig. 3 een alternatieve uitvoeringsvorm van de verwarmingsketel volgens fig. 1 toont; 5 fig. 4 op vergrote schaal een langsdoorsnede van een hol lichaam toont; fig. 5 verschillende contouren van een lichaam toont; en fig. 6 een langsdoorsnede door een alternatieve 10 uitvoeringsvorm van een verwarmingsketel met een geïntegreerde brander toont.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwij-zingscijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen met een gelijke funktie.

15 Volgens fig. 1 en 2 bevindt zich in een waterruimte 1 met een toevoeraansluiting 2 voor water en een afvoer-aansluiting 3 voor water een brander van zich verjongende lichamen 4. In het weergegeven geval gaat het om staven, die dicht op elkaar gepakt zijn. Een gas/luchtmengsel 20 stroomt vanuit een mengkamer 5 eerst door relatief nauwe tussenruimten 6 in een stroomopwaarts gebied A, waarin nog geen verbranding kan plaatsvinden. Door een voldoende lengte van dit gebied A kan een terugslag van de vlammen in de mengkamer 5 met zekerheid uitgesloten worden. Ten 25 gevolge van de verjonging van de staven verwijden de eerst nauwe tussenruimten 6 zich in een volgend gebied B tot tussenruimten 6', waarin de verbranding van het mengsel kan plaatsvinden. Daarbij worden de lichamen 4 zeer warm. Zij dragen de in het gebied B ontstane warmte di-30 rekt over aan het ketelwater in de zich daaromheen bevindende waterruimte 1. De rookgassen stromen vervolgens door een rookgasafvoer 7, waarvandaan eveneens warmte aan het ketelwater kan worden overgedragen.

Het gebied B kan volgens fig. l aan de stroomaf-35 waartse zijde van de zich verjongende lichamen 4 liggen. Het gebied kan ook volgens fig. 3 in een tussengebied liggen, zodat daarop - gezien in de mengselstroomrichting - nog een gebied C met nauwere tussenruimten zonder ver- 1 0 0 4647 4 branding volgt.

De lichamen 4 kunnen volgens fig. 4 alle of gedeeltelijk een in langsrichting lopende holle ruimte 8 bezitten waardoor een warmtedrager stroomt. Op deze wijze is 5 het mogelijk, een doorstroomverwarmingstoestel te verschaffen.

In fig. 5 zijn drie verschillende soorten verjongingen van de lichamen weergegeven, te weten van links naar rechts in de figuur gezien een continue, afgeknot kegel-10 vormige verjonging, een getrapte, afgeknot kegelvormige verjonging, en een continue, exponentiële verjonging. De exacte vormgeving en in het bijzonder de lengte van de afzonderlijke gebieden A, B of C kan door een deskundige door proeven zonder uitvinderswerkzaamheid worden be-15 paald.

In afwijking van de in fig. 1 en fig. 3 weergegeven uitvoeringsvormen is het ook mogelijk, een brander te verschaffen, waarbij als zelfstandig konstruktie-element een eigenlijke uitbrandruimte binnen de watermantel be-20 hoort, zoals in fig. 6 is getoond. Een dergelijke uitvoering valt binnen het kader van de onderhavige uitvinding.

1 004647

Claims (8)

1. Brander voor het verbranden van een voorgemengd gas/ luchtmengsel in een gasdoorlatend materiaal, waarvan de vrije stromingsdwarsdoorsnede in de stroomrichting van het mengsel van een fijne, de verbranding onderdrukkende 5 struktuur naar een grovere, de verbranding toelatende struktuur toeneemt, waarbij het gasdoorlatende materiaal bestaat uit een reeks lichamen, die zich in de stroomrichting van het mengsel uitstrekken, en waarvan de dwarsdoorsnede van een eerste gebied naar een volgend, 10 tweede gebied toe zodanig afneemt, dat tussen de lichamen in het eerste gebied een stromingsdwarsdoorsnede met de fijne struktuur en in het tweede gebied een stromingsdwarsdoorsnede met de grovere struktuur is gevormd, met het kenmerk, dat de lichamen (4) bestaan uit staven met 15 een ronde of veelhoekige dwarsdoorsnede.

2. Brander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van de lichamen (4) in een op het tweede gebied (B) volgend derde gebied (C) weer toeneemt. 20

3. Brander volgens een van de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat losse lichamen (4) zijn samengevoegd en in hun positie ten opzichte van elkaar zijn gefixeerd.

4. Brander volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de lichamen (4) door een geschikte thermische behandeling tot een eenheidslichaam samengesinterd zijn.

5. Brander volgens conclusie l of 2, met het kenmerk, 30 dat de lichamen (4) deel uitmaken van een in een giet- of sinterwerkwijze vervaardigd eenheidslichaam.

6. Brander volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de verjonging van de lichamen (4) continu 35 en/of trapsgewijs is uitgevoerd. 1004647 i

7. Brander volgens een van de conclusies 1-6, net het kenmerk, dat het resp. enkele van de lichamen (4) voor een doorstroming van een warmtedrager een in langsrich-ting lopende holle ruimte (8) bezitten. 5

8. Brander volgens een van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat deze is omgeven door een watermantel (1). ï 004647