NL1014119C2 - Inrichting voor het ontsteken van brandstof. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het ontsteken van brandstof

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het ontsteken van brandstof, voorzien van ten minste één brander, waarbij de inrichting is voorzien van ontstekingsmiddelen. Dergelijke inrichtingen worden 5 bijvoorbeeld gebruikt in gasverwarmingskachels en verwarmingsketels voor CV-installaties. Bij warmtestralers in stallen voor het opfokken van kuikentjes of andere dieren ontbreken veelal de ontstekingsmiddelen. Dergelijke verwarmingsinstallaties zijn veelal voorzien van een groot 10 aantal branders, om bijvoorbeeld een grote ruimte op een gelijkmatig verdeelde, constante temperatuur te houden. Met name in dat geval vormt het ontsteken van alle branders een zeer ernstig probleem.

Een veelvuldig toegepaste methode om een aantal 15 branders te ontsteken is het met de hand aansteken van elke brander. Dat is een zeer tijdrovend karwij waardoor dit, in verband met de hoge arbeidskosten die daarmee gemoeid zijn, een dure oplossing is. Daarom worden de branders, nadat ze eenmaal met de hand zijn ontstoken, meestal in een laagste 20 stand gehouden in de periodes dat er geen warmtebehoefte is. Zo wordt voorkomen.dat de branders steeds opnieuw moeten worden aangestoken op de momenten dat het gebruik van de branders weer is gewenst. Het in een laagste stand houden van de branders is goedkoop met betrekking tot de 25 arbeidskosten, maar duur met betrekking tot het brandstofgebruik. Bovendien wordt bij de laagste stand van de branders relatief veel koolmonoxide geproduceerd, hetgeen schadelijk is voor dieren of mensen die zich in de te verwarmen ruimte bevinden.

30 Een oplossing is om elke brander te voorzien van centraal bestuurbare elektronische ontstekingsmiddelen. Dat heeft twee nadelen. In de eerste plaats is een dergelijke inrichting afhankelijk van een stroomvoorziening. Het uitvallen van deze stroomvoorziening betekent, dat een om 1014119 2 welke reden dan ook gedoofde brander niet meer kan worden ontstoken. Dat kan grote schade berokkenen in bijvoorbeeld een stal voor het opfokken van dieren, waar het van vitaal belang is dat continu warmte beschikbaar is teneinde de 5 temperatuur in de ruimte constant te houden. In de tweede plaats is deze elektronische oplossing duur wegens de technisch gecompliceerde maatregelen, die ermee zijn gemoeid.

De onderhavige uitvinding beoogt deze 10 problematiek op te lossen. Dat wil zeggen, de uitvinding beoogt een inrichting voor het ontsteken van brandstof, waarbij de ontstekingsmiddelen de brander kunnen ontsteken zonder dat daarvoor externe elektrische energie behoeft te worden toegevoerd.

15 De uitvinding verschaft hiertoe een inrichting van het in de aanhef beschreven type, die wordt gekenmerkt doordat de ontstekingsmiddelen een beweegbaar element omvatten dat is aangesloten op een fluidumleiding, zodanig dat een zich in de fluidumleiding bevindend fluïdum wanneer 20 het stroomt een drukverschil over het beweegbare element creëert als gevolg waarvan het beweegbare element in beweging wordt gebracht, waarbij het beweegbare element is verbonden met het ontstekingselement, zodanig dat de beweging van het beweegbare element via het 25 ontstekingselement een ontstekingstemperatuur genereert met behulp waarvan de brandstof tot ontbranding wordt gebracht.

Met een dergelijke inrichting kan derhalve een brander worden ontstoken met behulp van een beweging die wordt gegenereerd door de kinetische energie van het 30 stromende fluïdum. Zodra derhalve het fluïdum gaat stromen waardoor het beweegbare element wordt bekrachtigd zal ontbranding van de brander tot stand worden gebracht. Er is derhalve geen toevoer van elektriciteit aan de inrichting noodzakelijk om de brander te ontsteken. In de toepassing 35 van de stalverwarming, waarbij een groot aantal branders aanwezig is, kunnen door het opendraaien van de centrale 1014119 3 gastoevoerkraan eenvoudig de aangesloten branders tegelijkertijd worden ontstoken. Het brandbare gas vormt dan het fluïdum dat het beweegbare element in beweging zet.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding zijn 5 de ontstekingsmiddelen voorzien van klepmiddelen en veermiddelen die een tegengerichte veerkracht op het beweegbare element uitoefenen met betrekking tot de kracht ten gevolge van het drukverschil, waarbij in een geopende stand van de klepmiddelen het drukverschil over het 10 beweegbare element kleiner is dan in een gesloten stand, waarbij in genoemde gesloten stand de veerkracht kleiner is dan de kracht ten gevolge van het drukverschil, waarbij in de geopende stand van de klepmiddelen de veerkracht groter is dan de kracht ten gevolge van het drukverschil, zodanig 15 dat bij een periodiek wisselen van de stand van de klepmiddelen tussen de eerste en de tweede stand de beweging van het beweegbare element zich repeteert.

De repeterende beweging van het beweegbare element verschaft repeterende pogingen van de ontstekingsmiddelen 20 om brandstof in de brander of in een eventueel aanwezige aansteekbrander te ontsteken. Dit repeteren van de ontsteking kan noodzakelijk zijn, wanneer de eerste ontstekingspoging is mislukt, bijvoorbeeld doordat brandstof in een te kleine hoeveelheid of nog niet ver 25 genoeg in de brander, de eventuele aansteekbrander of een verbrandingskamer is gestroomd, en daardoor nog niet ontstoken is.

Bij voorkeur is de brander voorzien van deactiveringsmiddelen, die bij een ontsteking of het 30 branden van de brandstof het drukverschil van het fluïdum over het beweegbare element reduceren, zodanig dat het beweegbare element stopt met bewegen. Het is namelijk niet nodig dat de ontstekingspogingen zich blijven herhalen als de brander reeds is ontstoken.

35 Het is aan te bevelen, dat de ten minste ene brander is voorzien van een beveiliging, die ten gevolge van een

1n141 1Q

4 beëindiging van de verbranding een branderleiding afsluit met behulp van afsluitmiddelen, zodanig dat geen brandstof de ten minste ene brander instroomt, waarbij de beveiliging is gekoppeld aan de ontstekingsmiddelen, zodanig dat het 5 afsluiten van de branderleiding gepaard gaat met het ontstaan van een drukverschil over het beweegbare element als gevolg waarvan het beweegbare element in beweging wordt gebracht. Zo voorkomt de beveiliging dat brandstof na abusievelijk doven van de brandervlam onverbrand de brander 10 verlaat waardoor een explosie-gevaarlijke situatie kan ontstaan in de ruimte waarin de brander is opgesteld. Doordat de beveiliging het beweegbare element in beweging brengt door middel van het creëren van het drukverschil van het fluïdum, worden de ontstekingsmiddelen geactiveerd.

15 Daardoor zal de gedoofde brander automatisch weer worden aangestoken. Vanzelfsprekend vinden deze ontstekingspogingen niet meer plaats wanneer de toevoer van fluïdum is gestaakt, zodat er geen stroming van fluïdum meer plaatsvindt over het beweegbare element.

20 Bij voorkeur is het beweegbare element aan de afsluitmiddelen gekoppeld, zodanig dat ten gevolge van de beweging van het beweegbare element de afsluitmiddelen zijn geopend wanneer de beweging van het beweegbare element via het ontstekingselement de ontstekingstemperatuur genereert, 25 zodat brandstof de ten minste ene brander instroomt. Dit garandeert dat er brandstof in de brander stroomt op het moment van een ontstekingspoging.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding omvatten de ontstekingsmiddelen een aansteekbrander die 30 bijvoorbeeld wordt ontstoken met een piëzo-element, een vuursteen of een vonk die wordt gegenereerd met een generator zoals aanwezig in een knijpkat. Het piëzo-element, de vuursteen of de generator worden op hun beurt bekrachtigd door het beweegbare element. Wanneer deze 35 aansteekbrander eenmaal brandt, wordt vervolgens de gastoevoer van de brander geactiveerd. Dit kan op dezelfde 1014119 5 manier worden bewerkstelligd als bij de conventionele gaskachels, waarbij met behulp van een thermokoppel een gasklep wordt geopend in de gastoevoerleiding van de brander. Een dergelijk thermokoppel is opgesteld in de vlam 5 van de aansteekbrander en genereert een stroompje met behulp waarvan de genoemde klep wordt bediend. Het verdient volgens een nadere uitwerking van de uitvinding de voorkeur dat de genoemde afsluitmiddelen tevens de branderleiding voor de aansteekbrander afsluiten wanneer de brander om een 10 of andere reden wordt gedoofd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het beweegbare element een door een membraanhuis ingesloten membraan, waarbij het membraan het membraanhuis in twee compartimenten scheidt, waarbij de compartimenten zijn 15 verbonden met de fluïdumleiding, zodanig dat een door de fluïdumleiding stromend fluïdum ten minste één van de compartimenten vult en het drukverschil over het membraan creëert als gevolg waarvan het membraan in beweging wordt gebracht. Daarbij kunnen de klepmiddelen zijn verschaft in 20 het membraan en het membraanhuis, waarbij de klepmiddelen in hoofdzaak zijn voorzien van een opening in het membraan die een fluïdumdoorgang tussen de twee compartimenten verschaft, een membraanklep op de opening in het membraan, en klepstuurmiddelen, zodanig dat de klepstuurmiddelen ten 25 gevolge van de beweging van het membraan de membraanklep wisselend in de geopende en de gesloten stand zetten. Deze voorkeursuitvoeringsvorm is een betrouwbare en effectieve uitvoering van de uitvinding. Doordat de klepmiddelen door een membraanhuis zijn omsloten wordt de kans op lekkage van 30 het fluïdum naar een omgeving sterk verminderd.

Het fluïdum kan de brandstof zijn. In dat geval omvatten de deactiveringsmiddelen van de ten minste ene brander volgens een nadere uitwerking van de uitvinding in hoofdzaak een drukvereffeningsleiding, waarbij de 35 drukvereffeningsleiding het stroomafwaartse compartiment van het membraanhuis verbindt met de branderleiding van de 1014119 6 brander, zodanig dat bij het branden van de brander het drukverschil over het membraan is gereduceerd zodat het membraan stopt met bewegen. Daarbij kan de drukvereffeningsleiding zijn voorzien van een buffertank en 5 een terugslagklep, zodanig dat wanneer de membraanklep in de gesloten stand staat en aan de brander brandstof wordt toegevoerd via de fluïdumleiding, het membraan ondanks de in de branderleiding heersende druk toch zijn slag volledig kan doorlopen doordat de brandstof in het stroomafwaartse 10 compartiment van het membraanhuis naar de buffertank kan stromen. Deze uitvoering van de deactiverigsmiddelen is zeer praktisch, eenvoudig en daarom goedkoop.

Het fluïdum kan ook een vloeistof zijn, bijvoorbeeld water. Daarbij kan de ten minste ene brander zijn ingericht 15 om de vloeistof op te warmen met behulp van een warmtewisselaar, waarbij de vloeistof van de warmtewisselaar naar de deactiveringsmiddelen stroomt, waarbij de deactiveringsmiddelen in hoofdzaak temperatuurgestuurde klepmiddelen en leidingen omvatten, 20 waarbij de temperatuurgestuurde klepmiddelen door een bepaalde stijging van de temperatuur of bij een bepaalde eerste ingestelde waarde van de temperatuur van de vloeistof zich in een eerste stand zetten, waarbij het drukverschil over het beweegbare element is gereduceerd via 25 de leidingen van de deactiveringsmiddelen, zodanig dat het beweegbare element stopt met bewegen, waarbij de temperatuurgestuurde klepmiddelen door een bepaalde daling van de temperatuur of bij het bereiken van een tweede ingestelde waarde van de temperatuur van de vloeistof zich 30 in een tweede stand zetten waarbij het drukverschil over het beweegbare element wordt vergroot, zodanig dat het beweegbare element in beweging wordt gebracht. Zo kan de ten minste ene brander worden ontstoken door een fluïdum te laten stromen, waarbij in dit geval het fluïdum niet de 35 brandstof is. Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding kan 1014119 7 worden toegepast in bijvoorbeeld een CV-installatie of in een warmwaterbereider voor sanitairwater.

De brandstof kan bij iedere uitvoeringsvorm van de uitvinding een brandbaar gas zijn.

5 Elke uitvoeringsvorm van de uitvinding kan zijn voorzien van meer dan één brander met bijbehorende ontstekingsmiddelen. Alle branders die zijn voorzien van een dergelijke ontsteekinrichting kunnen op hetzelfde moment worden ontstoken door een zekere fluidumdruk over 10 het beweegbare element te zetten. Na verloop van tijd zullen alle of de meeste branders zijn ontstoken. Bij een defecte brander zal de repeterende ontsteking dan nog nodeloos doorgaan. Dat kan worden gestopt door de fluidumdruk zodanig te laten afnemen dat het beweegbare 15 element van deze defecte brander stopt met bewegen, waarbij de fluidumdruk nog groot genoeg blijft dat de andere branders blijven branden.

De uitvinding zal nader worden verduidelijkt aan de hand van een viertal uitvoeringsvoorbeelden die hierna, 20 onder verwijzing naar de tekening, zullen worden beschreven.

Figuur 1 toont een schematische weergave van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding; figuur 2 toont detail A uit figuur 1, waarbij de 25 klepmiddelen zich in een gesloten stand bevinden; figuur 3 toont detail A uit figuur 1, waarbij de klepmiddelen zich in een geopende stand bevinden; figuur 4 toont een soortgelijke schematische weergave als is weergegeven in figuur 1 van een tweede 3 0 uitvoeringsvoorbeeld; figuur 5 toont een soortgelijke schematische weergave als is weergeven in figuur 1 van een derde uitvoeringsvoorbeeld; en figuur 6 toont een soortgelijke schematische 35 weergave als is weergegeven in figuur 1 van een vierde uitvoeringsvoorbeeld.

10141 19 8

Bij de in figuur 1 getoonde schematische weergave van een uitvoeringsvoorbeeld doet de brandstof dienst als fluïdum. De brandstof kan bijvoorbeeld een brandbaar gas zijn. Het uitvoeringsvoorbeeld is voorzien van een brander 5 1, een branderleiding 2, en een fluïdumleiding 3. In de fluïdumleiding 3 is een membraanhuis 4 opgenomen, voorzien van een membraan 5 dat het membraanhuis 4 in een eerste, stroomopwaarts en een tweede, stroomafwaarts compartiment 6 respectievelijk 7, scheidt. Het eerste compartiment 6 staat 10 via de fluïdumleiding 3 en een klepbehuizing 21 in verbinding met een branderleiding 2. De branderleiding 2 mondt uit in de brander 1. Het tweede compartiment 7 staat in verbinding met de branderleiding 2 tussen de klepbehuizing 21 en de brander 1 via een 15 drukvereffeningsleiding 58. De drukvereffeningsleiding 58 is in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een terugslagklep 8 die alleen stroming van het tweede compartiment 7 naar de branderleiding 2 toelaat en niet omgekeerd. Tussen het tweede compartiment 7 en de 20 terugslagklep 8 is een buffertank 28 aan drukvereffeningsleiding 58 verbonden. De fluïdumleiding 3 is voorzien van een brandstofkraan 59 die de brandstoftoevoer naar fluïdumleiding 3 regelt. Het membraan 5 is voorzien van een opening 14 die afsluitbaar is door 25 een membraanklep 10. Tussen het membraanhuis 4 en het membraan 5 is een veer 11 aangebracht, zodanig dat een veerkracht haaks op het membraan 5 wordt uitgeoefend in de richting vanaf een wand 57 van het tweede, stroomafwaartse compartiment 7 naar een wand 56 van het eerste, 30 stroomopwaartse compartiment 6.

In figuren 2 en 3 is de membraanklep 10 gedetailleerd weergegeven. De membraanklep is in hoofdzaak een kleplichaam 13, voorzien van een arêtteerveer 12. De arêtteerveer 12 is met het membraan 5 verbonden. Figuur 2 35 toont de gesloten stand van de membraanklep 10, waarbij de arêtteerveer 12 het kleplichaam 13 tegen het membraan 5 10141 19 9 drukt zodat opening 14 is afgesloten. Figuur 3 toont een geopende stand van de membraanklep 10, waarbij de arêtteerveer 12 met het kleplichaam 13 de opening 14 in het membraan 5 geopend houden. De wanden 56 en 57 van het 5 membraanhuis 4 zijn voorzien van klepstuurmiddelen 15, zodanig dat de klepstuurmiddelen 15 de membraanklep 10 in de eerste of de tweede stand zetten indien het membraan zich nabij de genoemde wanden bevindt. Voor dat doel zijn de klepstuurmiddelen 15 voorzien van een druklichaam 16 en 10 een veer 17.

Het membraan 5 is aan een pïezo-elektrisch ontstekingselement 20 verbonden door een verbindingsstang 18. De verbindingsstang 18 is evenwijdig aan een hartlijn 61 van het membraanhuis 4, waarbij de hartlijn 61 haaks 15 staat op de wanden 56 en 57. Het piëzo-elektrisch ontstekingselement 20 drukt op een drukstang 19 van een standaard in de handel verkrijgbare thermokoppelbeveiliging 62. De thermokoppelbeveiliging 62 is voorzien van een beveiligingsklep 9 in een klepbehuizing 21. Op de drukstang 20 19 is een veer 22 gemonteerd tussen het piëzo-elektrische element 20 en de klepbehuizing 21. Tussen de klepbehuizing 21 en de beveiligingsklep 9 bevindt zich een beveiligingsveer 23 die de beveiligingsklep 9 tegen de klepbehuizing 21 dichtdrukt in een richting evenwijdig aan 25 de hartlijn 61. De branderleiding 2 is dan afgesloten van de fluïdumleiding 3. De drukstang 19 strekt zich zover uit, dat deze de beveiligingsklep 9 niet bereikt indien het membraan 5 zich bij de wand 56 van het membraanhuis 4 bevindt. Indien het membraan 5 in het membraanhuis 4 vanaf 30 de wand 56 naar de wand 57 beweegt, strekt de drukstang 19 zich zover uit dat deze de beveiligingsklep 9 van zijn zitting in de klepbehuizing 21 duwt. In dat geval staat de branderleiding 2 in open verbinding met de fluïdumleiding 3 .

35 Het piëzo-elektrisch ontstekingelement 20 is door middel van een hoogspanningsleiding 24 op een

10141 1 Q

10 ontsteekelektrode 25 aangesloten. Indien het piëzo-elektrisch ontstekingselement 20 met kracht wordt samengedrukt genereert het een hoogspanning die via de hoogspanningsleiding 24 aan de ontsteekelektrode 25 wordt 5 doorgegeven. De hoogspanning ontlaadt zich door middel van een ontsteekvonk tussen de ontstekingselektrode 25 en de brander 1.

De beveiligingsklep 9 en de beveiligingsveer 23 maken deel uit van een thermokoppelbeveiliging, die verder 10 is voorzien van· een thermokoppel 26 en een spoel 27. Het thermokoppel 26 is zo gemonteerd, dat het een thermokoppelstroom genereert indien de brander 1 is aangestoken. Het thermokoppel 26 is zo aan de spoel 27 verbonden dat de thermokoppelstroom een magneetveld opwekt 15 met behulp van spoel 27. Dit magneetveld is zodanig dat het een aantrekkende kracht op de beveiligingsklep 9 uitoefent. Deze aantrekkende kracht is bij voldoende verhitting van het thermokoppel 26 sterker dan de tegenwerkende veerkracht van beveiligingsveer 23 indien de beveiligingsklep 9 20 openstaat, waarbij de gastoevoerleiding 2 en de fluïdumleiding 3 in open verbinding met elkaar staan.

De werking van het in figuur 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld, waarbij het fluïdum een brandbaar gas is, verloopt als volgt. In een beginsituatie is de brander 25 1 niet ontstoken en de brandstofkraan 59 gesloten, zodat er nog geen brandstof door de fluïdumleiding 3 stroomt. Deze situatie is weergegeven in figuur 1, waarbij beveiligingsklep 9 is gesloten, het membraan 5 zich bij de wand 56 van het membraanhuis 4 bevindt, en de membraanklep 30 10 is gesloten. Het ontsteken van de brander 1 verloopt automatisch door de brandstofkraan 59 open te draaien. Brandstof stroomt dan door de fluïdumleiding 3, en vandaar in het eerste compartiment 6 van het membraanhuis 4. De brandstofdruk is zodanig, dat deze het membraan 5 van de 35 wand 56 naar de wand 57 beweegt tegen de veerkracht van veer 11 in. Tijdens deze béweging duwt het membraan 5 de 10141 19 11 beveiligingsklep 9 open via de verbindingsstang 18, het piëzo-elektrisch element en de drukstang 19. Op het moment dat beveiligingsklep 9 van zijn zitting los komt, stroomt brandstof vanuit de fluïdumleiding 3 en de klepbehuizing 21 5 naar de branstoftoevoerleiding 2, en zo brander 1 in. Terugslagklep 8 verhindert dat brandstof vanuit de branderleiding 2 via drukvereffeningsleiding 58 het tweede compartiment 7 instroomt. Daarna voltooit het membraan 5 de naar wand 57 gaande beweging in het membraanhuis, waarbij 10 het piëzo-elektrisch element 20 met kracht tussen drukstang 19 en verbindingsstang 18 wordt samengedrukt. Daardoor ontstaat op de genoemde wijze een ontstekingsvonk tussen de ontstekingselektrode 25 en de brander 1 zodat de in brander 1 gestroomde brandstof tot ontbranding kan komen.

15 Wanneer het membraan 5 de wand 57 bereikt, openen de aan deze wand bevestigde klepstuurmiddelen 15 de membraanklep 10 met het gevolg, dat het tweede compartiment 7 wordt gevuld met brandstof van het eerste compartiment via opening 14. Zo neemt de brandstofdruk op het membraan 5 20 af. Vanaf een zeker moment is de brandstofdruk zover afgenomen, dat de veerkracht van veer 11 op membraan 5 groter is dan de kracht ten gevolge van de brandstofdruk.

Op dat moment beweegt het membraan 5 terug van de wand 57 de wand 56. Daarbij wordt ook de drukstang 19 terugbewogen 25 zodat deze niet meer in staat is om de beveiligingsklep 9 open te houden.

Indien de brander 1, ondanks een ontstekingsvonk van ontsteekelektrode 25, niet is ontstoken sluit de beveiligingsklep 9 ten gevolge van de veerkracht van de 30 beveiligingsveer 23 , zodat de branderleiding 2 opnieuw is afgesloten van de fluïdumleiding 3. Het membraan 5 beweegt naar wand 56 van het membraanhuis 4, waar de klepstuurmiddelen 15 de membraanklep 10 weer sluiten. De in het tweede compartiment 7, de buffertank 28 en de 35 drukvereffeningsleiding 58 gestroomde brandstof kan via terugslagklep 8 wegstromen naar de branderleiding 2.

1014119 12

Daardoor wordt de brandstofdruk op het membraan 5 weer vergroot zodat het membraan 5 de beschreven beweging in het membraanhuis 4 kan herhalen. Het membraan 5 zal deze beweging net zolang repeteren totdat de brander is 5 ontstoken.

Indien de brander 1 wel is ontstoken kan de thermokoppelbeveiliging op de genoemde wijze de beveiligingsklep 9 open houden, zodat brandstof naar de brander 1 blijft stromen via de branderleiding 2. Het 10 membraan 5 beweegt naar de wand 56, waar de klepstuurmiddelen 15 de membraanklep 10 weer sluiten. In dit geval kan geen brandstof uit het tweede compartiment 7 en buffertank 28 wegstromen via de drukvereffeningsleiding 58 en terugslagklep 8, omdat de brandstof in de 15 branderleiding 2 de terugslagklep 8 dichtdrukt. Zo wordt na deze of nog enkele daaropvolgende cycli van de beweging van het membraan 5 het tweede compartiment 7, de buffertank 28 en de drukvereffeningsleiding 58 met brandstof gevuld.

Aldus kan niet opnieuw een drukverschil tussen de 20 compartimenten 6 en 7 worden opgebouwd zodat het membraan 5 na deze of nog enkele daarop volgende cycli stopt met bewegen.

Figuur 4 toont een tweede uitvoeringvoorbeeld, waarbij de ontstekingsmiddelen zijn voorzien van een 25 aansteekbrander 29. De aansteekbrander 29 is door middel van een branderleiding 60 aan de klepbehuizing 21 verbonden. De drukstang 19 is in de klepbehuizing 21 voorzien van een afsluitklep 30 en een veer 31. Bij de beweging van het membraan 5 van wand 56 naar wand 57 duwt 30 de drukstang 19 de afsluitklep 30 op een zitting zodat de branderleiding 2 van de brander 1 is afgesloten. Bij een verdergaande beweging van het membraan 5 opent de drukstang 19 de beveiligingsklep 9 zodat brandstof van fluïdumleiding 3 in de aansteekbrander 29 stroomt. In dit 35 uitvoeringsvoorbeeld zijn de ontsteekelektrode 25 en het thermokoppel 26 nabij de aansteekbrander 29 gemonteerd, 1014119 13 zodanig dat de ontsteekelektrode 25 de aansteekbrander 29 kan aansteken en het thermokoppel 26 door een ontstoken aansteekbrander 29 wordt verhit. De aansteekbrander 29 is zo opgesteld dat deze de brander 1 kan aansteken indien 5 brandstof in brander 1 stroomt.

De werking van het in figuur 4 getoonde uitvoeringsvoorbeeld berust, net als bij het eerste uitvoeringsvoorbeeld, op een door de brandstofstroming in beweging gebracht membraan 5, waarbij ten gevolge van deze 10 beweging een ontstekingsvonk wordt gegenereerd bij de ontsteekelektrode 29. In dit geval wordt niet de brander 1, maar de aansteekbrander 29 ontstoken door de ontstekingsvonk die ontstaat als gevolg van de beweging van het membraan 5 van wand 56 naar wand 57. Op dat moment is 15 de brandstoftoevoer aan de brander 1 afgesloten door afsluitklep 30. Vervolgens, nadat de klepstuurmiddelen 15 van de wand 57 de membraanklep 10 in de geopende stand hebben gezet, beweegt het membraan 5 van wand 57 naar wand 56. Daardoor neemt drukstang 19 de afsluitklep 30 uit zijn 20 zitting in de klepbehuizing 21. Indien de thermokoppelbeveiliging bij een ontstoken aansteekbrander de beveiligingsklep 9 open houdt, kan brandstof de branstoftoevoerleiding 2 van de brander 1 instromen. Vervolgens wordt deze branstof door de brandende 25 aansteekbrander 29 ontstoken. In dit uitvoeringvoorbeeld zijn de terugslagklep 8 en de buffertank 28 overbodig, en kan de branderleiding 2 direct aan het tweede compartiment 7 worden verbonden via drukvereffeningsleiding 58. Deze verbinding garandeert dat bij een brandende brander 1 het 30 drukverschil over het membraan 5 wordt gereduceerd, zodanig dat het membraan 5 stopt met bewegen.

In figuur 5 is een derde uitvoeringvoorbeeld weergegeven. Dit uitvoeringsvoorbeeld verschilt van het eerste uitvoeringsvoorbeeld in de overbrenging van de 35 beweging van het membraan 5 op de verbindingsstang 18. In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt deze overbrenging tot stand 1014119 14 gebracht door twee stangen 32, 33 en een overbrengingsstang 34, waarbij de overbrengingsstang 34 aan het membraan 5 is verbonden en zich uit het membraanhuis 4 uitstrekt in een richting haaks op de verbindingsstang 18. De 5 overbrengingsstang 34 is aan het zich buiten het membraanhuis 4 bevindende uiteinde voorzien van een kop 35, welke een zich evenwijdig aan de verbindingsstang 18 uitstrekkende sleuf 36 omvat. De twee stangen 32 en 33 zijn met het ene uiteinde scharnierend aan elkaar bevestigd in 10 de sleuf 36. Het andere uiteinde van stang 33 is scharnierend verbonden aan een L-vormige plaat 37 waarbij het scharnierpunt in het verlengde ligt van verbindingsstang 18. Het andere uiteinde van stang 34 is scharnierend aan de verbindingsstang 18 verbonden. Bij deze 15 zogenaamde kniehefboomoverbrenging resulteert het eerste gedeelte van de beweging van het membraan van wand 56 naar wand 57 in een vergrote beweging van verbindingsstang 18. Daardoor kan beveiligingsklep 9 van zijn zitting worden gedrukt via drukstang 19. Daarna zorgt het tweede gedeelte 20 van de beweging van het membraan 5 van wand 56 naar wand 57 voor het samendrukken van het piëzo-elektrische element 20. Dat vergt kracht, wat door deze kniehefboomoverbrenging beter kan worden bewerkstelligd dan door de directe overbrengingsverbinding, zoals in het eerste 25 uitvoeringsvoorbeeld is toegepast.

Bij het in figuur 6 getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn fluïdum en brandstof van elkaar gescheiden. De brandstof kan bijvoorbeeld aardgas zijn en het fluïdum leidingwater. De brander 1 is zodanig opgesteld dat deze, 30 indien aangestoken, het in de fluïdumleiding 3 stromende fluïdum verwarmt via een warmtewisselaar 38. Het eerste en tweede compartiment, 6 respectievelijk 7, zijn aan de fluïdumleiding 3 verbonden door respectieve leidingen 39 en 40. Leidingen 39 en 40 zijn buiten het membraanhuis om aan 35 elkaar verbonden door een bypass-leiding 41, voorzien van een klep 42. Klep 42 wordt aangestuurd door een 1014119 15 temperatuursensor 43 die de temperatuur van het in de fluidumleiding 3 stromende fluïdum meet. De aansturing van de klep 42 is zodanig, dat bij een eerste ingestelde waarde van de temperatuur of een bepaalde temperatuurstijging van 5 het fluïdum de klep 42 opent, en bij een tweede ingestelde waarde van de temperatuur of een bepaalde temperatuurdalingvan het fluïdum de klep 42 sluit. In de fluidumleiding 3 is een venturie 44 aangebracht op het verbindingspunt met de leiding 40. Brandstofleiding 44 is 10 voorzien van een klep 45, welke is verbonden aan een membraan 46 via verbindingsstang 47. Het membraan 46 verdeelt een membraanhuis 48 in twee compartimenten 49 en 50, waarbij het eerste compartiment 49 aan de fluidumleiding 3 is verbonden via leiding 51, en het tweede 15 compartiment aan de fluidumleiding 3 is verbonden door leiding 52. Het verbindingspunt tussen fluidumleiding 3 en leiding 52 is voorzien van een venturie 53. Een veer 54 is verschaft tussen het membraan 46 en het membraanhuis 48, zodanig dat de veerkracht het membraan 46 in een richting 20 beweegt waarbij het membraan 46 de klep 45 sluit via verbindingsstang 47. In de fluidumleiding 3 is een fluïdumkraan 55 verschaft.

De werking van het vierde uitvoeringsvoorbeeld verloopt als volgt. De beginsituatie is weergegeven in 25 figuur 6, waarbij de fluïdumkraan 55 is gesloten zodat het fluïdum niet stroomt. De beveiligingsklep 9 en de klep 45 zijn gesloten, en het membraan 5 bevindt zich bij wand 56. De ontsteking van de brander 1 start automatisch wanneer de fluïdumkraan 55 wordt geopend. Op dat moment begint het 30 fluïdum in de fluidumleiding 3 te stromen ten gevolge van een fluïdumdruk van het fluïdum. Deze stroming veroorzaakt via de leidingen 51 en 52 een drukverschil in het membraanhuis 48 tussen'het eerste compartiment 49 en het tweede compartiment 50. De fluïdumdruk is zodanig, dat de 35 kracht op het membraan 46 ten gevolge van de fluïdumdruk groter is dan de veerkracht van veer 54. Daardoor beweegt 1ΠΤΠ10 16 het membraan 46 zodanig, dat deze de klep 45 opent en zo de brandstofleiding 44 opent. Indien de temperatuur van het fluïdum relatief laag is, zal de bypass-leiding 41 door klep 42 zijn afgesloten. Daardoor veroorzaakt de stroming 5 van het fluïdum via de leidingen 39 en 40 een drukverschil over het membraan 5, zodat de bij het eerste uitvoeringsvoorbeeld beschreven ontsteekcyclus van de ontstekingsmiddelen begint. Daarbij dient de fluïdumdruk zodanig te zijn, dat deze een kracht op het membraan 5 10 uitoefent die groter is dan de tegenwerkende veerkracht van veer 11.

Indien de ontsteking succesvol is verlopen, wordt het fluïdum in de warmtewisselaar 38 verwarmd door de brander I. Bij het bereiken van een eerste ingestelde 15 waarde van de temperatuur van het fluïdum zal de temperatuursensor 43 op een bepaald moment de klep 42 openen. Daardoor wordt het drukverschil over het membraan 5 gereduceerd, zodanig dat het membraan stopt met bewegen. Daarbij blijft brander 1 doorbranden, omdat de 20 brandstoftoevoer naar de brander 1 geopend blijft via de open gehouden klep 45 en beveiligingsklep 9. De brander 1 wordt uitgezet door de fluïdumkraan 55 dicht te draaien. Daardoor stopt de fluïdumstroming en wordt de brandstoftoevoer naar de brander 1 door het dichtvallen van 25 klep 45 afgesloten.

Elk van vier de besproken uitvoeringsvoorbeelden kan zijn voorzien van meer dan één brander 1 met bijbehorende ontstekingsmiddelen. Alle branders 1 kunnen worden ontstoken door de bijbehorende membranen 5 onder een zekere 30 fluïdumdruk te zetten. Na verloop van tijd zullen alle of de meeste branders 1 zijn ontstoken. Bij een defecte brander 1 zal de beschreven ontsteekcyclus nog nodeloos doorgaan. Dat kan worden gestopt door de fluïdumdruk zodanig te laten afnemen dat het membraan 5 van deze 35 defecte brander 1 stopt met bewegen, terwijl de andere branders blijven branden.

1014119 17

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding mogelijk zijn.

5 De brandstof kan iedere fluïde brandstof zijn, zowel in gas- als in vloeistofvorm. Het fluïdum kan iedere fluïde stof zijn, bijvoorbeeld een gas of gasmengsel, zoals aardgas, lucht, of een vloeistof, bijvoorbeeld een vloeibare brandstof, water, of een gas-vloeistofmengsel.

10 Voor de vakman is duidelijk dat de kleppen 8, 9, 10, 30, 42, 45 en 5 op verschillende manieren kunnen zijn voorzien. Verder is het duidelijk dat de veren 11, 12, 16, 22, 23, en 54 in verschillende vormen en soorten kunnen worden uitgevoerd. De klepstuurmiddelen 15 kunnen op het 15 membraanhuis 4 of het op membraan 5 zijn aangebracht. In het laatste geval zal in plaats van een membraanklep 10 een soortgelijke klep in het membraanhuis 4 dienen te zijn aangebracht.

Het reduceren van het drukverschil over het membraan 20 5 kan op verschillende manieren worden bewerkstelligd, bijvoorbeeld met behulp van de in de uitvoeringsvoorbeelden beschreven methode met een membraanklep 10 en klepstuurmiddelen 15, of met behulp van klepmiddelen en bypass-leidingen die zich buiten het membraanhuis 4 25 bevinden en het drukverschil over het membraan 5 regelen met betrekking tot de positie en/of beweging van het membraan 5, of met andere middelen en/of methoden. Daarbij is het membraan 5 niet voorzien van een membraanklep 10.

De uitvinding beperkt de vorm en/of het type 30 beweegbaar element 5, dat wordt gebruikt om een drukverschil van een fluïdum in een beweging om te zetten, niet tot een membraan 5 in een membraanhuis 4. In plaats van het membraan 5 zou een zuiger kunnen worden toegepast die verschuifbaar is opgesteld in een cilinderhuis dat 35 overigens dezelfde functie heeft als het membraanhuis 4. Daarbij kunnen op soortgelijke wijze als beschreven voor 1814119 18 het membraan 5 klepmiddelen zijn voorzien die een heen en weer gaande beweging van de zuiger in de cilinder bewerkstelligen. De beweging van de zuiger wordt op soortgelijke wijze als beschreven bij het membraan gebruikt 5 voor het bekrachtigen van een vonkgenererend element, zoals bijvoorbeeld een piëzo-elektrisch element. Vele andere beweegbare elementen zijn denkbaar, bijvoorbeeld ballonnen, een compartiment met tenminste één rekbare wand, of andere middelen die bewegen ten gevolge van een fluïdumdruk.

10 Het verschaffen van een ontstekingstemperatuur kan op velerlei wijze gerealiseerd worden, bijvoorbeeld met de beschreven methode met behulp van een piëzo-elektrisch element 20, of met een vuursteen met wrijvingswiel, een stroomgenerator of andere middelen die dit doel kunnen 15 dienen.

De beveiliging die de gastoevoerleiding 2 naar de brander 1 afsluit indien verbranding stopt, is in het kader van de uitvinding niet noodzakelijk. In het kader van een veilige operatie van de brander 1 is een dergelijke 20 voorziening wel aan te raden. Het kan een thermokoppelbeveiliging 62 zijn voorzien van een thermokoppel 26, zoals in de uitvoeringsvoorbeelden, of een beveiliging voorzien van een infraroodsensor, een bi-metaal, of een termperatuurgevoelige weerstand, of ieder 25 ander denkbaar middel dat meet of bij de brander 1 een vlam aanwezig is, en afhankelijk van het resultaat van die meting de brandstoftoevoer naar de brander 1 regelt.

Het piëzo-elektrisch element 20 kan in plaats van op één lijn met drukstang 19 ook parallel daaraan zijn 30 opgesteld, waarbij de membraan- of zuigerbeweging beide elementen tegelijkertijd, eventueel via een overbrenging bedient.

De fluïdumleidingen en brandstofleidingen kunnen in alle denkbare vormen en van alle mogelijke materialen zijn 35 vervaardigd.

1014119 19

Opgemerkt zei dat de term brander in verband met deze uitvinding ruim dient te worden geïnterpreteerd. Zo kan een ontstekingsruimte van een vogelverschrikkerkanon waarin periodiek een hoeveelheid brandbaar gas tot 5 ontploffing wordt gebracht ook als brander in de betekenis van de onderhavige uitvinding worden beschouwd. Het ontstekingsmechanisme wordt in dat geval toegepast om periodiek de genoemde explosie te bewerkstelligen.

» 1014119

Claims (17)

1. Inrichting voor het ontstekenvan brandstof, voorzien van ten minste één brander (1), waarbij de inrichtingis voorzien van ontstekingsmiddelen die een ontstekingselement (20) omvatten, met het kenmerk, dat de ontstekingsmiddelen 5 een beweegbaar element (5) omvatten dat is aangesloten op een fluïdumleiding (3) , zodanig dat een zich in de fluïdumleiding (3) bevindend fluïdum wanneer het stroomt een drukverschil over het beweegbare element (5) creëert als gevolg waarvan het beweegbare element (5) in beweging 10 wordt gebracht, waarbij het beweegbare element (5) is verbonden met het ontstekingselement (20), zodanig dat de beweging van het beweegbare element (5) via het ontstekingselement (20) een ontstekingstemperatuur genereert met behulp waarvan de brandstof tot ontbranding 15 wordt gebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ontstekingsmiddelen zijn voorzien van klepmiddelen (10) en veermiddelen (ll) die een tegengerichte veerkracht op het beweegbare element (5) uitoefenen met betrekking tot de 20 kracht ten gevolge van het drukverschil, waarbij in een geopende stand van de klepmiddelen (10) het drukverschil over het beweegbare element (5) kleiner is dan in een gesloten stand, waarbij in genoemde gesloten stand de veerkracht kleiner is dan de kracht ten gevolge van het 25 drukverschil, waarbij in de geopende stand van de klepmiddelen (10) de veerkracht groter is dan de kracht ten gevolge van het drukverschil, zodanig dat bij een periodiek wisselen van de stand van de klepmiddelen (10) tussen de eerste en de tweede stand de beweging van het beweegbare 30 element (5) zich repeteert.

3. Inrichting volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de ten minste ene brander (1) is voorzien van deactiveringsmiddelen (58, 28, 8, 41, 42, 43), die bij een 1 01 41 1 9 ontsteking of het branden van de brandstof het drukverschil van het fluïdum over het beweegbare element (5) reduceren, zodanig dat het beweegbare element (5) stopt met bewegen.

4. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat de ten minste ene brander (1) is voorzien van een beveiliging (62), die ten gevolge van een beëindiging van de verbranding een branderleiding (2) afsluit met behulp van afsluitmiddelen (9), zodanig dat geen brandstof de ten minste ene brander (1) instroomt, 10 waarbij de beveiliging (62) is gekoppeld aan de ontstekingsmiddelen, zodanig dat het afsluiten van de branderleiding (2) gepaard gaat met het ontstaan van een drukverschil over het beweegbare element (5) als gevolg waarvan het beweegbare element (5) in beweging wordt 15 gebracht.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het beweegbare element (5) aan de afsluitmiddelen (9) is gekoppeld, zodanig dat ten gevolge van de beweging van het beweegbare element (5) de afsluitmiddelen (9) zijn geopend 20 wanneer de beweging van het beweegbare element (5) via het ontstekingselement (20) de ontstekingstemperatuur genereert, zodat brandstof de ten minste ene brander (1) instroomt.

6. Inrichting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, 25 dat de ontstekingsmiddelen zijn voorzien van een aansteekbrander (29).

7. Inrichting volgens conclusies 4 en 6, met het kenmerk, dat de afsluitmiddelen (9) ten gevolge van een beëindiging van de verbranding in de brander (1) tevens een 30 branderleiding (60) van de aansteekbrander (29) afsluiten.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het beweegbare element (5) aan de afsluitmiddelen (9) is gekoppeld, zodanig dat ten gevolge van de beweging van het beweegbare element (5) de branderleiding (60) van de 35 aansteekbrander (29) is geopend wanneer de beweging van het beweegbare element (5) via het ontstekingselement (20) de 1014119 ontstekingstemperatuur genereert, zodat brandstof de aansteekbrander (29) instroomt, waarna ten gevolge van de beweging van het beweegbare element (5) de branderleiding (2) van de brander (1) is geopend zodat brandstof de 5 brander (1) instroomt, zodanig dat de ontstoken aansteekbrander (29) de brandstof in de brander (1) tot ontbranding brengt.

9. Inrichting volgens conclusies 2-8, met het kenmerk, dat het beweegbare element (5) een door 10 een membraanhuis (4) ingesloten membraan (5) is, waarbij het membraan (5) het membraanhuis (4) in twee compartimenten (6, 7) scheidt, waarbij de compartimenten (6, 7) zijn verbonden met de fluïdumleiding (3), zodanig dat een door de fluïdumleiding (3) stromend fluïdum ten 15 minste één van de compartimenten (6) vult en het drukverschil over het membraan (5) creëert als gevolg waarvan het membraan (5) in beweging wordt gebracht.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de klepmiddelen (10) zijn verschaft in het membraan (5) en 20 het membraanhuis (4), waarbij de klepmiddelen (10) in hoofdzaak zijn voorzien van een opening (14) in het membraan (5) die een fluïdumdoorgang tussen de twee compartimenten (6, 7) verschaft, een membraanklep (12, 13) op de opening (14) in het membraan (5), en 25 klepstuurmiddelen (15, 16, 17), zodanig dat de klepstuurmiddelen (15, 16, 17) ten gevolge van de beweging van het membraan (5) de membraanklep (12, 13) wisselend in de geopende en de gesloten stand zetten.

11. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat het fluïdum de brandstof is.

12. Inrichting volgens conclusies 9, 10 en 11, met het kenmerk, dat de deactiveringsmiddelen van de ten minste ene brander (1) in hoofdzaak een drukvereffeningsleiding (58) omvatten, waarbij de drukvereffeningsleiding (58) het 35 stroomafwaartse compartiment (7) van het membraanhuis (4) verbindt met de branderleiding (2) van de brander (1), 1014119 zodanig dat bij het branden van de brander (1) het drukverschil over het membraan (5) is gereduceerd zodat het membraan (5) stopt met bewegen.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, 5 dat de drukvereffeningsleiding (58) is voorzien van een buffertank (28) en een terugslagklep (8), zodanig dat wanneer de membraanklep (5) in de gesloten stand staat en aan de brander (1) brandstof wordt toegevoerd via de fluïdumleiding (3), het membraan (5) ondanks de in 10 branderleiding (2) heersende druk toch zijn slag volledig kan doorlopen doordat de brandstof in het stroomafwaartse compartiment (7) van het membraanhuis (4) naar de buffertank (28) kan stromen.

14. Inrichting volgens één der conclusies 1-10, met het 15 kenmerk, dat het fluïdum een vloeistof is.

15. Inrichting volgens conclusies 3, 5, 9-10, en 14, met het kenmerk, dat de ten minste ene brander (1) is ingericht om de vloeistof op te warmen met behulp van een warmtewisselaar (38), waarbij de vloeistof van de 20 warmtewisselaar (38) naar de deactiveringsmiddelen stroomt, waarbij de deactiveringsmiddelen in hoofdzaak temperatuurgestuurde klepmiddelen (42, 43) en leidingen (41) omvatten, waarbij de temperatuurgestuurde klepmiddelen (42, 43) door een bepaalde stijging van de temperatuur of 25 bij een bepaalde eerste ingestelde waarde van de temperatuur van de vloeistof zich in een eerste stand zetten, waarbij het drukverschil over het beweegbare element (5) is gereduceerd via de leidingen (41) van de deactiveringsmiddelen, zodanig dat het beweegbare element 30 (5) stopt met bewegen, waarbij de temperatuurgestuurde klepmiddelen (42, 43) door een bepaalde daling van de temperatuur of bij het bereiken van een tweede ingestelde waarde van de temperatuur van de vloeistof zich in een tweede stand zetten waarbij het drukverschil over het 35 beweegbare element (5) wordt vergroot, zodanig dat het beweegbare element (5) in beweging wordt gebracht. 1014119

16. Inrichting volgens conclusie 14 of 15, met het kenmerk, dat de vloeistof water is.

17. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandstof een brandbaar gas is. 5 1014119