NL193468C - Branderplaat. - Google Patents

Description

1 193468

Branderplaat

De uitvinding heeft betrekking op een branderplaat, voorzien van eerste, tweede en derde vlamgaten met verschillende diameters die zijn aangebracht in een warmtebestendige plaat en zijn gerangschikt volgens 5 een matrix met rijen en kolommen, waarbij de eerste vlamgaten een grotere diameter bezitten dan de tweede vlamgaten, en de tweede vlamgaten een grotere diameter bezitten dan de derde vlamgaten, waarbij de genoemde eerste vlamgaten zich bevinden in het midden tussen de naburige vier tweede vlamgaten.

Een branderplaat van het in de aanhef genoemde soort is bekend uit het Zwitserse octrooi 451.445. Uit dit octrooi is een branderplaat bekend waarin kanalen zijn aangebracht die zich uitstrekken vanaf de 10 onderzijde tot aan de bovenzijde van de branderplaat. Bovendien zijn aan de bovenzijde van de branderplaat uitsparingen aangebracht in de branderplaat. Volgens de uitvoeringsvorm van dit genoemde Zwitserse octrooi kunnen deze uitsparingen verschillen in grootte. Door deze maatregelen ontstaat een branderplaat waarbij een gasstroming het bovenoppervlak van de plaat kan bereiken via stroomopeningen die variëren in grootte. Met andere woorden: de branderplaat is voorzien van vlamgaten die variëren in diameter.

15 Bij de bekende branderplaat kan vlamresonantie optreden, waardoor het geluidsniveau van de verbranding toeneemt, en tegelijkertijd een onstabiele verbranding optreedt indien de calorische waarde over een groot spreidingsgebied wordt aangepast.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een branderplaat van het in de aanhef genoemde soort, waarbij de vlamgaten zodanig geplaatst zijn, dat abnormaal verbrandingsgeluid verminderd 20 kan worden, terwijl over een relatief groot gebied, van hoge calorische capaciteit tot lage calorische capaciteit, stabiele verbranding optreedt.

Dat doel wordt in de onderhavige uitvinding bereikt doordat de eerste vlamgaten zich bevinden in het midden tussen de naburige vier derde vlamgaten, waarbij de genoemde derde vlamgaten liggen tussen de naburige tweede vlamgaten, en dat de verhouding van de open afmeting van de genoemde eerste, tweede 25 en derde vlamgaten 4:2:1 bedraagt, en dat het aantal van de genoemde eerste, tweede en derde vlamgaten 1:3:4 bedraagt.

Reeds is voorgesteld de vlamgaten uit te voeren met verschillende diameters, zoals grotere en gemiddelde diameters.

De gemiddelde gaten bezitten de helft van het openingsgebied van de grotere gaten, en zijn om de 30 grotere gaten heen aangebracht teneinde het verbrandingsgeluid en de onstabiele verbrandingstoestand te verminderen.

Echter is gebleken dat het in verband met het verkrijgen van stabiele verbranding bij een lage calorische capaciteit onvoldoende is wanneer de vlamgaten op de beste wijze geplaatst zijn in verband met een hoge calorische capaciteit in een branderplaat welke twee soorten vlamgaten bezit, namelijk groter en gemiddeld. 35 Teneinde stabiele vlammen te verkrijgen op de branderplaat, blijkt een bepaalde verhouding tussen diameter van het vlamgat en de steek tussen naburige vlamgaten van belang bij een bepaalde calorische capaciteit. In het bijzonder is het noodzakelijk om de steekafmeting groter te kiezen bij hoge calorische capaciteit, en de steek kleiner te kiezen bij lage capaciteit teneinde een stabiele vlam te verkrijgen.

Verder is overwogen om grotere vlamgaten te verschaffen, waarvan de diameterafmeting groter is dan 40 van de gemiddelde vlamgaten teneinde stabiele vlammen te verkrijgen en een verbrandingsgebied dat reikt van een hoge calorische capaciteit naar een lage calorische capaciteit.

De steek tussen de grotere vlamgaten en de gemiddelde vlamgaten wordt echter te groot om de vlamvorm te bewaren bij lage calorische capaciteit.

De eerste vlamgaten zijn omgeven door de tweede vlamgaten teneinde de resonantie-energie te 45 verminderen door middel van interferentie. De tweede vlamgaten zijn omgeven door de derde vlamgaten teneinde de resonantie-energie op doeltreffende wijze te verminderen door middel van interferentie.

Daardoor kan het abnormale verbrandingsgeluid over een groot gebied van de calorische capaciteit worden verminderd.

De derde vlamgaten maken, indien de steek verkleind wordt, het mogelijk om stabiele vlammen te 50 verkrijgen bij verbranding bij een lage calorische capaciteit. In deze toestand treedt de verbranding hoofdzakelijk op door de eerste en tweede vlamgaten bij een verbranding van hoge calorische capaciteit teneinde optreden van onstabiele vlammen te vermijden.

Derhalve leidt de combinatie van deze eerste, tweede en derde vlamgaten tot een stabiele verbranding over een groot gebied van de calorische capaciteit, en tegelijkertijd wordt het optreden van onstabiele 55 vlammen vermeden waardoor abnormaal verbrandingsgeluid zou worden opgewekt.

Volgens de onderhavige uitvinding is het voordelig dat de genoemde warmtebestendige plaat voorzien is van een concentrische uitsparing welke gedeeltelijk de genoemde derde vlamgaten bevat. Daarbij is het 193468 2 voordelig dat de genoemde uitsparing een tapsvormig inwendig oppervlak bezit waarvan de diameter geleidelijk aan toeneemt in de richting waarin zich de vlammen vormen.

Door deze maatregelen wordt bereikt dat de vlammen uit de derde vlamgaten zich samenvoegen met de vlammen van de eerste vlamgaten om vlammen te vormen waarvan de diameter aan de voet van de 5 vlammen vergroot is. Een en ander zodanig dat de totale vlam gestabiliseerd wordt teneinde het geluidsniveau dat zou optreden bij de verbrandingsresonantie te verminderen.

Weliswaar is het bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0.106.761 om vlamgaten nabij de uittree-opening daarvan te voorzien van een uitsparing. Met behulp van deze uitsparingen kunnen uitstroom-gebieden van als kraag aangebrachte vlamgaten worden verenigd. De vlamgaten volgens deze Europese 10 octrooiaanvrage hebben echter alle een gelijke diameter. Van de maatregelen volgens de onderhavige uitvinding waarbij sprake is van eerste, tweede en derde vlamgaten die verschillen in diameter, is in deze Europese octrooiaanvrage geen sprake. Bovendien wordt nergens gesproken over een verhouding tussen het aantal gebruikte eerste, tweede en derde vlamgaten.

15 De onderhavige uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.

Figuur 1 toont een bovenaanzicht van een branderplaat volgens een eerste uitvoering.

Figuur 2 toont een vergroot bovenaanzicht van figuur 1, bijna geheel weggebroken.

Figuur 3 toont een zijaanzicht van een branderplaat.

Figuur 4 toont een onderaanzicht van een branderplaat.

20 Figuur 5 toont een dwarsdoorsnede in langsaanzicht van een waterverwarmingsinrichting waarin de branderplaat is aangebracht.

Figuur 6 toont een bovenaanzicht van een branderplaat volgens de tweede uitvoering.

Figuur 7 toont boven- en doorsnede-aanzichten van een hoofddeel van een derde uitvoering.

Figuur 8 toont een grafiek met de verhouding tussen geluidsniveau (dB) en frequentie (Hz).

25 Figuren 9 tot 11 tonen doorsneden van een hoofddeel van vierde tot zesde uitvoeringen.

Figuur 12 toont boven- en doorsnede-aanzichten van een hoofddeel van de zevende uitvoering.

Figuur 13 toont een bovenaanzicht van een hoofddeel volgens de achtste uitvoering.

Onder verwijzing naar de figuren 1 tot en met 4 wordt allereerst de eerste uitvoering beschreven.

30 Een branderplaat 1 is vervaardigd van keramisch warmte-bestendig plaatmateriaal 2 in een platte rechthoekige vorm. De plaat 2 is voorzien van een aantal doorboorde vlamgaten in rij- en kolomrichting in matrixvorm. De vorm van de plaat 2 echter is niet beperkt tot de rechthoekige vorm doch ook cirkelvormige en driehoekige vormen kunnen worden toegepast. Bovendien kan het oppervlak van plaat 2 bolvormig gekromd zijn of bol of hol zijn.

35 De vlamgaten zijn alle cirkelvormig, en verdeeld in eerste vlamgaten (grotere gaten) 3 van 1,9 mm diameter, tweede vlamgaten (gemiddelde gaten) 4 van 1,3 mm diameter en derde vlamgaten (kleine gaten) 5 van 1,0 mm diameter. Het aantal eerste vlamgaten 3 is 252, het aantal tweede vlamgaten 4932, en het aantal derde vlamgaten 51.050.

Zoals te zien is in figuur 2 is het eerste vlamgat 3a, dat een van de gaten 3 vormt, omgeven door de vier 40 derde vlamgaten 5a, 5b, 5c, 5d die elk zich bevinden op een cirkel met een diameter van 2,4 mm waarvan het middelpunt samenvalt met dat van het vlamgat 3a. Het vlamgat 3a is verder omgeven door vier tweede vlamgaten 4a, 4b, 4c, 4d die zich elk bevinden op de cirkel met 3,4 mm diameter en met het middelpunt samenvallend met dat van het vlamgat 3a. De vlamgaten 5a, 5b, 5c, 5d zijn afwisselend op gelijke afstanden geplaatst op een cirkel tussen de vlamgaten 4a, 4b, 4c, 4d.

45 De plaat 2 bezit een rij doodlopende gaten 1a aan het buitenste omtreksgedeelte, op een plaats waar zich een ontstekingsinrichting (niet afgebeeld) bevindt teneinde de thermische schok bij het ontsteken te verminderen.

Figuur 5 toont een voorbeeld waarbij de warmte-bestendige plaat 1 ondergebracht is in een waterverwarmingsinrichting met een brander 50 van het soort waarbij de verbrandingsgassen aangedreven 50 worden door een ventilator. Een menggas van lucht en brandstofgas dat aan de mengkamer 8 toegevoerd wordt door een ventilator 7, loopt door de vlamgaten van de branderplaat teneinde ontstoken te worden in een verbrandingskamer 9 die zich benedenstrooms van de plaat 1 bevindt teneinde verbrandingsvlammen te vormen. De door deze verbranding ontwikkelde warmte wordt overgebracht naar een fluïdum in een pijp 10 door middel van een warmtewisselaar 11 teneinde de temperatuur van het fluïdum te verhogen.

55 De brander 50 is geschikt voor een calorische waarde van 6000 kcal/h tot 30.000 kcal/h. In overeenstemming met de calorische waarde wordt de hoeveelheid lucht en brandstofgas aangepast. In het gebied van de lage calorische waarde (6000 kcal/h tot ongeveer 10.000 kcal/h), zijn de vlammen van de eerste en

Claims (3)

3 193468 tweede vlamgaten 3, 4 in stabiele toestand tengevolge van de aanwezigheid van de derde vlamgaten 5. In het gebied van de lage calorische waarde van meer dan 20.000 kcal/h, zijn de vlammen van de eerste en tweede vlamgaten 3, 4 overheersend zodanig dat de totale vlammen stabiel worden. In dit geval moet het openingsgebied van de eerste, tweede en derde vlamgaten bij voorkeur een 5 verhouding van 4:2:1 bezitten. Het aantal van de eerste, tweede en derde vlamgaten kan zich bij voorkeur verhouden als 1:3:4. Een afwijking van deze verhouding binnen 30% is echter aanvaardbaar. Figuur 6 toont een tweede uitvoering. In deze tweede uitvoering is het derde vlamgat 5 aangebracht op regelmatige afstand langs een cirkel met een diameter van 2,4 mm waarvan het middelpunt samenvalt met dat van gat 3. Het tweede vlamgat 4 10 is aangebracht op regelmatige afstand op een cirkel met een diameter van 3,4 mm waarvan het middelpunt samenvalt met dat van gat 3. Figuur 7 toont de derde uitvoering. In deze derde uitvoering is een kegelvormige uitsparing (D), waarvan de diameter geleidelijk aan toeneemt dichter naar het bovenste oppervlak toe, concentrisch voorzien ten opzichte van het eerste 15 vlamgat 3a. De afmeting van de uitsparing D is zodanig dat hij gedeeltelijk samenvalt met de vier derde vlamgaten 5a. De uitsparing (D) vertoont een tapse hoek (Θ), een diameter (d) en een diepte (t) ter grootte van respectievelijk 120 graden, 4,5 mm en 1,0 en 1,5 mm. Volgens deze constructie voegen de vlammen uit de derde vlamgaten 5a zich samen met de vlammen van de eerste vlamgaten 3a teneinde vlammen te vormen waarvan de diameter aan de voet van de 20 vlammen vergroot is, zodanig dat de totale vlam gestabiliseerd wordt teneinde het geluidsniveau dat zou optreden bij verbrandingsresonantie, te verminderen. Als voorbeeld toont figuur 8 een grafiek met de verhouding tussen de frequentie (Hz) en het geluidsniveau (dB). Zoals te zien is in figuur 8 is het geluidsniveau (dB) aanzienlijk verminderd in het gebied van 400 (Hz) tot 600 (Hz), welk frequentiegebied voortvloeit uit verbrandingsresonantie (vergeleken met dat van 25 de onderbroken lijnen). Duidelijk is dat de afmeting van de uitsparing (D) zo kan zijn dat hij het derde vlamgat 5d geheel bevat. Figuren 9 tot en met 11 tonen respectievelijk een vierde tot en met zesde uitvoering. In de vierde uitvoering van figuur 9 bezit de uitsparing (D) een rechthoekige vorm in langsdoorsnede. In de vijfde uitvoering van figuur 10 bezit de uitsparing (D) een ovaalvorm in langsdoorsnede. In de zesde uitvoering 30 van figuur 11 bezit de uitsparing (D) een bolvorm in langsdoorsnede. Duidelijk is dat de vorm van de uitsparing (D) niet beperkt is tot de hierboven genoemde, waarbij een aantal groeven voorzien kan zijn in het oppervlak van de uitsparing (D) in radiale richting. Figuren 12 en 13 tonen zevende en achtste uitvoeringen. In de zevende uitvoering van figuur 12, is de eerste reeks vlamgaten, aangebracht in een kolom, verschaft door een afwisselende plaatsing van de eerste 35 en derde vlamgaten 3, 5. De tweede reeks vlammen in een kolom is voorzien door de afwisselende plaatsing van de tweede en derde vlamgaten 4, 5. Een groef (M) is voorzien in de plaat 1 in langsrichting en bevat de eerste reeks vlamgaten en een deel van de tweede reeks vlamgaten. De groef (M) die rechthoekig is, dient als uitsparing, en is op plaat 1 afwisselend aangebracht met de eerste reeksen vlamgaten. De groeven (M) zijn met de roosterlijnen van figuur 12 aangeduid. 40 In de achtste uitvoering van figuur 13 is de afwisselende plaatsing van eerste en tweede vlamgaten 3, 4 aangeduid met de eerste reeksen van vlamgaten. De longitudinale plaatsing van de derde vlamgaten 5 is aangeduid met de eerste reeks vlamgaten. De groeven (M) zijn aangebracht in een diagonale richting op dezelfde wijze als vermeld bij de zevende uitvoering. Er wordt op gewezen dat de dwarsdoorsnede van de groef (M) niet beperkt is tot de rechthoekige vorm 45 doch gedeeltelijk bolvormig en ovaalvormig kan zijn.

1. Branderplaat, voorzien van eerste, tweede en derde vlamgaten met verschillende diameters die zijn aangebracht in een warmtebestendige plaat en zijn gerangschikt volgens een matrix met rijen en kolommen, waarbij de eerste vlamgaten een grotere diameter bezitten dan de tweede vlamgaten, en de tweede vlamgaten een grotere diameter bezitten dan de derde vlamgaten, waarbij de genoemde eerste vlamgaten zich bevinden in het midden tussen de naburige vier tweede vlamgaten, met het kenmerk, dat de eerste 55 vlamgaten zich bevinden in het midden tussen de naburige vier derde vlamgaten, waarbij de genoemde derde vlamgaten liggen tussen de naburige tweede vlamgaten, en dat de verhouding van de open afmeting van de genoemde eerste (3), tweede (4) en derde (5) vlamgaten 4:2:1 bedraagt, en dat het aantal van de 193468 4 genoemde eerste (3), tweede (4) en derde (5) vlamgaten 1:3:4 bedraagt.

2. Branderplaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde warmte-bestendige plaat voorzien is van een concentrische uitsparing welke gedeeltelijk de genoemde derde vlamgaten bevat.

3. Branderplaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de genoemde uitsparing een tapsvormig 5 inwendig oppervlak bezit waarvan de diameter geleidelijk aan toeneemt in de richting waarin zich de vlammen vormen. Hierbij 9 bladen tekening