NL2004137C2

NL2004137C2 - Ventilatorhuis voor een ventilator voor het aanvoeren van een brandstof/oxidatormengsel aan een brander, inzetstuk en aanvoerinrichting daarvoor.

Info

Publication number: NL2004137C2
Application number: NL2004137A
Authority: NL
Inventors: Peter Jan Cool
Original assignee: Intergas Heating Assets B V
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-06-20
Also published as: JP5735980B2; KR20120120228A; CA2784721A1; RU2012129884A; EP2513557A1; US20130092104A1; WO2011074957A1; JP2013514517A

Description

Ventilatorhuis voor een ventilator voor het aanvoeren van een brandstof/oxidatormengsel aan een brander, inzetstuk en aanvoerinrichting daarvoor 5 Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een ventilatorhuis voor een ventilator voor het aanvoeren van een brandstof/oxidatormengsel aan een brander.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inzetstuk voor een dergelijk ventilatorhuis.

10 De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op een aanvoerinrichting voor een dergelijk ventilatorhuis.

Ook heeft onderhavige uitvinding betrekking op een warmtetoestel omvattende een dergelijk ventilatorhuis.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking 15 op een warmwatertoestel omvattende een dergelijk ventilatorhuis.

Tevens heeft onderhavige uitvinding betrekking op een combiketel omvattende een dergelijk ventilatorhuis.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze 20 voor het aan een ventilator aanvoeren van een flüidumvormige brandstof met een oxiderend fluïdum.

In branders zoals deze in de stand der techniek worden toegepast is sprake van geluidsontwikkeling, welke geluidsontwikkeling voor een aanzienlijk deel bepaald wordt 25 door het zogenaamde thermo-akoestische gedrag. Het thermo-akoestische gedrag wordt onder meer beïnvloed door de brander zelf, maar ook door elementen stroomopwaarts en in mindere mate stroomafwaarts van de brander. Een van de elementen die invloed heeft op het thermo-akoestische gedrag 30 is een ventilator die het brandstof/luchtmengsel door de brander forceert.

2

Het doel van de onderhavige uitvinding is een warmtetoestel te verschaffen met een verbeterd thermo-akoestisch gedrag ten opzichte van de stand der techniek.

Daartoe verschaft onderhavige uitvinding een 5 ventilatorhuis voor een ventilator voor het aanvoeren van een brandstof/oxidatormengsel aan een brander omvattende: een aanvoeropening; een fluïdumaanvoerruimte die uitmondt aan de aanvoeropening; een eerste aanvoermiddel voor het aanvoeren van een fluïdumvormige brandstof; een tweede 10 aanvoermiddel voor het aanvoeren van een oxiderend fluïdum; waarbij de fluïdumaanvoerruimte mengmiddelen omvat voor het mengen van de fluïdumvormige brandstof met het oxiderende fluïdum; en waarbij de aanvoeropening onder een hoek staat ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de 15 fluïdumaanvoerruimte.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de brandstof aardgas en omvat het oxiderend fluïdum lucht. In een alternatieve uitvoeringsvormen omvat de brandstof methaan, propaan, en/of butaan.

20 Uit metingen van aanvraagster is gebleken dat wanneer het brandstof/oxidatormengsel een aanzienlijke ombuiging van de stromingsrichting ondergaat alvorens het mengsel door de schoepenruimte van de ventilator komt, het thermo-akoestische gedrag van de brander positief beïnvloed 25 wordt, in die zin, dat de geluidsproductie minder wordt.

Door het verschaffen van dit ventilatorhuis, wordt, door toepassing van het ventilatorhuis in een warmtetoestel, een warmtetoestel verschaft met een verbeterd thermo-akoestisch gedrag ten opzichte van warmtetoestellen uit de 30 stand der techniek.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt een ventilatorhuis verschaft, waarbij de mengmiddelen een venturi omvatten. Door de venturi ontstaat nabij de venturi 3 en stroomafwaarts van de venturi een onderdruk, waardoor het oxiderende fluïdum uit het tweede aanvoermiddel aangezogen wordt en zich met de brandstof vermengt. Bijkomstig voordeel is dat de venturi en het ventilatorhuis nu geïntegreerd 5 zijn, waardoor een compacter samenstel verkregen wordt. In warmtetoestellen volgens de stand der techniek zijn het ventilatorhuis en de venturi daarentegen als losse componenten uitgevoerd.

In een verdere voorkeursuitvoerinsvorm verschaft de 10 onderhavige uitvinding een ventilatorhuis, waarbij de aanvoeropening dwars is opgesteld ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte. Uit metingen door aanvraagster is gebleken dat het dwars plaatsen van de aanvoeropening een bijzonder gunstig effect 15 heeft op het thermo-akoestische gedrag van de brander.

In weer een verdere voordelige uitvoeringsvorm wordt een ventilatorhuis verschaft, waarbij het tweede aanvoermiddel in het eerste aanvoermiddel is aangebracht en in de stroomrichting van het eerste aanvoermiddel gelegen 20 is, en welk tweede aanvoermiddel in het eerste aanvoermiddel uitmondt, en waarbij het eerste aanvoermiddel nabij de monding van het tweede aanvoermiddel een vernauwing omvat.

De vernauwing nabij de monding van het tweede aanvoermiddel vormt de venturi. Doordat de venturi aan het tweede 25 aanvoermiddel dat op zijn beurt in het eerste aanvoermiddel aangebracht is en dit samenstel integraal met ventilatorhuis gevormd is, wordt een bijzonder compacte constructie verkregen. Hierdoor wordt niet alleen een warmtetoestel verkregen dat een gunstiger thermo-akoestisch gedrag 30 vertoont dan de stand der techniek, maar daarenboven compacter is.

In een zeer voordelige uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een ventilatorhuis, waarbij zich aan of nabij de 4 monding van het tweede aanvoermiddel over een deel van de omtrekswand van het tweede aanvoermiddel in stroomafwaartse richting tot op enige afstand van de monding een obstructie uitstrekt, teneinde nabij de monding van het tweede 5 aanvoermiddel een fluïdumstroom dwars op de hoofdzakelijke stroomrichting in het eerste aanvoermiddel te verhinderen.

Uit metingen door aanvraagster is wederom gebleken, dat het aanbrengen van deze obstructie een positief effect heeft op het thermo-akoestische gedrag van een warmtetoestel 10 dat een dergelijk ventilatorhuis omvat. Met name wanneer zich stroomafwaarts ten opzichte van de ventilator, bijvoorbeeld in de afvoer van rookgassen, een stagnatie voordoet, levert de obstructie een positieve bijdrage aan het thermo-akoestische gedrag. Bij het optreden van een 15 dergelijke stagnatie, ontstaat namelijk een circulerende onderdruk ter hoogte van de aanvoeropening van het ventilatorhuis. De obstructie hindert de circulerende fluïdumstroom en veroorzaakt een lokale drukverhoging ter hoogte van de monding van het tweede aanvoermiddel, waardoor 20 de gastoevoer stopt. Het gevolg is een gunstiger thermo- akoestisch gedrag dan het geval is in de stand der techniek.

Het positieve effect van de obstructie op het thermo-akoestisch gedrag is onafhankelijk van het feit dat de aanvoeropening van het ventilatorhuis onder een hoek 25 staat ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte. Zowel de obstructie als de hoek hebben elk een gunstig effect op het thermo-akoestische gedrag en kunnen onafhankelijk van elkaar geïmplementeerd worden.

30 In een voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een ventilatorhuis, waarbij de zich uitstrekkende obstructie een verlenging is van de wand van het tweede 5 aanvoermiddel. Op deze wijze kan de obstructie op eenvoudige wijze gevormd worden.

In een voordelige uitvoeringsvorm verschaft onderhavige uitvinding een ventilatorhuis, waarbij het 5 tweede aanvoermiddel en de mengmiddelen uit een inzetstuk gevormd zijn dat in de fluïdumaanvoerruimte plaatsbaar is. Door het tweede aanvoermiddel en de mengmiddelen als een inzetstuk uit te voeren, wordt ten opzichte van de stand der techniek een compact samenstel verkregen, en wordt 10 anderzijds de mogelijkheid verkregen om op eenvoudige wijze het ventilatorhuis aan te passen op de voorziene capaciteit voor het warmtetoestel door slechts het inzetstuk te variëren en de rest van het ventilatorhuis in een enkele uitvoering te fabriceren voor verschillende typen 15 warmtetoestellen van verschillende capaciteiten.

Onderhavige uitvinding verschaft tevens een dergelijk inzetstuk.

In een alternatieve uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een aanvoerinrichting voor het aanvoeren van 20 fluïdum aan een ventilatorhuis, omvattende een afsluitstuk om een aanvoerzijde van een ventilatorhuis af te sluiten; een fluïdumaanvoerruimte voor het aanvoeren van een fluïdum, waarbij de fluïdumaanvoerruimte door middel van een aanvoeropening uitmondt aan de ventilatorzijde van het 25 afsluitstuk; een eerste aanvoermiddel voor het aanvoeren van een fluïdumvormige brandstof; een tweede aanvoermiddel voor het aanvoeren van een oxiderend fluïdum; waarbij de fluïdumaanvoerruimte mengmiddelen omvat voor het mengen van de fluïdumvormige brandstof met het oxiderende fluïdum; en 30 waarbij de aanvoeropening onder een hoek staat ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte.

6

Als alternatief voor een ventilatiehuis waarin het mengsel van de fluïdumvormige brandstof en het oxiderende fluïdum onder een hoek in het ventilatorhuis gebracht worden, verschaft de onderhavige uitvinding een 5 uitvoeringsvorm waarin alleen een aanvoerinrichting verschaft wordt, die op de aanvoerzijde van een ventilatiehuis aan te brengen is. In een specifieke uitvoeringsvorm is de aanvoerinrichting uitgevoerd als een deksel van het ventilatiehuis.

10 In een uitvoeringsvorm verschaft onderhavige uitvinding verder een warmtetoestel omvattende een dergelijk ventilatorhuis of een ventilatorhuis omvattende een dergelijke aanvoerinrichting.

Voorts verschaft de uitvinding in een verdere 15 uitvoeringsvorm een warmwatertoestel omvattende een dergelijk ventilatorhuis of een ventilatorhuis omvattende een dergelijke aanvoerinrichting.

Tevens verschaft de onderhavige uitvinding in een verdere uitvoeringsvorm een combiketel voor het verwarmen 20 van tapwater en CV-water, de combiketel omvattende een dergelijk ventilatorhuis of een ventilatorhuis omvattende een dergelijke aanvoerinrichting.

Volgens een ander aspect volgens de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het aan een ventilator 25 aanvoeren van een flüidumvormige brandstof met een oxiderend fluïdum, omvattende de stappen van: het door een venturi geleiden van de fluïdumvormige brandstof; het verschaffen van het oxiderende fluïdum in of nabij de venturi, waardoor het oxiderende fluïdum door het Venturi-effeet aangezogen 30 wordt en met de fluïdumvormige brandstof mengt; het onder een hoek aan een ventilator aanvoeren van het mengsel van de brandstof en het oxiderende fluïdum, welke ventilator het mengsel in een branderruimte blaast.

7

Verdere uitvoeringsvormen en voordelen van de onderhavige uitvinding worden navolgend besproken aan de hand van de figuren, waarin:

Figuur IA een gedeeltelijk weggesneden weergave 5 toont van een ventilatorhuis met daarop aangebracht een aanvoerinrichting volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 1B een geëxplodeerde weergave toont van het ventilatorhuis van figuur 1B;

Figuur 1C de achterzijde ten opzichte van de 10 figuren IA en 1B toont van het ventilatorhuis van de figuren IA en 1B;

Figuur 2 een frontaal aanzicht toont van een aanvoerinrichting volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 3 een axonometrisch aanzicht toont van de 15 aanvoerinrichting van figuur 2; en

Figuur 4 een tweede axonometrisch aanzicht toont van de aanvoerinrichting van figuur 2.

Een ventilatorhuis 10 (figuur 1) is voorzien van een aanvoerinrichting 20 volgens de onderhavige uitvinding. 20 De aanvoerinrichting 20 is uitgevoerd als een deksel dat op de aanvoerzijde van het ventilatorhuis 10 aangebracht is.

Het ventilatorhuis 10 omvat een hoofdlichaam 30 en een afvoerleiding 42 voor het naar de brander leiden van een gas/luchtmengsel.

25 Het aardgas wordt aangevoerd via een aanvoerleiding 28 waarin het inzetstuk 50 geplaatst is dat een venturi 54 omvat. De venturi 54 veroorzaakt een onderdruk benedenstrooms van de venturi in de aardgasaanvoerleiding 28. Door deze onderdruk wordt lucht aangezogen uit de 30 luchtaanvoerleiding 52, waardoor een vermenging van het aardgas en de lucht optreedt in de fluïdumaanvoerruimte 26, waarvan een gedeelte van de buitenwand 24 in figuur IA opengewerkt is. In het deksel 20 is een aanvoeropening 22 8 uitgespaard, waardoor het aardgas/luchtmengsel het ventilatorhuis 10 instroomt. Door het roteren van de ventilator ontstaat een onderdruk ter hoogte van de aanvoeropening 22 welke onderdruk de aardgas/luchtstroom 5 vanuit de fluïdumaanvoerruimte het ventilatorhuis 10 in veroorzaakt. Op het moment dat het aardgas/luchtmengsel via de aanvoeropening 22 het ventilatorhuis 10 binnenstroomt, wordt de gasstroom aanzienlijk afgebogen door de opstelling van de aanvoeropening 22 dwars op de hoofdzakelijke 10 stroomrichting in de fluïdumaanvoerruimte 26. Aan de afvoerleiding 42 ontstaat een overdruk waardoor het aardgas/luchtmengsel via de afvoerleiding 42 de brander instroomt.

Figuur 2 toont een vergelijkbare 15 ventilatorhuisdeksel als in figuur 1. De wand 24 van de fluïdumaanvoerruimte is in deze figuur ter verduidelijking van de ondergelegen componenten weggelaten. Het inzetstuk 50 is aan een deel van de omtrek van de monding van de luchtaanvoerleiding 52 voorzien van een verlenging 56 van de 20 wand van de luchtaanvoerleiding 52. Doordat de luchtaanvoerleiding 52 niet geheel doorloopt ter hoogte van de verlenging 56 is vermenging van aardgas en lucht op deze hoogte mogelijk. Echter, een dwarsstroming van het aardgas/luchtmengsel wordt hier voorkomen door de verlenging 25 56. Dit blijkt een gunstig effect te hebben op het thermo- akoestische gedrag van de brander.

Figuur 3 toont nogmaals het ventilatorhuisdeksel 20 van figuur 2, maar nu vanuit een andere hoek, waarbij een gedeelte van het deksel 20 en van de fluïdumaanvoerruimte 26 30 weggesneden is.

Figuur 4 toont wederom het ventilatorhuisdeksel 20 van figuur 2, maar nu vanuit weer een andere hoek, waarbij 9 hetzelfde gedeelte van het deksel 20 en van de fluïdumaanvoerruimte 26 weggesneden is als in figuur 3.

De getoonde en beschreven uitvoeringsvormen zijn slechts opgenomen ter illustratie van het principe van de 5 uitvinding en om enkele voordelige uitvoeringsvormen te tonen dan wel te beschrijven. De uitvinding is niet beperkt tot de getoonde en beschreven uitvoeringsvormen. Het is de vakman duidelijk dat binnen de uitvinding velerlei aanpassingen mogelijk zijn op de getoonde uitvoeringsvormen. 10 Zo is het zonder meer mogelijk de verschillende getoonde dan wel beschreven uitvoeringsvormen te combineren en zo opnieuw uitvoeringsvormen volgens de uitvinding te verkrijgen. De gevraagde bescherming wordt derhalve niet bepaald door de getoonde en beschreven uitvoeringsvormen, maar door de 15 navolgende conclusies.

Claims

1. Ventilatorhuis 10 voor een ventilator voor het aanvoeren van een brandstof/oxidatormengsel aan een brander 5 omvattende: een aanvoeropening 22; een fluïdumaanvoerruimte 26 die uitmondt aan de aanvoeropening 22; een eerste aanvoermiddel 28 voor het aanvoeren van 10 een fluïdumvormige brandstof; een tweede aanvoermiddel 52 voor het aanvoeren van een oxiderend fluïdum; waarbij de fluïdumaanvoerruimte mengmiddelen 54 omvat voor het mengen van de fluïdumvormige brandstof met 15 het oxiderende fluïdum; en waarbij de aanvoeropening 22 onder een hoek staat ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte 26.

2. Ventilatorhuis 10 volgens conclusie 2, waarbij de mengmiddelen een venturi 54 omvatten.

3. Ventilatorhuis 10 volgens conclusie 1 of 2, waarbij de aanvoeropening 22 dwars is opgesteld ten opzichte 25 van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte 26.

4. Ventilatorhuis 10 volgens conclusie 2 of 3, waarbij het tweede aanvoermiddel 52 in het eerste 30 aanvoermiddel 28 is aangebracht en in de stroomrichting van het eerste aanvoermiddel 28 gelegen is, en welk tweede aanvoermiddel 52 in het eerste aanvoermiddel 28 uitmondt, en waarbij het eerste aanvoermiddel 28 nabij de monding van het tweede aanvoermiddel 52 een vernauwing omvat.

5. Ventilatorhuis 10 volgens conclusie 4, waarbij 5 zich aan of nabij de monding van het tweede aanvoermiddel 52 over een deel van de omtrekswand van het tweede aanvoermiddel 52 in stroomafwaartse richting tot op enige afstand van de monding een obstructie 56 uitstrekt, teneinde nabij de monding van het tweede aanvoermiddel 52 een 10 fluïdumstroom dwars op de hoofdzakelijke stroomrichting in het eerste aanvoermiddel 28 te verhinderen.

6. Ventilatorhuis 10 volgens conclusie 5, waarbij de zich uitstrekkende obstructie 56 een verlenging is van de 15 wand van het tweede aanvoermiddel 52.

7. Ventilatorhuis 10 volgens een van de conclusies 1-6, waarbij het tweede aanvoermiddel 52 en de mengmiddelen 54 uit een inzetstuk 50 gevormd zijn dat in de 20 fluïdumaanvoerruimte 26 plaatsbaar is.

8. Inzetstuk 50 als gedefinieerd in conclusie 7.

9. Aanvoerinrichting 20 voor het aanvoeren van 25 fluïdum aan een ventilatorhuis 30, omvattende een afsluitstuk 20 om een aanvoerzijde van een ventilatorhuis 30 af te sluiten; een fluïdumaanvoerruimte 26 voor het aanvoeren van een fluïdum, waarbij de fluïdumaanvoerruimte 26 door middel 30 van een aanvoeropening 22 uitmondt aan de ventilatorzijde van het afsluitstuk 22; een eerste aanvoermiddel 28 voor het aanvoeren van een fluïdumvormige brandstof; een tweede aanvoermiddel 52 voor het aanvoeren van een oxiderend fluïdum; waarbij de fluïdumaanvoerruimte 26 mengmiddelen 54 omvat voor het mengen van de fluïdumvormige brandstof met 5 het oxiderende fluïdum; en waarbij de aanvoeropening 22 onder een hoek staat ten opzichte van de aanvoerrichting van het fluïdum in de fluïdumaanvoerruimte 26.

10. Aanvoerinrichting 20 volgens conclusie 9 voor toepassing in een ventilatiehuis 10 volgens een van de conclusies 1-7.

11. Warmtetoestel omvattende een ventilatorhuis 10 15 volgens conclusie 1-7 of een ventilatorhuis 10 omvattende een aanvoerinrichting 20 volgens conclusie 9 of 10.

12. Warmwatertoestel omvattende een ventilatorhuis 10 volgens conclusie 1-7 of een ventilatorhuis 10 omvattende 20 een aanvoerinrichting 20 volgens conclusie 9 of 10.

13. Combiketel voor het verwarmen van tapwater en CV-water, de combiketel omvattende een ventilatorhuis 10 volgens conclusie 1-7 of een ventilatorhuis 10 omvattende 25 een aanvoerinrichting 20 volgens conclusie 9 of 10.

14. Werkwijze voor het aan een ventilator aanvoeren van een fluïdumvormige brandstof met een oxiderend fluïdum omvattende de stappen van: 30 het door een venturi 54 geleiden van de fluïdumvormige brandstof; het verschaffen van het oxiderende fluïdum in of nabij de venturi 54, waardoor het oxiderende fluïdum door het Venturi-effect aangezogen wordt en met de fluïdumvormige brandstof mengt; het onder een hoek aan een ventilator aanvoeren van het mengsel van de brandstof en het oxiderende fluïdum, 5 welke ventilator het mengsel in een branderruimte blaast.