NL8101892A - Trekbegrenzingsinrichting. - Google Patents

Description

*· » -?< - 1 -

Trekb egrenz ings inr icht ing

De uitvinding heeft betrekking op een trekbegrenzingsinrichting voor de afvoergasgang van een haard, omvattende een in een nevenluchtinlaat van de afvoergasgang aangebrachte, om een zwenkas zwenk-bare klep, welke onder inwerking van het daarop uitgeoefende druk-5 verschil tegen een terugstelmoment uit een sluitstand in de richting naar een openingsstand toe verstelbaar is.

Dergelijke trekbegrenzingsinrichtingen zijn bekend. Deze dienen er toe, om de trek in de afvoergasgang op een voor het verbrandingsproces optimale waarde in te stellen, waarbij te bedenken is, dat 10 een te grote trek in de afvoergasgang tot een te grote verbrandings-luchtovermaat leiden zou. Door de verse luchttoevoer via de nevenluchtinlaat kan de trek in de afvoergasgang verminderd worden en zodoende de voor het verbrandingsproces optimale mate van verbrandingslucht toegevoerd worden.

15 Daar de trek in de afvoergasgang van bedrijfsvariabelen, bijv.

de omgevingstemperatuur of de schoorsteentemperatuur afhangt, kan de verse luchttoevoer door de nevenluchtinlaat niet eens voor al vast ingesteld worden; er is veeleer behoefte aan een regeling, om de trek overigens constant te houden.

20 Het is bekend dat er reeds proeven uitgevoerd zijn, welke er op gericht zijn, de trek in de afvoergasgang onafhankelijk van de genoemde variabele parameters ongeveer constant te houden. Echter is gebleken dat de tot dusver voor dit doeleinde voorgestelde trekbegrenz ings inrichtingen ontoereikend waren, daar de ingestelde nomi-25 nale waarde voor de trek of anders uitgedrukt voor de in de haard optredende onderdruk, ook niet bij benadering constant bleek, in het bijzonder bij hogere schoorsteentrek.

De uitvinding beoogt een trekbegrenzingsinrichting van het in het voorgaande aangegeven type aldus uit te voeren, dat over een groter 30 bereik van de in het voorgaande genoemde variabele bedrijfspara- meters een althans bij benadering constante trek en zodoende onderdruk in het bereik van de haard bewaard kan worden.

Dit oogmerk is volgens de uitvinding gerealiseerd doordat het terugstelmoment althans over een deel van de openingsweg van de klep 8101892 ' - 2 - T' r ongeveer constant is of geringer wordt.

Ontdekt werd, dat de onbevredigende gedragswijze van bekende trekbegrenzingsinrichtingen daarop berust, dat daarbij het terugstel-moment hij toenemende benadering van de openingsstand steeds groter 5 wordt. In de openingsstand of de stand van grootste opening is echter de op de klep in de zin van de uitslag in de richting van de kracht, die de opening bewerkstelligt, en wel zowel de door het statische drukverschil opgeroepen component daarvan als ook de door het stromings-gedrag opgeroepen component het kleinst. Dit heeft er bij de bekende 10 trekbegrenzingsinrichtingen toe geleid, dat deze over het algemeen slechts gedeeltelijk openen konden, daarbij toenemende opening de terugstelkracht steeds groter, maar de openingskracht steeds kleiner zou worden, met het gevolg, dat de in de haard werkzame trek van de afvoergasgang niet constant bleef, maar met toenemende schoorsteen-15 trek op een ongewenste wijze toenam.

Bij de nieuwe hier voorgestelde uitvoering van de trekbegrenzings-inrichting neemt het terugstelmoment bij toenemende opening niet toe, maar blijft het constant of wordt het kleiner, zodat de klep met de beschikbare statische en dynamische openingskracht verder geopend 20 kan worden zoals dit tot dusver mogelijk was.

Gebleken is dat een bijzonder geschikt gedrag in de zin van de benadering van een constantheid van de in de haard optredende trek dan bereikt kan worden, wanneer het terugstelmoment over een eerste aan de sluitstand grenzende deelweg van zijn openingsweg ongeveer 25 constant is en in een tweede aan de openingsstand grenzend deel van de openingsweg kleiner wordt. De nieuwe maatregel levert niet alleen voordeel op wegens de constantheid van de in de haard optredende trek, maar levert bovendien daarom voordeel op, omdat in de sluitstand van de klep het terugstelmoment. het grootst is. Dit grote terugstelmoment 30 in de sluitstand van de klep maakt het mogelijk de klep tot een bepaalde nominale waarde van de in de haard optredende trek op bedrijfs-zekere wijze gesloten te houden. Bij geringere, onder deze nominale waarde liggende trek kan de klep derhalve niet beginnen te oscilleren, zoals bij de tot dusver bekende trekbegrenzingsinrichtingen het geval 35 was. Terwijl bij de bekende trekbegrenzingsinrichtingen de klep steeds

81 0 1 8 M

1 v* - 3 - oscilleren moest, zo lang de waarde van de schoorsteentrek onder de voor de klep ingestelde waarde voor de trek in de haard lag, is het bij de nieuwe uitvoering mogelijk, een oscilleren in dit bereik in vergaande mate te vermijden, zodat dan hoogstens nog op trillingen gerekend 5 moet worden, wanneer de waarde van de schoorsteentrek- net ongeveer met de instelwaarde voor de klep overeenstemt.

Bij een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn het in de sluitstand werkende terugstelmoment en het in de openingsstand werkende terugstelmoment in vergaande mate onafhankelijk 10 van elkaar in te stellen. Deze maatregel heeft het voordeel, dat men enerzijds in de sluitstand van de klep een bepaalde openingsdrempel-waarde instellen kan, waarbij de klep begint te openen, en er anderzijds toch voor zorgen kan, dat in de openingsstand nog een sluitmoment optreedt, dat al naar gelang van de gewenste regelfunctie op een zo klein 15 mogelijke waarde ingesteld kan worden. Zodoende bestaat een mogelijkheid van tolerantiecompensatie, die vooral dan nodig is, wanneer het terugstelmoment door de zwaartekracht opgewekt wordt en zodoende van de inbouwstand en de fabricagematen. afhankelijk is.

De nieuwe trekbegrenzingsinrichting kan in beginstel ook met 20 terugstelveren uitgevoerd worden. Terugstelveren met ongeveer horizontale karakteristiek zijn bijv. in de vorm van gasveren beschikbaar. Veerstelsels met dalende karakteristiek kan men door werktuiglijke middelen realiseren, bijv. door keuze van het systeempunt van het veerstelsel.

25 Bij uitvoering van de klep als een om een in hoofdzaak horizontale zwenkas verstelbare slingerklep kan men een terugstelling door de zwaartekracht aanwenden. In dit geval is de uitvindingsgedachte gemakkelijk aldus te realiseren, dat het zwaartepunt van de klep met inbegrip van de daarmee voor gelijktijdige beweging gekoppelde delen 50 in de sluitstand ongeveer ter hoogte van de zwenkas ligt. Wanneer dan de klep uitgaande van zijn sluitstand zijn openingsstand nadert, volgt het zwaartepunt een cirkelbaan en verkleint de horizontale afstand van het zwaartepunt van de zwenkas volgens een cosinusfunctie met het gevolg, dat het terugstelmoment bij toenemende opening van de klep in toenemende 8101892 ♦ f - 4 - mate kleiner wordt.

Bij deze uitvoeringsvorm kan men de instelling van het in de sluitstand optredende terugstelmoment op eenvoudige wijze aldus bewerkstelligen, dat men het zwaartepunt in hoofdzaak horizontaal 5 verstelbaar maakt. Anderzijds kan de instelling van het in de openings-stand optredende terugstelmoment aldus bewerkstelligen, dat men het zwaartepunt - weer bij gesloten klep beschouwd - verticaal verstelbaar maakt.

De beide instelmogelijkheden kunnen op bijzonder eenvoudige 10 wijze aldus bereikt worden, dat op een - bij gesloten klep beschouwd-in hoofdzaak horizontale arm een instelgewicht aangebracht is, dat in de langsrichting van deze arm verstelbaar is en waarbij anderzijds de arm aan de klep om zijn zwenkas verstelbaar en vastzetbaar aangebracht is, waarbij de verstelas niet exact met de zwenkas van de klep 15 moet samenvallen, maar op grond van de constructieve eenvoud bij voorkeur daarmee samenvalt.

Op grond van de gemakkelijke bediening verdient het aanbeveling, de arm naar de ruimtezijde toe te laten wij en, zodat het instelgewicht goed toegankelijk is.

20 Bij voorkeur wordt de klep zodanig uitgevoerd, dat bij overgang van de sluitstand in de openingsstand een nevenluchtdoorgang in de nevenluchtinlaat alleen aan één zijde van de zwenkas ge~ vormd wordt. Dit staat in tegenstelling tot bekende uitvoeringsvormen voor trekbegrenzingsinrichtingen, waarbij bij opening van de klep aan 25 weerszijden van de zwenkas daarvan een nevenluchtdoorgang gevormd wordt. Een bezwaar bij dit bekende systeem is, dat door de stroming van de nevenlucht een draagvleugelsituatie ontstaat, welke de terug-stelkracht bij toenemende opening extra verhoogt. Dit in de zin van het bewaren van een constante trek ter plaatse van de haard ongewenste 30 verschijnsel wordt bij de nu voorgestelde inrichting vermeden.

In beginsel kan men de vorming van slechts één nevenluchtdoorgang aan slechts één zijde van de zwenkas aldus bereiken, dat men de zwenkas in iet bereik van één kant van de nevenluchtinlaat legt. Men komt daarbij echter mogelijkerwijze in moeilijkheden met het vereiste, 35 het zwaartepunt van de klep, in de gesloten toestand beschouwd, ter 8101892 - 5 - ·* *

X

hoogte van de zwenkas te leggen. Op deze grond bestaat een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm althans voor het geval van door de zwaartekracht teruggestelde kleppen hierin, dat bij aanbrenging van de zwenkas binnen de omtrek van de nevenluchtinlaat het aan de andere 5 zijde van de zwenkas gelegen deel van de nevenluchtinlaat steeds gesloten blijft door een met de klep verbonden ruimtelijke blinde.

Deze blinde kan bijv. door een cilindersegment gevormd zijn, waarvan de cilinderas ongeveer samenvalt met de zwenkas en waarvan de diameter met de afstand van de zwenkas van een begrenzingskant van de neven-10 luchtinlaat correspondeert. Het cilindersegment kan daarbij met zijn asparallele platte begrenzingsvlak tegen de klep aanliggen. Dit cilindersegment kan daarbij bij geschikte plaatskeuze bijkomend de taak vervullen, het zwaartepunt van de klep op de in de zin van de uitvinding gewenste plaats te brengen, bijv. op zodanige wijze, dat de 15 blinde althans gedeeltelijk aan het kleinste van twee door de zwenkas begrensde verschillend grote delen van de klep aangebracht is, zodat deze als compensatiegewicht voor het grootste deel van de klep in de zin van de gewenste instelling van het zwaartepunt werkt.

Om een fijngevoelige verstelling van het zwaartepunt moge-20 lijk temdcen, verdient het aanbeveling, het instelgewicht in hoofdzaak geringer te maken dan het compensatiegewicht, zodat een zwaartepunts-verstelling met naar verhouding grote en derhalve gemakkelijk instelbare verstellingswegen van het instelgewicht te bereiken is.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de 25 hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld daarvan.

Fig. 1 is een afbeelding in perspectief van een trekbegren-zingsinrichting volgens de uitvinding, fig. 2 is een zijaanzicht bij fig. 1 in de pijlrichting 30 II in fig. 1 bij gesloten klep en fig. 3 is een aanzicht overeenkomstig aan fig. 2 bij gedeeltelijk geopende klep.

In fig. 1 is een frame van een trekbegrenzingsinrichting met 10 aangegeven. Dit frame wordt in een nevenluchtinlaat opgenomen, 35 die bijv. in een schoorsteengewelf maar ook in een afvoergasbuis 8101892 - 6 - tussen de haard en de schoorsteen aangebracht kan zijn. De afvoergas-zijde van de inrichting is met A, en de ruimtezijde, dus bijv. de ruimte, waarin een haard geïnstalleerd is, is met B aangegeven.

Aan het frame 10 is een horizontale zwenkspil 14 voorgesteld, 5 welke zich op grotere afstand van de onderkant 16 van het frame bevindt dan van de bovenkant 18. De zwenkspil 14 is in aan het frame bevestigde legers 20 draaibaar gelegerd. Deze is met een klep 22 bij 24 op twee bevestigingsplaatsen vast verbonden. De omtrek van de klep 22 stemt overeen met de dagmaat van het frame 10. Zoals in fig. 2 10 gezien kan worden, vormt het frame 10 aan de onderkant 16 een aanslag voor de klep 22, zodat de klep 22 uit de sluitstand van fig. 2 alleen in de zin van de wijzers van het uurwerk verdraaid kan worden.

Aan de klep 22 is in het in de sluitstand van fig. 1 en 2 boven en vlak onder de zwenkspil 14 gelegen bereik daarvan een ruimte-15 lijke blinde 26 aangebracht, welke door een massieve halve cilinder van metaal gevormd kan zijn. Deze massieve halve cilinder van metaal zorgt er ondanks de excentrische stand van de zwenkspil 14 voor, dat het zwaartepunt S van het gehele zwenkbare systeem ongeveer ter hoogte van de zwenkspil 14 ligt, zoals in fig. 1 en 2 gezien kan worden.

20 Zodoende vervult de halve cilinder 26 behalve de functie van een ruimtelijke blinde, waarop nog ingegaan zal worden, bijkomend ook nog de functie van een compensatiegewicht. Op de zwenkspil 14 is voorts een legerbus 28 aangebracht, welke een dwarsboring 30 heeft. De zwenkspil 14 is met wrijving door de dwarsboring 30 gevoerd, zodat de 25 legerbus 30 ten opzichte van de zwenkspil 14 gekanteld kan worden, maar in elke eenmaal ingestelde kantelstand blijft staan. In de legerbus 28 is een schroefspil 32 bevestigd. Op deze schroefspil zijn twee instelgewichten 34, 36 in de pijlrichting 38 verschroefbaar aangebracht, welke ten opzichte van elkaar als contramoeren werken.

30 Wanneer als gevolg van de schoorsteentrek aan de afvoer- gaszijde A een onderdruk optreedt,ontstaat aan weerszijden van de klep 22 tussen deze onderdruk en de druk in de ruimte B een drukverschil, dat tot een opening van de klep 22 in de zin van de wijzers van het uurwerk in fig. 2 leidt. Bij een dergelijke openingsbeweging 35 beweegt het zwaartepunt S van het klepsysteem langs een cirkelbaan, 8101892 - 7 - die in fig. 2 met 40 aangegeven is.

In fig. 2 wordt gezien, dat bij de daar weergegeven stand van het zwaartepunt S in het geval van een verzwenking van de klep 22 het zwaartepunt S slechts een zeer geringe afstandsvergroting van de 5 horizontale afstand daarvan ten aanzien van de zwenkspil 14 ondergaat, tot het zwaartepunt S zich exact ter hoogte van de zwenkspil 14 bevindt. Van daar af neemt de horizontale afstand van het zwaartepunt S van de zwenkspil 14 af. Dit betekent, dat het door de zwaartekracht op het klepsysteem inwerkende terugstelmoment bij toenemende uitslag 10 van de klep 22 kleiner wordt.

Het terugstelmoment, dat de klep 22 bij de stand van fig.

2 tegen de kant 16 drukt, hangt van de stand van de instelgewichten 34, 36 af. Des te verder de instelgewichten 34, 36 in fig. 2 naar links verschoven worden, des te verder gaat ook het zwaartepunt S 15 naar links en des te groter wordt het terugstelmoment op de klep 22 in de sluitstand van fig. 2. Op deze wijze kan de openingsdrempel-waarde ingesteld worden, waarbij de klep 22 begint te openen.

In fig. 3 ziet men de klep 22 in gedeeltelijk geopende stand. Gezien wordt, dat het zwaartepunt S naar boven en rechts ver-20 plaatst is, zodat het terugstelmoment, dat de klep 22 in de richting naar de kant 16 toe terugzwenken wil, kleiner geworden is. Wil men dit terugstelmoment veranderen, dan kan dit aldus gebeuren, dat men de legerbus 28 ten opzichte van de zwenkspil 14 naar boven of naar onder verzwenkt. Op deze wijze kan men bereiken, dat de sluitklep, 25 wanneer deze bij verdere opening de horizontaal nadert, net nog een terugstelmoment, maar een zo klein mogelijk terugstelmoment ondervindt .

Door verzwenken van de legerbus 28 om de zwenkspil 14 kan men ook een compensatie teweegbrengen, wanneer het frame 10 afwijkend 30 van het verticale vlak ingebouwd mocht zijn.

Bij de nieuwe trekbegrenzingsinrichting volgens de uitvinding wordt weliswaar niet de volle openingsdoorsnede van het frame voor de inlaat van nevenlucht in de afvoergasgang benut, daar een deel van de luchtweg steeds door de blinde 26 belemmerd wordt (zie fig. 1 35 en 3). Anderzijds kan echter de klep 22 aanzienlijk verder openen, 8101892 ’ - 8 -

'j- V

zodat de trekbegrenzingsinrichting over het geheel kleiner gehouden kan worden dan bekende trekbegrenzingsinrichtingen met het gevolg, dat deze zich gemakkelijker onder ruimtelijk beperkte gesteldheden onderbrengen laat en dat ook een besparing aan materiaal en zodoende kosten 5 bereikt kan worden.

Het is ook mogelijk en van aanzienlijk belang, de zwenkspil 14 in fig. 2 bij overigens onveranderde opbouw verder naar rechts te leggen en het cilindersegment 26 dienovereenkomstig af te vlakken; wanneer de horizontale afstand van de spil 14 van het vlak van het 10 frame 10 gelijk wordt aan de verticale afstand van de bovenkant 18, staat bij over 90° ten opzichte van fig. 2 gezwenkte klep 22 de volle framedoorsnede als doorstroomdoorsnede ter beschikking.

8101892

Claims (15)

1. Trekbegrenzingsinrichting voor de afvoergasgang van een haard, omvattende een in een nevenluchtinlaat van de afvoergasgang aangebrachte, om een zwenkas zwenkbare klep, welke onder inwerking van het daarop uitgeoefende drukverschil tegen een terugstelmoment 5 uit een sluitstand in de richting naar een openingsstand toe verstelbaar is, gekenmerkt doordat het terugstelmoment althans over een deel van de openingsweg van de klep (fig. 1 volgens fig. 3) ongeveer constant is of geringer wordt.

2. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 1, geken- 10 merkt doordat het terugstelmoment over een eerste, aan de sluitstand grenzende deelweg van zijn openingsweg ongeveer constant is en in een tweede, aan de openingsstand grenzend deel van de openingsweg kleiner wordt.

3. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, 15 gekenmerkt doordat het terugstelmoment in de sluitstand en het terugstelmoment in de openingsstand in vergaande mate onafhankelijk van elkaar verstelbaar is.

4. Trekbegrenzingsinrichting volgens een der conclusies 1 t/m 3, gekenmerkt doordat bij uitvoering van de klep (22) als een 20 om een in hoofdzaak horizontale zwenkas (14) verstelbare slingerklep met terugstelling door de zwaartekracht van het zwaartepunt (S) van de klep (22) met inbegrip van de daarmee voor gelijktijdige beweging gekoppelde delen in de sluitstand ongeveer ter hoogte van de zwenkas (14) ligt.

5. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat het zwaartepunt (S) -bijgesloten klep beschouwd - voor de instelling van het in de sluitstand (fig. 1) optredende terugstelmoment in hoofdzaak horizontaal verstelbaar is.

6. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 4 of 5, 30 gekenmerkt doordat het zwaartepunt (S) - bij gesloten klep beschouwd -voor de instelling van het in de openingsstand optredende terugstelmoment verticaal verstelbaar is.

7. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 5 of 6, gekenmerkt doordat op een -bij gesLotenklep (22) beschouwd - in hoofd- 1101892 ^ η . - 10 - zaak horizontale arm (32) een instelgewicht (34, 36) aangebracht is, dat in de langsrichting van deze arm (32) verstelbaar is en waarbij de arm (32) aan de klep (22) om zijn zwenkas (14) verstelbaar en vastzet-baar aangebracht is.

8. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de arm (32) naar de ruimtezijde (B) toe wijst.

9. Trekbegrenzingsinrichting volgens een der conclusies 1 t/m 8, gekenmerkt doordat de klep (22) zodanig uitgevoerd is, dat bij overgang van de sluitstand (fig. 1) in de openingsstand een neven- ^ luchtdoorgang in de nevenluchtinlaat (10) alleen aan één zijde van de zwenkas (14) gevormd wordt.

10. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 9, gekenmerkt doordat bij aanbrenging van de zwenkas (14) van de nevenluchtinlaat (10) binnen de omtrek van de nevenluchtinlaat (10) het aan de andere ^ zijde van de zwenkas (14) liggende deel van de nevenluchtinlaat steeds gesloten blijft door een met de klep (22) verbonden ruimtelijke blinde (26).

11. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat de ruimtelijke blinde (26) door een dlindersegment ge- 20 vormd is, waarvan de cilinderas ongeveer samenvalt met de zwenkas (14) en waarvan de diameter met de afstand van dë zwenkas (14) van een begrenzingskant (18) van de nevenluchtinlaat (10) correspondeert.

12. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 11, gekenmerkt doordat het cilindersegment (26) met een asparallel plat begren- 25 zingsvlak tegen de klep (22) aanligt.

13. Trekbegrenzingsinrichting volgens een der conclusies 10 t/m 12, gekenmerkt doordat de ruimtelijke blinde (26) althans gedeeltelijk aan het kleinste van twee door de zwenkas (14) begrensde verschillend grote delen van de klep (22) aangebracht is en als compen- 50 satiegewicht voor het grootste deel van de klep (22) werkt in de zin van de gewenste instelling van het zwaartepunt (S).

14. Trekbegrenzingsinrichting volgens conclusie 13, gekenmerkt doordat het instelgewicht (34, 36) in hoofdzaak geringer is dan het compensatiegewicht (26).

15. Inrichting, in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekeningen. 8101892