NL8400299A - Verhouding-regelinrichting voor gas gestookte apparaten. - Google Patents

Description

*. * VO 6052

Titel: Verhouding-regelinrichting voor met gas gestookte apparaten.

De uitvinding heeft betrekking op een regelinrichting voor het aanhouden van een constante gas/luchtverhouding in een met gas gestookt apparaat, bestaande uit een gasbrander, welke in een verbrandingskamer met luchttoevoerleiding en rookgasafvoerleiding ingebouwd is, een in de 5 verbrandingskamer aangebrachte warmteuitwisselaar en een gasdrukregelaar met tenminste één met een stelventiel tot een eenheid samengebouwd membraan alsmede een ventilator in de rookgasstroom of in de stroomver-brandingslucht.

De regelinrichting volgens de uitvinding moet de verhouding tussen 10 de.doorstroomhoeveelheid verbrandingsgas en de doorgang van verbrandingslucht in een met gas gestookt apparaat constant houden, dat met een ventilator met traploos of trapsgewijs verstelbaar luchttransport of met een ventilator met constant luchttransport en een regelaar voor de besturing van de hoeveelheid stromende lucht naar de brander uitgerust is, 15 waarbij de ventilator de luchtstroom hetzij direkt of door de toevoer van lucht van buitenaf dan wel indirekt door het aanzuigen van verbran-dingsprodukten bestuurt; laatstgenoemde opstelling wordt bij verwarmingsapparaten met gasdrukregelaar toegepast.

:Het is bekend, dat verwarmingsinstallaties in de regel voor een 20 voorafbepaalde maximale warmtebehoefte ontworpen zijn, waarbij zij in de praktijk in elk geval niet voortdurend met het volle warmtevermogen gebruikt worden.

Derhalve wordt in overeenstemming met de betreffende warmtebehoefte de doorstrocmhoeveelheid van het verbrandingsgas veranderd, 25 bijvoorbeeld met behulp van een doorstroomregelaar, welke als zogenaamde minimum-maximum-regelaar of als trapregelaar dan wel als verhoudings-regelaar of als een combinatie van deze soorten regeling uitgevoerd kan zijn.

Voorts is het bekend, dat bij een verwarmingsapparaat, waarvan 30 het warmtevermogen steeds in het bereik van de maximale vermogenswaarde afgegeven moet worden, de noodzakelijkheid bestaat, de verhouding tussen de in de verbrandingskamer geleide hoeveelheid lucht en de betreffende hoeveelheid doorstromend gas constant te houden; dit kan hetzij door een

3 4 0 0 2 9 S

è · - 2 - ventilator met variabel luchttransport of met een ventilator met vast ingesteld toerental en een inrichting voor het regelen van de luchtdoorstroming plaatsvinden, waarbij de ventilator de luchttoevoer naar de verbrandingskamer afhankelijk van de hoeveelheid doorgestroomd gas be-5 stuurt.

Het is·eveneens bekend, dat de gas/luchtverhouding bij veranderde hoeveelheid doorstromend gas nagenoeg constant gehouden moet worden, hetgeen hetzij door een signaal van een geschikte rookgasanalysator, welke bijvoorbeeld het zuurstofgehalte van de verbrandingsprodukten 10 controleert, of door met warmtegeleiders (thermisch storen) uitgeruste elektronische regelaars dan wel door het maken van een geschikte mechanische verbinding tussen de regelaar voor de doorgestroomde verbrandingslucht en de regelaar voor de doorgestroomde hoeveelheid verbrandingsgas verkregen kan worden, zodat beide doorstromende hoeveelheden synchroon 15 veranderd worden.

Hierbij gaat het om een uiterst duur systeem (rookgasanalysatoren) of een moeilijk instelbaar systeem, temeer omdat de verwarmingsapparaten in de regel als zogenaamde multigasapparaten uitgevoerd moeten zijn, zodat zij zonder meer met de betreffende ter beschikking staande soorten 20 gas gebruikt kunnen worden.

Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag, een regelinrich-ting te verschaffen, welke geschikt is, de gas/luchtverhouding constant te houden, en waarvan de constructieve en functionele kenmerken de bij de stand van de techniek optredende gebreken uitsluiten,waarbij de regel-25 inrichting als zodanig goedkoop vervaardigd kan worden, eenvoudig en veilig te hanteren is en zonder meer op de diverse soorten gas kan worden aangepast, waarmede het gasapparaat gebruikt zal worden, waarbij ook over langere tijd geen afwijkingen in de regelgrootheden mogen optreden.

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost, doordat als 30 verder functieorgaan een in de buisleiding van de luchtstroom of in de buisleiding van de rookgasstroom geplaatste smoorinrichting, een mem-braanmeetwerk voor het opnemen van de verschildruk voor en achter de smoorinrichting alsmede een evenredig werkende, mechanische stelaandrij-ving tussen het membraanmeetwerk en het regelmembraan aanwezig zijn.

35 Door deze oplossing wordt het basisprincipe verwezenlijkt, dat de 8400299 > * - 3 - bij een gegeven doorstrccmhoeveelheid gas direkt via de door de doorstromende lucht op een smoorplaats veroorzaakte drukverlaging gestuurd wordt, en wel met behulp van een hefboominrichting, welke op een in de gasstroom aanwezige drukregelaar werkt.

5 Verdere kenmerken van de regelinrichting volgens de uitvinding en de daarmee verkregen voordelen volgen uit de hiernavolgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld en onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening. Daarin toont: fig. 1 een schematische voorstelling van een regelinrichting 10 volgens de uitvinding.

In de tekening is een gasverwarmingsapparaat als geheel door 1 aangeduid, waarin een verhoudings-regelinrichting volgens de uitvinding is gebouwd.

Het verwarmingsapparaat 1 bestaat uit een verbrandingskamer 2 met 15 een buisleiding 3 voor de in de pijlrichting F toegevoerde luchtstroom en een buisleiding 4 voor de in de pijlrichting G afgevoerde rookgasstroom.

In de verbrandingskamer 2 zijn een gasbrander 5 en een warmte-uitwisselaar 6 aangebracht, welke door de rookgassen omstroomd wordt en 20 waardoorheen in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld het te verhitten water stroomt, dat via de buisstompen 7 en 8 naar binnen en naar buiten treedt, en welke op bekende wijze op het niet getekende leidingnet zijn aangesloten.

De gasbrander 5 wordt via een gasdrukregelaar en een buisleiding 25 10 gevoed, aan het ene einde waarvan één of meer mondstukken 11 voor het verzorgen van de brander 5 aangebracht zijn.

Niet weergegeven zijn de andere regel- en/of beveiligingsorganen, welke normaliter bij een gasbrander aanwezig zijn, omdat zij niet tot de uitvinding behoren en bovendien algemeen bekend zijn.

30 De drukregelaar^ 9 omvat in detail een ventieihuis 12, waarin de gestreept weergegeven gasstroom 13 door een inlaatstomp 14, welke op een bekende en dientengevolge niet weergegeven gasbron is aangesloten, en door een uitlaatstomp 15 bepaald wordt, welke op de buisleiding 10 is aangesloten.

35 De gasdrukregelaar 9 omvat voorts een bewegelijk ventiellichaam 16, waarvan de zitting 17 in het ventieihuis 12 is ingewerkt.

.8400298 - 4 -

Door 18 is een elastisch membraan getoond, dat achter de ventielzitting 17 aangebracht en langs de omtrek aan het ventielhuis 12 bevestigd is; het ventiellichaam 16 is met het membraan 18 tot een eenheid samengevoegd.

5 Door de werking van het membraan 18 wordt het ventiellichaam 16 al naar behoefte in axiale richting van de ventielzitting 17 af, respectievelijk naar de ventielzitting·17 toe bewogen.

Het achter de ventielzitting 17 aangebrachte membraan 18 is van een coaxiaal ten opzichte van het ventiellichaam 16 aangebrachte 10 stoter 19 voorzien, welke aan de van het ventiellichaam 16 afgekeerde zijde geleid wordt.

De beschreven gasdrukregelaar 9 is een zogenaamd direkt werkende regelaar; uiteraard kan evenzo een zogenaamde indirekt werkende regelaar toegepast worden.

15 Om de doorstroomde verbrandingslucht als functie van de betreffende behoefte aan warmte te regelen, is het verwarmingsapparaat met een ventilator 20 met variabele snelheid uitgerust, waarvan het luchtvermogen naargelang de behoefte op eenvoudige en bekende- wijze versteld kan worden. In plaats van de ventilator met variabele snelheid kan ook een 20 ventilator met constant toerental en verstelbaar smoororgaan gebruikt worden. Bij het hier weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de ventilator in de buisleiding 4 in de rookgasstroom aangebracht; deze kan echter evenzo ook in de buisleiding 3 in de verbrandingsluchtstroom gemonteerd worden.

25 Door 21 wordt een smoorklep weergegeven, welke in het onderhavige geval in de rookgasvoerende buisleiding 4 gezet is en welke uit een boring 22 bestaat, welke in een dwars op de stromingsrichting aanwezige dunne wand is aangebracht.

Het drukverschil dat op de smoorplaat 21 kan optreden wordt door 30 een membraanmeetwerk 25 opgenomen- Het meetwerkmembraan 24 vormt een met een haaks daarop aangebracht stoter 26 een eenheid, waarbij de stoter 26 bewegelijk en afgedicht door een boring 27 in het membraanmeetwerk 25 wordt gevoerd en daar buiten uitsteekt.

Het membraan 24 vormt in het membraanmeetwerk 26 een eerste kamer 35 28 en een tweede, door de stoter 26 doorlopende kamer 29; de kamers 8400299 - 5 - 28, 29 staan via de leidingen 30, 31 met de buisleiding 4 van de rookgasstroom in blijvende verbinding en wel voor en achter de smoorinrichting 21.

Het membraanmeetwerk 25 en de drukregelaar 9 zijn zodanig geplaatst, 5 dat de stoter 26 en de stoter 19 gelijkgericht- geleid worden; bij het getekende uitvoeringsvoorbeeld zijn het membraanmeetwerk 25 en de drukregelaar 9 door een vasthoudbeugel 32 tot een eenheid samengebouwd.

De regelinrichting bevat bovendien een mechanische stelaandrijving, welke als geheel door 33 is aangeduid en welke uit een stelhefboom 34 10 met hefboomsteun 35 bestaat, waarbij de lengte van de hefboomsarmen-36 en 37 door a, respectievelijk b aangeduid wordt.

De einden van de hefboomsarmen 36 en 37 zijn aan de einden op.de stoter 26 en 19 gesteund, zodat op deze wijze de mechanische verbinding tussen het meetwerkmembraan 24 en het regelmembraan 18 verkregen is.

15 De. hefboomsteun 35 ligt op de beugel 32 en wel evenwijdig ver schuifbaar aan de stelhefboom 34, opdat de lengtes a en b van de hefboomsarmen 36 en 37 veranderd kunnen worden.

De hefboom 34 heeft een aantal zittingen, welke in het. weergegeven uitvoeringsvoorbeeld door 38, 39, 40 en 41 aangeduid zijn en de hefboom-20 steun 35 opnemen en wel naargelang het type gas, waarmee het verwarmingsapparaat 1 moet gaan werken.

De zittingen 38, 39, 40 en 41 zijn op een stuurschuif 22 aangebracht, welke langs de hefboom 34 gemonteerd is en met behulp van de vastzetschroef 43 versteld kan worden en waarvan de functie hierna nog 25 zal worden beschreven.

Met 44 is een veer aangeduid waarvan de voorspanning via een schroef 45 vast ingesteld wordt en welke via het vrije einde van de hef-boomsarm 37 en de stoter 19 op het regelmembraan 18 en dus op het stelventiel 16 inwerkt, waarbij de veerkracht zo ingesteld wordt, dat 30 het stelventiel 16 van de ventielzitting 17 is afgelicht.

De stelaandrijving 33 is voorts als verende aandrijving uitgevoerd, omdat de veer 46 met hoge voorspanning tussen de beide telescoopachtig werkende uitlooporganen 47 en 48 van de stoter 19 of als koppelings-alternatief, van de stoter 26 gemonteerd wordt.

35 Binnen de hier beschreven regelinrichting vormen de in de buis- 9 4 0 ö 2 9 3 - 6 - leiding 4 van de rookgasstroom geplaatste smoorinrichting 21 en het membraan 24 een meetwerk voor de doorstroomde hoeveelheid rookgas, welke een signaal afgeeft, welke door de kracht wordt verkregen, waarmee het membraan 24 als gevolg van de ene en de andere zijde van de smoorinrichting 5 21 optredende tegengesteld werkende krachten belast is, waarbij dit signaal via de mechanische stelaandrijving 33 de drukregelaar 9 bestuurt.

Door de volgens de uitvinding uitgevoerde regelinrichting verhoudt zich de doorstroomde hoeveelheid verbrandingsgas evenredig aan de doorstroomde hoeveelheid rookgas. Zoals bekend tonen de hierna te noemen 10 regelgrootheden een verhouding, welke bij twee van deze grootheden evenredig is, en wel: - de druk van de gasstroom in de buisleiding 10, - het vlak van het membraan 18, - de door het einde van de hefboomsarm 37 op het stelventiel 16 via 15 de stoter 19 uitgeoefende kracht, - de door het membraan op het einde van de hefboomsarm 36 uitgeoefende kracht, - het vlak van het membraan 24, - de verschildruk op het smoororgaan 21.

20 Hieruit volgt dat de eerste grootheid evenredig aan de laatste grootheid is, zodat de - zoals wordt nagestreefd - de doorstroomde hoeveelheid gas zich evenredig aan de doorstroomde hoeveelheid verbrandingslucht verhoudt.

De numerieke waarde van het verhoudingsgetal, welke de gewenste 25 stoechiometrische gas/luchtverhouding bewerkstelligt, kan overigens in de praktijk op eenvoudige wij'ze door een geschikte dimensionering en instelling van de regelinrichting verkregen worden.

One. het gebruik van willekeurig, in de handel zijnde gassen (aardgas, stadgas, enz.) mogelijk te maken, kan het verhoudingsgetal bij 30 een volgens de uitvinding uitgevoerd apparaat zonder meer veranderd worden, om deze steeds aan het betreffende ter beschikking staande gas aan te passen, totdat de hefboomsteun 37 zo versteld wordt, dat deze in een van de zittingen 38, 39, 40 of 41 ingrijpt, waardoor een bepaalde waarde van de lengte a en b van de hefboomsarmen 34, 36 ingesteld wordt.

35 welke de gewenste verhouding bepaalt.

1400299 - 7 -

Dit verstellen van de hefboomsteun 37 kan ter plaatse naargelang het aanwezige gas en zonder verdere instelmoeite plaatsvinden.

De basisinstelling van de regelinrichting wordt eenmalig in de fabriek bewerkstelligd en wel voor een bepaald type gas, waarbij de 5 stnurschuif 42 langs de hefboom 34 versteld en alsdan wordt vastgezet, terwijl de hefboomsteun 37 in zijn zitting ingrijpt, welke met het aangenomen gastype overeenstemt.

De veer 34 kan op eenvoudige wijze zo ingesteld worden dat het verlagen van de gasdruk onder een bepaalde minimumwaarde met zekerheid 10 is uitgesloten.

De veer 46 is zodanig gedimensioneerd en ingesteld, dat de boven een bepaalde hoogste waarde uitgaande werkzame kracht niet door de stoter 19 op het membraan 16 kan worden overgebracht, zodat de gasdruk niet boven een bepaalde hoogste waarde kan oplopen, waardoor de afgegeven 15 hoeveelheid verbrandingsgas automatisch naar boven toe begrensd wordt.

Het wezenlijke voordeel, dat met de regelinrichting volgens de uitvinding- bereikt kan worden, bestaat daarin, dat gewenste stoechiome-trische gas-luchtverhoudingen op eenvoudige, goedkope en betrouwbare wijze verkregen kunnen worden.

20 Een verder aanzienlijk voordeel van de regelinrichting volgens de uitvinding bestaat daarin, dat deze gemakkelijk ter plaatse op de voor * het bedrijf ter beschikking staande soort gas aangepast kan worden.

8 4 0 ö 2 8 9

Claims (6)

1. Verhouding-regelinrichting voor een met gas gestookt apparaat, bestaande uit een in een verbrandingskamer met buisleiding voor de luchtstroom en buisleiding voor de rookgasstroom ingebouwde gasbrander, een in de verbrandingskamer aangebrachte warmteuitwisselaar en een gasdruk-5 regelaar met tenminste één met een ventiellichaam tot een eenheid samengebouwd membraan,, met het kenmerk, dat als verder functioneel orgaan een in de buisleiding (3) voor de luchtstroom of in de buisleiding (4) voor de rookgasstroom, gezette smoorinrichting (21), een membraanmeetwerk (25) voor het opnemen van de verschildruk voor en achter de smoorinrich-10 ting (21) alsmede een evenredig werkende, mechanische stelaandrijving (33)' tussen membraanmeetwerk (25) en regelmembraan (18) aanwezig zijn.

2. Verhouding-regelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de mechanische stelaandrijving (33) een stelhefboom (34) bevat, waarbij een hefboomsarm (36) op het membraanmeetwerk (24) en een hefbooms- 15 arm (37) op het regelmembraan (9) mechanisch inwerkt.

3. Verhouding-regelinrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de stelhefboom (34) op een ten opzichte van zijn langsrichting verstelbare hefboomsteun (35) ligt, welke in een op de hefboom (.3.4). aanwezig aantal zittingen (38, 39, 40 en 41) ingrijpt.

4. Verhouding-regelinrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat het aantal zittingen (38, 39, 40 en 41) in een in de langsrichting van de hefboom (34) verstelbare stuurschuif (42) aangebracht zijn.

5. Verhouding-regelinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gasdrukregelaar (9) met een instelbare 25 veer(44) is uitgerust, welke constant op het ventiellichaam (16) werkt en daardoor waarborgt, dat de gasdruk niet onder een vast ingestelde minimumwaarde zakt.

6. Verhouding-regelinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de mechanische stelaandrijving (33) door 30 een met vast ingestelde, hoge voorspanning gemonteerde veer (46) even-, redig-continu werkt en aldus waarborgt, dat de gasdruk niet boven een vast ingestelde hoogste waarde stijgt. 8400299