NL9100526A - Voormeng-gasbrander. - Google Patents

Description

Uittreksel

Atmosferische voormeng-gasbrander met ten minste één gasmondstuk (8) en ten minste één mengbuis, die op een onderlinge afstand (s,s') van elkaar staan, waarbij een automatische afstands-besturingsinrichting (13) aanwezig is voor het wijzigen van de afstand tussen het gas-mondstuk (8) en de inlaat (7) van de mengbuis (6) in afhankelijkheid van een van de brander (23) afgeleide temperatuur.

(Fig. 3).

Voormeng-gasbrander.

De uitvinding heeft betrekking op een voormeng-gasbrander met ten minste één gas-mondstuk en ten minste één mengbuis.

Dergelijke voormeng-gasbranders zijn in een groot aantal uitvoeringen als atmosferische branders bekend, dat wil zeggen dat het gas door een mondstuk onder een zekere druk (aardgas, vloeibaar gas of stadsgas) wordt toegevoerd en dat de lucht via de spleet tussen het gas-mondstuk en de ingang van de mengbuis door de gasstraal-impuls wordt meegesleept en vermengd.

Gebleken is dat de mengverhouding tussen gas en primaire lucht schommelt in afhankelijkheid van de bedrijfstoestand van de brander, dat wil zeggen met de hoogte van de impuls van de gasstraal en met de temperatuur van de brander.

Bij toenemende voorwaarden gesteld aan de vlam-stabiliteit en aan een verbranding waarbij weinig schadelijke stoffen ontstaan, doet zich de eis voor de mengverhouding tussen verbrandingsgas en primaire lucht zeer nauwkeurig in te stellen en constant over het totale belastings- en bedrijfsgebied van de brander.

Ter bereiking van dit doel werd volgens A706/90 voorgesteld een automatische afstands-besturingsinrichting aan te brengen voor het variëren van de afstand (s) tussen de gasbrander en de inlaat van de mengbuis in afhankelijkheid van een van de brander afgeleide temperatuur.

Door deze maatregelen lukt het, het mengsel van gas en primaire lucht zeer nauwkeurig en constant in te stellen en daardoor een lage emissie van schadelijke stoffen aan CxHy, NOx en CO te realiseren.

Volgens een uitvoering van de uitvinding wordt voorgesteld dat de afstands-besturingsinrichting is uitgevoerd als uitzettings-element, waarvan de gever is aangebracht bij de verbrandingsruimte of bij het door de verbrandingsruimte verhitte medium en waarvan het instelorgaan is aangebracht bij de mengbuis of het gas-mondstuk.

Een verder doel van de uitvinding is om voor de brander volgens de uitvinding een bijzonder eenvoudige constructie

Volgens de uitvinding wordt daarom voorgesteld, dat voor het wijzigen van de afstand de mengbuis en het gasmondstuk dwars op de langassen daarvan ten opzichte van elkaar verschuifbaar zijn.

Op deze wijze wordt een zeer eenvoudige constructie verkregen, waarbij het ook mogelijk is reeds aanwezige branders van het hiervoor beschreven type om te bouwen. Bovendien wordt daarbij ook het voordeel verkregen, dat bij een brander met een aantal parallel liggende mengbuizen de afstelling met een enkel instelorgaan kan worden gerealiseerd.

Door de onderlinge verschuiving van de gas-mondstukken en van de mengbuizen verandert de afstand tussen de uitmonding van het gas-mondstuk en het hart van de inlaat van de mengbuis. Bovendien doet zich ook een wijziging voor van de stromingsomstandigheden, waardoor de werking van de wijziging van de afstand wordt versterkt.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding kan er in zijn voorzien, dat het gas-mondstuk is verbonden met een dwars op de langsas van het gas-mondstuk verschuifbare leiding en dat vanaf deze leiding zwenkbaar opgestelde smoorplaten uitsteken.

Daardoor wordt op een zeer eenvoudige wijze een verbinding verkregen van de gas-mondstukken en een gemeenschappelijke verstelling van de mondstukken, waardoor een zeer eenvoudige constructieve oplossing wordt bereikt. In principe zouden ook de mengbuizen met elkaar kunnen worden verbonden en gemeenschappelijk kunnen worden versteld. Dit is echter constructief omslachtiger vanwege de grotere j massa van de mengbuizen in vergelijking met de massa van de' i gas-mondstukken.

|

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding kan er in worden voorzien, dat de smoorplaten samenwerken met vast opgestelde aanslagen. Op deze wijze wordt door verschuivingj van de leiding een wijziging bereikt van de stand van de smoorplaten. j !

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan j j er in worden voorzien, dat de smoorplaten zijn gevormd uit i een bimetaal-strook of met een dergelijke strook zijn verbonden.

i

Bij een dergelijke oplossing komt het tot een direkte beïnvloeding van de stand van de smoorplaten door de in de j verbrandingsruimte heersende temperatuur en daardoor tot een beïnvloeding van de stroming in het gebied tussen het gas-mondstuk en de mengbuis, die zich uitwerkt op het bedrijf van de brander.

Verdere uitwerkingen en gunstige uitvoeringsvormen van de uitvinding blijken uit de verdere volgconclusies dan wel uit de nu volgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding, weergegeven in de tekening, waarin: rig. 1 een atmosferische gasbrander toont met een enkele branderbuis voor een ketel respectievelijk een wateropslag-1 reservoir;

Fig, 2 een roosterbrander toont met een aantal verbrandingskamers die door ten minste één meng-mondstuk ; worden gevoed voor een circulatie-waterverhitter? i

Fig. 3 een voormeng-gasbrander toont voor een kachel voor i ] ruimteverwarming; j

Fig. 4 een bovenaanzicht toont van een verdere voormeng- j gasbrander volgens de uitvinding; en

Fig. 5 schematisch een voormeng-gasbrander toont. j . i j

Een atmosferische voormeng-gasbrander bestaat volgens fig. j | 1 uit een branderbuis respectievelijk een verbrandings- i kamer 1, die over een bepaald gebied 2 aan de bovenzijde uittreeopeningen 3 voor verbrandingsmengsel bezit, waar de ; verbrandingsvlammen 4 ontstaan. In de inwendige ruimte 5 van de verbrandingskamer mondt een mengbuis 6 uit, waarvan .}>.· de inlaat 7 trechtervormig is vernauwd. Op een afstand s van de inlaat 7 van de mengbuis 6 is een gas-mondstuk 8 aangebracht, waarvan de hartlijn 9 in lijn ligt met de hartlijn van de mengbuis 6. Het gas-mondstuk 9 is aange sloten op een gastoevoerleiding 10 voor stadsgas, vloeibaar gas of aardgas. In deze leiding 10 is een, door een elektromagneet 11 bestuurde, magneetklep 12 aangebracht. Door middel van de elektromagnetische klep 11/12 kan de gasdoorvoer door het mondstuk tussen de waarden 0 en een deelbelasting benevens de volle belasting continu of trapsgewijs worden ingesteld.

De afstand s tussen de uitlaat van het gas-mondstuk 8 en de inlaat 2 van de mengbuis 6 kan nu volgens de uitvinding worden ingesteld. Hiertoe is een afstands-besturings-inrichting 13 aangebracht, die is voorzien van een ; gewenste-waardegever 14. Een gemeten-waarde wordt aan de j afstands-besturingsinrichting 13 toegevoerd via een , i temperatuurvoeler 15 en een meetleiding 16, waarbij de temperatuurvoeler binnen het kader van het uitvoerings-voorbeeld volgens fig. 1 de temperatuur van de brander- ! kamer 1 meet, bij voorkeur de temperatuur van het deel van | de verbrandingskamer aftast, dat is aangebracht in het gebied 2 van de uittreeopeningen 3 van het brandbare mengsel.

De afstands-besturingsinrichting werkt zodanig, dat bij koude brander de afstand s minimaal wordt, terwijl deze afstand maximaal wordt bij een brander met bedrijfstemperatuur onder maximale belasting. Bij gedeeltelijke belastingswaarden wordt de afstand s tussen deze waarden continu of trapsgewijs bestuurd.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 1 is het gasmondstuk 8 vast aangebracht bij een huis waarin het is geschroefd. De inlaat 7 van de mengbuis 6 is ten opzichte van het huis beweegbaar aangebracnc voor het wijzigen van de afstand. Hierbij kan de totale mengbuis al dan niet met de verbrandingskamer 1 beweegbaar zijn. Het is ook voldoende wanneer een deel van de mengbuis in afstand instelbaar is ten opzichte van het mondstuk 8. Hierbij kan dan het verdere deel van de brander star blijven staan en er moet dan slechts voor het gas-luchtmengsel in de inwendige ruimte 5 van de mengbuis 6 een vouwbalg-afdichting of een schuifafdichting aanwezig zijn.

Een dergelijke schuifafdichting is in de vorm van een manchet 18 aangegeven in fig. 1. In dit geval kan dan de verbrandingskamer of kunnen de verbrandingskamers zijn aangebracht in het huis, in het bijzonder wanneer het huis de verbrandingsruimte, waarin de verbrandingskamer is, dan wel de verbrandingskamers zijn aangebracht, mede omsluit.

In fig. 2 is een variant van de uitvinding nader toegelicht. Hierbij wordt de uitvinding toegepast op een circulatie-waterverhitter, waarvan de warmtewisselaar 19 via een circulatiepomp 20 is aangesloten op de terugstroom-leiding 21 en op een, van de temperatuurvoeler 15 voorziene, afgaande leiding 22. De temperatuurvoeler 15 neemt hier een van de brander afgeleide temperatuur waar, namelijk de afvoertemperatuur van het water dat door de atmosferische voormeng-gasbrander 23 is verhit. Bij deze atmosferische voormeng-gasbrander gaat het om een zogenaamde roosterbrander, die een aantal afzonderlijke verbrandingskamers 1 naast elkaar bezit. Elke afzonderlijke verbrandingskamer wordt gevoed vanaf een mengbuis 6, die als injector is uitgevoerd en waarvan de inlaat 7 op de afstand s van elk gas-mondstuk 8 staat. De afzonderlijke j gas-mondstukken 8 zijn aangebracht aan een gasverdeelbuis j 24 en lopen stroomafwaarts van de klep 12 in de gasleiding ! i 10, terwijl de gas-mondstukken glijdend zijn aangebracht opj hun bijbehorende gasverdeelbuis. j | . . . . .1

De afstands-bestunngsinrichting 13, die m afhankelijkheid! i van de temperatuur van de afgaande leiding de afstand s j tussen gas-mondstuk en inlaat van de mengbuis varieert, werkt bij dit uitvoeringsvoorbeeld op elk mondstuk. Doelmatiger wijze wordt ingeval van een gas-mondstuk dit, ! of ingeval van meer gas-mondstukken, deze alle gemeenschappelijk verschoven in de richting van de vast aangebrachte mengbuisinlaten. Daartoe wordt voorzien in een mondstukdrager, die alle mondstukken draagt en die dan alle gemeenschappelijk worden verschoven. De dimensionering van de afstand is dezelfde als aangegeven in verband met fig.

1. Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel, dat niet de som van de relatief zware verbrandingskamers 1 van de atmosferische voormeng-gasbrander 23 moet worden verschoven, maar dat slechts het relatief lichte mondstuk, dan wel de relatief lichte mondstukken moeten worden verschoven♦

De afstands-besturingsinrichting 13 is uitgevoerd als uitzettings-element, zoals dit bijvoorbeeld bekend is bij een thermostatisch ventiel van een verwarmingsinrichting. Het uitzettings-element is voorzien van een gever overeenkomstig de temperatuurvoeler 15 en de verbinding ί tussen de gever en het uitzettmgs-element wordt gevormd door een capillair, dat overeenkomt met de leiding 16. |

Hoe hoger de kop wordt verhit, des te groter is het instel-gebied van een zuiger van het uitzettings-element en deze instelbeweging wordt overgebracht in de zin van een instel-j i orgaan op de mengbuis 6 respectievelijk het mondstuk 8. ! i i

Opgemerkt zij dat nog een regelaar 25 aanwezig is, waaraan ί een buitentemperatuur-voeler 26 via een meetleiding 27 is j aangebracht. De regelaar werkt met zijn uitgangen in op de ! elektromagneet 11 dan wel op een aandrijfmotor 28 voor de pomp 20.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 3 gaat het om de toepassing van de uitvinding op een luchtverhitter. De warmtewisselaar 19 is uitgevoerd als verbrandingsgas lucht-warmtewisselaar, waaraan verse lucht wordt toegevoerd via een luchtinlaatleiding 30, waarin een door een motor 31 aangedreven ventilator 32 is aangebracht en waaraan de verwarmde verse lucht via een luchtuitlaatleiding 33 wordt onttrokken voor de verhitting van één of meer woonruimten. Het andere deel van de warmtewisselaar ligt in de baan 34 van verbrandingsgas van een branderruimte 35, die wordt verhit door de atmosferische voormeng-gasbrander 23. Aan de verbrandingsgas-afvoer 34 is de temperatuurvoeler 15 aangebracht waarvan de capillair 16 is aangebracht aan één of meer mengbuizen 26 van de brander 23. Hier wordt de totale brander verschoven door de afstands-besturingsinrichting 13 en is hij glijdend gelegerd en in de zin van de baan s verstelbaar. Het gasmondstuk 8 is, of de gasmondstukken 8 zijn vast in het huis 15 gelegerd.

Op deze plaats zij er op gewezen, dat de beslissing of de gas-mondstukken en/of de mengbuizen 8 worden verschoven, onafhankelijk is van de wijze van toepassing. Elk der beide instelmogelijkheden kan worden toegepast bij de uitvoeringsvoórbeelden volgens de verschillende figuren. Verder maakt het voor de uitvinding niet uit, of één of meer mondstukken 8 of één of meer mengbuizen 6 aanwezig zijn. Ook maakt het niets uit of de totale brander dan wel de totale mengbuis of slechts een deel daarvan, namelijk de inlaat, wordt verschoven.

Ten slotte kan ook in plaats van de hydraulisch werkende afstands-instelinrichting een elektromotorisch werkende of een pneumatisch werkende of een zuiver mechanisch opgebouwde verbinding worden toegepast. Ook kan de aandrijving van de afstands-instelinrichting bijvoorbeeld plaatsvinden via een bimetaal. Verder kan éeu stappen-schakelmotor worden toegepast. Ten slotte is het ook mogelijk de afstands-instelling te besturen vanaf het verbrandings-resultaat, waartoe dan een verbrandingsgasvoeler zou moeten worden toegepast die de emissie van schadelijke stoffen meet. De afstand wordt dan zodanig geregeld dat een minimum aan schadelijke stoffen ontstaat.

Bij de uitgevonden brander volgens fig. 4 en 5 is de mengbuis 6 in het inlaatgebied daarvan voorzien van een ten opzichte van het gasmondstuk verwijdend deel 40, dat overgaat in een verwijdend deel 41 naar een in fig. 4 niet verder weergegeven brander. Daarbij zijn in een tussen deze gebieden liggend cilindrisch deel 42 vensters 43 aangebracht in de vorm van uitsparingen in de wand van dit deel 42.

In aansluiting op het deel 42 is een zich verwijdend deel 41 aangebracht. Daarbij is in het overgangsgebied van de delen in het inwendige van de mengbuis 6 een steun aangebracht voor een stuw-lichaam.

In de uitgangspositie van de brander, dat wil zeggen bij koude brander, loopt de hartlijn van de mengbuis 6 in lijn met de hartlijn van het gas-mondstuk 8, dat is aangebracht aan een leiding 10. De leiding 10 wordt bestuurd door middel van het instelorgaan 13, dat wordt beïnvloed door de met de voeler 15 gemeten temperatuur van de brander 1 en u«s belasting daarvan. Daarbij is de leiding 10 in de axiale richting ervan verschuifbaar, zoals aangegeven met de pijl en wel over de maat s vanaf de uitgangsstand waarin de hartlijnen van het gasmondstuk 8 en van de mengbuis 6 in lijn met elkaar liggen, zoals dit is aangegeven in fig. 5.

i

Verder is op de leiding 10 een smoorplaat 46 verzwenkbaar I aangebracht. Deze werkt met vaste aanslagen 47 samen. |

Daardoor wordt bij verschuiving van de leiding 10 een ' wijziging van de stand van de smoorplaat 46 veroorzaakt en ! daardoor een wijziging in de stromingsomstandigheden in het! gebied tussen de uitmonding van het gas-mondstuk 8 en de ] inlaat van de mengbuis 6, waardoor het bedrijf van de brander wordt gewijzigd.

Daarbij wordt de leiding 10 bij stijgende temperatuur van de brander meer en meer verschoven, zodat het gas-mondstuk 8 steeds meer uit de in lijn met de mengbuis 6 liggende stand wordt gebracht, waardoor de afstand s tussen de middelpunten van de uitmonding van het gas-mondstuk en het hart van de inlaat van de mengbuis 6 wordt vergroot.

Bovendien komt het door de verschuiving van het gasmondstuk 8 tót een verplaatsing van het aanleg-gebied van de uit het gas-mondstuk 8 tredende gasstraal 49, waardoor eveneens een gunstige beïnvloeding wordt verkregen van de bedrijfsomstandigheden van de brander.

Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van een brander zijn ook in het inlaatgebied van de mengbuis 6 verdere smoorkleppen aangebracht, die worden gevormd door bimetaalstroken, terwijl hun stand overeenkomstig de in dit gebied heersende temperatuur verandert, waardoor de stromingsomstandigheden van de naar de inlaat van de mengbuis 6 stromende verse lucht worden beïnvloed.

Claims (9)

1. Voormeng-gasbrander met ten minste één gas-mondstuk en ten minste één mengbuis, gekenmerkt door een auto·· ische afstands-besturingsinrichting (13) voor het 5. variëren van de afstand (s) tussen het gas-mondstuk (8) en de inlaat (7) van de mengbuis (6) in afhankelijkheid van een van de brander (23) afgeleide temperatuur.

2. Voormeng-gasbrander volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de afstands-besturingsinrichting een gever (15) en een instelorgaan (13) bezit, waarbij de gever is aangebracht bij de verbrandingsruimte (35) of bij een door de brander (1) verhit medium en het instelorgaan (13) is aangebracht bij de mengbuis (6) of het gas-mondstuk (8).

3. Voormeng-gasbrander volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de afstands-besturingsinrichting is uitgevoerd als uitzettings-element, waarvan de gever (15) via een capillair is aangebracht bij een branderkamer (1), bij een toevoerleiding (22) of een verbrandingsgas-afvoer (34) van de voormeng-gasbrander (23) en waarvan het xriüLej.orgaan is aangebracht bij een verschuifbaar gasmondstuk (8) of een verschuifbare inlaat (7) van een mengbuis (6).

4. Voormeng-gasbrander volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afstands-besturingsinrichting een stappen-schakelmotor omvat of een bimetaal-aandrijving.

5. Voormeng-gasbrander volgens één der voorgaande cbiic-LUsies, met het kenmerk, dat de inlaat (7) van de mengbuis (6) met de mengbuis (6) afstands-instelbaar is verbonden via een manchet, vouwbalg of dergelijke.

6. Voormeng-gasbrander volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor het wijzigen van de afstand (s7) de mengbuis (6) en het gasmondstuk (8) dwars op de langsassen daarvan ten opzichte van elkaar verschuifbaar zijn.

7. Voormeng-gasbrander volgens conclusies 6, m e t het kenmerk/ dat het gas-mondstuk (8) is bevestigd1 aan een dwars op de langsas van het gas-mondstuk (8) verschuifbare leiding (107) voor toevoer van het gas en dat vanaf deze leiding (107) zwenkbaar daarmee verbonden smoorplaten (46) afsteken.

8. Voormeng-gasbrander volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de smoorplaten (46) samenwerken met vast opgestelde aanslagen (47).

9. Voormeng-gasbrander volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de smoorplaten zijn gevormd uit een bimetaal-strook of met een dergelijke strook zijn verbonden.