NL9101408A - Brandereenheid. - Google Patents

Description

BRANDEREENHEID

De uitvinding heeft betrekking op een brandereenheid voor het verwarmen van een gasvormig medium, omvattende: - een van pijpen voorziene warmtewisselaar, waarbij de ruimte tussen de pijpen aan de stroomopwaarts gelegen zijde verbonden is met een toevoerkanaal voor het te verwarmen gasvormige medium; - een aansluitend op de warmtewisselaar aangebrachte verbrandingskamer, die verbonden is met de stroomafwaarts gelegen zijde van de ruimte tussen de pijpen in de verbrandingskamer; - een in de verbrandingskamer geplaatste brander; - een een met de brander verbonden brandstoftoevoer— kanaal; - een in de verbrandingskamer opgenomen verbindings-kanaal, dat de van de warmtewisselaar afgekeerde zijde van de verbrandingskamer verbindt met een zijde van de tot de warmtewisselaar behorende pijpen; en - een op de andere zijde van de tot de warmtewisselaar behorende pijpen aangesloten rookgasafvoerkanaal.

Dergelijke brandereenheden zijn bekend uit Nederlandse octrooiaanvrage nummer 8902825.

Bij deze bekende brandereenheid wordt te verwarmen gas toegevoerd via een warmtewisselaar, waarbij het in de warmtewisselaar tussen de tot de warmtewisselaar behorende pijpen wordt doorgevoerd, waarna het te verwarmen gas in de verbrandingsruimte terechtkomt, waar het te verwarmen gas tesamen met via een brandstoftoevoerleiding toegevoerde brandstof wordt verbrand. Voor de verbranding wordt gebruik gemaakt van in het te verwarmen gas aanwezige zuurstof.

Het is hierbij mogelijk, dat het te verwarmen gas slechts wordt verwarmd om, zoals in genoemde octrooiaanvrage is beschreven bijvoorbeeld een drogende werking uit te oefenen.

Verder is het mogelijk, dat, wanneer een dergelijke brandereenheid bijvoorbeeld voor een in de grafische industrie toegepaste droger, wordt toegepast, dat het te verhitten gas brandbare oliën of oplosmiddelen omvat. Deze worden in dat geval tegelijkertijd met de brandstof in de brander verbrand. De hieruit ontstane verbrandingsprodukten worden voor een deel aan de andere zijde van de verbrandingskamer door middel van een extra afvoerkanaal, zoals in conclusie 2 is uiteengezet, afgevoerd, en, in het geval van een droger, gebruikt voor het uitvoeren van een droogproces. Een ander deel van de verbrandingsgassen, wordt via een verbindingska-naal teruggevoerd naar de warmtewisselaar, waar de verbrandingsgassen hun warmte afstaan aan vers toegevoerd, te verhitten gas. Om een volledige verbranding van de verdampte oplosmiddelen en oliën te verkrijgen is een hoge brandertem-peratuur noodzakelijk. Vervolgens worden de verbrandingsgassen via het afvoerkanaal door middel van een schoorsteen afgevoerd.

Het is echter mogelijk, wanneer de brandereenheid slechts voor het verbranden van de in de gassen opgenomen brandbare bestanddelen wordt gebruikt, het extra afvoerkanaal achterwege te laten.

Met bovenstaande bekende inrichting wordt een goede verhitting van het te verhitten gas verkregen, terwijl door de mogelijkheid de in het te verhitten gas aanwezige oliën en oplosmiddelen te verbranden, enerzijds wordt voorkomen dat deze middelen het milieu verontreinigen, en anderzijds de hoeveelheid benodigde brandstof wordt verminderd. De verhouding tussen de hoeveelheid gas, die direkt vanaf de verbrandingskamer wordt toegevoerd aan de drooginrichting, en het deel, dat, na afstaan van de warmte in de warmtewisselaar aan de schoorsteen wordt toegevoerd, kan door een geschikte regelaar worden bestuurd, waarbij deze regelaar ernaar streeft, onder handhaving van veiligheidseisen de gewenste temperatuur binnen de droger te handhaven, opdat een zo goed mogelijk droogproces wordt verkregen.

Bij deze bekende inrichtingen is bij het warme deel van de warmtewisselaar, namelijk bij de scheiding met de verbrandingskamer, een pijpenplaat aangebracht, waarin de tot de warmtewisselaar behorende pijpen zijn bevestigd. De plaat vormt dat ook de afsluiting van de warmtewisselaar, waarbij het inwendige van de warmtewisselaar tussen de pijpen verbonden wordt met de branderruimte en het inwendige van de pijpen verbonden wordt met de verbindingskanalen.

Het zal duidelijk zijn, dat in de nabijheid van de brander een hoge temperatuur heerst, hetgeen betekent, bijvoorbeeld, dat bij het ontsteken resp. het doven van de brandervlam deze plaat, die in de nabijheid van de brander is aangebracht, onderworpen is aan hoge thermische spanningen. Als gevolg daarvan vormt de plaat, en in het bijzonder de lasverbinding tussen de plaat en de pijpen een kritiek onderdeel, dat hoog belast is. Dit kan tot de ongewenste situatie leiden, dat het inwendige van de warmtewisselaar, waarmee het te verhitten gas wordt toegevoerd, in direkte verbinding staat met het inwendige van de pijpen, waarmee het verhitte gas naar de schoorsteen wordt afgevoerd.

Ten eerste vermindert dit het rendement van de brandereenheid en ten tweede bestaat het gevaar, dat wanneer het te verhitten gas verontreinigd is met oplosmiddelen of oliën, deze onverbrand in dede schoorsteen terechtkomen en vervolgens het milieu vervuilen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het vermijden van bovenstaand probleem.

Dit doel wordt bereikt, doordat het verbindingska-naal gevormd wordt door verlenging van de tot de warmtewisselaar behorende buizen.

Als gevolg van deze maatregel wordt de pijpenplaat overbodig, zodat de met deze pijpenplaat verbonden nadelen worden vermeden.

Het zal duidelijk zijn, dat desondanks de pijpen aan één van hun einden moeten worden gefixeerd. Hiertoe wordt aan de zijde van de schoorsteen van de warmtewisselaar een pijpenplaat aangebracht. Alhoewel ook bij deze pijpenplaat verbindingen tussen de pijpenplaat en de pijpen moeten worden gevormd, zijn de 1asverbindingen hier minder problematisch, omdat de temperatuursvariaties aan deze zijde van de warmtewisselaar veel geringer zijn, zodat hoge thermische spanningen worden vermeden.

Een bijkomend voordeel is dat bij de pijpenplaat aan de zijde van de schoorsteen de afstand tussen de pijpen in het algemeen groter is, zodat de lasverbindingen gemakkelijker kunnen worden gemaakt, zodat deze, mede als gevolg van deze reden van betere kwaliteit zullen zijn.

Vervolgens heeft de uitvinding betrekking op twee alternatieve uitvoeringsvormen van de uitvinding, waarbij de pijpen zijn omgebogen, zodat hetzij het verbindingskanaal en een deel van de brander zich aan weerszijden van de warmtewisselaar bevinden, hetzij de warmtewisselaar in twee stukken verdeeld is, en aan weerszijden van de brander is gepositioneerd.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin voorstellen:

Fig. l: een zijaanzicht van de eerste uitvoeringsvorm van een brandereenheid volgens de uitvinding;

Fig. 2: een horizontaal doorsnede-aanzicht volgens de lijn II-II van fig. l;

Fig. 3: een dwarsdoorsnede-aanzicht volgens de lijn III- III in fig. 2;

Fig. 4: een dwarsdoorsnede-aanzicht volgens de lijn IV- IV in fig. 2;

Fig. 5: een horizontaal doorsnede-aanzicht van een eerste alternatieve uitvoeringsvorm van de brander volgens de uitvinding;

Fig. 6: een horizontaal doorsnede-aanzicht van een tweede alternatieve uitvoeringsvorm van de brander volgens de uitvinding.

De in fig. l afgebeelde brandereenheid wordt gevormd door een kast 1, die van plaatmateriaal vervaardigd is, en die verstevigd is met lengte-profielen 2, dwarsprofielen 3 en stijlen 4. Aan de binnenzijde van het plaatmateriaal 1 is een laag isolerend materiaal 5 aangebracht, zoals uit fig. 2 blijkt.

In de kast 1 is aan de in de tekeningen rechter zijde een warmtewisselaar 6 aangebracht. De warmtewisselaar 6 wordt gevormd door buizen, die zich in de lengterichting van de kast 1 uitstrekken. Aan de in de tekening rechter zijde zijn de buizen door lassen bevestigd in een pijpen-plaat 8, die tevens de afsluiting vormt van de warmtewisselaar. Tevens worden de pijpen hierdoor aan één van hun einden gefixeerd. Op regelmatige afstanden zijn in de warmtewisselaar zich dwars op de buizen uitstrekkende schotten 9 aangebracht, die enerzijds dienen voor het fixeren van de buizen 7 en anderzijds de warmtewisselaar in het tussen de buizen passerende gas tot in kontakt met zoveel mogelijk buizen dringen om de effektiviteit van de warmtewisselaar te vergoten. Aan de in de tekening linker zijde van de warmtewisselaar, zijn om ruimte te scheppen voor de brander en de verbrandingskamer, de pijpen 7 S-vormig omgezet, opdat zij zich verzamelen tot twee bundels, waartussen de verbrandingskamer 11 is gelegen. In beide bundels 12, 13 is de dichtheid van de pijpen groter dan in de warmtewisselaar 6; het aantal pijpen is immers gelijk terwijl de beschikbare doorsnede kleiner is. Ook hier worden de pijpen gefixeerd door middel van schotten 14 waarin uiteraard gaten zijn gemaakt voor het doorvoeren van de pijpen.

Tussen beide bundels pijpen 12, 13 is de verbrandingskamer 11 aangebracht, waarin een brander 10 bevestigd is. Voor toevoer van brandstof aan de brander 10 is een brandstoftoevoerkanaal 15 aangebracht, terwijl verder een bedieningsorgaan 16 is aangebracht voor het instellen van de brander.

Aan het einde van de verbrandingskamer 11 is op de verbrandingseenheid een afvoerkanaal 17 aangebracht, dat dient voor afvoer van een deel van de in de verbrandingskamer geproduceerde verbrandingsgassen. Hiertoe kan in het afvoerkanaal 17 een niet weergegeven, afstandbedienbare klep zijn aangebracht. Het resterende deel van de in de verbrandingskamer 11 geproduceerde verbrandingsgassen wordt tot in het einde van de pijpen 7 geleid. Hierbij dient het deel van de pijpen 7, dat zich langs de verbrandingskamer 11 uit strekt, slechts voor transport van verbrandingsgassen en, het deel van de pijpen 7, dat zich in de warmtewisselaar bevindt, uiteraard voor het overdragen van de warmte naar de te verhitten gassen.

De uit de warmtewisselaar tredende verbrandingsgassen worden via een tweede afvoerkanaal 18 afgevoerd. Dit afvoerkanaal leidt naar een schoorsteen, waarmee de verbrandingsgassen naar buiten worden afgevoerd. Overigens is voor toevoer van de te verhitten gassen een ventilator 19 aangebracht, die de te verhitten gassen aanzuigt, en deze via een toevoerkanaal 20 aan de warmtewisselaar 6 toevoert. Een dergelijke brandereenheid vindt bijvoorbeeld toepassing in een droger voor drukwerk, zoals bijvoorbeeld beschreven is in de hiervoor reeds genoemde Nederlandse octrooiaanvrage nummer 8902825. Hierbij wordt door middel van de ventilator 19 in de droogruimte aanwezig gas, waarin verdampte oplosmiddelen en oliën zijn opgenomen, aangezogen en via het kanaal 20 aan de warmtewisselaar 6 toegevoerd. Nadat het te verwannen gas aldaar tenminste voor een deel verwarmd is, vindt in de brander 10 verdere verhitting plaats, waarbij tevens de verdampte oplosmiddelen en oliën verbranden. Het verwarmde gasmengsel, komt dan via het kanaal 17 beschikbaar en wordt aldaar weer aan de droogkamer toegevoerd.

Fig. 3 geeft een doorsnede-aanzicht van de brandereenheid volgens de figuren 1 en 2, en wel volgens de lijn m-iü in fig. 2. Hierbij is zichtbaar hoe beide bundels pijpen 12, 13 een grote dichtheid van de pijpen kennen; de pijpen raken elkaar bijna. Tussen de beide bundels 12, 13 is ruimte voor de brander 10 gemaakt, waarbij deze in verbran-dingskamer 11 is geplaatst.

Op desbetreffende wijze toont fig. 4 een doorsnede van de warmtewisselaar 6 over de lijn IV-IV in fig. 2. Hier is duidelijk zichtbaar, dat de ruimte tussen de pijpen 7 ter plaatse van de warmtewisselaar veel groter is; de pijpen hebben hier een veel kleinere dichtheid. Dit is noodzakelijk om voldoende ruimte te beiden aan de tussen de pijpen doorstromende gassen.

In fig. 5 is een eerste alternatieve uitvoeringsvorm van de brandereenheid getoond. Het doel van deze eerste alternatieve uitvoeringsvorm is het verkleinen van de bouw-lengte van de aanvankelijk beschreven uitvoeringsvorm van de brandereenheid, waarbij echter de dwarsdoorsnede wordt vergroot.

Aangezien de opbouw van deze eerste alternatieve uitvoeringsvorm niet wezenlijk van de aanvankelijk beschreven uitvoeringsvorm zal de beschrijving zich slechts beperken tot de verschillen; overeenkomstige onderdelen zijn met gelijke referentienummers aangeduid.

Ook bij deze uitvoeringsvorm is de gehele brandereenheid in een kast 1 ondergebracht waarbij de kast wel een grotere breedte heeft en een kleinere lengte heeft. De warmtewisselaar en een deel van de pijpenbundels 12, 13 worden begrensd door tussenwanden 21, aan de buitenzijde waarvan het deel van de pijpen 7 is aangebracht, dat als verbindingskanaal dient. Hierbij is de dichtheid van de pijpen 7 in het deel buiten de tussenwanden 21 zodanig, dat voldoende doortocht tussen de pijpen overblijft voor transport van de van de verbrandingsruimte 11 afkomstige verbrandingsgassen. Immers de ruimte tussen de pijpen 7 fungeert nog als een deel van de verbrandingsruimte.

De aan het einde van de buizen 7 terechtkomende verbrandingsgassen, worden deels afgevoerd via het afvoerkanaal 17, dat aldus van positie is veranderd, en deels teruggevoerd tot in de buizen 7, die het resterende deel van de verbrandingsgassen terugvoeren naar de warmtewisselaar 6 en vervolgens via het afvoerkanaal 18 afvoeren.

Voor het vervaardigen van een brandereenheid volgens deze uitvoeringsvorm moeten de buizen 7 nauwkeurig worden gebogen; alhoewel dit op zich een kostenverhogende bewerking is, kunnen de inbouwvoorwaarden zodanig zijn dat dit noodza— kelijk is.

Soortgelijke overwegingen gelden voor de in fig. 6 afgeheelde uitvoeringsvorm. Hierbij is de warmtewisselaar in twee stukken verdeeld, die aan weerszijden van de verbran-dingskamer zijn aangebracht. Ook hier komen de componenten weer overeen met de in de voorgaande uitvoeringsvormen besproken componenten, en blijft de werking van de gehele inrichting hetzelfde; slechts diverse componenten zijn van plaats veranderd.

Claims (12)

1. Brandereenheid voor het verwarmen van een gasvormig medium omvattende: - een van pijpen voorziene warmtewisselaar, waarbij de ruimte tussen de pijpen aan de stroomopwaarts gelegen zijde verbonden is met een toevoerkanaal voor het te verwarmen gasvormige medium; - een aansluitend op de warmtewisselaar aangebrachte verbrandingskamer, die verbonden is met de stroomafwaarts gelegen zijde van de ruimte tussen de pijpen in de verbrandingskamer; - een in de verbrandingskamer geplaatste brander; - een een met de brander verbonden brandstoftoevoer- kanaal; - een in de verbrandingskamer opgenomen verbindings-kanaal, dat de van de warmtewisselaar afgekeerde zijde van de verbrandingskamer verbindt met een zijde van de tot de warmtewisselaar behorende pijpen; en - een op de andere zijde van de tot de warmtewisselaar behorende pijpen aangesloten rookgasafvoerkanaal, met het kenmerk, dat het verbindingskanaal gevormd wordt door pijpdelen die een verlenging vormen van de tot de warmtewisselaar behorende pijpdelen.

2. Brandereenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat op de verbrandingskamer een extra afvoerkanaal voor afvoer van verhitte gassen is aangesloten.

3. Brandereenheid volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de brandereenheid ingericht is voor het verbranden van de in het te verwarmen gasvormige medium opgenomen brandbare bestanddelen.

4. Brandereenheid volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de pijpen van de warmtewisselaar vast bevestigd zijn in een aan de zijde van het rookgasafvoerkanaal aangebrachte plaat.

5. Brandereenheid volgens één der conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de het verbindingskanaal vormende pijpen met een grotere dichtheid zijn aangebracht dan pijpen in de warmtewisselaar.

6. Brandereenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de het verbindingskanaal vormende pijpen in twee, groepen zijn gerangschikt, waartussen de brander is geplaatst.

7. Brandereenheid volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de het verbindingskanaal vormende pijpen recht zijn, en dat het deel van de verbrandingskamer waarin de brander is geplaatst, zich over hoofdzakelijk de volledige lengte van de pijpen uitstrekt.

8. Brandereenheid volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het deel van de verbrandingskamer waarin de brander is geplaatst, zich over slechts een deel van de lengte van de het verbindingskanaal vormende pijpen uitstrekt, en dat het resterende deel van de pijpen omgebogen is over een hoek van ongeveer 180°.

9. Brandereenheid volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het omgebogen deel van de pijpen zich uitstrekt tot aan het van de verbrandingskamer afgekeerde einde van de warmtewisselaar.

10. Brandereenheid volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar in twee hoofdzakelijk gelijke delen is verdeeld, die aan weerszijden van de brander zijn aangebracht, en dat de tot warmtewisselaar en het verbindingskanaal behorende pijpen van een bocht van 180° zijn voorzien.

11. Brandereenheid volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandereenheid tenminste gedeeltelijk een ronde dwarsdoorsnede heeft.

12. Drooginrichting voor het met verdampte oplosmiddelen bewerkt materiaal, gekenmerkt door een droger volgens een van de voorgaande conclusies.