NO137366B - Brenner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en brenner av den i krav l's innledning beskrevne type. En slik brenner er kjent fra fransk patentskrift nr. 1.257.433. Den skillevegg som ligger lengst fra brerinermunningen har en enkel flat konisk eller taklignende form, med en vinkel på ca. 50° i forhold til brennerens symmetri-akse. Ved denne kjente utførelse velges vanligvis brenneråpningen slik at luftstrømmene som kommer inn gjennom lufttilfdrsels-åpningene ikke berører den motliggende vegg. Har brenneren en

■avlang form så er bunnen rett overfor brenneråpningen utført rett i retning mot endene.'

Benyttes lette flytende brennstoffer, f ..eks. petroleum, så kan'man få en tilfredsstillende forbrenning med' en slik brenner. Over hele reguleringsområdet på 1:10 oppnås en tilfredsstillende hydroksylativforbrenning med blå flamme, samtidig som kapasiteten pr. enhetslengde for den avlange eller trauformede utførelse er tilfredsstillende. Forurensningen av bunnen'over lengre bruksperioder er uvesentlig.

Dersom den samme brenner benyttes for tunge flytende brennstoffer, f.eks. gassolje, så reduseres den maksimalt■opp-nåelige kapasitet pr. lengdeenhet til 15% sammenlignet med den man oppnår for lette flytende brennstoffer. Reguleringsområdet reduseres også til 1:6. Ved lengre bruksperioder får man en betydelig forurensning av brennerbunnen.

New Zealand patentskrift nr. 148.584 viser en brenner av den foran nevnte type, hvor man har truffet tiltak for også

å kunne brenne tunge .flytende brennstoffer med et tilfredsstillende resultat. Por å oppnå dette er det rundt brenneren anordnet isolasjonsplater for å holde temperaturen i brennerbunnen så'

høy at brennstoffet kan fordampe fullstendig. Dette har gitt'

forbedringer med hensyn til forurensningene i bunnen av brenneren, men har ikke i vesentlig grad påvirket hverken kapasiteten eller reguleringsområdet. Man har dessuten fått den ulempen at det er nødvendig med en annen brennertype for tunge flytende brennstoffer enn for lette flytende brennstoffer.

Oppfinnelsen tar sikte på å tilveiebringe en-brenner som ikke bare gir større' kapasitet enn hittil vanlig, men også gir de samme gode resultater både for lette og tunge brennstoffer. Dvs. at brenneren skal gi en hydroksylativ forbrenning med en

blå sotfri flamme over et stort reguleringsområde, at brenneren skal ha samme kapasitet pr. lengdeenhet for alle flytende brennstoffer, og at man ikke skal ha noen vesentlig forurensning av brennerbunnen, f.eks. i lcipet av en fyringsperiode.

Ifølge o<p>pfinnelsen.er det derfor tilveiebragt en brenner som er kjennetegnet ved de trekk som er fremhevet i karakteristikken i krav 1..

Ifølge oppfinnelsen må man således treffe flere tiltak. Dersom man bare bruker ett av de foreslåtte tiltak i forbindelse med den kjente brenner, så vil dette bare resultere i en meget liten forbedring av brenneren. Man har overraskende funnet at det er den kombinerte anvendelse av samtlige angitte trekk som gir det ønskede resultat. Ved benyttelse av-lette flytende brennstoffer vil den maksimale kapasitet sammenlignet med den kjente brenner økes med ca. 50%, mens man for tunge flytende brennstoffer får en kapasitetsøkning på 100%. Brennerens kapasitet er derfor av samme størrelsesorden for tunge og for lette flytende brennstoffer. Ved bruk av petroleum vil en brenner som kjent fra det franske patentskrift nr. 1.257-433 og av den avlange eller traulignende type med en lengde på 4o cm, ha en kapasitet på 14,0 kW (12.000 kcal/time), mens en brenner utført ifølge oppfinnelsen og med samme dimensjoner, vil ha en kapasitet på 21,0 kW (18.000 ,kcal/time). Ved bruk av tyngre gassoljer vil disse tall være henholdsvis 10,7 kW (9-200 kcal/time) og 2.1.0 kW (18.000 kcal/time).

Formgivningen av den skillevegg som ligger lengst fra

•brenneråpningen bevirker sannsynligvis at den sentrale flammeåpning i skilleveggen ikke bare delvis lukkes av ■ luftstrømmene som skyldes den luft som slippes inn, men også at denne luft føres i motstrøm ved skilleveggens flammeåpning. Tydeligvis

påvirker dette ikke bare blandingen av brennstoffdampen med forbrenningsluften på en gunstig måte, men hindrer også en for hurtig utslipping av brennstoffdamDen fra den nederste brenner. Følgene av dette er at brenneren blir mindre kritisk og at tendensen til en forbrenning med gul flamme over. flammeåpningen i den skillevegg som ligger lengst fra brennermunningen, forhindres.

Sammenlignet med de vanlige utførelser av de kjente brennere er brennermunningen i den nye brenner omtrent 1,5

ganger så stor. For en traulignende brenner vil dette bety at bredden er 1,5 ganger så stor, og for-en rund brenner vil dette bety at diameteren er ca. 1,25 ganger så stor. I brenneren ifølge oppfinnelsen vil derfor flammetettheten og derfor også flammemotstanden være meget mindre. Dette forklarer det faktum at man ved den trange brennermunning for den kjente brenner ikke oppnår full brennerkapas.itet. Dette forklarer imidlertid ikke hvorfor denne kapasitet er- mindre for tunge flytende brennstoffer enn for lette flytende brennstoffer. En forklaring er sannsynligvis at dampene fra de tunge flytende brennstoffer er tyngre enn dampene fra de lette flytende brennstoffer (tettheten i forhold til luft er 5,24 for petroleumdamp og 8,28 for gassolje-damp). Selv om man her kan finne en forklaring, så er det like-vel overraskende at man kan oppnå denne effekt ved anvendelse av de trekk som er angitt i krav l<*>s karakteristikk. Sannsynligvis skyldes dette at man får en meget jevn fordeling av brennstoffet over hele brenneren slik at man får de mest gunstige betingelser for en preoksydering med luftstrømmene som trenger inn i brennstoff dampen og som er nødvendige for en langsom hydroksylativ forbrenning.

Den fordelaktige virkningen til fordypningen av bunnen

i en avlang eller trauformet brenner skyldes sannsynligvis at fordampningen av brennstoffet tilveiebringes av varmen fra flammen, idet denne ledes gjennom brennerveggene og ned til bunnen. Varme-ledningen til omgivelsene vil være minst i brennerens sentrum og vil øke mot endene. Med andre ord, bunnen vil få mest varme for fordampning. Som følge av fordypningen er brennstofflaget på bunnen tykkest i sentrum og avtar mot endene. Dvs. at tykkelsen til brennstofflaget er tilpasset den varme som er tilgjengelig i bunnen for fordampning, slik at man får en så fullstendig og

jevn fordampning som mulig.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i under-kravene. Fordelen med brenneren ifølge oppfinnelsen kan sies å ligge i at man får en "universalbrenner" for flytende brennstoffer, hvilken brenner har en kapasitet som er større enn de kjente brenneres og er den samme for samtlige brennstoffer. Det er en stor teknisk fordel at den nye brenner kan fremstilles med de" samme fremstillingsomkostninger som de kjente brennere,

og at man kan bibeholde de samme dimensjoner som de kjente brennere har, til tross for at'man får en kapasitetsøkning.

Oppfinnelsen skal forklares- nærmere under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 viser et snitt'etter linjen I-l i fig. 2, gjennom en avlang eller trauformet brenner ifølge oppfinnelsen, med en kjent brenner ifølge det franske patentskrift nr. 1.257.433 vist med stiplede linjer,

fig.' 2 i mindre målestokk viser et snitt etter

linjen II-II i fig. 1.

Brenneren i fig. 1 består i praksis av to deler som er forbundet med hverandre i det bredeste området. Den øvre delen har omvendt V-form i tverrsnitt, og den nedre delen har også en hovedsakelig V-form, slik at de sammen i tverrsnitt grovt sett kan sies å ha form av en rombe. Bunndelen er avrundet og danner et trauformet fordampningskammer 23 hvortil det flytende brennstoff tilføres. Fra bunnen skrår sideveggene 2 utover og oppover. Disse sidevegger er avtrappet og har således horisontale avsnitt 3-5 og vertikale avsnitt 6 og 7, samt et overgangsavsnitt 8. I eller nær vinklene mellom de horisontale og vertikale avsnitt er det anordnet lufttilførselsåpninger 9-11. Åpningene'9 strekker seg i hovedsaken med en vinkel på ca. 25°

i forhold til symmetriaksen, som i dette tilfellet faller sammen med den antydede snittlinje II-II. Åpningene 10 har en vinkel på ca. 27° i forhold til symmetriaksen, og åpningene 11- har en vinkel på ca. 45° i forhold til symmetriaksen.

Den øvre del har to sidevegger 12 som konvergerer fra brennerens bredeste parti, og disse sidevegger begrenser brenneråpningen 13 mellom sine øvre kanter. Over brenneråpningen 13 har sideveggene loddrette partier 14 forsynt med horisontale lufttilførselsåpninger 15. Disse åpninger veksler med oppover rettede lufttilførselsåpninger 16.

I utfdrelseseksemplet er brennerrommet delt opp i tre rom ved hjelp av to skillevegger 17 og 18. De to skilleveggene 17 og 18 hviler på de to nedre trinnene 3 henholdsvis 4. Den øvre skillevegg 17 har på i og for seg kjént måte vanlig takform og er oppbygget av de oppover krummede og nedover konvergerende delvegger 19 som mellom seg danner en åpning 20 for flammen.

Tilførselen av forbrenningsluft til det andre rom under skilleveggen 17 og over skilleveggen 18 skjer gjennom åpningene 10. Åpningenes vinkelstilling og delveggenes utform-ning gir hvirveldannelser direkte under flammeåpningen 20.

Hittil har den nedre skillevegg vært utført som antydet med stiplede linjer 18a. Dvs. at den har vært oppbygget av plane oppover konvergerende delvegger som strekker seg med en vinkel på ca..50° i forhold til symmetriaksen og danner en flammeåpning 21a mellom hverandre. Lufttilførselen gjennom åpningene i veggen skjedde med en vinkel på ca. 45° eller slik at luftstrømmene.møttes i eller litt under flammeåpningen 21a. Denne tidligere utførelse er helt ut tilfredsstillende for relativt .lette brennstoff typer, men er, ikke.tilfredsstillende for tyngre flytende brennstoffer.

De ulemper som hefter ved den kjente utførelse elimineres når den nedre skillevegg 18 utformes som vist i.

fig. 1 med fullt opptrukne linjer, dvs. at man har delvegger l8b som går relativt bratt opp fra bæreflatene J>, med de øvre avsnitt 18c krummet mot hverandre., slik at det dannes en hvelv-ning. De bratte delvegger 18b har hensiktsmessig en vinkel på mellom 30-48° i forhold til symmetriaksen, og de hvelvede deler strekker seg over en bue på 80-110°, fortrinnsvis 90°. Lufttilførselen gjennom åpningene er slik at de inngående luftstrømmer rettes mot den begynnende del av veggkrumningen l8c. Luftstrømmene induserer da en hvirvelbevegelse i gassene i det første brennerrom under denne nedre skillevegg 18 slik at man under flammeåpningen 21 får en motstrøm av gasser som hindrer en for rask utslipping av gassene, samtidig som man får en meget gunstig blanding av gass eller damp med luft.

Da man pr. tidsenhet kan produsere en større damp-mengde vil trykket i dette brennerrom under visse forhold kunne bli så høyt at dampen går for fort ut gjennom flamme-

åpningen, slik at man får en 'forbrenning med gul flamme.

Por å hindre dette er det fordelaktig anordnet utligningsslisser 24 i den nedre del av skilleveggen 18. Disse slisser fremkommer ved at skilleveggen 18 hviler på fremspring 25. Gjennom disse utligningsslissene kan endel av den damp som' dannes strømme ut i det neste rom hvor dampen forbrennes. Man' hindrer derved en trykkop<p>ladning ved for rask fordampning i det nedre rom.

I den kjente utførelse har sideveggene i brennerens øvre del et slakere forløp, slik det er vist med de stiplede linjer 12a i fig. 1. Derfor var brennermunningen 13 tidligere så liten at luftstrømmene gjennom åpningene 15a nesten strakk seg frem til den motliggende vegg. Som det går frem av fig. 1 er ved den nye utførelse brennermunningen 1,5 ganger så stor' som brennermunningen for den kjente utførelse, slik at luft-strømmene som1går'inn gjennom åpningene 15 bare når frem til symmetriaksen,- eller litt utover denne.

Bunnen 1 er utført med en fordypning på noen grader i sentrum mellom endeveggene. 22', slik det går frem av fig. '2'. Ved de tidligere utførelser hadde man ikke denne fordypning, slik det ér antydet med den stiplede linje la.' Denne for-dypede bunhutførelse gir eh jevn fordam<p>ning av brennstoffet i bunnen.

Praktiske- forsøk har vist at den nye brenner gir meget gode resultater. Brenneren egner seg for alle brénn-stofftyper. Brenneren gir også en meget stabil blå forbrenning over hele reguleringsområdet.

I steden for den viste avlange form,' kan brenneren naturligvis også være rund.

Claims (5)

1. Brenner, innbefattende et hus med i tverrsnitt til-nærmet rombeform og med brennermunningen i et av hjørnene, hvilket hus i det indre har en eller flere skillevegger (18,.19) som hver er, dannet av to delvegger som i tverrsnittet strekker seg mot hverandre fra de vegger som er motliggende brennermunningen (13) og sammen begrenser en sentral flammeåpning (21,20), hvorved det dannes flere-brennerrom i huset, og videre har lufttilførselsåpninger (9,10,11,15,16) i sine vegger ved

skilleveggene (18,19) og over brennermunningen (13)» samt en tilførselsanordning for flytende brennstoff til bunnen (23), idet brennermunningen (13) er så stor i tverrsnitt at luft-strømmene gjennom åpningene (15) over brennermunningen (13) når frem til symmetriaksen, men stort sett ikke når frem til den motliggende vegg, karakterisert ved at de to delvegger i den minste skillevegg (18) som ligger lengst fra brennermunningen (13) i tverrsnitt og regnet fra husveggen har et plant parti som strekker seg med hovedsakelig samme vinkel, men i motsatt retning i forhold til symmetriaksen som husveggen hvorimot skilleveggen hviler, og deretter har et krummet parti som er slik utformet at den gjenblivende sentrale flammeåpning (21) mellom delveggene vil ligge noen millimeter lengre fra brennermunningen (13) enn det felles tangentplan for de krummede partier, at brennermunningen (13) er så stor at luftstrømmene gjennom lufttilførselsåpningene (15) over brennermunningen bare når frem til midten av husets indre eller litt lengre, og ved at i tilfelle av en avlang form av brenneren, bunnen sett i lengdesnitt har en fordy„pning på noen grader mot sentrum, dvs. mellom brennerendene, hvor tilføringen av brennstoffet skjer.

2. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at de plane deler av delveggene i den nevnte skillevegg (18) strekker seg med en vinkel på mellom 30-48° i forhold til symmetriaksen.

3. Brenner ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at buen til de krummede deler av delveggene i den nevnte skillevegg (18) strekker seg over 80-110°.

4. Brenner ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den plane del av delveggene i den nevnte skillevegg (18) strekker seg med en vinkel på 40° i forhold til symmetriaksen, og at buen til de krummede deler av delveggene er 90°.

5. Brenner ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det ved den nedre side av skilleveggen (18) er anordnet utligningsslisser der hvor skilleveggen er opplagret på sideveggene.