NO151798B - Olje- og gassbrenner for innbygging i kjeler for utvikling av varme og damp - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en brenner av den type som kan benyttes med olje alene, slik den er beskrevet i innledningen til patentkrav 1. Slike brennere som er beskrevet i DE 2 700 671, DE 2 751 524 og i bruksmønsteret DE 7 919 481, utmerker seg ved enkel oppbygning, en høy driftssikkerhet og en god for-brenning.

Oppfinnelsen tar sikte på å utvikle en brenner av den type som er beskrevet i innledningen til krav 1 og som under bibehold av de foreliggende deler med minst mulig behov for ytterligere deler, valgfritt kan drives med olje eller gass uten at det vil være nødvendig å utbytte konstruksjonsdeler ved omstillingen fra en driftstype til en annen driftstype.

Denne oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved de kar-akteriserende trekk som fremgår av patentkravet. Fortrinns-vise og hensiktsmessige utforminger er omtalt i underkravene. Med de konstruksjonsdeler som gjør det mulig med en valgfri drift med olje eller gass som brennstoff, kan også rene gassbrennere fremstilles. Dermed forenkles fremstillingen og lag-erføringen av rene oljebrennere, kombinerte olje-og gassbrennere og rene gassbrennere betydelig.

Oppfinnelsen er eksempelvis vist på tegningen og omtales i det etterfølgende på grunnlag av tegningen hvor figur 1 viser et lengdesnitt gjennom de vesentlige deler i en brenner i henhold til oppfinnelsen, figur 2 viser et snitt langs linjen II-II på figur 1, figur 3-5 viser delsnitt av ytterligere utforminger av gassinnstrømningsåpningen ved den indre omkrets i det ringformede gasstilførselskammer, figur 6 viser et snitt langs linjen VI-VI på figur 1 med en utforming av blenderen med en flerhulls-blenderåpning og figur 7 viser et snitt langs linjen VI-VI på figur 1 med to utforminger av blenderen med blenderåpninger med en tannet, hhv. siksakformet kant.

01jebrenneren slik den er vist på figur 1 og 2 tilsvarer i sin grunnoppbygning kjente oljebrennere slik de er vist og1 beskrevet i DE 2 700 671 og DE 2 751 524 og bruks-mønsteret DE 7 919 481.

Den viste brenner har et generelt med 2 betegnet hus som omslutter et lufttilførselskammer 4, i hvilket luft transporteres av en vifte som er anordnet fi et ovenfor anordnet viftekammer 6. Huset 2 omfatter et tilslutningsrør 8 i hvilket et brennrør 10 er innsatt, som med en ytre flens 12 via en'tetning 14 ligger an mot en indre flens 16 av tilslut-ningsrøret 8. Ved brennrørets 10 ende er en oljestengeflens 18 anordnet fast forbundet med flensen 12 for å holde tilbake mulig dryppende olje i brennrøret 10. Koaksialt i tilslut-ningsrøret 8 er anordnet et oljetilføringsrør 20 som i sin bakre ende har et rør 22 om hvilket en trykkfjær 24 er anordnet som på den ene side støtter seg mot oljetilførselsrørets 20 ende og på den annen side mot en trykkskive 26 i en åpning 28 i huset. Foran i oljetilførselsrøret 20 er trykkforstøv-ningsdysen 30 innskrudd. Røret 22 kan være oljetilførsels-ledningen. Ved anordning av en oljeforvarmer kan strømtil-førselen for forvarmeelementet være ført gjennom dette rør. Oljen tilføres derved gjennom en egen ledning 32 som er anordnet på siden av oljetilførselsrøret 20 og som er vist på figur 1, og føres gjennom en ytterligere boring i den bakre vegg 34 i huset.

01jetilførselsrøret 20 bæres av en ring 36 som via støtteben 38 er festet til en plateformet blender 40 som er utformet i det vesentlige plan og ved sin kant ligger an mot det midtre områdes plan. Denne avsats 4 2 ved omkretsen av den sirkelformede skive, tjener til sentrering av en tetning 44 med hvilken blenderen 40 er tettet mot sin omkrets slik at det her ikke kan trenge gjennom luft.

En blenderåpning 46 er anordnet sentrisk i blenderen 40 og ligger dermed også konsentrisk i forhold til trykk-forstøverdysen 30. Blenderåpningen 46 er den eneste gjennom-føring for forbrenningsluften. Blenderåpningens 46 diameter er avhengig av den enkelte brenners nominelle gjennomstrøm-ningsmengde, som bestemmer forbrenningsluftens andel. For tenning er et tennelektrodepar 52 anordnet, som er førtgjen-nom blenderen 40. Videre er en ionisasjonselektrode 54 anordnet, som likeledes er ført gjennom blenderen.

Tennelektrodene 52 ligger med sine spisser foran et blanderør 48. Denne oppbygning tilsvarer bruksmønsteret DE 7 919 481. Tennelektrodene kan imidlertid også være anordnet i blenderåpningens 46 område, slik det er vist og beskrevet i DE 2 700 671.

Den beskrevne brenner har ellers på vanlig måte en drivmotor for viftehjulet, som vanligvis samtidig driver olje-trykkpumpen. Videre er en vanlig fyringsautomat anordnet, samt en tenntransformator. Mellom oljepumpen og forstøver-dysen er fortrinnsvis en magnetventil anordnet.

Viften kan istedet for slik som beskrevet med dyseaksen parallelt med dreieaksen, også være utformet på kjent måte med dreieaksen liggende på tvers av dyseaksen.

Blandingsrøret 4 8 kan være utformet som vist med

hel vegg, det kan imidlertid være gjennomhullet eller på annen måte ha gjennombrudd for å hindre pulsering, eksempelvis i det fremre området, dette nedsetter pulseringen eller hindrer den helt, men hindrer ikke resirkuleringen av varmgassene.

Brennrøret 10 har en lengde som sikrer at brenngass-strømmen nedstrøms fra blanderøret 48 ligger an mot brenn-rørets indre vegg. På denne måte sikres at det i blanderørets område innstiller seg en stabil resirkulering.

For å kunne omstille en med olje drevet brenner av den foran beskrevne kjente type, valgfritt også til gass, er det i henhold til oppfinnelsen anordnet en annen blender'56 nedstrøms fra blenderen 40 i avstand fra' denne og som i sin midte, koaksialt til dysens 30 akse, har en blenderåpning 58. Blenderåpningens 58 diameter D2 er lik eller større enn blenderåpningens 46 diameter Dj_. Også ved ens diameter oppstår imidlertid en ejektorvirkning da luftstrålen vil innsnøre seg bak blenderåpningen 46. Fortrinnsvis har blenderåpningen 58 en diameter D2 som er større enn blenderåpningens 46 diameter D-^. Nedstrøms fra blenderen 46 er blanderøret 48 anordnet koaksialt med blenderåpningen 58 og har et inntakstverrsnitt 50 i den ende som vender mot blenderen, gjennom hvilket varme forbrénningsgasser kan resirkulere fra baksiden av flammefronten som dannes i brennrøret 10.

Istedet for en blenderåpning med et hull,- slik det er vist på tegningen kan det også være anordnet en flérhulls-blenderåpning. Ved flerhulls-blenderåpningen er alltid et blenderhull koaksialt med dysens akse, mens de øvrige blenderhull er anordnet symmetrisk om det sentriske blenderhull. Slike flerhulls-blenderåpninger kan virke fordelaktig meft'1 hensyn til blandingen av luft og gass og flammens stabilitet. De kan også tjene til en senkning av støy, især ved bruk med olje. Slike flerhullsblendere er nærmere beskrevet i DE 2 918 416.

En utførelse av en slik flerhullsblender er vist på figur 6. Blendergjennomføringen har her en midtåpning 146 g-jennom hvilken dysen transporterer oljen. Omkring midtåp-ningen 146 er flere ytterligere . luftgjennomgangsåpninger 148 anordnet, nemlig slik at de ligger innenfor en flate som om-skrives av projeksjonen av blanderørets 48 åpne tverrsnitt, med den omskrevne sirkel . 150. Brennrøret 10 og tilslutnings-røret 8 er antydet på figur 6. De ytre luftgjennomførings-" åpninger 148 har et i radial retning strukket tverrsnitt. Dette tverrsnitt kan eksempelvis ha form av en sammentrykket dråpe slik det er vist på tegningen. Det er imidlertid også mulig å benytte en tilnærmet trapesform.

En ytterligere mulighet for å forbedre blandingen av luft og gass og flammestabiliteten ved driften med en brennbar gass, er vist på figur 7.

Blenderåpningen 4 6 har her_^i kanten radiale fremspring. Disse fremspring kan slik det er vist på figur 7 øverst, være utformet som radialt fremstående tenner 152. Nederst på figur 7 er vist en utforming i form av tagger 154. Tennene, hhv. taggene er her anordnet symmetrisk om blenderåpningens 46 omkrets, dvs. med samme radiale utstrekning og med samme vinkelavstand. Det selvfølgelig også mulig å ut-forme blenderåpningens kant på annen måte med tenner eller tagger.

Blenderen 56 kan på den annen side bestå av en sir-kelformet plate og være i det vesentlige identisk med blenderen 40. Kantene 60 og 62 på de to blendere 40 og 56 er på den viste utførelse ensrettet og tettet mot hverandre via tetningen 44. Blenderens 56 kant 62 ligger an mot brennrørets

10 flens 12 via en tetning 64. Tetningen, hhv. tetningene

44 mellom blendernes 40 og 56 kanter 60 og 62 bestemmer avstanden a mellom de to blendere 40 og 56 og dermed høyden av de ringformede uttak 66 av det mellom de to blendere dannede ringformede kammer 72.

Slik det er vist på figur 2 har blenderen 40 i et plan som er ført i det vesentlige horisontalt gjennom blenderen, to boringer 68 i hvilke gasstilførselsrørenes 70 ender er stukket inn. Rørendene kan derved være festet ved valsing. Rørene 70 strekker seg i det vesentlige parallelt med trykk-forstøverdysens 30 akse gjennom huset. De kan enten være ført sammen i huset og deretter være ført gjennom husets bakre vegg 34 med et eneste uttak, eller slik det er vist på tegningen, begge ført uavhengig av hverandre gjennom husets vegg 34 og på utsiden ha vinkler eller buer 92 og være forbundet via et T-stykke 94 som har en tilkoblingsstuss 96. Denne til-sluttes på vanlig måte en gasstilførselsstrekning fortrinnsvis via en magnetventil.

Med utkoblet oljetilførsel og innkoblet gasstilfør-sel utvikles bak blenderåpningen 46 et undertrykk av den gjen-nomstrømmende luftstrøm, med hvilken gass suges ut av det ringformede kammer 72. Den derved dannede blanding tennesved hjelp av elektrodene 52 og brenner deretter inn i brennrøret 10. Driften overvåkes som ved oljedrift av ionisasjonselektroden 54.

For å kunne gå over fra en driftstype til den annen, er det kun nødvendig å foreta en omkobling, eksempelvis å bytte to for vedkommende driftstype anordnede plugger, slik at en magnetventil for gasstilførsel aktiveres via fyringsautomaten, istedet for en magnetventil for oljetilførsel og omvendt. Ingen konstruksjonsdeler må således skiftes for å kunne overgå fra.en driftstype til en annen. Ved den spesielle konstruk-sjon av brenneren med bak blenderåpningen 46 liggende trykk-forstøvningsdyse 30, sikres at denne også holdes kjølig ved gassdrift ved hjelp av luftstrømmen, slik at det heller ikke ved lengre gassdrift oppstår kracking av olje i dysen. Det er således mulig å overgå direkte fra gassdrift til oljedrift. Som ved den rene forgassingsoljebrenner bestemmes trykket

i tetningene 44 og 64 av fjæren 24. Da disse tetninger ikke

er utsatt for nevneverdig indre trykk er det tilstrekkelig med et relativt lavt trykk slik at det også ved ikke alt for hårde tetninger opprettholdes en definert avstan$ mellom platekantene 60 og 62. Dersom det er nødvendig kan det også være anordnet faste avstandsanordninger, eksempelvis med fra en av platene uttrykte avstandstapper, mot hvilke den annen plate ligger'an.

En annen mulighet til å fastlegge avstanden mellom de to blendere 40 og 56 eksakt, består i å anordne flenser 74 på holdeanordningene for tennelektrodene 52 og ionisasjonselektroden 54, som bestemmer avstanden a og med hvilke samtidig elektrodene kan holdes ved klemming mellom de to blendere.

Blandingsrøret 48 er i den viste utførelse festet til blenderen 56 via sineholdeanordninger 76.

Avstanden a mellom de to blendere 4 0 og 56 som be-grenser det ringformede gasstilførselskammer 72 kan være få millimeter og kan eksempelvis ligge mellom 2 og 4 mm. Sammen med blenderens 56 tykkelse, som kan være 1,5 mm, forandrer de geometriske forhold seg.for forgassingsoljebrenneren kun uvesentlig. I forsøk har det vist seg at driftsverdiene for oljedrift også ved anordning av et ringformet gasstilførsels-kammer kan holdes uten vanskeligheter.

For den beskrevne brenner kan de samme ytelser oppnås for de to driftstyper.

Den beskrevne brenner kan benyttes med forskjellige typer gass i gassdrift, eksempelvis jordgass eller bygass, men også med flytende gass som eksempelvis butan eller propan. Forskjellige varmeverdier kan utlignes ved utforming av gass-innstrømninsåpningen og dermed styring av gassmengden. Det er herfor kun nødvendig å anordne en tilsvarende tilpasset blender 56, hhv. en tilsvarende utformet blandingsenhet, med de to blendere, blandingsrøret 48 og holdeanordningen 36 med hvilke blandingsenheten er festet til dyseanordningen.

Spesielle utforminger av gassinntaksåpningene er vist på figur 3-5 med utførelser som bortsett fra utformingen av den foran beskrevne utførelses gassuttaksåpninger, tilsvarer de på figur 1 og 2.

Ved utførelsen på figur 3 er blenderåpningens 58 kant i blenderen 56 ombøyd oppstrøms slik at ombøyningskantens 82 frie frontside 80 bestemmer høyden b i det ringformede inntakstverrsnitt. Ved denne utførelse kan det for driften med. strømning på tvers oppnås relativt nøyaktige inntakstverrsnitt, slik det eksempelvis er nødvendig ved drifj: med gass under trykk. Ombøyningsringens 82 kant 80 kan derved også ligge an umiddelbart mot blenderens 4 0 idet derved uttak er anordnet i kantéh som sammen med blenderens 40 tilgrensende flate, be-' grenser uttakstverrsnittet.

Ved utførelsen på figur 4 er en ring 84 klemt inn mellom de to blendere, hvis indre diameter er større ennblenderåpningens 46 diameter i blenderen 40. I denne ring 84 er radiale gassuttaksboringer 86 anordnet, slik de er vist på figur 4 over midtlinjen. Denne utførelse egner seg spesielt for drift tverrstrøm med gass under trykk. Boringene kan også, slik det er vist på figur 4 i den nedre halvdel, forløpe med en vinkel CX i forhold til dysens akse, slik at det oppnås en blandet tverrstrøm/likestrømsdrift. Disse bor-ingers uttak kan derved ligge på ringens 84 indre omkrets.

De kan imidlertid være anordnet på en større radius av ringens nedstrømsside.

Ved utførelsen på figur 5 er kanten av blenderens

40 blenderåpning 46 ombøyd så meget, at ombøyningskanten 88

i det minste delvis griper inn i blenderens 56 blenderåpning 58. Derved dannes en koaksial ringspalt 90 fra hvilken gassen strømmer ut i ens strømning med forbrenningsluften.

De foran beskrevne utførelser har den fordel at de to blendere 40 og 56 kan fremstilles av identiske stanseemner.

En utelukkende for drift med gass bestemt brenner, altså en ren gassbrenner kan utføres med de samme konstruk-sjonselementer som den foranbeskrevne oljebrenner og den foran beskrevne kombinerte olje/gassbrenner. Ved den rene gassbrenner er konstruksjonselementene for oljedriften, altså især trykkforstøvningsdysen 30 og oljetilførselen, overflødig. Da ved oljebrenneren og den kombinerte olje/gassbrenner, trykk-forstøvningsdysen påvirker luftstrømmen i blenderåpningen og nedstrøms for denne positivt, er det ved den rene gassbrenner hensiktsmessig å anordnet en tilsvarende anordnet og utformet luftlederanordning. Denne kan som de vanlige trykkforstøv-ningsdyser i handelen ha en kuppel- eller halvkuppelformet ende som grenser an mot blenderåpningen. Enden kan også være utformet som en kjegle eller som en kjegledel, idet kjegle-spissen også kari være avrundet. Også ved denne utforming består fordelen i at forbrenningen av gassen^ foregår i det til brenneren hørende brennrør. Kjelens brennrom er dermed uten innflytelse på forbrenningen. I brennrommet foregår "kun en varmeutveksling mellom den fra brennrøret utstrømmende varme forbrenningsgasser og veggene i brennrommet.

Da det for den rene oljebrenner, brenneren med valgfri olje- og gassdrift og den rene gassbrenner benyttes i det vesentlige de sammen konstruksjonsdeler, kan det ved utforming av en ren gassbrenner i henhold til den foreliggende oppfinn-else oppnås en vesentlig forenkling av fremstillingen og lager-holdet av olje- og gassbrennere.

Claims (13)

1. Brenner for innbygging i kjeler for utvikling av varme og damp,med en ol jeforstøvningsanordning, en foran denne anordnet plateformet blender som har en med oljeforstøvnings-anordningen koaksial et - eller flerhulls blenderåpning som gjennomføring for den forstøvedeolje, idet blenderåpningen samtidig er den eneste gjennomføring for forbrenningsluften, med et blandingsrør anordnet koaksialt nedstrøms for dannelse av et inntakstverrsnitt for den resirkulerende brenngass anordnet i avstand fra blenderen, med en diameter som er større ennblenderåpningens diameter, hhv. enn den sirkel som omslutter disse, og med et brennrør som omgir blandingsrøret koaksialt og har en slik lengde at brenngass-strømningen nedstrøms for blandingsrøret ligger an mot brennrørets indre vegg, karakterisert ved at det nedstrøms for den første plateformede blender (40), i en avstand, er anordnet en annen plateformet blender (56) med en koaksialt til blenderåpningen (46) i den første blender anordnet blenderåpning (58), at de to blendere danner et ringformet kammer (72) for tilførsel av en brenngass og i området ved blenderåpningene har minst en gassuttaksåpning (66, 80, 86, 90) over hvilke gassen trer ut over blenderåpningens omkrets og at blandings-røret (48) er anordnet nedstrøms i avstand fra den annen blender (56) for utforming av inntakstverrsnittet.

2. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at gassuttaksåpningene (66, 80, 86, 90) har en diameter som er større enn blenderåpningens (46) diameter, hhv. sirkelens (150), som omskriver blenderåpningen.

3. Brenner ifølge krav 1-2, karakterisert ved at de to plateformede blendere (40, 56) på deres omkrets har mot et i det vesentlige plant midtre området anlig-gende kanter (60, 62) og er tettet mot hverandre med disse-kanter.

4. Brenner ifølge krav 3, karakterisert ved at avstandsbestemmende tetninger (44) er anordnet mellom kantene (60, 62).

5. Brenner ifølge krav 1, karakterisert v e d at blandingsrøret, (48) er festet til den nedstrøms liggende andre plateformede blender (56).

6. Brenner ifølge krav 1, karakterisert v e d at gasstilførselsledningen har minst et gjennom et luft-førselskammer ført tilførselsrør (70) som med sin ende er festet til/ved en boring (68) i den oppstrøms liggende plateformede blender (40).

7. Brenner ifølge krav 1, karakterisert v e d at blenderåpningen (58) i den nedstrøms anordnede plateformede blender (56) er større enn blenderåpningen (46) i den oppstrøms anordnede plateformede blender (40).

8. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at blenderåpningens kant (82, 88) er ombøyd og danner et ringformet gassuttakstverrsnitt (80, 90) med den annen plateformede blender.

9. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at en ring (84) med gassuttaksåpninger (78, 86) er anordnet mellom de plateformede blender (40, 56).

10. Brenner ifølge krav 9, karakterisert ved at ringen (84) med sin indre diameter flukter med blenderåpningen (46) i den første plateformede blender (40).

11. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at blenderåpningen har en sentral midtre åpning (46) og omkring denne har flere ytterligere luftgjennomførings-åpninger (148) innenfor en flate som omskriver projeksjonen av blandingsrørets (48) lystverrsnitt.

12. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at blenderåpningens (46) kant er utformet tannet eller tagget.

13. Brenner ifølge krav 1 kun for drift med brenngass, karakterisertvedat oljeforstøvninganordningen er erstattet av en i forhold til brennstofftilførselen uvirk-som luftledeanordning med tilnærmet samme ytre form.