NO156185B - Forgassingsoljebrenner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en oljebrenner som anført i kravenes innledninger.

Slike oljebrennere har den fordel at det oppnås full-stendig, stoikiometrisk forbrenning uten sotdannelse, og at optimal forbrenning i det store og hele er uavhengig av kjele-kammerets størrelse hvori brenneren er montert. Erfaring har vist at støyutviklingen er avhengig av utformingen av kammeret og/eller brenneren. Reduksjon av støyutvikling er spe-sielt viktig ved installasjon i privathus.

Det er et mål for oppfinnelsen å redusere støyutvikl-ingen ved eller i forbindelse med en oljebrenner av den foran-nevnte type.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

Eksempelvis beskrives flere utførelser av en oljebrenner ifølge oppfinnelsen på grunnlag av tegningene hvor figur 1 skjematisk viser et lengdesnitt av en utførelse av oljebrenneren, figur 2 viser et lengdesnitt tilsvarende figur 1 av en annen utførelse med to typer blandingsrør, et over og et under en horisontal senterlinje og figur 3 og 4 viser tverrsnitt langs III-III på figur 1 og alternative utførelser av inntakene for olje og luft som er ulike de som er vist på figur 1 og 2, idet figur 3 viser to forskjellige utforminger av inntaket, en på hver side av en vertikal senterlinje.

(Henholdsvis figur 3a og 3b).

Brenneren 2 på figur 1 og 2 danner et kammer 4 hvori

et trykkforstøvingsmunnstykke 6 holdes av en munnstykkefor-bindelse 8..' Olje tilføres munnstykkeforbindelsen 8 av en oljepumpe 10 som drives av en elektrisk motor 12 som også driver en rotor 14 i en ventilator. Pumpen 10 leverer oljen gjennom en stengeventil til munnstykkeforbindelsen 8 og for-støvingsmunnstykket 6. Ventilatoren 14 leverer luft gjennom en kanal 20 til kammeret 4 gjennom en stengeventil 22 med en klaff 24 som er innstillbar med en motor 26. En holder 28

er monstert på munnstykkeforbindelsen 8 og bærer et par elek-troder 30 som er forbundet med en tenntrafo 32. En vegg 34 som strekker seg på tvers av kammeret 4 og har en åpning 36, er anordnet i en avstand L3 i strømningsretningen etter mun-ningen av forstøvingsmunnstykket 6. Åpningen 36 har et sir-

kelformet tverrsnitt og er anordet koaksialt til forstøvings-munnstykket 6. Et blanderør 38 (figur 1) eller 138 (figur 2) er anordnet koaksialt til og i strømningsretningen etter åpningen 36 og er sammenhengende med eller festet til veggen 34. Blanderøret 38 eller 138 er anordnet koaksialt i et i det vesentlige sylindrisk flammerør 42 hvor den i strømningsret-ningen første ende er lufttett festet til eller sammenhengende med veggen 34.

På figur 1 er blanderøret 38 festet til veggen 34 ved hjelp av støttearmer 40 slik at den i strømningsretningen første ende 41 av blanderøret 38 er anordnet i en avstand L4 fra veggen 38. Avstanden mellom den første ende 41 i blande-røret 38 og veggen 34 danner en passasje 35 som utgjør forbindelse fra rommet mellom flammerøret 42 og blanderøret 38 inn til blanderørets 38 indre. Forbrenningsgasser bak blande-røret 38 resirkulerer mellom flammerøret 4 2 og blanderøret 38 gjennom passasjen 35, inn til blanderøret 38.

På figur 2 ligger den første ende av de to viste utforminger av blanderøret 138 an mot veggen 34 og er festet til eller sammenhengende med veggen 34. Det er sørget for resirkulasjon av forbrenningsgassene på figur 2 ved perforeringer i et i strømningsretningen første parti av den periferiske vegg ved hver type blanderør 138, slik det beskrives i det etterfølgende.

I henhold til figur 1 og 2, er diameteren D2 i flamme-røret 4 2 i det vesentlige mellom 2,0 og 2,5 ganger diameteren Djl i blanderøret 38 eller 138. Flammerørets 42 lengde L2 er minst to ganger flammerørets diameter D2, eksempelvis 2,5 ganger diameteren. Denne lengde er nødvendig for å sikre at flammen som dannes i strømningsretningen i blanderøret 38 eller 138, får kontakt med flammerørets indre vegg før den når flammerørets åpne ende. På denne måte lukker flammefron-ten flammerørets åpne ende. Dette er kravet for stabil resirkulasjon av forbrenningsgassene på utsiden av blanderøret fra den siste ende av blanderøret 38 eller 138 til dettes første ende.

Resirkulasjon av forbrenningsgassene fremmes videre ved at luft som strømmer gjennom åpningen 36, danner et redu-sert trykk i passasjen 35 (figur 1) og i perforeringene i det første parti av hver type blanderør 138 (figur 2) slik at forbrenningsgasser trekkes tilbake og resirkulerer på utsiden av blanderøret. For ikke å hemme forbrenningsgassenes resirkulering, må nødvendigvis tverrsnittet av luftstrømmen gjennom åpningen 36 være mindre enn blanderørets 38 eller 138 diameter D^. Veggen 34 danner en innsnevring av luftstrømmen bak åpningen 36, slik at diameteren av luftstrømningens tverrsnitt gjennom åpningen 36 vil være mindre enn diameteren D-^

i blanderøret når åpningen 36 og blanderøret 38 eller 138 har tilnærmet samme diameter. Derav følger at luftstrømmens diameter vil være mindre enn diameteren D^ i blanderøret når åpningen 36 har en mindre diameter enn D-^.

Brenneren 2 på figur 1 og 2 har også en ioniserings-sonde* 44 som rager inn i flammerøret så langt som flammesonen og på kjent måte er forbundet med en styringsanordning 46 som avstenger oljetilførselen ved å lukke stengeventilen 18 og stoppe motoren 12 når flammen slukkes.

Ved utførelsen på figur 1 er blanderørets 38 periferiske vegg perforert langs et parti 3 7 av dets i strømningsret-ningen første lengde fra blanderørets siste ende 39. Blande-rørets 38 periferiske veggs resterende parti, som har en lengde Lø, er ikke perforert. Denne lengde Lg er mindre enn 2/3 av blanderørets diameter D]_. Prinsipielt kunne blanderøret 38 være perforert langs hele den periferiske veggs lengde. Prø-ver har imidlertid vist at sot avleires i tidens løp i det parti som ligger nær den radiale passasje 35 dersom det benyttes et blanderør som er perforert over hele lengden. Denne sotavleiring kan unngås ved at blanderøret har et ikke perforert parti med lengden Lq.

Som vist på figur 2 strekker hver type blanderør 138 seg fra veggen 34 og har perforeringer i det første parti av den periferiske vegg som beskrevet ovenfor, idet det i strøm-ningsretningen første perforerte parti har en lengde L^ og er anordnet ved veggen 34. Perforeringene i det første parti danner forbindelse fra rommet mellom flammerøret 42 bg blande-røret 138 for resirkulasjon. Perforeringene i det første parti tilsvarer derfor passasjen 35 som beskrevet til figur 1. Hver type blanderør 138 som er vist på figur 2, har et parti av dets periferiske vegg perforert langs' en lengde fra dettes siste ende på en tilsvarende måte som det perforerte parti 37

i blanderøret 38, som er beskrevet i henhold til figur 1.

I tillegg har hver type blanderør 138 et ytterligere parti

av dets periferiske vegg, nær ved og etter det første perforerte parti, som ikke er perforert og står i forbindelse med det ikke perforerte parti i blanderøret 38 som er beskrevet i henhold til figur 1. Det ikke perforerte parti av blanderøret 138 har en lengde Lq som er mindre enn 2/3 av diameteren D^ i blanderøret 138.

Blanderøret 138 av den type som er vist under den horisontale senterlinje på figur 2, har sylindrisk tverrsnitt over hele lengden, mens blanderørets 138 første parti 139 i strømningsretningen, som er vist over den horisontale senterlinje, er koniske og konvergerer bort fra veggen 34. Vinkelen i det koniske første parti 139 av den type som er vist, er 90°, selv om andre vinkler kan benyttes i det koniske parti. Summen av arealet med perforeringer i det første parti av hver type blanderør 138 er så stort at det tillater resirkulasjon av en tilstrekkelig del av forbrenningsgassene.

Ved bruk av et kjent blanderør som ikke er perforert over hele dets lengde, ville optimale forbrenningsbetingelser oppnås hvor totallengden L^ +L4 av blanderøret er tilnærmet 1,4 til 2,5 ganger dets diameter. Til og med en total lengde Li<+>L4 som er én ganger diameteren, kan fremdeles levere til-fredsstillende resultater. Når det imidlertid benyttes et perforert blanderør 38 eller 138, slik det er beskrevet foran i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er det hensikts-messig å utføre blanderørets lengde Li tilnærmet 60% til 80& større enn i et blanderør som ikke har perforeringer over lengden L^.

Gode resultater oppnås ved bruk av et blanderør 38 eller 138 med en diameter D-^ på 35 mm og et i strømningsret-ningen siste parti av dets periferiske vegg perforert, s)l ik det er beskrevet ovenfor, med runde hull med en diameter på 2 mm, idet avstanden mellom nærliggende hull er 4 mm. De rundé hulls diameter kan. varieres mellom 4% og 10% av blande-rørets 38 eller 138 diameter ved dettes siste ende. Størrel-sen av arealet med perforeringer er valgt slik at gassving-ninger kan oppstår på tvers av flammerørets 42 akse og trenge gjennom perforeringene inn i blanderøret 38 eller 13 8, mens blanderøret i det vesentlige tjener som et ikke perforert rør overfor luftstrømmen som strømmer gjennom åpningen 36 og oljen som slippes ut fra munnstykket 6 og trenger gjennom åpningen 36. For at blanderøret 38 eller 138 skal virke i det vesentlige som et ikke perforert rør, er størrelsen av summen av perforeringenes areal i det siste parti mellom 20% og 50% av av dette siste partis totale overflateareal. Blanderøret 38 eller 138 har et spesifikt strålingsareal for å sikre fordamp-ing av oljen før den kommer inn i flammesonen. Strålingsare-alet bestemmer ytterligere størrelsen av perforeringsarealet.

I henhold til figur 1 og 2 har flammerøret 42 ved blanderørets 38, 138 siste ende 39 i strømningsretningen, flere hull 43 som medvirker til en reduksjon av støyutviklin-gen. Et flammerør med diameter 75 mm har fortrinnsvis seks til åtte hull, hver med en diameter mellom 8 og 10 mm, anordnet i avstand rundt flammerørets omkrets.

Med en oljebrenner ifølge den foreliggende oppfinnelse, oppnås en vesentlig reduksjon av støy, især med frekvenser under 500 Hz, som som betraktes å være de mest forstyrrende. Ved bruk av en oljebrenner med et perforert blanderør som beskrevet, er det sammenlignet med bruk av en oljebrenner med et kjent ikke perforert blanderør, mulig å redusere støy-nivået med 4 dBA 1 m foran brenneren og 1 m over gulvet i kjelerommet.

En reduksjon av støy kan også oppnås ved å utforme flere separate luftåpninger som er anordnet i en sirkel rundt en senteråpning i veggen 34, istedenfor den ene åpning 36 i veggen 34, idet hver av de mange åpninger er mindre enn den ene åpning 36. De mange luftåpninger fører til en økning av luftstrømmens areal som kommer inn i blanderøret og dermed til en gunstigere luftsvinging. En slik bruk er vist på figur 3. På figur 3 er en senteråpning 136 utformet i veggen 34, olje strømmer inn i blanderøret 38 via munnstykket 6 gjennom åpningen 136. Flere adskilte luftåpninger 137 er utformet i veggen 34 og er anordnet i en sirkel rundt senteråpningen 136. Sirkelen med åpninger 137 er anordnet innenfor en projeksjon på veggen 34 av blanderørets 38 indre tverrsnitt. Figur 3 viser to forskjellige typer adskilte luftåpningér 137. Åpningene 137 på figur 3b har et sirkeltverrsnitt og åpningen 137 på figur 3a er lengre i radial retning av blanderøret enn i omkretsretningen. Åpningen 137 på figur 3a kan alternativt ha et i det vesentlige trapesformet tverrsnitt. Åpn-ingenes 137 tverrsnitt på figur 3a gir et større totalt tverrsnitt innenfor det tilgjengelige begrensede område, enn åpningene 137 på figur 3b med sirkelformet tverrsnitt.

Åpningene 137 kan istedenfor å være anordnet på en felles delingssirkel som på figur 3, alternativt være anordnet på to felles delingssirkler som på figur 4. På figur 4 har åpningene 137 sirkulære tverrsnitt og alternative åpninger 137 er anordnet på forskjellige delingssirkler.

Ved bruk av en oljebrenner med flere adskilte åpninger 137 og en senteråpning 136 i veggen 134 istedenfor en oljebrenner med en enkel åpning 36 i veggen, og med blanderøret i begge tilfelle ikke perforert, er det mulig å redusere støy-nivået med tilnærmet 4,5 dBA i røkrøret bak oljebrenneren og tilnærmet med 3 dBA 1 m foran brenneren og 1 m over gulvet i kjelerommet hvor kjelen som er tilkoblet oljebrenneren er installert.

Prøver har vist at anordningen av det perforerte blande-røret i henhold til foreliggende oppfinnelse og de mange åpninger 137 og senteråpningen 136 i veggen 34 virker kumulerende og det oppnås derfor en god reduksjon av støy ved å benytte disse i en oljebrenner. På denne måte kan det oppnås en reduksjon av støynivået på tilnærmet 6 dBA i røkrøret bak oljebrenneren og tilnærmet 5 dBA 1 m foran brenneren og 1 m over gulvet i kjelerommet.

Claims (10)

1. Oljebrenner for forgasset olje, med en oljeforstøv-ingsanordning (6), en denne omgivende tilførselskanal (4) for forbrenningsluft, en nedstrøms for oljeforstøvingsan-ordningens uttak anordnet vegg (34) med en koaksialt til oljeforstøvingsanordningen anordnet åpning (36), et koaksialt til åpningen, nedstrøms for denne anordnet, i det vesentlige sylindrisk blanderør (38, 138) hvis tverrsnittsflate er større enn veggåpningens tverrsnittsflate, en radial passasje (35) ved blanderørets oppstrøms ende, grensende til veggen, og et i det vesentlige sylindrisk flamme-rør (42) hvis oppstrøms liggende ende er tett forbundet med den av veggen dannede endevegg av tilførselskanalen (4) for forbrenningsluft hvori blanderøret er anordnet i det vesentlige fritt koaksialt liggende, idet flammerøret (42) har en diameter (D2) som er 2 - 2,5 ganger blanderørets diameter (D-^) og en lengde som minst er 2 ganger flammerørets diameter, KARAKTERISERT VED at åpningen i veggen omfatter en midtre åpning (136) og omkring denne flere ytterligere åpninger (137) i en flate som tilsvarer tverrsnittet av blan-derørets (38) lysåpning.

2. Oljebrenner ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at blanderøret (38) har perforeringer i det minste over et område som grenser til nedstrømsenden (39).

3. Oljebrenner ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at blanderøret (38) som grenser til passasjen (35) mellom blanderøret og veggen (34), er utført med hel vegg over en lengde (Lø) som er mindre enn 2/3 av blanderørets diameter (Dj_) , og at den del som strekker seg herfra og nedstrøms er perforert.

4. Oljebrenner ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at det til veggen (34) festede blanderør (138) også er perforert i den radiale passasje (35).

5. Oljebrenner ifølge krav 1-4, KARAKTERISERT VED at blanderørets (138) til veggen (34) grensende, perforerte parti (L4), er utformet konisk divergerende mot veggen.

6. Oljebrenner ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at det koniske parti (135) er utformet med en konusvinkel på omkring 90°.

7. Oljebrenner ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at den perforerte flate i blanderørets (38, 138) nedstrøms anordnede perforerte parti (37) i dette område utgjør mellom 20 og 50% av rørflaten.

8. Oljebrenner ifølge krav 3, 7, KARAKTERISERT VED at hulldiameteren i det nedstrøms anordnede perforerte parti (37) av blanderøret (38, 138) utgjør 4 - 10% av blanderørets diameter (D^).

9. Oljebrenner ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at veggåpningens ytterligere åpninger (137) har i det vesentlige runde tverrsnitt.

10. Oljebrenner ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at veggåpningens ytterligere åpninger (137') har i radial retning utstrukket tverrsnitt.