NO783162L - Gjennnomloepsvarmer for drift med flytende brennstoff - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en gjennomløpsvarmer av det slag som er angitt i hovedkravet.

Fra tysk utlegningsskrift 1.454.684 er det kjent en gjennomløpsvarmer hvor brenneren er plassert i den øvre endesone av et sylinderformet brennkammer som står med vertikal lengdeakse. Brenngassen som kommer ut av brennkammeret ved un-derkanten, blir avbøyd i avbøyningsrommet omtrent 180° og der-etter ført inn i ringrommet mellom kammerkappen og den ytre vegg, hvori varmeveksleren, som fortrinnsvis er utformet som dobbeltgjenget, skruelinjeformet rørslange, befinner seg. Omtrent på høyde med brennerén er det vanligvis tilkoblet en avgassledning, gjennom hvilken avgassene blir ført inn i f.eks.

en skorstein.

Oppfinnelsen har til oppgave å skape et brenneranlegg for en gjennomløpsvarmer, som avgir størst mulig ytelse a§ minst mulig plass og som er uavhengig av ytre påvirkninger, særlig den aktuelle vindretning, spesielt når beenneranlegget skal kunne brukes på kjøretøyer og fartøyer. Avgassrørec må ha minst mulig tverrsnitt og kunne plasseres horisontalt eller vertikalt med forskjellige lengder, avhengig av oppbygningen. Det skal særlig oppnås, at de trykkstøt i brennrommet som opp-står ved starten av brenneren, men også eventuelt på grunn av uregelmessig brennstoff-tilførsel, ikke får innflytelse på av-gassøylen i avgassledningen og at en mest mulig laminær strøm-ning av brenngassen kan opprettholdes.

For å lese denne oppgave kan man benytte de trekk som

er angitt i den karakteriserende del av hovedkravet.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen, kan det oppnås en særlig virksom strupesone med enkel oppbygning, der-som det mellom husets innside og kanten av avbøyningsbunnen er anordnet en spalte på få tiendedels millimeter. Varmeveksleren, som er utformet som skruelinjeformet rørslange, dekker gitter-formet avgasskanalen som er koplet til huset, og danner derved en aperiodisk dempning for det svingningssystem som ellers ville være tilstede mellom avgassrøret og brennkammeret og det avbøyningsrom for brenngassene, som slutter seg umiddelbart til dette og som danner et andre svingerom. Det svingerom som ligger mellom husets endevegg og avbøyningsbunnen er istand til å suge opp og absorbere trykkstøt som forårsakes av brenneren henholdsvis brennerflammen, slik at disse ikke kan virke på avgassøylen.

Ytterligere utforminger og hensiktsmessige trekk ved oppfinnelsen går fram av underkravene og dessuten av den etter-følgende beskrivelse av et utførelseseksempel som er vist i tegningen. I denne viser: fig. 1 en gjennomløpsvarmer ifølge oppfinnelsen i vertikalt langssnitt og delvis skjematisk gjengivelse,

fig. 2 viser et likeledes sterkt skjematisert langssnitt,

fig. 3 viser en forenklet illustrasjon som skal forkla-re virkemåten til svingerommet (V3), mens

fig. 4 viser i forstørret målestokk en forvarmeanordning for brennstoffet, som ligger ved punktet markert med X

i fig. 1.

Den viste gjennomløpsvarmer er beregnet for drift med mineralolje og den har en viftebrenner 1 som rager inn i et sylinderformet brennkammer ved dets øvre endesone, idet brenngassene 3 forlater brenneren 1 rotasjonssymmetrisk til brennkammeret langs aksen. Dette er åpent ved sin nedre endeside og blir begrenset av en kammerkappe 4 i radial retning. Koaksialt med kammerkappen 4 er det anordnet en ytre husvegg 6 i radial avstand fra kammerkappen. I det ringrom 7 som befinner seg mellom kammerkappen 4 og husveggen 6 er det anordnet en rør-slange 8 som i sitt nedre område er utformet som dobbeltspiral og som virker som varmeveksler, gjennom hvilken det strømmer vann fra en innløpsstuss 9 og et tilførselsrør 10, idet dette vannet tjener som varmebærer for et ellers ikke vist varmesys-tem og blir transportert av en likeledes ikke vist sirkulasjons-pumpe. Vannet strømmer gjennom rørslangen 8, blir oppvarmet ved sitt gjennomløp og forlater rørslangen 8 over en forvarrae-anordning som er antydet ved X i fig. 1, hvilken er vist nærmere i detalj i fig. 4. Varmvannet blir herunder ført inn i et avløpsrør 11 og forlater det viste brenneranlegg gjennom en avløpsstuss 12.

De brenn- og avgasser som dannes av brenneren 1 strøm-mer gjennom ringrommet 7 og gir herunder storparten av sin var-me bort til vannet som strømmer gjennom rørslangen 8. Omtrent på høyde med brenneren 1 er det i husveggen 6 anbragt en ikke nærmere betegnet utløpsåpning for avgassene 13, som blir ført ut av brenneranlegget gjennom en avgassledning 14 som med hen-syn til diameter og lengde er tilpasset de aktuelle behov.

For å oppnå en miljøvennlig forbrenning er det nødvendig, at brenngassene henholdsvis avgassene som forlater brenneren 1 blir minst mulig forstyrret i sin laminære strømning. Det er imidlertid ikke til å unngå, at det ved starten av brenneranlegget og også av og til på grunn av uregelmessig brennstoff-tilførsel, f.eks. forårsaket av dampblærer i oljen, bygges opp korte trykkstøt av brenneren henholdsvis brennerflammen. Disse bør ikke nå over i avgassledningen. Av denne grunn er det mellom den ytre endevegg i huset og brennkammerets to nedre, åpne endesider anordnet en avbøyningsbunn 16 som forløper på tvers av brennkammeraksen i liten aksial avstand fra endeveggen 15, hvilken på den ene side begrenser det avbøyningsrom 17 som slutter seg til brennkammeret 2, samtidig som den etterlater et rom 18 overfor endeveggen 15, hvilket virker som utsugningsresonator.

For å vise dette klarere er i fig. 2 er brennkammerets

2 indre rom, som virker som første lydrom betegnet med VI. Dette slutter seg nedover til et andre lydrom V2, hvilket dannes av det tidligere nevnte avbøyningsrom 17 og det ringrom 7 som slutter seg til dette oppover. Det rom 18 som befinner seg under avbøyningsbunnen 16 er i fig. 2 og fig. 3 betegnet med V3. Dette rom V3 er på den måte som framgår av fig. 3 forbundet med de to første lydrom VI og V2 over en dempningskanal 20. Denne dempningskanal 20 danner en strupesone, gjennom hvilken det kan skje en strømning i pilens 21 retning, idet en trykk-bølge blir sterkt redusert etter innstrømningsstedet 22 i svingningsrommet 18 henholdsvis V3, slik at det i motsatt retning i praksis ikke kan skje noen strømning.

I det viste utførelseseksempel er det for å oppnå en slik strupesone som er antydet ved 20 i fig. 3 dannet en ring-spalte 24 med en radial bredde på få tiendels millimeter, i utførelseseksemplet omtrent 0,5 mm, mellom innsiden av hus-veggens 6 og kanten av avbøyningsbunnen 16. Den aksiale dybde på svingningsrommet 18 er herunder i det minste tilnærmet av-stemt på resonnans med de to lydrom VI, dvs. brennkammervolum-et, og volumet V2 til det andre lydrom, hvilket dannes av ringrommet 7 og avbøyningsrommet 17. Den nødvendige utkobling av avgassledningen 14 blir oppnådd av rørslangen 8 i ringrommet 7, idet denne dekker utløpsåpningen for avgasser 13 ytter-aktig.

Ved hjelp av avbøyningsbunnen 16 blir det oppnådd ikke bare en aperiodisk kobling og avstemning av svingningsrommet 18 som virker som utsugningsresonator. Avbøyningsbunnen 16 tjener dessuten samtidig som strålingsbeskyttelse for husets endevegg 15 som den ligger i aksial avstand fra. Dessuten virker avbøyningsbunnen 16 som kondensatfordamper, særlig under startforløpet og under oppvarmingsfasen, da varmeveksleren blir gjennomstrømmet av kaldt, uoppvarmet vann.

For å oppnå en strømnihgsgunstig, praktisk turbulensfri avbøyning av brenngassene 3 i avbøyningssonen 17, er det i midten av avbøyningsbunnen 16 anordnet en kjegleformet forhøy-ning 25, hvis avrundete spiss er rettet mot brenneren 1. Inn i denne forhøyning griper det fra undersiden en støttestav 26, som hviler mot husets endevegg 15.

For å spare brennstoff er det viste utførelseseksempel innrettet slik, at oljen som strømmer til brenneren 1 har en jevn temperatur, hvorved en tilfredsstillende forbrenning sik-res og følgelig en betydelig brennstoffinnsparing oppnås. For dette formål er den forvarmeanordning som i fig. 1 er betegnet med X og som er vist nærmere i fig. 4, anbragt. Brennstoffet, som fra en tank 27 gjennom et utsugningsrør 28 suges opp av brenneren 1, når over en tilførselsesledning 29 en forvarmeanordning, som inneholder en varmespiral 30 som ligger tett rundt avløpsrøret 11 for varmt vann. Denne spiral består av et kob- berrør som er viklet i flere vindinger på avløpsrøret 11 og er varmeledende forbundet med dette, f.eks. ved lodding. Oet kalde brennstoffet strømmer til varmespiralen 30 gjennom en strupning 31, som dannes av en ring som er innskjøvet i varme-spiralrøret og innsnevrer gjennomløpstverrsnittet til denne. Etter gjennomstrømningen gjennom vindingene i varmespiralen 30 når det oppvarmete brennstoff en tilførselsesledning 33 som er direkte forbundet med brenneren 1 og som står i direkte varmeledende forbindelse med en oljetermostat 34. Denne kan på kjent måte være utformet som vokstermostat eller som bimetall-termostat og står over en leddstang 35 i forbindelse med regu-leringsorganet 36 til en ventil 37 som kan være utformet som haneventil eller membranventil og er anordnet i en parallell-ledning 38 til varmespiral 30. Når varmvannet som strømmer gjennom rørslangens 8 avløpsrør 11 ved varmeveksling har oppvarmet brennstoffet som flyter gjennom varmespiral 30 til 20°*blir ventilen 57 åpnet så my© av termostaten 34, at det ved blanding av den oppvarmete delstrøm fra varmespiralen med den delstrøm som flyter inn i tilførselstfedningen direkte over ventilen 37, oppretteholdes en brennstofftemperatur i tilførsels-ledningen 33 på omtrent 25°C. ;For at brennstoffet skal nå den ønskete temperatur på omtrent 25°C hurtigst mulig ved starten av brenneren fra kald tilstand, også når det vann som strømmer gjennom varmespiral 30 enda ikke har nådd denne temperatur, er det i det viste ut* førelseseksempel koplet inn en elektrisk varmeanordning 40 i en andre tilførselsledning 41 til brenneren 1. Den elektriske varmeanordningen 40 blir imidlertid koplet til et ikke vist strømforsyningsnett inntil en forvarmertermostat som er antydet ved 42 reagerer. Straks brenneren 1 er i drift og kan leve-re varmtvann med tilstrekkelig høy temperatur, f.eks. minst 30°C, forblir den elektriske varmespiral utkoplet og den forvarmeanordning som er vist i fig. 4 blir nyttet for oppvarm-ing av brennstoffet i

I fig. 1 er det ved 43 antydet et glyserinmanometer, som er plassert på innløpsstussen 9. Bak innløpsstussen 9 fin-nes en forgrening fra et blandebatteri 44 som er termostatisk regulert og står i forbindelse med en flerveisventil 45 i av- løpsrøret 31. Denne ventil samarbeider med reléet 46 til en totrinns termostat, som i et første trinn holder brenneren på f«eks. 60 000 varmeenheter og i et andre brennertrinn på 90 000 varmeenheter. Ved siden av denne automatiske innstilling av utgangstemperaturen, som kan avleses av et termometer 47, kan det også skje en innstilling av denne temperaturen for hånd ved hjelp av et håndtak 48 på en treveis-kuleventil 49. Med ventilen 49 kan det opprettes en direkte forbindelse mellom innløpsstussen 9 og avløpsstussen 12, slik at mengden av tilblandet kaldtvann kan innstilles.

I fig. 1 er det dessuten anordnet to strømningsbrytere 50 og 51, for en ytelse på f.eks. 500 l/h henholdsvis 1200 l/h.

Den særlige fordel ved den beskrevne gjennomløpsvarmer består i at den under alle aktuelle driftsbetingelser har en god brennstofføkonomi, at den på grunn av den elektriske for-varming av brennstoffet hurtig når sin optimale driftstilstand etter start fra kald tilstand og at brennstofftemperaturen da holdes automatisk konstant, idet varmen som kreves for oppvar-ming av brennstoffet etter starten av forbrenningen for å spare elektrisk energi kan hentes ut av det oppvarmete varmtvannet.

Claims (7)

1. Gjennomløpsvarmer for drift med flytende brennstoff, særlig mineralolje, med et sylinderformet eller prismatisk brennkammer, som ved en endeside har en viftebrenner og er begrenset av en kammerkappe som er åpen ved den motstående endeside, og med en varmeveksler som omgir brennkammeret, hvilken ligger i ringrommet mellom kammerkappen og en ytre husvegg, idet huset har et avbøyningsrom for brenngassene, hvilket slutter seg til den åpne endeside i brennkammeret og hvilket er begrenset av en avbøyningsbunn som forløpet på tvers av brennkammeraksen, karakterisert ved at det i aksial avstand fra avbøyningsbunnen (16) er anordnet en ytre endevegg (15) i huset, som sammen med avbøyningsbunnen og husveggen (6) omslutter et svingningsrom (18) som virker som utblåsnings-resonator (V3) og som er forbundet med avbøyningsrommet (V2) 17) gjennom en akustisk-pneuroatisk strupesone (20, 24).

2. Gjennomløpsvarmer i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det for dannelsen åv strupesonen (20) er anordnet en spalte (24) på få Méndedels millimeter mellom innsiden av husveggen (6) og kanten av avbøyningsbunnen (16).

3. Gjennomløpsvarmer i samsvar med krav 2, karakterisert ved at avbøyningsbunnen (16) i sitt sentrale område er forsynt med en forhøyning (25) som er rettet mot brenneren (1).

4« Gjennomløpsvarmer i samsvar med ét av kravene 1-3, karakterisert ved at den omfatter en forvarme-anordnlng (j), hvilken omfatter enV armespiral (30) som er plassert på varmtvannsledningen (11) og er gjennomstrømmet av i det minste en delstrøm av brennstoffet, og parallelt med denne en ventil (37) som er styrt av en termostat (34), slik at det brennstoff som strømmer til brenneren holder en forutbe-stemt foryarmingstemperatur.

5. Gjennomløpsvarmer i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det i en tilstrømningsledning til varmespiralen (30) er anordnet en strupning (31), foran hvilken en forbindelsesledning (38) til ventilen (37) er avgrenet.

6. Gjennomløpsvarmer i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at det for brennerens (1) kald-start er anordnet en elektrisk varmeanordning (40) for brennstoffet.

7. Gjennomløpsvarmer i samsvar med krav 6, karakterisert ved at en forvarmetermostat (42) er forbundet med varmeanordningen (40), idet denne termostaten kopler ut varmeanordningen når en bestemt forvarmetemperatur og/eller en minstetemperatur på varmtvannet som forlater vannvarmeren er nådd.