SE444361B - Brennarsystem - Google Patents

Description

8202043-9 2 ' alstrande organ, en turbulator, exempelvis i form av ett centrum eller motsvarande med från detta väsentligen radiellt utstickandé blad, vin- gar eller liknande, förefinns anordnat väsentligen vinkelrätt mot för- bränningsrummets längsaxel, vertikala axel och väsentligen parallellt' med nämnda botten, varigenom förbränningsrummet avdelas i ett undre och' ett övre utrymme och varigenom effektiv blandning av luft och bränsleånga uppnås vid passage förbi turbulatorn och där en första väsentligen i om- kretsfied hos förbränningsrummets vägg förlöpande krans av hål eller mot- svarande förefinns för tillförsel av luft till nämnda undre utrymme samt där på motsvarande sätt åtminstone en ytterligare, en andra krans av hål eller motsvarande förefinns för tillförsel av luft till nämnda övre utrym- me.

Brännarsystemet enligt uppfinningen utmärks särskilt av, att tvenne, en första, en övre och en andra, undre, i omkretsled hos förbränningsrummet löpande samt från förbränningsrummets vägg utstickande, ringformiga skivor eller motsvarande förefinns anordnade i anslutning till turbulatorn väsent- 'lígen parallella med samt över resp. under denna och av, att en tredje krans av hål förefinns för tillförsel av luft mellan nämnda ringar, varigenom den sålunda tillförda luften leds radiellt mot turbulatorns centrala partier och härvid effektivt blandas med turbulatorn passerande blandning av bränsle- ånga och luft. I Nedan beskrivs uppfinningen närmare i anslutning till några_utföringsexem- pel samt bifogade ritning, där - fig. l schematiskt visar ett vertikalt centrumsnítt genom en utförings- form av en brännare enligt uppfinningen, - fig. 2 visar en fjärdedel av en utföringsform av en turbulator enligt upp- finningen, - fig. 3 visar, till del i vertikalt snitt, en värmeväxlare för en brännare enligt uppfinningen samt - fig. Å visar värmeväxlare enligt fig. 3 sedd från vänster i fig. 3.

I fig. l betecknas med l mantelytan eller väggen hos ett av brännaren enligt uppfinningen innefattat förbränningsrum, vilket företrädesvis är väsentligen cylindriskt och vid sin ena,"undre, ände 2 innefattar en bot- ten 3 och vid sin andra, nämnda botten motstående, ände Å är öppen. Brän- naren är av förångningstyp och avsedd för flytande_bränsle, såsom diesel- olja eller fotogen. För tillförsel av bränsle till_förbränningsrummet före- finns ett tillopp 5, vilket enligt en föredragen utföringsform är placerat 8202045-9 « centralt vid nämnda botten 3. Med 6 betecknas ett tändorgan, såsom en glöd- spiral 6, anordnad invid väggen l och bottnen 3 och med 7 betecknas en _ invid bottnen 3 anordnad och från tändorganet 6 sig sträckande veke av fö- reträdesvis glasfiber eller motsvarande.fl För tillförsel av luft, utgörande bl.a. förbränningsluft; till förbrän- ningsrummet, förefinns enligt en föredragen utföringsform en mantel 8, vil- ken omger åtminstone förbränningsrummets mantelyta i. Via det mellan man- teln 8 och mantelytan l utbildande utrymmet 9 är luft avsedd att tillföras 'såsøm närmare berörs senare.

Med l0 betecknas i fig. l och 2 ett turbulensalstrande organ, en turbulator, enligt uppfinningen innefattande från ett skivforat centrum ll eller mot- svarande utstickande vingar 12, blad l2 eller motsvarande. Företrädesvis är bladen l2 vridet utformade så att bladets plan sammanfaller med nämnda centrums ll plan invid nämnda centrum och bildar c:a Hfiozs vinkel med nämnda centrums plan invid väggen l, dit bladen sträcker sig. Turbulatorn l0 är an- ordnad väsentligen vinkelrätt mot förbränningsrummets längsaxel, vertikala adel och väsentligen parallellt med bottnen 3, varigenom förbränningsrum_ met avdelas i ett undre l3 och ett övre lb utrymme och varigenom effektiv iblandning av luft och bränsleånga uppnås vid passage från nämnda undre lß uzrymme.till nämnda övre lå.

Enligt uppfinningen förefinns åtminstone tvenne väsentligen i omkretsled hos väggen l förlöpande kransar, en första och en andra, av hål eller mot- svarande för tillförsel av luft till förbränningsrummet. Härvid förefinns en första krans av hål l5 under turbulatorn l0 för tillförsel av luft till nämnda undre utrymme. Enligt en föredragen utföringsform förefinns en and- ra krans av hål I6 ovanför turbulatorn l0 på påtagligt avstånd, påtaglig höjd, ovanför turbulatorn l0, en tredje krans av hål l7 ovanför nämnda andra krans av hål l6 samt en fjärde krans av hål l8 väsentligen mitt för turbulatorn l0 i höjdled.

Enligt uppfinningen förefinns vidare tvenne, en första l9, övre 19 och en andra 20, undre 20, i ómkretsled hos förbränningsrummet löpande samt från förbränningsrummets vägg l utstickande, väsentligen ringformiga skivor l9, 20 eller motsvarande; anordnade i anslutning till turbulatorn l0 väsent- ligen parallella med samt över resp. under denna, såsom visas i fig. l.

Företrädesvis förefinns också en ytterligare ring 21, en tredje ring 21. anordnad i nämnda övre utrymme lå på_motsvarande sätt som nämnda första is2o2o4s-9 och andra ringar 19, 20 mellan nämnda andra och nämnda tredje krans av hål i6,l7, d.v.s. på påtagligt avstånd från den första ringen l9, där den tredje ringens 21 innerdiameter företrädesvis är något större än innerdiametern hos åtminstone den första ringen 19.

Med 22 betecknas i fig. l ett dräneríngsavlopp för överflödigt bränsle anordnat i anslutning till nämnda botten 5 samt företrädesvis invid väg_ gen/l och med 23 betecknas ett strålningsskydd i form av en skiva 23 an- ordnad ovanför mynningen 2% hos tilloppet 5.

-Företrädešvis förefinns också en i omkretsled hos förbrännïngsrummet lö-I pande mantel 25 anordnad mellan nämnda första ring 19 och nämnda andra krans av hål l6, vilken mantel utgör ett strålningsskydd.

Enligt en föredragen utföringsform sammanhänger på lämpligt sätt ringarna l9; 20, Ål, turbulatorn l0 och strålningsskyddet 25 och kan avlägsnas ur brännaren såsom en enhet.

För lufttillförsel förefínns en, ej visad, fläkt eller motsvarande, me- delst vilken en per tidsenhet väsentligen konstant Iuftmängd är avsedd att tillföras förbränningsrummet. Vidare förefinns en, ej-visad, ventil eller motsvarande, medelst vilken den per tídsenhet tillförda mängden bränsle är avsedd att regleras.

I fig. 3 och H betecknas med 26 en cylindrisk kåpa eller motsvarande, i_ vilken brännaren är avsedd att underifrån införas samt fixeras, vilken kå- pa 26 vid dess övre ände 27 ansluter till den ena änden av ett långsträckt utrymme 28 utbildat mellan en yttre, företrädesvis väsentligen parallell- epipedisk mantel 29 och en inre cylindrisk mantel 30 med cirkulärt, elllp- tiskt eller liknande tvärsnitt. I nämnda utrymme 28 är förbränningsgaser och överflödig luft från brännaren avsedda att införas och löpa för att därefter avgå genom en vid utrymmets andra ände förefintlig avgasventil 31, skorsten 31. Härvid är luft eller vatten, förefintlig/-t i det cylindriska hålrum 32 som utbildas innanför manteln 30 avsedd/-tt att värmas genom värme- växling.

Lämpligen anordnas brännaren, värmeväxlaren, fläkten etc. i en gemensam behållare, ej visad, så att ett även till dess yttre: ändamålsenligt vär- meaggregat erhålls.

Funktionen hos brännarsystemet enligt uppfinningen torde till väsentlig idel framgått ovan. I beroende av bI.a. effektuttag från brännaren sker ..~|“ 5 gs2o204s-9 förbränningen i olika zoner i vertikalled hos förbränningsrummet, vilka, zoner A, B, C och D ungefärligen utmärks i fig. l. Naturligtvis är grän- sen mellan zonerna flytande.

I zon A, väsentligen motsvarande nämnda undre utrymme 13, införs bränslet och förångas vid uppstartning, tändning i relativt ringa mängd. Lufttill- förseln via hålen l5 är sådan att upptändning med glödspiral 6 eller mot- svarande kan ske. Den utvecklade effekten är mycket låg. Vid drift, då ímer bränsle förångas per tidsenhet är luftinblandningen i zon A för mager, varvid brännarlågan förflyttar sig till zon B.

I zon B blandas effektivt förângat bränsle med luft. Detta sker medelst turbulatorn 10, vilken omlänkar bränsleånga och luft samt bringar gasbland- ningen i rotation. Vidare tillförs ytterligare luft, bl.a. på grund av I ringarna l9,20, i en riktning väsentligen tvärs den omlänkade gasbland- ningens strömningsriktning. Genom den angivna utformningen av turbulatorns blad l2 når den tillförda luften långt in i gasblandningsströmmen genom den s.k. Coanda-effekten. Vid drift under förhållandevis lågt effektuttag sker förbränningen» huvudsakligen i zon B och väsentligen ned blå låga. Vid ytter- lhare ökning av effektuttaget medelst tillförsel av större mängd bränsle per tidsenhet övergår lågan till lysande utseende och är härvid belägen inom zon B och C.

Vid maximalt eller nära maximalt effektuttag sker förbränningen i zon C -och D med lysande låga och under kraftig turbulens. På grund av bl.a. den effektiva blandningen mellan bränsleånga och luft, bl.a. tack vare.turbula- torn, undviks bullrande, brummande, förbränning. Lysande låga eftersträvas då sådan ger hög effekt genom den stora andelen strålning, vilken effektivt upptages av värmeväxlarens ytor, främst ytterytan hos manteln 30.

Som nämnts är den per tidsenhet tillförda, totala mängden luft väsentligen konstant under det att effektuttaget regleras medelst reglering av bränsle- ltillförseln. Lufttillförseln i zonerna C och Û medverkar till att Utöka reglerområdet vad avser effektuttag på så sätt att vid lågeffekt en nedkyl- ning och utspädning av förbränningsgaserna sker, varigenom den till värme- växlaren överförda effekten minskar.

Förutom sin blandande funktion har turbulatorn även fünktionen av ett strål- ningsskydd, vilket vid högeffekt minskar värmestrålningen nedåt i zon A.

Detta medför högre temperatur i förbränningszonen (C och D) samt minskar- värmebelastníngen vid bränsletilloppet ZÄ. Härvid elimineras risken för koksning vid bränsleinloppet, varigenom den centrala placeringen möjliggörs. 8202043-9 é Genom den centrala placeringen kan viss lutning av brännaren tillåtas under drift, vilket är väsentligt vid användning i båtar. Turbulatorn har även funktionen-av flamhållare vid låg effekt, så att, genom lågans närhet, till- räcklig mängd strålningsvärme för förångning av bränsle tillförs zon A.

Strålningsskyddet 25 í zon C medför förhöjd förbränningstemperatur. Allmänt eftersträvas en hög förbränningstemperatur för att uppnå fullständigare -förbränning och nedminska halten koloxid och aromatiska kolväten i avgas- erna. Även isoleringen 33, fig. l, har till del syftet att minska energi- avgången från förbränníngsrummet.

Såsom torde framgått ovan erbjuder ett brännarsystem enligt uppfinningen ett flertal fördelar såsom tyst förbränning, brett reglerområde vad av- ser effektuttag, lågt elenergibehov på grund av att effektiv blandning av bränsleånga och luft sker medelst turbulatorn.

Ovan har uppfinningen beskrivits i anslutning till ett utföringsexempel.

Naturligtvis kan varianter och mindre förändringar tänkas utan att uppfin- níngstanken därför frångås. Sålunda kan fler än en turbulator användas, varvid exempelvis ytterligare en turbulator anordnas på motsvarande sätt som i fig. l. Vidare kan turbulatorn tänkas ges en mer komplicerad form än vad som angivits ovan så att luft-bränsleblandningen omlänkas fler gånger.

Naturligtvis kan brännarsystemet och brännaren enligt uppfinningen användas _som värmealstrande komponent i fler slags aggregat där värmealstringerford- ras, såsom vid kylskåp, luftkonditioneringsaggregat, m.fl.

Uppfinningen skall således ej anses begränsad till ovan angivna utförings- exempel, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (11)

www å i 8202043-9 7 Patentkrav

1. Brännarsystem vid exempelvis värmeaggregat innefattande en brännare av förångningstyp för flytande bränsle, såsom díeselolja, vilket bränsle är avsett.att via ett tillopp införas i ett förbränningsrum, företrädes- vis vid dettas botten, vilket förbränningsrum är företrädesvis väsentli- gen cylindriskt samt öppet vid den nämnda botten motstående änden, varvid företrädesvis ett tändorgan, såsom en glödspiral, förefinns för inledande antändning av förångat bränsle och varvid anordningar för tillförsel av luft till förbränningsrummet förefinns, där åtminstone ett radiellt för-ß löpande ytor innefattande turbulensalstrande organ, en turbulator, exem- lpelvis l form av ett centrum eller motsvarande med från detta väsentligen radiellt utstickande blad, vingar eller liknande, förefinns anordnat vä- sentligen vinkelrätt mot förbränningsrummets längsaxel, vertikala axel och väsentligen parallellt med nämnda botten, varigenom förbränningsrum- met avdelas i ett undre och ett övre utrymme och.varigenom effektiv bland- ning av luft och bränsleånga uppnås vid passage förbi turbulatorn och där en första väsentligen | omkretsled hos förbränningsrummets vägg förlöpande krans av hål eller motsvarande förefinns för tillförsel av luft till nämn- da undre utrymme samt där på motsvarande sätt åtminstone en ytterligare, en andra krans av hål eller motsvarande förefínns för tillförsel av luft till nämnda övre utrymme, k äln n e_t e c k n a t a v, att tvenne, en första (19), övre och en andra (20), undre, i omkretsled hos förbrännings- rummet löpande samt från förbränníngsrummets vägg (1) utstickande, ring- formiga skivor (l9,2D) eller motsvarande förefinns anordnade i anslutning till turBUlatorn“flÛ) väsentligen parallella med samt över resp. under denna och av, att en tredje krans av hål.(l8) förefinns för tillförsel av luft mellan nämnda ringar (l9,2D), varigenom den sålunda tillförda luften leds radiellt mot turbulatorns centrala partier och härvid effektivt blan- das med turbulatorn passerande blandning av bränsleånga och luft.

2. Brännarsystem enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att en yt- -terligare, en tredje, ring (Zl) förefinns anordnad i nämnda övre utrymme (ih) på motsvarande sätt som nämnda första och andra ringar (19,20) och på påtagligt avstånd från nämnda första ring (19) och av, att den tredje ring- ens (21) innerdiameter företrädesvis är större än innerdiametern hos åt- minstone den första ringen (19) samt av, att tvenne i omkretsled hos för- bränningsrummets vägg (1) förlöpande kransar av hål (f6,l7) förefinns i an- slutning till den tredje ringen (21), där den ena förefinns ovanför och den 8202043-9 andra förefinns under nämnda tredje ring (21).

3. ' Brännarsystem enl. krav 1 eller 2, k ä n n e t e cik n a t a v, att .en i omkretsled hos förbränningsrummet löpande mantel (25) förefínns anord~ nad mellan nämnda första ring (19) och nämnda andra krans av hål (16), vil- ken mantel (25) är avsedd att utgöra ett strålningsskydd-

4. Brännarsystem enl. krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att ringarna (19,20) och turbulatorn (10) samt i förekommande fall en yt- tenligare ring (21) och en mantel (25) sammanhänger på lämpligt sätt, så- som en ur brännaren avlägsningsbar enhet. f V

5.* Brännarsystem enl. krav 1, 2, 3 eller Å, k ä n n e t e c k n a t a v, att en mantel (8) förefinns, vilken omger åtminstone förbränningsrum- mets mantelyta, via vilken mantel (8) luft är avsedd att tillföras för- bränningsrummet.

6. Brännarsystem enl. krav 1, 2, 3, 4 eller 5, k ä n n'e t e c k n aft -a v, att en fläkt eller motsvarande förefinns, medelst vilken en per tids- enhet väsentligen konstant luftmängd är avsedd att tillföras förbrännings- 'rummet och av, att anordningar, såsom en i nämnda tillopp anordnad ventil, medelst vilka-brännarens effekt är avsedd att regleras medelst reglering av den per tidsenhet tillförda mängden bränsle.

7. Brännarsystem enl. krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, k ä n n e t e c k ~ n a t a v, att nämnda tillopp (5) för bränsle är placerat centralt vid förbränningsrummets botten (3).

8. Brännarsystem enl. krav 1, 2, 3, 4, 5, 6 eller 7, k ä n n e t e c k - n a t a v, att ett dräneringsavlopp (22) för överflödigt bränsle förefinns anordnat i anslutning till nämnda botten (3) samt invid förbränningsrummets mantelyta (1). _

9. Brännarsystem enl. krav 8, k ä n n e t e c k n a t a v, att en veke (7) av företrädesvis glasfiber eller motsvarande förefinns anordnad vid förbränningsrummets botten (3) och sträckande sig från ett invid nämnda botten (3) och förbränningsrummets vägg (1) anordnat tändorgan (6) väsent- ligen till nämnda dräneringsavlopp (22), vilket är väsentligen diametralt placerat i relation till tändorganet, där veken (7) lämnar bränsletillop- »pet (5) fritt, varvid vaken (7) är avsedd att väsentligen indränkas med bränsle innan bränsle avgår genom avloppet (22). s2ó2o4s-9 9,.' ;

10. Brännàrsystem enl. krav 7, 8 eller 9, k ä n n e t e clk n a t a v, att ovanför nämnda tillopp (5) förefínns en skiva (23) eller liknande an- ordnad såsom strålningsskydd.

11. ll. Brännarsystem enl. något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda turbulator innefattar ett skivformat centrum (ll), från vilket blad (12) radiellt utstícker, vilka blad (12) är vrídet anordnade så att varje blads plan sammanfaller med nämnda centrums plan invid nämnda centrum och bildar en vinkel av cza Å5° med nämnda centrums plan invid väggen (1) hos förbränningsrummet dit bladen (12) sträcker sig.