NL1005494C2 - Gas burner. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Gasbrander.Short designation: Gas burner.

De uitvinding heeft betrekking op een brander voor gasvormige brandstoffen, omvattende een uit ten minste een plaatvormig deel bestaand branderlichaam met in de stromingsrichting van het gas-luchtmengsel een stroomop-* 5 waarts aanstroomoppervlak, een stroomafwaarts uitstroom-oppervlak en daartussen verlopende doorlaatkanalen, waarbij van althans een aantal van de in het aanstroomoppervlak gelegen mondingen van de doorlaatkanalen de respectieve afstanden tot een stroomopwaarts daarvan 10 gelegen, geperforeerd referentievlak ongelijk zijn.The invention relates to a burner for gaseous fuels, comprising a burner body consisting of at least one plate-shaped part, with an upflow surface in the flow direction of the gas-air mixture, a downstream outflow surface and passage channels extending therebetween. at least a number of the openings of the passage channels located in the inflow surface, the respective distances from which a perforated reference plane located upstream thereof are unequal.

Dergelijke branders zijn op zich bekend uit EP-A-0 602 831. Bij een dergelijke brander bestaat het branderlichaam veelal uit een hittebestendig keramisch materiaal. Een aantal van de in EP-A-0 602 831 getoonde 15 branderlichamen is enkelvoudig gekromd.Such burners are known per se from EP-A-0 602 831. With such a burner, the burner body usually consists of a heat-resistant ceramic material. A number of the burner bodies shown in EP-A-0 602 831 are single-curved.

Gasbranders kunnen tijdens bedrijf, onder bepaalde omstandigheden in het bijzonder een resonantiegeluid produceren dat als hinderlijk wordt ervaren. Zeker omdat het meer en meer praktijk wordt een moderne, zeer com-20 pacte hoog-rendementketel niet meer in een speciale afsloten ruimte onder te brengen doch daar te plaatsen waar dit in verband met de benutting van de aanwezige ruimte zo gunstig mogelijk uitkomt moet er naar worden gestreefd dit geluid zoveel mogelijk te beperken. De 25 uitvinding beoogt dan ook maatregelen aan te geven waarmee het geproduceerde geluid zeer aanzienlijk wordt verminderd, zo niet geheel geëlimineerd.Under certain conditions, gas burners can in particular produce a resonance sound that is perceived as a nuisance. Certainly because it is becoming more and more practical to no longer place a modern, very compact high-efficiency boiler in a special enclosed space, but to place it where this is most beneficial in connection with the use of the available space. we strive to limit this noise as much as possible. The object of the invention is therefore to indicate measures by which the noise produced is very considerably reduced, if not completely eliminated.

Uitgaande van het inzicht dat het geproduceerde geluid in hoofdzaak wordt veroorzaakt door resonanties 30 heeft aanvraagster gevonden, dat een vrijwel totale of zelfs totale onderdrukking daarvan wordt bereikt met de maatregelen volgens conclusie 1. Verrassenderwijs is gebleken dat wanneer aan deze maatregel wordt voldaan de productie van geluid als gevolg van resonanties wordt 35 ondervangen. Hierbij is een periodieke functie gedefi- 100549 4 « 2 nieerd als een kromme waarvan een functiewaarde en een verloop, gezien dwars op de gasmengselstromingsrichting, herhaald optreedt.Based on the insight that the sound produced is mainly caused by resonances, the applicant has found that an almost total or even total suppression thereof is achieved with the measures according to claim 1. Surprisingly it has been found that when this measure is complied with, the production of noise due to resonances is obviated. Here a periodic function is defined as a curve of which a function value and a course, seen transversely of the gas mixture flow direction, occur repeatedly.

Bij voorkeur voldoet de afstandsvariatie in een 5 dimensie van het branderlichaam dwars op de gasmengsel-stromingsrichting aan ten minste een periode van de periodieke functie die bij voorkeur een sinusfunctie is. Ook een variatie volgens meerdere functies is mogelijk.Preferably, the distance variation in a dimension of the burner body transverse to the gas mixture flow direction satisfies at least one period of the periodic function which is preferably a sine function. A variation according to multiple functions is also possible.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruikge-10 maakt van een brander lichaam met een plat aanstroomop-pervlak en is het referentievlak een geperforeerde plaat welke in een dimensie dwars op de gasmengselstromings-richting golfvormig verloopt. Echter is ook een uitvoeringsvorm mogelijk waarbij het referentievlak een in 15 hoofdzaak vlakke, geperforeerde plaat is terwijl het aanstroomoppervlak van het branderlichaam in een dimensie dwars op de stromingsrichting van het brandbare gasluchtmengsel golfvormig verloopt. Deze vlakke plaat kan de gebruikelijke verdeelplaat zijn.In a preferred embodiment use is made of a burner body with a flat inflow surface and the reference plane is a perforated plate which is corrugated in a dimension transverse to the gas mixture flow direction. However, an embodiment is also possible in which the reference plane is a substantially flat, perforated plate, while the inflow surface of the burner body is corrugated in a dimension transverse to the flow direction of the combustible gas-air mixture. This flat plate can be the usual distribution plate.

20 De gevraagde uitsluitende rechten strekken zich voorts uit tot een gasbrander zoals gedefinieerd in conclusies 7 en 8.The requested exclusive rights further extend to a gas burner as defined in claims 7 and 8.

De in deze beschrijving en de conclusies gebruikte term Hplaatvormig,, impliceert niet dat van de doorsnede 25 van het brander lichaam de twee hoofddimensies in een plat vlak liggen.The term H-plate, used in this description and the claims does not imply that of the cross-section of the burner body the two main dimensions lie in a flat plane.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is: fig. 1 een schematische langsdoorsnede door een 30 gedeelte van een eerste uitvoeringsvorm van een brander waarin de maatregelen volgens de uitvinding zijn toegepast; fig. 2 een opengesneden perspectivisch eindaanzicht van een praktische uitvoeringsvorm van een brander waar-35 —> blz. 2a 100549 4* 2a in de uitvinding is toegepast.The invention is elucidated with reference to the drawing. Herein: fig. 1 is a schematic longitudinal section through a part of a first embodiment of a burner in which the measures according to the invention are applied; fig. 2 shows a cut-away perspective end view of a practical embodiment of a burner to which page 2a 100549 4 * 2a has been applied in the invention.

fig. 3 een dwarsdoorsnede van een brander van de soort zoals door aanvraagster reeds toegepast, gewijzigd volgens het voorstel der uitvinding; 5 —> blz. 3 100S4 9 3 fig. 4 een schematische langsdoorsnede door een alternatieve uitvoeringsvorm van een brander volgens de uitvinding.Fig. 3 shows a cross-section of a burner of the type already used by the applicant, modified according to the proposal of the invention; 5 -> page 3 100S4 9 3 fig. 4 shows a schematic longitudinal section through an alternative embodiment of a burner according to the invention.

De figuren tonen een uitvoeringsvorm waarin het 5 branderlichaam in hoofdzaak plaatvormig is; echter is ook een configuratie mogelijk waarin het branderlichaam in doorsnede cirkelvormig of C-vormig is, danwel een nog andere configuratie heeft.The figures show an embodiment in which the burner body is substantially plate-shaped; however, a configuration is also possible in which the burner body is circular or C-shaped in cross-section, or has another configuration.

Fig. 1 toont in langsdoorsnede en schematisch een 10 gedeelte van een plaatvormig branderlichaam 2 met een aanstroomoppervlak 4, een uitstroomoppervlak 6 met daartussen kanalen 8, die verlopen in de aanstroomrichting 10 van een brandbaar gas-luchtmengsel dat via een stroomopwaarts van het branderlichaam 2 geplaatste ver-15 deelplaat 12 met perforaties 14 aanstroomt. Tijdens bedrijf vormen zich vlammen 16 van de zijde van het uitstroomoppervlak 6. Een dergelijke opbouw met branderlichaam 2 en verdeelplaat 10 is op zich bekend en heeft de in het voorgaande beschreven bezwaren.Fig. 1 shows in longitudinal section and schematically a part of a plate-shaped burner body 2 with an inflow surface 4, an outflow surface 6 with channels 8 between them, which run in the inflow direction 10 of a flammable gas-air mixture placed via an upstream of the burner body 2 15 partial plate 12 flows in with perforations 14. During operation, flames 16 form from the side of the outflow surface 6. Such a construction with burner body 2 and distribution plate 10 is known per se and has the drawbacks described above.

20 Ter realisatie van het voorstel volgens de uitvin ding is volgens fig. 1 stroomopwaarts van het aanstroomoppervlak 4 een in één richting gegolfde, geperforeerde, plaat 18 aangebracht die het in de conclusies genoemde referentievlak vormt. Zo is aldus voor bijvoorbeeld het 25 doorlaatkanaal 8a de afstand van de monding 8'a daarvan, aangegeven met d^, verschillend van de afstand d2 tussen de monding 8'b van dit vlak. De golvingen in de plaat verlopen volgens een sinusfunctie; de nullijn daarvan is aangegeven met 20, de periode met P en de piek/piek-30 amplitude met A. Waarden voor deze grootheden zoals gekozen voor een praktische uitvoeringsvorm worden gegeven aan het eind van deze beschrijving.In order to realize the proposal according to the invention, according to Fig. 1, upstream of the inflow surface 4, a unidirectional corrugated, perforated plate 18 is provided, which forms the reference plane mentioned in the claims. Thus, for example, for the passage channel 8a, the distance from the mouth 8'a thereof, indicated by d ^, is different from the distance d2 between the mouth 8'b of this plane. The undulations in the slab proceed according to a sine function; the zero line thereof is indicated by 20, the period with P and the peak / peak-30 amplitude with A. Values for these quantities as chosen for a practical embodiment are given at the end of this description.

Opgemerkt wordt dat het voor het bereiken van het beoogde effect niet van belang is of de verdeelplaat 12 35 al dan niet aanwezig is.It is noted that it is not important to achieve the intended effect whether or not the distribution plate 12 is present.

Fig. 2 toont in perspectief hoe de maatregelen volgens de uitvinding in de praktijk op eenvoudige wijze 1005494 4 kunnen worden gerealiseerd. Het branderlichaam 2 is opgenomen in een huis 22; het uitstroomoppervlak van het branderlichaam 2 vormt het bovenvlak van dit huis. In deze uitvoeringsvorm wordt het ondervlak van het huis 5 gevormd door de plaat 12 en is tussen branderlichaam 2 en verdeelplaat 12 een gegolfde geperforeerde metaalplaat 24 die het referentievlak 18 in fig. 1 vormt, aangebracht. Deze gegolfde plaat 24 kan echter ook, zoals duidelijk zal zijn, het ondervlak van het huis 10 vormen waarbij de plaat 12 dan vervalt.Fig. 2 shows in perspective how the measures according to the invention can be implemented in practice in a simple manner. The burner body 2 is housed in a housing 22; the outflow surface of the burner body 2 forms the top surface of this housing. In this embodiment, the bottom surface of the housing 5 is formed by the plate 12 and a corrugated perforated metal plate 24, which forms the reference plane 18 in Fig. 1, is arranged between burner body 2 and distribution plate 12. However, this corrugated plate 24 may also, as will be appreciated, form the bottom surface of the housing 10 with the plate 12 then decaying.

Fig. 3 toont hoe de volgens de uitvinding voorgestelde maatregelen zonder vergaande modificaties kunnen worden gerealiseerd in een reeds bestaande constructie. Meer in het bijzonder toont fig. 3 een detail van een 15 verwarmingsketel van het type "Ecomline", vervaardigd en in de handel gebracht door aanvraagster. Bij deze ketel wordt het brandbare gas-luchtmengsel aangevoerd via de aanvoerstomp 30 en stroomt dan in de richting van de pijl 32 naar de brandereenheid 34 met, gezien in de 20 stromingsrichting 32, achtereenvolgens de verdeelplaat 36 (vergelijkbaar met de verdeelplaat 12 in fig. 2) en het geperforeerde keramische, branderlichaam 38 (vergelijkbaar met het branderlichaam 6 in fig. 2 respectievelijk 1) .Fig. 3 shows how the measures proposed according to the invention can be realized in an already existing construction without far-reaching modifications. More specifically, FIG. 3 shows a detail of a "Ecomline" type boiler manufactured and marketed by the applicant. In this boiler, the combustible gas-air mixture is supplied via the supply stub 30 and then flows in the direction of the arrow 32 to the burner unit 34 with, viewed in the flow direction 32, successively the distribution plate 36 (comparable to the distribution plate 12 in fig. 2) and the perforated ceramic burner body 38 (similar to the burner body 6 in FIGS. 2 and 1, respectively).

25 Zoals uit de figuren blijkt kan zonder noemenswaar dige wijziging van de constructie tussen de verdeelplaat 36 en het branderlichaam 38 de volgens de uitvinding voorgestelde, gegolfde, en geperforeerde plaat 40 worden aangebracht; de praktijk heeft aangetoond dat deze op 30 zich simpele maatregel leidt tot een verrassende en aanzienlijke afname van het door de brander tijdens bedrijf geproduceerde geluid. De eenvoudige bevestiging van de brander 34 aan de ketelconstructie 42 onder tussenvoeging van afdichtingsprofielen 44 maakt de brander 35 34 goed toegankelijk.As can be seen from the figures, the corrugated and perforated plate 40 proposed according to the invention can be arranged between the distribution plate 36 and the burner body 38 without any significant change in the construction; practice has shown that this simple measure in itself leads to a surprising and significant decrease in the noise produced by the burner during operation. The simple attachment of the burner 34 to the boiler construction 42 with the insertion of sealing profiles 44 makes the burner 35 34 easily accessible.

In een in de praktijk beproefde uitvoeringsvorm heeft de branderplaat 38 de volgende afmetingen: lengte 1005494 5 x breedte = 226 x 90 mm; en heeft de geperforeerde gegolfde plaat 40 de afmetingen lengte x breedte = 235 x 92 mm; de golvingen staan, zoals in fig. 2 af geheeld, dwars op de lengterichting, hebben een periodiciteit van 5 36 mm (aldus in totaal 6 gehele golvingen over de leng terichting) met een piek/piek-amplitude van 6 mm. De perforatiegraad van de verdeelplaat 36 bedroeg 4% en die van de geperforeerde plaat 40, 50% bij een in hoofdzaak regelmatig perforatiepatroon.In a practical embodiment, the burner plate 38 has the following dimensions: length 1005494 5 x width = 226 x 90 mm; and the perforated corrugated sheet 40 has the dimensions length x width = 235 x 92 mm; the curves, as healed in Figure 2, are transverse to the longitudinal direction, have a periodicity of 5 36 mm (thus a total of 6 whole undulations along the longitudinal direction) with a peak / peak amplitude of 6 mm. The degree of perforation of the distribution plate 36 was 4% and that of the perforated plate 40, 50% with a substantially regular perforation pattern.

10 Fig. 4 toont een alternatieve realisatie van de maatregelen volgens de uitvinding. Hier is van het bran-derlichaam 50 het uitstroomoppervlak 52 een plat vlak en is het aanstroomoppervlak 54 in een richting dwars op de aanstroomrichting 56 van het brandbare gas-luchtmengsel 15 gegolfd uitgevoerd waardoor ook hier als effect wordt verkregen dat van aangrenzende doorlaatkanalen 58 die verlopen tussen aanstroomoppervlak 54 en uitstroomoppervlak 52 de afstand van de mondingen onderling verschillen. Deze afstand is voor het kanaal 58a aangegeven met 20 d3 en voor het kanaal 58b met d4- Het geperforeerde referentievlak 60 wordt hier gevormd door de gebruikelijke verdeelplaat.FIG. 4 shows an alternative realization of the measures according to the invention. Here, from the burner body 50, the outflow surface 52 is a flat surface and the inflow surface 54 is corrugated in a direction transverse to the inflow direction 56 of the combustible gas-air mixture 15, which here too has the effect that of adjacent passage channels 58 which run between the inflow surface 54 and outflow surface 52, the distance of the mouths differs. This distance is indicated by 20 d3 for the channel 58a and by d4 for the channel 58b. The perforated reference plane 60 is here formed by the usual distribution plate.

Het voordeel van deze constructie is dat de extra tussenplaat kan vervallen doch daar staat tegenover dat 25 het branderlichaam 50, zoals de tekening toont, plaatselijk vrij dun zal zijn.The advantage of this construction is that the extra intermediate plate can be omitted, but on the other hand, the burner body 50, as the drawing shows, will be quite thin locally.

10054941005494

Claims (8)

66 1. Brander voor gasvormige brandstoffen, omvattende een uit ten minste een plaatvormig deel bestaand bran-derlichaam met in de stromingsrichting van het gasluchtmengsel een stroomopwaarts aanstroomoppervlak, een 5 stroomafwaarts uitstroomoppervlak en daartussen verlopende doorlaatkanalen, waarbij van althans een aantal van de in het aanstroomoppervlak gelegen mondingen van de doorlaatkanalen de respectieve afstanden tot een stroomopwaarts daarvan gelegen, geperforeerd referentie-10 vlak ongelijk zijn, met het kenmerk, dat de variatie van de afstand tussen bedoelde mondingen en het referentie-vlak in een richting dwars op de gasmengselstromings-richting voldoet aan ten minste een periodieke functie.1. Burner for gaseous fuels, comprising a burner body consisting of at least one plate-shaped part, with an upstream inflow surface in the flow direction of the gas-air mixture, a downstream outflow surface and passage channels extending therebetween, at least a number of which are located in the inflow surface orifices of the passages the respective distances to a perforated reference plane located upstream thereof are unequal, characterized in that the variation of the distance between said mouths and the reference plane in a direction transverse to the gas mixture flow direction satisfies at least one periodic function. 2. Brander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 de variatie van de afstand tussen bedoelde mondingen en het referentievlak in een richting dwars op de gasmeng-selstromingsrichting voldoet aan ten minste een periode van de periodieke functie.2. Burner according to claim 1, characterized in that the variation of the distance between said mouths and the reference plane in a direction transverse to the gas mixture flow direction satisfies at least a period of the periodic function. 3. Brander volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de functie een sinusfunctie is.3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the function is a sine function. 4. Brander volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het aanstroomoppervlak een in hoofdzaak plat vlak is en het referentievlak in een dimensie dwars op de gasmengselstromingsrichting golfvormig verloopt.Burner according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inflow surface is a substantially flat plane and the reference plane is wavy in a dimension transverse to the gas mixture flow direction. 5. Brander volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het referentievlak een in hoofdzaak plat vlak is en het aanstroomoppervlak van het branderlichaam in een dimensie op de dwars op de stromingsrichting van het gas-luchtmengsel golfvormig verloopt. 3 0 6. Brander volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het referentievlak de gebruikelijke verdeelplaat is.Burner according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reference plane is a substantially flat plane and the inflow surface of the burner body is wavy in a dimension transverse to the flow direction of the gas-air mixture. Burner according to claim 5, characterized in that the reference plane is the usual distribution plate. 7. Brander voor gasvormige brandstoffen omvattende een plaatvormig branderlichaam met een aanstroomoppervlak, een uitstroomoppervlak en daartussen verlopende door-35 laatkanalen voor het brandbare gas-luchtmengsel, opgeno- 100::^5 4¾ 7 men in het voorvlak van een behuizing waarvan het ach-tervlak wordt gevormd door een in hoofdzaak vlakke, door het brandbare gas-luchtmengsel aangestroomde, geperforeerde verdeelplaat, gekenmerkt door een tussen het in 5 hoofdzaak vlakke aanstroomoppervlak van het brander-lichaam enerzijds en de verdeelplaat anderzijds opgenomen, in een dimensie dwars op de stromingsrichting van het gas-luchtmengsel gegolfde, geperforeerde, tussenplaat.7. Burner for gaseous fuels comprising a plate-shaped burner body with an inflow surface, an outflow surface and pass-through channels for the combustible gas-air mixture extending therebetween, incorporated in the front face of a housing whose rear surface is formed by a substantially flat, perforated distribution plate flowing through the combustible gas-air mixture, characterized by a recess between the substantially flat inflow surface of the burner body on the one hand and the distribution plate on the other, in a dimension transverse to the flow direction of the gas-air mixture corrugated, perforated, intermediate plate. 8. Brander volgens conclusie 7, mot hot kenmerk, dat bij een lengte/breedte-verhouding van het branderlichaam van ca. 2,5 en bij een geperforeerde tussenplaat met dwars op de lengterichting van het branderlichaam sinusvormig verlopende golvingen de lengte van een individue-15 le totale sinusgolf ligt tussen 0,1 en 0,2 maal de lengte van het branderlichaam en de piek/piek-amplitude van een individuele sinusgolf ligt tussen 0,02 en 0,04 maal de lengte van het branderlichaam. 1005494 *8. Burner as claimed in claim 7, characterized in that with a length / width ratio of the burner body of approximately 2.5 and with a perforated intermediate plate with undulations extending sinusoidally transverse to the longitudinal direction of the burner body, the length of an individual The total sine wave is between 0.1 and 0.2 times the length of the burner body and the peak / peak amplitude of an individual sine wave is between 0.02 and 0.04 times the length of the burner body. 1005494 *