NL193596C - Branderkop voor een gasbrander van het type oppervlaktebrander. - Google Patents

Description

1 193596

Branderkop voor een gasbrander van het type oppervlaktebrander

De uitvinding heeft betrekking op een branderkop voor een gasbrander van het type oppervlaktebrander, welke is voorzien van een groot aantal platen, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar met vaste spleetvor-5 mige tussenruimten zijn bevestigd in een frame, van welke platen een eerste reeks evenwijdige plaatranden een brandervlak vormt en een tweede, tegenover de eerste gelegen reeks evenwijdige plaatranden grenst aan een gasluchtmengkamer, waarmee de tussenruimten in open verbinding staan.

Branderkoppen van het bovenbedoelde type, zoals bijvoorbeeld bekend uit NL-A-6704388 of NL-A-7601530, zijn samengesteld uit een groot aantal afwisselend tegen elkaar geplaatste vlakke en gegolfde 10 platen, waardoor in pakketvorm een configuratie wordt verkregen met aan de ene zijde een roostervormig branderoppervlak en aan de andere zijde een roostervormig toevoervlak voor een gasluchtmengsel, in welke stand de platen moeten worden geborgd door een frame.

Met de uitvinding wordt beoogd onder gebruikmaking van gemakkelijker dan losse platen te hanteren elementen te komen tot een branderkop voor een oppervlaktebrander van de in de aanhef vermelde soort. 15 Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat de platen worden gevormd door vinnen aangebracht op ten minste één zich in hoofdzaak dwars op de platen uitstrekkende buis. Aldus is met een vinpijp, die op zich bekend is door toepassing in warmtewisselaars, op eenvoudige wijze een branderkop te realiseren. Niet alleen is de branderkop aldus op eenvoudige wijze te vervaardigen; tevens is hiermee de mogelijkheid tot een gekoelde branderkop verkregen, die een gasbrander met een hoge belasting per dm2, 20 een lage uitbrandhoogte alsmede een lage NOx-emissie mogelijk maakt. Een dergelijke branderkop is zowel toe te passen in een gebruikelijke opstelling, dat wil zeggen met omhooggerichte vlammen als in een minder gebruikelijke omgekeerde opstelling met omlaaggerichte vlammen, bijv. in een ketel als beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8802696.

De in deze niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 8802696 beschreven ketel is opge-25 bouwd uit een groot aantal onderling evenwijdige en op afstand geplaatste platen, die zich loodrecht op de gasluchtmengkamer uitstrekken en zijn voorzien van de platen in hoofdzaak loodrecht doorsnijdende doorgangen voor het te verhitten fluïdum. De platen zijn echter niet onderverdeeld in vinnen behorende tot tenminste één zich dwars op de platen uitstrekkende buis.

Wordt een branderoppervlak met een lengte en breedte in dezelfde orde van grootte gewenst, dan is dit 30 overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te realiseren, als de branderkop bestaat uit ten minste één reeks van vinnen voorziene buizen, waarbij de hartlijnen van die buizen in hoofdzaak in eenzelfde vlak zijn gelegen en van twee aangrenzende buizen de vinnen in hoofdzaak in eenzelfde vlak zijn gelegen. Bij het toepassen van een reeks buizen zullen de vinnen van aangrenzende buizen tegen elkaar aan liggen. In geval twee of meer reeksen buizen worden gebruikt, kunnen de hartlijnen van de ene reeks 35 buizen versprongen liggen ten opzichte van de hartlijnen van de andere reeks buizen.

Een optimaal zijdelings op elkaar aansluiten van aangrenzende vinnen is te verkrijgen, als deze een rechthoekige vorm hebben. Bekende vinpijpen voor warmtewisselaars hebben echter vrijwel steeds vinnen met een ronde omtreksvorm. Om met gebruikmaking van dergelijke bekende buizen te kunnen komen tot een branderkop volgens de uitvinding, wordt overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm voorgesteld, dat 40 bij een buis met vinnen die een gebogen verlopende buitenomtrek hebben, delen van de vinnen zijn omgezet voor het vormen van zijdelingse aansluitoppervlakken voor naast elkaar gelegen buizen.

Teneinde te kunnen voorzien in een optimaal branderoppervlak en/of aansluitvlak met de gasluchtmengkamer, verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat ten minste een reeks delen van aangrenzende vinnen is omgezet, waarbij een dergelijke reeks omgezette 45 delen in hoofdzaak gelegen is in het brandervlak of het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak. Het omzetten van die vindelen kan afhankelijk van de onderlinge tussenafstanden van de vinnen het aanvullende voordeel hebben van het extra in werveling brengen van het gasluchtmengsel, hetgeen de menging van gas en lucht bevordert.

Voor een optimale geleiding van het gasluchtmengsel naar het branderoppervlak, verdient het overeen-50 komstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat van niet-omgezette vindelen de vrije plaatranden die noch in het brandervlak noch in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak zijn gelegen, althans deels worden afgedekt door een plaatvormig deel, dat zich in de richting van en evenwijdig aan de buis uitstrekt, van welk plaatvormig deel althans een langszijrand in het brandervlak of in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak is gelegen. In geval het plaatvormige deel zich aan de zijde van het 55 branderoppervlak bevindt, verdient het de voorkeur, dat het plaatvormige deel althans aldaar in hoofdzaak rakend aan de af te dekken plaatranden is opgesteld, waardoor dat plaatvormige deel een extra wervelend effect op het gasluchtmengsel heeft. De geleiding van het gasluchtmengsel is verder te bevorderen, als een 193596 2 eindstrook van het plaatvormige deel in hoofdzaak in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak is gelegen.

Onder verwijzing naar in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden zal de branderkop volgens de 5 uitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbij toont: figuur 1 in zijaanzicht een deel van een eerste uitvoeringsvorm van de branderkop volgens het onderhavige voorstel; figuur 2 een aanzicht volgens pijl A in figuur 1; figuur 3 in vooraanzicht een deel van een tweede uitvoeringsvorm van de branderkop volgens het 10 onderhavige voorstel; figuur 4 een zijaanzicht van figuur 3; figuur 5 een bovenaanzicht van figuur 3; figuur 6 in vooraanzicht een deel van een derde uitvoeringsvorm van de branderkop volgens het onderhavige voorstel; en 15 figuur 7 een bovenaanzicht van figuur 6.

De in figuur 1 weergegeven branderkop wordt gevormd door een buis 1, die voorzien is van vinnen 2. De omtrek van elke vin 2 vormt een vierkant, waardoor een pakket nauwkeurig op afstand gelegen platen wordt verkregen, die door afsluiting middels niet weergegeven platen of framedelen van twee tegenover elkaar 20 gelegen zijkanten aan de twee andere zijkanten een roostervomnig toevoervlak voor een gasluchtmengsel en een branderoppervlak gaan vormen. Voor het vormen van een groter branderoppervlak kan een langer vinpijpdeel worden genomen en/of een aantal vinpijpdelen zodanig naast elkaar worden geplaatst, dat zowel de hartlijnen van de pijpdelen als aangrenzende vinnen in één vlak zijn gelegen.

Uiteraard kan de omtrek van de vinnen ook een andere vorm hebben dan een vierkant, zoals een 25 rechthoek of een regelmatige zeshoek. Deze laatste uitvoeringsvorm is weergegeven in de figuren 3-5, waar buizen 3, 5 met zeshoekige vinnen 4, 6 zijn toegepast.

Teneinde een in hoofdzaak vlak branderoppervlak te verkrijgen zijn de vinnen 4 voorzien van een omgezet gedeelte 4a met de vorm van een gelijkbenige driehoek, waarvan de twee gelijke benen twee langsranden van de regelmatige zeshoek zijn. Zoals uit figuur 5 blijkt overlappen opeenvolgende omgezette 30 delen 4a van de vinnen 4 op een buis 3 elkaar deels. Deze delen 4a zijn dan ook, zoals het duidelijkst uit figuur 4 blijkt, over minder dan 90° omgezet. De op de omgezette delen 4a aansluitende, onderling evenwijdige langsranden van de regelmatige zeshoek sluiten aan op soortgelijke vinpijpen, die op eenzelfde niveau zijn gelegen. De twee overige, wederom naar elkaar toe lopende omtreksranden van de regelmatige zeshoek sluiten aan op de langsranden van een reeks buizen 5 met vinnen 6, die op een lager niveau zijn 35 gelegen en zodanig versprongen zijn opgesteld, dat door de diverse op elkaar aansluitende vinnen 4 en 6 een plaatvormig vlak wordt gevormd.

Evenals de vinnen 4 zijn ook de vinnen 6 voorzien van een omgezet deel 6a, dat gelijkvormig is aan het omgezette deel 4a, zij het dat de omgezette delen 6a een in hoofdzaak vlak ondervlak vormen, welk vlak kan grenzen aan een niet weergegeven gasluchtmengkamer. Opgemerkt zij nog, dat de buizen 3 met 40 vinnen 4, 4a in feite identiek zijn aan de buizen 5 met vinnen 6, 6a, zodat de brander met één type vinpijpen is samen te stellen.

Hoewel in het voorgaande is gesproken over een branderoppervlak aan de bovenzijde en een gaslucht-toevoervlak aan de onderzijde, is de onderhavige branderkop ook zeer wel omgekeerd te gebruiken, bijvoorbeeld in een ketel zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8802696 van aanvraagster. 45 Een derde uitvoeringsvorm is weergegeven in de figuren 6 en 7. Daarbij is uitgegaan van meer gebruikelijke vinpijpen, dat wil zeggen buizen 7 met vinnen 8 met cirkelvormige buitenomtrek. Om met dergelijke vinpijpen een compactere opstelling te verkrijgen teneinde zoveel mogelijk te komen tot plaatvormige geleidingsoppervlakken voor het gasluchtmengsel naar het branderoppervlak is elke vin 8 voorzien van vier symmetrisch over de omtrek verdeelde, gelijkvormige, omgezette delen 8a. Zoals uit figuur 7 blijkt, is 50 het oppervlak van het omgezette deel in relatie tot de afstand tussen twee vinnen zodanig gekozen, dat het omgezette deel juist tussen twee vinnen past, zodat de omzethoek 90° kan bedragen.

Zoals uit figuur 6 blijkt, resteren er ondanks het aanbrengen van de omgezette delen 8a relatief grote in langsrichting doorlopende openingen tussen aangrenzende vinnen 8, hetgeen een nadelig effect kan hebben op de vorming en in standhouding van de vlammen. Teneinde een dergelijk effect te voorkomen is 55 links en rechts naast elke vinpijp een profiel 9 opgesteld.

Het profiel 9 is voorzien van een lijfdeel 9a, dat aanligt tegen een zijdelings omgezet deel 8a, een zich loodrecht op het lijfdeel 9a uitstrekkend geleidingsdeel 9b en een zich onder een hoek ten opzichte van het

Claims (7)

1. Branderkop voor een gasbrander van het type oppervlaktebrander, welke is voorzien van een groot aantal platen, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar met vaste spieetvormige tussenruimten zijn bevestigd in een frame, van welke platen een eerste reeks evenwijdige plaatranden een brandervlak vormt en een tweede, tegenover de eerste gelegen reeks evenwijdige plaatranden grenst aan een gasluchtmengkamer, waarmee de tussenruimten in open verbinding staan, met het kenmerk, dat de platen worden gevormd door 40 vinnen aangebracht op ten minste één zich in hoofdzaak dwars op de platen uitstrekkende buis.

2. Branderkop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de branderkop bestaat uit ten minste één reeks van vinnen voorziene buizen, waarbij de hartlijnen van die buizen in hoofdzaak in eenzelfde vlak zijn gelegen en van twee aangrenzende buizen de vinnen in hoofdzaak in eenzelfde vlak zijn gelegen.

3. Branderkop volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij een buis met vinnen die een gebogen 45 verlopende buitenomtrek hebben, delen van de vinnen zijn omgezet voor het vormen van zijdelingse aansluitoppervlakken voor naast elkaar gelegen buizen.

3 193596 lijfdeel 9a uitstrekkend werveldeel 9c. Het geleidingsdeel 9b bevindt zich aan de zijde van de gasluchtmengkamer en bevordert een gelijkmatige toevoer en geleiding van het gasluchtmengsel aan de brander-kop. Het werveldeel 9c bevindt zich aan de branderoppervlakzijde en bevordert door het introduceren van een extra werveling de menging van gas en lucht en zodoende een optimalere verbranding.

4. Branderkop volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een reeks delen van aangrenzende vinnen is omgezet, waarbij een dergelijke reeks omgezette delen in hoofdzaak gelegen is in het brandervlak of het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak.

5. Branderkop volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat van niet-omgezette vindelen de vrije plaatranden die noch in het oppervlak noch in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak zijn gelegen, althans deels worden afgedekt door een plaatvormig deel, dat zich in de richting van en evenwijdig aan de buis uitstrekt, van welk plaatvormig deel althans een langszijrand in het brandervlak of in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak is gelegen.

5 In figuur 6 zijn aan de bovenzijde van de branderkop vlammen weergegeven. Het spreekt uiteraard weer vanzelf, dat de branderkop ook kan worden omgekeerd, waarbij de vlammen neerwaarts wijzen. In het voorgaande is steeds gesproken over het gasluchtmengsel, dat tussen de vinnen door en om de buizen heen vanaf de gasluchtmengkamer naar het branderoppervlak stroomt. Door de buizen kan een fluïdum, veelal water, worden geleid, hetgeen een gekoelde branderkop oplevert, waardoor een hoge 10 belasting per dm2, een lage uitbrandhoogte en een lage NOx-emissie wordt verkregen. Deze voordelen worden verkregen naast het voordeel van het relatief eenvoudige wijze kunnen vervaardigen van een dergelijke branderkop, waarbij slechts één of een aantal buizen op de juiste wijze in een frame hoeven te worden geplaatst, daar de, de geleidingskanalen voor het gasluchtmengsel vormende platen één geheel vormen met de buizen en zodoende steeds de juiste afstand ten opzichte van elkaar hebben en houden 15 zonder dat daartoe gecompliceerde of lastige werkzaamheden voor zijn vereist. Het spreekt vanzelf, dat er binnen het kader van het onderhavige voorstel vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn naast de reeds in het voorgaande besproken en in de figuren getoonde uitvoerings-voorbeelden. Zo kan, afhankelijk van de afstand tussen twee opeenvolgende vinnen in plaats van het omzetten van delen daarvan ook gedacht worden aan het wegsnijden of op andere wijze verwijderen van 20 die delen of stukken daarvan. Verder kan overwogen worden de zijdelingse, omgezette delen in de uitvoeringsvorm volgens figuur 6 niet zoals figuur 7 laat zien alle dezelfde kant op te buigen, doch twee op elkaar aansluitende delen tegengesteld om te zetten waarna de buizen, na over een vindikte ten opzichte van elkaar te zijn verschoven, verder naar elkaar toe kunnen worden geschoven en de omgebogen vindelen verdere geleidings- en wervelschotten vormen. In plaats van een eendelig profiel 9 zouden ook twee losse 25 strips, overeenkomend met de delen 9b en 9c, kunnen worden toegepast, dat wil zeggen weglating van de lijfdelen 9a. Daarnaast is het ook mogelijk in plaats van twee profielen tussen twee vinpijpen één profiel toe te passen, oftewel een lijfdeel 9a minder. Ook in dat geval is het weer mogelijk in het geheel geen lijfdeel toe te passen. Welke specifieke oplossing de voorkeur zal verdienen, zal van het toepassingsgeval en het gebruikte type vinpijpen afhangen, waarmee niet is gezegd dat bovenstaand alle mogelijke uitvoerings-30 vormen uitputtend zijn besproken.

6. Branderkop volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het plaatvormige deel aan althans de zijde van 193596 4 het branderoppervlak in hoofdzaak rakend aan de af te dekken plaatranden is opgesteld.

7. Branderkop volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een eindstrook van het plaatvormige deel in hoofdzaak in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak is gelegen. Hierbij 2 bladen tekening