NL8900616A - Gasbrander van het type oppervlaktebrander. - Google Patents

Description

Titel: Gasbrander van hét type oppervlaktebrander

De uitvinding heeft betrekking op een gasbrander van het type oppervlaktebrander, welke is voorzien van een groot aantal platen, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar met spleetvormige tussenruimten zijn opgesteld, 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.

Bekende gasbranders van het bovenbedoelde type zijn * samengesteld uit een groot aantal afwisselend tegen elkaar geplaatste vlakke en gegolfde 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 freem.

Met de uitvinding wordt beoogd onder gebruikmaking van gemakkelijker dan losse platen te hanteren elementen te komen tot een oppervlaktebrander van de in de aanhef vermelde soort.

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 oppervlaktebrander te realiseren. Niet alleen is de opppervlak-tebrander aldus op eenvoudige wijze te vervaardigen; tevens is hiermee de mogelijkheid tot een gekoelde brander verkregen, die een hoge belasting per dm2, een lage uitbrandhoogte alsmede een lage ΝΟχ-emissie kent. Een dergelijke oppervlaktebrander 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 88.02696.

Wordt een branderoppervlak met een lengte en breedte in dezelfde orde van grootte gewenst, dan is dit overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te realiseren, als de gasbrander 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 buizen versprongen liggen ten opzichte van de hartlijnen van de andere reeks buizen.

Een optimaal zijdelings op elkaar aansluiten van aangrenzende vinnen is verkrijgen, als deze een rechthoekige vorm hebben. Bekende vinpijpen voor warmtewisselaars hebben echter vrijwel steeds vinnen met een ronde omtreksvorm. Om onder gebruikmaking van dergelijke voor handen zijnde buizen te kunnen komen tot een gasbrander volgens de uitvinding, wordt overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm voorgesteld, dat bij een buis met vinnen waarvan de buitenomtrek afwijkt van een veelhoek, delen van de vinnen zijn omgezet voor het vormen van zijdelingse aansluitoppervlakken voor naast elkaar gelegen buizen. Teneinde in dergelijke gevallen tevens 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 bij een buis met vinnen waarvan de buitenomtrek afwijkt van een veelhoek, delen van de vinnen zijn omgezet, waarbij omgezette delen van de vinnen in hoofdzaak gelegen zijn in het brandervlak of het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak. Uiteraard is het ook mogelijk in plaats van delen van de vinnen om te zetten die delen af te snijden of op andere wijze te verwijderen. Het omzetten van die delen kan afhankelijk van de onderlinge tussenafstanden van de vinnen evenwel nog het extra voordeel hebben van het extra in werveling brengen van het gasluchtmengsel, hetgeen de vermenging van gas en lucht bevordert.

Voor een optimale geleiding van het gasluchtmengsel naar het branderoppervlak, in het bijzonder in geval de vinnen niet-omgezette delen met vrije plaatranden hebben, die noch in het brandervlak noch in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak zijn gelegen, verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat deze plaatranden 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 bran-deroppervlak bevindt, verdient het de voorkeur, dat het plaatvormige deel in hoofdzaak rakend aan de af te dekken plaatranden is opgesteld, waardoor dat plaatvormige deel een extra wervelend effect op het gasluchtmengsel heeft. Bevindt het plaatvormig deel zich aan de zijde van de gasluchtmengkamer,-dan is het plaatvormige deel bij voorkeur zodanig opgesteld, dat dit in hoofdzaak in het aan de gas luchtmengkamer grenzende vlak is gelegen, waarmee de geleiding van het gasluchtmengsel is te bevorderen.

Onder verwijzing naar in de tekening weergegeven uit-voeringsvoorbeelden zal de oppervlaktebrander volgens de uitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbij toont: fig. 1 in zijaanzicht een deel van een eerste uitvoeringsvorm van de brander volgens de uitvinding; fig. 2 een aanzicht volgens pijl A in fig. 1; fig. 3 in vooraanzicht een deel van een tweede uitvoeringsvorm van de brander volgens de uitvinding; fig. 4 een zijaanzicht van fig. 3; fig. 5 een bovenaanzicht van fig. 3; fig. 6 in vooraanzicht een deel van een derde uitvoeringsvorm van de brander volgens de uitvinding; en fig. 7 een bovenaanzicht van fig. 6.

Het in fig. 1 weergegeven branderdeel 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 freemdelen aan twee tegenover elkaar gelegen zijkanten aan de twee andere zijkanten een roostervormig toevoervlak voor een gasluchtmengsel en een branderoppervlak gaan vormen. Voor het vormen van een groter brander oppervlak 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 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 fig. 5 blijkt overlappen opeenvolgende omgezette delen 4a van de vinnen 4 op een buis 3 elkaar deels.

Deze delen 4a zijn dan ook, zoals het duidelijkst uit fig. 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 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 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 brander ook zeer wel omge keerd te gebruiken, bijvoorbeeld in een ketel zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 88.02696 van aanvraagster.

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 fig. 7 blijkt, is 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 fig. 6 blijkt, resteren er ondanks het aanbrengen van de omgezette delen 8a relatief grote in langsrich-ting 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 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 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. 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.

In fig. 6 zijn aan de bovenzijde van de brander vlammen weergegeven. Het spreekt uiteraard weer vanzelf, dat de brander 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 brander oplevert, waardoor een hoge 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 brander, waarbij slechts één of een aantal buizen op de juiste wijze in een freem 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 zonder dat daartoe gecompliceerde of lastige werkzaamheden voor zijn vereist.

Het spreekt vanzelf, dat er binnen het kader van de -uitvinding vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn naast de reeds in het voorgaande besproken en in de figuren getoonde uitvoeringsvoorbeelden. 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 die delen of stukken daarvan. Verder kan overwogen worden de zijdelingse, omgezette delen in de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 niet zoals fig. 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 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 uitvoeringsvormen uitputtend zijn besproken.

Claims (7)

1. Gasbrander van het type oppervlaktebrander, welke is voorzien van een groot aantal platen, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar met spieetvormige tussenruimten zijn opgesteld, van welke platen een eerste reeks evenwijdige plaatran-den 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 vinnen aangebracht op ten minste één zich in hoofdzaak dwars op de platen uitstrekkende buis.

2. Gasbrander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gasbrander bestaat uit ten minste één reeks van vinnen voor-* ziene 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. Gasbrander volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij een buis met vinnen waarvan de buitenomtrek afwijkt van een veelhoek, delen van de vinnen zijn omgezet voor het vormen van zijdelingse aansluitoppervlakken voor naast elkaar gelegen buizen.

4. Gasbrander volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij een buis met vinnen waarvan de buitenomtrek afwijkt van een veelhoek, delen van de vinnen zijn omgezet, waarbij omgezette delen van de vinnen in hoofdzaak gelegen zijn in het brandervlak of het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak.

5. Gasbrander volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat in geval de vinnen niet-omgezette delen met vrije plaatranden hebben, die noch in het brandervlak noch in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak zijn gelegen, deze plaatranden 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.

6. Gasbrander volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het plaatvormige deel in hoofdzaak rakend aan de af te dekken plaatranden is opgesteld.

7. Gasbrander volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het plaatvormige deel in hoofdzaak in het aan de gasluchtmengkamer grenzende vlak is gelegen.