SE464540B - Pulsbraennare foer varmvattenpannor, vars hals kyls av ett utlopp foer varmvatten - Google Patents

Description

464 540 10 15 20 25 30 35 Den allvarligaste nackdelen med att anordna en läng hals, sàsom i det kända utförandet, är emellertid att luftinloppet representerar en dödvolym i brännkam- maren, dvs en volym som inte behövs för själva för- bränningen. Genom att dödvolymen är stor, kommer ven- tilringens rörelse inte att ske sä snabbt och distinkt som är önskvärt. Öppningstiden för backventilen blir förhållandevis läng, och under tiden som backventilen är öppen, kan bakátströmning av gas frän brännkammaren ske genom luftinloppet, varigenom stoft (sot) trans- porteras upp till ventilsätet och ventilskivan och ästadkommer nedsmutsning där. När backventilen inte arbetar distinkt, blir funktionen hos brännaren otill- förlitlig. Ãndamálet med uppfinningen är att eliminera eller àtminstone avsevärt reducera de nämnda olägenheterna genom reducering av brännkammarens dödvolym och place- ring av backventilen närmare brännkammaren.

Enligt uppfinningen har pulsbrännaren av det in- ledningsvis angivna slaget för detta ändamål erhällit kännetecknen som framgár av patentkravet 1.

Genom att vatten som avledes fràn pannans vatten- rum bringas att passera förbi utsidan av brännkamma- rens hals, kommer denna att kylas. Den olja som ut- sprutas i halsen fràn bränslinsprutningsmunstycket, kommer därigenom att hàllas sa kall i halsen tack vare kylningen av denna, att den inte förgasas pä luftin- loppets vägg med åtföljande koksbildning. Den zon där oljans förgasning kommer att ske, har flyttats ned i brännkammaren till insidan av brännkammarens tak, där koksbildningen inte är till besvär; förekommande koks skakas och/eller brännes bort. Den genom anordningen av en kortare hals reducerade dödvolymen möjliggör en snabb och distinkt rörelse hos ventilringen samt en lägre placering av bränslemnnstycket och därigenom en 10 15 20 25 30 35 fördelaktigare spridning av bränslet i brännkammaren.

För närmare förklaring av uppfinningen skall ut- föranden därav beskrivas i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, pä vilka FIG. 1 är en vertikalsektionsvy av en pulsbränna- re enligt uppfinningen anordnad i det delvis vi- sade vattenrummet i en varmvattenpanna, och FIG. 2 är en fragmentarisk vertikalsektionsvy av pulsbrännaren, modifierad för drift med gas.

I FIG. 1 visas fragmentariskt en varmvattenpanna 10 med ett av en tank 11 bildat vattenrum 12, i vilket en pulsbrännare 13 är anordnad. Pulsbrännaren innefat- tar en sfärisk brännkammare 14 med en öppning 15, vil- ken genom en ledning 16 är ansluten till ett rökgasut- lopp, Helmholzresonator, och med en upptill anordnad cylind- som tillsamman med brännkammaren bildar en risk hals 17, som är infäst i väggen 11 och uppbär en backventil 18. Denna innefattar ett ventilhus, som be- stär av en underdel 19 och ett lock 20, som är lösbart hopfästa medelst bultförband. Underdelen är med en cy- lindrisk stuts 21 instucken i halsen l7, varvid tätan- de O-ringar 22.är anordnade mellan stutsen och halsen, och underdelen är fäst vid halsen 17 medelst ett snäpplàs 23, som griper om utåtriktade flänsar 24 och 25 pä underdelen resp. halsen. Underdelen bildar ett cirkulärt ventilsäte 26, vilket övergår i stutsen 21 med ett välvt invändigt ytparti 27, som ansluter sig till den cylindriska insidan hos halsen 17.

I sätet är anordnade ett antal luftinströmnings- öppningar 28, och för regleringen av luftinströmningen genom dessa är anordnad en relativt tunn, cirkulär ventilring 29, som skall vara elastiskt böjlig och kan bestä av metall eller plast eller av nagot kompositma- terial. Öppningarna 28 är fördelade längs en cirkel, och pä ömse sidor om öppningarna är anordnade elastis- 464 540 10 15 20 25 30 35 ka O-ringar 30 och 31, som upptages i ringspár i sä- tet. Längst ut vid ventilringens ytterperiferi är ock- sa anordnad en O-ring 32, som upptages i ett ringspàr i sätet, och ventilringens ytterkant upptages mellan locket 20 och denna senare O-ring. Locket bildar ett pà dess ovansida centralt utskjutande cylindriskt par- ti med ett nedät öppet centralt gängat bottenhàl 34, i vilket ett insprutningsmunstycke 35 är inskruvat, och till bottenhàlet 34 är ansluten en gängad tvärborrning 36 för tillkoppling av en ledning 37 för tillförsel av brännolja (FIG. 1). Insprutningsmunstycket sträcker sig centralt in i stutsen 21 och mynnar i en av ytan 27 bildad förträngning i passagen genom stutsen, som bildar liksom ett venturimunstycke.

Locket 20 har pà sin undersida en ringformig ur- tagning, som begränsas av en välvd yta 38, vars form ansluter sig till den välvda ytans 27 form, sä att det omkring insprutningsmunstycket 35 finns en ringformig kanal, som sträcker sig fràn luftinströmningsöppning- arna 28 ned i halsen 17, vilken bildar luftinloppet till brännkammaren.

Halsen är pä sin utsida inuti vattenrummet 12 alldeles intill väggen ll omgiven av en nedàt öppen kàpa 40, som är ansluten till en längs väggen 11 an- ordnad ledning 41, till vilken ett rör 42 för utgäende varmvatten fràn pannan är anslutet. Vatten som medelst pulsbrännaren uppvärmes i pannans vattenrum 12 tvingas sàlunda att passera ut i radiatorsystemet genom röret 42 i kontakt med halsens l7 utsida innanför kàpan 40, för att detta vatten skall kyla halsen, vilken är gjord förhållandevis kort, sàsom framgár av FIG. 1.

Diametralt mittemot halsen 17 är pä brännkamma- rens undersida anordnad en stuts 43 med en gängad borrning 44, i vilken är inskruvad en stàndare 45, som skjuter in i brännkammaren mot dennas centrum men slu- 10 15 20 25 30 35 464 540' tar på avstånd därifrån. I sin inre ände uppbär stån- daren en bricka 46, som är stympat konisk med lillän- den uppåt. Brickan skall bestå av ett värmebeständigt material. Oljan, som sprutas ut från insprutningsmun- stycket 35, na bricka, vilken fungerar som tändkropp för oljan. riktas sålunda in i brännkammaren mot den- Tidigare har som tändkropp anordnats en platta av gjutjärn. En sådan har stor termisk tröghet och tar lång tid för att bli varm. Följden härav är att det erhålles dålig förbränning efter start av pulsbränna- ren (pannan osar). Dessutom är konstruktionen dyr och ger icke önskvärd värmestrålning mot backventilen.

På brännkammaren är också anordnat ett hus 47 för montering av en tändelektrod.

För att det skall skapas optimala förhållanden för förbränningen i pulsbrännaren, när denna är utförd med vattenkyld kort hals 17 på det sätt som beskrivits ovan, är dimensioneringen av pulsbrännaren kritisk.

Kritiska parametrar är sålunda förhållandet mellan halsens 17 innerdiameter och brännkammarens 14 inner- diameter, förhållandet mellan brickans 46 diameter och brännkammarens innerdiameter samt förhållandet mellan avståndet från brickan 46 till brännkammarens tak och brännkammarens innerdiameter. Även avståndet från in- sprutningsmunstyckets spets till brännkammaren har be- tydelse.

För en brännkammare med innerdiametern 130 mm kan följande exemplifierande siffervärden anges: Brickans 46 diameter kan vara mellan 20 och 60 mm, vilket ger ett förhållande mellan brickans dia- meter och bränkammarens innerdiameter som ligger mel- lan 0,15 och 0,46.

Avståndet från brickans 46 topp till brännkamma- rens tak kan vara 64 - 85 mm, vilket ger ett förhål- lande mellan detta avstånd och brännkammarens inner- 464 540 10 15 20 25 30 35 diameter som ligger mellan 0,49 och 0,65.

Halsens l7 innerdiameter (luftinloppets diameter) kan vara mellan 20 och 45, vilket ger ett förhållande mellan denna diameter och brännkammarens innerdiameter mellan 0,15 och 0,35.

Avståndet mellan munstycksspetsen och brännkamma- ren bör vara 20 - 35 mm, vilket motsvarar ett förhål- lande mellan detta avstånd och brännkammarens 0,27.

Pulsbrännarens funktion är väl känd, varför den inner- diameter, som är 0,15 - inte skall beskrivas närmare, eftersom den här be- skrivna pulsbrännaren med avseende på funktionssättet inte skiljer sig i princip från tidigare kända puls- brännare av den här avsedda typen. Ventilringen 29 öppnar och stänger under inverkan av de övertrycks- och undertrycksfaser, som erhålles i samband med den pulserande förbränningen i brännkammaren. Optimering av förbränningsbetingelserna kräver, utöver vad som tidigare sagts också, att ventilen stänger tvärt vid anslag mot ventilsätet och därefter häller tätt mot detta. God tätning mot ventilsätet kan uppnås genom att ventilringen har stor anliggningsyta mot sätet i det stängda läget, vilket emellertid medför risk för att ventilringen klibbar fast vid stödytan pà ventil- sätet. A andra sidan medför en minskning av stödytan på ventilsätet, att tätningen blir sämre och att det föreligger risk för deformering av ventilringen under uppkomst av stora böjpåkänningar i detsamma. I det här beskrivna utförandet av backventilen, som i princip överensstämmer med det som beskrives i SE,B,435 098, såtillvida som den innefattar en ventilring, vilken är anordnad mellan två stöd vid sin ytterkant, nämligen mellan locket 20 och O-ringen 32, uppnås god tätning mot ventilsätet samtidigt som risken för fastklibbning av ventilringen mot sätet är eliminerad genom att ven- 10 15 20 25 30 35 464 54n' tilringen i sitt stängda läge anligger mot de bäda pà ömse sidor om luftinströmningsöppningarna anordnade O-ringarna 30 och 31. Spelet mellan stöden vid ventil- ringens ytterkant skall vara sà litet som möjligt och bör ligga i omradet 0 - 0,5 mm; vid ett spel som är större än 0,5 mm blir ventilen för làngsam. I sitt normala viloläge anligger ventilringen mot O-ringarna utan att dessa är nämnvärt deformerade och anligg- ningsytan mellan ventilring och O-ring är därmed li- ten. Ventilringen kan sàlunda lätt lyfta fràn O-ring- arna utan att klibba fast vid dessa. Vid nedslaget mot O-ringarna, dä ventilringen äter skall stänga, kommer O-ringarna emellertid att deformeras under förstoring av anliggningsytan mot ventilringen, vilket ger en snabb och distinkt stängning.

Den beskrivna pulsbrännaren är anordnad för för- bränning av olja eller annat flytande bränsle men kan även anordnas för förbränning av gasformigt bränsle. I gasvarianten kan pulsbrännaren anordnas pà i och för sig känt sätt säsom visas i FIG. 2.

Enligt FIG. 2 är pulsbrännaren anordnad för för- bränning av gas, som tillföres genom en i underdelen 19 anordnad ringkanal 48 med ett antal jämnt fördelade utströmningsöppningar 48A, som mynnar pá underdelens undersida i en passage 49, vilken är avgränsad mellan underdelens undersida och en vid underdelen fäst plat- ta eller plät 50. Borrningen 36 är därvid igenpluggad.

Luften till brännkammaren insuges via backventilen ge- nom denna passage, varvid gasen inblandas i den insug- na luften. I överdelen 20 är medelst ett skaft 51 upp- hängd en i brännkammaren placerad s k tändknapp 52 av ett värmebeständigt material, belägen nedanför in- loppskanalens mynning pä ett avstánd av 10 - 25 mm frán brännkammarens tak, vilket motsvarar ett förhål- lande mellan det nämnda avståndet och brännkammarens 464 540 10 15 20 25 30 35 innerdiameter pá 0,07 - 0,2. Skaftet är infäst i över- delen medelst en isolator 53 och är medelst en ledning 54 ansluten till ett flamövervakningssystem. Tändknap- pen, vars diameter är 20 - 30 mm, tjänar till att an- tända den inströmmande gasblandningen men kan ocksà, sàsom visas här, tjäna som elektrod för jonisations- övervakning av förbränningen i brännkammaren pá i och för sig känt sätt.

Genom att skaftet 51 med tändknappen 52 avlägsnas och ersättas med ett oljemunstycke, kan pulsbrännaren enkelt konverteras fràn gas- till oljebränning.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 464 540 PATENTKRAV

1. Pulsbrännare, som är anbragt i en varmvatten- pannas vattenrum (12) och som innefattar en brännkam- mare (14) med en som luftinlopp anordnad hals (17) och en för reglering av luftströmningen genom luftinloppet till brännkammaren anordnad backventil (18) med ett med luftinloppet koncentriskt säte (26), i vilket är anordnad minst en luftinströmningsöppning (28), och en plan, relativt tunn, cirkulär ventilring (29), som är elastiskt böjlig och som i ventilens stängda läge an- ligger mot sätet och häller luftinströmningsöppningen stängd men är pàverkbar till öppet läge genom under- tryck i brännkammaren, k ä n n e t e c k n a d av att ett utlopp (40,41) för varmvatten fràn vattenrum- met (12) är anordnat omkring halsen (17) för kylning av denna.

2. Pulsbrännare enligt krav 1, vid vilken luft- inloppet i halsen (17) har cirkulärt tvärsnitt och brännkammaren (14) invändigt är sfärisk och vid vilken förhållandet mellan luftinloppets diameter och bränn- kammarens innerdiameter ligger i omradet 0,15 - 0,35.

3. Pulsbrännare enligt krav 1, vid vilken i luftinloppet är anordnad en av en välvd yta (27) be- gränsad förträngning.

4. Pulsbrännare enligt krav 1, vid vilken pà vardera sidan om luftinströmningsöppningen resp. -öpp- ningarna (28) är i ventilsåtet (26) anordnade elastis- ka O-ringar (30,31) som anliggningsytor för ventil- ringen (29).