NL1033850C2 - Brandersysteem met voorgemengde branders en vlam-overdrachtsmiddelen. - Google Patents

Description

Brandersysteem met voorgemengde branders en vlam-overdrachtsmiddelen

De uitvinding heeft betrekking op een brandersysteem met ten minste twee voorgemengde branders, waarbij elke brander ten minste één toevoeropening en ten minste één uitstroomopening voor een brandbaar gas/lucht-mengsel 5 vertoont. Een dergelijk brandersysteem is bekend.

Onder een voorgemengde brander, ook wel aangeduid als een premix-brander, wordt een brander verstaan waarbij de menging van gas en een voor de volledige verbranding daarvan noodzakelijke hoeveelheid lucht plaatsheeft voor of in de 10 branderkop. Deze voormenging kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd met een venturisysteem of met een mechanisch systeem met ventilatoren. Het zo gevormde brandbare gas/lucht-mengsel, dat vaak zelfs een lichte overmaat (tot bijvoorbeeld 25 procent) aan lucht bevat, wordt bij het 15 verlaten van de uitstroomopening dan ontstoken.

Wanneer verschillende van dergelijke voorgemengde branders naast elkaar worden opgesteld om zo een brandersysteem of branderbed te vormen, is het bij het ontsteken van dat branderbed van groot belang dat alle 20 branders tegelijk worden ontstoken. Wanneer bepaalde branders later ontstoken zouden worden, zou namelijk reeds teveel brandbaar gas/lucht-mengsel uitgestroomd zijn, dat dan bij ontsteking explosief tot ontbranding zou komen.

Een branderbed wordt in de praktijk meestal op een 25 centrale plaats ontstoken, waarna de vlam vervolgens verondersteld wordt van de ontstoken brander over te slaan op of over te lopen naar de naastgelegen branders. Teneinde alle 1 033850 2 branders zo veel mogelijk tegelijk te ontsteken is het dus van belang dat het overlopen van de vlam snel plaatsvindt.

Een probleem daarbij is dat het uitstromende gas/lucht-mengsel, wanneer dit niet wordt ontstoken op de 5 brander, direct mengt met de aanwezige omgevingslucht en daardoor onbrandbaar wordt. Het overlopen van de vlam wordt hierdoor aanzienlijk bemoeilijkt.

De uitvinding heeft nu tot doel een brandersysteem met volledig voorgemengde branders te verschaffen, waarbij 10 dit probleem zich niet of althans in mindere mate voordoet. Volgens de uitvinding wordt dit bij een brandersysteem als beschreven in de aanhef bereikt, door middelen voor het van de ene naar de andere brander overdragen van een vlam. Door gebruik te maken van dergelijke vlam-overdrachtsmiddelen kan 15 het brandersysteem bij een van de branders worden ontstoken, waarbij de vlam dan voldoende snel naar de overige branders overloopt om deze te ontsteken voordat een gevaarlijk grote hoeveelheid van het brandbare gas/lucht-mengsel is uitgestroomd. Zo wordt een veilige ontsteking van het 20 brandersysteem gewaarborgd.

Teneinde de vlam bij het overlopen te geleiden bepalen de vlam-overdrachtsmiddelen bij voorkeur ten minste één vlambaan tussen de branders.

Wanneer de ten minste ene vlambaan gevormd is door 25 een de branders met elkaar verbindende overlooppijp wordt de vlam tijdens het overlopen beschermd tegen doven als gevolg van een overmaat aan lucht.

Om het overlopen van de vlam van de ene naar de andere brander te bevorderen is het brandersysteem volgens de 30 uitvinding bij voorkeur voorzien van ten minste één naar de vlambaan gericht orgaan voor het daarin inspuiten van het brandbaar gas/lucht-mengsel. Zo wordt de vlam als het ware "opgehaald".

3

Wanneer het brandersysteem is voorzien van een mengkamer voor het vormen van het brandbaar gas/lucht-mengsel, welke mengkamer ten minste één toevoeropening voor lucht, ten minste één toevoeropening voor gas en ten minste 5 twee, elk met een van de branders verbonden uitstroomopeningen voor het brandbaar gas/lucht-mengsel omvat, is bij voorkeur het ten minste ene inspuitorgaan via een aftakleiding met de mengkamer verbonden. Het inspuitorgaan wordt dan rechtstreeks vanuit de mengkamer 10 gevoed, en ontvangt zo het gas/lucht-mengsel met een hogere druk dan er heerst na de brander. Hierdoor wordt een snellere overloop van de vlam bereikt.

Bij voorkeur is daarbij het ten minste ene inspuitorgaan ingericht voor het zodanig in de vlambaan 15 inspuiten van het brandbare gas/lucht-mengsel, dat een betrouwbare vlam-overdracht gewaarborgd wordt, zonder dat oververhitting van de vlambaan optreedt. Oververhitting van de vlambaan zou immers kunnen leiden tot voortijdige ontsteking van een daarin gespoten gas/lucht-mengsel.

20 Wanneer in het brandersysteem de branders met tussenruimte naast elkaar geplaatst zijn, kan de overlooppijp zich met voordeel uitstrekken door de tussenruimte. Zo kan de vlam over relatief grote afstanden worden overgedragen. Daarbij kan de tussenruimte onderdeel vormen van een kanaal 25 voor een door de branders te verwarmen medium, zodat het brandersysteem toegepast kan worden in een warmtewisselaar.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarin: 30 Fig. 1 een schematische weergave is van een brandersysteem volgens de uitvinding, 4

Fig. 2 een perspectivisch vooraanzicht is van een praktische toepassing van het brandersysteem in een warmtewisselaar,

Fig. 3 en 4 gedeeltelijk opengewerkte perspectivische detailaanzichten zijn van het brandersysteem van Fig. 2, en 5 Fig. 5 een perspectivisch detailaanzicht toont van een enkele brander van het systeem van Fig. 2 tot 4.

Een brandersysteem 1 is voorzien van ten minste twee, in het getoonde voorbeeld zelfs acht rechtop naast elkaar geplaatste, voorgemengde branders 2. Elke brander 2, die in 10 langsrichting taps toeloopt, dus een afnemende hoogte vertoont, is voorzien van een toevoeropening 8 en vertoont aan de bovenzijde een spieetvormige uitstroomopening 4 voor een brandbaar gas/lucht-mengsel M. Dit gas/lucht-mengsel M wordt aan elke brander 2 toegevoerd door een verdeelkamer 5, 15 die aan zijn onderzijde voorzien is van een of meer openingen. Onder de branders 2 zijn rookgas-afvoerbuizen 9 geplaatst.

Het gas/lucht-mengsel M wordt gevormd in een (hier niet getoonde) ventilator en gaat dan naar een mengkamer of 20 verdeelkamer 5, waarin gas G wordt ingespoten door een gastoevoeropening 6, terwijl lucht A wordt aangezogen door een luchttoevoeropening 7. Deze aanzuiging vindt plaats door middel van de ventilator. De verdeelkamer 5 is verbonden met de verschillende branders 2, en vertoont daartoe een met het 25 aantal branders 2 overeenkomend aantal uitstroomopeningen 8.

Deze uitstroomopeningen 8 zijn gevormd in de verdeelkamer 5, aan het uitstroomeinde daarvan.

Het brandersysteem 1 wordt vanaf een centrale plaats ontstoken. In het getoonde voorbeeld is daartoe de eerste 30 brander 2 (in de tekening aan de rechterzijde getoond) voorzien van een ontstekingsmechanisme 10. In het getoonde voorbeeld is dit een op zichzelf bekende elektrische ontstekingspen, die vlak boven de uitstroomopening 4 is 5 aangebracht. Teneinde alle andere branders 2 nagenoeg gelijktijdig te ontsteken, is het brandersysteem 1 volgens de uitvinding voorzien van middelen 11 voor het van de ene naar de andere brander 2 overdragen van de vlam die na het 5 ontsteken van de eerste brander 2 gevormd wordt. Deze vlam-overdrachtsmiddelen 11 bepalen telkens een vlambaan tussen twee aangrenzende branders 2. In het getoonde voorbeeld worden deze vlambanen gevormd door een stel de branders 2 met elkaar verbindende overlooppijpen 12. Deze overlooppijpen 12 10 zijn zodanig bemeten, dat zij voldoende ruimte bieden om de vlam te laten overslaan van de ene naar de andere brander 2.

De vlam-overdrachtsmiddelen 11 omvatten verder een aantal naar de overlooppijpen 12 gerichte organen 13 voor het daarin inspuiten van het brandbaar gas/lucht-mengsel M. Deze 15 inspuitorganen 13 zijn elk via een aftakleiding 14 met de verdeelkamer 5 verbonden en vertonen een naar de betreffende overlooppijp 12 gerichte spuitmond 19. In het getoonde voorbeeld zijn de inspuitorganen 13 telkens ingericht voor het zodanig in de overlooppijp 12 inspuiten van het brandbare 20 gas/lucht-mengsel M, dat een betrouwbare vlam-overdracht gewaarborgd wordt, maar oververhitting van de overlooppijp 12 wordt vermeden. Daartoe spuit elk orgaan 13 een hoeveelheid gas/luchtmengsel M in die voldoende is om een goede dieptewerking te verkrijgen, waardoor de vlam op betrouwbare 25 wijze wordt overgebracht naar de volgende brander 2. De ingespoten hoeveelheid is daarentegen zo klein dat de vlam slechts wordt overgebracht, en er geen uitgebreide verbranding in de overlooppijp 12 plaatsheeft. De geschikte hoeveelheid en inspuitdruk kan door de deskundige op basis 30 van proeven en/of berekeningen worden bepaald.

Overigens zijn de inspuitorganen 13 telkens aangebracht op de nog te ontsteken branders 2 naast de uitstroomopening 4 daarvan, en spuiten zij het 6 gas/luchtmengsel M in de richting van de reeds ontstoken brander(s) 2, zodat de vlam als het ware wordt "opgehaald".

De brander 2 die het verst van het ontstekingsmechanisme 10 is verwijderd, in dit geval de 5 brander 2 aan de linkerzijde, is voorzien van een vlambewakingsmechanisme 16. Dit bewakingsmechanisme 16 is eveneens op conventionele wijze gevormd door een vlak boven de uitstroomopening 4 geplaatste pen, waarin door de vlam een ionisatiestroom wordt opgewekt wanneer de brander 2 ontstoken 10 is. Bij het ontbreken van de vlam is er geen ionisatiestroom meer en zal de gastoevoer worden afgesloten.

Over de branders 2 zijn nog kappen 17 aangebracht, waardoor van de omgeving afgesloten verwarmingselementen gevormd worden. Tussen deze verwarmingselementen worden zo 15 kanalen 18 gevormd, waar een te verwarmen medium, bijvoorbeeld lucht doorheen kan stromen. De zijkanten van de branderkappen 17 bepalen daarbij de wanden van de kanalen 18.

De uitvinding maakt het zo mogelijk om met relatief eenvoudige middelen een brandersysteem dat bestaat uit een 20 aantal volledig voorgemengde branders op betrouwbare wijze vanaf een centraal punt te ontsteken.

Hoewel de uitvinding hiervoor beschreven is aan de hand van een voorbeeld, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt. Zo zou het aantal branders, de vorm 25 van de branders en hun opstelling gevarieerd kunnen worden. Daarnaast zouden de vlam-overdrachtsmiddelen anders uitgevoerd kunnen worden dan hier getoond, bijvoorbeeld met anders gevormde overlooppijpen, of zelfs geheel andere overloopconstructies dan pijpen. Ook de vorm en positie van 30 de inspuitorganen zou aangepast kunnen worden, evenals de wijze waarop deze van gas/lucht-mengsel voorzien worden. Verder zou de plaats vanwaar de branders ontstoken worden en de wijze waarop dit gebeurt gevarieerd kunnen worden.

7

Tenslotte is het brandersysteem volgens de uitvinding niet slechts in warmtewisselaars maar voor verschillende toepassingen te gebruiken.

De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend 5 bepaald door de nu volgende conclusies.

1033850

Claims (8)

1. Brandersysteem met ten minste twee voorgemengde branders, waarbij elke brander ten minste één toevoeropening en ten minste één uitstroomopening voor een brandbaar gas/lucht-mengsel vertoont, gekenmerkt door middelen voor het 5 van de ene naar de andere brander overdragen van een vlam.

2. Brandersysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vlam-overdrachtsmiddelen ten minste één vlambaan tussen de branders bepalen.

3. Brandersysteem volgens conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat de ten minste ene vlambaan gevormd is door een de branders met elkaar verbindende overlooppijp.

4. Brandersysteem volgens conclusie 2 of 3, gekenmerkt door ten minste één naar de vlambaan gericht orgaan voor het daarin inspuiten van het brandbaar gas/lucht- 15 mengsel.

5. Brandersysteem volgens conclusie 4, gekenmerkt door een mengkamer voor het vormen van het brandbaar gas/lucht-mengsel, welke mengkamer ten minste één toevoeropening voor lucht, ten minste één toevoeropening voor 20 gas en ten minste twee, elk met een van de branders verbonden uitstroomopeningen voor het brandbaar gas/lucht-mengsel omvat, waarbij het ten minste ene inspuitorgaan via een aftakleiding met de mengkamer verbonden is.

6. Brandersysteem volgens conclusie 4 of 5, met het 25 kenmerk, dat het ten minste ene inspuitorgaan is ingericht voor het zodanig in de vlambaan inspuiten van het brandbare gas/lucht-mengsel, dat een betrouwbare vlam-overdracht gewaarborgd wordt, zonder dat oververhitting van de vlambaan optreedt.

7. Brandersysteem volgens één der conclusies 2 tot 6, met het kenmerk, dat de branders met tussenruimte naast 1033850 elkaar geplaatst zijn, en de overlooppijp zich uitstrekt door de tussenruimte.

8. Brandersysteem volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de tussenruimte onderdeel vormt van een kanaal 5 voor een door de branders te verwarmen medium. 1 03 3 850