BE1024480A1

BE1024480A1 - Gasbrander voor sterke luchtstroom

Info

Publication number: BE1024480A1
Application number: BE20165628A
Authority: BE
Inventors: Marc Polleunis
Original assignee: Agrofrost Nv
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2018-03-02
Also published as: WO2018027285A1; EP3497370A1; ZA201900028B; MX2019001533A; US10907825B2; PL3497370T3; US20190203932A1; EP3497370B1; CN109563989B; CN109563989A; BE1024480B1; CA3030039A1; RU2716352C1

Abstract

Gasbrander (1) bestaande uit een branderbuis (2), waarin gas wordt toegevoerd en die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties (3) die het gas doorlaten naar een branderkamer (4) en van een ontstekingsmechanisme (5) om het gas elektrisch te ontsteken, daardoor gekenmerkt dat de branderbuis (2) aan de binnenkant voorzien is van een gasverdeelbuis (6) om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen over de ganse rij perforaties (3), en dat de branderkamer (4) omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer (7), die door middel van luchtsleuven (9) verbonden is met de branderkamer (4), waarbij de luchtsleuven (9) schuin staan ten opzichte van de lengteas van de branderbuis (2) in een hoek tussen 10° en 80°, en waarbij de luchttoevoer door de luchtsleuven (9) geregeld wordt door een inrichting die lucht aanblaast, of aanzuigt doorheen de voorgemonteerde luchtkamer (7).

Description

(30) Voorrangsgegevens :

(71) Aanvrager(s) :	AGROFROST, naamloze vennootschap 2920, KALMTHOUT België
(72) Uitvinder(s) :

POLLEUNIS Marc 3470 KORTENAKEN België (54) Gasbrander voor sterke luchtstroom (57) Gasbrander (1) bestaande uit een branderbuis (2), waarin gas wordt toegevoerd en die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties (3) die het gas doorlaten naar een branderkamer (4) en van een ontstekingsmechanisme (5) om het gas elektrisch te ontsteken, daardoor gekenmerkt dat de branderbuis (2) aan de binnenkant voorzien is van een gasverdeelbuis (6) om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen over de ganse rij perforaties (3), en dat de branderkamer (4) omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer (7), die door middel van luchtsleuven (9) verbonden is met de branderkamer (4), waarbij de luchtsleuven (9) schuin staan ten opzichte van de lengteas van de branderbuis (2) in een hoek tussen 10° en 80°, en waarbij de luchttoevoer door de luchtsleuven (9) geregeld wordt door een inrichting die lucht

aanblaast, of aanzuigt doorheen de voorgemonteerde luchtkamer (7).

B E2016/5628

Gasbrander voor sterke luchtstroom.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een gasbrander voor toepassing in een sterke luchtstroom die bijvoorbeeld door een ventilator of aanzuiginstallatie wordt opgewekt.

Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld om een gasbrander te verkrijgen die zowel bij een läge als bij een hoge luchtsnelheid van de aangezogen of aangeblazen lucht probleemloos ontsteekt en een optimale verbranding garandeert.

Het is bekend dat voor een gasbrander die in een sterke luchtstroom werkt, bijvoorbeeld vlak voor of na een ventilator, het tot op heden nodig is om de luchtstroom sterk te verminderen om de brander te kunnen ontsteken. Dit kan gebeuren door het toerental van de ventilator sterk te Verlagen of deze stil te leggen.

In toepassingen waar de brander veelvuldig moet ontstoken worden is dit erg hinderlijk en leidt dit tot tijdverlies en extra handelingen met verdere complicaties.

In de regel kan een gasbrander maar ontstoken worden binnen een bepaald bereik van de luchtsnelheid omdat een verandering van luchtsnelheid ook de verhouding gas/zuurstof wijzigt en de brander niet meer zal ontsteken als deze verhouding niet binnen bepaalde grenzen ligt. Bovendien is ook de efficiëntie van de verbranding afhankelijk van de luchtsnelheid.

B E2016/5628

De huidige uitvinding heeft tot doel aan het voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een gasbrander bestaande uit een branderbuis, waarin gas wordt toegevoerd en die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties die het gas doorlaten naar een branderkamer, en van een ontstekingsmechanisme om het gas elektrisch te ontsteken, waarbij de branderbuis aan de binnenkant voorzien is van een gasverdeelbuis om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen over de ganse rij perforaties, en waarbij de branderkamer omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer, die door middel van luchtsleuven verbonden is met de branderkamer, waarbij deze luchtsleuven schuin staan ten opzichte van de lengteas van de branderbuis in een hoek tussen 10° en 80°, en waarbij de luchttoevoer door de luchtsleuven geregeld wordt door een inrichting die lucht aanblaast, of aanzuigt doorheen de voorgemonteerde luchtkamer.

Naast het gemakkelijker ontsteken bij verschillende luchtsnelheden en de betere verbranding bij verschillende luchtsnelheden, waardoor het verbruik daalt, is een bijkomend voordeel dat het geluidsniveau wordt verlaagd.

Bij voorkeur hebben de perforaties in de branderbuis een onderlinge afstand van 6 mm tot 20 mm en een diameter van

1,5 mm tot 6 mm, en is de branderbuis zelf 50 tot 100 mm lang. De perforaties in de gasverdeelbuis hebben een onderlinge afstand groter dan deze van de perforaties in de branderbuis, maar de gasverdeelbuis zelf is even lang als de branderbuis, en heeft een kleinere diameter, zodat de

B E2016/5628 gasverdeelbuis binnen de branderbuis gepositioneerd kan worden.

Een voordeel van deze branderbuis met gasverdeelbuis is dat de gastoevoer naar de branderbuis gelijkmatig verdeeld wordt over de gehele lengte van de branderbuis. Bovendien zorgt de gasverdeelbuis voor een gelijkmatig aanzuigeffect van nieuw gas ter vervanging van het verbrande gas.

Nadat de gastoevoer geopend werd zorgt een ontstekingsmechanisme ervoor dat het gas-zuurstof mengsel ontsteekt. De ontploffing zorgt voor een overdrukgolf welke zieh naar de open zijde van de branderkamer gaat bewegen en uiteindelijk aan het open uiteinde verdwijnt in de omgeving.

Door de ontploffing ontstaat er een versnelling van de warme lucht naar buiten, met een zuigkracht op de perforâtie van de branderbuis tot gevolg. Het nieuw aangezogen gas komt in aanraking met lucht en gaat vervolgens ontsteken. Dit procès blijft zieh herhalen zolang er toevoer is van gas en wordt autopulsatie genoemd.

Deze autopulsatie speelt zieh af in elke perforatie van de branderbuis, die op slechts 6 tot 20 mm van een volgende perforatie ligt. Het mengsel gas-zuurstof gaat dus telkens ontsteken door de vlam van een naburige perforatie. De diepte van de branderkamer speelt een rol en zorgt ervoor dat de hele cyclus zieh op een eigen frequentie blijft herhalen, waardoor de brander een karakteristiek brommend geluid maakt.

B E2016/5628

De autopulsatie veroorzaakt een aanzuigeffect op de gasinlaat gaten, waardoor het mogelijk is onder een gasdruk van slechts 10 tot 30 mb te werken.

Er zijn luchtsleuven voorzien tussen de voorgemonteerde luchtkamer en de branderkamer om de zuurstoftoevoer naar de branderkamer te verzekeren.

De luchtsleuven zijn tussen 3 mm en 12 mm breed, en zijn tussen 20 en 80 mm lang, en schuin gepositioneerd ten opzichte van de lengteas van de branderbuis onder een hoek van tussen 10° en 80°.

Het zijn deze luchtsleuven en hun positionering die ervoor zorgen dat de gas/zuurstof verhouding zowel bij läge als bij hoge luchtsnelheid gesehikt is voor een gemakkelijke ontsteking en de brander binnen een groot bereik van luchtsnelheden kan werken en ontstoken kan worden.

In een alternatieve uitvoeringsvorm kan één luchtsleuf de vorm aannemen van één reeks achter elkaar geplaatste gaten van om het even welke vorm zoals ovale, rechthoekige of bijvoorbeeld circulaire gaten, waarvan de diameter tussen 3 mm en 12 mm bedraagt, waarbij elke reeks achter elkaar geplaatste gaten tussen 20 mm en 80 mm lang is, en waarbij deze opsomming van vormen niet beperkend is.

De gekozen maat van de luchtsleuven of reeks van gaten wordt bepaald door:

- de luchtsnelheid en luchtdruk;

- de capaciteit van de brander;

B E2016/5628

- de afmetingen van de luchtkamer die als uitblaas- of aanzuigkamer fungeert.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een gasbrander voor sterke luchtstroom volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

figuur 1 schematisch een doorsnede van een gasbrander volgens de uitvinding weergeeft loodrecht op zijn lengteas;

figuur 2 in perspectief een ontploft beeid van een gasbrander volgens de uitvinding weergeeft; figuur 3 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 2 door F3 is aangeduid;

figuur 4 een variante uitvoeringsvorm van figuur 3 weergeeft;

figuur 5 meer in detail de branderbuis met verdeelbuis volgens de uitvinding weergeeft;

figuur 6 meer in detail de elektrische ontsteking van de gasbrander in de branderkamer weergeeft.

In figuur 1 is schematisch een doorsnede weergegeven van een gasbrander 1 voor sterke luchtstroom volgens de uitvinding. De gasbrander bestaat uit een branderbuis 2, die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties 3 die het gas doorlaten naar een branderkamer 4 en van een ontstekingsmechanisme 5 om het gas te ontsteken, waarbij de branderbuis 2 aan de binnenkant voorzien is van een gasverdeelbuis 6 om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen

B E2016/5628 over de ganse rij perforaties 3, en de branderkamer 4 omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer 7, die verbonden is met een afscherming 8 en door middel van luchtsleuven 9 verbonden is met de branderkamer 4 .

In figuur 2 is in perspectief een ontploft beeid weergegeven van een gasbrander 1 volgens de uitvinding, waarop de relatieve positie te zien is van de branderbuis 2 met perforaties 3, de branderkamer 4, de luchtkamer 7 nu gesplitst in een bovenste 7a en een onderste 7b deel, en de branderkamer branderkamer voorzien van luchtsleuven 9 die de verbinden met de luchtkamer 7. De gasontsteker is een elektrische ontsteking 5 met een ontstekingskaars 10 die het gas/lucht mengsel ter hoogte van de luchtsleuven 9 aan de perforaties 3 in de branderbuis kan ontsteken. Het benodigde gas wordt aangevoerd door een aanvoerleiding 11.

In figuur 3 is op grotere schaal een detail weergegeven, aangeduid met F3 in figuur 2, waarop de luchtsleuven 9 beter te zien zijn in één hoek van de branderkamer 4, en ook hun schuine stand ten opzichte van de lengteas van de branderbuis 2, aangeduid met hoek C te zien is. De lengte van één luchtsleuf is aangeduid met afstand A, en de breedte ervan met afstand B.

In figuur 4 is een variante uitvoeringsvorm van de luchtsleuven 9 weergegeven, waarbij één luchtsleuf 9 nu vervangen is door een linéaire reeks circulaire gaten 9', in dit geval vier circulaire gaten, verdeeld over de lengte van één luchtsleuf, en waarvan de diameter overeenstemt met de breedte B van één luchtsleuf 9.

B E2016/5628

In figuur 5 is meer in detail de branderbuis 2 weergegeven, met daarin geschoven de gasverdeelbuis 6 met kleinere diameter en de eindstandige aansluitstukken 12, 13 op de branderbuis 2.

In figuur 6 wordt meer in detail de plaatsing van de ontsteker 5 met ontstekingskaars 10 getoond in de verbrandingskamer 4 met zijn boogcontacten 14, 15 ter hoogte van de luchtsleuven 9 in het bovenste deel en in het onderste deel van de verbrandingskamer 4.

De werking van de gasbrander 1 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

De gasbrander kan toegepast worden bij bijvoorbeeld hete lucht verwarmingsinstallaties, waarbij een verwarmde luchtstroom gericht wordt naar een te verwarnen omgeving. Daartoe wordt een aanblaasinstallatie gebruikt, bijvoorbeeld een ventilator, die een luchtstroom met een gewenste snelheid door de luchtkamer 7 voert, vanwaar de lucht door de luchtsleuven 9 stroomt naar de verbrandingskamer 4.

Gas wordt aangevoerd via een aanvoerleiding 11 naar een verdeelbuis 6, die omhuld is met een branderbuis 2, en die gelijkmatig gas aanvoert naar elk van de perforaties 3 in de branderbuis, waarlangs het gas in de verbrandingskamer 4 stroomt en gemengd wordt met lucht.

De gasbrander kan bij eike luchtsnelheid ontstoken worden door een elektrische ontsteker 5 met ontstekingskaars 10,

B E2016/5628 die het gas/lucht mengsel aan de perforaties 3 van de branderbuis 2 aansteekt met behulp van boogcontacten 14,

15.

De verbranding wordt ingeleid door een ontploffing aan een perforatie 3, die een aanzuigeffect heeft op de gasverdeelbuis 6, en nieuw gas aanzuigt dat tot ontploffing komt door een naburige vlam, zodat een regime van autopulsatie ontstaat.

De verbranding is zelfonderhoudend en kan ook bij een lichte onderdruk van het gas of hoge luchtsnelheid in stand worden gehouden zolang er gastoevoer is. Ook bij het onderbreken van de verbranding kan de brander onmiddellijk weer ontstoken worden, zelfs bij een hoge luchtsnelheid zonder daarbij de ventilator af te moeten zetten of de aanzuigsnelheid stil te moeten leggen, om de brander weer op te starten, op voorwaarde dat de luchtsleuven die de luchtkamer verbinden met de verbrandingskamer, schuin

georiënteerd staan ten opzichte van branderbuis 2 .	de lengteas van	de
De brander vindt	bijvoorbeeld	toepassing in	een
verwarmingsinstallatie	voor het	bestrij den	van

nachtvorstschade in de tuinbouw.

Het spreekt voor zieh dat een dergelijke gasbrander ook in andere toepassingen kan gebruikt worden.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een gasbrander volgens de uitvinding

B E2016/5628 kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, zoals deze in de volgende conclusies beschreven is.

B E2016/5628

Claims

Conclusies.

1. - Gasbrander (1) bestaande uit een branderbuis (2), waarin gas wordt toegevoerd en die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties (3) die het gas doorlaten naar een branderkamer (4) en van een ontstekingsmechanisme (5) om het gas elektrisch te ontsteken, daardoor gekenmerkt dat de branderbuis (2) aan de binnenkant voorzien is van een gasverdeelbuis (6) om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen over de ganse rij perforaties (3), en dat de branderkamer (4) omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer (7), die door middel van luchtsleuven (9) verbonden is met de branderkamer (4), waarbij de luchtsleuven (9) schuin staan ten opzichte van de lengteas van de branderbuis (2) in een hoek tussen 10° en 80°, en waarbij de luchttoevoer door de luchtsleuven (9) geregeld wordt door een inrichting die lucht aanblaast, of aanzuigt doorheen de voorgemonteerde luchtkamer (7).
2. - Gasbrander volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de perforaties (3) in de branderbuis (2) een onderlinge afstand van 6 mm tot 20 mm hebben en een diameter van 1,5 mm tot 6 mm, en de branderbuis (2) zelf 50 tot 100 mm lang is .
3. - Gasbrander volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de gasverdeelbuis (6) even lang is als de branderbuis (2) , maar een kleinere diameter heeft, zodat de gasverdeelbuis (6) binnen de branderbuis gepositioneerd is.
4.- Gasbrander volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat

B E2016/5628 de luchtsleuven (9) tussen 3 mm en 12 mm breed zijn, en tussen 20 en 80 mm lang zijn.
5. - Gasbrander volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat elke luchtsleuf (9) de vorm aanneemt van één reeks achter elkaar geplaatste gaten van om het even welke vorm (9' ) , waarvan de diameter tussen 3 mm en 12 mm bedraagt, en waarbij elke reeks achter elkaar geplaatste gaten (9') tussen 20 mm en 80 mm lang is.
6. - Gasbrander volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het ontstekingsmechanisme (5) een elektrische onstekingskaars (10) omvat, die verbonden is met twee boogcontacten 14, 15 ter hoogte van de luchtsleuven 9 in het bovenste deel 7a en in het onderste deel 7b van de verbrandingskamer 4 die het gas/lucht mengsel aan de perforaties 3 van de branderbuis 2 kunnen aansteken.

B E2016/5628

B E2016/5628

BE2016/5628

B E2016/5628

Gasbrander voor Sterke luchtstroom.

Gasbrander (1) bestaande uit een branderbuis (2), waarin 5 gas wordt toegevoerd en die voorzien is van een rij lineair opgestelde perforaties (3) die het gas doorlaten naar een branderkamer (4) en van een ontstekingsmechanisme (5) om het gas elektrisch te ontsteken, daardoor gekenmerkt dat de branderbuis (2) aan de binnenkant voorzien is van een
10 gasverdeelbuls (6) om de gastoevoer gelijkmatig te verdelen over de ganse rij perforaties (3), en dat de branderkamer (4) omgeven is door een voorgemonteerde luchtkamer (7), die door middel van luchtsleuven (9) verbonden is met de branderkamer (4), waarbij de luchtsleuven (9} schuin staan
15 ten opzichte van de lengteas van de branderbuis (2) in een hoek tussen 10° en 80°, en waarbij de luchttoevoer door de luchtsleuven (9) geregeld wordt door een inrichting die lucht aanblaast, of aanzuigt doorheen de voorgemonteerde luchtkamer (7).