DK146328B - Fremgangsmaade til regulering af afgiven varmeeffekt fra en braender til fast braendsel og en braender til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

146328 i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til regulering af afgiven varmeeffekt fra en brænder til fast brændsel, i hvilken brænder brændsel fødes til en forbrændingszone, hvor det forbrændes under luftoverskud. Opfindelsen angår også en brænder til fast 5 brændsel til udøvelse af denne fremgangsmåde og med en langstrakt skakt, hvis øverste del har en åbning til'påfyldning af brændsel og tjener som mellemlagringsrum for dette, som i takt med forbrændingen fødes mod skaktens nederste, af en som rist tjenende bund afgrænset del, i hvilken forbrændingen sker under luftoverskud.

10 Konventionelt foretages en sådan effektregulering ved regulering af den forbrændingsluft, der skal tilføres forbrændingszonen. Forbrændingslufttilførselen reguleres da sædvanligvis i afhængighed af temperaturen fra det medium, der skal opvarmes ved forbrændingen. Reguleringen kan ske på en sådan måde, at lufttilførselen nedsættes, når 15 mediet har opnået en forudbestemt temperaturværdi, hvorved forbrændingen aftager på grund af iltmangel. Når mediets temperatur har nået en minimumsværdi, forøges lufttilførselen igen. Ved nedsættelsen af lufttilførselen er der altid risiko for, at brændbare gasser, som gennem forbrændingen allerede er blevet frigjort fra brændselet, 20 og som følge af forbrændingszonens temperatur fortløbende frigøres fra brændselet, ikke bliver fuldstændig forbrændt, men afgår gennem skorstenen. Foruden den dårlige udnyttelse af brændselet, indebærer dette en forøget miljøødelæggelse, idet de nævnte gasser har store indhold af skadelige stoffer.

25 Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en sådan fremgangsmåde til styring af afgivet varmeeffekt fra en brænder til fast brændsel, at de ovennævnte ulemper, der hænger sammen med varmeeffektreguleringen ved regulering af forbrændingsluftmængden, i hovedsagen elimineres samtidig med, at der opnås et højt og jævnt 30 forbrændingspunkt og en maksimal forbrænding. Dette muliggøres ved opfindelsen derved, at brændselet i nævnte zone bringes til at danne et luftgennemtrængeligt lag, der har en tilnærmelsesvis ensartet tykkelse, og gennem hvilket forbrændingsluften under forbrændingen fra lagets ene side presses mod dets anden side under et af den 35 afgivne varmeeffekt uafhængigt, men til optimal forbrænding af 146328 2 brændselet tilstrækkeligt overtryk, og at reguleringen mod en aftagende varmeeffektværdi sker ved tilsvarende afskærmning af lagets nævnte anden side, medens reguleringen mod en tiltagende værdi sker ved tilsvarende frilægning af lagets anden side, hvilket er ensbety-5 dende med henholdsvis en formindskelse og en forøgelse af forbrændingszonens volumen. En brænder til fast brændsel, som arbejder på denne måde, er ejendommelig ved, at størrelsen af brænderens for-brændingszone er regulerbar med hensyn til ønsket varmeeffektudtag fra brænderen og defineres af et rum mellem nævnte bund, væggene 10 af to koncentrisk inde i hinanden og i skakten rørformede organer med ensartede tværsnit, af hvilke organer det yderste opefter grænser op til nævnte påfyldningsåbning og i det mindste ved skaktens nederste del har gennembrudte vægge som i krav 3 af hvilke det inderste organ, som har gennembrudte vægge, strækker sig omtrent 15 samme niveau som gennembrydningen i det ydre organ og er udformet med opadrettet konusformet spids og en mod det ydre organs yderside tæt tilsluttende skærm, som er således anbragt, at der ved en relativ bevægelse mellem denne og det ydre organ tilvejebringes en henholdsvis forøget og formindsket afskærmning af det ydre organs 20 gennembrudte del, hvilket er ensbetydende med den nævnte regulering af forbrændingszonens størrelse, og at brænderen indbefatter et til indersiden af det indre organ grænsende ledningssystem for tilførsel af forbrændingsluft til forbrændingszonen.

Af konstruktionstekniske hensyn er det fordelagtigt, at forbrændmgs-25 zonen i overensstemmelse med en speciel ejendommelighed for opfindelsen er et rotationssymmetrisk hullegeme, der har tilnærmelsesvis konstant tykkelse, og gennem hvis vægge forbrændingsluften presses fra hullegemets indre og udefter, og at fra brænderen afgivet varme-effekt reguleres ved proportional henholdsvis forøget og formindsket 30 afskærmning af hullegemets ydre begrænsningsflade.

For at forøge såvel holdbarheden af de to rørformede organer som brænderens virkningsgrad er, som det fremgår af en anden speciel ejendommelighed, i det mindste de gennembrudte dele af disse organer forsynet med kapper og er afkølet af et fluidum, fortrinsvis luft.

3 146328

Ved at skærmen eller det ydre organ i henhold til endnu en speciel ejendommelighed for opfindelsen er operativt forbundet med en indstillingsindretning, der er indrettet til at tilvejebringe den nævnte regulering af forbrændingszonens størrelse, og som indgår i et re-5 guleringssystem, hvis faktiske værdi fås fra en i varmgasstrømmen fra brænderen anbragt temperaturgiver, og hvis begyndelsesværdi er manuelt indstillelig, opnås et optimalt arbejdende system.

Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret under henvisning til tegningen, på hvilken 10 fig. 1 skematisk viser et længdesnit i en brænder ifølge opfindelsen monteret i en konventionel kedel, og fig. 2 viser et tværsnit efter linjen A-A i den i fig. 1 viste brænder.

I fig. 1 betegner 1 generelt en kedel til produktion af varmt vand, dels til opvarmning af fx værelser og dels til anvendelse som varmt 15 forbrugsvand. Opvarmningen foretages på konventionel måde ved hjælp af de ved forbrændingen frembragte varme gasser, som på sin vej mod skorstenen 2 passerer vandfyldte spalter 3 til værelsesopvarmningen og opvarmer vandet i en tank 4, i hvilken der findes en vikling 5 til varmt forbrugsvand. Dette kan således aldrig blive 20 varmere end 100°C. Kedlen 1 har med kappe forsynede vægge 6, der fortrinsvis er fyldt med luft, men som kan afkøles med vand, som det er vist på tegningen. Væggene 6 har kedellemme 7, der er forsynet med på tegningen ikke nærmere viste indtag af konventionel art for sekundær luft.

25 Brænderen ifølge opfindelsen indbefatter en langstrakt cylinderformet skakt 8, som er monteret lodret i kedlen 1. Det bør allerede her nævnes, at lodret montering på ingen måde er nødvendig, men skakten kan, som det senere vil blive forklaret, også monteres hældende.

Skakten 8, som på tegningen er vist med vægge 9, der er forsynet 30 med vandkapper og står i forbindelse med tanken 4, har opadtil en åbning 10a til påfyldning af brændsel 11. Kappen kan imidlertid også med fordel være luftkølet. Brændselspåfyldningen sker fortrinsvis automatisk ved hjælp af fx en skruetransportør og et med denne samvirkende styre- og drivsystem af konventionel og derfor ikke nærmere 4 166328 illustreret art på en sådan måde, at brændselet 11 har et tilnærmelsesvis konstant niveau i skakten 8. Via en kanal 10b for uforbrændte gasser er skakten 8's øverste del forbundet med skorstenen 2.

Nedadtil begrænses skakten 8 af en som rist tjenende bund 12, hvis 5 opbygning vil blive forklaret i forbindelse med fig. 2. Forbrændingen af brændselet sker under luftoverskud i en zone 13 oven for risten 12. Brændselet 11 føres til forbrændingszonen 13 af tyngdekraften, og for at brændselet ikke skal sætte sig fast i skakten, findes der centralt i denne en af en motor 14 drevet omrører 15.

10 Ifølge opfindelsen er størrelsen af forbrændingszonen 13 regulerbar i afhængighed af ønsket varmeeffektudtag fra brænderen. Dette opnås på en sådan måde, at brændselet 11 i den nævnte zone bringes til at danne et luftgennemtrængeligt lag med en tilnærmelsesvis ensartet tykkelse, og at forbrændingszonens højde regnet fra risten 12 styres 15 i afhængighed af det ønskede varmeeffektudtag. Ved den på tegningen viste udførelsesform er forbrændingszonen 13 rørformet, og dens indre og ydre begrænsningsflader defineres af to koncentriske inde i hinanden anbragte rørformede organer 16 og 17, af hvilke det yderste 16 udgøres af en gennembrudt del af skaktvæggen 9. Det inderste 20 organ 17 har også gennembrudte vægge, strækker sig til omtrent samme niveau som det yderste organ 16 og er opefter udformet med en opadrettet konusformet spids 18, i hvilken omrøreren 15 er lejret.

Spidsen 18 har til opgave at lette en jævn fordeling af brændselet 11 i forbrændingszonen 13.

25 Den nævnte styring af forbrændingszonen 13's størrelse tilvejebringes ved hjælp af en mod det ydre organ 17 tæt sluttende og i forhold til dette aksialt bevægelig skærm 19, som manøvreres ved hjælp af en motor 20 via en stang 21. Ved at løfte eller sænke skærmen 19 i forhold til risten 12 frembringes en formindsket eller forøget af-30 skærmning af det ydre organ 17's gennembrudte del, hvilket er ensbetydende med henholdsvis en forøgelse og formindskning af forbrændingszonen 13's størrelse. Motoren styres af en styreindretning 22 på en sådan måde, at en temperaturventil, der er detekteret af en i varmgasstrømmen fra brænderen anbragt detektor 23, bringes 5 146328 til at stemme overens med en på en ønskeværdigiver 24 manuelt indstillelig ønsketemperaturværdi.

Forbrændingsluften tilføres det inderste organ 16 via en ledning 25, som står i forbindelse med en blæser 26, ved hjælp af hvilken der 5 frembringes et konstant, af forbrændingen uafhængigt luftoverskud.

Den aske, som frembringes ved forbrændingen, føres bort ved hjælp af en blæser 27, som står i forbindelse med et under risten anbragt askeopsamlingssystem 28.

At organerne 17 og 16 har gennembrudte vægge, hænger sammen 10 med, at henholdsvis forbrændingsluften og forbrændingsgasserne let skal kunne passere. Ifølge en speciel ejendommelighed ved brænderen ifølge opfindelsen er de forsynet med kapper og kølet af et fluidum, fortrinsvis luft. På tegningen er væggene dog forsynet med vandkapper, for at de bedre skal kunne modstå varmen fra forbrændingszo-15 nen. Ifølge en foretrukken udførelsesform er de opbygget af lodret anbragte rør 29 og 30, som beskriver cylinderfladerne af to tænkte koncentriske cylindre (se fig. 2). Rørene 29 i det yderste organ 16 er nedadtil forbundet med hinanden ved hjælp af en cirkulær samlingsledning 31, der tjener som fødeledning for uopvarmet vand. På 20 lignende måde er røret 30 i det indre organ 17 nedadtil forbundet med en cirkulær samlingsledning 32, som igen er koblet til en aftapningsledning for det opvarmede vand. Organerne 16 og 17 står i forbindelse med hinanden gennem ledninger 33, der er tilkoblet ved den kegleformede spids 18 af det indre organ 17.

25 Risten 12 består ved en foretrukken udførelsesform af et antal i et plan så tæt op til hinanden anbragte, kantstangslignende jernprofiler 34, at forbrændingsluften i kun ringe grad kan passere gennem risten 12. Hver af profilerne er drejeligt anbragte omkring sin akse, men indbyrdes operativt forbundne således, at samtlige roterer i samme 30 retning, når en af profilerne drejes, fx af en motor 35. Drejningen sker fortrinsvis med en halv omdrejning, fx hvert 10. minut. På denne måde opnås en meget effektiv askefjernelse.

146328 6

Det er klart, at brænderen inden for opfindelsens rammer kan modi-, ficeres på mange måder. Som allerede nævnt behøver den ikke at monteres vertikalt, men kan monteres hældende eller helt horisontalt, dog kræves i så fald tvangsfødning af brændselet helt frem til for-5 brændingszonen.

Hældende montering af brænderen er især fordelagtig, når den ligesom en oliebrænder monteres i låget til en konventionel kedel. Det kan da være hensigtsmæssigt i modsætning, hvad der er beskrevet i forbindelse med den på tegningen viste udførelsesform, at anbringe 10 skakten bevægelig i forhold til et fast skjold og at variere forbrændingsrummets volumen ved at forskyde skakten aksialt i forhold til skærmen.

Det kan også nævnes, at skakten og dermed forbrændingszonen kan have en anden form end paralielepipidumform, så at brændselet i 15 forbrændingszonen danner en forholdsvis tynd plade, gennem hvilken forbrændingsluften presses fra den ene side, og reguleringen af varmeeffekten sker på den anden side med en løft- og sænkbar plan skærm.

Claims (2)

146328

1. Fremgangsmåde til regulering af afgiven varmeeffekt fra en brænder til fast brændsel, i hvilken brænder brændsel (Π) fødes til en forbrændingszone (13), 5 kendetegnet ved, at brændselet (11) i en zone (13) bringes til at danne et I uigennemtrængeligt lag, der tilnærmelsesvis har en ensartet tykkelse, og gennem hvilket forbrændingsluften under forbrændingen presses fra lagets ene side mod dets anden side under et af den afgivne varmeeffekt uafhængigt, men til optimal forbrænding 10 af brændselet tilstrækkeligt overtryk, og at reguleringen mod en aftagende varmeeffektværdi sker ved tilsvarende afskærmning af lagets nævnte anden side, og mod en tiltagende værdi sker ved tilsvarende frilægning af lagets anden side, hvilket er ensbetydende med henholdsvis en formindskelse og en forøgelse af forbrændings-15 zonens (13) volumen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forbrændingszonen (13) er et rotationssymmetrisk hullegeme med tilnærmelsesvis konstant vægtykkelse, gennem hvis vægge forbrændingsluften presses fra hullegemets indre 20 og udefter, og at fra brænderen afgiven varmeeffekt reguleres ved proportional henholdsvis forøget og formindsket afskærmning af hul-legemets ydre begrænsningsflade. 1 Brænder til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 og med en langstrakt skakt (8), hvis øverste del har en åbning (10a) til påfyld- 25 ning af brændselet (11) og tjener som mellemlagringsrum for dette, som i takt med forbrændingen fødes mod skaktens (8) nederste, af en som rist (12) tjenende bund afgrænset del, i hvilken forbrændingen sker under luftoverskud, kendetegnet ved, at størrelsen af brænderens forbræn-30 dingszone (13) er regulerbar med hensyn til ønsket varmeeffektudtag fra brænderen og defineres af et rum mellem nævnte bund (12), væggene af to koncentrisk inde i hinanden og i skakten (8) anbragte rørformede organer (16, 17) med ensartet tværsnit, af hvilke organer det yderste (16) grænser op til påfyldningsåbningen (10) og i det 35 mindste ved skaktens (8) nedre del har gennembrudte vægge, og af