NL192217C - Verwarmingsinrichting. - Google Patents

Description

1 192217

Verwarmingsinrichting

De uitvinding betreft een verwarmingsinrichting, voorzien van een verwarmingsketel, omvattende een invoerkamer met luchtinlaatmiddelen en gasinlaatmiddelen, ten minste één daaronder aangebrachte 5 brander, ten minste één weer daaronder aangebrachte verbrandingsruimte, ten minste één weer daaronder aangebrachte warmtewisselaar en ten minste één weer daaronder aangebrachte uitlaat voor verbrandingsgassen, welke verwarmingsinrichting verder van ten minste één ventilator en een condensafvoer is voorzien.

Een dergelijke verwarmingsinrichting is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8000460. Bij een dergelijke verwarmingsinrichting, die economisch in gebruik is, zijn de verbrandingsgassen niet erg warm, 10 zodat de schoorsteentrek in diverse omstandigheden onvoldoende is om een trekondeibreker te kunnen toepassen. De verbrandingsgassen met betrekkelijk lage temperatuur bevatten zoveel vocht, dat het vocht zelfs condenseert en via een condensafvoer afgevoerd wordt. De wand van de schoorsteen kan nog vochtig worden en kan worden aangetast, als voor de schoorsteen geen speciaal materiaal, zoals roestvast staal, is gekozen, dat niet door het agressieve vocht van de verbrandingsgassen wordt aangetast.

15 De uitvinding heeft ten doel de afvoer van verbrandingsgassen en de condensaatafvoer te verbeteren. Volgens de uitvinding is daartoe bij de verbrandingsgasuitlaat een trekonderbreker aanwezig, die voorzien is van een ejecteur en de condensafvoer, zodat gevormd condensaat af gevoerd kan worden. Hierdoor wordt de kinetische energie van de verbrandingsgassen gebruikt om deze door de schoorsteen te transporteren. Daarbij wordt zoveel, de trekonderbreker instromende lucht de schoorsteen mee ingestuwd, 20 dat het mengsel van verbrandingsgassen en lucht een dauwpunt heeft, dat beneden de optredende temperatuur van het mengsel ligt. Verder wordt de temperatuur van het mengsel zo laag, dat zelfs kunststof als schoorsteenmateriaal kan worden gebezigd. Ook aluminiumbuizen komen in aanmerking als schoorsteenbuis.

Op zichzelf is uit het Franse octrooischrift 1.281.277 een soort trekonderbreker bekend. Het betreft hier 25 echter geen verwarmingsinrichting waarbij de warmtewisselaar onder de verbrandingsruimte is geplaatst. De bovengenoemde problemen zijn tevens niet door de waterverwarmer uit dit Franse octrooischrift opgelost.

De uitvinding zal in de hierna volgende beschrijving aan de hand van een tekening worden verduidelijkt.

In de tekening tonen: 30 figuur 1 een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, figuur 2 een variant van detail II van figuur 1, en figuur 3 op grote schaal detail III van figuur 1.

De verwarmingsinrichting 1 omvat een isolatiekast 2, waarin een verwarmingsketel 3 en een ventilator 4 zijn 35 opgenomen. De verwarmingsketel 3 omvat een invoerkamer 5 met een pijpvormige luchtinlaat 6 en met een gasinlaat 7. Daaronder is een brander 8 van het vlakbrandertype opgesteld en weer daaronder bevindt zich een verbrandingsruimte 40. Weer daaronder bevindt zich een warmtewisselaar 9, en weer daaronder een uitlaatkamer 10 met een uitlaat 11 die uitmondt in een trekonderbreker 12, waarop een verbrandingsgas-afvoerieiding 13 is aan te sluiten. De trekonderbreker 12 heeft ingangen 14 voor valse lucht en een als 40 siphon uitgevoerde condensafvoer 15. De verbrandingsgasuitlaat 11 mondt uit in een zich in stromings-richting opwaarts vernauwend mondstuk 44, dat als ejecteur werkt en de verbrandingsgassen met flink wat kinetische energie tot in de schoorsteenafvoer 46 van de trekonderbreker 12 doet stromen volgens pijlen 45. Daarbij wordt valse lucht volgens pijlen 43 aangezogen en mee de schoorsteenafvoer 46 ingezogen. Het daarbij ontstane mengsel heeft dan een lage temperatuur van 60 è 70°, zodat de schoorsteen van PVC-pijp 45 kan worden vervaardigd. Elk materiaal dat bij 60 a 70° nog genoeg zijn oorspronkelijke sterkte- eigenschappen behoudt en bovendien resistent is tegen corrosie, bijvoorbeeld aluminium, is bruikbaar. Verder is het voordeel bereikt, dat het dauwpunt van het mengsel van aangezogen lucht en verbrandingsgassen onder de temperatuur van dit mengsel ligt, zodat er geen hinderlijke condensaatproblemen optreden. Dientengevolge is het aansluiten van de verwarmingsinrichting 1 op bestaande, niet voor hoge 50 rendementsketels bestemde, gasafvoerkanaien toch mogeiijk. De kinetische energie van het mengsel wordt gebruikt om het mengsel zonodig over flinke hoogte door de schoorsteen buitenwaarts te transporteren. Bij zeer lage schoorstenen kan het nodig of nuttig zijn een extra ventilator of een extra sterke ventilator 4 te bezigen.

De luchtweerstand in de verwarmingsketel 3 is tijdens bedrijf van de brander 8 vele malen groter dan de 55 natuurlijke trek in de verbrandingsgasafvoerieiding 13, zodat de hoeveelheid de verwarmingsketel 3 instromende lucht onafhankelijk is van de verbrandingsgasafvoerieiding 13, doch uitsluitend wordt bepaald door de ventilator 4, dus vanwege een bepaalde Q-h kromme steeds een bepaald luchtdebiet levert,

Claims (2)

192217 2 wanneer deze werkzaam is. De aan de ventilator 4 aangelegde elektrische spanning van bijvoorbeeld 220 volt leidt tot een bepaald toerental van een elektromotor 16 die de ventilator 4 aandrijft en de schoepenvorm van de ventilatorschoepen 17 verplaatst een daardoor bepaald luchtdebiet. De opstelling van de ventilator-rotor 18 ten opzichte van de luchtinlaat 6 is daarbij van belang. Men kiest bij voorkeur een fabrieksmatig 5 vooraf bepaalde opstelling. De vetbrandingsgasafvoerieiding 13 kan een eerste conisch vernauwend stuk schoorsteenpijp 50 hebben. Dankzij de toepassing van de uitvinding kan een vrij nauwe schoorsteenpijp worden gebezigd. De luchtinvoeropeningen 14 zijn op hetzelfde niveau als of lager dan de verbrandingsgasafvoer 46 aangebracht. De vormgeving van de trekonderbreker 12 en de relatieve niveau-opstelling van de 10 verbrandingsuitlaat 29 van de ketel 3 en de luchtinvoeropeningen 14 en de verbrandingsgasafvoer 46 van de trekonderbreker 12 zijn zodanig gekozen, dat in de bedrijfstoestand van een warme ketel, doch niet brandende brander geen koude lucht door de ketel 3 heen wordt gezogen. Op deze wijze wordt afkoeling van de ketel 3 vermeden, hetgeen het ketelrendement sterk gunstig beïnvloedt. Volgens figuur 2 is de afstand van de rotor 18 ten opzichte van de luchtinlaat 6 instelbaar door een 15 inlaatmond 19 met schroefmiddelen 20 ten opzichte van de luchtinlaat 6 verstelbaar te maken, waarbij tussen de inlaatmond 19 en de luchtinlaat 6 een afdichtring 21 aanwezig is. Op de luchtinlaat 6 is een drukverschilschakelaar 23 aanwezig, die is aangesloten op een besturingsor-gaan 22, dat de gasklep 24 opent, wanneer de opgenomen druk in de invoerkamer 5 voldoende is en aan andere vereiste voorwaarden is voldaan. Deze klep 24 is op de gasinlaat 7 aangebracht achter een 20 reduceerventiel 42, dat de druk van het gasnet bij geopende hoofdafsluiter 25 reduceert van 22 a 28 millibar tot een bepaalde constante druk van bijvoorbeeld 15 millibar. Zo wordt steeds een bepaald luchtdebiet vermengd met een bepaald gasdebiet, teneinde de voor de brander 8 ideale stoichiometrische verhouding bij de optimale mengselhoeveelheid te bewerkstelligen. Het gasinlaatmondstuk 28 van de gasinlaat 7 is in vorm nauwkeurig gefabriceerd voor het verkrijgen van 25 een, bij een bepaalde, in de gasinlaat 7 heersende druk, bepaald gasdebiet. De brander 8 bestaat bij voorkeur uit een keramische plaat 30 met verticale kanalen 31 met een diameter van bijvoorbeeld 0,7 mm met bijvoorbeeld 100 gaatjes per cm2. Er ontstaat zo een vlamfront met een hoogte van bijvoorbeeld enkele millimeters bij een brandervlak van bijvoorbeeld 300 x 400 mm. Er ontstaat zo een puur verbrandingsgas zonder of vrijwel zonder luchtovermaat. Eventueel kan een gaas-30 rooster onder de plaat 30 zijn aangebracht onder andere ter opvoering van de brandercapaciteit. Vóór het aansteken van de brander 8 wordt eerst een drculatiepomp 35 gestart die water door de warmtewisselaar 9 pompt. De warmtewisselaar 9 bestaat uit een aantal pijpen 36 die van ribben 37 zijn voorzien. Een regelinrichting 38 start eerst de pomp 35 en met vertraging van enkele seconden de ventilator 4. Door middel van de drukschakelaar 23, die het drukverschil opneemt tussen de druk in de luchtinlaat 6 35 en de druk in de verbrandingskamer 40, wordt na het vaststellen van voldoende drukverschil enige seconden later een elektrische ontsteking 39 in werking gesteld. De wachttijd van enkele seconden is gekozen om er voor te zorgen, dat zich geen brandbaar gas-luchtmengsel in de invoerkamer 5 en verbrandingskamer 40 bevindt. Wederom enkele seconden later wordt de gasklep 24 geopend. Na bijvoorbeeld vijf seconden moet er dan een vlam zijn, hetgeen met een vlamdetector 41 wordt vastgesteld. 40 Is er dan geen vlam, dan wordt de klep 24 wederom gesloten. De dimensionering van de brander 8 ten opzichte van de warmtewisselaar 9 is zodanig, dat de verbrandingsgassen koelen tot beneden het condensatiepunt ter bereiking van een hoog rendement. Het condensaat valt bij de verwarmingsinrichting 1 volgens de uitvinding niet op de brander 8. Bij de zwartbrander 8 is de snelheid van het gas-luchtmengsel zo groot, dat de verbranding in en buiten de keramische plaat 30 geschiedt. 45 Overigens is een verwarmingsinstallatie volgens de uitvinding ook goed met een infraroodbrander te stoken. 50

1. Verwarmingsin richting, voorzien van een verwarmingsketel, omvattende een invoerkamer met luchtinlaat-middelen en gasinlaatmiddelen, ten minste één daaronder aangebrachte brander, ten minste één weer daaronder aangebrachte verbrandingsruimte, ten minste één weer daaronder aangebrachte warmtewisselaar en ten minste één weer daaronder aangebrachte uitlaat voor verbrandingsgassen, welke verwarmings-55 inrichting verder van ten minste één ventilator en een condensafvoer is voorzien, met het kenmerk, dat bij de verbrandingsgasuitlaat (11, 29) een trekonderbreker (12) aanwezig is, die voorzien is van een ejecteur (44) en de condensafvoer (15). 3 192217

2. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gasuitlaat (11,29) uitgevoerd is als een naar een schoorsteenafvoer (46) van de trekonderbreker (12) gericht spuitmondstuk (44) en dat het spuitmondstuk (44) zich in stromingsrichting vernauwt. Hierbij 1 blad tekening