NL9002786A

NL9002786A - COMBINED BURNER AIR SUPPLY AND COMBUSTION GAS OUTLET.

Info

Publication number: NL9002786A
Application number: NL9002786A
Authority: NL
Original assignee: Burgerhout Bv
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-07-16
Also published as: EP0491444B1; EP0491444A1; DE69104335D1; DE69104335T2

Description

GECOMBINEERDE BRANDERLUCHTTOEVOER EN -VERBRANDINGSGASAFVOERCOMBINED BURNER AIR SUPPLY AND COMBUSTION GAS EXTRACTION

De uitvinding heeft betrekking op een toe- enafvoercombinatie voor respectievelijk verbrandingslucht enverbrandingsgas van een brander.The invention relates to an inlet and outlet combination for combustion air and combustion gas of a burner, respectively.

Dergelijke combinaties worden algemeen gebruikt alswand- of dakdoorvoer in combinatie met bijvoorbeeld een CV-ketel. De verbrandingsgasafvoerbuis is in de luchttoevoer¬buis opgenomen. De lucht stroomt dus naar de brander toedoor de in hoofdzaak in doorsnede ringvormige tussenruimtetussen de afvoerbuis en de toevoerbuis.Such combinations are generally used as a wall or roof terminal in combination with, for example, a central heating boiler. The flue gas discharge pipe is included in the air supply pipe. Thus, the air flows to the burner through the substantially annular interspace between the discharge tube and the supply tube.

Toe- en afvoercombinaties van de onderhavige soortworden veelal toegepast in zogeheten gesloten systemen,waarbij het gehele kanaal van de luchttoevoerbuis, via debrander en de gasafvoerbuis, gesloten is. Vanwege de rela¬tief hoge stromingsweerstand wordt in het algemeen in hetverwarmingstoestel een ventilator ingebouwd.Supply and discharge combinations of the present type are often used in so-called closed systems, in which the entire channel of the air supply pipe, via the burner and the gas discharge pipe, is closed. Due to the relatively high flow resistance, a fan is generally built into the heater.

Een goede werking van de brander is afhankelijk vande mate waarin de luchtstroming door het systeem constantis. Gebleken is dat de thermische trek in het afvoersysteemslechts zeer weinig invloed op deze stroming heeft. De windter plaatse van de uiteinden van de toe- en afvoerbuizenhebben bij bekende systemen wel een grote invloed. Volgensde in Nederland geldende eisen is ter plaatse van de brandervan een CV-ketel toelaatbaar een negatieve druk (zuiging)van 50 Pascal en een tegendruk van 20 Pascal ten gevolge vande eigen weerstand van het afvoersysteem en een extra tegen¬druk van 20 Pascal ten gevolge van de invloed van wind. Eentotale bandbreedte van 90 Pascal wordt dus geaccepteeerd.The proper functioning of the burner depends on the degree to which the air flow through the system is constant. It has been found that the thermal draft in the discharge system has very little influence on this flow. The windter location of the ends of the supply and discharge pipes do have a great influence in known systems. According to the requirements in force in the Netherlands, a boiler is permitted at the burner of a boiler with a negative pressure (suction) of 50 Pascal and a back pressure of 20 Pascal as a result of the own resistance of the discharge system and an additional counter pressure of 20 Pascal as a result. of the influence of wind. A total bandwidth of 90 Pascal is thus accepted.

Het doel van de uitvinding is een toe- en afvoercom¬binatie van de hierboven omschreven soort te verschaffen dieonder normale gebruiksomstandigheden een kleiner verschil tussen de maximale en minimale druk ter plaatse van debrander met zich meebrengt.The object of the invention is to provide a supply and discharge combination of the type described above which, under normal conditions of use, entails a smaller difference between the maximum and minimum pressure at the burner.

Dit doel wordt bij een gecombineerde branderlucht-toevoer en -verbrandingsgasafvoer volgens de uitvinding,zoals gekenmerkt in conclusie 1 bereikt.This object is achieved with a combined burner air supply and combustion gas discharge according to the invention, as characterized in claim 1.

De als venturi werkende vernauwing en opening zorgenvoor een vereffening van het drukverschil in de toevoerbuisen afvoerbuis. Zodra het drukverschil over de brander toe¬neemt en dus een grotere gashoeveelheid wordt getranspor¬teerd, zal door de sterkere venturiwerking ter plaatse vande vernauwing een drukverlaging in de luchttoevoerbuisoptreden, waardoor dus het drukverschil over de brander weerafneemt en dus de juiste omstandigheden ter plekke wordenbevorderd. Wanneer door windaanval op het buiteneinde van deafvoerbuis de druk in de afvoerbuis toeneemt, zal dezeverhoogde druk zich via de opening in de wand daarvan voort¬planten in de toevoerbuis zodat het uiteindelijke drukver¬schil over de brander slechts weinig wordt beïnvloed.The constriction and opening acting as a venturi ensure an equalization of the pressure difference in the supply and discharge pipes. As soon as the differential pressure across the burner increases and thus a larger amount of gas is transported, the stronger venturi effect at the site of the constriction will result in a drop in pressure in the air supply tube, thus reducing the differential pressure across the burner and thus promoting the right conditions on site. . When a wind attack on the outer end of the exhaust pipe increases the pressure in the exhaust pipe, this increased pressure will propagate through the opening in its wall into the supply pipe so that the final pressure difference across the burner is only slightly affected.

Door toepassing van de maatregel van conclusie 2wordt het laatstgenoemde effect nog versterkt. Wanneer dewind in de afvoerbuis naar binnen blaast, zal deze directdoor de openingen gedeeltelijk in de afvoerbuis wordengeleid, waardoor een eventuele drukopbouw tegelijkertijd inde afvoerbuis en de toevoerbuis optreedt en dus het drukver¬schil over de brander slechts weinig wordt beïnvloed.The application of the measure of claim 2 further enhances the latter effect. When the wind blows into the exhaust pipe, it will be led directly through the openings partly into the exhaust pipe, so that any pressure build-up at the same time occurs in the exhaust pipe and the supply pipe and thus the pressure difference across the burner is only slightly affected.

Wanneer ten gevolge van de wind de luchtstroming inhet toevoerkanaal zou toenemen, treedt het eerder genoemdecompensatie-effect op van de verhoogde zuiging ter plaatsevan de openingen nabij de vernauwing.If, as a result of the wind, the air flow in the supply channel increases, the aforementioned compensation effect of the increased suction occurs at the openings near the constriction.

De plaatsing van de vernauwing nabij het buiteneindevan de afvoerbuis heeft het voordeel dat daar de verbran¬dingsgassen reeds gedeeltelijk afgekoeld zijn en daardooreen grotere dichtheid en lagere stromingssnelheid hebbengekregen. De door de vernauwing veroorzaakte stromingsweer-stand die samenhangt met het kwadraat van de stromingssnel¬heid, is dus van geringe betekenis.The placement of the constriction near the outer end of the discharge pipe has the advantage that the combustion gases have already partially cooled and have thus obtained a greater density and lower flow rate. Thus, the flow resistance caused by the constriction associated with the square of the flow velocity is of little significance.

Een bijkomend voordeel van de inrichting volgens deuitvinding is dat de verbrandingsgassen worden vermengd met relatief droge buitenlucht, waardoor dauwpuntverhogingoptreedt en vorming van ijsafzetting op de gewoonlijk aange¬brachte valwindplaat beperkt blijft.An additional advantage of the device according to the invention is that the combustion gases are mixed with relatively dry outside air, as a result of which dew point increase occurs and the formation of ice deposition on the normally applied drop baffle is limited.

De uitvoering zoals gekenmerkt in conclusie 3 isgunstig, omdat hierdoor de stromingsweerstand voor hetverbrandingsgas in de richting naar buiten aanmerkelijkgeringer is dan de stromingsweerstand, die door de wind integengestelde richting wordt ondervonden. Men zou hierdoorkunnen spreken van een zekere terugslagklepwerking.The embodiment as characterized in claim 3 is favorable, because it causes the flow resistance for the combustion gas in the outward direction to be considerably less than the flow resistance experienced by the wind in the opposite direction. One could speak of a certain check valve effect.

De uitvinding wordt verder toegelicht in de volgendebeschrijving aan de hand van de bijgevoegde figuur van eenuitvoeringsvoorbeeld.The invention is further elucidated in the following description with reference to the attached figure of an exemplary embodiment.

Fig. 1 toont een schematisch aanzicht van een toe-en afvoercombinatie volgens de uitvinding, zoals toegepastbij een verbrandingsketel.Fig. 1 shows a schematic view of a supply and discharge combination according to the invention, as used in a combustion boiler.

Pig. 2 toont in gedeeltelijk weggebroken perspecti¬visch aanzicht de toe- en afvoercombinatie meer in detail.Pig. 2 shows in partly broken away perspective view the supply and discharge combination in more detail.

Pig. 3 toont een dwarsdoorsnede volgens III-III in fig. 2.Pig. 3 shows a cross section according to III-III in fig. 2.

Fig. 1 toont schematisch een CV-verbrandingsketel 2,die een brander 3 omvat, en waarop is aangesloten een ver-brandingsluchttoevoer 4 en een verbrandingsgasafvoer 5. Dezetoe- en afvoer zijn gecombineerd in een luchttoevoer enverbrandingsgasafvoercombinatie 1. Deze combinatie 1 is doormiddel van een dakdoorvoer 12 afgedicht door een dak 13gevoerd. Aldus wordt een gesloten systeem verkregen waarinde gasstroming in hoofdzaak in stand wordt gehouden door eenventilator 6. De via de toevoer 4 toegevoerde lucht ver¬brandt te zamen met gas in de brander 3 en de daarbij vrij¬komende warmte wordt in de ketel 2 afgegeven in een warmte¬wisselaar 7 aan een warmtetransportfluïdum, zoals water.Fig. 1 schematically shows a central heating combustion boiler 2, which comprises a burner 3, and to which is connected a combustion air supply 4 and a combustion gas discharge 5. The inlet and outlet are combined in an air inlet and combustion gas outlet combination 1. This combination 1 is by means of a roof terminal 12 sealed by a roof 13 lined. A closed system is thus obtained, in which gas flow is mainly maintained by a fan 6. The air supplied via supply 4 burns together with gas in burner 3 and the heat released in this process is released in boiler 2 in a heat exchanger 7 to a heat transport fluid, such as water.

Fig. 2 laat meer in detail de opbouw van de toe- enafvoercombinatie 1 zien.Fig. 2 shows in more detail the structure of the supply and discharge combination 1.

Deze combinatie 1 bestaat uit een afvoerbuis 10 diein het onderhavige voorbeeld dubbelwandig is uitgevoerd enopgenomen is in een toevoerbuis 11. Nabij het ondereindezijn de buizen 10 en 11 voorzien van aansluitingen respec¬tievelijk 14 en 15 die ten opzichte van elkaar zijn afgeslo- ten. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van een verloopdeel 16,dat een gesloten verbinding vormt tussen het cilinderwand-vormige kanaal tussen de buizen 10 en 11 en de aansluiting15.This combination 1 consists of a discharge pipe 10, which in the present example is double-walled and is received in a supply pipe 11. Near the bottom end, the pipes 10 and 11 are provided with connections 14 and 15 respectively, which are closed off from each other. For this purpose use is made of an adapter part 16, which forms a closed connection between the cylinder-wall-shaped channel between the tubes 10 and 11 and the connection 15.

Bij het getoonde uitvoeringsvoorbeeld strekt hetbuiteneinde van de afvoerbuis 10 zich enigszins verder uitdan het buiteneinde van de toevoerbuis 11. Aan het einde vande afvoerbuis 10 is een kap 17 aangebracht die het buiten¬einde van de toevoerbuis afschermt tegen inregenen. Om detoevoerbuis 11 is nabij het uiteinde nog een plaat 18 aange¬bracht, zodat tussen de onderrand van de kap 17 en de plaat18 een toevoersleuf vrijblijft, waardoorheen de verbran¬dingslucht in de toevoerbuis 11 naar binnen kan stromen. Ditis aangeduid met pijl 25.In the exemplary embodiment shown, the outer end of the discharge pipe 10 extends somewhat further than the outer end of the supply pipe 11. At the end of the discharge pipe 10, a cap 17 is provided which shields the outer end of the supply pipe from raining in. A plate 18 is arranged around the supply pipe 11 near the end, so that a supply slot remains free between the lower edge of the cap 17 and the plate 18, through which the combustion air can flow into the supply pipe 11. This is indicated by arrow 25.

Bovenaan de afvoerbuis 10 is eveneens een kap 19aangebracht die inregenen tegengaat.At the top of the discharge pipe 10 a hood 19 is also arranged which prevents raining in.

Volgens de uitvinding is de afvoerbuis 10 nabij zijnbuiteneinde voorzien van een vernauwing 21 en openingen 20in de wand van de buis. Deze vernauwing 21 met opening 20vormt in de buis 10 een venturi, zodat door de gasstroom 22door de buis 10, ter plaatse van de openingen 20 een zuigingoptreedt.According to the invention, the discharge tube 10 is provided near its outer end with a narrowing 21 and openings 20 in the wall of the tube. This constriction 21 with opening 20 forms a venturi in the tube 10, so that a suction occurs through the gas flow 22 through the tube 10 at the openings 20.

Zoals getoond worden de vernauwingen 21 en deopeningen 20 bepaald doordat de wand van de buis onder tweeinsnijdingen naar binnen is gedrukt.As shown, the constrictions 21 and the openings 20 are determined in that the wall of the tube is pressed inward under two cuts.

Wanneer zich in het bijzonder door de invloed vanwind een hogere druk in de toevoerbuis 11 ontwikkelt, zaldeze hogere druk zich letterlijk voortplanten via de openin¬gen 20 in de afvoerbuis 10 waardoor een zekere compensatieoptreedt. Een ander compenserend effect kan zijn dat bij eenverhoogde gasafvoersnelheid, aangeduid met pijl 22, eenextra zuiging door de openingen 20 optreedt, waardoor dedruk in de toevoerbuis 11 daalt, hetgeen dus een compense¬rend effect geeft.In particular, when a higher pressure develops in the supply pipe 11 due to the influence of wind, this higher pressure will literally propagate via the openings 20 in the discharge pipe 10, whereby a certain compensation occurs. Another compensating effect can be that at an increased gas discharge rate, indicated by arrow 22, an additional suction through the openings 20 occurs, as a result of which the pressure in the supply tube 11 decreases, thus giving a compensating effect.

Een andere gunstige werking van de inrichtingvolgens de uitvinding is dat wanneer ten gevolge van wind¬druk, lucht volgens pijl 23 in de afvoerbuis 10 naar binnenstroomt, een deel van deze lucht direct door de openingen 20 afgeleid zal worden naar de toevoerbuis 11, zodat de druk-verhoging door deze windaanval gelijkmatig verdeeld wordtover de toe- en afvoerbuis, waardoor het drukverschil overde brander in hoofdzaak gelijk zal blijven.Another favorable effect of the device according to the invention is that when, as a result of wind pressure, air flows into the exhaust pipe 10 according to arrow 23, part of this air will be diverted directly through the openings 20 to the supply pipe 11, so that the pressure increase due to this wind attack is evenly distributed over the supply and discharge pipe, so that the pressure difference across the burner will remain essentially the same.

Bij proefnemingen van het in de figuren getoondeuitvoeringsvoorbeeld van de toe- en afvoercombinatie volgensde uitvinding is gebleken dat in de normale gebruikssituatiehet verschil tussen de minimale druk en de maximale druk inde grootte orde van slechts 20 Pascal kan liggen.Tests of the exemplary embodiment of the supply and discharge combination according to the invention shown in the figures have shown that in the normal use situation the difference between the minimum pressure and the maximum pressure may be of the order of only 20 Pascal.

Claims

1. Combined burner air supply and combustion gas outlet, comprising an air supply tube and a flue gas discharge tube incorporated therein and provided with connections at one end to each other for connection to the air supply and the combustion gas discharge respectively, and of which opposite outer ends are approximately at the same height, the air exhaust pipe being provided with at least one opening in the pipe wall near its outer end with a venturi-forming constriction.

Supply and discharge combination according to claim 1, wherein the opening in the pipe wall, seen in the discharge pipe, faces the outer end thereof.

Supply and discharge combination according to claim 2, wherein the constriction and the opening are formed in that a wall section of the discharge pipe is pressed inwards under a cross-section extending over a part of the circumference.

Supply and discharge combination according to claim 2 or 3, with two diametrically opposed openings.

5. Supply and discharge combination according to any one of the preceding claims, wherein the outer end of the discharge pipe extends beyond the outer end of the supply pipe and a cap shielding the outer end of the supply pipe is provided around the outer end of the supply pipe.