<Desc/Clms Page number 1>
Öl-oder Gasbrenner
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
das Leitblech des Gebläses sich in an sich bekannter Weise nach dem Einlauf vom Schaufelgitter des
Laufrades stetig und bauchförmig entfernt, um in eine Spiralform überzugehen, dass die Wirbelzunge keilförmig ausgebildet ist und zwei miteinander einen Winkel von 10 bis 600 bildende Schenkel oder wirksame Flächen besitzt, wobei der Spalt zwischen der saugseitigen wirksamen Fläche bzw.
dem entsprechenden Schenkel der Wirbelzunge und dem Laufradumfang sich zum Wirbel hin und entgegen der Umlaufrichtung des Laufrades verjüngt, weiterhin der Winkel zwischen der Tangente am
Leitblechbeginn oder am eintrittsseitigen Wendepunkt und der Tangente zu der den Austrittsbereich begrenzenden Wandungspartie des Leitbleches wesentlich kleiner als 900 ist und hiebei vorzugsweise zwischen 30 und 600 liegt und dem Laufrad Teil der Wirbelzunge bildende oder von dieser unabhängige
Wandungspartien zugeordnet sind, die allein oder im Zusammenwirken mit andern Teilen mindestens einen Rückführkanal bilden, durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der
Druckseite zur Saugseite hin zurückgeführt wird, dass die keilförmige Wirbelzunge mit der Keilspitze zum Laufrad hin gerichtet ist,
so dass die geringstmögliche Umfangserstreckung des Laufrades nach aussen hin abgedeckt wird, dass der von der Druckseite zur Saugseite über den Rückführkanal zurückfliessende Luftstrom etwa tangential zum Laufradumfang ausgerichtet ist, dass die Drehachse des
Laufrades des Gebläses mit der Längsmittelachse des Brennkopfeinsatzes parallel verläuft, dass die Länge des Laufrades des Gebläses kleiner als sein Durchmesser ist und dass die Umfangskante des Bodens des
Laufrades in nur geringem Abstand von der zugekehrten Fläche der Gehäusewandung verläuft, wobei zwischen dem den Stirnkanten der Schaufeln zugeordneten Teil des Bodens des Läuferrades und den entsprechenden Partien der Gehäusewandung eine labyrinthartige Abdichtungsanordnung, zweckmässig in Form eines sogenannten Labyrinthspaltes vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist eine Veränderung des Gegendruckes bis zu einer bestimmten Grösse nicht wie bei konventionellen Gebläsen mit einer starken Veränderung des
Fördervolumens verbunden, so dass insofern keine Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse durch
Fachleute vorgenommen werden muss. Das genaue Mischungsverhältnis zwischen Brennstoff und Luft kann vielmehr jetzt schon bei der Herstellung des Brenners durch einen Fachmann eingestellt werden, ohne dass eine nachträgliche Anpassung an die jeweiligen Druckverhältnisse in dem System erforderlich, in dem der Brenner zur Anwendung kommt. Nunmehr ist nur noch eine Hilfskraft erforderlich, damit der Brenner an die verschiedenen Brennkammern mit den unterschiedlichsten Druckverhältnissen angebaut werden kann.
Die hohe Endspitze der Kennlinie bietet eine ideale Möglichkeit, Pulsationen beim Anfahren oder gar ein Zurückschlagen der Zündflamme zu vermeiden. Ausser diesen Vorteilen, die in der Charakteristik der Gebläsekennlinie ihre Ursache haben, erreicht man bei der erfindungsgemässen Anordnung unter Anwendung des beschriebenen hochstabilen Querstromgebläses ein Vielfaches des statischen Druckes konventioneller Gebläse gleicher Baugrösse. Man ist damit in der Lage, bei gleicher Baugrösse einmal wesentlich höheren Feuerraumwiderstand zu überbrücken, als es heute möglich ist, und kann es sich ausserdem erlauben, den Druckverlust in der Mischeinrichtung des Brennkopfes zu erhöhen, was sich in der Verbesserung der Verbrennung widerspiegelt.
Das Volumen des Luftdurchsatzes kann man jedoch jetzt nicht mehr durch Verstellen und Einstellen von Drosselorganen ändern, die den steilen Charakter der Kennlinie aufheben würden. Erfindungsgemäss sind für diesen Fall dem Laufrad Strömungsführungsmittel zugeordnet, die an der Bildung mindestens eines sich an der Druckseite zur Saugseite hin verjüngenden Rückführkanals teilnehmen, durch den ein mehr oder weniger grosser Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur Saugseite zurückgeführt wird. Bei dieser Anordnung behält die Kennlinie ihren steilen Charakter bei, sie verschiebt sich lediglich auf ihn. Auch das bei bekannten Anordnungen so gefürchtete "Anfahrpulsieren", bei dem die Verbrennung mit einer Serie von Schwingungen und Verpuffungen beginnt, ist bei der erfindungsgemässen Anordnung nicht zu befürchten.
Brenner, die mit einem hochstabilen Querstromgebläse ausgerüstet sind, haben darüber hinaus noch den weiteren Vorteil, dass sie bei gleichen Abmessungen einen Ofenraum mit wesentlich höherem Gegendruck befeuern können.
Besonders zweckmässig ist, wenn man die am Gehäuse verdrehbar gelagerte Wirbelzunge mit einem an der Gehäuseoberseite verschwenkbar gelagerten Zeiger verbindet, der an einer Skala entlang hin und her verstellbar ist, wobei vorteilhafterweise die dem Zeiger zugeordnete Skala zur Anpassung an die Höhe und/oder den Gegendruck entlang einer entsprechenden weiteren Skala verschwenkbar sein kann.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 einen Brenner gemäss der Erfindung in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht in einem senkrechten Schnitt, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. l in einer Draufsicht, Fig. 3a, 3b und 3c verschiedene Einzelheiten des erfindungsgemässen Brenners teilweise in verschiedenen Ausführungformen jeweils in einer Seitenansicht in einem Schnitt in grösserem Massstab, Fig. 4 und 5 zwei
<Desc/Clms Page number 3>
Varianten des in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Brenner zu verwendenden Gebläses jeweils in schematischer Darstellung, Fig. 6 eine weitere Einzelheit des erfindungsgemässen Brenners in schematischer Darstellung und Fig.
7, 8 und 9 drei diagrammatische, schaubildliche Gegenüberstellungen des erfindungsgemässen Brenners mit bekannten Brennern.
Der erfindungsgemässe Brenner besitzt ein Gehäuse, das aus einem Gehäuseunterteil--l--und einer Abdeckplatte --2-- besteht, Diese Teile sind auseinandernehmbar zusammensteckbar, Die Abdeckplatte trägt den Antriebsmotor --3-- mit der Pumpe --4-- und den Brennkopfeinsatz
EMI3.1
mit der Abdeckplatte-2-das Läuferrad-8-des Gebläses ein. Der Brennerkopfeinsatz, der in die Abdeckplatte herausnehmbar eingesteckt ist und mit dieser nach Art eines Bajonettverschlusses
EMI3.2
--10-- mit- -13--, wobei das ölzuführungsrohr am Brennkopfeinsatz in Rohrlängsrichtung und die Stauscheibe am ölzuführungsrohr in Rohrlängsrichtung hin und her verschieblich geführt ist.
Ausserdem sind noch die Leitschaufeln --15-- vorgesehen, die dem Laufrad des zur Förderung der Luft dienenden Gebläses zugeordnet sind.
EMI3.3
befestigt, der so vom Gehäuseunterteil nach aussen abgebogen ist, dass der übergang zwischen den Innenflächen des Gehäuseunterteiles und des Brennkopfeinsatzes einlaufartig gut abgerundet ist, wie bei - dargestellt ist. Die den Stirnseiten des Läuferrades des Gebläses gegenüberliegenden Partien der dem Läuferrad zugewandten Wandungsteile des Gehäuseunterteiles und der Abdeckplatte sind gegenüber den übrigen Partien der entsprechenden Wandungsteile im Sinne "vom Läuferrad weg" zurückgezogen, wie bei--20, 21--dargestellt ist, und zwischen den Stirnkanten des den Schaufeln zugeordneten Teiles des Bodens des Läuferrades und den entsprechenden Partien der Gehäusewandung ist eine labyrinthartige Dichtung vorgesehen.
Diese labyrinthartige Dichtung ist insbesondere bei Gebläselaufrädern von Bedeutung, deren Länge kleiner als der Durchmesser ist, und ist als Labyrinthspalt zwischen Laufrad und Gebläse ausgebildet, der in radialer Richtung kleiner als 1% und in axialer Richtung kleiner als 1, 5% des Gebläsedurchmessers ist. Bei der Anordnung nach Fig. 3b sind
EMI3.4
B.Fig. 3c eine Ringnut --27-- in der Gehäusewandung und ein in dieser laufender ringartiger Vorsprung --28-- am Boden-29-des Gebläserades vorgesehen sind. In beiden Fällen ist der Spalt-30 bzw. 31-zwischen dem Umfangsrand des Bodens-26 bzw. 29-und der gegenüberliegenden Wandungspartie --26a, 29a-- des Gehäuses entsprechend klein.
Insgesamt ergibt sich ein Gehäuse, das ein langgestrecktes flachprismatisches Gebilde darstellt, dessen beide axiale Enden flachzylindrisch gestaltet sind, wie bei-32, 33-gezeigt ist. Diese Zylinder, von denen ein Mantel durch das Leitblech des Gebläselaufrades gebildet wird, sind durch einen langgestreckten Gehäusekörper verbunden, dessen Umriss an der einen Längsseite durch die die beiden Halbkreise an den axialen Enden umhüllende Kurve gebildet wird (vgl.--35--). An der andern Längsseite ist der Einlass für die Förderluft vorgesehen.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist das Brennerrohr mit dem Düsenstock und den Zündelektroden erst hinter einer Luftumlenkung angeordnet. Vorzugsweise steht hiebei das Brennerrohr achsparallel zum Gebläserad. Die Verbrennungsluft wird dabei rechtwinkelig über Leitbleche oder spiralförmig in das Brennerrohr geleitet. Durch die Form der in der Spirale angeordneten Leitbleche kann man im Brennerrohr einen mehr oder weniger grossen Drall der Strömung aufrechterhalten oder vermeiden. Diese Art der Umlenkung verursacht nur geringe Strömungsverluste und garantiert gleichmässige Geschwindigkeitsverteilung im Brennerrohr.
Es ist beim Erfindungsgegenstand weiterhin bemerkenswert, dass der Gehäuseunterteil mit einer beliebig hohen Spirale ausgebildet sein kann (je nach maximalem Durchsatz) und dass die Montageplatte mit allen Ausrüstungsteilen versehen ist, wobei auf denkbar einfache Weise eine geradezu ideale Luftführung erreicht wird. Der Brennkopfeinsatz ist herausziehbar, z. B. mittels Bajonettverschluss. Es ist ein sehr kurzes, aber auch ein langes Brennerrohr möglich. Die Teile können mit der abnehmbaren Abdeckkappe --40-- abgedeckt werden.
Der Gehäuseunterteil kann im übrigen durch Giessen oder Spritzen hergestellt werden, die Leitschaufeln können hiebei mitgegossen werden. Das Abdeckblech kann in denkbar einfacher Weise
<Desc/Clms Page number 4>
bearbeitet werden. Der Flansch--16--dient zur Befestigung an der Kesselwand--40a--.
Das Querstromgebläse des erfindungsgemässen Brenners besitzt ein Laufrad-50-, ein die
Strömung führendes Leitblech --51-- und eine die ein- und austretende Strömung voneinander trennende Wirbelzunge-52-. Das Leitblech entfernt sich nach dem Einlauf --53-- stetig vom
Schaufelgitter des Laufrades, um in eine Spiralform überzugehen.
Der Winkel a zwischen der Tangente - -54-- am Leitblechbeginn oder am eintrittsseitigen Wendepunkt und der Tangente --55-- an der den Austrittsbereich begrenzenden Wandungspartie des Leitbleches ist erfindungsgemäss wesentlich kleiner als 90 und beträgt vorzugsweise 30 bis 60 . Die Wirbelzunge --52-- hat zwei Schenkel - -52a, 52b--, die miteinander einen Winkel von etwa 10 bis 600 bilden.
Die Anordnung ist schliesslich auch noch so getroffen, dass sich der Spalt zwischen dem saugseitigen Schenkel --52b-- der Wirbelzunge und des Schaufelgitters des Läufers zum Wirbel hin und entgegen der Umlaufrichtung verjüngt. Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, dass der Zentriwinkel ss dem Durchmesser --d1 --, der durch den eintrittsseitigen Wendepunkt oder den Leitblechbeginn hindurchgeht, und dem Durchmesser --d2 --, der durch den der Wirbelzunge am nächsten liegenden Punkt am
Laufradumfang hindurchgeführt ist, weniger als 1800 beträgt, Der Zentriwinkel Y-in Umlaufrichtung oder entgegengesetzt hiezu gemessen-zwischen dem Durchmesser -d1-- und dem Durchmesser - du-, der durch die Spitze der Wirbelzunge hindurchgeht,
liegt zwischen 5 und 60 . Es ist zu erkennen, dass die erfindungsgemässe Anordnung so getroffen ist, dass die im Bereich der Wirbelzunge auf das Laufrad auftreffende Luft etwa tangential zum Laufradumfang gerichtet ist. Dies ist auf die
Anordnung der Wirbelzunge gegenüber dem Laufrad und auf ihre Zuordnung zu diesem mit zurückzuführen. Zu dem erfindungsgemässen Effekt trägt weiterhin bei, dass der dem Laufrad am nächsten liegende Bereich der Wirbelzunge einen denkbar kleinen Abschnitt des Laufradumfanges nach aussen hin abdeckt.
Erfindungsgemäss sind dem Laufrad noch Strömungsführungsmittel zugeordnet, die an der Bildung mindestens eines sich z. B. von der Druckseite zur Saugseite hin verjüngenden Rückführungskanals teilnehmen, durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur
Saugseite hin zurückgeführt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird der Rückführungskanal von einem kleinen Leitblech --56-- gebildet, das in Abstand von der Wirbelzunge verläuft. Es bildet sich dann die in Fig. 4 gezeigte Strömung aus.
Es können auch mehrere Rückführungskanäle gemäss Fig. 5 ausgebildet werden, zu welchem Zweck man mehrere hintereinanderliegende Leitbleche --57a, 57b, 57c-vorsieht, die miteinander eine Keilform bilden und die Rückführungskanäle mit der Wirbelzunge --58-- bilden, In allen diesen Fällen kann sich der Rückflusskanal von der Druckseite zur Saugseite hin verjüngen. An der Eintrittsöffnung des Rückführungskanals kann ein Schieber vorgesehen sein. Die Leitbleche können gemäss Fig. 5 mit ihrem laufradseitigen Ende auf dieses zu und von diesem weg verschwenkbar sein.
Die Wirbelzunge kann auch selbst als Strömungsführungsmittel ausgebildet sein, indem sie aus einem Hohlkörper besteht, dessen Wände saugseitig und druckseitig Löcher, Schlitze od. dgl. Öffnungen zum Durchtritt des Mediums haben. Die Wirbelzunge kann wie in Fig. 4 bei --52-- und in Fig. 5 bei --58- die Gestalt eines im Querschnitt dreieckförmigen Keiles haben, der z. B. gemäss Fig. 4 um eine zur Drehachse des Gebläses parallele Achse verschwenkbar ist.
Eine verschwenkbare Wirbelzunge kann gemäss Fig. 5 mit einem Zeiger --60-- verbunden sein, der entlang einer Skala--61--verschwenkbar ist, so dass man den Luftdurchsatz genau einstellen kann. Bis zu einem gewissen Gegendruck bleibt das geförderte Luftvolumen von diesem unabhängig.
Druckschwankungen des Systems haben keinen Einfluss auf das eingestellte geförderte Volumen.
Höhenunterschiede, z. B. ob der Brenner an der See oder im Hochgebirge betrieben wird, was sich in der Luftdichte bemerkbar macht, können nachgestellt werden, ebenso extremer Brennkammerdruck.
Fig. 7 zeigt bei --70-- die Kennlinie eines hochstabilen Gebläses und bei-71-die Kennlinie eines konventionellen Gebläses. Das hochstabile Gebläse ist gekennzeichnet durch minimale Volumenänderung bei Druckänderung, der Arbeitspunkt kann bei wesentlich höherem Druck und gleichem Volumen liegen (bessere Verbrennung). In Fig. 8 ist zu erkennen, dass bei normalem Gebläse mit Kennlinie --72-- während des Zündvorganges der Druck in der Brennkammer kurzzeitig ein Vielfaches des Arbeitsdruckes betragen kann und den maximal vom Gebläse aufbaubaren Druck überschreiten kann, so dass die Flamme zurückschlägt, was bei hochstabilem Gebläse nicht der Fall ist.
Fig. 9 zeigt, dass beim hochstabilen Querstromgebläse gemäss der Erfindung durch Keilverstellung eine Kennlinienverschiebung erreicht wird, die einen grossen und proportionalen Regelbereich ergibt, wobei auch bei unterster Stellung immer ein Mindestvolumen gefördert wird. Bei konventionellen Gebläsen ergeben sich durch das Drosselungsorgan hohe Druckverluste, eine genaue Einstellung ist kaum möglich, da am Anfang zu schwach und später zu stark angesprochen wird, so dass der Regelbereich als klein
<Desc/Clms Page number 5>
bezeichnet werden muss. Beim hochstabilen Querstromgebläse nimmt die geförderte Luftmenge linear mit der Radbreite zu, so dass bei gegebenem Raddurchmesser das maximale Volumen durch die
Rotorbreite bestimmt werden kann. Bei den bekannten Gebläsen hingegen lässt sich das Fördervolumen durch Vergrösserung der Gebläsebreite nicht erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Öl-oder'Gasbrenner, der mit einem Brennerrohr und einer Pumpe sowie mit einem Gebläse zum Fördern der Verbrennungsluft ausgerüstet ist, das als Querstromgebläse mit einem Laufrad, einem dem Laufrad zugeordneten und dieses hiebei entlang einem Umschlingungswinkel umgebenden Leitblech und einer den eintretenden Luftstrom vom austretenden Luftstrom trennenden Wirbelzunge ausgebildet ist, die vom Laufradumfang durch einen Spalt getrennt ist, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass das Leitblech (51) des Gebläses sich in an sich bekannter Weise nach dem Einlauf (53) vom Schaufelgitter des Laufrades (50) stetig und bauchförmig entfernt, um in eine Spiralform überzugehen, dass die Wirbelzunge (52a, 52b)
keilförmig ausgebildet ist und zwei miteinander einen Winkel von 10 bis 600 bildende Schenkel oder wirksame Flächen (52a, 52b) besitzt, wobei der Spalt zwischen der saugseitigen wirksamen Fläche (52b) bzw. dem entsprechenden Schenkel der Wirbelzunge und dem Laufradumfang sich zum Wirbel hin und entgegen der Umlaufrichtung des Laufrades verjüngt, weiterhin der Winkel zwischen der Tangente (54) am Leitblechbeginn oder am eintrittsseitigen Wendepunkt und der Tangente (55) zu der den Austrittsbereich begrenzenden Wandungspartie des Leitbleches wesentlich kleiner als 90 ist und hiebei vorzugsweise zwischen 30 und 600 liegt und dem Laufrad Teil der Wirbelzunge bildende oder von dieser unabhängige Wandungspartien (56,57a, 57b, 57c) zugeordnet sind, die allein oder im Zusammenwirken mit andern Teilen mindestens einen Rückführkanal bilden,
durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur Saugseite hin zurückgeführt wird, dass die keilförmige Wirbelzunge mit der Keilspitze zum Laufrad hin gerichtet ist, so dass die geringstmögliche Umfangserstreckung des Laufrades nach aussen hin abgedeckt wird, dass der von der Druckseite zur Saugseite über den Rückführkanal zurückfliessende Luftstrom etwa tangential zum Laufradumfang ausgerichtet ist, dass die Drehachse des Laufrades (8) des Gebläses mit der Längsmittelachse des Brennkopfeinsatzes parallel verläuft, dass die Länge des Laufrades des Gebläses kleiner als sein Durchmesser ist und dass die Umfangskante des Bodens (26) des Laufrades in nur geringem Abstand von der zugekehrten Fläche der Gehäusewandung verläuft,
wobei zwischen dem den Stirnkanten der Schaufeln zugeordneten Teil des Bodens des Läuferrades und den entsprechenden Partien der Gehäusewandung eine labyrinthartige Abdichtungsanordnung, zweckmässig in Form eines sogenannten Labyrinthspaltes vorgesehen ist.
EMI5.1