CH615494A5

CH615494A5 -

Info

Publication number: CH615494A5
Application number: CH1613876A
Authority: CH
Inventors: Reinhard Gerwin
Original assignee: Eberspaecher J Fa
Priority date: 1976-03-10
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1980-01-31
Also published as: FR2343968A1; FR2343968B1; DE2609987C2; DE2609987A1; CA1052255A; CS198227B2; SE7702615L; US4126410A

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, bestehend zumindest aus einem Verbrennungsluftgebläse und einem dieses antreibenden Motor sowie einer Mischeinrichtung und Mitteln zur Aufbereitung und Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches.

Es sind zahlreiche Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe bekannt, deren Elektromotor ein als Radialgebläse ausgebildetes Verbrennungsluftgebläse antreibt. Die Gebläse solcher Brenner können durchweg nur sehr kleine,

durch den Brenngas-Strömungswiderstand von Kessel und Kamin bedingte Gegendrücke überwinden, da allein schon ihrer Drehzahl infolge der Frequenz des ortsfesten Netzes eine obere Grenze gesetzt ist. Bei Betrieb eines derartigen Brenners am Gleichstrom-Bordnetz eines Fahrzeuges kann zwar eine höhere Gebläsedrehzahl gewählt werden, doch lassen sich auch hier, selbst bei Anwendung mehrstufiger Radialgebläse, keine höheren Gegendrücke als etwa 500 N/m2 überwinden, da infolge des knappen Einbauraumes Gebläse50

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räder grossen Durchmessers und hoher Umfangsgeschwindigkeit nicht anwendbar sind (DT-OS 2 101462).

Infolgedessen erlauben diese bekannten Brenner keinen Betrieb an kleinen widerstandsreichen Kesseln und in Verbindung mit engen Kaminen grösserer Länge.

Mit der DT-OS 1 579 792 ist bereits ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes, für Fahrzeuge bestimmtes Heizgerät beschrieben, bei welchem ein Seitenkanalgebläse zur Förderung der Verbrennungsluft angewendet wird. Damit soll ein störungsfreier Heizbetrieb bei hohem Gegendruck erzielt werden, doch weist diese Anordnung den Nachteil eines sehr hohen Arbeitspunktes des Gebläses auf, was zu einer hohen elektrischen Leistungsaufnahme des Brenners führt.

Insbesondere bei Betrieb eines derartigen Brenners an der Starterbatterie eines Fahrzeug-Bordnetzes ist aber nur eine geringe elektrische Leistungsaufnahme dieses Brenners zulässig. Ausserdem ist für einen derart hohen Arbeitspunkt des Seitenkanalgebläses eine übermässig hohe Drehzahl erforderlich. Infolgedessen muss zum Antrieb von Nebenapparaten des Brenners, wie einer Ölpumpe oder eines Gasverdichters entweder ein besonderer Antriebsmotor oder aber ein aufwendiges Untersetzungsgetriebe angewendet werden, da diese Nebenapparate für niedere Drehzahlen auszulegen sind.

Gemäss der DT-AS 2 135 093 wurde bereits ein mehr-flutiges Seitenkanalgebläse, insbesondere für brennstoffbetriebene Heizgeräte in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, bei welchem die Fördermenge entsprechend der Flutzahl zunimmt, während zum pulsationsfreien Brennerbetrieb am Kessel auch bei verhältnismässig niederer Drehzahl eine ausreichend steile Förderkennlinie erhalten bleibt.

Diese Anordnung erlaubt, bei kleinen räumlichen Abmessungen und mittels geringer elektrischer Leistungsaufnahme eine grosse Fördermenge zu erbringen, ist jedoch noch an Drehzahlen gebunden, die für den Antrieb von Nebenapparaten des Brenners zu hoch liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner aufzuzeigen, der bei geringer elektrischer Leistungsaufnahme mit so niedriger Betriebsdrehzahl arbeitet, dass zum Brennerbetrieb erforderliche Nebenapparate wie ölpumpe oder Gasverdichter direkt angetrieben werden können und dessen Verbrennungsluftgebläse bei kleinen räumlichen Abmessungen eine genügend steile Kennlinie besitzt, um pulsationsfreien Betrieb an Kesseln mit hohem Widerstand und in Verbindung mit langen Abgasleitungen zu gewährleisten. Aufgabe der Erfindung ist ferner, einen Brenner aufzuzeigen, der ohne die Erfordernis einer Anpassung an den verwendeten Kessel sowohl bei stationärem, als auch bei Fahrzeug-Heizeinrichtungen verwendet werden kann, der gleichzeitig besonders kleine räumliche Abmessungen besitzt und schliesslich die Verwendung ausserordentlich raumsparender und billiger Kessel mit hohem Kesselwirkungsgrad zulässt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Verwendung eines als Seitenkanalgebläse derart ausgebildeten Verbrennungsluftgebläses, dass auf beiden Seiten des sternförmigen, mit in Umfangsrichtung rechteckigen Schaufeln versehenen Laufrades je ein Seitenkanal ausgebildet ist, welche am Gebläseaustritt gemeinsam in einen, die Verbrennungsluft an die Aussenseite des Gebläsegehäuses leitenden Überströmkanal einmünden und dadurch, dass das Gebläsegehäuse die zumindest annähernd koaxial angeordneten, der Gemischbildung dienenden Brennerteile an seiner Aussenseite aufnimmt.

Mit der erfindungsgemässen Anordnung wird erreicht,

dass das mit zu beiden Seiten der Laufradbeschaufelung mit je einem Seitenkanal versehene Seitenkanalgebläse auch bei einflutiger Ausbildung eine wesentlich grössere Fördermenge erbringt, während es einen unvermindert grossen Gegendruck, entsprechend dem Seitenkanalgebläse mit einseitig angeordnetem Seitenkanal, überwinden kann.

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Die erfindungsgemässe Anordnung erlaubt einen Betrieb mit überraschend kleiner Drehzahl, so dass bei minimaler elektrischer Leistungsaufnahme Nebenapparate, wie Brennstoff-Fördereinrichtungen, direkt angetrieben werden können. Zugleich wird pulsationsfreier Brennerbetrieb an Kesseln mit 5 hohem Widerstand und in Verbindung mit langen Abgaslei-tungen erreicht, und es entfällt die Notwendigkeit der Anpassung des erfindungsgemässen Brenners an den jeweils verwendeten Kessel. Ferner wird die Verwendung ausserordentlich raumsparender und billiger Kessel mit hohem Kesselwir- io kungsgrad erst ermöglicht.

Die um etwa den axialen Raumbedarf eines Seitenkanals vergrösserte Baulänge der Anordnung kann durch unmittelbare enge Verbindung der der Gemischbildung dienenden Brennerteile mit dem Gebläsegehäuse aufgehoben werden. Da-15 durch werden überraschend kleine räumliche Abmessungen des Brenners erzielt.

Durch die Ausbildung eines Überströmkanals am Gebläsegehäuse, in welchen die zu beiden Seiten der Laufradbeschaufelung ausgebildeten Seitenkanäle einmünden und der 2o die Verbrennungsluft an die Aussenseite des Gebläsegehäuses in einen dort angeformten Sammelraum leitet, wird in überraschend raumsparender Weise eine widerstandsarme Führung der Verbrennungsluft erreicht. Dadurch wird die elektrische Leistungsaufnahme des Brenners weiter auf ein Mini- 25 mum verringert.

Gemäss einer Weiterführung der Erfindung kann der Überströmkanal in Form einer Ausbauchung des Gebläsegehäuses ausgebildet und ausserdem Uber den Unterbrecher des Seitenkanalgebläses geführt sein. Dies bewirkt nicht nur eine 30 besonders strömungsgünstige und kurze Verbrennungsluftführung, sondern erlaubt auch, die Seitenkanäle um nahezu den ganzen Umfang des Laufrades zu führen. Dabei wird zweckmässig der Eintrittskanal des Seitenkanalgebläses unmittelbar neben dem Überströmkanal angeordnet. 35

Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante kann der Überströmkanal in den an der Aussenseite des Gebläsegehäuses angeformten Sammelraum münden. Von dort gelangt die Verbrennungsluft unmittelbar zu den an der Aussenseite des Gebläsegehäuses aufgenommenen, der Gemischbildung 40 dienenden Brennerteile.

Dabei wird im Sammelraum zumindest ein Luftleitelement angeordnet, welches zweckmässig mit einem an ihm ausgebildeten Fortsatz bis in die Einmündung des Überströmkanals in den Sammelraum ragt. 45

Durch die vorgenannte Anordnung wird in ungewöhnlich raumsparender Weise eine verlustarme Führung der Verbrennungsluft erzielt und gleichzeitig erreicht, dass die Mischeinrichtung nahezu axial angeströmt wird.

Der Antriebsmotor des Brenners wird in zweckmässiger sg Ausgestaltung am Deckel des Gebläsegehäuses derart angeordnet, dass er innerhalb des am Deckel ausgebildeten Seitenkanals bis nahe an das Laufrad heranreicht. Dabei kann der Antriebsmotor mit einem zweiten Wellenende eine Brennstoff-Fördereinrichtung antreiben. ss

Damit wird nicht nur eine ausserordentlich raumsparende und kompakte Anordnung des Brenners erzielt, sondern auch eine weiter verringerte elektrische Leistungsaufnahme, da die angetriebenen Nebenapparate bei geringer Drehzahl weniger Antriebsleistung verbrauchen. Darüberhinaus kommt die geringe Drehzahl der Lebensdauer dieser Nebenapparate und deren geringer Geräuschentwicklung zugute.

Gemäss weiterer Ausgestaltung kann am Deckel des Gebläsegehäuses ein Flansch angeformt sein, welcher die bei Brennern üblichen Bauelemente, wie Zündungsgeber, Steuer- 63 einrichtung und Kabelverbinder in der Weise trägt, dass diese um den Antriebsmotor und, falls vorhanden, um die Brennstoff-Fördereinrichtung herum angeordnet sind. Dadurch wird

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nicht nur eine kompakte Anordnung erzielt, sondern auch eine kurze Baulänge. Ferner nimmt der am Deckel angeformte Flansch an seinem Rand zweckmässig eine Schutzhaube auf, welche nicht nur die Brenner-Bauelemente bedeckt, sondern mit einer an ihrer Verbrennungslufteintritts-öffnung angeordneten schalldämpfenden Einrichtung das Ansauggeräusch des Seitenkanalgebläses und das Geräusch der Brennstoff-Fördereinrichtung dämpft.

In weiterer Ausgestaltung besitzt das Gebläsegehäuse einen Flansch, welcher nicht nur die Mischeinrichtung trägt, sondern an dem der gesamte Brenner in zweckmässiger Weise am Kessel befestigt wird.

In Verbindung mit am Gebläsegehäuse angeformten Haltern wird dadurch auch eine raumsparende und kompakte Befestigung des erfindungsgemässen Brenners am Kessel erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Brenner gemäss der Erfindung in einem axialen Schnitt;

Fig. 2 einen Brenner gemäss der Erfindung in der Ansicht entgegen der Strömungsrichtung bei entfernter Mischeinrichtung;

Fig. 3 einen Brenner gemäss der Erfindung in der Ansicht in Strömungsrichtung bei entfernter Schutzhaube;

Fig. 4 einen Brenner gemäss der Erfindung in einem teilweisen radialen Schnitt gemäss der Linie a—a in Fig. 1.

Der Brenner der Fig. 1 besitzt als Verbrennungsluftgebläse ein Seitenkanalgebläse, neben dessen Laufrad 1 auf beiden Seiten je ein Seitenkanal 2; 3 ausgebildet ist. Dabei ist der Seitenkanal 3 am Gebläsegehäuse 4 und der Seitenkanal 2 am Deckel 5 ausgebildet. Am Deckel 5 sitzt der Antriebsmotor 6 derart, dass er innerhalb des am Deckel 5 ausgebildeten Seitenkanals 2 bis nahe an das Laufrad 1 herausreicht, welches auf dem Wellenende des Antriebsmotors 6 befestigt ist. Am Deckel 5 ist ein Flansch 9 angeformt, welcher die üblichen Bauelemente, wie Zündungsgeber 10, Steuereinrichtung 11 und Kabelverbinder 12 in raumsparender Anordnung trägt. Ein Rand des Flansches 9 nimmt die Schutzhaube 13 auf, an deren Verbrennungslufteintrittsöffnung 27 eine schalldämpfende Einrichtung 28 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 6 treibt mit seinem zweiten Wellenende 7 über Kupplungselemente eine Brennstoff-Fördereinrichtung 8 an, falls diese zum Betrieb des Brenners erforderlich ist.

Die Verbrennungsluft tritt bei Betrieb des Brenners über die Öffnung 27 und die schalldämpfende Einrichtung 28 in die Schutzhaube 13 ein und wird von dort vom Seitenkanalgebläse über den in Fig. 3 sichtbaren Eintrittskanal 20 angesaugt. Das Seitenkanalgebläse fördert die Verbrennungsluft in bekannter Weise, wobei sich die Verbrennungsluft auf angenähert schraubenförmigen Bahnen abwechselnd zwischen den Schaufeln des Laufrades 1 und in den Seitenkanälen 2; 3 bewegt. Aus den Seitenkanälen 2; 3 gelangt die Verbrennungsluft am in Fig. 4 sichtbaren Gebläseaustritt 29 gemeinsam in einen Überströmkanal 14, der sich über den Unterbrecher 15 erstreckt. Der Überströmkanal 14 mündet bei 19 in den Sammelraum 16 und die Verbrennungsluft gelangt vom Sammelraum 16 unmittelbar zu den an der Aussenseite des Gebläsegehäuses 4 aufgenommenen, der Gemischbildung dienenden Brennerteile 22; 24. Im Sammelraum 16 ist das Luftleitelement 17 angeordnet, welches mit seinem Fortsatz 18 bis in die Einmündung 19 des Überströmkanals 14 in den Sammelraum 16 ragt. Das Luftleitelement 17 besteht bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Brenners im wesentlichen aus einer entsprechend verformten Platte. In Verbindung mit dem Luftleitelement 17 wird durch die Anordnung des Überströmkanals 14 in sehr raumsparender Weise die Verbrennungsluft zur Mischeinrich-

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tung 24 unter geringen Strömungsverlusten derart geführt,

dass die Mischeinrichtung 24 nahezu axial angeströmt wird.

In Fig. 1 ist ferner die Anordnung der Brennstoffzuführung 22, welche, je nach verwendetem Brennstoff, eine Öl-zerstäuberdüse oder eine Gasgemischdüse darstellt, sowie die s Anordnung der Zündelektrodenhalter 21 verdeutlicht. Sowohl die Brennstoffzuführung 22 als auch die Zündelektrodenhalter 21 werden durch am Gebläsegehäuse 4 angeformte Mittel aufgenommen. Der am Gebläsegehäuse 4 angeformte Flansch 23 trägt die Mischeinrichtung 24 und dient gleichzeitig einer io raumsparenden Befestigung des Brenners am Kessel.

Die durch die Erfindung erzielte raumsparende Anordnung ist der Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen.

In Fig. 2 ist der in Form einer Ausbauchung 15a des Gebläsegehäuses 4 ausgebildete Überströmkanal 14 sichtbar. Die 15 angesaugte Verbrennungsluft tritt über den unmittelbar neben dem Überströmkanal 14 angeordneten Eintrittskanal 20 in das Seitenkanalgebläse ein und verlässt es über den Gebläseaustritt 29 und den Überströmkanal 14. Von dort gelangt die geförderte Verbrennungsluft in den Sammelraum 16, wobei 20 ein Teil oberhalb des Luftleitelementes 17, der andere Teil des Verbrennungsluftstromes unterhalb des Luftleitelementes 17 durch die strichliert eingezeichnete Ausnehmung 27 strömt.

Fig. 2 zeigt ferner die Anordnung der Zündelektrodenhalter 21, der Halter 25 und eines fotoelektrischen, der Flam- 25 menüberwachung dienenden Elementes 28. Ferner ist die einer guten Abdichtung der Schutzhaube 13 dienliche Form des Flansches 9 ersichtlich.

In Fig. 3 ist die im Deckel 5 angeordnete Öffnung des

Einlasskanals 20 dargestellt. Über die Öffnung des Einlasskanals 20 und über eine neben dieser Öffnung befindliche Ausnehmung 30 am Deckel 5 tritt die Verbrennungsluft in das Seitenkanalgebläse ein. Der Deckel 5 trägt mit seinem angeformten Flansch 9 den Zündungsgeber 10, die Steuereinrichtung 11 sowie Kabelverbinder 12. Ausserdem ist ein an einer Brennstoff-Fördereinrichtung 8 angebautes Magnetventil 26 ersichtlich, welches den Brennstoffzufluss zur Brennstoffzuführung 22 beeinflusst (über Brennstoffleitung 31).

Fig. 4 stellt den über den Unterbrecher 15 geführten Überströmkanal 14 dar, neben welchem der Eintrittskanal 20 angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in der Erzielung eines pulsationsfreien Brennerbetriebes an Kesseln mit hohem Brenngas-Strömungswiderstand und in Verbindung mit langen Abgasleitungen sowie im Fortfall der Notwendigkeit einer Anpassung des erfindungsgemässen Brenners an den jeweils verwendeten Kessel.

Die Erfindung erlaubt es, einen Universalbrenner zu schaffen, der sowohl bei stationärem als auch bei Fahrzeug-Heizanlagen angewendet werden kann, der gleichzeitig eine geringe elektrische Leistungsaufnahme und nur einen Antriebsmotor besitzt, sowie die Anwendung ausserordentlich raumsparender und billiger Kessel mit erhöhtem Kesselwirkungsgrad und verringerter Umweltbelastung ermöglicht.

Darüberhinaus wird ermöglicht, den Brenner selbst raumsparend und kompakt zu gestalten sowie bei seinem Betrieb eine störungssichere und schadstoffarme Verbrennung zu gewährleisten.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, bestehend zumindest aus einem Verbrennungsluftgebläse und einem dieses antreibenden Motor sowie einer Mischeinrichtung und Mitteln zur Aufbereitung und Zündung des Brenn- 5 stoff-Luft-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Verbrennungsluftgebläse vorgesehenes Seitenkanal-gebläse auf beiden Seiten seines sternförmigen, mit in Um-fangsrichtung rechteckigen Schaufeln versehenen Laufrades (1) je einen Seitenkanal (2, 3) aufweist, dass io beide Seitenkanäle am Gebläseaustritt gemeinsam in einen Überströmkanal (14) einmünden, durch den die Verbrennungsluft aus den Seitenkanälen an die Aussenseite des Gebläsegehäuses (4) geführt wird, und dass die der Gemischbildung dienenden Brennerteile, Brennstoffzuführung (22) und 15 Mischeinrichtung (24), an der Aussenseite des Gebläsegehäuses (4) angeordnet sind.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der Überströmkanal (14) in Form einer Ausbauchung (15a) des Gebläsegehäuses (4) ausgebildet ist. 20
3. Brenner nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (14) sich über einen Unterbrecher (15) erstreckt.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Überströmkanal (14) des Sei- 2s tenkanalgebläses dessen Eintrittskanal (20) angeordnet ist.
5. Brenner nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (14) in einen an der Aussenseite des Gebläsegehäuses (4) angeformten Sammelraum (16) der Verbrennungsluft einmündet. 30
6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sammelraum (16) zumindest ein Luftleitelement (17) angeordnet ist.
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das Luftleitelement (17) einen Fortsatz (18) aufweist, 35 der in die Einmündung des Überströmkanals in den Sammelraum (16) ragt.
8. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Deckel (5) des Gebläsegehäuses (4) ein Flansch (9) angeformt ist, welcher Zün- 4Q dungsgeber (10), Steuerung (11), Kabelverbinder (12) und Schutzhaube (13) trägt.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Gebläsegehäuse (4) im Bereich des Sammelraumes (16) eine Aufnahme für Zündelektroden (21) und die Brennstoffzuführung (22) angeformt ist.

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