DE1501958A1

DE1501958A1 - Brennet,z.B. Gasbrenner oder nach dem Prinzip der Druckzerstaeubung arbeitender OElbrenner

Info

Publication number: DE1501958A1
Application number: DE19651501958
Authority: DE
Inventors: Zenkner Dipl-Ing Kurt
Original assignee: ZENKNER DIPL ING KURT
Current assignee: ZENKNER DIPL ING KURT
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1969-11-20
Also published as: GB1138454A; FR1476345A; SE337080B; CH461008A

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, z.B. Gasbrenner oder nach dem Prinzip der Druckzerstäubung arbeitender Ölbrenner mit einer Zerstäuberdüse zum Einspritzen des Öls in den Mischraum, der ein Gebläse zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum enthält.

Die bekannten Öl- oder Gasbrenner der hier in Frage stehenden Art besitzen zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum Gebläse konventioneller Art, z.B. Axialgebläse, Radialgebläse oder auch Trommelläufer. Da diese Gebläse eine flache Kennlinie haben, sinkt bei Zunahme des Gegendruckes das Volumen der durchgesetzten Luft ab. Aus diesem Grunde muß man beim Einbauen eines solchen Brenners in einen Wärmeaustauscher eine Anpassung an die Druckverhältnisse des betreffenden Systems vornehmen, insbesondere, indem man geeignete Drosselorgane am Gebläseeintritt entsprechend verstellt und verändert. Dies kann jedoch nur durch erfahrene Fachleute vorgenommen werden, es verlangt überdies verhältnismäßig komplizierte Hantierungen. Darüber hinaus ist bei solchen Anordnungen auch noch zu berücksichtigen, dass sich die Druckverhältnisse des Systems von Tag zu Tag und auch innerhalb desselben Tages durch Einwirkungen der Außenwelt, der Atmosphäre usw. verändern können; so z.B. sind die tagesbedingten Schwankungen in der Größe des Schornsteinzuges zu berücksichtigen. In solchen Fällen entspricht die vom Gebläse des Brenners geförderte Luftmenge nicht mehr ständig der bei dem eingestellten Durchsatz für eine gute Verbrennung erforderlichen Luftmenge. Solche Veränderungen des Mischungsverhältnisses zwischen Brennstoff und Luft können somit dazu führen, dass der Brenner rußt. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die obigen Nachteile zu vermeiden.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung beim neuen Brenner zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum ein sogenanntes hochstabiles Querstromgebläse mit einer steilen Kennlinie vorgesehen, deren Anfangsbereich nicht oder nur unwesentlich von der Senkrechten abweicht. Hierbei kann z.B. zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum ein Querstromgebläse verwendet werden, das eine in Drehrichtung zwischen Laufradeintritt und Laufradaustritt angeordnete, sich in Drehrichtung gesehen hinter dem Einlaß bauchförmig vom Laufradgitter entfernende Leitwand und eine Wirbelzunge mit zwei miteinander einen spitzen Winkel von vorteilhaft 20 - 60° bildenden Schenkeln enthält, von denen der saugseitige Schenkel mit dem Laufradgitter einen sich in Drehrichtung erweiternden Spalt bildet. Bei einer solchen Anordnung ist eine Veränderung des Gegendruckes bis zu einer bestimmten Größe nicht wie bei den konventionellen Gebläsen mit einer Veränderung des Volumens 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 ist, in dem der Brenner zur Anwendung kommt. Nunmehr ist nur noch eine Hilfskraft erforderlich, damit der Brenner an die verschiedensten Brennkammern mit den unterschiedlichsten Druckverhältnissen angebaut werden kann. 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 z.B. von der Druckseite zur Saugseite hin verjüngenden Rückführkanals teilnehmen, durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur Saugseite hin zurückgeführt wird. Bei dieser Anordnung behält die Kennlinie ihren steilen Charakter bei, sie verschiebt sich lediglich affin.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Verhaltens bekannter Gebläse (Fig. 1) und erfindungsgemäße Gebläse (Fig. 2) in den hier in Frage stehenden Anwendungsfällen,

Fig. 3a und 3b eine erste Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung mit zwei verschiedenen Einstellungen und

Fig. 4a und 4b, Fig. 5a und 5b und Fig. 6a und 6b weitere Abwandlungen des Gegenstandes der Erfindung ebenfalls jeweils in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung und jeweils mit zwei verschiedenen Einstellungen.

In Fig. 1 ist die Kennlinie eines üblichen Gebläses für Brenner der hier in Frage stehenden Art dargestellt. Der Schnittpunkt zwischen der Kennlinie 1 und der Betriebskennlinie 2 ist bei 3 gezeigt, er stellt den Betriebs- oder Auslegepunkt des Brenners mit dem Luftdurchsatz V[tief]1 dar, zu dem ein bestimmter Öldurchsatz Q[tief]1 gehört. Wenn der Kesseldruck aus irgend welchen Gründen von großes Delta[tief]P1 auf großes Delta[tief]P2 steigt, sinkt der Luftdurchsatz um großes Delta V[tief]1, der Brenner rußt. Wenn man mit weniger Luft oder mit weniger Öl arbeiten will, muß man besondere zusätzliche Widerstände einschalten, um die Betriebskennlinie 4 zu erhalten, deren Schnittpunkt mit der Gebläsekennlinie 1 den neuen Betriebs- oder Auslegepunkt 5 ergibt, der dem Durchsatz V[tief]1 entspricht. Wenn jetzt der Gegendruck weiter bis großes Delta[tief]P3 zunehmen sollte, ergibt sich eine Abnahme des Volumens um großes Delta V[tief]2. Einen Gegensatz hierzu stellt das erfindungsgemäß für den hier in Frage stehenden Zweck vorgeschlagene hochstabile Querstromgebläse mit steiler Kennlinie dar. Wie aus der Kennlinie 6 zu erkennen ist, ergeben Druckerhöhungen bis in den Bereich 8 keine fühlbaren

Änderungen des Durchlasses. Volumenveränderungen erhält man durch etwa affine Verschiebung der Kennlinie, z.B. um die Kennlinie 7 zu erhalten. Dies wird durch die weiter unten geschilderten Mittel erreicht.

Wie bereits erwähnt worden ist, dient gemäß der Erfindung zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum ein Querstromgebläse hochstabiler Art, dessen Kennlinie steil wie bei 6 und 7 in Fig. 2 gezeigt verläuft, derart, dass der Anfangsbereich nicht oder nur unwesentlich von der Senkrechten abweicht. Dieses Querstromgebläse besitzt gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 bis 6 eine Leitwand 10, eine Leitwand 11 und eine Wirbelzunge 12. Die Leitwand 10 die in Drehrichtung gesehen zwischen dem Eintritt und Austritt des Laufrades 13 vorgesehen ist und sich in Drehrichtung gesehen hinter dem Einlauf bauchförmig vom Laufradgitter entfernt, wie bei 14 gezeigt ist, ist zweckmäßigerweise eine solche Form, wenn der Winkel kleines Alpha zwischen der Anfangstangente 15a und der Endtangente 15b kleiner als 90° ist. Die Wirbelzunge 12 besitzt zwei miteinander einen spitzen Winkel kleines Beta von 20 - 60° bildende Schenkel 12a, 12b, wobei der saugseitige Schenkel 12b mit dem Laufradgitter einen sich in Drehrichtung erweiternden Spalt 16 bildet. Solche Wirbelzungen mit dieser Form sind bei 12 in Fig. 3 bei 17 in Fig. 5 und bei 18 in Fig. 6 gezeigt. Dem Laufrad sind außerdem noch Strömungsführungsmittel zugeordnet, die an der Bildung mindestens eines Rückführkanals teilnehmen, der sich z.B. von der Druckseite zur Saugseite hin verjüngen kann und durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur Saugseite zurückgeführt wird. In Fig. 3a ist der Eintritt ins Gebläse durch den Pfeil 19a, der Austritt aus dem Gebläse durch die Pfeile 19b und die Rückführung eines Teiles des Mediums durch die Pfeile 19c gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind als Strömungsführungsmittel Leitbleche 20 vorgesehen, die vom Laufradaustritt aus gesehen bauchförmig nach außen gewölbt sind und zwischen dem Laufrad und der Leitwand 11 zwischen Laufradaustritt und Laufradeintritt angeordnet sind, wobei sie zweckmäßig mit dieser Leitwand aus einem Stück bestehen können.

Die Leitbleche bilden bei allen in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen mit einer der Druckseite abgewandten Partie der Wirbelzunge einen Rückführkanal, durch den ein Teil des austretenden Luftstromes in das Laufrad zurückgeführt wird. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist ein einziges solches Leitblech 20 vorgesehen, ebenso bei der Anordnung nach Fig. 4 das Leitblech 21 und bei der Anordnung nach Fig. 6 das Leitblech 22. Es können jedoch auch mehrere hintereinanderliegende, einen Keil bildende kleine Leitbleche 23a, 23b, 23c vorgesehen werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Leitbleche auch mit ihrem laufradseitigen Ende auf das Laufrad 24 zu (Fig. 5b) und von diesem weg (Fig. 5a) verschwenkbar, wodurch der Austrittsquerschnitt des Rückführkanals verändert werden kann. Es ist auch denkbar, ein schieberartiges Verstellglied am Eintritt in den Rückführkanal vorzusehen, durch dessen Verstellung der Eintrittsquerschnitt des Rückführkanals verändert werden kann. Die Wirbelzunge in der hier dargestellten Ausführungsform und die Leitbleche bewirken, dass das Querstromgebläse hochstabil ist und der Anfangsbereich der Kennlinie senkrecht oder annähernd senkrecht verläuft. Die Strömungsführungsmittel, die den Rückführkanal bilden oder an dessen Bildung teilnehmen, haben die Aufgabe, das im Austrittsbereich des Gebläses auftretende Totwassergebiet daran zu hindern, instationär abzuwandern. Durch die Änderung des Kanalquerschnittes in der oben beschriebenen Weise wird der Volumenfluß des Rückführstromes variiert, wodurch sich weitere Möglichkeiten ergeben, um die Charakteristik des Gebläses zu verändern und das Gebläse den gewünschten Bedarfsfällen anzupassen. Die Volumenänderung des Teilluftstromes kann noch in anderer Weise erreicht werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3a und 3b ist die Wirbelzunge 12, welche die Gestalt eines im Querschnitt dreieckförmigen Keils hat, um eine zur Drehachse des Gebläses parallele Achse 25 verschwenkbar.

Die sich hierbei ergebenden Änderungen sind ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4a und 4b ist die Wirbelzunge 26, die in diesem Falle sichelförmige Gestalt hat, am Umfange des Laufrades 27 entlang parallel zu sich selbst verbleibend verschieblich. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5a und 5b wird nicht die Wirbelzunge verschoben oder verschwenkt, hier werden die Leitbleche 23a, 23b, 23c verschwenkt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6a und 6b sind die Leitbleche fest angeordnet, hier wird die Wirbelzunge 18 verstellt und zwar in diesem Falle indem sie einmal um die Drehachse 28, die parallel zur Achse des Gebläses 29 verläuft, verschwenkt und zum anderen Mal am Umfang des Laufrades entlang parallel zu sich selbst verbleibend verschoben wird.

Claims

1. Brenner z.B. Gasbrenner oder nach dem Prinzip der Druckzerstäubung arbeitender Ölbrenner mit einer Zerstäuberdüse zum Einspritzen des Öls in den Mischraum, der ein Gebläse zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum ein sogenanntes hochstabiles Querstromgebläse mit einer steilen Kennlinie vorgesehen ist, deren Anfangsbereich nicht oder nur unwesentlich von der Senkrechten abweicht.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zufördern der Verbrennungsluft zum Mischraum ein Querstromgebläse verwendet wird, das eine in Drehrichtung zwischen Laufradeintritt und Laufradaustritt angeordnete, sich in Drehrichtung gesehen hinter dem Einlauf des Gebläses bauchförmig vom Laufradgitter entfernende Leitwand und eine

Wirbelzunge mit zwei miteinander einen spitzen Winkel von vorteilhaft 20 - 60° bildenden Schenkeln enthält, von denen der saugseitige Schenkel mit dem Laufradgitter einen sich in Drehrichtung erweiternden Spalt bildet.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Laufradeintritt und Laufradaustritt angeordnete Leitwand so bauchförmig gewölbt ist, dass der Winkel zwischen der Anfangstangente und der Endtangente wesentlich kleiner als 90° ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Laufrad Strömungsführungsmittel zugeordnet sind, die an der Bildung mindestens eines sich z.B. von der Druckseite zur Saugseite hin verjüngenden Rückführkanals teilnehmen, durch den ein Teil des aus dem Laufrad austretenden Luftstromes von der Druckseite zur Saugseite hin zurückgeführt wird.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Strömungsführungsmittel mindestens ein vom Laufradaustritt aus gesehen bachförmig nach außen gewölbtes Leitblech vorgesehen ist, das zwischen dem Laufrad und der Leitwand zwischen Laufradaustritt und Laufradeintritt in Drehrichtung gesehen angeordnet ist und zweckmäßig mit dieser Leitwand aus einem Stück besteht.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Strömungsführungsmittel mehrere hintereinanderliegende, einen Keil bildende kleine Leitbleche vorgesehen sind.

7. Brenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche mit einem der Druckseite abgewandten Partie der Wirbelzunge den Rückführkanal bilden.

8. Brenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche mit ihrem laufradseitigen Ende auf dieses zu und von diesem weg verschwenkbar sind.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eintrittseite des Rückführkanals ein schieberartiges Verstellglied vorgesehen ist, durch dessen Verstellung der Durchtrittsquerschnitt des Rückführkanals verändert werden kann.

10. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge selbst als Strömungsführungsmittel ausgebildet ist, indem sie aus einem Hohlkörper besteht, dessen Wände saugseitig und druckseitig Löcher, Schlitze oder dergleichen Öffnungen zum Durchtritt des Mediums haben.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge die Gestalt eines im Querschnitt dreieckförmigen Keils hat.

12. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge sichelförmige Gestalt hat.

13. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge um eine zur Drehachse des Gebläses parallele Achse verschwenkbar ist.

14. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge am Umfang des Laufrades entlang parallel zu sich selbst verbleibend verschieblich ist.

15. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelzunge um eine zur Drehachse des Gebläses parallele Achse verschwenkbar und am Umfang des Laufrades entlang parallel zu sich selbst verbleibend verschieblich ist.