DE1551757B2

DE1551757B2 - LIQUID FUEL BURNER WITH A CROSS-FLOW FAN

Info

Publication number: DE1551757B2
Application number: DE1967Z0012777
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. 7560 Gaggenau Zenkner
Original assignee: Böhler-Zenkner GmbH & Co KG Strömungstechnik, 4005 Meerbusch
Priority date: 1967-03-31
Filing date: 1967-03-31
Publication date: 1977-01-20
Also published as: GB1208473A; US3667893A; JPS4827252B1; BE713036A; DE1551757A1; FR1573999A; CH497665A; NL6804538A

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssigen Brennstoff mit einem Querstromgebläse für Verbrennungsluft und einem dieses umgebenden Gehäuse langgestreckter, flacher Gestalt mit parallel zueinander verlaufender oberer und unterer Wand, aus dem achsparallel zum Gebläse ein Brennerrohr herausragt.The invention relates to a burner for liquid fuel with a cross-flow fan for combustion air and a housing surrounding this elongated, flat shape with parallel to each other running upper and lower wall, from which a burner tube protrudes axially parallel to the fan.

Aus der österreichischen Patentschrift 2 38 355 ist bereits ein mit einem Querstromgebläse ausgerüsteter Brenner dieser Art bekannt, bei dem die Umlenkung der Luft in das Brennerrohr über Leitschaufeln erfolgt. Der Zusammenbau der Teile dieses einen an sich nicht sehr raumsparenden Aufbau besitzenden Brenners ist jedoch umständlich und zeitraubend; weiterhin ist man hinsichtlich der Leistungsabgabe unflexibel.From the Austrian patent specification 2 38 355 one is already equipped with a cross-flow fan Burner of this type is known in which the deflection of the air into the burner tube takes place via guide vanes. Of the However, assembly of the parts of this burner, which in itself does not have a very space-saving structure cumbersome and time consuming; Furthermore, one is inflexible with regard to the power output.

In der US-PS 30 79 981 ist ein anderer Brenner beschrieben, dessen Gebläselaufrad an der dem Antriebsmotor zugewandten Seite einen axialen Lufteintritt aufweist, so daß die Luft nicht nur innerhalb der Laufradebene, sondern auch noch in einer zu dieser senkrechten Richtung umgelenkt werden muß, während sie durch das Gebläse beschleunigt wird.- Die Luft wird zwar vom Gebläselaufrad ab in einen Gehäusebereich geführt, der durch zwei zueinander etwa parallele plattenartige Bauteile gebildet ist. Dennoch hat die Strömung keinen fest begrenzten und durch Leitbleche od. dgl. klar vorgegebenen Strömungsweg, bei dem das unnötige Umströmen von Kanten und Vorsprüngen und damit das Entstehen unnötiger Strömungsverluste vermieden werden. Erst im eigentlichen Mündungsbereich des Brennerrohres wird versucht, die bis dahin verhältnismäßig ungeordnet geführte Strömung mit Hilfe von Leitblechen zu beruhigen und zu richten. Auch in bezug auf den konstruktiven Aufbau ist der bekannte Brenner nachteilig, denn aufgrund der Form und der Befestigung des Brennerrohres am Gehäuse ist die Montage verhältnismäßig umständlich; auch würden sich Leitbleche od. dgl. bei einer derartigen Konstruktionsform nicht in der technisch erforderlichen Weise anbringen lassen. Somit lassen sich in keinem Fall gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen der Verbrennungsluft im Brennerrohr garantieren. Auch ist das Gebläse nicht geeignet, eine Anpaßbarkeit an unterschiedliche Leistungsanforderungen in dem notwendigen Maß zu gewährleisten.In US-PS 30 79 981 another burner is described, the fan impeller on the Drive motor facing side has an axial air inlet, so that the air not only within the Impeller plane, but also has to be deflected in a direction perpendicular to this while it is accelerated by the fan - The air is indeed from the fan impeller into a housing area out, which is formed by two plate-like components that are approximately parallel to one another. Still has Flow does not have a fixed and clearly defined flow path by baffles or the like, in which the unnecessary flow around edges and protrusions and thus the occurrence of unnecessary flow losses be avoided. Only in the actual mouth area of the burner tube is an attempt made up to then to calm and straighten relatively disordered flow with the help of baffles. Even In terms of structural design, the known burner is disadvantageous because of the shape and the Mounting the burner tube on the housing is relatively cumbersome; also would baffles or the like are not in the technically necessary manner in such a form of construction have it attached. Thus, in no case can the velocity of the combustion air be evenly distributed guarantee in the burner tube. The fan is also not suitable for adaptability to different To ensure performance requirements to the extent necessary.

Aus dem DT-Gbm 19 38 742 ist ein weiterer Brenner bekannt geworden, dem die Verbrennungsluft mittels eines Radialgebläses zugeführt wird. Das Laufrad desselben ist zwischen zwei zueinander etwa parallelen Wänden so angeordnet, daß die Gebläseachse zur Achse des Brennerrohres parallel ist. Letzteres ist inAnother burner is from the DT-Gbm 19 38 742 become known, to which the combustion air is supplied by means of a radial fan. The impeller the same is arranged between two walls approximately parallel to one another so that the fan axis to Axis of the burner tube is parallel. The latter is in

ίο einen Anschlußstutzen eingesetzt, der an die untere der beiden parallelen Wände angegossen ist. Die zum Zuführen des Brennstoffs erforderliche Zuleitung wird durch den Luftkanal und durch die obere als Deckplatte ausgebildete Wand hindurchgeführt, an deren dem Luftkanal abgewandter Oberseite sich außer dem Antriebsmotor für das Gebläse und der Brennstoffpumpe weitere Zubehöraggregate des Brenners befinden.ίο a connection piece used, which is attached to the lower of the is cast on both parallel walls. The supply line required to supply the fuel is passed through the air duct and through the upper wall designed as a cover plate, to which the Air duct facing away from the top apart from the drive motor for the fan and the fuel pump further accessory units of the burner are located.

Es sind keine Maßnahmen getroffen, um die vom Gebläselaufrad geförderte Luft so zur Brennermündung zu führen, daß dort eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Luft vorhanden ist und daß auf dem Weg dorthin möglichst wenig Verwirbelungen und Strömungsverluste entstehen. Aus diesen Gründen ist es auch schwer, die für unterschiedliche Brennerleistungen entsprechend unterschiedliche Luftmenge möglichst genau dosiert und in gleichmäßiger Geschwindigkeitsverteilung an der Mündung des Brennerrohres zur Verfügung zu halten.
Ein nächster Nachteil dieses bekannten Brenners besteht darin, daß das Brennerrohr ohne das Herausnehmen des ganzen Brenners nicht auswechselbar ist, da es in den an der unteren Wand ausgebildeten Anschlußstutzen nur von vorne eingesetzt werden kann. Zusätzliche Montageschwierigkeiten ergeben sich auch deshalb, weil die Zuführungsleitung für den Brennstoff für sich allein dann noch in der oberen Wand gehalten ist.No measures are taken to guide the air conveyed by the fan impeller to the burner mouth in such a way that the air speed is distributed as uniformly as possible and that as little turbulence and flow losses as possible occur on the way there. For these reasons, it is also difficult to meter the different amounts of air correspondingly different for different burner capacities as precisely as possible and to keep them available at the mouth of the burner tube with a uniform speed distribution.
Another disadvantage of this known burner is that the burner tube cannot be replaced without removing the entire burner, since it can only be inserted from the front into the connecting piece formed on the lower wall. Additional assembly difficulties arise because the feed line for the fuel is then held in the upper wall by itself.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, einen Brenner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er unter Anpaßbarkeit an verschiedene Leistungsanforderungen einfach montierbar ist und eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Verbrennungsluft im Brennerrohr garantiert.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Gehäuse aus einem Unterteil und einer mit diesem zusammensteckbaren Abdeckplatte besteht, die den Antriebsmotor mit Gebläse und Brennstoffpumpe sowie einen die Brennstoffzuführung nebst Düse, eine Zündelektrode und eine Fotozelle zur Flammenüberwachung aufweisenden Brennereinsatz trägt, und daß das Unterteil des Gehäuses zusammen mit um den Brennereinsatz innerhalb einer Spirale angeordneten Leitschaufeln als Gußteil ausgebildet ist, über die die Verbrennungsluft rechtwinklig in einen am Unterteil befindlichen, den Brennereinsatz koaxial umgebenden Rohrstutzen geleitet wird, in den das Brennerrrohr eingesetzt ist.In contrast, the aim of the present invention is to design a burner of the type mentioned at the outset in such a way that it can be easily installed while adapting to different performance requirements and guarantees a uniform velocity distribution of the combustion air in the burner tube.
For this purpose it is provided according to the invention that the housing consists of a lower part and a cover plate that can be plugged together with it, which carries the drive motor with fan and fuel pump and a burner insert which has the fuel supply and nozzle, an ignition electrode and a photocell for flame monitoring, and that the lower part of the housing is formed as a cast part together with guide vanes arranged around the burner insert within a spiral, via which the combustion air is guided at right angles into a pipe socket located on the lower part, coaxially surrounding the burner insert, into which the burner tube is inserted.

Der Brenner besitzt somit einen wenig Raum in Anspruch nehmenden Aufbau und kann auf einfache Weise zusammengesetzt und auseinandergenommen werden. Hierbei ist es noch möglich, sich praktisch ohne weitere Vorkehrungen verschiedenen Leistungsanforderungen anzupassen, so daß dadurch der Anwendungsbereich des Brenners verbreitert und die Flexibilität erhöht werden. Eine Vereinfachung und Verbilligung in der Herstellung kann dadurch erreicht werden, daß die Leitschaufeln in dem gegossenen Gehäuseunterteil ausgebildet sind.The burner thus has a construction that takes up little space and can easily be Way to be put together and taken apart. Here it is still possible to practically do without further precautions to adapt to different performance requirements, so that the scope of application of the burner and increased flexibility. A simplification and cheaper in the production can be achieved in that the guide vanes in the cast housing lower part are trained.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. It shows

F i g. 1 einen Brenner in schematischer Darstellung in einem senkrechten Schnitt,F i g. 1 shows a burner in a schematic representation in a vertical cut,

Fig.2 den Brenner nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung von der Seite her gesehen und2 shows the burner according to FIG. 1 in perspective Representation seen from the side and

Fig.3 den Brennereinsatz in einem senkrechten Schnitt in größerem Maßstab.Fig. 3 the burner insert in a vertical Cut on a larger scale.

Der Brenner besitzt ein Gehäuse, das aus einem Gehäuseunterteil 1 und einer Abdeckplatte 2 besteht, Diese Teile sind auseinandernehmbar zusammensteckbar. Die Abdeckplatte 2 trägt den das Gebläse 8 und die Pumpe 4 antreibenden Antriebsmotor 3 und den Brennereinsatz 5 sowie sämtliche elektrischen Teile, wie das Magnetventil 6 usw. Das Gehäuseunterteil 1 trägt das dem Brennereinsatz 5 zugeordnete Brennerrohr 7 und schließt zusammen mit der Abdeckplatte 2 das Läuferrad des Gebläses 8 ein. Der Brennereinsatz 5, der in die Abdeckplatte 2 herausnehmbar eingesteckt ist und mit dieser mit Hilfe eines Verschlusses nach Art eines Bajonettverschlusses verbunden sein kann, trägt einerseits die Brennerdüse 10 mit der Brennstoffzuführung 11 und andererseits die Zündelektrode 12 und die zur Flammenüberwachung dienende Fotozelle 13, wobei die Brennstoffzuführung 11 am Brennereinsatz 5 in Rohrlängsrichtung gemäß Pfeil a und die Stauscheibe 14 an der Brennstoffzuführung 11 in Rohrlängsrichtung gemäß Pfeil b hin und her verschieblich geführt sind. Außerdem sind noch die Leitschaufeln 15 vorgesehen, die dem Laufrad des zur Förderung der Luft dienenden Gebläses 8 zugeordnet sind. Das Brennerrohr 7 ist an einem eventuell auch zum Anbringen an der Kesselwand 40 dienenden Rohrstutzen (Ringflansch) 16, der mit dem Brennereinsatz 5 koaxial ist, an der der Abdeckplatte 2 abgewandten Seite des Gehäuseunterteils 1 im Bereich der Leitschaufeln 15 befestigt. Dieser Ringflansch 16 ist so vom Gehäuseunterteil 1 nach außen abgebogen, daß der Übergang zwischen den Innenflächen des Gehäuseunterteils 1 und des Brennereinsatzes 5 einlaufartig gut abgerundet ist, wie bei 18 dargestellt ist. Die den Stirnseiten des Läuferrades des Gebläses 8 gegenüberliegenden Partien des Gehäuseunterteils 1 und der Abdeckplatte 2 sind gegenüber den übrigen Partien der entsprechenden Wandungsteile im Sinne »vom Läuferrad weg« zurückgezogen, wie bei 20, 21 dargestellt ist, so daß die an die Stirnwände des Gebläses angrenzenden Bereiche des Unterteils 1 des Gehäuses und der Abdeckplatte 2 nach außen gerichtete napfartige Vertiefungen enthalten; zwischen den Stirnwänden des Gebläses 8 und den die napfartigen Vertiefungen enthaltenden Partien der Wandung ist eine labrinthartige Abdichtung vorgesehen. Diese labyrinthartige Abdichtung ist insbesondere bei Gebläselaufrädern von Bedeutung, deren Länge kleiner als der Durchmesser ist, und sie ist als Labyrinthspalt zwischen Laufrad und Gehäuse ausgebildet, der in radialer Richtung kleiner als 1 % und in axialer Richtung kleiner als 1,5 % des Laufraddurchmessers istThe burner has a housing which consists of a lower housing part 1 and a cover plate 2. These parts can be plugged together so that they can be taken apart. The cover plate 2 carries the drive motor 3, which drives the fan 8 and the pump 4, and the burner insert 5 as well as all electrical parts such as the solenoid valve 6 etc. The lower housing part 1 carries the burner tube 7 assigned to the burner insert 5 and, together with the cover plate 2, closes the impeller of the fan 8. The burner insert 5, which is removably inserted into the cover plate 2 and can be connected to it with the aid of a lock in the manner of a bayonet lock, carries on the one hand the burner nozzle 10 with the fuel supply 11 and on the other hand the ignition electrode 12 and the photocell 13 used for flame monitoring, whereby the fuel supply 11 on the burner insert 5 in the longitudinal direction of the pipe according to arrow a and the baffle plate 14 on the fuel supply 11 in the longitudinal direction of the pipe according to arrow b are displaceably guided back and forth. In addition, the guide vanes 15 are also provided, which are assigned to the impeller of the fan 8 serving to convey the air. The burner tube 7 is attached to a pipe socket (ring flange) 16, which may also be used for attachment to the boiler wall 40 and which is coaxial with the burner insert 5, on the side of the lower housing part 1 facing away from the cover plate 2 in the area of the guide vanes 15. This annular flange 16 is bent outwards from the lower housing part 1 in such a way that the transition between the inner surfaces of the lower housing part 1 and the burner insert 5 is well rounded, as shown at 18. The parts of the lower housing part 1 and the cover plate 2 opposite the end faces of the impeller of the fan 8 are withdrawn from the other parts of the corresponding wall parts in the sense of "away from the impeller", as shown at 20, 21, so that the front walls of the fan adjoining areas of the lower part 1 of the housing and the cover plate 2 contain outwardly directed cup-like depressions; A labrinth-like seal is provided between the end walls of the fan 8 and the parts of the wall containing the cup-like depressions. This labyrinth-like seal is particularly important for fan impellers whose length is smaller than the diameter, and it is designed as a labyrinth gap between the impeller and the housing, which is less than 1% in the radial direction and less than 1.5% in the axial direction of the impeller diameter

Insgesamt ergibt sich also ein Gehäuse, das ein langgestrecktes flachprismatisches Gebilde (Fig.2) darstellt, dessen beide axiale Enden flachzylindrisch gestaltet sind, wie bei 32,33 gezeigt ist. Der Mantel des einen dieser Zylinder (Zylinder 33 enthaltend das Gebläse 8) wird durch das Leitblech des Gebläselaufrades gebildet Die beiden Zylinder sind durch einen langgestreckten Gehäusekörper 34 verbunden, dessen Umriß an der einen Längsseite durch die die beiden axialen Enden umhüllende Kurve 35 dargestellt wird. An der anderen Längsseite sind zwischen den beiden Zylindern 32,33 Einschnürungen 36,37 vorgesehen und zwischen diesen befindet sich eine durch die entsprechende hochgebogene Blechpartie gebildete Zunge 38, die den Einlaß für die Förderluft freigibt.Overall, the result is a housing that has an elongated flat prismatic structure (Fig. 2) represents, the two axial ends of which are designed flat cylindrical, as shown at 32,33. The coat of the One of these cylinders (cylinder 33 containing the fan 8) is through the guide plate of the fan impeller The two cylinders are connected by an elongated housing body 34, the Outline on one longitudinal side is represented by the curve 35 enveloping the two axial ends. At the other long side are provided between the two cylinders 32,33 constrictions 36,37 and between these there is a tongue 38 formed by the corresponding upwardly bent sheet metal section, which releases the inlet for the conveying air.

Das Brennerrohr 7 mit dem Düsenstock und den Zündelektroden ist erst hinter einer Luftumlenkung angeordnet Das Brennerrohr 7 ist achsparallel zum Gebläselaufrad. Die Verbrennungsluft wird dabei rechtwinklig über die Leitschaufeln 15 in das Brennerrohr 7 geleitet Durch die Form der in einer Spirale angeordneten Leitschaufeln 15 kann man im Brennerrohr 7 einen mehr oder weniger großen Drall der Strömung aufrechterhalten oder vermeiden. Diese Art der Umlenkung verursacht nur geringe Strömungsverluste und garantiert eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung im Brennerrohr 7.The burner tube 7 with the nozzle assembly and the ignition electrodes is only behind an air deflector The burner tube 7 is axially parallel to the fan impeller. The combustion air is thereby At right angles passed over the guide vanes 15 into the burner tube 7 by the shape of the in a spiral arranged guide vanes 15 can be a more or less large swirl of the burner tube 7 Maintain or avoid flow. This type of deflection causes only minor flow losses and guarantees an even distribution of speed in the burner tube 7.

Es ist weiterhin bemerkenswert, daß das Gehäuseunterteil 1 mit einer beliebig hohen Spirale ausgebildet sein kann (je nach maximalen Durchsatz) und daß die Abdeckplatte 2 mit allen Ausrüstungsteilen versehen ist, wobei auf denkbar einfache Weise (hochgezogene Zunge 38) eine geradezu ideale Luftführung erreicht wird. Es ist die Verwendung eines sehr kurzen, aber auch eines langen Brennerrohres 7 möglich. Die Teile können mit der abnehmbaren Abdeckkappe 40 abgedeckt werden. Das Gehäuseunterteil 1 wird durch Gießen hergestellt, wobei die Leitschaufeln 15 mitgegossen werden. Die Abdeckplatte 2 kann in denkbar einfacher Weise bearbeitet werden.It is also noteworthy that the lower housing part 1 is designed with a spiral of any height can be (depending on the maximum throughput) and that the cover plate 2 is provided with all equipment, an almost ideal air flow being achieved in a very simple way (raised tongue 38) will. It is possible to use a very short but also a long burner tube 7. The parts can be covered with the removable cover cap 40. The lower housing part 1 is made by casting produced, the guide vanes 15 are also cast. The cover plate 2 can be as simple as possible Way to be edited.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Burner for liquid fuel with a cross-flow fan for combustion air and a this surrounding housing elongated, flat shape with parallel to each other upper and lower wall, from which a burner pipe protrudes axially parallel to the fan characterized in that the housing consists of a lower part (1) and one that can be plugged together with this Cover plate (2) that connects the drive motor (3) with fan (8) and fuel pump (4) as well as a fuel supply (11) together with a nozzle (10), an ignition electrode (12) and a photocell (13) for flame monitoring having burner insert (5) carries, and that the lower part (1) of the Housing together with guide vanes arranged around the burner insert (5) within a spiral (15) is designed as a cast part, via which the combustion air at right angles into one on the lower part (1) located, the burner insert (5) coaxially surrounding the pipe socket (16) is passed into the the burner tube (7) is inserted.