EP0207885A1

EP0207885A1 - Brenner mit einem Vergaser

Info

Publication number: EP0207885A1
Application number: EP19860810116
Authority: EP
Inventors: Markus Bangerter
Original assignee: MVT Micro-Verschleiss-Technik und Apparatebau AG
Current assignee: MVT Micro-Verschleiss-Technik und Apparatebau AG
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1987-01-07

Abstract

Der Brenner besitzt einen Vergaser (21) mit einem in der Vergaserkammer (33) angeordneten Reinigungsorgan (35). Der Antrieb des Reinigungsorgans durch den Motor (13) erfolgt über die Kupplung (65), den Antriebswellenteil (63), die Kupplung (61) und den Antriebswellenteil (37). Der Vergaser (21) bildet mit dem Reinigungsorgan (35) und dem Antriebswellenteil (37) eine leicht auswechselbare Baueinheit. Diese ist in ein Zwischenstück (23) eingesetzt, das leicht durch ein Zwischenstück (23) anderer Länge ersetzt werden kann, um den Brenner an einen anderen Heizkessel anzupassen. Das Zwischenstück (23) besitzt auch die Aufgabe als Dichtungsglied für die Antriebswelle (37, 63) und als Brennstoffzuführung für den Vergaser (21).

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner mit einem Vergaser, der in einem Vergasergehäuse eine Vergaserkammer aufweist, in welcher flüssiger Brennstoff eingeführt und verdampft wird, um in gasförmigem Zustand nach dem Austritt aus der Vergaserkammer verbrannt zu werden, mit einem in der Vergaserkammer angeordneten und über eine Antriebswelle durch einen Motor angetriebenen Reinigungsorgan sowie mit Mitteln zur Brennstoffzufuhr in die Vergaserkammer.
Vergaserbrenner dieser Art haben gegenüber den heute üblichen Zerstäuberbrennern den Vorteil, dass sie den Brennstoff. besser ausnützen und die erzeugten Abgase wesentlich weniger Schadstoffe, wie z.B. unverbrannte Brennstoff- und Russteile, aufweisen.
In der EPA-PS 0 036 128 ist ein Vergaserbrenner beschrieben, bei welchem die Vergasung des Brennstoffs in Abwesenheit von Luftsauerstoff erfolgt. Dadurch wird in der Vergaserkammer eine unerwünschte Oxidation des Brennstoffs vermieden, so dass allein aus diesem Grunde auch nach langer Betriebszeit des Brenners praktisch keine festen Produkte in der Vergaserkammer vorhanden sind. Aber auch wenn sich kleine Mengen von festen Stoffen an den Wänden der Vergaserkammer bilden, werden diese in Form von feinem Staub durch das Reinigungsorgan abgewischt. Dieser Staub verlässt zusammen mit dem Gas die Vergaserkammer, so dass kein schädlicher Einfluss von Ablagerungen auf die Verdampfung des Brennstoffes eintritt. Die Anordnung eines Reinigungsorgans in der Vergaserkammer bietet erhebliche Probleme, wie dies bereits aus der zitierten EPA-PS 0 036 128 hervorgeht. In der Vergaserkammer herrscht sowohl eine hohe Temperatur als auch ein hoher Druck. Daraus ergeben sich Dichtungsprobleme und Probleme mit unerwünschter Wärmeabstrahlung und -ableitung. Um diesen Problemen Herr zu werden, ist beim vorbekannten Brenner ein Metallbalg aus relativ schlecht wärmeleitendem Material angeordnet, der die Antriebswelle umgibt. Dadurch wird erreicht, dass zwischen dem Balg und der Antriebswelle ein relativ kleiner Raum entsteht, der mit der Vergaserkammer in Verbindung steht. In diesen Raum dringt dann etwas vergaster Brennstoff ein und kondensiert sich. Da der Balg zudem erheblich Wärme abstrahlt, wird die Dichtung und der Motor vor den relativ hohen Temperaturen in der Vergaserkammer geschützt.
Die europäische Patentanmeldung 0 081 833 zeigt einen Brenner, bei dem das Dichtungs- und Wärmeschutzproblem dadurch gelöst ist, dass die Brennstoffpumpe zwischen Vergaserkammer und Motor angeordnet ist. Die Brennstoffpumpe wirkt somit gewissermassen als Dichtung für die Antriebswelle des Reinigungsorgans in der Ver^gaserkammer.
Beide beschriebenen vorbekannten Konstruktionen haben den Nachteil, dass die Wartung erschwert ist. In beiden Fällen kann der Vergaser nur mit grösserem Aufwand entfernt werden. Besondere Probleme ergeben sich für die Wartung der Brennstoffpumpe, wenn sich diese zwischen dem Motor und dem Vergaser befindet, statt wie üblich bei Zerstäuberbrennern auf der anderen Seite des Motors.
Moderne Heizkessel besitzen wärmeisolierte Kesseltüren. Infolge der dicken Isolation sind daher für moderne Kessel andere Brennerabmessungen notwendig. Die Vergaserkammer muss weiter vom Brennerflansch angeordnet werden, als bei den bisherigen Kesseln. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen vorbekannten Vergasungsbrenner besteht nun darin, dass für verschiedene Kessel praktisch völlig verschiedene Brenner notwendig sind. Mit anderen Worten, ein vorhandener Brenner kann beim Wechsel eines Heizkessels nicht ohne grossen Aufwand umgerüstet werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Probleme mindestens teilweise zu vermeiden und insbesondere einen Brenner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der servicefreundlicher ist.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Vergaser mit dem in der Vergaserkammer befindlichen Reinigungsorgan und einem Antriebswellenteil eine leicht auswechselbare Baueinheit bildet, die mit dem Vergasergehäuse direkt oder über ein Zwischenstück mit einem Gehäuseteil des Brenners lösbar verbunden und mit dem Antriebswellenteil direkt oder über einen weiteren Antriebswellenteil mit der Motorwelle gekuppelt ist.
Dadurch, dass der Vergaser mit dem in der Vergaserkammer befindlichen _Reinigun^gsorgan und dem Antriebswellenteil eine leicht auswechselbare Baueinheit bildet, werden die Servicearbeiten ganz erheblich vereinfacht. Die Vergasereinheit kann mit wenigen Handgriffen entfernt und durch eine andere ersetzt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Vergasergehäuse einen Kupplungsteil aufweist, welcher mit einem entsprechenden Kupplungsteil des Zwischenstücks oder des Brennergehäuses zusammenpasst. Dabei kann der Kupplungsteil des Vergasers als Steckteil ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, den Kupplungsteil des Vergasers als Schraubteil auszubilden, was den Vorteil hat, dass die Verbindung ohne zusätzliche Dichtungsmittel öldicht wird.
Zweckmässigerweise ist im Kupplungsteil des Vergasers ein Lager für den Antriebswellenteil vorgesehen. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Vergaserbrennern ergibt dies eine Lagerung des Reinigungsorgans in unmittelbarer Nähe der Vergaserkammer, was für die einwandfreie Funktion des Reinigungsorgans von Vorteil ist.
Zweckmässigerweise ist am Antriebswellenteil auf einer Seite des Lagers ein Flansch und auf der anderen Seite des Lagers ein Stellring vorgesehen, um die axiale Bewegung des Antriebswellenteils nach beiden Richtungen zu begrenzen. Auf diese Weise wird eine genaue axiale Stellung des Reinigungsorgans in der Vergaserkammer gewährleistet, was für eine einwandfreie Funktion des Reinigungsorgans von Bedeutung ist.
Vorteilhaft ist der weitere Antriebswellenteil im Zwischenstück mittels einer Kupplung mit der Motorwelle gekuppelt. Diese Ausbildung macht es möglich, auch das Zwischenstück leicht auszuwechseln. Es besteht dann auch die Wahl, entweder die Vergasereinheit allein oder die Vergasereinheit zusammen mit dem Zwischenstück auszuwechseln. Diese leichte Auswechselbarkeit des Zwischenstücks macht es möglich, einen Brenner durch Auswechseln des Zwischenstückes an einen anderen Heizkessel anzupassen.
Wenn es auch möglich wäre, den Anschluss für die Oelzufuhr am Vergaser vorzusehen, ist es doch von besonderem Vorteil, wenn der Brenner so ausgebildet ist, dass am Zwischenstück ein Anschluss für die Oelzufuhr zum Vergaser vorgesehen ist, und dass im Kupplungsteil des Vergasers oder in dem in diesem sich befindlichen Lager oder in dem Antriebswellenteil ein Durchlass für das Oel zur Vergaserkammer vorgesehen ist. Bei einer solchen Ausbildung braucht zum Auswechseln der Vergasereinheit keine Oelzufuhrleitung demontiert werden, was das Auswechseln erheblich vereinfacht. Des weiteren wird dadurch auch die Lösung des komplizierten Dichtungsproblems vereinfacht. Es ist nämlich daran zu erinnern, dass in der Vergaserkammer ein relativ hoher Druck und eine relativ hohe Temperatur herrscht, so dass sich für die in die Vergaserkammer führende Antriebswelle Dichtungsprobleme ergeben. Nun sieht aber ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass am weiteren Antriebswellenteil vergaserseitig ein Flansch vorgesehen ist, dass motorseitig eine Dichtung, z.B. eine Lippendichtung, vorgesehen ist, und dass von einem Raum vor der Dichtung ein Kanal für den Abfluss von Lecköl vorgesehen ist. Das Oel wird also über einen Anschluss am Zwischenstück in die Vergaserkammer eingeführt, wobei aber infolge des hohen Drucks etwas Lecköl entlang des Antriebswellenteils durch das Lager fliesst und dort in einen Raum vor der Lippendichtung gelangt. Bei dieser Lippendichtung ist somit kein Ueberdruck vorhanden, weil ein Kanal für den Abfluss von Lecköl vorgesehen ist. Die Lippendichtung bewirkt daher eine gute Dichtung des Antriebswennteils. Zweckmässigerweise ist der Kanal an die Ansaugseite einer Brennstoffpumpe angeschlossen. Dann wird im Betrieb des Brenners ein Unterdruck im Raum vor der Dichtung erzeugt, der jede Leckage von Oel verhindert. Die Menge des Lecköls kann sehr klein gehalten werden, wenn vorgesehen ist, dass der infolge des Oeldrucks auf den weiteren Antriebswellenteil ausgeübte Axialdruck vom Flansch des weiteren Antriebswellenteils auf das Lager im Zwischenstück übertragen wird. Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Die schematische Darstellung zeigt einen Schnitt durch den Brenner, wobei die einzelnen Organe des Brenners teilweise im Schnitt sichtbar sind. Bei diesen Organen handelt es sich um den Motor 13, an welchem hinten die Brennstoffpumpe 15 und vorn das Lüfterrad 17 angeordnet sind. Sowohl die Brennstoffpumpe 15 als auch das Lüfterrad 17 werden von der Motorwelle 19 angetrieben. Der Vergaser 21 ist mittels eines Zwischenstücks 23 am Lüfterradgehäuse 25 befestigt. Es wäre aber auch eine Befestigung des Vergasers 21 direkt am Lüftergehäuse 25 möglich. Vorn am Vergaser 21 befindet sich der Flammtopf 27. Praktisch koaxial dazu ist ein zylindrisches Gehäuse 29 angeordnet. Nicht eingezeichnet sind weitere, zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendige Organe, wie z.B. Zündelektroden, Zündtransformator, Magnetventile usw.
Von Bedeutung ist nun, dass der Vergaser 21 eine leicht auswechselbare Baueinheit bildet. Diese Baueinheit umfasst das Vergasergehäuse 31 mit der elektrischen Heizung 32, das in der Vergaserkammer 33 untergebrachte Reinigungsorgan 35,den Antriebswellenteil 37 und den Kupplungsteil 39 mit dem Lager 41 für den Antriebswellenteil 37. Der Kupplungsteil 39 bildet ein Teil des Vergasergehäuses 31. Zwischen dem Vergaser 21 und dem Kupplungsteil 39 befindet sich ein Verbindungsstück 43, das einen relativ kleinen Querschnitt hat, um möglichst wenig Wärme abzuleiten.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kupplungsteil 39 des Vergasers 21 als Steckteil 45 ausgebildet, der in einer entsprechenden Bohrung 47 des Zwischenstücks 23 Aufnahme findet. Zur Sicherung des Kupplungsteils 39 im Zwischenstück 23 dient eine Stellschraube 49.
Statt eine Ausbildung des Kupplungsteils als Steckteil wäre auch eine Ausbildung als Schraubteil möglich. Um ein Ausfliessen von Oel zu verhindern, ist eine Dichtung 51 am Steckteil 45 vorgesehen.
Im Kupplungsteil 39 ist ein Lager 41 für den Antriebswellenteil 37 vorgesehen. Auf der einen Seite des Lagers 41 ist am Antriebswellenteil 37 ein Flansch 55 angeordnet und auf der anderen Seite des Lagers 41 befindet sich ein Stellring 57. Auf diese Weise wird die axiale Bewegung des Antriebswellenteils 37 und somit des Reinigungsorgans 35 in der Vergaserkammer 33 in beiden Richtungen begrenzt. Dies ist für eine gute Funktion des Reinigungsorgans 35 von Vorteil.
Mit einer Kupplung 61 ist der Antriebswellenteil 37 mit einem weiteren Antriebswellenteil 63 gekuppelt. Der Antriebswellenteil 63 ist seinerseits mit einer Kupplung 65 mit der Motorwelle 19 gekuppelt.
Im Zwischenstück 23 ist ein Lager 67 für den weiteren Antriebswellenteil 63 vorgesehen. Dieser weitere Antriebswellenteil 63 besitzt vergaserseitig einen Flansch 69 und ist motorseitig mit einem Stellring 71 gesichert. Zur Sicherung des Zwischenstücks 23 in einer Bohrung 75 des Lüftergehäuses 25 dient die Schraube 77.
Von besonderer Bedeutung ist nun, dass beim gezeigten Ausführungsbeispiel am Zwischenstück 23 ein Anschluss 79 für die Oelzufuhr zum Vergaser vorgesehen ist. Als Durchlass für das Oel in die Vergaserkammer 33 dient eine Ausnehmung 78 ⁴m Lager 41. Es wäre aber auch möglich, einen Durchlass im Kupplungsteil 39 oder im Antriebswellenteil 37 vorzusehen.
Es ist nun zu beachten, dass im Betrieb des Brenners die Oelpumpe im Raum 80 einen relativ hohen Druck erzeugt, welcher auf den weiteren Antriebswellenteil 63 wirkt und von dessen Flansch 69 auf das Lager 67 im Zwischenstück 23 übertragen wird. Dieses Lager 67 muss aus diesen Gründen genügend fest in der Bohrung 70 befestigt sein. Durch das satte Anliegen des Flansches 69 am Lager 67 wird eine gute Dichtwirkung erzielt. Geringe Oelmengen, die dennoch durch das Lager 67 fliessen, bewirken eine gute Schmierung dieses Lagers und gelangen in den Raum 81, von wo sie durch die Brennstoffpumpe 15 durch den Kanal 83 abgesogen werden. Der Raum 81 ist motorseitig durch die Lippendichtung 85 oder eine andere Dichtung abgedichtet. Da im Raum 81 Unterdruck herrscht, besteht keine Gefahr einer Leckage von Oel in den Lüfterraum 87. Sollte aber z.B. die Dichtung 85 versagen, so saugt die Pumpe 15 über dem Kanal 83 Luft an, so dass die Oelzufuhr unterbrochen wird und der Brenner in bekannter Weise abgeschaltet wird.
Der Betrieb des vorliegenden Brenners unterscheidet sich grundsätzlich nicht von jenem der eingangs beschriebenen Vergasungsbrennern. Das Oel, das von der Pumpe 15 gefördert wird, fliesst über den Anschluss 79 in den Raum 80 und von dort durch die Ausnehmung 78 in die Vergaserkammer 33. Dort verdampft das Oel und fliesst unter hohem Druck durch die Düse 89 in denFlammtopf 27, wobei es mit der vom Lüfterrad 17 geförderten Luft eine blaue russfreie Flamme bildet. Das Reinigungsorgan 35 sorgt für eine ständige Reinigung der Vergaserkammer 33.
Es sind verschiedene Abweichungen von der dargestellten Konstruktion möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann, wie bereits erwähnt wurde, eine Befestigung der _Vergasereinheit 21 direkt am Gehäuse 25 erfolgen. Das gezeigte Zwischenstück 23 bringt aber erhebliche Vorteile, insbesondere auch die Möglichkeit einer Anpassung des Brenners an verschiedene Heizkessel durch Ersetzen des Zwischenstücks 23 durch ein Zwischenstück anderer Länge.

Claims

1. Brenner mit einem Vergaser (21), der in einem Vergasergehäuse (31) eine Vergaserkammer (33) aufweist, in welche flüssiger Brennstoff eingeführt und verdampft wird, um in gasförmigem Zustand nach dem Austritt aus der Vergaserkammer (33) verbrannt zu werden, mit einem in der Vergaserkammer (33) angeordneten und über eine Antriebswelle (37, 63) durch einen Motor (13) angetriebenen Reinigungsorgan (35) sowie mit Mitteln (15, 79, 78 zur Brennstoffzufuhr in die Vergaserkammer (33), dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaser (21) mit dem in der Vergaserkammer (33) befindlichen Reinigungsorgan (35) und einem Antriebwellenteil (37) eine leicht auswechselbare Baueinheit bildet, die mit dem Vergasergehäuse (39) direkt oder über ein Zwischenstück (23) mit einem Gehäuseteil (25) des Brenners lösbar verbunden und mit dem Antriebswellenteil (37) direkt oder über einen weiteren Antriebswellenteil (63) mit der Motorwelle (19) gekuppelt ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 'das Vergasergehäuse (31) ein Kupplungsteil (39) aufweist, welcher mit einem entsprechenden Kupplungsteil (47) des Zwischenstücks (23) oder des Brennergehäuses (25) zusammenpasst.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsteil (39) des Vergasers als Steckteil ausgebildet ist.

4. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsteil (39) des Vergasers als Schraubteil ausgebildet ist.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kupplungsteil (39) des Vergasers ein Lager (41) für den Antriebswellenteil (37) vorgesehen ist.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebswellenteil (37) auf einer Seite des Lagers (41) ein Flansch (55) und auf der anderen Seite des Lagers (41) ein Stellring (57) vorgesehen ist, um die axiale Bewegung des Antriebswellenteils (37) nach beiden Richtungen zu begrenzen.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Antriebswellenteil (63) im Zwischenstück (23) mittels einer Kupplung (65) mit der Motorwelle (19) gekuppelt ist.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Zwischenstück (23) ein Anschluss (79) für die Oelzufuhr zum Vergaser (21) vorgesehen ist und dass im Kupplungsteil (39) des Vergasers (21) oder in dem in diesem sich befindlichen Lager (41) oder in dem Antriebswellenteil (37) ein Durchlass (78) für das Oel zur Vergaserkammer (33) vorgesehen ist.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenstück (23) ein Lager (67) für den weiteren Antriebswellenteil (63) vorgesehen ist, dass am weiteren Antriebswellenteil (63) vergaserseitig ein Flansch (69) vorgesehen ist, dass motorseitig eine Dichtung, z.B. eine Lippendichtung (85)_; vorgesehen ist, und dass von einem Raum (81) vor der Dichtung (85) ein Kanal (83) für den Abfluss von Lecköl vorgesehen ist.

10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (83) an die Ansaugseite einer Brennstoffpumpe (15) angeschlossen ist.

11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der infolge des Oeldrucks auf den weiteren Antriebswellenteil (63) ausgeübte Axialdruck vom Flansch (69) des weiteren Antriebswellenteils (63) auf das Lager (67) im Zwischenstück (23) übertragen wird.