EP0657692B1 - Brennergebläse für Gas-Vormischbrenner - Google Patents

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EP0657692B1
EP0657692B1 EP94119088A EP94119088A EP0657692B1 EP 0657692 B1 EP0657692 B1 EP 0657692B1 EP 94119088 A EP94119088 A EP 94119088A EP 94119088 A EP94119088 A EP 94119088A EP 0657692 B1 EP0657692 B1 EP 0657692B1
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EP
European Patent Office
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blower
burner
blower according
gas
wheel
Prior art date
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EP94119088A
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English (en)
French (fr)
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EP0657692A3 (de
EP0657692A2 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Amrhein
Fritz Schmider
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Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Original Assignee
Papst Motoren GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0657692A3 publication Critical patent/EP0657692A3/de
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/82—Preventing flashback or blowback
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    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/101—Flame diffusing means characterised by surface shape
    • F23D2203/1017—Flame diffusing means characterised by surface shape curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
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    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/102—Flame diffusing means using perforated plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/105—Porous plates

Definitions

  • the present invention relates to a burner fan for Gas premix burner, especially for gas combustion in Boilers, with one with openings for the combustion mixture provided, containing a fan wheel with at least one for the combustion mixture permeable flame partition, being in the direction of flow in front of the blower chamber a blower housing part and one Fan electronics are arranged.
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the combustible mixture e.g. air + Gas
  • the Burner mixed using the fan in the combustion chamber promoted and ignited there.
  • Such a burner fan is known from DE-A-40 11 691 known for example.
  • the present invention is based on the object to avoid the above disadvantages and a burner fan to create with which a contact of the gas or Combustion mixture with the fan electronics and the Electric drive motor is avoided.
  • this is achieved in that the impeller is arranged within the blower chamber and the Merging the components of the combustion mixture in the vacuum area of the impeller that occurs from a room between the inner edges of the impeller blade and one Support part of the impeller is formed.
  • the present invention is based on the finding that the known disadvantages can be avoided that in the field of engine electronics and electrical Drive engine itself only that of the combustion mixture air to be mixed flows and such a pressure drop that is generated within the blower chamber Combustion mixture and the combustion gas supplied to the air only occurs in a vacuum area of the fan.
  • Another advantage is that the combustion mixture without additional mixture-leading housing parts in the blower chamber emerges.
  • the Blower 50 has a drive motor 51, which on a Blower housing part 5 is attached.
  • the housing part 5 is designed as a flange plate, the drive motor 51 projects into its first opening 6, namely in the direction of the combustion chamber 55.
  • a gap 14 in particular a annular gap 14, which is formed in the axial and / or circumferential direction may have a constriction 81.
  • the gap 14 narrows in the direction of flow.
  • the Constriction should favor the flow without abrupt Transitions such as curves 74, 75 take place.
  • the drive motor 51 preferably a brushless external rotor motor, is about fasteners along with his Blower electronics 12 including a circuit board connected to the housing part 5.
  • the connection of the drive motor 51 with the housing part 5 can also on the housing part molded webs 84 take place (Fig. 8).
  • a carrier part which is designed as a pot 76, contains an impeller 8 with blades 9, preferably as a one-piece Injection molded or cast part.
  • the pot 76 is by means of gluing and / or press fit on the outer shell of the cup-shaped Rotor 7 of the drive motor 51 attached.
  • Brenner 70 is in the shape of a hemisphere with flame partitions 1 to 4, which can be designed as perforated plates, these have a sieve-like perforation, which of Flame partition 1 to -wall 4 becomes ever finer.
  • the fuel mixture for example air + gas
  • the flame partitions 2 and 4 are substantially parallel in spacing arranged to each other and at the end of the semicircle on the Housing part 5 attached via an insulating layer.
  • the inner one Flame partition 1 is arranged centrally to the fan 50 and forms a fan chamber 36 through the bottom of the housing part 5 is limited upwards.
  • the gas is supplied via a gas valve device 13, which by means of a seal 16 on the Top 56 of the housing part 5 is attached and arrives via the opening 41 into a gas distribution chamber 17 which between the fixed underside 58 of the housing part and the rotating cover 88 of the impeller 8 is formed.
  • the gas distribution chamber 17 contains a pressure side Sealing labyrinth consisting of ring webs 38 on the impeller 8 and ring webs 40 is formed on the housing part 5.
  • a radial annular gap formed between the webs 37 and 40 77 and the existing between housing part 5 and cover 88 Axial gap are so narrow that when rotating of the impeller 8 gas throughput is hindered.
  • Storage labyrinth which consists of ring webs and grooves 37.39 on the Impeller 8 and the housing part 5 is formed and by the Impeller 8 and the housing part 5 is limited.
  • the traffic maze is in terms of its geometric dimensions the annular gaps 18 and the corresponding axial gaps trained that especially when the impeller 8 a the distribution of the gas over the entire circumference (Ring channel) promoting back pressure and the labyrinth gaps but are still wide enough for the gas throughput required for burner operation can.
  • a displacement body 28 is arranged. This The most important task is part of the blower chamber 36 to block the main fan flow 83 and one even distribution of the gas-air mixture flow over bring the flame partitions 1 to 4.
  • the displacement body 28 consists of a body 30 which essentially follows the shape of the flame partitions 1 to 4, and has on its surface facing the flame partition 1 at least one vane 29, which is shaped or is built up around a fuel mixture circulation largely prevents the central axis in the blower chamber 36, the blade 29 along with the surface of the body 30 and the flame partition 1 at least one Flow channel 45 forms, as shown in FIG. 3.
  • a lower edge 43 of the impeller 8 dips into an adapted one Recess 42 of the displacer 28 and forms a labyrinth over column 31, which causes that through openings 32 at the bottom of the body 30 a targeted adjusted, slight circular flow 33 (dash-dotted line shown) for flushing out the fuel mixture after Lock the gas valve 13 when the impeller 8 continues to run he follows.
  • the displacement body 28 can via screws 65, via pins attached to the blades 29 by riveting the pin (not shown) with the flame partition 1 or attached in an analogous manner.
  • a further improvement in the circular flow 33 is achieved by additional radial blades 34 reached, the most radial outer area of the blower edge 8 on the underside of the lower cover 89 are attached and possibly in an annular Immerse recess 49 of body 30.
  • the displacer 28 or additionally can designed as a perforated sheet flame partition 1 for uniform Distribution of the fuel mixture a special perforation have, as shown enlarged in Figs. 4 and 5.
  • the holes 61 of the flame partition 1 are not completely punched out, but in such a way that by partial punching out Tab 62 remain, which is a predeterminable guide of the streams of the fuel mixture. 5 are the holes 61 punched out completely and the back 63 as in a rasp pulled up.
  • the flame partitions 1 to 4 can be used as perforated plates Metal mesh, as ceramic plates with holes or pores be trained.
  • the burner 70 consists of the housing part 5 and other parts previously described, but a different one Outer shape.
  • the impeller 8 with blades 9 via a pot 76 with the rotor 7 of the drive motor 51 firmly connected.
  • the gas is passed through a gas nozzle 15 through the opening 41 directly into the space 19 between the inner edges 59 of the blades 9 and the pot 76 promoted.
  • Rotation of the impeller 8 results in the room 19 a negative pressure, through which the required Air through the gap 14 to produce the fuel mixture is sucked in. Again, this airflow is over first the electronics 12 on the circuit board and the drive motor 51 led and cools the same.
  • the flame partition 1 (only one partition here) contains in the illustration on the left a variant with holes and on the right one with pores, through the fuel mixture is conveyed, via the impeller 8 as previously described.
  • the upper cover 88 of the impeller engages 8 on the outer edge partially or completely around the radial, if necessary over the lower cover 89 projecting blades 9 with a Edge 82 around the axial component of the blow-out direction to reinforce.
  • lid 88, 89 and possibly the blades 9 at least in their radial outer area towards the lower part of the blower chamber 36 are inclined.
  • the displacement body 28 of this embodiment has an essentially flat, disc-shaped body 30, which is attached to the flame partition 1. This is also done here a flushing out of the fuel mixture as previously described according to the circular flow 33.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment largely corresponding to FIG. 6 shown, instead of the punctiform Gas supply via the nozzle 15 a distribution channel 99 for uniform gas supply in the entire gap 14 or at least is arranged in a partial area thereof. This will favors an intensive and even formation of fuel mixture.
  • Impeller height housed in the blower chamber 36 body 86 which reverses the circulation movement of the fuel mixture impede the impeller axis.
  • the aforementioned bodies 86 can also by extending the displacer guide vanes 29 can be realized.
  • FIG. 8 shows a detail of a further exemplary embodiment in particular for fastening the drive motor 51 with its rotor 7 and the associated drive electronics.
  • the housing part 5 are two segment-like parts except where a flange plate 85 and for example axially and / or radially arranged webs 84 are retained.
  • the motor 51 is fastened to this flange plate 85 and projects wholly or partially into the burner 70 as in FIGS above-described designs.
  • the fan is completely in Integrated burner.
  • the receiving device 10 For dynamic balancing of the impeller 8 are in two separate levels receiving devices 10, 11 are provided.
  • the receiving device is provided as an annular depression, the recesses 10 also being designed as pockets can be in which balancing weights are accommodated.
  • the impeller 8 can - depending on the requirement - be designed in this way be that it is preferably in radial, axial or in one direction with both axial and radial components blows out or it can also be an axial impeller.
  • the floor 71 is the Rotor bell 7 facing the combustion chamber 55.
  • Another Protection is provided by the continuous cover 89 of the Blower wheel 8, which is preferably at a distance in the direction of Combustion chamber 55 is arranged on the floor 71.
  • the displacement body 28 offers triple thermal protection against heat radiation and heat conduction: The through the body 30, its guide vanes 29 and the flame partition 1 formed flow channels 45 are relative to that cool gas air mixture flows through, which the heat in the Dissipates combustion chamber 55.
  • the displacement body 28 offers due to its closed structure a protective shield against the heat radiation from the combustion chamber 55.
  • the displacement body 28 has a very high heat storage capacity, so that heat shocks when switching off the fan without large temperature jumps can be absorbed.
  • 6 and 7 are examples of possible variants, and a cylindrical or a block-shaped burner 45 and 46 shown in dash-dotted lines.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennergebläse für Gas-Vormischbrenner, insbesondere für die Gasverbrennung in Heizkesseln, mit einer mit Öffnungen für das Verbrennungsgemisch versehenen, ein Gebläserad enthaltenden Gebläsekammer mit mindestens einer für das Verbrennungsgemisch durchlässigen Flammtrennwand, wobei in Strömungsrichtung vor der Gebläsekammer ein Gebläse-Gehäuseteil und eine Gebläseelektronik angeordnet sind.
Bei den bisher bekannten Brennergebläsen, vor allem bei Gasbrennergebläsen, wird das brennfähige Gemisch (z.B. Luft + Gas) vor dem Gebläse oder nach dem Gebläse, aber vor dem Brenner gemischt, mittels des Gebläses in den Brennraum gefördert und dort gezündet. Damit entstehen schon vor dem Eintritt in das als Flanschplatte dienende Gebläsegehäuseteil Dichtprobleme, hoher mechanischer Aufwand und großer Bauraum für Zuführungen und Befestigungen. Außerdem kann das brennfähige und in den meisten Fällen aggressive Gemisch in den inneren Bereich des Gebläseantriebs gelangen und dort empfindliche Bauteile der Elektronik und Lagerteile etc. beschädigen oder bei Funkenbildung kann in Wicklung oder Leiterplatte eine Zündung des Gasgemisches erfolgen. Aus der DE-A-40 11 691 ist ein derartiges Brennergebläse beispielsweise bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und ein Brennergebläse zu schaffen, mit dem eine Kontaktierung des Gases bzw. des Verbrennungsgemisches mit der Gebläseelektronik und dem Elektro-Antriebsmotor vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Gebläserad innerhalb der Gebläsekammer angeordnet ist und die Zusammenführung der Komponenten des Verbrennungsgemisches im Unterdruckbereich des Gebläserades erfolgt, der von einem Raum zwischen den Innenkanten den Schaufel des Gebläserades und einem Tragteil des Gebläserades gebildet wird.
Somit basiert die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis, daß die bekannten Nachteile dadurch vermieden werden können, daß im Bereich der Motorelektronik und des elektrischen Antriebsmotors selbst lediglich die dem Verbrennungsgemisch zuzumischende Luft strömt und ein derartiges Druckgefälle innerhalb der Gebläsekammer erzeugt wird, daß das Verbrennungsgemisch und das der Luft zugeführte Verbrennungsgas nur in einem Unterdruckbereich des Gebläses auftritt. Weiterhin besteht der Vorteil, daß das Verbrennungsgemisch ohne zusätzliche gemischführende Gehäuseteile in die Gebläsekammer austritt.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und anhand der im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennergebläses im Schnitt,
Fig. 2
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt ohne Verdrängungskörper,
Fig. 3
einen Verdrängungskörper gemäß der Erfindung in einer Ansicht in Richtung des Pfeils III in Fig.1,
Fig. 4
eine erste Einzelheit in einer Flammtrennwand,
Fig. 5
eine zweite Einzelheit in einer Flammtrennwand,
Fig. 6
ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt,
Fig. 7
ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt und
Fig. 8
eine Einzelheit eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils.
Fig.1 zeigt ein Brennergebläse 50, das sich in einem Brennraum 55 beispielsweise eines Gas-Heizkessels befindet. Das Gebläse 50 weist einen Antriebsmotor 51 auf, der an einem Gebläsegehäuseteil 5 befestigt ist. Im dargestellten Beispiel ist das Gehäuseteil 5 als Flanschplatte ausgebildet, in deren erste Öffnung 6 der Antriebsmotor 51 hineinragt, und zwar in Richtung des Brennraumes 55. Zwischen dem Außenmantel eines Rotors 7 des Antriebsmotors 51 und der Wand der Öffnung 6 wird ein Spalt 14, insbesondere ein ringförmiger Spalt 14, gebildet, der in Achs- und/oder Umfangsrichtung eine Engstelle 81 aufweisen kann. Vorzugsweise verengt sich der Spalt 14 in Strömungsrichtung. Die Verengung sollte zur Begünstigung der Strömung ohne abrupte Übergänge wie beispielsweise Rundungen 74, 75 erfolgen.
Der Antriebsmotor 51,vorzugsweise ein kollektorloser Außenläufermotor, ist über Befestigungselemente mitsamt seiner Gebläseelektronik 12 einschließlich einer Leiterplatte mit dem Gehäuseteil 5 verbunden. Die Verbindung des Antriebsmotors 51 mit dem Gehäuseteil 5 kann auch über am Gehäuseteil angespritzte Stege 84 erfolgen (Fig. 8).
Ein Trägerteil, das als Topf 76 ausgebildet ist, enthält ein Gebläserad 8 mit Schaufeln 9, vorzugsweise als einteiliges Spritz- oder Gußteil. Der Topf 76 ist mittels Klebung und/oder Preßsitz auf dem Außenmantel des topfförmigen Rotors 7 des Antriebsmotors 51 befestigt.
Der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 dargestellte Brenner 70 hat die Form einer Halbkugel mit Flammtrennwänden 1 bis 4, die als Lochbleche ausgebildet sein können, wobei diese eine siebartige Lochung aufweisen, die von Flammtrennwand 1 bis -wand 4 immer feiner wird. Das Brenngemisch (beispielsweise Luft + Gas) tritt in der äußersten Flammtrennwand 4 aus und wird dort gezündet. Die Flammtrennwände 2 und 4 sind im wesentlichen parallel im Abstand zueinander angeordnet und am Ende des Halbrunds an dem Gehäuseteil 5 über eine Isolierschicht befestigt. Die innere Flammtrennwand 1 ist zentrisch zum Gebläse 50 angeordnet und bildet eine Gebläsekammer 36, die durch die Unterseite des Gehäuseteils 5 nach oben begrenzt wird. Die Schaufeln 9 des Gebläserades 8, das im Ausführungsbeispiel als Radialrad ausgeführt ist, können gerade, rückwärtsgekrümmt oder vorwärtsgekrümmt sein, je nach Anforderung an die Leistung und an das Geräusch. Ein oberer Deckel 88 und ein unterer Deckel 89 begrenzen das Gebläserad 8 in axialer Richtung und dienen als Führung für die Luft- bzw. Brenngemisch-(Luft + Gas)strömung. Sie gehören auch zu der Verbindungsstrecke zwischen einer Gaszufuhr-Öffnung 41 und der Gebläsekammer 36. Die Gaszufuhr erfolgt über eine Gasventilvorrichtung 13, die mittels einer Dichtung 16 an der Oberseite 56 des Gehäuseteils 5 befestigt ist und gelangt über die Öffnung 41 in eine Gasverteilkammer 17, die zwischen der feststehenden Unterseite 58 des Gehäuseteils und dem rotierenden Deckel 88 des Gebläserades 8 gebildet wird. Die Gasverteilkammer 17 enthält zur Druckseite hin ein Dichtungslabyrinth, das aus Ringstegen 38 am Gebläserad 8 und Ringstegen 40 am Gehäuseteil 5 gebildet wird.
Ein zwischen den Stegen 37 und 40 gebildeter radialer Ringspalt 77 und der zwischen Gehäuseteil 5 und Deckel 88 vorhandene Axialspalt sind so eng ausgebildet, daß bei Rotation des Laufrades 8 ein Gasdurchsatz behindert wird.
Zur Unterdruckseite besteht ebenfalls ein Labyrinth als Staulabyrinth, das aus Ringstegen und -nuten 37,39 an dem Laufrad 8 und dem Gehäuseteil 5 gebildet ist und durch das Laufrad 8 und das Gehäuseteil 5 begrenzt wird. Das Staulabyrinth ist in seinen geometrischen Abmessungen bezüglich der Ringspalten 18 und der entsprechenden Axialspalten so ausgebildet, daß insbesondere bei Rotation des Laufrades 8 ein die Verteilung des Gases über den gesamten Umfang (Ringkanal) fördernder Staudruck entsteht und die Labyrinthspalten aber dennoch weit genug sind, damit der für den Brennerbetrieb erforderliche Gasdurchsatz erfolgen kann.
Für die Strömungsverteilung des Brenngemisches ist in der Gebläsekammer 36 ein Verdrängungskörper 28 angeordnet. Dieser hat als wichtigtste Aufgabe, einen Teil der Gebläsekammer 36 für den Hauptgebläsestrom 83 zu sperren und eine gleichmäßige Verteilung der Gas-Luftgemischströmung über die Flammtrennwände 1 bis 4 herbeizuführen.
Der Verdrängungskörper 28 besteht aus einem Körper 30, der im wesentlichen der Form der Flammtrennwände 1 bis 4 folgt, und weist an seiner zur Flammtrennwand 1 gerichteten Oberfläche mindestens eine Leitschaufel 29 auf, die so geformt bzw. aufgebaut ist, daß sie eine Brenngemischzirkulation um die Mittelachse in der Gebläsekammer 36 weitgehend unterbindet, wobei die Schaufel 29 zusammen mit der Oberfläche des Körpers 30 und der Flammtrennwand 1 mindestens einen Strömungskanal 45 bildet, wie in Fig. 3 dargestellt.
Ein unterer Rand 43 des Gebläserades 8 taucht in eine angepaßte Ausnehmung 42 des Verdrängungskörpers 28 ein und bildet so über Spalte 31 ein Labyrinth, womit bewirkt wird, daß über Öffnungen 32 am Boden des Körpers 30 eine gezielt eingestellte, gerinfügige Kreisströmung 33 (strichpunktiert dargestellt) zur Ausspülung des Brenngemisches nach dem Sperren des Gasventils 13 bei weiterlaufendem Gebläserad 8 erfolgt. Der Verdrängungskörper 28 kann über Schrauben 65, über an den Schaufeln 29 angebrachte Zapfen durch Vernietung der Zapfen (nicht gezeichnet) mit der Flanntrennwand 1 oder auf analoge Weise befestigt sein.
Eine weitere Verbesserung der Kreisströmung 33 wird durch zusätzliche Radialschaufeln 34 erreicht, die am radial äußeren Bereich des Gebläserandes 8 an der Unterseite des unteren Deckels 89 angebracht sind und ggf. in eine ringförmige Ausnehmung 49 des Körpers 30 eintauchen. Anstatt des Verdrängungskörpers 28 oder auch zusätzlich kann die als Lochblech ausgebildete Flammtrennwand 1 zur gleichmäßigen Verteilung des Brenngemisches eine besondere Lochung aufweisen, wie vergrößert in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
In Fig. 4 sind die Löcher 61 der Flammtrennwand 1 nicht ganz ausgestanzt, sondern so, daß durch teilweises Ausstanzen Lappen 62 stehenbleiben, die eine vorgebbare Führung der Ströme des Brenngemisches ermöglichen. In Fig. 5 sind die Löcher 61 ganz ausgestanzt und deren Rücken 63 wie bei einer Raspel hochgezogen.
Die Flammtrennwände 1 bis 4 können als Lochbleche, als Metallgitter, als Keramikplatten mit Bohrungen oder Poren ausgebildet sein.
In Fig. 6 besteht der Brenner 70 aus dem Gehäuseteil 5 und anderen, vorher beschriebenen Teilen, aber einer anderen Außenform. Wie in den übrigen Ausführungsbeispielen dieser Erfindung, ist auch hier das Gebläserad 8 mit Schaufeln 9 über einen Topf 76 mit dem Rotor 7 des Antriebsmotors 51 fest verbunden. Hierbei wird das Gas über eine Gasdüse 15 durch die Öffnung 41 unmittelbar in den Raum 19 zwischen den Innenkanten 59 der Schaufeln 9 und dem Topf 76 gefördert. Durch Rotation des Gebläserades 8 entsteht im Raum 19 ein Unterdruck, durch den gleichzeitig die erforderliche Luft durch den Spalt 14 zur Herstellung des Brenngemisches angesaugt wird. Auch hier wird dieser Luftstrom zuerst über die Elektronik 12 auf der Leiterplatte und den Antriebsmotor 51 geführt und kühlt dieselbe. Die Flammtrennwand 1 (hier nur eine Trennwand) enthält in der Darstellung links eine Variante mit Löchern und rechts eine mit Poren, durch die das Brenngemisch gefördert wird, und zwar über das Gebläserad 8, wie vorher beschrieben. Zur gezielten Strömung des Brenngemisches greift der obere Deckel 88 des Gebläserades 8 am Außenrand teilweise oder ganz um die ggf. radial über den unteren Deckel 89 ragenden Schaufeln 9 mit einem Rand 82 herum, um die axiale Komponente der Ausblasrichtung zu verstärken.
Eine andere Variante (nicht gezeichnet) ist, daß die Deckel 88, 89 und ggf. die Schaufeln 9 mindestens in ihrem radial äußeren Bereich in Richtung des unteren Teils der Gebläsekammer 36 zugeneigt sind.
Der Verdrängungskörper 28 dieses Ausführungsbeispiels hat einen im wesentlichen ebenen, scheibenförmigen Körper 30, der an der Flammtrennwand 1 angebracht ist. Auch hier erfolgt eine Ausspülung des Brenngemisches wie vorher beschrieben gemäß der Kreisströmung 33.
In Fig. 7 ist ein weitgehend der Fig. 6 entsprechendes Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei statt der punktförmigen Gaszuführung über die Düse 15 ein Verteilkanal 99 für eine gleichmäßige Gaszufuhr im gesamten Spalt 14 oder zumindest in einem Teilbereich davon angeordnet ist. Dadurch wird eine intensive und gleichmäßige Brenngemischbildung begünstigt.
Im radialen Ausblasbereich des Gebläserades 8 sind auf Laufradhöhe in der Gebläsekammer 36 Körper 86 untergebracht, die die Zirkulationsbewegung des Brenngemisches um die Laufradachse behindern. Die vorgenannten Körper 86 können auch durch Verlängerungen der Verdrängungskörper-Leitschaufeln 29 realisiert werden.
Fig. 8 zeigt eine Einzelheit eines weiteren Ausführungsbeispiels insbesondere zur Befestigung des Antriebsmotors 51 mit seinem Rotor 7 und der dazugehörigen Antriebselektronik. Bei dem Gehäuseteil 5 werden zwei segmentartige Teile ausgenommen, wobei eine Flanschplatte 85 und beispielsweise axial und/oder radial angeordnete Stege 84 erhalten bleiben. An dieser Flanschplatte 85 ist der Motor 51 befestigt und ragt ganz oder teilweise in den Brenner 70, wie in den vorbeschriebenen Ausführungen. Bei einer Ausführung mit einem ebenen Gehäuseteil 5 ist hierbei das Gebläse ganz im Brenner integriert.
Von Bedeutung ist für die Erfindung, daß die Ausgänge (in Strömungsrichtung) der Öffnungen 6,41 in einem Unterdruckbereich 14,17,18,19 des Innenbereichs des Brenners 70 enden.
Zum dynamischen Wuchtausgleich des Gebläserades 8 sind in zwei getrennten Ebenen Aufnahmevorrichtungen 10, 11 vorgesehen. Vorteilhafterweise ist am oberen Rand des Topfes 76 die Aufnahmevorrichtung als ringförmige Vertiefung vorgesehen, wobei die Vertiefungen 10 auch als Taschen ausgebildet sein können, in denen Wuchtgewichte untergebracht werden. Das Gebläserad 8 kann - je nach Anforderung - so ausgebildet sein, daß es vorzugsweise in radialer, axialer oder in einer Richtung mit sowohl axialer und radialer Komponente ausbläst oder es kann auch ein Axiallaufrad sein.
Zum Wärmeschutz der Antriebselektronik ist der Boden 71 der Rotorglocke 7 dem Brennraum 55 zugewandt. Ein weiterer Schutz ist gegeben durch den durchgehenden Deckel 89 des Gebläserades 8, der vorzugsweise im Abstand in Richtung des Brennraumes 55 auf dem Boden 71 angeordnet ist. Zusätzlich bietet der Verdrängungskörper 28 einen dreifachen Wärmeschutz gegenüber Wärmestrahlung und Wärmeleitung: Die durch den Körper 30, dessen Leitschaufeln 29 und die Flammtrennwand 1 gebildeten Strömungskanäle 45 werden von dem relativ kühlen Gasluftgemisch durchströmt, das die Wärme in den Brennraum 55 abführt. Der Verdrängungskörper 28 bietet durch seinen geschlossenen Aufbau einen Schutzschild gegen- über der Wärmestrahlung aus dem Brennraum 55. Der Verdrängungskörper 28 besitzt eine sehr hohe Wärmespeicherkapazität, so daß Hitzestöße beim Ausschalten des Gebläses ohne große Temperatursprünge aufgefangen werden können.
In Fig. 6 und 7 sind Beispiele möglicher Varianten, und zwar ein zylindrisch oder ein blockförmig gestalteter Brenner 45 bzw. 46 in strichpunktierten Linien dargestellt.

Claims (31)

  1. Brennergebläse für Gas-Vormischbrenner, insbesondere für die Gasverbrennung in Heizkesseln, mit einer mit Öffnungen für ein aus Gas und Luft gebildetes Verbrennungsgemisch versehenen, ein Gebläserad (8) enthaltenden Gebläsekammer (36) mit mindestens einer für das Verbrennungsgemisch durchlässigen Flammtrennwand (1-4) in Strömungsrichtung hinter dem Gebläserad (8), wobei in Strömungsrichtung vor dem Gebläserad (8) und der Gebläsekammer (36) ein Gebläsegehäuseteil (5) und eine Gebläseelektronik (12) einschließlich Gebläseantrieb (51) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführung der Verbrennungsgemisch-Komponenten Luft und Gas für das Verbrennungsgemisch im Unterdruckbereich (19, 73) des Gebläserades (8) erfolgt, der von einem Raum zwischen den Innenkanten (59) der Schaufel (9) des Gebläserades (8) und einem Tragteil (76) des Gebläserades (8) gebildet wird.
  2. Brennergebläse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (5) Öffnungen (6, 41) für die Luft- und Gaszufuhr besitzt.
  3. Brennergebläse nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhr im Ansaugbereich (14) der Luftzufuhr erfolgt.
  4. Brennergebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhr über mindestens eine Gasdüse (15) erfolgt.
  5. Brennergebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhr über mindestens einen Verteilkanal (99) erfolgt.
  6. Brennergebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr-Öffnung (6) im Bereich eines Antriebsmotors (51) des Gebläserades (8) angeordnet ist.
  7. Brennergebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Außenmantel eines Rotors (7) des Antriebsmotors (51) und der Wand der Öffnung (6) ein Spalt (14), insbesondere ein ringförmiger Spalt gebildet wird.
  8. Brennergebläse nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (14) in Achs- und/oder Umfangsrichtung mindestens eine Engstelle (81) in Strömungsrichtung aufweist.
  9. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (8) in radialer oder axialer oder in einer Richtung mit sowohl axialer und radialer Komponente ausbläst.
  10. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (8) einen oberen Deckel (88) und einen unteren Deckel (89) aufweist.
  11. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-10,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (8) direkt an den Rotor (7) des Antriebsmotors (51) gekoppelt ist.
  12. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-11,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszustrom zwischen Unterseite (58) des Gehäuseteils (5) und dem oberen Deckel (88) des Gebläserades (8) erfolgt.
  13. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite (58) des Gehäuseteils (5) und dem oberen Deckel (88) des Gebläserades (8) eine Gasverteilkammer (17) gebildet wird.
  14. Brennergebläse nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilkammer (17) zur Druckseite durch ein Dichtungslabyrinth, gebildet aus Ringstegen oder -nuten (38,40) an dem Gebläserad (8) und an dem Gehäuseteil (5) begrenzt wird und daß das Dichtungslabyrinth in seinen geometrischen Abmessungen bezüglich der Ringspalten (77) und der Axialspalten so ausgebildet ist, daß bei Rotation des Gebläserades (8) ein Gasdurchsatz behindert wird.
  15. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13-14,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilkammer (17) zur Unterdruckseite durch ein Staulabyrinth gebildet aus Ringstegen oder -nuten (37, 39) an dem Gebläserad (8) und an dem Gehäuseteil (5) begrenzt wird, und daß das Staulabyrinth in seinen geometrischen Abmessungen bezüglich der Ringspalten (18) und der Axialspalten so ausgebildet ist, daß insbesondere bei Rotation des Gebläserades (8) ein die Verteilung des Gases über den gesamten Umfang (Ringkanal) fördernden Staudruck entsteht und der Labyrinthspalt aber dennoch groß genug ist, daß der für den Brennerbetrieb erforderliche Gasdurchsatz erfolgen kann.
  16. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-15,
    dadurch gekennzeichnet, daß der obere Deckel (88) am Außenrand teilweise oder ganz um die gegebenenfalls radial über den unteren Deckel (89) ragenden Schaufeln (9) herumgreift (82), um die axiale Komponente der Ausblasrichtung zu verstärken.
  17. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (88,89) und gegebenenfalls die Schaufeln (9) des Gebläserades (8) mindestens in ihrem radial äußeren Bereich in Richtung des unteren Teils der Gebläsekammer (36) zugeneigt sind, um die axiale Komponente der Ausblasrichtung zu verstärken.
  18. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Gebläsekammer (36) ein Verdrängungskörper (28) angeordnet ist.
  19. Brennergebläse nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (28) aus mindestens einer Leitschaufel (29) aufgebaut ist, die eine Brenngemischzirkulation um die Mittelachse in der Gebläsekammer (36) weitgehend unterbindet.
  20. Brennergebläse nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (29) zusammen mit einem Körper (30) des Verdrängungskörpers (28) und der Flammtrennwand (1) Strömungskanäle (45) bilden.
  21. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Rand (43) des Gebläserades (8) in eine Ausnehmung des Verdrängungskörpers (28) eintaucht.
  22. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-21,
    dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des unteren Deckels (89) des Gebläserades (8), insbesondere im radial äußeren Bereich, Radialschaufeln (34) angebracht sind, die gegebenenfalls in eine ringförmige Ausnehmung (49) des Verdrängungskörpers (28) eintauchen.
  23. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-22,
    dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Körpers (30) des Verdrängungskörpers (28) Öffnungen (32) vorgesehen sind, um eine die Ausspülung des Brenngemisches bewirkende Kreisströmung (33) zu erreichen.
  24. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-23,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) mit seinem Boden (71) dem Brennraum (55) zugewandt ist.
  25. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-24,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik für den Antriebsmotor (51) innerhalb des Außendurchmessers des Rotors (7) untergebracht ist.
  26. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-25,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (51) ein kollektorloser Außenläufermotor ist.
  27. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-26,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (51) ein Motor mit reluktantem Hilfsmoment ist.
  28. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3-27,
    dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlenden Bauteile oder deren Kühlkörper, insbesondere die elektrischen Bauteile, im Einflußbereich des Luftstromes der Ansaugöffnung (14) untergebracht sind.
  29. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß im radialen Ausblasbereich des Gebläserades (8) in der Gebläsekammer (36) Körper (86) untergebracht sind, die die Zirkulationsbewegung des Brenngemisches um die Laufradachse behindern, insbesondere in Form von Verlängerungen der Verdrängungskörper-Leitschaufeln (29).
  30. Brennergeblase nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-29,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des Gebläserades (8) sich in der Öffnung zwischen dem Gehäuseteil (5) und dem Rotor des Antriebs (50) befinden oder in diese Öffnung ragen.
  31. Brennergebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-30,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (51) ganz in die Öffnung (6) eintaucht.
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