DE1551963B2 - Regeleinrichtung fuer heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Heizkessel für feste Brennstoffe, die auf Vorrat eingefüllt werden, bei der die Verbrennungsluftzufuhr in Abhängigkeit vom Wärmebedarf geregelt wird und ein Teil der zugeführten Verbrennungsluft als Sekundärluft in die heißen Gase hinter dem Brennstoffvorrat zugeführt wird.

Bei einer bekannten Regeleinrichtung dieser Art wird geregelt, wieviel Verbrennungsluft insgesamt zugeführt wird; die Sekundärluft wird von der zugeführten Verbrennungsluft ungeregelt abgezweigt, deren dabei verbleibender Rest als Primärluft zugeführt wird (britische Patentschrift 493 390). Bei dieser Einrichtung ist es nachteilig, daß die chemisch richtige Zuordnung von Verbrennungsluft zu reagierendem Brennstoff in der Regel nicht gegeben ist und häufig erhebliche Abweichungen von dem zur vollkommenen Verbrennung erforderlichen theoretischen Luftbedarf vorkommen. Hierbei ergibt sich entweder ein Luftüberschuß mit Wärmeverlusten, die durch die Erwärmung der überschüssigen Verbrennungsluft bedingt sind, oder Luftmangel, der wegen der dabei auftretenden teilweisen Verbrennung des Brennstoffs zu Kohlenmonoxyd zu einer unvollständigen Brennstoffausnutzung führt. Die Zufuhr von Verbrennungsluft im für die vollkommene Verbrennung richtigen Maß kann mit Hilfe einer ständigen Abgasanalyse erreicht werden. Dies ist jedoch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelung für Heizkessel der eingangs genannten Art zu schaffen, die es mit einfachen Mitteln ermöglicht, stets weitgehend gerade die für eine vollkommene Verbrennung benötigte Verbrennungsluftmenge zuzuführen; sie ist gekennzeichnet durch eine von der Verbrennungsluftzufuhrregelung unabhängige Regelung der Sekundärluftmenge, die in Abhängigkeit der Änderungsrichtung der Abgastemperatur hinter dem Heizkessel die Sekundärluftmenge so verändert, daß die Abgastemperatur ein Maximum erreicht. Hierdurch wird in einfacher Weise eine sehr feinfühlige und rasch reagierende Regelung der" Zufuhr der Verbrennungsluft erreicht.

Aus der französischen Patentschrift 806 460 ist es für Zentralheizungskessel u. ä. bekannt, Zusatzluft in den Brennraum oberhalb des festen Brennstoffs unabhängig von der Verbrennungsluftzufuhrregelung einzuleiten. Es wird jedoch nach dieser Patentschrift von oben her Druckluft intermittierend eingeblasen, um den kompakten Brennstoffblock aufzulockern. Das die Druckluft liefernde Gebläse wird von einem Thermostaten ein- und ausgeschaltet, der auf die Temperaturänderungen des im Kessel erhitzten Wassers anspricht, so daß eine sehr genaue Überwachung der Wassertemperatur gewährleistet ist. Daß die Temperatur von Abgasen bei vollkommener Verbrennung des Brennstoffs, also bei chemisch richtiger Zumischung von Verbrennungsluft, ein Maximum erreicht, ist aus der deutschen Patentschrift 540 711 bekannt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Bemessung der Sekundärluftmenge ein permanent umlaufendes Drosselorgan vorgesehen ist, dessen Querschnitt sich dauernd vergrößert und verkleinert, und daß im Abgasstrom ein Temperaturtendenz-Fühler vorgesehen ist, der auf die Änderung der Abgastemperatur anspricht, wobei dieser Temperaturtendenz-Fühler die Bewegungsrichtung des Drosselorgans für die Sekundärluft umkehrt, wenn die Abgastemperatur zu fallen beginnt. Hierdurch wird eine wenig aufwendige, in einfacher Weise arbeitende und sehr betriebssichere Regeleinrichtung geschaffen, mit der unter weitgehender Einhaltung der optimalen . Sekundärluftmenge eine besonders exakte und direkte Regelung möglich ist.

Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung sind im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das mit den wesentlichen Einzelheiten in mehreren Figuren dargestellt ist.

In F i g. 1 und 2 ist in Querschnitt und Ansicht ein Heizkessel 1 für feste Brennstoffe üblicher Bauart für Warmwasserheizungen dargestellt, der mit einer erfindungsgemäßen Regelung der Sekundärluft ausgestattet ist. Der Heizkessel 1 weist einen Aschenraum 3, einen Rost 5, einen Raum 7 für den Brennstoff, einen darüberliegenden freien Raum 9 und den durch eine Verrippung besonders wirksamen Nachheizraum 12 auf. Die Primärluft tritt in den Aschenraum 3 ein, durchströmt der Reihe nach die bezeichneten Räume und verläßt als Abgas durch ein Rauchrohr 14 mit einer Zugbegrenzungsklappe 16 den Heizkessel 1. 18 ist die Aschentür, 20 die Fülltür. Der Heizkessel 1 ist erfindungsgemäß zusätzlich mit einem Rohrsystem für die Zuführung der Verbrennungsluft versehen, das natürlich auch integrierter Bestandteil des Heizkessels 1 sein könnte. Die Verbrennungsluft tritt geregelt durch ein Drosselorgan 24 ein und wird durch einen Drehschieber 26 auf die Primärluftleitung 30 und die Sekundärluftleitungen 32 verteilt. Das Drosselorgan 24 wird über ein Seil 34, einen Hebel 36 und einen Temperaturfühler 38 von der Kesseltemperatur gesteuert, weiter ist ein Anschlag 40 für die das Drosselorgan 24 bildende Drosselklappe vorgesehen, und zwar ein Bourdonrohr, das mit einem Flüssigkeitsthermometer 42 im Abgasstrom verbunden ist und verhindert, daß das Feuer im Heizkessel 1 erlischt. Der Drehschieber 26 wird durch einen Motor 28 langsam gedreht. Seine Drehbewegung wird durch einen Temperatur-"tendenz^Fühler 44 im Abgasstrom und durch ein Steuergerät 47 bestimmt. Für eine gute Durchmischung der Heizgase und der Sekundärluft sorgt die Zuführung der Sekundärluft über viele Bohrungen in den beiden Sekundärluftleitungen 32 sowie ein hier aus Stäben ausgeführtes Gitter 46. Die Reaktion von Sekundärluft und Sauerstoff wird sichergestellt durch einen Katalysator 48, der in üblicher Weise aus einer Schüttung von Katalysatormaterial in einem Drahtkäfig besteht.

In F i g. 3 und 4 ist der Drehschieber 26 zur Verteilung von Primärluft und Sekundärluft größer dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 4 einen Querschnitt durch Drehschieber 26 und Rohrverzweigung. Die Kontur des Drehschiebers 26 ist hier ein halber Kreiszylinder, das umgebende Gehäuse mit den beiden Steuerkanten 33 ist so ausgelegt, daß die Summe der Steuerquerschnitte annähernd konstant ist. Eine kleine Umgehungsleitung 31 umgeht den Steuerquerschnitt des Drehschiebers 26 und verbindet die Primärluftleitung 30 zusätzlich mit dem Luftzutritt 29. Dadurch wird verhindert, daß bei außer Tritt kommender Regelung die Primärluftzufuhr völlig abgeschlossen wird und das Feuer erlischt.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung des Temperaturtendenz-Fühlers 44 im Längsschnitt. Er besteht aus

dessen Querschnitt sich dauernd vergrößert und verkleinert, und daß im Abgasstrom ein Temperaturtendenz-Fühler (44) vorgesehen ist, der auf die Änderung der Abgastemperatur anspricht, wobei dieser Temperaturtendenz-Fühler (44) die Bewegungsrichtung des Drosselorgans (Drehschieber 26) für die Sekundärluft umkehrt, wenn die Abgastemperatur zu fallen beginnt.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturtendenz- ίο Fühler (44) ein beidseitig geschlossenes Rohr (52) aufweist, in dem ein zweites oben geschlossenes Rohr (54) angeordnet ist, das unten in eine Quecksilberfüllung (60) im äußeren Rohr (52) eintaucht, daß beide Rohre (52, 54) mit dem gleichen Gas gefüllt sind und daß im äußeren Rohr

(52) ein Kontaktpaar (56, 58) angeordnet ist, das durch das Quecksilber (60) geschlossen wird, wenn es im Ringraum zwischen äußerem und innerem Rohr steigt.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Antriebsmotors (28) des Drosselorgans (Drehschieber 26) durch ein Umkehrrelais mit zwei Polpaaren bestimmt wird, dessen zwei Schaltstellungen ohne Spulenstrom stabil sind, wobei zur Umschaltung die Spule (68) des Relais über den Umschaltkontakt (56, 58, 60) in dem Temperaturtendenz-Fühler (44) an einen Kondensator (70) angeschlossen wird, dessen Ladung über die Ausgänge des Umkehrrelais mit zwischengeschalteten Schutzwiderständen (72, 74) gepolt erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen