DE1551963B2 - CONTROL DEVICE FOR BOILER - Google Patents
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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.The invention relates to a control device for boilers for solid fuels, which are filled in stock in which the combustion air supply is regulated depending on the heat demand and part of the supplied combustion air as secondary air in the hot gases behind the fuel supply is fed.
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.In a known control device of this type, it is controlled how much combustion air in total is fed; the secondary air is branched off from the supplied combustion air in an uncontrolled manner, the remainder of which is supplied as primary air (British patent 493 390). at This device is disadvantageous that the chemically correct assignment of combustion air to reacting Fuel is usually not available and there are often considerable deviations from the one used for theoretical air requirement required for perfect combustion. This results in either an excess of air with heat losses caused by the heating of the excess combustion air are conditional, or lack of air, because of the partial combustion that occurs of the fuel to carbon monoxide leads to incomplete fuel utilization. The feed of combustion air in the right amount for perfect combustion can be achieved with the help of a constant Exhaust gas analysis can be achieved. However, this is very complex.
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.The object of the invention is to provide a control system for boilers of the type mentioned at the outset to create, which makes it possible with simple means, always largely just those for a perfect one To supply the required amount of combustion air to combustion; it is characterized by one of the Combustion air supply control independent control of the secondary air volume, which depends on the The direction of change of the flue gas temperature behind the boiler changes the amount of secondary air so that the exhaust gas temperature reaches a maximum. This results in a very sensitive one in a simple manner and quickly reacting control of the "supply of combustion air is achieved.
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.From the French patent 806 460 it is known for central heating boilers and the like to add additional air the combustion chamber above the solid fuel independent of the combustion air supply control initiate. However, according to this patent specification, compressed air is blown in intermittently from above, to loosen up the compact fuel block. The blower delivering the compressed air is controlled by a Thermostat on and off, responding to changes in temperature of the heated in the boiler Water responds, so that a very precise monitoring of the water temperature is guaranteed. That the temperature of exhaust gases with complete combustion of the fuel, that is, with chemical correct admixture of combustion air, reached a maximum, is from the German patent specification 540 711 known.
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.In an embodiment of the invention it is provided that to measure the amount of secondary air a permanent circumferential throttle element is provided, the cross-section of which is constantly increasing and decreasing, and that a temperature tendency sensor is provided in the exhaust gas flow to the change the exhaust gas temperature responds, this temperature tendency sensor the direction of movement of the Throttle body for the secondary air reverses when the exhaust gas temperature begins to fall. Through this becomes an inexpensive, simple and very reliable control device created with the while largely adhering to the optimal. Secondary air volume a special one exact and direct regulation is possible.
Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung sind im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das mit den wesentlichen Einzelheiten in mehreren Figuren dargestellt ist.The structure and mode of operation of the invention are shown below on the basis of an exemplary embodiment described, which is shown with the essential details in several figures.
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 Fig. 1 and 2 is a cross-section and elevation of a solid fuel boiler 1 of conventional design shown for hot water heating, which is equipped with a regulation of the secondary air according to the invention is. The boiler 1 has an ash chamber 3, a grate 5, a space 7 for the fuel, an overlying free space 9 and the post-heating space, which is particularly effective due to ribbing 12 on. The primary air enters the ash chamber 3 and flows through the designated ones in sequence Rooms and leaves as exhaust gas through a smoke pipe 14 with a draft-limiting flap 16 boiler 1. 18 is the ash door, 20 is the drum door. According to the invention, the boiler 1 is additional equipped with a pipe system for the supply of the combustion air, which of course is also more integrated Could be part of boiler 1. The combustion air is regulated by a throttle device 24 and is controlled by a rotary valve 26 on the primary air line 30 and the secondary air lines 32 distributed. The throttle member 24 is via a cable 34, a lever 36 and a temperature sensor 38 controlled by the boiler temperature, there is also a stop 40 for the throttle element 24 forming Throttle valve provided, namely a Bourdon tube connected to a liquid thermometer 42 is connected in the exhaust gas flow and prevents the fire in the boiler 1 from going out. The rotary valve 26 is rotated slowly by a motor 28. Its rotary movement is controlled by a temperature sensor 44 in the exhaust gas flow and determined by a control unit 47. For a good mix the heating gases and the secondary air is provided by the supply of the secondary air via many holes in the two secondary air lines 32 and a grid 46 made here of bars. The reaction of secondary air and oxygen is ensured by a catalyst 48, which in usual Way consists of a bed of catalyst material in a wire cage.
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.In Fig. 3 and 4, the rotary valve 26 for distributing primary air and secondary air is shown larger. Fig. 3 shows a longitudinal section, Fig. 4 shows a cross section through rotary valve 26 and pipe branching. The contour of the rotary valve 26 is here half a circular cylinder, the surrounding housing with the two control edges 33 is designed so that the sum of the control cross-sections approximately is constant. A small bypass line 31 bypasses the control cross section of the rotary valve 26 and also connects the primary air line 30 to the air inlet 29. This prevents that when the regulation goes out of action, the primary air supply is completely shut off and the fire goes out.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung des Temperaturtendenz-Fühlers 44 im Längsschnitt. Er besteht ausFig. 5 shows an embodiment of the temperature tendency sensor 44 in longitudinal section. It consists of
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.whose cross-section is constantly increasing and decreasing, and that a temperature tendency sensor in the exhaust gas flow (44) is provided, which is responsive to the change in the exhaust gas temperature, this temperature tendency sensor (44) the Direction of movement of the throttle member (rotary valve 26) for the secondary air reverses when the exhaust gas temperature begins to drop.
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 Rohr5. Control device according to claim 4, characterized in that the temperature tendency ίο Sensor (44) has a tube (52) closed on both sides, in which a second tube closed at the top Tube (54) is arranged, which is down in a mercury filling (60) in the outer tube (52) immersed that both tubes (52, 54) are filled with the same gas and that in the outer tube
(52) ein Kontaktpaar (56, 58) angeordnet ist, das durch das Quecksilber (60) geschlossen wird, wenn es im Ringraum zwischen äußerem und innerem Rohr steigt.(52) a pair of contacts (56, 58) is arranged, which is closed by the mercury (60), when it rises in the annulus between the outer and inner pipe.
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. 6. Control device according to claim 4 or 5, characterized in that the direction of rotation the drive motor (28) of the throttle member (rotary valve 26) by a reversing relay with two Pole pairs is determined, the two switching positions of which are stable without coil current, wherein to switch over the coil (68) of the relay via the switchover contact (56, 58, 60) in the temperature tendency sensor (44) is connected to a capacitor (70), the charging of which is polarized via the outputs of the reversing relay with interposed protective resistors (72, 74).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE3125163A1 (en) * | 1981-06-26 | 1983-01-13 | Edgar 6412 Gersfeld Paul | Furnace installation for combustion of solid fuels |
-
1967
- 1967-11-13 DE DE19671551963 patent/DE1551963B2/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3125163A1 (en) * | 1981-06-26 | 1983-01-13 | Edgar 6412 Gersfeld Paul | Furnace installation for combustion of solid fuels |
| DE3125163C2 (en) * | 1981-06-26 | 1991-01-24 | Edgar 6412 Gersfeld De Paul |
Also Published As
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|---|---|
| DE1551963A1 (en) | 1970-07-23 |
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