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Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Verbrennung von festen Brennstoffen bei Feuerungs- anlagen des Hausbrandes.
Es ist bekannt, dass Feuerungsanlagen des Hausbrandes, wie Kachelöfen, Füll-oder Dauerbrandöfen und Kessel für Warmwasser-oder Dampfheizung, dann wärmetechnisch am wirtschaft-
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Der ununterbrochene Betrieb dieser Feuerungsanlagen wird aber nur dann klaglos funktionieren, wenn die Bedienung nicht nur den Eigenheiten des Brennstoffes, sondern auch den Schwankungen des Schornsteinzuges, der von den stark wechselnden Aussentemperaturen abhängig ist, Rechnung trägt, indem einerseits zu hohe Schlackenbildung bewirkende Temperaturen im Brennstoffbett verhindert werden und anderseits die Entzündungstemperatur des Brennstoffes gesichert bleibt, um das Erlöschen der Glut zu vermeiden.
Es liegt nahe, die Regelung solcher Feuerungsanlagen selbsttätig mittels Wärmefühler (Thermostaten), die die Luftzufuhr zum Brennstoff steuern, durchzuführen, und sind diesbezügliche Vorrichtungen bereits bekannt.
Vorrichtungen, bei welchen die die Verbrennungsluftzufuhr regelnden Wärmefühler, wie z. B.
Bimetallstreifen oder Ausdehnungsstäbe, der strahlenden Wirkung des Ofenkörpers selbst oder deren Oberfläche ausgesetzt sind, regeln, wie allgemein bekannt, nur die Temperatur des Ofenkörpers oder deren Oberfläche, nicht aber den jeweiligen Betriebszustand im Brennstoffraum selbst, denn die starkwandigen Ofenausmauerungen und Auskleidungen bewirken einen langsamen Wärmeübergang, so dass Schlackenbildung im Brennstoffbett bereits vorhanden sein kann, ohne dass die Oberfläche des Ofenkörpers genügend erwärmt ist und den die Luftzufuhr steuernden Wärmefühler zum Anspielen gebracht hat.
Umgekehrt kann der Ofenkörper und deren Oberfläche noch hoch temperiert sein und den Wärmefühler zur weitgehendsten Sperrung der Verbrennungsluftzufuhr verhalten, obwohl die Entzündungstemperatur des Brennstoffes bereits unterschritten und die Glut erloschen ist.
Um den langsamen Wärmeübergang durch die starkwandige Ofenausmauerung auszuschalten, sind Einrichtungen bekannt, die den Wärmefühler in die Ofenausmauerung selbst einbauen und nur durch eine dünne Wand gegen die Brennstoffglut trennen, wodurch der Wärmefühler sich ausschliesslich in Abhängigkeit von der Temperatur der Verbrennungs-bzw. Reduktionszone einstellt. Da jedoch die Strahlungsintensität auf den Wärmefühler nicht nur von der Temperatur, sondern auch von der Wärme-
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Abkühlung oder Aufheizung der Brennstoffglut ebenfalls eine Verzögerung im Anspielen des Wärmefühlers eintreten.
Auch die Anordnung des Wärmefühlers im Rauchgaszug der abziehenden Gase ist bekannt, doch wird durch diese Anordnung gleichfalls keine zweckentsprechende Lösung erzielt, da die Abkühlung der Feuergase durch Heizflächen in der Regel so gross ist, dass die Temperatur der Rauchgase den Temperaturen in der Verbrennungs-, d. i. Oxydations-oder Reduktionszone nicht gleichmässig folgen können.
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fühler an einer solchen Stelle des Ofenkörpers anzuordnen, wo nicht nur der verzögernde Wärmeübergang durch die Ofenauskleidung und die strahlende Wirkung der glühenden Brennstoffmasse ausgeschaltet
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werden, sondern wo auch die starke Abkühlung der Rauchgase, durch vorgeschaltete Heizflächen, keine verzögernde Wirkung im Anspielen des Wärmefühlers herbeiführen kann.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der die Verbrennungsluft steuernde Wärmefühler frei oder in einer aus dünnem feuerfestem Stahlblech hergestellten Kammer derart untergebracht ist, dass der Wärmefühler oder die Kammer ausschliesslich von Feuergasen, die unmittelbar aus der Glutzone, d. i. Oxydationszone oder Reduktionszone, entnommen werden, umspült wird, wobei der Wärmefühler oder die Kammer durch eine starke gut isolierende Wand oder Luftschicht von der Brennstoffmasse abgeschirmt ist, um deren Strahlungsintensität auszuschalten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Ofen mit der Anordnung des Wärmefühlers frei ohne Kammer im senkrechten Schnitt, Fig. 2 den Horizontalschnitt dieser Anordnung nach der Linie a-b der Fig.], Fig. 3 einen Ofen mit der Anordnung des Wärmefühlers in einer Kammer im senkrechten Schnitt und Fig. 4 einen Horizontalschnitt dieser Anordnung nach c-cl der Fig. 3.
Der Wärmefühler. 1 in den Fig. 1 und 2 ist frei in Form eines Bimetallstreifens im Kanal 2, welcher aus der Glutzone, d. i der Oxydations-oder Reduktionszone, entnommen ist, angeordnet. Mit dem Bimetallstreifen 1 ist ein Stab 3 fest verbunden, an welchem eine Verstellsehraube 4 mit Innengewinde und einem Stab 5 angeordnet ist.. Der Stab 5 steht in Verbindung mit einem Hebel 6, der mit der Klappe'1, die um ein Lager drehbar ist, verbunden ist. Bei Durchgang von hochtemperierten Feuergasen durch den Kanal 2 wird der Bimetallstreifen durch Abwärtsbiegung in die punktierte Lage den Hebel 6 ebenfalls nach abwärts bewegen und die Klappe 7 gegen die Öffnung 8 zudrücken und damit die Verbrennungsluftzufuhr drosseln.
Bei geringeren Temperaturen wird durch das Strecken des Bimetallstreifens nach oben die Klappe 7 wieder geöffnet. Die Abgrenzung des Wärmefühlers 1 gegen die Strahlungsintensität der Brennstoffmasse erfolgt hier mittels der besonders verstärkt ausgeführten Schamottewand 9.
Der Wärmefühler 1 in den Fig. 3 und 4 ist am oberen Ende fixiert und befindet sich in einer aus dünnem feuerfestem Stahlblech hergestellten Kammer M. Die Kammer selbst ist geschlossen und im Kanal 2, welcher durch den Luftschacht 11 von der Ofenwand bzw. der Brennstoffmasse abgeschirmt ist, eingebaut. Am unteren Ende des Wärmefühlers, der einen Bimetallstreifen darstellt, ist ein Verbindungsstab 3 befestigt. In der Höhe der Luftregulierklappe 7 ist der Stab mit einem Schraubengewinde, in welchem sich die Verstellschraube 4 befindet, versehen. Die Schraube 4 stützt sich am Hebel 6 ab, der mit der Klappe 7 in Verbindung steht.
Bei Durchgang von hochtemperierten Feuergasen durch den Kanal 2 wird der Bimetallstreifen 1 durch die Strahlung der dünnen feuerfesten Stahlwandungen der
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Stabes J wird die Verstellschraube 4 vomHebel 6 abgehoben und die Klappe 7 drosselt den Querschnitt 8. Bei niederen Feuergastemperaturen wird die Klappe 7 durch das Andrücken der Schraube 4 auf den Hebel 6 infolge der Streckung des Bimetallstreifens 1 wieder geöffnet.
Im Sinne des Erfindungsgedankens bewirken die vorbeschriebenen Anordnungen des Wärmefühlers in der Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr folgende Arbeitsweise : In den Fig. 1 und 2 findet die Wärmeübertragung auf den Wärmefühler mittels der unmittelbar aus der Glutzone entnommenen Feuergase ausschliesslich durch Konvektion statt. Die den Wärmefühler umspülenden Feuergase sind hier durch Heizflächen wenig abgekühlt, daher hoch temperiert und entsprechen weitgehendst der Temperatur in der Glutzone. Durch Abgrenzung des Kanals 2 mittels einer starken Schamottewand 9 wird ausserdem die strahlende Wirkung der Brennstoffmasse auf den Wärmefühler verhindert und überdies der Wärme durchgang durch die Wand von der Glutzone derart vermindert, dass die Feuergastemperatur allein für den Wärmeübergang auf den Wärmefühler bestimmend bleibt.
Da der Wärmeübergang durch
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auch von deren Menge abhängig ist, so wird bei übermässig starker Luftzufuhr zum Brennstoff und daher hoher Temperatur in der Oxydations-oder Reduktionszone und Abgang von grossen Mengen von Feuergasen der Wärmefühler stark anspielen und rechtzeitig die Verbrennungsluft drosseln, hingegen wird bei geringer Verbrennungsluftzufuhr, geringer Temperatur in der Glutzone und geringer Feuergasmenge der Wärmefühler durch geringen Wärmeübergang rasch abkühlen und die Verbrennungsluftzufuhr rechtzeitig öffnen.
Diese Arbeitsweise des raschen Anspielens des Wärmefühlers auf den jeweils tatsächlichen Verbrennungszustand in der Glutzone erfolgt unabhängig von allen störenden Einflüssen, wie verzögernden Wärmedurchgang durch eine Ofenwand, nachhaltige Strahlungsintensität der Brennstoffmasse und Abkühlen der Rauchgase durch Heizflächen, so dass die klaglose selbsttätige Regelung zur Verhinderung von Schlackenbildung einerseits und Erlöschen der Glut anderseits gesichert ist.
In den Fig. 3 und 4 ist zum Schutze des Wärmefühlers gegen zu raschen Verschleiss eine Kammer vorgesehen, die aus dünnem feuerfestem Stahlblech hergestellt geringste Wärmekapazität aufweist und rasch den Temperaturen der Feuergase folgen kann, wodurch dem Wärmefühler ebenfalls ein rascher Wärmeübergang sichergestellt ist. Die Abgrenzung des Kanals 2 gegen die Strahlungsintensität der Brennstoffmasse erfolgt hier durch Anordnung eines Luftschachtes 11.