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Regeleinrichtung für insbesondere gas-, staub- oder flüssigkeitsbeheizte Öfen mit langen Brennerflammen
Die Temperaturregelung von Heizprozessen erfolgt bei brennstoffbeheizten Öfen durch Veränderung der zugeführten Brennstoff-und Luftmenge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert der Temperatur. Meist erfolgt diese Regelung kontinuierlich mittels zweier Regler, wobei der eine Regler die Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Temperatur bzw. von der erforderlichen Heizleistung regelt, während der zweite Regler die Menge der Verbrennungsluft im erforderlichen Verhältnis nachregelt. Bei Öfen mit langgestreckten Heizräumen und dementsprechend langen Brennerflammen wirkt sich
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leistung so klein werden, dass sie eine ungleichmässig Aufheizung des Ofens hervorrufen.
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregeleinrichtung für insbesondere gas-, staub- oder flüssigkeits- beheizte Öfen mit langen Brennerflammen, die den genannten Nachteil vermeidet. Die erfindungsge- masse Einrichtung ist mit einem stetigen Regler für kontinuierliche Brennstoffzufuhr, der beispielsweise in den Brennstoff- und Luftzuführungsleitungen eingeschaltete Ventile betätigt, ausgestattet, wobei vor- zugsweise zusätzlich eine Vergleichseinrichtung zur Dosierung des Brennstoff- Luft- Verhältnisses vor- gesehen ist, und besteht darin,
dass mindestens ein Zweipunktregler für periodisch diskontinuierlich einstellbare maximale oder minimale Brennstoffzufuhr und eine bei einer mittels eines im wesentlichen im Bereich der Flammenspitze angeordneten Temperaturfühlers feststellbaren Unterschreitung der betriebsmässig erforderlichen Flammenlänge ansprechende Vorrichtung zur Umschaltung von kontinuierlicher Regelung auf diskontinuierliche Regelung vorgesehen sind.
Die erfindungsgemässe Brennstoffregeleinrichtung liefert auch bei kleiner Brennerleistung Brennerflammen mit maximaler Länge, jedoch impulsweise von nur kurzer Dauer, die der erforderlichen geringeren Energiezufuhr entsprechend bemessen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Dem Brenner 1 einer langgestreckten Brennkammer 2 wird über eine Leitung 3 der Brennstoff und über eine weitere Leitung 4 die Verbrennungsluft zugeführt. Die durchströmenden Brennstoff- bzw. Luftmengen werden an den Messstellen 5 bzw. 6 gemessen, und die Messergebnisse werden einer Vergleichseinrichtung 7 zugeführt. In der Vergleichseinrichtung 7 wird das jeweils auf Grund der Messungen ermittelte Verhältnis von Brennstoff und Luft mit dem tatsächlich erforderlichen Verhältnis verglichen und eine entsprechende Stellgrösse gebildet.
Mit 8 und 9 sind Regelventile in der Brennstoffleitung 3 bzw. in der Luftzufuhrleitung 4 bezeichnet, für deren kontinuierliche Verstellung die Stellantriebe 10 bzw. 1i vorgesehen sind. Überdies ist für jedes der beiden Regelventile 8 bzw. 9 je ein weiterer Stellantrieb 12 bzw. 13 zum völligen Öffnen bzw.
Schliessen des betreffenden Regelventiles vorgesehen.
Die Ofentemperatur wird mittels eines Temperaturfühlers 14 gemessen, dessen Messwert je nach der Stellung eines Kontaktes zl entweder einem Zweipunktregler 15 oder einem stetigen Regler 16 zugeführt wird.
Mit R ist ein Relais bezeichnet, das an das Brennstoffmengenmessgerät 5 angeschlossen ist und bei Unterschreitung einer bestimmten zugeführten Brennstoffmenge pro Zeiteinheit anspricht. Das Relais R betätigt inen Kontakt r im Speisestromkreis eines weiteren, verzögert ansprechenden Umschalterelais Z, das den erwähnten Umschaltekontakt zl, Unterbrechungskontakte z2 und z3 in den Steuerlei - tungen zu den Stellantrieben 11 bzw. 12 und 13 und schliesslich einen Selbsthaltekontakt z4 betätigt.
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Die Speisestromquelle des Umschalterelais Z ist mit 17 bezeichnet.
Die erfindungsgemässe Brennstoffregeleinrichtung funktioniert auf folgende Weise :
Beim Anheizen des Ofens Wird das Relais Z willkürlich in seine Anzugsstellung gebracht. Sein Kontakt zl schaltet den stetigen Regler 16 an den Temperaturfühler 14. Beim Anheizen besteht ein hoher
Wärmebedarf, so dass der Regler 16 den Stellantrieb 10 auf eine hohe Brennstoffzufuhr einstellen wird.
Dadurch bleibt auch das Relais R abgefallen und sein Kontakt r im Speisestromkreis des Relais Z ge- schlossen, das sich mittels seines Kontaktes z4 selbst hält.
Während der Brennstoffregelung durch den stetigen Regler 16 mittels des Stellantriebes 10 wird die erforderliche Luftmenge durch den Stellantrieb 11 geregelt, der über den nunmehr geschlossenen Kontakt z2 an die Vergleichseinrichtung 7 geschaltet ist.
Bei Erreichen des Sollwertes der Temperatur Wird durch den stetigen Regler 16 über den Stellantrieb 10 die Brennstoffmenge gedrosselt. Sinkt jedoch die pro Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge unter einen Wert, dem gerade noch eine brauchbare Flammenlänge entspricht, so spricht das Relais R an und bringt durch Öffnen seines Kontaktes das Relais Z verzögert zum Abfallen, das daraufhin seine Kontakte umlegt.
Der Kontakt zl schaltet den Temperaturfühler 14 an den Zweipunktregler 15, der über den nunmehr geschlossenen Kontakt z3 die Stellantriebe 12 und 13 betätigt. Der Kontakt z2 unterbricht die Steuerleitung von der Vergleichseinrichtung 7 zum Stellantrieb 11. Die weitere Regelung erfolgt somit mittels des Zweipunktreglers 15 durch gänzliches Öffnen oder Schliessen der Regelventile 8 und 9. Hiedurch wird eine Brennerflamme von voller Länge erzielt, die jedoch nur intermittierend brennt.
Wird wieder eine höhere Brennstoffmenge benötigt, so erfolgt eine Umschaltung auf kontinuierliche Regelung. Hiezu ist das Relais Z mit dem Zweipunktregler 15 verbunden, derart, dass dann, wenn die Brennzeiten im Verhältnis zu den Pausen ein bestimmtes Mass überschreiten, das Relais Z wieder anspricht. Während der Brennzeit ist auch das Relais R abgefallen, so dass auch der Selbsthaltestromkreis für das Relais Z über die Kontakte z4 und r zustandekommt.
In Fig. 2 der Zeichnung ist als Beispiel eines Regelprozesses der angegebenen Art ein Diagramm dargestellt, das die zugeführte Brennstoffmenge Q in Abhängigkeit von der Zeit T darstellt. Zum Zeitpunkt To wird der Ofen eingeschaltet und der Verbrennungsprozess beginnt zunächst mit maximaler Brennstoffzufuhr (10o). Mit zunehmender Ofentemperatur verringert sich zufolge der kontinuierliche Regelung, die im Diagramm durch weite Schraffur angedeutet ist, die eingeregelte Brennstoffmenge Q, bis der Wert Q'erreicht ist. bei dem (imZeitpunkt Tl) die Umschaltung auf diskontinuierliche Regelung erfolgt.
Bei dieser wird, wie durch die eng schraffierten Flächen angegeben ist, jeweils die volle Brennstoffmenge. jedoch mit immer grösser werdenden Intervallen zugeführt, so. dass die im Durchschnitt zugeführte Brennstoffmenge, die durch die stark ausgezogene Kurve dargestellt wird, weiter absinkt.
Im Zeitpunkt T2 tritt z. B. durch Neubeschickung des Ofens ein erhöhter Brennstoffbedarf elll. 2u- nächst ist noch weiterhin die diskontinuierliche Regelung wirksam, jedoch nur bis zum Zeitpunkt Ta'zu dem eine grössere Brennstoffmenge, als dem Wert Q'entspricht. erforderlich ist. Hier setzt nun wieder die kontinuierliche Regelung ein, was durch eine weite Schraffur angedeutet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennstoffregeleinrichtung für insbesondere gas-, staub-oder flüssigkeitsbeheizte Öfen mit langen Brennerflammen mit einem stetigen Regler für kontinuierliche Brennstoffzufuhr, der beispielsweise in den Brennstoff-und Luftzuführungsleitungen eingeschaltete Ventile betätigt, wobei vorzugsweise zusätzlich eine Vergleichseinrichtung zur Dosierung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zweipunktregler (15) für periodisch diskontinuierlich einstellbare maximale oder minimale Brennstoffzufuhr und eine bei einer mittels eines im wesentlichen im Bereich der Flammenspitze angeordneten Temperaturfühlers (14) feststellbaren Unterschreitung der betriebsmässig erforderlichen Flämmenlänge ansprechende Vorrichtung (R)
zur Umschaltung von kontinuierlicher Regelung auf diskontinuierliche Regelung vorgesehen sind.