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Regler zur selbsttätigen Konstanthaltung der pro Zeiteinheit zugeführten Verbrennungsluftmenge für Heizgeräte
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Regelorgan oder durch die Einwirkung eines durch den erzeugten Dampfdruck einer Kesselanlage beemflussten Steuerkolbens auf einen entfernt gelagerten Schieber eine entsprechende Überwachung des Verbrennungsvorganges erfolgt, jedoch handelt es sich bei diesen bekannten Einrichtungen um solche, welche die vorerwähnte Überwachung durch Änderung der Sekundärluftzufuhr herbeiführen, wozu noch kommt, dass diese Einrichtungen besondere Übertragungselemente zwischen Steuerkolben und Regelorgan aufweisen, welche diese Einrichtungen kompliziert und störungsanfällig machen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Regelung durch ein in einem konischen Rohr bewegliches Regelorgan zu bewerkstelligen. Bei diesem Vorschlag handelt es sich aber nicht um ein automatisch wirkendes, sondern um ein handbetätigtes Regelorgan, welches überdies auch hier zur Beeinflussung der Sekundärluftzufuhr dient.
Die Änderung des freien Querschnittes der in dem Rohrmantel befindlichen Öffnungen, bei Bewegung des Steuerkolbens, muss einen ganz bestimmten, den allgemeinen Strömungsgesetzen und der Änderung der Rückstellkraft bei Verschiebung des Steuerkolbens entsprechenden Verlauf haben, wenn, wie beabsichtigt, auftretende Änderungen des Strömungsdruckes durch eine Änderung des Strömungsquerschnittes im Sinne einer Konstanthaltung der pro Zeiteinheit eintretenden Luftmenge kompensiert werden soll. Will man die unabhängig vom Strömungsdruck gehaltene Luftmenge verändern, so kann dies unter anderem durch Veränderung der Grösse der gesamtenLufteintrittsöffnung in dem Rohrmantel erfolgen, wobei jedoch der den früher geschilderten Erfordernissen entsprechende Verlauf des Querschnittes aufrecht erhalten bleiben muss. Zu jeder vorgegebenen Änderung des Strömungsdruckes (z.
B. auf das Dreifache) gehört also nur eine bestimmte Änderung des Strömungsquerschnittes (z. B. auf die Hälfte), unabhängig davon, welche konstante Luftmenge eintreten soll, welche Absolutgrösse also die Flächen besitzen. Diese für eine genaue Luftregelung notwendige Forderung ist bei keinem der bisher bekannten Regler in technisch brauchbarer Form gelöst worden. Bei dem erfindungsgemässen Gerät erfolgt die Einstellung der jeweils konstant zu haltendenLuftmenge in diesem Sinne mittels eines axial verstellbaren Schiebers, der im wesentlichen die gleichen Öffnungen wie der Rohrmantel aufweist. Die Verstellung des Schiebers kann in einfachster Weise z. B. durch Verwendung einer schraubenförmigen Drahtspirale erfolgen, die zur Übertragung der an einem Einstellknopf aufgeführten Drehbewegung in eine Translationsbewegung dient.
Die Einstellung des die Grösse der Lufteintrittsöffnungen überwachenden Schiebers kann zur Erzielung verschiedener, von der Druckdifferenz unabhängiger Heizleistungen vorteilhafterweise unter dem Einfluss des Bewegungsorganes eines auf die Ofen- oder Raumtemperatur ansprechenden Thermostaten erfolgen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Regelkolben an dem seiner Aufhängung zugekehrten Ende mit einer in dem Rohr weitgehend dicht geführten Scheibe od. dgl. ausgestattet sein, die zwecks Dämpfung der Kolbenbewegung zusammen mit einem das Rohr nach oben hin abschliessenden starren Deckel einen abgeschlossenen Luftraum bildet. Der Regelkolben kann dabei durch einen mit dem Rohr koaxialenDraht od. dgl. geführt sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn an Stelle eines zylindrischen Rohres ein konisches Rohr verwendet wird, da in diesem Falle die Führung des Kolbens durch das Rohr entfällt.
Um im Bedarfsfalle, z. B. bei Holz-oder Brikettheizung, ungewöhnlich grosse Luftmengen eintre- ten lassen zu können, wie sie bei Koksheizung unzulässig wären, ist es vorteilhaft, die automatische Luftregelung ausschalten zu können. Für solche Fälle kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Steuerkolben in seiner obersten, den Lufteintrittsquerschnitt ganz freigebendenLage durch einen von Hand einrückbarenAnschlag fixiert werden. In diesem Zustand kann auch bei hohem Zug der volle Querschnitt für den Lufteintritt freigegeben werden. Ein mit dem früher beschriebenen Schieber zur Einstellung der konstant zu haltenden Luftmengen ausgeführtes Gerät kann nach Fixierung des Steuerkolbens wie ein gewöhnliches, von Hand einzustellendes Regelorgan (Schieber, Klappe usw.) gehandhabt werden.
Als ein Merkmal der Erfindung sei weiters seine besonders leichte, ohne Gebrauch von Werkzeugen lösbare Verbindung mit dem Heizgerät z. B. durch einen dichten Bajonettverschluss od. dgl. hervorgehoben, die für Transporte, Reparatur oder Auswechslung des Reglers von grossem Wert ist.
Bauliche Einzelheiten des erfindungsgemässen Reglers gehen aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung hervor, die ein Ausführungsbeispiel des Reglers darstellt. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 die Anbringung des Reglers an einem Heizgerät für feste Brennstoffe, Fig. 2 einen axialen Vertikalschnitt des Reglers und Fig. 3 im oberen Teil einen Schnitt senkrecht zu Fig. 2, im unteren Teil eine Seitenansicht.
Der Regler 1 ist in ein in den Aschenraum des Heizgerätes führendes, zweckmässig wärmeisoliert an dem Heizgerät befestigtes Rohrknie 2 eingesetzt. Die Einstellung verschiedener Luftmengen bzw. Heizleistungen erfolgt an dem Einstellrad 3, das über seine Drehachse 4 mittels der schraubenförmigen Spirale 5
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durch axiale Verstellung des Schiebers 6, wodurch die Lufteintrittsöffnungen 7 in dem Rohrmantel ver- ändert werden. Zum Schutz gegen Wärmestrahlung ist zwischen dem Regler und der Wand des Heizgerätes ein Abschirmblech 8 vorgesehen.
In dem Rohrmantel 9 mit den Lufteintrittsöffnungen 7 ist der weitgehend dicht geführte Regelkolben 11 mittels der Schraubenfeder 12 aufgehängt. Oberhalb der den Kolbenboden bildenden Scheibe 13 herrscht der Druck der äusseren Atmosphäre ; um diesen auch in der obersten Stellung des Kolbens (wie in der Zeichnung dargestellt) aufrechtzuerhalten, steht der Raum oberhalb der Scheibe 13 über die Öffnung 14 mit der Aussenatmosphäre in Verbindung. Unterhalb der Scheibe 13 herrscht praktisch derselbe Druck wie im Inneren des Heizgerätes, da der Strömungswiderstand der Lufteintrittsöffnungen stets sehr gross ist im Vergleich zu dem des nachfolgenden Luftweges.
Durch die Druckdifferenz oberhalb und unterhalb der Scheibe 13 wird der Regelkolben entgegen der erwachsenden Rückstellkraft der Schraubenfeder 12 nach unten verschoben, wobei die Scheibe 13 den Luftweg von dem jeweils über ihr liegenden Teil der Eintrittsöffnungen 7 nach dem Inneren des Heizgerätes unterbricht. Nur der unterhalb der Scheibe 13 liegende Teil der Öffnungen 7 steht als freier Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Eine Vergrösserung der Druckdifferenz bewirkt also einerseits eine Verkleinerung des freien Strömungsquerschnittes, anderseits naturgemäss eine Vergrösserung der pro Zeit- und Flächeneinheit eintretenden Luftmenge.
Die Querschnittsaufteilung der Lufteintrittsöffnungen 7 auf die verschiedenen Höhenabschnitte ist nun so getroffen, dass die beiden genannten Effekte einander im Sinne einer Konstanthaltung der pro Zeiteinheit eintretenden Luftmenge kompensieren.-Zur Veränderung dieser Luftmenge kann die Grösse der gesamten Lufteintrittsöffnungen 7 mittels des im wesentlichen gleichartige Öffnungen tragenden Schiebers 15 verändert werden, in dem dieser axial verstellt wird. Die erfindungsgemässe Form der Lufteintrittsöffnungen ist nun weiterhin so gewählt, dass bei Verstellung des Schiebers 15 die Proportionen erhalten bleiben, die der oben dargelegten Forderung zur Konstanthaltung der Luftmenge bei Änderung der Druckdifferenz genügen.
Zur axialen Verstellung des Schiebers steht dieser in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über den Bügel 16 mit der schraubenförmigen Spirale 5 in Verbindung, die ihrerseits auf der Spindel 4 fix montiert ist, welche mittels des Einstellrades 3 (Fig. 1) gedreht werden kann. Die Führung für den Bügel bildet der koaxial mit dem Rohr angebrachte Stift 19, der jedoch im wesentlichen als axial verstellbare Aufhängung der Schraubenfeder 12 dient. Seine Fixierung erfolgt mittels der Schraube 20, die gleichzeitig den Sitz des Deckels 21 in dem Rohr 9 sichert. Der Deckel bildet im Verein mit der oberen Scheibe 22, der Dämpfungsscheibe, des Steuerkolbens 11 einen weitgehend luftdicht abgeschlossenen Raum.
Die Dämpfungsscheibe 22 gibt dem Steuerkolben 11 gleichzeitig eine Führung.
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auch bei den höchsten praktisch auftretenden Zugstärken immer noch ein Teil des Querschnittes offen bleiben, u. zw. bei Bewegung des Steuerkolbens von oben nach unten mit zunehmendem Zug der unterste Teil. Die durch diesen Querschnittsanteil strömende Luftmenge kann also, getrennt betrachtet, als ungeregelt bezeichnet werden. Anderseits weist jedes Heizgerät unvermeidliche Undichtheiten auf, durch die
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h.schieden.
Macht man den oben genannten untersten Teil des Strömungsquerschnittes veränderlich, so lässt sich der gesamte unkontrollierte Lufteintrittsquerschnitt, also die Summe des untersten Teiles des Regelquerschnittes und der Undichtheiten, für jedes Heizgerät mit Undichtheiten im normalen Bereich, auf einen konstanten Betrag bringen, und dieser kann bei Festlegung der Regelcharakteristik, d. h. bei Formgebung der im Rohrmantel befindlichen Eintrittsöffnungen, berücksichtigt werden. Zur Veränderung des untersten, unkontrollierten Teiles des Regelquerschnittes 7 kann bei dem erfindungsgemässen Gerät ein auf den zur Einstellung verschiedener Luftmengen dienenden Schieber 15 ein zweiter mit entsprechenden Öffnungen versehener Ringschieber 23 gesetzt werden, der den untersten Teil des Regelquerschn1ttes mehr oder weniger verschliesst.
Mit seiner Hilfe ist eine Anpassung des Reglers an die Undichtheiten des Heizgerätes möglich und damit eine besonders genaue Konstanthaltung der Verbrennungsluftmenge, wie sie z. B. bei Heizgeräte für flüssige Brennstoffe (Einhaltung eines geringen Luftüberschusses) erforderlich ist, gewährleistet.
Im untersten Teil des Rohres 9 ist als Beispiel einer leicht lösbaren Verbindung des Reglers mit dem Heizgerät ein Bajonettverschluss 24 angedeutet.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann die Ausbildung auch so getroffen sein, dass das Rohr 9 konisch ausgebildet wird und das z. B. auf einem axial angeordneten Draht geführte Regelorgan 13 mit dem konischen Rohr verschiedene Ringquerschnitte für den Durchtritt der Verbrennungsluft freigibt.
An Stelle der direkten Beeinflussung des Regelorganes durch die Druckdifferenz könnte hiefür auch ein besonderer, in einem eigenen Zylinder spielender Steuerkolben vorgesehen werden.