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Heizgerät für feste Brennstoffe mit thermostatisch geregelter
Verbrennungsluftzufuhr zur selbsttätigen Konstanthaltung der Raumtemperatur
Es sind bereits Heizgeräte verschiedener Art für feste Brennstoffe bekannt, die mit thermostatisch ge- regelter Verbrennungsluftzufuhr ausgestattet sind, zum Zwecke, durch entsprechende Regelung des Abbran- des und der dadurch bedingten Heizleistung des Gerätes die Raumtemperatur selbsttätig im wesentlichen konstant zu halten.
Würde man nun die Verbrennungsluftzufuhr lediglich in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regeln, so hätte dies unter Umständen derart grosse Schwankungen des Abbrandes zur Folge, dass letzterer einer- seits in den Bereich steigen kann, in welchem eine zu starke Schlackenbildung eintritt und anderseits wie- der so weit absinken kann, dass ein Erlöschen der Glut zu befürchten ist.
Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, dass gemäss dem Kennzeichen der Erfindung das in an sich bekannter Weise durch das Bewegungs- organ eines getrennt vom Ofen angebrachten Raumtemperaturfühlers in Abhängigkeit von der massgebli- chen Raumtemperatur gesteuerte Luftregelorgan zusätzlich durch einen mit seinem Wärmefühler in Abhängigkeit von der Temperatur der Ofenwand knapp oberhalb des Rostes bewegten, den Ausschlag des Regelorganes nach unten und bzw. oder nach oben begrenzenden Anschlag beeinflussbar ist, durch welchen bei zu schwachem oder zu starkem Abbrand der Einfluss des Raumthermostaten im wesentlichen ausgeschaltet wird.
Weitere Einzelheiten gehen aus der folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnung hervor, die eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes darstellt. Dabei zeigen in der Zeichnung Fig. 1 ein Heizgerät teilweise im Schnitt und den daneben befindlichen Raumtemperaturfühler, Fig. 2 eine Draufsicht auf den am Heizgerät angebrachten Teil der Regelanlage bei geschnittenem Abdeckgehäuse, Fig. 3 einen Seitenriss des am Heizgerät angebrachten Teiles der Regeleinrichtung, Fig. 4 in einem vergrösserten Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2 die Befestigung des Bewegungsgliedes und Fig. 5 in einem vergrösserten Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 2 die Bewegungsübertragung des Leistungsbegrenzers auf das Luftregelorgan.
In Fig. 1 sieht man links den von dem Heizgerät getrennten, mit dem kraftübertragenden Medium gefüllten Raumtemperaturfühler 1, der über das Rohr 2 mit dem Handregler 3 verbunden ist. Letzterer bietet die Möglichkeit, den Rauminhalt des mit dem kraftübertragenden Medium, hier einer Flüssigkeit, gefüllten, ill sich abgeschlossenen Systems von Hand aus zu verändern, zu welchem Zweck er als wesentlichen Teil einen Metallbalg enthält. An dem Regler 3 erkennt man die schematisch angedeutete Stellscheibe 4, die eine Temperaturskala trägt, welche bei Einstellung einer gewünschten Raumtemperatur an dem Zeiger 5 vorbeigleitet. Von dem Regler 3 führt ein dünnes Verbindungsrohr 6 zu dem an dem Heizgerät selbst angebrachten Teil der Regeleinrichtung, die an Hand der Fig. 2 - 5 näher beschrieben werden soll.
Dieser Teil ist mit seiner Grundplatte 7. wie ersichtlich, an dem unteren Teil der Wand des Heizgerätes angeschraubt, so dass die Eintrittsöffnung 8 für die Verbrennungsluft in denAschenraum 9 führt, während der Wärmefühler 10 des Leistungsbegrenzers, dessen Wirkungsweise noch erläutert werden soll, an der Ofenwand knapp oberhalb des Rostes 11 zu liegen kommt. Die Lufteintrittsöffnung 8 ist an ihrer Innenseite durch ein entsprechend ausgebildetes Blech 8a zum Schutz gegen Verunreinigung durch Asche abgeschirmt.
Aus den Fig. 2 - 5 ist der Aufbau des am Heizgerät angebrachten Teiles der Regelanlage ersichtlich.
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Den Abschluss der Leitung 6 bildet das Bewegungsglied 12, das hier im wesentlichen in an sich bekannter
Form aus einem abgeplatteten und zu einer Spirale gebogenen Rohr besteht. An seiner Stelle könnte aber auch ein Metallbalg in entsprechender Weise Verwendung finden. Das Bewegungsglied 12 ist mit der Lei- tung 6 über das Zwischenstück 13 verbunden, das zugleich unter Zwischenschaltung eines Bauteiles 14 aus schlecht wärmeleitendem Material zur Befestigung des Bewegungsgliedes 12 dient. Der isolierende
Zwischenteil14 ist auf einer Schiene 15 montiert, die ihrerseits unter Verwendung von isolierenden Bei- lagen 16 leicht lösbar auf der Grundplatte 7 angebracht ist. Die Leitung 6 ist noch gesondert mit einer
Schelle 17 auf der Schiene 15 befestigt.
Mit dem Zentrum des spiralenförmigen Bewegungsgliedes 12 ist ein Arm 18 fix verbunden, der normalerweise mit dem an dem Luftregelorgan 19 befestigten Mitnehmer- hebel 20 in Eingriff steht. Das Luftregelorgan 19 ist hier als leicht beweglich gelagerte Klappe ausgeführt, die auf Grund ihres eigenen Gewichtes das Bestreben hat, zuzufallen. Vor der Klappe ist einBügel befestigt, der eine senkrecht zur Wand des Heizungsgerätes verstellbare und fixierbare Schraube 19a trägt, die das Öffnen des Regelorganes 19 über ein bestimmtes Mass verhindert. An die Stelle der Schraube 19a kann auch eine entsprechende Kurvenscheibe (Nockenscheibe) in Verbindung mit einem von Hand verstellbaren
Griffknopf od. dgl. treten. Diese bietet auch die Möglichkeit, das Luftregelorgan zu schliessen, falls das
Feuer zum Erlöschen gebracht werden soll.
Das Luftregelorgan trägt einen nach oben ragenden, mit einem Gewinde versehenen Hebel 21, auf dem ein Konus 22 mit Gegenmutter 23 aufgeschraubt ist. Mit dem Konus 22 vermag der Bügel 24 des
Leistungsbegrenzers 10 in Eingriff zu treten. Dieser Teil der VorrichtLng ist in Fig. 5in vergrössertem
Massstab zu sehen. Das untere, waagrecht liegende Ende des Bügels 24 kann entweder als Gabel oder als einfacher Arm ausgeführt werden, was durch Strichlierung des näher der Ofenwand liegenden Teiles 25a zum Ausdruck gebracht sein soll. Der Leistungsbegrenzer 10 besteht im wesentlichen aus einem mit der Ofenwand in gut wärmeleitendem Kontakt stehenden Bimetall 26, das an der Rückseite der Grundplatte 7 befestigt ist.
Dieses Bimetall trägt an seinem freien Ende einen Verlängerungsarm 27, in den eine senkrecht zur Grundplatte stehende Schraube 28 mit Gegenmutter eingesetzt sein kann, die gegen die Grundplatte anschlägt, sobald das Bimetall 26 eine gewisse Streckung erreicht hat.
Der ganze auf der Grundplatte 7 montierte Teil der Regelanlage ist zum Schutze gegen mechanische Beschädigung von einem Gehäuse 29 überdeckt, das durch oben und unten befindliche Öffnungen 29a eine das Bewegungsglied 12 kühlende Luftströmung zulässt (s. insbesondere Fig. 3).
Im folgenden sei nun die Funktionsweise des Heizgerätes mit der Regeleinrichtung aufgezeigt :
Im normalen Betriebszustande, nämlich, wenn der Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes innerhalb des Leistungsbereiches des Heizgerätes liegt, wird die Stellung des Luftregelorganes 19 nur durch den Arm 18 des Bewegungsgliedes 12 bestimmt. Die Stellung des Armes hängt wiederum von dem Druck des in dem Bewegungsglied befindlichen Mediums ab. Dieser ist gegeben durch dieTemperatur des Mediums, hier einer Flüssigkeit, und des ihr zur Verfügung stehenden Raumes, der durch Verdrehen der Scheibe 4 an dem Regler 3 verändert werden kann.
Steigt die Raumtemperatur und damit die Temperatur des Wärmefühlers 1 über einen gewünschten Wert, so steigt der Druck in der Anlage, der Arm 18 bewegt sich in Richtung auf die Ofenwand. und das auf ihm mittels des Mitnehmers 20 ruhende Luftregelorgan 19 erfährt eine Schliessbewegung. Beim Absinken der Raumtemperatur unter den gewünschten Wert vollzieht sich sinngemäss der gegenteilige Vorgang. Die Raumtemperatur, bei der das Luftregelorgan 19 eine bestimmte Stellung einnimmt, lässt sich an dem Regler 3 mit Hilfe der Scheibe 4 einstellen.
Da mit Vergrösserung des Eintrittsquerschnittes für die Verbrennungsluft an dem Regelorgan bei sonst gleichen Verhältnissen und die pro Zeiteinheit einströmende Luftmenge und damit die Heizleistung ansteigt und ein Öffnen des Regelorganes. wie oben geschildert, durch ein Absinken der Raumtemperatur hervorgerufen wird, ist das zweckdienliche Ansprechen dieses Teiles der Regeleinrichtung leicht einzusehen.
Würde nun aber z. B. durch einen der einleitend erwähnten Fälle der zur Erreichung der gewünschten Raumtemperatur erforderliche Wärmebedarf für längere Zeit geringer werden als die Minimalleistung des Heizgerätes, so bliebe das Luftregelorgan 19 während dieser Zeitspanne zu weitgehend oder völlig geschlossen, und s bestünde die Gefahr, dass das Feuer erlischt. In einem solchen Falle greift der Leistungsbegrenzer 10 ein. Das Bimetall 26 ist so angebracht, dass sich sein freies Ende bei Erwärmung durch die Ofenwand von dieser entfernt und umgekehrt bei Abkühlung dieser nähert. Im letzteren Falle wird von einer bestimmten Stellung an der Bügel 25 gegen den Konus 22 drücken und das Regelorgan 19 öffnen.
Da die Wandtemperatur des Heizgerätes ein Mass für seine Heizleistung ist, kann durch entsprechende Einstellung des Konus erreicht werden, dass die Zündtemperatur des Brennstoffes niemals unterschritten und damit ein Erlöschen des Feuers vermieden wird. Der Arm 18 des Bewegungsorganes 12 liegt dabei ausser Eingriff, und damit tritt der Einfluss der Raumtemperatur notwendigerweise ausser Funktion.
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Falls umgekehrt nun aber ein plötzlicher Temperatursturz in dem zu beheizenden Raum, z. B. durch
Lüftung, erfolgt oder eine höhere Temperatur eingestellt wird, würde das Luftregelorgan 19 zu weit ge- öffnet und bei entsprechendem Schornsteinzug das Heizgerät überlastet werden. Um auch dieser Gefahr entgegenzutreten, sind zwei Möglichkeiten vorgesehen. In der einen erfindungsgemässen Ausführungsform i wird das Luftregelorgan 19 durch den entsprechend den Schornsteineigenschaften einmal einzustellenden
Fixanschlag 19a an einer übermässigen Öffnung gehindert.
In einer andern erfindungsgemässen Ausfüh- rungsform ist ein zusätzlicher Bügel 25a an dem Leistungsbegrenzer 10 vorgesehen, der von einer be- stimmten Durchbiegung des Bimetalles 26 an von der Seite der Ofenwand her gegen den Konus 22 drückt und entgegen der viel geringeren Kraft des Armes 18 eine Schliessbewegung des Luftregelorganes 19 er- zwingt. Es hängt von Eigenschaften des Heizgerätes ab, ob der Bügel 25a, wie in Fig. 5 gezeigt, an demselben Wärmefühler wie der Bügel 25 (zur Einhaltung der unteren Leistungsgrenze) befestigt ist oder ob es zweckmässiger erscheint, ihn an einem gesonderten Wärmefühler, der in den Fig. 2 - 5 nicht dar- gestellt ist, zu befestigen. Dieser zweite Wärmefühler ist dann grundsätzlich ganz ähnlich dem ersten, jedoch von etwas anderer Empfindlichkeit.
Die geschilderte Regeleinrichtung des erfindungsgemässen Heizgerätes bietet somit eine selbsttätige
Anpassung der Leistung des Heizgerätes an den jeweiligen Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes und gewährleistet auf diese Weise dank ihrer Empfindlichkeit die Aufrechterhaltung einer gewünschten Raum- temperatur, praktisch unabhängig von sehr weitgehenden Zugschwankungen, der Veraschung der Feuerung und stark wechselndem Wärmebedarf. Dabei wird der Leistungsbereich des Heizgerätes voll ausgenützt, ein Erlöschen des Feuers oder ein Überheizen und Verschlacken des Gerätes jedoch durch den Leistung- begrenzer verhindert.