CH449829A - Verfahren zum Vorwärmen von Brennstoff vor einer Zerstäuberdüse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zum     Vorwärmen    von Brennstoff vor einer     Zerstäuberdüse        und    Vorrichtung zur  Durchführung des Verfahrens    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Vorwärmen von Brennstoff vor einer Zerstäuber  düse, bei welchem Verfahren die Brennstofftemperatur  in vorbestimmten Grenzen geregelt wird und ein oder  mehrere     Grenztemperaturfühler    von Thermostaten die  Freigabe oder Sperrung der ganzen     Brenneranlage     steuern sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des  Verfahrens.  



  Die bisher bekannten Verfahren zum Vorwärmen  von Brennstoff vor einer     Zerstäuberdüse,    bei welchen  vor dem     Brennbetrieb    die Düse mit erwärmtem Brenn  stoff geheizt wird, befriedigen nicht, da hierbei die  Brennstofftemperatur im     Vorwärmer    infolge der wäh  rend des     Anwärmevorganges    grossen durchgesetzten       Brennstoffmenge        unter    die erlaubte     Betriebs-Minimal-          temperatur    absinkt, so dass die Gefahr des     Abstellens     der ganzen Anlage durch den Sperrthermostaten be  steht.  



  Die vorliegende     Erfindung    bezweckt, diesem übel  stande zu begegnen. Das     erfindungsgemässe    Verfahren  zeichnet sich dadurch aus, dass man vor dem Anwärmen  der Anlage die Temperatur des Brennstoffes vor dessen       Einströmen    in eine     Temperaturmessstelle    über eine obere  Regeltemperatur ansteigen lässt und dann den     Anheiz-          vorgang    einleitet,

   so dass sich während und nach dem  Anwärmen die Temperatur des Brennstoffes     an    der       Messstelle    zwischen den     Solltemperaturwerten    einpen  delt und während des     Anwärmevorganges    oder im Be  trieb kein     Temperatursperrwert    durchlaufen wird.  



  Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens  ist gekennzeichnet durch ein Heizelement und einen  mit diesem     thermisch        verbundenen,        Brennstoff    führen  den Teil sowie eine diesem Teil nachgeschaltete     Tempe-          raturmessstelle    und     eine    Hülle zur Aufnahme des     Heiz-          elementes,    des Brennstoff führenden Teils und der     Tem-          peraturmessstelle,

      wobei der Brennstoff führende Teil  und die     Temperaturmessstelle    durch ein diese Teile um-    flutendes wärmeübertragendes Medium thermisch mit  einander verbunden sind.  



  Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise an  hand von Figuren erläutert. Es zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung  gemäss Schnittlinie     I-I    der     Fig.    2,       Fig.    2 einen Schnitt gemäss     Linie        II-II    der     Fig.    1,       Fig.    3 einen Schnitt gemäss Linie     III-III    der     Fig.    2,       Fig.    4 ein     Anfahrdiagramm    zur Vorrichtung nach  den     Fig.    1-3,

   in welchem in Abhängigkeit von der Zeit  die Brennstofftemperatur mit den     Temperatur-Regel-          bereichen    dargestellt sind.  



       Ein    in einem automatischen     Brennersystem    einge  bauter     Brennstoffvorwärmer    ermöglicht die     Zerstäubung     schwerer Brennstoffe, insbesondere von Schwerölen, in  dem er durch Erhitzung deren Viskosität     heruntersetzt          und    damit die     Zerstäubung    mit der nötigen Feinheit  ermöglicht.     Derartige        Brennstoffvorwärmer        sind    be  kannt.

   Sie regeln die Brennstofftemperatur in vorbe  stimmten     Sollwertgrenzen    und stellen die ganze Brenner  anlage ab, sobald der Brennstoff eine kritische Tempe  ratur unterschreitet. Der Aufbau des neuen     Vorwärmers     ist folgender:  Ein zylindrisches Gehäuse 1 ist mit einer Vorder  wand 3 und einer Rückwand 5 versehen, welche durch  einen Mantel 7 miteinander verbunden sind. In der  Vorderwand 3 ist ein     Einlaufstutzen    9 für den von  der Pumpe kommenden Brennstoff eingeschweisst. In  der Rückwand 5 befindet sich ein Heizelement 11.  Dieses besitzt zwei Heizstäbe mit elektrischen An  schlüssen 13 und 15. Die Heizstäbe stecken in einem  Köcher 17.

   Am     Einlaufstutzen    9 ist eine um den Köcher  17 des     Heizelementes    11 verlaufende Rohrschlange 19  angeschweisst. Das Ende der Schlange 19 mündet in       ein    gradliniges     Rückkehrrohr,    das in ein Mantelrohr  21 führt, in welchem eine     Thermostathülle    23 steckt.  Diese     Thermostathülle    23     ist    in der     Vorderwand    3  und der Rückwand 5 eingeschweisst und dient der Auf-      rahme von     Thermostatfühlern    (nicht dargestellt). Sie  stellt die     Temperaturmessstelle    dar.  



  Das Mantelrohr 21 ist an seinem andern Ende  offen. Es mündet in einen Raum 25, welcher durch  die Vorderwand 3, die Rückwand 5 und den Mantel 7  begrenzt wird. Im obern Teil des Gehäuses 1 befindet  sich ein an einem Innennippel 33 befestigter Siebeinsatz  27. Der Innennippel 33 ist mit einem     Anschlussnippel     31 verschraubt, der seinerseits in die     Vorderwand    3       eingewindet    ist.  



  Das ganze Gehäuse 1 mitsamt den aus der Vorder  wand 3 und der Rückwand 5 herausragenden Teilen  ist in einer äussern Hülle 29     untergebracht.     



  Im Betrieb gelangt der Brennstoff, wie mittels ent  sprechender Pfeile angezeigt, durch den     Einlaufstutzen    9  und die Rohrschlange 19, in welcher er durch die  Energie des Heizelementes 11 erhitzt wird. Er fliesst  hierauf in das Mantelrohr 21 und von dort     in    den  Raum 25, wonach er durch den Siebeinsatz 27 und  den Innennippel 33 gelangt, um den     Vorwärmer    durch  den     Anschlussnippel    31 zu verlassen und durch eine  nicht dargestellte Rohrleitung ins sogenannte Düsen  gestänge zu strömen.  



  Wird die     Brenneranlage    in kaltem Zustand in Be  trieb genommen, so erfolgt vorerst     eine    Erwärmung  des Brennstoffs mittels des Heizelementes 11 ohne       Durchfluss.    d. h. mit ruhendem Brennstoff     in    den Lei  tungen und in der Rohrschlange 19. Die Wärme gelangt       dabei    praktisch nur durch Wärmeleitung (der Brenn  stoff ist praktisch ruhend) von der Rohrschlange 19  in den Brennstoff des Raumes 25 sowie über das Man  telrohr 21 zum Brennstoff in diesem.

   Die Wärme strömt  dabei mehrheitlich vom Heizelement 11 durch die Hülle  des Köchers 17 über die Wandung der Rohrschlange  19 in den Brennstoff im Raum 25 und nur zu einem       geringern    Teil direkt vom Heizelement 11 in diesen  Brennstoff. Vom Brennstoff im Raume 25 gelangt die  Wärme zum Teil direkt, zum Teil durch die Wandung  des Mantelrohres 21 zum Brennstoff in diesem Rohr.  Vom Brennstoff im Mantelrohr 21     gelangt    die Wärme  durch Übergang in die     Thermostathülle    23, worauf  dessen Fühler die entsprechende Temperatur festhalten.  



  In der     Thermostathülle    23 können sowohl die Füh  ler für einen Regelthermostaten als auch für einen  Sperrthermostaten eingebracht werden. Dabei regelt der  Regelthermostat das mit der     Reglung     ein - aus  ver  sehene Heizelement 11, in dem Sinne, dass er es bei  Erreichen eines oberen Sollwertes     t,    der Brennstoff  temperatur im Mantelrohr 21 abschaltet und es bei  Abfallen unter einen unteren     Temperatursollwert        t3     wieder einschaltet.  



  Der Sperrthermostat dagegen schaltet die ganze An  lage aus, wenn die Brennstofftemperatur unter einen  vorbestimmten, einstellbaren Wert (z. B.     t1    in     Fig.    4)  absinkt und gibt die Anlage wieder frei, sobald ein  höher liegender Wert (z. B.     t-2    in     Fig.    4) erreicht oder       überschritten    wird.   Das Anfahren eines Brenners gestaltet sich wie  folgt:  Das Heizelement 11 wird     eingeschaltet    (Punkt A,       Fig.    4).

   Die Brennstofftemperatur am Ende der Rohr  schlange 19 steigt an und durchläuft nacheinander den       Wert        t1,    die Ausschalttemperatur des Sperrthermo  staten, anschliessend den     Wert        t--,    die Einschalttempe  ratur des Sperrthermostaten und hierauf nacheinander  die Ein- und Ausschalttemperaturen     t3    und     t1    des Re  gelthermostaten. Durch den     geschilderten    Wärmeüber-    gang wird bei diesem Aufheizen auch der Brennstoff  im     Mantelrohr    21 erwärmt, wobei dessen Temperatur  gemäss der     strichpunktierten    Linie nach     t>1    erfolgt.

   So  bald diese Temperatur gemäss der Kurve     t-,1    beispiels  weise den Wert     t..    erreicht, schaltet ein vom Sperr  thermostaten     gesteuertes    Zeitrelais ein und bringt die  Brennstoffmenge im     Anwärmekreis    in Bewegung, so  dass der Brennstoff im     Brennstoffvorwärmer    zu fliessen  beginnt. Die Temperaturkurve des Brennstoffes in der  Rohrschlange 19 nimmt     sofort    ab, während entspre  chend die     Temperaturkurve        t-21    ansteigt.

   Sobald diese  den obern Regulierwert     t3    erreicht, schaltet der Regel  thermostat aus, um nach Absinken der Temperatur       t21    auf den untern     Sollwert        t:3    wieder einzuschalten. Auf  diese Weise wird während der     Anheizzeit        B-C    der  Brenner entsprechend vorgewärmt, so dass im Zeit  punkt C die Anlage vom     Anwärm-        in    den Betriebs  zustand geschaltet werden kann. Ab diesem Zeitpunkt  wird die Brennstofftemperatur im Mantelrohr 21 ent  sprechend der Kurve     t-1    zwischen den Beiden Sollwer  ten t3 und     ti    geregelt und gehalten.  



  Diese Art der Inbetriebnahme weist den grossen  Vorteil auf, dass mit überschüssiger Wärmeenergie im  Brennstoff, d. h. mit einer Brennstofftemperatur, welche  über dem obern Sollwert     t-1,    die Rohrschlange 19 ver  lässt, der     Anwärmvorgang    begonnen wird, so dass die  Brennstofftemperatur an der     Temperaturmessstelle    des       Brennstoff-Vorwärmers    während dem     Anwärmvorgang     nicht mehr unter die     Sperrtemperatur        t1    abfällt und  ausserdem in dem dem     Vorwärmer    nachgeschalteten  Brenner der Zündvorgang durch die gewährleistete hohe  Brennstofftemperatur im Zeitpunkt C erleichtert wird.  



  Diese Regulierungsart     wird    dadurch ermöglicht, dass  im ersten Teil der Regelung, d. h.     zwischen    A und B,  der Wärmeübergang vom Heizelement 11 bzw. der  Rohrschlange 19 zum Regelthermostat in der     Thermo-          stathülle    23 durch Wärmeleitung und freie Konvektion  erfolgt, womit sich zwischen dem Brennstoff     in    der  Rohrschlange 19 und demjenigen im Mantelrohr 21  ein relativ grosses Temperaturgefälle einstellt, während  beim anschliessenden     Anwärmvorgang    und im normalen  Betrieb die     Wärmeübertragung    von der Rohrschlange  19 zur     Thermostathülle    23 durch den gepumpten Brenn  stoff, d. h.

   durch aufgezwungene Konvektion vor sich  geht, was natürlich bedeutend bessere Wärmetransporte  ergibt und daher entsprechend kleinere Temperatur  differenzen. Auf diese Weise ist es möglich, im ersten  Teil des     Vorwärmvorganges    für die Regelung ein wenig       empfindliches        Wärmeübertragungssystem    grosser Träg  heit zu verwenden und damit die Brennstofftemperatur  in der Rohrschlange 19 über die     Sollwertgrenzen    an  steigen zu lassen, während vom Moment des     Anwär-          mens    und des anschliessenden Betriebes für die Regelung  ein     Wärmeübertragungssystem    zur Anwendung gelangt,

    das eine sehr geringe Trägheit und     mithin    kurze Ver  zugszeiten     besitzt    oder mit andern Worten sehr emp  findlich ist. Durch diese     Art    der     Vorwärmung    wird  der Betrieb beim Anfahren einer     ölbrenneranlage    be  deutend sicherer gestaltet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I. Verfahren zum Vorwärmen von Brennstoff vor einer Zerstäuberdüse, bei welchem Verfahren die Brenn stofftemperatur in vorbestimmten Grenzen geregelt wird und ein oder mehrere Grenztemperaturfühler von Thermostaten die Freigabe oder Sperrung der ganzen Brenneranlage steuern, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Anwärmen der Anlage die Temperatur (t19) des Brennstoffes vor dessen Einströmen in eine Temperaturmessstelle (21, 23) über eine obere Regel temperatur (t4)

   ansteigen lässt und dann den Anheiz- vorgang (B) einleitet, so dass sich während und nach dem Anwärmen (ab B) die Temperatur des Brennstoffes an der Messstelle (21, 23) zwischen den Solltemperatur- werten (t3, t4) einpendelt und während des Anwärm- vorganges oder im Betrieb kein Temperatursperrwert (t1 bzw. t2) durchlaufen wird.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch ein Heiz- element (Il) und einen mit diesem thermisch verbun denen, Brennstoff führenden Teil (19) sowie eine die sem Teil (19) nachgeschaltete Temperaturmessstelle (21, 23) und eine Hülle (3, 5, 7) zur Aufnahme des Heizelementes (11), des Brennstoff führenden Teils (19) und der Temperaturmessstelle (21, 23), wobei der Brennstoff führende Teil (19) und die Temperaturmess- stelle (21, 23)

   durch ein diese Teile umflutendes wärme übertragendes Medium thermisch miteinander verbun den sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man vor dem Zerstäuben zuerst die Temperaturmessstelle (21, 23; t3) mit dem Heizele- ment (11) durch Wärmeleitung und freie Konvektion, z. B. bei ruhendem Brennstoff, beim Anheizvorgang da gegen insbesondere durch aufgezwungene Konvektion, z. B. mittels des strömenden Brennstoffes, thermisch ver bindet. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (19) als das Heizelement (11) umschliessende Rohrschlange ausgebildet ist. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass sich im freien Raum zwischen dem Teil (19) und der Temperaturmessstelle (21, 23) Brennstoff befindet. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessstelle (21, 23) ein Brennstoff führendes Rohr (21) umfasst, in welchem eine Thermostathülle (23) steckt. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (21) einerends offen ist und in den von der Hülle (3, 5, 7) begrenzten Raum (25) mündet. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessstelle (21, 23) ein brennstoffdurchflossenes Rohr (21) umfasst, in wel chem die Fühler zum Sperren und Freigeben des Bren ners sowie zum Ein- und Ausschalten des Heizelementes (11) liegen, wobei das Heizelement (11) vom den Brenn stoff führenden Rohr (19) umhüllt ist, dass sich an dieses Rohr (19) die brennstoffdurchflossene Tempera- turmessstelle (21, 23) anschliesst und ferner dadurch,

   dass beide Rohre (19, 21) zur Brennstoff-Führung be nachbart zueinander im Behälter (1) angeordnet sind, um den Brennstoff an der Temperaturmessstelle (21, 23) beim Übergang vom Anheiz- zum Zerstäubungs- betrieb nicht unter eine vorbestimmte Temperatur (t2) des Thermostaten absinken zu lassen und ein Ab stellen der Anlage zu verhüten. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch einen Behälter für den vorzuwärmenden Brennstoff, in dem die Heizung und ein Steueraggregat mit einem oder mehreren Grenztemperaturfühlern von Thermostaten angeordnet sind, und durch ein brenn stoffdurchflossenes Rohr (21) mit einer Messstelle (23) mit Fühler zum Sperren und Freigeben des Brenners sowie zum Ein- und Ausschalten der Heizung (11), wobei die Heizung (11) vom den Brennstoff führenden Rohr (19) umschlossen ist, an welchem die brennstoff durchflossene Temperaturmessstelle (23) anschliesst, und wobei beide brennstofführenden Rohre (19 und 21)

   benachbart zueinander in dem Behälter (1) angeordnet sind, um die Temperatur des Brennstoffes an der Mess- stelle bei Übergang vom Spül- zum Zerstäubungsbe- trieb nicht unter einen vorbestimmten Wert (t2) des Sperrthermostaten absinken zu lassen und ein Abstellen der Anlage zu verhüten.