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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs
bzw. einem Gebläsebrenner nach der Gattung des Anspruchs
12 oder 13, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
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Bekannt
sind besonders bei den hier behandelten Öl- oder Kombinationsbrennern
für Öl und Gas größerer Leistung,
bei denen das Öl über Brennstoffdüsen
zerstäubt wird, dass sie zweistufig oder stufenlos modellierend
arbeiten. Die Leistungsregelung erfolgt dabei in erster Linie aus
energieeinsparungs- und wirkungsgradoptimierenden Gründen.
Dies erfolgt meist über stufige Ventile im Brennstoffvorlauf der
Brennstoffpumpe, oder über einen in einem Rücklauf
der Druckleitung der Brennstoffpumpe angeordneten Druckregler bzw.
stellmotorbetriebenen Regeldrehschieber, wobei natürlich
der Druck an einer Brennstoffdüse für Öl
bzw. die Zuschaltung beispielweise verschieden großer Brennstoffdüsen
für die Leistungssteuerung von maßgebendem Einfluss ist.
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Die
Möglichkeiten einer Regelung einer dem Bedarf entsprechenden
Leistung über den Zerstäubungsdruck an den Düsen
bzw. über eine geregelte Drehzahl der Brennstoffpumpe,
war deshalb nicht gegeben, weil die Regelsysteme der bekannten Brennstoffanlagen
hierfür ein Übermaß an zu fördernder Ölmenge
erfordern würden, nämlich bis zum Zweieinhalbfachen
der zu verbrennenden zerstäubten Ölmenge. Dies
muss von einer Zahnradpumpe unter hohem Druck geleistet werden,
die bekanntlich mit einer federgesteuerten Überlauf- oder Überströmregelung
arbeitet. Dabei liefert die Brennstoffpumpe bei allen Laststellungen
stets entweder den gleichen Druck oder die gleiche Menge, unabhängig
von der düsenseitig zerstäubten und für
den Wärmebedarf erforderlichen Brennstoffmenge. Die Überschussförderung
muss aber bei vollem Verlust abgeführt werden, da es sonst
zu Kavitationserscheinungen in der Pumpe mit Dampfblasenbildung
und Flammenabriss des Feuers usw. kommen kann.
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Kleinere übliche Ölbrenner,
bei denen die Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors mit der
Brennstoffpumpe und mit der Welle eines Gebläses direkt
gekoppelt sind und bei denen der Motor nach Erreichen der gewünschten
Leistung abgestellt wird, sind aus verschiedenen Gründen
anderer Gattung, denn sie sind vor allem nicht drehzahlgeregelt. Solche
Brenner sind in der
EP
0 623 785 B1 , Spalte 1, Zeilen 5–15 beschrieben.
Nur größere Feuerungsanlagen mit Brennern höherer
Leistung weisen vereinzelt separat angetriebene Brennstoffpumpen
auf, die aber nachteiligerweise in Betrieb stets mit voller Drehzahl
arbeiten. Ein zusätzlicher Nachteil ist hierbei, dass Pumpe
und Antriebsmotor überdimensioniert werden müssen
und eine komplizierte Hydraulik erfordern. So muss beispielsweise
bei rücklaufgeregelten Brennstoffdüsen bekanntlich
nicht nur der Pumpenüberlauf direkt einem Entgasungsbehälter zugeführt
werden, sondern der Düsenrücklauf zum Entgasungsbehälter
muss sogar hydraulisch aufwändig gesteuert oder geregelt
werden über Druckregler, Magnetabsperrventile oder Drehschieber
mit Stellantrieb.
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Bekannt
sind auch Überwachungs- und Sicherheitssysteme nach
EN
298 Gas-Feuerungs-Automaten, die heutzutage über
den elektronischen Verbund von Verbrennungsluft und Brennstoff sowie die
Drehzahl des Gebläsemotors synchron und wiederholt genau
regeln, was bekanntlich zu Stromeinsparungen im Teillastbetrieb
solcher Brenner führt (
DE
199 210 45 ). Dabei ist für die Luft- und Brennstoffregelung
ein analoger Ausgang auf einen Stellantrieb der Regelklappe erforderlich,
bei dem elektronische Frequenzumrichter ein stetiges Ausgangssignal
liefern. Diese Signale können auch elektronisch gekoppelt
und redundant über Stellungsrückmeldung überprüft
werden. Es sind offensichtlich keine Feuerungsautomaten bekannt,
die in Bezug auf flüssigen Brennstoff ein zusätzliches
stetiges Signal für den Betrieb der Brennstoffpumpe liefern.
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Es
ist eine Ölbrenneranlage bekannt (
DE 698 08 646 T2 ), bei
der es sich um einen Ölbrenner mit drehzahlgeregelter Ölpumpe
handelt und bei dem eine vorbestimmte Pumpgeschwindigkeit durch
ein Geschwindigkeitssensorsignal überprüft und
bei Nichterreichen ein Abschalten des Brennersystems bewirkt. Dieser
Stand der Technik weist allerdings ein wesentliches Merkmal der
Gattung der Erfindung nicht auf, dass nämlich mindestens
zwei Brennstoffdüsen mit Sprühöffnung
eines an sich konstanten Querschnitts vorhanden sind, sondern es
geht dort um „eine Vielzahl von Drehzerstäubern” (S.
3, Zeile 2 der Übersetzung der europäischen Patentschrift), welche
6 bis 7 bar Druck erzeugen, während bei der gattungsgemäßen
Brennstoffpumpe für mittlere und hohe Leistungen von Hochdruckzahnrädern
ausgegangen wird, die 40 bis 50 bar leisten. Der Fachmann weiß zudem,
dass eine Drehzerstäubung eine völlig andere Technik
ist als eine Düsenzerstäubung. Ein wichtiges Merkmal
des gattungsgemäßen Brenners ist aber der Einsatz
von mindestens zwei Brennstoffdüsen an Brennern mittlerer
und großer Leistung, um durch Steuerung dieser Brennstoffdüsen
den Feuerungsablauf zu bestimmen. In jedem Fall war für
den Fachmann problematisch die auf mindestens zwei Brennstoffdüsen
von einer Brennstoffpumpe ausgehend aufgeteilte Brennstoffmenge
bei mittleren und großen Brennern ausreichend zu zerstäuben.
Dieses Problem ergibt sich zwar nicht bei Drehzerstäubern mit
der gewünschten Leistung aber mit den Nachteilen der bekannten
Art. Es ist zwar bekannt durch Änderung der Drehzahl des
Antriebsmotors sowohl von der Brennstoffpumpe als auch durch Änderung
bzw. Anpassung der Verbrennungsluftmenge über entsprechende
Steuergeräte eine Leistungsanpassung zu erzielen, allerdings
nur im niederen Leistungsbereich bis zu 5 MW und bei großen
Brennern, nur bei Rotationszerstäubern, die zudem einen
kaum noch vertretbaren Grad an Schadstoffausstoß, beispielsweise
Stickstoffoxidemission, aufweisen. Problematisch für den
Fachmann ist jedenfalls die Leistungsregelung von Brennern größerer
Leistung.
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Der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie einen entsprechenden
Gebläsebrenner zu entwickeln mit denen bei mittleren und größeren
Feuerungsanlagen in einem Leistungsbereich ab 3000 kW und unter
Verwendung von mindestens zwei Brennstoffdüsen und Änderbarkeit
der Brennstoffmenge über die Pumpendrehzahl als auch entsprechendem
Anpassen der Verbrennungsluftmenge eine Verminderung der Schadstoffemission zu
erreichen bei möglichst einem Überwinden des Vorurteils
der Fachwelt für Großbrenner.
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Die Erfindung und ihre Vorteile
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Das
erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. der erfindungsgemäße
Gebläsebrenner, insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
12 oder 13 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Brennstoffpumpe
und damit auch deren elektrisch betriebener Antriebsmotor optimal,
und zwar auf den jeweils nur maximal erforderlichen Druck, ausgelegt werden
und nicht mehr überdimensioniert sein müssen und
bei Kleinlast mit kleineren Drehzahlen arbeiten können.
Verfahren und Brennstoffpumpe arbeiten dadurch vorteilhafterweise
verschleißärmer, leiser und stromsparender. Durch
die geringe Belastung während des Kleinlastbetriebs dieser
mittleren und großen Brenner werden zudem die Lager weniger belastet,
was oft zu wenig berücksichtigt wird und die Lebensdauer
der Pumpe erhöht. Zudem kann die ölhydraulische
Sicherheitsstrecke nach „EN 267 Öl-Gebläse-Brenner” wesentlich
einfacher und preiswerter ausgeführt werden und die Brennstoffdüsen können
durch handelsübliche Öldüsen ersetzt
werden. Alle vorgenannten Punkte führen außerdem
zu deutlich niedrigeren Betriebskosten.
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Es
ist an sich bekannt zur Änderung der Menge des geförderten
Brennstoffes die Pumpendrehzahl zu ändern, wobei es allerdings
stets um nur einer Düse geht mit entsprechender Abhängigkeit der
Flamme von der Drehzahl der Pumpe, also der Förderleistung
der Pumpe, was mit dem Kern der Erfindung nichts zu tun hat.
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Ein
wesentliches Merkmal dieser Erfindung besteht jedoch darin, dass
mindestens drei Düsen vorgesehen sind um eine Hohlflamme
zu bilden. Mit den bekannten Anordnungen aus dem Stand der Technik
könnte eine Hohlflamme nicht gebildet werden, wobei die
Bildung einer Hohlflamme maßgebend dafür ist,
dass das Regelverhältnis zwischen kleineren und größeren
Leistungen der Flamme bzw. des Brenners erheblich vergrößerbar
ist. Auch einer solchen kreisförmigen Anordnung, besonders
bei Düsen, bei denen drei, vier, sechs oder acht kleinere Düsen
gleichzeitig betrieben werden und beispielsweise in einem Kreis
anordnet sind, stand eine Voreingenommenheit der Fachwelt entgegen.
Die Gründe dafür waren vielfältig, finden
vor allem aber ihre Bestätigung darin, dass solche Hohlflammen
bisher nicht erzeugt und eingesetzt wurden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der in den Ansprüchen
1 und 12 beanspruchten Erfindung wird erreicht, dass in der Startphase
der Feuerungsanlage, in der einerseits der erforderliche Einspritzdruck
für die Brennstoffdüsen noch nicht erreicht ist, andererseits
eine Förderung gegen geschlossene Steuerelemente in der
Brennstoffleitung vermieden werden soll, auch mit Hilfe eines hydraulischen Druckreglers,
der Brennstoff gezielt gesteuert und unter Bildung eines für
eine Zündung erforderlichen Förderdrucks zurückgeführt
wird. Sobald dann entweder der Zünddruck des Brennstoffes
oder der Zündzeitpunkt bzw. Feuerungsbeginn erfolgen soll, wird über
den stets erforderlichen Feuerungsautomaten und mit elektrisch/elektronischen
Mitteln die Freigabe der zu den Brennstoffdüsen führenden
Brennstoffleitung gesteuert. Natürlich ist eine solche
Rückführung mindestens eines Teils der von der
Pumpe geförderten Brennstoffmenge auch an üblichen
und nicht drehzahlgesteuerten Brennstoffpumpen möglich.
Hierdurch können aber auch dort vor allem Anlaufprobleme
der Feuerungsanlage vermieden werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auch mittels
des hydraulischen Druckreglers die über die Entlastungsleitung
abgeführte Menge auf den Zünddruck der Feuerungsanlage
einstellbar und dadurch regelbar. Die Regelung erfolgt entsprechend über
den Feuerungsautomat und mit elektrischen Mitteln, beispielsweise
einem Magnetventil in der Entlastungsleitung. Die Entlastungsleitung
kann erfindungsgemäß als Bypass ausgebildet sein,
welcher Druck- und Saugseite der Brennstoffpumpe verbindet und dessen
Durchgang mittels eines Steuerelementes, wie beispielsweise ein
Magnetventil, steuerbar ist. In jedem Fall wird durch die Druckregelung
in dieser Bypassleitung bzw. Entlastungsleitung erreicht, dass der
Ausgangsdruck der Brennstoffpumpe für den Start der Feuerungsanlage auf
ein entsprechendes ausreichendes Niveau stabilisiert wird.
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Nach
einer generellen zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung
sind in den Abzweigungen in der Brennstoffleitung, aber vor den
Brennstoffdüsen, Rückschlagventile oder vom Feuerungsautomat
angesteuerte Magnetventile angeordnet. Diese auch bei geringem Druck
des zugeführten Brennstoffes öffnenden Ventile
verhindern ein Auslaufen der Brennstoffleitungen während
des Stillstands der Feuerungsanlage. Dies ist deshalb von erheblicher
Bedeutung, weil ein Auslaufen der Leitungen zu einer Verzögerung
der Brennstoffeinspritzung und damit zu möglichen Verpuffungen,
insbesondere bei Kombinationsbrennern, führen könnte.
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Zusätzliche
aber wichtige geltend gemachte Merkmale des Verfahrens bzw. Gebläsebrenners
betreffen das Gebläse bzw. das Anpassen der Verbrennungsluftmenge
an den Verbrennungsluftbedarf mit Hilfe des Feuerungsautomaten gemäß dem
Anspruch 5 bzw. den entsprechenden Gebläsebrenneranspruch
14 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5. Aber
vor allem eine Aufteilung der Brennstoffdüsen nach unabhängigen
Düsensätzen, die zudem unabhängig zu-
und absteuerbar sind gemäß Anspruch 6 bzw. 15
und 16. Auch hier gilt wiederum, dass die Merkmale des Anspruchs
5 oder 6 bzw. 14, 15 und 16 mit den Merkmalen der vorangehenden
Ansprüche kombinierbar sind.
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Erfindungsgemäß kann,
unabhängig von diesen mehrstufigen oder linearen Steuerungen
des Feuerungsbetriebs der Feuerungsautomat auch für einstufigen
Betrieb ausgebildet sein, wobei stets eine Hohlflamme über
die Düsenanordnung angestrebt ist.
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Nach
einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung,
die sich auf die Steuerung des Gebläses bezieht, werden
das Gebläse mit Antriebsmotor und Frequenzumrichter getrennt
zur Baueinheit des Brenners der Feuerungsanlage angeordnet. Dies
kann aus räumlichen Gründen aber auch aus regelungstechnischen
Gründen von Vorteil sein.
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Nach
einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
arbeiten die Frequenzumrichter mit verschiedenen einstellbaren Rampenwinkeln, so
dass beim Hochfahren von kleiner auf große Leistung der
Gebläse-Frequenzumrichter dem Brennstoffpumpen-Frequenzumrichter
in der Drehzahl vorauseilt. Hierdurch wird gewährleistet,
dass der bei Stufenumschaltung gegebene Luftüberschuss
beim Herunterfahren einen sinngemäßen Effekt bewirkt.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens
zwei unabhängig voneinander steuerbare Sätze von
Brennstoffdüsen vorhanden und es werden über diese
Düsensätze stufenlos Teilbereiche von Leistungskurven
der Feuerung gefahren. Hierdurch ergibt sich ein stufenloser Übergang
zu einer zusätzlichen Leistungskurve, wobei beispielsweise
zuerst mit einem Düsensatz gefahren wird, danach alternativ
mit dem Zweiten oder aber ein zweiter Düsensatz die Leistung
des ersten Düsensatzes in Addition ergänzt. Hierdurch
ist problemlos ein Regelverhältnis von 1:5 erzielbar.
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Nach
einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
erfolgt der Wechsel zwischen den die Leistungskurven bewirkenden
Teilbereichen fliegend und vor allem ohne Brennerabschaltung. Bei
dieser Art von ”fliegendem” Brennstoffdüsenwechsel
ohne den Verbrennungsprozess abzuschalten sind höchste
Wirkungsgrade bei Teillast erzielbar mit stickoxidarmem Betrieb.
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Durch
diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erreicht man mancherlei
technischen Vorsprung. Einerseits lässt sich die Ölpumpe
sehr energieeffizient per Drehzahl regeln, andererseits wird ein höheres
Regelverhältnis zur Wärmenutzungssteigerung durch
höhere Wirkungsgrade erreicht, bei Nutzung der Möglichkeiten
zur Stickstoffoxidminderung und der Unweltentlastung. Zudem lassen
sich so mit der Hochdruckzerstäubung größere
Brenner als 10 MW ausrüsten und erweitern das Anwendungsfeld bis
auf 30 MW Einzelbrennerleistung, der bisherigen Domäne
der sehr aufwendigen und schlecht regelbaren Rotationszerstäuber.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigen jeweils stark vereinfacht:
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1 einen
Gebläsebrenner im Längsschnitt mit mehrstufiger
Verbrennung;
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2 einen
Gebläsebrenner im Längsschnitt mit stufenloser
Verbrennung;
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3 ein
Diagramm mit drei Kennlinien für eine Brennstoffpumpe und
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4 ein
Hydraulikplan des Brenners nach 2 mit zwei
Düsensätzen und für zwei verschiedene
Regelfelder.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Gebläsebrenner 1 stark vereinfacht im Längsschnitt
dargestellt. Beim Brennerstart wird über ein anfangs stromlos
offenes Bypassventil 9 und einen Regler 15 der
Pumpendruck auf Startniveau stabilisiert. Dieses Zündsignal
schließt den Bypass und öffnet über Magnetventile 8 die Brennstoffleitung 2 zu Öldüsen 16 im
Brennerkopf. Voraussetzung ist ein positives Signal des Minimumluftdruckwächters 12,
Minimumöldruckwächters 6 und Maximumöldruckwächters 7.
Die ganze Brennstufe kann dann vollständig über
einen Stellmotor 10 mit verstärkter Klappenöffnung
und höherer Drehzahl des Gebläsemotors 23 einerseits
angefahren werden, andererseits gibt eine zusätzliche vorteilhafte Nocke
im Stellmotor 11 die Steigerung der Brennstoffmenge frei
und lässt die Ölpumpe mit steigender Drehzahl
bis zur vollen Leistung nachsteuern.
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Gleichzeitig
kann durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der zweistufigen Ölteile
eines solchen Brenners die Ölseite sowohl an den Gebläsebetrieb frequenz-
und drehzahlgeregelt teilhaben in zweistufiger beliebig einstellbarer
Wahl der kleinen Stufe über den Stellmotor 10 und
seine potentiometergeführte Frequenz- und Drehzahlregelung, überwacht durch
einen zusätzlichen Minimumluftdruckwächter 12 als
auch an einer vorteilhaften zusätzlichen frequenz- und
drehzahlgeregelten Ölpumpe 14, die ebenso die
Brennstoffmenge zur stöchiometrischen Verbrennung bei Kleinlast,
wie für einen zusätzlichen Minimumöldruckwächter 6,
als auch einen Maximumöldruckwächter 7 vorsieht.
Der besondere Vorteil liegt in der schonenden Betriebsweise bei
Kleinlast der Ölpumpe 14 mit kleinen Drehzahlen,
bei der sie verschleißarm, leise und stromsparend arbeitet.
Dadurch wird die Lebensdauer erheblich verlängert.
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In 2 ist
ein Gebläsebrenner ebenfalls stark vereinfacht dargestellt,
wobei dabei die dem Brenner aus 1 entsprechenden
Teile mit den selben Bezugszahlen versehen sind. Beim Brennerstart wird
auch hier anfangs über ein stromlos offenes Bypassventil 9 und
einen Regler 15 der Pumpendruck auf Startniveau stabilisiert.
Das gleiche Zündsignal schließt dann den Bypass
und öffnet über die Magnetventile 8 die
Brennstoffleitung 2 zu den Öldüsen 16 im
Brennerkopf. Voraussetzung ist ein positives Signal der Minimumluftdruckwächter 12,
Minimumöldruckwächter 6 und Maximumöldruckwächter 7.
Zum stufenlosen Betrieb des Brenners 1 übernimmt
nun der Feuerungsautomat 4 die synchrone und redundante
Regelung der Komponenten Stellmotor 10 mit Rückmeldung über
Potentiometer 20, Gebläsedrehzahl über
Frequenzumrichter 3 und Rückmeldung über
Drehzahlsensor 18 sowie Ölpumpendrehzahl über
Frequenzumrichter 5 mit Rückmeldung über Drehzahlsensor 19.
Zu jedem Regelschritt werden fest programmierte Wertetrippel dieser
Komponenten abgespeichert und im Feuerungsautomaten ausgegeben.
Damit kann nun vorteilhaft auch die Brennstoffmenge sparsam elektronisch
geregelt werden.
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Da
mit Überströmventilen ausgerüstete Druckzerstäubungspumpen
nicht drehzahlgeregelt werden können, wird eine Druckzerstäuberpumpe 14 ohne Überströmeinrichtung
zurückgebaut und der Elektromotor 17 nunmehr über
eine Drehzahlregelung durch einen Frequenzumrichter 5 geregelt.
Als Zerstäubungsdüsen 16 werden handelsübliche Öldüsen
verwendet mit einem erweiterten Druckbereich zwischen 6 und 40 bar.
Dabei werden vorteilhaft Rückschlagventile 21 oder
anstatt eines der Magnetventile 8 Brennstoffventile 21 in
die Abzweigung vor jede Düse 16 eingebaut, um
ein Auslaufen und Nachtropfen zu verhindern.
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Neu
ist nun, dass einerseits die Brennstoffdüsen so angeordnet
sind, dass die Flamme als Hohlflamme brennt und dass andererseits
diese Regeleinrichtung streng den physikalischen Gesetzen von Düsen
und ihrem Verhalten folgt (Bernoulli-Gleichung):
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Bei
der gleichen Düse unter verschiedenen Drücken
ergibt sich eine ganz einfache Beziehung, nach der hier das Regelverhältnis
des Brenners für flüssige Brennstoffe ermittelt
werden kann:
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Die
Pumpe 19 wurde mit der Drehzahl zwischen 400 und 1450 Umdrehungen/min.
gefahren und zeigt einen streng stabilen Charakter nach der zu erwartenden
Gleichung mit allen möglichen Größen von
Zerstäubungsdüsen 16 sowie auch mit einer
Anordnung von einer bis zu mindestens drei Düsen in einer
Düsengruppe.
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Das
Diagramm in 3 zeigt dieses Verhalten in
einer Kurve 31 mit Düsendruck in bar auf der Ordinate über
dem Durchsatz-(Zerstäubung-)Volumen auf der Abszisse. Die
Kennlinientechnik und ihre absolute Gesetzmäßigkeit,
die hier mit einfachen Mitteln erreicht wird, ermöglicht
eine Anpassung an die Kennlinien der Luftregelklappe und des Gebläses
mit seinem drehzahlgeregelten Antrieb mit handelsüblichen
Feuerungsautomaten 4 nach EN 298, die
nunmehr mit einem zusätzlichen vorteilhaften stetigen Ausgang
ausgerüstet sein müssen. Das erreichbare Regelverhältnis
liegt pumpenseitig bei maximal 1:2,5, d. h. minimal 40% und maximal
100%.
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Das
Diagramm zeigt in zwei zusätzlichen Kurven 32 und 33,
wie zwei Teilbereiche, die an einem Gebläsebrenner gesteuert
angefahren werden, einen stufenlosen Übergang zu einer
zusätzlichen kombinierten Kurve 32. Ausgehend
von einem ersten Düsensatz A und dann übergangslos
durch Zuschaltung eines zweiten Düsensatzes B zu einer
Düsensatzgruppe A + B mit dem ergänzten Leistungsverlauf 33,
nämlich bis zur vollen Leistung. Diese Kurven 31 bis 33 können
in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit nur zwei
Düsensätzen und mit einem Feuerungsautomaten 4 nach EN
298 und mit einer elektronischen Verbundregelung nach EN 12067-2 sicher
geregelt werden, wodurch ein Regelverhältnis von bis zu
1:5 verwirklichbar ist.
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Es
handelt sich dabei um die Technik eines des Brennstoffdüsenwechsels
in ”fliegender” Weise, wodurch man von einer Kurve – ohne
den Verbrennungsprozess abzuschalten – auf eine andere
Regelkurve übergeht. Dadurch sind nunmehr höchste
Wirkungsgrade bei Teillast möglich mit stickstoffoxidarmem
Betrieb.
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In 4 ist
eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung in einem Hydraulikschema
dargestellt. Der Gebläsebrenner arbeitet auf der Basis
der zu 1 beschriebenen Weise mit einer drehzahlgesteuerten
Förderpumpe und der damit verbundenen Öl- und
Zerstäubungshydraulik. Zusätzlich weist er einen
Brennstoffdüsen-Satz 28 auf, mit dem der erste Regelbereich
des Brenners, z. B. von 20 bis 45 Prozent Leistung, gefahren werden
kann, wie im Diagramm in 3 durch die Kurve 32 dargestellt.
Wird nun mehr Leistung benötigt, so wird im fliegenden Wechsel
ein zusätzlicher Düsensatz 29 zugeschaltet, der
den zweiten Bereich der Regelkurve 33 des Brenners ermöglicht.
Es ist auch jederzeit möglich, den Brennerleistungsbereich
in drei Teilbereiche mit drei Düsensätzen noch
feiner abzustufen und noch höhere Regelverhältnisse
zu fahren.
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Alle
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den
Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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- 1
- Brenner
für flüssige oder flüssige/gasförmige Brennstoffe
- 2
- Brennstoffleitung
- 3
- Frequenzumrichter
Gebläse
- 4
- Feuerungsautomat
- 5
- Frequenzumrichter
Brennstoffpumpe
- 6
- Druckwächter
minimum flüssiger Brennstoff
- 7
- Druckwächter
maximum flüssiger Brennstoff
- 8
- Magnetventile
- 9
- Bypassventil
- 10
- Stellmotor
Verbrennungsluft für Luftklappe
- 11
- Endschalternocken
am Stellmotor Luft
- 12
- Luftdruckwächter
minimum für Betrieb mit flüssigem Brennstoff
- 13
- Luftdruckwächter
minimum für Betrieb mit gasförmigem Brennstoff
- 14
- Brennstoffpumpe
- 15
- Druckregelung
Bypassleitung
- 16
- Brennstoffdüsen
- 17
- Antriebsmotor
der Brennstoffpumpe
- 18
- Drehzahlsensor
Antriebsmotor Gebläse
- 19
- Drehzahlsensor
Antriebsmotor Brennstoffpumpe
- 20
- Potentiometer
Stellmotor
- 21
- Rückschlagventile
- 22
- Magnetventil
- 23
- Antriebsmotor
des Gebläses
- 24
- Gebläse
des Brenners
- 25
- Rückschlagklappe
Bypassleitung
- 26
- Magnetventil
Brennstoffdüsen A
- 27
- Magnetventil
Brennstoffdüsen B
- 28
- Brennstoffdüsen
A
- 29
- Brennstoffdüsen
B
- 31
- Regelkurven
Brennstoffdüsen 2
- 32
- Regelkurven
Brennstoffdüsen A
- 33
- Regelkurven
Brennstoffdüsen A + B
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0623785
B1 [0004]
- - DE 19921045 [0005]
- - DE 69808646 T2 [0006]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - EN 298 [0005]
- - EN 267 Öl-Gebläse-Brenner [0008]
- - EN 298 [0034]
- - EN 298 [0035]
- - EN 12067-2 [0035]