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Die
Erfindung betrifft einen Pelletbrenner ein Verfahren zur Steuerung
dieses Pelletbrenners, sowie eine Dosiervorrichtung.
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In
jüngster
Zeit ist die Nachfrage nach Heizvorrichtungen gestiegen, die nachwachsende
Rohstoffe, wie z. B. Pellets oder Hackschnitzel aus Holz, verbrennen
können.
Diese werden üblicherweise
in der Gebäude-Heiztechnik
eingesetzt.
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Zur
Verwendung der Pellets als Heizmittel, werden die Pellets üblicherweise
in eine Brennschale oder auf einen Brennrost geleitet und dort verbrannt, und
mittels eines Wärmetauschers
wird Wasser oder eine andere Flüssigkeit
erwärmt.
Dabei werden Pellets beispielsweise mittels einer Förderschnecke
solange in die Brennschale befördert,
bis eine vorgegebene Kesseltemperatur erreicht ist. Wegen des großen Flüssigkeitsvolumens,
und da eine Vorlauftemperatur unabhängig von der Kesseltemperatur,
beispielsweise durch ein Drei- oder Vierwegeventil, geregelt werden
kann, ist eine genaue Temperaturregelung nicht zwingend erforderlich.
Ist eine voreingestellte Temperatur erreicht, werden überschüssige Pellets
in dem Brenner unter erhöhter
Sauerstoffzufuhr schnell verbrannt, um minimale Asche- und Staubrückstände zurückzulassen.
Dies vereinfacht ein späteres
Zünden,
da Asche die Heizleistung des Brenners reduzieren und Leitungen
verstopfen kann. Die überschüssige Wärme bei
dem Restbrennstoffverbrennungsvorgang wird von dem großen Flüssigkeitsvolumen
aufgenommen, und stellt bei herkömmlichen
Heizanlagen kein Problem dar.
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Um
jedoch Pellets oder Hackschnitzel in einem Backofen für Bäckereien
einsetzen zu können, werden
andere Brenner benötigt,
die die üblichen Backtemperaturen
zwischen 180°C
und 300°C
zuverlässig
erreichen und halten können.
Bei den herkömmlichen
Brennern zum Betrieb eines solchen Backofens für Bäckereien mit Wärmetauschern,
die als Wärmespeichermedium
Rauchgas oder Luft einsetzen, überschreitet
die Temperatur im Ofen bei dem Verbrennen der überschüssigen Pellets den eingestellten
Sollwert um bis zu 40°K.
Dies ist für
die Backwaren schädlich.
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US 2007/0137503 A1 beschreibt
einen Pellet-befeuerten Rauchgenerator, mit zwei voneinander separat
ausgebildeten Dosiermitteln, die in dem Brennergehäuse angeordnet
sind.
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US 2003/0226561 A1 beschreibt
einen Pelletbrenner zum Heizen, der über zwei separate, voneinander
unabhängige
Dosiermittel verfügt,
die als Förderschnecken
ausgebildet sind, welche einem Brennrost Brennmaterial zuführen.
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US 4 945 837 A beschreibt
eine Pelletzuführvorrichtung,
die aus zwei um eine gemeinsame Welle ausgebildeten Förderschrauben
besteht. Durch geeignete Wahl der Gewinde der Förderschrauben werden bei einer
Drehung der Welle Pellets von beiden Förderschrauben zu einem gemeinsamen
Auslass gefördert.
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JP 2008267709 A beschreibt
einen Pelletbrenner, der über
ein zweitstufiges Fördermittel
verfügt,
das in Form von hintereinander angeordneten, voneinander getrennten
Förderschnecken
das Brennmaterial dem Verbrennungsraum zuführt.
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Aus
dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, dass Pelletöfen mit
Wärmetauschern
für Rauchgas/Luft
bei der Zubereitung von Teigwaren verwendet werden. Die
DE 600 26 216 T2 beschreibt einen
Pizzaofen der mittels eines Schraubenförderers das Brennmaterial in
den Brenner leitet, oder mittels eines Auf-Zu-Ventils den Zufluss
des Brennmaterials in den Brenner ermöglicht. Die Zuführung des
Brennmaterials wird derart gesteuert, dass Pellets bis zum Erreichen
der Solltemperatur dem Brenner zugeführt werden.
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Der
Nachteil dieses pelletbeheizten Pizzaofens ist, dass ein Überschuss
an Pellets beim Erreichen der Solltemperatur dazu führt, dass
beim Verbrennen der überschüssigen Pellets
die Solltemperatur überschritten
wird. Ein zu frühes
Einstellen der Zuführung
von Pellets wiederum resultiert in zu niedrigen Backtemperaturen.
Beide Effekte sind für
die Zubereitung von Teigwaren, wie beispielsweise Brot, wenig geeignet.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, Pelletbrenner für einen Backofen zur Verfügung zu
stellen, der bei der Verwendung von Rauchgas/Luft-basierten Wärmetauschern
eine bessere Regelung der Wärmeabgabe,
abhängig
von der Wärmeanforderung,
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Vorrichtung gemäß Patentanspruch
1 sowie mittels des Verfahrens gemäß Patentanspruch 12 sowie durch
eine Dosiervorrichtung gemäß Anspruch
22 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass zweigeteilte Dosiermittel verwendet werden, deren beiden Dosiereinrichtungen
verschieden groß sind.
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, mit
den Dosiereinrichtungen unabhängig
voneinander dem Pelletbrenner Brennmaterial zuzuführen. Bei
hohem Wärmebedarf
ist es somit möglich,
dass beide Dosiereinrichtungen gleichzeitig Brennmaterial in den
Pelletbrenner liefern, bei kleinerem Wärmebedarf nur die größere Dosiereinrichtung
Brennmaterial liefert und bei minimalem Wärmebedarf, beispielsweise um
die eingestellte Temperatur zu halten, nur die kleinere Dosiervorrichtung
Brennmaterial an den Pelletbrenner liefert. Damit kann eine eingestellte Temperatur
zuverlässig
gehalten werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
dass eine elektronische Steuereinrichtung vorhanden ist. Die Steuereinrichtung
kann ein Anforderungsprogramm starten, wenn eine Wärmeanforderung
durch den Backofen oder einen anderen Verbraucher erfolgt. Die Steuereinrichtung
kann zudem mit einer Flammenüberwachung verbunden
sein und deren Signale auswerten.
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Einzelheiten,
Vorteile und Weiterentwicklungen der Erfindung werden anhand eines
Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Pelletbrenners.
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Die
Darstellung in 1 zeigt einen Pelletbrenner 1 einer
ersten Ausführungsform,
der einen Vorratsbehälter 2 mit
einem Näherungsschalter 3, zum
Stoppen der Befüllung
des Vorratsbehälters, eine
steile Pelletrutsche 10, mit vorderem Schüttschutz 11 und
seitlichen Schüttschutzen 12,
ein Brennergehäuse 13,
mit einem Brennrost 14, einer Heizschlange 15 und
einer Förderschnecke 16,
ein Gebläse 20 mit
einem Leitblech 21 und einer Stellklappe 22, eine
Flammenüberwachung 23 sowie
eine Steuereinrichtung aufweist. Diese ist wie folgt aufgebaut: unter
dem Vorratsbehälter 2 sind
Dosiermittel 4 zur Aufnahme von Pellets aus dem Vorratsbehälter 2, und
zur Lieferung der Pellets über
die Pelletrutsche 10 auf den Brennerrost 14 in
dem Brennergehäuse 13,
angeordnet, wobei die Dosiermittel 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus zwei separaten Dosiereinrichtungen 5, 6 bestehen,
die separat voneinander drehbar angeordnet sind.
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Vor
dem Vorratsbehälter 2 ist
ein Pelletförderungssystem
(nicht gezeigt) angeordnet. In dem oberen Bereich ist der Vorratsbehälter 2 im
Wesentlichen kastenförmig
ausgebildet. Der untere Bereich des Vorratbehälters 2 weist eine
zylindersegment-förmige
Aussparung auf, deren Krümmung
mit der Krümmung
von den dem Vorratsbehälter
nachgeordneten Dosiermitteln 4 übereinstimmt, so dass die Dosiermittel 4 und
der Vorratsbehälter 2 nahezu
lückenlos
aneinander angeordnet werden können.
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Wie
in 1 gezeigt, bestehen die Dosiermittel 4 aus
zwei separaten Dosiereinrichtungen 5, 6, die drehbar
um dieselbe Drehachse angeordnet sind. Insbesondere sind die Dosiereinrichtungen 5, 6 voneinander
separat drehbar vorgesehen. Die Drehung der Dosiereinrichtungen 5, 6 erfolgt
jeweils über
einen Stellmotor (nicht gezeigt). Vorzugsweise sind die Dosiereinrichtungen 5, 6 durch
zwei parallel angeordnete kreisförmige
Seitenflächen 9a, 9b ausgebildet,
die durch ein Nabengehäuse 8 miteinander
verbunden sind. Da die Form der Dosiereinrichtungen 5, 6 einem
Zylinder ohne Mantelfläche
entspricht, werden im Folgenden die geometrischen Bezeichnungen
eines Zylinders zur vereinfachten Beschreibung verwendet. Die Zylinderachse
als Symmetrieachse ist gleichzeitig Drehachse der entsprechenden
Dosiereinrichtung 5, 6, und verläuft horizontal
und senkrecht zu der allgemeinen Längsrichtung des Zylinders.
Die Dosiereinrichtungen 5, 6 weisen keine Mantelfläche auf.
Die jeweiligen Seitenflächen 9a, 9b, stehen
senkrecht zu der Zylinderachse. Das Nabengehäuse 8 ist um die Zylinderachse
herum angeordnet, zur Aufnahme einer Achse, und zur Übertragung der
Drehung durch die Stellmotoren. Die Dosiereinrichtungen 5, 6 werden
jeweils in eine Anzahl Volumensegmente 9, hier beispielsweise
vier gleich große
Volumensegmente, unterteilt. Diese Volumensegmente 9 werden
gebildet durch Wände 7,
die von einer Seitenwand 9a zu der anderen Seitenwand 9b der
Dosiereinrichtungen 5, 6 reichen, und die sich von
dem Nabengehäuse 8 im
Inneren der Dosiereinrichtungen 5, 6 radial nach
außen
bis zu der Umfangskante erstrecken, so dass die Volumensegmente 9 nur
im Bereich der hypothetischen Mantelfläche nach außen geöffnet sind.
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Es
ist zudem wünschenswert,
wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
gezeigt, die zylinderförmigen
Dosiereinrichtungen 5, 6, bei gleichem Radius
der Seitenflächen 9a, 9b,
mit unterschiedlichem Volumen vorzusehen. Dies wird durch unterschiedliche
Längen
der Zylinderhöhen,
also der Länge
des zwischen den Seitenflächen 9a, 9b einer
Dosiereinrichtung 5, 6 angeordneten Nabengehäuseabschnitts 8,
erreicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Größenverhältnis der
kleineren Dosiereinrichtung 6 zu der größeren Dosiereinrichtung 5 beispielsweise
1:2.
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Eine
unterhalb des Vorratsbehälters 2 angeordnete
Abschervorrichtung 24 ist zwischen dem Vorratsbehälter 2 und
den dahinter angeschlossenen Dosiermitteln 4 vorgesehen.
Die Abschervorrichtung ist derart ausgebildet, dass im Betrieb während einer Drehung
der Dosiereinrichtung 5, 6 deren Umfangskante
entlang einer scharfen Kante der Abschervorrichtung geführt wird.
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Im
weiteren Verlauf nach den Dosiermitteln 4 ist eine Pelletrutsche 10 angeordnet,
die eine schiefe Ebene darstellt und von den Dosiermitteln 4 abwärts geneigt
in ein Brennergehäuse 13 führt. Die
längs verlaufenden
Kanten der Pelletrutsche 10 weisen seitliche Schüttschutze 12 auf,
die sich bis zu den Dosiermitteln 4 erstrecken und deren
Konturen angepasst sind, so dass ein minimaler Abstand zwischen den
Dosiermitteln 4 und den seitlichen Schüttschutzen 12 besteht.
Auf der den Dosiermitteln 4 abgewandten Stirnseite ist
ein mit den seitlichen Schüttschutzen 12 einstückig ausgebildeter
vorderer Schüttschutz 11 ausgebildet,
der sich nach oben verlaufend tangential bis an die Dosiermittel
annähert und
im Folgenden eine Krümmung
wie die Krümmung
der Dosiermittel aufweist, so dass sich der vordere Schüttschutz
entlang der Dosiermittel 4 bis zu dem Vorratsbehälter 1 erstreckt.
Eine vertikale Verbindung nach unten zu einem Brennergehäuse 13 ist nicht
vorgesehen, was somit die Frontseite geöffnet lässt.
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Der
Pelletbrenner 1 weist zudem ein zweiteiliges quaderförmiges Gehäuse 13 auf,
dessen eines Teil ein Unterteil 17a ist und dessen zweites
Teil eine abnehmbare Abdeckung 17b ist. Das Unterteil 17a hat
einen im Wesentlichen U-förmigen
Querschnitt, wobei die Unterseite des Unterteils 17a jedoch
nicht geschlossen ist und die Stirnseiten nur teilweise geschlossen
sind. In den Seitenwänden
des Unterteils befinden sich Aussparungen 19 durch die
sich die Windungen einer mäanderförmig durch
das (Brenner-)-Gehäuse 13 verlaufenden
elektrischen Heizschlange 15 aus dem Gehäuse 13 erstrecken.
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Die
Abdeckung 17b weist einen Querschnitt auf, der einem umgekehrten
U entspricht und weist überdies
keine Stirnseiten auf. Durch Überstülpen der
Abdeckung 17b über
das Unterteil 17a wird das Gehäuse 13 abgeschlossen.
Die Seitenteile der Abdeckung 17b weisen dabei Aussparungen 19 auf,
die zu den Aussparungen 19 des Unterteils 17a korrespondieren
und durch die sich analog zu dem Unterteil 17a die Windungen
der Heizschlange 15 aus dem Gehäuse 13 heraus erstrecken.
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Von
den beiden unteren Längskanten
des Unterteils 17a des Gehäuses 13 verlaufen
zwei Wandabschnitte 13a, 13b abwärts geneigt
trichterförmig
aufeinander zu, schließen
die Öffnung
der Unterseite jedoch nicht ab. Zwischen den geneigten Wandabschnitten 13a, 13b wird
in der Öffnung
der Unterseite eine spiralförmige
Förderschnecke 16 eingebracht,
deren Achse in etwa auf Höhe
der vom Pelletbrenner 1 abgewandten Kanten der geneigten Wandabschnitte 13a, 13b angebracht
ist. Somit befindet sich nur etwa eine Hälfte der Förderschnecke 16 im
Inneren des Brennergehäuses 13,
während
die andere Hälfte
unterhalb des Brennergehäuses 13 herausragt.
Die Achse der Förderschnecke 16 erstreckt sich
dabei in einer allgemeinen Längsrichtung.
Innerhalb des Brennergehäuses 13 erstreckt
sich, parallel zu der allgemeinen Längsrichtung, ein Brennrost 14, der
aus Lamellen aufgebaut ist, die zu der vertikalen Richtung schräg gestellt
sind, und die sich horizontal, jedoch quer zu der allgemeinen Längsrichtung,
im Inneren des Gehäuses 13 erstrecken.
Zwischen den Lamellen des Brennrosts 14 verläuft mäanderförmig die
elektrische Heizschlange 15, deren Windungen sich durch
die Aussparungen 19 in dem Brennergehäuse 13 aus den Seitenwänden des
Unterteils 17a und der Abdeckung 17b heraus erstrecken.
Im Inneren des Gehäuses 13 verlaufen
diese Windungen parallel zu den Brennrostlamellen.
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Die
vordere, also die der Pelletrutsche 10 abgewandte, Stirnseite
des Gehäuses 13 ist
in einem Bereich oberhalb der Förderschnecke 16 durch
eine Wand 18 begrenzt, die sich jedoch nicht bis zu der Höhe des Brennrosts 14 erstreckt,
so dass ein oberer Teil der Stirnseite offen bleibt. Die hintere,
also die der Rutsche 10 zugewandte, Stirnseite des Gehäuses 13 ist
ebenfalls nur in einem Bereich oberhalb der Förderschnecke 16, jedoch
nur bis unterhalb eines Leitblechs 21, das nachfolgend
näher erläutert wird, durch
eine Stirnwand begrenzt. Der Bereich oberhalb des Leitblechs 21 bleibt
somit offen. Die oben beschriebenen Öffnungen in den Stirnseiten
des Gehäuses 13 bilden
somit einen Luftkanal, durch den ein Luftmengenaustausch, beispielsweise
in einem nachgeschalteten Wärmetauscher,
stattfinden kann.
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Dem
Pelletbrenner 1 ist zudem ein Gebläse 20 zugeordnet.
Das Gebläse 20 weist
das Leitblech 21 auf, das, wie in 1 gezeigt,
aus der Horizontalen geneigt ist und von dem Gebläse abwärts in der allgemeinen
Längsrichtung
verläuft.
Das Leitblech schließt
unterhalb der Heizschlange 15, aber oberhalb der Förderschnecke 16 an
dem Brennergehäuse 13 an.
An dem Leitblech 21 ist eine Stellklappe 22 angebracht,
die horizontal ausgerichtet, und aus der Horizontalen neigbar ist.
Die Position und die Stellung der Stellklappe 22 sind dabei
derart veränderbar,
dass eine für
den Verbrennungsvorgang geeignete Luftzufuhr in das Brennergehäuse 13 gewährleistet
ist. Zudem ist an dem Pelletbrenner 1 in der Längsrichtung
eine Flammenüberwachung 23 angeordnet,
die sich seitlich der Rutsche 10 zwischen dem Gehäuse 13 und
dem Gebläse 20 erstreckt.
Diese Flammenüberwachung 23 kann
wie hier beispielsweise als Fotozelle ausgebildet sein.
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Die
erfindungsgemäße Funktionsweise
des Pelletbrenners 1 mit den Dosiermitteln 4 wird
im Folgenden näher
beschrieben. Der Vorratsbehälter 2 wird
durch ein Fördersystem
(nicht gezeigt) mit Pellets befüllt
und ein Näherungsschalter 3 misst
den Befüllungszustand
des Vorratsbehälters 1,
und signalisiert ein Abschalten der weiteren Förderung beim Erreichen eines
vorbestimmten Befüllungsstands. Von
dem Vorratsbehälter 2 gelangen
die Pellets durch die Schwerkraft getrieben in ein jeweils unterhalb
des Vorratsbehälters 2 positioniertes
Volumensegment 9 der Dosiereinrichtungen 5, 6.
Die Pellets fallen somit auf die in dieser Position hintere, horizontal
liegende Trennwand 7 (nicht gezeigt). Durch das Weiterdrehen
der Dosiereinrichtungen 5, 6 im Uhrzeigersinn
rutschen die Pellets von dem vorderen der beiden oberen Volumensegmente 9,
also von dem der Rutsche zugewandten Volumensegment, auf eine steile
Rutsche 10 und rutschen von dort in das Brennergehäuse 13 auf
den Brennrost 14. Der vordere Schüttschutz 11 und die
seitlichen Schüttschutze 12 verhindern
ein Herausfallen der Pellets aus dem Pelletbrenner 1. Das
zuvor befüllte,
hintere, also das von der Rutsche abgewandte, obere Volumensegment,
wird an die Stelle des zuvor vorderen, oberen Volumensegments gedreht.
Während
des Drehens werden mittels der Abschervorrichtung 24 eventuell überstehende
Pellets abgeschnitten. So werden keine Pellets eingeklemmt und die
Dosiermittel 4 können
sich ungehindert drehen. Gleichzeitig wird das hintere, also das
der Rutsche abgewandte, untere Volumensegment in die Position des
zuvor hinteren, oberen Volumensegments, unterhalb des Vorratsbehälters 2 gedreht.
Daher befüllt
sich das zuvor hintere, untere Volumensegment in der neuen Position
mit Pellets. Überstehende
Pellets werden bei dem Weiterdrehen der Dosiereinrichtung 5, 6 wiederum
durch die Abschervorrichtung 24 abgeschnitten. Der oben beschriebene
Vorgang wiederholt sich bei jeder Weiterdrehung der Dosiereinrichtung 5, 6.
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Die
separaten Dosiereinrichtungen 5, 6 werden vorzugsweise
unabhängig
voneinander von Stellmotoren gedreht. Wie bereits erwähnt unterscheiden
sich in der vorliegenden Ausführungsform die
Dosiereinrichtungen 5, 6 in ihrer Größe voneinander,
so dass die Volumensegmente 9 der verschiedenen Dosiereinrichtungen 5, 6 unterschiedliche
Mengen Pellets aufnehmen können.
Durch die voneinander unabhängige
Drehung der Dosiereinrichtungen, kann so eine auf die effektive
Wärmeanforderung
hin exakt abgestimmte Menge an Pellets dem Brennrost zugeführt werden.
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So
werden in der vorliegenden Ausführungsform
bei hohem Wärmebedarf
beide Dosiereinrichtungen 5, 6 gleichzeitig gedreht.
Somit führen
beide Dosiereinrichtungen 5, 6 dem Brennrost 14 Pellets zu.
Bei kleinerem Wärmebedarf
wird nur die größere Dosiereinrichtung 5 zur
Lieferung von Pellets in das Gehäuse 13 gedreht,
während
die kleinere Dosiereinrichtung 6 nicht gedreht wird. Bei
minimalem Wärmebedarf,
beispielsweise um die eingestellte Temperatur zu halten, wird schließlich nur
die kleinere Dosiereinrichtung 6 gedreht, während die
größere Dosiereinrichtung 5 nicht
gedreht wird. Somit kann eine vorgegebene Temperatur zuverlässig und
schnell erreicht und schließlich
auch gehalten werden. Der Wärmebedarf
wird durch eine Temperaturmessung beispielsweise an dem Wärmetauscher
des Pelletbrenners 1 ermittelt (nicht gezeigt).
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Zum
ersten Entzünden
der Pellets auf dem Brennrost 14 wird die elektrische Heizschlange 15 eingeschaltet
und eine geringe Luftmenge zugeführt. Die
Flammenüberwachung
(Fotozelle) 23 signalisiert, wenn die Pellets entzündet sind.
Daraufhin wird die Luftmenge erhöht.
Dazu saugt das Gebläse 20 die
Verbrennungsluft an und bläst
diese unter und über
den Brennrost 14. Durch die Verwendung der Dosiermittel 4 ist
die genaue Pelletmenge im Brennergehäuse 13 bekannt. Die
Luftzufuhr durch das Gebläse 20 ist
dieser Pelletmenge angepasst. Die Stellklappe 22 verteilt
die Luftmenge in dem Brennergehäuse 13,
und das Leitblech 21 sorgt dafür, dass die Förderschnecke 16,
die zur Entaschung des Brennergehäuses 13 verwendet
wird, nicht im Luftstrom liegt.
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Neben
der oben dargestellten Ausführungsform
sind weitere Ausführungsformen
denkbar. So können
mehr als zwei Dosiereinrichtungen verwendet werden, um eine noch
genauere Temperaturkontrolle mit niedrigeren Toleranzzonen für die jeweilige Solltemperatur
zu erhalten. Zu diesem Zweck können
die Dosiereinrichtungen der Dosiermittel sowohl gleiche, wie auch
verschiedene Größen haben.
Sie können
auch verschieden viele Volumensegmente aufweisen, deren Größe auch
innerhalb einer Dosiereinrichtung nicht einheitlich sein muss.
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Daneben
ist denkbar, dass zusätzlich
auch die Drehgeschwindigkeit der Stellmotoren direkt zur Dosierung
der Pellets herangezogen wird, wobei eine schnellere Drehung eines
Stellmotors, und damit der entsprechenden Dosierkammer, eine höhere Lieferrate
der Pellets bedeutet.
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Es
ist zudem in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorstellbar,
dass die Abschervorrichtung 24 zwischen den Vorratsbehälter und
die Dosiermittel eingebracht werden kann um überstehende Pellets abzuschneiden.
Die Abschervorrichtung wird dazu entlang der Umfangskante der Dosiereinrichtungen
eingebracht. Gleichzeitig würde
dadurch die Dosiereinrichtung von dem Vorratsbehälter separiert werden. Es ist
dann auch denkbar, dass die Abschervorrichtung 24 auch
als Dosierklappe fungiert. Diese kann dann eine Befüllung der
Volumensegmente derart dosieren, dass die jeweiligen Volumensegmente
größere oder
kleinere Mengen von Pellets aufnehmen und entsprechend in das Brennergehäuse liefern.
Die Dosierklappe kann zu diesem Zweck auch mehrfach, entsprechend
der Zahl der Dosiereinrichtungen, geteilt sein, und die Befüllung der
Dosiereinrichtungen unabhängig
voneinander dosieren. Diese Weiterbildungen ermöglichen eine noch exakter abstimmbare
Menge von Pellets die in das Brennergehäuse geliefert werden.
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Weiterhin
können
mehrere Dosiereinrichtungen auf derselben Drehachse angeordnet sein,
wobei die Dosierung durch die Dosierklappe erfolgt, die selektiv
die Dosiereinrichtungen befüllen
kann.
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Ein
Verfahren zur Steuerung der Dosiermittel 4 des Pelletbrenners 1 ermöglicht die
erfindungsgemäße Benutzung
der Vorrichtung. In einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuereinrichtung mit den Stellmotoren zur
Drehung der Dosiermittel 4 verbunden. Das Steuerverfahren
basiert auf der Berechnung eines Wärmebedarfstrends in der Steuereinrichtung,
unter Berücksichtigung
der aktuellen Temperatur sowie der eingestellten Temperatur. Mittels entsprechender
Ansteuerung der Stellmotoren werden alle oder nur ein Teil der Dosiereinrichtungen 5, 6 von
der Steuereinrichtung zur Drehung und damit zur Freigabe von Pellets
veranlasst.
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Somit
kann die benötigte
Pelletmenge einer Soll-Istwertdifferenz angepasst werden, so dass schön vor dem
Erreichen der eingestellten Temperatur die Pelletzufuhr reduziert
werden kann, um die eingestellte Temperatur nicht zu überschreiten. Gleichzeitig
wird durch die Berechnung verhindert, dass die eingestellte Temperatur
nicht erreicht, oder dauerhaft unterschritten wird.
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Gerade
auch bei einem Unterschreiten der eingestellten Temperatur kann
eine überhöhte Zuführung von
Pellets mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
vermieden werden. Andernfalls kann dies wiederum in zu hohen Temperaturen
resultieren, was schädlich
für die
Backwaren sein kann.
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Die
Steuerung geschieht anhand einer Berechnung eines Temperaturtrends
in der Steuereinrichtung. Das Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung
ist im Folgenden beschrieben.
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Die
Steuereinrichtung wertet für
die Ansteuerung der Stellmotoren und der anderen mit ihr verbundenen
Komponenten die Signale der Fotozelle 23 aus. Wenn eine
Wärmeanforderung
durch den Backofen oder einen anderen Verbraucher erfolgt, beispielsweise
durch Einstellen einer Solltemperatur, wird ein Anfeuerungsprogramm
gestartet. Dazu wird zunächst
eine vorbestimmte Menge Pellets auf dem Brennrost 14 von
der Heizschlange 15, bei geringer Luftzufuhr durch das
Gebläse 20,
entzündet.
Sobald die Fotozelle/Flammenüberwachung 23 eine
Flamme erfasst, wird die Luftmenge auf den Wert erhöht, der
für eine
Verbrennung der Pellets auf dem Brennrost 14 richtig ist.
Basierend auf der Wärmeanforderung
wird die entsprechende Dosiermenge von Pellets in der Steuereinrichtung
berechnet. Bis dahin wird die kleinste Pelletmenge dosiert. Die
Berechnung geschieht anhand eines Trends des Wärmebedarfs, der in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel abhängig von
einer Funktion der Differenz des Sollwertes zum Istwert der Vorlauf-
bzw. Austrittstemperatur ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung kann die Berechnung des Wärmbedarftrends auch abhängig von
weiteren Größen, wie
beispielsweise der Luftzufuhr oder der Wärmeleistung der Pellets, erfolgen.
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Das
Gebläse 20,
und somit die zugeführte Luftmenge,
kann in einer Ausführungsform
der Erfindung von der Steuereinrichtung geregelt werden.
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Die
Fotozelle 23 überwacht
während
des gesamten Verbrennungsvorgangs die Flamme. Tritt eine Störung auf,
beispielsweise, wenn die Flamme bei eingeschaltetem Pelletbrenner 1 erlischt,
bewirkt die Flammenüberwachung 23 einen
Stopp der Zulieferung von Pellets. Zudem bewirkt die Flammenüberwachung 23 die
Zufuhr von Verbrennungsluft in das Gehäuse 13, solange eine
Flamme sichtbar ist, beispielsweise bei dem Verbrennen noch vorhandener Pellets
nach Abschalten des Pelletbrenners 1.
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Die
berechnete Dosiermenge von Pellets wird durch Drehung mittels Stellmotoren
aus den Dosiereinrichtungen 5, 6 freigegeben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
regelt die Steuereinheit die Stellmotoren unabhängig voneinander. Somit können die
Dosiereinrichtungen 5, 6 separat voneinander angesteuert
werden.
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Muss
ein großer
Wärmebedarf
gedeckt werden, werden beide Motoren zur Drehung angesteuert und
beide Dosiereinrichtungen geben Pellets frei. Bei kleinerem Wärmebedarf
wird nur der der größeren Dosiereinrichtung 5 zugeordnete
Motor angesteuert, und nur diese größere Dosiereinrichtung 5 wird
zur Lieferung von Pellets an den Pelletbrenner gedreht, während der
der kleineren Dosiereinrichtung 6 zugeordnete Motor nicht
gedreht wird. Bei minimalem Wärmebedarf,
beispielsweise um die eingestellte Temperatur zu halten, wird schließlich nur
der der kleineren Dosiereinrichtung 6 zugeordnete Motor
gedreht, und nur die kleinere Dosiereinrichtung 6 gibt Pellets
frei.
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Wurde
der Ofen zum Beispiel entzündet
und ein hoher Wärmebedarf
muss gedeckt werden, um den Ofen vorzuheizen, werden beiden Dosiereinrichtungen 5, 6 gemeinsam
gedreht, um viele Pellets zu liefern. Nähert sich dann die Ist-Temperatur
der Soll-Temperatur an, wird dies erfasst, und anhand des in der
Steuereinrichtung berechneten Temperaturtrends wird die Zuführmenge
von Pellets reduziert, indem der der kleineren Dosiereinrichtung 6 zugeordnete
Motor gestoppt wird, und somit nur noch die größere Dosiereinrichtung 5 Pellets
liefert. Die Ist-Temperatur nähert
sich also von unten an die Soll-Temperatur an. Ist die Soll-Temperatur erreicht,
wird der der größeren Dosiereinrichtung 5 zugeordnete
Motor gestoppt und der der kleineren Dosiereinrichtung 6 zugeordnete
Motor aktiviert, so dass nur die kleinere Dosiereinrichtung 6 Pellets
zum Erhalten der Ist-Temperatur liefert. Wird erfasst, dass die
Temperatur nicht in einem Toleranzbereich um die Soll-Temperatur
liegt, steuert die Steuereinrichtung, abhängig von dem Wärmebedarf
und dem berechneten Temperaturtrend, die Stellmotoren entsprechend.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist es überdies
vorstellbar, dass der Näherungsschalter 3, der
den Befüllungsstand
des Vorratsbehälters
misst, mit der Steuereinrichtung verbunden ist, so dass diese den
Befüllungsstand
erfassen kann. Daraufhin kann die Steuereinrichtung ein Fördersystem
in Gang setzen, das Pellets in den Vorratsbehälter befördert. Dieser wird solange
aufgefüllt,
bis der Näherungsschalter 3 einen
voreingestellten Befüllungsstand
erfasst und an die Steuereinrichtung weitergibt. Das Fördersystem,
und damit die Befüllung
des Vorratsbehälters 2,
wird bei Erreichen dieses voreingestellten Befüllungsstandes dann durch die
Steuervorrichtung gestoppt. Dies gewährleistet eine ausreichende
Versorgung der Dosiermittel 4 mit Pellets.
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Zudem
ist auch denkbar, dass mehr Dosiermittel als die zwei Dosiermittel 5, 6 der
vorhergehenden Ausführungsform
angesteuert werden. Ebenso kann auch die Förderschnecke 16 im
Brennergehäuse 13 zur
Entaschung des Ofens von der Steuereinrichtung angesteuert werden.
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Insbesondere
ist es auch vorstellbar, dass durch entsprechende Ansteuerung des
Gebläses
die Verbrennungstemperatur der Pellets aufgrund der geregelten Luftzufuhr
variiert wird, wobei eine hohe Luftzufuhr in höheren Verbrennungstemperaturen
resultiert.
