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Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Flüssigkeitshöhe
in einem Regelgefäß, insbesondere zur Speisung von Ölbrennern in Heizungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden
Flüssigkeitshöhe in einem Regelgefäß, in welches eine Brennstoffpumpe im Überschuß
fördert, zur Entnahme von Brennstoff unter gleichbleibendem Druck, insbesondere
zur Speisung von Ölbrennern in Heizungsanlagen.
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Die Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Brennstoffspiegels ist
beispielsweise bei solchen Brennern erforderlich, bei denen der Brennerdüse Brennstoff
durch Gefälle aus einem Gefäß zugeführt wird, da nur bei gleichbleibendem Brennstoffspiegel
ein gleichbleibender Brennstoffdruck an der Brennerdüse bzw. der Regeldüse der Brennstoffzuführung
vorhanden ist. Darüber hinaus ist es nicht möglich, die Förderleistung einer Pumpe
so genau auf den Verbrauch abzustimmen, daß nicht über einen längeren Benutzungszeitraum
erhebliche Abweichungen auftreten.
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Um daher zu gewährleisten, daß auf jeden Fall Brennstoff zur Düse
gelangen kann, muß die Pumpe im Überschuß fördern. Dabei ist jedoch eine Vorrichtung
erforderlich, die die Pumpe abschaltet oder die Brennstoffzufuhr zu dem Regelgefäß
unterbricht oder beeinträchtigt, wenn ein bestimmter Brennstoffspiegel erreicht
ist, um zu vermeiden, daß das Regelgefäß überläuft oder unüberprüfbare Drücke entstehen,
die die Verbrennung ungünstig beeinflussen.
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Die bekannten Regeleinrichtungen zur Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden
Flüssigkeitsspiegels, wie Überläufe, Schwimmer od. dgl., sind für den vorliegenden
Fall nicht recht geeignet. Die Verwendung von Überläufen z. B. scheitert im allgemeinen
daran, daß oft keine Möglichkeit besteht, eine Rücklaufleitung für den überlaufenden
Brennstoff vorzusehen. Bei Verwendung einer Schwimmersteuerung besteht die Gefahr,
daß der Schwimmer hängenbleibt, wodurch das Regelgefäß überlaufen kann. Auch diese
Lösung ist somit für vollautomatische Heizungsanlagen nicht sehr geeignet.
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Nach der Erfindung wird die Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden
Flüssigkeitshöhe in einem Regelgefäß, in welches eine Pumpe Brennstoff im Überschuß
fördert, dadurch erreicht, daß im Regelgefäß eine Rohrleitung vorgesehen ist, deren
oberes Ende sich unter der gewünschten Höhe des Brennstoffspiegels im Regelgefäß
befindet und deren unteres Ende an die Ansaugleitung der Brennstoffpumpe angeschlossen
ist, wobei der Durchflußquerschnitt dieser Leitung kleiner ist als derjenige der
Ansaugleitung der Brennstoffpumpe, und daß ferner über dem gewünschten Brennstoffspiegel
ein vorzugsweise vom Antriebsmotor der Brennstoffpumpe angetriebener Quirl vorgesehen
ist, der beim Ansteigen des Brennstoffspiegels in den Brennstoff eintaucht und diesen
in Drehung versetzt, wodurch die Brennstoffoberfläche die Form eines Drehparaboloides
annimmt, so daß das obere, bei normalem Brennstoffspiegel im Brennstoff befindliche
Ende der Rohrleitung über die verformte Brennstoffoberfläche in die Außenluft hinausragt
und die Brennstoffpumpe durch Zuleitung von Luft in ihrer Förderleistung beeinträchtigt
wird, und daß ferner die insbesondere zum Brenner führende Brennstoffentnahmeleitung
im Regelgefäß außerhalb des Bereiches des Drehparaboloides in geringerem Abstand
unterhalb des gewünschten Brennstoffspiegels endet als die an die Saugseite der
Brennstoffpumpe angeschlossene Rohrleitung.
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Da aus dem Regelgefäß ständig Brennstoff zum Verbraucher, d. h. zur
Brennerdüse, läuft, sinkt der Brennstoffspiegel wieder unterhalb des Quirls, wodurch
die Drehparaboloidform der Brennstoffoberfläche verschwindet, die Rohrleitung sich
wieder mit Brennstoff füllt und die Pumpe wieder voll fördern kann.
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Unter dem Begriff »Rohrleitung« wird in diesem Zusammenhang ein Röhrchen,
ein Kanal, eine Düse, ein Drosselquerschnitt, eine Bohrung od. dgl. verstanden.
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Es wurde vorausgesetzt, daß die Brennstoffpumpe im Überschuß fördert,
um auf jeden Fall den Bedarf des Verbrauchers zu decken. Deshalb ist an sich nur
die Verhinderung des Ansteigens des Brennstoffspiegels erforderlich, um ein Gleichbleiben
dieses Spiegels zu erreichen. Nun sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen der Brennstoffspiegel
unter die gewünschte Höhe absinken kann, beispielsweise wenn
die
Brennstoffpumpe `bei -in Betrieb befindlichem Brenner in ihrer Förderleistung wesentlich
beeinträchtigt wird, beispielsweise infolge Ausfalls des elektrischen Stromes und
dadurch bedingten Stehenbleibens des Antriebsmotors. In diesem Fall würde das obere
Ende der Rohrleitung in die Außenluft hinausragen, so daß auch bei Wiedereinsetzung
der Stromversorgung die Brennstoffpumpe nicht fördern könnte. Um auf jeden Fall
zu vermeiden, daß der Brennstoffspiegel unter das obere Ende der Rohrleitung sinken
kann, endet die zur Brennerdüse führende Brennstoffentnahmeleitung im Regelgefäß
außerhalb des Bereiches des Drehparaboloides in geringerem Abstand unterhalb des
gewünschten Brennstoffspiegels als die an die Saugseite der Brennstoffpumpe angeschlossene
Rohrleitung. Damit ist auf jeden Fall die Gewähr gegeben, daß der Brennstoffspiegel
nicht so weit absinken kann, daß Luft in die Rohrleitung gelangt.
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Die Erfindung ist auch auf anderen Gebieten der Technik, insbesondere
auch zur Speisung von Schutzgasanlagen oder zum Aufrechterhalten des Ausgangsspiegels
in chemischen Aufbereitungs- und Spaltanlagen verwendbar.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Mit 1 ist das Regelgefäß bezeichnet, das eine von einem Antriebsmotor
2 angetriebene Brennstoffpumpe 3 enthält. Die Brennstoffpumpe 3 fördert über die
Ansaugleitung 4 Brennstoff aus einem Brennstoffbehälter in das Regelgefäß 1. Auf
der Motorantriebswelle 5 ist ein Quirl 6 befestigt, der um einen geringen Betrag
über dem gleichzuhaltenden Brennstoffspiegel liegt. Eine Rohrleitung 7, die mit
der Ansaugleitung 4 der Brennstoffpumpe 3 in Verbindung steht, endet in geringem
Abstand unterhalb des gleichzuhaltenden Brennstoffspiegels und ist also im Normalfall
mit Brennstoff gefüllt. Der Durchflußquerschnitt dieser Rohrleitung 7 ist geringer
als derjenige der Ansaugleitung 4. Mit 8 ist die Brennstoffentnahmeleitung zum Brenner
bezeichnet, die unterhalb des gleichzuhaltenden Brennstoffspiegels zwischen diesem
und dem Ende der Rohrleitung 7 endet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende:
Die im Überschuß fördernde Brennstoffpumpe 3 fördert so lange Brennstoff in das
Regelgefäß 1, bis der Quirl 6 in den Brennstoff eintaucht. Durch die durch den Quirl
erzeugte Drehbewegung des Brennstoffes wird die Brennstoffoberfläche nach einem
Drehparaboloid verformt, das etwa die gestrichelt gezeichnete Form annimmt. Wie
ersichtlich, ragt dann das Ende der Rohrleitung 7 in den lufterfüllten Innenraum
des Drehpäraboloid hinein, wodurch Luft durch das -Röhrchen 7 zu der Saugseite der
Brennstoffpumpe 3 gelangen kann. Dies hat zur Folge, daß die Brennstofförderung
der Brennstoffpumpe 3 durch die Ansaugleitung 4 beeinträchtigt oder unterbrochen
wird. Durch den ständigen Verbrauch sinkt die Brennstoffoberfläche wieder unter
den Quirl 6; das Paraboloid baut sich ab, und es kann wieder Brennstoff in die Rohrleitung
7 eindringen. Da der Durchflußquerschnitt dieser Rohrleitung 7, wie vorher ausgeführt,
kleiner ist als derjenige der Ansaugleitung 4, saugt die Brennstoffpumpe 3 Brennstoffnicht
durch diese Rohrleitung 7, sondern hauptsächlich durch die Ansaugleitung 4. Es ist
ersichtlich, daß sich auf diese Weise ein mit Mittel gleichbleibender Brennstoffspiegel
in dem Regelgefäß 1 einstellt. Ein Absinken des Brennstoffspiegels, das zur Folge
hätte, daß -die Rohrleitung 7 nicht mehr im Brennstoff endet, ist an sich auf Grund
der im Überschuß fördernden Pumpe 3 nicht ohne weiteres möglich. Als zusätzliche
Sicherungsmaßnahme ist die Länge der Brennstoffentnahmeleitung 8 jedoch so bemessen,
daß sie oberhalb der Rohrleitung 7 endet, so daß also der Brennstoffspiegel im äußersten
Fall bis zu dieser durch das Ende der Brennstoffentnahmeleitung 8 bestimmten Höhe
absinken kann, bei welchem sich die Rohrleitung 7 noch im Brennstoff befindet. Es
ist also die Gewähr dafür gegeben, daß die Brennstoffpumpe3 nach beispielsweise
durch Netzausfall bewirktem Stehenbleiben des Antriebsmotors 2 bei Wiederanlaufen
des Motors sofort wieder fördert.
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Grundsätzlich ergibt das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
den Vorteil, daß der Motor bei Änderung der Höhe des- Brennstoffspiegels nicht aus-
oder eingeschaltet wird, sondern ständig läuft, solange die Brennerflamme brennt,
da lediglich die Förderleistung der Brennstoffpumpe geregelt wird. Es werden dadurch
Anfahrstöße vermieden, und bei Brennersystemen, bei denen der Antriebsmotor zugleich
die Verbrennungsluft fördert, findet eine Unterbrechung dieser Förderung nicht statt.