DE3037231A1

DE3037231A1 - Oelbrenner

Info

Publication number: DE3037231A1
Application number: DE19803037231
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 5632 Wermelskirchen Schilling
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1982-09-30

Description

Ölbrenner
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ölbrenner gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der DE OS 27 19 573 ist ein solcher Ölbrenner bekanntgeworden, der einen Temperaturregler zum Erwärmen des zu verbrennenden Öls auf einen bestimmten Wert aufweist. Dieser Anordnung haftet der Nachteil an, daß die eigentlich zu überwachende Größe, nämlich die Viskosität des zu verbrennenden Öls, gar nicht erkannt und bestimmt bzw. gestellt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner zu schaffen, bei dem der Durchsatz und die Viskositä-t des Brennöles konstant auf geführten Werten gehalten werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.
Der hieraus ersichtliche technische Fortschritt liegt im wesentlichen darin, daß die für die Zerstäubung und Verbrennung maßgeblichste Größe, nämlich die Viskosität, direkt erfaßt und geregelt wird und daß als wichtigste Störgröße der Durchsatz an Brennöl vorab erfaßt wird und verstellt wird, bevor er sich entscheidend auf die Regelstrecke auswirken kann.
Weitere Ausbildungen und besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt einen schematischen Aufbau eines Viskositätsreglers.
Ein Ölbrenner 1 ragt mit einem Flammenrohr 2 in den Innenraum 3 eines Ölkessels 4, der zur Speisung einer Zentralheizungsanlage und/oder eines Brauchwasserbereiters dient. Der Ölkessel wird über eine Ölzuführungsleitung 5, in der elektrische Heizwiderstände 6 und 7 angeordnet sind, von einem Ölvorratsbehälter 8 unter Zwischenschaltung einer Pumpe 9 gespeist. Im Zuge der Ölzuleitung 5 ist eine Meßblende 10 in Form eines Drosselquerschnitts angeordnet. Beiderseits der Meßblende 10 münden Druckleitungen 11 und 12, die zu einem Differenzdruck-Meßwertaufnehmer 13 führen. Die Teile 10 bis 15 bilden ein Meßinstrument für den Öldurchsatz im Zuge der Leitung 5.
Der nicht dargestellte Meßwertaufnehmer besteht im wesentlichen aus einer in einer Membrankammer eingespannten Membraun, deren Stellung von einer Stellstange gegen die Rückstellkraft einer Feder abgeführt wird. Der Stellstange sind zwei Arheitskontakte zugeordnet, die von der Stellstange betätigt werden können. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Stellstange entweder den einen oder den anderen Kontakt schließt, je nachdem welchen sie berührt. Berührt die Stellstange einen Kontakt nicht, geht er unter der Eigenwirkung seiner Rückstellkraft in die Öffnungslage. In einer Mittelstellung wird keiner der beiden Kontakte berührt, so daß beide geöffnet sind.
Dem Meßwertaufnehmer 13 ist ein Sollwertvergleicher 14 nachgeschaltet, auf den seinerseits ein Sollwertgeber 15 aufgeschaltet ist. Dem Sollwertaufnehmer 14 ist ein Regler 16 nachgeschaltet, dem ein Stellglied 17 folgt. Das Stellglied 17 betätigt nach Maßgabe des Soll-Ist-Wert-Vergleichers eine Spannungsquelle, die über Leitungen 18 und 19 auf den elektrischen Heizwiderstand 6 geschaltet ist. In der Leitung 5 ist zwischen Heizwiderstand 6 und Meßblende 10 ein Temperaturfühler 20 vorgesehen, der über einen Meßwertaufnehmer 21 mit dem Stellglied 17 verbunden ist.
Der Viskositätsregler besteht mithin aus der Meßblende 10 als Meßstelle, dem Meßwertaufnehmer 13, dem Sqllwertvergleicher 14, dem Regler 16, dem Stellglied 17 und dem Heizwiderstand 6.
Zwischen Pumpe 9 und dem Heizwiderstand 6 ist im Zuge der Leitung 5, die in Richtung des Pfeils 22 vom Brennöl durchflossen ist, ein weiterer Temperaturfühler 23, der Heizwiderstand 7 und ein weiterer Temperaturfühler 24 vorgesehen. Die Temperaturfühler 23 und 24 sind über Meßwertaufnehmer 25 und 26 auf einen Meßwertvergleicher 27 geschaltet, dessen einer Ausgang 28 mit dem Regler 16 verbunden ist und dessen zweiter Ausgang 29 mit einem Konstantdurchsatzregler 30 verbunden ist. Ein weiterer Eingang des Meßwertvergleichers 27 ist von einem Stellglied 31 gebildet, das über Leitungen 32 und 33 mit dem-Heizwiderstand 7 verbunden ist. Das Stellglied 31 beaufschlagt den Heizwiderstand 7 mit einem Strom konstanter Stärke.
Auf den Eingang des Reglers 30 ist als Meßglied ein Außentemperaturfühler 34 geschaltet, der mit dem Regler über einen Meßwertaufnehmer 35 verbunden ist. Ein Ausgang 36 des Reglers ist auf einen Antriebsmotor 37 für die Pumpe 9 geschaltet.
Die Pumpe ist mit dem Vorratsgefäß 8 über eine Überströmleitung 39 verbunden.
Bei dem Regler, bestehend aus den Einzelteilen 7, 23, 24 sowie 30, 37, handelt es sich um einen Durchsatzregler, wobei der Sollwert des Durchsatzes von der Außentemperatur geführt ist. Der nach Maßgabe der Außentemperatur auf der Leitung 5 resultierende Durchsatz ist vom Regler konstant gehalten.
Die Regeleinrichtung hat insgesamt folgende Punktionen: In dem Vorratsgefäß 8 mit einem Inhalt von mehreren Kubikmetern ist leichtes Heizöl gelagert, das normelerweise eine Temperatur von etwa 10 "C und eine Viskosität von 5 cSt aufweist. Bei frisch eingefülltem Heizöl kann dieser Wert insbesondere in der Temperatur sich stark ändern. Im Zuge unterschiedlicher Anlieferungen von Heizöl kann sich auch die Viskosität ändern.
Der nicht weiter dargestellten Heizungsanlage, die von der Wärmequelle 4 beaufschlagt wird, ist eine bestimmte Heizkurve vorgegeben, das bedeutet die Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur. Die Vorlauftemperatur ist dabei sehr stark von der Brennerleistung, mithin vom Öldurchsatz durch die Leitung 5, abhängig. Eine weitere Abhängigkeit resultiert aus der Belastung, die sich aus der Anzahl der beheizten Räume sowie einer etwaigen gleichzeitigen Brauchwassererwärmung ergibt. Man kann etwa davon ausgehen, daß der Durchsatz von Brennöl durch die Leitung 5 im wesentlichen von der Außentemperatur abhängt, die über den Temperaturfühler 34 nach Umformung auf den als Soll-Tstwert auf den Regler 30 gegeben ist. Hieraus resultiert ein bestimmter Durchsatz, der als Sollwert auf den Regler 30 über den Istwert der Außentemperatur einwirkt. Der Durchsatz von Brennöl durch die Leitung 5 erfolgt durch Anlaufen des Motors 37 bei einer Wärmeanforderung, sei es durch einen Raumthermostaten oder nicht dargestellten Vorlaufthermostaten. Bei Anlaufen des Motors 37 fördert die Pumpe 9 Brennöl aus dem Vorratsgefäß 8 über die Leitung 38. Das durchgesetzte Öl wird am Eingang der Leitung 5 vom Temperaturfühler 23 erfaßt. Da das Stellglied 31 einen konstanten Strom durch den Heizwiderstand 7 schickt, erfolgt hier, bei konstantem Durchsatz des Öls, eine bestimmte Erwärmung, die von dem Temperaturfühler 24 gemessen werden kann. Am Meßwertvergleicher 27 liegt somit eine bestimmte Temperaturdifferenz an. Diese Temperaturdifferenz ist variabel mit dem Durchsatz, da die Beheizung konstant ist. Somit kann über diese Meßapparatur der Istdurchsatz durch die Leitung 5 erfaßt werden und mit dem Solldurchsatz, der von der Außentemperatur vorgegeben ist, verglichen werden. Als Ergebnis der Regelabweichung wird der Pumpenmotor 37 in seiner Drehzahl entsprechend verstellt, so daß der Istdurchsatz am Öl dem Solldurchsatz angeglichen wird. Änderungen der Viskosität bei einer anderen Ölfüllung oder Änderungen der Eingangstemperatur des Öls bei einer Neulieferung gehen somit in den Durchsatz ein und werden eliminiert.
Der Heizwiderstand 6 ist vom Stellglied 17 variabel beaufschlagt, das heißt, die Stellgröße ändert sich stetig zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert. Je dünnflüssiger das Öl über die Beheizung wird, um so kleiner ist der Druckabfall an der Meßblende 10, der, verglichen mit der Sollviskosität am Sollwertgeber 15, über den Regler 16 zu einer geringeren Beheizung des Öls wird, so daß die Viskosität in einem bestimmten Bereich konstant gehalten wird. Der Temperaturfühler 20 ist mit seinem Meßsignal auf den Meßwertaufnehmer 21 geschaltet, der bei Unterschreiten einer Minimalgrenze bzw. Überschreiten einer Maximalgrenze auf das Stellglied 17 in dem Sinne einwirkt, daß die Viskosität zwischen der Minimal- und der Maximalgrenze gehalten wird.
Somit ist sichergestellt durch die beiden Regler, daß der Ölbrenner 1 mit einem lediglich von der Außentemperatur oder einem sonstigen Sollwert variablen Öldurchsatz gespeist wird, und zwar mit einem Öl, das eine konstante Viskosität aufweist.
Aufgrund dieser Tatsache ergeben sich stets reproduzierbare gute Verbrennungsverhältnisse im Innenraum 3.
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Claims

Ansprüche 0 Ölbrenner mit einer von einem Ventil gesteuerten Ölzuführung, in der eine Heizvorrichtung und ein Temperaturfühler als Regler angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) ein Viskositätsregler (10, 13, 14, 16, 17, 6) ist, dem ein sollwertgeführter Durchsatzregler (34, 30, 7, 23, 24, 37, 9) vorgeschaltet ist.
2. Ölbrenner nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Durchsatzreglers von einem Temperaturfühler dargestellt ist.
3. Ölbrenner nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Durchsatzreglers von einem Außentemperaturfühler (D4) dargestellt ist.
4. Ölbrenner nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Durchsatzreglers von einem Raumtemperaturfühler dargestellt ist.
5. Ölbrenner nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Durchsatzreglers von einem Meßglied dargestellt ist, das den Leistungsbedarf des Kessels (4) ermittelt.
6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche eins bis fünf, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert des Durchsatzreglers (70) von einem Meßwertaufnehmer (27) gebildet ist, auf den zwei Temperaturfühler (23, 24) und ein Heizwiderstand (7) geschaltet sind, wobei im Zuge der zu überwachenden Ölleitung (5) der Heizwiderstand (7) zwischen beiden Temperaturfühlern (23, 24) angeordnet ist.
7. Ölbrenner nach Anspruch fünf, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied des Durchsatzreglers (30) ein Antriebsmotor (37) einer Ölförderpumpe (9) vorgesehen ist.
8. Ölbrenner nach einem der Ansprüche eins bis sieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskositätsregler (16) als Stellglied einen weiteren Heizwiderstand v v ç l L (6) aufweist und als Meßglied eine Staustelle (10) besetzt.
9. Ölbrenner nach Anspruch acht, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Ölleitung (5) zwischen dem Heizwiderstand (6) und der Staustelle (10) des Viskositätsreglers (16) ein Temperaturfühler (20) vorgesehen ist, der über einen Meßwertaufnehmer (21) auf das Stellglied (17) des Viskositätsreglers (16) geschaltet ist.
10. Ölbrenner nach Anspruch neun, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (21) eine Minimal-/ Maximalbegrenzung aufweist.
11. Ölbrenner nach einem der Ansprüche eins bis zehn, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertvergleicher (27) des Durchsatzreglers (30) mit seinem Ein- und Ausgang (28) mit dem Viskositätsregler (16) verbunden ist.
Ansprüche 12. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied des Durchsatzreglers (30) ein Ventil vorgesehen ist, das den Druckstutzen der Pumpe mit dem Brennölvorratsbehälter (8) verbindet.
13. ölbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Überströmventil ausbildet ist.