DE3131074C2 - Thermostatischer Feuerungsregler - Google Patents

Abstract

Der Feuerungsregler dient zur Regelung der Vorlauftemperatur von Heizkesseln mit einem von der Kesseltemperatur beeinflußbaren Ausdehnungsthermostaten (30), der über ein Hebelgestänge (8, 8Δ) und eine Kette (9) entgegen der Wirkung einer Gewichts- oder Federkraft die Luftklappe (10) der Feuerung des Heizkessels (111) betätigt. Dieser thermostatisch gesteuerten Betätigungsbewegung der Luftklappe (10) wird eine weitere Betätigungsbewegung überlagert, die durch einen elektrischen Stellmotor (12) in Abhängigkeit von einer sonstigen Einflußgröße, z.B. der Inbetriebsetzung eines zusätzlichen Hilfskessels, gesteuert wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einem thermostatischen Feuerungsregler zur Regelung der Vorlauftemperatur von Heizkesseln mit einem von der Kesseltemperatur beeinflußbaren Ausdehnungsthermostaten, der in einem mit dem Heizkessel verbundenen Reglergehäuse angeordnet ist und über ein Hebelgestänge und einen Kettenzug entgegen der Wirkung einer Gewichts- oder Federkraft die Luftklappe der Feuerung des Heizkessels betätigt, wobei der thermostatisch gesteuerten Bewegung zur Betätigung der Luftklappe des Heizkessels eine weitere, elektrisch wirkende Betätigungsbewegung für die Luftklappe überlagerbar ist, welche in Abhängigkeit vom Betriebszustand eines zur Ergänzung eines Feststoffkessels dienenden, mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen befeuerten Zusatzkessels gesteuert wird.

Derartige Feuerungsregler werden seit langem vor allem als ohne Hilfsenergie arbeitende Temperaturregler für Kessel verwendet, die mit festen Brennstoffen beheizt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um reine Festbrennstoffkessel mit Koks- oder Kohle-Feuerung oder um Zweistoffkessel mit Öl/Koks- bzw. Gas/Koks-Feuerung handelt. Unter den Begriff »Heizkessel« können Zentralheizungskessel, Warmwassererzeugungskessel usw. für häusliche, gewerbliche und industrielle Anlagen aller Art fallen. Solche Kessel mit Feststoff-Feuerungen gewinnen neuerdings wegen der sich anbahnenden ölknappheit eine erhöhte Bedeutung. Bei Heizkesseln, insbesondere bei mit festen Brennstoffen wie z. B. Koks beheizten, Warmwasser erzeugenden Kesseln der genannten Art ist die öffnung oder Schließung der Luftklappe der Feuerung nicht nur von dem thermostatischen Feuerungsregler zu steuern, sondern diese Luftklappe ist auch in Abhängigkeit von einer anderen Einflußgröße, z. B. der Zeit oder dem Betriebszustand eines zusätzlich vorgesehenen gasbeheizten oder eventuell auch ölbeheizten Kessels zu verstellen.

Gemäß der DE-OS 31 05 013 ist dazu der thermostatisch gesteuerten Bewegung zur Betätigung der Luftklappe des Heizkessels eine weitere, elektrisch wirkende Betätigungsbewegung für die Luftklappe überlagert, welche in Abhängigkeit vom Betriebszustand eines zur Ergänzung eines Feststoffkessels dienenden, mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen befeuerten Zusatzkessels gesteuert wird.
Bei dem Feuerungsregler gemäß DE-OS 3105 013 erfolgt die zusätzliche Betätigung der Zugklappe mit Hilfe eines Heizorgans, welches mit dem thermostatischen Regler verbunden werden muß. Dieses Heizorgan arbeitet nicht sicher genug und kann in die Regelung unerwünschte Fehler bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feuerungsregler der vorstehend genannten Art so auszubilden, daß die zusätzliche Betätigung der Zugklappe durch elektrische Mittel bewirkt werden kann, welche genauer und sicherer als das bekannte Heizorgan gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrischer Stellmotor für die weitere Betätigungsbewegung vorgesehen ist, welcher mit einem mit der Luftklappe über den Kettenzug verbundenen Betätigungshebel des thermostatischen Reglers verbunden ist.

Ein solcher elektrischer Stellmotor, welcher sehr gut und genau durch elektrische Signale der betreffenden zusätzlichen Einflußgröße gesteuert werden kann, ist als Elektromotor oder auch als Elektromagnet verwendbar. Dabei sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung möglich, welche nachstehend an Hand der F i g. 1 - 5 näher erläutert werden.

In den Figuren ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Warmwasserheizkessel für feste Brennstoffe mit einem senkrecht eingebauten Feuerungsregler:

F i g. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Heizkessel für feste Brennstoffe mit waagerecht eingebautem Feuerungsregler;

F i g. 3 zeigt schematisch einen Feuerungsregler ohne Hilfsenergie mit elektromotorischer Überlagerungssteuerung;

F i g. 4 zeigt schematisch einen Feuerungsregler mit elektromotorischer Oberlagerungssteuerung gemäß einer Variante der Erfindung; und

F i g. 5 zeigt schematisch einen Feuerungsregler mit elektromagnetischer Überlagerungssteuerung.

Als Ausführungsbeispiel ist in F i g. 1 und 2 ein Warmwasserheizkessel 111 dargestellt, welcher mit festem Brennstoff wie Koks oder Kohle beheizt wird. Die Feuerungs- oder Luftklappe 10 des Heizkessels wird von einem mit einem Thermostaten in einen Wasserraum des Kessels tauchenden Feuerungsregler 30 über ein Hebelgestänge 8, 8' und einen Kettenzug 9 in Abhängigkeit von der Temperatur des Vorlaufwassers betätigt. Der in einer Tauchhülse des Feuerungsreglers 30 angeordnete Thermostat kann in bekannter Weise nach dem Prinzip der Flüssigkeitsausdehnung, der Dampftension oder der Gasabsorption arbeiten und dieLuftklappe 10 ohne Hilfsenergie öffnen bzw. schließen. Ein solcher, bekannter Feuerungsregler ist etwa so ausgebildet, wie aus dem unteren Teil der F i g. 3 zu erkennen ist, d. h. der Kettenzug 9' ist am freien Endpunkt PO des Hebels 8' angehängt und ist lediglich den von dem Thermostaten des Reglers 30 gesteuerten Bewegungen entsprechend der Kesselwassertemperatur unterworfen. Zur Einstellung der Sollwerttemperatur dient ein Drehknopf 5 mit Temperaturskala.

Um nun die Luftklappe 10 zusätzlich durch eine andere Größe zu steuern bzw. die vorstehend beschriebene Betätigungsbewegung mit einer anderen Bewegung zu überlagern, ist bei der schematisc'n dargestellten Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 4 der Zeichnung der Betätigungshebel in der Nähe seines Drehpunktes oder auch konzentrisch mit demselben mit einem elektrischen Stellmotor 12 ausgerüstet, der über eine flexible Zuleitung 13 mit Strom versorgt wird. Der elektrische Stellmotor 12 kann, zweckmäßig über ein Untersetzungsgetriebe od. dgl., den Hebelarm 8' im Sinne des Doppelpfeiles 14 verschwenken, beispielsweise nach unten in die in gestrichelten Linien eingezeichnete Stellung 8", in welcher der Kettenzug 9 in die Stellung 9" gelangt.

Solange der elektrische Stellmotor 12 stillsteht, arbeitet der Feuerungsregler wie üblich, d. h. bei steigender Temperatur des Heizungswassers bewegt sich der Hebel 8' im Uhrzeigersinn und schließt über den Kettenzug 9 die Luftklappe 10, während er sich bei fallender Wassertemperatur entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt und die Luftklappe 10 öffnet. Wenn nun das Feststoffeuerbett verhältnismäßig stark lipruntergebrannt ist, dann versucht der Regler den Hebel 8' gegen den Uhrzeigersinn so weit zu drehen, daß die Luftklappe 10 in ihre maximale Öffnungsstellung gebracht wird. Wenn aber auch die vergrößerte Verbrennungsluftmenge nicht mehr ausreicht, um das Heizungswasser auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen, soll ein zweiter, gasbeheizter Kessel in Abhängigkeit von der zu niedrigen Wasser- oder auch Abgastemperatur zusätzlich in Betrieb genommen bzw. das Gas gezündet werden, dessen Abgase durch denselben Schornstein wie die Abgase des Feststoffkesseis abgeführt werden. Da aber in diesem Zustand die Luftklappe der Feuerung des Fest-Stoffkessels weit geöffnet ist, erhält der Schornstein Falschluft Die Folge ist daß die Verbrennung des Gases im gasbeheizten Kessel unvollkommen wird. Abgesehen davon kann Versottung des Schornsteins oder Kamins eintreten.

Dies wird nun erfindungsgemäß bei der in F i g 4 gezeigten Ausfühi ungsform des Feuerungsreglers dadurch vermieden, daß der elektrische Stellmotor 12 unter der Wirkung einer geeigneten Einflußgröße, z. B. durch die Inbetriebsetzung des gasbeheizten Kessels, über die Zuleitung 13 mit Strom versorgt und in Gang gesetzt wird. Dabei beginnt der elektrische Stellmotor 1?„ sich im Uhrzeigersinn zu drehen und den Betätigungshebel 8' so lange ebenfalls im Uhrzeigersinn etwa in die Stellung 8" nach unten zu verschwenken, bis die Luftklappe 10 geschlossen ist. Diese Schließung erfolgt also, obwohl der Thermostat des Reglers über das Hebelgestänge an sich die Luftklappe offen halten würde. Wenn nun die Feuerung des Feststoffkessels erneut mit Brennstoff beschickt wird und genügend Wärme erzeugen kann, wird der gasbeheizte Kessel z. B. von Hand oder vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit von der Wasser- oder Abgastemperatur des Feststoffkesseis wieder außer Betrieb genommen. Der Zustand »Gaskessel außer Betrieb« bewirkt durch eine geeignete Steuerung oder Schaltung, daß sich der elektrische Stellmotor 12 entgegen dem Uhrzeigersinn zurückdreht und den Betätigungshebel aus seiner ausgelenkten Stellung 8" in seine Ausgangsstellung 8' zurückschwenkt. Der Feuerungsregler arbeitet dann wieder normal weiter, wie vorstehend beschrieben.

Bei der in F i g-1 schematisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der elektrische Stellmotor aus einer elektromagnetisch wirkenden Vorrichtung. Zu diesem Zweck ist auf einem, dem thermostatischen Regler 30 benachbarten ersten Hebelteil 8a des Betätigungshebels 8' eine Platine 13 angebracht, der gegenüber um einen Drehpunkt 15 ein zweiter Hebelteil 8£> mit einer Ankerplatte 16 angelenkt ist. An der Platine 14 ist in einem Abstand von der Ankerplatte 16 ein elektrischer Stilmotor 17 in Form eines Elektromagneten befestigt, der durch eine Zuleitung 17' mit Erregerstrom gespeist werden kann. Oberhalb de= elektrischen Stellmotors 17 liegt der Ankerplatte 16 ein Anschlag 17" gegenüber, der mittels einer Einstellschraube

so 19 verstellbar ist. Auf der jenseits des Drehpunktes 15 befindlichen Seite liegt der Ankerplatte 16 ein weiterer Anschlag 18 gegenüber, welcher ebenfalls mittels einer Einstellschraube 20 verstellbar ist. Durch Erregung bzw. Abschaltung des elektrischen Stellmotors 17 in Abhängigkeit z. B. von dem Betriebszustand des gasbeheizten Zusatzkessels bzw. der Gasfeuerung kann der Anker 17 mit dem zweiten Hebelteil 9b in der einen oder anderen Richtung um einen durch die Einstellschrauben 19, 20 bestimmbaren Winkel verschwenkt werdun. Durch An-Ordnung einer zweiten Platine 21 mit einem zweiten, durch die Leitung 22' mit Erregerstrom zu speisenden elektrischen Stellmotors 22 und einer zweiten, mit einem dritten Hebelteil 8c verbundenen und mit letzterem um einen Drehpunkt 23 verdrehbaren Ankerplatte 24 kann der Betätigungshebel 8' nochmals um einen durch die Anschläge 25 und 26 und deren Einstellschrauben 27 bzw. 28 bestimmbaren Winkel verstellt werden. Je nachdem, ob der elektrische Stellmotor 17 oder 22 oder bei-

de erregt werden, kann der freie Endpunkt 90 des Betätigungshebels 8a und damit der Kettenzug 9 mit der Luftklappe 10 durch entsprechende Schaltungen in drei verschiedene Stellungen gebracht werden. Beliebig viele solcher Zwischenstellungen können natürlich auch bei Verwendung eines elektrischen Stellmotors z. B. gemäß F i g. 4 durch Steuerungen und Schaltmittel an sich bekannter Art erzielt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in F i g. 3 dargestellt und in F i g. 2 an einem Kessel gezeigt. Ein elektrischer Stellmotor 29 mit Untersetzungsgetriebe und Stromzuleitung 31 ist hier im Gegensatz zu F i g. 4 nicht direkt auf dem Betätigungshebel 8' angeordnet, sondern z. B. oberhalb des thermostatischen Reglers 30 an der Kessel wand 11· befestigt. Der Betätigungshebel 8' des thermostatischen Reglers 30 und ein Verstellglied des elektrischen Stellmotors 29, z. B. ein von einer Welle 32 des letzteren verschwenkbarer Hebelarm 33, sind durch ein zur Bildung von Bewegungsdifferenzen geeignetes Getriebe miteinander verbunden. Beispielsweise ist am Endpunkt 34 des Hebelarmes 33 ein Seil 35 od. dgl. befestigt, welches über eine Rolle 36 flaschenzugartig bis zu dem Endpunkt 90 des Betätigungshebels 8a läuft. An der Achse 37 der Rolle 36 hängt mittels eines Haltestückes 38 der Kettenzug 9 der Luftklappe 10. Bei stillstehendem elektrischen Stellmotor 29 wird die Luftklappe 10 von dem thermostatischen Regler 30 mittels des Betätigungshebels 8a wie üblich geöffnet oder geschlossen. Dieser Bewegung kann im Ausnahmefall, wenn der gasbeheizte Kessel in Betrieb genommen wird, durch Einschaltung des elektrischen Stellmotors 29 und Verdrehung des Hebelarmes 33 eine Korrekturbewegung überlagert werden, welche die Luftklappe 10 schließt.

Auf diese oder ähnliche Weise ist es möglich, eine beliebige, durch ein elektrisches Signal dargestellte Einflußgröße mittels eines elektrischen Stellmotors zusätzlich zur thermostatischen Verstellbewegung des Feuerungsreglers auf die Luft- oder Feuerklappe des Heizkessels einwirken zu lassen.

Beispielsweise kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung auch für eine zeitabhängige Absenkung der Kesselaustrittstemperatur eines feststoffbeheizten Kessels mit Feuerungsregler benutzt werden. Bei einer Anlage dieser Art wird im allgemeinen mit konstanter Temperatur gefahren. Der Sollwert des thermostatischen Reglers wird gewöhnlich nur in größeren Abständen, abhängig von der Jahreszeit oder auch von schnellen Kälte- oder Wärmeeinbrüchen, verstellt. Die bei Ölheizungen allgemein geübte Nachtabsenkung zur Einsparung von Energie findet man bei Feststoffkesseln, welche mit Reglern ohne Hilfsenergie geregelt werden, nicht. Durch eine erfindungsgemäße Anordnung ist die Lösung einer solchen Aufgabe jedoch ohne weiteres möglich. Abhängig von einer Zeitschaltuhr schwenkt man den Betätigungshebel, an dem der Kettenzug der Luftklappe befestigt ist, um einen Betrag, der einer Veränderung des Sollwertes am Einstelldrehknopf des Reglers entspricht In dieser Stellung arbeitet der Regler so, als ob sein Sollwert am Einstelldrehknopf verstellt worden wäre. Am Ende der Temperaturabsenkungszeit kehrt der Betätigungshebel wieder in seine Ausgangsstellung zurück, und der Regler ohne Hilfsenergie regelt als Proportionalregler die am Einstelldrehknopf vorgesehene Kesselausgangstemperatur wieder ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Thermostatischer Feuerungsregler zur Regelung der Vorlauftemperatur von Heizkesseln mit einem von der Kesseitemperatur beeinflußbaren Ausdehnungsthermostaten, der in einem mit dem Heizkessel verbundenen Reglergehäuse angeordnet ist und über ein Hebelgestänge und einen Kettenzug entgegen der Wirkung einer Gewichts- oder Federkraft die Luftklappe der Feuerung des Heizkessels betätigt, wobei der thermostatisch gesteuerten Bewegung zur Betätigung der Luftklappe des Heizkessels eine weitere, elektrisch wirkende Betätigungsbewegung für die Luftklappe überlagerbar ist, welche in Abhängigkeit vom Betriebszustand eines zur Ergänzung eines Feststoffkessels dienenden, mit gasförmiger¹ oder flüssigen Brennstoffen befeuerten Zusatzkessels gesteuert wird, da durch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Stellmotor (12,29, 17,22) für die weitere Betätigungsbewegung vorgesehen ist, welcher mit einem mit der Luftklappe (10) über den Kettenzug (9) verbundenen Betätigungshebel (8,8') des thermostatischen Reglers (30) verbunden ist

2. Feuerungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stellmotor (12) auf einem dem thermostatischen Regler (30) benachbarten Teil des Betätigungshebels (8') angeordnet und der dem Angriffspunkt (90) des Kettenzuges (9) benachbarte Teil des Betätigungshebels (8') mit der Getriebewelle des elektrischen Stellmotors (12) verbunden und um die Achse dieser Welle verschwenkbar ist (F i g. 4).

3. Feuerungsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stellmotor (12) konzentrisch zur Achse des thermostatischen Reglers (30) angeordnet ist.

4. Feuerungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (8') des thermostatischen Reglers (30) in zwei oder mehr Hebelabschnitte (8a, Bb, Sc) unterteilt ist, welche in Drehpunkten (15, 23) aneinandergelenkt und durch Elektromagnete (17,22) gegeneinander verschwenkbar sind (F i g. 5).

5. Feuerungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem elektrischen Stellmotor (29) verdrehbarer Hebelarm (33) mit dem Betätigungshebel (8') durch ein Getriebe verbunden ist, welches die Betätigung des Kettenzuges (9) der Luftklappe (10) bewirkt.

6. Feuerungsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endpunkt (34) des Hebelarmes (33) mit dem Endpunkt (90) des Betätigungshebels (8') durch ein flaschenzugartig über eine Rolle (36) geführtes Seil (35) verbunden und der Kettenzug (9) der Luftklappe (10) an die Achse (37) der Rolle (36) angehängt ist (F i g. 3).

7. Feuerungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stellmotor (12,29,17,22) in Abhängigkeit von einem Zeitschalter oder einer Zeitschaltuhr gesteuert wird.