DE3743205C2

DE3743205C2 -

Info

Publication number: DE3743205C2
Application number: DE3743205A
Authority: DE
Inventors: Horst 7321 Wangen De Biniek; Hans Dipl.-Ing. 7310 Plochingen De Kuehl
Original assignee: Schrag Heizungs-Lueftungs-Klimatechnik 7333 Ebersbach De GmbH
Current assignee: SCHRAG HEIZUNGS-LüFTUNGS-KLIMA TECHNIK GMBH & CO.
Priority date: 1987-12-19
Filing date: 1987-12-19
Publication date: 1990-02-08
Also published as: EP0321858A3; DE3743205A1; EP0321858A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brenneinrichtung nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.The invention relates to a burner according to the Oberbe handle of claim 1.

Bei einer bekannten Brenneinrichtung dieser Art (DE 27 55 621 A1) ist ein Verdampfungsbrenner vorgesehen, der zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe einen Brennraum besitzt, dem Brenn stoff und Verbrennungsluft zugeführt wird und dessen Abgase an einem im Abgasstrom angeordneten Wärmeaustauscher zur Erwärmung eines Wärmeträgermediums dienen. Bei der bekannten Bauart ist ein Steuergerät und ein Ölregler vorgesehen, der auf zwei Stufen betrieben werden kann. In der ersten Stufe des Ölreglers wird nur eine kleine Durchflußöffnung freigegeben. In dieser Stellung des Ölreglers wird der Verdampfungsbrenner beim Anfahren oder nach dem Erreichen der gewünschten Raumtemperatur betrieben. Demgegenüber wird in der zweiten Stufe des Ölreglers eine große Durchflußöffnung freigegeben. In a known burner of this type (DE 27 55 621 A1) an evaporation burner is provided for combustion liquid fuels has a combustion chamber, the Brenn material and combustion air is supplied and its exhaust gases a heat exchanger arranged in the exhaust gas stream for heating serve a heat transfer medium. In the known type is a control unit and an oil regulator provided on two Stages can be operated. In the first stage of the oil regulator only a small flow opening is opened. In this The position of the oil regulator is the evaporation burner when starting or after reaching the desired room temperature operated. In contrast, in the second stage of the oil regulator a large flow opening is released.

Zur Verringerung der Kondensatbildung bei einer Brenneinrichtung mit einem Gas- oder Ölbrenner ist aus der DE 31 06 773 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem die Taupunktgrenze des Heizgases mit Luftüberschuß abgesenkt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß nach jedem Einschalten des Brenners die Brennstoffzufuhr begrenzt wird. Hierdurch wird der kritische untere Temperatur bereich schneller durchfahren und die Kondensatbildung auf diese Weise verringert. Die bekannte Bauart besitzt eine Ablauf steuerung mit fest eingegebenen Steuerabläufen. Eine permanente Überwachung des Verbrennungsvorgangs und dessen Regelung, hin sichtlich der Gefahr der Verrußung oder Taupunktunterschreitung des Abgases, ist nicht vorgesehen. Auch werden keine Maß nahmen vorgeschlagen, die eine Leistungsreduzierung unter Ver meidung der oben angeführten Gefahren vorschlagen.To reduce condensation in a burner with a gas or oil burner is from DE 31 06 773 A1 a method known in which the dew point limit of the heating gas is lowered with excess air. This is achieved that every time the burner is switched on, the fuel supply is limited. This will make the critical lower temperature Drive through the area faster and the condensation on it Way decreased. The known design has a drain control with permanently entered tax processes. A permanent one Monitoring of the combustion process and its regulation obviously the risk of sooting or falling below the dew point of the exhaust gas is not provided. Also will not be a measure took suggested that a power reduction under Ver Suggest avoiding the hazards listed above.

Aus der DE 29 13 465 B1 ist ein Verfahren zur Verringerung der Kondensatbildung des Abgases bekannt, bei dem eine Ablaufsteuerung für die Umwälzpumpe des Heizmediums vorgesehen ist. Die Umwälzpumpe wird vom Beginn der Wärmeanforderung bis zum Über schreiten des Kondensationsbereiches ausgeschaltet. Bei dem bekannten Verfahren kann ein Brenner auch unterhalb einer Mindesttemperatur betrieben werden, die noch unter dem Konden sationspunkt liegt, wenn dafür gesorgt wird, daß das entstandene Kondensat am Ende des Brennerlaufes wieder verdampft wird. Mit diesen Maßnahmen können die mit der Kondensatbildung verbundenen Probleme in Teillastbetrieb einer Brenneinrichtung bei sehr geringer Leistung nur unzureichend gelöst werden. Hinsichtlich der Verhinderung der Rußbildung bei reduzierter Leistung werden keine Maßnahmen vorgeschlagen.DE 29 13 465 B1 describes a method for reducing the Formation of condensate of the exhaust gas is known, in which a sequence control is provided for the circulation pump of the heating medium. The Circulation pump is from the beginning of the heat request to the over the condensation range is switched off. In which known methods, a burner can also be below a Minimum temperature to be operated, which is still under the condensate sationspunkt lies when it is ensured that the resulting Condensate is evaporated again at the end of the burner run. With These measures can be associated with the formation of condensate Problems in part load operation of a burner at very low performance can only be solved inadequately. Regarding the prevention of soot formation with reduced performance no measures suggested.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenneinrichtung so auszubilden, daß eine weitere Leistungsreduzierung möglich ist und daß insbesondere in Teillastbetrieb einerseits eine rußfreie Verbrennung erhalten und andererseits die Kondensat bildung gering gehalten wird. The invention has for its object a burner to be trained in such a way that a further reduction in performance is possible is and that in particular in part-load operation on the one hand soot-free combustion and on the other hand the condensate education is kept low.

Diese Aufgabe wird bei einer Brenneinrichtung der eingangs ge nannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruchs 1 gelöst.This task is at the beginning of a burner ge named type by the characteristic features of the patent claim 1 solved.

Bei der neuen Brenneinrichtung wird der Verbrennungsvorgang von einer Regelungseinheit überwacht, die Signale einer im Abgas strom angeordneten Lambda-Sonde, von die Abgastemperatur messenden Temperaturfühlern und eines am Brennraumboden angeordneten Bodentemperaturfühlers erhält. Als Stellglieder der Regelungs einheit sind ein stufenlos durch Impulse regelbares Magnetventil, ein Hauptgebläse und eine Bodenheizung vorgesehen.With the new burner, the combustion process of A control unit monitors the signals in the exhaust gas arranged lambda probe, from the exhaust gas temperature measuring temperature sensors and one arranged on the combustion chamber floor Soil temperature sensor receives. As actuators of the regulation unit are a continuously adjustable by impulses Solenoid valve, a main blower and underfloor heating are provided.

Durch das stufenlos regelbare Magnetventil ist in allen Betriebsbereichen eine sehr genaue Dosierung der Brennstoffmenge möglich. Da beim Magnetventil ein relativ großer Öffnungsquer schnitt vorliegt, können im Teillastbetrieb geringste Brenn stoffmengen zugeführt werden, wobei keine Verstopfungen auf treten. Da die Leistungsreduzierung nicht durch Ab- bzw. Anschalten des Verdampfungsbrenners erreicht wird, sondern durch Drosselung der Brennstoffzufuhr, kann ein Abkühlen des Ver dampfungsbrenners unter den Taupunkt der Heizgase verhindert werden.The infinitely variable solenoid valve is in all Operating areas a very precise metering of the amount of fuel possible. Because the solenoid valve has a relatively large opening cross cut, the slightest burning can occur in partial load operation Amounts of substance are supplied, with no blockages to step. Since the reduction in performance is not Turning on the evaporation burner is achieved, but by Throttling the fuel supply can cool the Ver vapor burner below the dew point of the heating gases prevented will.

Um eine rußfreie Verbrennung des dem Brennraum zugeführten Brennstoffes zu erhalten, ist ein regelbares Hauptgebläse zur Förderung der Verbrennungsluft vorgesehen, das von der Regelungs einheit gesteuert wird. Hierdurch kann ein optimales Brennstoff-Luftgemisch eingestellt werden, so daß eine rußfreie Verbrennung erfolgt. Weiterhin wird die Verbrennung durch eine regelbare Bodenheizung verbessert, die in allen Betriebsbereichen eine optimale Verdampfungstemperatur gewährleistet. Insbe sondere beim Anfahren des Verdampfungsbrenners kann die Ruß bildung durch eine Vorwärmung des Brennstoffes verhindert werden.For soot-free combustion of the combustion chamber Obtaining fuel is a controllable main blower for Promotion of the combustion air provided by the regulatory unit is controlled. This can be an optimal Fuel-air mixture can be adjusted so that a soot-free Combustion takes place. Furthermore, the combustion is by a controllable underfloor heating improved in all operating areas ensures an optimal evaporation temperature. In particular soot, especially when starting the evaporative burner formation can be prevented by preheating the fuel.

Die Überwachung des Verbrennungsvorganges des Verdampfungs brenners erfolgt durch eine im Abgasstrom angeordnete Lambda-Sonde, von die Abgastemperatur messenden Temperaturfühlern und eines am Brennraumbodens angeordneten Bodentemperaturfühlers. Die Signale dieser Meßglieder werden der Regelungseinheit zugeführt und dort mit den jeweiligen Sollwerten verglichen.Monitoring the combustion process of the evaporation burner is carried out by a lambda probe arranged in the exhaust gas flow, of temperature sensors measuring exhaust gas temperature and one Floor temperature sensor arranged on the combustion chamber floor. The Signals from these measuring elements are fed to the control unit and compared there with the respective target values.

Der von der Regelungseinheit überwachte Verbrennungsvorgang ermöglicht auch im Teillastbetrieb die Einhaltung der Emissions schutzbestimmungen. Die Einstellung eines optimalen Brennstoff- Luftgemisches führt gleichzeitig zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Brenneinrichtung.The combustion process monitored by the control unit enables compliance with emissions even in part-load operation protective provisions. Setting an optimal fuel Air mixture also leads to an improvement in the Efficiency of the burner.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features and advantages of the invention result from the subclaims.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 ist vorgesehen, daß der Brennboden mehrschichtig aufgebaut ist, wobei außerhalb des Brennraumes eine Schicht mit hoher Wärmeleit fähigkeit vorgesehen ist. Hierdurch wird eine bessere Wärmever teilung der über die Bodenheizung zugeführten Wärme erzielt, was beim Zündvorgang vorteilhaft ist. Die innenliegende Schicht, die vorzugsweise aus einem hochlegierten Chrom-Nickel-Stahl hergestellt ist, erfüllt die Anforderungen an die Festigkeit.In an advantageous embodiment according to claim 14 provided that the burning floor is constructed in several layers, a layer with high thermal conductivity outside the combustion chamber ability is provided. As a result, a better Wärmver division of the heat supplied via the floor heating achieved, which is advantageous in the ignition process. The inner layer, which are preferably made of a high-alloy chrome-nickel steel is manufactured, meets the requirements for strength.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abgas nebenstromkanal, in dem eine regelbare Drosselklappe angeordnet ist, als Bypass zum Wärmeaustauscher vorgesehen. Hierdurch ist eine direkte, geregelte Zuführung der Verbrennungsluft in den Kamin möglich. Hierdurch können Taupunktunterschreitungen im Kamin verhindert werden.In a further advantageous embodiment, an exhaust gas bypass duct in which an adjustable throttle valve is arranged is provided as a bypass to the heat exchanger. This is a direct, regulated supply of combustion air to the Fireplace possible. This can result in the temperature falling below the dew point in the Chimney can be prevented.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt der Verdampfungs brenner einen Luftzuführraum, der den Brennraum umgibt und in den das Hauptgebläse die Verbrennungsluft fördert.In an advantageous embodiment, the evaporation burner an air supply space that surrounds the combustion chamber and in which the main fan conveys the combustion air.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß in dem Luftzuführraum ein Luftleitkörper angeordnet ist, der topfartig ausgebildet ist und mit seinem freien Rand eine Umlenkkante für die in den Luftzuführraum von außen einströmende Luft bildet. Der Luftleitkörper führt die Verbrennungsluft so an die Brennraumwand, daß eine Erwärmung im Gegenstrom zum Abgas erfolgt. Hierdurch kann insbesondere in der Anfahrphase die Zündwilligkeit des Brennstoffes erhöht werden.In an advantageous development, it is proposed that in the air supply space an air baffle is arranged which is pot-shaped and one with its free edge Deflection edge for the air flowing into the air supply space from the outside Air forms. The air baffle guides the combustion air in this way to the combustion chamber wall that heating in counterflow to the Exhaust occurs. As a result, the Ignitability of the fuel can be increased.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausfüh rungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden. Es zeigt Further features of the invention result from the design Example, which are shown in the drawing and in the following description will be explained. It shows

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der neuen Brenneinrichtung, Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the new combustor,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild der Regelungseinheit aus Fig. 1, Fig. 2 is a schematic diagram showing the control unit of FIG. 1,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer weiteren Aus führungsform der neuen Brenneinrichtung mit einem Verdampfungsbrenner, Fig. 3 is a schematic diagram of another form of execution from the new burner device with an evaporation burner,

Fig. 4 eine schematische, vergrößerte Darstellung des Verdampfungsbrenners aus Fig. 3. FIG. 4 shows a schematic, enlarged illustration of the evaporation burner from FIG. 3.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Brenneinrichtung wird der Brenn raum (1) durch die Brennraumwand (2) und den Brennboden (3) be grenzt. Die aus dem Brennraum (1) austretenden Verbrennungsgase geben in einem Wärmeaustauscher (21), der oberhalb des Brenn raumes (1) angeordnet ist, ihre Wärme an ein geeignetes Wärme trägermedium ab. Über das Abgasrohr (30) gelangen die Verbren nungsgase in den Kamin. Die hier schematisch dargestellte Brenn einrichtung wird in einer Heizungsanlage zur Verbrennung von Heizöl und anderen flüssigen Brennstoffen eingesetzt. Die Er findung ist nicht auf einen bestimmten Brennertyp beschränkt. Die erfindungsgemäße Brenneinrichtung kann beispielsweise mit einem Verdampfungsbrenner oder einem Zerstäubungsbrenner ausgebildet sein.In the combustion device shown in Fig. 1, the combustion chamber ( 1 ) through the combustion chamber wall ( 2 ) and the combustion floor ( 3 ) be limited. The exiting from the combustion chamber (1) combustion gases passed in a heat exchanger (21) above the combustion space is disposed (1), their heat to a suitable heat transfer medium from. The combustion gases enter the chimney via the exhaust pipe ( 30 ). The combustion device shown schematically here is used in a heating system for the combustion of heating oil and other liquid fuels. The invention is not limited to a particular type of burner. The combustion device according to the invention can be designed, for example, with an evaporation burner or an atomization burner.

Die Brennstoffzufuhr erfolgt über eine Brennstoffleitung (15), die einen in der Zeichnung nicht dargestellten Tank und den Brennraum (1) miteinander verbindet. In der Brennstoffleitung (15) ist das Magnetventil (14) angeordnet, das zur Dosierung geringster Brennstoffmengen durch Impulse ansteuerbar ist. Hierbei kann die Impulsdauer stufenlos geregelt werden. Mit dieser Dosiereinrichtung ist ein Betrieb der Brenneinrichtung bei stark reduzierter Leistung möglich. Durch die stufenlose Regelung des Magnetventils (14) gelangt nur die gewünschte Brennstoffmenge in den Brennraum (1). Hierdurch können optimale Verbrennungsverhältnisse eingestellt werden, wodurch die Gefahr der Verrußung bzw. Verkokung minimiert ist. Da der Öffnungsquer schnitt des Magnetventils (14) relativ groß ist, tritt selbst bei Brennstoffen mit erhöhter Viskosität eine Verstopfung nicht auf.The fuel is supplied via a fuel line ( 15 ) which connects a tank (not shown in the drawing) and the combustion chamber ( 1 ). The solenoid valve ( 14 ) is arranged in the fuel line ( 15 ) and can be controlled by pulses for metering the smallest amounts of fuel. The pulse duration can be regulated continuously. This metering device enables the burner device to be operated at a greatly reduced output. Due to the stepless regulation of the solenoid valve ( 14 ) only the desired amount of fuel gets into the combustion chamber ( 1 ). In this way, optimal combustion conditions can be set, which minimizes the risk of sooting or coking. Since the opening cross section of the solenoid valve ( 14 ) is relatively large, clogging does not occur even with fuels with increased viscosity.

Dem Magnetventil (14) ist ein Sicherheitsmagnetventil (13) vor geschaltet, das insbesondere bei Betriebsstörungen eine weitere Brennstoffzuführung unterbindet. Weiterhin liegt in der Brenn stoffleitung (15) ein Druckwächter (35), der einen konstanten Vordruck am Magnetventil (14) gewährleistet. Der Brennstoff verläßt die Brennstoffleitung (15) in Höhe des Brennbodens (3). Um ein Vollaufen des Brennraumes (1) mit Brennstoff zu verhin dern, ist ein Ölstandsüberlaufsensor (12) vorgesehen. Der Öl standsüberlaufsensor (12) kann als NTC-Widerstand ausgebildet sein, der in einem Steigrohr (38) angeordnet ist, das mit der Brennstoffleitung (15) in Verbindung steht. Es ist auch möglich, daß der NTC-Widerstand direkt am Brennraum (1) angebracht ist.The solenoid valve ( 14 ) has a safety solenoid valve ( 13 ) connected in front, which prevents further fuel supply, particularly in the event of malfunctions. Furthermore, there is a pressure switch ( 35 ) in the fuel line ( 15 ), which ensures a constant upstream pressure at the solenoid valve ( 14 ). The fuel leaves the fuel line ( 15 ) at the level of the firing tray ( 3 ). In order to prevent the combustion chamber ( 1 ) from filling up with fuel, an oil level overflow sensor ( 12 ) is provided. The oil level overflow sensor ( 12 ) can be designed as an NTC resistor, which is arranged in a riser pipe ( 38 ) which is connected to the fuel line ( 15 ). It is also possible that the NTC resistor is attached directly to the combustion chamber ( 1 ).

Zum Anfahren der Brenneinrichtung wird zunächst der Brennboden vorgeheizt. Unterhalb des Brennbodens (3) ist eine regelbare Bodenheizung (9) vorgesehen. Dem Regelkreis der Bodenheizung (9) ist ein Bodentemperaturfühler (10) zugeordnet. In der An fahrphase gewährleistet die Bodenheizung (9) eine ausreichende Zündwilligkeit des Brennstoffes. Für leichtes Heizöl sollte die Bodentemperatur bei ca. 360°C liegen. Um über den gesamten Last bereich eine gute Verbrennung zu erzielen, kann die Zuschaltung der Bodenheizung erforderlich sein.To start the burner, the firing tray is first preheated. An adjustable floor heating ( 9 ) is provided below the firing floor ( 3 ). A floor temperature sensor ( 10 ) is assigned to the control loop of the floor heating ( 9 ). In the start-up phase, the floor heating ( 9 ) ensures that the fuel is sufficiently ignitable. For light heating oil, the floor temperature should be around 360 ° C. In order to achieve good combustion over the entire load range, it may be necessary to switch on the floor heating.

Der Brennboden (3) ist mehrschichtig aufgebaut, wobei außerhalb des Brennraumes (1) eine erste Schicht mit hoher Wärmeleitfä higkeit, beispielsweise Kupfer, vorgesehen ist. Hierdurch wird die über die Bodenheizung zugeführte Wärme gleichmäßig verteilt. The firing tray ( 3 ) has a multi-layer structure, a first layer with high thermal conductivity, for example copper, being provided outside the combustion chamber ( 1 ). As a result, the heat supplied via the floor heating is distributed evenly.

Die erforderlichen festigkeitstechnischen Anforderungen werden durch eine zweite Schicht erfüllt, die innerhalb des Brennraums (1) vorgesehen ist. Diese besteht aus hochlegiertem Chromnickel stahl. Die Herstellung des Brennbodens (3) kann durch Platie rung oder Flammenspritzen der ersten Schicht auf die zweite Schicht erfolgen.The required strength requirements are met by a second layer, which is provided within the combustion chamber ( 1 ). This consists of high-alloy chrome-nickel steel. The firing tray ( 3 ) can be produced by plating or flame spraying the first layer onto the second layer.

Die Verbrennungsluft wird über das regelbare Hauptgebläse (16) in einen zylinderförmigen Luftzuführraum (4) gesaugt, der den Brennraum (1) umgibt. Die Verbrennungsluft strömt über Drossel öffnungen (36), die in der Brennraumwand (2) vorgesehen sind, in den Brennraum (1). In der Anfahrphase werden nur wenige Öl tropfen über das Magnetventil (14) zugeführt. Die Zündung des Brennstoff-Luftgemisches erfolgt mit einer Glühkerze (11), die oberhalb des Brennbodens (3) an der Brennraumwand (2) angeord net ist. Derartige Glühkerzen kommen in bekannter Weise bei Dieselmotoren zum Einsatz. Gegenüber anderen Zündeinrichtungen zeichnet sich die Glühkerze (11) durch den einfachen Aufbau und die niedrigen Anschaffungskosten aus. Eine Kapselung der Glüh wendel gewährleistet eine hohe Standzeit der Glühkerze.The combustion air is drawn in via the controllable main fan ( 16 ) into a cylindrical air supply space ( 4 ) which surrounds the combustion space ( 1 ). The combustion air flows through throttle openings ( 36 ), which are provided in the combustion chamber wall ( 2 ), into the combustion chamber ( 1 ). In the start-up phase, only a few oil drops are supplied via the solenoid valve ( 14 ). The ignition of the fuel-air mixture takes place with a glow plug ( 11 ), which is arranged above the combustion floor ( 3 ) on the combustion chamber wall ( 2 ). Glow plugs of this type are used in a known manner in diesel engines. Compared to other ignition devices, the glow plug ( 11 ) is characterized by the simple structure and the low acquisition costs. Encapsulation of the glow filament ensures a long service life of the glow plug.

In Höhe des Abgasaustrittes aus dem Brennraum ist ein Flammen wächter (17) angebracht. Bei Flammenabriß bewirkt der Flammen wächter (17) eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr. Die Ver brennungsabgase strömen aus dem Brennraum (1) zu dem Wärmeaus tauscher (21). Unter Wärmeabgabe an ein geeignetes Wärmeträger medium gelangen die Verbrennungsabgase in das Abgasrohr (30) und schließlich in den Kamin, der in der Zeichnung nicht darge stellt ist.At the level of the exhaust gas outlet from the combustion chamber, a flame monitor ( 17 ) is attached. If the flame is cut off, the flame monitor ( 17 ) interrupts the fuel supply. The combustion exhaust gases flow from the combustion chamber ( 1 ) to the heat exchanger ( 21 ). With heat given off to a suitable heat transfer medium, the combustion exhaust gases get into the exhaust pipe ( 30 ) and finally into the chimney, which is not shown in the drawing.

Im Abgasrohr (30) ist eine Rauchgasmeßsonde (29) angeordnet, mit der eine charakteristische Größe des Rauchgases bestimmt werden kann. Die Rauchgasmeßsonde (29) kann beispielsweise eine Lambda-Sonde sein, die die Sauerstoffkonzentration des Rauchga ses bestimmt. Hiermit kann ermittelt werden, ob im Brennraum (1) eine gute und rückstandsfreie Verbrennung des Brennstoffes erfolgt. Die Überwachung und Regelung des Verbrennungsvorganges erfolgt über die Regelungseinheit (31).A flue gas measuring probe ( 29 ) is arranged in the exhaust pipe ( 30 ) and can be used to determine a characteristic size of the flue gas. The flue gas measuring probe ( 29 ) can be a lambda probe, for example, which determines the oxygen concentration of the flue gas. It can be used to determine whether there is good and residue-free combustion of the fuel in the combustion chamber ( 1 ). The combustion process is monitored and controlled by the control unit ( 31 ).

Die Regelungseinheit (31) ist mit allen Meß- und Stellgliedern der Brenneinrichtung verbunden. Als Meßglieder sind ein Außen temperaturfühler (33), ein Raumthermostat (34), der Bodentempe raturfühler (10), der Ölstandsüberlaufsensor (12), der Flammen wächter (17), der Druckwächter (35) und die Rauchgasmeßsonde (29) vorgesehen.Die Regelungseinheit (31) regelt die Stellglie der der Brenneinrichtung. Um in allen Betriebsbereichen stöchi ometrische Verbrennungsverhältnisse zu gewährleisten, ist bei der erfindungsgemäßen Brenneinrichtung eine Regelung des Mag netventiles (14), der Bodenheizung (9) und des Hauptgebläses (16) vorgesehen. Somit kann eine Verrußung oder Verkokung der Brenneinrichtung verhindert werden. Gleichzeitig ist die Ein haltung der Emissionsschutzvorschriften gewährleistet.The control unit ( 31 ) is connected to all measuring and control elements of the combustion device. An outdoor temperature sensor ( 33 ), a room thermostat ( 34 ), the floor temperature sensor ( 10 ), the oil level overflow sensor ( 12 ), the flame monitor ( 17 ), the pressure monitor ( 35 ) and the flue gas measuring probe ( 29 ) are provided as measuring elements Control unit ( 31 ) controls the actuator of the combustion device. In order to ensure stoichiometric combustion conditions in all operating areas, a control of the magnetic valves ( 14 ), the underfloor heating ( 9 ) and the main fan ( 16 ) is provided in the combustion device according to the invention. Sooting or coking of the combustion device can be prevented. At the same time, compliance with the emission protection regulations is guaranteed.

In Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild der Regelungseinheit (31) dargestellt. Die von den Meßgliedern (10, 12, 17, 29, 33, 34, 35) ermittelten Meßwerte werden digitalisiert und einer mikroprozessorgesteuerten Kennfeldsteuerungseinheit (37) zuge führt. Entspricht der Meßwert nicht dem Sollwert, so werden die Stellglieder (9, 11, 13, 14, 16) angesteuert.In Fig. 2 is a schematic diagram of the control unit (31) is shown. The measured values determined by the measuring elements ( 10 , 12 , 17 , 29 , 33 , 34 , 35 ) are digitized and supplied to a microprocessor-controlled map control unit ( 37 ). If the measured value does not correspond to the target value, the actuators ( 9 , 11 , 13 , 14 , 16 ) are activated.

In Fig. 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Brenneinrichtung dargestellt, die mit einem Verdampfungsbrenner (39) ausgebildet ist. Die in der Fig. 1 eingeführten Bezugs zeichen werden nachfolgend entsprechend verwendet. Der Verdamp fungsbrenner (39) besitzt ebenso wie der in Fig. 1 beschriebene Brenner einen Brennraum (1) und einen Wärmeaustauscher (21). Als Bypass zum Wärmeaustauscher (21) ist ein Abgasnebenstromka nal (22) vorgesehen, in dem eine regelbare Drosselklappe (23) angeordnet ist. Der aus dem Brennraum (1) austretende Abgas hauptstrom (19) gelangt somit nur teilweise an den Wärmeaustau scher (21). Ein Abgasnebenstrom (20) wird über den Abgasneben stromkanal (22) direkt in das Abgasrohr (30) geführt. Durch die direkte Zuführung von warmen Verbrennungsgasen können Taupunkt unterschreitungen im Abgasrohr und im Kamin verhindert werden. Hierfür ist als Meßglied ein Kamintemperaturfühler (28) am Ab gasrohr (30) angeordnet. Oberhalb des Wärmeaustauschers (21) ist ein regelbares Zusatzgebläse (25) vorgesehen, das bei zu geringem Zug zugeschaltet werden kann. Es wird gemeinsam mit dem Hauptgebläse (16) geregelt, das im Bereich des Brennraumes (1) angeordnet ist. In Abgasrichtung hinter dem Zusatzgebläse (25) ist am Abgasrohr (30) eine regelbare Kamindrossel (26) be festigt. Hiermit können Differenzdruckschwankungen im Kamin ausgeglichen werden. Die Anordnung einer weiteren Drossel, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter dem Hauptgebläse (16), gewährleistet vom Kaminzug nahezu unabhängige Druckverhältnisse im Brennraum (1). Als Meßglied für den Kaminzug ist ein Kamindrucksensor (27) am Abgasrohr (30) vorgesehen. Es ist auch möglich, den Kamin drucksensor (27) im Bereich des Hauptgebläses (16) anzuordnen. Die Druckverhältnisse im Brennraum (1) werden mit dem Brenn raumdrucksensor (24) überwacht, der in Abgasrichtung vor dem Zusatzgebläse (25) angeordnet ist.In Fig. 3, a further advantageous embodiment of the combustor is shown which is formed with an evaporative burner (39). The reference characters introduced in FIG. 1 are used accordingly below. The evaporation burner ( 39 ) has, like the burner described in Fig. 1, a combustion chamber ( 1 ) and a heat exchanger ( 21 ). As a bypass to the heat exchanger ( 21 ) an exhaust gas bypass channel ( 22 ) is provided, in which an adjustable throttle valve ( 23 ) is arranged. The exhaust gas main stream ( 19 ) emerging from the combustion chamber ( 1 ) thus only partially reaches the heat exchanger ( 21 ). An exhaust gas bypass flow ( 20 ) is routed via the exhaust gas bypass flow duct ( 22 ) directly into the exhaust pipe ( 30 ). Due to the direct supply of warm combustion gases, the temperature can drop below the dew point in the flue pipe and in the chimney. For this purpose, a chimney temperature sensor ( 28 ) is arranged on the gas pipe ( 30 ) as a measuring element. A controllable additional fan ( 25 ) is provided above the heat exchanger ( 21 ) and can be activated if the draft is too low. It is controlled together with the main fan ( 16 ), which is arranged in the area of the combustion chamber ( 1 ). In the exhaust gas direction behind the additional fan ( 25 ) on the exhaust pipe ( 30 ) an adjustable chimney throttle ( 26 ) be fastened. This can compensate for fluctuations in differential pressure in the chimney. The arrangement of a further throttle, which is not shown in the drawing, in the flow direction of the combustion air behind the main fan ( 16 ) ensures pressure conditions in the combustion chamber ( 1 ) which are almost independent of the chimney draft. A chimney pressure sensor ( 27 ) is provided on the exhaust pipe ( 30 ) as a measuring element for the chimney draft. It is also possible to arrange the chimney pressure sensor ( 27 ) in the area of the main fan ( 16 ). The pressure conditions in the combustion chamber ( 1 ) are monitored with the combustion chamber pressure sensor ( 24 ), which is arranged in the exhaust gas direction in front of the additional fan ( 25 ).

Am Brennraum (1) des Verdampfungsbrenners (39) ist der Boden temperaturfühler (10) im Bereich des Brennbodens (3), der Flam menwächter (17) im Bereich des Austrittes des Verbrennungsabga ses aus dem Brennraum (1) und der Ölstandsüberlaufsensor (12) an der Steigleitung (38) der Brennstoffleitung (15) angeordnet. Eine Glühkerze (11) ist oberhalb des Brennbodens (3) an der Brennraumwand (2) befestigt und ragt in den Brennraum (1).At the combustion chamber ( 1 ) of the evaporation burner ( 39 ) is the floor temperature sensor ( 10 ) in the area of the combustion floor ( 3 ), the flame monitor ( 17 ) in the area of the exit of the combustion exhaust from the combustion chamber ( 1 ) and the oil level overflow sensor ( 12 ) arranged on the riser ( 38 ) of the fuel line ( 15 ). A glow plug ( 11 ) is attached to the combustion chamber wall ( 2 ) above the combustion floor ( 3 ) and projects into the combustion chamber ( 1 ).

Der Verdampfungsbrenner (39) ist mit einer Regelungseinheit (31′) kombiniert, die auf der Regelungseinheit (31) gemäß der Fig. 1 und 2 aufbaut. Die Regelungseinheit (31′) ist mit sämt lichen Meß- und Stellgliedern der Brenneinrichtung gemäß Fig. 3 verbunden. The evaporation burner ( 39 ) is combined with a control unit ( 31 '), which is based on the control unit ( 31 ) according to FIGS. 1 and 2. The control unit ( 31 ') is connected to all measuring and actuating elements of the combustion device according to FIG. 3.

Als Meßglieder sind der Außentemperaturfühler (33), der Raum thermostat (34), der Bodentemperaturfühler (10), der Flammen wächter (17), der Ölstandsüberlaufsensor (12), der Druckwächter (35), der Brennabgastemperaturfühler (18), der Brennraumdruck sensor (24), der Kamindrucksensor (27), der Kamintemperatur fühler (28) und die Rauchgasmeßsonde (29) vorgesehen. Die Regelungseinheit (31′) regelt den Verbrennungsvorgang über das Magnetventil (14), das Sicherheitsmagnetventil (13), die Boden heizung (9), die Glühkerze (11), das Hauptgebläse (16), das Zusatzgebläse (25), die Drosselklappe (23) und die Kamin drosselklappe (26). Hierbei ist eine mikroprozessorgesteuerte Kennfeldsteuerungseinheit in der Regelungseinheit (31′) vorge sehen.As measuring elements are the outside temperature sensor ( 33 ), the room thermostat ( 34 ), the floor temperature sensor ( 10 ), the flame monitor ( 17 ), the oil level overflow sensor ( 12 ), the pressure monitor ( 35 ), the combustion gas temperature sensor ( 18 ), the combustion chamber pressure sensor ( 24 ), the chimney pressure sensor ( 27 ), the chimney temperature sensor ( 28 ) and the flue gas measuring probe ( 29 ) are provided. The control unit ( 31 ') controls the combustion process via the solenoid valve ( 14 ), the safety solenoid valve ( 13 ), the floor heating ( 9 ), the glow plug ( 11 ), the main blower ( 16 ), the auxiliary blower ( 25 ), the throttle valve ( 23 ) and the chimney throttle ( 26 ). Here is a microprocessor-controlled map control unit in the control unit ( 31 ') see easily.

In Fig. 4 ist der Verdampfungsbrenner (39) gemäß Fig. 3 ver größert dargestellt. Die Außenseite des Brennraumes (1) wird von einem Luftzuführraum (4) umgeben. In dem Luftzuführraum (4) ist ein Luftleitkörper (5) angeordnet, der die Brennraumwand (2) topfartig umgibt. An seinem freien nach oben weisenden Rand neigt sich der Luftleitkörper (5) zur Brennraumwand (2) hin.In Fig. 4, the evaporative burner ( 39 ) according to FIG. 3 is shown enlarged. The outside of the combustion chamber ( 1 ) is surrounded by an air supply chamber ( 4 ). An air guide ( 5 ) is arranged in the air supply space ( 4 ) and surrounds the combustion chamber wall ( 2 ) like a pot. At its free, upward-facing edge, the air guiding body ( 5 ) slopes towards the combustion chamber wall ( 2 ).

Die Verbrennungsluft wird aus der Umgebung über das Haupt gebläse (16) in den Luftzuführraum (4) angesaugt. Der Luft leitkörper (5) führt die Verbrennungsluft zu seinem freien Rand, der als Umlenkkante für die Luftströmung dient. Die Verbrennungsluft wird durch den Luftleitkörper (5) nach der Umlenkung an der Brennraumwand (2) geführt, wodurch eine Erwärmung im Gegenstrom zum Abgas erfolgt. Der Ringraum zwischen Brennraumwand (2) und Luftleitkörper (5) verjüngt sich bis zu einem Ringspalt (7). Die dadurch erreichte Beschleunigung der Strömung führt zu einer Verbesserung des Wärmeüberganges. Der Luftverteilungsraum (6), der zur Zufuhr von Verbrennungs luft in das Brennerinnere dient, wird durch die Brennraumwand (2) und den Luftleitkörper (5) begrenzt. Es ist auch möglich, die Glühkerze (11) am Luftleitkörper (5) zu befestigen, der dann gleichzeitig als Kühlkörper dient. In Richtung zum Brenn boden (3) besitzt der Luftverteilungsraum (6) einen sich er weiternden Querschnitt. Die über den Ringspalt (7) einströmende Verbrennungsluft erfährt daher im Luftverteilungsraum (6) eine Verzögerung, die die Zuführung zum Brennraum begünstigt. Die Verbrennungsluft gelangt über in der Zeichnung nicht darge stellte Drosselöffnungen, die in der Brennraumwand (2) ange bracht sind, in den Brennraum (1). Durch die Vorwärmung der Verbrennungsluft wird eine weitere Verbesserung des Ver brennungsvorganges insbesondere im Teillastbetrieb und eine Entlastung der Bodenheizung (9) erreicht.The combustion air is drawn in from the environment via the main fan ( 16 ) into the air supply space ( 4 ). The air guide body ( 5 ) guides the combustion air to its free edge, which serves as a deflecting edge for the air flow. The combustion air is guided through the air baffle ( 5 ) after the deflection on the combustion chamber wall ( 2 ), whereby heating takes place in counterflow to the exhaust gas. The annular space between the combustion chamber wall ( 2 ) and air guide body ( 5 ) tapers to an annular gap ( 7 ). The resulting acceleration of the flow leads to an improvement in the heat transfer. The air distribution space ( 6 ), which is used to supply combustion air into the interior of the burner, is limited by the combustion chamber wall ( 2 ) and the air guide ( 5 ). It is also possible to attach the glow plug ( 11 ) to the air guide ( 5 ), which then also serves as a heat sink. Towards the combustion floor ( 3 ), the air distribution space ( 6 ) has a widening cross section. The combustion air flowing in via the annular gap ( 7 ) therefore experiences a delay in the air distribution space ( 6 ), which favors the supply to the combustion space. The combustion air passes through throttle openings not shown in the drawing, which are introduced into the combustion chamber wall ( 2 ), into the combustion chamber ( 1 ). By preheating the combustion air, a further improvement of the combustion process is achieved, in particular in part-load operation, and the floor heating ( 9 ) is relieved.

Die äußere Form der Brennraumwand (2) entspricht der Mantel fläche von drei sich öffnenden Kegelstümpfen, die übereinander angeordnet sind und deren Manteldurchmesser in Richtung des Abgashauptstromes (19) zunehmen. Durch diese Gestaltung des Brennraumes (1) wird auch bei kleiner Flamme eine gute und rückstandsfreie Verbrennung erzielt. Im Bereich des Austrittes des Abgashauptstromes (19) aus dem Brennraum (1) ist die Brenn raumwand (2) konvergierend ausgeführt. In den Brennraum (1) ragen Strahlungswandler (8) hinein, die nahezu vertikal zur Brennraumwand (2) angeordnet sind. Die Strahlungswandler (8) werden korrektiv aufgeheizt und strahlen ihre Wärme in Richtung des Brennbodens (3) ab. Hierdurch wird eine gute Verdampfung des Brennstoffes erzielt.The outer shape of the combustion chamber wall ( 2 ) corresponds to the jacket surface of three opening truncated cones, which are arranged one above the other and whose jacket diameter increases in the direction of the main exhaust gas flow ( 19 ). This design of the combustion chamber ( 1 ) achieves good and residue-free combustion even with a small flame. In the area of the exit of the main exhaust gas flow ( 19 ) from the combustion chamber ( 1 ), the combustion chamber wall ( 2 ) is designed to converge. Into the combustion chamber (1) radiation converter (8) protrude, which are arranged almost vertically to the combustion chamber wall (2). The radiation converters ( 8 ) are correctively heated up and radiate their heat in the direction of the firing tray ( 3 ). Good evaporation of the fuel is achieved in this way.

Claims

1. Combustion device with an evaporation burner for liquid fuels, with a combustion chamber to which fuel and combustion air are fed and whose exhaust gases are used to heat a heat transfer medium in a heat exchanger arranged in the exhaust gas stream, an actuator arranged on a fuel feed line being provided for regulating the fuel supply,
characterized by
that the evaporation burner ( 39 ) is assigned a control unit ( 31 ) which receives the signals of a lambda probe ( 29 ) arranged in the exhaust gas flow, temperature sensors ( 18, 28 ) measuring the exhaust gas temperature and a floor temperature sensor ( 10 ) arranged on the combustion chamber floor ( 3 ) and which regulates the combustion process via a magnet valve ( 14 ), a main blower ( 16 ) and a floor heating system ( 9 ) which can be regulated continuously by pulses.

2. Burning device according to claim 1, characterized in that the control unit ( 31 ) signals of an exhaust pipe ( 30 ) of the evaporation burner ( 39 ) arranged chimney temperature sensor ( 28 ) and one between the heat exchanger ( 21 ) and the combustion chamber ( 1 ) arranged Burner exhaust gas temperature sensor ( 18 ) are supplied.

3. Combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 31 ) signals from a respective on the exhaust pipe ( 30 ) arranged pressure sensor ( 27 ) and a combustion chamber pressure sensor ( 24 ) are supplied.

4. Combustion device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 31 ) signals of a on the combustion chamber ( 1 ) arranged flame detector ( 17 ) and an oil level overflow sensor ( 12 ) are supplied.

5. Burning device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pulse duration of the solenoid valve ( 14 ) is infinitely variable.

6. Burning device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control unit ( 31 ) contains a microprocessor-controlled map control unit ( 37 ).

7. Combustion device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the combustion chamber ( 1 ) is surrounded by an air supply guide space ( 4 ) into which the main fan ( 16 ) promotes.

8. Burning device according to claim 7, characterized in that in the air supply space ( 4 ) an air guide ( 5 ) is arranged, which is pot-shaped and with its free edge forms a deflecting edge for the air flowing into the air supply space ( 4 ) from the outside .

9. Combustion device according to claim 8, characterized in that an air distribution space ( 6 ) which is delimited by the combustion chamber wall ( 2 ) and the air guide body ( 5 ), one from an annular gap ( 7 ) towards the combustion floor ( 3rd ) has a widening cross-section.

10. Burning device according to claim 9, characterized in that the outer shape of the combustion chamber wall ( 2 ) corresponds to the outer surface of an opening truncated cone.

11. Combustion device according to claim 10, characterized in that the outer shape of the combustion chamber wall ( 2 ) of the jacket surface of a plurality of superposed truncated cones, whose jacket diameter increase in the direction of the exhaust gas flow, speaks ent.

12. Combustion device according to claim 11, characterized in that in the combustion chamber ( 1 ) annular radiation transducers ( 8 ) protrude, which are arranged on the combustion chamber wall ( 2 ).

13. Combustion device according to one of claims 7 to 12, characterized in that throttle openings ( 36 ) are provided in the combustion chamber wall ( 2 ) for supplying the combustion air.

14. Combustion device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the firing tray ( 3 ) is constructed in several layers, a layer with high thermal conductivity being provided outside the combustion chamber ( 1 ).

15. Combustion device according to one of claims 1 to 14, characterized in that an exhaust gas bypass duct ( 22 ), in which an adjustable throttle valve ( 23 ) is arranged, is provided as a bypass to the heat exchanger ( 21 ).

16. Combustion device according to one of claims 1 to 15, characterized in that a controllable additional fan ( 25 ) and a controllable chimney throttle ( 26 ) are arranged at the inlet to the exhaust pipe ( 30 ).

17. Combustion device according to claim 16, characterized in that the control unit ( 31 ) controls the additional fan ( 25 ) and the chimney throttle ( 26 ).