DE8202375U1 - Brennstoffdruckregler fuer eine feuerungsanlage - Google Patents

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Boehmert & Boehmen, Postfach/P O. Box 107127, D-2800 Bremen

An das

Deutsche Patentamt Zwe ib rückens tr.

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PATENTANWALT DR ING. KARL BOEHMERT (1933-1973) PATENTANWALT DIPL-ING. ALBERT BOEHMERT. BREMEN-RECHTSANWALT WILHELM J. H. STAHLBERG, BREMEN PATENTANWALT DR-ING. WALTER HOORMANN. BREMEN PATENTANWALT DIPL-PHYS. DR. HEINZ GODDAR, BREMEN PATENTANWALT DIPL-ING. EDMUND F. EITNER. MÜNCHEN RECHTSANWALT WOLF-DIETER KUNTZE. BREMEN RECHTSANWALT DIPL-ING.JAN G. TÖNNIES. BREMEN PATENTANWALT IN DIPL.-CHEM. DR. C. NEIDL-STIPPLER, MUNCHEf

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G 82 O2 375.1

Ihr Schreiben vom Your letter of

24.6.iy83

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Our ref.

S 2261

F men, Ho::eraUee32

18. Juli 19 83

H. Saacke KG, Südweststraße 13, 2 800 Bremen 21

Brennstoffdruckregler für eine Feuerungsanlage

Die Erfindung betrifft einen Brennstoffdruckregler für eine mit einem die Brennstoffzufuhr steuernden Brennstoffventil oder dergleichen einerseits und mindestens eine die Brennluftzufuhr steuernde Luftklappe oder dergleichen andererseits sowie eines zu deren synchronen, lastabhängigen Verstellung eingerichteten Verbundstellgliedes und einer in der Abgasleitung angeordneten Abgasanalysensonde -ersehenen Feuerungsanlage.

Aus der DE-OS 27 53 520 ist eine Anlage bekannt, bei der die Abgasanalysensonde aus einem in der Abgasleitung angeordneten Sauerstoffsensor besteht. In Abhängigkeit

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BOEHMERT & BOEHMERT

von den durch diesen Sauerstoffsensor erfaßten charakteristischen Abgaswerten wird über eine Verstelleinrichtung die relative Zuordnung des Stellgliedes des
Brennstoffventils einerseits unrl des Stellgliedes der \

Luftklappe andererseits gesteuert. Hierdurch läßt sich \

in jeder lastabhängigen Einstellung des Verbundstellaliedes die gegenseitige Zuordnung der beiden Stell- \ glieder so variieren, daß eine optimale Verbrennung Ί gewährleistet ist. Die Verstelleinrichtung besteht bei
der bekannten Vorrichtung, die sich im Prinzip durchaus t bewährt hat, vorzugsweise aus einem Spindelstellmotor, · mittels dessen die einer bestimmtem Brennstoff-Massen- ·■ strömung zuzuordnende Brennluftmenge entsprechend

korrigiert wird. Als ungünstig hat es sich bei dieser f.

Anordnung allerdings herausgestellt, daß der Spindel- **

Stellmotor in Abhängigkeit von der Stellbewegung des |

kesaellastabhängig arbeitenden Verbundstellgliedes %

eine ständige Auf- und Abwärtsbewegung vollziehen muß
und dadurch einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist.
Auch steht bei einem nachträglich beabsichtigten
Einbau einer Verbrennungsoptimierungsvorrichtung der *

vorstehend beschriebenen Art häufig der für den
Spindelstellmotor notwendige Platz nicht zu Verfügung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile , einer derartigen Anlage zu überwinden. |

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen i

Brennstoffeingang, einen Brennstoffausgang, einen ί

j über eine Ventilstange mit einer Membran einwirkende

Sollwertfeder und eine von einem Motor beaufschlagte 5

I Sollwertverstellmutter. ί

• till« *

BOEHMERT & BO-EH¹MERT*

— 3 —

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Brennstoffdruckregler hat den Vorteil, daß der Sollwert des Brennstof fdruckreglers , der ohnehin bei jeder öl- oder Gasfeuerungsanlage erforderlich und vorhanden ist, um den Brennstoffdruck vor dem Brenner konstant zu halten, in Abhängigkeit von den Meßwerten der Abgasanalysensonde, die natürlich ebenso wie bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art beispielsweise ein Sauerstoff sensor sein kann, variiert wird, wobei natürlich von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, daß es für eine Verbrennungsoptimierung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art grundsätzlich gleichgültig ist, ob die Zuordnung Brennstoff/Brennluft oder aber die Zuordnung Brennluft/Brennstoff verändert wird. Brennstoffdruckregler der vorstehend beschriebenen Art arbeiten häufig ohne Hilfsenergie nach dem Kraftvergleichverfahren, jedoch eignen sich auch als elektrische, elektronische, pneumatische oder hydraulische Regler ausgeführte Brennstoffdruckregler. In jedem Fall bewirkt eine Sollwertverstellung dieses Brennstoffdruckreglers in der erfindungsgemäß vorgesehenen Art eine Druckänderung des in seinem am Brennen entstehenden Druck konstant zu haltenden Brennstoffes und damit eine Veränderungs des Massenstomes. Die Sollwertverstellung des Brennstoffdruckreglers erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels des Abgasanalysenreglers automatisch in Abhängigkeit .on den repräsentativen Abgasanalysenwerteii, die durch die Abgasanalysensonde geliefert werden, wodurch sich in einfacher Weise die gewünschte Verbrennungsoptimierung erreichen läßt. AM Brennstoffdruckregler ist dabei vorzugsweise ein motorischer Sollwertversteller angebracht, der in Abhängigkeit von den Abgasanalysenwerten den Brenn-

BOEHMERT

If..

• 4 . ·

sto.tfdruck derart verändert, daß die zur Verbrennungsoptimierung erforderliche Massenstromveränderung in der Brennstoffleitung erreicht wird.

Dadurch, daß zusätzlich zu dem ohnehin erforderlichen Brennstoffdruckregler nur wenige vorrichtungsspezifische Bauelemente in die Feuerungsanlage integriert werden I, müssen, werden die Platzprobleme der bekannten Vorrich-

" tung vermieden, wobei der vereinfachte Aufbau, insbesondere der Wegfall eines ständigen Hübbewegungen ausgesetzten Spindelmotors, sowohl kostensenkend wirken als auch die Lebensdauer der Vorrichtung beträchtlich erhöhen.

Weitere Merkmale und Vor-teile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Brennstoffdruckregler eines Ausführungsbeispieles der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Ebene des Ventiltellers

Fig. 2 in Blockdiagrammdatstellung eine komplette Feuerungsanlage mit einer Vorirchtung nach der Erfindung.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist ein dort im Ganzen mit 10 bezeichneter Brennstoffdruckregler, der ohne Hilfsenergie mechanisch betrieben wird, einen Brennstoffeingang 12, dem flüssiger Brennstoff, ^'iispielsweise — Schweröl, in Richtung des Pfeiles von links zugeführt

BOEHMERT & BOEHMERT ί

BOEH

• f · • · ·

wird, sowie einen Brennstoffausgang 14 auf, aus dem der Brennstoff mit geregeltem Druck austritt,. Ein Ventilteller 16 ist über eine Ventilstange 18 mit einer Membran 20 verbunden, auf deren dem Ventilteller 16 abgewandte Oberseite in bekannter Weise eine Meßoder Sollwertfeder 22 einwirkt, also in dem die Unterseite der Membran 20 beaufschlagenden, unter Druck stehenden Brennstoff entgegengesetzter Richtung. Der Raum oberhalb der Membran ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel gasdicht ausgebildet und steht über eine Ausgleichsbohrung 24 (Dämpfungsöffnung) definierten Querschnitts mit der Atmosphäre in Verbindung. Über eine Sollwertverstellmutter 26 ist der Federdruck der Sollwertfeder 22 veränderbar, die von einem Motor 28 beaufschlagt wird. Läßt man nun auf die Oberseite der Membran 20 einen pneumatischen Steuerdruck einwirken, der mittels eines geeigneten Reglers (Abgasanalysenreglers) in Abhängigkeit von einem Abgasanalysenwert zur Optimierung des Brennstoff/Brennluft-Verhältnisses variabel ist, so ergibt sich in einfachster Weise die gewünschte Brennstoffmassenstrombeeinflussung und somit eine Optimierung des Brennstoff/Brennluft-Verhältnisses, da ja der für den Brennstoffdruckregler erforderliche Kraftvergleich unter Berücksichtigung der Summe der Kraft der Sollwertfeder 22 und der Kraft des pneumatischen Steuerdrucks gebildet wird. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Motor 28 direkt durch den vorgenannten Abgasanalysenregler, auf den nachfolgend noch eingegangen wird, zu beeinflussen. Um bei Ausfall der Abgasanalysensonde eine einwandfreie Verbrennung zu gewährleisten, wird der Stellmotor 28 in vorteilhafter Weise in seinem Weg begrenzt, wodurch gewährleistet ist, daß die Feuerungs-

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BOEHMERT &

anlage auch bei einem Ausfall der Abgasanalysensonde und der damit verbundenen Regeleinrichtung einwandfrei arbeitet. Bei entsprechenden pneumatischen Antrieben kann natürlich auch eine in beiden Richtungen wirkende Druckbegrenzung vorgesehen sein.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die wirkungsmäßige Anordnung einer erfindungsgemäßen Verbrennungsoptimierungsvorrichtung in einer Feuerungsanlage. Wie dargestellt ist, weist die Feuerungsanlage einen Kessel 30 auf, aus dem die Rauchgase über eine Abgasleitung 32 austreten. Auf den Kessel wirkt ein Ölbrenner 34 ein, dem Brennstoff, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Schweröl, mit geregeltem Druck und mit geregeltem Massenstrom über eine Brennstoffleitung 36 und Brennluft von einem Brennluftgebläse 38 über eine Brennluftleitung 4O zugeführt werden. In der Brennluftleitung 40 ist, wie schematisch gezeigt, eine Luftklappe 42 angeordnet, deren Stellung - und damit der Luftzustrom zum Brenner 34 - durch ein Verbundstellglied 44 beeinflußt wird. Das Verbundstellglied steuert synchron mit der Stellung der Luftklappe 42 auch dem Massenstrom des Schweröles in der Brennstoffleitung 36 und wird seinerseits durch einen Kessellast-Stellmotor 46 Laeinflußt, der vom Ausgang einer Kessellast-Regelung 48 beaufschlagt wird.

Einem Abgasanalysenregler 50 werden einerseits eine lastabhängige Sollwertvorgabe 52 und andererseits über ein Analysengerät 54 durch eine in der Abgasleitung 32 . geordnete Abgasanalysensonde 56 erfaßte Kenngrößen des Abgases aus dem Kessel 30 zugeführt.

BOEHMERT &:

Der Ausga7^g des Analysengerätes 54 (beispielsweise 0 bis 20 mA) beeinflußt also den Abgasanalysenregler 50 in Abhängigkeit von den ihm zugeführten, für die optimale Verbrennung repräsentativen Signalen von der Abgasanalysensonde 56.

Der Ausgang des Abgasanalysenreglers 50 beeinflußt dann den Brennstoffdruckregler 10 in der bereits weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Weise derart, daß über den gesamten lastabhängigen Regelbereich des Brenners eine optimale Verbrennung gewährleistet ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (1)

1. Brennstoffdruckregler für eine mit einem die Brennstoffzufuhr steuernden Brennstoffventil oder dergleichen einerseits und mindestens eine die Brennluftzufuhr steuernde Luftklappe oder dergleichen andererseits sowie eines zu deren synchronen, lastabhängigen Verstellung eingerichteten Verbundstellgliedes und einer in der Abgasleitimg angeordneten Abgasanalysensonde versehenen Feuerungsanlage, gekennzeichnet durch einen Brennstoffeingang (12), einen Brennstoffausgang (1^), einen über eine Ventilstange (18) mit einer Membran (20) verbundenen Ventilteller (16), eine auf die Membran einwirkende Sollwertfeder (22) und eine von einem Motor (28) beaufschlagte Sollwertverstellmutter (26).

   I 925
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