DE895516C

DE895516C - Device for regulating the fuel supply, especially for gas-fired liquid heaters

Info

Publication number: DE895516C
Application number: DEP33151A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Bruemmerhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-02-03
Filing date: 1949-02-03
Publication date: 1954-04-05

Description

Vorrichtung zur Regelung der Brennstoffzufuhr, insbesondere für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizte Einrichtungen, bei denen die Brennstoffzufuhr so geregelt wird, daß die bei der Verbrennung des Brennstoffes frei werdende Wärme eine gleichbleibende Wärmeleistung der Einrichtung ergibt. Diese Regelanordnung kommt in erster Linie für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer in Betracht und schafft für dieses Anwendungsgebiet einen vorteilhaften Wärmeleistungsregler. Die Regelvorrichtung kann aber darüber hinaus auch Anwendung finden für alle übrigen in Betracht kommenden Fälle, bei denen man zum Teil bereits Wärmeleistungsregler an sich kennt, die jedoch nicht die vorteilhafte Anordnung der Erfindung besitzen. Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert in Anwendung auf einen gasbeheizten Flüssigkeitserhitzer.Device for regulating the fuel supply, especially for gas-fired Liquid heater The invention relates to a control device for with liquid or gaseous fuel heated facilities in which the fuel supply is regulated so that the heat released during the combustion of the fuel results in a constant heat output of the device. This rule arrangement comes primarily into consideration and creates for gas-heated liquid heaters an advantageous heat output regulator for this area of application. The control device but can also be used for all others that may be considered However, there are cases in which one already knows the heat output regulator per se do not have the advantageous arrangement of the invention. The invention is described below explained in more detail in application to a gas-heated liquid heater.

Bei gleichbleibendem Gasdruck richtet sich die Leistung eines gasbeheizten Flüssigkeitserhitzers nach der durch den gasförmigen Brennstoff zugeführten Wärme, die je nach Heizwert und Dichte des Gases verschieden sein kann. Da die Leistung das Produkt aus Wassermenge und Temperaturunterschied zwischen Wassereiin- und Wasseraustritt ist, kann sich eine Änderung der Wärmezufuhr entweder bei gleichbleibender Wassermenge in einer Änderung des Temperaturunterschiedes oder bei gleichbleibendem Temperaturunterschied in einer Änderung der Wassermenge äußern. Dementsprechend könnte man eine Leistungsregelung so durchführen, daß man entweder die Wassermenge oder den Temperaturunterschied auf gleichbleibendem Wert regelt und die andere Größe zur Steuerung eines Gasventils in der Brennerzuleitung benutzt. Bei dieser Art der Leistungsregelung sind aber zwei Regler notwendig, ein Wasserregler und ein Temperaturregler, außerdem kann sie nur dann angewendet werden, wenn im Wasserstrom genügend Kräfte zur Steuerung eines Wassermengenreglers oder eines Gasventils zur Verfügung stehen. Dies ist aber nicht immer der Fall, z. B. bei Warmwasserheizkesseln, die zum Betrieb einer Schwerkraftheizanlage dienen. Hier stehen für die Umwälzung des Warmwassers in der Heizanlage sowieso nur die geringen, Auftriebskräfte des wärmeren gegenüber dem kalten Wasser zur Verfügung.If the gas pressure remains the same, the performance of a gas-heated one is determined Liquid heater according to the heat supplied by the gaseous fuel, which can be different depending on the calorific value and density of the gas. Because the performance the product of the amount of water and the temperature difference between the water egg inlet and water outlet there can be a change in the heat supply either with the same amount of water in a change in the temperature difference or if the temperature difference remains the same express themselves in a change in the amount of water. Accordingly could you can perform a power control so that you either the amount of water or regulates the temperature difference to a constant value and the other variable used to control a gas valve in the burner supply line. With this type of Power regulation, however, two regulators are necessary, a water regulator and a temperature regulator, in addition, it can only be used if there is sufficient force in the water flow are available for controlling a water volume regulator or a gas valve. But this is not always the case, e.g. B. for hot water boilers that are required for operation serve a gravity heating system. Here stand for the circulation of the hot water in the heating system anyway only the low buoyancy forces of the warmer one the cold water available.

Die hier vorliegende Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Leistungsregler gelöst, bei dem ein Wärmefühler an der Kaltwasserzuleitung mit einem Wärmefühler an der Warmwasserleitung wärmeleitend verbunden ist und die Dehnungskörper der Fühler so angeordnet sind, daß die Differenzkraft ihrer Wärmespannungen auf einen Drosselkörper in der Gaszuleitung zum Brenner des Erhitzers einwirkt. Bei dieser Anordnung der Wärmefühler richtet sich ihre Temperatur nach dem Wärmefluß, der in der wärmeleitenden Verbindung stattfindet. Dieser hängt auch von der Wassergeschwindigkeit ab. Dabei nähert sich die Temperatur der Wärmefühler um so mehr der Temperatur des Wassers in der Warmwasser- bzw. Kaltwasserzuleitung, je größer die Wassergeschwindigkeit, also je :größer die Wassermenge ist. Die Maße der wärmeleitenden Verbindung werden nun so gewählt, daß bei gleichbleibender Leistung der Dehnungsunterschied der Dehnungskörper gleich groß bleibt. Der Drosselkörper ist so angeordnet, daß sich die Kräfte dann gegenseitig aufheben und der Drosselkörper nicht verstellt wird. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß der Drosselkörper mit den Dehnungskörpern in gleicher Achse angeordnet ist und beiderseits durch eine gleich starke Feder mit den Dehnungskörpern in Verbindung steht. Bei einer Zunahme oder Abnahme der Leistung steigt und fällt auch die Temperaturdifferenz zwischen den Wärmefühlern, wobei es gleichgültig ist, ob sich die Wassermenge oder der Temperaturunterschied im Wasser oder beides gleichzeitig ändert. Eine Änderung der Temperaturdifferenz zwischen den Wärmefühlern hat aber zur Folge, daß sich die Dehnungen, bezogen auf die Stellung des Drosselkörpers, nicht mehr gegenseitig aufheben. Der Drosselkörper verstellt daher den Gasdurchgang so lange, bis die Leistung wieder den ursprünglichen Wert erreicht hat. Damit die durch den Drosselkörper eingestellte Gasmenge vom Gasdruck in der Gaszuleitung unabhängig ist, wird der Drosselkörper zweckmäßig in den Gasumführungskanal des Gasdifferenzdruckreglers angeordnet. Die Verwendung eines Differenzdruckreglers hat den Vorteil, daß die dem Brenner zuströmende Gasmenge von der Brennertemperatur unabhängig ist. Bei Verwendung eines Brennerdruckreglers würde dem Brenner zu Beginn der Inbetriebsetzung bei kaltem Brenner zuviel Gas zuströmen, weil der Brenner im Betriebszustand, also im erwärmten Zustand, auf volle Belastung eingestellt wird und hierbei das im Brenner vor <#wstritt aus den Brenneröffnungen erwärmte Gas, bezogen auf die Volumeinheit, eine geringere Heizleistung hat als bei kaltem Brenner.The present object is achieved according to the invention by a power regulator solved, in which a heat sensor on the cold water supply line with a heat sensor is connected to the hot water pipe in a thermally conductive manner and the expansion body of the sensor are arranged so that the differential force of their thermal stresses on a throttle body acts in the gas supply line to the burner of the heater. With this arrangement of the Heat sensor adjusts its temperature according to the heat flow in the heat conducting Connection takes place. This also depends on the water speed. Included the closer the temperature of the heat sensors to the temperature of the water in the hot or cold water supply, the greater the water speed, So depending: the amount of water is greater. The dimensions of the thermally conductive connection will be now chosen so that the expansion difference of the expansion body with constant performance remains the same. The throttle body is arranged so that the forces then cancel each other and the throttle body is not adjusted. This becomes expedient achieved in that the throttle body with the expansion bodies in the same axis is arranged and on both sides by an equally strong spring with the expansion bodies communicates. With an increase or decrease in performance, it rises and falls also the temperature difference between the heat sensors, regardless of whether whether the amount of water or the temperature difference in the water or both at the same time changes. However, a change in the temperature difference between the heat sensors has with the result that the expansions, based on the position of the throttle body, no longer cancel each other out. The throttle body therefore adjusts the gas passage until the output has returned to its original value. So that The amount of gas set by the throttle body is independent of the gas pressure in the gas supply line is, the throttle body is expediently in the gas bypass channel of the gas differential pressure regulator arranged. The use of a differential pressure regulator has the advantage that the the amount of gas flowing into the burner is independent of the burner temperature. Using a burner pressure regulator would power the burner at the start of commissioning when it is cold Too much gas flows into the burner because the burner is in the operating state, i.e. when it is heated State, is set to full load and that in the burner before <#wstritt Gas heated from the burner openings, based on the volume unit, was less Has heating power than a cold burner.

Die Wärmefühler können auch mit einer leicht siedenden Flüssigkeit teilweise gefüllt und jeder Dehnungskörper durch eine Feder belastet werden, die die vom Dampfdruck der Füllflüssigkeit ausgeübte Gegenkraft des Dehnungskörpers aufnimmt. Zusätzlich wird der mit der Warmwasserleitung in Verbindung stehende Wärmefühler mit einer weiteren Feder belastet, die in Hintereinanderschaltung zu der ersten angeordnet ist und die erst von einem einstellbaren Druck an zusammengedrückt wird. Wenn dieser Druck, der einer bestimmten Wassertemperatur entspricht, erreicht ist, wird die Gaszufuhr durch den Drosselkörper so lange verringert, bis die eingestellte Temperatur nicht mehr Überschritten wird.The heat sensor can also be used with a low-boiling liquid partially filled and each expansion body loaded by a spring, the the counterforce of the expansion body exerted by the vapor pressure of the filling liquid records. In addition, the heat sensor connected to the hot water pipe loaded with another spring, which are connected in series to the first is arranged and which is only compressed by an adjustable pressure. When this pressure, which corresponds to a certain water temperature, is reached, the gas supply through the throttle body is reduced until the set Temperature is no longer exceeded.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele eines Leistungsreglers nach der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawings are two exemplary embodiments of a power regulator shown schematically according to the invention.

Abb. i zeigt einen Leistungsregler ohne Vorlauftemperaturregelung, Abb. 2 einen Leistungsregler mit. Temperaturregelung.Fig. I shows a capacity controller without flow temperature control, Fig. 2 with a power regulator. Temperature control.

In Abb. i a ist die Ausbildung der wärmeleitenden Verbindung im Schnitt nach Linie a-b dargestellt.In Fig. 1a the formation of the heat-conducting connection is in section shown along line a-b.

Bei der Ausführung nach Abb. i tritt das Gas bei A ein, gelangt durch den freien Querschnitt zwischen Sitz i und Regelkörper 2 bzw. Sitz 3 und Körper 4 in den Raum unterhalb der Scheibe 5, teilt sich hier in einen Strom, der durch den Ringspalt zwischen Scheibe 5 und Gehäuse 6 hindurchtritt, und einen anderen, der durch den Kanal 7, den freien Querschnitt zwischen Sitz 8 und Drosselkörper 9 und den Kanal 7a fließt. Beide Gasströme vereinigen sich in dem Raum oberhalb der Scheibe 5 und werden durch den Stutzen B zum Brenner weitergeleitet. In gleicher Achse mit dem Drosselkörper 9 sind die Dehnungskörper fo und ii angeordnet, die durch die Kapillarrohre 12, 13 mit den Wärmefühlern 1q., 15 in der wärmeleitenden Verbindung 16 zwischen Warmwasserleitung 17 und der Kaltwasserleitung i8 verbunden sind. Am Kopf jedes Dehnungskörpers befindet sich eine Hülse ig bzw. 2o zur Führung des Stiftes 21, an dem der Drosselkörper g befestigt ist. Zwischen dem Ende jeder Hülse und dem Drosselkörper ist je eine gleich starke Feder 22, 23 angeordnet, die den Drosselkörper immer in der Mitte zwischen den Dehnungskörpern fo und ii einstellt. Bei gleich großer Dehnung der Körper fo und ii tritt daher keine Verstellung des Drosselkörpers ein. Nur wenn der eine Körper sich um einen größeren Betrag dehnt als der andere, wird der Drosselkörper verschoben, wobei sich die zum Brenner fließende Gasmenge entsprechend ändert. Der Druckunterschied zwischen dem Raum oberhalb und unterhalb der Scheibe bleibt jedoch der gleiche, da diese sich entsprechend einstellt.In the embodiment according to Fig. I, the gas enters at A, passes through the free cross-section between seat i and control body 2 or seat 3 and body 4 into the space below the disk 5, divides here into a flow that flows through the Annular gap between disk 5 and housing 6 passes, and another that flows through channel 7, the free cross section between seat 8 and throttle body 9 and channel 7a. Both gas flows combine in the space above the disk 5 and are passed on through the connection B to the burner. In the same axis with the throttle body 9, the expansion bodies fo and ii are arranged, which are connected through the capillary tubes 12, 13 with the heat sensors 1q., 1 5 in the heat-conducting connection 1 6 between the hot water pipe 1 7 and the cold water pipe i8. At the head of each expansion body there is a sleeve ig or 2o for guiding the pin 21 to which the throttle body g is attached. Between the end of each sleeve and the throttle body a spring 22, 23 of equal strength is arranged, which always adjusts the throttle body in the middle between the expansion bodies fo and ii. If the bodies fo and ii are equally stretched, there is therefore no adjustment of the throttle body. Only when one body expands by a greater amount than the other is the throttle body shifted, with the amount of gas flowing to the burner changing accordingly. The pressure difference between the space above and below the disk, however, remains the same, since it adjusts itself accordingly.

Wenn die Wärmefühler an Stelle einer Dehnungsflüssigkeit nur teilweise mit einer leicht siedenden Flüssigkeit gefüllt sind, werden die Dehnungskörper zur Aufnahme des vom Dampfdruck der Füllflüssigkeit ausgeübten Druckes mit je einer Feder 24, 25 belastet. Die Federn werden im Gehäuse zweckmäßig so angeordnet, daß der Gasstrom nicht durch die Federwindungen hindurchtreten muß.If the heat sensor only partially replaces an expansion fluid are filled with a low-boiling liquid, the expansion bodies are used to Recording of the pressure exerted by the vapor pressure of the filling liquid with one each Spring 24, 25 loaded. The springs are expediently arranged in the housing so that the gas flow does not have to pass through the spring coils.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 sind die Dehnungskörper io und ii auf einer im Gehäuse 26 befestigten Platte 27 angeordnet, während sich der Drosselkörper 9 außerhalb der Thermostatanordnung befindet. Eine Verstellung des Drosselkörpers 9 findet auch hier nur dann statt, wenn sich die Ausdehnungsdifferenz zwischen den Körpern io und ii geändert hat. Die Ausdehnungskräfte werden einerseits durch den Bügel 29 und die Feder 22, andererseits durch die gleich starke Feder 23 von den Dehnungskörpern io und i i auf die Platte 28 übertragen, die durch den Stift 21 mit dem Drosselkörper 9 verbunden ist. Der Dehnungskörper io, der mit dem an der Warmwasserleitung 17 angebrachten Wärmefühler 14 in Verbindung steht, ist mit den beiden hintereinandergeschalteten Federn 24 und 3o belastet. Bis zu einer bestimmten, durch die Schraube 31 einstellbaren Federkraft werden alle Dehnungen des Körpers io allein durch die Feder 24 aufgenommen. Erst wenn die eingestellte Federkraft erreicht ist, die einer bestimmten Warmwassertemperatur entspricht, wird auch die Feder 30 mehr zusammengedrückt, indem die Kappe 32 den Teller 33 vom Auflagering 34 abhebt. Dadurch wird der Drosselkörper 9 mehr in den Sitz 8 hineingezogen und die Gaszufuhr zum Brenner so lange gedrosselt, bis die eingestellte Warmwassertemperatur nicht mehr überschritten wird.In the embodiment according to FIG. 2, the expansion bodies io and ii are arranged on a plate 27 fastened in the housing 26, while the throttle body 9 is located outside the thermostat arrangement. An adjustment of the throttle body 9 only takes place here when the expansion difference between the bodies io and ii has changed. The expansion forces are transmitted on the one hand by the bracket 29 and the spring 22 and on the other hand by the equally strong spring 23 from the expansion bodies io and ii to the plate 28, which is connected to the throttle body 9 by the pin 21. The expansion body io, which is connected to the heat sensor 14 attached to the hot water line 17, is loaded with the two springs 24 and 3o connected in series. Up to a certain spring force that can be adjusted by means of the screw 31, all expansions of the body io are absorbed by the spring 24 alone. Only when the set spring force has been reached, which corresponds to a certain hot water temperature, is the spring 30 also compressed more in that the cap 32 lifts the plate 33 off the support ring 34. As a result, the throttle body 9 is drawn more into the seat 8 and the gas supply to the burner is throttled until the set hot water temperature is no longer exceeded.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for regulating the fuel supply for devices heated with liquid or gaseous fuel, in particular for gas-heated liquid heaters, characterized in that a heat sensor (15) on the cold water supply line (18) with a heat sensor (14) on the hot water discharge line (17) is connected by a heat conductor (16) and the expansion body (io, i i) the sensors are arranged so that the differential force of the tensile stresses on a throttle body (9) acts in the gas supply line to the burner of the heater.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the throttle body with the expansion bodies is arranged in the same axis and on both sides by a equally strong spring is connected to the expansion bodies.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that the throttle body (9) is arranged in the bypass line (7, 7a) of the gas differential pressure regulator.

4th Device according to claims i to 3, characterized in that the heat sensors (14, 15) are only partially filled with a low-boiling liquid and each Expansion body (io, i i) is loaded by a spring, which is affected by the vapor pressure of the Filling liquid absorbs counterforce exerted by the expansion body.

5. Device according to claim i to 4, characterized in that the one with the heat sensor on the Expansion bodies connected to the hot water drainage by means of two consecutively connected expansion bodies Springs are loaded, one of which is only compressed from an adjustable pressure will. Referenced publications: German patent specification No. 700 823.