DK160372B

DK160372B - QUANTITY CONTROL DEVICE FOR AN OIL BURNER

Info

Publication number: DK160372B
Application number: DK036884A
Authority: DK
Inventors: Ingvard Mosby Madsen; Evald Bak Soerensen
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1983-02-05
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1991-03-04
Also published as: DE3303915A1; DK36884A; DK160372C; DE3303915C2; DK36884D0

Description

DK 160372 BDK 160372 B

Opfindelsen angår en mængdereguleringsanordning for en oliebrænder, især henholdsvis en oliebrænder med tilberedning af olien ved hjælp af hjælpeenergi eller en forgasningsbrænder, ifølge overbegrebet til krav 1.The invention relates to a quantity control device for an oil burner, in particular an oil burner with preparation of the oil by means of auxiliary energy or a gasification burner, according to the concept of claim 1.

5 Ved en kendt mængdereguleringsanordning af denne art (DE-PS 24 03 083) bestemmes størrelsen af droslen af det indstillelige stempel af en brændstof-udmålingsventil. Denne ventil ligger i serie med reguleringsventilen i tilløbsledningen.5 In a known quantity control device of this kind (DE-PS 24 03 083) the size of the throttle of the adjustable piston is determined by a fuel metering valve. This valve is in series with the control valve in the supply line.

En sådan mængderegulering har den fordel, at pumpens samlede 10 kapacitetsområde beherskes, dvs. en meget stor del af de sædvanlige oliebrændere kan drives med en enhed, som består af en pumpe og en sådan reguleringsanordning. Ulempen er imidlertid, at der i det mindste ved små indstillingsmængder er fare for, at små urenheder forstopper enten droslen eller 15 reguleringsventilen, fordi de foreliggende gennemgangsåbninger skal være meget små.Such volume control has the advantage of controlling the pump's total capacity range, ie. a very large proportion of the usual oil burners can be operated with a unit consisting of a pump and such a control device. The disadvantage, however, is that at least in small setting quantities there is a danger that small impurities will clog either the throttle or the control valve, because the available through-openings must be very small.

I oliehydraulik er det endvidere kendt at gennemføre en mængderegulering ved hjælp af en hovedstrømregulator eller en bypass-strømregulator (H. Zoebl "Olhydraulik", 1963, side 20 164).In oil hydraulics, it is also known to carry out a quantity adjustment by means of a main flow regulator or a bypass flow regulator (H. Zoebl "Olhydraulik", 1963, page 20 164).

Formålet med opfindelsen er at angive en mængdereguleringsanordning af den i indledningen beskrevne art, ved hvilken der ikke er fare for en forstoppelse på grund af urenheder.The object of the invention is to provide a quantity control device of the kind described in the introduction, in which there is no danger of constipation due to impurities.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved den kendetegnende 25 del i krav 1.This task is solved according to the invention by the characterizing part of claim 1.

Ved spærring af henholdsvis bypasskanalen eller bypasskana-lerne gøres valgfrit en eneste enkelt blænde eller en serieforbindelse af to eller flere enkelte blænder virksomme. Som følge heraf fås drosler med forskellig drosselmodstand. Jo 30 større antallet af de efter hinanden koblede enkelte blænder er, des større er drosselmodstanden og des lavere er den medBy blocking the bypass channel or bypass channels, respectively, a single aperture or a series connection of two or more single apertures is optionally activated. As a result, throttles with different throttle resistance are available. The larger the number of single apertures, the greater the chirp resistance and the lower it is with

DK 160372 BDK 160372 B

2 et forudbestemt trykfald forbundne gennemstrømningsmængde.2 shows a predetermined flow drop associated flow rate.

På denne måde fås en (trinvis) tilpasning til forskellige oliebrænderes behov.In this way, a (step by step) adjustment is made to the needs of different oil burners.

Derudover fås ved efter hinanden koblede enkelte blænder den 5 fordel, at blændeåbningen også for relativ små mængder kan være forholdsvis stor, og derfor er der ved blænderne ingen fare for en forstoppelse på grund af urenheder. Heller ikke ved reguleringsventilen er denne fare givet, da reguleringsventilen ikke befinder sig i tilløbsledningen og derfor kun 10 må åbne ubetydeligt ved små mængder, men er anbragt i returledningen, hvor reguleringsventilen er uafhængig af tilløbsmængden således, at den kan få en tilstrækkelig stor mindste åbning.In addition, with the successive couplings of individual apertures, the advantage is that the aperture opening can also be relatively large for relatively small quantities, and therefore there is no danger of constipation by the apertures due to impurities. This danger is also not given at the control valve, since the control valve is not in the inlet line and therefore only 10 may open insignificantly at small quantities, but is placed in the return line, where the control valve is independent of the inlet volume so that it can have a sufficiently small minimum opening. .

På denne måde lykkes det at drive et oliefyr med en yderst 15 konstant varmeeffekt. Dette er især af interesse, når der kun skal forbrændes små oliemængder per tidsenhed, fx mindre end 1 1/h, fordi svingningerne procentvis var særlig store ved den hidtidige driftsmåde netop ved små mængder. Hvis en bestemt varmeeffekt skal garanteres, er det tilstrækkeligt 20 med en til denne effekt svarende minimal oliemængde.In this way, it manages to operate an oil furnace with an extremely constant heating effect. This is of particular interest when only small amounts of oil have to be burned per unit of time, for example less than 1 l / h, because the fluctuations were particularly large in the previous operation, precisely at small quantities. If a certain heat effect is to be guaranteed, a sufficient amount of oil corresponding to this effect is sufficient.

Med den videre udformning ifølge krav 2 er det muligt at ændre den ønskede varmeeffekt kontinuerligt inden for et vist område.With the further design according to claim 2, it is possible to change the desired heat effect continuously within a certain range.

Ved den konstruktive udformning ifølge krav 3 kan antallet 25 af de til enhver tid virksomme enkelte blænder let ændres ved en indstilling af stemplet.In the constructional configuration according to claim 3, the number 25 of the individual apertures operating at any one time can be easily changed by adjusting the piston.

Ved hjælp af størrelsesdimensioneringen af de enkelte blænder ifølge krav 4 fås en endnu større variationsmulighed ved udformningen af måleblænden.By means of the size dimensioning of the individual apertures according to claim 4, an even greater variation is possible in the design of the measuring aperture.

30 Med udformningen ifølge krav 5 opnås, at ved større gennem-With the design according to claim 5,

3 DK 160372 B3 DK 160372 B

gangsmængde err store gennemgangstværsnit virksomme, og de mindre gennemgangstværsnit er shuntet af bypasskanaler. Små gennemgangsmængder derimod ledes også over mindst en enkelt blænde med mindre gennemgangstværsnit.walkthrough large cross sections are effective, and smaller cross sections are shunted by bypass channels. On the other hand, small passages are also passed over at least one aperture with smaller cross sections.

5 Sikkerhedsventilen ifølge krav 6 forhindrer en for stor stigning af trykket, hvis reguleringsventilen af en eller anden grund skulle svigte, fx hvis membranen bliver utæt, eller hvis der sker en midlertidig afbrydelse af oliestrømmen i udgangsrøret.The safety valve according to claim 6 prevents an excessive increase in pressure if for some reason the control valve should fail, for example if the diaphragm becomes leaky or if the oil flow is temporarily interrupted in the exit pipe.

10 Særlig fordelagtig er anvendelsen af reguleringsanordningen ved en oliebrænder med tilberedning af olien ved hjælp af hjælpeenergi, især ved en forgasningsbrænder. Sådanne oliebrændere arbejder uden den sædvanlige trykforstøvning, fordi systemet har luftforstøvning, ultralydforstøvning eller Bob-15 binton-forstøvning, eller fordi olien ved fordampning fordeles fint. I alle disse tilfælde er meget lave olieleveringstryk tilstrækkelige. Som følge heraf er ved en trykregulering afhængigheden af den ønskede oliemængde per tidsenhed af modtrykket og af aflejringer i udgangsstedets område pro-20 centvis endnu større end ved oliebrændere med trykforstøvningsdyser. Ved hjælp af den nye reguleringsanordning kan den ønskede varmeeffekt opretholdes meget nøjagtig. Også for disse systemer gælder, at måleblænden kan vælges således, at de ved olieudgangsstedet optrædende trykændringer ikke på-25 virker funktionsevnen.10 Particularly advantageous is the use of the control device in an oil burner with preparation of the oil by means of auxiliary energy, especially in a gasification burner. Such oil burners operate without the usual pressure atomization because the system has air atomization, ultrasonic atomization or Bob-15 binton atomization, or because the oil is evaporated just fine by evaporation. In all these cases, very low oil delivery pressures are sufficient. As a result, in a pressure control, the dependence on the desired amount of oil per unit time of the backpressure and on deposits in the area of the starting point is even greater than in the case of oil burners with pressure spray nozzles. With the help of the new control device, the desired heat effect can be maintained very accurately. Also for these systems, the measuring aperture can be selected so that the pressure changes occurring at the oil outlet point do not affect the functioning.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i fig. 1 en skematisk fremstilling af en reguleringsanordning i forbindelse med en trykforstøvningsdyse, 30 fig. 2 i delfremstilling de ifølge opfindelsen anbragte enkelte blænder i forbindelse med en forgasningsbrænder ogThe invention is further explained below by means of preferred embodiments shown in the drawing which are shown in FIG. 1 is a schematic representation of a control device in connection with a pressure atomizing nozzle; FIG. 2 in partial manufacture the single apertures according to the invention in connection with a gasification burner and

DK 160372 BDK 160372 B

4 fig. 3 arbejdskarakteristikker af reguleringsanordningen i et tryk-mængde-diagram.4 FIG. 3 operating characteristics of the control device in a pressure-quantity diagram.

Ved udførelsesformen i fig. 1 leverer en oliepumpe 1 brændselsolie fra en tank 2 over en tilløbsledning 3 til en som 5 olieudgangssted tjenende forstøvningsdyse 4. Denne leverer olie som en forstøvningskegle 5 til et brændkammer 6. Rundt om dysen er der anbragt en kanal 7 for tilførslen af forbrændingsluft 8. I tilledningen 3 befinder der sig en måleblænde 9. Foran måleledningen udgår en til tanken 2 førende 10 returledning 10, i hvilken en reguleringsventil 11 er anbragt.In the embodiment of FIG. 1 supplies an oil pump 1 fuel oil from a tank 2 over an inlet line 3 to an atomizer nozzle serving 5, which supplies oil as an atomizer cone 5 to a combustion chamber 6. A channel 7 is provided around the nozzle for the supply of combustion air 8. In the conduit 3 there is a measuring aperture 9. In front of the measuring conduit, a return line 10 leading to the tank 2 exits 10, in which a control valve 11 is arranged.

Reguleringsventilen 11 har en membran 12, som er belastet af en børværdi-fjeder 13. Børværdien kan indstilles ved hjælp af et indstillingsgreb 14. Membranen overdækker som lukke-15 stykke et ventilsæde 15, som er omgivet af et trykrum 16. I dette hersker et tryk P-|, nemlig trykket foran måleblænden 9. På den over for liggende side befinder der sig et trykrum 17, som over en ledning 18 er forbundet med tilledningsafsnittet mellem måleblænde 9 og dyse 4. I dette hersker som 20 følge heraf trykket P2 bag måleblænden 9.The control valve 11 has a diaphragm 12 which is loaded by a set value spring 13. The setpoint can be set by means of an adjustment handle 14. The diaphragm covers as a closing 15 a valve seat 15 which is surrounded by a pressure chamber 16. In this, a pressure P-, namely the pressure in front of the measuring aperture 9. On the opposite side there is a pressure space 17, which is connected via a conduit 18 to the supply section between measuring aperture 9 and nozzle 4. As a result, the pressure P2 prevails behind measuring aperture 9.

Når pumpen 1 i drift leverer olie over måleblænden 9 til dysen 4, fås ved måleblænden 9 et trykfald. Dette virker på membranen 12, således at der under hensyntagen til børværdi-fjederens 13 kraft indstilles en ligevægtstilstand. Derfor 25 flyder en del af den af pumpen 1 leverede olie over returledningen 10 tilbage til tanken 2. Når trykfaldet ved måleblænden 9 på denne måde holdes konstant, er også den dysen 4 tilførte oliemængde per tidsenhed konstant. Ved hjælp af indstillingsgrebet 14 kan børværdi-fjederens 13 kraft ændres 30 og dermed kan også den forudbestemte mængde indstilles.When the pump 1 delivers oil over the measuring aperture 9 to the nozzle 4, a pressure drop is obtained at the measuring aperture 9. This acts on the diaphragm 12 so that an equilibrium state is set taking into account the force of the set-value spring 13. Therefore, a portion of the oil supplied by the pump 1 flows over the return line 10 back to the tank 2. When the pressure drop at the measuring aperture 9 is thus kept constant, the oil quantity supplied to the nozzle 4 is also constant per unit time. By means of the adjusting lever 14, the force of the set-value spring 13 can be changed 30 and thus the predetermined quantity can also be adjusted.

Reguleringsventilen 11 shuntes af en sikkerhedsventil 19, som åbner, når pumpetrykket overstiger en forudbestemt vær- B DK 160372! di. På denne måde sikres, at der ikke kan opstå skader, hvis reguleringsventilen 11 af en eller anden grund svigter, fx fordi der som følge af en momentan afbrydelse ikke flyder olie gennem måleblænden 9, og de to tryk og P2 derfor er 5 ens.The control valve 11 is shunted by a safety valve 19 which opens when the pump pressure exceeds a predetermined value. B DK 160372! di. In this way, it is ensured that no damages can occur if the control valve 11 fails for some reason, for example because, due to a momentary interruption, no oil flows through the measuring aperture 9 and the two pressures and P2 are therefore 5 equal.

Ved udførelsesformen i fig. 2 er der anbragt en indstillelig måleblænde 29. Denne har syv i serie anbragte enkelte blænder 30 - 36. Mellem de enkelte blænder udgår en bypasskanal 37 - 42; disse kanaler udmunder i en fælles cylinder 43.In the embodiment of FIG. 2 an adjustable measuring aperture 29 is provided. This has seven in series individual apertures 30 - 36. Between the individual apertures, a bypass channel 37 - 42 is emitted; these channels open into a common cylinder 43.

10 Mundingerne er spærret af et stempel 44, som er forskydelig ved hjælp af en stang 45 og et håndtag 46 i cylinderen 43.The orifices are blocked by a piston 44 which is displaceable by a rod 45 and a handle 46 in the cylinder 43.

Den sidste enkelte blænde 36 og cylinderen 43 fører til et samlingsrum 47, som er forbundet med olieudgangsstedet 48. Skematisk er antydet, at de enkelte blænders 30, 31, 32 og 15 33 gennemstrømningsåbninger har aftagende tværsnit, og at de følgende enkelte blænder har det samme lille tværsnit.The last single aperture 36 and the cylinder 43 lead to an assembly space 47 which is connected to the oil exit point 48. It is schematically indicated that the flow apertures of the individual apertures 30, 31, 32 and 15 33 have decreasing cross sections and that the following individual apertures have it. same small cross section.

I den viste stilling af stemplet 44 er samtlige syv enkelte blænder 30 - 36 koblet i serie. Allerede en lille gennem-strømningsmængde fører til et forholdsvist stort trykfald.In the shown position of the plunger 44, all seven single apertures 30 - 36 are connected in series. Already a small flow rate leads to a relatively large pressure drop.

20 på denne måde kan meget små kapaciteter på fx 0,2 - 1,5 1/h beherskes med enkelte blænder, som har en så stor gennemgangsåbning, at denne ikke kan forstoppes af urenheder. Når stemplet 44 ved forskydning mod venstre frigiver den første bypasskanal 42, er den sidste enkelte blænde 36 uvirksom.20 in this way, very small capacities of, for example, 0.2 - 1.5 l / h can be controlled by single apertures which have such a large opening that they cannot be blocked by impurities. When the plunger 44, when displaced to the left, releases the first bypass channel 42, the last single aperture 36 is inoperative.

25 Tilsvarende falder måleblændens 29 samlede modstand. Når stemplet 44 forskydes meget langt mod venstre, er kun enkelte blænder med større gennemgangsåbning virksomme, således at der skal strømme forholdsvis store gennemstrømningsmængder igennem, for at det trykfald, som bringer regulerings-30 ventilen 11 til reaktion, optræder. På denne måde kan man for en pumpes samlede kapacitetsområde inden for et trykområde fra til 25 bar holde forholdet mellem den til olieudgangsstedet 48 leverede oliemængde og den nødvendige pumpeeffekt på et passende niveau.25 Similarly, the total resistance of the measuring aperture 29 falls. When the plunger 44 is displaced very far to the left, only a few apertures with larger apertures are operable, so that relatively large flow rates must flow through in order for the pressure drop which causes the control valve 11 to react. In this way, for a total capacity range of a pump within a pressure range of up to 25 bar, the ratio of the amount of oil supplied to the oil outlet 48 to the required pump power can be maintained at an appropriate level.

66

DK 160372 BDK 160372 B

Ved olieudgangsstedet 48 er tilsluttet en forgasningsbrænder 49. Denne har et forgasningskammer 50 med en elektrisk opvarmelig kappe 51. Olie, som når til dette kammer 50, fordampes og forgasses derfor. Gassen træder med en af volumen-5 forhøjelsen forudbestemt hastighed ud af kammeret 50 frem til et område 52. Her følger en blanding med over en konisk ringkanal 53 tilført luft 54. En sådan forgasningsbrænder kan drives med meget forskellige oliemængder, begyndende fra små kapaciteter på omtrent 0,2 1/h til flere liter per time.At the oil exit point 48 is connected a gasification burner 49. This has a gasification chamber 50 with an electrically heatable jacket 51. Oil reaching to this chamber 50 is evaporated and gasified. The gas exits at a predetermined rate of volume 5 from the chamber 50 to an area 52. Here follows a mixture of air 54 over a conical annular channel 53. Such a gasifier burner can be operated with very different amounts of oil, starting from small capacities of about 0.2 l / h to several liters per hour.

10 Det samlede område kan indstilles ved hjælp af måleblænden 29. Herved sker en grovindstilling ved hjælp af valget af blænder og en finindstilling ved hjælp af børværdi-fjederen 13.10 The total range can be adjusted by means of the measuring aperture 29. Hereby a coarse adjustment is made by the choice of aperture and a fine adjustment by the setpoint spring 13.

I fig. 3 er der i et diagram som funktion af gennemstrøm-15 ningsmængden Q i liter per time indtegnet trykket P-| foran måleblænden 9. Man erkender, at når pumpen er blevet indstillet til et maksimalt tryk på P0, fås i afhængighed af størrelsen af den valgte måleblænde 9 og indstillingen af børværdi-fjederen 13 karakteristikker, ifølge hvilke en kon-20 stant mængde Q leveres over et stort trykområde til udgangsstedet. Det faktiske tryk afhænger af modtrykket i fyrings-rummet 6 og af modstanden ved dysen eller andet udgangssted.In FIG. 3, the pressure P- | is plotted in a diagram as a function of the flow rate Q in liters per hour. in front of the measuring aperture 9. It is recognized that when the pump has been set to a maximum pressure of P0, depending on the size of the selected measuring aperture 9 and the setting of the set value spring 13, characteristics are obtained, according to which a constant quantity Q is delivered over a large pressure area for the exit point. The actual pressure depends on the back pressure in the firing chamber 6 and on the resistance at the nozzle or other starting point.

I stedet for forgasningsbrænderen 49 kan der også indsættes andre uden trykforstøvning arbejdende brændere, fx sådanne 25 med ultralydforstøvning, luftforstøvning eller Bobbinton-forstøvning.Instead of gasification burner 49, other non-pressurized burners may also be inserted, such as ultrasonic atomizers, air atomizers or Bobbinton atomizers.

Blænden kan også gøres indstillelig på anden måde, fx idet to åbningen begrænsende dele kan forskydes relativt til hinanden .The aperture can also be made adjustable in another way, for example, since the two opening limiting parts can be displaced relative to each other.

Claims

A quantity control device for an oil burner, in particular an oil burner for preparing the oil by means of auxiliary energy or a gasification burner, a) with a throttle (9; 29) in the supply line (3) connecting the pump (1) to the oil outlet point ( 4; 48), b) with a control valve (11) which is actuated by the pressure (Py P2) in front of and behind the throttle (29) and keeps the pressure drop at the throttle (9? 29) constant, and 10 c) with a spring, enabling a specific setpoint for the operating pressure, characterized in that d) the throttle (29) is formed by a plurality of fixed single apertures (30 - 15 36) in series of inlet lines (3), each of which provides an optional lockable, the single aperture shunt bypass channel (37 - 42) adjacent to the flow direction, and e) the control valve (11) is arranged in a return line (10) adjacent to the flow direction of the series connection.

Control device according to claim 1, characterized in that the set value spring (13) is adjustable.

Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass channels (37 - 42) open axially displaced in a common cylinder (43) and the channel orifices can be covered by a displaceable piston (44). e DK 160372 B

Control device according to any one of claims 1-3, characterized in that at least part of the individual apertures (30 - 36) have different cross sections.

Control device according to claim 4, characterized in that the individual apertures (30 - 32) with larger cross sections are pre-coupled to the individual apertures (33 - 36) with smaller cross sections.

Control device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control valve (11) is shunted by a safety valve (14) reacting at a predetermined pressure.