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Vorrichtung zur Regulierung der Verbrennung im Feuerraum eines Heizapparates
Die'Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung der Verbrennung eines Heizapparates, insbesondere für flüssigen Brennstoff, bei der im Abfuhrkanal der Verbrennungsgase eine sich in Abhängigkeit vom Zug selbsttätig verstellende, gelenkig aufgehängte Drosselklappe angeordnet ist, die bei Verstellung den Durchlass für die Verbrennungsgase ändert.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist in den Abfuhrkanal eine Ein- und Austrittsöffnungen aufweisende Kammer eingebaut, in der die Drosselklappe um eine obere Achse frei schwingend gelagert ist. Die Klappe kann über ein höhenverstellbares Gewicht belastet werden. Wird der Zug stärker, dann bewegt sich die Klappe gegen die Austrittsöffnung der Kammer und drosselt so den Zug. Bei Rückschlägen im Rauchabzugsweg durch Gegenzug schliesst die Klappe die Raucheintrittsöffnung der Kammer ab, so dass sich der Gegenzug auf die Feuerung nicht auswirken kann. Mit Hilfe des Belastungsgewichtes, das von Hand aus verstellbar ist, kann jeweils der gewünschte Zug eingestellt werden.
Mit einer derartigen Einrichtung wird somit der Unterdruck im Feuerraum mehr oder weniger konstant gehalten, so dass auch die in der Zeiteinheit durch den Feuerraum fliessende Verbrennungsluft einen mehr oder weniger gleichbleibenden Wert aufweist. Der gleiche Effekt wird mit andern Einrichtungen erreicht, bei denen an Stelle einer Klappe ein Ventil im Abfuhrkanal vorgesehen ist. Einrichtungen dieser Art arbeiten nur dann einigermassen befriedigend, wenn die Belastung des Heizapparates und die Brennstoffzufuhr ebenfalls konstant gehalten wird.
Wird nämlich die Brennstoffzufuhr vergrössert, ohne dass zugleich auch das Belastungsgewicht der Klappe verstellt wird, dann steht der erhöhten Brennstoffbelastung keine hinreichende Erhöhung der Luftzufuhr gegenüber, und es findet daher nur mehr eine unvollkommene Verbrennung, bei der es leicht zu Russbildungen kommen kann, statt. Es ist ausserdem schwierig, bei den unabhängig voneinander zu verstellenden Regeleinrichtungen für die Brennstoffzufuhr und den Zug die Einstellung jeweils so zu treffen, dass der optimale Wirkungsgrad der Heizeinrichtung erreicht wird.
Um insbesondere bei nur fallweise in Betrieb gesetzten Heizgeräten und insbesondere bei Gas- oder Ölfeuerungen ein Eindringen von Kaltluft in den Rauchabzug während jener Zeit, in der das Gerät nicht in Betrieb steht, zu verhindern, werden bei derartigen Geräten häufig thermostatisch gesteuerte Abgasklappen verwendet, die meist als Thermostat ein Bimetall aufweisen. Dieses Bimetall ist mit der Klappe verbunden und hält in kaltem Zustand die Klappe in der Schliessstellung. Sobald das Gerät in Betrieb gesetzt und das Bimetall von den warmenAbgasen erwärmt wird, öffnet es die Abzugsklappe. Mit einer derartigenEinrichtung ist naturgemäss eine Steuerung der Zugstärke während des Betriebes unmöglich.
Neben oder in Verbindung mit den im Rauchgasabzug angeordneten Klappen zur Zugregelung sind auch schon Zugregeleinrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die Luftzufuhr zum Feuerraum gesteuert werden kann. Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art, die fUr Zimmeröfen bestimmt ist, ist in den Luftzufuhrkanal eine Drosselklappe eingebaut, die von einem unter dem Einfluss der Ofenhitze stehenden Wärmefühler, der der KUhlwirkung eines vom Schornsteinzug eingezogenen Luftstromes ausgesetzt ist, betätigt wird. Auch diese Einrichtung hat im wesentlichen die Aufgabe, die Verbrennungsluftzufuhr möglichst konstant zu halten. Sinngemäss gleiche Konstruktionen werden auch bei Heizkesselanlagen mit Unterwindfeuerung verwendet.
Auch dabei ist in die Luftzufuhrleitung ein über einen Thermostaten gesteuertes Regelorgan eingebaut.
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Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche sich erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch auszeichnet, dass die Drosselklappe einen Bimetallstreifen trägt, der bei Änderung der Verbrennungstemperatur seinen Schwerpunkt gegenüber der Klappe derart verlagert, dass diese bei steigenderTemperatur inRichtung ihrer maximal geöffneten Stellung und beim Sinken der Temperatur in Richtung ihrer Schliesslage verschwenkt wird. Wie erwähnt, ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in erster Linie für mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizapparate bestimmt.
Durch die erfindungs- gemässe Ausführung wird es möglich, die jeweilig gewünschte Heizleistung lediglich durch Veränderung der Brennstoffzufuhr einzustellen, da sich die erfindungsgemässe Vorrichtung jeweils an die vorhandene Belastung anpasst und die Luftzufuhr so regelt, dass bei jeder Belastung der optimale Zug herrscht. Die Erfindung geht dabei im wesentlichen von der Erkenntnis aus, dass die Temperatur der Verbrennungsgase sich in Abhängigkeit von der Belastung des Heizapparates ändert und bei erhöhter Belastung ansteigt, bei verringerter Belastung aber sinkt. Weitere Einzelheiten und zweckmässige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, u. zw. zei- gen die Fig. 1, 2 und 3 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Regelvorrichtung bei verschiedenen Zugwerten des Schornsteines und der Belastung jeweils im Schnitt.
Die Zeichnung zeigt die Anwendung der Vorrichtung zur Regulierung der Verbrennung im Feuerraum eines Heizapparates, insbesondere für flüssigen Brennstoff. Diese Vorrichtung besteht aus einem prismatischen Metallgehäuse 1, dessen zwei einander gegenüberliegende Seiten auf gleicher Höhe mit gleich grossen Öffnungen 2 bzw. 3 versehen sind. In diesen Öffnungen 2, 3 sind Mundstücke 4 bzw. 5 angeordnet, wobei das Mundstück 4 zum Feuerraum und das Mundstück 5 zum Schornstein führt.
Im Gehäuse 1 ist eine Klappe 6 bei 7 an einer Welle gelenkig angeordnet. An der oberen Seite dieser Klappe 6, z. B. oberhalb des Gelenkpunktes 7, ist unter einem bestimmten Winkel ein Bimetallstreifen 8 befestigt. Sowohl am freien Ende des Bimetallstreifens 8 als auch am unteren Ende dieser Klappe 6 sind Belastungsgewichte 9 bzw. 10 angebracht, die den Ventilmechanismus im Gleichgewicht halten.
Diese Vorrichtung arbeitet folgendermassen :
Falls der Herd oder Ofen auf Maximal-Kapazität arbeitet (Fig. 1 und 3), biegt sich der Bimetallstreifen wegen der hohen Temperatur der Rauchgase in Richtung der Klappe 6. Wenn der Zug des Schornsteines den Wert besitzt, mit dem die optimal benötigte Menge von Verbrennungsluft pro Zeiteinheit angesaugt wird, befindet sich die Klappe bei dieser maximalen Belastung in senkrechter Stellung (Fig. l), in der die Durchlassöffnung für die Verbrennungsgase möglichst gross ist. Die Grösse der beiden Gewichte 9 und 10 und die Stellung, welche der Bimetallstreifen 8 bei dieser Rauchgastemperatur einnimmt, sind deshalb derart gewählt, dass die Klappe 6 gerade noch in dieser senkrechten Stellung verbleibt.
Wenn der Schornsteinzug wegen einer Änderung der Wetterlage zunimmt, schwenkt die Klappe 6 jedoch um den Gelenkpunkt 7 nach rechts und verengt in dieser Weise die Öffnung, durch welche die Verbrennungsgase strömen müssen. Diese drosselnde Wirkung wird von einer Erhöhung des Strömungswiderstandes begleitet, der den Einfluss des verstärkten Zuges ausgleicht, so dass der in der Verbrennungskammer herrschende Unterdruck konstant gehalten wird und die Menge der angesaugten Verbrennungsluft bei einer bestimmten Beanspruchung des Brenners unabhängig vom Schornsteinzug konstant bleibt.
Falls bei einem derartig starken Zug die Klappe 6 sich in der Endlage nach Fig. 3 befindet, wird zu jeder Zeit durch das Spiel der Klappe 6 im Gehäuse ein Unterdruck in der Verbrennungskammer erzeugt, der genügt, um Russbildung infolge Verbrennungsluftmangels zu verhindern.
Wenn derHeizapparat unter Minimalbelastung brennt, ist naturgemäss eine IdeinereVerbrennungsluft- menge pro Zeiteinheit erforderlich. Obgleich der Schornsteinzug bei dieser schwächeren Belastung niedriger ist als bei einer stärkeren Beanspruchung, wäre nichtsdestoweniger die Luftzufuhr nach dem Feuerherd zu gross, falls die Klappe 6 ihre senkrechte Stellung einnehmen wurde.
Nach der Erfindung wird deshalb bei der dargestellten Vorrichtung eine zusätzliche Drosselung der Verbrennungsluftzufuhr dadurch erzielt, dass sich der Bimetallstreifen 8 bei einer schwächeren Beanspruchung wegen der dann auftretenden Senkung der Verbrennungsgastemperatur von der Klappe 6 wegbewegt, wodurch infolge des durch das Gewicht 9 auf den Ventilmechanismus ausgeübten Momentes die Klappe gegen die Schliesslage verstellt wird und dadurch den Durchlass für die Verbrennungsgase verkleinert.
Auf diese Weise wird also erreicht, dass das für. eine richtige Verbrennung erforderliche Verhältnis zwischen der Verbrennungsluftzufuhr und der Brennstoffzufuhr bei Änderung der Beanspruchung aufrecht erhalten wird.
Bei plötzlichem Rückschlag infolge von Fallwinden bewegt sich die Klappe 6 nach links, wobei der Durchlass durch die Öffnung 2 verringert und dem Erlöschen der Flamme im Brenner vorgebeugt wird.
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Die Unterseite des Gehäuses 1 kann in senkrechter Richtung entweder auf mechanische Weise oder handbedient verstellbar angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft, da man dadurch das Gehäuse für Heizapparate verschiedener Kapazität einstellen kann. Weiter ist es möglich, mit der Klappe 6 eine zweite Klappe zu verbinden, die im Zufuhrkanal für die Verbrennungsluft angeordnet ist, wodurch eine verstärkte Reguliermöglichkeit erhalten wird. Obgleich die dargestellte Einrichtung besonders für Ölherde und Ölöfen entworfen ist, kann die Vorrichtung auch für andere Heizapparate benutzt werden. Während oben ein normaler Schornstein mit natürlichem Zug vorausgesetzt ist, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung selbstverständlich auch bei Heizvorrichtungen Anwendung finden, die mit künstlichem Zug oder Luftzufuhr arbeiten.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann auf verschiedene Art im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regulierung der Verbrennung im Feuerraum eines Heizapparates, insbesondere für flüssigen Brennstoff, bei der im Abfuhrkanal der Verbrennungsgase eine sich in Abhängigkeit vom Zug selbsttätig verstellende, gelenkig aufgehängte Drosselklappe angeordnet ist, die bei Verstellung den Durchlass für die Verbrennungsgase ändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (6) einen Bimetallstreifen (8) trägt, der bei Änderung der Verbrennungstemperatur seinen Schwerpunkt gegenüber der Klappe derart verlagert, dass diese bei steigender Temperatur des Verbrennungsgases in Richtung ihrer maximal geöffneten Stellung und beim Sinken der Temperatur in Richtung ihrer Schliesslage verschwenkt wird.