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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizbrenner für ein Heizsystem.
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Heizbrenner werden für eine Vielzahl von Anwendungen herangezogen. Sie dienen zur Beheizung von Gebäuden, Flächen und Flüssigkeiten, sei es für den alltäglichen Gebrauch oder beispielsweise für ein Schwimmbad. Auch wenn die Anforderungen, die in den einzelnen Anwendungsgebieten entstehen, sich teilweise stark unterscheiden, so ist eine Anforderung an den Brenner allen Anwendungsszenarien gemein. Es gilt, zu jedem Zeitpunkt in dem zu beheizenden System eine gewisse geforderte Temperatur einzustellen, wobei die Temperatur über die Zeit stark variieren kann, die Reaktionszeit des Heizbrenners jedoch kurz sein sollte. Erschwerend kommt hinzu, dass das System häufig träge auf das Beheizen des Brenners reagiert.
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Um dieser Anforderung zu begegnen, verfügen die meisten Heizbrenner über einen Eingang, der die gewünschte Solltemperatur festlegt, sowie über mindestens einen Sensor, der Isttemperatur im Systems bestimmt. Interne Regelverfahren versuchen den Heizbrenner bzw. dessen Verbrennungsflamme so zu steuern, dass die Isttemperatur möglichst genau der Solltemperatur entspricht. Bei dieser Regelung gilt es, wie gesagt, zu beachten, dass die Reaktionszeit des gesamten Heizsystems relativ träge ist, die Sollwertanforderungen ständig variieren und ein effizientes und wartungsfreies Heizen gefordert wird. Ein hoher Wirkungsgrad des Heizbrenners sowie ein abgasarmes und russfreies Verbrennen des jeweilig verwendeten Brennstoffes wird bei den handelsüblichen Heizbrennern vorausgesetzt.
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Im Wesentlichen unterscheidet man bei der Regelung der Heizbrenner zwischen zwei Verfahren, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden:
- – das intermittierende Verfahren
- – das modulierende Verfahren
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Bei der intermittierenden Regelung wird ein Bereich um die gewünschte Sollwerttemperatur festgelegt. Bei der Verbrennung kennt der Heizbrenner lediglich zwei Status. In einem brennenden Status wird ungeregelt Brennstoff verbrannt und Wärmeenergie produziert. In einem abgeschalteten Status wird kein Brennstoff verbrannt, zusätzliche Wärmeenergie wird nicht an das Heizsystem weitergegeben. Unterschreitet der Istwert die untere Intervallgrenze des Sollwerts, wird der Heizbrenner gezündet und brennt so lange, bis der Istwert die Obergrenze des Intervalls überschreitet. Danach wird der Brenner wieder abgeschaltet und verharrt in diesem Zustand, bis der Istwert festlegt, dass ein erneutes Zünden notwendig ist. Eine Istwert-Temperaturkurve, wie sie üblicherweise bei einem Heizbrenner mit einem intermittierenden Verfahren entsteht kann der
4a entnommen werden. Eine entsprechende Heizanlage wird in der Einleitung der
EP 0 387 703 B1 beschrieben. Das intermittierende Verfahren hat den Nachteil, dass um eine schadstoffarme und den Brennwert des Brennstoffs optimal ausnutzende, Verbrennung zu gewährleisten, die Intervalllänge relativ großzügig gewählt wird und zusätzlich auf Grund der eventuell langen Reaktionszeit eine Hysterese auftritt. Daher kommt es zu einer starken Über- und Unterregelung, die die Qualität und die Effizienz des Systems beeinträchtigt. Zum einen wird nur selten genau die Wärmeenergie geliefert, die auch wirklich erwünscht ist, zum anderen erhöht sich durch das starke Übersteuern der Istleistung der Wärmeverlust in den Leitungssystemen und führt zu Verschleiß (z. B. Verkalkung).
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Das modulierende Verfahren regelt die Heizleistung analog zu dem Istwert der Temperatur im System. Beispielsweise kann die Brennstoffzufuhr im Rahmen eines Regelbereichs reguliert werden. Eine modulierende Heizungsanlage wird in der Einleitung der
CH 692 757 A5 beschrieben. Da der Regelbereich jedoch endlich ist, muss bei einem Über- oder Unterschreiten des Regelbereichs in das intermittierende Verfahren gewechselt werden. Die in Bezug auf das intermittierende Verfahren genannten Nachteile treten genauso, wenn nicht noch stärker, auf.
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Auch ist es bei diesem Verfahren schwierig, die Regelgrößen (zum Beispiel Luftzufuhr und Brennstoffzufuhr) so zu regeln, dass es über dem gesamten Regelbereich zu einer effizienten, schadstoffarmen Verbrennung kommt.
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Die
DE 35 24 230 A1 beschreibt eine Regeleinrichtung für ein Raumthermostat. Hier werden die Abstände einzelner Schaltzyklen, bei denen ein Brenner heizt, und deren Länge variiert. Weitere Heizbrenner sind aus der
DE 82 21 965 U1 und der
EP 1 008 807 B1 bekannt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizbrenner bereitzustellen, der auf effiziente und schadstoffarme Weise eine gewünschte Brennleistung bereitstellt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Heizbrenner gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 löst.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Heizbrenner für ein Heizsystem mit einer Steuereinrichtung, mit mindestens einem Primärsensor zur Erfassung einer Heizleistung des Heizbrenners und mit Aktuatoren gelöst, die eine Zündeinrichtung zum Zünden von Brennstoff, eine Luftförderungseinrichtung zum Fördern von Verbrennungsluft und eine Brennstofffördereinrichtung zum Fördern von Brennstoff zur Zündeinrichtung umfassen, wobei die Fördermenge der Brennstofffördereinrichtung im Wesentlichen frei einstellbar ist und die Steuereinrichtung die Aktuatoren derart einstellt, dass der Brennstoff in periodisch wiederkehrenden Zündintervallen entzündet wird und für ein einstellbares Brennintervall brennt, wobei die Heizleistung durch die Steuereinrichtung über die Länge des Brennintervalls im jeweiligen Zündintervall regelbar ist.
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Eine zentrale Idee der Erfindung besteht also darin, dass die Steuereinrichtung den Brennstoff in regelmäßigen Abständen entzündet und bei vordefinierter Leistung eine Brennflamme betreibt. Die Heizleistung, die der Heizbrenner produziert wird lediglich durch die jeweilige Brenndauer also dem einstellbaren Brennintervall reguliert. Im Wesentlichen muss die Steuereinrichtung nur drei Phasen innerhalb eines Brennintervalls unterscheiden, eine Initialisierungsphase, in der die Brennleistung bis auf einen vordefinierten Wert hochgefahren wird, eine konstante Brennphase, in der die Brennleistung auf einem konstanten Wert gehalten wird, und eine Stoppphase, in der die Brennleistung wieder auf fast Null zurückgefahren wird.
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Die Steuereinrichtung kann also so ausgebildet sein, dass sie für diese drei Phasen die Aktuatoren so optimal betreibt, dass ein effizientes Verbrennen des Brennstoffs gewährleistet wird. Bei der Steuereinrichtung der Aktuatoren ist besonders die Regelung des Brennstoff-Luftverhältnisses entscheiden, daher ist erfindungsgemäß zumindest die Fördermenge der Brennstofffördereinrichtung frei einstellbar. Durch das genaue Regeln der Heizleistung kommt es zu geringeren Wärmeverlusten im gesamten Heizsystem, insbesondere in den Leitungen.
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Vorzugsweise sind die Zündintervalle kleiner gleich 60 Sekunden. Eine schnelle Reaktion des Heizbrenners wird so gewährleistet und die Istleistung des Heizbrenners passt sich optimal an die Sollleistung an. Ein Über- und Unterschwingen der Heizleistung kann vermieden werden.
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Erfindungsgemäß ist der Brennstoff ein flüssiger Brennstoff, insbesondere Rapsöl oder andere natürliche Öle.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Aktuatoren einen Motor umfassen, der einen Kegelstumpf so in Rotationsbewegungen um dessen Längsachse versetzt, dass über eine Eintrittsöffnung in den Kegelstumpf eingebrachter Brennstoff aufgrund der Zentrifugalkraft an einer Austrittsöffnung austritt und zerstäubt wird. Der Kegelstumpf ist also eine zylindrisch geformte Röhre durch die an der Eintrittsöffnung, dort wo die Röhre den geringeren Durchmesser hat, Brennstoff eingebracht wird, der auf Grund der Rotation in Richtung der Austrittsöffnung getrieben wird. Wird der Kegelstumpf schnell genug angetrieben so wird der an der Austrittsöffnung austretende Brennstoff aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte zerstäubt. Bei langkettigen flüssigen Brennstoffen kommt es zu einem Cracken der Molekülketten.
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Vorzugsweise umfasst die Zündeinrichtung eine Wärmerückführung, die aus wärmeleitfähigem Material gefertigt ist und bei einer Verbrennung des Brennstoffs auftretende Wärme an nachströmenden Brennstoff abgibt. Die Wärmerückführung kann beispielsweise ein Stab, ein Rohr mit innen liegendem, motorisch betriebenem Flügelrad oder eine andere Konstruktion sein, die dazu geeignet ist, einen Teil der bei der Verbrennung des Brennstoffs auftretenden Wärme abzuleiten. Dieses Ableiten erfolgt in Richtung einer Brennstoffzuführleitung. Somit kann der nachströmende Brennstoff bis knapp unterhalb der Zündtemperatur erwärmt werden.
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Es ist es auch denkbar den nachströmenden Brennstoff bis auf eine Temperatur oberhalb der jeweiligen Zündtemperatur vorzuheizen, so dass es bei der Zuführung von Luft unmittelbar zum Entzünden des Brennstoffs kommt.
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Vorzugsweise wird diese Wärmerückführung mindestens abschnittsweise im Inneren des oben beschriebenen Hohlzylinders die Austrittsöffnung überragend angeordnet. Somit wird die an der Austrittsöffnung des Kegelstumpfs entstehende Wärme in Richtung der Eintrittsöffnung des Kegelstumpfs abtransportiert. Da im Inneren des Kegelstumpfs Sauerstoffmangel vorliegt, kann der Brennstoff bis auf Temperaturen oberhalb des Zündpunktes vorgeheizt werden. Erst beim Austritt aus dem Kegelstumpf durch die Austrittsöffnung kommt es zur Entzündung.
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Insbesondere zum Entzünden des Brennstoffs im Initialisierungsintervall bzw. der Initialisierungsphase, umfasst die Zündeinrichtung erfindungsgemäß eine Vorheizung, die den Brennstoff auf Zündtemperatur aufheizt. Da außerhalb des Brennintervalls nicht genügend Brennleistung vorliegt, um den nachströmenden Brennstoff in dem Initialisierungsintervall ausreichend vorzuheizen, ist eine externe Vorheizung vorzusehen. Die Vorheizung kann ohmsch oder induktiv erfolgen. Entscheidend ist, dass die Vorheizung von der Steuereinrichtung steuerbar ist und gemäß den Phasen geregelt wird.
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Vorzugsweise umfasst die Vorheizung eine Heizwendel, die den Kegelstumpf umgibt. Somit wird der Brennstoff indirekt über den Kegelstumpf erhitzt.
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Bevorzugt ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Brennstofffördereinrichtung und die Luftfördereinrichtung derart steuert, dass während des Brennintervalls, vorzugsweise in einem Initialisierungsintervall bzw. Initialisierungsphase und einem Stoppintervall bzw. Stoppphase, ein im Wesentlichen konstantes Luft-Brennstoffverhältnis an der Zündeinrichtung vorliegt. Das Luft-Brennstoff Verhältnis kann so gewählt werden, dass eine möglichst effiziente insbesondere russfreie Verbrennung des Brennstoffs gewährleistet wird. Aufgrund dieser Art von intelligenter Steuereinrichtung muss der Heizbrenner selten gewartet werden und gewährleistet trotz des häufigen Neuentzündens eine effiziente Nutzung des Brennstoffs.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Heizbrenner einen Luftflusssensor zur Bestimmung der Fördermenge der Luftfördereinrichtung aufweist. Die Steuereinrichtung kann so die für das Entzünden und Brennen des Brennstoffs nötige Luft nicht nur nach einem voreingestellten Modus steuern, sondern je nach Bedarf regeln. Außer Luftflusssensoren können auch diverse Temperaturfühler sowohl für Brennstoff als auch für Luft sowie Flusssensoren für die Fördermenge des Brennstoffs vorgesehen sein.
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Vorzugsweise stellt die Steuereinrichtung die Aktuatoren, insbesondere die Brennstoffpumpe bzw. -fördereinrichtung und die Luftfördereinrichtung, derart ein, dass außerhalb des Brennintervalls eine Pilotflamme vorhanden ist. Ein Neuentzünden des Brennstoffs ist somit nicht notwendig und eine hinreichend leistungsstarke Vorrichtung dafür muss nicht vorgesehen werden. Durch das Halten einer Pilotflamme kann desweiteren eine explosionsartige Entzündung des Brennstoffs in der Initialisierungsphase vermieden werden. Die Pilotflamme kann auch dazu dienen, Wärme für das Vorheizen von Brennstoff bereitzustellen und somit ein effizientes Verbrennen des Brennstoffs über das gesamte Zündintervall hinweg zu sichern.
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Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie zur Versorgung der Pilotflamme die Brennstoffpumpe außerhalb des Brennintervalls so steuert, dass weniger als ein Prozent, vorzugsweise weniger als ein Promill, der maximalen Förderleistung der Brennstoffpumpe gefördert wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen
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1a ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung eines erfindungsgemäßen Heizbrenners mit zugehörigen Aktuatoren und Sensoren;
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1b einzelne Sensoren der Steuereinrichtung aus 1a;
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2 die funktionale Anordnung der einzelnen Komponenten eines erfindungsgemäßen Heizbrenners;
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3 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Heizbrenners;
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4a ein Zeit-Temperatur-Diagramm eines Heizbrenners mit intermittierender Regelung;
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4b ein Zeit-Temperatur-Diagramm eines erfindungsgemäßen Heizbrenners;
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5a die Brennleistung eines erfindungsgemäßen Heizbrenners über mehrere Zündintervalle;
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5b die Brennleistung eines erfindungsgemäßen Heizbrenners über ein erstes Zündintervall; und
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5c die Brennleistung eines erfindungsgemäßen Heizbrenners über ein zweites Zündintervall.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile die selben Bezugsziffern verwendet.
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Ein erfindungsgemäßer Heizbrenner kann die in der 1a dargestellten Komponenten umfassen. Eine zentrale Einheit des Heizbrenners bildet die Steuereinrichtung 10. Diese ist mit mehreren Aktuatoren verbunden, im vorliegenden Beispiel einer Zündeinrichtung 50, einem Zerstäuber 70, einer Luftfördereinrichtung 80, einer Brennstofffördereinrichtung 20, einer Crackervorrichtung 30 und einer Vorheizung 40. Die Steuereinrichtung 10 des Heizbrenners regelt bzw. steuert die jeweiligen Aktuatoren derart, dass ein effizientes Verbrennen, Entzünden und Runterregeln bzw. Löschen des Brennstoffs gewährleistet wird. Effizient bedeutet in diesem Fall, dass der Brennwert des Brennstoffs möglichst optimal ausgenützt wird, während eine schadstoffarme und russfreie Verbrennung gewährleistet wird, sodass eine Wartung des erfindungsgemäßen Heizbrenners selten notwendig ist. Für die Steuerung der Aktuatoren empfängt die Steuereinrichtung 10 Signale von mehreren Sensoren 60. Diese Sensoren 60 umfassen zumindest einen Primärsensor, mittels dessen die Steuereinrichtung eine Isttemperatur des zu beheizenden Systems ermitteln kann.
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In dem vorliegenden Heizbrenner ist dieser Primärsensor ein Heizwassertemperaturfühler 65, der die Temperatur eines von dem Heizbrenner beheizten Wärmekreislaufs bestimmt. Die Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie eine Differenz zwischen der Isttemperatur und einer Solltemperatur bestimmen kann und die Aktuatoren derart regelt, dass diese Differenz zu jedem Zeitpunkt möglichst gering ist.
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Da der erfindungsgemäße Heizbrenner eine sehr geringe Anzahl an Zuständen nämlich das Entzünden von Brennstoff, das Verbrennen von Brennstoff, das Löschen der Brennflamme bzw. das Reduzieren der Brennflamme sowie einen Leerlauf ohne Brennflamme oder mit reduzierter Brennflamme hat, ist eine Vorkonfiguration der Steuereinrichtung 10 denkbar. Diese Vorkonfiguration bestimmt für jeden der genannten Zustände optimale Parameter zum Steuern der Aktuatoren. In dem in 1a und 1b dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Sensoren 60 zusätzlich einen Lufttemperaturfühler 61, einen Luftflusssensor 62, einen Brennstofftemperaturfühler 63 und einen Brennstoffflusssensor 64. Der Brennstoffflusssensor 64 und der Luftflusssensor 62 liefern an die Steuereinrichtung 10 Signale, die es dieser erlauben, Rückschlüsse über die Leistung der Brennstofffördereinrichtung 20 und der Luftfördereinrichtung 80 zu ziehen. Der Lufttemperaturfühler 61 und der Brennstofftemperaturfühler 63 helfen der Steuereinrichtung 10 die Vorheizung 40, so zu regeln, dass es zu einer optimalen Verbrennung des Brennstoffs kommt.
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Eine erfindungsgemäße Brennkammer 1 umfasst wie schematisch in 2 dargestellt zwei Zuleitungen. Die eine, eine Brennstoffleitung 21 führt der Brennkammer 1 Brennstoff zu, die andere eine Luftleitung 81 sorgt für den nötigen Sauerstoff bzw. das für die Verbrennung nötige Oxidationsmittel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem zu verbrennenden Brennstoff um Rapsöl. Der Brennstoff wird in einem Brennstofftank 24 gelagert und über die Brennstoffleitung 21 mittels einer Brennstofffördereinrichtung 20 zur Brennkammer 1 gefördert. Hierbei passiert das Rohöl eine Vorheizung 40, die den Brennstoff zum leichteren Entzünden erhitzt sowie eine Crackereinrichtung 30, die den Brennstoff aufbereitet. Eine weitere funktionale Einheit, ein Zerstäuber 70, ist unmittelbar an der Brennkammer 1 vorgesehen und vermengt den Brennstoff mit der über die Luftleitung 81 zugeführten Luft. Eine Zündeinrichtung 50 sorgt für das Entzünden des Luftbrennstoffgemisches in der Brennkammer 1.
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Es kann auf eine gesonderte Zündeinrichtung 50 im Inneren der Brennkammer 1 verzichtet werden, wenn die Vorheizung 40 den Brennstoff auf eine Temperatur oberhalb der spezifischen Zündtemperatur erhitzt. Bei einem Vermischen des Brennstoffs mit der Luft kommt es zu einer Selbstentzündung. Die Vorheizeinrichtung 40 übernimmt also die Funktionalität der Zündeinrichtung 50.
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Die 3 zeigt den Aufbau der in 2 schematisch dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizbrenners. Die Luftleitung 81 liegt in Form einer großzügig bemessenen Röhre vor. An einem Punkt der Luftleitung 81 tritt die Brennstoffleitung 21 durch die Außenwand der Luftleitung 81 und verläuft im Weiteren im Inneren der Selben. Die Brennstoffleitung 21 und die Luftleitung 81 sind nach wie vor von einander getrennt.
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Eine erste Öffnung der Brennstoffleitung 21 mündet in den Brennstofftank 24 aus dem der Brennstoff zu einer zweiten Öffnung der Brennstoffleitung 21 gefördert wird. Diese zweite Öffnung schließt im Inneren der Luftleitung 81 luftdicht mit einer Eintrittsöffnung 35 eines Kegelstumpfes 32 ab. Der Kegelstumpf wird von einem nicht dargestellten Motor 37 derart angetrieben, dass der über die Eintrittsöffnung 35 eintretende Brennstoff im Inneren des hohlen Kegelstumpfes 32 auf Grund der Zentrifugalkraft zu einer Austrittsöffnung 36 gefördert wird, die der Eintrittsöffnung 35 gegenüber liegt, jedoch auf Grund der Form des Kegelstumpfs 32 einen größeren Durchmesser aufweist. Durch die von dem Motor 37 aufgebrachten Zentrifugalkraft wird das in den Kegelstumpf 32 eingebrachte Rohöl an einer Abrisskante entlang der Austrittsöffnung 36 sowohl mechanisch gekrackt wie auch mit der über die Luftleitung 81 herangebrachten, den Kegelstumpf 42 umgebenden Luft vermischt. Der Motor 37 und der Kegelstumpf 32 bilden also die funktonalen Einheiten des Zerstäubers 70 und der Crackvorrichtung 30 aus der 1a. Der Kegelstumpf 32 ist lose von einer Heizwendel 44 umgeben. Diese heizt nicht nur die den Kegelstumpf umgebende Luft sondern auch den Kegelstumpf 32 selbst. Da der Kegelstumpf 32 aus wärmeleitfähigem Material gefertigt ist, wird die Wärmeenergie der Heizwendel 44 an den Brennstoff im Inneren des Kegelstumpfs 32 weitergegeben. Die Heizwendel 44 hat also eine doppelte Funktionalität und heizt sowohl Luft wie auch Brennstoff vor.
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Der vorgeheizte Brennstoff entzündet sich sobald er mit der Luft vermischt wird. Die hier entstehende Wärmeleistung wird nicht nur als Heizleistung des Heizbrenners abgegeben sondern zu einem geringen Teil über eine Wärmerückführung 42, die sich in Form eines Metallstabs im Inneren des Kegelstumpfes erstreckt, an den nachströmenden Brennstoff in dem Kegelstumpf 32 abgegeben.
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Eine Brennstofffördereinrichtung 20 und eine Luftfördereinrichtung 80 (vergleiche 1a) sind in der 3 nicht dargestellt, können aber problemlos an bzw. in der Brennstoffleitung 21 bzw. der Luftleitung 81 vorgesehen werden.
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Die Aktuatoren sind, wie in 1a gezeigt, mit der Steuereinrichtung 10 verbunden und steuern erfindungsgemäß den Heizbrenner, dass dieser in konstanten voreingestellten Zündintervallen tZ die Brennflamme auf eine voreingestellte Brennleistung L hoch regelt und diese für die Dauer des Brennintervalls tB aufrechterhält (vergleiche 5a). Die Dauer des Brennintervalls tB wird von der Steuereinrichtung 10 in Abhängigkeit der von dem Heizbrenner zu leistenden Heizleistung bestimmt. Die 5a zeigt ein Zeit-Brennleistungs-Diagramm. Hier sind drei Zündintervalle tZ dargestellt. Ein Zündintervall hat im gewählten Ausführungsbeispiel die Länge von 100 Sekunden. Die Steuereinrichtung regelt also alle 100 Sekunden die Brennleistung L auf ein voreingestelltes Niveau hoch. Und behält diese höhere Brennleistung L während des regelbaren Brennintervalls tB bei. Die Steuereinrichtung 10 (vergleiche 1a) ist derart ausgebildet, dass sie für die zum jeweiligen Zeitpunkt benötigte optimale Heizleistung die Länge des Brennintervalls tB bestimmt. Im Diagramm der 5a bestimmt die Steuereinrichtung 10 dass ca. 20% der maximalen Heizleistung in einem ersten Zündintervall tZ benötigt wird. Demgemäß regelt sie zum Zeitpunkt t = 0 die Brennleistung L auf das voreingestellte Niveau und hält diese Niveau für Ca. 20 Sekunden. Die restlichen 80 Sekunden des ersten Zündintervalls tZ werden die Aktuatoren von der Steuereinrichtung 10 so geregelt, dass die Brennleistung L quasi Null ist. Zum Zeitpunkt t = 100 bestimmt die Steuereinrichtung 10 das für eine optimale Heizleistung in einem zweiten Zündintervall tZ ca. 60% der Maximalleistung nötig ist. Demgemäß ist das Brennitervall tB in diesem zweiten Zündintervall tZ ca. 60 Sekunden lang. Das gleiche gilt für ein drittes Zündintervall tZ das zum Zeitpunkt t = 200 beginnt.
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5b zeigt ein Zeit-Brennleistungs-Diagramm des ersten Zündintervalls tZ aus 5a die Länge des Brennintervalls tB beträgt wie bereits erwähnt 20 Sekunden. Die Start- bzw. Stoppphase, also der Zeitraum in dem die Steuereinrichtung 10 die Brennleistung L auf das voreingestellte hohe Niveau hochregelt bzw. von diesem runterregelt wird als Initialisierungsintervall tI bzw.
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Stoppintervall tS bezeichnet. Für eine effiziente und schadstoffarme Verbrennung des erfindungsgemäßen Heizbrenners ist ein konstantes Brennstoff-Sauerstoffverhältnis in diesen Phasen besonders entscheidend. Die Steuereinrichtung 10 regelt die Aktuatoren demgemäß.
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Eine Detaillansicht des zweiten Zündintervalls tZ aus 5a kann dem Zeit-Brennleistungs-Diagramm der 5c entnommen werden. Durch diese genaue Steuerung der Heizleistung lässt sich eine verbesserte Istwerteinstellung, wie sie in der 4b gezeigt ist, erzielen. Hier gibt die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Isttemperatur an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkammer
- 10
- Steuereinrichtung
- 20
- Brennstofffördereinrichtung
- 21
- Brennstoffleitung
- 24
- Brennstofftank
- 30
- Crackervorrichtung
- 32
- Kegelstumpf
- 35
- Eintrittsöffnung
- 36
- Austrittsöffnung
- 37
- Motor
- 40
- Vorheizung
- 42
- Wärmerückführung
- 44
- Heizwendel
- 50
- Zündeinrichtung
- 60
- Sensoren
- 61
- Lufttemperaturfühler
- 62
- Luftflusssensor
- 63
- Brennstofftemperaturfühler
- 64
- Brennstoffflusssensor
- 65
- Heizwassertemperaturfühler
- 70
- Zerstäuber
- 80
- Luftfördereinrichtung
- 81
- Luftleitung
- tB
- Brennintervall
- tZ
- Zündintervall
- tI
- Initialisierungsintervall
- tS
- Stoppintervall
- L
- Brennleistung
