DE2708858C2 - Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige Brennstoffe - Google Patents
Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige BrennstoffeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige Brennstoffe gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Rege!- einrichtung ist in dem Bulletin 70.52, 11—71, der Firma
North American Mfg. Co, Cleveland, Ohio, USA beschrieben.
Mit dieser bekannten Regeleinrichtung läßt sich bestimmtes Brennstoff/Luftverhältnis konstant halten.
Nun ist es jedoch in manchen Fällen erwünscht ein beliebiges Brennstoff/Luft-Verhältnis einstellen zu können,
beispielsweise bei Druckzerstäubungsbrennern, bei denen die Brennstoffmenge sonst nur grob durch Wahl
einer entsprechenden Brennstoffdüse eingestellt werden kann. Bei Schutzgaserzeugern kann durch Beeinflussung
des Brennstoff/Luft-Verhäitnisses eine bestimmte Abgaszusammensetzung erreicht werden. Wird
der Brenner zur Erzeugung von Heizgas benutzt so kann durch Veränderung des Brennstoff/Luft-Verhältnisses
die Abgastemperatur beeinflußt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln ein beliebiges Brennstoff/Luft-Verhältnis eingestellt werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bei einer Regeleinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 die größere Membran auf ihrer die erste Kammer begrenzenden Seite von einem
einstellbaren Teilbetrag des Verbrennungsluftdruckes beaufschlagt wird.
Durch Veränderung des auf diese Seite der größeren
Membran wirkenden Luftdruckes läßt sich auf einfache Weise die Brennstoffmenge und damit das Brennstoff/
Luft-Verhältnis einstellen.
Der Erfindungsgedanke kann dadurch verwirklicht werden, daß an die erste Kammer eine Abströmleitung
angeschlossen ist und daß das Verhältnis der Strömungswiderstände der Zuströmleitung und der Abströmleitung
zueinander einstellbar ist. Alternativ kann von der Zuströmleitung selbst eine Abströmleitung ausgehen,
wobei das Verhältnis der Strömungswiderstände dieser beiden Leitungen zueinander wiederum einstellbar
ist
In beiden Fällen kann zur Einstellung des genannten Verhältnisses eine einstellbare Drosseleinrichtung in der Zuströmleitung und/oder in der Abströmleitung vo; gesehen werden.
In beiden Fällen kann zur Einstellung des genannten Verhältnisses eine einstellbare Drosseleinrichtung in der Zuströmleitung und/oder in der Abströmleitung vo; gesehen werden.
Das genannte Verhältnis kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung
veränderbar sein, wodurch sich z. B. mittels eines Abgas-Analysegerätes eine Regelung
der Verbrennung über das Brennstoff/Luftverhältnis zur Erzielung einer bestimmten Abgaszusammensetzung
durchführen läßt.
Alternativ ist auch eine Einstellung des genannten Verhältnisses in Abhängigkeit von der Abgastemperatur
möglich, um durch Veränderung des Brennstoff/ Luft-Verhältnisses eine bestimmte Abgastemperatur zu
erhalten.
Um das gewünschte Brennstoff/Luft-Verhältnis auch bei Änderungen des Gegendruckes in der Brennkammer
aufrechterhalten zu können, kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die von der größeren
Membran begrenzte zweite Kammer mit der Niederdruckseite eines eine Druckdifferenz in der Verbrennungsluftleitung
erzeugenden Elements verbunden werden. Durch diese Maßnahme wird erreicht daß bei
jeder Änderung des Gegendruckes eine proportionale Änderung des in der zweiten Kammer herrschenden
Druckes eintritt, was zur Folge hat, daß die Brennstoffmenge
im Sinne eines Konstanthaltens des eingestellten Brennstoff/Luf*-Verhältnisses verändert wird. Eine derartige
Änderung des Gegendruckes kann beispielsweise bei Heizungen, bei denen mehrere Heizkessel an einen
gemeinsamen Kai..in angeschlossen sind, dann eintreten,
wenn einzelne Heizkessel zu- oder abgeschaltet sind. Bei Brennern, die zur Erzeugung von Heizgasen
für Trocknungseinrichtungen, z. B. zum Trocknen von Aktivkohle odderg!, dienen, kann sich der Durchstromwiderstand
des zu trocknenden Mediums für das Heizgas ändern, was ebenfalls eine Änderung des Gegendruckes
zur Folge hat. Bei mit Brennern betriebenen Schutzgaserzeugern führt eine Änderung der Abnahmemenge
an Schutzgas gleichfalls zu einer Änderung des Gegendruckes.
Das eine Druckdifferenz in der Verbrennungsluftleitung erzeugende Element kann der Brenner selbst sein,
in welchem Falle die zweite Kammer mit der Brennkammer verbunden wird. Alternativ kann das Element
eine Blende in der Verbrennungsluftleitung sein, wobei die zweite Kammer stromabwärts und die erste Kammer
stromaufwärts der Blende an die Verbrennungsluftleitung angeschlossen ist In jedem Falle wird erreicht
daß jede Änderung des Gegendruckes, die zu einer Änderung der dem Brenner zugeführten Verbrennungsluftmenge
führt, eine solche Änderung der Brennstoffmenge zur Folge hat daß das gewünschte und eingestellte
Brennstoff/Luft-Verhältnis erhalten bleibt Anstelle einer Blende kann auch ein anderes, gleichwirkendes
Element z- B. ein Venturirohr, ein Staurohr oder
dergU verwendet werden.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung in schematischer Darstellung,
F i g. 2 eine erste Abwandlung der Regeleinrichtung von F i g. 1, wobei das Brennstoff/Luft-Verhältnis in Abhängigkeit
von der Abgaszusammensetzung regelbar ist, und
F i g. 3 eine zweite Abwandlung der Regeleinrichtung von Fig. 1, wobei in der Verbrennungsluftleitung eine
eine Druckdifferenz erzeugende Blende angeordnet ist
Es sei zunächst auf F i g. 1 bezuggenommen, in der im Schnitt ein Brenner 1 für flüssige Brennstoffe dargestellt
ist, der beispielshalber als sogenannter Rückführbrenner ausgebildet ist und eine Brennstoffdüse 2, Brennluftrohre
3, ein Mischrohr 4, eine Brennkammer 5 und Abgasrückführkanäle 6 aufweist durch welche auf Grund
der Injektorwirkung der aus den Brenniuftrohren 3 in Pfeilrichtung ausströmenden Luft Abgase in den Bereich
7 zurückgesaugt werden, in weichen der Brennstoff durch die Düse 2 eingespritzt wird. Die Rohre 3
gehen von einem Luftraum 8 aus, in den eine Verbrennungsluftleitung 9 mündet, die mit einem Verbrennungsluftgebläse
10 über einen zur Leistungsregelung des Brenners dienenden Schieber 11 verbunden ist Der
Brennstoffdüse 2 wird von einer Brennstoffpumpe 12 aus einem Behälter 13 über eine Brennstoffleitung 14,15
Brennstoff unter Druck zugeführt. In der Brennstoffleitung
14,15 ist ein Brennstoff-Regelventil 16 angeordnet, das im Ausführungsbeispiel ein topfförniiges Gehäuse
17 aufweist das einen Zylinder 18 enthält in dessen Zyünderraum 19 ein Kolbenschieber 20 angeordnet ist.
Der Zylinderraum 19 steht über eine Entlüftunpsbohrung
21 mit dem Innenraum 22 des Gehäuses 17 stündig in Verbindung. Der Abschnitt 15 der Brennstoffleitung
geht von dem Innenraum 22 des Behälters 17 aus, während der Abschnitt 14 der Brennstoffleitung in die Wand
des Zylinderraums 19 mündet Die Mündung 23 wird vom Kolbenschieber 20 gesteuert Der Behälter 17 ist
durch eine Membran 24 abgeschlossen, die einerseits mit dem Kolbenschieber 20 und andererseits über ein
Zwischenglied 25 mit einer Membran 26 einer Differenzdruckdose 27 verbunden. Die Membran 26 trennt
zwei Druckkammern 28 und 29 voneinander. Die erste Kammer 28 ist mit der Verbrennungsmftleitung 9 durch
eine Zuströmleitung 30 verbunden, in der ein regelbares Drosselven'il 31 angeordnet ist Außerdem geht von der
ersten Kammer 28 eine Abströrnleit1. ^ 32 aus, die eine
gegebenenfalls einstellbare Drossel 33 enthält Die Drossel kann jedoch auch durch den Querschnitt der
Abströmleitung 32 selbst gebildet werden. Die zweite Kammer 29 der Differenzdruckdose 27 steht durch eine
Leitung 34 mit der Brennkammer 5 in Verbindung. Auf
die in der Zeichnung untere Seite 35 der Membran 26 wirkt also der durch die Drosseln 31 und 33 verminderte
und durch das Regelventil 11 eingestellte Luftdruck in der Verbrennungsluftleitung 9, während auf die in der
Zeichnung obere Seite 36 der Membran 26 der Brennkammerdruck und auf die Oberseite der Membran 24
der Brennstoffdruck wirkt Das Flächenverhällnis der Membranen 24, 26 ist so bemessen, daß die auf sie wirkenden
Kräfte im Gleichgewicht sind. Der auf die Unterseite der Membran 24 wirkende Brennkammerdruck
kann vernachlässigt werden, da das Dpjckverhsltnäs
zwischen Brennstoffdruck und Brennkammerdruck mehr als 1 :100 beträgt
Es sei angenommen, daß die Membranen 24,26 und
mit ihnen der Kolbenschieber 20 in der Normalstellung sine, die dem Normalbetrieb des Brenners 1 entspricht
wobei das gewünschte Brennstoff/Luft-Verhältnis durch das Drosselventil 31 eingestellt wurde. Wenn sich
nun aus irgendeinem Grunde der Gegendruck in der Brennkammer 5 erhöht so s'eigt der auf die Oberseite
36 der Membran 26 wirkende Druck, was zur Folge hat, daß der Kolbenschieber 20 nach unten bewegt und die
Brennstoffleitung 14 soweit gedrosselt wird, bis sich ein neuer Gleichgewichtszustand auf einem niedrigeren
Brennstoffdruckniveau einpendelt Verringert sich dagegen der Druck in der Brennkammer 5, so wird durch
den Druck in der ersten Kammer 28 der DifferenzdruckJot«
27 der Kolbenschieber 20 in der Zeichnung nach oben verschoben, wodurch eine ungedrosseltere
Verbindung zwischen dem Brennstoffleitungüabschnitt 14 und dem Innenraum 22 eintritt und der Brennstoffdruck
in dem Gehäuseinnenraum 22 und damit an der Düse 2 erhöht wird. Auch in diesem Fall pendelt sich ein
Gleichgewichtszustand, nunmehr aber bei höherem
eo Brennstoffdruckniveau, ein.
Durch Betätigung des Drosselventils 31 läßt sich der
Druck in der ersten Kammer 28 der Membrandruckdose 27 unabhängig von dem durch das Regelventil 11
eingestellten Vordruck in der Verbrennungsluftleitung 9 einstellen, wodurch ein beliebiges Brennstoff/Luft-Verhältnis
unabhängig von der Abstufung der Brennstoffdüse 2 erreicht werden kann. Selbstverständlich könnte
anstelle des Drosselventils 31 die Drossel 33 in der Ab-
stromleitung 32 einstellbar ausgebildet sein, während
die Drossel 31 unveränderlich ist und beispielsweise durch den Querschnitt der Leitung 30 gebildet wird. Die
Abströmleitung muß nicht direkt an die Kammer 28 angeschlossen werden, sondern sie kann, wie bei 32c
angedeutet, auch von der Zuströmleitung 30 ausgehen. Auch in diesem Falle enthält die Abströmleitung 32c
eine gegebenenfalls einstellbare Drossel 33c.
Das Ausführungsbeispisl gemäß F i g. 2 unterscheidet
sich von demjenigen gemäß F i g. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Drossel 31a in der Zuströmleitung 30a
der ersten Kammer 28a der Membrandruckdose 27a unveränderlich ist, während die Drosseleinrichtung 33a
in der Abströmleitung 32a veränderlich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung. Zu diesem
Zweck ist in der Brennkammer 5 oder der daran anschließenden Rohrleitung eine Abgassonde 38 angeordnet,
die mit einem schematisch angedeuteten Analyseffpräi
.39 in VprhjnHijncr stpht, Hag seinerseits in Abhängigkeit
von der Abgaszusammensetzung ein Signal erzeugt, um die Drosseleinrichtung 33a zu betätigen und
dadurch das Brennstoff/Luft-Verhältnis so zu ändern, daß die gewünschte Abgaszusammensetzung erreicht
wird. Im übrigen sind in F i g. 2 gleiche oder gleichartige Teile mit dem gleichen Bazugszeichen wie in Fig. 1,
jedoch mit dem Index a, bezeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3, bei dem
gleiche Teile wie in F i g. 1 wiederum mit dem gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index 6, bezeichnet sind,
ist in der Verbrennungsluftleitung 96 eine Blende 40 angeordnet, die eine Druckdifferenz erzeugt. Die erste
Kammer 286 der Differenzdruckdose 27b ist mit der Verbrennungsluftleitung 9b stromaufwärts der Blende
40 durch die Zuströmleitung 306 in Verbindung, während die zweite Kammer 19b durch die Leitung 346 mit
der Verbrennungsluftleitung 9b stromabwärts der Blende 40 in Verbindung steht. Wie bei den vorhergehenden
Beispielen ist an die erste Druckkammer 286 eine Abströmleitung 326 mit einer Drossel 336 angeschlossen.
Die Zuströmieitung 306 weist ebenfalls eine gegebenenfalls regelbare Drosseleinrichtung 316 auf. Die Wirkungsweise
dieser Einrichtung ist die gleiche wie diejenige der Ausführung gemäß Fi g. 1, sie hat jedoch den
Vorteil, daß die zweite Kammer 296 nicht mit gegebenenfalls aggressiven Gasen aus der Brennkammer 56
beaufschlagt ist. sondern nur von Luft. Die Blende 40 kann naturgemäß durch eine andere, entsprechend wirkende
Einrichtung, beispielsweise ein Venturirohr oder ein Staurohr, ersetzt werden.
Analog zu der Einstellung des Druckes in der ersten Kammer 28, 28a. 2*!6 kann auch der Druck in der zweiten
Kammer 29,29a oder 296 durch einen der Abströmleitung entsprechenden Anschluß und die Anordnung
entsprechender Drosselventile auf einen Teilbetrag des in der Zuleitung 34,34a bzw. 346 herrschenden Druckes
abgesenkt werden.
Selbstverständlich sind viele Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen. So kann z. B. anstelle der Membran 24 ein in einem Zylinder verschiebbarer to
Kolben vorgesehen werden, der mit der Membran 26 verbunden und einseitig von dem in dem Gehäuseinnenraum
22 (Fig. 1) herrschenden Brennstoffdruck beaufschlagt
ist.
65
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Regeleinrichtung für einen mit einer Brennkammer zusammenwirkenden Brenner für fließfähige,
unter Druck zugeführte Brennstoffe mit einem Verbrennungsluftgebläse und Regelung der Brennstoffmenge
in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftmenge,
wobei die Regeleinrichtung zwei miteinander verbundene Membranen unterschiedlicher Größe aufweist
und die größere Membran zwei Kammern voneinander trennt, von denen die erste mit der zum
Brenner führenden Verbrennungsluftleitung über eine Zuströmleitung in Verbindung steht, während die
kleinere Membran dem Druck in der ersten Kammer entgegenwirkend vom Bremmstoffdrack beaufschlagt
ist
wobei die Membranen in einem in der Brennstoffleitung
angeoi kneten Regelventil verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die größere Membran (26) auf ihrer die erste Kammer (28) begrenzenden Seite von einem einstellbaren Teilbetrag des Verbrennungsluftdruckes beaufschlagt ist
dadurch gekennzeichnet,
daß die größere Membran (26) auf ihrer die erste Kammer (28) begrenzenden Seite von einem einstellbaren Teilbetrag des Verbrennungsluftdruckes beaufschlagt ist
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß an die erste Kammer (28) eine
Abströmleitung (32,32a, 32b) angeschlossen ist und
daß das Verhältnis der Strömungswiderstände der Zuströmleitung (30, 30a. 306; und der Abströmleitung
(32,32a, ~*2b) zueinander einstellbar ist
3. Regeleinrichtung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Zuströmleitung (30) eine Abströmleitung (32c; ausgeht, und daß das Verhältnis
der Strömungswiderstände oer Zuströmleitung und der Abströmleitung 7ueinander einstellbar ist
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuströmleitung
und/oder in der Abströmleitung eine einstellbare Drosseleinrichtung (31, 31a, 316 bzw. 33, 33a, 336,
ZZc) vorgesehen ist.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das genannte Verhältnis
in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung des Brenners veränderbar ist.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verhältnis
in Abhängigkeit von der Abgastemperatur veränderbar ist.
7. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite, von der größeren Membran (26) begrenzte Kammer (29) mit der Niederdruckseite eines eine
Druckdifferenz in der Verbrennungsluftleitung (9, 9a, 9b) erzeugenden Elements (1, la, 40) verbunden
isi.
8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet
daß auch der in der zweiten Kammer (29) herrschende Druck auf einen Teilbetrag des
Druckes in der Zuleitung (34) einstell- oder regelbar ist.
9. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (29) mit der
Brennkammer (5, Sa) in Verbindung steht.
10. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das Element eine Blende (40) in
der Verbrennungsluftleitung (9b) ist und daß die Zuströmleitung (ZOb) der ersten Kammer (28b) mit der
Verbrennungsluftleitung stromaufwärts der Blende (40) verbunden ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2708858A DE2708858C2 (de) | 1977-03-01 | 1977-03-01 | Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige Brennstoffe |
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DE2708858A DE2708858C2 (de) | 1977-03-01 | 1977-03-01 | Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige Brennstoffe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2708858A1 DE2708858A1 (de) | 1978-09-07 |
DE2708858C2 true DE2708858C2 (de) | 1986-04-24 |
Family
ID=6002486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2708858A Expired DE2708858C2 (de) | 1977-03-01 | 1977-03-01 | Regeleinrichtung für einen Brenner für fließfähige Brennstoffe |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE2708858C2 (de) |
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