DE2735719A1 - Fireplace combustion air flow control - is actuated by fuel supply and uses bimetallic air temp. sensor - Google Patents

Abstract

The air flow rate of fireplace is controlled in relation to fuel supplied. The flow cross section of air supply channel is regulated by arrangement linked to fuel supply control arrangement. The air supply is additionally controlled by bimetallic temperature sensor. The latter represents precision control system for the whole air flow arrangement and responds to air temperature. The additional control arrangement is linked to the system for additional temperature dependent adjustment in relation to the fuel quantity supplied. This arrangement can be linked to the heat sensor (9). The rotating actuating element (12) is supported with its shaft (11) on the heat sensor (9). The latter is supported in turn on an output shaft (15) of the fuel dependent control arrangement. The adjusting element shaft (11) is adjusted by the heat sensor (9) in relation to the output shaft (15).

Description

Luftmengensteuerung für Feuerstätten (Zusatz zuAir volume control for fireplaces (addition to

P 26 07 286.6-13) -Ansprüche- Die Erfindung betrifft eine Luftmengensteuerung für Feuerstätten nach Patent .,... (P 26 07 286.6-13).P 26 07 286.6-13) -claims- The invention relates to an air volume control for fireplaces according to patent., ... (P 26 07 286.6-13).

Durch die Luftmengensteuerung nach dem Hauptpatent wird erreicht, eine in Abhängigkeit von der Durchschnitts-Temperatur der Luft steuernde automatische Luftmengensteuerung für Feuerstätten, insbesondere für Industriebrenner, ohne komplizierte und aufwendige Meß- und Steuerelemente für hohen Verbrennungswirkungsgrad und vollkommene Verbrennung zu schaffen.The air volume control according to the main patent achieves an automatic control based on the average temperature of the air Air volume control for fireplaces, especially for industrial burners, without complicated and complex measuring and control elements for high combustion efficiency and perfect To create combustion.

Hierzu ist in einem Teilquerschnitt des Durchströmquerschnittes des Luftzuführkanals mindestens eine den Teilquerschnitt einstellende Zusatzsteuervorrichtung angeordnet, die unter dem Antrieb eines auf die Temperatur der durchströmenden Verbrennungsluft ansprechenden Wärmefühlers, vorzugsweise Bimetallfühlers, betätigbar ist.For this purpose, in a partial cross-section of the flow cross-section of the Air supply channel at least one additional control device adjusting the partial cross-section arranged under the drive of a temperature of the combustion air flowing through responsive heat sensor, preferably bimetal sensor, can be actuated.

Es wird daher die Brennluftmenge stets der Brennstoffmenge und der Temperatur der einzuführenden Brennluft entsprechend eingestellt. Die den Durchströmquerschnitt einstellende Vorrichtung arbeitet in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge, sei es ein fester oder vorzugsweise flüssiger oder gasförmiger Brennstoff, während die den Teilquerschnitt einstellende Zusatzsteuervorrichtung die LufttemperaturAnderungen in Betracht zieht.It is therefore the amount of combustion air always the amount of fuel and the The temperature of the combustion air to be introduced is set accordingly. The flow cross-section adjusting device works depending on the amount of fuel introduced, be it a solid or preferably liquid or gaseous fuel while the additional control device adjusting the partial cross-section changes the air temperature is considering.

Mit der erfindungsgemäßen Luftmengensteuerung werden dieselben Vorteile wie durch die Luftmengensteuerung nach dem Hauptpatent erzielt. Gegenüber letzterem wird jedoch die Luftmengensteuerung erfindungsgemäß durch weitere Reduzierung der erforderlichen Vorrichtungsteile vereinfacht.The same advantages are achieved with the air volume control according to the invention as achieved by the air volume control according to the main patent. Compared to the latter However, the air volume control according to the invention by further reducing the required device parts simplified.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zusatzsteuervorrichtung mit dem den Durchströmquerschnitt beherrschenden Stellglied der in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge steuernden Vorrichtung zur zusätzlichen temperaturabhängigen Verstellung des Stellgliedes unter der Steuerung oder dem Antrieb des Wärmefühlers gekoppelt ist.This is achieved according to the invention in that the additional control device with the actuator controlling the flow cross-section of the dependent from the introduced fuel quantity controlling device to the additional temperature-dependent Adjustment of the actuator under the control or the drive of the heat sensor is coupled.

Bei der erfindungsgemäßen Luftmengensteuerung entfällt daher ein gesondertes, den Durchströmquerschnitt in einem Teilquelschnitt desselben beherrschendes Stellglied für die Zusatzsteuervorrichtung, die vielmehr dasselbe Stellglied zusätzlich temperaturabhängig nachsteuert, welches von der Hauptsteuervorrichtung brennstoffmengenabhängig nachgesteuert wird. Die Hauptsteuervorrichtung steuert das Stellglied in Abhängigkeit von der in die Feuerstätte eingeführtenBrennstoffmenge ein, während die Zusatzsteuervorrichtung im Sinne einer Feinsteuerung das Stellglied in Abhängigkeit von der Lufttemperatur der eingeführten Brennluft nachsteuert.In the case of the air volume control according to the invention, there is therefore no need for a separate, the flow cross-section in a partial cross-section of the same controlling actuator for the additional control device, which rather the same actuator is additionally temperature-dependent readjusts, which readjusted from the main control device depending on the amount of fuel will. The main control device controls the actuator depending on the amount of fuel introduced into the fireplace while the auxiliary control device the actuator in terms of fine control in dependence of adjusts the air temperature of the introduced combustion air.

Die erfindungsgemäße Kopplung der Hauptsteuervorrichtung und der Zusatzsteuervorrichtung mit demselben Stellglied kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß zwei entsprechende Stellmotore mit dem Stellglied jeweils antreibend verbunden sind, wobei in den beiden Antriebsverbindungen jeweils eine Rutschkupplung oder dergl.The coupling according to the invention of the main control device and the additional control device with the same actuator can be accomplished, for example, that two corresponding servomotors are each drivingly connected to the actuator, with a slip clutch or the like in each of the two drive connections.

eingeschaltet ist, die wirksam wird, wenn der eine Stellmotor das Stellglied antreibt und der andere Stellmotor stillsteht. Es ist auch möglich, den Stellmotor der Zusatzsteuervorrichtung mit dem Abtriebsglied des Stellmotors der Hauptsteuervorrichtung bewegbar an dem Ab triebsglied abzustützen und das Abtriebsglied des Stellmotors der Zusatzsteuervorrichtung mit dem gemeinsamen Stellglied starr zu kuppeln, so daß das Stellglied unter dem Antrieb des Stellmotors der Hauptsteuervorrichtung über den sich mitbewegenden Stellmotor der Zusatzsteuervorrichtung mitgeführt wird und nur dann zusätzlich temperaturabhängig weiterverstellt wird, wenn zusätzlich auch der Stellmotor der Zusatzsteuervorrichtung betätigt wird.is switched on, which takes effect when the one servomotor the Actuator drives and the other servomotor is at a standstill. It is also possible to use the Servomotor of the additional control device with the output member of the servomotor Main control device movably supported on the driven member from and the driven member of the servomotor of the additional control device with the common actuator rigid to couple so that the actuator is under the drive of the servomotor of the main control device is carried along by the moving servomotor of the additional control device and is only further adjusted depending on the temperature if additionally the servomotor of the additional control device is also actuated.

Bei der erfindungsgemäßen Luftmengensteuerung kann der Wärmefühler derart ausgebildet sein, daß er nur die Steuerung des Stellantriebs der Zusatzsteuervorrichtung bildet. Bevorzugt wird jedoch ein wärmeverstellbarer Wärmefühler, beispielsweise ein Bimetallstreifen, verwendet, der somit die Wärmeenergie der Brennluft selbst zur Nachsteuerung des Stellgliedes ausnutzt.In the case of the air volume control according to the invention, the heat sensor be designed such that it only controls the actuator of the additional control device forms. However, a heat adjustable heat sensor, for example, is preferred a bimetal strip is used, which thus absorbs the heat energy of the combustion air itself used to readjust the actuator.

Hierbei ist es auch möglich, das Stellglied als Plattenschieber auszubilden, der beispielsweise aus zwei Plattenteilen besteht, die unter Zwischenschaltung des wärmeverstellbaren Wärmefühlers aneinander abgestützt sind und außerdem gemeinsam unter dem Antrieb der Hauptsteuervorrichtung verstellt werden können. Hierbei wird dann durch die Hauptsteuervorrichtung ein entsprechender Durchtrittsspalt in dem Luftzuführkanal eingestellt, während dieser Luftspalt unter dem Antrieb des Wärmefühlers durch zusAtzliches Verstellen nur des einen Plattenschieberteils feinverstellt werden kann.It is also possible to design the actuator as a knife gate valve, which consists, for example, of two plate parts, which with the interposition of the adjustable heat sensor are supported against each other and also together can be adjusted under the drive of the main control device. Here is then through the main control device a corresponding passage gap in the Air supply duct set, while this air gap is under the drive of the heat sensor can be finely adjusted by additional adjustment of only one part of the knife gate valve can.

Vorgezogen wird jedoch ein drehverstellbares Stellglied, beispielsweise ein Drehschieber oder eine Drosselklappe, das mit seiner Stellgliedwelle an dem Wärmefühler abgestützt ist, der seinerseits an der Abtriebswelle der Hauptsteuervorrichtung abgestützt und derart ausgebildet ist, daß er sich bei seiner Lage- und/oder Formveränderung derart verstellt, daß dadurch die Stellgliedwelle gegenüber der Abtriebswelle entsprechend verstellt wird. Auch hierzu wird vorzugsweise ein Bimetallstreifen verwendet, der derart gebogen ist, daß seine beiden im Abstand voneinander angeordneten Enden sich unter dem Wärmeeinfluß in entgegengesetzte Richtungen verstellen, so daß ein Drehmoment-Kräftepaar erzeugt wird, welches zur Verdrehung der Stellgliedwelle verwendet werden kann.However, a rotatable actuator is preferred, for example a rotary valve or a throttle valve, which with its actuator shaft on the Heat sensor is supported, which in turn on the output shaft of the Main control device is supported and designed such that it changes its position and / or shape adjusted in such a way that thereby the actuator shaft relative to the output shaft accordingly is adjusted. For this purpose, too, a bimetal strip is preferably used, which is bent such that its two spaced ends meet Adjust in opposite directions under the influence of heat, so that a torque-force couple is generated, which can be used to rotate the actuator shaft.

Es ist jedoch auch möglich, insbesondere bei einer Ausbildung des Stellgliedes als Drosselklappe einen Bimetallstreifen mit seinem einen Ende quer zur Abtriebswelle der Hauptsteuervorrichtung an dieser Abtriebswelle festzulegen und mit seinem anderen Ende in Tangentialrichtung zur Achse dieserAbtriebswelle an dem drehverstellbaren Stellglied, dessen Stellgliedwelle koaxial zur Abtriebswelle der Hauptsteuervorrichtung angeordnet ist, seitlich abzustützen, so daß durch seitliche Verschiebung des letzteren Endes des Bimetallstreifens das Stellglied entsprechend verdreht wird.However, it is also possible, especially when the Actuator as a throttle valve a bimetallic strip with one end across to set the output shaft of the main control device on this output shaft and at its other end in a tangential direction to the axis of this output shaft on the rotatably adjustable actuator, the actuator shaft of which is coaxial with the output shaft the main control device is arranged to support laterally, so that by lateral Displacement of the latter end of the bimetal strip the actuator accordingly is twisted.

Beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftmengensteuerung sind aus der Zeichnung schematisch ersichtlich und werden im folgenden beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem Stellglied in Form eines Drehschiebers, Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem Stellglied in Form eines zylindrischen Drehschiebers und Fig. 3 eine Ausführungsform mit einem Stellglied in Form einer Drosselklappe.Exemplary embodiments of the air volume control according to the invention are shown schematically in the drawing and are in the following described. The drawing shows: FIG. 1 an embodiment with an actuator in the form of a rotary valve, Fig. 2 shows an embodiment with an actuator in Form of a cylindrical rotary valve and FIG. 3 shows an embodiment with a Actuator in the form of a throttle valve.

Nach Fig. 1 ist in einem Luftzuführkanal 1, durch welchen der Feuerstätte die Brennluft zugeführt wird, ein Drehschieber aus Kreissegmentscheiben angeordnet, von denen die Scheibensegmente 12 drehbar sind, während die Segmente 21 stillstehen. Die Kreissegmente 12 sind an der Stellgliedwelle 11 festgelegt, welche ihrerseits an einem Bimetall-Wärmefühler 9 abgestützt ist, welcher der Lufttemperatur im Zuführkanal 1 ausgesetzt ist und seinerseits in Form eines Kuppelgliedes zwischen der Stellgliedwelle 11 und der Abtriebswelle 15 eingeschaltet ist, welche mit einer die zugeführte Brennstoffmenge steuernden Vorrichtung gekoppelt ist, so daß sie in Abhängigkeit von der zugeführten Brennstoffmenge verdreht wird. Entsprechend wird auch das Stellglied 12 in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge verstellt. Zusätzlich wird das Stellglied 12 unter dem Antrieb des Bimetall-Wärmefühlers 9 je nach der Lufttemperatur im Zuführkanal 1 gegenüber der Abtriebswelle 15 nach vorn oder zurück verdreht, so daß die zusätzliche temperaturabhängige Steuerung des Stellgliedes verwirklicht ist.According to Fig. 1 is in an air supply duct 1, through which the fireplace the combustion air is supplied, a rotary valve made of circular segment discs is arranged, of which the disk segments 12 are rotatable while the segments 21 are stationary. The circular segments 12 are fixed on the actuator shaft 11, which in turn is supported on a bimetal heat sensor 9, which the air temperature in the supply channel 1 is exposed and in turn in the form of a coupling element between the actuator shaft 11 and the output shaft 15 is switched on, which with a the amount of fuel supplied controlling device is coupled so that it depends on the supplied Amount of fuel is twisted. Accordingly, the actuator 12 is also dependent on the The amount of fuel introduced has been adjusted. In addition, the actuator 12 is below the drive of the bimetal heat sensor 9 depending on the air temperature in the supply channel 1 relative to the output shaft 15 rotated forwards or backwards, so that the additional temperature-dependent control of the actuator is realized.

Nach Fig. 3 bildet ein Hohlzylinder 14 das Stellglied. Der Zylinder 14 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Durchströmöffnungen 10 versehen und auf der Abtriebswelle 15 der in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge steuernden Vorrichtung drehbar gelagert. Im Inneren des Hohlzylinders ist jedoch wiederum ein Bimetall-Wärmefühler als Kuppelglied zwischen dem Zylinder und der Abtriebswelle 15 eingeschaltet, so daß das Stellglied 14 entsprechend der eingeführten Brennstoffmenge über die Welle 15 und die aus dem Wärmefühler 9 gebildete Kupplung verstellt wird und unter der Wärmeverstellung des Bimetall-Wärmefühlers 9 zusätzlich temperaturabhängig nachgestellt wird. Der Zylinder erstreckt sich quer durch einen in Fig.According to Fig. 3, a hollow cylinder 14 forms the actuator. The cylinder 14 is provided with two diametrically opposite throughflow openings 10 and on the output shaft 15 depending on the amount of fuel introduced controlling device rotatably mounted. Inside the hollow cylinder, however, is again a bimetal heat sensor as a coupling element between the cylinder and the Output shaft 15 turned on, so that the actuator 14 according to the introduced Amount of fuel via the shaft 15 and the coupling formed from the heat sensor 9 is adjusted and under the heat adjustment of the bimetal heat sensor 9 in addition is readjusted depending on the temperature. The cylinder extends across one in Fig.

2 nicht dargestellten rechteckigen Zuführkanal, so daß erje nach Drehstellung den Durchströmquerschnitt im Zusammenwirken mit den Kanalwänden mehr oder weniger stark freigibt.2 rectangular feed channel, not shown, so that it depends on the rotational position the flow cross-section in cooperation with the canal walls releases more or less strongly.

Aus Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform ersichtlich, bei welcher das Stellglied als Drosselklappe 22 ausgebildet ist. Die Drosselklappe 22 sitzt auf einer hohlen Stellgliedwelle 11, die drehbar auf der Abtriebswelle 15 gelagert ist, welche über einen nicht dargestellten Antrieb in Abahängigkeit von der in die Feuerstätte eingeführten Brennstoffmenge verdreht wird. An der Abtriebswelle 15 ist mit seinem einen Ende ein Bimetall-Wärmefühlerstreifen 9 festgelegt, der sich durch eine Öffnung in der hohlen Stellgliedwelle 11 etwa radial nach außen erstreckt und mit seinem abgewinkelten freien Ende in eine Nut eingreift, die zwischen einem winkelförmigen Ansatz 23 am äußeren Ende der Drosselklappe 22 und der Drosselklappe 22 gebildet ist, so daß der Wärmefühler 9 einerseits das Drehmoment der Abtriebswelle 15 auf die Drosselklappe 22 überträgt, andererseits die Drosselklappe je nach der Wärmeverformung des Wärme fühlers 9 entsprechend der Temperatur der im Zuführkanal 1 strömenden Luft zusätzlich nach vorn oder zurück verdreht.From Fig. 3, a further embodiment can be seen in which the actuator is designed as a throttle valve 22. The throttle valve 22 is seated on a hollow actuator shaft 11 which is rotatably mounted on the output shaft 15 is, which has a drive, not shown, depending on the in the The amount of fuel introduced into the fireplace is twisted. On the output shaft 15 a bimetal heat sensor strip 9 is set at one end, which extends approximately radially outward through an opening in the hollow actuator shaft 11 and engages with its angled free end in a groove between a angular projection 23 at the outer end of the throttle valve 22 and the throttle valve 22 is formed so that the heat sensor 9 on the one hand the torque of the output shaft 15 transmits to the throttle valve 22, on the other hand the throttle valve depending on the Thermal deformation of the heat sensor 9 according to the temperature in the supply channel 1 flowing air is also twisted forwards or backwards.

Mit der erfindungsgemaßen Steuervorrichtung stellt sich stets die optimale Brennluftmenge in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge und zusätzlich der Temperatur der Brennluft ein, was zur Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades und zu einer weitgehend vollkommnen Verbrennung führt. Die Steuervorrichtung besteht aus sehr einfachen und wenig aufwendigen Elementen und arbeitet bei den dargestellten Ausführungsformen ohne Zusatzenergie für die temperaturabhängige Nachsteuerung des Stellgliedes, weil die Wärmeenergie der Brennluft ausgenutzt wird.With the control device according to the invention arises always the optimal amount of combustion air depending on the amount of fuel introduced and additionally the temperature of the combustion air, which improves the combustion efficiency and leads to a largely perfect combustion. The control device consists from very simple and inexpensive elements and works with the ones shown Embodiments without additional energy for the temperature-dependent readjustment of the Actuator because the thermal energy of the combustion air is used.

Es ist jedoch auch möglich, die Steuerung mit Hilfe von Stellmotoren durchzuführen, die beide auf das Stellglied wirken und von denen der eine von einem im Zuführkanal angeordneten Wärmefühler gesteuert wird.However, it is also possible to control it with the aid of servomotors perform, both of which act on the actuator and one of which by one The heat sensor arranged in the feed channel is controlled.

Claims (3)

Anspriiche ff Luftmengensteuerung für Feuerstätten, mit einem die zugeführte Luftmenge abhängig von der eingeführten Brennstoffmenge in einem Durchströmquerschnitt eines Luftzuführkanals steuernden Vorrichtung, die mit einer die zugeführte Brennstoffmenge steuernden Vorrichtung gekoppelt ist, wobei der Durchströmquerschnitt außerdem mittels einer einen Wärmefühler, vorzugsweise Bimetallfühler, der auf die Temperatur der durchströmenden Verbrennungsluft anspricht, aufweisenden Zusatzsteuervorrichtung steuerbar ist, nach Patent ....... Claims ff air volume control for fireplaces, with a die Amount of air supplied depends on the amount of fuel introduced in a flow cross-section an air supply channel controlling device, which with a the supplied amount of fuel controlling device is coupled, wherein the flow cross-section also means a heat sensor, preferably a bimetal sensor, which is based on the temperature of the combustion air flowing through responds, having additional control device is controllable, according to patent ....... (P 26 07 286.613)j dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsteuervorrichtung mit dem den Durchströmquerschnitt beherrschenden Stellglied (12,14,16) der in Abhängigkeit von der eingeführten Brennstoffmenge steuernden Vorrichtung zur zusätzlichen temperaturabhängigen Verstellung des Stellgliedes unter der Steuerung oder dem Antrieb des Wärmefühlers (9) gekoppelt ist. (P 26 07 286.613) j characterized in that the additional control device with the actuator (12,14,16) dominating the flow cross-section of the dependent from the introduced fuel quantity controlling device to the additional temperature-dependent Adjustment of the actuator under the control or the drive of the heat sensor (9) is coupled. 2. Luftmengensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als wärmeverstellbares Antriebsglied ausgebildete Wärmefühler (9) in die Antriebsverbindung (11-15) des Stellgliedes (12,14,16) mit der brennstoffmengenabhängig steuernden Vorrichtung als Kupplungsglied eingeschaltet ist. 2. Air flow control according to claim 1, characterized in that the heat sensor (9) designed as a heat-adjustable drive element into the drive connection (11-15) of the actuator (12,14,16) with the fuel quantity-dependent controlling device is switched on as a coupling member. 3. Luftmengensteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverstellbare Stellglied (12,14, 16) mit seiner Stellgliedwelle (11) an dem Wärmefühler (9) abgestützt ist, der seinerseits an einer Abtriebswelle (15) der brennstoffabhängig steuernden Vorrichtung abgestützt ist, so daß die Stellgliedwelle (11) unter dem Antrieb des Wärmefühlers (9) gegenüber der Abtriebswelle (15) verstellbar ist.3. Air volume control according to claim 2, characterized in that the rotatable actuator (12, 14, 16) with its actuator shaft (11) on the Heat sensor (9) is supported, which in turn on an output shaft (15) of the fuel-dependent controlling device is supported so that the actuator shaft (11) under the drive of the heat sensor (9) relative to the output shaft (15) adjustable is.