DE4020005C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Austropfens von Öl aus der Düse eines Brenners für eine Ölheizungsanlage, mit einer Düsenhal­ ter-Ölvorwärmer-Einheit, die wenigstens ein elektrisches Heizelement zum Konstanthalten der Öltemperatur aufweist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 28 21 207 C2) enthält der Düsenhalter einen Öl­ vorwärmer, der verhältnismäßig nahe an der Brennerdüse angeordnet ist. Beim Einschalten der Ölpumpe ist das Öl auf Grund der Vorerwärmung schon nahezu bis zur Aus­ trittsöffnung der Brennerdüse vorgewärmt. Darüber hinaus ist das vorzuwärmende Ölvolumen verhältnismäßig gering, so daß die durch die Erwärmung bewirkte Volumenänderung ebenfalls entsprechend gering und ein Austropfen von Öl vor dem Zünden des Brenners ebenso wie auf Grund einer Nacherwärmung beim Abschalten des Brenners weitgehend vermieden ist. Dennoch ist ein Austropfen des Öls und die damit verbundene unvollständige Verbennung sowie Verkokung der Düsenaustrittsöffnung und der Brennkammer nicht vollständig vermeidbar.

Es ist daher auch schon bekannt, ein Ventil zwischen Vorwärmer und Brennerdüse anzuordnen, das während der Vorwärmzeit gesperrt wird (DE 38 14 530 C1). Um zu ver­ meiden, daß der Druck vor dem Ventil während der Vorwär­ mung zu hoch wird, ist vor diesem Ventil eine Rücklauf­ leitung mit einem Rücklaufventil vorgesehen, was jedoch einen zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Es sind auch schon Lösungen bekannt geworden, bei denen das Öl beim Abschalten des Brenners aus dessen Zuleitung abgesaugt wird (DE 31 03 684 C2 und DE 36 34 345 C2). Diese Lösungen sind zum einen ebenfalls aufwendig. Zum anderen kann die Ölzuleitung beim erneuten Einschalten des Brennerbetriebs Luft enthalten, die ebenfalls durch den Ölvorwärmer erwärmt wird, so daß dennoch Öl aus der Brennerdüse tropft oder herausge­ spritzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die den Ölaus­ tritt aus der Brennerdüse auf einfache Weise weitgehend vermeidet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Heizelement derart betreibbar ist, daß die Öltempera­ tur durchgehend während des Betriebes der Ölheizungsanlage so geregelt ist, daß das Ölvolumen in der Düsenhalter-Öl­ vorwärmer-Einheit weitgehend konstant bleibt.

Bei dieser Lösung erfolgt mithin nicht nur jeweils kurz vor dem Einschalten und während des Betriebs des Brenners eine Erwärmung des Öls, sondern auch in den Betriebs­ pausen des Brenners, in denen die durch die herkömmliche Zweipunkt-Regeleinheit geregelte Kesseltemperatur den Sollwert überschritten hat. Da sich die Öltemperatur auf Grund der Temperaturregelung praktisch nicht ändert, abgesehen vom erstmaligen Anfahren der Heizungsanlage oder nach einem erneuten Anfahren der Heizungsanlage nach längerer Betriebspause, dehnt sich das Öl dement­ sprechend auch nicht so weit aus, daß es einen vorbe­ stimmten Wert überschreitet, bei dem ein Vortropfen oder Nachtropfen der Brennerdüse weitgehend vermieden ist. Bei Normalbetrieb ist die vor dem Einschalten der Ölzufuhr, d. h. vor dem Einschalten der Ölpumpe, einzu­ haltende Vorwärmezeit bis zum Zünden des Brenners erheb­ lich verkürzt. Prinzipiell kann sie ganz entfallen. Der Brenner kann daher kurzfristig nach Unterschreitung des Sollwerts der Kesseltemperatur wieder gezündet wer­ den.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß dem ersten Heizele­ ment eine Reihenschaltung aus einem Schalter der Kessel­ temperatur-Regeleinheit der Anlage und einem in der Düsenhalter-Ölvorwärmer-Einheit angeordneten zweiten Heizelement parallelgeschaltet ist und daß der Schalter nur während der Ölzufuhr zum Brenner geschlossen ist. Auf diese Weise kommt man für das erste Heizelement mit einer verhältnismäßig geringen Leistung aus, wie sie für die Aufrechterhaltung der Öltemperatur während der Betriebspausen des Brenners bei unterbrochener Ölzu­ fuhr, in denen also kein kaltes Öl zugeführt wird, erfor­ derlich ist, da erst während der Zuführung des Öls, insbesondere im Winter, wenn das Öl aus einem außerhalb des Hauses installierten Öltank zugeführt wird, eine von dem zweiten Heizelement aufgebrachte höhere Heiz­ leistung für die Erwärmung des Öls erforderlich ist. Während der Ölzufuhr übernimmt daher das zweite Heizele­ ment die zusätzliche erforderliche Heizleistung. Der Energieverbrauch für die Aufrechterhaltung der Öltempera­ tur kann daher auch bei ständiger Warmhaltung des Öls gering gehalten werden.

Aus der DE 29 19 763 C2 ist es bekannt, im Düsenhalter eines Ölbrenners einen PTC-Widerstand und einen tempera­ turunabhängigen Widerstand räumlich und elektrisch hin­ tereinander anzuordnen und beide ständig eingeschaltet zu lassen. Bei dieser Anordnung lassen sich jedoch keine so großen Temperaturunterschiede ausgleichen wie durch das erfindungsgemäße Ein- und Ausschalten des einen der beiden parallelgeschalteten Heizelemente in Abhängig­ keit vom Betrieb des Brenners. So steigt die Temperatur der in Reihe geschalteten Heizelemente bei abnehmendem Öldurchfluß an, und wenn der Öldurchfluß unterbrochen wird, steigt die Temperatur des Ölvorwärmers gegenüber der Bezugstemperatur, die etwas oberhalb des Curiepunktes liegt, noch weiter an. Dies bedeutet eine erheb­ liche Ausdehnung des Ölvolumens im Vorwärmer und führt zum Austropfen von Öl aus der Düse.

Vorzugsweise ist ferner dafür gesorgt, daß die Nennlei­ stung des ersten Heizelements kleiner als 5 Watt ist.

So dann ist es günstig, wenn das oder jedes Heizelement als PTC-Widerstand ausgebildet und das oder das erste Heizelement während des Betriebs der Ölheizungsanlage ständig eingeschaltet ist. Bei dieser Ausbildung kommt man ohne eigene Regeleinrichtung für das oder jedes Heizelement aus, da ein PTC-Widerstand selbsttätig für eine Konstanthaltung der Temperatur sorgt.

Wenn zwei Heizelemente vorgesehen sind, können die bei­ den Heizelemente in Verlängerung zueinander angeordnet sein. Dies ermöglicht einen kompakten Zusammenbau der Heizelemente und ihre raumsparende Unterbringung im Ölvolumen der Düsenhalter-Ölvorwärmer-Einheit.

Ferner können die beiden Heizelemente zwischen zwei Ölzuführrohren aus Metall in thermischem Kontakt zu, jedoch elektrisch isoliert gegenüber diesen angeordnet und mit einem gemeinsamen elektrischen Leiter zur Strom­ versorgung verbunden sein. Dies ergibt einen einfachen kompakten Aufbau der Vorrichtung bei effektiver Wärme­ übertragung zwischen den Heizelementen und den Ölzuführ­ rohren.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine elektrische Schaltungsanordnung zweier Heizelemente,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung und

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der in Fig. 3 vorge­ sehenen Heizelementeanordnung mit zugehörigen elektrischen Leitern für die Stromversorgung.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 stellt eine Düsenhalter-Öl­ vorwärme-Einheit für eine Ölheizungsanlage dar. Sie enthält ein erstes elektrisches Heizelement 1 in Form eines keramischen PTC-Widerstands, der während des Be­ triebs der Heizungsanlage ständig eingeschaltet ist, ein zweites elektrisches Heizelement 2 in Form eines PTC-Widerstands, der nur während der Ölzufuhr zur Bren­ nerdüse eingeschaltet ist, elektrische Leiter 3 für die Stromversorgung des Heizelements 2, elektrische Anschlüsse 4 für die Einheit, einen elektrischen Leiter 5 des Heizelements 1, eine Kapsel 6 der Einheit, eine Isolierfolie 7, die das Heizelement 2 elektrisch gegen­ über zwei Ölzuführrohren 8 aus Metall isoliert, O-Ringe 9 zur Abdichtung, einen Düsenanschluß 10 und einen Anschluß 11 für die Ölpumpe.

Nach Fig. 2 ist dem ersten Heizelement 1 eine Reihen­ schaltung aus einem Schalter 12 einer Kesseltempera­ tur-Regeleinheit 13, deren übrige Schalter und Teile nicht dargestellt sind, und dem zweiten Heizelement 2, das wie das erste Heizelement 1 zum Konstanthalten der Öltemperatur dient, parallelgeschaltet. Die Parallel­ schaltung liegt über einen Betriebsschalter 14 am Wech­ selstromnetz 15.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist das Heizelement 1 bei durch Schließen des Betriebsschalters 14 eingeschalteter Ölheizungsanlage ständig eingeschaltet, wobei das Heiz­ element 1, das in thermischem Kontakt mit den Ölzuführ­ rohren 8 steht, das Öl in den Rohren 8 erwärmt und auf einer konstanten Temperatur hält. Wenn die Kesseltempe­ ratur-Regeleinheit 13 eine zu niedrige Kesseltemperatur feststellt, wird über nicht dargestellte Schalter die Ölpumpe und ein Frischluftgebläse eingeschaltet. Gleich­ zeitig wird das zweite Heizelement 2 durch Schließen des Schalters 12 eingeschaltet. Das ständig eingeschal­ tete erste Heizelement 1 kann daher auf eine verhältnis­ mäßig geringe Heizleistung ausgelegt sein, die weniger als 5 Watt beträgt. Die während der Zufuhr des kalten Öls erforderliche zusätzliche Heizleistung wird dann von dem zweiten Heizelement 2 aufgebracht, das aber bei Abschaltung der Ölzufuhr und des Brenners, wenn die Kesseltemperatur den eingestellten Sollwert über­ schreitet, ebenfalls ausgeschaltet wird. Man kommt daher insgesamt mit geringer Heizleistung für die Warmhaltung des Öls aus; dennoch behält das Öl praktisch ständig die gewünschte Temperatur bei, so daß ein Vor- oder Nachtropfen der Düse mangels größerer Wärmedehnung des Öls weitgehend vermieden ist. Sobald der Sollwert der Kesseltemperatur unterschritten wird, kann der Brenner ohne längere Wartezeit eingeschaltet werden. Allenfalls wäre eine geringfügige Wartezeit für eine Vorbelüftung durch das Gebläse erforderlich. Die Kesseltemperatur- Regeleinheit 13 ist in herkömmlichen Ölheizungsanlagen vorhanden, üblicherweise auch ein zusätzlicher Reserve­ schalter, der dann als Schalter 12 verwendet werden kann. Die dargestellte Vorrichtung kann daher auch in bereits installierten Ölheizungsanlagen eingebaut werden, ohne daß ein aufwendiger Umbau erforderlich ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das ständig eingeschaltete Heizelement 1 ebenfalls zwischen den beiden Ölzuführrohren 8 angeordnet. Die beiden Heizele­ mente 1 und 2 sind in diesem Falle in Verlängerung zuein­ ander zusammengebaut und zwischen den Ölzuführrohren 8 in thermischem Kontakt zu, jedoch elektrisch isoliert gegenüber diesen angeordnet und mit einem gemeinsamen elektrischen Leiter 3, der in Fig. 3 oben rechts darge­ stellt ist, zur Stromversorgung verbunden. Hierdurch ergibt sich eine weitgehend optimale Wärmeübertragung auch zwischen dem Heizelement 1 und den Ölzuführrohren 8.

Fig. 4 zeigt in Explosionsdarstellung die Anordnung der elektrischen Heizelemente 1 und 2 sowie die zugehöri­ gen elektrischen Leiter 3 und 5 für die Stromversorgung. Die in Fig. 4 nicht dargestellten Isolierfolien 7 sind auf den Außenseiten der großflächigen, an den Heizelemen­ ten 1 und 2 anliegenden Teile der elektrischen Leiter 3 bzw. 5 angeordnet, um einen Kurzschluß zwischen den Leitern 3 und 5 über die Ölzuführrohre 8 zu vermeiden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verhindern des Austropfens von Öl aus der Düse eines Brenners für eine Ölheizungsanlage, mit einer Düsenhalter-Ölvorwärmer-Einheit, die wenig­ stens ein elektrisches Heizelement (1) zum Konstant­ halten der Öltemperatur aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Heizelement (1) derart betreibbar ist, daß die Öltemperatur durchgehend während des Betriebs der Ölheizungsanlage so geregelt ist, daß das Öl­ volumen in der Düsenhalter-Ölvorwärmer-Einheit weit­ gehend konstant bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Heizelement (1) eine Reihenschaltung aus einem Schalter (12) der Kesseltemperatur-Regelein­ heit (13) der Anlage und einem in der Düsenhalter-Öl­ vorwärmer-Einheit angeordneten zweiten Heizelement (2) parallelgeschaltet ist und daß der Schalter (12) nur während der Ölzufuhr zum Brenner geschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennleistung des ersten Heizelements (1) kleiner als 5 Watt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Heizelement (1, 2) als PTC-Widerstand ausgebildet und das oder das erste Heizelement (1) während des Betriebs der Ölheizungs­ anlage ständig eingeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Heizelemente (1, 2) in Verlängerung zueinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (1, 2) zwischen zwei Ölzuführrohren (8) aus Metall in thermischem Kontakt zu, jedoch elektrisch isoliert gegenüber diesen angeordnet und mit einem gemeinsamen elek­ trischen Leiter (3) zur Stromversorgung verbunden sind.