DE7600020U - Vorrichtung zum Öffnen und Absperren des Abgasrohres eines brennerbetriebenen Heizkessels - Google Patents

Description

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Az.: G„76			2362	Tensfeld,
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Vorrichtungzum öffnen und Absperren des Abgasrohres eines brennerbetriebenen Heizkessels

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum öffnen und Absperren des vom Heizkessel einer brennerbetriebenen Heizungsanlage abgehenden Abgasrohres.

Es ist ermittelt worden, daß bei öl- oder gasbefeuerten Heizungsanlagen der Brenner des Heizkessels während des Tag-Nactt-Betriebes einer ganzjährlich betriebenen Heizungsanlage mit Warmwasserversorgung durchschnittlich 12 bis 16 Stunden pro Tag nicht in Tätigkeit ist. Ferner ist festgestellt worden, daß bei ausgeschaltetem Brenner aufgrund der thermischen Luftströmung im Heizsystem etwa 85 m Luft pro Stunde durch den Heizkessel, das Abgasrohr und den. Schornstein ins Freie strömen,* gemessen bei Windgeschwindigkeiten bis zu etwa 4 m/s und Außentemperaturen zwischen 6 bis 12 C. Diese Luftmenge bewirkt ein zusätzliches Auskühlen des Heizsystems, das wieder ausgeglichen werden muß. Die hierfür erforderliche Wärmemenge^ist jedoch für die Erwärmung des Heizkesselwassers verloren ■ und setzt somit den Gesamtwirkungsgrad, der Heizungsanlage herab.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer "Vorrichtung zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades einer öl- oder gasbefeuerten Heizungsanlage.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei der einleitend angeführten Vorrichtung für das Abgasrohr ein kraftangetriebenes und über die Kesselwassertemperatur thermostatgesteuertes Sperrorgan vorgesehen ist, das bei Erreichen eines unteren Kesselwasser temperaturwertes in eine Offenstellung und nach Erreichen eines oberen Kesselwassertemperaturwertes in eine Sperrstellung bringbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Er-

y L=öLclii: dac Spcrrrrgnn r.f ein?^m irrw-mna-biai so plattenförmict ausgebildeten Schieber, für den ein Schiebergehäuse mit Anschlussstutzen zur Verbindung des Gehäuses mit dem Abgasrohr vorgesehen ist, wobei der Schieber gegen die Atmosphäre abgedichtet ist. Der Schieber ist mit einem Betätigungshebel gelenkig verbunden, an dem anderseits ein in seiner Antriebsrichtung umkehrbarer Schiebermotor angreift. Ferner ist die vorgeschlagene Vorrichtung so aufgebaut, daß der Brenner in jedem Fall erst dann gezündet wird, wenn sich das Sperrorgan in seiner Offenstellung befindet, wofür ein Sicherheitsschalter vorgesehen ist, der von einem mit dem Sperrorgan verbundenen Betätigungselement betätigt wird.

Durch diese Lösung wird der Gesamtwirkungsgrad der Heizungsanlage verbessert, w.eil während der Ruhephasen des Brenners eine vollständige oder wesentliche Luftströmung durch den Heizkessel, das Abgasrohr und den Schornstein unterbunden ist, da sich das Sperrorgan in Sperrstellung befindet. Die Sperrstellung kann erforderlichenfalls eine solche sein, daß aus Sicherheitsgründen eine geringfügige ständige Luftströmung in dem Abgasrohr stattfinden kann. Durch die unterbundene oder im wesentlichen unterbundene Luftströmung während der Ruhephasen des Brenners unterliegt der Heizkessel keiner auf diese Luftströmung zurückzuführenden Auskühxung, so daß die sonst hierfür erforderliche Wärmemenge zur Erhöhung der Kesselwassertemperatur voll zur Verfügung steht. Daraus ergibt sich eine beträchtliche Einsparung an öl- oder Gasbrennstoff. Beispielsweise liegt die Einsparung in bezug auf öl etwa im Bereich von ca. 1.000 1 riro Jahr für eine Heizunasanlaae mit einer Heizleistung von etwa 40.000 kcal/h. Derartige Heizungsanlagen sind in Privathäusern üblicherweise installiert.

Eine elektrische Steuerung sorgt dafür, daß der Brenner nach Erreichen des oberen Kesselwassertemperaturwertes abgeschaltet und der Motor für das Sperrorgan eingeschaltet wird, um dieses relativ zur Brennerabschaltung zeitverzögert in die Sperrstellung zu bringen, und daß der Motor für das Sperrorgan bei aogesehaltetem Brenner und nach Erreichen des unteren Kesselwassertemperaturwertes eingeschaltet wird, um das Sperrorgan vor Zündung des Brennstoffs in die Offenstellung zu bringen, und daß der Brenner gezündet wird.

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Es ist zwar bekannt, im Abgasrohr von Heizungsanlagen eine Drosselklappe vorzusehen; diese dient jedoch zur Regelung der Verbrennurg bei einem zu starken Zug im Abgasrohr aufgrund zu hoher Windgeschwindigkeiten im Freien.

Die Erfindung ist nachstehend an einem in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in Vorderansicht/

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Figur 1 gemäß dem Pfeil II in Figur 1,

] Fig. 3 schematisch eine elektrische Steuerung

zum Betrieb der Ausrührungsrorm nach. den Figuren 1 und 2.

Nach den Figuren 1 und 2 ist ein Schiebergehäuse 1 mit zwei Anschlußstutzen 2 vorgesehen, das an den Stutzen in den Verlauf des Abgasrohres 3 des Heizkessels einer Heizungsanlage montiert wird. Vom letztgenannten Komplex ist der Übersichtlichkeit wegen nur das

(Weiter auf Seite 5 oben der ursprünglichen Beschreibung)

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Abgasrohr 1 teilweise dargestellt (Figur 2). Ein vorzugsweise als Plattenschieber ausgebildeter Schieber 4 als Sperrorgan für das Abgasrohr ist in Figur 1 in seiner Offenstellung gezeigt, wobei er in geeigneter Weise gegen die Atmosphäre abgedichtet ist (nicht gezeigt), so daß die in einen Schornstein oder dergl. abzuleitenden Abgase nicht aus dem Schiebergehäuse entweichen können. Mit dem Schieber ist ein vorzugsweise zweiarmiger Betätigungshebel 5 bei 5 a gelenkig verbunden, dessen anderes Ende 5 b an der Antriebsstange 6 eines elektrisch betriebenen Schiebermotors 7 angelenkt ist. Die gelenkige Verbindung des Schiebers 4 mit dem Hebel 5 ist im Ausführungsbeispiel derart, daß im Betätigungsbereich 8 des Schiebers eine Kulisse

9 vorgesehen ist, die durch einen am Schieberende angebrachten Bügel

10 gebildet ist, wobei als Kulissenstein eine frei drehbar am Betätigungshebel 5 befestigte Rolle 11 vorgesehen ist.

Dor als Stellmotor dienende Schiebermotor 7 ist andererseits an einer z.B. am Schiebergehäuse 1 befestigten Halterung 12 angelenkt und weiterhin von der Art, daß er als Antriebsorgan eine Antriebsstange 6 aufweist, die sich axial bewegt, um den Hebel 5 und damit den Schieber 4 in eine Offen- und in eine Sperrstellung zu bringen, wie noch erläutert wird. Der Motor 7 weist ferner auch zwei Schalter auf, die die Antriebsrichtung der Antriebsstange 6 umkehren.

Am Schieber 4 ist eine nur mit diesem verbundene Schaltbahn 13 in Form einer Leiste oder dergl. befestigt, die am äußeren Schieberende

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derart angebracht ist, daß sie sich außerhalb des Schiebergehäuses 1 in Richtung der Öffnungs- bzw. Sperrbewegung des Schiebers erstreckt Dieser Schaltbahn ist ein z.B. am Schiebergehäuse befestigter Sicherheitsschalter 14, beispielsweise in Form eines Rollendruckschalters, so zugeordnet, daß er nicht mit der Bahn 13 in Eingriff steht, wenn der Schieber seine Offenstellung gemäß Figur 1 erreicht hat. Vorzugsweise gelangt der Schalter 14 schon kurz vor der Offenstellung des Schiebers von der Bahn 13 außer Eingriff, z.B. bei 95 - 98 % zurückgelegtem Öffnungsweg. Der Sicherheitsschalter 14 wird elektrisch an den Schaltschütz des Heizkesselbrenners oder an einen Hilfsschütz 15, wenn kein besonderer Brennerschaltschütz vorgesehen ist, angeschlossen.

In Figur 3 ist eine elektrische Steuerung zum BetrJeb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung schematisch dargestellt. Über die Stromleitung 16, die einen Notschalter 17 aufweist, und die Leitung 18, die einen Sicherheitsthermostat 19 und den üblichen Kesselwasserthermostat 20 aufweist, sind der den Schiebermotor 7 anschließende Umschalter 21 und der Hilfsschalter 22 an eine Stromversorgung angeschlossen. Dem Motor 7 ist andererseits ein weiterer Umschalter 23 zugeordnet, der über eine Leitung 24 mit dom Brenner- oder Hilfsschütz 15 in Verbindung steht. Eine weitere Leitung 27 verbindet den Hilfsschalter 22 mit dem erwähnten Schütz, und in diese Leitung ist der Sicherheitsschalter 14 eingegliedert. Die Leitung 16 ist ferner auch an den Schütz 15 angeschlossen, und zwar an das

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Kontaktglied 25, das wiederum eine Schaltverbindung zur Leitung 2-herstellt. Die Leitung 26 ist eine Stromrückleitung.

Nachstehend ist die Funktion der elektrischen Steuerung gemäß
Figur 3 in Verbindung mit der Vorrichtung nach den Figuren 1 und : beschrieben.

Der aus Figur 3 entnehmbare Schaltungszustand der Steuerung gibt denjenigen Zustand an, bei welchem sich der Schieber 4 in Sperrstellung befindet, d.h. wenn die Kesselwassertemperatur oberhalb des unteren Grenzwertes liegt, die bzw. der am Kesselthermostat 2 eingestellt ist. Bei Erreichen oder Unterschreiten der unteren
Kesselwassertemperatur schließt der Thermostat 20 seinen Schaltko takt, und der Schiebermotor 7 erhält Strom über den schon vorher eingeschaltet gewesenen Umschalter 21 und bewegt nun den Schieber aus der Sperrstellung in die Offenstellung. Etwa nach 95 - 98 %
der Schieberöffnungsbewegung schließen der Hilfsschalter 22 und
der Sicherheitsschalter 14, so daß der Schütz 15 unter Öffnung de Kontaktes 25 anzieht, wodurch der Zündkreis des Brenners zur Bren nerzündung vorbereitet wird. Hat der Schieber seine Offenstellung erreicht, zündet der Brenner den Brennstoff (dieser kann auch etvi später gezündet werden), und der Umschalter 21 wird nun ausgescha tet, während der Umschalter 23 eingeschaltet wird. Der Schiebermc ist nun stromlos, während der Brenner in Tätigkeit ist.

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Bei Erreichen des oberen Kesselwassertemperaturwertes schaltet de: Kesseltheritiostat 20 seinen Kontakt aus, so daß der Schütz 15 abfällt und der Versorgungsstrom (R, S, T) des Brenners zwecks dessi Ausschaltung unterbrochen ist. Dabei schließt jedoch der Schützko: takt 25 die Leitung 24 an Strom an, so daß der Schiebermotor 7 üb den schon vorher eingeschalteten Umschalter 23 Strom erhält und
den Schieber aus der Offenstellung in die Sperrstellung bewegt. D Schließzeit des Schiebers ist zwecks Vermeidung eines Wärmestaues im Heizkessel oder im anteiligen Abgasrohr länger als die Öffnung zeit und beträgt z.B. 1 Minute gegenüber einer Öffnungszeit von
2 Sekunden.

Bei der Schieberschließbewegung wird der Sicherheitsschalter 14
wieder betätigt, d.h. im vorliegenden Beispiel ausgeschaltet, da
die Schaltbahn 13 mit der Rolle äes Sicherheitsschalters in Eingriff gelangt. Ferner wird auch der Hilfsschalter 22 wieder ausge schaltet, z.B. in der Endlage des Schiebers, d.h. in seiner Sperr stellung. Bei Erreichen der Sperrstellung werden dann auch die
Umschalter 23 und 21 aus- bzw. eingeschaltet, so daß der Schieber motor 7 ausgeschaltet wird und zu seinem späteren Einschalten voi bereitet ist, wozu der Kesselthermostat 20 seinen Schaltkontakt
wieder schließen muß. Dies geschieht, wenn die Kesselwassertemperatur wieder ihren unteren Grenzwert erreicht hat.

Wie schon einleitend erwähnt wurde, muß die Sperrstellung nicht unbedingt zur Folge haben, daß ein vollständiger Abschluß des Abgasrohres gegeben ist. Es kann aus Sicherheitsgründen erforderlich sein, daß ein gewisser Mindestzug im Abgasrohr erhalten bleiben muß. Hierzu kann im Schieber eine entsprechende Durchlaßöffnung vorgesehen sein. Der Schiebermotor 7 kann von der Art sein, daß er die Umschalter 21 und 23 sowie auch den Hilfsschalter 22 eingebaut enthält. Alternativ ist es auch möglich, daß diese Schalter nicht in den Motor integriert sind und durch mit dem Schieber verbundene Schaltfinger oder dergl. mechanisch betätigt werden können. Ferner kann der Motor aus einem üblichen Elektromotor bestehen, der über ein Getriebe eine Gewindespindel antreibt, die mit einer am Ende 5 b des Betätigungshebels 5 angelenkten Mutter in Eingriff steht. In einer weiteren Abänderunq kann statt des Schiebers als Absperrorgan auch eine Drosselklappe vorgesehen sein. Die Drosselklappe, könnte durch einen üblichen Elektromotor unter Zwischenschaltung eines Schneckengetriebes entsprechend den gewünschten Grenztemperatuien des Kesselwassers in die fraglichen Endstellungen verstellt werden.

Claims (6)

Dipl.-Ing. Ti,n-a., V.'ilcken Dipl-Chem. Di. WdFgcin» LaufeV'*"'·* *'J' "**4jffi/^ gogfidfn..werden j λ λ ι«, i 24 Labeck, Breita StraQa 52-54 // Az.: G 76 OO O2Q.9 Anmelder: Harri Trier, 2362 Tensfeld, An de Lieth. Ansprüche

1. Vorrichtung zum Öffnen und Absperren des vom Heizkessel einer brennerbetriebenen Heizungsanlage abgehenden Abgasrohres, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abgasrohr (3)ein kraftangetriebenes und über die Kesselwassertemperatur thermostatgesteü-ertes Sperrorgan fA vorgesehen ist, das bei Erreichen eines unteren Kesseltemperaturwertes in einer Offenstellung und nach Erreichen eines oberen Kesseltemperaturwertes in eine Sperrstellung bringbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (4)aus einem Schieber besteht, für den ein Schiebergehäuse (1) mit Anschlußstutzen (2) zur Verbindung des Gehäuses mit dem Abgasrohr (3) vorgesehen ist, wobei der Schieber gegen die Atmosphäre abgedichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) aus einem Plattenschieber besteht und mit dem einen Ende (5a) eines vorzugsweise zweiarmigen Betätigungshebels (5) gelenkig verbunden ist, an dessen anderem Ende (5b) ein Schiebermotor (7) angr ei f t.

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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Befestigungsbereich (8) des Plattenschiebers (4)für den Betätigungshebel (5) eine Kulisse (9) mit einer Rolle (11)als Kulissenstein vorgesehen ist, wobei die Rolle am Betätigungshebel frei drehbar befestigt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenschieber (4) eine außerhalb seines Genaustes (1) in Richtung seiner Sperr- bzwκ Öffnungsbewegung verlaufende Schaltbahn (13) in Form einer an ihm befestigten Leiste oder dergleichen aufweist, welcher ein zum Beispiel als Rollendruckschalter ausgebildeter Sicherheitsschalter (14) für den Heizkesselbvenner zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, ; daß der Schiebermotor (7) aus einem elektrisch betriebenen, in '. seiner Antriebsrichtung umkehrbaren Motor mit einer axial beweglichen | Antriebsstange (6) besteht, die mit dem Betätigungshebel (5) des Plattenschiebers (4) gelenkig verbunden ist.