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Selbsttätige Regelung der Verbrennüngsluftmenge bei lwiischfeuertingen
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelung der Verbrennungsluftmenge bei
Mischfeuerungen mit geteilter Luftzufuhr für mehrere Brennstoffe, bei der die gesamte
Verbrennungsluftmenge d,:r ä nur einen Lüfter gefördert wird und bei der ferner
jeder Brennstoffart ein Luftmengenregler zugeordnet ist, der die Teilluftmenge für
die einzelne Brennstoffakt in Abhängigkeit von der Brennstoffteilmenge einstellt.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird die für jede Feuerung benötigte
Luftmenge gemessen, und durch eine addierende Vorrichtung wird die Gesamtluftmenge
ermittelt und an dem Lüfter eingestellt. Der Lüfter ist dabei so eingestellt, daß
er die Lüftmer- `'ir den Betriebszustand liefern kann, bei dein die ge@, nte Dampfmenge
unter Verwendung nur des Brennstoffes mit dem größten spezifischen Luftbedarf erzeugt
wird. In den anderen Betriebszuständen wird eine in die die Gesamtwindmenge führende
Leitung
eingebaute Drosselklappe -betätigt, die durch in der Einzelleitung
jeder Feuerung eingeschaltete Mengenmesser gemeinschaftlich gesteuert wird. Zur
richtigen Verteilung der aus der Hauptleitung über eine Drosselklappe zufließenden
Gesamtluftmenge auf die einzelnen Feuerungen müssen in den Einzelleitungen zu den
Feuerungen nochmals Drosseln eingebaut sein und entsprechend eingestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei Mischfeuerungen unter Verwendung
nur eines Lüfters die erforderliche Drosselung auf ein Mindestmaß herabzusetzen
und damit die Wirtschaftlichkeit der Lüfteranlage zu verbessern.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß jede eine Teilluftmenge
steuernde Drosselklappe an zwei bestimmten, vorher festgelegten Grenzstellungen
eine Vorrichtung betätigt, die in der einen, einer größeren Luftmenge entsprechenden
Grenzstellung den Lüfter auf größere Leistung schaltet, in der anderen, einer geringeren
Luftmenge entsprechenden Grenzstellung den Lüfter aber nur dann auf kleinere Leistung
schaltet, wenn alle anderen Drosselklappen ihre Grenzstellung für geringere Luftmengen
ebenfalls erreicht oder überschritten haben, wobei die Grenzstellungen so gewählt
sind, daß auch in der einer geringeren Luftmenge entsprechenden Grenzstellung nur
eine geringfügige Drosselung eintritt. Es ist zwar bei einer Einstoffeuerung bekannt,
der hierbei vorhandenen einzigen Drosselklappe zwei Grenzkontakte zuzuordnen, die
bei Schließen durch die Drosselklappe den Lüfter auf größere oder kleinere Leistung
schalten. Diese bekannte Regelung legt aber die erfindungsgemäße Lösung nicht nahe,
viehmehr würde es bei ihrer Übertragung auf Mischfeuerungen naheliegen, die Kontakte
der Grenzstellungen der für j ede Feuerung erforderlichen Drosselklappe parallel
zu schalten, so daß der Lüfter auf größere bzw. kleinere Leistung stets geschaltet
wird, wenn nur ein Drosselldappenkontakt geschlossen wird. Diese naheliegende Lösung
würde zu einem MehrstQffxegler führen, der, abgesehen von dem Fall, daß die Gesamtluftmenge
genau zu gleichen Teilen auf die Teilluftleitungen aufgeteilt wird, in allen übrigen
Fällen in sämtlichen Leitungen Drosselverluste aufweisen würde.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung, bei der diese naheliegende Regelung
nur bei den der größeren Luftmenge entsprechenden Grenzstellungen vorgenommen wird,
während bei den der kleineren Luftmenge entsprechenden Grenzstellungen die Regelung
so vorgenommen wird, daß der Lüfter nur dann auf kleinere Leistung schaltet, wenn
alle anderen Drosselklappen ihre Grenzstellung für geringere Luftmengen ebenfalls
erreicht oder überschritten haben, ergeben sich folgende Vorteile Die Klappe in
der Teilluftleitung, welche die größere Luftmenge führt, ist stets in der Stellung,
in der am wenigsten gedrosselt wird, wogegen nur die Klappe in. der anderen Teilluftleitung,
welche auf eine geringere Luftmenge eingestellt ist, sich in einer drosselnden Stellung
befinden kann, so daß die durch Drosselung hervorgerufenen Regelverluste auf einem
Mindestmaß gehalten werden. Ferner wird dadurch vermieden, daß die Verstellvorrichtung
für die Lüfterleistung gleichzeitig oder kurz hintereinander verschiedene Regelimpulse
erhält, von denen der eine größere und der andere kleinere Leistung fordert und
die beide zusammen Pendelungen der Regelung hervorrufen würden. Dadurch, daß bei
Übergang zu Teillast erst dann auf kleinere Lüfterleistung geschaltet wird, wenn
alle Kontakte in der der kleineren Luftmenge entsprechenden Grenzstellung geschlossen
sind, werden Instabilitäten des Reglers vermieden.
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Die Regelung der Fördermenge des Lüfters kann dabei nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch erfolgen, daß den Drosselklappen jeweils in den vorerwähnten
Grenzstellungen schließende elektrische Kontakte zugeordnet sind, die den Kontaktscbluß
auch bei Überschreiten der Grenzstellung aufrechterhalten und für die oberen Grenzstellungen,
in einem Stromkreis parallel geschaltet, bei Kontaktschluß durch eine Drosselklappe
eine den Lüfter beeinflussende Verstellvorrichtung derart betätigen, daß die Lüfterdrehzahl
erhöht wird, und für die unteren Grenzstellungen, in einem zweiten Stromkreis hintereinandergeschaltet,
bei Kontaktschluß durch sämtliche Drosselklappen die Verstellvörrichtung derart
betätigen, daß die Lüfterdrehzahl verringert wird.
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Die Verstellvorrichtung kann auch statt auf die Drehzahl des Lüfters
auf die Stellung der Leitschaufeln des Lüfters einwirken.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung vereinfacht dar. Hierbei ist F der die Verbrennungsluft fördernde Lüfter,
von dessen Sammelstutzen U aus der Feuerung die den verschiedenen Brennstoffen entsprechenden
Teilluftmengen durch die Abzweigleitungen h und 1, zugeführt werden. In den
Leitungen h und 1, befinden sich die Drosselklappen K,., K2, die in an sich bekannter
Weise mit Luftmengenreglern L1, L2 gekoppelt sind, welch letztere ihre von den zugeführten
Brennstoffmengen abhängigen Regelimpulse über die Impulsleitungen il, i2 erhalten
und über Verstellorgane V1, VZ an die Drosselklappen weitergeben. Mit den Luftmengenreglern
L1, L2 sind außerdem über Impulsleitungen r1, y2 in den Leitungen h, 12 eingebaute
Stauorgane B1, B2 verbunden, die die hindurchgehenden Luftmengen in an sich bekannter
Weise zurückmelden. Als Stauorgane können Meßblenden oder Meßdüsen od. dgl. verwendet
werden.
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Zusätzlich zu diesen bekannten Regelorganen sind den in den Leitungen
h, 1, eingebauten Drosselklappen K1, K2 elektrische Grenzkontakte P,, b1,
a2, b2 zu-
geordnet, mit denen die Drosselklappen in jeweils bestimmten, im
voraus festgelegten Grenzstellungen Kontakt aufnehmen, wodurch Stromkreise geschlossen
werden. Die obere Grenzstellung der Drosselklappen liegt unter dem Winkel a und
die untere Grenzstellung unter dem Winkel ß. Eine beliebige dazwischenliegende Klappenstellung
ist mit dem Winkel (p bezeichnet. Kontaktschluß bei a1, a2 ist jeweils dann vorhanden,
wenn der Klappenwinkel p gleich oder kleiner als der Winkel a ist; Kontaktschluß
bei b1, b2 ist jeweils vorhanden, wenn der Klappenwinkel 99 gleich oder größer als
der Winkel ß ist.
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Die Zeichnung zeigt auch die elektrische Schaltung der Grenzkontakte.
Die Kontakte a1, a2 liegen unter
sich parallel geschaltet in einem
ersten Stromkreis einer Gleichstromquelle G und betätigen jeweils bei Kontaktschluß
mit einer Drosselklappe ein Schütz S1, das über einen Verstellmotor N beispielsweise
den Drehzahlregler R am Antriebsmotor M des Frischlüfters F zwecks höherer Lüfterleistung
beeinflußt. Die Kontakte b1, b2 liegen dagegen hintereinandergeschaltet in einem
zweiten Stromkreis der Gleichstromquelle G und betätigen bei Kontaktschluß mit beiden
Drosselklappen ein Schütz S2, das die Regelorgane N, R, M und den Frischluftlüfter
F im umgekehrten Sinne beeinflußt. Die Kontakte b1, b2 sind hintereinandergeschaltet,
weil es aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht ist, daß beide Klappen K1, K2 sich
jeweils länger, als unbedingt zur Einleitung des Regelvorganges nötig, in der vollen
Schließ- oder Drosselstellung befinden.
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Die Teilluftmengen in den Leitungen h, 1, werden normalerweise
durch die Luftmengenregler L1, L2 bereitgestellt. Hierbei wird beispielsweise bei
steigender Kesselleistung und damit erhöhter Brennstoffzufuhr die Brennstoffmengenvergrößerung
über die Impulsleitungen il und i2 den Luftmengenreglern L1, L2 mitgeteilt. Diese
öffnen über die Verstellorgane V1, V2 die Drosselklappen K1, K2. Die vergrößerten
Luftmengen werden durch die Blenden B1, B2 gemessen und über die Impulsleitungen
r1, r, an die Luftmengenregler zurückgemeldet (Mengenrückführung). Die Verstellung
der Drosselklappen K1, K2 ist jeweils beendet, sobald sich die Impulse von il bzw.
i2 und r1 bzw. r2 das Gleichgewicht halten.
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Gerät nun bei diesem Regelvorgang eine der beiden Drosselklappen K1
bzw. K2 in die obere Endstellung, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der betreffende
Teilluftstrom noch nicht ausreichend ist, sondern vergrößert werden muß. Die Klappe
schließt daher erfindungsgemäß den zugeordneten Grenzkontakt a1 bzw. a2, wodurch
das Schütz S, Strom erhält. Der Verstellmotor N läuft nun an und erhöht über den
Drehzahlregler R die Umlaufzahl des Frischlüfter-Antriebsmotors M. Die hierauf durch
die Stauvorrichtung B1 bzw. B2 strömende größere Luftmenge verursacht über die Impulsleitung
r1 bzw. r2 die Rückführung der Drosselklappe K1, K2, so daß der Grenzkontakt a1
bzw. a2 wieder unterbrochen wird und der Verstellmotor N zum Stillstand kommt.
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Geraten umgekehrt bei sinkender Kesselleistung und einem Regelvorgang
entgegengesetzt dem vorausgehend beschriebenen beide Drosselklappen K1, K2 in eine
Stellung, in der sie spürbar drosseln, so ist dies ein Zeichen dafür, daß das Luftangebot
von Seiten des Frischlüfters F zu groß ist. Beide Klappen schließen daher jetzt
die zugeordneten Grenzkontakte b1 bzw. b2, wodurch nun das Schütz S2 Strom erhält.
Der Verstellmotor N läuft daraufhin im umgekehrten Sinne wie zuvor an und verringert
über den Drehzahlregler R die Umlaufzahl des Frischlüfter-Antriebsmotors M so lange,
bis infolge der verringerten Luftmengen, die ihrerseits über die Impulsleitungen
rl und r2 an die Luftmengenregler L1 und L2 zurückgemeldet werden, die Drosselklappen
K1 und K2 wieder etwas geöffnet werden und wenigstens eine der Drosselklappen ihren
Grenzkontakt b1 bzw. b2 wieder öffnet. Diese Drosselklappe steht dann zwischen den
Grenzkontakten a1 und b1 bzw. a2 und b2, also im Gebiet geringfügiger Drosselung.
Vorstehendes Spiel kann sich nun in fortlaufender Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse
beliebig wiederholen. Um dabei Übersteuerungen und Pendelungen zu vermeiden, läßt
sich die Schaltung leicht so ausbilden, daß bei Schließen eines Grenzkontaktes die
Verstellvorrichtung jeweils nur kurzzeitig betätigt wird, wobei immer erst dann,
wenn die dadurch bewirkte Änderung der Luftmenge nicht ausreicht, d. h. also der
Kontakt weiterhin geschlossen bleibt, eine weitere Impulsgabe zur Verstellvorrichtung
hin erfolgt.
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Die Erfindung ist nicht auf die im angezogenen Beispiel benutzten
Schaltungs- und Regelorgane beschränkt. So kann, ohne von dem Erfindungsgedanken
abzuweichen, die Beeinflussung der Lüfterleistung anstatt über den hierin gezeigten
Drehzahlregler am Lüfter-Antriebsmotor beispielsweise auch über eine Leitschaufelregelung
am Lüfter über die Schlupfregelung einer hydraulischen Kupplung, die zwischen Lüfter-Antriebsmotor
und Frischlüfter eingebaut ist, erreicht werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
die Erfindung auch auf Feuerungen mit mehr als zwei Brennstoffarten anzuwenden.