WO2008080183A1 - Verfahren zum verfeuern von flüssigen brennstoffen - Google Patents

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WO2008080183A1
WO2008080183A1 PCT/AT2007/000588 AT2007000588W WO2008080183A1 WO 2008080183 A1 WO2008080183 A1 WO 2008080183A1 AT 2007000588 W AT2007000588 W AT 2007000588W WO 2008080183 A1 WO2008080183 A1 WO 2008080183A1
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air
fuel
liquid fuel
combustion
injection
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PCT/AT2007/000588
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Glück
Walter Zischka
Original Assignee
Glueck Christoph
Walter Zischka
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet

Definitions

  • the present invention relates to a new method for burning liquid fuels in heaters, boiler systems od. Like. With at least one standing in a substantially under ambient pressure and with the outside atmosphere on the exhaust gas guide in direct contact combustion chamber protruding, with a constant pressure under constant standing liquid fuel intermittently feedable injection nozzle arranged in the immediate vicinity of the nozzle opening supply for combustion air. Intermittent supply of fuel via injectors into combustion chambers of
  • thermoacoustic oscillations In DE 10040868 a method for reducing thermoacoustic oscillations is described, wherein in a burner via a fuel nozzle, a fuel-air mixture is introduced and this fuel is pulsed at a frequency between 1 Hz and 1000.
  • WO 2004/055437 describes an injection nozzle for a burner for liquid fuel, which is also designed for low firing rates. Hiebei a valve is provided, which makes the inflow of the fuel pulsating.
  • the object of the invention has been found to provide such a flexible and at the same time thermally effective firing process, with a new, not usual in this sector practice of intermittent supply of liquid fuel is used.
  • the invention thus provides a new method for burning liquid fuels according to the preamble of claim 1, which has the features stated in the characterizing part of this claim.
  • a favorable way of regulating the introduction of the air bubbles of the first air portion is provided in the liquid fuel using appropriate sensors.
  • a n s p r e c h e 6 to 9 are particularly favorable fuel injection pulse times, interval times between the fuel injection pulses, air introduction pulse periods and urea injection pulse periods in view of high heat yields in the heating system.
  • the claim 10 discloses a particularly economical method of preheating the combustion nozzle to be supplied directly to the second portion of the combustion air.
  • the claim 11 has a conveniently provided use of a lambda probe in the context of the method according to the invention the subject.
  • the A n s p r u c h 12 gives more information on this.
  • the A n s p r o c h 13 deals with the return surplus
  • Fuel / air mixture is the subject of the A n s p r o c h s 15.
  • the new liquid-fuel combustion process is particularly suitable for vegetable oils, pyrolysis oils, glycerine as well as for light fuel oil and extra light fuel oil.
  • the burner is able to steplessly modulate between 10 and 100% of its power.
  • a pressure of about 100 bar or optionally to at least 200 bar Due to this high pressure is a continuous injection in the
  • FIG. 1 is a diagram of the new method
  • FIG. 2 is a diagram showing a typical sequence of intermittent injections of
  • the oil FB which has been preheated by a tank line heater, preferably is led out of the tank 21 via one or more fine filters 22 and filtered there.
  • a preheater 23 By preheating in a preheater 23, sticking of the filter or filters 22, e.g. prevented with solid fat or paraffin particles.
  • Viscosity such as rapeseed oil with 38 mm 2 / s at 4O 0 C according to DIN EN ISO 3104, it is necessary to preheat the fuel FB by means of a, for example electrical, heater 23, for example, to a temperature of 8O 0 C.
  • This preheating 23 contributes to better injection and also to increase the reliability of the high-pressure pump 25.
  • the overflow of the high-pressure pump 25 is returned via an air separator 27 in the line directly after the preheater 23 in order to reduce the consumption of electric preheating energy during operation and at the same time to achieve that
  • thermally treated liquid fuel such as vegetable oil
  • the preheater 23rd switched off and it is turned on before starting the heating system to heat the fuel there.
  • this preheating device 23 In the case of operation with extra light fuel use of this preheating device 23 is not necessary and therefore it is not active in this case. To a much better and more effective combustion of the liquid fuel
  • a compressor is used for the introduction of air bubbles, for example.
  • two independent signals are sent by the sensor, namely "on” and “off” via a hysteresis and a
  • Analog signal of air concentration e.g. proportional from 0 to 10 volts.
  • the air concentration in the fuel / air mixture BLG is tuned via a not shown, regulated air pump exactly to the current fuel volume flow and metered dosed in the Beerismeengungs Republic 24.
  • combustion air is added in each pressure stage of the fuel FB or fuel / air mixture BLG.
  • Several pumps may also be combined into a total multi-stage high pressure pump 25.
  • Excess fuel / air mixture BLG is excreted via an overflow valve at the location of high pressure pump 25 at the highest pressure and may be e.g. be re-injected before the last pressure pump or before the pressure pump with the lowest pressure.
  • the volume of the air bubbles is reduced, for example in rapeseed oil by more than 100 times, the same then have eg a diameter of less than 0.5 mm.
  • an explosive expansion of the air bubbles which additionally contribute to the atomization of the fuel, then occurs.
  • the outlet jet of the atomizing nozzle 20 namely supplied via the nozzle 30 already more air, namely the second combustion air fraction VL2 included, which improves the combustion and supports the atomization.
  • the pressure in the line to the atomizing nozzle 20 is increased to e.g. increased over 100 bar.
  • pump elements of different technologies can be integrated in one housing. If a mechanical injection nozzle 20 is used in the burner, in which the
  • the injection quantity is regulated by the amount of liquid fuel compressed in the injection pump, which results in different opening times or periods for the atomizing nozzle 20.
  • the burner has an electromechanical solenoid valve injection nozzle 20 or a piezo valve injection nozzle 20, then the necessary operating pressure is generated by means of said pump only during burner operation, which is not directly related to the injection cycle. It does not matter whether the magnetic and piezo valves are used separately or in one piece combined with the nozzle.
  • pressure control such as pressure control
  • overflow valve a control over the volume supplied or a control used, which represents a combination of these two variants.
  • the injected amount of liquid-fuel / air mixture BLG and thus of the fuel FB is controlled either by the opening duration of the solenoid valve or by the opening duration and opening width of the piezoelectric valve.
  • the opening frequency remains constant in both cases and it is only the opening duration and opening width changed for fuel quantity control.
  • the excess liquid fuel / air mixture BLG of the high-pressure pump 25 on the one hand and / or the injection nozzle 20 on the other hand is supplied to the fuel circuit after preheating 23 in each case by a surplus and leakage line via the air separator 27.
  • pump power is controlled by frequency converters to reduce electrical energy consumption.
  • the volume flow in said excess line reduced.
  • the power and speed of the high-pressure pump 25 is regulated by a pressure sensor in its high-pressure region.
  • the injection pump 25 has a plurality of high pressure ports to the injection nozzles, such. in internal combustion engines, they can be supplied via one or more collectors or mergers 26 each to a mechanical nozzle. Depending on the number of high pressure ports and manifold, the speed can be reduced to maintain the desired injection interval.
  • the order of high pressure connections is only relevant when using more than one injector.
  • Boiler plants for the heating of water for heating, process and water heating heat energy requiring plants are Boiler plants for the heating of water for heating, process and water heating heat energy requiring plants.
  • the injection duration and thus the injection quantity are constant and the power is regulated via the injection cycles per unit of time.
  • a burner for the maximum heat output of a combustion chamber 10 or boiler of 25 kW is cited as an example.
  • the minimum heat output corresponds to an injection of 0.0833 g / s and at maximum heat output of the example 0.6944 g / s.
  • mechanically or electromechanically controlled valves with nozzles or. mechanical or electromechanical injectors 20, 30, 40 find use.
  • urea UL is injected or injected into the combustion chamber 10 after the main combustion of the liquid fuel FB into the already pre-cooled flue gases VA at the end of combustion in order to reduce N0 ⁇ . It is a clear direct temporal relationship between the injection of the fuel / air mixture BLG and that of the urea UL met.
  • the flue gas or combustion exhaust gas VA is in an uncompressed state and is therefore not used for expansion work in any cycle, apart from the pressure build-up by the flow resistances within the flue gas path 51.
  • a high-voltage arc ignition device is advantageously used.
  • an air-limiting flap depending on the heat output by the
  • Combustion chamber 10 guided, preheated in the local heating register 34 or not preheated fresh air quantity limited in the inlet to get the optimal mixing ratio of air VL and liquid fuel FB for combustion.
  • the total amount of combustion air is controlled by means of the air flow control unit 6, 61 for the blower 31 for supplying additional air via an air supply opening 313 in the vicinity of the nozzle 20 and 30 in the combustion chamber 10 and for the intermittent supply of the second portion VL2 to combustion air VL responsible compressor 32.
  • burners with higher power advantageously also speed control via frequency converter to reduce the consumption of the blower 31 and / or compressor 32 to electrical energy.
  • the fuel / air mixture BLG is injected pulsatingly or intermittently, but substantially in the interval of these injections takes place, as mentioned, the additional, pulsating, targeted injection of the second portion VL2 of combustion air VL via at least one air introduction nozzle 30 of the burner in the fuel mist in the combustion chamber 10. This air is in the compressed state befindliches in the combustion chamber 10
  • the burner needs to control the mixture composition and thus the exhaust gas composition, a transmitter that can measure the exhaust VA and can detect whether the mixture is too rich or too lean.
  • This task now takes the lambda probe 52 from the lowest part load to full load. It constantly measures the oxygen content in the exhaust gas VA through a comparative oxygen measurement, which remains after combustion.
  • the lambda probe 52 which is positioned in the flue gas outlet 51, provides the control deviation to the optimal combustion data, which compensates via the control motor on the air-limiting flap over the controlled system. Since the exhaust gas values are below the operating temperature of 300 0 C of the lambda probe 52, it is advantageous if it is equipped with a heater. The heating takes place immediately with the request signal to be able to regulate already after completion of the ignition by means of the burner control unit 7, 6, 71, 61. The resulting Air throttling after air scavenging benefits the effect of ignition and too lean a supply of oxygen is first corrected.
  • the lambda probe 52 Due to the pulsating operation of the burner, the lambda probe 52 is operated at low heating power in the lower optimum measuring range of the same in order to reduce the exhaust gas losses. In order to obtain a stable control, the compensation of the control difference is delayed in proportion to the time difference between two injections.
  • control to be used in the method according to the invention has in particular to fulfill the following two tasks, namely temperature regulation of the energy carrier medium and power adaptation to the respective instantaneous consumption of heat.
  • the temperature of the energy carrier medium is constant or variable according to the parameters entered.
  • the average sum temperature of the combustion pulses and times or intervals between the combustion pulses in the combustion chamber is controlled by changing the amount of fuel depending on the requirements.
  • a decisive criterion is ultimately the required heating capacity.
  • the flow temperature varies in order to control the heat output on the radiators of a heating system.
  • the required heating capacity corresponds to the difference between the flow and return at the boiler. The task of the control is to keep this once set difference constant.
  • FIG. 2 shows a concrete diagram of the time profile of the injections of fuel / air mixture, the second proportion VL2 of the combustion air VL and urea solution UL into the combustion chamber 10.
  • the time is plotted in ms, and there are the short periods ⁇ t between the beginning of the air (VL2) pulse LI and the beginning of the fuel injection pulse BLl and ⁇ g between the end thereof and the end of the Air pulse LI and the time between the beginning and end of each of the fuel / air mixture pulse BLI read.

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Abstract

Verfahren zum Verfeuern von Flüssigbrennstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass für eine hochvariable Gesamtheizleistung, insbesondere zumindest im Rahmen zwischen einfacher und fünfzigfacher Heizleistung ein und derselben Anlage ein Mengenanteil (VL1) der für die Verbrennung insgesamt nötigen Luft (VL) in Form von kleinen Luftbläschen in den Flüssigbrennstoff (FB) eingebracht wird, das erhaltene Flüssigbrennstoff/Luftgemisch (BLG) auf mindestens 10 bar gebracht und intermittierend einer in den Brennraum (10) ragenden Einspritzdüse (20) zugeführt und mit konstant gleichbleibendem Einspritzdruck dort explosionsartig zerstäubt wird, wobei jeweils die Zeitdauer (Δx) des mit jedem Brennstoffeinspritzimpuls (BI) eingebrachten Flüssigbrennstoff/Luftgemisches (BLG) auf einem gewünschten Wert konstant gehalten wird, und wobei die Gesamtmenge des pro Zeiteinheit eingespritzten Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) durch Variation der Zeitdauer (Δt) zwischen den konstanten Brennstoffeinspritzimpulsen eingestellt wird, und dass der restliche Mengenanteil (VL2) der Verbrennungsluft (VL) durch eine die Öffnung der Einspritzdüse (20) ringartig umgebende Luftdüse (30), in den Brennraum (10) eingebracht wird.

Description

Verfahren zum Verfeuern von flüssigen Brennstoffen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Verfeuern von flüssigem Brennstoffen in Heizeinrichtungen, Kesselanlagen od. dgl. mit zumindest einer in einen im Wesentlichen unter Umgebungsdruck stehenden und mit der Außenatmosphäre über die Abgasführung in direktem Kontakt stehenden Brennraum ragenden, mit einem unter konstant gleichbleibendem Druck stehenden Flüssigbrennstoff intermittierend beschickbaren Einspritzdüse mit in unmittelbarer Nähe von deren Düsenöffnung angeordneter Zuführung für Verbrennungsluft. Intermittierende Zufuhr des Brennstoffs über Einspritzdüsen in Brennräume von
Verbrennungskraftmaschinen einerseits und Heizeinrichtungen sowie Kesselanlagen od. dgl. anderseits sind teilweise schon lange bekannt.
Was den diesbezüglichen Stand der Technik betrifft, seien einige der bekannten Druckschriften nachfolgend angeführt und kurz erörtert: Aus der DE 1277499 gehen Einrichtungen zum Einspritzen von flüssigem
Brennstoff in keramische Öfen mit hohem Druck und großer Impulszahl, insbesondere über besonders ausgebildete Elektroventile als Einspritzvorrichtungen, hervor.
Aus der DE 4113067 ist eine Zuführeinrichtung für flüssigen Brennstoff zu einem Heizungsbrenner, insbesondere Ölbrenner, bekannt, der eine Impulssteuerung aufweist, über die eine Leistungssteuerung auch bei gering eingestellter Leistung möglich ist. Dort ist ein durch entsprechende Impulse steuerbares Schaltventil vorgesehen.
In der DE 10040868 ist ein Verfahren zur Reduzierung thermoakustischer Schwingungen beschrieben, wobei in einen Brenner über eine Brennstoffdüse ein Brennstoff-Luft-Gemisch eingebracht wird und dieser Brennstoff mit einer Frequenz zwischen 1 Hz und 1000 gepulst ist.
Aus der WO 2004/055437 ist eine Einspritzdüse für einen Brenner für flüssigen Brennstoff beschrieben, der auch für geringe Feuerungsraten ausgelegt ist. Hiebei ist ein Ventil vorgesehen, das den Zufluss des Brennstoffs pulsierend gestaltet.
Aus der US 5,158,261 ist ein Kontrollgerät für die Einspritzung eines flüssigen Brennstoffes in den Brenner eines Boilers od. dgl. bekannt, bei dem der Brennstoff über eine Spindel pulsierend und dosiert eingebracht werden kann.
Aus der US 3,798,901 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Brennstoffventil zu vorgegebenen Zeitintervallen periodisch öffnet und schließt.
Wenn auch einige dieser bekannten Feuerungs-Verfahren eine Heizleistungs- Variabilität innerhalb gewisser Grenzen aufweisen, hat es bis jetzt an einer Methode gemangelt, bei welcher eine Variation der Heizleistung einer Feuerungsanlage für die verschiedensten Zwecke der Erzeugung von Wärme innerhalb weiter Grenzen bei gleichzeitig über den gesamten Leistungsbereich günstiger Effektivität gesichert ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein derartig flexibles und gleichzeitig wärmetechnisch effektives Feuerungs-Verfahren zu schaffen, wobei eine neue, auf diesem Sektor bis jetzt nicht übliche Praxis der intermittierenden Zufuhr des flüssigen Brennstoffes zur Anwendung kommt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein neues Verfahren zum Verfeuern von flüssigen Brennstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches angeführten Merkmale aufweist.
Im Sinne der Erreichung einer möglichst hohen Effektivität bei der Nutzung des Brennwertes des Flüssig-Brennstoffs ist eine auf die intermittierende Einspritzung des Brennstoff/Luft-Gemisches abgestimmte Eindüsung eines zweiten Anteils der Verbrennungsluft gemäß Anspruch 2 vorteilhaft. Es hat sich im Zuge der umfangreichen Untersuchungen im Rahmen der
Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens als für die Verringerung der umweltschädigenden Komponenten im Verbrennungsabgas bzw. Rauchgas besonders günstig erwiesen, jeweils abgestimmt auf die Impulse der Einspritzung eines Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches und der zweiten Teilmenge an Verbrennungsluft in die Brennkammer etwa im Nahbereich von deren Abgasabführung ebenfalls intermittierend Harnstoff als Lösung einzudüsen, wie dem Anspruch 3 zu entnehmen ist.
Gemäß dem Anspruch 4 ist eine günstige Art der Regelung der Einbringung der Luftbläschen des ersten Luftanteils in den Flüssig-Brennstoff unter Einsatz entsprechender Sensoren vorgesehen. Insbesondere zur Verringerung der Gefahr einer Verlegung oder Verstopfung von
Einrichtungen der Feuerungsanlage, wie z.B. der Hochdruckpumpe, durch Festfett-Anteile und/oder zur Verringerung der Viskosität des Flüssigbrennstoffs, insbesondere Bio- Brennstoffs, zu dessen verbesserter Verdüsung, ist eine Vorerhitzung desselben, wie dem Anspruch 5 zu entnehmen, von Vorteil. Die A n s p r ü c h e 6 bis 9 geben im Hinblick auf hohe Wärmeausbeuten in dem Heizsystem besonders günstige Brennstoff-Einspritz-Impulszeiten, Intervallzeiten zwischen den Brennstoff-Einspritzimpulsen, Lufteinbringungs-Impulszeiträume und Harnstoffeindüsungs-Impulszeiträume wieder.
Der Anspruch 10 offenbart eine besonders ökonomische Methode der Vorwärmung des der Brenndüse direkt zuzuführenden zweiten Anteils der Verbrennungsluft. Der A n s p r u c h 11 hat einen günstigerweise vorgesehenen Einsatz einer Lambda-Sonde im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand.
Was eine vorteilhafte Art der konkreten Umsetzung der intermittierenden Zufuhr des Brennstoffs betrifft, so gibt darüber der A n s p r u c h 12 näher Auskunft. Der A n s p r u c h 13 beschäftigt sich mit der Rückführung überschüssigen
Brennstoff/Luft-Gemischs aus der Hochdruckpumpe bzw. aus der Einspritzdüse und mit der Abscheidung der darin enthaltenden Luft aus demselben.
Eine günstige Art der Durchführung der Regelung der Lufteinbriήgungsmenge behandelt der A n s p r u c h 14. Die Frage der Zündung des der Einspritzdüse zugeführten
Brennstoff/Luftgemischs ist Gegenstand des A n s p r u c h s 15.
Schließlich ist dem A n s p r u c h 16 noch eine weitere Luftzuführung in den Brennstoffnebel im Brennraum selbst zu entnehmen.
Das neue Flüssig-Brennstoff-Verfeuerungsverfahren ist insbesondere sowohl für Pflanzenöle, Pyrolyseöle, Glycerin als auch für Heizöl Leicht und Heizöl Extra Leicht einsetzbar. Der Brenner ist in der Lage, zwischen 10 und 100% seiner Leistung stufenlos zu modulieren. Um diesen Effekt bei höher viskosen Brennstoffen zu erzielen, ist, wie sich gezeigt hat, zur Erreichung der optimalsten Zerstäubung, wie z.B. bei Pflanzenöl, vorteilhafter Weise ein Druck von über 100 bar oder gegebenenfalls bis zumindest 200 bar anzuwenden. Infolge dieses hohen Drucks ist ein kontinuierliches Einspritzen in den
Brennraum nicht möglich, da selbst bei einer kleinst möglichen Düse mehr Brennstoff eingespritzt würde, als für eine niedrigste Heizleistung des Brenners von beispielsweise
3 kW oder 0,3 I Heizöl bei einem Brennwert von 10 kW/l nötig ist.
Daher ist das wie erfindungsgemäß vorgesehene pulsierende Einspritzen des Brennstoffes in den Brennraum unbedingt notwendig, um die soeben beschriebene, bisher nicht erreichte und nicht erreichbare Modulierbarkeit der Heizleistung zu erreichen. Wesentliche Merkmale und Vorteile der neuen Feuerungsanlage sind folgende:
1. Verwendung von Einspritzdüsen oder einer Kombination von elektromechanischem Ventil und bzw. mit Düse in Brennräumen, in welchenUmgebungsdruck herrscht und welche nicht für den Antrieb einer Brennkraftmaschine mit Luftkomprimierung dienen.
2. Die Einspritzung in den Brennraum erfolgt über einen bestimmten Leistungsbereich immer mit jeweils konstanter Einspritzmenge an Flüssig-Brennstoff pro Einspritzung. Die Leistungsmodulierung erfolgt über die Veränderung der Einspritzfrequenz.Die Einspritzmenge pro Einspritzung kann für eine Erweiterung des Leistungsbereiches stufenweise oder stufenlos verändert werden. 3. Es erfolgt eine Luftbeimengung direkt in den Flüssig-Brennstoff vor dessen Komprimierung, wofür ein erster Anteil der insgesamt für die Verbrennung des Brennstoffs benötigten Menge an Verbrennungs-Luft eingesetzt wird.
4. Es erfolgt eine pulsierende gezielte Einblasung von Luft, und zwar des zweiten 5Anteils der insgesamt zur Verbrennung nötigen Luft in den Brennstoffnebel im Brennraum.
5. Es erfolgt vorteilhaft eine Vorwärmung des pulsierend einzudüsenden zweiten Luft-Anteils durch ein Heizregister im Brennraum.
6. Es erfolgt weiters eine Einspritzung von Harnstoff in den Brennraum, der nur unter Umgebungsdruck steht und eben nicht Teil einer Brennkraftmaschine ist, innerhalb
IOwelchem der vor dem Einspritzen des Flüssig-Brennstoffes die Luft komprimiert wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Es zeigen die Fig. 1 ein Schema des neuen Verfahrens und die Fig. 2 ein Diagramm, welches eine typische Abfolge der intermittierenden Eindüsungen von
15 Brennstoff/Luft-Gemisch BLG, zweitem Verbrennungsluft-Anteil VL2 und Harnstoff UL in den Brennraum zeigt.
Das neue Feuerungsverfahren wird anhand der Funktion einer zu dessen Durchführung vorgesehenen Feuerungsanlage 100, wie sie die Fig. 1 zeigt, im Detail beschrieben:
20 Um die Hochdruckpumpe 25 und auch die Zerstäubungs-Düse 20 im Brennraum
10 zu schützen, wird das von einer Tankleitungsheizung, vorzugsweise vorgewärmte, Öl FB aus dem Tank 21 über ein oder mehrere Feinfilter 22 geführt und dort gefiltert. Durch die Vorwärmung in einer Vorwärmeeinrichtung 23 wird ein Verkleben des Filters bzw. der Filter 22 z.B. mit festen Fett- oder Paraffinpartikeln verhindert.
25 Hat das als Flüssig-Brennstoff FB vorgesehene Öl od. dgl. eine relativ hohe
Viskosität, wie z.B. Rapsöl mit 38 mm2/s bei 4O0C nach DIN EN ISO 3104, ist es erforderlich, den Brennstoff FB mittels einer, z.B. elektrischen, Heizung 23 beispielsweise auf eine Temperatur von 8O0C vorzuwärmen. Diese Vorwärmung 23 trägt zur besseren Einspritzung und auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Hochdruck-Pumpe 25 bei.
30 Die diesbezügliche Regelung im Betrieb erfolgt mittels nicht näher gezeigtem
Temperatursensor in der schon behandelten Vorwärmeinrichtung 23.
Der Überlauf der Hochdruck-Pumpe 25 wird über einen Luftabscheider 27 in die Leitung direkt nach dem Vorwärmer 23 rückgeführt, um den Verbrauch an elektrischer Vorwärm-Energie im Betrieb zu senken und um gleichzeitig zu erreichen, dass der
35 thermisch behandelte Flüssig-Brennstoff, wie z.B. Pflanzenöl, nicht mehr in den Tank 21 zurück gelangt, da andernfalls die Lagerfähigkeit des dort gelagerten Öls reduziert würde. Bei Stillstand der erfindungsgemäßen Heizanlage 100 wird der Vorwärmer 23 abgeschaltet und er wird vor dem Anfahren der Heizanlage eingeschaltet, um den Brennstoff dort zu erwärmen.
Im Falle des Betriebes mit Heizöl Extra Leicht ist ein Einsatz dieser Vorwärm- Einrichtung 23 nicht nötig und sie ist daher in diesem Fall auch nicht aktiv. Um eine wesentlich bessere und effektivere Verbrennung des Flüssig-Brennstoffs
FB im Brennraum 10 zu erreichen, wird mittels des vorhandenen Unterdrucks in der Saugleitung der Hochdruck-Pumpe 25 in einer Luftbeimengungs-Einrichtung 24 durch eine dünne Injektionslanze, insbesondere mit einer Bohrung von unter 1 mm, in den Massenstrom des Brennstoffs FB und/oder mittels einer anderen Art von Dosiervorrichtung gereinigte und gefilterte Luft, nämlich ein relativ geringer erster Mengenanteil VL1 der insgesamt nötigen Verbrennungsluft VL, in kleinsten Bläschen eingebracht und so dem flüssigen Brennstoff FB beigemengt, und es wird dort ein Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisch BLG gebildet.
Besteht in der genannten Saugleitung kein Unterdruck, so wird für die Luftbläschen-Einbringung beispielsweise ein Kompressor eingesetzt. Mittels einem
Sensor, insbesondere mittels kapazitivem Sensor, wird nach erfolgter Luftbeimengung die
Luftkonzentration im Brennstoff/Luft-Gemisch BLG gemessen und der Regelungseinheit
71 für die Einspritzung gemeldet.
Dabei werden in einer möglichen Anwendungsform durch den Sensor zwei unabhängige Signale gesendet, und zwar „Ein" und „Aus" über eine Hysterese und ein
Analogsignal der Luftkonzentration, z.B. proportional von 0 bis 10 Volt. Durch „Ein" und
„Aus" wird nur die Luftbeimengung über ein Ventil zu- und abgeschaltet, um eine zu hohe
Luftkonzentration im Brennstoff/Luft-Gemisch BLG zu vermeiden.
Über das Analogsignal von der Einspritz-Regelungseinheit 71 wird die Luftkonzentration im Brennstoff/Luft-Gemisch BLG über eine nicht gezeigte, geregelte Luftpumpe genau auf den gerade aktuellen Brennstoff-Volumenstrom abgestimmt und entsprechend dosiert in der Luftbeimengungseinrichtung 24 beigemengt.
Sind mehrere Pumpen in Serie geschaltet, wird in jeder Druckstufe des Brennstoffs FB bzw. Brennstoff/Luft-Gemischs BLG Verbrennungsluft beigemengt. Mehrere Pumpen können auch zu einer insgesamt mehrstufigen Hochdruck-Pumpe 25 zusammengefasst sein.
Überschüssiges Brennstoff/Luft-Gemisch BLG wird über ein Überströmventil an der Stelle der Hochdruck-Pumpe 25 mit dem höchsten Druck ausgeschieden und kann z.B. vor der letzten Druckpumpe oder vor der Druckpumpe mit dem niedrigsten Druck wieder eingespeist werden.
Durch die Druckerhöhung in der Hochdruck-Pumpe 25 wird das Volumen der Luft- Bläschen z.B. bei Rapsöl um mehr als das 100-Fache verringert, dieselben haben dann z.B. einen Durchmesser von unter 0,5 mm. Beim Austritt aus der Zerstäubungsdüse 20 des Brenners im Brennraum 10 kommt es dann zu einer explosionsartigen Expansion der Luftbläschen, welche zusätzlich zur Zerstäubung des Brennstoffs beitragen. Ebenso ist in dem Austrittsstrahl der Zerstäubungs-Düse 20, nämlich zugeführt über die Düse 30 schon weitere Luft, nämlich der zweite Verbrennungsluft-Anteil VL2, enthalten, welcher die Verbrennung verbessert und die Zerstäubung unterstützt.
Mittels der Hochdruckpumpe 25 wird der Druck in der Leitung zur Zerstäubungs- Düse 20 auf z.B. über 100 bar erhöht. Dabei können Pumpenelemente unterschiedlicher Technologien in einem Gehäuse integriert sein. Wird im Brenner eine mechanische Einspritzdüse 20 eingesetzt, bei welcher die
Düsennadel erst bei einem Mindestdruck abhebt und beim Unterschreiten des Öffnungsdrucks schließt, so wird der pulsierende Druck für die Einspritzung in einer Einspritzpumpe erzeugt. Die Einspritzmenge wird über die in der Einspritzpumpe komprimierte Menge an Flüssig-Brennstoff geregelt, wodurch sich für die Zerstäubungs- Düse 20 unterschiedliche Öffnungszeiten bzw. -dauern ergeben.
Verfügt der Brenner über eine elektromechanische Magnetventil- Einspritzdüse 20 oder über eine Piezoventil-Einspritzdüse 20, so wird mittels der genannten Pumpe nur während des Brennerbetriebes der nötige Betriebsdruck erzeugt, welcher nicht direkt mit dem Einspritzzyklus in Zusammenhang steht. Dabei ist es unabhängig, ob Magnet- und Piezoventil getrennt oder zu einem Stück kombiniert mit der Düse zum Einsatz kommen.
Zur Sicherstellung des zu erbringenden Druckes und des benötigten Volumenstroms können verschiedene Verfahren eingesetzt werden: So wird entweder eine Druckregelung, wie z.B. ein Überströmventil, eine Regelung über das zugeführte Volumen oder eine Regelung eingesetzt, welche eine Kombination aus diesen beiden Varianten darstellt. Die eingespritzte Menge an Flüssig-Brennstoff/Luft-Gemisch BLG und damit des Brennstoffs FB wird entweder durch die Öffnungsdauer des Magnetventils oder durch die Öffnungsdauer und Öffnungsweite des Piezoventils geregelt.
Die Öffnungsfrequenz bleibt in beiden Fällen konstant und es wird zur Brennstoffmengenregelung eben nur die Öffnungsdauer und Öffnungsweite geändert. Das überschüssige Flüssigbrennstoff/Luftgemisch BLG der Hochdruckpumpe 25 einerseits und/oder der Einspritz-Düse 20 andererseits wird jeweils durch eine Überschuss- und Leckleitung über den Luftabscheider 27 dem Brennstoffkreis nach der Vorwärmung 23 wieder zugeführt.
Bei Brennern höherer Leistung wird die Pumpenleistung mittels Frequenzumformer geregelt, um den elektrischen Energieverbrauch zu senken. Dabei wird bei geringer Leistung der Volumenstrom in der genannten Überschussleitung verringert. Dabei wird die Leistung und Drehzahl der Hochdruckpumpe 25 über einen Drucksensor in deren Hochdruckbereich geregelt.
Durch eine Luftanreicherung des Flüssig-Brennstoffes FB ist aus dem überschüssigen Brennstoff FB der Hochdruckpumpe 25 und der Einspritzdüse 20 vor dessen Wiederzuführung zur Hochdruckpumpe 25 die dort enthaltene Luft abzuscheiden . Dafür dient ein Absetzgefäß mit Luftabscheider 27 in dem Brennstoff-Überlaufkreis. Durch die geringere Viskosität, insbesondere infolge höherer Temperatur, werden die größeren Luftbläschen aus dem Brennstoff schnell abgeschieden. Bei konstant herrschender Temperatur und Druck ist der Volumenstrom in der Überschussleitung im Absetzgefäß 27 entscheidend.
Verfügt die Einspritzpumpe 25 über mehrere Hochdruckanschlüsse zu den Einspritzdüsen, wie z.B. bei Brennkraftmaschinen, so können diese über einen oder mehrere Sammler bzw. Zusammenführungen 26 jeweils auf eine mechanische Düse zugeführt werden. Abhängig von der Anzahl der Hochdruckanschlüsse und Sammler kann die Drehzahl reduziert werden, um das gewünschte Einspritzintervall aufrecht zu erhalten. Die Reihenfolge der Hochdruckanschlüsse ist nur relevant beim Einsatz von mehr als einer Einspritzdüse.
Bei Einsatz einer elektromechanischen Einspritzdüse entfällt dieser Teil und wird durch einen Teil mit Querschnittserhöhung ersetzt. Mittels der Einspritzdüse 20 wird in Abhängigkeit von der Hochdruck-Pumpe 25 das Brennstoff- Luftgemisch BLG feinst zerstäubt und im unter Umgebungsdruck stehenden Brennerraum 10, der eben nicht als Brennkraftmaschine eingesetzten neuen Feuerungsanlage mit dem über z.B. eine Ringdüse 30 zugeführten Anteil VL2 an Verbrennungsluft VL ohne Komprimierung gemischt und verteilt. Hauptsächliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Verwendung in
Heizkesselanlagen für die Erhitzung von Wasser für Heiz-, Prozess- und Warmwasserbereitungs- Wärmeenergie benötigende Anlagen.
Trotz der pulsierenden bzw. intermittierenden Einspritzung kommt es bei einer den gesamten Brennraum 10 bezogenen Betrachtung zu einer ständigen, also ununterbrochenen Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches BLG im Brennraum 10, sodass nur eine anfängliche Entzündung desselben nötig ist.
Beim Einsatz von mechanischen oder elektromechanischen Einspritzdüsen ist im Unterschied zu den Brennkraftmaschinen die Einspritzdauer und somit die Einspritzmenge konstant und die Leistung wird über die Einspritzzyklen pro Zeiteinheit geregelt.
Dadurch ist beim Einsatz einer zusätzlichen Einspritzung einer Harnstofflösung UL in den Brennraum 10 für die Reduktion von NOx in den durch die Abgas-Abführung 51 entweichenden Verbrennungsabgasen VA die Einspritzmenge des über die Düse 40 im Abschnitt 11 des Brennraums 10 in Nähe des Beginns der Abgasabführung 52 aus dem Harnstofftank 4, ebenfalls intermittierend eingebrachten Harnstoffs UL auch konstant.
Im Zuge der Verdichtung bei der Beimengung von Luft in den Flüssig-Brennstoff erfolgen die Angaben in kWh/kg oder nur in kg.
Durch die erfindungsgemäß erreichbare, hohe und gleichzeitig stufenlose Modulierbarkeit der beschriebenen neuen Feuerungsanlage 100 werden je nach Einsatz und Art bzw. Bau des Kessels die Brennstoffmengen nach oben und unten begrenzt.
Exemplarisch sei ein Brenner für die maximale Heizleistung eines Brennraums 10 bzw. Kessels von 25 kW angeführt: Hier werden - von der niedrigsten Heizleistung 0,3 kg/h (= 3kWh) Rapsöl an - stufenlos und an die geforderte Heizlast und Förderleistung der Pumpen in den Heizkreisen angepasst, durch Vorlauf- und Rücklaufregelung bis zu 2,5 kg/h (= 25 kWh) Rapsöl eingespritzt. Somit entspricht die minimale Heizleistung einer Einspritzung von 0,0833 g/s und bei maximaler Heizleistung des Beispiels 0,6944 g/s. An den sonstigen heiztechnischen Angaben treten keine Veränderungen ein, egal, ob mechanisch oder elektromechanisch gesteuerte Ventile mit Düsen oder. mechanische oder elektromechanische Einspritzdüsen 20, 30, 40 Einsatz finden.
Zur Reduktion von N0χ wird, wie schon erwähnt, nach der Hauptverbrennung des Flüssig-Brennstoffs FB in die bereits vor-abgekühlten Rauchgase VA am Ende der Verbrennung Harnstoff UL in den Brennraum 10 eingespritzt bzw. eingedüst. Es wird ein klarer direkter zeitlicher Zusammenhang zwischen der Einspritzung des Brennstoff/Luft- Gemischs BLG und jener des Harnstoffs UL eingehalten.
Im Unterschied zu sonstigen Brennkraftmaschinen liegt beim erfindungsgemäßen Verfahren das Rauchgas bzw. Verbrennungsabgas VA in einem nicht komprimierten Zustand vor und wird somit auch in keinem Zyklus für eine Expansionsarbeit eingesetzt, abgesehen von dem Druckaufbau durch die Strömungswiderstände innerhalb des Rauchgasweges 51.
Zur Entzündung des Flüssigbrennstoff- bzw. Öl/Luftgemischs BLG wird vorteilhafter Weise eine Hochspannungs- Lichtbogen- Zündeinrichtung eingesetzt. Mittels einer Luftbegrenzungsklappe wird je nach Heizleistung die durch den
Brennraum 10 geführte, im dortigen Heizregister 34 vorgewärmte oder aber nicht vorgewärmte Frischluftmenge im Zulauf begrenzt, um für die Verbrennung das jeweils optimale Mischverhältnis von Luft VL und Flüssig-Brennstoff FB zu erhalten.
Durch die stufenlose Modulierbarkeit der Menge an Flüssig-Brennstoff FB ist gefordert, dass auch die Menge der Luft in dem über die Lufteinbringungs-Düse 30 des Brenners in den Brennraum 10 eingebrachten zweiten Anteil VL2 an Verbrennungsluft VL angepasst wird. Somit wird die gesamte Luftmenge moduliert. Der Stellwert für den Stellantrieb der Luftbegrenzungsklappe wird durch die
Lambdasonde 52 am Beginn der Abgasabführung 51 bestimmt. Daraus folgt, dass die
Luftmenge aus den Hochdruckanschlüssen die insgesamt zur Verbrennung benötigte
Luftmenge zur Verbrennung minus jener Luftmenge, welche schon im Brennstoff/Luft- Gemisch vorhanden ist, ausmacht bzw. beträgt.
Die Regelung der Verbrennungsluftmenge insgesamt erfolgt mittels der Luftmengenregelungseinheit 6, 61 für das Gebläse 31 für die Zuführung von zusätzlicher Luft über eine Luftzufuhröffnung 313 in Nähe der Düse 20 und 30 in den Brennraum 10 und für den für die intermittierende Zufuhr des zweiten Anteils VL2 an Verbrennungsluft VL verantwortlichen Kompressor 32.
Bei Brennern mit höherer Leistung erfolgt vorteilhafterweise zusätzlich eine Drehzahlregelung über Frequenzumformer, um den Verbrauch des Gebläses 31 und/oder Kompressors 32 an elektrischer Energie zu senken. Um im unteren Leistungsbereich die Abgas-Verluste zu senken, wird nicht nur das Brennstoff/Luftgemisch BLG pulsierend bzw. intermittierend eingespritzt, sondern im Wesentlichen im Intervall dieser Einspritzungen erfolgt, wie erwähnt, die zusätzliche, pulsierende, gezielte Einblasung des zweiten Anteils VL2 an Verbrennungsluft VL über mindestens eine Lufteinbringungsdüse 30 des Brenners in den Brennstoffnebel im Brennraum 10. Diese Luft wird im komprimierten Zustand über ein im Brennraum 10 befindliches
Heizregister 34 geführt und dort aufgewärmt, um eine leichtere Entzündung zu erreichen und somit die Verbrennung zu optimieren und die Luft wird über ein Ventil 33 der Lufteinbringungs-Düse 30 zugeführt.
Der Brenner benötigt zur Regelung der Gemischzusammensetzung und somit zur Abgaszusammensetzung einen Messwertgeber, der die Abgase VA messen kann bzw. erkennen kann, ob das Gemisch zu fett oder zu mager ist. Diese Aufgabe übernimmt nun die Lambdasonde 52 von der geringsten Teillast bis hin zur Volllast. Sie misst ständig durch eine vergleichende Sauerstoffmessung den Sauerstoffanteil im Abgas VA, der nach der Verbrennung überbleibt.
Die Lambdasonde 52, welche im Rauchgasabzug 51 positioniert ist, liefert die Regelabweichung zu den optimalen Brenndaten, welche über den Stellmotor an der Luftbegrenzungsklappe über die Regelstrecke ausgleicht. Da die Abgaswerte unter der Betriebstemperatur von 3000C der Lambdasonde 52 liegen, ist es günstig, wenn dieselbe mit einer Heizung ausgestattet ist. Die Aufheizung erfolgt sofort mit dem Anforderungssignal, um schon nach Abschluss des Zündvorgangs mittels des Feuerungsautomaten 7, 6, 71 , 61 regeln zu können. Die dadurch zustande kommende Luftdrosselung nach dem Luftspülen kommt dem Effekt des Zündens zu Gute und eine zu magere Sauerstoffversorgung wird erst ausgeregelt.
Durch den pulsierenden Betrieb des Brenners wird zur Senkung der Abgasverluste die Lambdasonde 52 bei geringer Heizleistung im unteren optimalen Messbereich derselben betrieben. Um eine stabile Regelung zu erhalten wird die Ausregelung der Regeldifferenz proportional zur Zeitdifferenz zwischen zwei Einspritzungen verzögert.
Alle Elemente der Zündeinrichtung, Ablaufsteuerung und der Sicherheitseinrichtungen sind laut Norm standardmäßig ausgebildet.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Regelung mit der Aufgabe, die Einspritzintervalle zu steuern, hat insbesondere folgende zwei Aufgaben zu erfüllen, nämlich Temperaturregelung des Energieträgermediums und Leistungsanpassung an den jeweils momentanen Verbrauch an Wärme.
Der Aufgabe, der nach dem neuen Verfahren zu betreibenden Anlage entsprechend, ist die Temperatur des Energieträgermediums konstant oder gemäß eingegebener Parameter variabel. Durch die Erfassung der Ausgangstemperatur wird in Abhängigkeit von den Anforderungen die mittlere Summentemperatur der Verbrennungsimpulse und Zeiten bzw. Intervalle zwischen den Verbrennungsimpulsen in der Brennkammer durch Änderung der Brennstoffmenge geregelt.
Ein entscheidendes Kriterium ist letztlich die benötigte Heizleistung. Dabei variiert die Vorlauftemperatur, um die Heizleistung an den Heizkörpern einer Heizanlage zu regeln. Bei konstanter Fließgeschwindigkeit des Heizmediums entspricht die benötigte Heizleistung der Differenz von Vorlauf und Rücklauf am Heizkessel. Die Aufgabe der Regelung ist es, diese einmal eingestellte Differenz konstant zu halten.
Zu diesem Zweck wird die eingespritzte Brennstoffmenge alleine durch das erfindungsgemäße Variieren der Einspritzfrequenz verändert. Durch die gleichzeitig erfolgende Konstanthaltung der Brennstoff-Einspritzmenge pro Einspritz-Takt ist auch die Menge des eingebrachten Harnstoffes UL pro Einspritz-Takt nahezu konstant und ist nicht explizit auszuregeln, sondern wird durch die jeweils eingestellte Brennstoff/Luft-Gemisch- Einspritzdauer und somit -Einspritzmenge als alleinige Führungsgröße gesteuert. Die Fig. 2 zeigt ein konkretes Schema des zeitlichen Verlaufs der Einspritzungen von Brennstoff/Luft-Gemisch, zweitem Mengenanteil VL2 der Verbrennungsluft VL und Harnstofflösung UL in den Brennraum 10.
In y-Richtung sind die maximalen Mengen an Brennstoff/Luft-Gemisch- Einspritzimpulsen BLI, und an kurz vor deren Beginn jeweils schon beginnenden und erst kurz nach dessen Ende ebenfalls endenden Einbringungs-Impulsen des der Düse 30 zugeführten zweiten Mengenanteils VL2 der insgesamt benötigten Verbrennungsluft VL und des im hier etwa Δt = 9,2 ms dauernden Intervalls Il zwischen diesen beiden Einbringungs-Impulsen eingebrachten Harnstoffeinbringungs-Impulses Ul der auf der kühlen Seite 11 des Brennraums 10 über die dortige Düse 40 in denselben eingebrachten Harnstofflösung UL aufgetragen.
In x-Richtung ist die Zeit in ms aufgetragen, und es sind dort die kurzen Zeiträume Δt zwischen dem Beginn des Luft(VL2)-lmpulses LI und dem Beginn des Brennstoff- Einspritz-Impulses BLl und Δg zwischen dem Ende desselben und dem Ende des Luftimpulses LI sowie die Zeit zwischen Beginn und Ende jedes der Brennstoff/Luftgemisch-Impulses BLI abzulesen.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verfeuern von flüssigen Brennstoffen in Heizeinrichtungen, Fernwärmeanlagen, Kesselanlagen od. dgl. mit zumindest einer in einen im Wesentlichen unter Umgebungsdruck stehenden und mit der Außenatmosphäre über die Abgasführung (11) in direktem Kontakt stehenden Brennraum (1) ragenden, mit einem unter Druck stehenden Flüssigbrennstoff (FB) intermittierend beschickbaren Einspritzdüse (20) mit in unmittelbarer Nähe von deren Düsenöffnung (201) angeordneter Zuführung (30) für Verbrennungsluft (VL), dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Erreichung einer hohen Variabilität der Gesamt-Heizleistung einer Anlage, insbesondere zumindest im Rahmen zwischen einfacher und fünfzigfacher Heizleistung ein und derselben Anlage
- ein geringer erster Mengen-Anteil (VL1) der für eine tatsächlich vollständige Verbrennung des Flüssigbrennstoffs (FB) nötigen Luft (VL) in Form von Luftbläschen mit geringem Durchmesser in den Flüssigbrennstoff (FB) eingebracht wird,
- dass das so gebildete Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisch (BLG), ein- oder mehrstufig, auf einen konstanten Druck von mindestens 10 bar, gegebenenfalls von mindestens 50 bar, und insbesondere bei höher viskosen Flüssigbrennstoffen von mindestens 100 bar, gebracht und intermittierend der in den Brennraum (10) der Anlage ragenden Brennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) zugeführt und von derselben aus mit konstant gleichbleibendem Einspritzdruck in den Brennraum (10) hinein explosionsartig feinst zerstäubt wird,
- wobei jeweils die Zeitdauer (Δx) und somit die Menge des mit jedem einzelnen Brennstoff-Einspritzimpuls (Bl) eingebrachten Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) auf einem jeweils gewünschten bzw. heizleistungsnötigen Wert konstant gehalten wird,
- dass die, die Heizleistung der Anlage bestimmende Gesamt-Menge des pro Zeiteinheit in den Brennraum (10) eingespritzten Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) durch Variation der Zeitdauer (Δt) der Intervalle bzw. der Pausen (II) zwischen den einzelnen, mengenmäßig untereinander gleichen bzw. konstanten Brennstoff/Luft-Einspritzimpulsen (BLI) eingestellt bzw. geregelt wird, und
- dass der im wesentlichen restliche, zweite, größere Mengenanteil (VL2) der Verbrennungsluft (VL) durch eine im Nahbereich der Öffnung (201) der Brennstoff/Luft- Einspritzdüse (20) angeordnete, bevorzugt durch eine diese Öffnung (201) ringartig umgebende Luftdüse (30), vorzugsweise ebenfalls intermittierend, in den Brennraum (10) eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auch die Zufuhr des im wesentlichen restlichen, größeren Mengenanteils (VL2) der Verbrennungsluft (VL) in den Nahbereich der Düsenöffnung (201) der Brennstoff/Luft-Einspritzdüsen (20) intermittierend vorgenommen wird, und zwar bevorzugt in der Weise, dass jeder der Lufteinbringungsimpulse (LI) jeweils eine kurze Zeitspanne (Δf) vor dem Beginn der einzelnen Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLI) beginnt und jeweils eine kurze Zeitspanne (Δg) nach dem Ende jedes einzelnen Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLI) endet.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Einhaltung der Grenzen der Stickoxid-Emission in den Verbrennungsabgasen (VA) - in den Bereich (11) des Brennraumes (10), von dem mindestens eine Abgasabführung (51) ausgeht, über mindestens eine Harnstoff- Einspritzdüse (40) ebenfalls intermittierend, eine Harnstofflösung (UL) eingedüst wird, wobei jeweils unter Anpassung an die Menge der jeweils pro Brennstoff/Luft- Einspritzimpuls (BLI) durch die Brennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) eingebrachten Menge an Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisch (BLG), die pro Harnstoff-Einspritzimpuls (Ul) eingebrachte Menge der Harnstofflösung geregelt wird, wobei der Beginn des jeweiligen Harnstoff-Eindüsimpulses (Ul) jeweils innerhalb eines kurzen Zeitintervalls nach dem Ende jedes der Einspritzimpulse (BLI) des Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) und das Ende desselben jeweils innerhalb eines kurzen Zeitintervalls vor Beginn des jeweils nächsten Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLI), vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums, in welchem keine Flamme in dem Brennraum (10) brennt, vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines entsprechenden Sensors die aktuelle reale Menge des ersten Mengenanteils (VL1) an Verbrennungsluft (VL), der in Form von kleinen Luftbläschen in den Flüssigbrennstoff (FB) eingebracht wird bzw. worden ist, und die jeweilige tatsächliche Menge an Flüssigbrennstoff (FB) durch kontinuierliche Messung der kapazitiven, densitometrischen und/oder Strahlungs-Absorptionseigenschaften des Flüssigbrennstoff/Luftgemisch(BLG)-Strorns vor dessen Eintritt in die das Flüssigbrennstoff/Luftgemisch (BLG) mit Druck beaufschlagende Hochdruck- Brennstoffpumpe (25) bestimmt wird bzw. werden und dass mittels der von dem genannten Sensor erhobenen Daten der in den Flüssigbrennstoff (FB) nötigerweise einzubringende erste, geringere Mengenanteil (VL1) der tatsächlich nötigen Verbrennungsluft (VB) an eine die dafür zuständige Luftbeimengungsvorrichtung (24) steuernde Regelungseinheit (61) abgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Flüssigbrennstoffs (FB) vor Einbringung des ersten, geringeren Verbrennungsluft-Mengenanteils (VL1) in denselben für die Bildung des Flüssigtreibstoff/Luft-Gemisches (BLG) durch Vorerhitzung (23) des Flüssigbrennstoffes (FB), insbesondere für den Fall, dass es sich um einen rezenten bzw. Bio-Brennstoff, wie z.B. Rapsöl, oder um ein schwereres Mineralöl handelt, auf einen die Fließ- und Zerstäubungsfähigkeit an der Brennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) gewährleistenden Wert abgesenkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Δx) bzw. Zeitdauer der Brennstoff/Luft-Einspritzimpulse (BLI) jeweils für einen bestimmten Heizleistungsbereich der Anlage auf einen jeweils dann konstant gehaltenen Wert von 1 bis 100 ms, vorzugsweise von 1 bis 10 ms, und insbesondere von 2,5 bis 5 ms, eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspannen bzw. Intervalle (Δt) bzw. (II) zwischen den einzelnen, für einen bestimmten Heizleistungsbereich der Anlage eingestellten und konstant gehaltenen Brennstoff/Luft- Einspritzimpulsen (BLI) zwischen 0,1 ms und 1 s, vorzugsweise zwischen 1 und 10 ms, variiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspannen (Δf, Δg) für die Einbringungsimpulse (LI) des restlichen bzw. zweiten, größeren, intermittierend eingebrachten Mengenanteils (VL2) der Verbrennungsluft (VL) zur Brennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) von zwischen 0,1 bis 1 ,0 ms vor Beginn bis 0,1 bis 0,5 ms nach Ende jedes Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLI) eingestellt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Harnstoff-Einspritzimpulse (Ul) eine Dauer von 0,5 bis 10 ms, insbesondere von 1 bis 5 ms, aufweisen und jeweils im Wesentlichen etwa in der Mitte des Zeitintervalls (Δt) bzw. (II) zwischen dem Ende eines vorhergegangenen Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLl) und dem Beginn des darauf folgenden Brennstoff/Luft-Einspritzimpulses (BLI) vorgenommen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der restliche bzw. zweite, größere Mengenanteil (VL2) der im Bereich der Flüssigbrennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) zuzuführenden Verbrennungsluft (VL) für dessen bzw. deren (Vor-)Erhitzung durch einen Wärmetauscher (34) im Brennraum (10) der Anlage geleitet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Zuführung, insbesondere des restlichen bzw. zweiten, größeren Mengenanteils (VL2) der Verbrennungsluft (VL) mittels einer an die Luftzufuhr- Regelungseinheit (6, 61) angeschlossenen, in der Verbrennungsabgas-Abführung (52) angeordneten Lambda-Sonde (52) vorgenommen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die intermittierende Zufuhr des Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) zur Brennstoff/Luft- Einspritzdüse (20) und/oder des restlichen bzw. zweiten, größeren Mengenanteils (VL2) der Verbrennungsluft (VL) zur Lufteinbringungsdüse (30) mittels mindestens eines von der Regelungseinheit (61) gesteuerten bzw. steuerbaren Ventils (31) bewerkstelligt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das überschüssige Flüssigbrennstoff/Luft-Gemische (BLG) der Hochdruckpumpe (25) und/oder der Brennstoff/Luft-Einspritzdüse (20) vor Wiedereinführung in die Hochdruckpumpe (25) in einen Absetzgefäß (27) mit Luftabscheider von der im genannten Gemisch (BLG) enthaltenden Luft reduziert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der pro Lufteinbringungsimpulses (LI) durch die Lufteinbringungsdüse (30) in den Brennraum (10) eingebrachten Verbrennungsluft (VL) entweder mittels der Öffnungsdauer und/oder der Öffnungsweite und/oder des Drucks der Verbrennungsluft (VL2) eines der genannten Luft-Einbringungsdüse (30) vorgeschalteten Ventils (33) oder mittels der Öffnungsdauer der Einspritzdüse (30) selbst, insbesondere einer Piezo-Einspritzdüse oder eines elektromechanischen Magnet- oder Piezoventils mit davon gesonderter Brennstoffdüse, geregelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zündung des Flüssigbrennstoff/Luft-Gemisches (BLG) eine Hochspannungslichtbogen-Zündeinrichtung und/oder Glühkerze eingesetzt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass über eine im Nahbereich der Brennstoff-Einspritzdüse (20) gesondert angeordnete, von einem Gebläse (31), gegebenenfalls ebenfalls intermittierend mit Luft (LU) versorgbare Luftzuführung (313) eine gegebenenfalls gewünschte bzw. notwendige Einblasung von Luft in den Brennstoffnebel im Brennraum (10) vorgenommen wird.
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