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Vorrichtung zur Regelung vier Verbrennungsluftmenge bei Feuerstätten Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Verbrennungsluftinenge bei Feuerstätten mit einem den Durchflussquerschnitt verändernden Regelorgan in einem an der Feuerstelle angeordneten, von der Verbrennungsluft durchströmten Gehäuse und eine in diesem zur Veränderung der Einströmöffnung schwenkbar gelagerte Blende.
Solche Regler arbeiten ohne zusätzliche Fremdenenergie. Die Stehkraft für das Regelorgan rührt vielmehr von der im Gehäuse selbst gebildeten Druckdifferenz her. Durch die Veränderung des Durchtrittsquerschnitts wird bei verschiedenen Druckdifferenzen am Regler ein gleichmässiger Mengendurchsatz erzielt. Die Vorrichtung kommt bei Feuerstätten für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe zur Anwendung. Bei Feuerstätten mit festen Brennstoffen, deren Leistung von der der Verbrennung zugeführten Luftmenge abhängt, bestimmt die Vorrichtung die Ofenleistung.
Bei der Verwendung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe hingegen beeinflusst die Ver- brennungsluftmenge in erster Linie den Wirkungsgrad der Feuerstätte und damit indirekt die Leistung.
Die bekannten Regler verwenden eine oder mehrere gewichtsbelastete Pendelklappen, die im Lufteintrittsquerschnitt angeordnet sind und durch den äusseren Überdruck Stellbewegungen ausführen. In einem solchen Fall wird durch eine exzentrisch zur Bewegungsbahn der Klappe angeordnete Führung ein Durchtrittsschlitz am unteren Ende der Klappe in seiner Grösse verändert und damit die durchströmende Luftmenge beeinflusst. In einem anderen Fall bewegt sich die Klappe auf eine oder mehrere Lufteintrittsöffnungen zu, wobei der Querschnitt zunehmend verringert wird.
Es ist weiter bekannt, mehrere unterschiedlich schwere Klappen anzuordnen, wobei mit steigender Druckdifferenz zunächst die leichteste Klappe schliesst und die Regelung dann von der jeweils nächst schwereren übernommen wird.
Eine weitere Anordnung bedient sich einer Pendelklappe, die auf einer mit mehreren Öffnungen versehenen zentrischen Bewegungsbahn schwingt. Dabei bewegt sich die Klappe über die Öffnungen hinweg, und die dabei überfahrenen Öffnungen werden mit der Aussenseite kurzgeschlossen.
In allen diesen Fällen soll eine vorbestimmte Ver- brennungsluftmenge konstant gehalten werden. Auf die Regelklappe wirkt in jedem Fall die gesamte vorhandene Druckdifferenz.
Die Erfindung schafft eine neue Vorrichtung, die wesentlich einfacher im Aufbau und gegenüber den bekannten Vorrichtungen zuverlässiger in der Funktion ist und die es darüber hinaus ermöglicht, die Menge der Verbrennungsluft der Brennstoffmenge zuzuordnen, um damit eine optimale Verbrennung zu erreichen.
Die erfindungsgemässe Regelvorrichtung sieht vor, dass das Gehäuse etwa zylindrisch ausgebildet ist und die Ein- und Ausströmöffnungen in Umfangsrichtung des Gehäuses gegeneinander versetzt angeordnet sind und die Blende aus einem um die Gehäuseachse verdrehbar gelagerten Flügel besteht.
Im einfachsten Fall ist eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung vorhanden, die beide an der Innenseite des Drehflügels liegen. Dieser ist einer im Gehäuse ausgebildeten Teildruckdifferenz ausgesetzt, so dass er sich entsprechend der jeweils herrschenden Zugstärke verstellt. Im gleichen Mass, wie der Drehflügel über die Einströmöffnungen hinwegläuft, wird deren Querschnitt verändert. Die jeweilige Stellung des Drehflügels ist abhängig von der vorhandenen Druckdifferenz, somit also vom Kaminzug.
Bei einer Ausführungsform ist das Gehäuse etwa radial unterteilt und weist beiderseits der Trennwand je eine Einströmöffnung und eine Ausströmöffnung auf.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die radiale Trennwand im Bereich der Gehäuseachse zu unterbrechen und so ein Schneidenlager für den Drehflügel zu bilden. Dieser kann zu diesem Zweck doppelt abgewinkelt sein. Es genügt aber auch, aus dem den Flügel bildenden Blech ausgestanzte Lappen auszubiegen, die auf der Lagerschneide aufliegen.
Ein die Rückstellkraft lieferndes an der Blende angeordnetes Gewicht, welches an sich fest mit dem Drehflügel verbunden sein kann, in diesem Fall aber nur bei geringer Druckdifferenz eine brauchbare Regelung
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gewährleistet, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung über einen Teil des Schwenkweges des Drehflügels entgegen dessen Schwenkbewegung wirkenden an diesem schwenkbar gelagert.
Das Gewicht kann einen abgewinkelten Schenkel aufweisen, der in einen Schlitz an der Unterseite des aufwärts schwenkenden Arms des Drehflügels eingreift. Statt dessen kann das Gewicht über ein Scharnier reit begrenztem Bewegungsbereich angebracht sein.
Bewegt sich der Drehflügel aus der etwa lotrechten Ausgangsstellung heraus, um den Durchflussquerschnitt zu vermindern, so wird der Auflagerpunkt des Gewichts mit angehoben. Das Gewicht selbst behält aber eine lotrechte Stellung im Raum. Es führt dabei eine der Schwenkbewegung des Drehflügels entgegengesetzte Schwenkung aus. Durch diese Anordnung ist der wirksame Hebelarm kleiner als bei einem starr mit dem Drehflügel verbundenen Gewicht.
Es ist möglich, diese Eigenbewegung des Gewichts gegenüber dem Drehflügel z.B. durch einen Anschlag od. dgl. zu begrenzen, so dass dann eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden eintritt und das Gewicht von einem bestimmten Punkt an wie ein mit dem Drehflügel fest verbundenes Gewicht wirkt. Dadurch wird die von dem Gewicht ausgehende Rückstellkraft verstärkt.
Selbstverständlich können auch mehrere Gewichte ineinander gehängt werden. Es können andererseits auch Gewichte mit unterschiedlicher Abwinkelung des Aufhängeschenkels und damit unterschiedlicher Relativbewegung gegenüber dem Drehflügel verwendet werden. Auf diese Weise lässt sich jede gewünschte Anpassung an den gegebenen Fall erzielen.
In weiterer Ausgestaltung ist im Bewegungsbereich des Schwenkflügels eine dessen Schwenkbewegung entgegenwirkende Feder, vorzugsweise eine Torsionsfeder, angeordnet. Zweckmässig wirkt diese Feder in dem Stehbereich mit grossen Druckdifferenzen bzw. hoher Zugstärke, wo eine zusätzliche Korrektur der Rückstell- kraft wünschenswert ist. Diesem Gedanken wird dadurch besonders wirkungsvoll Rechnung getragen, dass der Feder ein die Federcharakteristik verändernder gehäuseseitiger Anschlag zugeordnet ist. Dieser Anschlag kommt, zweckmässig erst bei einer bestimmten Stellung des Drehflügels zur Wirkung, so dass den einzelnen Lastbereichen der Feuerstätte jeweils besonders Rechnung getragen werden kann.
Unter diesem Gesichtspunkt kann auch die Formgebung der Feder besonders berücksichtigt werden.
Die Einströmöffnungen können stufenlos verschliessbar ausgebildet sein. In besonderer Ausgestaltung dieses allgemeinen Gedankens ist an der die Einströmöffnungen aufweisenden Gehäusewand ein Drehschieber gelagert.
An dem Drehschieber kann auch die der Schwenkbewegung des Drehflügels entgegenwirkende Feder angeordnet und infolgedessen mit dem Drehschieber verstellbar sein.
Bei Feuerstätten für feste Brennstoffe lässt sich auf diese Weise die Leistung von Schwachbrand bis Vollast einstellen. Darüber hinaus können die Durchbrüche des Drehschiebers so gestaltet werden, dass eine Mindestluftmenge zur Vermeidung eines Erlöschens der Flamme und/oder eine Zusatzluftmenge für den Anheizvorgang sichergestellt wird.
Bei Feuerstätten für flüssige und gasförmige Brennstoffe wird der Drehschieber zweckmässig mit dem Brennstoffmengenregler mechanisch verbunden, so dass der jeweiligen Brennstoffmenge die entsprechende Luftmenge zugeordnet wird. Für bestimmte Betriebsstellungen kann diese Abhängigkeit auch aufgehoben und für andere Stellungen wieder hergestellt werden. Um den Besonderheiten des Anheizens Rechnung zu tragen, kann auch bei Feuerstätten für flüssige und gasförmige Brennstoffe der Drehschieber zweckentsprechend so gestaltet werden, so dass eine Mindestluft oder in ausgewählten Stellungen eine Zusatzluft eingeschleust wird.
Schliesslich ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Seitenwand des Gehäuses Durchbrüche für die Mindest- und/oder Zusatzluft enthält. Durch einen übergreifenden Rand des Drehschiebers können diese Durchbrüche ganz oder teilweise verschliessbar sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 die Vorderseite der Vorrichtung ohne Drehschieber; Fig. 2 die Rückseite der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit aufgesetztem Drehschieber, teilweise geschnitten; Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 5 die Vorrichtung bei Vollast-Einstellung und Fig. 6 bei Teillast-Einstellung.
Fig. 7 die Anordnung des Gewichtes an dem Drehflügel; Fig. 8 die Anordnung der Vorrichtung in Verbindung mit dem Regler einer mit flüssigem Brennstoff betriebenen Feuerstätte und Fig. 9 eine Draufsicht auf Fig. B.
Das Gehäuse 1 ist zylindrisch ausgebildet und mit einem Randflansch 2 zur Befestigung an einer Ofenwand 3 od.dgl. versehen. In der Vorderwand 4 sind, diametral gegenüber, zwei Einströmöffnungen 5 und 6 und in der Rückwand 7 des Gehäuses 1 in eben solcher Anordnung zwei Ausströmöffnungen 8 und 9 vorgesehen. Die Aus- strömöffnungen 8 und 9 weisen einen grösseren Querschnitt auf als die Einströmöffnungen 5 und 6.
Das Gehäuseinnere ist durch zwei auf einem gemeinsamen Durchmesser liegende radiale Trennwände 10 unterteilt. Jeder Gehäusehälfte ist bei der in der Zeichnung wieder gegebenen Ausführungsform eine Einström- öffnung 5 bzw. 6 und eine Ausströmöffnung 8 bzw. 9 zugeordnet. Einströmöffnung und Ausströmöffnung jeder Gehäusehälfte sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, so dass sie nicht miteinander fluchten.
Die beiden radialen Wände 10 enden in geringem Abstand voneinander und bilden ein Schneidenlager für einen Drehflügel 11, der zu diesem Zweck in seiner Mitte bei 12 zweimal entgegengesetzt abgewinkelt ist und mindestens einen ausgebogenen, ausgestanzten Lappen 13 aufweist. Es wäre andererseits denkbar, die Trennwände 10 leicht seitlich gegeneinander zu versetzen und einen ebenen Drehflügel 11 vorzusehen.
Der untere Arm 14 des Drehflügels 11 trägt ein Gegengewicht 15 in Form einer Platte, deren oberes Ende abgewinkelt ist oder mindestens einen abgewinkelten Lappen 16 aufweist, der durch einen Schlitz 17 im Drehflügel 11 hindurchgreift. Dieser Schlitz kann, wie die Zeichnung wiedergibt, in einer entsprechenden Abwinke- lung des Arms 14 des Drehflügels 11 angeordnet sein. Der Arm 14 kann jedoch auch eben ausgebildet sein.
Der von dem Lappen 16 und der Platte 15 eingeschlossene Winkel 18 ist massgeblich, bis zu welcher
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Winkelstellung des Drehflügels 11 das Gewicht 15 seine etwa vertikale Stellung beibehält bzw. von welchem Punkt der Bewegungsbahn des Drehflügels 11 aus das Gewicht 15 dann formschlüssig mit dem Drehflügel 11 gekoppelt ist (vgl. hierzu Fig. 7).
In den Bewegungsbereich des anderen Arms 19 des Drehflügels 11 ragt eine Torsionsfeder 20 mit ihrem freien Ende 21 hinein. Diese Feder 20 ist beispielsweise an der Vorderwand 4 oder der Rückwand 7 des Gehäuses 1 befestigt, wie beispielsweise Fig. 1 zeigt. Durch entsprechende Formgebung des Federschenkels 21 lässt sich die Federcharakteristik beeinflussen.
Auf die Vorderwand 4 des Gehäuses 1 ist ein Drehschieber 22 aufgesetzt (siehe insbesondere Fig.3), der mit seinem Rand 40 die Gehäusewand 27 teilweise übergreift. Der Drehschieber hat den Einströmöffnungen 5 und 6 der Gehäusevorderwand 4 entsprechende Öffnungen 23 unf 24, die in der Stellung nach Fig. 5 voll mit den Einströmöffnungen 5 und 6 des Gehäuses 1 korrespondieren. Der Drehschieber 22 ist aus dieser Stellung in Pfeilrichtung 25 verstellbar, wobei, wie Fig. 6 zeigt, die Einströmöffnungen 5 und 6 zunehmend abgedeckt und damit verschlossen werden.
An seinem übergreifenden Rand 40 weist der Drehschieber 22 eine Ausnehmung 28 auf, die je nach Stellung des Drehschiebers einen Durchbruch 26 der Gehäusesei- tenwand 27 ganz oder teilweise freigeben kann. Hierdurch wird der Feuerstätte stets oder zeitweise eine gewisse Mindest- oder Zusatzluftmenge zugeführt.
Aus den Fig.3, 5 und 6 geht hervor, dass die Torsionsfeder 20 auch am Drehschieber 22 befestigt sein kann und mit ihrem Federschenkel 21 in das Gehäuseinnere ragt. In diesem Fall nimmt die Feder 20 an den Verstellbewegungen des Drehschiebers 22 teil. An der Gehäuserückseite 7 ist ein Anschlag 29 vorgesehen, an dem die Feder 21 in der grössten Öffnungsstellung des Drehschiebers 22 (vgl. Fig. 5) zur Anlage gelangt.
Wie aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, kann der Drehschieber 22 einen Ansatz 30 aufweisen, an welchem ein Hebelgestänge 31 über zwei Mitnehmer 32 angreift. Auf dieses Gestänge 31 wirkt andererseits eine Feder 33 ein, die eine Rolle 34 am freien Ende des Gestänges 31 unter Anlage an einer Kurvenscheibe 35 hält, die auf der Welle 36 des Stellknopfes 37 für den Ölregler 38 befestigt ist. Eine entsprechende Anordnung ist selbstverständlich auch bei einer Feuerstätte für gasförmige Brennstoffe oder auch für feste Brennstoffe denkbar.
Der Drehflügel 11 steht an seiner der jeweiligen Ausströmöffnung 8, 9 zugekehrten Vorderseite unter Wirkung eines von der in der Feuerstätte herrschenden Zugstärke abhängigen Unterdruckes, während an seiner jeweiligen Rückseite der im Raum herrschende Luftdruck wirkt. Das zwischen beiden gegebene Druckgefälle veranlasst eine Schwenkbewegung des Drehflügels 11 in Pfeilrichtung 39. Er überläuft dabei die Einströmöffnun- gen 5 und 6, so dass der Durchtrittsquerschnitt entsprechend vermindert wird.
Bei dieser Bewegung führt die Gewichtsplatte 15 eine der Schwenkbewegung des Drehflügels 11 entgegengerichtete Schwenkung im Schlitz 17 aus, wobei sich jedoch dieser Schlitz und damit der Angriffspunkt des Gewichts 15 am Drehflügel 11 mit diesem bewegt. Die dadurch hervorgerufene Charakteristik der Drehflügelbewegung lässt sich durch entsprechende Bemessung des Gewichts 15 und des Winkels 18 weitgehend den in Frage kommenden Regelbereichen anpassen. Es können natürlich auch mehrere Gewichte verwendet werden.
Nach einer entsprechenden Schwenk- bewegung gelangt der Drehflügel 11 an der Feder 21, vorzugsweise einer Torsionsfeder, zur Anlage. Damit verändert sich die Charakteristik der Drehflügelbewe- gung erneut. Der Drehflügel 11 überläuft dabei die Ein- strömöffnungen 5 und 6, so dass der Durchström- querschnitt entsprechend kleiner wird.