WO2004109186A1 - Verfahren und vorrichtung zur reduzierung des öldurchsatzes eines heizkessel- ölbrenners - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur reduzierung des öldurchsatzes eines heizkessel- ölbrenners

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/08—Preparation of fuel
    • F23K5/10—Mixing with other fluids

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for reducing the oil throughput of a boiler oil burner, in particular in the partial load range, using an oil supply to the oil burner.
  • Examples include DE-697 04 464-T2, DE-197 25 266-A1 or DE-43 04 068-A1.
  • the electronic control of a heating system is also described, for example only, in DE-195 27-830-C2.
  • this object is achieved according to the invention in that In addition to the metering fitting assigned to the oil supply line, a secondary medium, in particular water, is supplied to the oil flow as a function of the burner output.
  • Embodiments of the invention result from the subclaims. It can be particularly expedient to supply the secondary medium in the area of a through-hole taper of the oil supply line, this supply being able to take place, for example, via an injection cannula.
  • Another design can be that the secondary medium supply is designed as an injection needle, the outlet opening of which is assigned to the tapered oil flow line.
  • the secondary supply is carried out by means of an injection needle, simple regulation of the inflow quantities of the secondary medium, e.g. of the water to be injected, in that the injection opening can be changed by variable immersion of the injection needle in the oil flow line.
  • the secondary medium e.g. of the water to be injected
  • a floating ball shut-off valve for preventing air from entering the secondary medium supply suction is assigned if there is no secondary medium.
  • a device features also by a control system for switching off the secondary medium supply and maintaining an oil supply to the burner before switching it off to ensure the filling of the oil supply line to the burner, exclusively with oil without secondary medium.
  • FIG. 1 is a simplified schematic representation of an oil burner with a secondary medium supply fitting according to the invention
  • FIG. 2 shows an embodiment of the device according to the invention in detail in a side view
  • FIG. 4 shows a floating ball shut-off valve in section, Fig. 4a the floating ball shut-off valve in supervision and in
  • FIG. 1 schematically shows an oil burner 1 with an upstream oil pump 2 in the oil supply line 3.
  • the oil is supplied from an oil reservoir, not shown, via a line 4 to the device according to the invention, generally designated 5, which has a through bore, generally 6 designated, is equipped, which decreases in cross section, so as to form a storage space, designated 7 in Fig. 3.
  • a secondary medium supply line 9 is provided in the area of the taper designated by 8, the secondary medium, e.g. Water, which is fed via a reservoir 10 to the feed line 9, with the interposition of a controllable valve 11.
  • FIG. 2 shows details of the device 5 in a view, this figure shows the secondary medium supply line with valve 11 and a gravity metering device, generally designated 12, which also has a corresponding valve 13 shown in section in FIG. 4.
  • the secondary medium is supplied from below via line 9 to device 5 (in the figure).
  • a cannula 14 is immersed in the corresponding oil line 3 the cannula, ie in its outlet opening 15, is immersed from above by a regulating pin 16, the immersion depth of which can be adjusted into the cannula 14 via a threaded element 17 and a screw cap 18.
  • the regulating pin tapers towards its tip, this area is designated 16a in FIG. 3, so that the outlet opening 15 can be enlarged and reduced.
  • FIG. 3 it is also indicated that the diameter of the oil inflow line 3 can be adapted to the respective burner data by means of plug-in sleeves, generally designated 19.
  • FIG. 3a shows a modification with an insertion sleeve 19a for adapting the cross sections of the storage space 7 or the taper 7a.
  • the floating ball valve shown in FIG. 4 as an example is assigned to the secondary medium supply line 9 and consists of a shut-off ball 20 in a valve seat 21, which as a rule floats in the secondary medium and rests on an upper grille 22 in the direction of gravity and thus releases the valve seat 21. Sinks the liquid level accordingly, the floating ball 20 also drops and lies down, finally in the valve seat 21 and shuts off the secondary medium supply line, designated 9 'in FIG. 4, so that no air can be sucked in.
  • Fig. 5 a control diagram is shown, here it depends on the delay switch relay designated by 23, which ensures that the solenoid valve (MV) designated by 24 for the secondary medium (H 2 0) is closed when the controller shuts down causes the burner, whereby the time delay in the oil supply ensures that the oil supply to the burner is maintained until it is ensured that there is no secondary medium in the supply line to the burner.
  • the delay switch relay designated by 23, which ensures that the solenoid valve (MV) designated by 24 for the secondary medium (H 2 0) is closed when the controller shuts down causes the burner, whereby the time delay in the oil supply ensures that the oil supply to the burner is maintained until it is ensured that there is no secondary medium in the supply line to the burner.
  • the described embodiment of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea.
  • the supply of the secondary medium can be electronically controllable depending on the burner temperature or depending on the exhaust gas values u. Like. more. This possible electronic control is indicated in dashed lines in FIG. 2 and provided with the reference symbol 25.

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Abstract

Mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu einem Ölbrenner, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der insbesondere im Teillastbereich die Wirkungsweise eines derartigen Ölbrenners optimiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass über eine der Ölzufuhrleitung zugeordneten Dosierarmatur dem Ölstrom ein Sekundärmedium, insbesondere Wasser, in Abhängigkeit der Brennerleistung zugeführt wird.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners"
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu dem Olbrenner.
Olbrenner und deren Regelungen gibt es in vielfacher Ausgestaltung, wobei eine Leistungsanpassung der Brenner in der Regel über Änderungen bzw. Ausgestaltungen der Einspritzventile erfolgt .
Als Beispiel seien hier die DE-697 04 464-T2, DE- 197 25 266-A1 oder DE-43 04 068-A1 genannt. Die elektronische Regelung einer Heizanlage wird, auch dies lediglich als Beispiel, in der DE-195 27- 830-C2 beschrieben.
Es hat sich gezeigt, daß die bekannten, insbesondere im Bereich des Einspritzventiles vorgenommenen Optimierungen nicht immer zum gewünschten Erfolg, insbesondere im Teil- lastbereich, führen. Hier setzt die Erfindung an, deren Aufgabe darin besteht, insbesondere im Teillastbereich die Wirkungsweise eines derartigen Ölbrenners zu optimieren.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß über ei- ne der Ölzufuhrleitung zugeordneten Dosierarmatur dem Öl- strom ein Sekundärmedium, insbesondere Wasser, in Abhängigkeit der Brennerleistung zugeführt wird.
Es hat sich gezeigt, daß die Zufuhr von Wasser in dem der Brennerdüse zuzuführenden Ölstrom, insbesondere im Teillastbereich, zu optimalen Werten führt, nicht nur das Brennverhalten wird optimiert, auch die Abgasqualität wird deutlich im Sinne des Umweltschutzes verbessert.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, das Sekundärmedium im Bereich einer Durchgangsbohrungsverjüngung der Ölzufuhrleitung zuzuführen, wobei diese Zuführung beispielsweise über eine Injektionskanüle erfolgen kann.
Um zu gewährleisten, daß der Brenner in jeder Situation nach Abschalten wieder zündet, ist dabei eine Steuerung vorgesehen, mit der gewährleistet wird, daß die Zufuhr des Sekundärmediums solange bei brennendem Olbrenner gestoppt wird, bis die Zufuhrleitung von der Ölquelle bis zur Brennerdüse vollständig und ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium gefüllt ist .
Die oben angegebene Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß sich diese Vorrich- tung durch eine Sekundärmedium-Zufuhrarmatur im Bereich einer sich in Ölflußrichtung verjüngenden Öldurchflußlei- tung auszeichnet.
Durch die sich verjüngende Ölzufuhrleitung wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Art Anstauraum gebildet, der in die Ölzufuhrleitung geringeren Durchmessers übergeht, wobei die Erfindung hier vorsieht, daß die Sekundärmediumzuführung als Bohrung zu diesem sich verjüngenden Teil der Öldurchflußleitung ausgebildet ist .
Eine andere Gestaltung kann darin bestehen, daß die Sekundärmediumzuführung als Injektionsnadel ausgebildet ist, deren Austrittsöffnung der verjüngten Öldurchflußleitung zugeordnet ist.
Wird die Sekundärzuführung mittels einer Injektionsnadel durchgeführt, läßt sich eine einfache Regelung der Zuflußmengen des Sekundärmediums, z.B. des einzudüsenden Wassers, dadurch erreichen, daß die Injektionsöffnung durch variables Eintauchen der Injektionsnadel in die Öldurchflußleitung veränderbar ist .
Um zu erreichen, daß keine Luft angesaugt wird, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Sekundärmediumzuführung ein Schwimmkugelabsperrventil zur Verhinderung einer Luft- ansaugung bei fehlendem Sekundärmedium zugeordnet ist.
Schließlich zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung u.a. auch noch durch eine Regelungssteuerung zum Ausschalten der Sekundärmediumzuführung und Aufrechterhaltung einer Ölzufuhr zum Brenner vor dessen Abschaltung zur Sicherstellung der Füllung 'der Ölzufuhrleitung zum Brenner, ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium, aus.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Ölbrenners mit erfindungsgemäßer Sekundärmediumzufuhrarmatur,
Fig. 2 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail in Seitenansicht,
Fig. 3, 3a je eine Ausschnittsvergrößerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt in zwei Varianten,
Fig. 4 ein Schwimmkugelabsperrventil im Schnitt, Fig. 4a das Schwimmkugelabsperrventil in Aufsicht sowie in
Fig. 5 ein Steuerungsflußdiagramm.
In Fig. 1 ist schematisch ein Olbrenner 1 dargestellt mit einer vorgeschalteten Ölpumpe 2 in der Ölzufuhrleitung 3. Das Öl wird aus einem nicht dargestellten Olreservoir über eine Leitung 4 der erfindungsgemäßen, allgemein mit 5 bezeichneten Vorrichtung zugeführt, die mit einer Durchgangsbohrung, allgemein mit 6 bezeichnet, ausgerüstet ist, die sich im Querschnitt verringert, um so einen Stauraum, in Fig. 3 mit 7 bezeichnet, zu bilden. Im Bereich der mit 8 bezeichneten Verjüngung ist eine Sekundärmediumzufuhrleitung 9 vorgesehen, wobei das Sekundärmedium, z.B. Wasser, über ein Reservoir 10 der Zufuhrleitung 9 zugeführt wird unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Ventiles 11.
In Fig. 2 sind Einzelheiten zur Vorrichtung 5 in Ansicht wiedergegeben, so zeigt diese Figur die Sekundärmediumzufuhrleitung mit Ventil 11 und einer Schwerkraftdosiereinrichtung, allgemein mit 12 bezeichnet, die auch über ein entsprechendes, in Fig. 4 im Schnitt wiedergegebenes Ventil 13 verfügt . Eine der möglichen Einstellungen zur Zufuhr des Sekundärmediums zeigt dabei im Schnitt die Fig. 3. Dabei wird das Sekundärmedium über die Leitung 9 der Vorrichtung 5 (in der Figur) von unten zugeführt, in die entsprechende Ölleitung 3 taucht eine Kanüle 14 ein, wobei in die Kanüle, d.h. in deren Austrittsöffnung 15, von oben ein Regulierstift 16 eintaucht, der über ein Gewindeelement 17 und eine Schraubkappe 18 in seiner Eintauchtiefe in die Kanüle 14 verstellbar ist. Dabei verjüngt sich der Regulierstift zu seiner Spitze hin, dieser Bereich ist in Fig. 3 mit 16a bezeichnet, so daß die Austrittsöffnung 15 vergrößert und verkleinert werden kann.
In Fig. 3 ist dabei noch angedeutet, daß die Ölzustromlei- tung 3 mittels Einsteckhülsen, allgemein mit 19 bezeichnet, in ihrem Durchmesser den jeweiligen Brennerdaten anpaßbar ist. In Fig. 3a ist eine Abwandlung gezeigt mit einer Einsteckhülse 19a zur Anpassung der Querschnitte des Stauraumes 7 bzw. der Verjüngung 7a.
Das in Fig. 4 lediglich als Beispiel dargestellte Schwimmkugelventil ist der Sekundärmediumzufuhrleitung 9 zugeordnet und besteht aus einer Absperrkugel 20 in einem Ventilsitz 21, die im Regelfalle im Sekundärmedium schwimmt und sich an einem in Schwerkraftrichtung oberen Durchgangsgitter 22 anlegt und damit den Ventilsitz 21 freigibt. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel entsprechend, sinkt auch die Schwimmkugel 20 ab und legt sich .schließlich in den Ventilsitz 21 und sperrt die Sekundärmediumzufuhrleitung, in Fig. 4 mit 9' bezeichnet, ab, so daß keine Luft angesaugt werden kann.
In Fig. 5 ist ein Steuerungsdiagramm wiedergegeben, wobei es hier auf das mit 23 bezeichnete Verzögerungsschalterrelais ankommt, welches dafür sorgt, daß das mit 24 bezeichnete Magnetventil (MV) für das Sekundärmedium (H20) dann geschlossen wird, wenn die Steuerung das Abschalten des Brenners bewirkt, wobei durch die zeitliche Verzögerung der öl- zufuhr gewährleistet ist, daß die Ölzufuhr zum Brenner solange aufrechterhalten wird, bis sichergestellt ist, daß kein Sekundärmedium sich in der Zufuhrleitung zum Brenner befindet .
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere die Zufuhr des Sekundärmediums je nach Brennertemperatur bzw. je nach Abgaswerten elektronisch steuerbar sein u. dgl. mehr. Diese mögliche elektronische Steuerung ist in Fig. 2 gestrichelt angedeutet und mit dem Bezugszeichen 25 versehen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu einem Olbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß über eine der Ölzufuhrleitung zugeordneten Dosierarmatur dem Ölstrom ein Sekundärmedium, insbesondere Wasser, in Abhängigkeit der Brennerleistung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärmedium im Bereich einer Durchgangsbohrungs- Verjüngung der Ölzufuhrleitung dem Öl zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärmedium über eine Injektionskanüle in den Öldurchfluß eindosiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Sekundärmediums solange bei brennendem Olbrenner gestoppt wird, bis die Zufuhrleitung von der Öl- quelle bis zur Brennerdüse vollständig und ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium gefüllt ist .
5. Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu einem Olbrenner, gekennzeichnet durch eine Sekundärmedium-Zufuhrarmatur (5) im Bereich einer sich in Ölflußrichtung verjüngenden Öldurchflußleitung (3,4).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärmediumzuführung (9) als Bohrung zum verjüngten Teil der Öldurchflußleitung (3,4) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärmediumzuführung als Injektionsnadel (14) ausgebildet ist, deren Austrittsöffnung (15) der verjüngten Öldurchflußleitung zugeordnet ist .
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsöffnung (15) für das Sekundärmedium durch variables Eintauchen in die Öldurchflußleitung und/oder durch variables Eintauchen eines Regulierstiftes (16) in die Injektionsöffnung (15) veränderbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Sekundärmediumzuführung (9) ein Schwimmkugelab- Sperrventil (13) zur Verhinderung einer Luftansaugung bei fehlendem Sekundärmedium zugeordnet ist .
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Regelungssteuerung zum Ausschalten der Sekundärmediumzuführung und Aufrechterhaltung einer Ölzufuhr zum Brenner vor dessen Abschaltung zur Sicherstellung der Füllung der Ölzufuhrleitung (3) zum Brenner (1) , ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium.
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