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Title:
METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE OIL DELIVERY RATE OF A HEATING FURNACE OIL BURNER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/109186
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for reducing the oil delivery rate of a heating furnace oil burner, particularly in the partial load range, using an oil inlet to an oil burner. The invention has the aim of optimizing the functioning of said oil burner especially in the partial load range. This is achieved in that a secondary medium, especially water, is added to the oil flow depending on the capacity of the burner by means of dosing armature allocated to an oil delivery line.

Inventors:
KRAEMER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/006193
Publication Date:
December 16, 2004
Filing Date:
June 09, 2004
Export Citation:
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Assignee:
KRAEMER THOMAS (DE)
International Classes:
F23K5/10; F23K5/12; F24H9/20; (IPC1-7): F23K5/12; F24H9/20
Foreign References:
GB2193347A1988-02-03
FR2272336A11975-12-19
GB1545510A1979-05-10
US4416610A1983-11-22
US3766942A1973-10-23
US3837784A1974-09-24
US5628184A1997-05-13
BE882496A1980-07-16
CH327647A1958-02-15
DE69704464T22001-08-23
DE19725266A11998-12-17
DE4304068A11994-08-18
DE19527830C21999-02-25
Attorney, Agent or Firm:
Dabringhaus, Walter (Dortmund, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heiz kesselÖlbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu einem Ölbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß über eine der Ölzufuhrleitung zugeordneten Dosierar matur 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 Ölbrenner gestoppt wird, bis die Zufuhrleitung von der Ö1 quelle bis zur Brennerdüse vollständig und ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium gefüllt ist.
5. Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heiz kesselÖlbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Einsatz einer Ölzufuhr zu einem Ölbrenner, gekennzeichnet durch eine SekundärmediumZufuhrarmatur (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 ver jüngten 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 Sekundärmedium zuführung und Aufrechterhaltung einer Ölzufuhr zum Brenner vor dessen Abschaltung zur Sicherstellung der Füllung der Ölzufuhrleitung (3) zum Brenner (1), ausschließlich mit Öl ohne Sekundärmedium.
Description:
"Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkessel-Ölbrenners" Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor- richtung zur Reduzierung des Öldurchsatzes eines Heizkes- sel-Ölbrenners, insbesondere im Teillastbereich, unter Ein- satz einer Ölzufuhr zu dem Ölbrenner.

Ölbrenner und deren Regelungen gibt es in vielfacher Ausge- staltung, wobei eine Leistungsanpassung der Brenner in der Regel über Änderungen bzw. Ausgestaltungen der Einspritz- ventile erfolgt.

Als Beispiel seien hier die DE-697 04 464-T2, DE- 197 25 266-A1 oder DE-43 04 068-A1 genannt. Die elektroni- sche 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 Be- reich 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 die- se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß über ei- ne der Ölzufuhrleitung zugeordneten Dosierarmatur dem Öl- strom ein Sekundärmedium, insbesondere Wasser, in Abhängig- keit der Brennerleistung zugeführt wird.

Es hat sich gezeigt, daß die Zufuhr von Wasser in dem der Brennerdüse zuzuführenden Ölstrom, insbesondere im Teil- lastbereich, 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 Unteran- sprüchen. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, das Se- kundärmedium im Bereich einer Durchgangsbohrungsverjüngung der Ölzufuhrleitung zuzuführen, wobei diese Zuführung bei- spielsweise 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 Ölbrenner gestoppt wird, bis die Zufuhrleitung von der Ölquelle bis zur Bren- nerdüse vollständig und ausschließlich mit Öl ohne Sekun- därmedium gefüllt ist.

Die oben angegebene Aufgabe wird mit einer erfindungsge- mäßen 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 er- findungsgemäßen Vorrichtung eine Art Anstauraum gebildet, der in die Ölzufuhrleitung geringeren Durchmessers über- geht, wobei die Erfindung hier vorsieht, daß die Sekundär- mediumzuführung als Bohrung zu diesem sich verjüngenden Teil der Öldurchflußleitung ausgebildet ist.

Eine andere Gestaltung kann darin bestehen, daß die Sekun- därmediumzuführung als Injektionsnadel ausgebildet ist, de- ren Austrittsöffnung der verjüngten Öldurchflußleitung zu- geordnet ist.

Wird die Sekundärzuführung mittels einer Injektionsnadel durchgeführt, läßt sich eine einfache Regelung der Zufluß- mengen des Sekundärmediums, z. B. des einzudüsenden Wassers, dadurch erreichen, daß die Injektionsöffnung durch varia- bles Eintauchen der Injektionsnadel in die Öldurchflußlei- tung veränderbar ist.

Um zu erreichen, daß keine Luft angesaugt wird, kann erfin- dungsgemäß 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 Ausschal- ten der Sekundärmediumzuführung und Aufrechterhaltung einer Ölzufuhr zum Brenner vor dessen Abschaltung zur Sicherstel- lung der Füllung der Ölzufuhrleitung zum Brenner, aus- schließlich 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 Sekundärmedium- zufuhrarmatur, Fig. 2 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor- richtung im Detail in Seitenansicht, Fig. 3,3a je eine Ausschnittsvergrößerung der erfindungs- gemäßen Vorrichtung im Schnitt in zwei Varian- ten, Fig. 4 ein Schwimmkugelabsperrventil im Schnitt, Fig. 4a das Schwimmkugelabsperrventil in Aufsicht sowie in Fig. 5 ein Steuerungsflußdiagramm.

In Fig. 1 ist schematisch ein Ölbrenner 1 dargestellt mit einer vorgeschalteten Ölpumpe 2 in der Ölzufuhrleitung 3.

Das Öl wird aus einem nicht dargestellten Ölreservoir über eine Leitung 4 der erfindungsgemäßen, allgemein mit 5 be- zeichneten Vorrichtung zugeführt, die mit einer Durchgangs- bohrung, 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 Sekundärmediumzufuhrlei- tung 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 Sekundärmediumzu- fuhrleitung mit Ventil 11 und einer Schwerkraftdosierein- richtung, 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 Sekundärme- diums zeigt dabei im Schnitt die Fig. 3. Dabei wird das Se- kundärmedium 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 Schraub- kappe 18 in seiner Eintauchtiefe in die Kanüle 14 verstell- bar ist. Dabei verjüngt sich der Regulierstift zu seiner Spitze hin, dieser Bereich ist in Fig. 3 mit 16a bezeich- net, so daß die Austrittsöffnung 15 vergrößert und verklei- nert 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 Ein- steckhülse 19a zur Anpassung der Querschnitte des Staurau- mes 7 bzw. der Verjüngung 7a.

Das in Fig. 4 lediglich als Beispiel dargestellte Schwimm- kugelventil ist der Sekundärmediumzufuhrleitung 9 zugeord- net und besteht aus einer Absperrkugel 20 in einem Ventil- sitz 21, die im Regelfalle im Sekundärmedium schwimmt und sich an einem in Schwerkraftrichtung oberen Durchgangsgit- ter 22 anlegt und damit den Ventilsitz 21 freigibt. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel entsprechend, sinkt auch die Schwimmkugel 20 ab und legt sich. schließlich in den Ventil- sitz 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 Verzögerungsschalterre- lais ankommt, welches dafür sorgt, daß das mit 24 bezeich- nete Magnetventil (MV) für das Sekundärmedium (H2O) dann ge- schlossen wird, wenn die Steuerung das Abschalten des Bren- ners bewirkt, wobei durch die zeitliche Verzögerung der Öl- zufuhr gewährleistet ist, daß die Ölzufuhr zum Brenner so- lange aufrechterhalten wird, bis sichergestellt ist, daß kein Sekundärmedium sich in der Zufuhrleitung zum Brenner befindet.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er- findung 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.