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Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines
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Brenners Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen von
Heizöl vor der Düse eines Brenners gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 nach Patentanmeldung
P 29 12 000.1.
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Die Vorrichtung gemäß der Hauptanmeldung P 29 12 000.1 ermöglicht
das Vorwärmen des Heizöls vor der Düse eines Brenners durch ein oder mehrere Kaltleiterelemente,
die in den Quetschnitt des Düsenstockes eingesetzt sind und mit einer großen Wärmeübergangsfläche
mit dem das Heizöl führenden Kanal in Berührung stehen. Die Vorrichtung ist äußerst
platzsparend und vergrößert die Abmessungen des Düsenstocks und insbesondere dessen
Querschnitt nicht.
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Die Vorrichtung kann daher in den Düsenstock eingebaut werden, ohne
daß die sonstigen Brennerabmessungen geändert werden müssen. Der unmittelhare großflächige
Wärmekontakt zwischen dem Kaltle-i-terelement und dem das Heizöl führenden Kanal
bewirkt ein sehr: effektives Vorwärmen mit geringer Trägheit. Die sich aufgrund
der Kaltleitereigenschaft selbstregelnde Heizleistung verhidert ein Überhitzen des
Heizöls bei zu niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten.
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Trotz der selbstregeinden Eigenschaft der zum Vorwärmen des Heizöls
verwendeten Kaltleiterelemente kann bei der Vorrichtung gemäß der Hauptanmeldung
nicht mit völliger Zuverlässigkeit gewährleistet werden, daß die von den Sicherheitsbestimmungen
(TSV-Richtlinien, DIN-Normen 4787 und 4755) aufgestellte Forderung, daß die Heizöltemperatur
unter keinen Umständen 950 C überschreiten darf, in allen Fällen eingehalten wird.
Dies beruht insbesondere darauf, daß die elektrischen Daten der RaItleiterelemente
eine gewisse produktionsbedingte Streuung aufweisen und die Wärmekapazität und Wärmeableitung
der Vorrichtung ebenfalls gewissen Produktionstoleranzen unterworfen ist, so daß
der durch die Selbstregelung des Kaltleiterelements erreichbare maximale Temperaturwert
differieren kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß der
Hauptannteidung so weiterzubilden, daß eine vorgegebene Maximaltemperatur des Heizöls
zuverlässig nicht überschritten wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Verwendung eines in Serie geschalteten Sicherheitsthermostaten
zur Verhinderung einer Überhitzung des Heizöls beim Vorwärmen ist an sich für andere
Arten der Vorwärmung, z. B.
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durch elektrische Widerstandsheizung, bekannt. Der Sicherheitsthermostat
unterbricht die Stromzuführung zu dem Heizelement, sobald das Heizöl aufgrund der
Vorwärmung die vorgegebene Temperatur überschreitet.
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Erfindungsgemäß wird der Sicherheitsthermostat zusätzlich zu der selbstregelnden
Wirkung des als Heizelement verwendeten Kaltleiterelements verwendet,um ein Überschreiten
der zulässigen Maximaltemperatur aus den oben genannten Gründen auszuschließen.
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Vorteilhafterweise kann zusätzlich auch noch ein Steuerungsthermostat
verwendet werden, wie dies in Verbindung mit anderen Arten der Vorwärmung, z. B.
durch elektrische Widerstandsheizung, an sich bekannt ist. Ein solcher in den Brennersteuerkreieeschalteter
Steuerungsthermostat schließt bei Erreichen einer vorbestimmten ölmindesttemperatur
einen elektrischen Kontakt, wodurch der ölbrenner in Betrieb gesetzt werden kann
Dadurch wird ein nachteiliger Anlauf des Brenners bei zu-niedriger Oltemperatur
verhindert. Ebenso öffnet der Steuerungsthermostat den elektrischen Kontakt beim
Unterschreiten der vorgegebenen ölmindesttemperatur und setzt
den
Brenner außer Betrieb. Dadurch wird eine Verrußung des Kessels bei zu niedriger
bltemperatur verhindert Erfindungsgemäß werden der Sicherheitsthermostat und der
ggf. vorgesehene Steuerungsthermostat in unmittelbarem großflächigem wärmeleitendem
Kontakt mit den flachen das Heizöl führenden Kanälen angeordnet, in welchen auch
die Vorwärmung durch die Kaltleiterelemente erfolgt. Der Sicherheitsthermostat und
der Steuerungsthermostat können auf diese Weise ebenfalls in den Querschnitt des
Düsenstockes integriert werden und verändern dessen für den Einbau vorteilhafte
Abmessungen nicht. Der großflächige wärmeleitende Kontakt führt zu einer genauen
Bestimmung der tatsächlichen Heizöltemperatur durch die Thermostate und zu einem
Ansprechen der Thermostate mit geringer Trägheit. Die Anordnung des Sicherheitsthermostates
und des Steuerungsthermostates an den flachen Kanälen bringt vor allem aber auch
den Vorteil, daß die Heizöltemperatur von den Thermostaten unmittelbar an der Stelle
bestimmt wird, an welcher das Heizöl durch die Kaltleiterelemente erwärmt wird.
Der Sicherheitsthermostat spricht somit ohne größere zeitliche Verzögerung auf die
tatsächlich durch die Vorheizung in der gesamten blzuführungsleitung erreichte höchste
Temperatur an. Eine zuverlässige Einhaltung der vorgeschriebenen Höchsttemperatur
ist damit für das gesamte blzuführungssystem gewährleistet.
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Ein guter Wärmeübergang von den Kaltleiterelementen zu den das Heizöl
führenden flachen Kanälen bzw. von den flachen Kanälen zu dem Sicherheitsthermostat
bzw. dem ggf. vorgesehenen Steuerungsthermostat wird erreicht, wenn die elektrische
Isolierung zwischen den flachen Kanälen und den Kaltleiterelementen und den Thermostaten
durch eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht hohe Durchschlagsfestigkeit
und
hoher Wärmebeständigkeit bewirkt wird, wozu wegen der einfachen Herstellung vorzugsweise
eine Folie verwendet wird. Als besonders geeignet hat sich eine Polyimid-Folie (Handelsname
Kapton) erwiesen. Eine solche Folie weist eine Durchschlagsfestigkeit von 280kV/mm,eine
Wärmebeständigkeit bis 1800C kurzzeitig sogar bis 2750C sowie eine hohe Zerreißfestigkeit
auf. Eine ausreichende elektrische Isolation kann daher bereits mit einer Folienstärke
von 0,1mm erhalten werden. Diese geringe Folienstärke bedeutet eine geringe Wärmeisolation
und damit den erwünschten guten Wärmeübergang.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung zeigt.
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Die Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl weist zwei metallische Anschlußstücke
10 und 12 auf, deren Querschnit dem Querschnitt des Düsenstockes des Brenners angepaßt
ist. Das Anschlußstück 10 weist eine koaxiale Aufnahme mit Innengewinde auf, in
welche die Düsenstange eingeschraubt werden kann. Das Anschlußstück 12 weist eine
Aufnahme mit Innengewinde auf, in welche die Düse des Düsenstockes eingeschraubt
werden kann. Die Anschlußstücke 10 und 12 sind an ihren einander zugewandter Stirnflächen
geschlossen.
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Zwei flache Kanäle 16 verbinden die Anschlußstücke 10 und 12, um das
Heizöl der Düse zuzuführen. Die flachen Kanäle 16 werden von metallischen, vorzugsweise
aus Messing bestehenden Flachkantrohren gebildet, die parallel und mit ihren Flachseiten
einander zugewandt in die Stirnflächen der Anschlußstücke
10 und
12 eingesetzt und bei 26 mit diesen verlötet sind.
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Zwischen den flachen Kanäle 16 sind zwei plattenförmige Kaltleiterelemente
14 eingesetzt, die axial aneinander anschliessend angeordnet sind. Die Kaltleiterelemente
14, die in der Breite mit den flachen Kanälen 16 übereinstimmen, liegen mit ihren
Flachseiten an diesen Kanälen 16 an.
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Die Kaltleiterelemente 14 sind beidseitig mit Leiterschichten 18 versehen,
die über nicht dargestellte Anschlüße zur Stromzuführung dienen.
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Eine Kunststoff schicht 20 isoliert die Leiterschichten 18 gegen die
metallischen Kanäle 14. Die Kunststoffschicht 20 wird durch eine O,1mm starke Polyimid-Folie
(Kapton-Folie) gebildet.
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Auf die von den Kaltleiterelementen 14 abgewandte äußere (in der Zeichnung
obere) Flachseite des einen Kanals 16 ist ein Sicherheitsthermostat 29 aufgesetzt.
Der Sicherheitsthermostat 29, der herkömmlicher Art, z. B. ein Bimetall-Thermostat
sein kann, liegt großflächig an der Flachseite des Kanals 16 an, so daß ein guter
Wärmeübergang zwischen dem Kanal 16 und dem Sicherheitsthermostat 29 gewährleistet
ist.
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Der Sicherheitsthermostat 29 ist in Reihe in den Stromkreis der Kaltleiterelemente
14 eingeschaltet und unterbricht diesen Stromkreis, sobald er eine vorgegebene Maximaltemperatur
erreicht. Diese vorgegebene Maximaltemperatur liegt etwas niedriger als die für
das Vorwärmen des Heizöls zulässige maximale öltemperatur, die nach den Sicherheitsvorschriften
auf 950C festgesetzt ist. Diese Differenz zwischen der maximal zulässigen öltemperatur
von z. B. 950C und der Ansprechtemperatur des Sicherheitsthermostaten 29 berücksichtigt
die durch Wärmekapazität und Wärmeleitung verursachten zeitliche Verzögerung, mit
welcher der Sicherheitsthermostat 29 die Temperatur der Kaltleiterelemente 14 annimmt.
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Auf der äußeren (in der Zeichnung unteren) Flachseite des anderen
Kanals 16 sitzt in gleicher Weise großflächig anliegend ein Steuerungsthermostat
30. Auch dieser Steuerungsthermostat kann herkömmlicher Art sein. Der Steuerungsthermostat
30 ist in denSteuerkreisles Brenners geschaltet und aktiviert diesen bei Erreichen
einer vorgegebenen Temperatur von z. B. 600C, so daß der Brenner gezündet werden
kann. Sinkt die Temperatur wieder unter einen vorgegebenen Wert von z. B. 400C ab,
so setzt der Steuerungsthermostat 30 den Brenner außer Betrieb; Dadurch wird einerseits
ein unwirtschaftliches Zünden des Brenners bei zu niedriger bltemperatur und andererseits
ein Verrußen bei zu niedriger Oltemperatur während des Betriebs des Brenners verhindert.
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Der Sicherheitsthermostat 29 und der Steuerungsthermostat 30 fügen
sich in den Querschnitt der Anschlußstücke 10 und 12 und damit in den Querschnitt
des Düsenstockes ein.
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Eine auf die Anschlußstücke 10 und 12 aufgeschobene Hülse 24 umschließt
die Anordnung der Kaltleiterelemente 14, der flachen Kanäle 16 und der Thermostate
29 und 30.
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Die Hülse 24 ist mit einem isolierenden Kunststoff 22 ausgegossen,
in welchen die genannten Bauteile eingebettet sind.
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L e e r s e i t e