DE2126775C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiederzünden eines emulsionsgespeisten Heizbrenners - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Es ist bereits seit längerer Zeit bekannt (vergleiche FR-PS 11 10 484), das Wiederzünden eines im Normalbetrieb mit einer Emulsion aus unter Druck stehendem flüssigen Brennstoff, Wasser und auch Luft gespeisten Heizbrenners vorzunehmen, indem die Wasserzuführung mittels eines besonderen Absperrventils abgesperrt wird, doch kann einerseits dieses Absperren nicht verhindern, daß wegen der langen Leitungswege mit relativ großem Volumen vom Absperrventil zum Mischer und vom Mischer zum Heizbrenner auch in der Wiederzündphase längere Zeit Restemulsion aus diesen Leitungswegen zum Heizbrenner gelangt, was andererseits zu einem häufigen Ausfall des Wicderzündens führt, wobei insbesondere zur Vermeidung einer Explosionsgefahr im Heizkessel nicht beliebig lang Brennstoff dem Heizbrenner und damit dem Heizkessel zugeführt werden kann, ohne daß die Verbrennung einsetzt. So wird dann bei dem bekannten Verfahren das eigentliche Wiederzünden von Hand mittels einer Fackel vorgenommen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Wiederzünd-Verfahrens ist mit einer Zuführung für mittels einer Pumpe unter Druck gesetztes öl, mit einer zum Wiederzünden durch ein Elektroventil absperrbaren Wasserzuführung und mit einem an diese anschließenden, mit dem Heizbrenner verbundenen Mischer versehen.

Das Speisen eines Heizbrenners mit einer Emulsion aus flüssigem Brennstoff und Wasser ist ebenfalls bereits bekannt (vergleiche FR-PS 15 07 219). Auch bei diesem Brenner treten Schwierigkeiten beim Wiederzünden

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sicheren Wiederzünden eines im Normalbetrieb mit einer Emulsion aus unter Druck stehendem flüssigen Brennstoff und Wasser gespeisten Heizbrenners anzugeben, dessen Wasserzuführung zum Wiederzünden abgesperrt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Lehre des Kennzeichens der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Erfindungsgemäß wird also in einfacher Weise sichergestellt, daß das Wiederzünden nur durch reinen Brennstoff erfolgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird weitergebildet durch die Lehre nach dem Anspruch 3.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 und 2 schematisch jeweils eine Heizanlage mit einem Heizbrenner, der zwei Zerstaubungsdüsen bzw. eine Zerstäubungsdüse aufweist, und mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Heizanlage von F i g. 1 heizt einen Ofen A od. dgl. mittels einer Emulsion aus flüssigem Brennstoff, insbesondere schwerem oder leichtem Heizöl, und Wasser, und zwar mit einem Heizbrenner B, der zwei Zerstaubungsdüsen 1 und 2 aufweist, deren eine einem Betrieb mit geringem Durchsatz und deren andere parallel dazu einem Betrieb mit größerem Durchsatz dient.

Die Heizanlage umfaßt drei Kreise:

einen Kreis I zur Speisung mit flüssigem Brennstoff, dargestellt mit schwarzen Linien mittlerer Stärke;

einen Kreis II zur Speisung mit Wasser, dargestellt durch zwei benachbarte Linien; und

einen Kreis III zum Fördern von reinem Brennstoff oder einer Emulsion von Brennstoff und Wasser, der in starken schwarzen Linien dargestellt ist.

Die beiden Kreise I und Il zur Speisung einerseits mit flüssigem Brennstoff und andererseits mit Wasser sind an einen Mischer 3 angeschlossen, von dem aus eine Pumpe 4 ansaugt, die durch einen Kreis 5 fördert, der sich in zwei Zweige 5a und 5b zu den Zerstäubungsdüsen 1 und 2des Heizbrenners ßunterteilt.

Der Kreis 1 zur Speisung mit flüssigem Brennstoff verbindet einen Brennstoffbehälter 6 mit flüssigem Brennstoff, der sich auf atmosphärischem Druck befindet, mit dem Mischer 3. Dabei saugt eine Pumpe 7 Brennstoff unten aus dem Brennstoffbehälter 6 und fördert ihn in eine Schleife, die aus zwei Zweigen 9 und 10 besteht, die durch ein Druckregelventil 11 verbunden sind, das die Aufrechterhaltung eines bestimmten Drucks im Zweig 9 ermöglicht, während der Zweig 10 der Schleife mit dem Ende 12 in den Brennstoffbehälter 6 mündet. Eine Abzweigung 15 von der Leitung 9 führt zu einem Eingang 16 des Mischers 3.

Der Kreis II zur Speisung mit Wasser verbindet ein Leitungsnetz 17 zur Abgabe von Wasser unter Druck mit dem Mischer 3 in folgender Weise: Vom Leitungsnetz 17 zweigt eine Leitung 18 ab, die mit zwei parallelen Zweigen verbunden ist, und zwar einem Zweig 22, in dem ein Druckminderventil 23 für kleinen Durchsatz angeordnet ist, und einem anderen Zweig 24, in dem in Reihe ein Elektroventil 25 vom Öffnungstyp und ein Druckminderventil 26 für großen Durchsatz angeordnet sind. Da das Elektroventil 25 vom

Öffnungstyp ist, ist es in Abwesenheit eines seine Spule 27 über Anschlüsse a und b speisenden elektrischen Stroms geschlossen.

Die beiden parallelen Zweige 22 und 24 führen über eine Leitung zu einem Rücksperrvemil 33 und zu einem Elektroventil 35, das ebenfalls vom Öffnungstyp ist, also geschlossen ist, wenn seiner Spule 36 an den Anschlüssen c und d kein elektrischer Erregungsstrom zugeführt wird. Der Ausgang des Elektrcventils 35 mündet bei 37 in den Mischer 3. ,₀

Im Kreis Hl mit der Förderpumpe 4 lieg¹: im Zweig 5b, die zur Zerstäubungsdüse 2 für groben Durchsatz führt, ein Elektroventil 38 vorn öffnungstyp, dessen Spule 39 bei Stromspeisung über die Anschlüsse a und b ein öffnen des Ventils hervorruft. Das heißt, das Elektro- is ventil 38 und das Elektroventil 25 können an die gleichen Punkte einer elektrischen Stromquelle angeschlossen sein.

Dagegen führt ein Zweig 5a des Kreises III direkt zur Zerstäubungsdüse 1 für geringen Durchsatz, die ihrerseits mit dem drucklosen Zweig 10 der Schleife durch eine Leitung <*o verbunden ist, in der ein Elektroventil 4t vom Schließtyp liegt, d. h., das Elektroventil 41 wird geschlossen, wenn seine Spule 42 über die Anschlüsse c und d von einem Strom durchflossen wird. Die Anschlüsse c und d des Elektroventils41 können also mit den gleichen Punkten der Stromquelle wie die Spule 36 des Elektroventils 35 verbunden sein, doch ist, da diese Elektroventile von entgegengesetztem Typ sind, bei abgeschalte!em Strom. wenn das Elektroventil 35 geschlossen ist, das Elektroventil 41 offen und umgekehrt.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Wiederzünden, nachdem die Pumpe 4 stillgesetzt worden ist und die Elektroventile in die in Fig. 1 abgebildeten Stellungen gebracht worden sind, läuft folgendermaßen ab:

Belüften des Ofens A zum Vermeiden von Explosionsgefahr;

Wiedereinschalten der Pumpen 7 und 4 und Umlauf von flüssigem Brennstoff durch den zugehörigen Kreis: Zweig 9, Abzweigung 15, Mischer 3, Pumpe 4, Kreis 5, Zweig 5a, Zerstäubungsdüse 1 für geringen Durchsatzgeöffnetes Elektroventil 41 zum Auslaß, Leitung 40, Zweig 10 am Auslaß der Schleife, Brennstoffbehälter 6; die Zerstäubungsdüse 2 für großen Durchsatz ist vom Kreis III durch das Elektroventil 38 abgesperrt, das geschlossen ist; der Umlauf von reinem Brennstoff allein hat zur Wirkung, daß die restliche Emulsion in der Zerstäubungsdüse 1 für kleinen Durchsatz weggespült und in den Brennstoffbehälter 6 zurückgeführt wird, so daß anschließend beim eigentlichen Zünden die Zerstäubungsdüse 1 mit reinem Brennstoff gespeist wird;

Schließen des Elektroventils 4t und gleichzeitiges öffnen des Elektroventils 35, was den Druck des Brennstoffs in der Zerstäubungsdüse 1 ansteigen läßt; Brennstoff ohne jede Emulsion mit Wasser wird daher von der Zerstäubungsdüse 1 derart zerstäubt, daß die Zündung mit reinem Brennstoff und dementsprechend mit einer absoluten Sicherheit erfolgt, die sich mit einer Emulsion nicht ergeben würde, wie bereits eingangs erläutert ist; durch das Öffnen des Elektrovcntils 35 wird Wasser über den Kreis 17, 18, 23, 33, 35, 37 in den Mischer 3 gespritzt; daraus folgt, daß der Druck des Brennstoffs in der Zerstäubungsdüse i wächst, wenn der Wasserkreis am Mischer 3 offen ist; von diesem ZeitDunkt an liefert die Pumpe 4 nach dem reinen Brennstoff, der den Kreis 5 und die Zerstäubungsdüse 1 füllt, Brennstoff-Wasser-Emulsion derart, daß diese Emulsion unmittelbar auf den reinen Brennstoff folgt und diesen sehr bald im von der Zerstäubungsdüse 1 kleinen Durchsatzes abgegebenen Strahl ersetzt; die Zerstäubungsdüse 1 sichert von da an einen normalen Heizbetrieb mit geringem Durchsatz;

Übergang auf den großen Durchsatz wird durch die gleichzeitige Öflnung der Elektroventile 25 und 38 gesichert; das Elektroventil 25 ermöglicht die Speisung mit Wasser durch den Zweig 24 und durch das Druckminderventil 26 für großen Durchsatz, während die Öffnung des Elektroventils 38 die Speisung der Zerstäubungsdüse 2 mit Emulsion ermöglicht, wobei die Zerstäubungsdüse 1 selbstverständlich weitergespeist wird; die Durchsätze erhöhen sich bis zum Bereich mit großem Durchsatz.

Bisher ging es nur um die Heizanlage nach 1" i g. 1. Es soll jetzt die Heizanlage nach F i g. 2 beschrieben werden, wo der Heizbrenner ö'nur eine Zerstäubungsdüse la mit veränderlichem Durchsatz aufweist.

Die Heizanlage von F i g. 2 ist der von F i g. 1 sehr ähnlich; auch hier gibt es drei Kreise I, Ua und lila, und gleiche Baugruppen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Kreis 1 zur Speisung mit flüssigem Brennstoff ist mit dem des ersten Beispiels identisch. Was den Kreis Ha zur Speisung mit Wasser betrifft, so weist er nicht den Zweig 24 mit den Ventilen 25, 26 des Kreises Il der Heizanlage von Fig. 1 auf. Schließlich hat der Kreis lila nur eine Leitung 5 zum Verbinden des Ausgangs der Pumpe 4 mit der einstellbaren Zerstäubungsdüse la.

Die Zerstäubungsdüse la ist an eine Einrichtung angeschlossen, die den Durchsatz, dieser Zerstäubungsdüse zu variieren erlaubt; die Einrichtung ist durch eine Leitung 43 angedeutet, die den Ausgang der Zerstäubungsdüse la mit dem Mischer 3 verbindet, wobei in der Leitung 43 ein Druckregler 44 an sich bekannter Bauart zur Durchsatzregelung angeordnet ist.

Das Wiederzünden des Heizbrenners B' in der Heizanlage von F i g. 2 vollzieht sich ähnlich wie in Fig. 1. Nach einem gewollten oder unerwarteten Stillsetzen der Heizanlage sind die Pumpen 4 und 7 abgeschaltet und die Elektroventile in der gezeigten Stellung, wonach das Wiederzünden folgende Verfahrenssehritte erfordert:

Belüften des Heizkessels A zur Vermeidung von Explosionsgefahr;

Einschalten der Pumpen 7 und 4 und Umlauf von flüssigem Brennstoff durch folgenden Kreis: Brennstoffbehälter 6, Pumpe 7, Zweig 9. Leitung 15, Mischer 3, Pumpe 4, Leitung 5, Körper der Zerstäubungsdüse la. geöffnetes Elektroventil 41 am Auslaß, Leitung 40. Zweig 10 am Auslaß der Schleife, Brennstoffbehälter 6; der Umlauf von reinem Brennstoff hat zur Folge, daß die Restemulsion in der Zerstäubungsdüse la herausgedrückt und in den Brennstoffbehälter 6 zurückgeführt wird;

Schließen des Elektroventils 41 und gleichzeitiges öffnen des Elektroventils 35; dies läßt den Druck des Brennstoffs in der Zerstäubungsdüse la ansteigen; reiner Brennstoff ohne Emulsion mit Wasser wird dann durch die Zerstäubungsdüse la zerstäubt, und das Wiederzünden erfolgt mit reinem Brennstoff;

durch öffnen des Druckminderventils 23 und des Elckiiuventils 35 ergibt sich ein Einspritzen von Wasser durch den Kreis 17, 18, 23, 32, 35; der Druck des Brennstoffs steigt in der Zerstäubungsdüse la an.

während der Wasserkreis am Mischer 3 offen ist; von diesem Zeitpunkt an liefert die Pumpe 4 nach dem reinen Brennstoff, der die Leitung 5 und die Zerstäubungsdüse la füllt, Brennstoff-Wasser-Emulsion derart, daß diese Emulsion unmittelbar auf den reinen Brennstoff folgt und bald den reinen Brennstoff ir zerstäubten Strahl der Zerstäubungsdüse la ersetz Eine Änderung des Durchsatzes der Zerstäubun

se 1 a wird dabei mittels des Druckreglers 44 erreicl

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wiederzünden eines im Normalbetrieb mit einer Emulsion aus unter Druck stehendem flüssigen Brennstoff und Wasser gespeisten Heizbrenners, dessen Wassei zuführung zum Wiederzünden abgesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederzünden mit reinem flüssigen Brennstoff erfolgt, durch den die vorher vom Normalbetrieb her noch vorhandene >° Restemulsion aus wenigstens einem Teil des Heizbrenners zum Brennstoffbehälter hin verdrängt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Zuführung für mittels einer Pumpe unter Druck gesetztes öl, mit einer zum Wiederzünden durch ein Elektroventil absperrbaren Wasserzuführung und mit einem an diese anschließenden, mit dem Heizbrenner verbundenen Mischer, gekennzeichnet durch eine von wenigstens einem Teil des Heizbrenners zum Brennstoffbehälter hin führende Leitung (40) mit einem zweiten Elektroventil (41), das während des Verdrängens der Restemulsion geöffnet ist, während das erste Elektroventil (35) geschlossen ist, das nach Schließen des zweiten Elektroventils (41) wieder geöffnet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Heizbrenner mil zwei parallelen Zerstäubungsdüsen (1, 2) unterschiedlichen Durchsatzes von der Zerstäubungsdüse (1) für geringeren Durchsatz die Leitung (40) ausgeht.