DE10024410A1 - Arrangement for regulating a combustion device - Google Patents

Arrangement for regulating a combustion device

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Abstract

Die Anordnung weist eine Luftleitung (1) auf, in der ein in seiner Drehzahl veränderbarer Ventilator (2) sowie ein laminarer Strömungswiderstand (5) vorgesehen sind. Ferner ist eine Gasleitung (6) vorhanden, die einen Regler (7) sowie einen weiteren laminaren Strömungswiderstand (9) enthält. Der Regler (7) arbeitet in Abhängigkeit vom Druck in der Luftleitung (1) stromauf des dortigen Strömungswiderstands (5). Die laminaren Strömungswiderstände (5, 9) sind als Sinterkörper ausgebildet.The arrangement has an air line (1) in which a fan (2) with variable speed and a laminar flow resistance (5) are provided. There is also a gas line (6) which contains a regulator (7) and a further laminar flow resistance (9). The regulator (7) works depending on the pressure in the air line (1) upstream of the flow resistance (5) there. The laminar flow resistances (5, 9) are designed as sintered bodies.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln einer Brenngas-Luft-Verbrennungseinrichtung mit einer Luftleitung, ferner mit einer Gasleitung, in der ein in Abhängigkeit von der Leistung der Verbrennungseinrichtung arbeitender Regler und ein laminarer Strömungswiderstand angeordnet sind, und mit einem in seiner Drehzahl veränderbarer Ventilator, der die Luft und/oder ein Brenngas-Luftgemisch zur Verbrennungs­ einrichtung fördert. Die Erfindung betrifft ferner einen derartigen laminaren Strömungswiderstand.The invention relates to an arrangement for controlling a Fuel gas-air combustion device with an air line, also with a gas line in which a depending on the performance of the combustion device working regulator and a laminar flow resistance are arranged, and with a variable speed fan, the the air and / or a fuel gas-air mixture for combustion institution promotes. The invention further relates to a such laminar flow resistance.

Bei Regelanordnungen der eingangs genannten Art wird die Leistung der Verbrennungseinrichtung über die Ventilator­ drehzahl eingestellt. Der Regler liefert die zugehörige Gas­ menge und ändert diese, sobald die Leistung verstellt wird.In the case of control arrangements of the type mentioned at the beginning, the Performance of the combustion device via the fan speed set. The controller supplies the associated gas quantity and changes this as soon as the output is adjusted.

Kommt ein Verfahren zum Einsatz, bei dem ein für die Verbrennungsgüte charakteristisches Signal zur Verfügung steht (SCOT-Verfahren, O2-Sensor. . .), kann ein geschlossener Regelkreis aufgebaut werden, so daß lediglich in der Gaslei­ tung ein laminarer Strömungswiderstand vorgesehen werden muß. Beim SCOT-Verfahren wird die jeweilige Gasmenge, die zum Einhalten der vorgegebenen Luftzahl erforderlich ist, aus einer Messung des Ionisationsstroms abgeleitet. Dabei arbeitet der Regler nicht nur in Abhängigkeit von der Lei­ stung der Verbrennungseinrichtung, sondern auch in Abhängig­ keit von anderen Einflußgrößen auf die Luftzahl, wie z. B. Veränderungen der Gasbeschaffenheit, Temperaturänderungen, Dichteänderungen, Änderungen im Anlagenwiderstand usw..If a method is used in which a signal characteristic of the combustion quality is available (SCOT method, O 2 sensor...), A closed control loop can be set up so that a laminar flow resistance is only provided in the gas line got to. In the SCOT process, the amount of gas required to maintain the specified air ratio is derived from a measurement of the ionization current. The controller works not only as a function of the performance of the combustion device, but also as a function of other factors influencing the air ratio, such as. B. Changes in gas quality, temperature changes, density changes, changes in plant resistance, etc.

Vielfach wird die Regelanordnung so ausgebildet, daß der Regler den Gasvolumenstrom in Abhängigkeit vom Luftvolumen­ strom bestimmt. Hierzu enthält dann auch die Luftleitung einen laminaren Strömungswiderstand. Der Druck in der Luft­ leitung stromauf des dortigen Strömungswiderstands wird als Steuerdruck an den in der Gasleitung angeordneten Regler angelegt.In many cases, the control arrangement is designed so that the Regulator the gas volume flow depending on the air volume current determined. The air line then also contains this a laminar flow resistance. The pressure in the air  line upstream of the flow resistance there is called Control pressure at the regulator arranged in the gas line created.

Die Volumenströme korrelieren jeweils mit dem Druckver­ lust über dem zugehörigen Strömungswiderstand. Insoweit haben sich laminare Strömungswiderstände bewährt, da hier der Volumenstrom proportional zum Druckverlust ist und nicht, wie im Falle turbulenter Strömungswiderstände, pro­ portional zur Wurzel aus dem Druckverlust. Mit laminaren Strömungswiderständen läßt sich also ein großer Regelbereich mit relativ geringen Druckverlusten realisieren.The volume flows correlate with the pressure ver lust over the associated flow resistance. So far laminar flow resistances have proven themselves here the volume flow is proportional to the pressure loss and not, as in the case of turbulent flow resistances, per proportional to the root of the pressure loss. With laminar Flow resistances can therefore be a large control range realize with relatively low pressure losses.

Bekannt ist eine Regelanordnung mit laminaren Strö­ mungswiderständen aus der DE 197 49 510 A1. Dort bestehen die Strömungswiderstände, in Anlehnung an Kapillaren, aus parallelen, geradlinigen Kanälen. Es wurde gefunden, daß derartige laminare Strömungswiderstände nur begrenzt an anwenderspezifische Anforderungen anpaßbar sind.A control arrangement with laminar flows is known mung resistors from DE 197 49 510 A1. Exist there the flow resistance, based on capillaries parallel, straight lines. It was found that such laminar flow resistances only to a limited extent user-specific requirements are adaptable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anpaßbarkeit an anwenderspezifische Anforderungen zu erhö­ hen.The invention is therefore based on the object Increase adaptability to user-specific requirements hen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Anordnung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der laminare Strömungswiderstand als Sinterkörper ausgebildet ist.To solve this problem, the above is Arrangement according to the invention characterized in that the laminar flow resistance designed as a sintered body is.

Die Erfindung schafft ferner einen laminaren Strömungs­ widerstand, insbesondere für eine Anordnung zum Regeln einer Brenngas-Luft-Verbrennungseinrichtung, wobei dieser Strö­ mungswiderstand zur Lösung der gestellten Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß er als Sinterkör­ per ausgebildet ist.The invention also provides laminar flow resistance, especially for an arrangement for regulating one Fuel gas-air combustion device, this stream Resistance to solve the problem is characterized according to the fact that it as a sintered body is trained by.

Die Korngröße und die sich daraus ergebenden Zwischen­ räume des Sintermaterials bestimmen maßgeblich die Lineari­ tät, den Volumenstrom und den zugehörigen Druckverlust des Strömungswiderstandes, und zwar in Verbindung mit der Kontur des Sinterkörpers, nämlich mit dessen frei angeströmter Fläche und mit dessen Dicke. Anstelle paralleler Kanäle arbeitet die Erfindung mit stochastisch angeordneten, freien Zwischenräumen, die sehr gute Ergebnisse ermöglichen.The grain size and the resulting intermediate Spaces of the sintered material largely determine the lineari act, the volume flow and the associated pressure loss of the Flow resistance, in connection with the contour of the sintered body, namely with its free flow Area and its thickness. Instead of parallel channels  the invention works with stochastically arranged, free Spaces that allow very good results.

Vor allen Dingen über die Parameter der Korngröße und der Geometrie lassen sich die laminaren Strömungswiderstände sehr einfach an unterschiedliche Anforderungen anpassen. Die Freiheit in der konstruktiven Gestaltung ist groß. Auch wird eine kleine, sehr kompakte Bauweise ermöglicht. Schließlich ist hervorzuheben, daß sich die laminaren Strömungswider­ stände äußerst preisgünstig herstellen lassen. Sie bestehen bevorzugt aus Sintermetall, Sinterkunststoff oder Sinterke­ ramik.Above all about the parameters of grain size and The laminar flow resistances can be adapted to the geometry adapt very easily to different requirements. The Freedom in the constructive design is great. Also will allows a small, very compact design. Finally it should be emphasized that the laminar flow resistance have stands manufactured at extremely affordable prices. They exist preferably made of sintered metal, sintered plastic or sintered stone ceramic.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:In the following the invention is preferred based on Embodiments in connection with the accompanying Drawing explained in more detail. The drawing shows in:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungs­ beispiels der neuen Regelanordnung; und Fig. 1 is a schematic diagram of a first embodiment example of the new control arrangement; and

Fig. 2 eine Prinzipschaltung eines zweiten Ausführungs­ beispiels der Regelanordnung nach der Erfindung. Fig. 2 shows a basic circuit of a second embodiment example of the control arrangement according to the invention.

Die Regelanordnung gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist eine Luftleitung 1 auf, in der ein Ventilator 2 angeordnet ist. Über die Drehzahl des Ventilators 2 wird die Leistung einer Verbrennungseinrichtung 3 eingestellt.The control arrangement according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 has an air line 1 in which a fan 2 is arranged. The output of a combustion device 3 is set via the speed of the fan 2 .

Der Ventilator 2 fördert in einen Mischer 4, und zwar unter Zwischenschaltung eines laminaren Strömungswiderstands 5. Der Mischer 4 ist außerdem an eine Gasleitung 6 ange­ schlossen, in der ein Regler 7 arbeitet. Der Regler 7 wird über eine Steuerleitung 8 mit dem in der Luftleitung 1 stromauf des Strömungswiderstandes 5 herrschenden Druck beaufschlagt und bestimmt den Eingangsdruck eines laminaren Strömungswiderstandes 9, der zwischen dem Regler 7 und dem Mischer 4 in der Gasleitung 6 angeordnet ist.The fan 2 feeds into a mixer 4 , with the interposition of a laminar flow resistance 5 . The mixer 4 is also connected to a gas line 6 , in which a controller 7 works. The regulator 7 is pressurized via a control line 8 with the pressure prevailing in the air line 1 upstream of the flow resistance 5 and determines the inlet pressure of a laminar flow resistance 9 , which is arranged between the regulator 7 and the mixer 4 in the gas line 6 .

Beide laminare Strömungswiderstände 5 und 9 sind als Sinterkörper ausgebildet, und zwar im vorliegenden Falle aus Sinterkunststoff. Der laminare Strömungswiderstand 5 kann in der Luftleitung entfallen, sofern der in der Gasleitung 6 angeordnete Regler 7 in Abhängigkeit eines für die Luftzahl repräsentativen Steuersignals der Verbrennungseinrichtung arbeitet. Der Ventilator 2 kann auch bei dem in Fig. 1 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel zwischen Mischer 4 und Ver­ brennungseinrichtung 3 angeordnet sein und das Brenngas- Luftgemisch zur Verbrennungseinrichtung 3 fördern.Both laminar flow resistors 5 and 9 are designed as sintered bodies, in the present case made of sintered plastic. The laminar flow resistance 5 can be omitted in the air line if the controller 7 arranged in the gas line 6 operates in dependence on a control signal of the combustion device representative of the air ratio. The fan 2 may also be in which, in Fig. 1 is provided between the mixer 4 and embodiment Ver combustion device 3 may be arranged, and the fuel gas air mixture for combustion promoting device 3.

Das in Fig. 2 als Prinzipschaltbild dargestellte Aus­ führungsbeispiel der neuen Regelanordnung unterscheidet sich dadurch von der Anordnung gemäß Fig. 1, daß die Luftleitung 1 und die Brenngasleitung 6 in ein gemeinsames Laminarele­ ment 15 münden. Auch dieses Laminarelement ist als Sinter­ körper ausgebildet. Es führt zu einem weitgehend laminaren Strömungsverhalten sowohl dar Luft als auch des Brenngases und ist stromauf des Mischers 4 und des Ventilators 2 ange­ ordnet. Das gemeinsame Strömungselement 15 hat den Vorteil, daß die in Fig. 1 vorzugsweise vorgesehenen beiden lamina­ ren Strömungswiderstände 5 und 9 zu einem als Sinterkörper ausgebildeten Laminarelement vereinigt sind. Im übrigen sind die Komponenten und Funktionen der beiden Regelanordnungen gemäß den Fig. 1 und 2 gleich.From the example of the new control arrangement shown in Fig. 2 as a schematic diagram differs from the arrangement according to FIG. 1 in that the air line 1 and the fuel gas line 6 lead into a common Laminarele element 15 . This laminar element is designed as a sintered body. It leads to a largely laminar flow behavior of both the air and the fuel gas and is arranged upstream of the mixer 4 and the fan 2 . The common flow element 15 has the advantage that the two lamina ren flow resistors 5 and 9 preferably provided in FIG. 1 are combined to form a sintered body laminar element. Otherwise, the components and functions of the two control arrangements according to FIGS . 1 and 2 are the same.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abwandlungs­ möglichkeiten gegeben. Insbesondere kann an Stelle von Sin­ terkunststoff auch Sintermetall oder Sinterkeramik als Mate­ rial der Sinterkörper verwendet werden.Various modifications are within the scope of the invention opportunities. In particular, instead of Sin sintered metal or sintered ceramic as mate rial of the sintered body can be used.

Claims (6)

1. Anordnung zum Regeln einer Brenngas-Luft-Verbren­ nungselnrichtung (3), mit einer Luftleitung (1), ferner mit einer Gasleitung (6), in der ein in Abhängigkeit von der Leistung der Verbrennungseinrichtung (3) arbeitender Regler (7) und ein laminarer Strömungswiderstand (9; 15) angeordnet sind, und mit einem in seiner Drehzahl veränderbaren Ventilator (2), der die Luft und/oder ein Brenngas- Luftgemisch zur Verbrennungseinrichtung (3) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß der laminare Strömungswiderstand (9; 15) als Sinterkörper ausgebildet ist.1. Arrangement for regulating a fuel gas-air combus- tion direction ( 3 ), with an air line ( 1 ), further with a gas line ( 6 ) in which a depending on the performance of the combustion device ( 3 ) working controller ( 7 ) and a laminar flow resistance ( 9 ; 15 ) are arranged, and with a fan ( 2 ) variable in its speed, which conveys the air and / or a fuel gas / air mixture to the combustion device ( 3 ), characterized in that the laminar flow resistance ( 9 ; 15 ) is designed as a sintered body. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch in der Luftleitung (1) ein als Sinterkörper ausgebildeter laminarer Strömungswiderstand (5; 15) angeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a laminar flow resistance ( 5 ; 15 ) designed as a sintered body is also arranged in the air line ( 1 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Sinterkörper ausgebildeter laminarer Strömungswiderstand (15) sowohl mit der Luftleitung, als auch mit der Gasleitung (6) verbunden ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a laminar flow resistance ( 15 ) designed as a sintered body is connected to both the air line and the gas line ( 6 ). 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der laminare Strömungswiderstand (9; 15) bzw. die laminaren Strömungswiderstände (9, 5; 15) aus Sintermetall, Sinterkunststoff oder Sinterkeramik besteht bzw. bestehen.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laminar flow resistance ( 9 ; 15 ) or the laminar flow resistances ( 9 , 5 ; 15 ) consists of sintered metal, sintered plastic or sintered ceramic. 5. Laminarer Strömungswiderstand, insbesondere für eine Anordnung zum Regeln einer Brenngas-Luft-Verbrennungsein­ richtung (3), dadurch gekennzeichnet, daß der laminare Strömungswiderstand als Sinterkörper ausgebildet ist.5. Laminar flow resistance, in particular for an arrangement for regulating a fuel gas-air-Brennein direction ( 3 ), characterized in that the laminar flow resistance is designed as a sintered body. 6. Laminarer Strömungswiderstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Sintermetall, Sinter­ kunststoff oder Sinterkeramik besteht.6. Laminar flow resistance according to claim 5, characterized in that it is made of sintered metal, sintered plastic or sintered ceramic.
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