DE10114901A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Luftzahl - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der LuftzahlInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Luftzahl eines aus einem gasförmigen Brennstoff und Luft hergestellten Brennstoff/Luftgemischs zum Betreiben eines Brenners, wobei DOLLAR A a) als erster Messwert der Massestrom des Brennstoffs ermittelt wird, DOLLAR A b) als zweiter Messwert die Viskosität oder eine Funktion desselben des Brennstoffs ermittelt wird, DOLLAR A c) ein Massestrom des Brennstoffs auf der Grundlage des ersten und zweiten Messwerts so geregelt wird, daß ein vorgegebener Brennwert pro Zeiteinheit des an den Brenner geförderten Brennstoffs im Wesentlichen konstant gehalten wird, DOLLAR A d) als dritter Messwert ein Massestrom der Luft ermittelt wird und DOLLAR A e) der Massestrom der Luft in Abhängigkeit mindestens zweier Messwerte so gesteuert wird, dass eine vorgegebene Luftzahl lambda des Brennstoff/Luftgemischs eingestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Einstellung der Luftzahl eines aus einem gasförmigen Brenn
stoff und Luft hergestellten Brennstoff/Luftgemischs zum Be
treiben eines Brenners.
Aus der DE 29 28 739 B1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem
ein Teilstrom von brennbarem Gas abgezweigt und über einen
Laminarwiderstand geleitet wird. Es wird der Druckabfall über
dem Laminarwiderstand bei konstanter Temperatur oder mit ge
eigneter Temperaturkompensierung gemessen. Aus dem gemessenen
Druckabfall bzw. der Viskosität des Gases kann auf den Wobbe-
Index und damit auf den Heiz- sowie Brennwert des Gases ge
schlossen werden.
Aus der WO 2000/065280 ist eine Vorrichtung zur Messung der
Viskosität eines Gas/Luftgemischs oder eines Gases bekannt,
wobei in Abhängigkeit der gemessenen Viskosität das
Gas/Luftgemisch einstellbar ist.
Mit der bekannten Vorrichtung können über das Gasnetz einge
tragene Druckschwankungen nicht erfaßt werden. Es ist das
Vorsehen eines vorgeschalteten Druckreglers erforderlich. Die
bekannte Vorrichtung ist nicht besonders universell, weil da
mit das Gas/Luftgemisch lediglich auf einen vorgegebenen Wert
optimiert wird. Es wird insbesondere nicht berücksichtigt,
daß ein Brenner je nach Wahl einer vorgegebenen Betriebsart
u. U. mit unterschiedlichen Gas/Luftgemischen zu betreiben
ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein universelles Verfahren und
eine universelle Vorrichtung zur Einstellung der Luftzahl ei
nes Brennstoff/Luftgemischs anzugeben.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig gelöst, indem
- a) als erster Meßwert der Massestrom des Brennstoffs ermit telt wird,
- b) als zweiter Meßwert die Viskosität des Brennstoffs oder eine Funktion derselben ermittelt wird,
- c) ein Massestrom des Brennstoffs auf der Grundlage des er sten und zweiten Meßwerts so geregelt wird, daß ein vorgege bener Brennwert des pro Zeiteinheit an den Brenner geförder ten Brennstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird,
- d) als dritter Meßwert ein Massestrom der Luft ermittelt wird, und
- e) der Massestrom der Luft in Abhängigkeit mindestens zwei er der Meßwerte so gesteuert wird, daß eine vorgegebene Luft zahl des Brennstoff/Luftgemischs eingestellt wird.
Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders universell. Die
Messung des Massestroms des Brennstoffs ermöglicht es, Druck
schwankungen im Gasnetz zu erkennen. Solche Druckschwankungen
können unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens rege
lungstechnisch kompensiert werden. Das Vorsehen eines Druck
reglers ist nicht mehr erforderlich. Die Messung der Viskosi
tät des Brennstoffs ermöglicht eine sofortige Erkennung einer
Änderung der Zusammensetzung des Gases. Eine damit einherge
hende Änderung des Wobbe-Index bzw. Heiz- oder Brennwerts des
Brennstoffs kann ebenfalls regelungstechnisch kompensiert
werden. Die Messung des Massestroms der Luft ermöglicht es,
die Luftzahl gemäß den technischen Anforderungen des jeweils
verwendeten Brennertyps anzupassen. Ferner kann die Luftzahl
an die jeweilige Betriebsart des Brenners, z. B. den Zündvor
gang oder dgl., nach vorgegebenen Werten eingestellt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt jederzeit einen stabilen
und sicheren Betrieb unterschiedlichster Brenner selbst bei
Druckschwankungen im Gasnetz oder sich ändernden Gaszusammen
setzungen.
Gerade sich ändernde Gaszusammensetzungen haben es nach dem
Stand der Technik erforderlich gemacht, Brenner so auszule
gen, daß sie in einem relativ breiten Luftzahl-Bereich ein
wandfrei funktionieren. Derartige Brenner sind gleichzeitig
mit dem Nachteil behaftet, daß die Verbrennung nicht optimal
ist. Unerwünschte Emissionen sind die Folge. Das erfindungs
gemäße Verfahren erlaubt nun den Einsatz von Brennern, die
auf einen relativ engen Luftzahl-Bereich optimiert sind. Sol
che Brenner können mit niedrigen Emissionswerten betrieben
werden.
Hinsichtlich der Grundlagen des Zusammenhangs zwischen der
Viskosität von Gasen und dem Wobbe-Index, dem Reiz- und
Brennwert wird insbesondere auf die DE 29 28 739 B1 und die
WO 2000/065280 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit
einbezogen wird. Die Luftzahl λ ist durch die folgende Bezie
hung gegeben:
wobei L die aus der Verbrennungsrechnung sich ergebende tat
sächliche Verbrennungsluftmenge und LMin der Mindestluftbedarf
ist.
Vorteilhafterweise erfolgt die Steuerung des Massestroms der
Luft beim Schritt lit. e in Abhängigkeit der Meßwerte, d. h.
des ersten, zweiten und dritten Meßwerts. Die Steuerung ist
dann besonders genau. Der Massestrom der Luft kann mittels
eines Gebläses gesteuert werden. Je höher die Drehzahl des
Gebläses ist, desto höher ist der Anteil an dem Brenn
stoff/Luftgemisch zugesetzter Luft. Durch eine Erhöhung der
Drehzahl des Gebläses kann die Luftzahl λ erhöht werden, wenn
gleichzeitig der pro Zeiteinheit zugeführte Brennwert des
Brennstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Meßwerte an
eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, gemäß einem
vorgegebenen Algorithmus verarbeitetet und mittels der Daten
verarbeitungseinrichtung der Massestrom des Brennstoffs mit
einem in den Brennstoffstrom eingeschalteten Dosierventil ge
regelt. Der Massestrom der Luft kann mittels eines Gebläses
und/oder eines zweiten Dosierventils gesteuert werden. Bei
der Datenverarbeitungseinrichtung kann es sich um eine her
kömmliche mit einem Mikroprozessor versehene Auswerte- und
Steuerelektronik handeln. Das/die Dosierventil/e ist/sind
zweckmäßigerweise pneumatisch oder mittels eines elektrischen
Stellantriebs regelbar.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann die Luftzahl
in Abhängigkeit der Stabilität einer im Brenner erzeugten
Flamme geregelt werden. Dazu kann im Brenner z. B. ein licht
empfindlicher Widerstand oder dgl. vorgesehen sein. Davon
können vierte Meßwerte an die Datenverarbeitungseinrichtung
übermittelt werden. Auf der Grundlage der vierten Meßwerte
und der dritten Meßwerte ist es möglich, das Gebläse und/oder
das zweite Dosierventil nicht nur zu steuern, sondern auch zu
regeln. Eine Regelung des Gebläses und/oder des zweiten Do
sierventils kann auch in Abhängigkeit einer vorgegebenen
Heizleistung des Brenners erfolgen. In diesem Fall werden die
fünften Meßwerte von einer Einrichtung zur Messung der Lei
stung des Brenners an die Datenverarbeitungseinrichtung über
mittelt. Es ist ebenfalls möglich, die Luftzahl so zu regeln,
daß die bei der Verbrennung gebildeten Emissionen minimal
sind. In diesem Fall ist im Brenner z. B. eine λ-Sonde vorge
sehen, welche sechste Meßwerte an die Datenverarbeitungsein
richtung übermittelt.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, wo
bei in eine Brennstoff-Zuführleitung ein erster Massestrom
sensor zur Ermittlung eines ersten Meßwerts, eine Einrichtung
zur Messung eines zweiten Meßwerts der Viskosität des Brenn
stoffs oder einer Funktion derselben und ein Dosierventil
eingeschaltet sind,
wobei in eine Luft-Zuführleitung ein zweiter Massestromsensor zur Ermittlung eines dritten Meßwerts eingeschaltet ist,
wobei ein Mittel zur Steuerung des Massestroms der Luft vor gesehen ist,
wobei eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Regelung des Ma ssestroms des Brennstoffs mittels des ersten Dosierventils vorgesehen ist, wobei der Messestrom des Brennstoffs in Ab hängigkeit des ersten und des zweiten Meßwerts so regelbar ist, daß ein vorgegebener Brennwert des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird, und
wobei mittels der Datenverarbeitungseinrichtung der Masse strom der Luft in Abhängigkeit mindestens zweier der Meßwerte so steuerbar ist, daß eine vorgegebene Luftzahl λ einstellbar ist.
wobei in eine Luft-Zuführleitung ein zweiter Massestromsensor zur Ermittlung eines dritten Meßwerts eingeschaltet ist,
wobei ein Mittel zur Steuerung des Massestroms der Luft vor gesehen ist,
wobei eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Regelung des Ma ssestroms des Brennstoffs mittels des ersten Dosierventils vorgesehen ist, wobei der Messestrom des Brennstoffs in Ab hängigkeit des ersten und des zweiten Meßwerts so regelbar ist, daß ein vorgegebener Brennwert des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird, und
wobei mittels der Datenverarbeitungseinrichtung der Masse strom der Luft in Abhängigkeit mindestens zweier der Meßwerte so steuerbar ist, daß eine vorgegebene Luftzahl λ einstellbar ist.
Bei den verwendeten Massestromsensoren kann es sich um her
kömmliche Massestromsensoren handeln. Geeignet sind z. B.
Hitzdrahtsensoren, Karman-Vortex-Sensoren und dgl.. Bei der
Einrichtung zur Messung der Viskosität des Brennstoffs kann
es sich ebenfalls um eine herkömmliche Einrichtung handeln,
wie sie z. B. aus der DE 29 28 739 oder der WO 2000/065280 be
kannt sind. Der Offenbarungsgehalt der vorgenannten Druck
schriften wird insoweit einbezogen. Auch bei dem Dosierventil
kann es sich um ein nach dem Stand der Technik übliches Do
sierventil handeln, welches zweckmäßigerweise pneumatisch
oder elektrisch regelbar ist.
Vorteilhafterweise kann mittels der Datenverarbeitungsein
richtung der Massestrom der Luft in Abhängigkeit der Meßwer
te, d. h. des ersten, zweiten und dritten Meßwerts, steuerbar
sein. Die damit erreichte Steuerung ist besonders exakt. Der
Massestrom der Luft kann insbesondere mittels der Leistung
eines Gebläses oder eines weiteren Dosierventils gesteuert
werden.
Hinsichtlich der weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen wird
auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen, welche auch
vorrichtungsseitig sinngemäß anwendbar sind.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 die Luftzahl λ aufgetragen über der Leistung
eines Brenners,
Fig. 3 die Luftzahl λ aufgetragen über der Zeit für
verschiedene Betriebsbedingungen und
Fig. 4a bis c schematische Bestandteile einer erfindungsge
mäßen Steuer- und Regelvorrichtung.
In Fig. 1 ist in eine für gasförmigen Brennstoff bzw. Gas ge
eignete Zuführleitung 1 ein Sicherheits-Magnetventil bzw. Ab
sperrventil 2 eingeschaltet. Das Absperrventil 2 ist über ei
ne erste Steuerleitung 3 mit einer Datenverarbeitungseinrich
tung 4 verbunden. Dabei kann es sich um eine Auswerte- und
Steuerelektronik handeln, welche mit einem Mikroprozessor und
einen fest eingespeicherten Algorithmus zur Auswertung von
Meßdaten sowie zur Steuerung ausgestattet ist. Eine stromab
wärts dem Absperrventil 2 nachgeschaltete Einrichtung 5 zur
Messung der Viskosität des Gases weist z. B. als Strömungswi
derstand eine Kapillare (hier nicht gezeigt) auf, durch wel
che ein vom Gasstrom abgezweigter Teilstrom mit laminarer
Strömung geführt ist. Ein Druckabfall über der Kapillare wird
mittels einer geeigneten Druckmeßeinrichtung (ebenfalls nicht
gezeigt) gemessen. Aus dem gemessenen Druckabfall kann auf
den Wobbe-Index, den Brenn- und Heizwert des Gases geschlos
sen werden. Die Druckmeßeinrichtung ist über eine erste Meß
leitung 6 mit der Datenverarbeitungseinrichtung 4 verbunden.
Der Einrichtung 5 zur Messung der Viskosität des Gases ist
ein erster Massestromsensor 7 nachgeordnet. Dabei kann es
sich z. B. um einen herkömmlichen Hitzdrahtsensor handeln.
Hitzdrahtsensoren messen den Massestrom des Gases auf der
Grundlage der Flugzeit eines dem Gasstrom aufgeprägten Wärme
signals. Der erste Massestromsensor 7 ist über eine zweite
Meßleitung 8 mit der Datenverarbeitungseinrichtung 4 verbun
den. Dem ersten Massestromsensor 7 nachgeordnet ist ein er
stes Dosierventil 9, daß mit einer zweiten Steuerleitung 10
mit der Datenverarbeitungseinrichtung 4 verbunden ist. Die
Gas-Zuführleitung 1 mündet beim Verzweigungspunkt 11 in eine
Luft-Zuführleitung 12. In die Luft-Zuführleitung 12 einge
schaltet ist ein zweiter Massestromsensor 13, welcher mit ei
ner dritten Meßleitung mit der Datenverarbeitungseinrichtung
4 verbunden ist. Mit 15 ist ein Gebläse bezeichnet, welches
stromabwärts des Verzweigunspunkts 11 in eine Gas/Luftge
mischleitung 16 eingeschaltet ist. Das Gebläse 14 ist über
eine dritte Steuerleitung 17 mit der Datenverarbeitungsein
richtung 4 verbunden. Stromabwärts des Gebläses 14 befindet
sich ein Brenner 18 mit einer Zündvorrichtung 20, welche über
vierte Steuerleitungen 19 mit der Datenverarbeitungseinrich
tung 4 verbunden ist.
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Die Gas-Zuführleitung 1 kann unmittelbar, d. h. ohne Zwischen
schaltung eines Druckreglers, an das Gasnetz angeschlossen
sein. Es kann zunächst eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt
werden. Dazu wird das Absperrventil 2 geschlossen. Mittels
des ersten Massestromsensors 7 wird ermittelt, ob das Ab
sperrventil 2 ordnungsgemäß dicht die Gas-Zuführleitung 1 ab
sperrt. Sofern das der Fall ist, kann das Absperrventil 2
durch entsprechende Ansteuerung über die erste Steuerleitung
3 geöffnet werden. Auf der Strecke bis zum ersten Dosierven
til 9 wird mittels der Einrichtung 5 die Viskosität und mit
dem ersten Massestromsensor 7 der Massestrom des Gases gemes
sen. Die beiden Meßwerte werden an die Datenverarbeitungsein
richtung 4 übermittelt und dort gemäß einem vorgegebenen Al
gorithmus ausgewertet. Dabei werden verschiedene vorgegebene
Parameter, wie z. B. die Eigenschaften des Brenners 18, be
rücksichtigt. Die Verarbeitung der von der Einrichtung 5 und
dem ersten Massestromsensor 7 gelieferten Meßergebnisse be
wirkt Steuerimpulse, mit denen das erste Dosierventil 9 so
gesteuert wird, daß am Verzweigungspunkt 11 ein Gasstrom mit
einem konstanten Brennwert pro Zeiteinheit bereitgestellt
wird. Bei dem ersten Dosierventil 9 kann es sich um ein Im
puls-, Drehschieber- oder ein Piezo-Ventil handeln. Eine Ab
weichung der Viskosität oder des Massestroms des Gases be
wirkt eine sofortige Änderung des Querschnitts des ersten Do
sierventils 9, so daß der vorgegebene Brennwert pro Zeitein
heit stets konstant gehalten wird. Es wird also jede Druck
schwankung des Gasnetzes und jede Änderung der Gaszusammen
setzung erkannt und in geeigneter Weise kompensiert.
Mittels des zweiten Massestromsensors 13 wird der Massestrom
der Luft gemessen. Das Gas/Luftgemisch wird durch die Luft
zahl λ bestimmt. Eine von der Datenverarbeitungseinrichtung 4
in Abhängigkeit vorgegebener Betriebszustände, z. B. Zündung
des Brenners, wird durch eine geeignete Steuerung des Geblä
ses 15 eingestellt. Die vorgegebene Luftzahl λ korrespondiert
bei Zufuhr eines Gases mit konstantem Brennwert pro Zeitein
heit zum Massestrom der zugeführten Luft. Die Luftzahl λ ist
also über den Massestrom der Luft einstellbar.
Der Massestrom der Luft kann z. B. über die Leistung des Ge
bläses, d. h. dessen Drehzahl, oder über ein dem Gebläse vor-
oder nachgeschaltetes zweites Dosierventil (hier nicht ge
zeigt) gesteuert werden.
Es ist ferner möglich, die Luftzahl λ in Abhängigkeit weite
rer Parameter zu regeln. So können im Bereich des Brenners 18
geeignete Sensoren zur Erfassung der Stabilität der Flamme,
der Leistung des Brenners 18 oder der bei der Verbrennung er
zeugten Emissionen vorgesehen sein. Derartige (hier nicht ge
zeigte) Sensoren können über (hier nicht gezeigte) vierte,
fünfte oder sechste Meßleitungen mit der Datenverarbeitungs
einrichtung 4 verbunden sein. Die Luftzahl λ kann dann z. B.
so geregelt werden, daß eine vorgegebene Stabilität der Flam
me aufrechterhalten wird, eine bestimmte Leistung des Bren
ners 18 konstant gehalten wird oder Emissionswerte minimal
gehalten werden.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel ist keineswegs so zu
verstehen, daß die erwähnten Komponenten in der beschriebenen
Reihenfolge angeordnet sein müssen. Es ist selbstverständlich
möglich, die Einrichtung 5, den ersten Massestromsensor 7 und
das Dosierventil 9 auch in anderer Reihenfolge anzuordnen.
Ferner ist es auch möglich den zweiten Massestromsensor 13
und das Gebläse 14 in einer anderen Reihenfolge und Anordnung
bezüglich des Punkts 11 anzuordnen.
Fig. 2 zeigt die Luftzahl λ aufgetragen über der Leistung P
eines Brenners. Das mit A bezeichnete Betriebsfeld ist ty
pisch für Brenner nach dem Stand der Technik. Solche Brenner
müssen infolge der beim üblichen Betrieb auftretenden Ände
rungen der Gasarten einen sicheren Betrieb über einen relativ
weiten Bereich an Luftzahlen λ gewährleisten. Der entspre
chende Leistungsbereich P, die sogenannte Modulation, ist
nicht besonders breit. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bzw. einer zur Durchführung dieses Verfahrens ge
eigneten Vorrichtung können Brenner eingesetzt werden, welche
auf den Betrieb eines engen Bereichs von Luftzahlen λ einge
stellt sind. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfah
rens erfolgt eine Änderung der Luftzahl λ innerhalb vorgege
bener Grenzen. Eine zufällige, nicht erwünschte Änderung der
Luftzahl λ ist ausgeschlossen. Brenner, welche hinsichtlich
der Luftzahl λ auf einen relativ engen Betriebsbereich einge
stellt sind, können mit niedrigen Emissionwerten betrieben
werden. Sie weisen eine verbesserte Modulation auf. Das Be
triebsfeld solcher Brenner ist mit B in Fig. 2 bezeichnet.
In Fig. 3 ist die Luftzahl λ über der Zeit aufgetragen. Es
ist vergleichend ein Brenner gezeigt, welcher mit und ohne
erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Wechsel der Gasart G
20 auf G 23 betrieben wird. Sofern die erfindungsgemäße Vor
richtung nicht vorgesehen ist, erhöht sich bei einem Wechsel
auf die Gasart G 23 die Luftzahl λ derart, daß eine Flamme im
Brenner erlischt.
Die Fig. 4a bis c zeigen schematisch eine erfindungsgemäße
Steuer- und Regelvorrichtung. Eine Einlaßplatte 21 weist An
schlüsse für die Gas- und Luft-Zuführleitungen auf. Stromab
wärts der Einlaßplatte 21 befindet sich eine Zwischenplatte
22, welche in Fig. 4a genauer gezeigt ist. Die Zwischenplatte
22 ist mit Durchbrüchen versehen, durch welche separat der
Gas- und Luftstrom geführt wird. Im Durchbruch für den
Gasstrom ist der erste Massestromsensor 6 und im Durchbruch
für den Luftstrom der zweite Massestromsensor 13 vorgesehen.
Eine Dichtung ist mit 23 und eine mit dem ersten 6 und dem
zweiten Massestromsensor 13 verbundene Auswerteelektronik mit
24 bezeichnet. Die Zwischenplatte 22 ist gasdicht angebracht
an einem die Datenverarbeitungseinrichtung 4 bzw. die Steuer-
und Regelelektronik aufnehmenden Gehäuse 25. In dem Gehäuse
25 befindet sich das Sicherheits-Magnetventil 2, welches der
Zwischenplatte 22 nachgeordnet und in den Gasstrom einge
schaltet ist. Stromabwärts davon angeordnet und wiederum in
den Gasstrom eingeschaltet ist das Dosierventil 9. Eine (hier
nicht gezeigte) Einrichtung 5 zur Messung der Viskosität des
Gases kann zwischen dem Sicherheits-Magnetventil 2 und dem
Dosierventil 9 angeordnet sein. Die Einrichtung 5 kann aber
auch Bestandteil der Zwischenplatte 22 sein. Die in Fig. 4b
gezeigte Vorrichtung ist geeignet für gebläseunterstützte
Brenner 18. In eine vom Gehäuse 25 der Vorrichtung wegführen
de Gas/Luftgemischleitung 16 ist das Gebläse 15 eingeschal
tet. Die Steuerung des Massestroms der Luft erfolgt hier über
eine Steuerung der Leistung des Gebläses 15.
Die in Fig. 4c gezeigte Vorrichtung ist zur Einstellung der
Luftzahl eines atmosphärischen Brenners 18 geeignet. In die
sem Fall ist in die Gas/Luftgemischleitung 16 kein Gebläse
eingeschaltet. Zur Steuerung des Massestroms der Luft ist im
Gehäuse ein (hier nicht gezeigtes) weiteres Dosierventil auf
genommen, mit dem der Massestrom der Luft steuerbar ist.
1
Gas-Zuführleitung
2
Absperrventil
3
erste Steuerleitung
4
Datenverarbeitungseinrichtung
5
Einrichtung zur Messung der Viskosität
6
erste Meßleitung
7
erster Massestromsensor
8
zweite Meßleitung
9
erstes Dosierventil
10
zweite Steuerleitung
11
Verzweigungspunkt
12
Luft-Zuführleitung
13
zweiter Massestromsensor
14
dritte Meßleitung
15
Gebläse
16
Gas/Luftgemischleitung
17
dritte Steuerleitung
18
Brenner
19
Zündeinrichtung
20
vierte Steuerleitung
21
Einlaßplatte
22
Zwischenplatte
23
Dichtung
24
Auswerteelektronik
25
Gehäuse
Claims (13)
1. Verfahren zur Einstellung der Luftzahl λ eines aus einem
gasförmigen Brennstoff und Luft hergestellten Brenn
stoff/Luftgemischs zum Betreiben eines Brenners (18) wobei
- a) als erster Meßwert der Massestrom des Brennstoffs ermit telt wird,
- b) als zweiter Meßwert die Viskosität des Brennstoffs oder eine Funktion derselben ermittelt,
- c) ein Massestrom des Brennstoffs auf der Grundlage des er sten und zweiten Meßwerts so geregelt wird, daß ein vorgege bener Brennwert des pro Zeiteinheit zum Brenner (18) geför derten Brennstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird,
- d) als dritter Meßwert ein Massestrom der Luft ermittelt wird, und
- e) der Massestrom der Luft in Abhängigkeit mindestens zwei er der Meßwerte so gesteuert wird, daß eine vorgegebene Luft zahl λ des Brennstoff/Luftgemischs eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerung des Ma
ssestroms der Luft beim Schritt lit. e in Abhängigkeit der
Meßwerte erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Meßwerte an eine Datenverarbeitungseinrichtung (4) über
mittelt, gemäß einem vorgegebenen Algorithmus verarbeitet und
mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (4) der Massestrom
des Brennstoffs mit einem in den Brennstoffstrom eingeschal
teten ersten Dosierventil (9) geregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Massestrom der Luft
mittels eines Gebläses (15) und/oder eines zweiten Dosierven
tils gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Luftzahl λ in Abhängigkeit der Stabilität einer im Bren
ner (18) erzeugten Flamme geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Luftzahl λ in Abhängigkeit einer vorgegebenen Heizlei
stung des Brenners (18) geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Luftzahl λ so geregelt wird, daß die bei der Verbrennung
gebildeten Emissionen minimal sind.
8. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in eine Brennstoff-Zuführleitung (1) ein erster Ma ssestromsensor zur Ermittlung eines ersten Meßwerts, eine Einrichtung (5) zur Messung eines zweiten Meßwerts der Visko sität oder einer Funktion derselben und ein erstes Dosierven til (9) eingeschaltet sind,
wobei in eine Luft-Zuführleitung (12) ein zweiter Massestrom sensor (13) zur Ermittlung eines dritten Meßwerts eingeschal tet ist,
wobei ein Mittel (15) zur Steuerung des Massestroms der Luft vorgesehen ist,
wobei eine Datenverarbeitungseinrichtung (4) zur Regelung des Massestroms des Brennstoffs mittels des ersten Dosierventils (9) vorgesehen ist, wobei der Massestrom des Brennstoffs in Abhängigkeit des ersten und zweiten Meßwerts so regelbar ist, daß ein vorgegebener Brennwert des pro Zeiteinheit zum Bren ner (18) geförderten Brennstoffs im wesentlichen konstant ge halten wird, und
wobei mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (4) der Ma ssestrom der Luft in Abhängigkeit mindestens zweier der Meß werte so steuerbar ist, daß eine vorgegebene Luftzahl λ ein stellbar ist.
wobei in eine Brennstoff-Zuführleitung (1) ein erster Ma ssestromsensor zur Ermittlung eines ersten Meßwerts, eine Einrichtung (5) zur Messung eines zweiten Meßwerts der Visko sität oder einer Funktion derselben und ein erstes Dosierven til (9) eingeschaltet sind,
wobei in eine Luft-Zuführleitung (12) ein zweiter Massestrom sensor (13) zur Ermittlung eines dritten Meßwerts eingeschal tet ist,
wobei ein Mittel (15) zur Steuerung des Massestroms der Luft vorgesehen ist,
wobei eine Datenverarbeitungseinrichtung (4) zur Regelung des Massestroms des Brennstoffs mittels des ersten Dosierventils (9) vorgesehen ist, wobei der Massestrom des Brennstoffs in Abhängigkeit des ersten und zweiten Meßwerts so regelbar ist, daß ein vorgegebener Brennwert des pro Zeiteinheit zum Bren ner (18) geförderten Brennstoffs im wesentlichen konstant ge halten wird, und
wobei mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (4) der Ma ssestrom der Luft in Abhängigkeit mindestens zweier der Meß werte so steuerbar ist, daß eine vorgegebene Luftzahl λ ein stellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Massestrom der
Luft in Abhängigkeit der Meßwerte steuerbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zur Rege
lung des Massestroms ein Gebläse (15) und/oder ein zweites
Dosierventil aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei
eine Einrichtung zur Erkennung der Stabilität einer im Bren
ner erzeugten Flamme vorgesehen ist, und wobei mittels der
Datenverarbeitungseinrichtung (4) die Luftzahl λ in Abhängigkeit
eines von der Einrichtung gemessenen vierten Meßwerts
regelbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ei
ne Einrichtung zur Messung der Leistung des Brenners (18)
vorgesehen ist und wobei mittels der Datenverarbeitungsein
richtung (4) die Luftzahl λ in Abhängigkeit eines von der
Einrichtung gemessenen fünften Meßwerts regelbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei ei
ne Einrichtung zur Messung des in den Abgasen enthaltenen
Schadstoffgehalts vorgesehen ist, und wobei mittels der Da
tenverarbeitungseinrichtung (4) die Luftzahl λ in Abhängig
keit eines von der Einrichtung gemessenen sechsten Meßwerts
so regelbar ist, daß der bei der Verbrennung gebildete Schad
stoffgehalt minimal ist.
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8131 | Rejection |