DE10348324B3

DE10348324B3 - Modulation process for heating load of burner involves preparing measuring lines, measuring volume and mass flow of gas and air and producing required gas mixture

Info

Publication number: DE10348324B3
Application number: DE2003148324
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. Tanke; Jörg Tom Dipl.-Ing. Felde
Original assignee: GVP Gesellschaft zur Vermarktung der Porenbrennertechnik mbH
Current assignee: GVP Gesellschaft zur Vermarktung der Porenbrennertechnik mbH
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-10-18

Abstract

The modulation process involves preparing an apparatus with a first measuring line (3) with first measuring element (4) for gas volume and flow on a gas input line (1) of specified cross section. A second measuring line (7) with measuring element (8) is similarly prepared for an air input line (5). The volume and mass flow of the gas and air are measured and the required gas mixture (G) is set.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modulation der Heizleistung eines Brenners und eine Mischeinrichtung für einen Brenner mit modulierbarer Heizleistung.The The invention relates to a method for modulating the heating power a burner and a mixing device for a burner with modulated heating power.

Aus der EP 1 243 857 A1 ist ein Gebläse zur Zufuhr von Verbrennungsluft bzw. Luft für einen Brenner bekannt. Am Gebläse ist ein Sensor zur Messung des Massestroms der Luft in einem Bypass einer Luftzuführleitung angebracht. Ein weiterer Sensor zur Messung des Massestroms von brennbarem Gas ist in einer Gaszuführleitung vorgesehen. Eine Steuer-/Regeleinrichtung wertet die von den Sensoren gemessene Signale aus und steuert in Abhängigkeit einer vorgegebenen Heizleistung eine Drehzahl eines Lüfterrads des Gebläses sowie ein in die Gaszuführleitung eingeschaltetes Ventil. – In der Praxis hat es sich allerdings gezeigt, dass bei einer Modulation der Heizleistung, d. h. bei deren Erhöhung oder Erniedrigung, das Luft-/Gasgemisch nicht die gewünschte Luftzahl λ aufweist. Es kommt unerwünschterweise zu einer unvollständigen Verbrennung.From the EP 1 243 857 A1 a blower for supplying combustion air or air for a burner is known. On the blower, a sensor for measuring the mass flow of air is mounted in a bypass of an air supply line. Another sensor for measuring the mass flow of combustible gas is provided in a gas supply line. A control device evaluates the signals measured by the sensors and controls a speed of a fan of the fan as well as a valve switched on in the gas supply line in dependence on a predetermined heating power. In practice, however, it has been shown that when the heating power is modulated, ie when it is increased or decreased, the air / gas mixture does not have the desired air ratio λ. It is undesirable to incomplete combustion.

Aus der DE 197 49 510 A1 ist ein modulierbarer Brenner bekannt. Dabei sind in eine Gaszuführleitung sowie in eine Luftzuführleitung jeweils eine Drossel eingeschaltet. Die Drossel besteht aus einer Vielzahl parallel zueinander angeordneter Durchgänge und bewirkt eine laminare Strömung. Die Gas- und die Luftzuführleitungen münden in einen Mischer. Zur Einstellung eines Gas-/Luftgemischs ist ein in die Gaszuführleitung eingeschalteter Gasmengenstromregler pneumatisch über eine Steuerdruckleitung mit der Luftzuführleitung verbunden. Der vorgeschlagene Brenner lässt sich nur in einem relativ engen Bereich modulieren. Das gebildete Gasgemisch weist nicht immer eine für eine weitgehend rückstandsfreie Verbrennung optimale Luftzahl auf.From the DE 197 49 510 A1 is known a modulable burner. In each case, a throttle is turned on in a gas supply and in an air supply. The throttle consists of a plurality of mutually parallel passages and causes a laminar flow. The gas and air supply lines open into a mixer. To set a gas / air mixture, a switched into the gas supply gas flow regulator is pneumatically connected via a control pressure line to the air supply. The proposed burner can only be modulated in a relatively narrow range. The gas mixture formed does not always have an optimum for a residue-free combustion air ratio.

Die DE 100 11 707 A1 offenbart eine Gas-Therme, bei der eine Gaszuführleitung und eine Luftzuführleitung aus Laminar-Durchfluss-Elementen gebildet sind. Die Leistung der beschriebenen Gas-Therme ist abhängig vom Absolutdruck. Bei einer Änderung des Absolutdrucks ändert sich der Modulationsbereich.The DE 100 11 707 A1 discloses a gas boiler in which a gas supply line and an air supply line are formed of laminar flow elements. The performance of the described gas-Therme depends on the absolute pressure. When the absolute pressure changes, the modulation range changes.

Aus der DE 199 34 398 A1 ist ein Massedurchflussmesser bekannt, bei dem ein Messelement an einem Bypass angebracht ist. Bei dem bekannten Massedurchflussmesser bewirkt eine Druckstaublende, dass ein definierter Teilstrom eines Messgases durch den Bypass strömt.From the DE 199 34 398 A1 a mass flow meter is known in which a measuring element is attached to a bypass. In the case of the known mass flow meter, a pressure stop diaphragm causes a defined partial flow of a measuring gas to flow through the bypass.

Aus der DE 197 49 510 A1 ist eine Mischeinrichtung zum Mischen von brennbarem Gas und Luft bekannt. Die Mischeinrichtung weist eine Mischkammer mit einem Luftzufuhrkanal und einem Gaszufuhrkanal auf. Sowohl im Luft- als auch im Gaszufuhrkanal ist eine Drossel angeordnet. Die Drosseln weisen mehrere Kanäle auf, so dass sich beim Betrieb der Mischeinrichtung eine laminare Strömung der Luft bzw. des Gases in der Drossel ausbildet.From the DE 197 49 510 A1 a mixing device for mixing combustible gas and air is known. The mixing device has a mixing chamber with an air supply channel and a gas supply channel. Both in the air and in the gas supply channel, a throttle is arranged. The throttles have a plurality of channels, so that during operation of the mixing device, a laminar flow of the air or the gas is formed in the throttle.

Aus der WO 02/077528 A1 ist ein Verfahren zur Einstellung der Luftzahl eines aus einem gasförmigen Brennstoff und Luft hergestellten Brennstoff/Luft-Gemischs bekannt. Dabei wird ein Volumen bzw. Massestrom der Luft in einem Bypass der Luftzuführleitung mittels eines Massestromsensors gemessen.Out WO 02/077528 A1 is a method for adjusting the air ratio one from a gaseous one Fuel and air produced fuel / air mixture known. This is a volume or mass flow of air in a bypass the air supply line measured by means of a mass flow sensor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren sowie eine Mischeinrichtung für einen Brenner angegeben werden, mit denen bei einer Modulation der Heizleistung stets eine möglichst rückstandsfreie Verbrennung gewährleistet wird.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. It should in particular a method and a mixing device for one Burner can be specified, with which at a modulation of the heating power always one possible residue-free Combustion is ensured.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14 und 16 bis 27.These The object is solved by the features of claims 1 and 15. Advantageous embodiments result from the features of claims 2 to 14 and 16 to 27.

Nach einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind ein erstes Messelement zur Messung des Volumen- und/oder Massestroms zugeführten Gases in einer ersten Messleitung und ein zweites Messelement zum Messen des Volumen- und/oder Massestroms zugeführter Luft in einer zweiten Messleitung angeordnet. Die beiden Messleitungen sind jeweils hinsichtlich ihrer Druckverlustcharakteristik angepasst an die Druckverlustcharakteristik eines ersten bzw. zweiten rohrartigen Durchgangs in einer Gas- bzw. Luftzuführleitung.To An essential aspect of the invention is a first measuring element for measuring the volumetric and / or mass flow of supplied gas in a first measuring line and a second measuring element for measuring the volume and / or mass flow of supplied air in a second Measuring line arranged. The two test leads are each in terms of their pressure drop characteristic adapted to the pressure loss characteristic a first and second tubular passage in a gas or Air supply line.

Unter "Gas" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein brennbares Gas, beispielsweise Erdgas, Propan, Butan und dgl., verstanden.Under "gas" is in the sense of present invention, a combustible gas, such as natural gas, Propane, butane and the like, understood.

Unter "Druckverlustcharakteristik" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine vom Volumen- oder Massestrom des Gases abhängige Druckdifferenz verstanden, welche zwischen einer Gaseinlass- und einer Gasauslassseite eines rohrartigen Durchgangs bzw. der Messleitung bei Durchströmung mit einem Gas oder Luft sich ergibt. Der Druckverlust der Messleitung und des dazu korrespondierenden Durchgangs sind jeweils so ausgelegt, dass in dem vorgegebenen Modulationsbereich das Ergebnis der Messungen des Volumen- oder Massestroms und damit auch die Luftzahl λ im Bereich einer vorgegebenen maximalen Messungenauigkeit variiert. Bei der maximalen Messungenauigkeit kann es sich beispielsweise um eine Abweichung von + 5% bis + 10% handeln. Indem die Druckverlustcharakteristik der Messleitung an den Druckverlustcharakteristik des rohrartigen Durchgangs angepasst wird, wird das Teilungsverhältnis zwischen einem durch die Messleitung geführten Nebenstrom und dem Hauptstrom angepasst. Das mittels der Messelemente gemessene Ergebnis ist im vorgegebenen Modulationsbereich kaum vom Absolutdruck und von der Temperatur abhängig und kann damit im Bereich einer vorgegebenen Messungenauigkeit gehalten werden. Infolgedessen kann der Kalibrieraufwand gering gehalten werden.For the purposes of the present invention, "pressure drop characteristic" is understood to mean a pressure difference which depends on the volume or mass flow of the gas and which results between a gas inlet and a gas outlet side of a tubular passage or the measuring line when flowing through a gas or air. The pressure loss of the measuring line and the corresponding passage are each designed so that in the given modulation range, the result of the measurements of the volume or mass flow and thus the air ratio λ in the range predetermined maximum measurement inaccuracy varies. For example, the maximum measurement inaccuracy may be a deviation of + 5% to + 10%. By adjusting the pressure drop characteristic of the measuring line to the pressure drop characteristic of the tubular passage, the division ratio between a bypass flow guided through the measuring line and the main flow is adjusted. The result measured by means of the measuring elements hardly depends on the absolute pressure and the temperature in the given modulation range and can thus be kept within the range of a predetermined measurement inaccuracy. As a result, the calibration effort can be kept low.

Unter dem Begriff "angepasst" wird erfindungsgemäß verstanden, dass der durch die erste bzw. zweite Messleitung geführte Massestrom multipliziert mit dem Teilungsverhältnis etwa der Summe des Massestroms durch die rohratigen Durchgänge entspricht, d. h. im vorgegebenen Modulationsbereich um z. B. nicht mehr als 20% voneinander abweicht. Sofern die Druckverlustcharakteristik der Messleitung und des rohrartigen Durchgangs voneinander abweichen, ändert sich auch das Teilungsverhältnis innerhalb des Modulationsbereichs, welches wiederum anhängig von der Temperatur, dem Durchfluss und dem Absolutdruck ist. Die Abweichung ist gleichwohl so klein gewählt, dass im vorgegebenen Modulationsbereich sie im Wesentlichen unabhängig von der Temperatur, dem Durchfluss und dem Absolutdruck ist. Das ermöglicht eine einfache und exakte Kalibrierung der Messelemente. Es wird damit sicher gestellt, dass der von den Messelementen gemessene Wert des Volumen- und/oder Massestroms dem tatsächlich durch die Gas- und/oder Luftzuführleitung geförderten Volumen- und/oder Massestrom entspricht. Das ermöglicht eine präzise Einstellung eines Gas-/Luftgemischs, so dass eine vorgegebene Luftzahl λ stets eingehalten wird. Es wird damit auch bei einer Modulation der Heizleistung stets eine rückstandsfreie Verbrennung gewährleistet.Under the term "adapted" is understood according to the invention, that the guided through the first and second measuring line mass flow multiplied by the division ratio about the sum of the mass flow through the tubular passages, d. H. in the given modulation range to z. B. not more than 20% apart. If the pressure loss characteristic the measuring line and the tube-like passage deviate from each other, changes also the division ratio within the modulation range, which in turn is dependent on the temperature, the flow and the absolute pressure. The deviation is nevertheless chosen so small, that in the predetermined modulation range they are essentially independent of the temperature, the flow and the absolute pressure. That allows one simple and exact calibration of the measuring elements. It will be so ensured that the measured value of the measuring elements of the Volume and / or Mass flow that actually funded by the gas and / or air supply line Volume and / or mass flow corresponds. This allows a precise adjustment a gas / air mixture, so that a predetermined air ratio λ is always maintained becomes. It is thus always with a modulation of the heating power a residue-free Combustion ensured.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zum Einstellen des Volumen- und/oder Massestroms des zugeführten Gases und/oder der zugeführten Luft mittels einer Steuer-/Regeleinheit Stellmittel betätigt. Das Vorsehen einer Steuer-/Regeleinheit ermöglicht einen selbstständigen und automatisierten Betrieb des Brenners.To In an advantageous embodiment, for adjusting the volume and / or ground current of the supplied Gas and / or the supplied Air actuated by means of a control / regulating unit actuating means. The Providing a control unit allows a self-contained and automated operation of the burner.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Luft mittels eines Gebläses durch die Luftzuführleitung zugeführt wird. Das Vorsehen eines Gebläses ermöglicht eine Modulation der Heizleistung über einen weiten Bereich.To A further embodiment provides that the air by means of a blower through the air supply line supplied becomes. The provision of a blower allows a modulation of the heating power over a wide range.

Zur Einstellung des Volumen- und/oder Massestroms der Luft kann die Leistung eines Gebläses gesteuert oder geregelt werden. Es ist aber auch möglich, den Volumen- und/oder Massestrom der Luft mittels einer Luftklappe zu steuern oder zu regeln. Selbstverständlich können auch beide Maßnahmen miteinander kombiniert werden. Der Volumen- und/oder Massestrom des Gases wird zweckmäßigerweise mittels eines Regelventils gesteuert oder geregelt. Eine Steuerung/Regelung mittels einer Luftklappe oder und eines Regelventils ermöglichen eine besonders rasche und präzise Einstellung des Gasgemischs.to The volume and / or mass flow of the air can be adjusted Power of a blower controlled or regulated. But it is also possible, the volume and / or Mass flow of the air by means of a damper to control or to regulate. Of course can also both measures be combined with each other. The volume and / or mass flow the gas is expediently controlled or regulated by means of a control valve. A control / regulation allow by means of a damper and and a control valve a particularly fast and accurate Adjustment of the gas mixture.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die rohrartigen Durchgänge als axial nebeneinander angeordneter Röhren ausgebildet. In einem besonders einfachen Fall kann es sich bei den Röhren um nebeneinander liegende Bohrungen handeln. Es kann sein, dass im ersten Abschnitt außer den rohrartigen ersten Durchgängen weitere rohrartige Durchgänge vorgesehen sind, deren Druckverlustcharakteristik sich von den rohrartigen ersten Durchgängen unterscheidet. So können beispielsweise zwei Gruppen rohrartiger Durchgänge jeweils in einem Abschnitt vorgesehen sein. Das Vorsehen zweier solcher Gruppen rohrartiger Durchgänge ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Brenner über einen weiten Bereich moduliert werden soll. Eine Kalibrierung der Messelemente ist auch dann noch einfach möglich, weil auch in diesem Fall die Differenz der Druckverlustcharakteristik der Messleistung zur Druckverlustcharakteristik eines der weiteren Durchgänge bekannt ist. Das ermöglicht eine einfache Kalibrierung der Messelemente selbst über einen weiten Modulationsbereich.To In another embodiment, the tubular passages are as formed axially juxtaposed tubes. In one In a particularly simple case, the tubes can be located next to one another Drilling holes. It may be that in the first section except the tubular first passages provided further tubular passages are, the pressure drop characteristic of the tubular first passes different. So can for example, two groups of tube-like passages each provided in a section be. The provision of two such groups of tubular passages is especially advantageous if the burner modulates over a wide range shall be. A calibration of the measuring elements is still then just possible because also in this case the difference of the pressure loss characteristic the measuring power to the pressure loss characteristic of one of the other crossings is known. This allows a simple calibration of the measuring elements themselves via a wide modulation range.

Bei dem ersten und/oder zweiten Messelement kann es sich um ein Anemometer, um einen Differenzdruck-Sensor oder einen thermischen Durchfluss-Sensor handeln. Auch andere herkömmliche Messelemente zur Messung des Volumen- und/oder Massestroms von Gasen können selbstverständlich eingesetzt werden.at the first and / or second measuring element may be an anemometer, to a differential pressure sensor or a thermal flow sensor act. Other conventional measuring elements for measuring the volume and / or mass flow of gases can of course be used become.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die erste Messleistung ein den ersten Abschnitt überbrückender erster Bypass ist. Die zweite Messleitung kann in gleicher Weise ein den zweiten Abschnitt überbrückender zweiter Bypass sein. Das Vorsehen solcher Bypässe vereinfacht die Anbringung der Messelemente und damit die Herstellung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung.When It has proven to be particularly advantageous that the first measurement performance a bridging the first section first bypass is. The second measuring line can work in the same way a bridging the second section be the second bypass. The provision of such bypasses simplifies attachment the measuring elements and thus the production of a to carry out the Method suitable device.

Als besonders zweckmäßig hat sich eine konstruktive Ausgestaltung erwiesen, bei welcher der erste Abschnitt der Gaszuführleitung und der zweite Abschnitt der Luftzuführleitung zu einer Montageeinheit zusammengefasst sind. Die Montageeinheit kann des Weiteren zumindest eine der folgenden Komponenten umfassen: erstes Messelement, zweites Messelement, Luftklappe, Regelventil, Steuer-/Regeleinheit. Eine solche Montageeinheit kann beispielsweise mit einem herkömmlichen Gebläse kombiniert werden. Damit ist es möglich, ohne großen Aufwand unter Verwendung herkömmlicher Komponenten mittels der Montageeinheit einen modulierbaren Brenner bereitzustellen.It has proven particularly expedient to have a structural design in which the first section of the gas supply line and the second section of the air supply line are combined to form a mounting unit. The mounting unit may further comprise at least one of the following components: first sensing element, two tes measuring element, air damper, control valve, control unit. Such an assembly unit can for example be combined with a conventional fan. This makes it possible to provide a modulatable burner without great effort using conventional components by means of the mounting unit.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, dass zumindest eine der folgenden Komponenten am Gehäuse des Gebläses angebracht oder Bestandteil desselben sind: erster Abschnitt der Gaszuführleitung, zweiter Abschnitt der Luftzuführleitung, erstes Messelement, zweites Messelement, Luftblende, Regelventil, Steuer-/Regeleinheit. Ein solches Gebläse ist besonders kompakt ausgeführt. Die Montageeinheit kann sowohl an der Saug- als auch an der Druckseite des Gebläses angebracht sein.To In a further embodiment, it is also possible that at least one the following components on the housing of the blower attached to or part of: first section of the gas supply, second section of the air supply line, first measuring element, second measuring element, air aperture, control valve, Control / regulation unit. Such a blower is designed particularly compact. The Mounting unit can be on both the suction and the pressure side of the blower to be appropriate.

Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Mischenrichtung für einen Brenner mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgesehen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Mischeinrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 16 bis 27. Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Merkmale sind sinngemäß zur Erzielung der jeweiligen Funktion in geeigneter konstruktiver Ausgestaltung auch auf die Mischeinrichtung zu übertragen.To further requirement The invention is a mixing direction for a burner having the features of claim 15 provided. Advantageous embodiments of the mixing device result from the features of claims 16 to 27. The above Characteristics explained in connection with the method are analogous to the achievement the respective function in a suitable structural design also to transfer to the mixing device.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing. It demonstrate:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Mischeinrichtung und 1 a schematic view of a first mixing device and

2 eine schematische Ansicht einer zweiten Mischeinrichtung. 2 a schematic view of a second mixing device.

In den 1 und 2 ist in einer Gaszuführleitung 1 ein erster Abschnitt A1 vorgesehen. Der erste Abschnitt A1 besteht aus einer Vielzahl rohrartiger erster Durchgänge 2, welche in Form nebeneinander liegender axialer Rohre oder Bohrungen ausgeführt sind. Ein erster Bypass 3 überbrückt den ersten Abschnitt A1. Im ersten Bypass 3 ist ein erster Massestromsensor 4 vorgesehen. In einer Luftzuführleitung 5 ist ein zweiter Abschnitt A2 vorgesehen. Der zweite Abschnitt A2 besteht aus einer Vielzahl rohrartiger zweiter Durchgänge 6, welche ebenfalls in Form nebeneinander liegender axialer Rohre bzw. Bohrungen ausgebildet sind. Ein zweiter Bypass 7 überbrückt den zweiten Abschnitt A2. Im zweiten Bypass 7 ist ein zweiter Massestromsensor 8 vorgesehen. Der erste Bypass 3 ist so ausgebildet, dass dessen Druckverlustcharakteristik der Druckverlustcharakteristik eines ersten rohrartigen Durchgangs 2 in etwa entspricht. Der zweite Bypass 7 ist so ausgebildet, dass dessen Druckverlustcharakteristik in etwa der Druckverlustcharakteristik eines zweiten rohrartigen Durchgangs 6 entspricht. Die Bypässe 3, 7 und die rohrartigen Durchgänge 2, 6 ermöglichen vorteilhafterweise eine laminare Strömung.In the 1 and 2 is in a gas supply line 1 a first section A1 is provided. The first section A1 consists of a plurality of tube-like first passages 2 , which are designed in the form of adjacent axial pipes or holes. A first bypass 3 bridges the first section A1. In the first bypass 3 is a first mass flow sensor 4 intended. In an air supply line 5 a second section A2 is provided. The second section A2 consists of a plurality of tube-like second passages 6 , which are also formed in the form of juxtaposed axial tubes or holes. A second bypass 7 bridges the second section A2. In the second bypass 7 is a second mass flow sensor 8th intended. The first bypass 3 is formed so that its pressure loss characteristic of the pressure loss characteristic of a first tubular passage 2 roughly equivalent. The second bypass 7 is designed so that its pressure drop characteristic in about the pressure drop characteristic of a second tubular passage 6 equivalent. The bypasses 3 . 7 and the tubular passages 2 . 6 advantageously allow a laminar flow.

Die rohrartigen ersten 2 und zweiten Durchgänge 6 können auch auf andere Weise realisiert werden, indem z. B. ein Porenkörper mit einem kommunizierenden Porenraum in die Luft- und/oder Gaszuführleitung eingesetzt wird. Es kann auch sein, dass die erste Messleitung durch einen der rohrartigen ersten Durchgänge 2 und/oder die zweite Messleitung durch einen der rohrartigen zweiten Durchgänge 6 gebildet wird.The tubular first 2 and second passes 6 can also be realized in other ways, for example by B. a porous body is used with a communicating pore space in the air and / or gas supply. It may also be that the first measuring line through one of the tubular first passages 2 and / or the second measuring line through one of the tubular second passages 6 is formed.

Das erste 4 und das zweite Messelement 8 sind mit einer Steuer-/Regeleinheit 9 verbunden. Ein stromaufwärts des ersten Abschnitts A1 vorgesehenes Regelventil 10 ist vorteilhafterweise elektrisch betätigbar und ebenfalls mit der Steuer-/Regeleinheit 9 verbunden. Stromabwärts des ersten Abschnitts A1 sowie des zweiten Abschnitts A2 sind die Gaszuführleitung 1 und die Luftzuführleitung 5 an die Saugseite eines Gebläses 11 angeschlossen. Ein Gebläsemotor 12 ist ebenfalls mit der Steuer-/Regeleinheit 9 verbunden.The first 4 and the second measuring element 8th are with a control unit 9 connected. A control valve provided upstream of the first section A1 10 is advantageously electrically operated and also with the control unit 9 connected. Downstream of the first section A1 and the second section A2 are the gas supply line 1 and the air supply line 5 to the suction side of a blower 11 connected. A blower motor 12 is also with the control unit 9 connected.

Die in 2 gezeigte Mischeinrichtung ist ähnlich zu dem in 1 gezeigten Brenner aufgebaut. Allerdings ist hier stromabwärts des zweiten Abschnitts A2 das Gebläse 11 mit seiner Druckseite an die Luftzuführleitung 5 angeschlossen. Die Gaszuführleitung 1 mündet stromabwärts des zweiten Abschnitts A2 in die Luftzuführleitung 5. Im Gegensatz zu der in 1 gezeigten ersten Mischeinrichtung wird ein aus Luft und Gas gebildetes Gemisch G hier nicht im Gebläse 11 hergestellt.In the 2 The mixing device shown is similar to that shown in FIG 1 constructed burner built. However, here downstream of the second section A2 is the fan 11 with its pressure side to the air supply line 5 connected. The gas supply line 1 opens downstream of the second section A2 in the air supply line 5 , Unlike the in 1 shown first mixture, a mixture of air and gas G is not here in the fan 11 produced.

Die Funktion der Mischeinrichtung ist folgende:
Mittels des ersten Messelements 4 wird ein durch den ersten Abschnitt A1 der Gaszuführleitung 1 geführter Massestrom des Gases gemessen. Mit dem zweiten Messelement 8 wird ein durch den zweiten Abschnitt A2 der Luftzuführleitung 5 geführter Massestrom der Luft gemessen.The function of the mixing device is the following:
By means of the first measuring element 4 becomes a through the first section A1 of the gas supply 1 measured mass flow of the gas measured. With the second measuring element 8th is a through the second section A2 of the air supply line 5 Measured mass flow of air measured.

Zunächst werden das erste 4 und das zweite Messelement 8 kalibriert. Die Kalibrierung erfolgt in herkömmlicher Art und Weise. Da die Druckverlustcharakteristik der Bypässe 3, 7 angepasst, insbesondere im Wesentlichen gleich der Druckverlustcharakteristik der ersten 2 und der zweiten Durchgänge 6 ist, ist eine Kalibrierung hier besonders einfach möglich.First, the first 4 and the second measuring element 8th calibrated. The calibration is done in a conventional manner. Because the pressure drop characteristic of the bypasses 3 . 7 adapted, in particular substantially equal to the pressure drop characteristic of the first 2 and the second passes 6 is a calibration here is particularly easy.

Insbesondere spielen Parameter wie eine Änderung des Absolutdrucks oder der Temperatur keine Rolle. Die Kalibrierung ist über einen weiten Messbereich der Messelemente 4, 8 exakt.In particular, parameters such as a change in the absolute pressure or the temperature are irrelevant. The calibration is over a wide measuring range of the measuring elements 4 . 8th exactly.

Die vom ersten 4 und vom zweiten Messelement 8 gemessenen Signale werden an die Steuer-/Regeleinheit 9 übertragen. In Abhängigkeit der Signale sowie eines vorgegebenen Steuer-/Regelalgorithmus werden von der Steuer-/Regeleinheit 9 das Regelventil 10 sowie der Gebläsemotor 10 gesteuert, so dass ein vorgegebener Massestrom an Luft und Gas und damit ein Gasgemisch G mit einer vorgegebenen Luftzahl λ gebildet werden.The first 4 and the second measuring element 8th measured signals are sent to the control unit 9 transfer. Depending on the signals as well as a predetermined control algorithm, the control unit issues 9 the control valve 10 as well as the blower motor 10 controlled, so that a predetermined mass flow of air and gas and thus a gas mixture G are formed with a predetermined air ratio λ.

Die Steuer-/Regeleinheit 9 ist ferner mit einem (hier nicht gezeigten) Eingang versehen, über welchen die jeweilige Leistungsvorgabe des Brenners der Steuer-/Regeleinheit 9 mitgeteilt wird. Es ist für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass in Abhängigkeit der jeweiligen Leistungsvorgabe mittels der Steuer-/Regeleinheit 9 der Massestrom der Luft sowie des Gases exakt eingestellt und damit ein Gasgemisch G mit vorgegebener Luftzahl λ hergestellt werden kann. Ein mit der vorgeschlagenen Mischeinrichtung versehener Brenner ist in einem weiten Bereich exakt modulierbar. Unerwünschte Abweichungen der Luftzahl λ im Gemisch G werden durch die erfindungsgemäße Anpassung der Druckverlustcharakteristik der Messleitungen 3, 7 an die Druckverlustcharakteristik der in den Abschnitten A1, A2 vorgesehenen Durchgänge 2, 6 vermieden.The control unit 9 is also provided with an input (not shown) via which the respective output of the burner of the control unit 9 is communicated. It is readily apparent to those skilled in the art that depending on the particular power specification by means of the control unit 9 the mass flow of the air and the gas adjusted exactly and thus a gas mixture G can be prepared with a given air ratio λ. A burner provided with the proposed mixing device can be exactly modulated in a wide range. Unwanted deviations of the air ratio λ in the mixture G are due to the inventive adaptation of the pressure drop characteristic of the measuring lines 3 . 7 to the pressure drop characteristic of the passages provided in sections A1, A2 2 . 6 avoided.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine genaue elektronische Erfassung des Gas- und Luftmassestroms möglich. Damit kann in einem weiten Modulationsbereich die Leistung des Brenners genau eingestellt und eine rückstandsarme Verbrennung bei der jeweils eingestellten Leistung erreicht werden. Die vorgeschlagene Mischeinrichtung eignet sich für modulier bare Brenner zum Einsatz für mit Gas beheizbare Heizkessel mit einer Leistung von bis zu 70 kW.With the proposed method is an accurate electronic detection the gas and air mass flow possible. This can be in a wide modulation range, the performance of the burner set exactly and a low residue Combustion can be achieved at the set power. The proposed mixing device is suitable for modulier bare Burner used for Gas-fired boilers with a capacity of up to 70 kW.

11: Gaszuführleitunggas supply
22: erste Durchgängefirst crossings
33: erste Messleitungfirst Measurement line
44: erstes Messelementfirst measuring element
55: Luftzuführleitungair supply line
66: zweite Durchgängesecond crossings
77: zweite Messleitungsecond Measurement line
88th: zweites Messelementsecond measuring element
99: Steuer-/RegeleinheitControl / regulation unit
1010: VentilValve
1111: Gebläsefan
1212: Gebläsemotorblower motor
A1A1: erster Abschnittfirst section
A2A2: zweiter Abschnittsecond section
GG: Gemischmixture

Claims

Method for modulating the heat output of a burner, comprising the following steps: providing a gas supply line ( 1 ) provided first measuring line ( 3 ) with a first measuring element ( 4 ) for measuring the volume and / or mass flow of supplied gas, wherein a cross section of the gas supply line ( 1 ) at least in a first portion (A1) of a plurality of tube-like first passages (A1) 2 ) is formed with a first pressure loss characteristic, and wherein a pressure loss characteristic of the first measuring line ( 3 ) to the first pressure loss characteristic of one of the tubular first passages ( 2 ), providing one on an air supply line ( 5 ) provided second measuring line ( 7 ) with a second measuring element ( 8th ) for measuring the volume and / or mass flow of supplied air, wherein a further cross-section of the air supply line ( 5 ) at least in a second portion (A2) of a plurality of tube-like second passages ( 6 ) is formed with a second pressure loss characteristic, and wherein a pressure loss characteristic of the second measuring line ( 7 ) to the second pressure loss characteristic of one of the second tubular passages ( 6 ), measuring the volume and / or mass flow of supplied gas by means of the first measuring element ( 4 ), Measuring the volume and / or mass flow of supplied air by means of the second measuring element ( 8th ), Setting of a gas mixture formed from the gas and the air (G) corresponding to a predetermined heating power and a predetermined air ratio λ as a function of the first ( 4 ) and second measuring element ( 8th ) supplied signals.

Method according to claim 1, wherein for adjustment of the volume and / or mass flow of the supplied gas and / or the supplied air by means of a control unit ( 9 ) Actuating means are actuated.

Method according to claim 1 or 2, wherein the air is conveyed by means of a blower ( 11 ) through the air supply line ( 5 ) is supplied.

Method according to one of the preceding claims, wherein a power of the blower ( 11 ) is controlled or regulated to adjust the volume and / or mass flow of the air.

Method according to one of the preceding claims, wherein the volumetric and / or mass flow of the air by means of an air shutter controlled or regulated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the volume and / or mass flow of the gas by means of a valve ( 10 ) is controlled or regulated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the tubular passages ( 2 . 6 ) are axially juxtaposed tubes.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first ( 4 ) and / or second measuring element ( 8th ) an anemometer, a differential pressure sensor or a thermal flow sensor is used.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first measuring line ( 3 ) is a first bypass bridging the first section (A1).

Method according to one of the preceding claims, wherein the second measuring line ( 7 ) is a second bypass bridging the second section (A2).

Method according to one of the preceding claims, wherein the first section (A1) of the gas supply line ( 1 ) and the second section (A2) of the air supply line ( 5 ) are combined to form a mounting unit.

Method according to one of the preceding claims, wherein the mounting unit comprises at least one of the following components: first measuring element ( 4 ), second measuring element ( 8th ), Air aperture, valve ( 10 ), Control unit ( 9 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the mounting unit on the suction or the pressure side of the blower ( 11 ) is attached

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one of the following components on the housing of the blower ( 11 ) or are part of the same: first section (A1) of the gas supply line ( 1 ), second section (A2) of the air supply line ( 5 ), first measuring element ( 4 ), second measuring element ( 8th ), Air aperture, valve ( 10 ), Control unit ( 9 ).

Mixing device for a burner with modulated heating power with a gas supply line ( 1 ) provided first measuring line ( 3 ) with a first measuring element ( 4 ) for measuring the volume and / or mass flow of supplied gas, one on an air supply line ( 5 ) provided second measuring line ( 7 ) with a second measuring element ( 8th ) for measuring the volume and / or mass flow of supplied air, adjusting means for adjusting the volume and / or mass flow of the supplied gas and / or the supplied air, and a control unit ( 9 ) for actuating the adjusting means in dependence on a predetermined heating power, wherein a cross section of the gas supply line ( 1 ) at least in a first portion (A1) of a plurality of tube-like first passages (A1) 2 ) is formed with a first pressure loss characteristic, another cross section of the air supply line ( 5 ) at least in a second portion (A2) of a plurality of tube-like second passages ( 6 ) is formed with a second pressure loss characteristic, and wherein the first measuring line ( 3 ) to the first pressure loss characteristic of one of the first tubular passages ( 2 ) and the second measuring line ( 7 ) to the second pressure loss characteristic of one of the second tubular passages ( 6 ) has adapted pressure loss characteristic.

Mixing device according to claim 15, wherein the tubular passages ( 2 . 6 ) are axially juxtaposed tubes.

Mixing device according to claim 15 and 16, wherein the first ( 4 ) and / or second measuring element ( 8th ) is an anemometer, differential pressure sensor or a thermal pressure flow sensor.

Mixing device according to one of claims 15 to 17, wherein the first measuring line ( 3 ) is a first bypass bridging the first section (A1).

Mixing device according to one of claims 15 to 18, wherein the second measuring line ( 7 ) is a second bypass bridging the second section (A2).

Mixing device according to one of claims 15 to 19, wherein a with the air supply line ( 5 ) connected fan ( 11 ) is provided.

Mixing device according to one of claims 15 to 20, wherein a power of the blower ( 11 ) is controlled or regulated to adjust the volume and / or mass flow of the air.

Mixing device according to one of claims 15 to 21, wherein an air damper for adjusting the volume and / or Mass flow of the air is provided.

Mixing device according to one of claims 15 to 22, wherein a control valve ( 10 ) is provided for controlling or regulating the volume and / or mass flow of the gas.

Mixing device according to one of claims 15 to 23, wherein the first section (A1) of the gas supply line ( 1 ) and the second section (A2) of the air supply line ( 5 ) are combined to form a mounting unit.

Mixing device according to one of claims 15 to 24, wherein the mounting unit comprises at least one of the following compo ten: first measuring element ( 4 ), second measuring element ( 8th ), Air aperture, control valve ( 10 ), Control unit ( 9 ).

Mixing device according to one of claims 15 to 25, wherein at least one of the following components on the housing of the blower ( 11 ) or are part of the same: first section (A1) of the gas supply line ( 1 ), second section (A2) of the air supply line ( 5 ), first measuring element ( 4 ), second measuring element ( 8th ), Air aperture, control valve ( 10 ), Control unit ( 9 ).

Mixing device according to one of claims 15 to 26, wherein the mounting unit on the suction or the pressure side of the blower ( 11 ) is attached