DE1043566B

DE1043566B - Device for continuous, automatic control of the temperature and the combustion process of gas-fired industrial furnaces

Info

Publication number: DE1043566B
Application number: DEK14758A
Authority: DE
Inventors: Horst Gatzke
Original assignee: GATZKE KERAMISCHE IND
Current assignee: GATZKE KERAMISCHE IND
Priority date: 1952-07-07
Filing date: 1952-07-07
Publication date: 1958-11-13

Description

Vorrichtung zur kontinuierlichen, selbsttätigen Regelung der Temperatur und des Verbrennungsvorganges von gasbeheizten Industrieöfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen, selbsttätigen Regelung der Temperatur und des Verbrennungsvorganges von gasbeheizten Industrieöfen. Bei derartigen Öfen ist es bereits bekannt, eine kontinuierliche, selbsttätige Regelung mittels eines in die Gas- und/oder Verbrennungsluftleitung eingebauten Durchflußregelorgans in Abhängigkeit von einem Gasdruckmesser und einem temperaturempfindlichen Körper zu regeln. Die Meßgrößen sowohl des Gasdruckmessers als auch des temperaturempfindlichen Körpers wirken jedoch hintereinander auf den Steuereingang des Durchflußregelorgans, was jedoch eine gerade für Keramikbrennöfen erwünschte genauere Regulierung nicht zuläßt.Device for continuous, automatic control of the temperature and the combustion process of gas-fired industrial furnaces The invention relates on a device for continuous, automatic control of the temperature and the combustion process of gas-fired industrial furnaces. With such ovens it is already known, a continuous, automatic control by means of a built into the gas and / or combustion air line flow control member in Dependence on a gas pressure gauge and a temperature sensitive body too rules. The measured variables of both the gas pressure gauge and the temperature-sensitive one However, bodies act one after the other on the control input of the flow control device, However, this is not a more precise regulation desired especially for ceramic kilns allows.

Erfindungsgemäß soll dieser Nachteil dadurch beseitigt werden, daß die Meßgrößen sowohl des Gasdruckmessers als auch des temperaturempfindlichen Körpers nebeneinander auf den Steuereingang des Durchflußregelorgans wirken. Hierbei können die von einem im Ofen angebrachten Thermostaten über einen Verstärker ausgelösten Stromimpulse auf einen Solenoiden einwirken, dessen Kern als Verbindungsgestänge zwischen dem Gasdruckmesser und den Steuerorganen dient. Neben dem Temperaturfühler und dem erwähnten Gasdruckmesser kann in weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung ein in die Gas- und Luftleitung eingeschalteter Gebläsebrenner vorgeschaltet sein, der über einen Verstärker und dergleichen Regelteile auf die Luft- bzw. Gasleitung einwirkt. Auch in die Luftleitung kann nach der Erfindung ein Membrandruckmesser eingeschaltet werden, dessen Verbindungsgestänge zu den Luftsteuerorganen als Kern des Solenoids ausgebildet ist, der seine temperaturabhängigen Impulse durch den in die Gas- und Luftleitung eingeschalteten Gebläsebrenner über den ihm zugeordneten Temperaturfühler erhält.According to the invention, this disadvantage is to be eliminated in that the measured variables of both the gas pressure gauge and the temperature-sensitive body act side by side on the control input of the flow control member. Here you can triggered by a thermostat installed in the oven via an amplifier Current impulses act on a solenoid, the core of which acts as a connecting rod is used between the gas pressure gauge and the control organs. Next to the temperature sensor and the gas pressure meter mentioned can in a further embodiment according to the invention a forced draft burner connected to the gas and air line must be connected upstream, via an amplifier and the like control parts on the air or gas line acts. According to the invention, a diaphragm pressure gauge can also be installed in the air line be switched on, its connecting rods to the air control organs as the core of the solenoid is formed, which its temperature-dependent pulses through the In the gas and air line switched on fan burner via the one assigned to it Temperature sensor receives.

Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel hervor.Further details of the invention are shown in the drawing Embodiment emerges.

In der Zeichnung ist mit O der beispielsweise mit Gas beheizte Ofen von an sich beliebiger Ausbildung bezeichnet, dessen Temperatur geregelt werden soll. Das Gas wird durch eine Leitung G und die Verbrennungsluft durch eine Leitung L zugeführt. Ein Abzweig der Gasleitung G führt in an sich bekannter Weise zu dem Regler 1. Auf die eine Seite der Membran 2 oder eines Kolbens wirkt der zu regelnde Gasdruck, dem eine auf der anderen Seite der Membran angeordnete Feder 3, durch deren Spannung der einzuregelnde Gasdruck eingestellt werden kann, das Gleichgewicht hält.In the drawing, O is the oven heated with gas, for example denotes any training itself, the temperature of which is regulated target. The gas is through a pipe G and the combustion air through a pipe L supplied. A branch of the gas line G leads in a manner known per se to the Regulator 1. The one to be regulated acts on one side of the diaphragm 2 or a piston Gas pressure, which a spring 3 arranged on the other side of the membrane, by whose tension the gas pressure to be regulated can be adjusted, the equilibrium holds.

Im Ruhezustand des Reglers befindet sich die Membran in der Mittelstellung. Im Falle einer Druckänderung ändert sie ihre Lage gegenüber dieser Mittelstellung und betätigt dadurch über ein Steuerorgan 4 eine Drosselklappe 5 bzw. ein Drosselventil in der Gasleitung G so lange, bis als Folge der hierdurch bewirkten Änderung des Gasdruckes die Ruhelage der Membran bzw. des Kolbens wiederhergestellt ist, so daß die Brenner unabhängig von dem zufällig in der Brennstoffleitung herrschenden Druck stets eine gleichbleibende Brennstoffmenge je Zeiteinheit erhalten. Diese Vorrichtungselemente werden durch einen im Ofeninnern ange$rdneten Wärmefühler in Gestalt eines Thermoelements, Widerstandsthermometers oder einer Fotozelle 6 zusätzlich gesteuert, dessen Impulse gemäß der dargestellten Ausführungsform über eine Regelschaltung, durch einen Verstärker 7 verstärkt, auf eine Spule 8 übertragen werden, in welcher sich ein Eisenkern 9 befindet, der je nach der Größe der Impulse mehr oder weniger stark angezogen wird. Die Bewegung dieses Eisenkerns wird direkt oder über Federn auf die Membran 2 übertragen, die ihrerseits das Drosselventil s mehr oder weniger öffnet bzw. schließt. Die Membran 2 befindet sich bei Soll-Temperatur im Ofen O in Mittelstellung, während sie bei Untertemperatur in der gleichen Richtung wie sonst bei absinkendem Gasdruck und bei zu hoher Temperatur in gleicher Richtung wie bei steigendem Gasdruck arbeitet, so daß der Ofen, je nach der Temperatur in seinem Innern, mehr oder weniger Brennstoff erhält. Gleichzeitig werden durch den Regler in der bekannten Weise die Druckschwankungen in der Leitung G ausgeglichen.When the controller is in the idle state, the membrane is in the middle position. In the event of a change in pressure, it changes its position in relation to this central position and thereby actuates a throttle valve 5 or a throttle valve via a control element 4 in the gas line G until, as a result of the resulting change in Gas pressure the rest position of the membrane or the piston is restored, so that the burners regardless of the pressure that happens to be in the fuel line always receive a constant amount of fuel per unit of time. These device elements are caused by a heat sensor in the form of a thermocouple, Resistance thermometer or a photocell 6 additionally controlled its pulses according to the illustrated embodiment via a control circuit, through an amplifier 7 reinforced, are transferred to a coil 8 in which an iron core 9 which is attracted to a greater or lesser extent depending on the size of the impulses. The movement of this iron core is transmitted directly or via springs to the membrane 2, which in turn opens or closes the throttle valve s to a greater or lesser extent. The membrane 2 is in the middle position at the set temperature in the oven O, while at Undertemperature in the same direction as otherwise with falling gas pressure and works in the same direction when the temperature is too high as when the gas pressure increases, so that the furnace, depending on the temperature inside it, has more or less fuel receives. At the same time, the regulator reduces the pressure fluctuations in the known manner balanced in line G.

Eine zweite, ähnlich der beschriebenen ausgebildete Druckregeleinrichtung ist in der Zuleitung für die Verbrennungsluft in Gestalt eines Reglers 17, der seine Druckregelimpulse durch die Einwirkung einmal der geregelten und zum anderen der einzuregelnden Luft auf seine Membran erhält und über das ihm zugeordnete Steuerorgan 18 die Drosselklappe bzw. das Drosselventil 19 in der Luftleitung steuert.A second pressure control device designed similar to the one described is in the supply line for the combustion air in the form of a controller 17, the his Pressure control pulses through the action of the regulated and the other air to be regulated receives on its membrane and via the control unit assigned to it 18 controls the throttle valve or the throttle valve 19 in the air line.

Der zusätzliche Mengenregelimpuls auf diesen Regler wird gemäß dem Ausführungsbeispiel von einem besonderen Thermoelement 11 gegeben, welches durch die Flamme 12 eines kleinen Gebläsebrenners 10, der über die Leitung 20 aus der geregelten Gas- und Luftleitung betrieben wird, erhitzt wird. Das Thermoelement 11 ist oberhalb des grünen Kerns der Flamme 14 angeordnet. Die von ihm gegebenen Impulse werden über einen Verstärker 15 in gleicher Weise, wie oben für die der Gasleitung angeordneten Regelvorrichtung beschrieben, auf den Regler 17 übertragen.The additional quantity control pulse on this controller is calculated according to the Embodiment given by a special thermocouple 11, which by the flame 12 of a small fan burner 10, which via line 20 from the regulated gas and air line is operated, is heated. The thermocouple 11 is arranged above the green core of the flame 14. The ones given by him Pulses are transmitted through an amplifier 15 in the same way as above for the Gas line arranged control device described, transferred to the controller 17.

Die Wirkung dieser Anordnung beruht darauf, daß, wenn bei gleichbleibendem Luftdruck der Gasdruck ansteigt, also das Verhältnis von Gas zu Luft größer wird, auch der grüne Kern der Flamme des Brenners 10 größer wird und damit die heißeste Stelle der Flamme in größere Nähe des Thermoelements gelangt, so daß die von diesem erzeugte Spannung höher wird und über den Verstärker 15 und die Spule 16 der Regler 17 in die Drosselklappe 19 mehr öffnendem Sinne betätigt wird. Die hierdurch erfolgende Änderung des Verhältnisses von Gas zu Luft in rückwärtigem Sinne bewirkt ein Kleinerv.-erden der Flamme, so daß sich dann das Thermoelement wieder in gleicher Entfernung in ihrem grünen Kern befindet wie vor Beginn des Regelspiels.The effect of this arrangement is based on the fact that, if at the same Air pressure the gas pressure increases, i.e. the ratio of gas to air increases, also the green core of the flame of the burner 10 becomes larger and thus the hottest Place the flame in closer proximity to the thermocouple, so that from this The voltage generated is higher and via the amplifier 15 and the coil 16 of the regulator 17 is actuated in the throttle valve 19 more opening sense. The resulting Change in the ratio of gas to air in the backwards direction causes a lower voltage grounding the flame, so that the thermocouple is again at the same distance in its green core is as it was before the start of the rule game.

Bei fallendem Gasdruck wird das Verhältnis von Gas zu Luft und damit auch der grüne Kern kleiner, das Thermoelement liegt dann in einer kälteren Zone der Flamme, und der Regler wirkt in die Drosselklappe 19 schließendem Sinne, bis der der Soll-Spannung des Thermoelements entsprechende Zustand wieder erreicht ist.When the gas pressure falls, the ratio of gas to air and thus also the green core is smaller, the thermocouple is then in a colder zone the flame, and the controller acts in the throttle valve 19 closing sense until the state corresponding to the nominal voltage of the thermocouple is reached again.

In der gleichen Weise wie ein steigender oder abfallender Gasdruck wirken auch Schwankungen des Heizwertes des Gases in der einen oder anderen Richtung.In the same way as increasing or decreasing gas pressure Fluctuations in the calorific value of the gas in one direction or the other also have an effect.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, mit dem Thermoelement od. dgl. 6 über den Verstärker 7 gleichzeitig sowohl den Gasdruckregler 2 - wie beschrieben - als auch den Luftdruckregler 17 zu steuern, mit dem Ergebnis, daß im Falle eines Absinkens der Temperatur im Ofeninnern gleichzeitig sowohl die Gas- wie die Luftzufuhr entsprechend beeinflußt werden. In diesem Falle dient das Thermoelement 11 lediglich noch dazu, etwaige Schwankungen im Heizwert des Gases auszugleichen.It is within the scope of the invention to use the thermocouple or the like 6 via the amplifier 7 simultaneously both the gas pressure regulator 2 - as described - As well as controlling the air pressure regulator 17, with the result that in the event of a When the temperature inside the furnace drops, both the gas and the air supply are simultaneously reduced be influenced accordingly. In this case, the thermocouple 11 is only used in addition to compensating for any fluctuations in the calorific value of the gas.

Die Erfindung ermöglicht es, wie ersichtlich, innerhalb des Intervalls bzw. der Druck- und Heizwertschwankungen, die z. B. bei Gasgeneratoren auftreten, immer eine genügend gleichmäßige Verbrennung bzw. die Aufrechterhaltung einer Ofenatmosphäre von gewünschter Beschaffenheit zu sichern.The invention makes it possible, as can be seen, within the interval or the pressure and calorific value fluctuations that z. B. occur in gas generators, always a sufficiently uniform combustion or the maintenance of a furnace atmosphere of the desired quality.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for continuous, automatic Control of the temperature and the combustion process of gas-fired industrial furnaces by means of a flow control device built into the gas and / or combustion air line, depending on a gas pressure gauge and a temperature-sensitive body, characterized in that the measured variables of both the gas pressure meter and the temperature-sensitive body side by side on the control input of the flow control member works.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the thermostat (6) Current pulses triggered by an amplifier (7) on a Solenodd (8, 9) act, the core (9) of which acts as a connecting rod between the gas pressure gauge (:.) (Diaphragm 2 and spring 3) and the control elements (4, 5) is used.

3. Device according to Claim 1 or 2, characterized in that in addition to the temperature sensor (6) and the gas pressure meter (1) is a forced draft burner connected to the gas and air lines (10) is provided, which has a temperature sensor (11) via amplifier (15) and like control parts acts on the air or gas line.

4. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that a diaphragm pressure gauge (17) is switched on in the air line, the connecting linkage to the air control members (18, 19) is designed as the core of the solenoid (16), which its temperature-dependent pulses through the Fan burner (10) receives via the thermostat (11). Considered publications: German Patent Nos. 241142, 244 655, 352960, 440 902, 578510, 697629, 698329, 700609, '110372, 725803, 737696; French Patent No. 974254; U.S. Patent Nos. 1896 910, 2212285, 2458624.