DE1057279B

DE1057279B - Verhaeltnisregler fuer die Zuteilung der zur Verbrennung einer vorgegebenen Brennstoffmenge erforderlichen Luftmenge

Info

Publication number: DE1057279B
Application number: DES45003A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Neuse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-07-30
Filing date: 1955-07-30
Publication date: 1959-05-14

Description

DEUTSCHES

Bei technischen Verbrennung.svorgängen, beispielsweise Kesselfeuerungen, Ofenheizungen, muß dem Verbrennungsraum eine der Brennstoffmenge entsprechende Luftmenge zugeführt werden, um eine vollständige Verbrennung und damit eine optimale Wärmeerzeugung zu erhalten. Die Zuteilung der Luftmenge erfolgt über einen Verhältnisregler, in dessen Meßschaltung die dem Verbrennungsraum zugefiihrte Brennstoff- und Luftmenge als Widerstandswert mit Hilfe von Widerstandsfernsendern eingeführt wird. Von den beiden gewöhnlich in einer Brückenschaltumg angeordneten Widerstandsfernsendern wird der eine entsprechend der zugeteilten Brennstoff- und der andere entsprechend der Luftmenge verstellt. Weicht das Verhältnis Brennstoff zu Luft vom eingestellten Wert ab, so greift der Regler ein und verstellt beispielsweise die Luftklappe des Luftkanal«, wodurch die zugeführte Luftmenge vergrößert oder verkleinert wird. Jeder Luftklappenverstellung entspricht jedoch nur dann eine bestimmte dem Verbrennungsraum zugeführte Luftmenge je Zeiteinheit, wenn sich Temperatur und Druck der Luft im Zufuhrkanal nicht wesentlich ändern. Da die Verbrennungsluft vielfach \^rorgewärmt wird und ihre Temperatur deshalb bei manchen Anlagen in weiten Grenzen schwankt (z. B. ±200° C), wird das in der Meßschaltung des Reglers eingestellte Brennstoff-Luft-Verhältnis vom Regler nicht aufrechterhalten, wenn die Temperatur der zugeführten Luft und ihr Druck wesentlich von dem Zustand abweichen, der im Zeitpunkt der Einstellung vorlag. Steigt die Temperatur der zugeführten Luft an, so wird beispielsweise eine zu kleine Luftmenge in den Verbrennungsraum geführt, und die Verbrennung erfolgt unvollständig und mit geringerem Wirkungsgrad. Ist die Temperatur der Luft abgesunken, so wird umgekehrt zu viel Luft in den Verbrennungsraum geführt und hierdurch der Wirkungsgrad der Verbrennung herabgesetzt.

Es sind Gemischregler für Brenngas bekannt, das sich aus Gaskomponenten von unterschiedlichem Heizwert zusammensetzt. Ein Verhältnisregler in dessen Meßschaltung Widerstandsfernsender entsprechend den gemessenen Mengenwerten verstellt werden, sorgt dafür, daß das Mengenverhältnis konstant bleibt. Um hierbei zu erreichen, daß der Heizwert der Gasmischung sich bei Schwankungen in der Qualität einer Gaskomponente nicht ändert, wird der So-Mwert des Mischungsverhältnisses in der M.eßschaltung des Reglers durch einen Heizwertmesser korrigiert, der den Heizwert der Gasmischung bestimmt. Hier handelt es sich also darum, das Mischungsverhältnis entsprechend einer von dem Endergebnis der Regelung, d. h. von der Gasmischung abhängigen physikalischen Größe einzustellen.

Verhältnisregler für die Zuteilung

der zur Verbrennung einer vorgegebenen Brennstoffmenge erforderlichen Luftmenge

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2

Wilhelm Neuse, Karlsruhe, ist als Erfinder genannt worden

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Verhältnisregler für das Brennstoff-Luft-Verhältnis dafür zu sorgen, daß. das Mengenverhältnis auch bei einer Änderung der Zustandsgrößen der beiden Komponenten erhalten bleibt.

Dies wird unter Ausschaltung der oben angeführten Nachteile dadurch erreicht, daß ein die Temperatur der zugeteilten Luft messendes elektrisches Thermometer und gegebenenfalls ein Luftdruckmeßgerät das dem Brennstoff-Luft-Verhältnis entsprechende Spannungs- bzw. Stromverhältnis in der Meß schaltung des Reglers selbsttätig korrigiert. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch bei großen Temperaturänderungen von beispielsweise 200° C das richtige Brennstoff-Luft-Verhältnis eingestellt bleibt, ohne daß von Hand eine Korrektur vorgenommen werden muß.

Wird Heizgas als Brennstoff verwendet, so wird auch das dem Verbrennungsraum zugeführte Gas vielfach vorgewärmt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, auch die Temperatur des Gases bzw. dessen Druck zu messen und die M«ß schaltung entsprechend diesen Meßwerten zu korrigieren.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für

eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltung. Es , ist angenommen, daß als Brennstoff Heizgas in den Verbrennungsraum eingeführt und eine der Gasmenge entsprechende Luftmenge vom Verhältnisregler eingestellt wird. In die beiden Brückenschältungen 1 und 2, die von den Batterien B₁ und B₂ gespeist werden, werden die Größen der Widerstandsfernsender

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Wf₁ und Wf₂ in verhältnisgleiche Spannungen umgewandelt, die über das Nullrelais M des Reglers gegeneinander geschaltet sind. Dieses Nullrelais stellt durch entspreebende Betätigung der Luftklappe eine'solche Luftmenge ein, daß. die dieser .Luftmenge" entsprechende Spannung der Brücke 2 dieselbe Größe hat wie die Spannung der Gasbrücke 1. Bei gleichen Brückenund' Thermometerwiderständen und gleichen Brückenströmen ergibt sich dann ein Mengenverhältnis von Gas zu Luft von 1:1. Dieses Verhältnis kann durch Veränderung des Brückenstromes I₁ mit Hilfe des Potentiometerwiderstandes R₃ vergrößert oder verkleinert werden, und zwar ergibt sich bei Verringerung des Brückenstromes I₁ eine Vergrößerung des Verhältnisses Gas zu Luft. Der Brückenschaltunig 2 ist das im Luftkanal eingebaute Widerstandsthermometer TA₂ vorgeschaltet,- dessen Widerstand sich mit der Lufttemperatur ändert.. Hierdurch wird der Brückenstrom T₂ bzw. die Brückenspa-nnung e₂ entsprechend der jeweiligen Lufttemperatur korrigiert, so daß das mit Hilfe des PotentiometerwiderstandesR₃ eingestellte Gas-Luft-Verhätnis auch bei Temperaturändcrumgen der Verbrennungsluft erhalten bleibt. Mit Hilfe eines zweiten vor der Gasbrücke liegenden Widerstandsthermometers TA₁ kann der Einfluß der Gastemperatur auf das Gas-Luft-Verhältnis ausgeschaltet werden. Um eine möglichst hohe Genauigkeit der Temperaturkompensation auch bei großen Temperaturschwankungen zu erreichen, ist parallel zu den Widerstandsthermometern ein fester Widerstand R₁ bzw. R₂ eingeschaltet. Der Einfluß des inneren Widerstandes der beiden Stromquellen B₁ und B₂ auf die ■ Gasgemischregelung wird dadurch ausgeschaltet, daß ' parallel zu der Serienschaltung Brücke und Thermometer ein im Vergleich zu dieser niederohmiger Widerstand R₁ bzw. R₅ geschaltet wird.

Die beiden Brücken werden zweckmäßig abweichend von der Darstellung in der Zeichnung nicht über Batterien, sondern, gemeinsam über ein Netzanschlußgerät mit Gleichstrom versorgt.

Statt in der beschriebenen Brückenschaltung können die Widerstandsfernsender auch beispielsweise in einer Spannungsteilerschaltung angeordnet werden. Die entsprechenden Thermometer werden in diesem Fall mit den Fernsendern in Reihe geschaltet. Weitere Ab-Wandlungen der beschriebenen Meßschaltung· des Reglers sind möglich.

Ändert sich außerdem der Druck des Heizgases bzw. der zugeführten Luft in weiten Grenzen, so wird zu den in der Zeichnung dargestellten Brückenscbaltungen je ein Widerstand parallel geschaltet, dessen Größe sich mit dem Druck des Heizgases bzw. der zugeführten Luft ändert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verhältnisregler für die Zuteilung der zur Verbrennung einer vorgegebenen Brennstoffmenge erforderlichen Luftmenge, bei dem die Mengenwerte über Widerstandsfernscnder in die Meßschaltamg des Reglers eingeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Temperatur der zugeteilten Luftmenge messendes elektrisches Thermometer und gegebenenfalls ein Luftdruckmeßgerät das dem Brennstoff-Luft-Verhältnis entsprechende Spannungs- bzw. Stromverhältnis in der Meßschaltung des Reglers selbsttätig korrigiert.

2. Verhältnisregler nach Anspruch 1 für gasförmige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur und gegebenenfalls· der Druck des Gases gemessen, und das dem Gas-Luft-Verhältnis entsprechende Spannungs- bzw. Stromverhältnis nach diesen Meßwerten korrigiert wird.

3. Verhiiltnisregler nach Anspruch 1 und 2 mit einer Brückenschaltung für den entsprechend der zugeführten. Gasmenge verstellten Widerstandsfernsender und einer weiteren" Brückenschaltung für den entsprechend der Luftmenge verstellten Widerstandsfernsender, dadurch gekennzeichnet; daß jeder Brücke ein AViderstandsthermometer vorgeschaltet ist.

4. Verhältnisregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstandsthermometer ein im Vergleich zu. diesem hochohmiger, konstanter Widerstand parallel geschaltet ist.

5. Verhältnisregler nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienschaltung von Brücke und Thermometer ein im Vergleich zu dieser niederohmiger, konstanter Widerstand parallel geschaltet ist.

6. Verhältnisregler nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen vom Druck des Gases bzw. der Luft abhängigen, zur Brücke parallel geschalteten Widerstand.

7. Verhältnisregler nach ■ Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Speisung der Gas- und Luftbrücke durch einen Transformator mit getrennten Sekundärwicklungen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 509 540, 607 066,
159, 865 501;

österreichische Patentschrift Nr. 123 929;

britische Patentschriften Nr. 179 952, 224 556,
300, 398 200.

USA.-Patentschriften Nr. 2 303 135, 2 570 859.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen