DE19824524C2 - Regeleinrichtung für Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasbren­ ner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen der Bereitstel­ lung eines Gas/Luft-Gemisches, also dem Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner. Der Gasstrom durch ein Gasventil ist dabei in Ab­ hängigkeit vom Verbrennungsluftdruck einstellbar. Derar­ tige Regeleinrichtungen sind aus DE 24 27 819 B2, AT- PS 190 195 und DE 37 07 883 C1 bekannt.

Es sind Regeleinrichtungen für Gasbrenner bekannt, bei denen das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. zwischen Gasstrom und Ver­ brennungsluftstrom variabel ist. Bei allen bekannten Regel­ einrichtungen erfolgt die erforderliche Druckmessung mit Hilfe einer Membran, also auf pneumatischem Weg. Dieser pneumatische Weg verfügt jedoch über eine Vielzahl von Nachteilen, die allesamt den Anwendungsbereich bekannter Regeleinrichtungen einschränken. So schränken die Hyste­ rese-Eigenschaften der Membran und die zwischen der Membran und dem Gasventil wirkenden Kräfte den Arbeits­ bereich und damit den Anwendungsbereich ein. Des weite­ ren bewirkt das Zusammenspiel zwischen den erforderli­ chen kleinen Stellkräften und den Betriebstoleranzen der Membran infolge von Störeinflüssen wie Temperatur­ schwankungen oder dergleichen eine Einschränkung des Anwendungsbereichs bekannter Regeleinrichtungen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine Regeleinrichtung für Gasbrenner zu schaffen, die die obigen Nachteile vermeidet und damit einen größeren Anwendungsbereich aufweist.

Dieses Problem wird durch eine Regeleinrichtung für Gasbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge­ ben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit wei­ teren Baugruppen in schematisierter Darstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte Regeleinrichtung dient der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches für einen nicht dargestellten Gasbrenner.

Über eine erste Leitung 10 ist dem nicht dargestellten Brenner ein Gasstrom zuführbar. Der den Gasstrom führen­ den ersten Leitung 10 sind ein Gasregelventil 11 sowie zwei Gassicherheitsventile 12, 13 zugeordnet. Das Gasregelventil 11 sowie die Gassicherheitsventile 12, 13 können beliebig ausgestaltet sein. Aufbau und Arbeitsweise von Gassicher­ heitsventilen sowie Gasregelventilen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.

Dem nicht dargestellten Brenner ist desweiteren über eine zweite Leitung 14 ein Verbrennungsluftstrom zuführbar. Der Verbrennungsluftstrom wird von einem Gebläse 15 er­ zeugt, dessen Drehzahl durch einen dem Gebläse 15 zuge­ ordneten Motor 16 bestimmt wird.

Innerhalb der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 ist eine Blende oder Drosselstelle 17 an­ geordnet. Im Bereich hinter der Drosselstelle 17 mündet die den Gasstrom führende erste Leitung 10 in die den Luft­ strom führende zweite Leitung 14. In diesem Bereich wird die den Gasstrom führende erste Leitung 10 von einer Gas­ düse 18 abgeschlossen.

Zwischen der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 und der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Lei­ tung 14 ist ein Sensor 19 angeordnet. Mit einem ersten Meß­ punkt 20 ist der Sensor 19 an der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 angeschlossen, nämlich in Strömungsrich­ tung des Gases vor der Gasdüse 18. Mit einem zweiten Meß­ punkt 21 ist desweiteren der Sensor 19 an der den Verbren­ nungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 angeschlos­ sen, nämlich in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Drosselstelle 17.

Der Sensor 19 ist als Differenzdruck-Sensor, insbeson­ dere als Durchflußmesser bzw. Anemometer, ausgebildet. Mit Hilfe des Sensors 19 ist demnach die Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck bestimmbar.

In dem Fall, in dem der Gasdruck mit dem Verbrennungs­ luft übereinstimmt, ist der Durchfluß durch den als Durch­ flußmesser bzw. Anemometer ausgebildeten Sensor 19 gleich Null. Im Falle eines gegenüber dem Gasdruck höhe­ ren Verbrennungsluftdrucks ist ein Durchfluß vom zweiten Meßpunkt 21 in Richtung auf den ersten Meßpunkt 20 de­ tektierbar Hingegen ist im Falle eines gegenüber dem Gas­ druck geringeren Verbrennungsluftdrucks ein Durchfluß von dem ersten Meßpunkt 20 in Richtung auf den zweiten Meßpunkt 21 vom Sensor 19 detektierbar. Aus der Menge des Durchflusses durch den Sensor 19 sowie der Durchfluß­ richtung sind demnach die Druckverhältnisse von Gasdruck und Verbrennungsluftdruck durch den Sensor 19 bestimm­ bar.

Abhängig von diesen Druckverhältnissen erzeugt der Sensor 19 ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 22. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird einem Steuergerät bzw. Regelgerät 23 zugeführt, welches ein Re­ gelungssignal 24 für einen Stellantrieb 25 des Gasregelven­ tils 11 erzeugt.

Zur Gewährleistung eines variablen Übersetzungsverhält­ nisses zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. Gasstrom und Verbrennungsluftstrom wird das elektrische bzw. elektronische Signal 22 des Sensors 19 in einer Sum­ miereinrichtung 26 mit einem Hilfssignal 27 verrechnet, und zwar bevor das Signal 22 dem Regelgerät 23 zugeführt wird. Dem Regelgerät 23 wird demnach als Eingangssignal das Ausgangssignal 30 der Summiereinrichtung 26 zuge­ führt, wobei das Ausgangssignal 30 eine additive Überlage­ rung der Signale 22, 27 ist.

Bei dem Hilfssignal 27 handelt es sich um ein von einer Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängiges Signal. Das Hilfssignal 27 wird in einer Auswerteeinrichtung 28 aus einem Drehzahlsignal 29 des Gebläses 15 bzw. des Motors 16 des Gebläses 15 gewonnen. Da das Hilfssignal 27 von der Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängig ist, folgt unmittelbar, daß das Hilfssignal 27 vom Verbrennungsluft­ strom bzw. Verbrennungsluftdruck abhängig ist.

In Abweichung vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Hilfssignal 27 auf andere Art und Weise zu ge­ nerieren. So ist es nicht zwingend erforderlich, daß das Hilfssignal 27 ausgehend von der Drehzahl des Gebläses er­ mittelt wird. Auch ist es denkbar, einen zusätzlichen, nicht dargestellten Sensor zur Ermittlung des Verbrennungsluft­ stroms und damit zur Generierung des Hilfssignals 27 vor­ zusehen.

Zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches mit einem variablen Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck wird demzufolge mit der erfin­ dungsgemäßen Regeleinrichtung wie folgt vorgegangen:
Mit Hilfe des Sensors 19 wird ein elektrisches bzw. elek­ tronisches Signal 22 ermittelt, das dem Druckunterschied zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck entspricht. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird mit einem Hilfssignal 27 verrechnet. Hierzu werden das elektrische bzw. elektronische Signal 22 und das Hilfssi­ gnal 27 addiert. Das Hilfssignal 27 hängt vom Verbrennungsluftstrom, insbesondere von der Drehzahl des Geblä­ ses 15, ab. Das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Ausgangs­ signal 30 der Summiereinrichtung 26 wird einem Regelgerät 23 zugeführt, das ein Regelungssignal 24 für den Stellan­ trieb 25 des Gasregelventils 11 erzeugt. Das Regelsignal 24 wird hierbei derart ermittelt, daß das Regelgerät 23 den Gas­ strom dahin gehend ändert, daß das Eingangssignal für das Regelgerät 23, also das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Signal 30, einen Betrag von Null annimmt.

In der Auswerteeinrichtung 28 ist ein Faktor bestimmbar, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom bestimmt. Bei diesem Faktor han­ delt es sich um einen Multiplikationsfaktor. Je höher dieser Multiplikationsfaktor ist, desto höher ist das Übersetzungs­ verhältnis. Über eine Variation des Multiplikationsfaktors ist das Übersetzungsverhältnis variierbar.

Bezugszeichenliste

10

Leitung

11

Gasregelventil

12

Gassicherheitsventil

13

Gassicherheitsventil

14

Leitung

15

Gebläse

16

Motor

17

Drosselstelle

18

Gasdüse

19

Sensor

20

Meßpunkt

21

Meßpunkt

22

Signal

23

Regelgerät

24

Regelungssignal

25

Stellantrieb

26

Summiereinrichtung

27

Hilfssignal

28

Auswerteeinrichtung

29

Drehzahlsignal

30

Ausgangssignal

Claims (3)

1. Regeleinrichtung für Gasbrenner zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, nämlich zum Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Gassdruck und Verbrennungsluftdruck variabel ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

• a) zwischen einer den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und einer den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (14) ein Sensor (19) angeordnet ist,
• b) der Sensor (19) mit einem ersten Meßpunkt (20) an der den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und mit einem zweiten Meßpunkt (21) an der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (14) gekoppelt ist,
• c) der Sensor (19) ein elektrisches bzw. elektronisches Signal (22) erzeugt,
• d) eine Summiereinrichtung (26) das elektrische bzw. elektronische Signal (22) des Sensors (19) mit einem Hilfssignal (27) verrechnet,
• e) das Hilfssignal (27) von dem Verbrennungsluftstrom funktional abhängig ist,
• f) ein Ausgangssignal (30) der Summiereinrichtung (26) einem Regelgerät (23) zuführbar ist, wobei das Regelgerät (23) ein Regelungssignal (24) erzeugt, welches auf ein Gasregelventil (11) einwirkt und so zur Veränderung des Gasstroms verwendet wird.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal (27) von einer Drehzahl eines Gebläses (15) abhängig ist, wobei das Gebläse (15) für den Verbrennungsluftstrom sorgt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßpunkt (20) in Strömungsrichtung des Gases vor einer Gasdüse (18) und der zweite Meßpunkt (21) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor einer Drosselstelle (17) angeordnet ist.