DE19922226C1

DE19922226C1 - Regeleinrichtung für Gasbrenner

Info

Publication number: DE19922226C1
Application number: DE19922226A
Authority: DE
Inventors: Enno Vrolijk
Original assignee: Honeywell BV
Current assignee: Honeywell BV
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-15
Also published as: JP2002544465A; EP1179159A1; WO2000070267A1; US6579087B1; ES2231206T3; CA2372842A1; KR20020013872A; EP1179159B1; ATE283452T1; DE50008762D1

Abstract

Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen dem Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner. Der Gasstrom ist dabei in Abhängigkeit vom Verbrennungsluftdruck einstellbar. Bei bekannten Regeleinrichtungen erfolgt eine Druckmessung mit Hilfe einer Membran, also pneumatisch. Diese pneumatische Druckmessung schränkt den Anwendungsbereich bekannter Regeleinrichtungen ein. DOLLAR A Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist ein Sensor 16 vorgesehen, der ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 19 erzeugt, das zur Verstellung des Gasventils 11 verwendet wird (Fig. 1).

Description

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

Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, also dem Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner. Der Gasstrom durch ein Gasventil ist dabei in Abhängigkeit vom Verbrennungsluftdruck einstellbar.

Regeleinrichtungen für Gasbrenner sind aus dem Stand der Technik, z. B. der EP 0 390 964 A1, hinlänglich bekannt. Bei der dort beschriebenen Regeleinrichtung erfolgt eine Druckbestimmung mit Hilfe einer Membran, also auf pneumatischem Weg. Abhängig von dieser Druckmessung wird der Gasstrom durch das Gasventil geregelt. Dieser pneumatische Weg verfügt jedoch über eine Vielzahl von Nachteilen, die allesamt den Anwendungsbereich bekannter Regeleinrichtungen einschränken. So schränken die Hysterese-Eigenschaften der Membran und die zwischen der Membran und dem Gasventil wirkenden Kräfte den Arbeitsbereich und damit den Anwendungsbereich ein. Des weiteren bewirkt das Zusammenspiel zwischen den erforderlichen kleinen Stellkräften und den Betriebstoleranzen der Membran infolge von Störeinflüssen wie Temperatuschwankungen oder dergleichen eine Einschränkung des Anwendungsbereichs bekannter Regeleinrichtungen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Regeleinrichtung für Gasbrenner zu schaffen.

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

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit weiteren Baugruppen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematisierter Darstellung, und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit weiteren Baugruppen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenfalls in schematisierter Darstellung.

Die vorliegende Erfindung betrifft Regeleinrichtungen für Gasbrenner. Einem nicht- dargestellten Brenner soll ein Gas/Luft-Gemisch zugeführt werden.

Um dem nicht-dargestellten Brenner einen Gasstrom zuzuführen, ist eine Gasleitung 10 vorgesehen, die den Gasstrom zum Brenner führt. Der Gasleitung 10 ist ein Gasventil 11 zugeordnet.

Die Zuführung der Verbrennungsluft zum nicht-dargestellten Brenner erfolgt über eine Verbrennungsluftleitung 12. Die Verbrennungsluftleitung 12 führt demzufolge den Verbrennungsluftstrom zum Brenner. Der Verbrennungsluftleitung 12 ist ein Gebläse 13 zugeordnet. Innerhalb der den Verbrennungsluftstrom führenden Verbrennungsluftleitung 12 ist eine Blende oder Drosselstelle 14 angeordnet, und zwar in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor dem Gebläse 13.

Gemäß Fig. 1, 2 mündet die den Gasstrom führende Gasleitung 10 in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Drosselstelle 14 und vor dem Gebläse 13 in die den Verbrennungsluftstrom führende Verbrennungsluftleitung 12. Eine Gasdüse 15 schließt die Gasleitung 10 im Bereich der Verbrennungsluftleitung 12 ab. In Strömungsrichtung hinter der Gasdüse 15 und vor dem Gebläse 13 liegt demzufolge ein Gas/Luft-Gemisch vor.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel geht es nun darum, eine 1 : 1-Gas/Luft-Verbundregelung bereitzustellen. Erfindungsgemäß ist hierzu ein elektrischer bzw. elektronischer Sensor 16 vorgesehen. Der Sensor 16 ist als Differenzdruck-Sensor, insbesondere als Durchflußmesser, Anemometer oder dergleichen, ausgebildet.

Mit einem Meßpunkt 17 ist der Sensor 16 an der den Gasstrom führenden Gasleitung 10 angeschlossen. In Strömungsrichtung des Gases ist der Meßpunkt 17 vor der Gasdüse 15 positioniert. An einem Referenzpunkt 18 des elektrischen bzw. elektronischen Sensors 16 herrscht ein Referenzdruck, nämlich der Verbrennungsluftdruck. Hierzu ist keine Verbindung zwischen dem Sensor 16 und der Verbrennungsluftleitung 12 erforderlich, insbesondere dann, wenn der Sensor 16 und der Einlaß der Verbrennungsluft innerhalb desselben Gehäuses angeordnet sind.

Soll, wie bereits erwähnt, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 für eine 1 : 1-Gas/Luft- Verbundregelung gesorgt werden, so muß der Gasdruck dem Referenzdruck/Verbrennungsluftdruck entsprechen. In dem Fall, in dem der Sensor 16 als Durchflußmesser bzw. Anemometer ausgebildet ist, bedeutet dies, daß der Durchfluß durch den Sensor 16 Null beträgt. Nimmt z. B. der Gasdruck gegenüber dem Verbrennungsluftdruck ab, so erfährt der Sensor 16 einen Durchfluß in Richtung auf die Gasleitung 10. Aufgrund der Durchflußmenge können demnach vom Sensor 16 die Druckverhältnisse zwischen Verbrennungsluftdruck und Gasdruck ermittelt werden.

Der Sensor 16 erzeugt abhängig von den obigen Druckverhältnissen ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 19, welches zur Verstellung des Gasventils 11 verwendet wird. Gemäß Fig. 1 wird das elektrische bzw. elektronische Signal 19 einem Steuer- oder Regelgerät 20 zugeführt, das aus dem Signal 19 ein Regelungssignal 21 für einen dem Gasventil 11 zugeordneten Stellantrieb 22 erzeugt.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Regeleinrichtung kann demzufolge eine 1 : 1-Gas/Luft- Verbundregelung bereitgestellt werden. Detektiert der Sensor 16 zwischen Referenzdruck und Gasdruck eine Druckdifferenz von Null, so entspricht das Signal 19 einer Druckdifferenz von Null und das Gasventil 11 kann unverändert betrieben werden. Detektiert der Sensor 16 einen gegenüber dem Gasdruck höheren Referenzdruck, so muß mit Hilfe des vom Sensor 16 erzeugten elektrischen bzw. elektronischen Signals 19 das Gasventil 11 derart angesteuert werden, daß sich der Gasstrom erhöht. Hierzu erzeugt das Regelgerät 20 ein Regelungssignal 21 für den Stellantrieb 22 des Gasventils 11, derart, daß das Signal 19 wieder auf einen Betrag geführt wird, der einer Druckdifferenz von Null entspricht.

Bei der Regeleinrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein abweichendes Übersetzungsverhältnis zwischen Gasstrom und Luftstrom realisiert werden, also eine 1 : N-Gas/Luft-Verbundregelung.

Zur Gewährleistung eines variablen Übersetzungsverhältnisses zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. Gasstrom und Verbrennungsluftstrom wird das elektrische bzw. elektronische Signal 19 des Sensors 16 in einer Summiereinrichtung 23 mit einem Hilfssignal 24 verrechnet, und zwar bevor das Signal 19 dem Regelgerät 20 zugeführt wird. Dem Regelgerät 20 wird demnach als Eingangssignal das Ausgangssignal 25 der Summiereinrichtung 23 zugeführt, wobei das Ausgangssignal 25 eine additive Überlagerung der Signale 19, 24 ist.

Bei dem Hilfssignal 24 handelt es sich um ein von einer Drehzahl des Gebläses 13 funktional abhängiges Signal. Das Hilfssignal 24 wird in einer Auswerteeinrichtung 26 aus einem Drehzahlsignal 27 des Gebläses 13 bzw. des Motors des Gebläses 13 gewonnen. Da das Hilfssignal 24 von der Drehzahl des Gebläses 13 funktional abhängig ist, folgt unmittelbar, daß das Hilfssignal 24 auch vom Verbrennungsluftstrom bzw. Verbrennungsluftdruck abhängig ist.

In Abweichung vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Hilfssignal 24 auf andere Art und Weise zu generieren. So ist es nicht zwingend erforderlich, daß das Hilfssignal 24 ausgehend von der Drehzahl des Gebläses ermittelt wird. Auch ist es denkbar, einen zusätzlichen, nicht-dargestellten Sensor zur Generierung des Hilfssignals 24 vorzusehen. So kann durch Verwendung des Ausgangssignals eines Rauchgassensors als Hilfssignal eine gasadaptive Regelung bereitgestellt werden.

In der Auswerteeinrichtung 26 ist ein Faktor bestimmbar, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom bestimmt. Bei diesem Faktor handelt es sich um einen Multiplikationsfaktor. Je höher dieser Multiplikationsfaktor ist, desto höher ist das Übersetzungsverhältnis. Über eine Variation des Multiplikationsfaktors ist das Übersetzungsverhältnis variierbar.

Bezugszeichenliste

10

Gasleitung

11

Gasventil

12

Verbrennungsluftleitung

13

Gebläse

14

Drosselstelle

15

Gasdüse

16

Sensor

17

Meßpunkt

18

Referenzpunkt

19

Signal

20

Regelgerät

21

Regelungssignal

22

Stellantrieb

23

Summiereinrichtung

24

Hilfssignal

25

Ausgangssignal

26

Auswerteeinrichtung

27

Drehzahlsignal

Claims

1. Regeleinrichtung für Gasbrenner zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, nämlich zum Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner, mit mindestens einem innerhalb einer Gasleitung (10) angeordneten Gasventil (11) und einer innerhalb einer Verbrennungsluftleitung (12) angeordneten Drosselstelle (14), wobei die den Gasstrom führende Gasleitung (10) mit einer Gasdüse (15) in der den Verbrennungsluftstrom führenden Verbrennungsluftleitung (12) endet, und wobei in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft die Gasdüse (15) nach der Drosselstelle (14) und vor einem Gebläse (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein elektrischer bzw. elektronischer Sensor (16) mit einem Meßpunkt (17) an der den Gasstrom führenden Gasleitung (10) angreift,
b) der Meßpunkt (17) in Strömungsrichtung des Gases vor der Gasdüse (15) im Bereich der Gasleitung (10) angeordnet ist,
c) an einen Referenzpunkt (18) des elektrischen bzw. elektronischen Sensors (16) ein Referenzdruck herrscht, wobei der Referenzpunkt (18) in einem Gehäuse des Sensors (16) liegt und wobei der Referenzdruck dem Verbrennungsluftdruck entspricht,
d) ein vom Sensor (16) erzeugtes elektrisches bzw. elektronisches Signal (19) zur Verstellung des Gasventils (11) verwendet wird.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des vom Sensor (16) erzeugten elektrischen bzw. elektronischen Signals (19) ein Regelungssignal (21) für einen dem Gasventils (11) zugeordneten Stellantrieb (22) erzeugt wird.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) als Differenzdruck-Sensor, insbesondere als Durchflußmesser, ausgebildet ist.

4. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Summiereinrichtung (23) das elektrische bzw. elektronische Signal (19) des Sensors (16) mit einem Hilfssignal (24) verrechnet, und daß ein aus einem Ausgangssignal (25) der Summiereinrichtung (23) erzeugtes Regelungssignal (21) zur Veränderung des Gasstroms verwendet wird.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (25) der Summiereinrichtung (23) einem Regelgerät (20) zuführbar ist, wobei das Regelgerät (20) das Regelungssignal (21) für einen Stellantrieb (22) des Gasventils (11) erzeugt.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal (24) von einer Drehzahl des Gebläses (13) funktional abhängig ist.