DE2827771A1 - Regeleinrichtung fuer gas- oder oelfeuerungen mit einer verbundverstellung - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für Gas- oder Ölfeuerungen mit einer Verbund-
• verstellung Die Erfindung betrifft eine- Regeleinrichtung für Gas- oder Ö1-feuerungen mit einer Verbundverstellung für die Brennstoffmenge und die Luftmenge, bei welcher das Regelelement der Brennstoffmenge über ein ein Kurvenband enthaltendes Verbundglied und ein Gestänge mit einer die Luftmenge einstellenden Luftklappe verbunden ist, wobei in der Verbundverstellung ein wegbegrenztes Korrekturstellglied angeordnet ist, das an einen den Rest-Stuerstoffgehalt des Abgases messenden elektronischen Sauerstoffregler angeschlossen ist.
• Eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt (Zeitschrift gas wärme international 1977/ 5. 326-328). Mit Hilfe einer derartigen Regeleinrichtung ist es möglich, die Verbrennung von Gas- oder Ölfeuerungen durch Aufschalten des Restsauerstoffgehaltes des Abgases auf das Verbundstellglied zu optimieren. Dabei wird ausgenutzt, daß der Restsauerstoffgehalt in den Abgasen ein Maß für die Verbrennungsgüte ist. Bei der bekannten Bauart ist vorgesehen, daß als Eorrekturstellglied ein Spindelmotor vorgesehen wird, der in seinem Hub begrenzt ist. Durch die Hubbegrenzung soll erreicht werden, daß bei einem Ausfall oder einem Defekt des Sauerstoffreglers noch wenigstens annähernd das richtige Brennstoff- Luft- Verhältnis gewährleistet ist, so daß die Anlage auch weiterhin betrieben werden kann. Diese Ausbildung ist in der Praxis noch nicht befriedigend, da die Gefahr besteht, daß bei einem Defekt oder einem Ausfall des Sauerstoffreglers mit Luftmangel gefahren wird. Dies kann zur CO-Bildung und auch im Extremfall zu Verpuffungen führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einem Ausfall oder einem Defekt des elektronischen Sauerstoffreglers die Gas-oder Ölfeuerung nicht mit Luftmangel gefahren werden kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Eorrekturstellglied ein Sicherheitselement enthält, das bei Ausfall des Sauerstoffreglers das Korrekturstellglied in Richtung Luftüberschuß verstellt.
• Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß das Brennstoff-Luft-Verhältnis sich bei einem Defekt oder Ausfall des Sauerstoffreglers selbsttätig so einstellt, daß die Feuerung nicht mit Luftmangel gefahren wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Korrekturstellglied ein Federelement enthält und von dem Sauerstoffregler trennbar ist. Das Federelement sorgt dann nach Trennung von dem Sauerstoffregler automatisch dafür, daß ein Luftüberschuß eingestellt wird.
• Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Korrekturglied zwei um ortsfeste Achsen verschwenkbare, im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Gestänges angeordnete Hebel, an denen jeweils ein Teil des Gestänges angelenkt ist und die über eine Spreizfeder und ein Stellelement miteinander verbunden sind, das mittels eines vom Sauerstoffregler geschalteten Stellmotors verstellbar ist. Durch das Stellelement kann der Abstand zwischen den beiden Hebeln eingestellt werden, wodurch das Gestänge entsprechend der gewünschten Korrektur verlängert oder verkürzt wird, so daß entweder bei gleicher Brennstoffmenge mehr oder weniger Zuluft dem Brenner zugeführt wird.
• In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß als Stellelement eine von dem Stellmotor angetriebene Doppelarmkuirbel dient, an der exzentrisc-h zur Drehachse die beiden Hebel angelenkt sind. Durch diese Doppelarmkurbel wird erreicht, daß die von dem Eorrekturstellglied vorgenommene Luftregelung nicht linear verläuft, sondern daß eine Anpassung an die gewünschten Bedingungen gegeben ist, indem eine progressive Verstellung erhalten wird, d.h. im Niedriglastbereich sind kleinen Wegen des Stellmotors auch kleine Veränderungen der Luftklappe zugeordnet, während im Vollastbereich kleinen Wegen des Stellmotors größere Xnderungen in der Stellung der Luftklappe zugeordnet sind.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform. In der Zeichnung ist schematisch eine Gas- oder Ölfeuerung dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ausgerüstet ist.
• Einem nicht dargestellten, in einem Wärmeerzeuger angeordneten Brenner wird über einen Kanal 1 Brennstoff, beispielsweise Gas, und über einen Kanal 2 die für die Verbrennung notwendige Luft zugeführt. Für eine einfache Darstellung ist in der Zeichnung als Regelglied für die Brennstoffmenge eine Steliklappe 3 dargestellt. In der Praxis sind derartige Stellglieder als Drehschieber o.dgl. ausgebildet. Das Regelglied 3 wird von einem Stellmotor 4 entsprechend dem Leistungsbedarf lastabhängig eingestellt. Hierzu ist der Stellmotor 4 an einen Lastregler 5 angeschlossen.
• In dem Luftkanal 2 ist eine die Luftzufuhr bestimmende Luftklappe 6 angeordnet, die über eine sogenannte Verbundverstellung mit von dem Stellmotor 4 verstellt wird, der lastabhängig geregelt ist. Der Stellmotor 4 ist über ein Gestänge 7, 8, das nur sehr schematisch dargestellt ist, mit der Luftklappe verbunden. Der Gestängeteil 7 ist an eine Luftkorrekturkurve 9 angelenkt, die von dem Stellmotor 4 verdreht wird. Die Luftkorrekturkurve, die zweckmäßigerweise mittels Stellschrauben o.dgl. einstellbar ist, berücksichtigt, daß die Kennlinie der Luftstellklappe 6 nicht linear ist. Mittels der Luftkorrekturkurve wird somit eine stets reproduzierbare, proportionale Zuordnung der Menge der Verbrennungsluft zur jeweiligen Menge des Brennstoffes erhalten.
• Um bei einer derartigen Gas- oder Ölfeuerung auch weitere Einflußgrößen, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur der Luft, den barometrischen Luftdruck, den Heizwert und die Temperatur der Brennstoffe o.dgl. zu berücksichtigen, ist in die Verbundverstellung ein Korrekturglied 10 eingebaut, das die Verbrennungsgüte weiter dadurch beeinflußt, daß eine zusätzliche Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von dem Restsauerstoffgehalt des Abgases durchgeführt wird. Hierzu ist ein elektronischer Sauerstoffregler 11 vorgesehen, der in nicht näher dargestellter Weise mit einer Sauerstoffmeßsonde verbunden ist, die unmittelbar im Rauchgaskanal der Peuerung angeordnet wird. Diese Sauerstoffmeßsonde arbeitet nach dem Prinzip der Messung des Sauerstoffpartialdruckes in einem Festkörperelektrolyten.
• Der elektronische Sauerstoffregler 11 ist an einen Stellmotor 12 angeschlossen, der entsprechend dem gemessenen Restsauerstoffgehalt des Abgases noch das Verhältnis Brennstoff-Luft beeinflußt.
• Das Korrekturglied 10 enthält zwei Hebel 13 und 14, die im wesentlichen quer zur normalen Bewegungsrichtung der Gestängeteile 7 und 8 um eine ortsfeste, gemeinsame Achse 15 verschwenkbar gelagert sind. Die beiden Hebel 13 und 14 sind als Doppelarmhebel ausgebildet, die auf einer Seite von der Achse 15 durch eine Spreizfeder 16 miteinander verbunden sind. Die beiden anderen Arme sind über Zwischenhebel 17 mit einer als Scheibe ausgebildeten Doppelarmkurbel 18 verbunden, an der die Zwischenhebel 17 exzentrisch zu deren Drehachse angelenkt sind. Etwa mittig zwischen der Achse 15 und den Anlenkstellen der Zwischenhebel 17 sind die Gestänge teile 7 und 8 an die beiden Hebel 13 und 14 angelenkt. Die Scheibe 18 wird von dem Stellmotor 12 angetrieben, wobei zweckmäßigerweise zwischen der Scheibe 18 und dem Stellmotor eine Kupplung angeordnet ist.
• Während des Normalbetriebes sorgt der Sauerstoffregler 11 dafür, daß das Brennstoff-Luft-Verhältnis zur Optimierung der Verbrennung verändert wird, indem über den Stellmotor 12 die Scheibe 18 verdreht wird. Wenn die Scheibe 18 gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird, so werden die Gestängeteile 7 und 8 aneinander herangezogen, so daß das Gestänge insgesamt verkürzt wird. Dadurch wird das Verhältnis Brennstff-Luft so verändert, daß die Luftmenge gegenüber dem nach der Luftkorrekturkurve 9 vorgegebenen Wert verringert wird. Bei einem Verdrehen der Scheibe 18 im Uhrzeigersinn wird die Luftmenge erhöht Dabei ergibt sich der Vorteil, daß durch die eine Doppelarmkurbel darstellende Scheibe 18 eine nicht-lineare Kompensation erhalten wird.
• Wenn der Sauerstoffregler ausfällt oder einen Defekt aufweist, so wird die Kupplung 19 geöffnet. Es kann hierbei eine elektrische, eine hydraulische oder mechanische Kupplung vorgesehen werden. Auch kann ein Federrücklauf an dem Stellmotor 12 oder auch eine Federrücklaufkupplung vorgesehen werden. In diesem Ball drückt die Spreizfeder 16 die beiden Hebel 13 und 14 auseinander, so daß bei gleicher Verstellung der Luftkorrekturkurve 9 eine größere oeffnung der Luftklappe 6 erhalten wird. Es wird damit sichergestellt, daß immer mit Luftüberschuß gearbeitet wird, wenn der Sauerstoffregler 11 ausfallen sollte.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Scheibe 18 und die Zwischenhebel 17 mit den Hebeln 13 und 14 und den Gestängeteilen 7 und 8 beweglich. Es. ist auch ohne weiteres möglich, die Scheibe 18 ortsfest zu lagern und dafür die Achse 15 in Verschieberichtung der Gestängeteile 7 und 8 beweglich anzuordnen.
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Claims (7)

1. Patent- und Schutzansprüche =z1X5=3=wS5sS==Xt=XS====s=X X Regeleinrichtung für Gas- oder ölfeuerungen mit einer Verbundverstellung für die Brennstoffmenge und die Luftmenge, bei welcher das Regelelement der Brennstoffmenge über ein ein Kurvenband enthaltendes Verbundglied und ein Gestänge mit einer die Luftmenge einstellenden Luftklappe verbunden ist, wobei in der Verbundverstellung ein wegbegrenztes Korrekturstellglied angeordnet ist, das an einen den Restsauerstoffgehalt des Abgas es messenden elektronischen Sauerstoffregler angeschlossen ist, dadurch gekenrzeichnet, daß das Korrekturstellglied (10) ein Sicherheitselement enthält, das bei Ausfall des Sauerstoffreglers (11) das Eorrekturstellglied in Richtung Luftüberschuß verstellt.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eorrekturstellglied (10) ein Federelement (16) enthält, und von dem Sauerstoffregler (11) bzw. dem zugehörigen Stellmotor (12) trennbar ist.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturstellglied (10) zwei um ortsfeste Achsen (15) verschwenkbare, im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Gestänges (7, 8) angeordnete Hebel (13, 14) enthält, an denen jeweils ein Geil des Gestänges angelenkt ist und die über eine Spreizfeder (16) und über ein Stellelement (18) miteinander verbunden sind, das mittels eines vom Sauerstoffregler (11) geschalteten Stellmotors (12) verstellbar ist.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (13, 14) als Doppelarmhebel ausgebildet sind, die in einer gemeinsamen Achse (15) gelagert und deren Enden einerseits durch die Spreizf eder (16) und andererseits durch das Steuerelement (17, 18) verbunden sind.
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängeteile (7, 8) zwischen der Achse (15) und dem Stellelement (17, 18) an die Hebel (13, 14) angelenkt sind.
6. 6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement eine von dem Stellmotor (12) angetriebene Doppelarskurbel (18) dient, an der exzentrisch zur Drehachse die beiden Hebel (13, 14) angelenkt sind.
7. 7. Regeleinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (12) von dem Stellelement (18) mittels einer Kupplung (19) trennbar ist.