DE2908197C2

DE2908197C2 - Vorrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses von Gas und Verbrennungsluft bei Gebläsebrennern

Info

Publication number: DE2908197C2
Application number: DE19792908197
Authority: DE
Inventors: Gustav Ing.(grad.) 4300 Essen Niedergesäß
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1985-08-22
Also published as: EP0015480B1; EP0015480A2; EP0015480A3; DE2908197A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses von Gas- und Verbrennungsluft, die durch getrennte Leitungen einem Gebläsebrenner zugeführt werden, mit einer Druckmeßstelie in einer der Leitungen, einem an die Druckmeßstelle angeschlossenen membrangesteuerten Druckwandler, der sein Arbeitsmedium aus einer der beiden Leitungen erhält und einem dem gemessenen Druck entsprechenden Proportionaldruck erzeugt, und mit einem durch den Proportionaldruck gesteuerten Gleichdruckregler in der anderen Leitung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 34 242 bekannt. Der Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß die Regelgenauigkeit des membrangesteuerten Druckwandlers gering ist. Jede Verstellung des Ventilgliedes bedingt nämlich eine Auslenkung der Membranen, wodurch sich deren wirksame Flächen ändern. Jede Verstellung führt also zu einer Verschiebung des Betriebspunktes der Membranen auf den nichtlinearen Kennlinien. Hinzu kommt, daß die Membranen mit einer beträchtlichen Hysterese behaftet sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Regelgenauigkeit der bekannten Vorrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran des Druckwandlers in ihrer Gleichgewichtslage von einem ventilgesteuerten Kraftschalter gehalten wird, der das Arbeitsmedium aufnimmt und unter dem Proportionaldruck an den Gleichdruckregler anlegt.

Jede geringfügige Auslenkung der Membran des Druckwandlers führt zu einer entsprechenden Betätigung des Kraftschalters, und zwar derart, daß die Membranauslenkung sofort wieder ausgeglichen und beseitigt wird. Dadurch entfallen die o. a. Nachteile.

Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäöe Vorrichtung eine hohe Ansprechempfindlichkeit besitzt Dies bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Membran des Druckwandlers mit einem von der Druckmeßstelle gelieferten, in der Regel kleinen Differenzdruck zu beaufschlagen. Eine Differenrdruckmeßstelle liefert bekannt-Hch eine Mengenmessung. Eine solche an sich bekannte Mengenmessung erlaubt es, das vorgewählte Mischungsverhältnis auch dann konstant zu halten, wenn sich die Betriebsbedingungen eines zwischen der Druckmeßstelle und dem Brenner liegenden Rekuperators ändern. Letzteres ist bei einer einfachen Druckmessung nicht möglich, da diese diejenigen Durchsatzänderungen nicht exakt wiedergibt, die aus der Aufheizung oder Abkühlung des Rekuperators resultieren.

Das Verhältnis der wirksamen Flächen einerseits der Membran des Druckwandlers und andererseits des Kraftschalters kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen vorgewählt werden, und iwar vorteilhafterweise derart, dab die wirksame Fläche des Kraftschalters kleiner ist als die der Membran des Druckwandlers, wobei letzterer sein Arbeitsmedium aus der Leitung mit dem häheren Druck erhält. Auf diese Weise ist der vom Kraftschalter erzeugte Proportionaldruck wesentlich höher als der Druck an der Druckmeßstelle. Man kann also bei Bedarf den Gasdruck wesentlich höher als den Luftdruck wählen.

Schließlich bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise eine äuSersi einfache und exakte Möglichkeit zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, indem zwischen der Membran des Druckwandlers und dem Kraftschalter ein Übwr^etzungshebel mit einem Verstellschieber zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses angeordnet ist. Durch den als Gewichtsbelastung arbeitenden Verstellschieber des Übersetzungshebels wird die Vorspannung des Kraftschalters und damit die relative Höhe des Proportionaldrucks vorgewählt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 3 erläutert, die schematisch dargestellten Anordnungen der erfindungsgemäßen

so Vorrichtung sowie eine beispielsweise Ausführungsform des Druckwandlers zeigen:

F i g. 1 zeigt eine Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die vom Gebläse 4 durch die Leitung 8 dem Brenner 5 zugeführte Verbrennungsluft wird im Rekuperator 9 erwärmt. Vor dieser Erwärmungsstelle 9 ist eine Meßdrossel 2, vorzugsweise in Form einer Meßblende oder -düse, in der Verbrennungsluftleitung 8 eingebaut.

Der an dieser Meßdrossel entstehende Differenzdruck wird über die Leitungen 6 und 7 dem Druckwandler 1 zugeführt. Der Differenzdruck wird im Druck· wandler 1 in einen höheren Proportionaldruck umgewandelt, der über die Leitung 14 als Steuergröße auf den in der Gasleitung 10 angeordneten Gasdruckregler 11 einwirkt. Die Leitung 12 dient zur Zufuhr des Hilfsmittels für den, Druckwandler. Die Leitung 13 dient zum Abführendes Hilfsmittels,z. B. beim Herunterregeln.
F i g. 2 zeigt eine weitere Anordnung der erfindungs-

gemäßen Vorrichtung. Statt einer Meßdrossel ist eine Druckmeßstelie 3 in der Verbrennungsluftleitung 8 vor dem Rekuperator 9 eingebaut Der Druck der vom Gebläse 4 gelieferten dem Brenner 5 zugeführten Verbrennungsluft wird über die Leitung 6 dem Druckwandler 1 zugeführt In diesem wird der Druck in einen höheren Proportionaldruck umgewandelt der über die Leitung 14 als Steuergröße auf den in der Gasleitung 10 angeordneten Gasdruckregler 11 einwirkt Die Leitung 12 dient zur Zufuhr des Hilfsmittels für den Druckwandler. Die Leitung 13 dient zur Abfuhr des Hilfsmittels.

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform des Druckwandlers.

Im Gehäuse 15 ist die Membran 16 untergebracht Soll der von der Meßblende 2 kommende durchflußabhängige Differenzdruck in einen Proportionaldruck als Steuergröße für den Gasdruckregier umgewandelt werden, so wird die Oberseite der Membran 16 über die Leitung 6 und die Öffnung 21 mit dem Plus-Druck und die Unterseite der Membran 16 über die Leitung 7 und die Öffnung 22 mit dem Minus-Druck der Meßblende 2 beaufschlagt Wird anstatt des Differenzdrurkes der Druck in der Verbrennungsluftleitung als Steuergröße verwendet so wird nur die Oberseite der Membran 16 über die Leitung 6 und die Öffnung 21 mit diesem Druck beaufschlagt Die Öffnung 22 dient dann als Atmungsöffnung, d. h., an der Unterseite der Membran steht der Druck der Außenluft an. Differenzdruck oder Druck werden mit Hilfe der Membran 16 in eine Kraft umgewandelt welche über den Membranteller 17 eine Veränderung der Stellung des Stellgliedes 18 bewirkt. Die Normalstellung des Stellgliedes wird durch eine an sich bekannte Korrektur- und Ausgleichsvorrichtung, z. B. JjS die in F i g. 3 dargestellte Ausgleichsfeder 19, eingestellt. Die vom Stellglied 18 auf den Kraftschalter 20 übertragene Kraft wird in diesem in eine proportionale Kraft umgewandelt Es ist vorteilhaft, einen pneumatischen Kraftschalter zu verwenden, da das Hilfsmittel dieses Kraftschalters, Gas oder Luft, direkt aus der Gas- oder Luftleitung entnommen werden kann, also kein fremdes Arbeitsmittel benötigt wird. Die Hauptbauteile des an sich bekannten pneumatischen Kraftschalters sind ein Faltenbalg 23 und eine Alternativsteuerung 24. Das Hilfsmittel wird dem Kraftschalter 2C über die Leitung 12 zugeführt. Im Gleichgewichtszustand werden nur Leckmengen des Hilfsmittels benöt^;gt Während des Regelvorganges — je nach dem. ob mehr oder weniger Gas am Brenner benötigt wird — wird das Arbeitsmittel entweder gespeichert, oder über die Leitung 13 abgeführt. Das Übersetzungsverhältnis des Eingangsdruckes zum Druck, der auf den Gasdruckregler als Steuergröße einwirkt, kann entweder in kleinerem Bereich ca. von 1 :4 bis 1 : 7 durch Verschieben des Verstellschiebers 26 auf dem Übersetzungshebel 25 geändert werden oder durch Auswusch des Kraftschalters 20 gegen einen Kraftschalter mit entsprechend wirksamen Querschnitt, wenn eine beträchtliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses notwendig ist. z. B. auf 1 : 20.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses von Gas und Verbrennungsluft, die durch getrennte Leitungen einem Gebläsebrenner zugeführt werden, mit einer Druckmeßstel-Ie in einer der Leitungen, einem an die Druckmeßstelle angeschlossenen, membrangesteuerten Druckwandler, der sein Arbeitsmedium aus einer der beiden Leitungen erhält und einen dem gemessenen Druck entsprechenden Proportionaldruck erzeugt, und mit einem durch den Proportionaldruck gesteuerten Gleichdruckregler in der anderen Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) des Druckwandlers (1) in ihrer Gleichgewichtslage von einem ventilgesteuerten Kraftschalter (20) gehalten wird, der das Arbeitsmedium aufnimmt und unter dem Proportionaldruck an den Gleichdruckregler (11) anlegt.

2. VorrieMung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) des Druckwandlers (1) mit einem von der Druckmeßstelle (2) gelieferten Differentialdruck beaufschlagbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche des Kraftschalters (20) kleiner als die dir Membran (16) des Druckwandlers (1) ist, wobei letzterer sein Arbeitsmedium aus der Leitung (10) mit dem höheren Druck erhält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Membran (16) des Druckvandler- (1) und dem Kraftschalter (20) ein Überse'zungshebel (25) mit einem Verstellschieber (26) zur And /ung des Übersetzungsverhältnisses angeordnet ist.