DE3022181C2

DE3022181C2 - Verfahren zum Regeln des Gas-Luft-Gemisches für Gasbrenner von Gas-Schnellerwärmungsöfen und Gas-Schnellerwärmungsofen zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE3022181C2
Application number: DE3022181A
Authority: DE
Inventors: Johann Ing.(grad.) 5168 Nideggen Hürtgen
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1985-08-22
Also published as: IT8148568A0; GB2077903A; IT1142528B; DE3022181A1; FR2484610B3; FR2484610A1; GB2077903B

Description

ses wird — wie beim Anfahren — erhöht, so daß alsbald wieder der gewünschte Soll-Zustand erreicht ist.

Zwar ist es aus der DE-AS 26 07 286 bekannt, die Menge der dem Heizgas beigemischten Verbrennungsluft abhängig von deren Vorwärmtemperatur zu steuern, jedoch konnte dieser Druckschrift keine Anregung hinsichtlich der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des genannten Verfahrens bzw. des genannten Gasofens entnommen werfen; denn bei dem bekannten Verfahren v/ird nicht die Heizgasmenge reguliert sondern die Menge der Verbrennungsluft; darüber hinaus wird die Abgasströmungsgeschwindigkeit bei dem bekannten Verfahren nicht beeinflußt. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt auch keine spezielle Vorwärmung der Verbrennungsluft über die Abgase, sondern die Regelung des Gas-Luft-Gemisches erfolgt lediglich in Abhängigkeit der normalen Temperaturschwankungen der Verbrennungsluft (zwischen 20 und 30⁰C).

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die im Patentanspruch 3 angegebener. DrosselsteHen ermöglichen eine sehr genaue Steuerung der Heizgaszufuhr. Da V<ei dem Verfahren eine laufende Korrektur der Drosselstellen nicht notwendig ist, können diese von Hand einsteilbar sein.

Die im Patentanspruchs angegebene Rückkopplungsleitung zwischen der Verbrennungsluftleitung und dem Gas-Gleichdruckventil sorgt für eine ständige Anpassung des Gasdrucks des Heizgases an die Bedingungen in der Verbrennungsluftleitung. Im übrigen wird auch die zentrale Heizgasleitung bereits druckmäßig überwacht und eingestellt Hierzu ist nach dem Anspruch 6 vor dem Gas-Gieichdruckventil ein Druckregelventil angeordnet Über diese Zentraleinrichtung wird auch bei Zuschaltung mehrerer Gas-Schnellerwärmungsöfen ein gleichmäßiger Ausgangsdruck vorgegeben, so daß die nachfolgende Regulierung wesentlich einfacher, aber auch genauer sein kann.

Verwendet man als Mischer einen Rohrstutzen, so lassen sich di_ beiden Medienströme gleichmäßig und gezielt zusammenführen, so daß eine ausreichende Durchmischung beider Medien eintritt

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels nähererläutert

Von dem dargestellten und allgemein mit 1 bezeichneten Gas-Schnellerwärmungsofen sind lediglich mehrere Brenner 2, 3, 4, 5 angedeutet, die über eine Brennerverteilung 6 miteinander verbunden sind. Die Brenner 2, 3, 4, 5 werden üLer die Brennerverteilung 6 gleichmäßig mit einem Gasluftgemisch versorgt.

Hierzu isi in der den Abgasstrom 7 führenden Abgasleitung δ des Gas-Schnellerwärmungsofens 1 ein Wärmetauscher 9 angeordnet durch den mit Hilfe eines Ventilators 10 ausreichende Mengen Luft hindurchgeführt werden. Die über einen Filter 11 im Ventilator lü gereinigte Luft verläßt den Wärmetauscher 9 beispielsweise mit einer Temperatur von 300⁰C. Eine derartige Aufheizung der Luft von 20 auf rund 300⁰C wird zum Beispiel bei einer Abgastemperatur von rund 55.0 bis 950⁰C erreicht.

Die dem Wärmetauscher 9 über eine Rohrleitung 12 zugeführte Verbrennungsluft verläßt ihn über eine Verbrennungsluftleitung 15, in der eine Drosselklappe 16, die über einen Moter 17 zu verstellen ist, angeordnet ist. Bei geöffneter Drosselklappe 16 gelangt die Verbrennungsluft dann über eine ärosselstelle 18 zu einem Mischer 20. Hier wird die Verbrennungsluft mit dem Heizgas zusammengeführt.

Das Heizgas strömt über einen Absperrschieber 22, eine Heizgasleitung 23 und ein in der Heizgasleitung 23 liegendes Druckregelventil 24 zu einem Gas-Gleich-

druckventil 30, wobei eine Abzweigleitung 28 der Heizgasleitung 23 über ein Absperrventil 26 mit Motor 27 bei Bedarf gesperrt werden kann. Ein gleichmäßiger Druck innerhalb der Heizgasleitung 23 wird fortlaufend durch einen Druckfühler 25 überwacht der dem Druckregelventil 24 zugeordnet ist

Vom Gas-Gleichdruckventil 30 wird das Heizgas über eine Drosselstelle 31 zum Mischer 20 geführt, der beispielsweise aus einem Rohrstutzen besteht Im Mischer 20 werden der Heizgasstrom und der Verbrennungsluftstrom so miteinander gemischt daß ein optimales Gas-Luftverhäitnis über die Brennerverteilung 6 den Brennern 2,3,4,5 zugeführt werden kann.

Parallel zum Strang 34 der Heizgaslertung 23 mit der Drosselstelle 31 ist einem parallelen Strang 38 ein Absperrventil 35 und eine Drosselstelle 36 zugeordnet Während das Absperrventil 35 über €>\κ Steuerleitung 42 mit einem Thermostat 39 in Verbindung steht weist das Gas-Gieichdruckventil 30 eine Rückkopplung 37 mit der Verbrennungsluftleitung 15 unmittelbar hinter

der Drosselklappe 16 auf. Der thermostat 39 gibt die notwendigen Meßdaten, die zu einer Veränderung der Einstellung des Absperrventils 35 und gleichzeitig zur Veränderung der Einstellung einer Drosselklappe 40 über einen Motor 41 notwendig sind.

Bei Inbetriebnahme des Gas-Schnelierwärmungsofens 1 wird zunächst vom Ventilator 10 Luft durch den Wärmetauscher 9, über die geöffnete Drosselklappe 16 und die geöffnete Drosselstelle 18 dem Mischer 20 zugeführt Gleichzeitig strömt das Heizgas durch den geöffneten Absperrschieber 22, die Heizgasleitung 23, das Druckregelventil 24, das geöffnete Absperrventil 26, das geöffnete Gas-Gleichdruckventil 30, das geöffnete regelbare Absperrventil 35 sowie durch die Drosselstellen 31,36 zum Mischer 20. Dort werden die beiden Mtjien intensiv miteinander gemischt, woraufhin dann das Gas-Luft^misch den Brennern 2, 3, 4, 5 zugeführt werden kann. Dabei ist der Druck der Verbrennungsluft in der Verbrennungsluftleitung 15 und der Druck am Ausgang des Gas-Gleichdruckventils 30 gleich hoch. Die dem Mischer 20 zuzuführende Verbrennungsluftmenge wird über die Drosselklappe 16 und die Drosselstelle 18 eingestellt. Die Heizgasmenge wird dagegen über die Drosselstelle 31,36 bestimmt
Während der Anlaufphase wird die Verbrennungsluft nach und nach durch die Abgase immer mehr im Wärmetauscher 9 aufgeheizt, wodurch sich das spezifische Gewicht der Verbrennungsluft ändert. Damit das günstigste Verhältnis von Heizgas- und Verbrennungsluft auireciiterhalten werden kann, wird das Absperrventil 35 über den Thermostat 39 allmählich zugefahren. Ist die am Thermostat 34 eingestellte Temperatur erreicht, so ist auch das Absperrventil 35 geschlossen. Das Heizgas wird nun ausschließlich über den Strang 34 der Heizgasleitung 23, 'S und die Drosselstelle 31 dem Mischer 20 zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln des Gas-Luft-Gemisches für Gasbrenner von Gas-Schnellcrwärmungsöfen, bei dem die Verbrennungsluft zunächst durch die heißen Abgase des Ofens in einem Wärmetauscher vorgewärmt und dann den Brennern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgas und die Verbrennungsluft bereits vor der Zuführung zu den Brennern miteinander gemischt werden, wobei das Mischungsverhältnis entsprechend der Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft kontinuierlich eingestellt wird, indem die Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft laufend gemessen wird und in Abhängigkeit von der Ablage des jeweils gemessenen Temperaturwertes von der Selbstentzündungstemperatur des Gas-Luft-Gemisches entweder die Heizgasmenge erniedrigt und die Durchströmgeschs'^;ndigkeit des Gases erhöht werden oder die Heligasmenge erhöht und die Durchströmungsgeschwindigkeit des Gases erniedrigt werden, so daß einerseits die Selbstentzündungstemperatur nicht erreicht wird, aber andererseits ein optimaler Betriebszustand ausreichend unterhalb der Selbstentzündungstemperatur gewährleistet ist.

2. Gas-Schnellerwärmungsofen mit vorgeschaltetem, die Verbrennungsluft vorwärmendem Wärmetauscher und mit einer Vielzahl von Brennern, die Ober eine Verbrennungsluftleitung, eine Heizgasleitung und Vcteilungsrohre versorgt werden, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, «iaß die /erbrennungsluftleitung (15) mit der im Wärmetauscher (9) von den Abgasen erwärmten Luft und v.ie Heizgasleitung (23) in einem vor den Brennern (2,3,4,5) angeordneten Mischer (20) zusammengeführt sind, von dem aus das Gas-Luft-Gemisch zu der Brennerverteilung (6) geführt wird, und daß der Verbrennungsluftleitung (15) ein hinter dem Wärmetauscher (9) angeordneter Thermostat (39) zugeordnet ist, über den sowohl eine im Abgasstrom (7) angeordnete Drosselklappe (40) als auch ein. in einem bypaß-artig zur Heizgasleitung (23) laufenden Strang (38) liegendes Absperrventil (35), versteilbar sind.

3. Gasofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strang (38) sowie in dem diesem parallel laufenden Teil (34) der Heizgasleitung (23) jeweils Drosselstellen (31,36) angeordnet sind.

4. Gasofen nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstellen (31, 36) von Hand einstellbar sind.

5. Gasofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Drosselstellen (31, 36) und dem Absperrventil (35) in der Heizgasleitung (23) ein Gas-Gleichdruckventil (30) vorgeschaltet ist, das über eine Rückkopplungsleitung (37) mit der Verbrennungsluftleitung (15) in Verbindung steht, so daß der Druck am Ausgang des Gas-Gleichdruckventils (3C) dem in der Verbrennungsluftleitung entspricht.

6. Gasofen nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß für die Heizgasleitung (23) ein vor dem Gas-Gleichdruckventil (30) angeordnetes Druckregelventil (25) vorgesehen ist.

7. Gasofen nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (20) ein Rohrstutzen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln des Gas-Luft-Gemisches für Gasbrenner von Gas-Schnellerwärmungsöfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf einen Gas-Schnellerwärmungsofen zur Durchführung dieses Verfahrens nach den Merkmalen des Patentanspruchs 2.

Es ist bekannt, daß für den optimalen Betrieb eines Gasofens em bestimmtes Mischungsverhältnis von Gas und Luft vorliegen muß und daß Gas und Lift gut durchmischt sein müssen. Zur Erhöhung des Wirkungsgrads bei Gasfeuerungen ist es bekannt, die heißen Abgase zum Vorwärmen von Brenngas oder Luft auszunutzen.

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art w-ird die Verbrennungsluft auf etwa 1000⁰C vorgewärmt Die Zusammenführung von Heizgas und Verbrennungsluft erfolgt bei dem bekannten Verfahren erst im Brenner selbst Besitzt ein Ofen mehrere Brenner, so besteht bei dem bekannten Verfahren die Schwierigkeit, in sämtlichen Brennern das gleiche Mischungsverhältnis zwischen vorgewärmter Verbrennungsluft und Heizgas sicherzustellen.

Aus der US-PS 34 69 780 ist es bekannt. Luft und Gas zu mischen, bevor das Gemisch über einen Verteilerden einzelnen Brennern eines Gasofens zugeführt wird. Bei diesem bekannten Verfahren jedoch erfolgt keine Vorerwärmung der Verbt ennungsluft durch die Abgase, so daß der oben als vorteilhaft herausgestellte hohe Wirkungsgrad nicht erzielt wird.

Bei der Vorwärmung eines Gas-Luft-Gemisches bzw. eines Bestandteils desselben ist jedoch zu beachten, daß die Vorerwärmung ausreichend unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Gais-Luft-Gemisches liegt Weist beispielsweise ein Gemisch aus Erdgas und Luft mit einem Restbestandteil zwischen 5,1 und 123% Verbrennungsluft eine Temperatur von 670°C auf, so ist die Selbstentzündungsgrenze erreicht Aus Gründen der Betriebssicherheit muß also gewährleistet sein, daß die Vorerwärmung nicht zu stark ist, um Explosionsgefahr zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. einen Gasofen der genannten Art anzugeben, bei dem zwecks Erzielung eines optimalen Wirkungsgrads stets das richtige Verhältnis des Gas-Luft-Gemisches gewährleistet ist, wobei dennoch sichergestellt wird, daß die Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft ausreichend niedrig ist. um eine Explosion durch Selbstentzündung mit Sicherheit auszuschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Beim Anfahren des Ofens kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren also eine relativ große Heizgasmenge entsprechend der niedrigen Abgastemperatur vorgesehen werden. Im stationären Zustand haben dann die Menge der Verbrennungsluft und des Heizgases sowie die Abgastemperatur einen bestimmten Sollwert. In diesem Zustand wird mit optimalem Wirkungsgrad gearbeitet. Für den Fall, daß die Abgastemperatur und somit die Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft ansteigt, wird die Durchströmgeschwindigkeit des Abgases erhöht, wodurch die Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft abfällt: auf diese Weise ist die Betriebssicherheil stets gewährleistet.

Sinkt die Abgastemperatur, so wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Durchströmgeschwindigkeit des Abgases verringert, und die Menge des Hcizga-