DE3625402A1 - Vorrichtung zur regelung des gas-luft-gemisches bei einem gasbeheizten kessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rege­ lung des Gas-Luft-Gemisches bei einem gasbeheizten Kessel,

• - der einen Brenner aufweist, welchem Gas über eine Gaszuleitung zuführbar ist,
• - der weiterhin Luft für den Brenner über einen unterhalb des Brenners vorgesehenen Lufteinlaß erhält und
• - bei dem in einem Abgaskanal eine einstellbare Drossel angeordnet ist.

Durch die einstellbare Drossel wird die Abgasströ­ mungsrate beeinflußt. Es kann dadurch die Heizlei­ tung des Kessels entsprechend dem Wärmebedarf verändert werden. Die Drossel kann beispielsweise eine Klappe sein, die durch einen Stellmotor vom Signal eines Raumthermostaten gesteuert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Kessel das Gas-Luft-Gemisch zu regeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

• a) ein Luftmeßrohr von dem Lufteinlaß zu dem Abgaskanal geführt ist,
• b) in dem Luftmeßrohr eine erste Venturidüse angeordnet ist, an welcher ein erster Differenzdruck abgreifbar ist,
• c) in der Gaszuleitung eine zweite Venturidüse angeordnet ist, an welcher ein zweiter Differenzdruck abgreifbar ist,
• d) in der Gaszuleitung ein Verhältnisdruckregler angeordnet ist, durch welchen der zweite Differenzdruck auf einen dem ersten Differenz­ druck proportionalen Wert regelbar ist.

Das Luftmeßrohr verläuft strömungsmäßig parallel zu dem Abgasweg. An dem Eingang des Luftmeßrohres liegt der Druck, der im Bereich des Brenners und der einströmenden Luft herrscht. Am Ausgang des Luftmeßrohres herrscht der Druck im Abgaskanal. Die Strömungsrate der durch das Luftmeßrohr strömenden Luft ist proportional der Strömungsrate der Abgase durch den Kessel. An der ersten Venturidüse wird daher ein erster Differenzdruck abgegriffen, der ein Maß für die Strömungsrate der Luft in dem Luftmeßrohr und damit ein Maß für die Strömungsrate der Abgase ist. Der Verhältnisregler regelt nun den zweiten Differenzdruck, der an der zweiten Venturi­ düse abgegriffen wird, auf einen zu dem ersten Differenzdruck proportionalen Wert. Die Strömungs­ rate des zugeführten Gases wird daher proportional der Strömungsrate der Abgase. Da letztere bei ein­ geregeltem richtigen stöchiometrischen Verhältnis proportional der zuströmenden Luftmenge ist, kann so indirekt das Verhältnis von Luft zu Gas geregelt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nach­ stehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeich­ nungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein schematischer Vertikalschnitt eines gasbeheizten Kessels mit einer Vorrichtung zur Regelung des Gas-Luft- Gemisches.

Fig. 2 ist eine Darstellung ähnlich Fig.1 und zeigt eine Vorrichtung mit einem durch die Brennkammer in den Abgaskanal ge­ führten Luftmeßrohr.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist mit 10 ein gasbe­ heizter Kessel bezeichnet. Der Kessel 10 hat einen atmosphärischen Brenner 12. Der Brenner 12 ist als Bunsenbrenner ausgebildet. Gas wird über eine Gas­ zuleitung 14 zugeführt. Das Gas strömt über eine Düse 16 in ein Mischrohr 18. Dabei wird Luft als Primärluft über einen Ringkanal 20 angesaugt. Das ist in Fig. 1 durch Pfeile dargestellt.

Der Kessel 10 erhält Luft, wie durch Pfeile darge­ stellt, durch einen Lufteinlaß 22 unterhalb des Brenners 12 mit Lufteinlaßöffnungen 24. Diese Luft wird teilweise als Primärluft von dem Brenner 12 über den Ringkanal 20 angesaugt. Teilweise strömt sie um den Brenner 12 herum als Sekundärluft zur Flamme 26.

In dem Kessel 10 ist oberhalb der Flamme 26 un­ mittelbar über dem Brenner 12 eine Brennkammer 28 gebildet. Durch die Brennkammer 28 erstrecken sich Kesselrohre 30. Diese Kesselrohre 30 werden von Kesselwasser durchströmt. Durch die Brennkammer strömen die heißen Flammen und Abgase, welche Wärme an das in den Kesselrohren 30 mit Wärmetauscher­ rippen 31 strömende Kesselwasser abgeben und dabei abgekühlt werden.

Die Abgase werden dann durch eine waagerechte Ab­ gasführung 32 umgelenkt und strömen dann von oben nach unten durch eine Vorwärmkammer 34. In der Vorwärmkammer 34 sind Kesselrohre 36 zur Vorwärmung des Kesselwassers angeordnet. Diese Kesselrohre 36 sind den Kesselrohren 30 in der Brennkammer 28 vorgeschaltet. Durch die Vorwärmung erfolgt eine weitere Abkühlung der Abgase. Die Abgase treten relativ kühl in den Abgaskanal 38.

Durch die Abkühlung ist der natürliche Auftrieb der Abgase relativ gering. Die Abgase werden daher durch ein Sauggebläse 40 abgesaugt.

In dem Abgaskanal 38 ist stromauf von dem Saugge­ bläse 40 eine einstellbare Drossel 42 angeordnet. Die Drossel 42 ist eine Klappe, die von einem Stellmotor 44 verstellbar ist. Der Stellmotor 44 kann beispielsweise zur Temperaturregelung von einem Raumthermostaten gesteuert sein.

Ein Luftmeßrohr 46 ist von dem Lufteinlaß 22 zu dem Abgaskanal 38 geführt. In dem Luftmeßrohr 46 ist eine erste Venturidüse 48 angeordnet. An der Ven­ turidüse 48 ist ein erster Differenzdruck abgreif­ bar: Über eine Leitung 50 wird der Druck stromauf von der Venturidüse 48 abgegriffen. über eine Leitung 52 wird der Druck in der Einschnürung der Venturidüse 48 abgegriffen. Die beiden Drücke wirken einander in einem Verhältnisdruckregler 54 entgegen. Der Verhältnisdruckregler 54 ist in der Gaszuleitung 14 angeordnet.

In der Gaszuleitung 14 ist weiterhin stromab von dem Verhältnisdruckregler 54 eine zweite Venturi­ düse 56 angeordnet. An der zweiten Venturidüse 56 ist ein zweiter Differenzdruck abgreifbar: Über eine Leitung 58 wird der Druck stromauf von der zweiten Venturidüse 56 abgegriffen. Über eine Leitung 60 wird der Druck in der Einschnürung der zweiten Venturidüse 56 abgegriffen. Die beiden Drücke wirken einander in dem Verhältnisregler 54 entgegen.

Der Verhältnisregler 54 öffnet ein Regelventil jeweils so weit, daß der Differenzdruck an der zweiten Venturidüse 56 proportional dem Differenz­ druck an der ersten Venturidüse 48 ist.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Am Eingang des Luftmeßrohres 46 herrscht der Druck des Einlasses 22, also praktisch Atmosphärendruck. Am Ausgang des Luftmeßrohres 46 herrscht der Druck im Abgaskanal. Das ist ein Unterdruck, der durch das Sauggebläse 40 hervorgerufen wird. Die Luft­ strömungsrate durch das Luftmeßrohr 46 ist im wesentlichen proportional der Abgasströmungsrate über den zu dem Luftmeßrohr 46 parallelen Weg der Brennkammer 28, der Abgasführung 32 und der Vor­ wärmkammer 34. Die Luftströmungsrate wird durch die erste Venturidüse 48 in eine Druckdifferenz umge­ setzt. Diese Druckdifferenz wird durch den Verhält­ nisdruckregler 54 in eine dazu proportionale Druck­ differenz an der zweiten Venturidüse umgesetzt und damit in eine entsprechende Gasströmungsrate in der Gaszuleitung 14. Der Verhältnisdruckregler 54 kann so eingestellt werden, daß sich ein bestimmtes, gewünschtes Verhältnis zwischen angesaugter Luft­ und zugeführter Gasmenge ergibt.

Durch Verstellen der Drossel 42 kann die Abgasströ­ mungsrate und damit sowohl die Luft- als auch die Gasströmungsrate verändert werden. Es wird so die Heizleistung des Kessels verändert.

Mit 62 ist ein Absperrventil und mit 64 ein Filter bezeichnet. Der Verhältnisdruckregler 54 ist von bekannter Konstruktion und daher hier nicht im einzelnen dargestellt und beschrieben.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist das Luftmeßrohr 46 direkt zu dem Abgaskanal 38 geführt. Dadurch bleibt die Temperatur der durch das Luftmeßrohr 46 fließenden Luft im wesentlichen konstant, während die Abgase auf ihrem Weg starken Temperaturände­ rungen unterworfen sind. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist auch das Luftmeßrohr 66 durch die Brenn­ kammer 28 und die Vorwärmkammer 34 geführt. Dadurch wird die Luft in dem Luftmeßrohr 66 ähnlichen Temperaturänderungen unterworfen wie die Abgase.

Die übrigen Teile sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Regelung des Gas-Luft-Gemisches bei einem gasbeheizten Kessel (10),

• - der einen Brenner (12) aufweist, welchem Gas über eine Gaszuleitung (14) zuführbar ist,
• - der weiterhin Luft für den Brenner (12) über einen unterhalb des Brenners (12) vorge­ sehenen Lufteinlaß (22) erhält und
• - bei dem in einem Abgaskanal (38) eine ein­ stellbare Drossel (42) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) ein Luftmeßrohr (46) von dem Lufteinlaß (22) zu dem Abgaskanal (38) geführt ist,
• b) in dem Luftmeßrohr (46) eine erste Venturidüse (48) angeordnet ist, an welcher ein erster Differenzdruck abgreifbar ist,
• c) in der Gaszuleitung (14) eine zweite Venturidüse (56) angeordnet ist, an welcher ein zweiter Differenzdruck abgreifbar ist,
• d) in der Gaszuleitung (14) ein Verhältnis­ druckregler (54) angeordnet ist, durch welchen der zweite Differenzdruck auf einen dem ersten Differenzdruck propor­ tionalen Wert regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luftmeßrohr (66) längs des Weges der Abgase des Kessels (10) durch dessen Brennkammer (28) in den Abgaskanal (38) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Kessel (10) von Kesselwasser durch­ strömte Kesselrohre (30) aufweist, die in einer unmittelbar über dem Brenner (12) vorgesehenen Brennkammer (28) angeordnet sind,
• b) der Kessel (10) weiterhin im Strom der Abgase stromab von der Brennkammer (28) eine Vorwärmkammer (34) enthält, in der Kesselrohre (36) zur Vorwärmung des Kesselwassers angeordnet sind, welche den Kesselrohren (30) der Brennkammer (28) im Strömungsweg des Kesselwassers vorge­ schaltet sind, und
• c) in dem Abgaskanal (38) stromab von der regelbaren Drossel (42) ein Sauggebläse (40) angeordnet ist.