DE3625402C2

DE3625402C2 - Vorrichtung zur Regelung des Gas-Luft-Gemisches bei einem gasbeheizten Kessel

Info

Publication number: DE3625402C2
Application number: DE19863625402
Authority: DE
Inventors: Juergen Rolker
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1986-07-26
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2006-07-27
Also published as: DE3625402A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Gas-Luft-Gemisches bei ei nem gasbeheiztem Kessel mit einem Brenner, welchem Gas über eine Gaszuleitung zuführbar ist, mit einer ersten Differenzdruck-Meßstelle, an welcher ein erster Diffe renzdruck als Maß für die dem Brenner zugeführte Verbrennungsluftmenge abgreifbar ist, mit einer in der Gaszuleitung angeordneten zweiten Differenzdruck-Meßstelle, an welcher ein zweiter Differenzdruck abgreifbar ist sowie mit einem in der Gaszuleitung angeordneten Verhältnisdruckregler, durch welchen der zweite Differenzdruck auf ei nen dem ersten Differenzdruck proportionalen Wert regelbar ist.

Eine derartige Regeleinrichtung ist aus der DE 30 06 683 A1 bekannt. In einer Gaslei tung und in einer Luftleitung befinden sich Meßblenden zur Bestimmung der Volumen ströme, die pro Zeiteinheit am Brenner ausströmen. Mittels eines Verhältnisdruckreg lers wird der Differenzdruck des Gases dem Differenzdruck der Luft nachgeführt. Eine derartige Gemischregelung ist bei einem Kessel mit einem atmosphärischen Brenner nicht möglich. Hierbei strömt das Gas über eine Düse in ein Mischrohr und saugt über Injektorwirkung einen Teil der Verbrennungsluft, den sogenannten Primärluftanteil an. Der Sekundärluftanteil wird von der Flamme beim Austritt aus dem Brenner aufgenom men. Das Volumen der Verbrennungsluft kann daher nicht ohne weiteres über eine Differenzdruckmessung bestimmt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Kessel mit atmosphäri schem Brenner das Gas/Luft-Gemisch zu regeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Das Luftmeßrohr verläuft strömungsmäßig parallel zu dem Abgasweg. An dem Eingang des Luftmeßrohres liegt der Druck, der im Bereich des Brenners und der einströmen den 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 Differenzdruck-Meßstelle 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 Ver hältnisregler regelt nun den zweiten Differenzdruck, der an der zweiten Differenz druck-Meßstelle abgegriffen wird, auf einen zu dem ersten Differenzdruck pro portionalen Wert. Die Strömungsrate des zugeführten Gases wird daher propor tional 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 Differenzdruck-Meßstelle 48 angeordnet. An der Differenzdruck-Meßstelle 48 ist ein erster Differenzdruck abgreif bar: Über eine Leitung 50 wird der Druck stromauf von der Differenzdruck-Meßstelle 48 abgegriffen. Über eine Leitung 52 wird der Druck in der Einschnürung der Differenzdruck-Meßstelle 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 Differenzdruck-Meßstelle 56 angeordnet. An der zweiten Differenzdruck-Meßstelle 56 ist ein zweiter Differenzdruck abgreifbar: Über eine Leitung 58 wird der Druck stromauf von der zweiten Differenzdruck-Meßstelle 56 gegriffen. Über eine Leitung 60 wird der Druck in der Einschnürung der zweiten Differenzdruck-Meßstelle 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 Differenzdruck-Meßstelle 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 Differenzdruck-Meßstelle 48 in eine Druckdifferenz umge setzt. Diese Druckdifferenz wird durch den Verhält nisdruckregler 54 in eine dazu proportionale Druck differenz an der zweiten Differenzdruck-Meßstelle 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

1. Vorrichtung zur Regelung des Gas-Luft-Gemisches bei einem gasbeheizten Kessel (10), mit einem Brenner (12), welchem Gas über eine Gaszuleitung (14) zuführbar ist, mit einer ersten Differenzdruck-Meßstelle (48), an welcher ein er ster Differenzdruck als Maß für die dem Brenner zugeführte Verbrennungsluft menge abgreifbar ist, mit einer in der Gaszuleitung (14) angeordneten zweiten Differenzdruck-Meßstelle (56), an welcher ein zweiter Differenzdruck abgreifbar ist sowie mit einem in der Gaszuleitung (14) angeordneten Verhältnisdruckreg ler, durch welchen der zweite Differenzdruck auf einen dem ersten Differenz druck proportionalen Wert regelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (12) die Luft über einen unterhalb des Brenners (12) vorgesehenen Lufteinlaß (22) erhält, daß in einem Abgaskanal (48) eine einstellbare Drossel (42) angeordnet ist,
daß die erste Differenzdruck-Meßstelle (48) in einem von Luft durchströmten Luftmeßrohr (46) angeordnet ist, das von dem Lufteinlaß (22) zu dem Abgaska nal (38) geführt ist, in den es stromauf der Drossel (42) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmeßrohr (66) längs des Weges der Ab gase 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 durchströmte Kesselrohre (30) auf weist, 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 Brenn kammer (28) eine Vorwärmkammer (34) enthält, in der Kesselrohre (36) zur Vorwärmung des Kesselwasser angeordnet sind, welche den Kessel rohren (30) der Brennkammer (28) im Strömungsweg des Kesselwassers vorgeschaltet sind, und
c) in dem Abgaskanal (38) stromab von der regelbaren Drossel (42) ein Sauggebläse (40) angeordnet ist.