DE3634449A1 - Instrument for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium - Google Patents
Instrument for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid mediumInfo
- Publication number
- DE3634449A1 DE3634449A1 DE19863634449 DE3634449A DE3634449A1 DE 3634449 A1 DE3634449 A1 DE 3634449A1 DE 19863634449 DE19863634449 DE 19863634449 DE 3634449 A DE3634449 A DE 3634449A DE 3634449 A1 DE3634449 A1 DE 3634449A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- flow
- line
- medium
- pressure
- flow resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D11/00—Control of flow ratio
- G05D11/006—Control of flow ratio involving a first fluid acting on the feeding of a second fluid
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Mengenstromes eines gas- bzw. dampfförmigen oder flüssigen Mediums, das durch eine mit einem Druckregler und einer Drosselstelle versehene Leitung strömt.The invention relates to a device for control or regulation a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium through a with a pressure regulator and a line provided with a throttle point flows.
Ein Druckregler regelt die Druckdifferenz eines Mediums. In erster Näherung gilt:A pressure regulator regulates the pressure difference of a medium. In First approximation applies:
Dabei ist:
V= Volumenstrom
K₁= Konstante
Δ p= Druckdifferenz
ρ= DichteHere is:
V = volume flow K ₁ = constant Δ p = pressure difference ρ = density
Danach entspricht einer bestimmten Druckdifferenz bei konstanter Dichte ρ ein bestimmter Volumenstrom V. Ferner gilt:According to this, a certain volume flow V corresponds to a certain pressure difference with constant density ρ . The following also applies:
Dabei ist:Here is:
= MengenstromK₂= Konstante ρ₀= Normdichte = Mass flowK₂ = constant ρ₀ = standard density
Danach entspricht bei konstanter Dichte der Volumenstrom eines Mediums einem bestimmten Mengenstrom. Wird dabei der Volumenstrom konstant gehalten, bleibt automatisch auch der Mengenstrom konstant. According to this, the volume flow corresponds to one at constant density Medium a certain volume flow. The volume flow The volume flow also automatically remains constant constant.
Dies ist nicht mehr der Fall, wenn sich die Dichte des Mediums, z. B. infolge von Temperaturschwankungen, ändert. Zur Konstanthaltung des Mengenstroms müssen Dichteänderungen bei der Regelung berücksichtigt werden, d. h., es muß bisher ständig eine aufwendige Dichtemessung stattfinden.This is no longer the case if the density of the medium, e.g. B. due to temperature fluctuations changes. To keep it constant of the volume flow must change the density in the control are taken into account, d. that is, there has always been one complex density measurement take place.
Die Notwendigkeit, einen Mengenstrom möglichst konstant zu halten, ergibt sich z. B. bei der Brennstoffzufuhr zu Gasbrennern, wenn deren Wärmebelastung gehalten werden soll. Den Brennern muß pro Zeiteinheit eine bestimmte Brennstoffmenge und damit Wärmemenge zugeführt werden. Aufgrund von Umgebungseinflüssen kann die Temperatur des Brennstoffes und damit dessen Dichte schwanken.The need to keep a volume flow as constant as possible z. B. when supplying fuel to gas burners, if their heat load is to be kept. The Burners must have a certain amount of fuel and so that heat can be supplied. Due to environmental influences can the temperature of the fuel and therefore its Density fluctuate.
Weiterhin stellt sich das Problem, bei der Herstellung von Gasgemischen die einzelnen Mengenströme oder das Verhältnis der Mengenströme konstant zu halten. Dabei müssen pro Zeiteinheit die jeweiligen Mengen konstant gehalten oder im konstanten Verhältnis zueinander zusammengeführt werden. Konstante Gasgemische werden z. B. zur Pfrüfgaserzeugung oder beim Ablauf chemischer Reaktionen benötigt.The problem also arises in the production of gas mixtures the individual flow rates or the ratio of Keep volume flows constant. Here, per unit of time the respective quantities kept constant or in constant proportion be brought together. Constant gas mixtures z. B. for test gas generation or when chemical Reactions needed.
Bei der Verbrennung von Brennstoffen sind zwei Mengenströme, nämlich Brennstoff und z. B. Verbrennungsluft, in Abhängigkeit voneinander, daher in einem bestimmten Verhältnis, zu steuern oder zu regeln. Es besteht das Problem, dieses Verhältnis unabhängig von Schwankungen eines oder beider Mengenströme aufgrund von Dichteänderungen möglichst konstant zu halten.When combusting fuels there are two flows, namely fuel and z. B. combustion air, depending to control each other, therefore in a certain ratio or to regulate. The problem is, this relationship is independent of fluctuations in one or both of the flow rates of keeping density changes as constant as possible.
Zur Regelung des Brennstoff-Verbrennungsluftverhältnisses verwendet man sog. Gleichdruckregelungen. Dabei wird der Druck und damit der Mengenstrom der Verbrennungsluft in Abhängigkeit vom Wärmebedarf z. B. über ein motorisch verstellbares Drosselorgan verändert. Der Luftdruck wird als Führungsgröße auf einen Druckregler in der Gasleitung gegeben, so daß dessen Druck dem veränderlichen Luftdruck nachgeführt wird. Für den Fall, daß sich die Dichte von Luft und/oder Brenngas, z. B. durch Einsatz eines nachgeschalteten Rekuperators ändert, ist es bekannt, Meßblenden in einem oder beiden Strömen anzuordnen und deren Differenzdrücke als Führungsgrößen auf den Druckregler in der Gasleitung zu geben (z. B. DE-OS 30 36 638). Auf diese Weise haben aus Temperaturänderungen resultierende Druckänderungen, die hinter, d. h. stromab der Meßblenden stattfinden, keinen Einfluß auf das Mischungsverhältnis von Brenngas und Verbrennungsluft.Used to regulate the fuel-combustion air ratio so-called constant pressure regulations. The pressure and thus the volume flow of the combustion air depending on Heat demand z. B. via a motor-adjustable throttle body changed. The air pressure is used as a reference variable on a pressure regulator given in the gas line, so that its pressure is variable Air pressure is tracked. In the event that the density of air and / or fuel gas, e.g. B. by using a downstream recuperator changes, it is known to orifice plates to be arranged in one or both streams and their differential pressures as reference variables on the pressure regulator in the gas line to give (e.g. DE-OS 30 36 638). That way pressure changes resulting from temperature changes, the behind, d. H. take place downstream of the orifice plates, no influence on the mixture ratio of fuel gas and combustion air.
Temperaturänderungen eines Stromes oder beider Ströme stromauf der Meßblenden führen jedoch zu ungewollten Schwankungen des Mischungsverhältnisses, die bisher nicht oder nur durch aufwendige Maßnahmen kompensiert werden konnten.Temperature changes of one stream or both streams upstream the orifice plates lead to unwanted fluctuations in the Mixing ratio that was not previously or only through complex Measures could be compensated.
Änderungen der Gasbeschaffenheit, d. h. der Zusammensetzung, machen es ebenfalls notwendig, den Gasmengenstrom oder das Brenngas- Verbrennungsluftverhältnis zu steuern oder zu regeln.Changes in gas quality, d. H. the composition, also make it necessary to adjust the gas flow or the fuel gas To control or regulate the combustion air ratio.
Weiterhin besteht das Bedürfnis, das Mischungsverhältnis beliebig oder in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise dem Anfahrzustand, veränderbar zu machen.There is also a need for the mixing ratio as desired or depending on certain operating conditions, for example the starting state, to make it changeable.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es auf einfache Weise möglich ist, den Mengenstrom eines Mediums oder das Verhältnis von Mengenströmen zweier Medien in Abhängigkeit von Stör- und/oder Steuergrößen zu steuern oder zu regeln.The invention is accordingly based on the object To create device of the type mentioned, with which it the volume flow of a medium is easily possible or the relationship between mass flows of two media depending to control or regulate disturbance and / or control variables.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß stromauf oder stromab einer Drosselteile bzw. stromauf oder stromab einer Drosselstelle in einer weiteren Leitung für ein weiteres Medium eine Impulsleitung mit mindestens zwei hintereinander liegenden Strömungswiderständen abzweigt, wobei das Verhältnis der Druckdifferenzen der beiden Strömungswiderstände in Abhängigkeit von Stör- und/oder Steuergrößen veränderbar ist, und daß aus dem Druck zwischen den Strömungswiderständen ein Signal gebildet wird, das auf den Druckregler einwirkt. To achieve this object, the device according to the invention characterized in that upstream or downstream of a Throttle parts or upstream or downstream of a throttle point in another line for another medium an impulse line with at least two flow resistances in series branches, the ratio of the pressure differences of the two flow resistances depending on interference and / or Control variables is variable, and that from the pressure between the flow resistances a signal is formed that acts on the pressure regulator.
In Abhängigkeit von der Störgröße Temperatur verändert sich das Druckverhältnis der beiden Strömungswiderstände aufgrund bekannter physikalischer Gesetze. Der Druckabfall an einem Strömungswiderstand ist je nach dessen Charakter abhängig von der Dichte oder der Viskosität - die sich bekanntlich mit der Temperatur ändern - des strömenden Mediums.This changes depending on the disturbance variable temperature Pressure ratio of the two flow resistances due to known physical laws. The pressure drop across a flow resistor depends on its character depending on the density or the viscosity - which is known to vary with temperature change - the flowing medium.
Wenn der Strömungswiderstand laminaren Charakter besitzt, d. h., wenn die Strömung durch den Widerstand laminar ist, wie z. B. im Falle eines Kapillarröhrchens, ändert sich der Druckabfall, d. h., die Druckdifferenz über dem Strömungswiderstand, in Abhängigkeit von der Viskosität. Hat dagegen die Strömung durch den Widerstand turbulenten Charakter, wie z. B. bei einer Blende oder Düse, ändert sich der Druckabfall in Abhängigkeit von der Dichte des die Meßblende durchströmenden Mediums.If the flow resistance is laminar, d. that is, if the flow through the resistor is laminar, such as e.g. B. in the case of a capillary tube, the pressure drop changes, d. i.e. the pressure difference over the flow resistance, depending on the viscosity. Has the current against it through the resistance turbulent character, such as B. at a Orifice or nozzle, the pressure drop changes depending on the density of the medium flowing through the orifice.
Erfindungsgemäß sind sowohl laminare als auch turbulente Strömungswiderstände gleichermaßen geeignet, und zwar auch in gemischter Zusammenstellung. Ein laminarer Strömungswiderstand in Form einer Kapillare erzeugt von der Funktion her ein größeres Signal als ein turbulenter Strömungswiderstand in Form einer Blende oder Düse. Letztere sind jedoch in der Praxis besser zu handhaben.Both laminar and turbulent flow resistances are according to the invention equally suitable, and also in mixed Compilation. A laminar flow resistance in The shape of a capillary creates a larger function Signal as a turbulent flow resistance in the form of a Orifice or nozzle. However, the latter are better in practice handle.
Das Mischungsverhältnis von zwei Mengenströmen wird durch die folgende Gleichung beschriebenThe mixing ratio of two flows is determined by the following equation described
Dabei ist:Here is:
P= absoluter DruckΔ P= Druckdifferenz über einem turbulenten StrömungswiderstandT= absolute TemperaturK₃= Konstante Index 1= 1. Medium Index 2= 2. Medium P = absolute pressure Δ P = pressure difference over a turbulent flow resistance T = absolute temperature K ₃ = constant index 1 = 1. medium index 2 = 2. medium
Beispielsweise bei Normalbetrieb von Gasbrennern kann man in erster Näherung davon ausgehen, daß das Verhältnis der absoluten Drücke P₁/P₂ in der Luft- und Gasleitung vor den relevanten Drosselstellen konstant ist. Mit einer Druckregeleinrichtung, z. B. mit einem Gleichdruckregler, wird normalerweise das Verhältnis der Druckdifferenzen Δ P₁/Δ P₂ konstant geregelt. Danach können Dichteänderungen, die das Mengenverhältnis beeinflussen, durch Kompensation der Temperaturen oder des Temperaturverhältnisses T₂/T₁ eliminiert werden. Dabei muß die Druckdifferenz (Glchg. 1) bzw. das Verhältnis der Druckdifferenzen (Glchg. 3) derart gesteuert bzw. geregelt werden, so daß der Mengenstrom bzw. das Mengenstromverhältnis nahezu konstant bleiben.For example, in normal operation of gas burners, one can assume in a first approximation that the ratio of the absolute pressures P ₁ / P ₂ in the air and gas line before the relevant throttling points is constant. With a pressure control device, e.g. B. with a constant pressure regulator, the ratio of the pressure differences Δ P ₁ / Δ P ₂ is normally controlled constantly. Then changes in density, which affect the ratio, can be eliminated by compensating for the temperatures or the temperature ratio T ₂ / T ₁. The pressure difference (Eq. 1) or the ratio of the pressure differences (Eq. 3) must be controlled or regulated in such a way that the volume flow or the volume flow ratio remain almost constant.
Weiterhin ist das Verhältnis der Druckdifferenzen der beiden Strömungswiderstände durch Ansteuern von außen veränderbar, wenn mindestens ein Strömungswiderstand ansteuerbar ausgeführt ist. Bei der Regelung beispielsweise eines Brenngasmengenstromes für einen Gasbrenner können die Regelabweichungen aller meßbaren relevanten Verbrennungsgrößen als Ansteuersignale verwendet werden. Verbrennungsgrößen sind beispielsweise der O₂-, CH₄-, CO-Gehalt im Abgas oder die Flammentemperatur. Regelgröße kann auch das Mischungsverhältnis λ sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Mischungsverhältnis beliebig oder in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise dem Anfahrzustand, zu verändern. Die erfindungsgemäße Regelung ist einfach und preiswert, weil nur auf die kleinen Mengenströme in der Impulsleitung eingewirkt wird.Furthermore, the ratio of the pressure differences of the two flow resistances can be changed by activation from the outside if at least one flow resistance is designed to be activated. When controlling, for example, a fuel gas flow rate for a gas burner, the control deviations of all measurable, relevant combustion variables can be used as control signals. Combustion variables are, for example, the O₂, CH₄, CO content in the exhaust gas or the flame temperature. The controlled variable can also be the mixing ratio λ . Furthermore, there is the possibility of changing the mixing ratio as desired or depending on certain operating states, for example the starting state. The control according to the invention is simple and inexpensive, because it only acts on the small flow rates in the impulse line.
Bei Änderung des Verhältnisses der Druckdifferenzen der beiden Strömungswiderstände ändert sich der Druck zwischen den beiden Strömungswiderständen. Dieser Druck kann erfaßt und in ein elektrisches Kompensationssignal zur Ansteuerung des Druckreglers umgewandelt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Druck zwischen den Strömungswiderständen den Druckregler als pneumatisches Signal direkt beaufschlagt. Bestehende Gleichdruckregelsysteme zur Regelung des Brenngas-Verbrennungsluftverhältnisses bei Gasbrennern oder auch Vordruckregler können dann auf sehr einfache Weise zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umgerüstet werden. When changing the ratio of the pressure differences between the two Flow resistances change the pressure between the two Flow resistance. This pressure can be sensed and converted into an electrical Compensation signal to control the pressure regulator being transformed. However, it is particularly advantageous if the pressure between the flow resistances the pressure regulator acted directly as a pneumatic signal. Existing constant pressure control systems for regulating the fuel gas / combustion air ratio with gas burners or upstream pressure regulators then in a very simple way to a device according to the invention be converted.
Bei der Regelung bzw. Konstanthaltung eines einzigen Mengenstromes und der Kompensation von Temperaturänderungen des Mediums, ist es ausreichend, in der Impulsleitung einen seiner Größe nach in Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums veränderbaren und einen seiner Größe nach durch Thermostatisierung konstanten Strömungswiderstandes anzuordnen.When controlling or maintaining a single flow and the compensation of temperature changes in the medium, it is sufficient to have one of its size in the impulse line after changeable depending on the temperature of the medium and one constant in size by thermostatting To arrange flow resistance.
Wenn die Umgebungstemperatur beispielsweise in einem klimatisierten Raum konstant ist, kann der seiner Größe nach konstante Strömungswiderstand auch auf Umgebungstemperatur gehalten werden.If the ambient temperature, for example, in an air-conditioned Space is constant, its size can be constant Flow resistance can also be kept at ambient temperature.
Bei der Regelung von zwei Mengenströmen in Abhängigkeit voneinander ist einer der Strömungswiderstände seiner Größe nach in Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums veränderbar, während der andere Größe nach in Abhängigkeit von der Temperatur des weiteren Mediums veränderbar ist. Temperaturänderungen sowohl des einen als auch des anderen Mediums werden kompensiert und führen nun nicht mehr zu unzulässigen Schwankungen des Mischungsverhältnisses.When controlling two flow rates depending on each other is one of the flow resistors in size changeable depending on the temperature of the medium, while the other size depending on the Temperature of the other medium is changeable. Temperature changes of both the one and the other medium compensated and no longer lead to impermissible fluctuations the mixing ratio.
Ein Strömungswiderstand verändert seine Größe bzw. der Druckabfall an ihm ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur eines Mediums, indem der Strömungswiderstand und/oder der Teilstrom in der Impulsleitung in Wärmeaustausch mit dem Medium steht bzw. stehen. Beispielsweise kann der Strömungswiderstand und/ oder die Impulsleitung im Strömungsweg des Mediums angeordnet werden. Der Strömungswiderstand kann auch einen Wärmetauscher aufweisen, der mit dem Medium beaufschlagt wird, auf dessen Temperatur der Strömungswiderstand und/oder der Teilstrom in der Impulsleitung gehalten werden soll.A flow resistance changes its size or the pressure drop on it changes depending on the temperature of one Medium by the flow resistance and / or the partial flow is in heat exchange with the medium in the impulse line or stand. For example, the flow resistance and / or the impulse line is arranged in the flow path of the medium will. The flow resistance can also be a heat exchanger have, which is acted upon by the medium on the Temperature the flow resistance and / or the partial flow in the impulse line is to be held.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der stromauf in der Impulsleitung liegende Strömungswiderstand auf der Temperatur des Mediums in derjenigen Leitung, von der die Impulsleitung abzweigt, gehalten wird, während der stromab liegende Strömungswiderstand im Wärmeaustausch mit dem weiteren Medium steht. It is particularly advantageous if the upstream in the impulse line flow resistance at the temperature of the Medium in the line from which the impulse line branches off, is held while the downstream flow resistance is in heat exchange with the other medium.
Wenn der stromauf in der Impulsleitung angeordnete Strömungswiderstand in der Nähe der Abzweigstelle der Impulsleitung von der Leitung liegt, nimmt der Strömungswiderstand die Temperatur des strömenden Mediums an, ohne das besondere Wärmeaustauschmaßnahmen erforderlich sind.If the flow resistance arranged upstream in the impulse line near the branch of the impulse line from the line, the flow resistance takes the temperature of the flowing medium without the special heat exchange measures required are.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens ein Strömungswiderstand elektrisch beheizbar. Auf diese Weise kann der Wärmeaustausch des Strömungswiderstandes oder des Teilstroms in der Impulsleitung mit einem Medium ersetzt oder verstärkt werden.In an advantageous embodiment there is at least one flow resistance electrically heated. In this way, the Heat exchange of the flow resistance or the partial flow in the impulse line can be replaced or reinforced with a medium.
Außerdem kann ein Strömungswiderstand über die elektrische Beheizung besonders einfach angesteuert und so der Mengenstrom eines Mediums in Abhängigkeit von Steuergrößen z. B. Verbrennungsgrößen gesteuert oder geregelt werden.In addition, a flow resistance through the electrical heating controlled particularly easily and thus the volume flow a medium depending on control variables such. B. Combustion sizes be controlled or regulated.
Wird mit elektrisch ansteuerbaren Strömungswiderständen gearbeitet, so ergibt sich der besondere Vorteil, daß mehrere Strömungswiderstände beispielsweise in parallelen Brennersystemen über ein gemeinsames Referenzsignal gleichzeitig angesteuert und die Brenngasströme gleichzeitig geregelt werden können.Is with electrically controllable flow resistances worked, there is the particular advantage that several Flow resistances, for example in parallel burner systems Controlled simultaneously via a common reference signal and the fuel gas flows can be controlled simultaneously.
Ein Strömungswiderstand in Form einer Kapillare kann auf einfache Weise mit Strom beheizt werden, indem die Kapillare in Form eines Heizleiters ausgebildet ist, an den direkt eine Niederspannung anlegbar ist.A flow resistance in the form of a capillary can be easily Way be heated with electricity by putting the capillary in Form of a heat conductor is formed, to which a low voltage directly can be created.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strömungswiderstand einen veränderbaren freien Strömungsquerschnitt aufweist.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that at least one flow resistance has a variable free flow cross section.
Beispielsweise kann der Strömungswiderstand eine aus Kunststoff bestehende Blende sein, deren Temperaturausdehnungskoeffizient besonders groß ist. Die Temperaturänderungen des die Blende durchströmenden Mediums führen zusätzlich zu einer Veränderung des freien Strömungsquerschnittes, so daß die Veränderung der Größe des Strömungswiderstandes verstärkt wird. For example, the flow resistance can be made of plastic existing aperture, its temperature expansion coefficient is particularly large. The temperature changes of the aperture flowing medium also lead to a change of the free flow cross-section, so that the change in Size of the flow resistance is increased.
Weiterhin besteht über die Veränderung des freien Strömungsquerschnittes eine weitere einfache Möglichkeit der Ansteuerung Strömungswiderstandes.There is also a change in the free flow cross section another easy way of control Flow resistance.
Der ansteuerbare Strömungswiderstand kann als Iris- oder Segment-Blende, als Drosselventil oder als motorangetriebene Drosselklappe oder dergl. ausgebildet sein.The controllable flow resistance can be an iris or segment orifice, as a throttle valve or as a motor-driven throttle valve or the like.
Bei Versuchen hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Impulsleitung stromab der Drosselstelle direkt oder indirekt in derjenigen Leitung mündet, von der sie abzweigt.In experiments it has been found to be advantageous that the Impulse line downstream of the throttle point directly or indirectly in of the line from which it branches off.
Die Kompensationswirkung kann durch eine zusätzliche Impulsleitung verstärkt werden. Durch Beaufschlagung der Membran des Druckreglers derart, daß die Kompensationssignale in die gleiche Richtung wirken, entsteht die Verstärkungswirkung.The compensation effect can be achieved by an additional impulse line be reinforced. By loading the membrane of the Pressure regulator such that the compensation signals in the same Working in the direction, the reinforcing effect is created.
Weiterhin ist es baulich vorteilhaft, wenn der Druckregler mit entsprechenden Ein- und Auslässen direkt in den Strömungsweg der Impulsleitung zwischen die Strömungswiderstände geschaltet ist.Furthermore, it is structurally advantageous if the pressure regulator is used corresponding inlets and outlets directly into the flow path the impulse line between the flow resistances is.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is described below on the basis of preferred exemplary embodiments explained in connection with the drawing. The drawing shows in
Fig. 1 bis 5, schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Fig. 1 to 5 are schematic representations of embodiments of the invention.
Der Aufbau der Regelvorrichtung ist bei allen Ausführungsbeispielen ähnlich, und entsprechende Teile sind in allen Fig. mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.The structure of the control apparatus is similar in all embodiments, and corresponding parts are designated in all the figures. With the same reference numerals.
Die Ausführungsformen nach Fig. 1 kann zur Konstanthaltung des Brenngasmengenstromes für einen Gasbrenner verwendet werden oder zur Konstanthaltung eines Gasmengenstromes, beispielsweise zur Erzeugung von Gasgemischen. The embodiments of Fig. 1 can be used for keeping the fuel gas flow amount for a gas burner, or for maintaining a constant amount of gas stream, for example for the production of gas mixtures.
Eine Gasleitung 1 ist mit einem Druckregler 2 und einer Drosselstelle 3 z. B. in Form einer Blende oder eines Stellenventils versehen. Stromauf der Drosselstelle 3 zweigt eine Impulsleitung 4 ab, in der Strömungswiderstände 5 und 6 angeordnet sind.A gas line 1 is with a pressure regulator 2 and a throttle 3 z. B. in the form of an aperture or a control valve. A pulse line 4 branches off upstream of the throttle point 3 , in which flow resistances 5 and 6 are arranged.
Es handelt sich beispielsweise um Kapillarröhrchen, in denen eine laminare Strömung entsteht. Während sich die Größe des Strömungswiderstandes 6, d. h. sein Druckabfall entsprechend der jeweiligen Gastemperatur einstellt, ändert sich die Größe des Strömungswiderstandes 5 nicht, da er in üblicher Weise thermostatisiert ist.These are, for example, capillary tubes in which a laminar flow is created. While the size of the flow resistance 6 , ie its pressure drop is set according to the respective gas temperature, the size of the flow resistance 5 does not change, since it is thermostatted in the usual way.
Eine Arbeitsmembran 7 des Druckregler 2 ist auf der einen Seite vom Druck zwischen den Strömungswiderständen 5 und 6 und auf der anderen Seite vom Druck stromab des Strömungswiderstandes 5 beaufschlagt. Die Impulsleitung 4 endet stromab der Drosselstelle 3 in der Gasleitung 1. Es ist auch möglich, die Oberseite der Membran dem Luftdruck auszusetzen. Der Gasstrom in der Impulsleitung muß dann stromab des Strömungswiderstandes 5 in die Umgebung abströmen.A working membrane 7 of the pressure regulator 2 is acted upon on one side by the pressure between the flow resistors 5 and 6 and on the other side by the pressure downstream of the flow resistance 5 . The pulse line 4 ends downstream of the throttle point 3 in the gas line 1 . It is also possible to expose the top of the membrane to air pressure. The gas flow in the impulse line must then flow into the environment downstream of the flow resistance 5 .
Nach Fig. 2 werden zwei Mengenströme in Abhängigkeit voneinander geregelt, z. B. Brenngas und Verbrennungsluft für einen Gasbrenner.According to FIG. 2, two volume flows in dependence of one another are controlled such. B. fuel gas and combustion air for a gas burner.
Die Arbeitsmembran 7 des Druckreglers 2 in der Gasleitung 1 ist einerseits vom Ausgangsdruck des Druckreglers 2 und andererseits von dem Druck zwischen den Strömungswiderständen 5 und 6 in der Impulsleitung 4 beaufschlagt. Die Impulsleitung 4 zweigt hier von einer Luftleitung 8, die ein Gebläse 9 aufweist, vor einer Drosselstelle 10 ab. Hinter dem Gebläse 9 befindet sich eine in Abhängigkeit vom Wärmebedarf motorisch verstellbare Drosselklappe 10′. Während sich die Größe des Strömungswiderstandes 5 entsprechend der jeweiligen Lufttemperatur einstellt, ändert sich die Größe des Strömungswiderstandes 6 in Abhängigkeit von der Gastemperatur, da mit Hilfe eines nicht dargestellten Wärmetauschers die den Strömungswiderstand 6 durchströmende Luft auf Gastemperatur gebracht wird. Die Impulsleitung 4 endet hinter der Drosselstelle 10 in der Luftleitung 8. Brenngas und Verbrennungsluft werden in einer Mischvorrichtung 11 zusammengeführt.The working diaphragm 7 of the pressure regulator 2 in the gas line 1 is acted upon on the one hand by the output pressure of the pressure regulator 2 and on the other hand by the pressure between the flow resistors 5 and 6 in the impulse line 4 . The pulse line 4 branches off from an air line 8 , which has a blower 9 , in front of a throttle point 10 . Behind the blower 9 there is a throttle valve 10 'which is adjustable as a function of the heat requirement. While the size of the flow resistance 5 adjusts itself according to the respective air temperature, the size of the flow resistance 6 changes depending on the gas temperature, since the air flowing through the flow resistance 6 is brought to gas temperature with the help of a heat exchanger (not shown). The impulse line 4 ends behind the throttle point 10 in the air line 8 . Fuel gas and combustion air are brought together in a mixing device 11 .
Nach Fig. 3 zweigt die Impulsleitung 4 von der Gasleitung 1 ab und endet auch in dieser hinter der Drosselstelle 3. Die Strömungswiderstände 5 und 6 werden von Brenngas durchströmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Oberseite der Arbeitsmembran 7 von dem Druck zwischen den Strömungswiderständen 5 und 6 beaufschlagt, während ihre Unterseite über eine Steuerleitung 12 mit dem Druck aus der Luftleitung 8 beaufschlagt ist. In diesem Fall ändert sich die Größe des Strömungswiderstandes 6 in Abhängigkeit von der jeweiligen Gastemperatur, während sich die Größe des Strömungswiderstandes 5 mit Hilfe eines Wärmetauschers in Abhängigkeit von der Lufttemperatur ändert.According to FIG. 3, the pulse line branches 4 of the gas line 1 and ends in this beyond the restrictor 3. The flow resistors 5 and 6 are flowed through by fuel gas. In this embodiment, the top of the working membrane 7 is acted upon by the pressure between the flow resistors 5 and 6 , while its underside is acted upon by the pressure from the air line 8 via a control line 12 . In this case, the size of the flow resistance 6 changes depending on the respective gas temperature, while the size of the flow resistance 5 changes with the help of a heat exchanger depending on the air temperature.
Nach Fig. 4 weist der Druckregler 2 eine Arbeitsmembran 7 auf, deren Unterseite mit dem Druck zwischen den Strömungswiderständen 5 und 6 beaufschlagt wird. Der Druckregler 2 ist hier direkt in den Strömungsweg der Impulsleitung 4 zwischen die Strömungswiderstände 5 und 6 geschaltet. In diesem Fall wird der Strömungswiderstand 6 mit Hilfe eines Wärmetauschers auf die Gastemperatur und der Strömungswiderstand 5 ebenfalls mit Hilfe eines Wärmetauschers auf Lufttemperatur gebracht. Die Oberseite der Arbeitsmembran 7 wird mit dem Druck der in der zweiten Impulsleitung 4′ liegenden Strömungwiderstände 5′ und 6′ beaufschlagt. Die beiden zwischen 5 und 6 sowie 5′ und 6′ entstehenden Kompensationsdrücke wirken in die gleiche Richtung, wodurch eine Verstärkungswirkung entsteht.According to Fig. 4, the pressure regulator 2 to a working diaphragm 7, the underside of which is subjected to the pressure between the flow resistances 5 and 6. The pressure regulator 2 is here connected directly into the flow path of the impulse line 4 between the flow resistors 5 and 6 . In this case, the flow resistance 6 is brought to the gas temperature with the aid of a heat exchanger and the flow resistance 5 is also brought to the air temperature with the aid of a heat exchanger. The top of the working diaphragm 7 is pressurized with the pressure of the flow resistors 5 ' and 6' in the second impulse line 4 ' . The two between 5 and 6 and 5 ' and 6' resulting compensation pressures act in the same direction, which creates a reinforcing effect.
In Fig. 5 ist schematisch die Regelung eines bzw. mehrerer paralleler Brenner dargestellt. Im Abgasstrom des Brenners 13 wird über eine nicht dargestellte Meßeinrichtung beispielsweise eine Lambda-Sonde, ein Signal erzeugt, das in einem Rechner ausgewertet, ausgegeben und in ein Regelsignal umgewandelt wird. Das die Regeleinrichtung 14 verlassende elektrische Signal wird auf die ansteuerbaren Strömungswiderstände 5 und 6 gegeben. Die Strömungswiderstände sind in nicht dargestellter Art und Weise in Form von Heizleitern ausgebildet, an die direkt das Signal in Form einer Niederspannung angelegt wird. Wie schematisch angedeutet, können weitere Strömungswiderstände in parallelen Brennereinrichtungen angesteuert werden.In Fig. 5, the scheme is shown of one or more parallel burner schematically. In the exhaust gas stream of the burner 13 , a lambda probe, for example, a signal is generated by a measuring device, not shown, which is evaluated in a computer, output and converted into a control signal. The electrical signal leaving the control device 14 is applied to the controllable flow resistors 5 and 6 . The flow resistances are not shown in the form of heating conductors to which the signal is applied in the form of a low voltage. As indicated schematically, further flow resistances can be controlled in parallel burner devices.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863634449 DE3634449C2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Device for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863634449 DE3634449C2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Device for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3634449A1 true DE3634449A1 (en) | 1988-04-14 |
| DE3634449C2 DE3634449C2 (en) | 1996-11-14 |
Family
ID=6311410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863634449 Expired - Fee Related DE3634449C2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Device for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3634449C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4986867A (en) * | 1987-10-14 | 1991-01-22 | Gurit-Essex Ag | Method of manufacturing a prefabricated vehicle window |
| EP0576817A1 (en) * | 1992-06-27 | 1994-01-05 | Lechler GmbH & Co.KG | Method and device for supplying gas and liquid to a two component spray nozzle |
| DE19750138A1 (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Device for introducing a liquid reducing agent into an exhaust gas cleaning system |
| US6273120B1 (en) | 1998-11-12 | 2001-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for introducing a liquid reducing agent into an exhaust gas purification system |
| DE10137572B4 (en) * | 2001-07-31 | 2007-01-25 | Rolf Kresel | Control device for gas blower burner |
| EP2159487A2 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | Robert Bosch GmbH | Gaskessel |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10022882B4 (en) * | 2000-05-10 | 2010-04-29 | Loi Thermprocess Gmbh | Method and device for controlling a burner |
| DE102004013001A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-10-13 | Dsi Getränkearmaturen Gmbh | Device for introducing a gas into a liquid comprises a liquid line and a gas line both connected to a differential pressure regulator which has a first active surface impinged by the liquid and a second active surface impinged by the gas |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE903386C (en) * | 1940-03-24 | 1954-02-04 | Junkers & Co Ges Mit Beschraen | Thermostatic apparatus and method of making the same |
| DE1099190B (en) * | 1955-05-25 | 1961-02-09 | Pintsch Bamag Ag | Flow rate controller for gaseous media |
| DE1110893B (en) * | 1959-09-10 | 1961-07-13 | Canadian Ind | Method and device for measuring the flow velocity of a liquid |
| US3653399A (en) * | 1970-06-15 | 1972-04-04 | Nat Instr Lab Inc | Gas flow controlling system |
| DE2100206B2 (en) * | 1970-01-05 | 1974-01-10 | The Bendix Corp., Southfield, Mich. (V.St.A.) | Pressure regulator |
| US3809314A (en) * | 1971-10-20 | 1974-05-07 | Barber Colman Co | Self-powered variable volume air damper control |
| GB1421742A (en) * | 1972-03-04 | 1976-01-21 | Pye Ltd | Apparatus for controlling the flow of gas |
| US3994434A (en) * | 1975-09-04 | 1976-11-30 | Barber-Colman Company | Variable volume air damper control having a damped actuator |
| DE1473087B2 (en) * | 1963-05-10 | 1978-04-13 | The De Havilland Aircraft Co. Ltd., Hatfield, Hertfordshire (Grossbritannien) | Device for regulating the mass flow rate of a compressible, gaseous medium in a main flow channel |
| US4303982A (en) * | 1979-08-09 | 1981-12-01 | The Babcock & Wilcox Company | System for the measurement and control of the heat input to a gas burner |
| DE2846444C2 (en) * | 1978-10-25 | 1982-03-25 | Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart | Control device, in particular for vehicles, for a heating or air conditioning system |
-
1986
- 1986-10-09 DE DE19863634449 patent/DE3634449C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE903386C (en) * | 1940-03-24 | 1954-02-04 | Junkers & Co Ges Mit Beschraen | Thermostatic apparatus and method of making the same |
| DE1099190B (en) * | 1955-05-25 | 1961-02-09 | Pintsch Bamag Ag | Flow rate controller for gaseous media |
| DE1110893B (en) * | 1959-09-10 | 1961-07-13 | Canadian Ind | Method and device for measuring the flow velocity of a liquid |
| DE1473087B2 (en) * | 1963-05-10 | 1978-04-13 | The De Havilland Aircraft Co. Ltd., Hatfield, Hertfordshire (Grossbritannien) | Device for regulating the mass flow rate of a compressible, gaseous medium in a main flow channel |
| DE2100206B2 (en) * | 1970-01-05 | 1974-01-10 | The Bendix Corp., Southfield, Mich. (V.St.A.) | Pressure regulator |
| US3653399A (en) * | 1970-06-15 | 1972-04-04 | Nat Instr Lab Inc | Gas flow controlling system |
| US3809314A (en) * | 1971-10-20 | 1974-05-07 | Barber Colman Co | Self-powered variable volume air damper control |
| GB1421742A (en) * | 1972-03-04 | 1976-01-21 | Pye Ltd | Apparatus for controlling the flow of gas |
| US3994434A (en) * | 1975-09-04 | 1976-11-30 | Barber-Colman Company | Variable volume air damper control having a damped actuator |
| DE2846444C2 (en) * | 1978-10-25 | 1982-03-25 | Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart | Control device, in particular for vehicles, for a heating or air conditioning system |
| US4303982A (en) * | 1979-08-09 | 1981-12-01 | The Babcock & Wilcox Company | System for the measurement and control of the heat input to a gas burner |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4986867A (en) * | 1987-10-14 | 1991-01-22 | Gurit-Essex Ag | Method of manufacturing a prefabricated vehicle window |
| EP0576817A1 (en) * | 1992-06-27 | 1994-01-05 | Lechler GmbH & Co.KG | Method and device for supplying gas and liquid to a two component spray nozzle |
| DE19750138A1 (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Device for introducing a liquid reducing agent into an exhaust gas cleaning system |
| US6273120B1 (en) | 1998-11-12 | 2001-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for introducing a liquid reducing agent into an exhaust gas purification system |
| DE10137572B4 (en) * | 2001-07-31 | 2007-01-25 | Rolf Kresel | Control device for gas blower burner |
| EP2159487A2 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | Robert Bosch GmbH | Gaskessel |
| FR2935463A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-05 | Bosch Gmbh Robert | GAS BOILER. |
| EP2159487A3 (en) * | 2008-08-27 | 2014-03-05 | Robert Bosch GmbH | Gaskessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3634449C2 (en) | 1996-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19824521B4 (en) | Control device for gas burners | |
| EP0022493B1 (en) | Process and apparatus for the combustionless measurement and/or regulation of the heat quantity supply to gas consumption plants | |
| EP1370806A1 (en) | Method and device for adjusting air ratio | |
| EP0450173A1 (en) | Mixture control device for a pre-mixed gas burner | |
| DE3634449A1 (en) | Instrument for controlling or regulating a mass flow of a gaseous or vaporous or liquid medium | |
| DE1473087C3 (en) | Device for regulating the mass flow rate of a compressible gaseous medium in a main flow channel | |
| DE2509344C3 (en) | Method and arrangement for the automatic control of a boiler-turbine unit | |
| DE2059020B2 (en) | Air cabinet for one burner | |
| EP0864067B1 (en) | Gas flame treatment apparatus for pretreatment of surfaces of plastique material by increasing the surface energy at the surfaces to be coated | |
| DE2708858C2 (en) | Control device for a burner for flowable fuels | |
| DE2909628A1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE KATA VALUE | |
| EP0015480B1 (en) | Device for the regulation of gas-firing mixtures | |
| DE2933224A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE RELATIONSHIP BETWEEN A GAS OR A GAS MIXTURE AND THE VAPOR OF A VOLATILE ANESTHETIC LIQUID, AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THIS METHOD AND PREFERREDLY INTO-USE | |
| DE10219251B3 (en) | heater | |
| EP1002998A2 (en) | Heater | |
| DE1960131A1 (en) | Control device with at least two vortex muffle burners | |
| EP3734159A1 (en) | Method for checking a gas mixture sensor in a combustion gas operated heater | |
| DE10348324B3 (en) | Modulation process for heating load of burner involves preparing measuring lines, measuring volume and mass flow of gas and air and producing required gas mixture | |
| DE392135C (en) | Mixture regulator or gas pressure regulator | |
| EP0340611B1 (en) | Device for combustion air supply controlling | |
| DE3006683A1 (en) | Gas burner control with temp. variation compensator - has pressure at burner fed into airflow-actuated gas flow regulator control line | |
| DE19943612B4 (en) | Method for operating a gas burner with modulating burner output | |
| DE3401665C2 (en) | Control device for a gas heater | |
| DE10056064A1 (en) | Process for regulating a gas burner | |
| DE2615106A1 (en) | PROCESS AND DEVICE FOR MONITORING, DISPLAYING OR CONTROLLING THE VOLUME RATIO BETWEEN MIXED GASES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |